JPH0833168B2

JPH0833168B2 - 非故障の機械的回転作動器

Info

Publication number: JPH0833168B2
Application number: JP63508322A
Authority: JP
Inventors: ジエフエリイ，ノザー
Original assignee: Moog Inc
Current assignee: Moog Inc
Priority date: 1987-09-22
Filing date: 1988-08-30
Publication date: 1996-03-29
Anticipated expiration: 2011-03-29
Also published as: DE3880327D1; EP0404772A1; US4856379A; WO1989002851A1; DE3880327T2; JPH03500801A; EP0404772B1

Description

【発明の詳細な説明】（技術分野）本発明は遊星歯車型機械的ロータリ作動器、特に少な
くとも１個の他の作動器と併用され、１個の作動器が故
障したとき負荷から切り放され他の正常な作動器に動力
を伝達可能に構成される作動システムの作動器に関す
る。

（背景技術）この種の作動器は航空機の飛行制御において先端フラ
ツプ、後縁フラツプ、補助翼、フラツプ翼（flapero
n）、方向舵に対し用いられ、これらの面を所望の位置
に向けるよう調節動作する。後縁フラツプ及び方向舵の
調節位置は飛行機の制御に重要であり、主飛行制御面と
呼ばれる。従つてこの面制御は正確でなければならな
い。これまで用いられていた機械的ロータリ作動器は故
障の可能性があるので、故障した作動器に代わりバツク
アツプ作動器を用いて制御面をニユートラル位置に置く
ために、主飛行制御面に対し線形動作する油圧作動器が
使用されていた。

一方航空機の翼の先端部は、使用しないと航空機の機
能が低下するが飛行不能となるほどのことはないので、
補助飛行制御面と呼ばれる。このため線形又はロータリ
の機械的作動器のいずれもが飛行機の翼の先端部に対し
使用される。ある作動器が詰まり（jammed）故障する
と、フラツプをジヤム（故障）位置に固定することが求
められ、仮に故障した作動器を連続的に駆動すると、飛
行機翼が損傷されることになる。これを解決する一の構
成が米国特許第4,688,744号明細書に開示されており、
当該米国特許には他の作動器およびフラツプ部材が次善
の作動状態にあるとき、一の作動器およびフラツプ部材
の詰まり動作を回避するキー部材を含む遊星歯車形作動
器が示されている。一方、作動器は故障発生率を低減す
べく構成され、故障した場合には、故障した作動器が作
動システムから切り放され故障した作動器の下流の、同
一の飛行制御面を駆動する他の作動器により駆動トルク
を伝達可能に構成される。

本発明の目的は故障を生じた場合、負荷から故障した
作動器を切り放し且つ駆動トルクを伝達可能な作動器を
提供することにある。

（発明の開示）本発明によれば、可動なリングギアの両側部に可動及
び固定のリングギアを備えた機械的ロータリ作動器が提
供される。各リングギアには貫通開口部を中心とする内
部ギア面と、リングギアを固定リングギアの場合支承構
造体に且つ可動リングギアの場合負荷に固定する付設装
置とが包有される。作動器には更に、貫通中央開口部を
有し固定リングギアの最外側部の開口部に固定されるサ
イドプレートと、サイドプレートの開口部内に取り付け
られたベアリングと、シヤフトと、シヤフトを駆動する
装置とが包有される。シヤフトには２個のサイドプレー
ト間においてシヤフトのほぼ長手に沿つて延びる変位カ
ムが具備される。変位カムには、シヤフトの軸から第１
の所望の変位を有する第１の内部カム部材と第２の変位
を有する第２の外部カム部材とが包有される。且つ各カ
ム部材には軸方向に延びるスロツトが形成され、このス
ロツト内にキー部材がプレス嵌めまたは締まり嵌めされ
る。第１及び第２の変位位置は、第２のカム部材が主動
作位置からほぼ180度回転されるとシヤフトの軸と一致
するように設定される。この特徴により、キー部材が破
壊されると複合遊星ギアが固定又は可動のリングギアと
の係合から切り離されることになる。

（図面の簡単な説明）第１図は従来の作動システムの簡略図、第２図は本発
明による作動システムの簡略図、第３図は本発明による
作動器の断面図、第４図は第３図の線４−４に沿つた断
面図、第５図は第３図の線４−４に沿つた断面図であ
る。

（発明を実施する最良の形態）第１図を参照するに、飛行制御面の代表的な作動シス
テム10の簡略図が示されている。図示のように、飛行制
御面すなわちフラツプ、より一般的に言えば負荷12は一
連の作動器により、この場合３個の作動器14、16、18に
より駆動される。これらの作動器はモータ等の原動機20
により駆動される。フユーズ22が原動機20と作動器14、
16、18との間に設けられる。点Ａで作動器14が詰まる
（jammed）（ジヤムされる即ち故障する）と、負荷12が
ジヤム位置で固定される。上述したように、負荷12が主
飛行制御面であればこのような状態は許容されず、一方
負荷12が補助飛行制御面であれば許容される場合もあ
る。

フユーズ22が作動システム10に含まれていない場合、
作動システム10内の弱いリンク、例えば点Ｂで壊損が生
じるまで原動機20は連続的に作動される。このような壊
損が生じると原動機20が作動器14から分離され、分離時
に作動器14がどの位置にあつても負荷12は固定されるこ
とになる。負荷は作動器14で固定されるが、原動機20は
連続的に駆動されていて作動器16、18が駆動される。こ
のため作動システムあるいは負荷に過大な損傷が生じ易
く、このような状態は許容されない。

第１図に示す従来の作動システムと異なつた本発明に
よる作動器を用いた作動システムの略図が第２図に示さ
れる。この場合負荷12は３個の作動器24、26、28により
駆動される。作動器24、26、28の詳細は後述する。これ
ら作動器自体は原動機20により入力シヤフト30を介して
駆動される。フユーズ22は本発明の作動器24、26、28に
対して設ける必要がなく省かれる。第２図の作動システ
ムにおいて、点Ａで作動器が詰まる即ち故障すると、入
力シヤフト30は作動器24から分離され、負荷12も故障し
た作動器から切り放される。これにより、負荷12は作動
器24により固定されず（もはや駆動されず）、原動機20
により他の２個の正常な作動器26、28を介して連続的に
駆動される。このように負荷12は作動器26、28により駆
動されることになり、作動器24のみが停止される。

本発明による一般的な作動器24、26、28が第３図〜第
５図に示される。更に詳述するに、この種の作動器とし
てはそれ自体は周知の、サイクロイド型の減速器として
構成されており、可動の出力ギアとしてのリングギア34
の両側に２個の固定リングギア32、36が配置されてい
る。

リングギア32、36は航空機のけた（spar）のような固
定面に付設され、一方リングギア34は航空機の翼のフラ
ツプのような制御面に付設されている。可動及び固定の
リングギアにはハウジング部材40が具備され、ハウジン
グ部材40自体には貫通する中央開口部41が形成され、付
設部材即ち支持部材（42）がハウジング部材40と一体に
形成されている。中央開口部を区画するリングギアの内
面は各々ギア歯部面33、ギア歯部面35、37として形成さ
れる。図示のように、３個のリングギア32、34、36は並
設され、これらの軸は合致される。

一対のサイドカバープレート44により固定のリングギ
ア32、36の２個の最外側部が囲繞されている。ボールベ
アリング46はサイドカバープレート44に固定され入力シ
ヤフト30が回転可能に支承される。ボールベアリング46
には外部レース47及び内部レース48が包有される。保持
器50が入力シヤフト30に螺着され、この構成によりリン
グギアが適所に固定される。ボールベアリング46の保持
器50及び内部レース48は入力シヤフト30と共に回転可能
に設けられる。

入力シヤフト30上に設けられた変位部分は２個の固定
リングギア32、36間の入力シヤフト30の実質的に全体に
亙り延びている。変位部分は内部カム部材52により形成
される。一方内部カム部材52は必要ならば入力シヤフト
30と一体に形成出来る。図示のように、内部カム部材52
の軸は入力シヤフト30の垂直軸に沿つて変位量Ｘだけ変
位されている。第２のカム部材54は円筒状に形成され、
且つ第２のカム部材54には貫通開口部が具備されてお
り、この開口部の軸線は第２のカム部材54へ向かつて変
位量Ｙだけ変位される。キー部材60はスロツト61a、61b
により区画される開口部61内にプレス嵌めまたは締まり
嵌めされ、スロツト61a、61b自体は内部カム部材52の外
面及び第２のカム部材54の内面に形成される。第２のカ
ム部材（54）内において内部カム部材52が整合され嵌着
され、この構成により垂直方向の変位は第４図に示すよ
うにＸ＋Ｙに等くなるように設けられる。更に変位量
Ｘ、Ｙはほぼ等しくされる。

入力シヤフト30上の第２のカム部材54の両側部にはネ
ジ山部31が形成される。肩部53が内部カム部材52の各端
部に具備される。保持器50により保持器50と肩部53との
間にボールベアリング46の内部レース48が固定される。
外部レース47によりサイドカバープレート44の軸方向の
位置が配置され、サイドカバープレート44によりリング
ギア32、リングギア34、36が並設されるように確保され
る。入力シヤフト30の軸線は中央開口部の隣接するリン
グギアを貫通する軸は合致されている。

円筒状のニードルベアリング62は第２のカム部材54上
に装着され、複合キア64がニードルベアリング62上に配
置される。複合キア64は３組のギア歯部65、66、67を有
しており、これらギア歯部はリングギア32、リングギア
34、36のギア歯部面33、ギア歯部面35、36に噛合せられ
る。このように複合キア64のギア歯部はリングギアの内
部ギア歯部と係合される。複合キア64のギア歯部に沿つ
て移動するに応じギア歯部の内部ギア歯部との接触がな
くなり、内部カム部材52、54の変位により点Ｄで接触が
なくなる。

通常の作動中、複合キア64のギア歯部が回転し、固定
及び可動のリングギアの各内部ギア面のギア歯部と接触
あるいは非接触になる。入力シヤフト30が回転するに応
じ、可動のリングギア34が２個の固定リングギア32、36
に対し回転し、このため負荷12が上動または下動され
る。

この種の駆動機構は公転複合遊星駆動装置として知ら
れている。しかして上述並びに図面から、ギア装置（6
4）及び入力シヤフト（30）間にカム装置（52、54）が
配設され、このカム装置（52、54）は入力シヤフト（3
0）が回転するに伴いギア装置（64）と係合され、且つ
固定及び可動のリングギア（32、36）、（34）の内部ギ
ア歯部面（33、35、37）の一部と離設可能で、且つギア
装置（64）とリングギア（32、36）、（34）とを所定の
トルクの伝達を実現するように切離し可能に設けられる
ことが理解されよう。

入力シヤフトが回転するに伴い、カム部材により複合キ
ア64のギア歯部65、66、67がギア歯部面33、ギア歯部面
35、37のギア歯部と係合される。ギア歯数に応じて可動
のリングギア34は入力シヤフトの方向と同一又は逆方向
に固定のリングギア32、36に対し回転する。

従つて、この種の駆動装置を使用するときは、サイド
カバープレート44の直径が２インチ（5.1cm）より小さ
くされ且つ可動のリングギアを回転するに必要なトルク
の伝達が可能に構成される。ニードルベアリング62によ
り入力シヤフトと可動のリングギア34との間のトルク伝
達効率が向上される。

いずれかの一つの作動器が故障したとき、入力シヤフ
ト30を介し伝達される駆動トルクによりキー部材60が剪
断されて、第２のカム部材54が内部カム部材52（即ち入
力シヤフト30）から分離される。このような状態が生じ
ると、入力シヤフト30が連続的に回転する。一度入力シ
ヤフト30が約180度回転すると、第１と第２のカム部材
間の偏位が打ち消される、即ち入力シヤフト30の中央軸
と第２のカム部材54が整合される（第５図参照）。これ
いより複合キア64の総てのギア歯部が各リングギアの内
部ギア面から引き戻され、入力シヤフトを介しトルクが
故障した作動器24の下流の作動器26、28に連続的に供給
される。このとき重要な点は、負荷12に付設される可動
のリングギア34が負荷12の動作と共に自在に回転可能に
設けられていることである。従つて、作動器26、28によ
り負荷が連続的に駆動され作動器24は単にヒンジの如く
機能することになる。

本発明は図示した実施例に限定されるものではなく各
種の設計変更が可能である。例えば、使用する作動器の
数は増減自在であり、また固定または可動のリングギア
の数も作動器製造に必要な数だけ使用され得る。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内部ギア歯部面を有する少なくとも１個の
可動のリングギア（34）と、少なくとも１個の可動のリ
ングギア（34）の各側部に設けられ内部ギア歯部面（3
3、35、37）を有する少なくとも２個の固定リングギア
（32、36）と、固定（32、36）及び可動のリングギア
（34）と係合可能であり固定リングギア（32、36）に対
し可動のリングギアを回転させるギア装置（64）と、ギ
ア装置（64）を貫通して延びギア装置（64）と共に回転
可能にギア装置（64）と係合される入力シヤフト（30）
と、入力シヤフト（30）を回転可能に支承するベアリン
グ装置（46、47、48）と、ギア装置（64）及び入力シヤ
フト（30）間に配設されたカム装置（52、54）と、入力
シヤフト（30）をギア装置（64）から分離する装置とを
備え、ギア装置（64）はカム装置（52、54）を介して入
力シヤフトに偏心して装荷され、このカム装置（52、5
4）は入力シヤフト（30）が回転するに伴いギア装置（6
4）と係合され、且つ固定及び可動のリングギア（32、3
6）、（34）の内部ギア歯部面（33、35、37）の一部と
離接可能で、ギア装置（64）とリングギア（32、36）、
（34）とを所定のトルクの伝達を実現するように切離し
可能に設けられてなるサイクロイド型減速器として構成
される作動器。
【請求項２】カム装置には、入力シヤフト（30）と共に
回転可能であり、入力シヤフト上に固定される内部カム
部材（52）と内部を貫通する開口部を有する円筒状の外
部カム部材（54）とが包有され、内部カム部材（52）の
軸は偏位量Ｘだけ入力シヤフト（30）の軸から変位さ
れ、外部カム部材（54）の軸は変位量Ｙだけ外部カム部
材の軸から変位され、変位量Ｘ及びＹが実質的に等しく
設けられ、外部カム部材内に内部カム部材が装着されて
なると共に、カム装置（52）に過大の負荷が加わるとき
内部カム部材（52）と外部カム部材（54）とが相対回転
される特許請求の範囲第１項記載の作動器。