JP5027811B2 - リニアアクチュエータ用の外部機械式相互ロック機構 - Google Patents
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Description
第1実施形態によるロック機構は、シリンダの外周で長手方向に配置され、互いに対して所定の間隔を有する複数の第1完全ロック要素を有する。
ロック機構はさらに、リニアアクチュエータが作動したときに、ピストンロッドとともに移動し、シリンダの一部を通過する、少なくとも1つの第2完全ロック要素を有する。
第2完全ロック要素をピストンロッドに少なくとも間接的に連結することによって、第2完全ロック要素をピストンとともに同時に移動させることができる。
ピストンロッドをシリンダに相対的に固定するために、少なくとも1つの第2完全ロック要素は、シリンダの長手方向に離散した位置の1つで、複数の第1完全ロック要素の1つと係合するように形成される。
第2完全ロック要素が、ピストンロッドに少なくとも間接的に連結されているという上記の事実のために、完全なロックが達成されたことで、リニアアクチュエータがさらに動作するのを防止することができて、リニアアクチュエータへのエネルギ供給が機能しない場合に、本発明によるロック要素を使用することによって、最後に設定したリニアアクチュエータの位置を維持することができる。
この場合に、代替の第2実施形態によれば、ロック要素は、シリンダの外周で、ピストンロッドの出口領域に配置された、少なくとも1つの第1完全ロック要素を有する。
ロック機構はさらに、リニアアクチュエータが作動されたときに、ピストンロッドとともに移動する、したがって、第1完全ロック要素を通過する、複数の第2ロック要素を有する。
第2完全ロック要素をピストンロッドに少なくとも間接的に連結することによって、第2完全ロック要素をピストンロッドとともに同時に移動させることができる。
ピストンロッドをシリンダに相対的に固定するために、少なくとも1つの第1完全ロック要素は、複数の第2完全ロック要素の1つと確実に係合するように構成される。
第2完全ロック要素が、ピストンロッドに少なくとも間接的に連結されるという上記の事実のために、完全なロックが達成されたことで、リニアアクチュエータがさらに動作するのを防止することができて、リニアアクチュエータへのエネルギ供給が機能しない場合に、本発明によるロック要素を使用することによって、最後に設定したリニアアクチュエータの位置を維持することができる。
本発明の出発点は、可変水平安定板用アクチュエータとしてピストンシリンダユニットを使用するのを最大限に可能にする、可変水平安定板用アクチュエータの具現化をもたらすことであるかもしれないが、当然ながら、本発明によるロック機構は、例えば、フラップ、スラット、またはスポイラ用のアクチュエータなどの他の飛行制御アクチュエータに使用することができる。
さらに、本発明によるロック機構は、例えば、ドア用アクチュエータなどの他の航空関連用途に使用することができる。
機械式ロック機構としたことで、リニアアクチュエータは、動力の入力が機能しない場合に、機械式ロック機構がエネルギの補給を必要としないことから、最後の設定位置を確実に維持することができ、これについては、以下により詳細に説明する。
公知の不確実なロック機構とは異なり、ロック機構に関する適切な特質を有する本発明によるロック機構を装備したリニアアクチュエータは、リニアアクチュエータ自体から発生した動作出力の大きさ程度の荷重を確実に支持することができる。
リニアアクチュエータへの動力の入力が機能しない場合に、ロック機構自体は、シリンダからピストンロッドに力を伝達するので、ロック機構は第2負荷路となることができ、動力障害の場合に、第2負荷路を経由して、リニアアクチュエータの負荷を安全に伝達することができる。
ロック位置では、少なくとも1つの第2完全ロック要素は、複数の第1完全ロック要素の1つと係合し、それに対して、開いた位置では、完全ロックは解除される。
この復帰力を打ち消して、少なくとも1つの第2完全ロック要素が、任意の時点でそのロック位置に移動することがないようにするために、本発明によるロック機構は、さらにロック解除アクチュエータを有し、このロック解除アクチュエータは、その作動に伴い、復帰力を打ち消して、少なくとも1つの第2完全ロック要素がロック解除位置に保持されるように設計され、配置される。
これは、ロック解除アクチュエータの作動が、リニアアクチュエータを作動させるエネルギ入力と接続されたエネルギ入力によって行われる形で実現することができ、これは、リニアアクチュエータの動力の入力が機能しない場合に、少なくとも1つの第2完全ロック要素が、その復帰力によって、そのロック位置に移動できることを意味する。
例えば、油圧で作動するリニアアクチュエータの場合に、同様に油圧で作動するロック解除アクチュエータを使用することができ、両方のアクチュエータの入力部は、リニアアクチュエータの主エネルギ入力が機能しない場合に、ロック解除アクチュエータのエネルギ入力も同様に機能しないように接続され、その結果、少なくとも1つの第2ロック要素は、エネルギ障害が発生した時点でそのロック位置に自動的に移動し、それによって、リニアアクチュエータを最後の設定位置に停止させる。
このとき、複数の溝は、シリンダの外周面に一体で加工するか、または別のチューブ状連結スリーブ(Rohrhuelse)に形成することができ、そのチューブ状連結スリーブの内径は、チューブ状連結スリーブをシリンダに取り付けることができるように、シリンダの外径に合わせられる。
例えば、シリンダの外側に位置するピストンロッドの端部に連結され、ピストンロッドを特定の距離で同心円状に囲む封管(Tauchrohr)を用いて、この間接連結を行うことができる。
この距離は、リニアアクチュエータの作動時に、シリンダがこの特定の距離離れた部分に進入できるような大きさとされる。
封管を固定し、ひいてはピストンロッドをシリンダに相対的に固定するために、封管とシリンダが重なる領域で、封管は、少なくとも1つの第2完全ロック要素を収容する。
封管とピストンロッドの露出端部の間の連結は、封管が、一方の端部で、前記ピストンロッドの露出端部を封管の内部に取り付けることができる閉じた前部壁を形成するようにして具現化されて、ピストンロッドと封管は結合して、ある種のジャケット(Glocke)を形成する。
あるいは、例えば、シリンダの外側に配置され、エネルギを供給できない場合に、スプリング力によって駆動されたピストンロッドがシリンダの溝と係合する複数の小型ピストンシリンダユニットとして、第2ロック機構を設けることも同様に可能である。
リニアアクチュエータ用の公知の相互ロック機構は、わずかな保持力しか付与できなかったり、または任意の位置にロックすることすらできなかったりするために、これまで、リニアアクチュエータのそのような使用は不可能であった。
本発明の例示的な実施形態によるロック機構は、リニアアクチュエータ6のピストンロッド7をそのシリンダ8に対して固定するのに使用される。
そのようなリニアアクチュエータ6は、油圧式ピストンシリンダユニット6として設計されたと、図2aから容易に分かる。
ここで、油圧式ピストンシリンダ6は主に、シリンダ8と、シリンダ8内で長手方向に移動可能に収容されたピストンロッド7とを有する。
シリンダ8の中空空間を加圧することで、ピストン7が公知の態様で長手方向に移動する。
図2aと特に図2bからよく分かるように、チューブ状連結スリーブは、例えば、クランピングによってシリンダ8の外周に取り付けられ、外周側にある複数の溝9を有し、この複数の溝は、溝の間に特定の間隔を置いて、シリンダ上で長手方向に配置されている。
実施例では、溝9は独立したチューブ状連結スリーブに設けるように設計されているが、溝9をシリンダ8の外周に同じように直接形成できるのは自明である。
例えば、ロゼットブラケット3によって環状ギャップ10を形成することができ、例えば、封管2の端部の幅広部にロゼットブラケット3をねじ留めすることができる。
スプリングワッシャクランプ4の内径は、収縮した状態で、したがって、そのロック位置で、チューブ状連結スリーブ1の溝の内径と実質的に等しくなるような寸法とされる。
スプリングワッシャクランプ4がロック解除位置に保持され、ロック解除位置では、スプリングワッシャクランプ4は環状ギャップ10に収容されて、ピストンシリンダユニット6が自由に動作できるようになる。
ピストンシリンダユニット6の2つの突起12の間に相応して得られた完全ロック連結は、シリンダを確実にロックし、安全性を付加する第2負荷路を付与する。
さらに、上記の実施形態の1つに関連させて説明した特徴部またはステップは、上記に説明した他の実施形態の他の特徴部またはステップと組み合わせて使用することもできることを指摘しておかなければならない。
なお、特許請求の範囲にある参照符号は、限定するものと解釈すべきではない。
Claims (20)
- ピストンロッド(7)およびシリンダ(8)を有するリニアアクチュエータを固定するためのロック機構であって、
前記シリンダ(8)の外周上に互いに特定の距離をあけて長手方向に配置される複数の第1完全ロック要素(9)と、
前記リニアアクチュエータ(6)が作動した場合に、前記ピストンロッド(7)とともに移動して前記シリンダの一部を通過する、少なくとも1つの第2完全ロック要素(4)とを有し、
前記少なくとも1つの第2完全ロック要素(4)は、前記シリンダの長手方向に離間した位置で、前記複数の第1ロック要素の1つに、確実に係合され、これにより、前記ピストンロッド(7)を前記シリンダ(8)に相対的に固定し、
前記複数の第1完全ロック要素(9)は、前記シリンダ(8)の外周面上で前記シリンダを囲む複数の溝(9)によって形成され、
前記少なくとも1つの第2完全ロック要素(4)は、完全ロックを形成するために前記複数の第1完全ロック要素(9)の1つに係合するロック位置において前記複数の溝(9)の1つと確実に係合するスプリングワッシャクランプ(4)として構成される、ことを特徴とするロック機構。 - 前記少なくとも1つの第2完全ロック要素(4)は、前記ロック位置、または、前記完全ロックが解除されるロック解除位置のいずれかの位置を採る、ことを特徴とする請求項1に記載のロッキング機構。
- 前記少なくとも1つの第2完全ロック要素(4)は、前記ロック解除位置から前記ロック位置に前記第2完全ロック要素を移動させようとする復帰力を発生させる、ことを特徴とする請求項2記載のロック機構。
- 前記復帰力を打ち消すように作動を行い、これにより、前記少なくとも1つの第2完全ロック要素を前記ロック解除位置に保持させるロック解除アクチュエータ(5)をさらに有する、ことを特徴とする請求項3に記載のロック機構。
- 前記ロック解除アクチュエータ(5)の前記作動は、前記ロック解除アクチュエータ(5)に接続される前記リニアアクチュエータ(6)を作動する動力入力を使用して実行され、
前記リニアアクチュエータ(6)から前記動力入力がない場合に、前記少なくとも1つの第2完全ロック要素(4)は、前記復帰力により前記ロック位置へ移動する、ことを特徴とする、請求項4に記載のロック機構。 - 前記複数の溝(9)は、前記シリンダ(8)の外周面において一体に形成される、ことを特徴とする請求項1に記載のロック機構。
- 前記複数の溝(9)は、チューブ状連結スリーブ(1)の外周上に形成され、
前記チューブ状連結スリーブ(1)の内径は、前記シリンダ(8)の外径に合わせられ、前記チューブ状連結スリーブは、前記シリンダに外挿されて取り付けられている、ことを特徴とする請求項1に記載のロック機構。 - 前記シリンダ(8)の外側に位置する前記ピストンロッドの端部に取り付けられ、前記ピストンロッド(7)を同心円状に囲む封管(2)を有し、
前記封管(2)の内周と前記シリンダ(8)の外周との間には、前記リニアアクチュエータ(6)が作動したときに、前記シリンダ(8)が前記封管(2)の内側に進入することを可能とする間隔であって前記封管(2)及び前記シリンダ(8)の径方向に特定の分離距離を有する間隔が設けられており、
前記封管(2)は、前記封管(2)と前記シリンダ(8)とが重なる領域において、前記封管(2)の内壁の内側に、前記少なくとも1つの第2完全ロック要素(4)を収容する、ことを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1つに記載のロック機構。 - 前記封管(2)は、一方の端部に、前記封管(2)の内部空間を閉じる前部壁(11)を有し、
前記ピストンロッド(7)が前記封管(2)に前部壁(11)を介して連結される、ことを特徴とする請求項8に記載のロック機構。 - 前記封管(2)は、前記封管(2)と前記シリンダ(8)とが重なる領域に、環状の溝(10)を形成し、この環状の溝(10)に前記スプリングワッシャクランプ(4)が収容される、ことを特徴とする請求項8に記載のロック機構。
- ピストンロッドおよびシリンダを有するリニアアクチュエータを固定するためのロック機構であって、
少なくとも1つの第1完全ロック要素は、前記シリンダの外周上で前記ピストンロッドの出口領域に配置され、
複数の第2完全ロック要素は、前記リニアアクチュエータが作動する場合に、前記ピストンロッドとともに移動し、前記第1完全ロック要素を通過し、
前記少なくとも1つの第1完全ロック要素は、前記ピストンロッドの長手方向に離間した位置で、前記複数の第2完全ロック要素の1つと確実に係合し、これにより、前記ピストンロッドが前記シリンダに相対的に固定され、
前記複数の第2完全ロック要素は、前記シリンダ(8)の外側に位置する前記ピストンロッドの端部に取り付けられる封管であって前記ピストンロッド(7)を同心円状に囲む封管の内周側に設けられる複数の溝によって形成され、
前記少なくとも1つの第1完全ロック要素は、スプリングワッシャクランプとして形成され、完全ロックを形成するために複数の第2ロック要素の1つと係合するロック位置において前記複数の溝の1つと確実に係合する、ことを特徴とするロック機構。 - 前記少なくとも1つの第1完全ロック要素は、前記ロック位置、または、前記完全ロックが解除されるロック解除位置のいずれかの位置を採るように構成される、ことを特徴とする請求項11に記載のロック機構。
- 前記少なくとも1つの第1完全ロック要素は、前記ロック解除位置から前記ロック位置に前記第1完全ロック要素を移動する復帰力を発生させるように構成される、ことを特徴とする請求項12に記載のロック機構。
- 前記復帰力を打ち消すように作動を行い、これにより、前記少なくとも1つの第1完全ロック要素を前記ロック解除位置に保持させるロック解除アクチュエータをさらに有する、ことを特徴とする請求項13に記載のロック機構。
- 前記ロック解除アクチュエータの前記作動は、前記ロック解除アクチュエータに接続される前記リニアアクチュエータを作動する動力入力を使用して実行され、
前記リニアアクチュエータの前記動力入力がない場合には、前記復帰力により前記少なくとも1つの第2完全ロック要素が前記ロック位置へ移動される、ことを特徴とする請求項14に記載のロック機構。 - 前記封管の内周と前記シリンダの外周との間には、前記リニアアクチュエータが作動したときに、前記シリンダが前記封管の内側に進入することを可能とする間隔であって前記封管及び前記シリンダの径方向に特定の分離距離を有する間隔が設けられている、ことを特徴とする前記請求項11乃至15のいずれか1つに記載のロック機構。
- 前記封管は、一方の端部に、前記封管の内部空間を閉じる前部壁を含み、前記ピストンロッドが前記封管に前部壁を介して連結される、ことを特徴とする請求項11乃至16のいずれか1つに記載のロック機構。
- 前記シリンダは、前記封管と重なる領域に環状溝を形成し、前記環状溝にスプリングワッシャクランプが収容される、ことを特徴とする請求項11乃至17のいずれか1つに記載のロック機構。
- 請求項1乃至18のいずれか1つに記載のロック機構を、可変水平安定板用アクチュエータのロック機構として利用するリニアアクチュエータ(6)の使用法。
- 航空機垂直安定板を調整するための少なくとも1つのリニアアクチュエータ(6)を有する航空機であって、
前記少なくとも1つのリニアアクチュエータは、請求項1乃至18のいずれか1つに記載のロック機構を有する、ことを特徴とする航空機。
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