JP2004162919A - 力制限式回転錠止装置 - Google Patents

Abstract

【課題】駆動軸と、フラップや羽根板などの一つ以上の翼面との間に配置される力制限式回転錠止装置において軸が一方の角度方向に続行回転を阻止する。
【解決手段】ハウジング２２に対して回転運動および軸線方向移動が可能なようにハウジングに配設された軸２１用の力制限式回転錠止装置２０は、全体として軸に配置された突起状部材２８とハウジングに配置された爪５１とを含む。爪は、ハウジングに対して第一位置と第二位置で移動可能である。カム２５を軸に装着し、従動レバー４９を筐体に装架することにより、軸が所定位置から軸線方向に変位すると、爪は第一位置と第二位置の間を選択的に動く。軸が所定の位置から軸線方向に変位して爪が突起状部材に係合することにより、軸は一方の角度方向に続行回転することを阻止される。
【選択図】図１

Description

本発明は、広い意味で言えば、力制限器（フォースリミッタ）に係わり、具体的に言うと、特に、航空機における、駆動軸と、フラップや羽根板（スラット）などの一つ以上の翼面との間に配設されるようになされた、改良された力制限式回転錠止装置（ａｎ ｉｍｐｒｏｖｅｄ ｆｏｒｃｅ−ｌｉｍｉｔｉｎｇ ｒｏｔａｒｙ ｌｏｃｋ）に関するものである。

固定翼航空機では、フラップを用いて離陸時と着陸時に翼の輪郭を変える。幾つかの例では、翼に沿って間隔を置いて配置された複数のフラップの個々の動きを制御する回転軸を駆動するために、ボールねじアクチュエータが用いられる。力制限器を配置して、過負荷状態が検知されたときにアクチュエータ機構の損傷を防止することが、通常、望ましい。

各種回転錠止機構が、２００１年２月７日に出願され、本出願の被譲渡人に譲渡された米国特許出願第０９／７７８６００号、米国特許第６１０９４１５号、第４６９７６７２号、第４５７９２０１号、第３８９８８１７号、および第５５８２３９０号に示され、かつ、説明されている。前記米国出願および前記米国特許の全内容を本明細書の記載として援用する。

それゆえ、広い意味での本発明の目的は、改良された力制限式回転錠止装置を提供することである。

別の目的は、フラップや羽根板（スラット）などの翼面の制御に用いられる力制限式回転錠止装置を提供することである。

これらの目的と利点、および、その他の目的と利点は、本明細書の前記説明および以下の説明、そして、図面および特許請求の範囲の記載から明らかになるだろう。

開示された具体例の対応する部品、部分、または表面を示すための符号を括弧付きで示しているが、これは、限定的な意味ではなく、単なる例示目的であるという前提で、本発明は、軸線（ｘ−ｘ）の周囲で回転運動をするようにハウジング（２２）内に配設された軸（２１）用の改良された力制限式回転錠止装置を提供するものである。また、軸は、ハウジングに対して軸線方向に動くことができ、ハウジングに対して軸線上の所定位置に動くように（皿ばね積層体３３，３４によって）付勢されている。改良された回転錠止装置は、広く言って、軸とハウジングのうちの一方に設けた少なくとも一つの部材（２８）と、先に選択された軸とハウジングのうちの他方に設けられ、第一位置と第二位置の間で前記部材（２８）に対して相対的に動くことのできる爪（５１）とを含み、爪が（例えば図３に示す）第一位置にあるとき、前記部材と係合して軸が一回動方向に続行回転することを阻止し、また、爪が（例えば図２に示す）第二位置にあるとき、前記部材から離脱して、軸の回転をいずれの角度方向に許容するように、作動可能に爪が配設されている。また、前記改良された回転錠止装置は、軸とハウジングのうちの一方に設けたカム（２５）と、軸が所定位置から軸線方向で変位した時に、カムに係合し、連動する爪を第一位置と第二位置の間で選択的に移動させることにより、爪（５１）を前記部材（２８）に係合させ、軸が一方の角度方向に続行回転することを阻止するように配置された従動部材（フォロワ）（４９）とを更に含む。

図示例では、各部材（２８）は、突起または爪で、軸から外向きに突出している。しかし、代替配置例では、そのような部材（突起、爪、またはその他のもの）をハウジング側に設けてもよい。

また、好適形態では、装置は、単一の爪（５１）を有して図示され、爪は、付勢ばね力が加えられた三位置のどの位置にも選択的に移動できるように作動的に配置されている。第一位置（例えば図３参照）においては、爪（５１）が部材（２８）と係合して軸の一方の角度方向での回転を阻止し、第二位置（例えば図２参照）においては、爪がそのような部材から離脱して軸がどちらの回動方向にも回転できるようにし、さらに第三位置においては、爪が部材（２８）に係合して反対側角度方向へ続行回転することを阻止する。しかし、代替例として、複数の爪を設けてもよい。

軸が一方の角度方向の回転を阻止されているとき、軸は反対側角度方向に回転することを阻止されない。さらに、軸が一方の角度方向の回転を阻止されているとき、爪は、軸の軸線上の位置とは無関係にその位置を維持する。爪が、第一のまたは停止位置（すなわち、一方の角度方向に続行回転することが阻止されている）にあり、たとえ軸が軸線方向に変位しないとしても、軸が反対側角度方向に回転すると、爪は、停止または第一位置から解放または第二位置に動かされる。

初めに、類似の参照符号は、全図面を通じて、同じ構造部材、部分、または表面を識別するためのものであり、かかる構造部材、部分、または表面は、以下の詳細な説明を含む明細書全体に亘って説明されている。別途指摘しない限り、図面は、明細書とともに読むべきであり（例えば、クロスハッチング、部品構成、寸法比、角度など）、また、本件明細書全体の一部であると見なすべきである。以下の説明において使用された場合、水平、垂直、左、右、上、下の用語、およびそれらの形容詞的、ならびに副詞的派生語（例えば、水平に、右向きに、上向きに等）は、特定の図面を読者が見たときの図示構造の向きを単に指している。同様に、用語「内向き」および「外向き」は、伸長する軸線または回転軸線に対する表面の相対的な方向を概ね指している。

ここで図面、特に図１、を見ながら説明すると、本発明は全体としては改良された力制限式回転錠止装置を提供するものであり、現時点での好適実施例が模式的に符号２０で指示されている。この実施例は、水平方向に伸長する、全体を２１で表示された軸を含み、この軸は、全体を２２で指示されたハウジング内に作動可能に配設されている。より具体的には、軸２１が、ハウジングに対して相対的に回転し、かつ軸線方向移動ができるように配設されている。

軸は、概ね水平な軸線ｘ−ｘを有するように示されている。軸は、左先端部の模式的に符号２３で表示された雄ねじ部と、ねじ部から右方向に間隔を置いた鍔（つば）２４、各々が符号２５で表示されて軸の一部から外向きに突出する複数のカムと、周方向に間隔を置いて配置され、外向き放射状に突出する爪または突起状部材２８を備えた環状ディスク２６と、駆動部材３０のスプライン歯篏合部と作動可能に噛合する一連のスプライン歯２９とを有する。駆動部材３０は、適当な機構（図示せず）により軸線ｘ−ｘを中心にして回転するように構成されている。スプライン結合のため、軸２１は駆動部材３０とともに強制的に回転させられるが、駆動部材３０およびハウジング２２に対して相対的に軸線方向に可動である。

軸左端のねじ部２３は、別の部材または要素（図示せず）駆動用のねじ／ナット機構（図示せず）に作動可能に結合される。ねじ／ナット機構からの反力が、皿ばね３６，３８の予荷重よりも小さい限り、ハウジングに対する軸の軸線方向移動は認められない。しかし、そのような被駆動部が何らかの理由によりつかえると、軸２１が継続して回転することにより予荷重を越える反力が発生し、ハウジング２２に対して軸２１を軸線方向に移動させる。

ハウジングには、軸が貫通しており、水平に延在した特別構成の管状部材として図示されている。ハウジングは、小径の左側部分３１と大径の右側部分３２とを有する。ハウジングの左側部分３１は、内向き突出環状部３５により分断されて軸線方向で間隔を置いた二つの室３３，３４を有する。皿ばね積層体３６は左の室３３に配置され、もう一つの皿ばね積層体３８は右の室３４に配置されている。これら二つの皿ばね積層体は、予荷重調節用の挟み金（シム）３９，４０を介して軸の鍔２４に作用し、軸をハウジングに対して軸線上の所定位置方向に移動するように弾発力を加えている。挟み金３９，４０は、各ばねに所望の予荷重を付与できるように選ばれ、軸線方向に同一厚さである必要はない。事実、特定の用途に応じてそれらは軸線方向に異なる厚さを有する。

ハウジングの右側部分３２は、（図１の左から右に）右向き環状垂直壁４１、そこから右方に延在する内向き水平円筒面４２、左向き環状垂直面４３、内向き水平円筒面４４、右向き環状垂直面４５、内向き水平円筒面４６、および左向き環状垂直面４８を有して図示されている。カム２５は四つを一群として軸線方向に間隔を置いて二群が配置されており、各群のカムは軸の周囲に各々約９０°の等間隔を置いて配置されている。このように、計八つのカム２５が設けられ、外向きに突出して内向き水平円筒面４４に対向している。環状ディスク２６は、面４５，４６，４８の間に画成されるハウジングの凹所に配置される。先に説明したように、環状ディスク２６は、四つの爪または突起状部材２８が放射方向外向きに突出している環状ディスク部材である。これらの四部材は、環状ディスク２６の円筒状外周面に等間隔に配置されている。

従動部材４９が、左向き環状垂直面４３と右向き環状垂直面４５の間に延在する開口に枢動可能に挿着された連接棒５０の左先端部に装着されている。一端に従動部材４９が装着された連接棒５０の他端には、爪５１が取付けられている。従動部材４９は内側部５２を有し、従動部材４９の長さ方向に対して垂直に配置され、軸線方向に間隔が空けられたカム２５，２５の間に軸線に対して平行に配置される。これにより、軸がハウジングに対して軸線上の所定位置にあるときに駆動部材３０が回転すると、軸２１が回転してフラップが望みの運動をする。換言すると、正常作動時には、軸は駆動部材３０からの入力に応じて回転するが、ハウジングに対して軸線方向には移動しない。

しかし、フラップの駆動系がつかえると、そのような障害を有する駆動系の運動はねじ部２３を経由して返送され、軸２１が軸線方向に移動する。そうなると、従動部材４９の内側先端がカム２５の一つと係合する。軸が継続して回転すると従動部材４９が連接棒５０の軸を中心にして回動し、爪５１が（図２に示す）第二または解放位置から（図３に示す）第一または停止位置に移動する。

図２、および図３が最も判りやすいが、爪は、三つの凹面５３，５４，５５を有する、特別に形成された部材である。ボール５６がハウジング内に配置されており、ばね５８により付勢力が加えられて爪に対して押圧され、凹面５３，５４，５５の一つにスナップ篏合（ｓｎａｐ ｉｎｔｏ：ばねの弾発力を利用した嵌合関係のこと）している。

ハウジングに対して軸が軸線上の所定位置にあるとき、軸の正常回転運動により爪５１が移動させられることはない。爪は、正常作動時には図２に示される解放または第二位置に保持される。しかし、フラップに過負荷が掛かり、または、つかえてねじ山連結部がハウジング内の軸の軸線方向移動を引起して軸が軸線方向のどちらかに移動すると、従動部材４９が軸線方向に移動した軸のカム２５に係合して爪を（図２に示す）解放位置から（図３に示す）停止位置に枢動させる。爪が停止位置にあるときには、図３に、反時計方向回転が阻止されて示されているように、爪が、環状ディスク２６の爪または突起状部材２８の一つを係止することにより、軸は同一方向にさらに回転することが阻止される。

しかし、一回動方向にさらに回転することが阻止されている場合においても、軸は逆の回動方向（すなわち時計回り）には自由に回転できる。この時、回動してきた突起状部材が偏心した爪と係合して爪を停止位置から正常位置に復帰させる。

図１〜図３に示した設計では、過負荷が加わると、軸は、どちらの回動方向であろうと、さらに回転することが阻止されるが、逆の回動方向には常時自由に回転することができ、それにより、機構を停止状態から選択的に解放状態に移行させることに留意すべきである。

このように、本発明によるとハウジングに装架された軸用の改良された力制限式回転錠止装置が得られる。

先に指摘したように、多くの変更や修正を施すことが可能である。例えば、図面に示した形状は、略図として見られることを意図したものである。略図により例示した本発明を実行する場合には、種々の、または異なる形状を採用することができる。現状では皿ばねを向い合せた皿ばね積層体を、予荷重を付与するための挟み金とともに用いることが好ましいが、他の種類の中央位置決め装置を用いることもできる。同様に、他の種類のカムと従動部材を用いることができる。爪は軸またはハウジングのどちらにも装着可能であり、その時突起状部材は爪が装着されていない軸またはハウジングに配置される。スプライン結合を他の連結手段で代替することは可能である。

このように改良された力制限式回転錠止装置の現時点での好適形態を示して説明し、また、いくつかの変更と修正について論じたが、当業者には、特許請求の範囲の記載により規定され、また、差別化される本発明の精神から逸脱することなく各種の変更と修正を加え得ることが容易に理解できよう。

改良された力制限式回転錠止装置の軸、ハウジング、突起状部材、および爪を含む構成部材が示された一部欠截斜視図。 爪が解放または第二位置にある状態を示す図１の概ね線２−２で截断した垂直部分断面図。 爪が解放または第二位置から停止または第一位置に移動して爪が突起状部材の一つに作動的に係合し、軸が反時計回りにさらに回転することを阻止している状態を示す全体として図２に類似の図。

Claims (4)

1. 軸線周りの回転運動をするようにハウジング内に配設された軸の回転錠止装置であり、
   前記軸が、前記ハウジングに対して軸線方向に可動であり、また、軸線上の所定位置に向って動くように付勢力が加えられている前記軸用回転錠止装置において、
   前記軸および前記ハウジングのうちの一方に設けた少なくとも一つの部材と、
   前記軸および前記ハウジングのうちの他方に配設され、第一位置と第二位置の間で、前記軸および前記ハウジングのうちの前記他方に対して移動可能な爪と、
   前記軸および前記ハウジングうちの一方に装着されたカムと、
   前記軸が、前記所定位置から軸線方向に変位して前記爪を前記第一位置と前記第二位置の間を選択的に移動させるとき、前記軸が回転して前記カムに係合するように作動的に配設された従動部材とを含み、
   前記爪が、前記第一位置にあるとき、前記部材に係合して前記軸が一方の角度方向に引き続き回転することを阻止し、また、前記爪が前記第二位置にあるとき、前記部材から離脱して前記軸をいずれの角度方向にも回転できるように前記爪が作動的に配設され、さらに、
   前記軸が前記所定位置から軸線方向に変位して、前記爪が前記部材に係合したとき、前記軸が、前記一方の角度方向に引き続き回転することを阻止されている回転錠止装置。
2. 前記軸が前記一方の角度方向の回転を阻止されているとき、前記軸が逆向きの角度方向には回転を阻止されていない請求項１に記載された回転錠止装置。
3. 前記軸が前記一方の角度方向の回転を阻止されているとき、前記軸の軸線方向位置と無関係に前記爪が前記第一位置に保持される請求項２に記載された回転錠止装置。
4. 前記軸が前記逆向きの角度方向に回転され、かつ、前記軸が軸線方向に変位されていないとき、前記爪が前記第一位置から前記第二位置に動かされる請求項２に記載された回転錠止装置。

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