(57)【要約】  【課題】  操作入力が設定荷重を超えた後は、入力軸レバーと出力軸レバーの連結が切り離された状態を保持するカムとローラを備えた操縦装置を提供する。  【解決手段】  入力軸レバー３を操作すると、そのカム３ａのくぼみ３ｂの中でローラアーム５のローラ５ａがその位置を保ちながら回転し出力軸レバー４が回転する。操作入力が設定荷重を超えた時、そのローラ５ａがくぼみ３ｂを載りだし、カム３ａの円弧状の部分にのりあげると同時に、ローラアーム５の他のローラ５ｂがスプリング７で引っ張られたロックカム６の回転により押し上げられ、ローラアーム５がシャフト２を中心に回転し、入力軸レバー３のカム３ａから離れ、出力軸レバー４と入力軸レバー３との連結が切り離される。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
操縦桿レバーを手動により操縦させることによりローラが転がるくぼみとその両側に円弧状のカムを有し第１シャフトにはめ込まれた入力軸レバーと、第１シャフトと第２シャフトにはめ込まれ第２シャフトの移動によって第１シャフトを支点にして回転する出力軸レバーと、第１シャフトに回転可能にはめ込まれたカムを有し一端がスプリングで引っ張られたロックカムと、前記入力軸レバーのカムに接触するローラと前記ロックカムに接触するローラとを有し第２シャフトを支点にして前記スプリングの他端で引っ張られ前記両ローラをそれぞれカムに接触させるローラアームとを備え、入力軸レバーの操作によってローラアームのローラが入力軸レバーのくぼみで荷重を伝達し出力軸レバーを回転させるようにした操縦装置において、入力軸レバーによる入力が設定荷重を超えたとき、前記ローラアームのローラが入力軸レバーのくぼみからはなれオーバライドして、出力軸レバーと入力軸レバーとの連結が切り離されるように構成したことを特徴とする操縦装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、航空機などの操縦装置に係わり、特に、操縦桿レバーの操作力の入力が、設定荷重を超えたときのパイロット側とコパイロット側の操縦桿レバーもしくは出力軸レバーと入力軸レバーとの連結機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
オートパイロット制御下にある航空機では、主フライトコンピュータとオートパイロットフライトコンピュータとの間に置かれるシステムに、フライトデッキ操縦装置、例えば、操縦桿、操縦輪、ペダルなどに、機械的または電気的に位置を検出する位置トランスデューサが取り付けられ、その位置を感知し主フライトコンピュータを介して、オートパイロットフライトコンピュータにその信号を送り、バックドライブシステムでコマンドされた位置に、アクチュエータやモータなどを用いて、フライトデッキ操縦装置が位置決めされる。
【０００３】
さらに、操縦士が、予め定められた期間にわたって、バックドライブシステムでコマンドされた位置から、予め定められた変位分だけ、フライトデッキ操縦装置を動かし制御することによって、オートパイロットの使用を円滑に停止し、航空機の操縦を操縦士に渡すことが行われる（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
図３に、入力軸レバー１１（操縦桿レバー）と出力軸レバー１２（昇降舵ユニット接続端、及び、バックドライブアクチュエータ接続端１７を有するレバー）を備え、オーバライド機構（操作入力が設定値以上になると、ローラとカムからなる回転接触面をローラがのりあげる機構）を設けた、オートパイロット制御下にあるフライトデッキの操縦装置の一部を示す。（ａ）はオーバライド機構を有する操縦装置の組立図を、（ｂ）はその入力軸レバー１１を、（ｃ）はカムフォロワー１５を、（ｄ）は出力軸レバー１２を示す。
【０００５】
操縦装置は、手動操作によって、（ｂ）に示す入力軸レバー１１（操縦桿レバー）を、シャフト１４を中心にして操作回転でき、その入力軸レバー１１の他端に、中央に（ｃ）に示すローラ１８がはまり込むくぼみ１３ａを有しその両側に２つの円弧形状のカム１３を形成した入力軸レバー１１と、（ｄ）に示すバックドライブアクチュエータ接続端１７、昇降舵ユニット接続端（図示せず）及び（ｃ）に示すスプリング１６を掛ける両アームを備えた出力軸レバー１２と、（ｃ）に示すローラ１８と２つのスプリング１６を有した３角形状のカムフォロワー１５とから構成される。
【０００６】
（ａ）に示す操縦装置は、紙面の前方側に入力軸レバー１１が、後方側に出力軸レバー１２がシャフト１４にはめ込まれて位置し、入力軸レバー１１を左右に操縦するとシャフト１４を中心に回転し、カム１３が左右に回転する。出力軸レバー１２の両腕に掛けられた２つのスプリング１６がカムフォロワー１５をカム１３上に押さえ、ローラ１８がくぼみ１３ａにはまり込んだ状態で、左右に回転する。その時、スプリング１６に引っ張られて、入力軸レバー１１と同方向に出力軸レバー１２が回転する。しかし、操作入力が設定荷重を超える場合は、ローラ１８がくぼみ１３ａを載りだし、カム１３の円弧状の部分にのりあげる。この状態では、出力軸レバー１２を回転させることができない。
オートパイロットフライトの状態では、航空機のバックドライブシステムでコマンドされた位置に、アクチュエータやモータなどを用いてフライトデッキ操縦装置が位置決めされるため、出力軸レバー１２に固定されたバックドライブアクチュエータ接続端１７は設定されたデータに沿って作動し、入力軸レバー１１では操縦することができない。昇降舵はバックドライブアクチュエータ接続端１７からトルク伝達管（シャフト１４）を介して昇降舵ユニット接続端（図示せず）を作動し、昇降舵が操作される。
【０００７】
【特許文献１】特開平８−３１０４９４号公報  （第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来の操縦装置は以上のように構成されているが、操作入力が設定荷重を超える場合は、ローラ１８がくぼみ１３ａを載りだし、カム１３の円弧状の部分にのりあげる。その後も入力軸レバー１１と出力軸レバー１２がそれぞれフリーにならず、オートパイロットフライトの状態では、出力軸レバー１２に固定されたバックドライブアクチュエータ接続端１７がバックドライブで設定されたデータに沿って作動し、連結された入力軸レバー１１の操作負荷分が加算される。また、元のくぼみ１３ａの中立位置にローラ１８が戻った場合に、入力軸レバー１１と出力軸レバー１２が再度結合されてしまうという問題がある。
【０００９】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、操作入力が設定荷重を超えた後は、入力軸レバーと出力軸レバーの連結が切り離された状態を保持するカムとローラを備えた操縦装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記の目的を達成するため、本発明の操縦装置は、操縦桿レバーを手動により操縦させることによりローラが転がるくぼみとその両側に円弧状のカムを有し第１シャフトにはめ込まれた入力軸レバーと、第１シャフトと第２シャフトにはめ込まれ第２シャフトの移動によって第１シャフトを支点にして回転する出力軸レバーと、第１シャフトに回転可能にはめ込まれたカムを有し一端がスプリングで引っ張られたロックカムと、前記入力軸レバーのカムに接触するローラと前記ロックカムに接触するローラとを有し第２シャフトを支点にして前記スプリングの他端で引っ張られ前記両ローラをそれぞれカムに接触させるローラアームとを備え、入力軸レバーの操作によってローラアームのローラが入力軸レバーのくぼみで荷重を伝達し出力軸レバーを回転させるようにした操縦装置において、入力軸レバーによる入力が設定荷重を超えたとき、前記ローラアームのローラが入力軸レバーのくぼみからはなれオーバライドして、出力軸レバーと入力軸レバーとの連結が切り離されるように構成したものである。
【００１１】
本発明の操縦装置は上記のように構成されており、固定された第１シャフトに、中央にくぼみとその両側に円弧状のカムを有した入力軸レバーを挿入し、出力軸レバーを第１シャフトと移動可能な第２シャフトにはめ込み、２個のローラを有し第２シャフトに挿入され回転するローラアームの一端がスプリングで引っ張られ、１個のローラが前記カムに接触して回転し、他の１個のローラが第１シャフトにはめ込まれたロックカムに接触し、ロックカムの一端が前記スプリングで引っ張られる機構を構成する。
そして、入力軸レバーを操作すると、そのカムのくぼみの中でローラアームのローラがその位置を保ちながら荷重を伝達し出力軸レバーが回転する。操作入力が設定荷重を超えた時、そのローラがくぼみを載りだし、カムの円弧状の部分にのりあげると同時に、ローラアームの他のローラがスプリングで引っ張られたロックカムの回転により押し上げられ、ローラアームが第２シャフトを中心に回転し、入力軸レバーのカムから離れ、出力軸レバーと入力軸レバーとの連結が切り離される。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の操縦装置は上記のように構成されており、手動操作による操縦桿レバーからの入力の場合、従来の装置では入力軸レバー、出力軸レバーのどちらかのリンケージが固着した以後は、常に操作力が必要となり、また、中立位置へ戻った場合には、入力軸レバーと出力軸レバーが再度結合される。これに対し本装置では、入力軸レバーと出力軸レバーのリンケージが固着し、一旦入力軸レバーと出力軸レバーの連結が離れた後は、入力軸レバーと出力軸レバーの操作は、互いにフリーとなり、中立位置へ戻った場合も含め操作をスムーズに行うことができる。
そして、オートパイロット制御下のバックドライブアクチュエータ端によるモータ入力の場合、入力軸レバーの操作入力が設定荷重を超えた時、入力軸レバーと出力軸レバーの連結がフリーになり、モータにかかる負荷は小さくなる。そのためモータは大きなトルクを必要とせず、モータの小型化が可能であり、また、消費電流も下げることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本操縦装置は、パイロット側もしくはコパイロット側の操縦桿レバーのどちらか一方に固着などが発生した場合、パイロット側とコパイロット側の操縦桿レバーの連結がフリーになり、パイロットもしくはコパイロットの操縦負荷を低減できるように実現した。
【実施例】
【００１４】
本発明の操縦装置の一実施例を、図１を参照しながら説明する。図１は本発明の操縦装置の構成を示し、（ａ）は各部品を組み立てた組立図を、（ｂ）はローラ５ｂとローラ５ａを有するローラアーム５とロックカム６がスプリング７で引っ張られている状態を、（ｃ）はくぼみ３ｂを有する円弧状のカム３ａを備えた入力軸レバー３を、（ｄ）はシャフト１とシャフト２にはめ込まれる出力軸レバー４を、（ｅ）は固定されたシャフト１と移動可能なシャフト２を中心にして（ｂ）に示すローラアーム５とロックカム６の噛み合い状態を、（ｆ）は入力軸レバー３の固定された回転中心のシャフト１を、（ｇ）は出力軸レバー４の回転中心の固定されたシャフト１と移動するシャフト２を示す。
【００１５】
本発明の操縦装置は、くぼみ３ｂを有するカム３ａを備えシャフト１にはめ込まれた手動操作による入力軸レバー３と、シャフト１と移動可能なシャフト２にはめ込まれた出力軸レバー４と、カム３ａに接するローラ５ａとロックカム６に接するローラ５ｂを備えシャフト２にはめ込まれその一端がスプリング７で引っ張られたローラアーム５と、ローラ５ｂに接しシャフト１にはめ込まれその一端がスプリング７に引っ張られたロックカム６及びシャフト１を保持するフレームから構成される。
【００１６】
本発明の操縦装置と従来の装置と異なるところは、従来の装置は、図３に示すように、操作入力が、設定荷重を超えた時、ローラ１８がくぼみ１３ａを載りだし、カム１３の円弧状の部分にのりあげる。そして、その後も入力軸レバー１１と出力軸レバー１２が連結されたままの状態になる。これに対し本発明の装置は、図２に示すように操作入力が設定荷重を超えた時、そのローラ５ａがくぼみ３ｂを載りだし、カム３ａの円弧状の部分にのりあげると同時に、ローラアーム５の他のローラ５ｂがスプリング７で引っ張られたロックカム６の回転により押し上げられ、ローラアーム５がシャフト２を中心に回転し、入力軸レバー３のカム３ａから離れ、出力軸レバー４と入力軸レバー３との連結が切り離される。フリーになることによって２次側の出力軸レバー４の操作力を軽減することができる。また、ロックカム６を元に戻せば、通常通りくぼみ３ｂとローラ５ａとのかみあいでスムーズに操縦することができる。
【００１７】
次に、本操縦装置の組立工程を、図１（ａ）を参照しながら説明する。
図１（ａ）において、固定のシャフト１にまず入力軸レバー３とロックカム６と出力軸レバー４を、この順序で挿入する。次にシャフト２にローラアーム５と出力軸レバー４を回転及び移動可能にはめ込む。そして、ローラアーム５の一端とロックカム６の一端をスプリング７で引っ張り、ローラアーム５のローラ５ａが入力軸レバー３のカム３ａのくぼみ３ｂにはまり込みように位置させ、同時に（ｂ）に示すようにローラアーム５のローラ５ｂがロックカム６のカムに接触するように組み立てスプリング７を架ける。
【００１８】
次に、本操縦装置の動作について、図２を参照しながら説明する。図２は本装置の動作状態を示し、（ａ）は通常状態（オーバライド機構非作動時）を、（ｂ）はオーバライド機構作動中の状態を、（ｃ）はオーバライド機構作動後の状態を示す。
（ａ）の通常状態では、シャフト１はフレームに回転可能に保持され、入力軸レバー３（紙面後方に位置する）と出力軸レバー４（紙面前方に位置する）、及びロックカム６の回転中心になっている。シャフト２は出力軸レバー４に保持されており、ローラアーム５の回転中心となる。そして、カム３ａは入力軸レバー３に固定されており、ローラアーム５及びロックカム６はスプリング７でお互いが引き合うように連結している。ローラ５ａ及びローラ５ｂはローラアーム５に保持されている。
ローラアーム５はスプリング７の張力でロックカム６と引き合う。スプリング７の張力によってローラアーム５はローラ５ａをカム３ａに押し付ける方向に、また、ロックカム６はローラ５ｂを通じて、ローラ５ａをカム３ａに押し付ける方向に荷重がかかるため、入力軸レバー３と出力軸レバー４はお互い回転できないように設定されている。設定したオーバライド操作力以下の荷重では、ローラ５ａとカム３ａのくぼみ３ｂは相対的に固定されるため、入力軸レバー３と出力軸レバー４は連動する。
（ｂ）のオーバライド機構作動中の状態では、入力軸レバー３、もしくは、出力軸レバー４のどちらかのリンケージが固着した場合、設定したオーバライド操作力以上の力が他方から受けると、入力軸レバー３と出力軸レバー４は相対的に回転するため、ローラ５ａはカム３ａに押し上げられ、ローラアーム５はカム３ａから離れる方向に回転する。入力軸レバー３と出力軸レバー４の相対角度が設定値以上に回転した時、ロックカム６はそのカムプロファイルにより、ローラ５ａをカム３ａから引き離す方向に、ローラ５ｂに荷重を加える。入力軸レバー３と出力軸レバー４の相対角度がさらに増加すると、ローラ５ｂに加わる荷重が増加し、ローラ５ａはカム３ａから離れる。
（ｃ）のオーバライド機構作動後の状態では、ローラアーム５のローラ５ａとカム３ａが離れた後、ロックカム６は、ローラ５ｂに荷重を加え、カム３ａとローラ５ａが離れるので、お互いの入力軸レバー３と出力軸レバー４がフリーになる。
【００１９】
航行時に、入力軸レバー３、もしくは、出力軸レバー４のどちらかのリンケージが固着し、設定したオーバライド操作力以上の力が必要な状態になっても、本発明の操縦装置では他方に荷重を負担させることがなくスムーズに航行することができる。
また、操縦士が、予め定められた期間にわたって、バックドライブシステムでコマンドされた位置から、予め定められた変位分だけ、フライトデッキの操縦装置を動かし制御するようなとき、入力軸レバー３によって、操作入力が設定荷重を超えない範囲ではオーバライド機構作動以下のトルクとなり、ローラ５ａとカム３ａのくぼみ３ｂとの接触が保たれるため、入力軸レバー３と出力軸レバー４は連動する。そして、操作入力が設定荷重を超えたときは、オーバライド機構が作動し、入力軸レバー３と出力軸レバー４がフリーになる。そして、バックドライブシステムによって出力軸レバー４の駆動軸が駆動される。
【００２０】
上記の実施例では、各操縦系のレバー（入力軸レバー３と出力軸レバー４）が並配列した形にとなっているが、実際には前後に入り組んだレイアウトとなり、ここでの図示例に限定されない。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の操縦装置のオーバライド機構の実施方法を示した説明図である。
【図２】本発明の操縦装置のオーバライド機構の作動プロセスを示した説明図である。
【図３】従来の操縦装置のオーバライド機構を説明するための図である。
【符号の説明】
【００２２】
１、２、１４  シャフト
３、１１  入力軸レバー
３ａ、１３  カム
３ｂ、１３ａ  くぼみ
４、１２  出力軸レバー
５  ローラアーム
５ａ、５ｂ、１８  ローラ
６  ロックカム
７  スプリング
１５  カムフォロワー
１６  スプリング
１７  バックドライブアクチュエータ接続端
【図１】
2005271621.tif 000003
【図２】
2005271621.tif 000004
【図３】
2005271621.tif 000005