JP2016188065A - 車両の動力駆動装置用のショックアブソーバーアセンブリ - Google Patents

Abstract

【課題】航空機の動力駆動装置（ＰＤＵ）内部のショックを吸収する効率的なシステム及び方法を提供する【解決手段】ショックアブソーバーアセンブリ２００が、航空機の動力駆動装置（ＰＤＵ）の駆動軸に動作的に接続されるように構成される。ショックアブソーバーアセンブリは、第一のハブ２０４、第二のハブ、及び少なくとも一部分が第一のハブと第二のハブの間に挟まれたブルギア２０１を含み得る。ブルギアは、ＰＤＵの機械的誤作動に応じて制御された距離だけ、第一のハブ及び第二のハブから独立して回転するように構成される。【選択図】図２

Description

本開示の実施形態は、一般に、航空機などの車両の動力駆動装置とともに用いられ得るショックアブソーバーアセンブリに関する。

航空機は、飛行中の方向制御用の可動操縦翼面を通常含む。よく知られた操縦翼面には、ロールコントロール用の補助翼、ピッチコントロール用の昇降舵、及びヨーコントロール用の方向舵が含まれる。加えて、種々のジェット輸送機は、翼に前縁スラット及び後縁フラップを含み、これらは、航空機が比較的低い対気速度で進んでいる離着陸時に高揚力を発生させるために用いられ得る。

動力駆動装置（ＰＤＵ）が、輸送機の高揚力面を駆動するために通常用いられる。各面は、２つの駆動ステーションによって駆動される。単一の駆動ラインが、航空機の両側でＰＤＵからアクチュエータに配線される。機械的ジャム（ｊａｍ）の場合、又はシステムが何かの事情でオーバートラベルストップに駆動される場合、利用可能な全ＰＤＵトルクが、ジャム点に集中する。駆動システムの特定の地点に送られ得る最大トルク量を制限するために、トルクリミッタ及びトルクブレーキが、しばしば用いられる。

各アクチュエータにおける局所的トルクブレーキに加えて、ハーフシステムトルクブレーキが、一つの翼に送られるトルクの量を制限するために、ときどき用いられ、それにより、ＰＤＵとジャム点の間の駆動ライン部品のサイズの減少が可能になる。実際のジャムが、ハーフシステムトルクブレーキの下流の一つ以上の点で起こる場合、ハーフシステムトルクブレーキがロックした後に、第二のジャムが、モータとハーフシステムトルクブレーキの間の駆動ラインで起こる。

一般に、駆動システムが受けるジャムトルクの大きさは、原動機（油圧モータ又は電気モータなど）の停動トルク足すモータ回転子の運動エネルギーによって供給されるトルクに等しい。運動エネルギートルクは、モータ回転子とジャム点の間の駆動ラインの剛性によって影響を受ける。ハーフシステムトルクリミッタの場合、モータとトルクブレーキの間の距離は、比較的短い。実際、この２つの装置は、通常、同じハウジングに取り付けられる。そのようなものとして、トルクブレーキとモータの間の剛性は比較的大きく、誘導される運動エネルギートルクもまた比較的大きくなる。しばしば、運動エネルギートルクは、モータ停動トルクの値に近づくか又は超える。運動エネルギートルクの大きさを減少させるために、モータ回転子は、ある時間期間にわたって減速される（一般に、減速時間が長くなるほど、運動エネルギートルクの大きさは小さくなる。）。モータ回転子を減速させる一つの方法は、モータとトルクブレーキの間の駆動ライン経路にコンプライアンスを導入することである。

よく知られたハーフシステムトルクブレーキは、輪ばね（フェダースプリング（Ｆｅｄｄｅｒ ｓｐｒｉｎｇｓ）としても知られる）を含むショックアブソーバーをしばしば利用する。これらのショックアブソーバーの場合、第一の出力軸におけるトルクが、既定の水準を超えるとき、ボールが、カムプレートの中に機械加工されたランプを転がって上り、それによって、皿ばね及びクランプブレーキ板を圧縮する。ＰＤＵの出力軸が、回転を停止するとき、かなりの運動エネルギーが、モータ回転子の中にまだ存在しており、これは、追加の運動エネルギートルクをもたらし、これにより、入力カムプレートは、出力カムに対して回転し続け、ボールは、ランプをさらに上って転がる。ボールの連続した運動により、出力カムは軸方向に移動し、これによって、輪ばねを圧縮する。一般に、ショックアブソーバーが、各トルクブレーキに動作的に接続されている。更に、輪ばねが共振する場合、カムプレートは、逆方向になりやすく、トルクブレーキをロック解除し得、これによって、余分なトルクが出力軸に流れ出る。

認識され得るように、各トルクリミッタに関してショックアブソーバーを用いることは、システム全体のコストを増やす。更に、各ショックアブソーバーは、個別の輪ばねなどの多くの部品を含んでおり、それにより、システムの重量と費用を増加させる。

従って、ＰＤＵ内部のショックを吸収する効率的なシステム及び方法に対する必要性が存在する。

本開示の幾つかの実施形態は、航空機の動力駆動装置（ＰＤＵ）の駆動軸に動作的に接続されるように構成されたショックアブソーバーアセンブリを提供する。ショックアブソーバーアセンブリは、第一のハブ、第二のハブ、及び少なくとも一部分が第一のハブと第二のハブの間に挟まれたブルギアを含み得る。ブルギアは、ＰＤＵの機械的誤作動に応じて制御された距離だけ、第一のハブ及び第二のハブから独立して回転するように構成される。第一のハブは、第二のハブの鏡像であってもよい。

ショックアブソーバーアセンブリは、第一のハブ、第二のハブ、及びブルギアのうちの一つ以上に固定されたブレーキライニングを含んでもよい。ブレーキライニングは、ブルギアと第一のハブ及び／又は第二のハブとの間の摩擦境界面を提供する。ブレーキライニングは、ブルギアをＰＤＵの正常動作中に第一のハブ及び第二のハブと共に回転させる摩擦係数を提供する。ブレーキライニングは、機械的誤作動中にトルクエネルギーの少なくとも一部を散逸する。少なくとも一つの実施形態において、ブレーキライニングは、エンジニアドペーパー（ｅｎｇｉｎｅｅｒｅｄ ｐａｐｅｒ）、アスベスト系ブレーキライニング材料、ブロンズオンスチール（ｂｒｏｎｚｅ ｏｎ ｓｔｅｅｌ）、スチールオンスチール（ｓｔｅｅｌ ｏｎ ｓｔｅｅｌ）、又はペーパーオンスチール（ｐａｐｅｒ ｏｎ ｓｔｅｅｌ）のうちの一つ以上を含み得る。

第一のハブ、第二のハブ、及びブルギアの各々が、複数のチャネルを含み得る。第一のハブのチャネルは、第二のハブのチャネル及びブルギアのチャネルと位置合わせされる。チャネルは、機械的誤作動中にトルクエネルギーの少なくとも一部を散逸するように構成される力抵抗要素を保持する。例えば、力抵抗要素は、巻きばねであってもよく、又は巻きばねを含んでもよい。

ショックアブソーバーアセンブリは、一つ以上のベアリングを含んでもよい。ブルギアは、ベアリング（複数可）に回転可能に固定され得る。ブルギアと一つ以上のベアリングのうちの少なくとも一つが、軸チャネルを含み得る。駆動軸は、軸チャネルの内部に固定されるように構成される。

第一のハブと第二のハブは、第一のハブが第二のハブに対して回転しないようにするために、確実に一緒に固定され得る。逆に、ブルギアが、複数のファスナチャネルを含んでもよい。ファスナチャネルの各々が、第一のハブを第二のハブに確実に留めるファスナの一部分を摺動可能に保持する。

本開示の幾つかの実施形態は、胴体、及び胴体に確実に固定された翼を含み得る航空機を提供する。翼の各々が、複数の操縦翼面、及び複数の操縦翼面のうちの一つ以上と動作的に連結されている駆動軸に連結された動力駆動装置（ＰＤＵ）を含む。ＰＤＵは、駆動軸と動作的に連結された第一のトルクブレーキと第二のトルクブレーキを含む。航空機は、第一のトルクブレーキと第二のトルクブレーキの間で駆動軸と動作的に連結されたショックアブソーバーアセンブリをも含む。ショックアブソーバーアセンブリは、第一のハブ、第二のハブ、及び少なくとも一部分が第一のハブと第二のハブの間に挟まれたブルギアを含み得る。ブルギアは、ＰＤＵの機械的誤作動に応じて、第一のハブ及び第二のハブから独立して回転するように構成される。

本開示の実施形態による、操縦翼面駆動システムを有する航空機の部分概略透視上面図を示す。 本開示の実施形態による、ショックアブソーバーアセンブリの透視正面図を示す。 本開示の実施形態による、第一のハブが除去されているショックアブソーバーアセンブリの透視正面図を示す。 本開示の実施形態による、ショックアブソーバーアセンブリの正面図を示す。 本開示の実施形態による、図４の線５−５を通る、ショックアブソーバーアセンブリの断面図を示す。 本開示の実施形態による、ショックアブソーバーアセンブリの第一のハブと第二のハブとの間に挟まれたブルギアのばねチャネルの透視正面図を示す。 本開示の実施形態による、動力駆動装置の駆動軸に固定されたショックアブソーバーアセンブリの横断面図を示す。

前述の概要、及び幾つかの実施形態についての以下の詳細な説明は、添付の図面と併せて読むことにより、より良く理解される。本書において、単数形で記載され、「一つの（ａ）」又は「一つの（ａｎ）」という言葉に後続する要素又はステップは、その要素又はステップの複数形を除外することが明示的に記述されない限り、かかる除外は行われないことを、理解すべきである。更に、「一実施形態」への言及は、記載されている特徴を同様に内包する追加的な実施形態の存在を除外すると解釈されることを、意図するものではない。更に、反対のことが明示的に記述されない限り、特定の性質を有する一又は複数の要素を「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」又は「有する（ｈａｖｉｎｇ）」実施形態は、その性質を有しない追加的な要素を含み得る。

本開示の実施形態は、ブレーキ材料で裏打ちされ得る２つのハブの間に少なくとも一部分が挟まれたブルギアを含み得るショックアブソーバーアセンブリを提供する。ブルギアは、ハブに接続された１対の転がり要素ベアリング上に取り付けられ得る。トルクが、例えば、巻き圧縮ばねを介してブルギアからハブに伝達され得る。ばねは、停動トルク足すモータによって供給される運動エネルギートルクを受けるときに最も低い位置にならないように、サイズが決められ得る。減衰量は、ブルギアとハブの間のブレーキライニング材料の半径、及びそれらの間のクランプ力によって制御され得る。

少なくとも一つの実施形態において、減衰（すなわち、衝撃吸収）は、必要な場合（例えば、ブレーキ材料がない又はクランプ圧がない）、ゼロに設定され得る。ばねは、ばね故障の場合にＰＤＵの中で移動するのを防止するための簡単なカバーを伴うアセンブリの中に閉じ込められてもよい。

ショックアブソーバーアセンブリは、（左翼と右翼の間などに）分かれる前のＰＤＵの荷重経路の中に配置され得るので、単一のショックアブソーバーアセンブリが用いられ、それにより、既知のシステムと比べて部品点数を減少させ得る。荷重経路の剛性は、ばねの剛性によって決定され得、（輪ばねを用いるショックアブソーバーと対照的に）摩擦係数によって影響されないかもしれない。

本開示の実施形態は、トルクブレーキ入力カムのための追加の自由度（例えば、軸運動）を必要とせず、それにより、動的不安定の可能性を減少させ、簡単で効率的なショックアブソーバーアセンブリを提供する。

本開示の幾つかの実施形態は、ブルギア及び／又はハブの境界面に固定されたブレーキライニングによるなどで、ブルギアとハブの間の衝撃吸収又は減衰を提供するショックアブソーバーアセンブリを提供する。ショックアブソーバーアセンブリは、ブルギアからハブへ半径方向荷重成分を伝えるように構成され得る。

図１は、本開示の実施形態による、操縦翼面駆動システム１０２を有する航空機１００の部分概略上面透視図を示す。航空機１００は、胴体１０４及び胴体１０４に確実に固定された翼１０６（第一の翼１０６ａ及び第二の翼１０６ｂとして示される）を含み得る。各々の翼１０６は、飛行中に航空機１００を制御するための、幾つかの可動操縦翼面を含み得る。操縦翼面は、後縁フラップ１０８、前縁スラット１１０、及び補助翼１１２を含み得る。インボードフラップ１０８ａ及びアウトボードフラップ１０８ｂとして示される後縁フラップ１０８が、航空機１００の離陸中及び着陸中に揚力を増加させるために使用される。

後縁フラップ１０８は、例えば、翼１０６の内部に長さ方向に延びる駆動軸（図１に図示せず）を含み得る操縦翼面駆動システム１０２によって作動され得る。駆動軸は、中央動力駆動装置（ＰＤＵ）に連結され得る。以下に記載されるように、一つ以上のショックアブソーバーアセンブリが、例えば、ＰＤＵの駆動軸に動作的に接続され得る。

動作中、操縦翼面駆動システム１０２は、フラップ１０８を格納位置（実線によって示される）と展開位置（破線によって示される）の間で動かし得る。展開位置において、空力が、フラップ１０８に働き得る。操縦翼面駆動システム１０２は、全体的な停電の場合にさえ、航空機１００のパイロットによるいかなる入力がなくとも、展開位置にあるフラップ１０８を空力に対して保持するように構成される。これによりその全体が参照により援用される、「Ａｉｒｃｒａｆｔ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｍｅｔｈｏｄｓ」なる名称の米国特許番号８，２２６，０４９号に記載されているように、操縦翼面駆動システム１０２は、フラップ１０８を、空力に対して展開位置、格納位置、又はその間の任意の中間位置にロックするように構成され得る。

図２は、本開示の実施形態による、ショックアブソーバーアセンブリ２００の透視正面図を示す。ショックアブソーバーアセンブリ２００は、（外側又はアウトボードベアリングなどの）第一のベアリング２０２を介して第一のハブ２０４に回転可能に接続されたブルギア２０１を含む。第一のハブ２０４は、（ショックアブソーバーアセンブリ２００の中心縦軸２２４に対する）外側又はアウトボードハブであってもよい。ブルギア２０１は、第一のハブ２０４の一部分と、（中心縦軸２２４に対する）内側又はインボードハブなどの、第二のハブ（図２では隠れていて見えない）の一部分との間に挟まれている内側部を有する主本体２０６を含む。第一のハブ２０４と第二のハブは、互いの鏡像であり得、その間にブルギア２０１の内側部を挟み得る。すなわち、第一のハブと第二のハブの形状は、互いを映し得る（といっても、ハブの一方が、他方の文字通りの鏡像というわけではない）。

ブルギア２０１は、金属で形成され得る。外側環状エッジ２０８が、主本体２０６から半径方向に延びる。直立した環状リッジ２１０が、エッジ２０８から中央寄りに（すなわち、中心縦軸２２４に接近して）主本体２０６から外向きに延び得る。環状リッジ２１０は、主本体２０６の内部に中央寄りのくぼんだ領域を画定し得、そこで、第一のベアリング２０２が、リッジ２１０の内側表面と第一のハブ２０４の外側環状エッジ２１４との間に配置される。また、ブルギア２０１の主本体２０６は、第一のハブ２０４とブルギア２０１の内側カラー２０５との間に配置され得る、周囲ベース２１８を有する（内側又はインボードベアリングなどの）第二のベアリング２１６によって摺動可能に支持され得る。

軸チャネル２２２が、内側カラー２０５を通って形成される。軸チャネル２２２は、ＰＤＵの駆動軸２２３の外側表面に確実に接続するように構成される。ブルギア２０１、ベアリング２０２、第一のハブ２０４、第二のハブ、及びベアリング２１６は、ショックアブソーバーアセンブリ２００の中心縦軸２２４と同心であり得る。すなわち、ブルギア２０１、ベアリング２０２、第一のハブ２０４、第二のハブ、及びベアリング２１６の中心縦軸は、中心縦軸２２４と軸方向に位置合わせされ、一致し得る。

第一のベアリング２０２は、金属で形成され、ブルギア２０１のリッジ２１０と第一のハブ２０４の外側環状エッジ２１４との間のくぼんだ領域の中に配置される環状リム２２６を含み得る。第一のベアリング２０２は、相対運動を制約し、ブルギア２０１と第一のハブ２０４の間の摩擦を減少させるように構成される。例えば、ベアリング２０２は、ブルギア２０１と第一のハブ２０４の間の、例えば、矢印Ａの方向の半径方向の移動を制約するように構成され得る。しかしながら、以下に説明されるように、例えば、機械的ジャムの場合、ベアリング２０２は、ブルギア２０１が、第一のハブ２０４及び／又は第二のハブに対して円弧Ｂの方向に軸の周りに回転する（すなわち、ショックアブソーバーアセンブリ２００の中心縦軸２２４の周りの方向に回転する）ことを可能にする。

第一のハブ２０４は、外側環状エッジ２１４を有する平坦な環状リム２２８を含む。くぼんだ領域２３０が、環状リム２２８から内向きに延び、環状リム２２８の平坦な外側表面２３２の下方にくぼんでいる。くぼんだ領域２３０は、ブルギア２０１の主本体２０６に形成されたばねチャネル及び第二のハブに形成されたばねチャネルと軸方向に位置合わせされている複数のばねチャネル２３４を含む。ばねチャネル２３４を含む、軸方向に位置合わせされたばねチャネルは、巻きばねなどの、それぞれのばね２３６を受け入れ、保持するように構成される。概して、ばねチャネル２３４は、ブルギア２０１及び第二のハブのばねチャネルと位置合わせされ、協同して、ばね２３６を保持するばねチャネルを提供する。

示されているように、ショックアブソーバーアセンブリ２００は、それぞれの個数の位置合わせされたばねチャネルに保持された６個のばね２３６を含む。ばねチャネル２３４（並びにブルギア２０１及び第二のハブのばねチャネル）は、示されているように、ショックアブソーバーアセンブリ２００の周りに規則的に間隔を置いて配置され得る。あるいは、図示されているよりも多い又は少ないばねを保持する多い又は少ないばねチャネルが用いられてもよい。少なくとも一つの実施形態において、ショックアブソーバーアセンブリ２００は、ばね２３６を一つも含まなくてもよい。

ベアリング２１６は、金属で形成され得、周囲ベース２１８が、第一のハブ２０４の内周エッジ２４０（例えば、内径）とブルギア２０１の内側カラー２０５の外周エッジ２４２（例えば、外径）との間に配置され得る。互いに対して軸の周りに回転しないように、第一のハブ２０４は、ファスナ（例えば、ボルト）によって第二のハブに確実に且つ固定して留められ得る。あるいは、機械的ジャムの場合には、第一のハブ２０４と第二のハブは、互いに対して制御された距離だけ軸の周りに回転するように構成されてもよい。

示されているように、ファスナ穴２５０が、第一のハブ２０４の周りに規則的に間隔を置いて配置されてもよい。ファスナ穴２５０は、ブルギア２０１の内部の拡張されたチャネル（図２では隠れていて見えない）及び第二のハブのファスナ穴（図２では隠れていて見えない）と位置合わせされるように構成される。第一のハブ２０４のファスナ穴２５０及び第二のハブのファスナ穴の直径は、ボルトなどのファスナをねじ止め又は他の方法で確実に保持し、軸周り及び半径方向に位置的に固定するようにサイズが決められ得る。このように、留め合わせられた場合に、第一のハブと第二のハブは、互いに対して軸の周りに回転もしないし、半径方向に移動もしないかもしれない。更に、ハブが、例えばボルトによって留め合わせられる場合、ハブは、ブルギア２０１の中にクランプ力を及ぼし、ハブとハブの間にブルギア２０１を圧縮して挟む。しかしながら、注目すべきことに、ファスナの軸が通過するブルギア２０１の拡張されたチャネルは、ファスナ軸の直径より大きい弧状の半径方向の開口を提供し、それにより、制御された距離にわたって第一のハブ２０４と第二のハブ２６５に対して軸の周りで移動又は回転する能力をブルギア２０１に与え得る。

制御された距離は、まるまる３６０度の回転より小さくてもよい。例えば、制御された距離は、９０度を超えない回転であってもよい。少なくとも一つの実施形態において、制御された距離は、１５度より小さい回転であってもよい。

図３は、本開示の実施形態による、第一のハブ２０４（図２に示される）が除去されたショックアブソーバーアセンブリ２００の透視正面図を示す。上記のように、ブルギア２０１の主本体２０６は、複数の規則的に間隔を置いて配置されたファスナチャネル２６０を含む。ファスナチャネル２６０は、主本体２０６を貫通して形成され、第二のハブ２６５のファスナ穴２６２及び第一のハブ２０４のファスナ穴２５０（図２に示される）と位置合わせされた拡張された開口であり得る。ファスナチャネル２６２の各々が、第一のハブ２０４を第二のハブ２６５に確実に留めるファスナの一部分を摺動可能に保持し得る。すなわち、ブルギア２０１が第一のハブ２０４及び第二のハブ２６５に対して回転するシステム誤作動中に、第一のハブ２０４を第二のハブ２６５に固定するファスナの一部分が、ファスナチャネル２６０の形状によって定められるように、ファスナチャネル２６０を通って弧状方向に摺動する。例えば、各々のファスナチャネル２６５が、中心縦軸２２４の周囲に位置合わせされた弧状部分を含み得る。

述べられた通り、第二のハブ２６５は、第一のハブ２０４の鏡像であり得、ブルギア２０１の主本体２０６の少なくとも一部分が、その間に挟まれている。ファスナ穴２５０及び２６２は、ボルトなどのファスナの軸を受け入れるのに十分に大きいが、それがその中で軸周り又は半径方向に移動するのを防ぐ大きさの直径を、有し得る。対照的に、拡張されたファスナチャネル２６０は、ファスナ軸の直径より大きい。その結果、ファスナは、第一のハブ２０４及び第二のハブ２６５を確実に接続し、その間での軸周り及び半径方向の移動を防ぎ得る一方で、ファスナは、チャネル２６０の長さによって定められる制御された距離だけチャネル２６０を通って移動し得る。その結果、ブルギア２０１は、第一のハブ２０４及び第二のハブ２６５に対して、各チャネル２６０の弧状の距離によって定められた制御された距離だけ、円弧Ｃの軸周りの方向に軸の周りで移動し得る。

図４は、本開示の実施形態による、ショックアブソーバーアセンブリ２００の正面図を示す。図５は、図４の線５−５を通る、ショックアブソーバーアセンブリ２００の断面図を示す。図４と図５を参照すると、ブルギア２０１の主本体２０６は、ベアリング２０２を通って形成された相補的なスロット２７２の中に受け入れられ保持される内側のくぼんだ平坦部２７０を含む。内側のくぼんだ平坦部２７０は、鏡像ハブ２０４と２６５の間に挟まれ得る。平坦部２７０は、第一のハブ２０４と第二のハブ２６５の間に形成された外側分離間隙２８０を通って、位置合わせされたばねチャネル２９０を通って、駆動軸２２３に隣接してハブ２０４とハブ２６５の間を通って形成される中央寄りの周囲スロット２９２の中に、延びる。

スロット２７２とスロット２９２を画定する第一のハブ２０４と第二のハブ２６５の内側表面が、ブレーキライニング３００などの、摩擦部品（例えば、２つの部品間の摩擦を増加させる、ライニングなどの部品）で裏打ちされてもよい。任意選択で又は追加的に、ブレーキライニング３００が、第一のハブ２０４及び第二のハブ２６５と境界面で接する、ブルギア２０１の主本体２０６の平坦部２７０の外側表面に固定されてもよい。ブレーキライニング３００は、エンジニアドペーパー、アスベスト系ブレーキライニング材料、ブロンズオンスチール、スチールオンスチール、ペーパーオンスチール及び／又は同様なものを含み得る。一般に、ブレーキライニング３００は、制御された摩擦係数を与えるように形成される。ブレーキライニング３００は、材料の薄層であってもよい。例えば、ブレーキライニング３００は、０．０１インチの厚さであってもよい。あるいは、ブレーキライニング３００は、０．０１インチより薄くてもよいし、又は厚くてもよい。

一般に、減衰（例えば、トルク散逸）の量は、ブルギア２０１並びにハブ２０４及びハブ２６５の間のブレーキライニング３００の厚さ、並びにハブ２０４及びハブ２６５によってブルギア２０１の中に働くクランプ力によって制御され得る。更に、ブレーキライニング３００に対するクランプ力が増加するにつれて、ハブ２０４及びハブ２６５に対してブルギア２０１を独立に回転させるために、その摩擦係数を克服するのに必要とされる力の量が増加する。

ショックアブソーバーアセンブリの通常動作中、アクチュエータが、ブルギア２０１を回転させる。通常動作とは、機械的ジャムなどのいかなるシステム誤作動もない、ＰＤＵなどのシステムの動作を指す。ブルギア２０１並びに第一のハブ２０４及び第二のハブ２６５の間のブレーキライニング３００は、第一のハブ２０４及び第二のハブ２６５がブルギア２０１と共に回転することを保証する。例えば、モータ又はアクチュエータからのトルクが、ブルギア２０１からハブ２０４及びハブ２６５へ、その間のブレーキライニング３００の境界面及び／又はばね２３６を通って移動さもなければ伝達される。ブレーキライニング境界面及び／又はばね力は、ブルギア２０１並びにハブ２０４及びハブ２６５が、３つの部品全てが互いと共に回転するように（３つの部品全ての回転が同期するように）、通常動作中に互いに確実に接続されたままであることを保証する。

しかしながら、機械的ジャム又は他の誤作動の間、例えば、駆動軸２２３が直ちに停止する、ロックする、さもなければ止まるとき、ブルギア２０１の中に与えられたモータのエネルギーにより、ブルギアは回転し続ける。システム誤作動中、ブレーキライニング３００は、モータによって与えられるトルクエネルギーを散逸させるために、ファスナチャネル２６０によって定められるような制御された距離にわたって、第一のハブ２０４及び第二のハブ２６５に対してブルギア２０１を回転させることを可能にするように構成される。ブルギア２０１が第一のハブ２０４及び第二のハブ２６５に対して回転するとき、ばね２３６が、位置合わせされたばねチャネル２９０の中で圧縮される。ばね２３６は、位置合わせされたばねチャネル２９０を画定する、ブルギア２０１、第一のハブ２０４、及び第二のハブ２６５のエッジの中に抵抗力を及ぼす。このように、トルクエネルギーも、ばね２３６によって散逸され得、これはまた、ブルギア２０１の内部構造が、第一のハブ２０４及び第二のハブ２６５の内部構造と衝突することを防止する。ばね２３６はまた、システム誤作動が終わり、システムが通常の仕方で動作した後に、ブルギア２０１をハブ２０４及びハブ２６５に対して中立位置に再配置するための復元力を提供する。

あるいは、ばね２３６の代わりに、他の力抵抗要素が、チャネル２９０の中に配置されてもよい。例えば、連続気泡発泡体のブロックが、チャネルの中に配置されてもよい。他の例として、ブロック又はゴムが、チャネルの中に配置されてもよい。更に、チャネル２９０及びその中のばね２３６などの力抵抗要素が、覆い、ケーシングなどで覆われてもよく、これらは、力抵抗要素がチャネル２９０から飛び出るのを防止する。

図６は、本開示の実施形態による、ショックアブソーバーアセンブリ２００の第一のハブ２０４と第二のハブ２６５との間に挟まれたブルギア２０１のばねチャネル２９０の透視正面図を示す。明瞭にするために、ブルギア２０１、第一のハブ２０４、及び第二のハブ２６５の３つの位置合わせされたばねチャネルによって定められるばねチャネル２９０の中に、ばねは示されていない。示されているように、ブルギア２０１の主本体２０６の平坦部２７０は、第一のハブ２０４と第二のハブ２６５の間に挟まれており、平坦部２７０と同一平面上にある、タブ、かかり、スタッド、ポスト、フィンなどの、内部に向いた突出部３２０を含み得る。突出部３２０は、ばねチャネル２９０の中に延び、ばねを両端で保持するように構成される。例えば、ばねのそれぞれの端が、ばねを位置的に固定するため、突出部３２０の周りに巻き付いてもよい。

述べられた通り、ブルギア２０１が、第一のハブ２０４及び第二のハブ２６５に対して円弧Ｃの方向に軸周りに移動する（例えば、回転する）場合、ばね２３６（図２〜図５に示される）は、ブルギア２０１並びに第一のハブ２０４及び第二のハブ２６５のエッジ部に抵抗力を及ぼし、この抵抗力は、トルクエネルギーを散逸し、ブルギア２０１がハブ２０４及びハブ２６５の中へ、ある距離だけ回転して、ブルギア２０１の一部が、第一のハブ２０４及び／又は第二のハブ２６５の一部に不必要に突き当たるのを妨げる。

図７は、本開示の実施形態による、ＰＤＵ４００の駆動軸２２３に固定されたショックアブソーバーアセンブリ２００の横断面図を示す。ブルギア２０１の外周エッジ２０８が、ピニオンギア４０２に動作的に接続され得、ピニオンギアの各々が、モータ（図示せず）に動作的に接続される。あるいは、ブルギア２０１は、一つのピニオンギア４０２のみに動作的に接続されてもよい。

ショックアブソーバーアセンブリ２００は、第一のトルクブレーキ４１０及び第二のトルクブレーキ４２０の間で駆動軸２２３に動作的に固定される。例えば、駆動軸２２３は、ブルギア２０１のカラー２０５の内部、及び／又はベアリング２１６によって画定される中央通路の内部に固定され得る。トルクブレーキ４１０及び４２０の各々が、別個の異なるショックアブソーバーに連結されるのではなく、単一のショックアブソーバーアセンブリ２００が、トルクブレーキ４１０及び４２０の間でＰＤＵ４００に動作的に接続される。

通常動作中、モータは、ブルギア２０１を駆動して、駆動軸２２３の中心縦軸４４０の周りに回転させる。ブルギア２０１が回転すると、第一のハブ２０４及び第二のハブ２６５が、それに応じて回転する。ブルギア２０１並びに第一のハブ２０４及び第二のハブ２６５の間のブレーキライニング境界面が、ハブ２０４及びハブ２６５が通常動作中にブルギア２０１と共に回転することを保証する摩擦係数を提供する。

しかしながら、駆動軸２２３が直ちに動きを停止する（例えば、システム中の機械的ジャム）場合などの、システム誤作動中、モータは動作し続け、トルクを発生し続ける。モータのエネルギーは、ピニオンギア４０２を通ってブルギア２０１に移されるとき、ブルギア２０１及びハブ２０４、２６５の間の、ブレーキライニング３００などの摩擦材料境界面及び／又はばね２３６によって散逸される。駆動軸２２３の位置がロックされる場合、ブルギア２０１に及ぼされるトルクにより、ブルギア２０１はハブ２０４及びハブ２６５に対して軸周りに移動し得る。モータのトルクエネルギーが、ブレーキライニングにより散逸される。ブレーキライニングの摩擦係数は、ブルギア２０１がハブ２０４と２６５から独立に回転するように、ブルギア２０１を軸周りに移動させるような摩擦係数であり得る。ハブ２０４と２６５は、互いに対して回転することができないように、ボルトなどによって、確実に留め合わせられ得る。同様に、システム誤作動中、ばね２３６も、トルクエネルギーの一部を散逸し、長さ方向に圧縮し、それにより、第一のハブ２０４と第二のハブ２６５の間のブルギア２０１の回転運動に抵抗する抵抗力を働かせる。

その結果、駆動軸２２３の位置がロックする機械的ジャムなどの、ＰＤＵ４００の機械的誤作動中にモータによって生成されるトルクエネルギーは、第一のハブ２０４及び第二のハブ２６５に対するブルギア２０１の回転運動によって吸収される。その結果、トルクブレーキ４１０及び４２０などの、ＰＤＵ４００の部品への損傷が、トルクブレーキ４１０と４２０の間に配置された単一のショックアブソーバーアセンブリ２００によって防止される。示されているように、ショックアブソーバーアセンブリ２００は、トルクブレーキ４１０と４２０の間などの、ＰＤＵ４００の荷重経路の中に直接に配置される。

本開示の実施形態は、例えば、ハーフシステムトルクブレーキのための部品点数を減少させるショックアブソーバーアセンブリを提供する。ショックアブソーバーアセンブリ２００は、荷重経路が右方部と左方部（例えば、航空機の右翼と左翼など）の間で分かれる前のＰＤＵの荷重経路の中に配置されるので、（別個の異なるショックアブソーバーを別個の異なるトルクブレーキに取り付けるのではなく、）単一のショックアブソーバーアセンブリのみが使用され得る。更に、自動車のクラッチやトルクリミッタと対照的に、ショックアブソーバーアセンブリは、例えば、ギアによって与えられる半径方向の荷重に対応することができる。

上記のように、本開示の実施形態は、少なくとも一部分が２つのハブの間に挟まれたブルギアを含み得るショックアブソーバーアセンブリを提供する。ハブ及び／又はブルギアは、ブレーキライニングなどの摩擦材料で裏打ちされる、被覆される、又は覆われるなどされ得る。例えば、ブレーキライニングが、ブルギアの内側平坦部、及び／又はブルギアと境界面で接する、一つ又は両方のハブの部分に接着され得る。１対の転がり要素ベアリングが、ブルギアに取り付けられてもよく、ＰＤＵの駆動軸がロックする、さもなければ位置が動かなくなる場合などの、システム誤作動の場合に、ブルギアがハブに対して滑らかに且つ一様に軸周りに移動することを可能にする。例えば、一つ以上のばねが、ブルギアからハブにトルクを伝達するために用いられてもよい。

更に、ＰＤＵとともに用いられる従来のショックアブソーバーと異なり、本開示の実施形態は、減衰手段として鋼鉄リングを含まないショックアブソーバーアセンブリを提供する。その代りに、本開示の実施形態は、ブルギアと一つ以上のハブの間の一つ以上の境界面の間にブレーキライニングを含むショックアブソーバーアセンブリを提供する。ブレーキライニングは、鋼鉄リングより軽量で費用効果が高い。更に、ブレーキライニングは、複数の鋼鉄リングと違って、むらのない摩擦係数を提供する。

上部の、底部の、下方の、中央の、横の、水平な、垂直な、前部の、などの様々な空間的で方向性の用語が、本開示の実施形態を説明するために用いられうるが、そのような用語は、図面に示された向きに関して用いられているにすぎない、ということが理解される。向きは、上部が下部であり、逆もまた同様、水平が垂直になる、などのように、逆にされてもよいし、回転されてもよいし、又は他の仕方で変更されてもよい。

本明細書で用いられる場合、ある仕事又は作業を実行するように「構成されている」構造、制限、又は要素は、その仕事又は作業に対応する仕方で特に構造上形成、構築、又は適合されている。明瞭さのためと、不明確さの回避のため、仕事又は作業を実行するように修正される能力が単にあるだけの対象は、本明細書で用いられる場合、仕事又は作業を実行するように「構成されて」いない。

上記の説明は、限定ではなく例示を意図するものであることを、理解されたい。例えば、上述の実施形態（及び／又はそれらの態様）は、互いに組み合わせて使用され得る。加えて、実施形態の教示の範囲から逸脱することなく、特定の状況又は材料を本開示の様々な実施形態の教示に適合させるために、多数の改変を加え得る。本明細書に記載の材料の寸法及び種類は、本開示の様々な実施形態のパラメータを定めることが意図されるが、実施形態は、決して限定的ではなく、例示的な実施形態である。上記説明をよく調べることにより、当業者には他の多くの実施形態が明らかであろう。それ故、本開示の様々な実施形態の範囲は、添付の特許請求の範囲、及びかかる特許請求の範囲が権利を認められる同等物の全範囲を参照して、決定されるべきである。添付の特許請求の範囲において、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」及び「そこにおいて（ｉｎ ｗｈｉｃｈ）」という用語は、それぞれ、「備える（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」及び「そこで（ｗｈｅｒｅｉｎ）」という用語の、平易な同義語として使用される。更に、「第一の」「第二の」及び「第三の」等の用語は、単にラベルとして使用されており、それらの対象物に数的要件を課すことを意図するものではない。更に、以下の特許請求の範囲の限定は、ミーンズ・プラス・ファンクション形式で記述されておらず、かかる特許請求の範囲の限定が、更なる構造のない機能の記述が後続する「のための手段（ｍｅａｎｓ ｆｏｒ）」という言い回しを明示的に使用しない限り、米国特許法第１１２条（ｆ）に基づいて解釈されることを意図するものではない。

ここに記載した説明では、ベストモードを含む、本開示の種々の実施形態を開示し、且つ任意のデバイス又はシステムの作製及び使用、並びに任意の組込まれた方法の実行を含め、当業者が本開示の種々の実施形態を実施することを可能にするために、例を使用している。本開示の様々な実施形態の特許性の範囲は、特許請求の範囲によって画定され、当業者に想起される他の例を含みうる。かかる他の例は、その例が、特許請求の範囲の文言と相違しない構造要素を有する場合、または、その例が、特許請求の範囲の文言とごくわずかな相違しかない同等の構造要素を含む場合、特許請求の範囲内であることが意図される。

Claims (16)

1. 航空機の動力駆動装置（ＰＤＵ）の駆動軸に動作的に接続されるように構成されたショックアブソーバーアセンブリであって、
   第一のハブと、
   第二のハブと、
   少なくとも一部分が前記第一のハブと前記第二のハブの間に挟まれているブルギアであって、前記ＰＤＵの機械的誤作動に応じて制御された距離だけ前記第一のハブ及び前記第二のハブとは独立に回転するように構成されるブルギアと
   を備えるショックアブソーバーアセンブリ。
2. 前記第一のハブ、前記第二のハブ、及び前記ブルギアのうちの一つ以上に固定されたブレーキライニングであって、前記ブルギア並びに前記第一のハブ及び前記第二のハブのうちの一つ又は両方の間の摩擦境界面を提供し、前記ＰＤＵの通常動作中に前記ブルギアを前記第一のハブ及び前記第二のハブと共に回転させる摩擦係数を提供し、前記機械的誤作動中にトルクエネルギーの少なくとも一部を散逸する、ブレーキライニングを更に備える、請求項１に記載のショックアブソーバーアセンブリ。
3. 前記第一のハブ、前記第二のハブ、及び前記ブルギアの各々が、複数のチャネルを備え、前記第一のハブの前記複数のチャネルが、前記第二のハブ及び前記ブルギアの前記複数のチャネルと位置合わせされており、前記複数のチャネルは、前記機械的誤作動中にトルクエネルギーの少なくとも一部を散逸するように構成される力抵抗要素を保持する、請求項１に記載のショックアブソーバーアセンブリ。
4. 前記力抵抗要素は、巻きばねを含む、請求項３に記載のショックアブソーバーアセンブリ。
5. 前記ブルギアが回転可能に固定されている一つ以上のベアリングを更に備える、請求項１に記載のショックアブソーバーアセンブリ。
6. 前記ブルギア及び前記一つ以上のベアリングのうちの少なくとも一つが、軸チャネルを備え、前記駆動軸が、前記軸チャネルの中に固定されるように構成される、請求項５に記載のショックアブソーバーアセンブリ。
7. 前記第一のハブが前記第二のハブに対して回転するのを防ぐために、前記第一のハブ及び前記第二のハブが、確実に一緒に固定されている、請求項１に記載のショックアブソーバーアセンブリ。
8. 前記ブルギアは、複数のファスナチャネルを含み、前記複数のファスナチャネルの各々は、前記第一のハブを前記第二のハブに確実に留めるファスナの一部分を摺動可能に保持する、請求項１に記載のショックアブソーバーアセンブリ。
9. 胴体と、
   各々が複数の操縦翼面を含む、前記胴体に確実に固定された翼と、
   前記複数の操縦翼面の一つ以上に動作的に連結されている駆動軸に連結された動力駆動装置（ＰＤＵ）であって、前記駆動軸に動作的に連結された第一のトルクブレーキ及び第二のトルクブレーキを含むＰＤＵと、
   前記第一のトルクブレーキと前記第二のトルクブレーキの間で前記駆動軸に動作的に連結されたショックアブソーバーアセンブリであって、（ａ）第一のハブ、（ｂ）第二のハブ、及び（ｃ）少なくとも一部分が前記第一のハブと前記第二のハブの間に挟まれているブルギアであって、前記ＰＤＵの機械的誤作動に応じて前記第一のハブ及び前記第二のハブとは独立に回転するように構成されるブルギア、を備えるショックアブソーバーアセンブリと
   を備える航空機。
10. 前記ブルギアは、少なくとも一つのモータに動作的に接続されるように構成される少なくとも一つのピニオンギアに動作的に連結されている外側環状エッジを備える、請求項９に記載の航空機。
11. 前記第一のハブ及び前記第二のハブのうちの少なくとも一つが、前記ブルギアと境界面で接するブレーキライニングで裏打ちされ、前記ブレーキライニングは、前記ＰＤＵの通常動作中に前記第一のハブ及び前記第二のハブと共にブルギアを回転させる摩擦係数を与え、前記ブレーキライニングは、前記機械的誤作動中にトルクエネルギーの少なくとも一部を散逸する、請求項９又は１０に記載の航空機。
12. 前記第一のハブ、前記第二のハブ、及び前記ブルギアの各々が、複数のチャネルを備え、前記第一のハブの前記複数のチャネルが、前記第二のハブ及び前記ブルギアの前記複数のチャネルと位置合わせされており、前記複数のチャネルは、前記機械的誤作動中にトルクエネルギーの少なくとも一部を散逸するように構成される力抵抗要素を保持する、請求項９から１１のいずれか一項に記載の航空機。
13. 前記ショックアブソーバーアセンブリは、前記ブルギアが回転可能に固定されている一つ以上のベアリングを更に備える、請求項９から１２のいずれか一項に記載の航空機。
14. 前記第一のハブが前記第二のハブに対して回転するのを防ぐために、前記第一のハブ及び前記第二のハブが、確実に一緒に固定され、前記ブルギアは、複数のファスナチャネルを含み、前記複数のファスナチャネルの各々が、前記第一のハブを前記第二のハブに確実に留めるファスナの一部分を摺動可能に保持する、請求項９から１３のいずれか一項に記載の航空機。
15. 航空機の動力駆動装置（ＰＤＵ）の駆動軸に動作的に接続されるように構成されたショックアブソーバーアセンブリであって、
    第一のハブと、
    前記第一のハブの鏡像である第二のハブであって、前記第一のハブが前記第二のハブに対して回転するのを防ぐために、前記第一のハブ及び前記第二のハブが、確実に一緒に固定されている、第二のハブと、
    少なくとも一部分が前記第一のハブと前記第二のハブの間に挟まれているブルギアであって、前記ＰＤＵの機械的誤作動に応じて制御された距離だけ前記第一のハブ及び前記第二のハブとは独立に回転するように構成されるブルギアと、
    前記ブルギアが回転可能に固定されている、一つ以上のベアリングであって、前記ブルギア及び前記一つ以上のベアリングのうちの少なくとも一つが、軸チャネルを備え、前記駆動軸が前記軸チャネルの中に固定されるように構成される、一つ以上のベアリングと、
    前記第一のハブ、前記第二のハブ、及び前記ブルギアのうちの一つ以上に固定されたブレーキライニングであって、前記ブルギア並びに前記第一のハブ及び前記第二のハブのうちの一つ又は両方の間の摩擦境界面を提供し、前記ＰＤＵの通常動作中にブルギアを前記第一のハブ及び前記第二のハブと共に回転させる摩擦係数を提供し、前記機械的誤作動中にトルクエネルギーの少なくとも一部を散逸する、ブレーキライニングと
    を備えるショックアブソーバーアセンブリ。
16. 前記第一のハブ、前記第二のハブ、及び前記ブルギアの各々が、複数のばねチャネルを備え、前記第一のハブの前記複数のばねチャネルが、前記第二のハブ及び前記ブルギアの前記複数のばねチャネルと位置合わせされ、前記複数のばねチャネルは、前記機械的誤作動中にトルクエネルギーの少なくとも一部を散逸するように構成される巻きばねを保持する、請求項１５に記載のショックアブソーバーアセンブリ。

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