JPS63501894A - ２方向性過走行止め - Google Patents

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】 ｌｔｌ町−性ｊ髪斐−忙止左 技」１且 この発明は、過走行止めに関Ｉ〜、特に、アクチュエータの回転を制限Ｖる場合 に用いられる２方向性過走行止めに関するものである。アクチュエータは、飛行 制御面のような航空機の部品の運動や位置決めのために用いられる。

１１卑」址 回転運動のための過走行止めは、費用ばかりでなく動力の必要性、信頼性、重量 、寸法および単純性が重要である環境において用いられるアクチュエータの重要 な構成要素であることが多い。例えば、回転アクチュエータが飛行機の翼のフラ ップを調節するために用いられている場合、過走行止めの信頼性は、アクチュエ ータの主要制御系に故障が万が−あった場合に、構造上の損傷の可能性や、フラ ップが空気力学的に不安定な位置に調節される可能性を防止するために重要であ る。単純性も、過走行止めの信頼性を確実にするのに役立つので、重要である。

勿論、重量、寸法および動力の必要性もこのようなアクチュエータにとって重要 な要素であることは明らかである。

このような重要な必要性を満足するために、従来がら種々の過走行止めが開発さ れてきた０例えば、米国特許第４，４４２，９２８号明細書には、停止歯の係合 によって過走行が防止されるアクチュエータが開示されている。また、米国特許 第３，０２９，６６０号明細書にも同様な止め構造が示されている。

米国特許第２，８５４，１１３号および米国特許第３，２２１，１１８号明細書 には、制限のための電気的スイッチ、および、これらのスイッチが誤作動した場 合の制限バックアップ構造を使用したアクチュエータが開示されている。

過走行止めに屡々見られる欠点は、アクチュエータが限度に達し停止されると、 摩擦的停止状態がら解放すべくアクチュエータを反転させるのに、多大なトルク が必要とされる点である。これは、アクチュエータが高速・低トルクのモータで 駆動され、且つ、寸法、重量および費用の制限のために、制動摩擦力に打ち勝つ のに必要とされる予備モータを設けることが不可能である場合に、非常に重要な 問題点である。

従来の過走行止めの中にも、この問題点を認識していたものがある。米国特許第 ３，３２７，８２６号明細書には、アクチュエータの反転を助けるために、エネ ルギを加えるばねを設けた構造が開示されている。また、米国特許第２．６２０ ，９１１号および米国特許第４，０６４，９８１号明細書に開示のものは、限度 から離れるようアクチュエータを戻すための付加的な力を不要とするために、ア クチュエータと止め構造との間に、から動き継手を設けている。

しかしながら、上記の構造は、アクチュエータの一方の限度から他方の限度まで 間の回転数が大きい場合には特に、重量と寸法の制限、がある、更に、これらの 構造は費用が高い、更にまた、異なるアクチュエータにおける異なる回転限度が 要求されている場合に、これらの構造を適応させることには限界があり、２．３ のアクチュエータにしか利用できない多数の部品を作る必要かある。

この発明は、上述したような問題点を解決することを目的としている。

兄］ｆｉｆＬ示− この発明の一つの特徴において、アクチュエータの回転軸のための２方向性過走 行止めは、相反して配置された１対の一方向クラッチによって、相反する方向に 軸と共に回転できるように固定された第１と第２のブレーキ板を備えている０回 転不可能なブレーキ部材が軸に対して軸線方向に移動するよう取り付けられ、軸 が一方向または他方向に回転して所定の限度に達した場合に、ブレーキ板の一方 または他方と摩擦係合するようブレーキ部材を偏倚するための手段が設けられて いる。

この発明の他の特徴において、過走行止めの作動構造体は、軸を囲み且つブレー キ部材に固定されたスリーブと、このスリーブを囲むねじ山付き管状部材とを備 え、このねじ山付き部材とスリーブとは、互いに対して相対回転をしないように 取り付けられると共に、伸縮可能となっている。伸縮運動のいずれか一方の終端 にて、スリーブは適宜偏倚され、ブレーキ部材を適当なブレーキ板と係合するよ う移動させる。この発明の関連特徴において、ねじ山付き部材は、軸によってそ れ自体駆動されるナツトにより、軸線方向に駆動される。

この発明の更に他の特徴において、一方向クラッチは、軸の回りに渦巻き状に巻 き付けられたばねであり、その一端は関連のブレーキ板に固定されている。

この発明により、アクチュエータは、最小の重量と寸法を有する安価な過走行止 めを設けることができる０店な、上述の過走行止めは、単純な構成で、しかも高 信頼性を有している。更に、上述の過走行止めによって、アクチュエータは、い かなる付加的な力（トルク）をも必要としないで、その限度から逆転できる。更 にまた、この発明に従って構成された過走行止めは、簡単に、異なるアクチュエ ータに使用することができ、また、色々な走行範囲で制限する場合にも用いるこ とができる。

第１図はこの発明の一実施例の断面図；第２図は一方の限度でのこの発明の一部 分を示す拡大断面図： 第３図は第１図の３−３線に沿っての断面図である。

日を　るための　の多。

この発明による２方向性過走行止め１０が第１図に明示されている。この過走行 止め１０は、例えば飛行機の翼のフラップを調節するのに用いられる軸１２のい ずれの方向の回転をも制限するために利用される。

過走行止め１０は２つの主要構成要素、即ち、ブレーキ構造体１４と、作動構造 体１６とから成っている。

ブレーキ構造体１４は、軸１２の周囲に配置され且つ一方向クラッチ２４．２６ によりこの軸１２に連結された１対の環状ブレーキ板２０．２２を備えている。

クラッチ２４．２６は、それぞれ、一方のブレーキ板２０を軸１２の一方の回転 方向に関連させると共に、他方のブレーキ板Ｚ２を軸１２の他方の回転方向に関 連させるように、ブレーキ板２０．２２を軸１２に連結する。

図示されるように、一方向クラッチ２４．２６は、軸１２と摩擦係合するように 軸１２の回りに巻き付けられた渦巻きばね２８．３０である。各ばね２８．３０ の一端３２．３４は、それぞれ、ブレーキ板２０．２２の穴を貫通して延びるこ とによって、対応のブレーキ板２０．２２に固定されている。固定された端部３ ２．３４から見ると、ばね２８．３０は軸１２の回りに相反する方向に巻き付け られており、ブレーキ板２０．２２゛を、必要な場合に軸１２の相反する回転方 向と関連させるようになっている。

尚、図示されるもの以外の一方向クラッチであっても、この発明の範囲内で用い られ得る。

ブレーキ板２０．２２の相反する側のハウジング３８には、。

１対の剛体の環状ブレーキ・フランジ４０．４２が適宜に固定されている。軸線 方向に往復動するブレーキ部材４４が、２枚のブレーキ板２０．２２の間に配置 され、例えば図示のスプライン４６によって、ハウジング３８とブレーキ・フラ ンジ４０．４２に対して回転しないように適宜固定されている。

以下でも゛回転しないように固定された”種々の構成要素について述べられてい るが、これは、軸１２の基部に対する回転を指していることは理解されるべきで ある。即ち、過走行の制限を必要とする軸１２が、その限度に対して軸１２をシ フトしない態様で当該軸１２と共に回転する環境（例えば、ハウジング）内にあ るとするならば、“回転しないように固定された°′楕成要素は、該環境と共に 回転する。

環状のブレーキ・パッド５０．５２．５４．５６が、各ブレーキ・フランジ４０ ．４２の一方の面と、ブレーキ部材４４の両側とに固着されている。これらのパ ッド５０〜５６は、適当な摩擦ブレーキ面が、過走行の制動中に、ブレーキ板２ ０．２２と係合するのを確実とする。

ブレーキ部材４４は、作動構造体１６との適当な継手によって、特に、作動構造 体１６と関連されたプレート６０との適当な継手によって、軸線方向に往復動さ れる０図示の継手は、プレートのリム６４と一方のブレーキ・フランジ４０仁の 穴を通って延びる複数のねじ６２から成っている。ねじ６２の回りのスペーシン グ・スリーブ６６はフランジの穴に摺動可能に挿入され、プレート６０のリム６ ４から選定された距離を置いてブレーキ部材４４を固定するように機能する。

プレートのリム６４はまた、スプライン４６によってハウジング３８に対して回 転しないように適当に固定されている。

プレート６０は、１対のベレビレ・ワッシャ７０．７２の間で固定された内向き 環状フランジ６８を有している。ベレビレ・ワッシャ７０．７２は、軸１２上に 配置された軸線方向に往復動可能なスリーブ７８に適宜に固定された肩部材７４ ．７６に取り付けられている。一方の肩部材７４は、後に明らかとなろうが、作 動構造体１６におけるストッパとしても機能する。肩部材７４．７６の間に形成 されたスプライン７９は、プレート６０に対してスリーブ７８を回転しないよう 固定している。尚、他の型式の継手がプレート６０とスリーブ７８との間に設け られ得るが、作動構造体１６とブレーキ部材４４との間に成る程度の軸線方向の たわみ性が望まれること（これは後に明らかとなろう）は理解されるべきである 。

また、プレート６０はむく材として示されているが、重量を減するために切欠き 部分が設けられても良いことは理解されるべきである。更にまた、スリーブ７８ とブレーキ部材４４との間の適当な継手を提供するために、単一体のプレート６ ０の代わりに、独立し連結されていない所定数のアームが用いられても良い。

スリーブ７８の回りには、外面にねじ山８２を有する管状部材８０が配置されて いる。管状部材８０はスリーブ７８にスプライン継手を具備し、これも回転しな いように固定されている０図示されるように、スプライン継手は、管状部材の内 面に軸線方向のスロット８４を備え、このスロット８４でスリーブ７８上の耳゛ 、即ちストッパ８６を受けるようになっている６図示実施例では、スロット８４ とストッパ８６との対が３対示されているが（第３図参照）、このような対は幾 つでも良い（以下で明らかとなろう理由から等間隔で設けられるのが好適である ）。

また、管状部材８０は各スロット８４の一端に１つの耳８８を有している。これ らの耳８８（第１図と第２図には１つだけしか示されていない）は、管状部材８ ０がスリーブ７８から完全に抜は落ちないように、また、後に明らかとなろうが ブレーキ構造体１４を作動させるように、管状部材の走行の終端で、スリーブ７ ８のストッパ８６と係合する。

ナツト９０が管状部材８０上に配置され、管状部材の外面のねじ山８２と螺合す るねじ山９２を内面に有している。ナツト９０は適当な手段（図示しない）によ って軸線方向に動かないように固定されている。

ナラ）〜９０はその回りにギヤ・フランジ９４を有しており、これは、複数の歯 車９６．９７．９８．９９を介して、軸１２に適宜固定された歯車１００によっ て駆動される。しかしながら、図示の歯車９６〜１００は例示的な駆動連結に過 ぎず、駆動連結の正確なギヤ比は、管状部材８０を軸線方向に完全に走行さぜる ナラ１−の回転数に対する軸回転の所望の限度によって与えられる回転数に従っ て選ばれなければならないことは理解されるべきである。更に、過走行止め１０ の回転限度が、この歯車構造を変更することによって、簡単に変更されることは 分かるであろう。

ＬＬＩへ【胆 次に、過走行止め１０の作動を説明する。この説明中、「時計方向」および「反 時計方向」の回転という語は、第１．２図の左側から見た場合を言う。

回転限度以内で軸１２が反時計方向に回転している場合、ギヤ・フランジ９４お よびナツト９０は、歯車９６〜１００を介して、時計方向で回転駆動される。管 状部材８０がスリーブ７８とのスプライン継手によって回転しないようになって いるので、ナツト９０の時計方向の回転によって、管状部材８０は第１図で左側 に移動する。

軸１２が反時計方向において所定の走行限度に達すると、管状部材８０の耳８８ がスリーブ７８のストッパ８６と係合しく第２図参照）、ストッパ７８を左側に 引っ張り始める。

スリーブ７８はブレーキ部材４４を左側に移動させ、プレート６０とねじ２０と を介して、ブレーキ板２０をブレーキ・フランジ４０に押圧する。これによって 、そこに組み付けられているブレーキ・パッド５０．５４は、ブレーキ板２０上 の摩擦力を増大させ、最終的に、ブレーキ板２０は軸１２と共に反時計方向の回 転を停止する。

これと共に、ブレーキ板２０は停止するまでに時間がかかるので、軸１２とブレ ーキ板２０とを同時にロックするために、ばね１２が軸１２を更にしっかりと巻 き付くように偏倚される。このようにして、軸１２は、この所定の限度を越えて 更に反時計方向に回転しないよう保持される。

第２図から明らかな通り、ベレビレ・ワッシャ７０によって与えられる軸線方向 のたわみ性が、ブレーキ・バッド５０．５４が先ずブレーキ板２０と係合した時 から、軸１２が回転を停止する際までの間に生じる小さな遅れを許容する。

このような遅れは、急激なロックを防止するために、また、一方向クラッチ２４ とばね２８とに含まれる固有の遅れの観点からも、望まれる。

この後、軸１２の反時計方向の回転を制限している静摩擦力に打ち勝つために必 要とされるトルクを一切加えることなく、前記限度から離れる方向に、簡単に、 軸１２を逆回転（即ち、時計方向の回転）させることができる、特に、軸１２が 時計方向に回されると、ばね２８が効果的に軸１２から緩み、これによって、軸 １２が、固定されたブレーキ板２０に対して回転することができる。（ばね２８ が緩むと、必要ならば幾らかの滑りが軸１２とばね２８との間で許容されるよう に、ばね２８は軸２８の回りの摩擦的把持を減する。）結局、僅かに軸１２を回 すと、ナツト９０は作動構造体１６を十分に戻し、ブレーキ部材４４はブレーキ ・フランジ４０に対してブレーキ板２０を偏倚しなくなり、また、ブレーキ板２ ０は、軸１２と共に時計方向に回転するが否かは随意となる。

軸１２が時計方向回転の限度に達した場合にも、過走行止め１０は同様に作動す る。この場合、管状部材８０の耳８８は右側に移動しており、時計方向回転の限 度に達した際に、スリーブ７８上の肩部材（ストッパ）７４に接する。このよう にして、作動構造体１６はブレーキ部材４４をブレーキ板２２とブレーキ・フラ ンジ４２の方に偏倚させ、もって、ブレーキ板２２を摩擦的に制動し、また、ば ね３ｏを介して軸１２を制動する。ばね３０は他方のばね２８に対して反対向き に巻かれているので（端部３４．３２がらそれぞれ見た場合）、ばね３０は時計 方向の回転中に軸１２にブレーキ板２２をロックするように働くが、付加的なト ルクを必要とせずに、時計方向の限度から離れるよう軸１２を反時計方向に回す ことができる。

この発明の他の特徴、目的および利点は、図面、明細書および添付の請求の範囲 の教えがら得られることができる。

国際調査報告

Claims (20)

【特許請求の範囲】
1. １．回転可能な軸のための２方向性過走行止めにおいて、相反して配置された１ 対の一方向クラッチによって、相反する方向に軸と共に回転できるよう取り付け られた第１および第２のブレーキ坂と、 軸に対して軸線方向に移動するよう取り付けられた回転不可能なブレーキ部材で あって、該ブレーキ部材の動きの−終端で第１のブレーキ板と摩擦係合し、また 、該動きの他終端で第２のブレーキ板と摩擦係合する前記ブレーキ部材と、 軸が第１の方向に回転して所定限度に達した場合にブレーキ部材をその動きの前 記−終端まで軸線方向に偏倚させる偏倚手段と、 軸が第２の方向に回転して所定限度に達した場合にブレーキ部材をその動きの前 記他終端まで軸線方向に偏倚させる偏倚手段と、 を具備する２方向性過走行止め。
2. ２．偏倚手段は、 軸に沿って軸線方向に往復動できるように該軸に駆動可能に連結された回転不可 能なねじ山付き部材と、ブレーキ部材に対して取り付けられた第１および第２の ストッパと、 から成り、 ねじ山付き部材は、第１の方向における軸の回転所定限度にて、第１のブレーキ 板の方にブレーキ部材を偏倚するよう第１のストッパと係合し、且つ、ねじ山付 き部材は、第２の方向における軸の回転所定限度にて、第２のブレーキ板の方に ブレーキ部材を偏倚するよう第２のストッパと係合するようになっている請求の 範囲第１項記載の２方向性過走行止め。
3. ３．ねじ山付き部材は軸を囲む管状部材であり、外面にねじ山を有し、２方向性 過走行止めは、ブレーキ部材に取り付けられ且つねじ山付き部材の内側で軸を囲 んで延びているスリーブであって、その両端にストッパが設けられている前記ス リーブと、ねじ山付き部材およびスリーブの間の軸線方向の動きを許容するスプ ライン継手と、 ねじ山付き部材を囲み且つ軸の回転に対して選択された比で駆動されるナットと 、 を更に具備している請求の範囲第２項記載の２方向性過走行止め。
4. ４．スリーブは、該スリーブとブレーキ部材との間で幾分かの軸線方向の遊びを 許容するように該ブレーキ部材に取り付けられている請求の範囲第３項記載の２ 方向性過走行止め。
5. ５．スリーブはベレビレ・ワッシャによってブレーキ部材に取り付けられている 請求の範囲第４項記載の２方向性過走行止め。
6. ６．管状部材に設けられ且つストッパのいずれかと係合するようになっている耳 を、更に具備している請求の範囲第３項記載の２方向性過走行止め。
7. ７．ブレーキ部材はブレーキ板間に配置され、２方向性適走行止めは、ブレーキ 板の相反する側に固定されたブレーキ・フランジを更に具備しており、第１およ び第２の方向における軸の回転所定限度にて、第１または第２のブレーキ板が、 それぞれ、ブレーキ部材とブレーキ・フランジの一方との間で摩擦係合されるよ うになっている請求の範囲第１項記載の２方向性過走行止め。
8. ８．偏倚手段は、 軸に沿って軸線方向に往復動できるように該軸に駆動可能に連結された回転不可 能なねじ山付き部材と、ブレーキ部材に対して取り付けられた第１および第２の ストッパと、 から成り、 ねじ山付き部材は、第１の方向における軸の回転所定限度にて、第１のブレーキ 板の方にブレーキ部材を偏倚するよう第１のストッパと係合し、且つ、ねじ山付 き部材は、第２の方向における軸の回転所定限度にて、第２のブレーキ板の方に ブレーキ部材を偏倚するよう第２のストツパと係合するようになっている請求の 範囲第７項記載の２方向性過走行止め。
9. ９．ねじ山付き部材は軸を囲む管状部材であり、外面にねじ山を有し、２方向性 過走行止めは、ブレーキ部材に取り付けられ且つねじ山付き部材の内側で軸を囲 んで延びているスリーブであって、その両端にストッパが設けられている前記ス リーブと、ねじ山付き部材およびスリーブの間の軸線方向の動きを許容するスプ ライン継手と、 ねじ山付き部材を囲み且つ前記軸の回転に対して選択された比で駆動されるナッ トと、 を更に具備している請求の範囲第８項記載の２方向性過走行止め。
10. １０．１対の一方向クラッチは、それぞれ、軸に渦巻き状に巻き付けられると共 に該軸と摩擦係合する渦巻きばねであり、各渦巻きばねの一端は関連のブレーキ 板に固定され、各渦巻きばねは前記一端から互いに相反する方向に巻かれている 請求の範囲第１項記載の２方向性過走行止め。
11. １１．回転可能な軸のための２方向性過走行止めにおいて、軸と共にそれぞれ第 １または第２の方向に回転するように第１および第２のブレーキ板をそれぞれ取 り付けている相反して配置された第１および第２の一方向クラッチと、 第１および第２の方向における軸の回転所定限度にて、それぞれ、第１または第 ２のブレーキ板と摩擦係合するように、軸に対して軸線方向に移動するよう取り 付けられたブレーキ部材と、 軸の回転に対して選択された比で軸線方向に駆動されるねじ山付き部材と、 ブレーキ部材に取り付けられると共に、第１および第２の方向における軸の回転 所定限度にて、ねじ山付き部材を係合させる係合手段を有している軸線方向に偏 倚する継手と、 を具備する２方向性過走行止め。
12. １２．一方向クラッチは、それぞれ、軸に渦巻き状に巻き付けられると共に該軸 と摩擦係合する渦巻きばねであり、各渦巻きばねの一端は関連のブレーキ板に固 定され、各渦巻きばねは前記一端から互いに相反する方向に巻かれている請求の 範囲第１１項記載の２方向性過走行止め。
13. １３．前記係合手段は、 ねじ山付き部材上の耳と、 継手上の第１および第２のストッパと、がら成り、 耳は、第１の方向における軸の回転所定限度にて第１のストッパと係合し、第２ の方向における軸の回転所定限度にて第２のストッパと係合するようになってい る請求の範囲第１１項記載の２方向性過走行止め。
14. １４．継手は軸の回りに配置され、ねじ山付き部材は、継手との間で軸線方向の 動きのみ許容するスプライン継手によって、前記継手の回りに配置されている請 求の範囲第１１項記載の２方向性過走行止め。
15. １５．ナットが、ねじ山付き部材の回りに配置されると共に、該ねじ山付き部材 を軸線方向に駆動するように軸の回転に対して選択された比で駆動される請求の 範囲第１４項記載の２方向性過走行止め。
16. １６．ブレーキ部材はブレーキ板間に配置され、２方向性過走行止めば、ブレー キ板の相反する側に固定されたブレーキ・フランジを更に具備しており、第１お よび第２の方向における軸の回転所定限度にて、第１または第２のブレーキ板が 、それぞれ、ブレーキ部材とブレーキ・フランジの一方との間で摩擦係合される ようになっている請求の範囲第１１項記載の２方向性過走行止め。
17. １７．継手は、該継手とブレーキ部材との間で幾分かの軸線方向の遊びを許容す るように該ブレーキ部材に取り付けられている請求の範囲第１１項記載の２方向 性過走行止め。
18. １８．継手はベレビレ・ワッシャによってブレーキ部材に取り付けられている請 求の範囲第１７項記載の２方向性過走行止め。
19. １９．ハウジング内に回転可能に設けられた軸のための２方向性過走行止めにお いて、 軸に沿って軸線方向に移動するように支持された回転不可能なスリーブと、 軸の回りに配置され且つハウジングに対して固定された、軸線方向に互いに離間 された第１および第２の摩擦ブレーキ・フランジと、 摩擦ブレーキ・フランジ間に配置された摩擦ブレーキ部材であって、スリーブに 固定され且つ摩擦ブレーキ・フランジに対して回転しないように固定された前記 摩擦ブレーキ部材と、 第１の摩擦ブレーキ・フランジおよび摩擦ブレーキ部材の間に配置された第１の ブレーキ板と、第２の摩擦ブレーキ・フランジおよび摩擦ブレーキ部材の間に配 置された第２のブレーキ板と、第１の方向に回転するように第１のブレーキ板を 軸に連結する第１の一方向クラッチと、 第２の方向に回転するように第２のブレーキ板を軸に連結する第２の一方向クラ ッチと、 スリーブを囲むと共に、該スリーブとの間の相対的な回転を防止するように該ス リーブとのスプライン継手を有している、外面にねじ山を備えた耳付きの管状部 材と、管状部材のねじ山と係合すると共に、管状部材を軸線方向に動かすように 軸の回転に対して選択された比で駆動されるナットと、 スリーブ上の第１および第２のストッパと、を具備し、 軸が第１の方向に回転して所定限度に達した場合に、第１のストッパが耳に係合 されてスリーブおよび摩擦ブレーキ部材を軸線方向に移動させ、もって第１の摩 擦ブレーキ・フランジおよび摩擦ブレーキ部材の間に第１のブレーキ板を摩擦係 合させ、且つ、軸が第２の回転方向に回転して所定限度に達した場合に、第２の ストッパが耳と係合されてスリーブおよび摩擦ブレーキ部材を軸線方向に移動さ せ、もって第２の摩擦ブレーキ・フランジおよび摩擦ブレーキ部材の間に第２の ブレーキ板を摩擦係合させるようになっている２方向性過走行止め。
20. ２０．一方河クラッチは、それぞれ、軸に渦巻き状に巻き付けられると共に該軸 と摩擦係合する渦巻きばねであり、各渦巻きばねの一端は関連のブレーキ板に固 定され、各渦巻きばねは前記一端から互いに相反する方向に巻かれている請求の 範囲第１９項記載の２方向性過走行止め。