(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
作動可能ドア（３）のためのアクチュエータ・システム（１）であって、
前記アクチュエータ・システム（１）は、ドア側面（１８）及び取り付け構造側面（１７）を伴う剛性ヒンジ・アーム（２）を備え、
前記剛性ヒンジ・アーム（２）は、前記作動可能ドア（３）を前記ドア側面（１８）で枢動可能に支持するように、及び、前記取り付け構造側面（１７）でドア取り付け構造（４）に枢動可能に取り付けられるように、適合され、
空気圧式で動作可能な作動棒（８）を備えるアクチュエータ（７）が、起動時に取り付けられた状態で前記作動可能ドア（３）の開口を補助するために提供され、
前記アクチュエータ（７）は、前記剛性ヒンジ・アーム（２）に取り付けられた固定端（１１）を備え、
前記空気圧式で動作可能な作動棒（８）は、ドア開口駆動ギア（１５）に接続された結合棒ジョイント（１２ａ）を備え、
前記ドア開口駆動ギア（１５）には、前記結合棒ジョイント（１２ａ）に接続され、少なくとも１つのトルク・レバー（１４）に取り付けられた、少なくとも１つの結合棒（１２）が提供され、
前記少なくとも１つのトルク・レバー（１４）は、前記ドア開口駆動ギア（１５）の少なくとも１つのねじりボルト（１３）を用いて、前記剛性ヒンジ・アーム（２）の少なくとも１つのヒンジ（１６）内で枢動可能に取り付けられ、
前記少なくとも１つのねじりボルト（１３）は、前記少なくとも１つのねじりボルト（１３）に枢動可能に取り付けられた接続リンク（６）を用いて、前記作動可能ドア（３）に駆動的に接続可能であることを特徴とする、アクチュエータ・システム（１）。
【請求項２】
前記少なくとも１つの結合棒（１２）は、線形シリンダ・シャフトとして提供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・システム（１）。
【請求項３】
前記少なくとも１つのトルク・レバー（１４）は、線形フラット接続アーム（１４ａ、１４ｂ）として提供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・システム（１）。
【請求項４】
前記少なくとも１つのねじりボルト（１３）は、動作中、前記少なくとも１つのトルク・レバー（１４）の回転のための主旋回軸（２２）を定義し、
前記主旋回軸（２２）は、前記少なくとも１つの結合棒（１２）に対して少なくともほぼ平行であることを特徴とする、請求項１に記載のアクチュエータ・システム（１）。
【請求項５】
前記空気圧式で動作可能な作動棒（８）は、起動時に前記少なくとも１つの結合棒（１２）の縦方向の延伸に対して少なくともほぼ垂直の方向に線形に、前記少なくとも１つの結合棒（１２）を移動するように適合され、
前記少なくとも１つの結合棒（１２）は、主旋回軸（２２）を中心に前記少なくとも１つのトルク・レバー（１４）を回転させることを特徴とする、請求項１に記載のアクチュエータ・システム（１）。
【請求項６】
前記アクチュエータ（７）は、動作中、前記空気圧式で動作可能な作動棒（８）の作動のための圧力ポット（１０）を備えることを特徴とする、請求項１に記載のアクチュエータ・システム（１）。
【請求項７】
前記少なくとも１つのトルク・レバー（１４）は、少なくとも第１のトルク・レバー（１４ａ）と第２のトルク・レバー（１４ｂ）とを備え、
前記第１のトルク・レバー（１４ａ）は、前記少なくとも１つの結合棒（１２）の第１の軸端（２６ａ）に接続され、
前記第２のトルク・レバー（１４ｂ）は、前記少なくとも１つの結合棒（１２）の第２の軸端（２６ｂ）に接続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・システム（１）。
【請求項８】
前記第１及び第２のトルク・レバー（１４ａ、１４ｂ）は、互いに少なくともほぼ平行に、及び、前記少なくとも１つの結合棒（１２）に対して少なくともほぼ垂直に配置構成されることを特徴とする、請求項７に記載のアクチュエータ・システム（１）。
【請求項９】
前記少なくとも１つの結合棒（１２）は、すべり軸受（２１）を用いて、前記結合棒ジョイント（１２ａ）に回転可能に取り付けられることを特徴とする、請求項７に記載のアクチュエータ・システム（１）。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの結合棒（１２）は、球面軸受を用いて、前記少なくとも１つのトルク・レバー（１４）に回転可能に取り付けら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・システム（１）。
【請求項１１】
前記アクチュエータ（７）の前記固定端（１１）は、前記剛性ヒンジ・アーム（２）に回転可能に取り付けら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・システム（１）。
【請求項１２】
前記作動可能ドア（３）は、航空機客室ドアであり、
前記ドア取り付け構造（４）は、航空機胴体構造（３１）であることを特徴とする、請求項１に記載のアクチュエータ・システム（１）。
【請求項１３】
航空機胴体構造（３１）及び作動可能客室ドア（３３）を備える航空機（３０）であって、
前記航空機（３０）は、前記作動可能客室ドア（３３）の作動のためのアクチュエータ・システム（１）を備え、
前記アクチュエータ・システム（１）は、ドア側面（１８）及び胴体側面（１７）を伴う剛性ヒンジ・アーム（２）を備え、
前記剛性ヒンジ・アーム（２）は、前記ドア側面（１８）で前記作動可能客室ドア（３３）を枢動可能に支持し、前記胴体側面（１７）で前記航空機胴体構造（３１）に枢動可能に取り付けられ、
空気圧式で動作可能な作動棒（８）を伴うアクチュエータ（７）は、起動時に前記作動可能客室ドア（３）の開口を補助するために提供され、
前記アクチュエータ（７）は、前記剛性ヒンジ・アーム（２）に取り付けられた固定端（９）を備え、
前記空気圧式で動作可能な作動棒（８）は、ドア開口駆動ギア（１５）に接続される結合棒ジョイント（１２ａ）を備え、
前記ドア開口駆動ギア（１５）には、前記結合棒ジョイント（１２ａ）に接続され、少なくとも１つのトルク・レバー（１４）に取り付けられた、少なくとも１つの結合棒（１２）が提供され、
前記少なくとも１つのトルク・レバー（１４）は、前記ドア開口駆動ギア（１５）の少なくとも１つのねじりボルト（１３）を用いて、前記剛性ヒンジ・アーム（２）の少なくとも１つのヒンジ（１６）内に枢動可能に取り付けられ、
前記少なくとも１つのねじりボルト（１３）は、前記少なくとも１つのねじりボルト（１３）に枢動可能に取り付けられた接続リンク（６）を用いて、前記作動可能客室ドア（３３）に駆動的に接続されることを特徴とする、航空機（３０）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は作動可能ドアのためのアクチュエータ・システムに関し、アクチュエータ・システムは請求項１に記載の特徴を備える。本発明は更にかかる作動可能ドアを有する航空機に関し、航空機は請求項１３に記載の特徴を備える。
【背景技術】
【０００２】
一般に、航空機ドアは以下の主な機能を果たす。航空機ドアは、乗客及び乗務員に航空機の客室へのアクセスを提供し、非常時における航空機客室の避難を可能にする。加えて航空機ドアは、非常時において航空機からの乗客の避難に使用されるスライドを搬送し、展開し、膨らませる。
【０００３】
ＥＡＳＡ  ＣＳ  ２５．８０７は、基礎となる乗客の定員数に関して旅客機用の様々なタイプの非常口を区別している。タイプＡドアの場合、最大１１０人の乗客が可能であり、タイプＢドアの場合、最大７５人の乗客が可能である（ＦＡＲ  ２５．８０７）。所与の９０秒の避難時間内に、乗客及び乗員は航空機から退避できなければならない。そのため、航空機ドアは通常、所与の航空機ドアの開口が、関連するスライドの膨張を含み、最長でも１０秒以内に実行されるように設計される。
【０００４】
様々な手段の動力補助式開口デバイスが、こうした比較的短いドア開口時間を可能にするために使用される。基本的に、並進式又は回転式の動力開口デバイスが使用可能である。大多数の航空機ドアには、動作要素としての空気圧シリンダ及びエネルギー貯蔵部としての圧力ポットを有する、空気圧式アクチュエータ・システムが装備されている。別の方法として、エネルギー貯蔵部として機械式ばねが使用可能であり、動作要素として単純な線形スライドが使用可能である。更に回転式システムは、エネルギー貯蔵部としてのコンデンサ及び動作要素としての電気駆動部と共に使用可能である。更に、エネルギー貯蔵部として爆発物を使用する、ガス式モータ・システムが使用可能である。
【０００５】
より一般的には、所与の航空機ドアを開くための基本開口モーションは、初期の内向き移動の原理に従い、主に垂直方向に向かう持ち上げ運動における第１の段階と、水平回転の形の旋回モーションにおける第２段階という、２つの段階に分割される。この旋回モーションは、いわゆる４ジョイント・ギアと呼ばれる基礎となる結合カーブによって与えられる。このギアは、２つのレバー、すなわち平行レバー及びヒンジ・アーム、並びに連結としての対応するドア・リーフによって具体化される。
【０００６】
かかる所与の航空機ドアのドア開口を補助するため、及び、ドアの梱包位置からスライドを落下させるのに十分な力を提供するために、空気圧式アクチュエータ・システムが使用される場合、空気圧式アクチュエータ・システムの空気圧シリンダは、典型的には４ジョイント・ギアの１つのレバーに平行に配置され、この４ジョイント・ギアの駆動部として機能する。軸力を航空機ドア構造内に伝達するために、別の機械要素が使用される。
【０００７】
動作時に空気圧シリンダは、ロック解除され、ラッチが外され、持ち上げられているが、閉じた位置から、開いた位置まで航空機ドアを押し、この位置で、基礎となるプッシュ作動モードが航空機ドア構造内に離散力を作成する。特に、動力補助開口時の閉塞の場合、航空機ドア構造は損傷なしに離散力を搬送しなければならない。これらの離散力は、あるドア・システム・レイアウトの場合、特に炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）から作成されるドア構造の場合、問題となり得る。
【０００８】
文献ＤＥ  １０１  ６１  ５６２  Ｂ４は、動作要素としての空気圧シリンダ及びエネルギー貯蔵部としての圧力ポットを備える空気圧式アクチュエータ・システムを使用する、航空機ドアについて記載している。ドアのラッチングは、航空機客室ドアのドア・リーフの垂直運動を必要とする。機械要素は、航空機客室ドア並びに空気圧式アクチュエータ・システムに対して回転式で接続される。空気圧式アクチュエータ・システムと機械要素との間の所与の距離が、所与の持ち上げモーション中に変化することから、機械要素は、その開口サイクル中のドア垂直運動を補償するため、及び対応するアクチュエータの力をドア・リーフに導入するために使用される、伸縮棒として実現される。ドア・リーフは、力を異なる軸受ポイントに分散させる。１つの軸受ポイントは、航空機ドアの上部にある平行レバーの下側ピボット・ポイントである。もう１つの軸受ポイントは、航空機ドアへの接続リンクの機械的接続である。動作要素は、４ジョイント・ギアのレバーとして、ヒンジ・アームに平行に配置される。
【０００９】
この配置構成は、以下の荷重経路を作成する。力の発生源は、圧力エネルギーを軸力に変化させる空気圧シリンダである。この力は伸縮棒に印加され、ドア・リーフに作用する。ドア・リーフに作用するアクチュエータ荷重は、接続リンク及びヒンジ・アームを介して力の出所へ戻る荷重経路を作成する。
【００１０】
この空気圧式アクチュエータ・システムの大きな欠点は、ドアが閉じており、空気圧式アクチュエータ・システムに動力がかけられる場合、すなわち典型的な誤用の場合の、ドア・リーフ内への離散荷重、特に垂直成分を伴う離散荷重の導入である。他の欠点は、荷重経路の長さ、伸縮棒の使用、及び垂直荷重成分の印加である。特にＣＦＲＰドアの場合、大きな力が局所的に導入されるために、典型的にはチタニウムで作られ、コスト高及び過度な重量が発生する、局所補強が必要となる。
【００１１】
旋回及び持ち上げシステムの結合並びに伸縮棒の適用は、基本運動システムに関して、別の大きな欠点を生じさせる。一般に、基本運動システムは、伸縮棒内の運動が持ち上げ又は旋回モーション或いはその両方の混合によって開始できないため、非定義状況にある。基本運動システムは、特別境界条件などの前提条件が満たされた場合に定義される。こうした前提条件は、伸縮棒が完全に圧縮され、物理的留め具によってブロックされるか、又は伸縮棒が完全に延伸され、物理的留め具によってブロックされる、という条件である。圧縮条件と延伸条件との間の中間条件を予測可能にするために、ばねユニットが必要である。
【００１２】
システム状況が一般に非定義であるという事実に基づき、欠点は、基本運動システム設計プロセスが複雑であり、適切に作動するユニットを送達するために反復ループを要求することである。加えて、以前の設計から、ドアの非常時開口モーションの終わりにも非定義状況が不可欠であることがわかっている。より具体的に言えば、航空機ドアが開口位置におけるその終了位置に到達する前に、基本運動システムが減速される必要がある。ばねが装荷された伸縮棒によって発生する非定義の名目状況が、航空機ドア、すなわち減衰デバイスの被制御減速を複雑にする。
【００１３】
前述のように、圧力ポットの代わりに機械ばねがエネルギー貯蔵部として使用可能であり、線形スライドが動作要素として空気圧シリンダの位置に必要な軸力を提供することができる。しかしながらこの場合、機械ばねのエネルギー密度に大きな欠点が存在する。より具体的には、ばねが金属で作られている場合、基礎となるアクチュエータ・システムは既存のソリューションと比べて優位なものではない。アクチュエータ・システムがＣＦＲＰばね要素を使用している場合、技術的な課題は更に大きくなり、アクチュエータ・システムの寿命中に潜行性の影響によって単一ばね力が低下することはないという証拠が必要である。
【００１４】
文献ＤＥ  １０２  ５８  １０５  Ｂ４は、電気エンジンによって何らかの動作ねじりモーメントが生成され、システムの回転軸内で直接印加されるように配置構成された、回転式電気モータ・システム、すなわちモータ及び一定ギアについて記載している。航空機ドアは基本旋回運動として４ジョイント・ギアを使用する。このシステムの駆動部は、力と開口時間を調整するための一定ギアを含む、電気エンジンによって提供される。モータはその開口モーメントをシステムの回転軸（主旋回軸）内に直接印加するため、結果として航空機ドアは、それ以上押しても開かないが、回転させると開くことになる。
【００１５】
この回転式電気モータ・システムは、日常の大きく重いドアの適用のために開発されてきており、すなわちドアの運動は常時動力補助される。非常時に開ける場合、システムによって完全なドア運動が達成されるように動力レベルが上げられる。この回転式電気モータ・システムには、耐久性及びエネルギー貯蔵部の重量に関して、並びに反応モーメントに関して、影響が及ぼされる。すべての開口トルクは１本の軸のみによって提供されるため、局所的な荷重集中状況が発生する。最終的に、ねじりモーメントに反応するための重く高価なブラケットが必要である。これに加え、モータ・ギア・ユニットは、ドア・システムの容量の影響を受けやすい領域内で多くの容量を消費する。
【００１６】
文献ＤＥ  １０  ２００８  ０１４  ６９１  Ａ１は、回転式ガス・モータ・システム並びに爆発物について記載している。システムは、コンデンサの代わりに、相対的にゆっくりと反応する爆発材料によって動力が与えられるため、結果として開口時間全体にわたって膨張するガス容量の形でエネルギーが生成される。膨張するガスは、ガス・エンジン及びギアを介してねじりモーメントに伝達される。ガス・モータは、ねじりモーメントが旋回システムの回転軸に直接作用するように配置構成される。
【００１７】
このガス・モータ・システムは、限られた使用可能スペース及び反応ねじりモーメントからも影響を受ける。更に、旅客機及び／又は乗客による航空機客室内への爆発物の受け入れが不可欠であるものとみなさなければならない。これに加え、爆発材料に関する予備の物流管理が困難かつ費用の掛かるものであることは、他の業界にも知られている。
【００１８】
文献ＵＳ  ５，３７９，９７１は、空気圧式線形アクチュエータによって動力が与えられる、チェーン・アクチュエータ・システムについて記載している。このシステムは、空気圧式線形動作要素と、ドアの回転式開口部とを組み合わせる。チェーン・システムは、ねじりモーメントが２本の軸を介して対称的に印加されるため、荷重導入の観点から利点を示している。
【００１９】
しかしながらチェーン・システムは、合計で多数の単一部品を使用する。したがって重く、維持するには費用が掛かり困難である。
【００２０】
文献ＤＥ  ４０  ２２  ０６７  Ｃ２は、所与の機体内に収容される、航空機ドア・システム外部の回転式モータ・システムの使用について記載している。航空機客室ドアを外部から開くために、機体は製品側から見て有利な可能性がある。しかし、技術管理の観点から、多数の内部インターフェースが作成される。これらのインターフェースは、システムが許容可能な性能レベルに達するまで管理が困難である。更に、航空機客室ドア周囲の使用可能スペースは極端に制限されているため、航空機ドア・システムの適用を制約する。
【００２１】
文献ＥＰ  ２  ６４４  ４９５  Ａ１は、４ジョイント・ギアを備える作動可能ドアに関する別のアクチュエータ・システムについて記載している。より具体的に言えば、このアクチュエータ・システムは、航空機胴体構造内に取り付けられ、屈曲した剛性ヒンジ・アームを備える、作動可能な航空機客室ドアの非常時開口システムとして設計される。剛性ヒンジ・アームは、航空機胴体構造内の関連付けられた胴体側面によって枢動可能に支持され、屈曲したヒンジ・アームの胴体側面と向かい合った、航空機客室ドア内の関連付けられたドア側面によって枢動可能に支持される。線形動力シリンダは、ガス圧式作動要素、例えば作動棒を用いて、航空機客室ドアの開口を補助するように適合された、空気圧式アクチュエータとして設計される。この動力シリンダには、屈曲ヒンジ・アームの胴体側面に対する固定端が取り付けられる。
【００２２】
作動棒は、本質的に、屈曲ヒンジ・アームのドア側面と平行に配向され、アクチュエータ・ジョイントにリンクされた４ジョイント・ギアのフォーク・レバーを駆動させるために、４ジョイント・ギアのアクチュエータ・ジョイントに接続される。４ジョイント・ギアのベル・クランクが、剛性ヒンジ・アームのドア側面に肯定された、４ジョイント・ギアのヒンジ・ジョイントに枢動可能に取り付けられる。ベル・クランクは、駆動可能なフォーク・レバーのためのアクチュエータ・ジョイントに枢動可能に取り付けられる。
【００２３】
４ジョイント・ギアは、４ジョイント・ギアの結合ジョイントで駆動可能なフォーク・レバーに枢動可能に取り付けられた結合レバーを更に備える。この結合レバーは、ヒンジ・アームに対する、及び航空機胴体構造に対する、航空機客室ドアの回転のために、アクチュエータ・システムを航空機客室ドアに駆動的に接続させる、それぞれのねじりボルトを用いて、ヒンジ・アームの４ジョイント・ギアのヒンジ内に取り付けられる。
【００２４】
しかしながらこのアクチュエータ・システムは、少なくとも部分的により複雑であるか又は複雑でない形を有する、合計で比較的多数の単一構成要素も使用するため、結果としてアクチュエータ・システム全体は重く、維持するには費用が掛かり困難となる。更に、技術管理の観点から、この比較的多数の単一構成要素は、結果として、アクチュエータ・システムが許容可能な性能レベルに達するまで管理が困難な、比較的多数の内部インターフェースを生じさせる。更に、航空機客室ドア周囲の領域内の使用可能スペースは極端に制限されているため、大容量のアクチュエータ・システムを収容するには適していない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２５】
したがって本発明の目的は、より少ない構成要素を備え、維持がより容易であり、製造が比較的安価な、作動可能ドアのための新しいアクチュエータ・システムを提供することである。更に本発明の目的は、こうした新しいアクチュエータ・システムを備える作動可能客室ドアを有する新しい航空機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２６】
本目的は、作動可能ドアのためのアクチュエータ・システムによって解決され、アクチュエータ・システムは請求項１の特徴を備える。
【００２７】
より具体的に言えば、本発明に従い、作動可能ドアのためのアクチュエータ・システムは、ドア側面及び取り付け構造側面を伴う剛性ヒンジ・アームを備える。剛性ヒンジ・アームは、作動可能ドアをドア側面で枢動可能に支持するように、及び、取り付け構造側面で関連付けられたドア取り付け構造に枢動可能に取り付けられるように、適合される。空気圧式で動作可能な作動棒を備えるアクチュエータが、起動時に取り付けられた状態で作動可能ドアの開口を補助するために提供される。アクチュエータは剛性ヒンジ・アームに取り付けられた固定端を備え、空気圧式で動作可能な作動棒は、ドア開口駆動ギアに接続された結合棒ジョイントを備える。ドア開口駆動ギアには、結合棒ジョイントに接続され、少なくとも１つのトルク・レバーに取り付けられた、少なくとも１つの結合棒が提供される。少なくとも１つのトルク・レバーは、ドア開口駆動ギアの少なくとも１つのねじりボルトを用いて、剛性ヒンジ・アームの少なくとも１つのヒンジ内で枢動可能に取り付けられる。少なくとも１つのねじりボルトは、少なくとも１つのねじりボルトに枢動可能に取り付けられた関連付けられた接続リンクを用いて、作動可能ドアに駆動的に接続可能である。
【００２８】
したがって本発明は、好ましくは直接駆動ギアとして具体化されるドア開口駆動ギアを伴う、直接駆動アクチュエータ・システムとして具体化されることが好ましい、アクチュエータ・システムのための新しいアーキテクチャを提供する。この直接駆動アクチュエータ・システムは、本質的にドア開口のために直接駆動アクチュエータ・システムの縦軸に対して垂直に移動する、ドア開口メカニズムを備える第１のシステムと、関連付けられた主旋回軸を中心にドアをおよそ１３０°旋回させるために、水平面、すなわちそれぞれのドア平面に対して垂直な平面内での運動を提供する、旋回メカニズムを備える第２のシステムと、の２つの完全に独立したシステムを備える。関連付けられた主旋回軸は、直接駆動アクチュエータ・システムの１つ又は複数のねじりボルトによって、剛性ヒンジ・アームと１つ又は複数のトルク・レバーとの間の軸として定義される。
【００２９】
一態様によれば、直接駆動アクチュエータ・システムは、線形空気圧式アクチュエータを用いて関連付けられた作動可能ドアを押して開くように具体化される。線形空気圧式アクチュエータは、回転モーメントに変換される線形力を提供し、回転モーメントは直接駆動アクチュエータの主旋回軸に印加される。したがって、線形空気圧式アクチュエータは、好適な旋回運動が提供される旋回メカニズムに対して、作動棒を用いて直接結合される。有利なことに、作動棒は伸縮棒として実装される必要がない。
【００３０】
より具体的に言えば、作動棒は、好ましくは、並進ドア開口運動に比べて有利な開口旋回モーション中に、ドアを開けるために必要な開口運動量を生成できるように、少なくとも１つのトルク・レバーを備える主旋回軸に接続される。したがって、関連付けられた作動可能ドアの垂直持ち上げ運動を補償することができる。
【００３１】
有利なことに、関連付けられた作動可能ドアの開口のための動作において、本発明の直接駆動アクチュエータ・システムによって生成される開口荷重は、作動可能ドア自体を介して分散されない。その代わりに、すべてのアクチュエータの力は直接駆動ギアに印加され、剛性ヒンジ・アームの対応するラグを介して、剛性ヒンジ・アームのアクチュエータ・ラグに逆作用する。したがって、アクチュエータ力によって影響を受ける本発明の直接駆動アクチュエータ・システムの構成要素が、従来のアクチュエータ・システムに比べて少ないため、少なくとも線形空気圧式アクチュエータの荷重レベルに対して設計する必要のある構成要素は少なくなる。
【００３２】
別の方法として、本発明の直接駆動アクチュエータ・システムではこうした構成要素を省略することができる。これは特に、ＣＦＲＰ作動可能ドア構造の場合に当てはまり、本発明の直接駆動アクチュエータ・システムを適用する場合、普通であればアクチュエータ力を構造内に分散させるために必要ないくつかの部品は使われない。
【００３３】
更に、運動の観点からすると、本発明の直接駆動アクチュエータ・システムは制約を受けない。より具体的に言えば、従来のアクチュエータ・システムに比べて、本発明の直接駆動アクチュエータ・システムは自由度が少ない。したがって有利なことに、対応する開発努力も最低限に縮小される。しかしながら、例えばクリアランス理由、作動のタイミング、安全性、及びメカニズム機能性などについて、多くの可能な条件を依然として考慮しなければならない。
【００３４】
好ましい実施形態によれば、少なくとも１つの結合棒は線形シリンダ・シャフトとして提供される。
【００３５】
他の好ましい実施形態によれば、少なくとも１つのトルク・レバーは線形フラット接続アームとして提供される。
【００３６】
他の好ましい実施形態によれば、少なくとも１つのねじりボルトは、動作中、少なくとも１つのトルク・レバーの回転に関して主旋回軸を定義し、主旋回軸は少なくとも１つの結合棒に対して少なくともほぼ平行である。
【００３７】
他の好ましい実施形態によれば、空気圧式で動作可能な作動棒は、起動時に少なくとも１つの結合棒の縦方向の延伸に対して少なくともほぼ垂直の方向に線形に、少なくとも１つの結合棒を移動するように適合され、少なくとも１つの結合棒は主旋回軸を中心に少なくとも１つのトルク・レバーを回転させる。
【００３８】
他の好ましい実施形態によれば、アクチュエータは動作中、空気圧式で動作可能な作動棒の作動のための圧力ポットを備える。
【００３９】
他の好ましい実施形態によれば、少なくとも１つのトルク・レバーは、少なくとも第１のトルク・レバーと第２のトルク・レバーとを備え、第１のトルク・レバーは少なくとも１つの結合棒の第１の軸端に接続され、第２のトルク・レバーは少なくとも１つの結合棒の第２の軸端に接続される。
【００４０】
一態様によれば、作動棒は、作動時の動作中、結合棒にアクチュエータ力を印加し、結合棒は印加されたアクチュエータ力を、主旋回軸を定義する対応するねじりボルトに直接接続された第１及び第２のトルク・レバーに分散する。分散されたアクチュエータ力は回転モーメントを生成し、これが、ドア開口旋回モーションが生成されるように対応する接続リンクに印加される。有利なことに、この回転モーメントは、同じ主旋回軸の２つの異なる位置、すなわち対応するねじりボルトに印加される。
【００４１】
他の好ましい実施形態によれば、第１及び第２のトルク・レバーは、互いに少なくともほぼ平行に、及び少なくとも１つの結合棒に対して少なくともほぼ垂直に配置構成される。
【００４２】
他の好ましい実施形態によれば、少なくとも１つの結合棒は、関連付けられたすべり軸受を用いて、結合棒ジョイントに回転可能に取り付けられる。
【００４３】
他の好ましい実施形態によれば、少なくとも１つの結合棒は、関連付けられた球面軸受を用いて、少なくとも１つのトルク・レバーに回転可能に取り付けられる。
【００４４】
他の好ましい実施形態によれば、アクチュエータの固定端は、剛性ヒンジ・アームに回転可能に取り付けられる。
【００４５】
他の好ましい実施形態によれば、作動可能ドアは航空機客室ドアであり、関連付けられたドア取り付け構造は航空機胴体構造である。
【００４６】
したがって、本発明の直接駆動アクチュエータ・システムは、有利なことに、例えば航空機内の非常時開口システムとして使用することができる。しかしながら、本発明の直接駆動アクチュエータ・システムの航空機客室ドアへの適用は、結果的に本発明を限定するためではなく、単に例として説明されていることに留意されたい。代わりに、本発明の直接駆動アクチュエータ・システムは、特に船などの船舶における様々な作動可能ドアに適用可能である。
【００４７】
本発明は、航空機に航空機胴体構造及び作動可能客室ドアを更に提供する。航空機は、作動可能客室ドアの作動のためのアクチュエータ・システムを備える。アクチュエータ・システムは、ドア側面及び胴体側面を伴う剛性ヒンジ・アームを備え、剛性ヒンジ・アームは、ドア側面で作動可能客室ドアを枢動可能に支持し、胴体側面で航空機胴体構造に枢動可能に取り付けられる。空気圧式で動作可能な作動棒を伴うアクチュエータは、起動時に作動可能客室ドアの開口を補助するために提供される。アクチュエータは、剛性ヒンジ・アームに取り付けられた固定端を備え、空気圧式で動作可能な作動棒は、ドア開口駆動ギアに接続される結合棒ジョイントを備える。ドア開口駆動ギアには、結合棒ジョイントに接続され、少なくとも１つのトルク・レバーに取り付けられた、少なくとも１つの結合棒が提供される。少なくとも１つのトルク・レバーは、ドア開口駆動ギアの少なくとも１つのねじりボルトを用いて、剛性ヒンジ・アームの少なくとも１つのヒンジ内に枢動可能に取り付けられる。少なくとも１つのねじりボルトは、少なくとも１つのねじりボルトに枢動可能に取り付けられた関連付けられた接続リンクを用いて、作動可能客室ドアに駆動的に接続される。
【００４８】
本発明の好ましい実施形態は、添付の図面を参照しながら以下の説明で例として概説される。これらの添付の図面では、同一又は同一に機能する構成要素及び要素は同一の参照番号及び文字によってラベル付けされているため、以下の説明では一度だけ説明する。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明に従った作動可能ドアのためのアクチュエータ・システムを示す概略図である。
【図２】図１のアクチュエータ・システムを示す斜視図である。
【図３】図１及び図２のアクチュエータ・システムを示す上面図である。
【図４】図１及び図２のアクチュエータ・システムが提供される作動可能航空機客室ドアを有する航空機を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００５０】
図１は、本発明に従った作動可能ドア３のためのアクチュエータ・システム１を示す。アクチュエータ・システム１は、好ましくは例えば非常時にドアの開口を支持するために適合され、したがって、非常時開口システム内で適用される。作動可能ドア３は、優先的に流体密封様式で、好ましくは関連付けられたドア取り付け構造４を閉じるように適合される。例示的に、作動可能ドア３にはドア・リーフ１９が提供されている。
【００５１】
例として、作動可能ドア３は航空機客室ドア（図４の３３）であり、関連付けられたドア取り付け構造４は航空機（図４の３０）の航空機胴体構造（図４の３１）である。しかしながら、既に上記で述べたように、アクチュエータ・システム１は、様々な他の作動可能ドア、特に船などの船舶内の作動可能ドアに同様に適用可能である。
【００５２】
アクチュエータ・システム１は、例示的に、取り付け構造側面１７及びドア側面１８を伴う剛性ヒンジ・アーム２を備える。好ましくは、剛性ヒンジ・アーム２は、好適なドア取り付け構造軸受５を用いて取り付け構造側面１７で関連付けられたドア取り付け構造４に枢動可能に取り付けられ、好適な接続リンク６を用いてドア側面１８で作動可能ドア３を枢動可能に支持するように、適合される。作動可能ドア３は、好ましくは、適用特有のドア・リーフ接続構造２０を用いて、好適な接続リンク６に接続される。しかしながら、作動可能ドア３及び関連付けられたドア取り付け構造４への剛性ヒンジ・アーム２の取り付けは、当業者に周知であるため、その詳細な説明は、説明を簡潔及び簡明にするために省略可能であることに留意されたい。
【００５３】
一態様によれば、アクチュエータ・システム１は、起動時に取り付けられた状態で作動可能ドア３の開口を補助するために提供される動作要素を実装する、空気圧式で動作可能な作動棒８を伴う、アクチュエータ７を備える。このアクチュエータ７は「線形空気圧式アクチュエータ」とも呼ばれる。
【００５４】
線形空気圧式アクチュエータ７は、好ましくは、剛性ヒンジ・アーム２に回転可能に取り付けられた固定端１１を伴う空気圧シリンダ９を備える。空気圧シリンダ９は、図に示されるように、少なくとも本質的に収縮した状態で、空気圧式で動作可能な作動棒８を収容するように、優先的に適合される。更に空気圧シリンダ９は、起動時の動作中に、空気圧式で動作可能な作動棒８を空気圧シリンダ９から外へ延伸状態に押し出すための空気圧エネルギーを提供するように適合された、エネルギー貯蔵部に結合される。例として、このエネルギー貯蔵部は、圧力ポット１０として具体化される。
【００５５】
一態様によれば、空気圧式で動作可能な作動棒８は、関連付けられた結合棒ジョイント１２ａを介してドア開口駆動ギア１５に接続され、これは好ましくは直接駆動ギアとして具体化されるため、以下では直接駆動ギアとも呼ばれる。したがって、アクチュエータ・システム１は直接駆動アクチュエータ・システムを実装するため、以下では直接駆動アクチュエータ・システムとも呼ばれる。この直接駆動アクチュエータ・システム１では、空気圧式で動作可能な作動棒８の線形運動は、好適な接続リンク６のドア開口旋回モーションに直接、すなわち従来の４ジョイント・ギアを必要とせずに、変換される。
【００５６】
より具体的に言えば、直接駆動ギア１５は、空気圧式で動作可能な作動棒８を好適な接続リンク６に駆動的に接続する。このため、直接駆動ギア１５には少なくとも１つの結合棒１２が提供され、これは好ましくは、関連付けられたすべり軸受（図２の２１）を用いて、空気圧式で動作可能な作動棒８の関連付けられた結合棒ジョイント１２ａに回転可能に取り付けられる。少なくとも１つの結合棒１２は、直接駆動ギア１５の少なくとも１つのトルク・レバー１４に更に取り付けられる。少なくとも１つのトルク・レバー１４は、好ましくは、直接駆動ギア１５の少なくとも１つのねじりボルト１３を用いて、剛性ヒンジ・アーム２の少なくとも１つのヒンジ１６内に枢動可能に取り付けられる。この少なくとも１つのねじりボルト１３は、作動可能ドア３、すなわちドア・リーフ１９に駆動的に接続可能であり、例として駆動的に接続される。好ましくは、少なくとも１つのねじりボルト１３は、動作中、少なくとも１つのトルク・レバー１４の回転のための主旋回軸（図２の２２）を定義する。
【００５７】
図２は、空気圧式で動作可能な作動棒８と、図１の少なくとも１つの結合棒１２を備える直接駆動ギア１５と、を伴う、図１の直接駆動アクチュエータ・システム１を示す。しかしながら、図１の作動可能ドア３及び関連付けられたドア取り付け構造４は、図面を簡潔及び明瞭にするために省略されている。
【００５８】
例として、図２は、図１の線形空気圧式アクチュエータ７を定義する、図１の空気圧シリンダ９及び圧力ポット１０をより詳細に示している。圧力ポット１０は、好ましくは空気圧シリンダ９に堅固に取り付けられるため、剛性ヒンジ・アーム２にその固定端１１で枢動可能に取り付けられる空気圧シリンダ９と共に、図１の剛性ヒンジ・アーム２に対して旋回可能である。例示的に、剛性ヒンジ・アーム２は、その取り付け構造側面１７に、図１の好適なドア取り付け構造軸受５を定義する第１及び第２の軸受５ａ、５ｂを備える。
【００５９】
一態様によれば、直接駆動アクチュエータ・システム１は、図１の少なくとも１つのトルク・レバー１４を定義する、少なくとも第１のトルク・レバー１４ａ及び第２のトルク・レバー１４ｂを備える。これらの第１及び第２のトルク・レバー１４ａ、１４ｂは、それぞれ、例示的に単一線形シリンダ・シャフトとして具体化された、少なくとも１つの結合棒１２の第１及び第２の軸端２６ａ、２６ｂに接続される。好ましくは、第１及び第２のトルク・レバー１４ａ、１４ｂは、互いに少なくともほぼ平行に、及び線形シリンダ・シャフト１２に対して少なくともほぼ垂直に配置構成された、線形フラット接続アームとして具体化される。
【００６０】
好ましくは、第１及び第２のトルク・レバー１４ａ、１４ｂは線形シリンダ・シャフト１２に堅固に取り付けられ、線形シリンダ・シャフト１２は、図１を参照しながら上記で説明したように、関連付けられたすべり軸受２１を用いて、空気圧式で動作可能な作動棒８の関連付けられた結合棒ジョイント１２ａに回転可能に接続される。別の方法として、第１及び第２のトルク・レバー１４ａ、１４ｂは、第１及び第２の軸端２６ａ、２６ｂで線形シリンダ・シャフト１２に提供された関連付けられた球面軸受２４ａ、２４ｂを用いて回転可能に取り付けられ、線形シリンダ・シャフト１２は関連付けられた結合棒ジョイント１２ａに堅固に取り付けられる。更に別の方法として、図２の例を用いて示されるように、線形シリンダ・シャフト１２は、関連付けられたすべり軸受２１を用いて関連付けられた結合棒ジョイント１２ａに回転可能に取り付けられ、第１及び第２のトルク・レバー１４ａ、１４ｂは、関連付けられた球面軸受２４ａ、２４ｂを用いて線形シリンダ・シャフト１２に回転可能に取り付けられる。
【００６１】
一態様によれば、第１及び第２のトルク・レバー１４ａ、１４ｂの各々は、関連付けられたヒンジ１６ａ、１６ｂ内に枢動可能に取り付けられる。これらのヒンジ１６ａ、１６ｂは、図１の少なくとも１つのヒンジ１６を定義する。これらは例示的に、剛性ヒンジ・アーム２のドア側面１８の横方向に向かい合う両側に提供される。
【００６２】
好ましくは、図１の少なくとも１つのねじりボルト１３を定義する第１及び第２のねじりボルト１３ａ、１３ｂは、それぞれ、ヒンジ１６ａ、１６ｂ内に回転可能に収容される。これらの第１及び第２のねじりボルト１３ａ、１３ｂは、優先的に第１及び第２のトルク・レバー１４ａ、１４ｂの一体部分であり、すなわちそれらとのワンピース構成で具体化され、好ましくは線形シリンダ・シャフト１２に対して少なくともほぼ平行な、第１及び第２のトルク・レバー１４ａ、１４ｂの回転のための主旋回軸２２を定義する。
【００６３】
好ましくは、第１及び第２のねじりボルト１３ａ、１３ｂは、図１の好適な接続リンク６を定義する、関連付けられた第１及び第２の接続リンク６ａ、６ｂに接続される。より具体的に言えば、第１及び第２のねじりボルト１３ａ、１３ｂには、それぞれ、第１及び第２の接続リンク６ａ、６ｂが回転可能か又は堅固に取り付けられる、第１及び第２のリンク軸受２３ａ、２３ｂが提供される。これらの第１及び第２のリンク軸受２３ａ、２３ｂを介して、第１及び第２の接続リンク６ａ、６ｂは、好ましくは第１及び第２のねじりボルト１３ａ、１３ｂに枢動可能に取り付けられる。
【００６４】
直接駆動アクチュエータ・システム１の動作中、すなわち圧力ポット１０の起動時に、空気圧式で動作可能な作動棒８には、線形シリンダ・シャフト１２を、この線形シリンダ・シャフト１２の縦方向の延伸に対して少なくともほぼ垂直な方向に線形に移動させるための力が掛けられる。図２では、対応する線形運動は、直接駆動アクチュエータ・システム１の右側に向かって同軸上に、空気圧式で動作可能な作動棒８を指す。空気圧式で動作可能な作動棒８によって生成される対応するアクチュエータ力（図３の２５ａ）は、第１及び第２のトルク・レバー１４ａ、１４ｂの各々に伝達される２つの力に半分に分割されるため、第１及び第２のトルク・レバー１４ａ、１４ｂは、第１及び第２のねじりボルト１３ａ、１３ｂを用いて主旋回軸２２を中心に回転される。したがって、第１及び第２の接続リンク６ａ、６ｂも主旋回軸２２を中心に回転され、図１を参照しながら上記で説明したように、ドア開口旋回モーションを実行する。
【００６５】
図３は、例示の動作を示すために、図２の空気圧式で動作可能な作動棒８、トルク・レバー１４ａ、ねじりボルト１３ａ、及び接続リンク６ａを備える、図２の直接駆動アクチュエータ・システム１を示す。前述のように、空気圧式で動作可能な作動棒８は、アクチュエータ力２５ａを受けた場合に線形運動を実行する。この線形運動は、アクチュエータ力２５ａの有効方向に対応し、前述のように、ねじりボルト１３ａを用いてトルク・レバー１４ａの回転運動へとつながるため、図１の作動可能ドア３を開けるための開口運動量２５ｂが生成される。
【００６６】
図４は、航空機客室３２を定義する航空機胴体構造３１を備える航空機３０を示す。例示的に、この航空機客室３２には、作動可能客室ドア３３を介してアクセスすることができる。
【００６７】
一態様によれば、航空機３０は、例えば非常時における作動可能客室ドア３３の作動のためのアクチュエータ・システムを備える。このアクチュエータ・システムは、好ましくは図１から図３の直接駆動アクチュエータ・システム１によって実装されるため、結果として作動可能客室ドア３３は図１の作動可能ドア３を表し、航空機胴体構造３１は図１のドア取り付け構造４を表すことになる。
【００６８】
前述の実施形態に対する修正は当業者の一般知識の範囲内にあり、本発明の一部としてみなされることにも留意されたい。
【符号の説明】
【００６９】
１  直接駆動アクチュエータ・システム
２  ヒンジ・アーム
３  作動可能ドア
４  ドア取り付け構造
５  ドア取り付け構造軸受
５ａ  上部軸受
５ｂ  下部軸受
６  作動可能ドア接続リンク
６ａ  上部接続リンク
６ｂ  下部接続リンク
７  アクチュエータ
８  作動棒
９  空気圧シリンダ
１０  圧力ポット
１１  アクチュエータ固定端
１２  結合棒
１３  ねじりボルト
１３ａ  上部ねじりボルト
１３ｂ  下部ねじりボルト
１４  トルク・レバー
１４ａ  上部トルク・レバー
１４ｂ  下部トルク・レバー
１５  ドア開口駆動ギア
１６  ヒンジ
１６ａ  上部ヒンジ
１６ｂ  下部ヒンジ
１７  ドア取り付け構造側面
１８  ドア側面
１９  ドア・リーフ
２０  ドア・リーフ接続構造
２１  結合棒軸受
２２  主旋回軸
２３ａ  上部接続リンク軸受
２３ｂ  下部接続リンク軸受
２４ａ  上部結合棒軸受
２４ｂ  下部結合棒軸受
２５ａ  アクチュエータ力
２５ｂ  開口運動量
２６ａ  上部軸端
２６ｂ  下部軸端
３０  航空機
３１  航空機胴体構造
３２  航空機客室
３３  航空機客室ドア
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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