JPS63152761A - ノンジャミングねじアクチュエータ装置 - Google Patents

ノンジャミングねじアクチュエータ装置

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JPS63152761A
JPS63152761A JP62300318A JP30031887A JPS63152761A JP S63152761 A JPS63152761 A JP S63152761A JP 62300318 A JP62300318 A JP 62300318A JP 30031887 A JP30031887 A JP 30031887A JP S63152761 A JPS63152761 A JP S63152761A
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ball screw
actuator device
internal thread
screw
actuator
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JP62300318A
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ブレント・エイ・クロッペンステイン
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明はノンジャミングねじアクチュエータ装置に関
するものである。
従来の技術 飛行機の主操縦翼面の作動または制御に％において、動
かなくなった操縦翼面に起因する故障状態が飛行安全問
題を生じることが認められている。電圧または非常に高
い電圧の損失の様なシステム故障は、限界的な飛行安全
状況に起因する過度な状態に操縦翼面を指令信号が作動
するようにできる。アクチュエータは、方向舵、水平安
定板、エルロンおよび同様なもの等の様な操縦翼面を動
かして制御する。
慣用的に、商用および軍用飛行機の飛行操縦装置は流体
シリンダの確実的なノンジャミング高応答特性にもとづ
いて流体機械的アクチュエーンヨン装置を主に用いてい
る。慣性比率に対する特有の高トルクと共に、電子技術
の発達と希土類永久磁石ブラシレス直流電動機は、伝統
的流体モードに対しコンピュータにより制御されるトレ
ントドワードデジタル型フライバイクイヤ飛行操縦装置
をもたらす。この様な進歩したフライパイワイヤ飛行操
縦装置の利点は飛行機全体に亘る流体配管の省略にもと
づ（重量軽減と、安定性増大および停泊特質増強のため
の積極的な飛行操縦とを含んでいる。
発明が解決しようとする問題点 しかし、発達した電子機械的アクチュエーション装置は
、固定位置にアクチュエーション装置が動かなくなる故
障状態にもとづく多くの利用においてしばしば容認でき
なくなる歯車回転または線形ボールねじ或はアクメねじ
アクチュエータを用いている。これは動かな（なった操
縦翼面に起因し、またボールねじ摩耗、応答速度および
アクチュエータ剛性に心配がある。勿論、飛行機の操縦
の損失を含む安全問題のために、動かな（なることは非
常に重大である。
この発明は、電子機械的アクチュエーショ／装置フライ
バイワイヤ技術の利点とアクチュエーション装置に協同
した確実なノンジャミング高応答特性との組合せによっ
て上述の問題な解決することを教えるものである。アク
チュエータのための駆動リンクを設ける閉路された流体
回路を有し、ボールねじが動かなくなった場合に操縦翼
面上の負荷の力に応答してアクチュエータの反動作用を
許すように流体回路が選択的に作動される新規なノンジ
ャミングボールねじアクチュエータを関連した出願が記
載している。
この発明は、ボールねじ組体が動かな（なるにも拘わら
ずアクチュエータを駆動すべくなしてボールねじ組体の
上流のアクチュエータ装置の故障の場合に負荷の力に応
答してアクチュエータ装置の反動作用を許す新規で改善
されたノンジャミング機械的ボールねじアクチュエータ
装置を教えるものである。
従って、この発明の目的は上述した特性の新規で改良さ
れたノンジャミングねじアクチュエータ装置を提供する
ことにある。
問題点を解決するための手段 この発明の一実施例において、アクチュエータ装置は内
ねじと、内ナツト外ねじ装置を有した中間装置と、外ナ
ツト装置とを大体備えている。アクチュエータ装置は作
動すべき負荷に連動されて一緒に動くべく内ねじ装置に
連結されている。駆動装置は中間装置を軸方向に動かす
よ５外ナツト装置を回転する。内ねじ装置の回転を防止
し、中間装置の回転を防止し、内ねじ装置およびこれに
よってアクチュエータ装置なねじ駆動するよう中間装置
および外ナツト装置間が動かな（なった場合に中間装置
を釈放し、負荷の力に応答してアクチュエータ装置の反
動作用を許すよう駆動装置の故障の場合に内ねじを釈放
するためのブレーキ装置が設けられる。
特に、中間装置は、内ねじ装置に内部ねじ係合し・たボ
ールねじとして説明されている。外ナツト装置は、ボー
ルねじまわりに回転可能に取付けられた外ボールねじナ
ツトを有する。第１ブレーキ装置はボールねじの回転を
防止し、第２ブレーキ装置は内ねじ装置の回転を防止す
る。
ボールねじとボールねじナツト間が動かなくなった場合
に、ボールねじが内ねじ装置をねじ駆動してこれにより
ア〉チュエータ装置を作動するように第１ブレーキ装置
は釈放される。駆動装置の故障またはボールねじ組体の
上流の別の故障の場合に、負荷の力に応答したアクチュ
エータ装置の反動作用を許すように第２ブレーキ装置は
釈放される。
アクチュエータ装置は内ねじ装置との間の相対的回転を
許す支承装置によって内ねじ装置に連結されているので
、内ねじ装置は軸方向に動くよう回転でき、アクチュエ
ータ装置は回転することなく一緒に直線的に動くようで
きる。
この発明の他の目的と特長および利点は添付図面に沿っ
ての以下の詳細な説明から明らかになろう。
新規であると確信されるこの発明の特許請求の範囲に特
に記載されている。この発明はその目的と・利点と共に
、同一符号が図面における同一部材を、示している添附
図面に関連した以下の詳細な説明によって良好に理解で
きる。
実施例 図面を詳細に参照するに、ノンジャミングアクチュエー
タ装置１０は、電動機１２と電子制御器１４を有した駆
動装置を備えるよう示されている。動力入力と信号すな
わち指令入力が電子制御器１４に供給される。電子制御
器１４と電動機１２間の電？Ｒ１６は、アクチュエータ
装置の機械的部材を作動すなわち駆動するよう電動機１
２に指令信号を供給する。レゾルバ１８は、電動機の回
転数にもとづいた位置情報の様な信号を作動状態の電動
機１２に対するように電線２０を介して電子制御器１４
に戻すよう供給する。回転可変容積変換器を設けること
ができる。また、この信号は、電子制御器１４が後に説
明される成るブレーキ装置を作動する場合に、電動機停
止により示されたり或は電動機故障を示すようできる様
に後述する如くボールねじ組体のジャミングを示すこと
ができる。
電動機１２の駆動軸１２ａは、飛行機のフレームや胴体
の一部を成すことができるハウジング２８に軸受２６に
よって支承されたボールねじナツト２４を回転する歯車
列２２に連結されている。ボールねじナツト２４は、ボ
ールねじナツトとボールねじを通常の周知の状態に機械
的および回転可能にリンク連結するようボールねじ３０
と適宜なボール３２を有するボールねじ組体の一部をな
している。内ねじ３４はボールねじ３０の内ねじ３８に
３６におけるようにねじ連結されている。内ねじ３４の
後方に延びる管状部４０は軸延長部４４にスプライン４
２にて連結され、これによって管状部４ｏと軸延長部４
４は相対的に直線的に動くことができるが、相対的に回
転はできない。同様に、ボールねじ３０は後部４６のス
プライン４８にて円筒部材５０にスプライン連結され、
これによって後部４６と円筒部材５ｏは相対的に軸方向
に動くことができるが、相対的に回転はできない。
上述から、内ねじ３４と、内ナツトおよび外ねじを有す
、る中間のボールねじ３ｏと、外ナツト２４とを有する
ようボールねじ組体内にねじ組体が協同することが理解
できる。
アクチュエータロッド５２の形のアクチュエータ装置は
枢軸点５６にて操縦翼面５４に枢着されている。操縦翼
面５４は、飛行機のフレームを構成できるハウジング６
２に固着された取付部材６０に５８にて枢着されている
。操縦翼面５４は飛行機の方向舵、水平安定板、エルロ
ン或は他の操縦翼面とすることができる。従って、二重
頭付の矢印への方向のアクチュエータロッド５２の軸方
向の作動が二重頭付の矢印Ｂの方向に操縦翼面５４を枢
動することが理解できる。アクチュエータロッド５２は
内ねじ３４の内部の軸受６４により支承され、これによ
って内ねじ３４はアクチュエータロッド５２に対して回
転でき、アクチュエータロッド５２を回転することなく
直線的に動かすようできる。
一般に、内ねじ３４の回転を防止し、ボールねじ３０の
回転を防止しボールねじ３０と外側のボールねじナツト
２４の間が詰って動かなくなった場合にボールねじ３０
を釈放して内ねじ３４、従ってアクチュエータロッド５
２をねじ駆動して駆動装置の故障の場合に内ねじ３４を
釈放して操縦翼面５４上の負荷の力に応答してアクチュ
エータの反動作用を許すようなすためにブレーキ装置６
６が設けられる。
特に、第１ブレーキ装置６６ａは、ハウジングに７２に
て支承された軸受７０を有する自由に回転可能なブレー
キパッド６８を備えている。
ブレーキパッド６８は、チールねじ３ｏにスプライン４
８にてスプライン連結された円、筒部材５０に歯車列７
４によって連結されている。電気的に作動されるブレー
キパッド７６はブレーキバンド６８とのブレーキ連結を
接離すべ（選択的に動かされる。ブレーキ連結によって
、ボールねじ５０の回転が防止される。
第２ブレーキ装置６６ｂは、ハウジングに８２にて支承
された軸受８０を有する自由に回転可能なブレーキパッ
ド７８を備えている。ブレーキハツト７８は、内ねじ３
４にスプライン４２にてスプライン連結された軸延長部
４４に歯車列８４によって連結されている。電気的に作
動されるブレーキパッド８４は、内ねじ３４の回転を防
止するようブレーキパッド７８とのブレーキ連結を接離
すべく選択的に軸方向に動（ことができる。
両ブレーキパッド７６．８４は、回転可能なブレーキパ
ッド６８．７８と夫々ブレーキ作動を行うように軸方向
に移動可能に且つ回転できないように取付けられている
。ソレノイド８６゜８８の様な適宜な電子装置はブレー
キパッド７６．８４の作動を夫々行うように使用できる
。
指令電線９０．９２が電子制御器１４から延びていて、
後述する様に動かなくなったり故障が生じたときに適宜
な信号に応答して夫々ソレノイド８６．８８を付勢して
ブレーキ作用を選択的に（ＩＮ々に釈放するようできる
。
正常作動の際に、第１．第２の両ブレーキ装置６６ａ、
６６ｂは、ボールねじ３０と内ねじ３４が回転可能に固
定される様に附勢される。
従って、電動機１２が歯車列２２を介してボールねじナ
ツト２４を回転するときに、ボールねじ３０と内ねじ３
４とアクチュエータロッド５２は操縦翼面５４を動かす
ように軸方向に動（。勿論、−両軸方向作動は、可逆電
動駆動装置である電動機１２に供給される電気信号にも
とづいて行われる。
ボールねじ３０とボールねじナツト２４の間が詰って動
かな（なった場合に、この状態が変換器１８の様な適宜
な装置によって感知され。
これによって信号が電子制御器１４に供給される。次い
で、電子制御器１４が信号を第１ブレーキ装置６６ａに
作用してブレーキを釈放する。
これはボールねじ３ｏと内ねじ３４の間の相対的回転を
可能にする。ボールねじ３ｏとボールねじナツト２４が
動がなくなることによって、これを２つの部材すなわち
ボールねじ３ｏとボールねじナツト２４は、第２ブレー
キ装置６６ｂが未だ附勢されているので、内ねじ３４ま
ゎりに回転する一体的ナットとしていま作用する。
この様な動かな（なった状態のもとに、操縦翼面５４の
作動は、ねじ３６．３８がボールねじミ勺Ｉ 組体のボール３２のための軌条よりも十分作用しないた
めに幾分遅い速度で未だ行われる。
電動機１２や駆動装置の他の部材の故障の形をとること
ができる駆動装置の故障の場合に、第２ブレーキ装置６
６ｂは消勢すなわち釈放され、他方第１ブレーキ装置６
６ａは未だ附勢されている。これらの状態のもとに、内
ねじ３４はねじ６６によりボールねじ３０内を軸方向に
−いて操縦翼面５４上の負荷の力に応答してアクチュエ
ータ装置の反動作用を許すようにできる。従って、操縦
翼面は末端位置にて動かなくなることを保持できず、操
縦翼面上の負荷の力のもとで中立位置に戻ることができ
る。
この発明がこの発明の精神や中心的特徴から逸脱するこ
となく他の特別な形に実施できることが理解されよう。
従って、この発明の実施例は図示される様に全てに関連
して考えられるべきで、図示に限定されるべきものでな
（、且つこの発明は図示説明された詳細に制限されるべ
きでない。
【図面の簡単な説明】
図面はこの発明のノンジャミングボールねじアクチュエ
ータ装置を幾分概略的に示す図である。 図中、１０：ノンジャミングアクチュエータ装置、１２
：電動機、１４：電子制御器、１８二レゾルバ、２４：
ボールねじナラ）、５０：ボールねじ、３２：ボール、
５４：内ねじ、４０：管状部、４４：軸延長部、５０：
円筒部材、５２：アクチュエータロッド、５４：操縦翼
面、６０：取付部材、６６：ブレーキ装置、６６ａ：第
１ブレーキ装置、６６ｂ＝第２ブレーキ装置、６８．７
６．７８，８４ニブレーキパツド、７０．８０：軸受、
８６，８８：ンレノイド。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、内ねじ、内ねじに内部ねじ係合した中間のボールね
    じ、ボールねじまわりに回転可能に取付けられた外ボー
    ルねじナット、作動すべき負荷と連動されて一緒に軸方
    向に動くべく内ねじに連結されたアクチュエータ装置、
    ボールねじを軸方向に動かすようボールねじナットを回
    転する駆動装置、ボールねじの動きに応答してアクチュ
    エータ装置の作動を行うよう内ねじとボールねじ間の相
    対的回転を阻止するブレーキ装置を備え、ボールねじと
    ボールねじナットが動かなくなった場合にボールねじが
    内ねじをねじ駆動してアクチュエータ装置を動かすこと
    ができるようにブレーキ装置が選択的に釈放できるノン
    ジャミングボールねじアクチュエータ装置。 ２、アクチュエータ装置と内ねじ間の相対的回転を許す
    ように支承装置によってアクチュエータ装置が内ねじに
    連結された特許請求の範囲第１項記載のノンジャミング
    ボールねじアクチュエータ装置。 ３、回転に対して内ねじを保持する手段をブレーキ装置
    が有している特許請求の範囲第１項記載のノンジャミン
    グボールねじアクチュエータ装置。 ４、回転に対してボールねじを保持する手段をブレーキ
    装置が有している特許請求の範囲第１項記載のノンジャ
    ミングボールねじアクチュエータ装置。 ５、回転に対して内ねじを保持する手段をブレーキ装置
    が有している特許請求の範囲第４項記載のノンジャミン
    グボールねじアクチュエータ装置。 ６、内ねじ、内ねじに内部ねじ係合した中間のボールね
    じ、ボールねじまわりに回転可能に取付けられた外ボー
    ルねじナット、作動すべき負荷と連動されて一緒に軸方
    向に動くべく内ねじに連結されたアクチュエータ装置、
    ボールねじを軸方向に動かすようボールねじナットを回
    転する駆動装置、内ねじの回転を防止する第１ブレーキ
    装置、内ねじの回転を防止する第２ブレーキ装置を備え
    、ボールねじとボールねじナットの間が動かなくなった
    場合にボールねじが内ねじをねじ駆動してアクチュエー
    タ装置を動かすことができるよう第１ブレーキ装置が釈
    放可能であり、駆動装置の故障の場合に負荷の力に応答
    してアクチュエータ装置の反動作用を許すよう第２ブレ
    ーキ装置が釈放可であるノンジャミングボールねじアク
    チュエータ装置。 ７、アクチュエータ装置と内ねじ間の相対的回転を許す
    よう支承装置によってアクチュエータ装置が内ねじに連
    結された特許請求の範囲第６項記載のノンジャミングア
    クチュエータ装置
JP62300318A 1986-12-08 1987-11-30 ノンジャミングねじアクチュエータ装置 Pending JPS63152761A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US939407 1986-12-08
US06/939,407 US4745815A (en) 1986-12-08 1986-12-08 Non-jamming screw actuator system

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JP62300318A Pending JPS63152761A (ja) 1986-12-08 1987-11-30 ノンジャミングねじアクチュエータ装置

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JP (1) JPS63152761A (ja)

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