(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体（２１）と、１個の回転入力部材（２２）と、２個の回転出力部材（２３，２４）とを有し、前記出力部材の角度変位の代数的和が前記入力部材の角度変位に比例している差動継手（２０）において、
前記本体に取り付けられ、かつ前記２個の回転出力部材に作用するトルク間の差が第１設定値よりも小さいときはいつでも、前記出力部材間の相対的な角度変位を阻止し、かつ前記出力部材に作用するトルク間の差が前記第１設定値よりも大きいときにはいつでも、前記出力部材間の相対的な角度変位を許容するよう配置された変位阻止機構（３１，４５，３４）と、
前記本体に取り付けられ、かつ前記入力部材の回転を制動すべく選択的に作用されるよう配置される制動器（３８）と、
前記制動器を付勢させるべく配置された偏心ピン（４４）を有する差動機構（４３）であって、前記ピンの位置が前記出力部材間の相対的な角度変位に比例することからなる差動機構（４３）と
を有する差動継手。
【請求項２】
請求項１に記載の差動継手において、前記出力部材間の相対的な角度変位が第２設定値よりも小さい差動継手。
【請求項３】
請求項１に記載の差動継手において、前記変位阻止機構が前記偏心ピン（４４）の変位を抑制するべく配置されている差動継手。
【請求項４】
請求項１に記載の差動継手において、前記差動機構（４３）が前記出力部材間の相対的な角度変位に比例して前記制動器を適用すべく配置されている差動継手。
【請求項５】
請求項１に記載の差動継手において、前記差動機構（４３）が、軸線（ｘ−ｘ）回りに回転可能でありかつ前記出力部材と係合する遊星歯車（４２）を有し、そして、前記差動機構が前記軸線回りの前記遊星歯車の回転に応じて前記制動器を作動させるよう配置されている差動継手。
【請求項６】
請求項５に記載の差動継手において、前記ピンが前記遊星歯車の偏心位置に位置され、かつさらに前記ピンに係合して前記第１設定値を確立する予め負荷されたばね（４６）を有している差動継手。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、全体的には航空機の２次操縦面を駆動する機械的アクチュエータに関し、より詳しくは、かかるアクチュエータに特に採用される差動出力トルクに敏感な改良されたトルク制限器に関する。
【０００２】
【背景の技術】
航空機の操縦面は機械的アクチュエータにより駆動されることが多い。この制御方法は所要空間と重量の点で効率的であり、航空機操縦面の同期性を本来的に提供するものであることが知られている。かかる機械的装置は、一般的には装置の１点におけるジャム（詰まり故障）が他の部分の破壊を来すことがないように、一般的にはトルク制限器を組込んでいる。
【０００３】
典型的設備においては、かかる装置は、油圧または電気パワーをトルクと回転速度の形態の機械的パワーに変換する中央パワー駆動ユニット（ＰＤＵ）を有している。このＰＤＵは一般に各翼に配分される２個の機械出力を有し、各出力はトルク制限器により保護されている。トルク制限器は、典型的には１個の翼の正常の作動に必要なトルク全体に、航空機飛行状態の変動や組み立て公差に対応するための、例えば３０％のマージンを加えた最大値にトルクを制限している。このトルク制限値を越えると、制限器がＰＤＵを接地させロックし、装置全体の運動を停止させる。
【０００４】
この装置は各翼において２個以上の機械的アクチュエータを駆動することが出来る。もし１個のアクチュエータがジャムした場合、翼面は通常の運転負荷の２倍以上のトルクに曝されよう。２次損傷を防止するため、装置の成分はすべてこの大きい負荷に対して設計されねばならない。
【０００５】
【発明の概要】
開示される実施例の対応する部品、部分および舵面には、限定的でなく単に説明目的のために同じ参照番号を付している。本発明は改良された継手２０を提供している。
【０００６】
改良された継手は、本体２１、１個の回転入力部材２２、２個の回転出力部材２３、２４を有する。出力部材の回転の代数和は入力部材の回転に比例している。改良継手は、２個の出力部材のトルクの間の差異を検知する手段３９と、本体に取り付けられ、出力部材のトルクの間の差異が所定の設定値を越えたとき、入力部材の回転を選択的に制動する制動器３８とを有している。この設定値は典型的には装置の正常運転時のトルクレベルより小さい。従って、装置の全ての部分は、先行技術において要求される大きい出力トルク設定とは違い、より低い制限運転負荷に対して設計されており、装置重量を相当軽減している。
【０００７】
好適実施例においては、２個の出力部材の間のトルクの差異は所定の設定値に制限されている。改良点としてはさらに、入力トルクが他の設定値を越えた場合に制動器を作動させる入力トルクセンサー３６を有している。
【０００８】
好適実施例においては、センサーは出力部材と作用的に係合する少なくとも１個の遊星歯車４２と、該遊星歯車に取り付けられた偏心ピン４４とを有している。
【０００９】
従って、本発明の一般的な目的は、改良された継手を提供することである。
【００１０】
他の目的は、出力トルクの差異に敏感な改良されたトルク制限器を提供することである。
【００１１】
さらに他の目的は、下流におけるジャムおよび切断による装置の２次損傷を、従来技術におけるよりも小さい装置重量を用いて防止していることである。
【００１２】
さらに他の目的は、２個の出力の間の運動の差異が所定の設定値に制限されている改良された継手を提供することである。
【００１３】
これら諸目的と利点とは、以上および以下の説明と、図面と、添付の特許請求の範囲とから明らかになろう。
【００１４】
【発明の実施の形態】
最初に、図面全体を通して同じ構造要素、部分、操縦舵面を同一視するのに、同じ参照番号が付されていることを理解されたい。これら要素、部分、操縦面は、以下の詳細な説明が重要部分をなしている明細書全体の記載、説明においても用いられているからである。特に断らない限り、図面は明細書と共に読まれるべきであり（例えば、クロスハッチ、部品の配置、部分、角度等）、本発明の明細書全体の一部と見なされるべきである。以下の説明において使用されているように、用語“水平”“垂直”“左”“右”“上”“下”、またその形容詞的、副詞的用法（例えば、“水平に”“右方に”“上方に”等）は、図面が読者に対する相対位置における図示構造の方位を示すだけのものである。同様に、用語“内方に”“外方に”は、適当な長手方向軸、回転軸等に関する操縦面の方位を一般に示すものである。
【００１５】
図、特に、図１において、本発明は一般に２０で示す改良された継手を提供している。改良された継手は、２１で示す組立てられた本体と、回転入力部材２２と、左方、右方の回転出力軸２３、２４とを有して示されている。入力部材と出力軸とは、水平軸ｘ−ｘ回りに回転するように本体に取り付けられている。出力軸２３、２４の回転の代数和は入力部材２２の回転に比例している。
【００１６】
組立てられた本体は、（図１において左から右へ）端蓋２５、停止板２６、主ハウジング２８、軸受支持部２９を有して示されている。これら種々の本体部品は図示のように適切に組立てられ、結合されて本体組立体を形成している。
【００１７】
入力部材２２は、外側平歯車３０を有する特殊の形態の部材である。環状カム部材３１が、本体内に入力部材２２の左方端縁部を取り囲んで示されている。円筒形担持部材３２が入力部材の半径方向内側に配置されている。担持部材３２は、その中心付近にカム部材３１と噛み合うスプラインを刻まれた結合部３３を有する。かくて、部材３１と３２とは一緒に回転するように拘束されている。しかし、スプライン結合部３３は、カム部材３１が担持部材３２に対し軸方向に動くことを許容している。ばね３４が、入力部材２２とカム部材３１との適切な肩部の間に作動し、カム部材３１を入力部材に対し右方向に押し付けている。球３５が、入力部材２２とカム部材３１との中へ延びた対面する円錐形凹所の間に拘束されている。この構造は、入力トルクが所定の設定値を越えたとき、全体的に３８で示された制限器を作動させる手段３６を構成している。
【００１８】
制限器３８は、種々のスプライン結合により交互に本体およびカム部材３１に連結された複数個の交差指型円盤を有している。かくて、入力部材２２とカム部材３１との間に相対的回転が存在した場合、球３５が円錐状の座を乗り越えカム部材３１をバネ３４の力に抗して左方に移動させ、制限器組立体の相対的に回転する円盤にクランプ力を加える。このクランプ力が入力部材と本体との間に制動トルクを生じさせる。
【００１９】
改良された継手はまた、出力部材２３、２４に加わるトルクの間の差異を検知する３９で示す手段を有している。図１に示すように、これら２個の出力軸は中空である。左方軸２３は右方端縁に平歯車４０を有し、同様に右方軸２４は左方端縁に平歯車４１を有している。４２で示す遊星歯車は、半径方向軸に沿って外側に延びる全体的に円筒状をした胴を有している。遊星歯車の半径方向内方端および外方端は、担持部材３２内のジャーナル軸受に支持されている。歯車４０、４１は、遊星歯車の４３で示す周辺歯車歯４３と噛み合っている。ピン４４が、遊星歯車４２の軸に偏心した位置において遊星歯車の上端面から半径方向外側へ延びている。
【００２０】
かくて、出力軸２３、２４が一緒に同じ方向に同じ角速度で回転する場合、遊星歯車４２はその軸回りに回転することはない。しかし、出力軸２３、２４の間に相対的回転が存在する場合、歯車４２がその軸回りに回転する。その場合、偏心ピン４４が歯車４２の軸回りに円弧状に揺動し部材４５を担持部材３２に対して左方へ移動させる。部材４５はカム部材３１の左方周縁端部とフック係合しているから、部材４５の左方への運動が、カム部材３１の左方運動を対応して生じさせ、再び制限器３８へのクランプ力を加えさせる。ばね４６が、担持部材３２の左方延長部右方向き肩部と部材４５の左方端面との間に働いている。
【００２１】
このように、正常運転の間入力部材２２は継手軸ｘ−ｘの回りに回転する。出力部材に加わるトルクが所定のトルクよりも小さい場合には、球３５は、カム部材３１と入力部材２２とに設けられた対向する円錐形座の間に着座し続ける。従って、入力部材２２の回転は通常カム部材３１と担持部材３２との対応する回転を起こさせる。この回転を受け入れるために適当な軸受が本体上に設けられている。部材３１、３２が入力部材と共に回転し、２個の出力部材の間に相対回転がない場合には、２個の出力部材は単に軸ｘ−ｘの回りを一緒に回転する。
【００２２】
しかし、出力部材２３、２４の間に相対的回転を起こさせるようトルクの差異が存在する場合には、遊星歯車４２がその軸の回りに回転する。その際、遊星歯車上の偏心ピン４４が部材４５をばね４６のバイアスに抗して左方に移動させる。一方、これがカム部材３１をばね３４のバイアスに抗して左方に移動させ、相対的に回転する制動器円盤を互いに摩擦係合させる。かくて、出力軸に加わるトルクの差異が出力軸の間に相対回転を起こさせた場合には、この相対回転が２個の出力軸と入力軸とに加わる制動作用を生じさせる。
【００２３】
代わりに、入力トルクが所定の設定値を越えると、球３５が対向する円錐形座を乗り越え、カム部材３１を左方に移動させ同様な制動作用を生じさせる。
【００２４】
本発明には多くの変更、修正が可能である。例えば、出力軸は中空になっているが、中実であってもよい。同様に、遊星歯車部材と２個の出力部材との噛み合う差動歯車は図示のような平歯車の代わりにベベル歯車であってもよい。また、改良継手は、２個の出力のそれぞれに対して違った差動トルク値を制限するように設計してもよい。このことは、違った歯数を持つ２個の分離された歯車にして、遊星歯車部材の軸方向に変位され２個の出力部材とそれぞれ別個に係合する歯車を設けることにより達成されよう。遊星歯車および偏心ピンは出力軸の間のトルク差異を検知する一つの可能な手段に過ぎない。入力部材は歯車または他のタイプの機構であってもよい。遊星歯車の数と形態とも変更されてもよい。同様に、制動器機構もまた希望に応じて変更、訂正されてもよい。一つの代替案はキャプスタン−ばねタイプの制動器であり、第二の代替案は差動球−傾斜板タイプの制動器である。これら代替機構はいずれも、差動トルクと２個の出力部材の運動とにより直接操作されており、図示のような偏心ピン−遊星歯車によって操作されてはいない。同様に、キャプスタン−ばね機構は、出力軸を同時に、または入力部材を制動するように構成されよう。差動球−傾斜板手段は、入力または両出力の何れかを制動するように構成されよう。
【００２５】
改良された継手の実施例およびその多くの変形を説明して来たが、当業者は、添付の特許請求の範囲の記載された本発明の趣旨から逸脱すること無くさらに種々の変更、訂正が本発明になされ得ることを容易に理解するだろう。
【図面の簡単な説明】
【図１】改良された継手の第１形態の長手方向垂直方向部分断面図にして、入力歯車、２個の出力軸、出力軸に加わるトルクの差異を検知するための遊星歯車、制動器、および球−ランプ入力トルク検知センサーを示す。
【図２】図１の線２−２に沿ってとられた拡大水平部分断面図であり、特に遊星歯車と偏心ピンとを示す。
【符号の説明】
２０  改良された継手
２１  本体
２２  入力部材
２３、２４  出力部材
２５  端蓋
２６  停止板
２８  ハウジング
２９  軸受支持材
３２  担持部材
３３  スプライン連結
３４  ばね
３５  球
３６  トルクセンサー
３８  制動器
３９  出力部材トルク間の差異を検知する手段
４２  遊星歯車
【図１】
0004102660.tif 000002
【図２】
0004102660.tif 000003