JP2007298182A - 電気機械装置及びそれに装備された航空機用車輪ブレーキのための安全固定装置 - Google Patents

電気機械装置及びそれに装備された航空機用車輪ブレーキのための安全固定装置 Download PDF

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Abstract

【課題】装置を固定又は開放位置に保持するための作動部材の連続的作動を必要せず、固定状態から自由な状態へ変更出来ない安全固定装置を提案する。
【解決手段】電気機械式装置用の安全固定装置が、回転シャフト(20)に回転可能に接続される第1の摩擦要素(21,22)と、回転不能で該第1の摩擦要素に対向して伸張する第2の摩擦要素(23,24)とを具備する。前記2つの摩擦要素の1つは、制御可能な作動手段(26,29)の作用の下で、固定位置と開放位置との間で移動可能である。前記固定又は開放位置は選択器(25)の続いて起こる角度位置に対応しており、前記選択器は、回転可能であり、移動可能である前記摩擦要素(23,24)に接続されており、弾性部材(32)によりその角度位置に保持される。前記制御可能な作動手段は、1つの角度位置から次の位置に選択器を通過可能に配置される。
【選択図】図2

Description

本発明は、電気機械装置のための安全固定装置に関する。
多くの工業分野において機械の構成要素は、運動するチェーンを介して電気モータにより駆動される。幾つかの用途において安全性の配慮により、構成要素が使用されない場合に該単数又は複数の構成要素を所定位置に固定することが必要である。
このことを実施するために、運動するチェーンの回転部分に形成される空洞に障害物を導入してそれらの積極的固定する方法が既知である。しかしこれは、回転部分を停止可能であることが必要であるため、前記空洞は障害物との線上にあり、それは実施するのにややこしいものである。更に装置の開放あるいはそれの運転の試み影響の下で、障害物が空洞内で動かなくなる場合があり、そのことはそれを引き抜き難くする。
シャフトの端部に摩擦ブレーキを装備するモータもまた既知であり、そこではディスクがモータシャフトと一体である一方で、第1のディスクに対向して配設された第2のディスクが、回転的にモータを固定するために、第2のディスクが第1のディスクに対して押圧される固定位置と、第2のディスクが第1のディスクから離れて保持されてモータの自由な回転を可能にする開放位置との間で可動である。一般的にディスクは、弾性部材の作用により前記位置の一方に保持され、更に例えば電磁石等の作動部材、又は室がオイルにより充填されていて密閉されている、ラム等の一定の作用により、弾性部材の反対に作用して、もう一方の位置に保持される。
作動部材の不具合(電磁石の電力供給の不具合、又はラムの場合では漏れ)の場合において、作動部材が保持可能にしていた前記位置はもはや保証されず、固定装置は弾性部材の働きによりもう一方の位置に向かって進行的に滑るので、そのことは危険である可能性がある。これは、回転シャフトが固定されるはずとみなされる場合に、自由に回転する可能性があるからであり、あるいは逆に回転シャフトが自由に回転するはずとみなされる場合に、それが固定される可能性があるからである。
航空機用電気ブレーキの分野からの2,3の例がここで示される。このタイプのブレーキは、ディスクの積層(スタック)を具備しており、それらの幾つかは車輪(ロータ)と共に回転して可動である一方で、他のものは、第1のものと交互に配設されて、回転的に固定される(ステータ)。ブレーキは、電気モータを備える少なくとも一つの電気機械アクチュエータと、車輪にブレーキ力を発生する目的のディスクを押圧するように配置される機構とを具備する。
航空機を休止時に固定するために、車輪が安全に固定されるようにブレーキディスクを押圧して保持する方法が既知である。これを実施するために、電気ブレーキに関して、アクチュエータを固定する手段を提供することが有利であり、それがディスクを押圧するように、アクチュエータを作動し、その後固定手段によりこの位置にアクチュエータを固定することにより満足される。
障害物及び固定手段と相似の空洞を有する装置(システム)のこのケースにおける使用は十分なものではない。これは、航空機が固定される場合に、後者(航空機)は一般的に丁度着陸して、それにより支持される状態でブレーキがかけられて、ブレーキの構造は従って熱の影響下で膨張しているからである。
ブレーキが冷却される前に、アクチュエータが固定されると、ブレーキ構造の進行的な収縮が生じて、ディスクへの押圧力が増大する。反作用として、アクチュエータが可逆性である(reversible)と、この力の増大は、障害物を収容する空洞内において障害物の移動不良を生じる可能性があり、それはフィンガの開放において困難性を増大する可能性がある。
更に、障害物により固定されたアクチュエータを作動させる際に、それが破損することを防止するために、障害物を寛大に寸法決めすることが必要である。
同様に、アクチュエータの固定用の摩擦ディスク装置(システム)の使用もまた十分ではない。その様な装置は確かに、内部又は外部の力に対してより耐力があり、それは固定(例えば、固定装置が固定位置に設置された場合において、アクチュエータを作動させる試み)を強制する傾向にあるが、しかし高度なレベルの安全性を保証しない。
これは、アクチュエータは一般的に、アクチュエータが稼動状態にある(従って電気が供給される)場合に分離された位置にアクチュエータの摩擦ディスクを保持するように配置される、作動部材と、作動部材がアクチュエータを固定するために(電気)供給されない場合にお互いに対してディスクを押圧するバネとを具備するからである。作動部材への電力供給の不具合(又はそれの機能の不具合)は、アクチュエータを望まない状態で、それが事故の時に占める位置に固定し、それを作動不能にする結果を生じる可能性がある。
文献US−A−5949168により、単独で使用されて固定装置を開放位置から固定位置に変える操作部材を具備する固定装置を有する、自動車のためのブレーキがやはり既知である。開放位置がバネにより保持される一方で、固定位置は、ブレーキディスクを押圧する傾向にある方向においてモータの回転により保持されており、不可逆性である動かない状態に固定装置を設置する効果を有する。
この文献に開示される固定装置は、モータに対して対向する方向の回転の効果の下で、固定装置の自動的な動作不能の回避を可能にするように設計されており、それ(前記回転の効果)は固定装置を開放位置に戻す。
その様な装置(システム)は、固定装置が固定位置にある場合に、モータの回転の事故がモータを開放し従って危険であると分かっているブレーキを開放することが、望まれない分野である、航空学において使用可能ではない。
本発明は従って、電気機械装置のための安全固定装置であって、固定又は開放位置の一方又は他方において装置を保持するための作動部材の連続的作動を必要としない一方で、強制的に固定する傾向のある内部又は外部力に耐え、且つこの力が固定装置を固定された状態から自由な状態へ変えることが可能ではない、安全固定装置を提案することを目的とする。
本発明の目的はより詳しくは、回転軸の周りを回転するシャフトを具備する電気機械装置に装備するための安全固定装置であって、該装置は、該シャフトに回転するように接続されると共に該シャフトの回転軸に垂直な平面において伸張する第1の摩擦要素と、回転に対して可動ではなくて第1の摩擦要素に対向して伸張する第2の摩擦要素とを具備しており、前記2つの摩擦要素の1つは、制御可能な作動手段の作用の下で、前記2つの摩擦要素が弾性部材によりお互いに対して押圧される固定位置と、前記2つの摩擦要素が分離状態で保持される開放位置との間で該軸に沿った移動において可動であり、該作動手段は前記固定又は開放位置の一方又は他方の保持に関与しない。本発明に従い固定又は開放位置は、選択器の続いて起こる(successive)角度位置に対応しており、前記選択器は回転において可動であり、更に移動において可動である前記摩擦要素に移動において接続されており、該選択器は、前述した弾性部材によりその角度位置の任意の1つにおいて保持されており、前記制御可能な作動手段は、1つの角度位置から次の位置に選択器の通過を可能にするように配置されており、更に引き続いて前記摩擦要素が通過して、その固定及び開放位置の一方から他方へ移動可能である。
従って作動手段は前記固定又は開放位置の一方を保持するようには使用されず、それらは従ってもはや、前記摩擦要素をそれらの位置の一方又は他方に保持するために、延長して動力を供給される必要はない。更に好適には積極的障害物と共の摩擦要素の使用は、例えば前記電気機械装置を駆動する試み等の効果の下で滑動を可能にするか、あるいは前記アクチュエータに適用される前記外部力の所望されない増大のケースにおいて滑動を可能にする。
加えて前記2つの位置は、前記弾性部材により保持されており、前記モータの回転の事故は、前記装置を前記固定位置から前記開放位置へ通過させる効果を有さない。
文献US−A−5949168において、前記固定及び開放位置は、交互の角度位置に対応しており、本発明による前記固定装置の前記固定及び開放位置は続いて起こる角度位置に対応することが理解されるべきである。
好適な配置に従い、前記選択器は位置決め部材を具備しており、それはリング内のくぼみに受容されており、前記くぼみは、前記リングの周囲に配置され更に交互のくぼみの第1と第2の列に編成されており、前記第1の列の前記くぼみは、前記位置決め部材が該くぼみの底に隣接する前に前記摩擦要素が接触するような深さを有しており、更に前記第2の列の前記くぼみは、前記摩擦要素が接触する前に前記位置決め部材が該くぼみの底に隣接するような深さを有する。
前記固定及び開放位置はその後、前記位置決め部材を前記リングのくぼみの列の一方又は他方に設置することにより簡単に得られる。
前記制御可能な作動手段は、軸方向に可動であって前記弾性部材に抗して前記選択器を押して、前記位置決め部材をそれが係合される前記リングの前記くぼみから開放するように配置されるプッシャーを具備することが好都合であり、前記選択器及び/又は前記プッシャーはカム外形を有しており、該カム外形は、該プッシャーがその初期の位置に戻った時に、該選択器を回転させて、前記位置決め部材を隣接するくぼみに向かって動かす。
従って容易に制御可能な前記プッシャーの単純な移動運動により、前記選択器の付随する回転が実施される。
好適な配置に従い、前記カム外形は、前記プッシャーにより保持されており、前記位置決め部材の自由端部に作用する。
特定の実施の形態に従い、前記位置決め部材は、前記リングに向かって伸張する複数の歯を具備しており、前記歯は、前記リング内のくぼみの数の半分の数である。
追加の戻り部材が、前記プッシャーと協働して、後者(プッシャー)をその作動後にその初期の位置に戻すことが好都合である。
前記制御可能な作動手段は、前記プッシャーを作動するように機能する電磁石を具備し、該電磁石は励磁されて、移動可能な前記摩擦要素を固定位置から開放位置へ単に通過させるように励磁されるか、又はその逆であることが好ましい。
本発明のこれとは別の目的は、航空機の車輪のためのブレーキであり、回転するように前記車輪に接続されるロータと、回転に対して固定されていて前記ロータを有する積層に交互に配置されるステータとを具備するディスクの積層を具備しており、該ブレーキは、前記車輪に電気機械的ブレーキ力を作用するために、前記ディスクの積層を押圧するように配置される少なくとも一つの電気機械式アクチュエータを具備する。本発明に従い、前記電気機械式アクチュエータは、前述の特性の少なくとも一つを有する安全固定装置を備えており、(該安全固定装置は、)該アクチュエータの運動するチェーンの回転シャフトに関係する。
本発明の別の特徴及び利点は、本発明の特に非限定的実施の形態の以下の記述により、より以上に明確になるであろう。添付図について後述する。
図1を参照すると既知の状態で、航空機の車輪1がベアリング3によりシャフト2に回転するように設置される。車輪1は、周囲のキー5により車輪1と共に回転可能であるロータ4と、ロータ4と交互に配置されていて内部のキー8により捻り(トーション)チューブ7に回転するように接続されるステータ6とからなる、ディスクの積層を具備するブレーキFを備える。捻りチューブ7自体は、ネジ10によりリング9に接続される。リング9は、シャフト2に滑って設置されており、図示されない手段を介して前記シャフトに対して回転しないように固定されるので、ステータ6も回転動可能ではない。
リング9は、円周方向に配置された電気機械式アクチュエータ11を保持しており、それの1つだけがここでは示される。これらのアクチュエータは、ここでは図示されない電気モータにより駆動されるプッシャー12を有するので、圧力板13によりディスクの積層を押圧する。
このタイプのブレーキは、本記述の導入部分において述べたように、アクチュエータの安全固定のための手段を提供することが好都合であり、駐車ブレーキ機能を満足する。
結局、図2で分かるように、アクチュエータ11の運動するチェーンのシャフト20の1つは、本発明による安全固定装置を具備しており、シャフト20に回転するように接続されていて摩擦ライニング22を有するディスク21を具備する。ディスク21に対向してライニングホルダ23が具備されており、それはライニング24を備えており、回転可能ではなく、バネ32の反対にシャフト20の軸Xに沿って移動するように可動であり、そのバネ32はディスク21に向かってライニングホルダ23を戻す傾向を有する。ライニングの存在は、義務を構成せず、当業者には良く知られるように、2つの摩擦要素間で直接的な接触を形成可能である。
ライニングホルダ23は、軸Xに沿った移動及び回転において共に可動である、選択器(セレクタ)25を具備する作動手段に関係する。選択器25には、プッシャー26が作用しており、プッシャー26は、前記装置のケーシング28に接続されるリング27により移動において案内されており、戻りバネ30に抗する電磁石29により駆動される。
プッシャー26が操作される場合に、それはニードル(又はローラ)ベアリング31を介して選択器25をライニングホルダ23に対して押しつける。
図3でより明確に分かるように、リング27は、リング27の底57まで伸張する周辺のくぼみ50の第1の列と、交互の状態で、リム54により区切られていてより浅い深さを有するくぼみ51の第2の列とを有しており、リム54は深いくぼみ50を区切っていて隣接する突起の頂部角部59に伸張する。
選択器25は、その部分として、円周方向に分配されてリング27のくぼみに向かって伸張する歯52を具備しており、歯52は、リング27のくぼみ50の列又はくぼみ51の列のいずれかに係合可能である。歯52がくぼみ51の列において係合する場合に、それらの自由端53は、くぼみ51のリム54に隣接する。これらの特性は、リング27に対して選択器25の2つの明確な角度位置を規定しており、各これらの位置は前記装置の開放又は固定位置の一方に関係しており、そのことについては以下でより十分に説明される。
プッシャー26は、リング27のくぼみ50に適合する段差55を有しており、段差55は、同様にリング27の底57に向かってくぼみ51を伸張する、リング27の部分的なくぼみ部分56に適合する。プッシャー26はまた、選択器25の歯52の自由端53と協働する目的のカム外形58を有する。
作動手段の機能は図4から7に関連して説明される。
図4は、深いくぼみ50内で選択器25の歯52の係合に対応する角度位置にある選択器25を示す。プッシャー26のカム外形58だけが図示されており、プッシャー26はリング27の底57に対して隣接して保持される。選択器25及びプッシャー26がこの位置にある場合に、ディスク21及びライニングホルダ23によりそれぞれ保持されるライニング22と24は接触して、バネ32によりお互いに対して押圧状態で保持される。選択器25はその時、プッシャー26とニードルベアリング31間に軸方向の操作間隔(クリアランス)を有しており、それ(ニードルベアリング31)自体はライニングホルダ23に対して隣接している。リング27のくぼみ50内の歯52の係合により形成される選択器25の角度位置と、回転に対するシャフト20の固定との間には直接的対応が存在する。歯52の自由端(角部53)は、リング27の底57である場合があるくぼみ50の底に接触しないことが留意される。
図5においてプッシャー26は、電磁石29によりバネ30に抗して駆動されており、電磁石29はそれに向かってそれを引きつける。プッシャー26はその時、図示されるように、歯52が深いくぼみ50から出るまで選択器25を押す。同時に、選択器25はニードルベアリング31を介してライニングホルダ23を押しており、それはライニング22と24を分離する効果を有しており、従って再度シャフト20の自由な回転を可能にする。これは所謂開放位置に対応する。
歯52の自由端53が隣接するプッシャー26のカム外形58の形状を与えられると、歯52は斜めに滑る傾向を有し、それは図6に示される位置にある限り選択器25を回転させており、そこ(図6)では歯52はその時プッシャー26のカム外形58のくぼみに保持されている。
この位置において電磁石の作用は開放され、それは、戻りバネ30の影響の下で、リング27の底にプッシャー26を戻す。
歯52の自由端53はその後、くぼみ50と51を形成する分離の端部リム59上を滑動して、ライニングホルダ23をニードルベアリング31を介して選択器25に押圧するバネ32の影響の下で、図7に示されるように、くぼみ51の底54に対して隣接する状態でくぼみ51に収容されるように動く。
リング27に対する選択器25のこの角度位置は、選択器25の軸方向の位置に対応しており、選択器25はライニングホルダ23をディスク21から離れるように動かすので、ライニング22と24はもはや接触していない。
また、くぼみ51における歯52の係合により形成される選択器25の角度位置と、シャフト20の回転の開放との間に直接的対応が存在する。
固定位置である別の位置に再度進むために、再度電磁石に十分に電力供給されるので、プッシャー26を引きつけ、プッシャー26は歯52をくぼみ51から出させる。選択器25はその後、プッシャー26のカム外形の作用の下で回転し、更にその後電磁石がもはや電力供給されない場合に、選択器は回転を終了して、その歯52はバネ32の影響の下で深いくぼみ50に収容される。
従って、電磁石29は、選択器を1つの角度位置から次の位置に動かすようにのみ作用し、選択器を保持するようには作用しないので、ライニングホルダが固定又は開放位置の一方又は他方にあるように作用することが分かる。角度位置は、ディスク21及びライニングホルダ23により形成される、固定位置及び開放位置に交互に対応する。これらの2つの要素は、バネ32により固定又は開放位置の一方又は他方に保持されており、バネ32はまたお互いに対するライニング22と24の圧力を固定位置において形成する。
本発明は上記された特定の実施の形態に限定せずに、全く逆に、請求項により規定されるような本発明の範囲内にある任意の変形をカバーすることが意図される。
特別には、その位置決め装置が歯により構成される選択器について説明されているが、位置決め装置は半径方向に伸張可能な一以上のフィンガーにより構成可能である。変形形態において、リングは回転する状態で設置可能である一方で、選択器は単に移動可能であり、リングの回転はその後プッシャー又は選択器のカム外形との協働により形成される。
制御可能な作動手段は電磁石を具備するように指摘されているが、電気モータ又はラム等の任意の別の既知な作動手段を想定可能である。
可動な摩擦要素はシャフトに接続されないと指摘されているが、軸方向に可動な摩擦要素がシャフトに回転するように接続される、安全固定装置を作成可能である。
結局、摩擦要素がシャフト20の軸Xに垂直な平面上でお互いに接触するライニングの形態であるように指摘されているが、相似な円錐形状のライニングを想定することも可能である。半径方向のライニングを有する、ドラム及びジョータイプの装置を想定することも可能であり、前記ジョーはギア又は任意の別の適切な運動体を介して選択器により作動される。
図1は、電気式航空機の車輪用ブレーキの断面図であり、その電気機械式アクチュエータは本発明による安全固定装置を具備する。 図2は、図1に示されるアクチュエータの一部分の部分断面図であり、本発明による安全固定装置を具備する。 図3は、図2の部分的分解立体図であり、安全固定装置を作動させる手段の特定の部品を示す。 図4は、安全固定部材の種々の位置における、図3に示される固定装置の部分的展開図である。 図5は、安全固定部材の種々の位置における、図3に示される固定装置の部分的展開図である。 図6は、安全固定部材の種々の位置における、図3に示される固定装置の部分的展開図である。 図7は、安全固定部材の種々の位置における、図3に示される固定装置の部分的展開図である。
符号の説明
1 車輪
2 シャフト
3 ベアリング
4 ロータ
6 ステータ
7 トーションチューブ
11 アクチュエータ
12 プッシャー
13 圧力板
20 シャフト
21 ディスク
22 摩擦ライニング
23 ライニングホルダ
24 ライニング
25 選択器
26 プッシャー
27 リング
28 ケーシング
29 電磁石
32 バネ
50,51 くぼみ
52 歯
53 自由端
54 リム
58 カム外形
F ブレーキ

Claims (8)

  1. 回転軸(X)の周りを回転するシャフト(20)を具備する電気機械装置に装備するための安全固定装置において、この装置が、
    該シャフト(20)に回転するように接続されると共に該シャフトの回転軸(X)に垂直な平面において伸張する第1の摩擦要素(21,22)と、
    回転に対して可動ではなくて該第1の摩擦要素(21,22)に対向して伸張する第2の摩擦要素(23,24)とを具備しており、
    前記2つの摩擦要素(21,22;23,24)の1つは、制御可能な作動手段(26,29)の作用の下で、前記2つの摩擦要素(21,22;23,24)が弾性部材(32)によりお互いに対して押圧される固定位置と、前記2つの摩擦要素(21,22;23,24)が離れて保持される開放位置との間で、該軸(X)に沿った移動において可動であり、
    該作動手段(26,29)は前記固定又は開放位置の一方又は他方の保持に関与しない安全固定装置において、
    前記固定又は開放位置は選択器(25)の続いて起こる角度位置に対応しており、前記選択器は、回転において可動であり、更に移動可能である前記摩擦要素(23,24)に移動において接続されており、
    該選択器(25)は、前述した弾性部材(32)によりその角度位置の任意の1つにおいて保持されており、
    前記制御可能な作動手段(26,29)は、1つの角度位置から次の位置に選択器(25)の通過を可能にするように配置されており、更に引き続いて
    前記摩擦要素(23,24)が通過して、その固定及び開放位置の一方から他方へ移動可能であることを特徴とする安全固定装置。
  2. 前記選択器(25)は、リング(27)内のくぼみ(50,51)に受容される位置決め部材(52)を具備しており、
    前記くぼみは、前記リング(27)の周囲に配置され更に交互のくぼみの第1と第2の列に編成されており、
    前記第1の列の前記くぼみは、前記位置決め部材(52)が該くぼみ(50)の底に隣接する前に前記摩擦要素(21,22;23,24)が接触するような深さを有しており、更に
    前記第2の列の前記くぼみ(51)は、前記摩擦要素(21,22;23,24)が接触する前に前記位置決め部材(52)が該くぼみ(51)の底に隣接するような深さを有することを特徴とする請求項1に記載の安全固定装置。
  3. 前記制御可能な作動手段は、軸方向に可動であって前記弾性部材(32)に抗して前記選択器(25)を押して、前記位置決め部材(52)をそれが係合される前記リング(27)の前記くぼみ(50又は51)から開放するように配置されるプッシャー(26)を具備しており、
    前記選択器(25)及び/又は前記プッシャー(26)はカム外形を有しており、該カム外形は、該プッシャー(26)がその初期の位置に戻った時に、該選択器(25)を回転させて、前記位置決め部材(52)を隣接するくぼみに向かって動かす
    ことを特徴とする請求項2に記載の安全固定装置。
  4. 前記カム外形は、前記プッシャー(26)により保持されており、前記位置決め部材(52)の自由端部(53)に作用することを特徴とする請求項3に記載の安全固定装置。
  5. 前記位置決め部材(52)は、前記リング(27)に向かって伸張する複数の歯(52)を有しており、前記歯(52)は、前記リング(27)内のくぼみ(50,51)の数の半分の数であることを特徴とする請求項2から4のいずれか一項に記載の安全固定装置。
  6. 追加の戻り部材(30)が、前記プッシャー(26)と協働して、後者をその作動後にその初期の位置に戻すことを特徴とする請求項3から5のいずれか一項に記載の安全固定装置。
  7. 前記制御可能な作動手段は、前記プッシャー(26)を作動するように機能する電磁石(29)を具備し、
    該電磁石(29)は励磁されて、移動可能な前記摩擦要素(23,24)を固定位置から開放位置へ単に通過させるか、又はその逆であることを特徴とする請求項3から6のいずれか一項に記載の安全固定装置。
  8. 航空機の車輪(1)のためのブレーキ(F)において、このブレーキ(F)が、
    回転するように前記車輪(1)に接続されるロータ(4)と、回転に対して固定されていて前記ロータ(4)を有する積層に交互に配置されるステータ(6)とを具備するディスクの積層を具備しており、
    該ブレーキは、前記車輪(1)に電気機械的ブレーキ力を作用するために、前記ディスクの積層を押圧するように配置される少なくとも一つの電気機械式アクチュエータ(11)を具備しており、
    前記電気機械式アクチュエータ(11)は、請求項1から7のいずれか一項に記載の安全固定装置を備えることを特徴としており、
    該アクチュエータの運動するチェーンの回転シャフトに関係するブレーキ。
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