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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6335164
(24)【登録日】2018年5月11日
(45)【発行日】2018年5月30日
(54)【発明の名称】ブローダウンアクチュエータ組立体
(51)【国際特許分類】
B64C 25/20 20060101AFI20180521BHJP
B64C 25/24 20060101ALI20180521BHJP
B64C 13/28 20060101ALI20180521BHJP
B64C 13/50 20060101ALI20180521BHJP
F15B 15/14 20060101ALI20180521BHJP
F15B 15/26 20060101ALI20180521BHJP
F16H 25/20 20060101ALI20180521BHJP
【ＦＩ】
B64C25/20
B64C25/24
B64C13/28
B64C13/50
F15B15/14 350
F15B15/14 380B
F15B15/26
F16H25/20 B
【請求項の数】20
【全頁数】20
(21)【出願番号】特願2015-516116(P2015-516116)
(86)(22)【出願日】2013年6月4日
(65)【公表番号】特表2015-525168(P2015-525168A)
(43)【公表日】2015年9月3日
(86)【国際出願番号】US2013044068
(87)【国際公開番号】WO2013184656
(87)【国際公開日】20131212
【審査請求日】2016年6月6日
(31)【優先権主張番号】61/655,331
(32)【優先日】2012年6月4日
(33)【優先権主張国】US
(73)【特許権者】
【識別番号】514309446
【氏名又は名称】アエロ コントロレックス グループ インコーポレイテッド
(74)【代理人】
【識別番号】100092093
【弁理士】
【氏名又は名称】辻居 幸一
(74)【代理人】
【識別番号】100082005
【弁理士】
【氏名又は名称】熊倉 禎男
(74)【代理人】
【識別番号】100088694
【弁理士】
【氏名又は名称】弟子丸 健
(74)【代理人】
【識別番号】100095898
【弁理士】
【氏名又は名称】松下 満
(74)【代理人】
【識別番号】100098475
【弁理士】
【氏名又は名称】倉澤 伊知郎
(74)【代理人】
【識別番号】100168871
【弁理士】
【氏名又は名称】岩上 健
(72)【発明者】
【氏名】フェン クリストファー エル
(72)【発明者】
【氏名】クロニン パトリック エム
【審査官】
川村 健一
(56)【参考文献】
【文献】
英国特許出願公告第５８７４６０（ＧＢ，Ａ）
【文献】
米国特許出願公開第２０１０／０２８２９０１（ＵＳ，Ａ１）
【文献】
米国特許出願公開第２０１０／００２４５８０（ＵＳ，Ａ１）
【文献】
特開２００２−２１３４０６（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）
Ｂ６４Ｃ １３／２８
Ｂ６４Ｃ １３／５０
Ｂ６４Ｃ ２５／１８
Ｂ６４Ｃ ２５／２０
Ｂ６４Ｃ ２５／２４
Ｆ１５Ｂ １５／１４
Ｆ１５Ｂ １５／２６
Ｆ１６Ｈ ２５／２０
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
被制御部材を作動させるために伸縮するように適合された駆動アーム組立体を含む駆動組立体を備えるアクチュエータ組立体であって、
前記駆動アーム組立体は、作動部材を備え、
前記駆動アーム組立体は、更に、解放部材と、
加圧ガス源と、
を備え、
正常動作モード中は、前記作動部材及び前記解放部材は、固定機構と係合して一斉に移動し、
非常動作モード中は、前記作動部材が前記被制御部材を伸長させるように、加圧ガスが、前記作動部材を前記解放部材から自動的に結合解除して別個に動かし、
前記固定機構は、前記非常動作モード中に、前記作動部材を完全に伸長した位置にロックするように適合されていることを特徴とする、アクチュエータ組立体。
前記駆動アーム組立体は、作動部材を備え、
前記駆動アーム組立体は、更に、解放部材と、
加圧ガス源と、
を備え、
正常動作モード中は、前記作動部材及び前記解放部材は、固定機構と係合して一斉に移動し、
非常動作モード中は、前記作動部材が前記被制御部材を伸長させるように、加圧ガスが、前記作動部材を前記解放部材から自動的に結合解除して別個に動かし、
前記固定機構は、前記非常動作モード中に、前記作動部材を完全に伸長した位置にロックするように適合されていることを特徴とする、アクチュエータ組立体。
【請求項2】
周縁部上に軌道を有するように構成されたボールねじと、前記軌道上を動く軸受を収容するボールナットとをさらに備え、前記ボールナットは、前記ボールねじの回転方向が、前記作動部材をハウジングから伸長させるか又は前記ハウジングに収縮させるかを定めるように、前記正常動作モード中は、前記作動部材に結合されることを特徴とする、請求項１に記載のアクチュエータ組立体。
【請求項3】
前記固定機構は、前記正常動作モード中、前記作動部材を前記解放部材に解放可能にロックすることにより前記作動部材及び前記解放部材が係合して一つの組立体として一斉に移動するように適合されていることを特徴とする、請求項１に記載のアクチュエータ組立体。
【請求項4】
前記作動部材を覆うカバーチューブと、前記カバーチューブの端部に設けられ前記作動部材を通す端部キャップと、前記作動部材の端部を塞ぐ密封プラグとをさらに備え、
前記解放部材は、伸長位置でロックされた前記作動部材に向かって移動し、前記解放部材を前記作動部材と再係合させることにより前記解放部材と前記作動部材とがその後前記正常動作モードで作動するように適合されていることを特徴とする、請求項３に記載のアクチュエータ組立体。
前記解放部材は、伸長位置でロックされた前記作動部材に向かって移動し、前記解放部材を前記作動部材と再係合させることにより前記解放部材と前記作動部材とがその後前記正常動作モードで作動するように適合されていることを特徴とする、請求項３に記載のアクチュエータ組立体。
【請求項5】
前記作動部材内において前記密封プラグとの間に伸縮チャンバを定める前記解放ピストンをさらに備えることを特徴とする、請求項４に記載のアクチュエータ組立体。
【請求項6】
加圧ガスが前記伸縮チャンバ内に解放されると、前記解放部材が駆動されて前記固定機構をロック解除し、前記作動部材を解放して、前記解放部材を超えて抑制せずに動かすことを特徴とする、請求項５に記載のアクチュエータ組立体。
【請求項7】
前記加圧ガス源は、前記アクチュエータ組立体内部に収容されたガス発生器であることを特徴とする、請求項５に記載のアクチュエータ組立体。
【請求項8】
前記カバーチューブの遠位端に向かって収容された伸縮可能保持リングをさらに備え、前記作動部材は、外周保持溝を含み、前記伸縮可能保持リングは、前記作動部材が前記カバーチューブの前記端部キャップから所定距離伸長すると、付勢されて前記保持溝内に圧縮されることを特徴とする、請求項４に記載のアクチュエータ組立体。
【請求項9】
前記伸縮可能保持リングは、少なくとも２つの弓状区画を備えることを特徴とする、請求項８に記載のアクチュエータ組立体。
【請求項10】
前記ボールナットと前記解放部材とに結合されたナットアダプタをさらに備え、前記ナットアダプタは、前記解放部材が前記作動部材に固定されると、前記伸縮可能保持リングを伸長させるための解放機構を有するように構成されることを特徴とする、請求項９に記載のアクチュエータ組立体。
【請求項11】
前記解放機構は、前記ナットアダプタ上に構成された、傾斜した延長部であることを特徴とする、請求項１０に記載のアクチュエータ組立体。
【請求項12】
前記ボールねじは、中空であり、非常動作モード中は、加圧ガスは前記ボールねじを通って前記伸縮チャンバに送給されることを特徴とする、請求項５に記載のアクチュエータ組立体。
【請求項13】
前記正常動作モード中、前記ボールねじを駆動して前記作動部材を伸長及び収縮させるための、モータとギア列とをさらに備えることを特徴とする、請求項２に記載のアクチュエータ組立体。
【請求項14】
作動部材と解放部材とを有する電気機械式駆動システムと、
加圧ガスにより動作する統合バックアップシステムと、
を備える電気機械式アクチュエータであって、
正常動作モード中は、前記作動部材及び前記解放部材は、固定機構と係合して一斉に移動し、
前記バックアップシステムが起動されると、前記電気機械式駆動システムが結合解除されることにより、前記作動部材が被制御部材を所定位置まで伸長させるように前記作動部材と前記解放部材とが別個に移動し、前記固定機構は前記被制御部材をその位置に機械的にロックすることを特徴とする、電気機械式アクチュエータ。
加圧ガスにより動作する統合バックアップシステムと、
を備える電気機械式アクチュエータであって、
正常動作モード中は、前記作動部材及び前記解放部材は、固定機構と係合して一斉に移動し、
前記バックアップシステムが起動されると、前記電気機械式駆動システムが結合解除されることにより、前記作動部材が被制御部材を所定位置まで伸長させるように前記作動部材と前記解放部材とが別個に移動し、前記固定機構は前記被制御部材をその位置に機械的にロックすることを特徴とする、電気機械式アクチュエータ。
【請求項15】
前記電気機械式駆動システムは、周縁上に軌道を有するように構成されたボールねじと、前記軌道上を動く軸受を収容するボールナットとを含み、前記ボールナットは、前記正常動作モード中、結合されて作動部材を駆動することを特徴とする、請求項１４に記載のアクチュエータ。
【請求項16】
前記加圧ガスは、加圧窒素であることを特徴とする、請求項１４に記載のアクチュエータ。
【請求項17】
前記駆動システムは、前記加圧ガスを受けるための伸縮チャンバを定める解放ピストンを備えることを特徴とする、請求項１４に記載のアクチュエータ。
【請求項18】
前記固定機構は、前記駆動システムの駆動アーム上のリング溝に付勢されて係合する伸縮可能保持リングを含むことを特徴とする、請求項１４に記載のアクチュエータ。
【請求項19】
前記伸縮可能保持リングは、少なくとも２つの弓状区画を備えることを特徴とする、請求項１８に記載のアクチュエータ。
【請求項20】
請求項１４に記載の電気機械式アクチュエータを含む航空機用の降着装置ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、アクチュエータ機構、より具体的には、統合型非常用バックアップシステムを有するアクチュエータ組立体に関する。
【背景技術】
【0002】
機械式線形アクチュエータは、回転運動を線形運動に変換するために用いられる。例えば、ボールねじは、ネジ付き軸とナットハウジングに依存する線形アクチュエータである。ナットハウジングは、通常、ネジ付き軸により定まる螺旋軌道と係合するボール軸受を含有する。従って、軸の回転運動は、軸に沿ったナットハウジングの線形運動に変換する。このタイプの線形アクチュエータは、航空用途、例えば、制御表面の動き、窓、ドア及び／又はアクセスパネルの開閉の制御、並びに降着装置の伸長の制御のために用いられることが多い。また、線形アクチュエータは、電気モータからの回転運動を車両パワーステアリングシステムのステアリングラックの軸方向運動への変換及びロボットによる製造における精密制御のために用いられることが多い。
【0003】
特に、航空用途において、機械式線形駆動システムの故障は、破局的結末を招きかねない。モータ、歯車列、或いはボールねじドライブ等の駆動システムの１つ又はそれ以上の態様が故障すると、例えば、航空機の降着装置が伸長しなかったり、完全にロックされた開位置まで伸長しなかったりしかねない。従って、機械式線形駆動システムをオーバーライドする及び／又はバイパスする非常用システムを設けて、かかる故障に対処することが多い。しかし、非常用システムは、駆動組立体とは別個の組立体であり、該組立体を収容するために追加の空間及びハードウェアを必要とすることが多い。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
統合型非常用システム、つまり非常時に正常な駆動構造からシステムの態様を自動的に結合解除するシステムを有するアクチュエータ組立体に対する必要性及び要望がある。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明の実施形態は、有利にアクチュエータ組立体及びその使用方法を提供する。アクチュエータ組立体の好ましい実施形態は、作動部材と、解放部材と、加圧ガス源を含み、正常運転モード中は、作動部材と解放部材は係合して一致して動き、非常運転モード中は、加圧ガスにより作動部材を解放部材から自動的に結合解除して、別個に動かす。
【0006】
本開示の別の態様によると、電気機械式アクチュエータは、電気機械式駆動システムとガス発生器により動作する統合型バックアップシステムを含み、バックアップシステムが作動すると、電気機械式駆動システムは結合解除され、アクチュエータは、所定の位置まで動いて、その位置で機械的にロックされる。
【0007】
従って、本発明の特定の実施形態は、その詳細な説明をより良く理解することができ、本発明の当技術に対する寄与がより良く理解されるように、むしろ広範囲に概説されている。当然、以下に説明され、添付の特許請求の範囲の主題を形成する、本発明の付加的な実施形態もある。
【0008】
この点で、本発明の少なくとも１つの実施形態を詳細に説明する前に、本発明は、その用途が、以下の説明に述べられ又は図面に示される構成の詳細及びコンポーネントの配置に限定されないことを理解されたい。本発明は、説明されるものに加えた実施形態が可能であり、様々な方法で実施及び実行することが可能である。また、本明細書並びに要約で用いられる語法及び用語は、説明の目的のためであり、限定と考えるべきではことを理解されたい。
【0009】
従って、当業者であれば、本開示が基づいている概念は、本発明のいくつかの目的を実行するための他の構造、方法及びシステムの設計の基礎として容易に用い得ることを理解するであろう。従って、特許請求の範囲は、本発明の趣旨及び範囲から逸脱しない限り、かかる同等の構成を含むものとみなすことが重要である。
【0010】
本明細書に組み込まれ、その一部を構成する添付図面は、本発明と一致する種々の実施形態を示し、説明と合わせて、本発明の原理を説明する役割を担う。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】本発明の特定の態様による、ブローダウンアクチュエータ組立体の前面斜視図である。
【図2】本発明の特定の態様による、ブローダウンアクチュエータ組立体の別の斜視図である。
【図3】本発明の特定の態様による、ブローダウンアクチュエータ組立体の側面図である。
【図5】本発明の特定の態様による、組立体の内部コンポーネントを示すためにカバーチューブ及びギアハウジングが取り除かれた、ブローダウンアクチュエータ組立体の前面斜視図である。
【図6】本発明の特定の態様による、カバーチューブ及びギアハウジングが取り除かれ、駆動アーム組立体が伸長した使用の位置にある、ブローダウンアクチュエータ組立体の前面斜視図である。
【図7】本発明の特定の態様による、ブローダウンアクチュエータ組立体の切取前面図である。
【図8】本発明の特定の態様による、ブローダウンアクチュエータ組立体の近接切取前面図である。
【図9】本発明の特定の態様による、ブローダウンアクチュエータ組立体のロックリング機構の使用を連続して示す。
【図10】本発明の特定の態様による、ブローダウンアクチュエータ組立体のロックリング機構の使用を連続して示す。
【図11】本発明の特定の態様による、ブローダウンアクチュエータ組立体のロックリング機構の使用を連続して示す。
【図12】本発明の特定の態様による、非常動作モードにあるブローダウンアクチュエータ組立体の切取前面図である。
【図13】本発明の特定の態様による、非常動作モードにあり、完全に伸長し機械的にロックされたブローダウンアクチュエータ組立体の切取前面図である。
【図14】本発明の特定の態様による、ブローダウンアクチュエータ組立体の斜視図である。
【図20】本発明の特定の態様による、ブローダウンアクチュエータ組立体上の固定機構の使用を連続して示す。
【図21】本発明の特定の態様による、ブローダウンアクチュエータ組立体上の固定機構の使用を連続して示す。
【発明を実施するための形態】
【0012】
ここで、本発明が図面を参照して説明され、図中、同様の参照番号は全体を通して同様の部品を指す。
【0013】
アクチュエータ組立体の種々の態様は、結合された、取り付けられた、及び／又は一緒に接合されたコンポーネントを説明することにより示される場合がある。本明細書で使用するように、「結合された」、「取り付けられた」及び／又は「接合された」という用語は、２つのコンポーネントの間の直接的接続、又は、必要に応じて、介在する若しくは中間のコンポーネントを通した、相互の間接的な接続を示すために用いられる。対照的に、コンポーネントが別のコンポーネントに「直接結合された」、「直接取り付けられた」及び／又は「直接接合された」といわれる場合は、介在する要素が存在しないことを示す。
【0014】
「下部」又は「底部」及び「上部」又は「頂部」等の相対的用語は、本明細書では、図に示した一つの要素の別の要素に対する関係を説明するために用いられる場合がある。相対的用語は、図に示される向きに加えて、電気走向組立体の異なる向きを包含するように意図されることを理解されたい。例として、図に示したアクチュエータ組立体をひっくり返した場合、他の要素の「底部」側にあると説明された要素は、他の要素の「頂部」側の向きになる。従って、「底部」という用語は、装置の特定の向きに応じて、「底部」及び「頂部」の向きの両方を包含することができる。
【0015】
図１乃至図４は、本発明の態様による、組み立て済みブローダウンアクチュエータ組立体１００の複数の図である。アクチュエータ組立体１００は、ギアハウジング３００内に収容されたギア列を介して駆動組立体２００に動作可能に接続された電気モータ１１０を含むことができる。ブラケット又は任意の他の好適な取り付け機構等の取り付け装置１２０をギアハウジング３００の表面上に設けて、アクチュエータ組立体１００を航空機の本体構造部等の安定した支持構造部に取り付けることができる。駆動組立体２００は、例えば制御表面、ドア又は降着装置等の被制御部材の作動用の駆動アーム組立体２０２を含む。駆動アーム組立体２０２の遠位端には、駆動アーム組立体２０２を被制御部材に接続するための、アイボルトロッド又は任意の他の好適な接続装置等の接続装置２０４を設けることができる。
【0016】
図２に示すように、アクチュエータ組立体は、モジュール式とすることができ、例えばモータ１１０及び駆動組立体２００等の主要コンポーネントの各々は、保守及び／又は交換を容易に行えるように、別個にかつ独立して、ギアハウジング３００に取り付けること及び／又はギアハウジング３００から取り外すことができる。モータ取付板１１２及び／又は駆動組立体取付板２０６を設けて、モータ１１０及び駆動組立体２００を、ボルト又はねじ等の取り付け手段を介してギアハウジング３００に取り付けることができる。
【0017】
図３は、図１及び図２に示すアクチュエータ組立体の側面図である。図４は、図３の断面Ａ−Ａに沿って取ったアクチュエータ組立体１００の断面図を示す。モータ１１０は、ギア１１６及び１１８を介して動作可能に接続されて駆動組立体２００のボールねじ２０８を駆動する中央駆動軸１１４を有することができる。駆動組立体２００は、カバーチューブ２１０及び端部キャップ２１２を有する。端部キャップ２１２は、中央オリフィス２１４を有し、これを通して、駆動アーム組立体２０２が摺動可能に延びる。ボールナット２１６は、駆動組立体２００の正常な動作中、ボールねじ２０８の回転により、ボールナット２１６を、収容された軸受２１７を介して付勢して、ボールねじ２０８のねじにより定まる軌道に沿って移動させるように、ボールねじ２０８上に配置することができる。ボールねじ２０８の回転方向は、駆動アーム組立体２０２がオリフィス２１４を通って伸長するか又は収縮するかを定める。
【0018】
ナットアダプタ２１８をボールナット２１６の遠位端上に設けることができる。ナットアダプタ２１８は、１つ又はそれ以上の解放レバー２２４の１つ又はそれ以上の端部分２２２を着座させるために、１つ又はそれ以上のノッチ付き台座２２０を有するように形成することができる。以下により詳細に説明するように、解放レバー２２４は、解放キャップ２２６上に回転可能に取り付けることができる。
【0019】
解放キャップ２２６は、ピストン状駆動アーム組立体２０２の主要長手方向本体コンポーネントである、作動チューブ２３０に固定することができる。解放チューブ２３４を、作動チューブ２３０の内部に同軸に配置することができる。ロックリング２３６は、解放チューブ２３４と作動チューブ２３０とを解放可能に係合するように設けることができる。解放チューブ２３４は、作動チューブ２３０内を長手方向に延びて、解放ピストン２３８に当接する。解放ピストン２３８は、ガス発生器２４０を収容する。図４に示すように、作動チューブ２３０の遠位端は、解放チューブ２３４と作動チューブ２３０がロックリング２３６を介してロック位置で係合すると、解放チューブ２３４と解放ピストン２３８を超えて延びる。
【0020】
密封プラグ２４４を設けて、作動チューブ２３０の遠位端を塞ぐ。密封プラグ２４４は、駆動組立体２００の正常動作中、解放ピストン２３８に当接することができる。解放ピストン２３８と密封プラグ２４４の間に、伸縮チャンバ２５０を定めることができる。例えば、解放ピストン２３８及び／又は密封プラグ２４４に陥凹領域２５２を形成して、伸縮チャンバ２５０を形成することができる。接続装置２０４は、例えば圧入又はねじ接続を介して密封プラグ２４４に取り付けることができ、又は代替的に、密封プラグ２４４と一体的に形成することができる。複数のＯリング２５４又は他の好適な密封機構を用いて、伸縮チャンバ２５０を完全に密封することを保証できる。
【0021】
本開示の他の態様によると、カバーチューブ２１０の遠位端に向かって内部表面に、ロックチャネル２５６又は任意の他の好適な回り止め手段を設けることができる。以下により詳しく説明するように、ロックチャネル２５６は、アクチュエータ組立体１００の非常動作中、解放レバー２２４と係合する。
【0022】
図５乃至図７は、正常モード中のアクチュエータ組立体１００の動作を示し、モータ１１０は、駆動組立体２００を制御して駆動アーム組立体２０２を伸長及び／又は収縮させる。図５及び図６では、内部コンポーネントの動作の理解を助けるために、カバーチューブ２１０及びギアハウジングを取り除いて示す。
【0023】
具体的には、図５は、駆動アーム組立体２０２が完全に収縮した位置にある組立体１００を示す。例えば降着装置等の被制御装置の運動を制御するために、モータ１１０に信号を送信し、駆動アーム組立体２０２を、所定の位置、つまり完全に伸長した位置及び／又は中間の任意の位置に伸長させることができる。図６に示すように、モータ１１０は、ギア列を介してボールねじ２０８を回転させるように動作し、次いでボールねじ２０８は、ボールナット２１６をボールねじ２０８の軸に沿って伸ばし、駆動アーム組立体２０２を押して伸長させる。
【0024】
図７に示すように、正常な動作モードでは、ロックリング２３６は作動チューブ２３０及び解放チューブ２３４の両方と完全に係合する。従って、ボールナット２１６、ナットアダプタ２１８、及び解放チューブ２３４は、全て係合して一つの組立体として一斉に動く。このように、組立体は、カバーチューブ２１０内を所望の位置に摺動することができる。駆動アーム組立体が一斉に動くので、解放レバー２２４の端部分２２２は、座２２０とカバーチューブ２１０の間の閉位置に着座したままである。
【0025】
解放レバー２２４は、端部分２２２を座２２０に向けて付勢するばね負荷を有するばね荷重式ヒンジ２２８により解放キャップ２２６に取り付けることができる。従って、正常動作中、解放レバー２２４のキャッチ端部２２３は、カバーチューブ２１０のロックチャネル２５６に係合しない。解放レバー２２４のキャッチ端部２２３は、端部分２２２が座２２０から離座し、ヒンジ２２８のばね力がキャッチ端部２２３を外向きに回転させてしまう場合のみ、解放されてロックチャネル２５６に係合する。この様式で、正常モード動作中、駆動アーム組立体２０２は、アクチュエータ組立体１００が全開位置で解放レバー２２４によりロックされることなく、全開位置まで伸長できる。従って、駆動アーム組立体２０２は、所望するように全開位置から収縮させることができる。
【0026】
図７乃至図１３は、アクチュエータ組立体１００の非常動作モードを示し、非常動作モードでは、正常な駆動組立体の態様は、自動的に結合解除され、作動チューブ２３０を完全に伸長した、ロック位置まで緊急に伸長させる。例えば、飛行中にモータ、ギア列、及び／又はボールねじ／ボールナット等のアクチュエータ組立体１００のコンポーネントの動作不良が発生した場合、降着装置は完全に伸長することができなくなる。従って、この状況では、アクチュエータ組立体１００の非常動作モードが自動的に開始されるか、又は例えばパイロットにより手動で開始される。図７に示すように、非常モードを起動すると、ガス発生器２４０に信号が電気的に送信されて、非常シーケンスを起動させる。本開示の他の態様によると、非常モードは、圧電スイッチ又は撃針等の起動スイッチを有する機械的起動方法など、任意の好適な手段により起動させることができる。本開示のさらに他の態様によると、ボールねじ２０８は、中空で、起動信号をガス発生器２４０に伝送するワイヤを通すことができる。信号によりガス発生器２４０における工程が開始され、例えば、従来のエアバッグ装置のように、アジ化ナトリウム（ＮａＮ3）と硝酸カリウム（ＫＮＯ3）を混合して、反応させて、高温の窒素ガスを大量に発生させる。窒素ガスの急激な膨張は、伸縮チャンバ２５０内に解放される。本開示のさらに別の態様において、ガス発生器２４０は、例えば伸縮チャンバ２５０内に加圧流体を急速に解放して供給すると知られる化学物質の任意の組み合わせを解放できる。本開示のさらに他の態様において、従来の燃焼技術を用いて、非常用バックアップシステムの起動の結果として、伸縮チャンバ２５０において必要な急速圧力上昇を発生させることができる。
【0027】
加圧流体を伸縮チャンバ２５０に急速に解放すると、同時に、解放ピストン２３８及び密封プラグ２４４に対して圧力が発生する。解放ピストン２３８は、フランジ部２６０を有するように形成することができる。解放ピストン２３８に対して圧力が印加されると、フランジ部２６０は、解放チューブ２３４の遠位端と係合し、解放チューブ２３４を付勢して、ナットアダプタ２１８及びロックリング２３６に向かう方向に摺動させる。図７に示すように、正常動作中、解放チューブの近位端とナットアダプタ２１８との間に空間２３５が存在する。空間２３５により、非常動作中に解放チューブ２３４が逆向きに解放する余地ができる。
【0028】
図８の切取図に示すように、ロックリング２３６は、作動チューブ２３０と解放チューブ２３４のスロットに係合するための突起部を有するように形成することができる。図９乃至図１１の連続近接図に示すように、解放チューブ２３４は、伸縮チャンバ２５０内の増大する圧力により押し戻されるので、解放チューブ２３４に形成されたスロット２６４は、ロックリング２３６の突起部２３７を、作動チューブ２３０に形成されたスロット２６６を通って回転させる。作動チューブのスロット２６６は、ロックリング２３６が図１１に示す位置まで回転すると、作動チューブ２３０をロックリング２３６から解放させるように形成される。ばね２７０を設けて、解放チューブ２３４の張力を維持し、衝撃及び／又は振動に起因する早発の起動を防止できる。
【0029】
解放チューブ２３４は、非常起動工程全体を通してロックリング２３６と係合したままであるように形成される。従って、ひとたび作動チューブ２３０が図１１に示す位置に達すると、図１２に示すように、作動チューブ２３０は、自由に伸長し、ロックされた解放チューブ２３４を超えて摺動し、伸縮チャンバ２５０をガス発生器２４０からの圧力により伸長させる。作動チューブ２３０が伸長すると、作動チューブに取り付けられた解放キャップ２２６も、解放チューブ２３４により動かないようにロックされたままのねじナット２１６及びナットアダプタ２１８から離れるように摺動する。従って、解放レバー２２４の端部分２２２は、座２２０から解放され、ばね荷重ヒンジ２２８のばね力により内向きに回転できる。しかし、カバーチューブ２３０により、図１３に示すように、作動チューブ２３０が完全に伸長した位置に至るまで、解放レバー２２４の回転は防止される。完全に伸長した位置で、解放レバー２２４のキャッチ端部２２３は、ロックチャネル２５６に向かって自由に回転する。従って、作動チューブ２３０は、カバーチューブ２１０内に摺動して戻らないようにされ、アクチュエータ組立体１００は、完全に伸長した位置にロックされる。
【0030】
本開示の多くの利点のなかで、非常工程の起動は、駆動アーム組立体２０２のストローク位置に関係なく開始され得る。従って、正常動作中に故障が発生したとしても、降着装置の降下等、工程の途中で、ブローダウンアクチュエータ組立体１００の非常起動により、正常駆動モードに関連する組立体１００の様々な態様が自動的に結合解除され、統合非常用バックアップシステムと関連付けられた組立体１００の各種態様を介して作動チューブ２３０がロック位置まで完全に伸長される。
【0031】
本開示のさらに別の態様において、圧力解放弁を設けて、特に、正常駆動システムの駆動アーム組立体２０２がほとんど伸長した位置にあるときに非常モードが起動した場合、伸縮チャンバ２５０から過剰圧力を解放することができる。この場合、伸縮チャンバ２５０は、駆動アーム組立体２０２が概ね収縮した位置にあるときの状況ほどは、伸長する必要がない。
【0032】
本開示のさらに別の態様において、本明細書で説明した統合非常用バックアップシステムを、例えばロータリアクチュエータ等の非線形アクチュエータ駆動組立体に適用することができる。
【0033】
図１４及び図１５は、本発明のさらに別の態様による、組み立て済みブローダウンアクチュエータ組立体１１００を示す。アクチュエータ組立体１１００は、ギアハウジング１３００内に収容されたギア列を介して駆動組立体１２００に動作可能に接続された電気モータ１１１０を含むことができる。ブラケット又は任意の他の好適な取り付け機構等の取り付け装置１１２０をギアハウジング１３００の表面上に設けて、アクチュエータ組立体１１００を航空機の本体構造部等の安定した支持構造に取り付けることができる。駆動組立体１２００は、例えば制御表面、ドア又は降着装置等の被制御部材の作動用の駆動アーム組立体１２０２を含む。駆動アーム組立体１２０２の遠位端には、駆動アーム組立体１２０２を被制御部材に接続するための、アイボルトロッド又は任意の他の好適な接続装置等の接続装置１２０４を設けることができる。
【0034】
アクチュエータ組立体は、モジュール式とすることができ、例えばモータ１１１０及び駆動組立体１２００等の主要コンポーネントの各々は、保守及び／又は交換を容易に行えるように、別個にかつ独立して、ギアハウジング１３００に取り付けること及び／又はギアハウジング１３００から取り外すことができる。モータ取付板１１１２及び／又は駆動組立体取付板１２０６を設けて、モータ１１１０及び駆動組立体１２００を、ボルト又はねじ等の取り付け手段を介してギアハウジング１３００に取り付けることができる。
【0035】
図１５は、アクチュエータ組立体１１００の断面図を示す。モータ１１１０は、ギア１１１６及び１１１８を介して動作可能に接続されて駆動組立体１２００のボールねじ１２０８を駆動する中央駆動軸１１１４を有することができる。駆動組立体１２００は、カバーチューブ１２１０及び端部キャップ１２１２を有する。端部キャップ１２１２は、中央オリフィス１２１４を有し、これを通して、駆動アーム組立体１２０２が摺動可能に延びる。伸縮可能保持リング組立体１２１３用のハウジング１２１１は、カバーチューブ１２１０の遠位端に向かって構成することができる。
【0036】
ボールナット１２１６は、駆動組立体１２００の正常な動作中、ボールねじ１２０８の回転により、ボールナット１２１６を、収容された軸受１２１７を介して付勢して、ボールねじ１２０８のねじにより定まる軌道に沿って移動させるように、ボールねじ１２０８上に配置することができる。ボールねじ１２０８の回転方向は、駆動アーム組立体１２０２がオリフィス１２１４を通って伸長するか収縮するかを定める。
【0037】
ナットアダプタ１２１８をボールナット１２１６の遠位端上に設けることができる。作動チューブ１２３０は、ピストン状駆動アーム組立体１２０２の主要長手方向本体コンポーネントであり、解放チューブ１２３４の周りに同軸に配置することができる。解放チューブ１２３４は、作動チューブ１２３０内を長手方向に延びて、解放ピストン１２３８に当接する。作動チューブ１２３０の遠位端は、解放チューブ１２３４と作動チューブ１２３０が固定機構を介してロック位置で係合すると、解放チューブ１２３４と解放ピストン１２３８を超えて延び、作動チューブ１２３０の近位端は、保持溝１２３１を有するように構成できる。
【0038】
密封プラグ１２４４を設けて、作動チューブ１２３０の遠位端を塞ぐ。密封プラグ１２４４は、駆動組立体１２００の正常動作中、解放ピストン１２３８に当接することができる。解放ピストン１２３８と密封プラグ１２４４の間に、伸縮チャンバ１２５０を定めることができる。例えば、解放ピストン１２３８及び／又は密封プラグ１２４４に陥凹領域１２５２を形成して、伸縮チャンバ１２５０を形成することができる。接続装置１２０４は、例えば圧入又はねじ接続を介して密封プラグ１２４４に取り付けることができ、又は代替的に、密封プラグ１２４４と一体的に形成することができる。複数のＯリング又は他の好適な密封機構を用いて、伸縮チャンバ１２５０を完全に密封することを保証できる。
【0039】
図１６及び図１７は、正常モード中のアクチュエータ組立体１１００の動作を示し、モータ１１１０は、駆動組立体１２００を制御して駆動アーム組立体１２０２を伸長及び／又は収縮させる。図１６及び図１７では、内部コンポーネントの動作の理解を助けるために、カバーチューブ１２１０及びギアハウジングを取り除いて示す。
【0040】
具体的には、図１６は、駆動アーム組立体１２０２が完全に収縮した位置にある組立体１１００を示す。例えば降着装置等の被制御装置の運動を制御するために、モータ１１１０に信号を送信し、駆動アーム組立体１２０２を、所定の位置、つまり完全に伸長した位置及び／又は中間の任意の位置に伸長させることができる。図１７に示すように、モータ１１１０は、ギア列を介してボールねじ１２０８を回転させるように動作し、次いでボールねじ１２０８は、ボールナット１２１６をボールねじ１２０８の軸に沿って伸ばし、駆動アーム組立体１２０２を押して伸長させる。
【0041】
図１８及び図１９に示すように、作動チューブ１２３０及び解放チューブ１２３４は、ナットアダプタ１２１８に設けられたスロット１２１９内で摺動する保持ピン１２１５により係合する。正常動作モード中、保持ピン１２１５は、ボールナット１２１６、ナットアダプタ１２１８、作動チューブ１２３０及び解放チューブ１２３４が全て固定されて、一つの組立体として一斉に動くように、作動チューブ１２３０及び解放チューブ１２３４の両方が完全に係合することを保証する。従って、組立体は、カバーチューブ１２１０（図１８及び図１９には図示せず）内を所望の位置まで摺動できる。
【0042】
ナットアダプタ１２１８は、傾斜した延長部１２２１を有するように形成することができる。傾斜した延長部１２２１の機能は、以下でより詳しく説明する。しかし、正常動作中、傾斜した延長部１２２１は、伸縮可能保持リング組立体１２１３が、作動チューブ１２３０上の保持溝１２３１と係合しないように防止する。
【0043】
図２０乃至図２２は、アクチュエータ組立体１１００の非常動作モードを示し、非常動作モードでは、正常な駆動組立体の態様は、自動的に結合解除され、作動チューブ１２３０を完全に伸長した、ロック位置まで緊急に伸長させる。例えば、飛行中にモータ、ギア列、及び／又はボールねじ／ボールナット等のアクチュエータ組立体１１００のコンポーネントの動作不良が発生した場合、降着装置は完全に伸長することができなくなる。従って、この状況では、アクチュエータ組立体１１００の非常動作モードが自動的に開始されるか、又は、例えばパイロットにより手動で開始される。再び図１５を参照すると、非常モードを開始すると、信号が電気的に送信されて加圧ガス源を起動し、ボールねじ１２０８の中空チューブ部分に加圧ガスを送る。本開示の他の態様によると、非常モードは、圧電スイッチ又は撃針等の起動スイッチを有する機械的起動方法など、任意の好適な手段により起動させることができる。窒素等の任意の好適な加圧ガスを、組立体１１００に取り付けられた又はその近くに配置された、又は任意の外部位置から送給するための導管により接続された、ガス発生器（図示せず）等の加圧ガス源から提供することができる。圧力導管の取り付けのための種々のタイプの圧力接続器具を組立体内に構成することにより、加圧ガス源への素早い取り付け又は加圧ガス源からの素早い取り外しが可能になる。
【0044】
加圧流体を伸縮チャンバ１２５０に急速に解放すると、同時に、解放ピストン１２３８及び密封プラグ１２４４に対して圧力が発生する。図１４に示すように、解放ピストン１２３８は、フランジ部１２６０を有するように形成することができる。解放ピストン１２３８に対して圧力が印加されると、フランジ部１２６０は、解放チューブ１２３４の遠位端と係合し、解放チューブ１２３４を付勢して、ナットアダプタ１２１８及び保持ピン１２１５に向かう方向に摺動させる。図２０及び図２１に示すように、伸縮チャンバ１２５０内の増大する圧力により、解放チューブ１２３４が後ろ向きに付勢されると、保持ピン１２１５は、ナットアダプタ１２１８のスロット内で摺動し、解放チューブ１２３４を付勢して、作動チューブ１２３０を解放チューブ１２３４及びナットアダプタ１２１８から自由に係合解除できる。作動チューブ１２３０を解放チューブ１２３４から係合解除させるための、回り止め、溝、ばねピン、及び／又は任意の好適な手段を用いることができる。従って、図２２に示すように、作動チューブ１２３０が解放チューブ１２３４及びナットアダプタ１２１８から係合解除されると、作動チューブ１２３０は、伸縮チャンバ１２５０の伸長を増大させる圧力に起因して、自由に伸長する。ばね１２７０（図２０及び図２１参照）を設けて、解放チューブ１２３４の張力を維持し、衝撃及び／又は振動に起因する早発の起動を防止できる。
【0045】
解放チューブ１２３４は、非常起動工程全体を通して、保持ピン１２１５を介してナットアダプタ１２１８及びねじナット１２１６と係合したままであるように形成される。図２３に示すように、作動チューブ１２３０は、作動チューブ１２３０上の保持溝１２３１がハウジング１２１１に入るまで伸長し、伸縮可能保持リング組立体１２１３は、付勢手段により付勢されて保持溝１２３１内に圧縮され、作動チューブ１２３０を完全に伸長した位置にロックする。伸縮可能保持リング組立体１２１３は、例えば、作動チューブ１２３０に向かう付勢位置へばね起動される、四半円リング部品として構成することができる。正常動作中、伸縮可能保持リング組立体１２１３又はそのコンポーネントは、作動チューブ１２３０の外部壁により圧縮されないように防止される。図２６に示すように、例えば、ナットアダプタ１２１８上の傾斜した延長部１２２１を、作動チューブ１２３０の自由端周縁上の所定の位置に構成された溝１２２９と位置合わせするように形成する。正常動作中（再び図１７を参照）、傾斜した延長部１２２１は、溝１２２９内に着座し、保持溝１２３１を横切って延びる。このように、作動チューブ１２３０、解放チューブ１２３４、及びナットアダプタ１２１８がハウジング１２１１に向かって摺動すると、傾斜した延長部１２２１は、保持リング組立体１２１３が保持溝１２３１内に圧縮されないように防止する。従って、正常動作中、傾斜した延長部１２２１は、作動チューブ１２３０を適正に収縮させる。
【0046】
しかし、図２４乃至図２６に示すように、本発明のさらに他の態様において、ナットアダプタ１２１８上の傾斜した延長部１２２１は、係合した保持リング１２１４を係合解除して、ひとたび非常状況が解決すると、アクチュエータ組立体１１００をリセットできるように構成することもできる。従って、アクチュエータ組立体１１００内部にガス発生器がないことと組み合わせて、ブローダウンアクチュエータ組立体１１００は、次の非常動作のためにリセットするために分解及び再組み立てする必要がない。
【0047】
図２４乃至図２６に示すように、アクチュエータ組立体１１００をリセットするためには、ボールねじ１２０８を作動させて、ボールナット１２１６、ナットアダプタ１２１８及び解放チューブ１２３４を、保持溝１２３１内に付勢された保持リング１２１３により伸長位置でロックされた作動チューブ１２３０に向けて、一体として動かすことができる。傾斜した延長部１２２１は、ハウジング１２１１に向かって溝１２２９内に摺動する（図２５参照）。ボールねじ１２０８の連続した回転により、傾斜した延長部１２２１が付勢されて、伸縮リング組立体１２１３を下向きに押し、伸長させて、リング組立体１２１３をリング溝１２３１から係合解除する。従って、解放チューブ１２３４は、今や組立体であるアーム組立体全体がリセットされ、ハウジング１２１０内に収縮して正常状況下で動作するように、作動チューブ１２３０と再係合する。本工程は、圧力源が交換されるか、又はその後の非常状況において、組立体１１００に加圧ガスを供給するよう構成されている限り、必要に応じて繰り返すことができる。
【0048】
本開示の多くの利点のなかで、非常工程の起動は、駆動アーム組立体１２０２のストローク位置に関係なく開始され得る。従って、正常動作中に故障が発生したとしても、降着装置の降下等、工程の途中で、ブローダウンアクチュエータ組立体１１００の非常起動により、正常駆動モードに関連する組立体１１００の様々な態様が自動的に結合解除され、統合非常用バックアップシステムと関連付けられた組立体１１００の各種態様を介して作動チューブ１２３０をロック位置まで完全に伸長させる。
【0049】
本開示のさらに他の態様において、圧力解放弁を設けて、特に、正常駆動システムの駆動アーム組立体１２０２がほとんど伸長した位置にあるときに非常モードが起動した場合、伸縮チャンバ１２５０から過剰圧力を解放することができる。この場合、伸縮チャンバ１２５０は、駆動アーム組立体１２０２が概ね収縮した位置にあるときの状況ほどは、伸長する必要がない。
【0050】
本発明の多くの特徴及び利点は、詳細な明細書にから明らかであり、従って、添付の特許請求の範囲は、本発明の真の趣旨及び範囲内にある、本発明のかかる特徴及び利点を全て網羅することを意図する。さらに、当業者には、多くの修正及び変形が容易に思い浮かぶので、本発明は、示され、説明される正確な構造及び動作に限定することは望まれず、従って、全ての好適な修正及び同等物は、本発明の範囲内にあるものとして用いることができる。
【符号の説明】
【0051】
１００、１１００：ブローダウンアクチュエータ組立体１１０、１１１０：モータ
１１２、１１１２：モータ取付板
１１４、１１１４：中央駆動軸
１１６、１１８、１１１６、１１１８：ギア列
２００、１２００：駆動組立体
２０２：駆動アーム組立体
２０４、１２０４：接続装置
２０６、１２０６：駆動組立体取付板
２０８、１２０８：ボールねじ
２１０、１２１０：カバーチューブ
２１２、１２１２：端部キャップ
２１３、１２１３：伸縮可能保持リング組立体
２１４、１２１４：中央オリフィス
２１６、１２１６：ボールナット
２１８、１２１８：ナットアダプタ
２１７、１２１７：軸受
２１８、１２１８：ナットアダプタ
２２０：ノッチ付き台座
２２２：端部分
２２４：解放レバー
２２６：解放キャップ
２２８：荷重式ヒンジ
２３０、１２３０：作動チューブ
２３４、１２３４：解放チューブ
２３５：空間
２３６：ロックリング
２３８、１２３８：解放ピストン
２４０：ガス発生器
２４４、１２４４：密封プラグ
２５０、１２５０：伸縮チャンバ
２５２、１２５２：陥凹領域
２５６：ロックチャネル
２６０、１２６０：フランジ部
２６６：スロット
２７０、１２７０：ばね
３００、１３００：ギアハウジング
１２１５：保持ピン
１２１９：スロット
１２２１：延長部
１２２９：溝
１２３１：保持溝