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特表2024-503544ジャムフリー二重冗長アクチュエータレーンチェンジャーシステム及び方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-01-25
(54)【発明の名称】ジャムフリー二重冗長アクチュエータレーンチェンジャーシステム及び方法
(51)【国際特許分類】
B64C 13/50 20060101AFI20240118BHJP
【ＦＩ】
B64C13/50
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023563907
(86)(22)【出願日】2021-12-10
(85)【翻訳文提出日】2023-08-22
(86)【国際出願番号】 US2021062769
(87)【国際公開番号】W WO2022140077
(87)【国際公開日】2022-06-30
(31)【優先権主張番号】17/132,415
(32)【優先日】2020-12-23
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】523240903
【氏名又は名称】ホイッパニー アクチュエーション システムズ リミテッド ライアビリティ カンパニー
(74)【代理人】
【識別番号】100094569
【弁理士】
【氏名又は名称】田中 伸一郎
(74)【代理人】
【識別番号】100103610
【弁理士】
【氏名又は名称】▲吉▼田 和彦
(74)【代理人】
【識別番号】100109070
【弁理士】
【氏名又は名称】須田 洋之
(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】100130937
【弁理士】
【氏名又は名称】山本 泰史
(74)【代理人】
【識別番号】100144451
【弁理士】
【氏名又は名称】鈴木 博子
(72)【発明者】
【氏名】リウ シジエ
(72)【発明者】
【氏名】ゴールドハマー カート
(72)【発明者】
【氏名】キャンベル ダグラス
(72)【発明者】
【氏名】デマウロ フィリップ
(72)【発明者】
【氏名】ドイル マイケル
(72)【発明者】
【氏名】パワーズ アラン
(72)【発明者】
【氏名】チヴィリー フィリップ
(57)【要約】
ジャムフリー二重冗長アクチュエータレーンチェンジャーシステムは、１次レーンシステムと、２次レーンシステムと、を有する。１次レーンシステムは、２次レーンシステムがスタンバイ構成のままである間、通常動作中に構成要素の作動を提供するように構成され、２次レーンシステムは、１次レーンシステムが故障又はジャムであるときに、構成要素の作動を提供するが、構成要素への出力から解放されるように構成される。
【選択図】図１
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
１次レーンシステムと、２次レーンシステムと、を備え、
前記１次レーンシステムは、前記２次レーンシステムがスタンバイ構成のままである間、通常動作中に構成要素の作動を提供するように構成され、
前記２次レーンシステムは、前記１次レーンシステムが故障又はジャムであるが、前記構成要素への出力から解放されたときに、前記構成要素の作動を提供するように構成されている、
ことを特徴とするジャムフリー二重冗長アクチュエータレーンチェンジャーシステム。
【請求項2】
前記構成要素は、航空機のコントロール面に接続されている、請求項１に記載のジャムフリー二重冗長アクチュエータレーンチェンジャーシステム。
【請求項3】
前記コントロール面は、エルロン、エレベータ、ラダーベータ、前縁フラップ、前縁スロット、グランドスポイラー、インボードフラップ、インボードエルロン、インボードエルロンタブ、アウトボードフラップ、バランスタブ、アウトボードエルロン、フライトスポイラー、トリムタブ、スラット、エアブレーキ、エレベータトリム、コントロールホーン、ラダートリム及びエルロントリムのうちの少なくとも１つを備える、請求項２に記載のジャムフリー二重冗長アクチュエータレーンチェンジャーシステム。
【請求項4】
前記構成要素は、航空機の構成要素に接続されている、請求項１に記載のジャムフリー二重冗長アクチュエータレーンチェンジャーシステム。
【請求項5】
前記航空機の構成要素は、逆推力装置、兵器システム、飛行中給油システム、テールフック拘束システム、ランディングギアシステム、ドア及び／又はハッチのうちの少なくとも１つを備える、請求項４に記載のジャムフリー二重冗長アクチュエータレーンチェンジャーシステム。
【請求項6】
前記１次レーンシステムは、前記ジャムフリー二重冗長アクチュエータレーンチェンジャーシステムの前記１次レーンシステムが前記構成要素を動作させる前記通常動作から、前記ジャムフリー二重冗長アクチュエータレーンチェンジャーシステムの前記１次レーンシステムが接続解除されてもはや前記構成要素を動作させないフォールトトレランス又はジャムフリー状態に移行するように構成されている、請求項１に記載のジャムフリー二重冗長アクチュエータレーンチェンジャーシステム。
【請求項7】
前記１次レーンシステムは、前記２次レーンシステムが前記スタンバイ構成のままである間、前記通常動作中に前記構成要素の作動を提供するように構成されている、１次レーン作動モータ及び１次レーンギアボックスを備える、請求項１に記載のジャムフリー二重冗長アクチュエータレーンチェンジャーシステム。
【請求項8】
前記１次レーンシステムは、前記１次レーンシステムが故障又はジャムであるときに前記構成要素から前記１次レーンシステムを離脱させるように構成された１次レーン離脱モータを更に備える、請求項７に記載のジャムフリー二重冗長アクチュエータレーンチェンジャーシステム。
【請求項9】
前記１次レーンシステムは、前記２次レーンシステムがスタンバイ構成のままである間、前記通常動作中に前記構成要素の作動を提供するように構成された、スプライン内部出力シャフト、スプライン外部出力シャフト及び１次レーンスプラインカップリングナットを更に備え、前記１次レーンスプラインカップリングナットは、外径上に配置されたねじ山と、内径上に配置された内部スプラインと、を有する、
請求項７に記載のジャムフリー二重冗長アクチュエータレーンチェンジャーシステム。
【請求項10】
前記ジャムフリー二重冗長アクチュエータレーンチェンジャーシステムの前記通常動作中、前記１次レーン作動モータは、回転して、前記１次レーンギアボックスに回転トルクを加え、前記１次レーンギアボックスは、前記１次レーン作動モータから受け取った前記回転トルクを出力し、この回転トルクを前記スプライン内部出力シャフトに加え、
前記スプライン内部出力シャフトは、前記１次レーンスプラインカップリングナットを介して前記スプライン外部出力シャフトに前記回転トルクを伝達し、
前記スプライン外部出力シャフトは、前記回転トルクを前記構成要素に出力する、
請求項９に記載のジャムフリー二重冗長アクチュエータレーンチェンジャーシステム。
【請求項11】
前記１次レーンシステムは、１次レーン離脱モータと、スプライン内部出力シャフトと、スプライン外部出力シャフトと、１次レーンスプラインカップリングナットと、を更に備え、前記１次レーン離脱モータは、前記１次レーンシステムが故障又はジャムであるときに、前記スプライン内部出力シャフトを前記スプライン外部出力シャフトから離脱させるように構成されている、
請求項７に記載のジャムフリー二重冗長アクチュエータレーンチェンジャーシステム。
【請求項12】
前記２次レーンシステムは、前記１次レーンシステムが故障又はジャムであるが、前記構成要素への出力から解放されたときに、前記構成要素の作動を提供するように構成された、２次レーンアクチュエータモータ、２次レーンギアボックス及び２次レーン出力シャフトを備える、請求項１に記載のジャムフリー二重冗長アクチュエータレーンチェンジャーシステム。
【請求項13】
前記２次レーンシステムは、前記１次レーンシステムが故障又はジャムのときに、前記２次レーンシステムを前記構成要素に接続するように構成されている、２次レーンプラネタリ出力段、２次レーン係合ギア及び２次レーン係合モータを更に備える、請求項１２に記載のジャムフリー二重冗長アクチュエータレーンチェンジャーシステム。
【請求項14】
前記２次レーンプラネタリ出力段は、リングホイールと、１又は２以上のプラネタリギアと、前記２次レーン出力シャフトに接続されたサンギアと、を備える、請求項１３に記載のジャムフリー二重冗長アクチュエータレーンチェンジャーシステム。
【請求項15】
前記２次レーンシステムは、前記構成要素を制御する、請求項６に記載のジャムフリー二重冗長アクチュエータレーンチェンジャーシステム。
【請求項16】
前記１次レーンシステムの故障を感知するように構成されたセンサと、前記センサが前記１次レーンシステムの前記故障を感知したのに応答して、前記構成要素の作動を提供するように前記２次レーンシステムを制御するよう構成されたコントローラと、を更に備える、
請求項１に記載のジャムフリー二重冗長アクチュエータレーンチェンジャーシステム。
【請求項17】
スクリューシャフト、回転ガイド、ウォームギア、機械的ストップ、ホイール、内側及び外側軸受、並びに１次レーンスプラインカップリングナットのうちの少なくとも１つを備える１次レーンシステム接続解除機構を更に備え、前記ウォームギアは、雌ねじを備える、
請求項１に記載のジャムフリー二重冗長アクチュエータレーンチェンジャーシステム。
【請求項18】
１次レーンシステムと、２次レーンシステムと、
前記１次レーンシステムの故障を感知するように構成されたセンサと、
前記センサが前記１次レーンシステムの前記故障を感知したのに応答して、構成要素の作動を提供するように前記２次レーンシステムを制御するよう構成されたコントローラと、を備え、
前記１次レーンシステムは、前記２次レーンシステムがスタンバイ構成のままである間、通常動作中に前記構成要素の作動を提供するように構成されている、
ことを特徴とするジャムフリー二重冗長アクチュエータレーンチェンジャーシステム。
【請求項19】
前記１次レーンシステムは、前記ジャムフリー二重冗長アクチュエータレーンチェンジャーシステムの前記１次レーンシステムが前記構成要素を作動させる前記通常動作から、前記ジャムフリー二重冗長アクチュエータレーンチェンジャーシステムの前記１次レーンシステムが接続解除され、前記構成要素を作動させない第２の構成に移行するように構成されている、請求項１８に記載のジャムフリー二重冗長アクチュエータレーンチェンジャーシステム。
【請求項20】
前記１次レーンシステムは、前記２次レーンシステムが前記スタンバイ構成のままである間、前記通常動作中に前記構成要素の作動を提供するように構成されている、１次レーン作動モータ及び１次レーンギアボックスを備える、請求項１８に記載のジャムフリー二重冗長アクチュエータレーンチェンジャーシステム。
【請求項21】
前記１次レーンシステムは、前記１次レーンシステムが故障又はジャムであるときに、前記構成要素から前記１次レーンシステムを離脱させるように構成された１次レーン離脱モータを更に備える、請求項２０に記載のジャムフリー二重冗長アクチュエータレーンチェンジャーシステム。
【請求項22】
前記１次レーンシステムは、前記２次レーンシステムがスタンバイ構成のままである間前記通常動作中に前記構成要素の作動を提供するように構成された、スプライン加工された内部出力シャフト、スプライン加工された外部出力シャフト及び１次レーンスプラインカップリングナットを更に備え、前記１次レーンスプラインカップリングナットは、外径上に配置されたねじ山と、内径上に配置された内部スプラインと、を有する、
請求項２０に記載のジャムフリー二重冗長アクチュエータレーンチェンジャーシステム。
【請求項23】
前記ジャムフリー二重冗長アクチュエータレーンチェンジャーシステムの前記通常動作中、前記１次レーン作動モータは回転して、前記１次レーンギアボックスに回転トルクを加え、前記１次レーンギアボックスは、前記１次レーン作動モータから受け取った前記回転トルクを出力し、この回転トルクを前記スプライン内部出力シャフトに加え、
前記スプライン内部出力シャフトは、前記１次レーンスプラインカップリングナットを介して前記スプライン外部出力シャフトに前記回転トルクを伝達し、
前記スプライン外部出力シャフトは、前記回転トルクを前記構成要素に出力する、
請求項２２に記載のジャムフリー二重冗長アクチュエータレーンチェンジャーシステム。
【請求項24】
前記１次レーンシステムは、１次レーン離脱モータと、スプライン内部出力シャフトと、スプライン外部出力シャフトと、１次レーンスプラインカップリングナットと、を更に備え、前記１次レーン離脱モータは、前記１次レーンシステムが故障又はジャムであるときに、前記スプライン内部出力シャフトを前記スプライン外部出力シャフトから離脱させるように構成されている、
請求項２０に記載のジャムフリー二重冗長アクチュエータレーンチェンジャーシステム。
【請求項25】
前記２次レーンシステムは、前記１次レーンシステムが故障又はジャムであるときに前記構成要素の作動を提供するように構成されている、２次レーンアクチュエータモータ、２次レーンギアボックス及び２次レーン出力シャフトを備える、請求項１８に記載のジャムフリー二重冗長アクチュエータレーンチェンジャーシステム。
【請求項26】
前記２次レーンシステムは、前記１次レーンシステムが故障又はジャムであるときに前記２次レーンシステムを前記構成要素に接続するように構成されている、２次レーンプラネタリ出力段、２次レーン係合ギア及び２次レーン係合モータを更に備える、請求項２５に記載のジャムフリー二重冗長アクチュエータレーンチェンジャーシステム。
【請求項27】
前記２次レーンプラネタリ出力段は、リングホイールと、１又は２以上のプラネタリギアと、前記２次レーン出力シャフトに接続されたサンギアと、を備える、請求項２６に記載のジャムフリー二重冗長アクチュエータレーンチェンジャーシステム。
【請求項28】
前記２次レーンシステムは、前記構成要素を制御する、請求項１９に記載のジャムフリー二重冗長アクチュエータレーンチェンジャーシステム。
【請求項29】
スクリューシャフト、回転ガイド、ウォームギア、機械的ストップ、ホイール、内側及び外側軸受、並びに１次レーンスプラインカップリングナットのうちの少なくとも１つを備える１次レーンシステム接続解除機構を更に備え、前記ウォームギアは、雌ねじを備える、
請求項１８に記載のジャムフリー二重冗長アクチュエータレーンチェンジャーシステム。
【請求項30】
前記構成要素は、航空機のコントロール面に接続される、請求項１８に記載のジャムフリー二重冗長アクチュエータレーンチェンジャーシステム。
【請求項31】
前記コントロール面は、エルロン、エレベータ、ラダーベータ、前縁フラップ、前縁スロット、グランドスポイラー、インボードフラップ、インボードエルロン、インボードエルロンタブ、アウトボードフラップ、バランスタブ、アウトボードエルロン、フライトスポイラー、トリムタブ、スラット、エアブレーキ、エレベータトリム、コントロールホーン、ラダートリム及びエルロントリム、のうちの少なくとも１つを備える、請求項３０に記載のジャムフリー二重冗長アクチュエータレーンチェンジャーシステム。
【請求項32】
前記構成要素は、航空機の構成要素に接続される、請求項１８に記載のジャムフリー二重冗長アクチュエータレーンチェンジャーシステム。
【請求項33】
航空機の前記構成要素は、逆推力装置、兵器システム、飛行中燃料補給システム、テールフック拘束システム、ランディングギアシステム、ドア及び／又はハッチのうちの少なくとも１つを備える、請求項３２に記載のジャムフリー二重冗長アクチュエータレーンチェンジャーシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、ジャムフリー二重冗長アクチュエータレーンチェンジャーシステムに関する。本開示はまた、ジャムフリー二重冗長アクチュエータレーンチェンジャー方法に関する。より詳細には、開示されたシステム及び方法は、アクティブ及び／又はスタンバイ構成を有する電気機械式二重冗長アクチュエータが、ジャム及び／又は故障したアクティブ及び／又は１次レーンを離脱し、ジャムフリー二重冗長アクチュエータのスタンバイ及び／又は２次レーンに係合することを可能にする。
【0002】
本開示は、更に、航空機及び／又は航空宇宙用途、或いはジャムフリー作動システムを必要とする何れかの用途に実装されるジャムフリー二重冗長アクチュエータレーンチェンジャーシステムに関する。本開示はまた、航空機及び／又は航空宇宙用途、或いはジャムフリー作動システムを必要とする何れかの用途において実装されるジャムフリー二重冗長アクチュエータレーンチェンジャー方法に関する。より詳細には、開示されたシステム及び方法は、アクティブ及び／又はスタンバイ構成を有する航空機及び／又は航空宇宙用途又はジャムフリー作動システムを必要とする何れかの用途における電気機械式二重冗長アクチュエータが、ジャム及び／又は故障したアクティブ及び／又は１次レーンを離脱し、ジャムフリー二重冗長アクチュエータのスタンバイ及び／又は２次レーンに係合することを可能にする。
【背景技術】
【0003】
航空機及び／又は航空宇宙用途において現在使用されている主たるアクチュエータ技術は、液圧式である。例えば、現在使用されている主たる飛行表面制御技術は液圧式である。この点で、液圧アクチュエータは、二重冗長性を容易に組み込むことができる。しかしながら、液圧アクチュエータは、多くの固有の問題を有する。例えば、典型的な液圧アクチュエータは、漏洩、高重量の欠点、高要求のメンテナンス、高い故障率等の問題がある。
【0004】
電気機械アクチュエータ（ＥＭＡ）は、その固有の低コスト、有利な低重量及び／又は同様のものに起因して、航空機産業によってますます必要とされている。ＥＭＡに対するこのような需要の増加は、航空宇宙飛行制御のような高信頼性用途及び／又は重要な用途にまで及んでいる。高信頼性用途及び／又は重要な用途におけるアクチュエータの故障は極めて望ましくなく、機器の損傷の可能性だけでなく、安全上の懸念を提示する可能性がある。
【0005】
従って、低い故障率の必要性に対処するために、二重冗長アクチュエータが採用されている。しかしながら、多くの二重冗長アクチュエータシステム設計構成の限界は、電気的／電子的冗長性だけを提供する状況であり、ジャムフリー二重冗長機構を提供しないことである。つまり、一方のアクチュエータ機械レーンがジャムした場合、第２レーンもジャムすることになる。これは、両方ともが同じ構造部材にハードリンクされているため、その結果、１つのレーンでジャム又は故障した構成要素は、実質的に第２のレーンで同じ故障した構成要素になることに起因する。
【0006】
従って、レーンジャムを回避するために、ジャムフリー冗長システム及び／又は冗長アクチュエータ方法を備えたアクチュエータを有することが望ましいだろう。機械的故障を回避するための二重冗長電気機械アクチュエータに対するこの能力は、より高い信頼性を達成し、安全性を高め、機器の損傷を制限し、及び／又は同様のものを達成するために重要である。
【発明の概要】
【0007】
前述の必要性は、ジャムフリー二重冗長アクチュエータレーンチェンジャーシステム及び／又は二重冗長アクチュエータレーンチェンジャー方法を記載する本開示によって、大いに満たされる。
【0008】
本開示の一形態は、１次レーンシステムと２次レーンシステムを含むジャムフリー二重冗長アクチュエータレーンチェンジャーシステムであって、１次レーンシステムは、２次レーンシステムが待機構成のままである間に、通常動作中に構成要素の作動を提供するように構成され、２次レーンシステムは、１次レーンシステムが故障又はジャムであるときに構成要素の作動を提供するように構成される、ジャムフリー二重冗長アクチュエータレーンチェンジャーシステムを含む。
【0009】
本開示の一形態は、１次レーンシステムと、２次レーンシステムであって、２次レーンシステムが待機構成にある間、１次レーンシステムが通常動作中に構成要素の作動を提供するように構成された、２次レーンシステムと、１次レーンシステムの故障を感知するように構成されたセンサと、センサが１次レーンシステムの故障を感知したことに応答して構成要素の作動を提供するように２次レーンシステムを制御するよう構成されたコントローラと、を含む、ジャムフリー二重冗長アクチュエータレーンチェンジャーシステムを含む。
【0010】
このように、本明細書においてその詳細な説明がよりよく理解できるように、及び本技術への貢献がよりよく理解できるように、本開示の特定の形態をかなり大まかに概説した。勿論、以下に説明され、本明細書に添付される特許請求の範囲の主題を形成する本開示の追加の形態が存在する。
【0011】
この点に関して、本開示の少なくとも１つの形態を詳細に説明する前に、本開示は、その適用において以下の説明に記載され又は図面に例示される構成の詳細及び構成要素の配置に限定されないことを理解されたい。本開示は、記載された形態に加えて、様々な方法で実施及び実行することができる。また、本明細書において採用される表現及び用語は、要約と同様に、説明の目的のものであり、限定とみなされるべきではないことを理解されたい。
【0012】
このように、本開示が基づいている概念が、本開示の幾つかの目的を実施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利用できることは、当業者であれば理解されるであろう。従って、特許請求の範囲は、本開示の思想及び範囲から逸脱しない限り、このような均等な構造を含むものとみなされることは重要である。
【図面の簡単な説明】
【0013】
【図1】本開示の一形態によるジャムフリー二重冗長アクチュエータレーンチェンジャーシステムの概略図である。
【図4】動作モードにおける１次レーンシステムの側断面図である。
【図12】ジャムフリーモードにおける１次レーンシステムの断面図である。
【図13】本開示によるコントローラを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【0014】
ここで、本開示について、図面を参照して説明するが、ここで図面全体を通じて同じ参照数字は、同様の要素を指す。本開示の様々な形態は、アクチュエータに冗長駆動をもたらすトランスミッションを有利に提供する。
【0015】
図１は、本開示の一形態による、ジャムフリー二重冗長アクチュエータレーンチェンジャーシステムの概略図である。
【0016】
この点に関して、図１は、ブロック図を介して、本開示の一形態によるジャムフリー二重冗長アクチュエータレーンチェンジャーシステムの主要要素を示す。詳細には、図１は、ジャムフリー二重冗長アクチュエータレーンチェンジャーシステム１００を示す。ジャムフリー二重冗長アクチュエータレーンチェンジャーシステム１００は、１次レーンシステム２００と、２次レーンシステム３００と、を含むことができる。ジャムフリー二重冗長アクチュエータレーンチェンジャーシステム１００は、構成要素４００を作動させるように動作することができる。
【0017】
一形態において、ジャムフリー二重冗長アクチュエータレーンチェンジャーシステム１００は、航空機のコントロール面、フライト面及び／又は同様のものを含む、接続される、及び／又は動作する構成要素４００を作動させるように構成することができる。一形態では、ジャムフリー二重冗長アクチュエータレーンチェンジャーシステム１００は、エルロン、エレベータ、ラダー、ラダーベータ、前縁フラップ、前縁スラット、グランドスポイラー、インボードフラップ、インボードエルロン、インボードエルロンタブ、アウトボードフラップ、バランスタブ、アウトボードエルロン、フライトスポイラー、トリムタブ、スラット、エアブレーキ、エレベータトリム、コントロールホーン、ラダートリム、エルロントリム及び／又は同様のもののうちの１又は２以上を含む、航空機用のフライト面を作動させるように構成することができる。一形態において、アクチュエータは、逆推力装置、兵器システム、飛行中燃料補給システム、テールフック拘束システム、ランディングギアシステム、ドア、ハッチ及び／又は同様のものなどの航空機のための構成要素を作動させるように構成することができる。この点において、ジャムフリー二重冗長アクチュエータレーンチェンジャーシステム１００は、信頼性、重量及び／又は同様のものがより重要視される航空機システム用に特に構成され、及び／又は有効である。
【0018】
ジャムフリー二重冗長アクチュエータレーンチェンジャーシステム１００は、１次レーン作動モータ２０２と、１次レーンギアボックス２０４と、スプライン内部出力シャフト２０６と、スプライン外部出力シャフト２０８と、１次レーン離脱モータ２１０と、１次レーンスプラインカップリングナット２１２と、ホイール２１４を含むことのできる１次レーン離脱機構と、２次レーンアクチュエータモータ３０２と、２次レーンギアボックス３０４と、２次レーンプラネタリ出力段３０６と、２次レーン出力シャフト３０８と、２次レーン係合機構３１０と、２次レーン係合モータ３１２と、を含むことができる。しかしながら、ジャムフリー二重冗長アクチュエータレーンチェンジャーシステム１００は、より少ない構成要素、より多くの構成要素及び／又は同等の機能を提供する異なる構成要素で実施することができる。
【0019】
この点に関して、１次レーンシステム２００は、１次レーン作動モータ２０２、１次レーンギアボックス２０４、スプライン内部出力シャフト２０６、スプライン外部出力シャフト２０８、１次レーン離脱モータ２１０、１次レーンスプラインカップリングナット２１２、及びホイール２１４を含むことのできる１次レーン離脱機構のうちの１又は２以上を含むことができる。詳細には、１次レーンシステム２００は、２次レーンシステム３００がスタンバイ構成のままである間、典型的な通常動作中に構成要素４００の作動を提供するように実施することができる。より具体的には、１次レーンシステム２００は、２次レーンシステム３００がスタンバイ構成のままである間、典型的な通常動作中に構成要素４００の作動を提供するようにアクティブ構成で実施することができる。更に、１次レーンシステム２００は、より少ない構成要素、より多くの構成要素及び／又は同等の機能を提供する異なる構成要素で実施することができる。
【0020】
一方で、２次レーンシステム３００は、２次レーンアクチュエータモータ３０２、２次レーンギアボックス３０４、２次レーンプラネタリ出力段３０６、２次レーン出力シャフト３０８、２次レーン係合機構３１０及び２次レーン係合モータ３１２のうちの１又は２以上を含むことができる。詳細には、２次レーンシステム３００は、１次レーンシステム２００が故障、ジャム及び／又は同様の場合に、構成要素４００の作動を提供するように実施することができる。更に、２次レーンシステム３００は、より少ない構成要素、より多くの構成要素及び／又は同等の機能を提供する異なる構成要素で実施することができる。
【0021】
より具体的には、ジャムフリー二重冗長アクチュエータレーンチェンジャーシステム１００は、１次レーンシステム２００を実装することにより、構成要素４００を動作させるアクティブ構成で動作することができる。１次レーンシステム２００が故障、ジャム及び／又は同様の場合に、ジャムフリー二重冗長アクチュエータレーンチェンジャーシステム１００は、１次レーンシステム２００を構成要素４００から接続解除し、２次レーンシステム３００を構成要素４００に接続するフォールトトレランス構成に置かれるように動作することができる。その後、ジャムフリー二重冗長アクチュエータレーンチェンジャーシステム１００の２次レーンシステム３００は、構成要素４００を作動させる。
【0022】
【0023】
【0024】
図２及び図３を参照すると、１次レーンシステム２００は、２つのセクションに分割することができる回転スプライン出力シャフトを含むことができ、これにより、故障が検出された場合に回転スプライン出力シャフトを離脱させることができる。より具体的には、１次レーンシステム２００の回転スプライン出力シャフトは、スプライン内部出力シャフト２０６と、スプライン外部出力シャフト２０８と、を含むことができる。１次レーンスプラインカップリングナット２１２は、スプライン内部出力シャフト２０６のスプラインシャフト等の特徴部２３２及びスプライン外部出力シャフト２０８のスプライン２３４に結合することができる内部スプライン２３０を有するナットとして構成することができる。１次レーンスプラインカップリングナット２１２はまた、外径上にねじ山２３６を有することができる。１次レーンシステム２００は、ホイール２１４を更に含むことができる。ホイール２１４は、図３に示すように、雌ねじ２３８を含むことができる。ホイール２１４は、雌ねじ２３８と共に、転回すると、１次レーンスプラインカップリングナット２１２を駆動する。一形態では、ホイール２１４は、その外径に沿って配置されたウォームギア歯を有するウォームホイールとすることができる。更に、１次レーンシステム２００は、より少ない構成要素、より多くの構成要素及び／又は同等の機能を提供する異なる構成要素で実施することができる。
【0025】
より具体的には、スプライン内部出力シャフト２０６、１次レーンスプラインカップリングナット２１２、ホイール２１４、及びスプライン外部出力シャフト２０８は、図２及び図３に示されるように、Ｘ軸に平行な軸に沿って配置することができる。スプライン内部出力シャフトの回転は、１次レーンシステム２００が作動して係合されると、１次レーンスプラインカップリングナット２１２及びスプライン外部出力シャフト２０８の回転をもたらし、この回転は、構成要素４００（図１に示される）に提供される。この点に関して、スプライン内部出力シャフト２０６の特徴２３２は、１次レーンスプラインカップリングナット２１２の内部スプライン２３０と係合し、１次レーンスプラインカップリングナット２１２の内部スプライン２３０は、同様に、スプライン外部出力シャフト２０８のスプライン２３４と係合する。更に、スプライン内部出力シャフト２０６は、上述のようにスプライン外部出力シャフト２０８の回転を提供するために、１次レーンシステム２００によって駆動することができる。１次レーンスプラインカップリングナット２１２と、ホイール２１４と、スプライン外部出力シャフト２０８と、を含む１次レーンシステム２００は、図２及び図３に示されるように、Ｘ軸に平行な単一の共通軸に沿って実装することができるが、他の配置も同様に企図される。更に、１次レーンシステム２００は、同等の機能を提供する構成要素を含むことができる。
【0026】
図２を更に参照すると、スプライン内部出力シャフト２０６は、キャリア２４０に接続された特徴部２３２を含むことができる。キャリア２４０は、１次レーンギアボックス２０４（図１に示す）及び／又は１次レーン作動モータ２０２（図１に示す）と係合するための機械的締結具を受け入れるためのアパーチャ２４２を含むことができる。スプライン内部出力シャフト２０６は、キャリア２４０と特徴部２３２との間に配置することができるキャリア部品２４４を更に含むことができる。キャリア部品２４４は、スプライン加工された内部出力シャフト２０６の円滑な回転及び／又は低摩擦回転を確実にするために、図４に示されるように軸受に係合することができる。内部出力シャフト２０６は、１次レーンスプラインカップリングナット２１２に接続されたスプラインのような動作可能な接続部を有する限り、１次レーンギアボックス２０４から動作する何れかのタイプの出力シャフトとすることができる。
【0027】
【0028】
図４を参照すると、１次レーンシステム２００は更に、外側軸受２１６と、内側軸受２１８と、機械的ストップ２２０と、バネ２２２と、を含むことができる。
【0029】
１次レーンシステム２００は、本明細書に記載の１又は２以上の構成要素と共に、出力係合特徴／出力離脱特徴を有するように構成することができる。この点に関して、ホイール２１４がＸ軸を中心に回転すると、１次レーンのスプラインカップリングナット２１２がスプライン内部出力シャフト２０６上に乗るので、１次レーンのスプラインカップリングナット２１２は、スプライン外部出力シャフト２０８に向かってＸ軸に沿って直線的に並進可能であり、内部スプライン２３０は、回転防止ガイドとして機能する。スプライン外部出力シャフト２０８は、スプライン外部出力シャフト２０８の外面に配置された機械的ストップ２２０を有することができる。通常の運転状態では、１次レーンシステム２００はアクティブモードにあり、ホイール２１４は自由に回転できる。１次レーンスプラインカップリングナット２１２が通常動作中又は第１の構成中に所定位置に留まることを確実にするために、バネ２２２は、ホイール２１４の雌ねじ２３８と１次レーンスプラインカップリングナット２１２のねじ山２３６との間のねじ山摩擦が、外側軸受２１６及び／又は内側軸受２１８からのホイール２１４の摩擦よりも大きくなるように設置及び／又は配置することができる。幾つかの形態では、ホイール２１４のフリーホイールが運転にとって重要であるため、ホイール２１４の軸受は重要とすることができる。故障率を最小化するために、図４に示されるように配置及び／又は利用される外側軸受２１６及び／又は内側軸受２１８を含む二重軸受機能を利用することができる。
【0030】
より具体的には、スプライン外部出力シャフト２０８は、１次レーンスプラインカップリングナット２１２の内部スプライン２３０に係合するためのスプライン２３４が配置された第１の端部を有することができる。スプライン外部出力シャフト２０８は、部品４００への接続及び／又は出力のために、第１の端部とは反対側の第２の端部を更に含むことができる。更に、スプライン外部出力シャフト２０８は、第１の端部と第２の端部との間に配置された機械的ストップ２２０を含むことができる。機械的ストップ２２０は、１次レーンスプラインカップリングナット２１２の内径よりも大きい直径を有する周縁として実施することができる。従って、機械的ストップ２２０は、図４に示されるように、Ｘ軸に沿った右方向への１次レーンスプラインカップリングナット２１２の移動を防止することができる。
【0031】
バネ２２２は、何れかのタイプのバネ構造、バネ実施構成及び／又はバネ構成によって実装することができる。バネ２２２は、スプライン加工された内部出力シャフト２０６の周りにコイル状にすることができる。詳細には、バネ２２２は、スプライン加工された内部出力シャフト２０６の特徴部２３２の部分にコイル状とすることができる。バネ２２２の第１の端部は、スプライン加工された内部出力シャフト２０６の表面と特徴部２３２の間に係合することができる。バネ２２２の第２の端部は、ねじ山２３６と内部スプライン２３０との間で１次レーンスプラインカップリングナット２１２の表面に係合することができる。バネ２２２は、１次レーンスプラインカップリングナット２１２をスプライン加工された外部出力シャフト２０８に向かって付勢するのに十分な力を１次レーンスプラインカップリングナット２１２に加えるように構成することができる。
【0032】
ホイール２１４の外側軸受２１６は、ホイール２１４の回転を可能にするようにＸ軸の周りに配置することができる。外側軸受２１６は、内側軸受２１８の外側に周方向に配置することができる。詳細には、外面軸受２１６は、内面軸受２１８とも係合する面に係合することができる。内軸受２１８は、ホイール２１４の表面に接触することができる。詳細には、内軸受２１８は、ホイール２１４の周面に直接接触することができる。
【0033】
図４を更に参照すると、１次レーン作動モータ２０２は、ジャムフリー二重冗長アクチュエータレーンチェンジャーシステム１００内の１次レーンギアボックス２０４と接続することができる。更に、１次レーンギアボックス２０４は、図４に示されるように、１又は２以上の軸受によって、ジャムフリー二重冗長アクチュエータレーンチェンジャーシステム１００内で支持することができる。更に、スプライン内部出力シャフト２０６は、１又は２以上の軸受によりジャムフリー二重冗長アクチュエータレーンチェンジャーシステム１００内で支持され、１又は２以上の機械的締結具２５４により支持することができる１次レーン作動モータ２０２の出力シャフト２５６に接続することができる。更に、図４は、図５及び図７に関して更に詳細に説明される、ジャムフリー二重冗長アクチュエータレーンチェンジャーシステム１００内のスクリューシャフト２４６、及びスクリューシャフト３４６の位置決めを示す。
【0034】
【0035】
【0036】
ジャムフリー二重冗長アクチュエータレーンチェンジャーシステム１００の通常動作中、１次レーン作動モータ２０２は回転し、且つ１次レーンギアボックス２０４に回転トルクを加える。１次レーンギアボックス２０４は、１次レーン作動モータ２０２から受け取った回転トルクを出力し、且つこの回転トルクをスプライン内部出力シャフト２０６に加える。スプライン内部出力シャフト２０６は、１次レーンスプラインカップリングナット２１２を介してスプライン外部出力シャフト２０８に回転トルクを伝達する。最後に、スプライン外部出力シャフト２０８は、回転トルクを構成要素４００に出力する。
【0037】
図５を参照すると、１次レーンシステム２００は、１次レーンシステム２００をアクティブモードから離脱モードに移行させるための１又は２以上の構成要素を更に含むことができる。詳細には、１次レーンシステム２００をアクティブモードから離脱モードに移行させる１又は２以上の構成要素は、固定ナット２２４と、ウォームギア２２６と、磁気プローブ２２８と、を含むことができる。しかしながら、１次レーンシステム２００は、１次レーンシステム２００をアクティブモードから離脱モードに移行させるために異なる構成要素を利用することができる。
【0038】
１次レーンシステム２００の１次レーン離脱モータ２１０は、ジャムフリー二重冗長アクチュエータレーンチェンジャーシステム１００の１次レーンシステム２００の故障又はジャムが検出されると、スクリューシャフト２４６を駆動するために通電することができる。１次レーン離脱モータ２１０は、スクリューシャフト２４６に直接接続されてもよく、又は１次レーン離脱モータ２１０は、介在部品を介してスクリューシャフト２４６に接続することができる。スクリューシャフト２４６は、図５に示されるように、介在部品、すなわちベベルギアを介して、ｙ軸に沿って又はｚ軸に沿って、又はｘ軸に沿って延びることができる。スクリューシャフト２４６は、エンドキャップ及び／又は軸受によってその長さに沿って支持することができる。例えば、１又は２以上の軸受は、ｙ軸に沿ってスクリューシャフト２４６の両端に配置することができる。ウォームギア２２６は、スクリューシャフト２４６の周囲に配置することができる固定ナット２２４内に配置することができる。
【0039】
スクリューシャフト２４６は、１次レーン離脱モータ２１０に応答してウォームギア２２６を静止ナット２２４から駆動することができる。この場合、固定ナット２２４は、ウォームギア２２６のための「回転」ガイドとして機能することができる。スクリューシャフト２４６が回転すると、ウォームギア２２６が固定ナット２２４に案内されるので、ウォームギア２２６は、ウォームギア２２６が回転する間、ｙ軸に沿って直線的に並進可能とすることができる。ウォームギア２２６が下方に並進すると、ウォームギア２２６は、図６に示されるように、ホイール２１４に係合する。その後、ホイール２１４は回転を開始し、ウォームギア２２６はｙ軸に沿って前方及び下方に移動し続ける。ウォームギア２２６が固定ナット２２４から移動すると、３つの状態が起こり得る。
【0040】
状態１－ホイール２１４の回転摩擦がウォーム／スクリュー摩擦よりも小さい場合、ウォームギア２２６は直線的な移動を停止し、ホイール２１４を回転駆動するためにのみ回転する可能性がある。
【0041】
状態２－ウォームギア２２６は、ホイール２１４の回転摩擦が大きすぎるため、ホイール２１４を押しながら前進してホイールを噛み合わせ、その後、下方に回転／並進可能な状態を続けることがある。
【0042】
状態３－ウォームギア２２６が前方に並進可能な状態で回転する。
【0043】
１次レーンスプラインカップリングナット２１２にはバネ２２２による摩擦が常に存在する可能性があるため、特にジャム状態では、状態２又は状態３が発生する可能性が高い。ウォームギア２２６が機械的な停止２４８（直線的に固定されているが、スクリューシャフト２４６に対して自由に回転する）まで移動すると、ウォームギア２２６は、直線的な移動を停止し、ホイール２１４のみを駆動するように回転することができる。ホイール２１４が回転している状態で（図６に矢印で示すように）、１次レーンスプラインカップリングナット２１２は、図１２に示すように、スプライン加工された外部出力シャフト２０８を離脱させるように強制的に移動させることができる。
【0044】
更に、開始組み込み試験（ＩＢＩＴ）の目的のために、ウォームギア２２６のウォームギアガイドを、静止ナット２２４を実装する静止ナットとして設計することができる。このようにして、ウォームギア２２６は、Ｙ軸に沿って前後に移動することができる。磁気プローブ２２８は、１次レーンスプラインカップリングナット２１２の係合特徴／離脱特徴をチェックするために配置及び構成することができる。
【0045】
従って、図５及び図６は、ジャムフリー二重冗長アクチュエータレーンチェンジャーシステム１００の１次レーンシステム２００が構成要素４００を動作させるアクティブモード又は通常動作構成から、ジャムフリー二重冗長アクチュエータレーンチェンジャーシステム１００の１次レーンシステム２００が切り離され、もはや構成要素４００を動作させないフォールトトレランスモード又はジャムフリーに移行するために、ジャムフリー二重冗長アクチュエータレーンチェンジャーシステム１００内、特に１次レーンシステム２００内で動作する様々な構成要素を示している。詳細には、ジャムフリー二重冗長アクチュエータレーンチェンジャーシステム１００の２次レーンシステム３００は、現在、構成要素４００を制御している。
【0046】
【0047】
詳細には、図７は、２次レーンシステム３００が１次レーンアクティブモード又は通常動作構成にあることを示している。換言すれば、ジャムフリー二重冗長アクチュエータレーンチェンジャーシステム１００の２次レーンシステム３００は、構成要素４００を制御するために利用されていない。図７は、ジャムフリー二重冗長アクチュエータレーンチェンジャーシステム１００の２次レーンシステム３００を第２の構成に移行させるための多数の構成要素を更に図示する。詳細には、図７は、２次レーンシステム３００の２次レーンプラネタリ出力段３０６を示している。より具体的には、２次レーンプラネタリ出力段３０６は、リングホイール３１４と、１又は２以上のプラネタリギア３１６と、２次レーン出力シャフト３０８に接続された太陽ギア３１８（図７では２次レーン出力シャフト３０８の後ろに隠れている、図９に図示）と、を含むことができる。詳細には、図７は、ジャムフリー二重冗長アクチュエータレーンチェンジャーシステム１００の２次レーンシステム３００が待機しているアクティブ又は通常動作構成の１次レーンから、ジャムフリー二重冗長アクチュエータレーンチェンジャーシステム１００の２次レーンシステム３００が接続され、構成要素４００を動作させるフォールトトレランス又はジャムフリー構成に２次レーンシステム３００を移行させるために、ジャムフリー二重冗長アクチュエータレーンチェンジャーシステム１００内、及び特に２次レーンシステム３００内で動作する様々な構成要素を図示している。
【0048】
２次レーンシステム３００の場合、１又は２以上のプラネタリギア３１６は、リングホイール３１４をフリー（これは出力を入力から切り離す）にして実装することができる。これにより、２次レーンシステム３００の２次レーン出力シャフト３０８をバック駆動することができる。リングホイール３１４の外径は、ウォームギア３２６と協働するための歯を有することができる。リングホイール３１４の内径は、１又は２以上のプラネタリギア３１６と噛み合うことがあり、且つ１又は２以上のプラネタリギア３１６は、太陽ギア３１８と噛み合うことがある（図９参照）。更に、１又は２以上のプラネタリギア３１６は、リングホイール３１４の内径上に配置されたリングギア３２２と噛み合うことがある。
【0049】
１次レーンシステム２００と同様に、２次レーンシステム３００は、リングホイール３１４に係合するウォームギア３２６を駆動するスクリューシャフト３４６を含むことができる。１次レーンシステム２００との違いは、図７に示すように、「固定ナット」の代わりに「ブレード又はスリーブ」３５６とすることができるウォームギアガイドの実施形態とすることができる。
【0050】
スクリューシャフト３４６は、図７に示されるように、Ｙ軸に沿って延びることができる。スクリューシャフト３４６は、その長さに沿って支持することができる。更に、スクリューシャフト３４６は、１又は２以上の軸受によって支持することができる。例えば、１又は２以上の軸受は、ｙ軸に沿ってスクリューシャフト３４６の両端に配置することができる。スクリューシャフト３４６は、ガイドとして機能するブレード３５６に沿ってウォームギア３２６を駆動することができる。ウォームギア３２６は、スクリューシャフト３４６が回転すると、スクリューシャフト３４６が回転する間、ｙ軸に沿って下方に直線的に並進するのがよい。
【0051】
１次レーンシステム２００が詰まった場合には、２次レーン係合モータ３１２がスクリューシャフト３４６を駆動し、スクリューシャフト３４６は、ウォームギア３２６を駆動することができる。図１１に図示されるような回転防止ガイド又は回転防止スリーブ３５６は、ウォームギア３２６を直線的に並進可能な状態にし、図１０に図示されるようなリングホイール３１４と係合させることができる。詳細には、ウォームギア３２６は、機械的ストップ３６２に係合するまで並進可能である。リミットスイッチ、ストール電流及び／又は同様のものからの信号の何れかが、リングホイール３１４が係合していることを示すことができる。
【0052】
【0053】
【0054】
【0055】
【0056】
図１２は、フォールトトレランス又はジャムフリー状態において離脱される１次レーンシステムの断面図を示す。
【0057】
図８を参照すると、通常の動作状態では、ジャムフリー二重冗長アクチュエータレーンチェンジャーシステム１００は、アクティブモードであり、１次レーンシステム２００がアクティブであるように動作し、１次レーン作動モータ２０２の出力を、２次レーンギアボックス３０４、スプライン内部出力シャフト２０６、１次レーンスプラインカップリングナット２１２及びスプライン外部出力シャフト２０８を介して構成要素４００に駆動する。通常の動作状態では、２次レーンシステム３００の２次レーン出力シャフト３０８はスタンバイモードにあり、１又は２以上のプラネタリギア３１６が自由である可能性があるため離脱され、１次レーンシステム２００が構成要素４００を介して容易にバック駆動されることを可能にする。
【0058】
しかしながら、１次レーンシステム２００の故障、例えば、１次レーン作動モータ２０２、１次レーンギアボックス２０４、ギアトレイン、１次レーンギアボックス２０４等の何れか１又は２以上の故障が発生した場合、本明細書に記載のセンサ、本明細書に記載のコントローラ、出力センサ、モータ電流監視及び／又はこれらを介して故障を検出することができる。故障が検出されると、フライトコンピュータ、セントラルメンテナンスシステム（ＣＭＳ）、フライトマネジメントシステム（ＦＭＳ）、フライトワーニングシステム（ＦＷＳ）及び／又はこれらに類するものは、リングホイール３１４に係合するように２次レーン係合モータ３１２に通電し、位置を保持するように２次レーンアクチュエータモータ３０２に通電することができる。詳細には、２次レーン係合モータ３１２は、図９から図１０に示すように、スクリューシャフト３４６を駆動してウォームギア３２６を機械的ストップ３６２まで下降させ、ウォームギア３２６をリングホイール３１４と係合させることができる。詳細には、リングホイール３１４は、２次レーン出力シャフト３０８に出力を提供するために、２次レーンアクチュエータモータ３０２及び２次レーンギアボックス３０４と係合することができる。
【0059】
１次レーンシステム２００の１次レーン離脱モータ２１０は、１次レーンシステム２００の離脱機構を開始することができる。この機構は、スクリューシャフト２４６と、ウォームギア２２６と、軸受を取り付けることができる機械的ストップ２４８と、雌ねじを有するウォームギア２２６によって駆動することができるホイール２１４と、（ホイール２１４が回転すると移動する）１次レーンスプラインカップリングナット２１２と、を含むことができ、１次レーンスプラインカップリングナット２１２は、スプライン内部出力シャフト２０６、スプライン外部出力シャフト２０８等に係合することができる。
【0060】
スクリューシャフト２４６が回転すると、スクリューシャフト２４６は、ウォームギア２２６を、図５に図示されるようなホームポジション（非係合）から、図６に図示されるようにホイール２１４に係合するように下方に駆動することができる。スクリューシャフト２４６が回転し続ける間、ウォームギア２２６は回転し、且つ摩擦負荷に応じて移動することができる。最終的に、ウォームギア２２６は、機械的ストップ２４８に係合することができる。ウォームギア２２６が機械的ストップ２４８に接触すると、ウォームギア２２６は、強制的に回転させられ、ホイール２１４を駆動することができる。
【0061】
（ホイール２１４の）雌ねじは、ホイール２１４が回転すると、図１２に示されるように、１次レーンスプラインカップリングナット２１２を軸方向に並進可能な状態にすることができる。１次レーンスプラインカップリングナット２１２は、機械的な停止に達するまで移動することがあり、このとき、１次レーンスプラインカップリングナット２１２は、スプライン外部出力シャフト２０８から完全に離脱して、ジャム状態を緩和することができる。換言すれば、ジャムフリー二重冗長アクチュエータレーンチェンジャーシステム１００の１次レーンシステム２００は、ジャム状態に応答して、１次レーンシステム２００がジャムフリー二重冗長アクチュエータレーンチェンジャーシステム１００から切り離されるために、通常動作又はアクティブモードから移行するように動作している。その後、ジャムフリー二重冗長アクチュエータレーンチェンジャーシステム１００の２次レーンシステム３００は、構成要素４００に接続して作動させることができる。
【0062】
図８に戻って参照すると、ジャムフリー二重冗長アクチュエータレーンチェンジャーシステム１００は、第１の端部プレート１０２と、機械的締結具１０４と、第１のハウジング１０６と、第２のハウジング１０８と、第３のハウジング１１０と、を含むことができる。詳細には、第１の端部プレート１０２は、１次レーンギアボックス２０４及び１次レーンアクチュエータモータ２０２の間に配置することができる。１次レーンギアボックス２０４のシャフトは、第１の端部プレート１０２を通って延び、１次レーン作動モータ２０２に接続することができる。更に、第１の端部プレート１０２は、２次レーンギアボックス３０４及び２次レーンアクチュエータモータ３０２の間に配置することができる。２次レーンギアボックス３０４のシャフトは、第１の端部プレート１０２を通って延び、２次レーンアクチュエータモータ３０２に接続することができる。第１の端部プレート１０２は、第１の端部プレート１０２を航空機、１次レーンアクチュエータモータ２０２、２次レーンアクチュエータモータ３０２等に関連する構造体に接続するための機械的締結具１０４を含むことができる。
【0063】
第１のハウジング１０６は、１次レーンギアボックス２０４及び／又は２次レーンギアボックス３０４、並びに２次レーンシステム３００及び１次レーンシステム２００の他の部分を支持することができる。第１のハウジング１０６は、第１のハウジング１０６を２次レーンギアボックス３０４及び１次レーンギアボックス２０４に取り付けるための機械的締結具を更に受けることができる。第２のハウジング１０８は、第１のハウジング１０６及び第２のハウジング１０８に接続することができ、２次レーンプラネタリ出力段３０６並びに２次レーンシステム３００及び１次レーンシステム２００の他の部分を支持することができる。第３のハウジング１１０は、第２のハウジング１０８に接続することができる。第３ハウジング１１０は、２次レーン出力シャフト３０８及びスプライン外部出力シャフト２０８、並びに２次レーンシステム３００及び１次レーンシステム２００の他の部分を支持することができる。
【0064】
本明細書に記載のジャムフリー二重冗長アクチュエータレーンチェンジャーシステム１００、１次レーンシステム２００及び／又は２次レーンシステム３００の１又は２以上の構成要素は、１又は２以上の金属、合成材料、複合材料及び／又はこれらを含む様々な材料で形成することができる。更に、本明細書に記載のジャムフリー二重冗長アクチュエータレーンチェンジャーシステム１００、１次レーンシステム２００及び／又は２次レーンシステム３００の構成要素の１又は２以上は、鋳造、機械加工、型押し、成形、３次元印刷及び／又はこれらに類するものとすることができる。
【0065】
図１３は、本開示によるコントローラを示す。
【0066】
詳細には、図１３は、ジャムフリー二重冗長アクチュエータレーンチェンジャーシステム１００と共に使用することができるコントローラ５００を示す。コントローラ５００は、コンピュータ可読媒体５０４に格納された命令を実行するように構成されたプロセッサ５０２を含むことができる。特定の形態において、コントローラ５００は、通常動作及び故障動作の両方の間、ジャムフリー二重冗長アクチュエータレーンチェンジャーシステム１００、１次レーンシステム２００及び／又は２次レーンシステム３００の動作を制御するように構成することができる。詳細には、コントローラ５００は、ジャムフリー二重冗長アクチュエータレーンチェンジャーシステム１００の動作を制御して、正常な構成から故障した構成に変更することができる。
【0067】
一形態では、プロセッサ５０２は、以下に説明するように、ジャムフリー二重冗長アクチュエータレーンチェンジャー方法６００を実施する。命令は、ジャムフリー二重冗長アクチュエータレーンチェンジャーシステム１００の構成要素を制御するための様々なコマンドを含むことができる。コンピュータ可読媒体５０４は、磁気固定ディスク記憶装置、クラウドベースのメモリ、フラッシュメモリ又はこれらのような不揮発性メモリを含む、当該技術分野において公知の何れかのタイプのメモリであってよい。プロセッサ５０２は、ランダムアクセスメモリ５０６及び読み取り専用メモリ５０８を含む他のタイプのメモリと通信することもできる。コントローラ５００はまた、プロセッサ５０２によって実行される命令に関連する様々な状態及び表示を表示することができるディスプレイ５１０を含むことができる。例えば、ディスプレイ５１０は、ジャムフリー二重冗長アクチュエータレーンチェンジャーシステム１００の故障及び２次レーンシステム３００の実施を表示することができる。
【0068】
コントローラ５００は、複数の入力デバイス５１２及び出力デバイス５１４と通信することができる。複数の入力デバイス５１２は、キーボード、マウス、ボタン、及び／又はユーザ又はパイロットの入力を受け取るための他の周辺デバイス等のユーザ又はパイロットインタフェースデバイスを含むことができる。ユーザ又はパイロットの入力は、２次レーンシステム３００の開始を含むことができる。
【0069】
複数の入力デバイス５１２は、位置センサ、動きセンサ、速度センサ、電圧センサ、電流センサ及び／又は当該技術分野において公知の他の検出デバイスのような、ジャムフリー二重冗長アクチュエータレーンチェンジャーシステム１００の様々な構成要素と通信するセンサを含むこともできる。詳細には、センサは、１次レーンシステム２００の故障を判定するためのセンサを含むことができる。
【0070】
複数の出力デバイス５１４は、ジャムフリー二重冗長アクチュエータレーンチェンジャーシステム１００の様々な構成要素を制御するために使用することができる様々な電気的及び／又は機械的制御デバイス、例えば、スイッチ、電気的及び／又は電磁リレー、アクチュエータ、又は当該技術分野において公知の他の構成要素を含むことができる。詳細には、出力デバイス５１４は、ジャムフリー二重冗長アクチュエータレーンチェンジャーシステム１００を制御して、通常構成からフィールド構成に切り替えることができる。
【0071】
【0072】
【0073】
詳細には、図１４は、ジャムフリー二重冗長アクチュエータレーンチェンジャーシステム１００のジャムフリー二重冗長アクチュエータレーンチェンジャーシステム方法６００を示す。ジャムフリー二重冗長アクチュエータレーンチェンジャーシステム１００の通常動作モード中、１次レーンシステム２００が動作することができる。換言すれば、ジャムフリー二重冗長アクチュエータレーンチェンジャーシステム１００は、アクティブ構成とすることができる。
【0074】
図１４を更に参照すると、ジャムフリー二重冗長アクチュエータレーンチェンジャーシステム方法６００は、１次レーンシステムの動作を感知することができる（６０２）。詳細には、ジャムフリー二重冗長アクチュエータレーンチェンジャーシステム方法６００を実施するコントローラ５００は、ジャムフリー二重冗長アクチュエータレーンチェンジャーシステム１００から信号を受信して、１次レーンシステム２００に関連する構成要素の動作を感知することができる。例えば、ジャムフリー二重冗長アクチュエータレーンチェンジャーシステム１００は、本明細書に記載されるようなセンサを介して、１次レーンシステム２００及び／又は構成要素４００の動きを検出することができる場合がある。詳細には、センサは、１次レーンシステム２００の故障を検出するために使用することができる。
【0075】
ジャムフリー二重冗長アクチュエータレーンチェンジャーシステム方法６００は、１次レーンが適切に動作しているか否かを判定することができる（６０４）。詳細には、ジャムフリー二重冗長アクチュエータレーンチェンジャーシステム方法６００を実施するコントローラ５００は、１次レーンシステム２００及び／又はジャムフリー二重冗長アクチュエータレーンチェンジャーシステム１００が適切に動作しているか否かを判定することができる。コントローラ５００が、１次レーンシステム２００及び／又はジャムフリー二重冗長アクチュエータレーンチェンジャーシステム１００の何れにも問題を感知しない場合、ジャムフリー二重冗長アクチュエータレーンチェンジャーシステム１００は、動作を継続することができる。コントローラ５００は、ステップ６０２に戻り、ジャムフリー二重冗長アクチュエータレーンチェンジャーシステム１００の動作に関する信号を１次レーンシステム２００から受信し続けることができる。
【0076】
状況によっては、コントローラ５００は、１次レーンシステム２００及び／又はジャムフリー二重冗長アクチュエータレーンチェンジャーシステム１００内の問題を検出することができる。例えば、１次レーンシステム２００内の故障は、ジャムフリー二重冗長アクチュエータレーンチェンジャーシステム１００の焼き付き又は静止を引き起こす可能性がある。その結果、１次レーンシステム２００が正しく機能しなくなることがある。故障が検出されたとき、ジャムフリー二重冗長アクチュエータレーンチェンジャーシステム１００に動作可能に結合されたコントローラ５００は、ステップ６０６に進むことができる。
【0077】
次に、コントローラ５００は、１次レーンシステムの動作を停止し、２次レーン係合機構を開始することができる（６０６）。詳細には、コントローラ５００及び／又はジャムフリー二重冗長アクチュエータレーンチェンジャーシステム方法６００は、１次レーンシステム２００の動作を停止してもよく、且つジャムフリー二重冗長アクチュエータレーンチェンジャーシステム方法６００は、本明細書に記載されるように、２次レーンシステム３００を開始することができる。
【0078】
ジャムフリー二重冗長アクチュエータレーンチェンジャーシステム方法６００は、２次レーン係合機構がリングホイールをロックしたか否かを判定することができる（６０８）。詳細には、コントローラ５００及び／又はジャムフリー二重冗長アクチュエータレーンチェンジャーシステム方法６００は、図１０に関して本明細書で説明したように、２次レーンシステム３００がリングホイール３１４をロックしたか否かを判定することができる。例えば、ジャムフリー二重冗長アクチュエータレーンチェンジャーシステム方法６００を実施するコントローラ５００は、ジャムフリー二重冗長アクチュエータレーンチェンジャーシステム１００から信号を受信して、１次レーンシステム２００及び／又は２次レーンシステム３００に関連する構成要素の動作を感知し、２次レーンシステム３００がリングホイール３１４をロックしたか否かを判定することができる。
【0079】
ジャムフリー二重冗長アクチュエータレーンチェンジャーシステム方法６００は、２次レーン駆動モータシステムを起動し、保持モードを開始することができる（６１０）。詳細には、コントローラ５００及び／又はジャムフリー二重冗長アクチュエータレーンチェンジャーシステム方法６００は、２次レーンアクチュエータモータ３０２を作動させてもよい。
【0080】
ジャムフリー二重冗長アクチュエータレーンチェンジャーシステム方法６００は、２次レーンシステムが保持モードにあるか否かを判定することができる（６１２）。例えば、ジャムフリー二重冗長アクチュエータレーンチェンジャーシステム方法６００を実施するコントローラ５００は、ジャムフリー二重冗長アクチュエータレーンチェンジャーシステム１００から信号を受信して、１次レーンシステム２００及び／又は２次レーンシステム３００に関連する構成要素の動作を感知し、２次レーンシステムが保持モード６１２にあるか否かを決定することができる。
【0081】
ジャムフリー二重冗長アクチュエータレーンチェンジャーシステム方法６００は、１次レーン離脱機構を開始することができる（６１４）。詳細には、コントローラ５００及び／又はジャムフリー二重冗長アクチュエータレーンチェンジャーシステム方法６００は、本明細書に記載されるような１次レーン離脱モータ２１０の実施を含むことのできる１次レーン離脱機構を開始することができる。
【0082】
ジャムフリー二重冗長アクチュエータレーンチェンジャーシステム方法６００は、１次レーンが解放されたか否かを判定することができる（６１６）。例えば、ジャムフリー二重冗長アクチュエータレーンチェンジャーシステム方法６００を実施するコントローラ５００は、ジャムフリー二重冗長アクチュエータレーンチェンジャーシステム１００から信号を受信して、１次レーンシステム２００及び／又は２次レーンシステム３００に関連する構成要素の動作を感知し、１次レーン２００が解放されたか否かを判定することができる。
【0083】
ジャムフリー二重冗長アクチュエータレーンチェンジャーシステム方法６００は、１次レーンを無効化し、２次レーンの動作を開始することができる（６１８）。詳細には、コントローラ５００及び／又はジャムフリー二重冗長アクチュエータレーンチェンジャーシステム方法６００は、１次レーンシステム２００を無効にし、２次レーンシステム３００の動作を開始することができる。
【0084】
幾つかの形態において、コントローラ５００は、ジャムフリー二重冗長アクチュエータレーンチェンジャーシステム１００の故障を飛行警告システムに通知することができる。例えば、２次レーンシステム３００が作動したという警告メッセージは、フライトコンピュータ、パイロット、セントラルメンテナンスシステム（ＣＭＳ）、飛行管理システム（ＦＭＳ）、飛行警告システム（ＦＷＳ）、客室管理システム及び／又はこれらに送信することができる。パイロットは、コントローラ５００と通信しているディスプレイ５１０又は他の出力デバイス５１４を介して通知を受けることができる。コントローラ５００は、入力デバイス５１２から受信した情報に基づいて、故障に関連する追加の診断情報をユーザ又はパイロットに提供することができる。例えば、コントローラ５００は、ジャムフリー二重冗長アクチュエータレーンチェンジャーシステム１００による故障のタイプをユーザ又はパイロットに通知することができる。
【0085】
ジャムフリー二重冗長アクチュエータレーンチェンジャーシステム１００は、コントローラ５００によって監視される感知回路からの出力を利用して動作するように構成することができる。コントローラ５００は、ジャムフリー二重冗長アクチュエータレーンチェンジャーシステム１００のための様々な安全保護を実施するように構成することができる。安全保護は、過電圧保護、過電流保護、過熱保護、短絡保護及び／又は同様のものを含むことができる。
【0086】
一形態において、ジャムフリー二重冗長アクチュエータレーンチェンジャーシステム１００及び／又はコントローラ５００は、航空機システムに応答して動作することができる。航空機システムは、セントラルメンテナンスシステム（ＣＭＳ）、飛行管理システム（ＦＭＳ）、飛行警告システム（ＦＷＳ）、客室管理システム又はその類とすることができる。
【0087】
ジャムフリー二重冗長アクチュエータレーンチェンジャーシステム１００及び／又はコントローラ５００は、組み込み式試験装置（ＢＩＴＥ）を含むことができる。組み込み式試験装置（ＢＩＴＥ）は、故障管理に対処するように構成され、保守方法を支援するために空中システムに組み込まれた診断装置を含むことができる。組み込み式試験装置（ＢＩＴＥ）は、試験を可能にし、診断を実行するために、センサ、マルチメータ、オシロスコープ、放電プローブ、周波数発生器及び／又はこれらに類するものを含むことができる。組み込み式試験装置（ＢＩＴＥ）には、故障の検出、故障の収容（システムが故障に対してどのように能動的に応答するか）、起こり得る影響を警告する及び／又は故障機器のトラブルシューティングを支援するための故障の告知又はロギング、又はそのようなものが含まれる。
【0088】
コントローラ５００は、機能を処理し、他のサービスを提供し、及び／又は同様のものを提供するように構成することができる。コントローラ５００は、完全な機能を提供するために、アナログ／デジタルコンバータ、デジタル／アナログコンバータ、通信デバイス、オペレーティングシステム、タッチスクリーンコントローラ、通信構成要素、グラフィック構成要素、接触／モーション構成要素及び／又はこれらを含むことができる。詳細には、プロセッサ５０２は、ジャムフリー二重冗長アクチュエータレーンチェンジャーシステム１００を制御するように構成されたソフトウェアアプリケーションを実行するように構成することができる。一形態では、ソフトウェアアプリケーションは、センサ、航空機システム及び／又はこれらと相互作用するように構成することができる。
【0089】
コントローラ５００及び／又はジャムフリー二重冗長アクチュエータレーンチェンジャーシステム１００は、ジャムフリー二重冗長アクチュエータレーンチェンジャーシステム１００、航空機システム等の状態を感知するために、本明細書に記載の１又は２以上のセンサを更に含むことができる。詳細には、１又は２以上のセンサは、プロセッサ５０２に信号を提供することができる。１又は２以上のセンサは、電流センサ、電圧センサ、温度センサ及び／又は同様のものを含むことができる。
【0090】
従って、説明されるジャムフリー二重冗長アクチュエータレーンチェンジャーシステム１００は、機械的故障を克服し、安全性、信頼性を高め、機器の損傷を制限し、及び／又はそのようなことを行うために、冗長システムを実装するように構成される。詳細には、ジャムフリー二重冗長アクチュエータレーンチェンジャーシステム１００は、１次レーンシステム２００の故障を判定し、ジャムフリー二重冗長アクチュエータレーンチェンジャーシステム１００から１次レーンシステム２００を切り離し、構成要素４００を作動させるために２次レーンシステム３００を実施することができる。
【0091】
更に、本開示の様々な形態によれば、本明細書に記載される方法は、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、プログラマブルロジックアレイ及び本明細書に記載される方法を実施するように構成された他のハードウェアデバイスを含む、専用のハードウェア実装による動作を意図している。
【0092】
また、本明細書で説明する本開示のソフトウェア実装は、任意選択的に、ディスク又はテープ等の磁気媒体、ディスク等の光磁気媒体又は光学媒体、又は１又は２以上の読み取り専用（不揮発性）メモリ、ランダムアクセスメモリ、又は他の再書き込み可能（揮発性）メモリを収容するメモリカード又は他のパッケージ等の固体媒体等の有形記憶媒体に格納されることに留意すべきである。電子メール又は他の自己完結型情報アーカイブ又はアーカイブの集合に添付されるデジタルファイルは、有形記憶媒体と同等の配信媒体とみなされる。従って、本開示は、本明細書に列挙され、及び本明細書におけるソフトウェア実装が格納される、技術的に認識された等価物及び後継媒体を含む、有形記憶媒体又は配信媒体を含むと考えられる。
【0093】
更に、本開示の様々な形態は、非一般的なコンピュータ実装において実施することができる。更に、本明細書に記載の本開示の様々な形態は、本開示から明らかなように、システムの機能を改善する。更に、本開示の様々な形態は、本開示によって対処される複雑な問題を解決するために特別にプログラムされたコンピュータハードウェアを含む。従って、本開示の様々な形態は、本開示によって規定され、及び特許請求の範囲によって定義される方法を実行するための具体的な実装において、全体としてシステムの機能を改善する。
【0094】
本開示の多くの特徴及び利点は、詳細な明細書から明らかであり、従って、添付の特許請求の範囲によって、本開示の真の思想及び範囲内に入る、本開示の全てのそのような特徴及び利点をカバーすることが意図される。更に、多数の修正及び変形が当業者に容易に生じるので、本開示を、図示及び記載された正確な構造及び動作に限定することは望まれず、従って、本開示の範囲内に入る全ての好適な修正及び均等物に頼ることができる。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【国際調査報告】