JP2016507037A - 液圧ブロッキング・ロータリ・アクチュエータ - Google Patents
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Abstract
Description
1002 ハウジング
1004a〜1004d ロータリ・ピストン
1006a〜1006d 連続シール
1008 ロータ
1010a〜1010b 回転ブッシュ
1012a〜1012b 回転ブッシュ
1014a〜1014b 回転ブッシュ
1016a〜1016b、 回転ブッシュ
1018a〜1018b 端部アセンブリ
1020 締着具
1002a、1002b 開口部
1024 第1の半円筒面
1026 第2の半円筒面
1028a、1028b 圧力キャビティ
1030a、1030b 内部端面
1100 ロータアセンブリ
1102 歯
1104 スロット
1106 伸長ベーン
1108 ロータリ・ピストンアセンブリ
1202a、1202b シームレス圧力チャンバ
1204、1206 ハードストップ
1210、1212 流体ポート
1300 ロータリ・アクチュエータ1300
1302 ステータハウジング
1304 ロータ
1306 中央ボア
1308a、1308b ステータハウジング端部
1310a、1310b ブッシュアセンブリ
1312 流体ポート
1350 端部セクション
1352 内側ベーン
1354 外側ベーン
1400 インサートアセンブリ
1400 ロータリ・アクチュエータ・インサートアセンブリ
1404a、1404b 静止ロータリ・ピストン
1406 連続シール溝
1408 連続シール
1422 第1の直径
1424 第2の直径
1420 内壁
1702a、1702b、1704a、1704b 圧力チャンバ
1712a、1712b 流体ポート
1802 ハードストップ
1812a、1812b 流体通路
Claims (47)
- 液圧ブロッキング・ロータリ・アクチュエータであって:
軸線方向に貫通して配設されるボアを有するステータハウジングと;
ロータアセンブリであって、前記ロータアセンブリは、出力軸と、前記出力軸を中心として径方向に配設される少なくとも1つの第1のロータリ・ピストンアセンブリとを含み、前記第1のロータリ・ピストンアセンブリが第1のベーンエレメントと第2のベーンエレメントとを含み、前記第1のベーンエレメント及び第2のベーンエレメントがそれぞれ:
前記ベーンエレメントのそれぞれが前記出力軸を中心として径方向に配設されるとき、前記出力軸に接続するようなされた部分と、
第1の周囲長手方向面及び第2の周囲長手方向面と、
第1の周囲横方向面及び第2の周囲横方向面と、
前記それぞれのベーンエレメントの前記第1及び第2の周囲長手方向面並びに前記第1及び第2の周囲横方向面に配設される連続シール溝部と、
前記連続シール溝部に配設される連続シールを有する、
ロータアセンブリとを備え、
前記ステータハウジングの前記ボアは、前記ロータアセンブリを受容するようになされた内面を含み、前記ロータアセンブリが、前記長手方向ボアの内部で回転されるとき、前記内面は、前記連続シールと接触するようなされている、
液圧ブロッキング・ロータリ・アクチュエータ。 - 前記第1のベーンエレメント及び前記第2のベーンエレメントは、互いに隣接して長手方向に、そして、前記出力軸の長手方向軸線と平行に配設される、
請求項1に記載の液圧ブロッキング・ロータリ・アクチュエータ。 - 前記ボアは第1の端部ボア部及び第2の端部ボア部を含み、前記第1及び第2のベーンエレメントのそれぞれは、前記出力軸に組付けられる前に前記第1の端部ボア部を通過するようになされる、
請求項1又は請求項2に記載の液圧ブロッキング・ロータリ・アクチュエータ。 - 前記出力軸を中心として径方向に配設される第2のロータリ・ピストンアセンブリを更に含み、
前記第2のロータリ・ピストンアセンブリが第3のベーンエレメントと第4のベーンエレメントとを含み、
前記第3のベーンエレメント及び第4のベーンエレメントがそれぞれ:
前記ベーンエレメントのそれぞれが前記出力軸を中心として径方向に配設されるとき、前記出力軸に接続するようなされた部分と、
第1の周囲長手方向面及び第2の周囲長手方向面と、
第1の周囲横方向面及び第2の周囲横方向面と、
前記それぞれのベーンエレメントの前記第1及び第2の周囲長手方向面並びに前記第1及び第2の周囲横方向面に配設される連続シール溝部と、
前記連続シール溝部に配設される連続シールを有する、
請求項1乃至請求項3のいずれか1項に記載の液圧ブロッキング・ロータリ・アクチュエータ。 - 前記第1のロータリ・ピストンアセンブリ及び前記第2のロータリ・ピストンアセンブリは、前記出力軸を中心として互いに反対側に配設される、
請求項4に記載の液圧ブロッキング・ロータリ・アクチュエータ。 - 前記第3及び第4のベーンエレメントのそれぞれは、前記出力軸に組付けられる前に前記第1の端部ボア部を通り抜けるようになされる、
請求項4又は請求項5に記載の液圧ブロッキング・ロータリ・アクチュエータ。 - 前記第1のロータリ・ピストンアセンブリと、前記第2のロータリ・ピストンアセンブリと、前記ステータハウジングとが、中間ボア部の内側に4つの圧力チャンバを画成する、
請求項1乃至請求項6のいずれか1項に記載の液圧ブロッキング・ロータリ・アクチュエータ。 - 前記連続シールは、O−リング、X−リング、Q−リング、D−リング、及び付勢シールから成る群から選択される、
請求項1乃至請求項7のいずれか1項に記載の液圧ブロッキング・ロータリ・アクチュエータ。 - 前記第1の端部ボア部及び前記第2の端部ボア部は第1の直径を有し、前記ボアは更に、前記第1の端部ボア部と前記第2の端部ボア部との間に配設される少なくともひとつの中間ボア部を有し、前記中間ボア部は、前記第1の直径よりも大きい第2の直径を有し、前記中間ボア部は更に、前記中間ボア部と同軸に配設される円筒形凹部を含み、前記円筒形凹部は、前記中間ボア部の直径よりも大きい直径を有し、前記円筒形凹部は、前記ロータアセンブリの前記ベーンエレメントを受容するようになされる、
請求項3乃至請求項8のいずれか1項に記載の液圧ブロッキング・ロータリ・アクチュエータ。 - 第1の外部圧力源は、前記第1のロータリ・ピストンアセンブリの前記第1のベーンエレメントに接触させるために第1の圧力で回転流体を提供し、第2の外部圧力源は、前記第1のロータリ・ピストンアセンブリの前記第2のベーンエレメントに接触させるために第2の圧力で回転流体を提供する、
請求項1乃至請求項9のいずれか1項に記載の液圧ブロッキング・ロータリ・アクチュエータ。 - 前記ハウジング及びロータによって画成される対向する圧力チャンバ同士は、前記ロータが前記ハウジング内で回転する際に、等しい表面積を有する、
請求項1乃至請求項10のいずれか1項に記載の液圧ブロッキング・ロータリ・アクチュエータ。 - 前記出力軸は、ロータリ弁ステムに接続するように構成される、
請求項1乃至請求項11のいずれか1項に記載の液圧ブロッキング・ロータリ・アクチュエータ。 - 前記出力軸は、航空機操縦面への接続に適する、
請求項1乃至請求項12のいずれか1項に記載の液圧ブロッキング・ロータリ・アクチュエータ。 - 前記中間ボア部は、前記ボアの周に沿って径方向内側に配設される第1の対向するアーチ状レッジを含み、前記第1のレッジは、前記第1のロータリ・ピストンアセンブリの前記第1のベーンエレメントと接触するようになされる第1の終端部を有する、
請求項1乃至請求項13のいずれか1項に記載の液圧ブロッキング・ロータリ・アクチュエータ。 - 前記中間ボア部は、前記中間ボア部の周に沿って径方向内側に配設され、前記第1のアーチ状レッジの反対側に配設される第2の対向するアーチ状レッジを含み、前記第2のレッジは、前記第2のロータリ・ピストンアセンブリの前記第1のベーンエレメントと接触するようになされる第1の終端部と、前記第1のロータリ・ピストンアセンブリの前記第2のベーンエレメントと接触するようになされる前記第2のアーチ状レッジの第2の終端部とを有する、
請求項4に従属する場合の、請求項14に記載の液圧ブロッキング・ロータリ・アクチュエータ。 - 前記ロータアセンブリの前記ベーンエレメント及び前記2つのアーチ状レッジは、4つの圧力チャンバを画成するように構成される、
請求項15に記載の液圧ブロッキング・ロータリ・アクチュエータ。 - 前記ハウジング及びロータによって画成されて対向する圧力チャンバ同士は、前記ロータが前記ハウジング内で回転する際に、等しい表面積を有する、
請求項16に記載の液圧ブロッキング・ロータリ・アクチュエータ。 - 第1の対向する圧力チャンバ対は、第1の外部圧力源に接続されるようになされ、第2の対向する圧力チャンバ対は、第2の外部圧力源に接続されるようになされる、
請求項16又は請求項17に記載の液圧ブロッキング・ロータリ・アクチュエータ。 - 前記第1の外部圧力源は、前記第1のロータリ・ピストンアセンブリの前記第1のベーンエレメントを接触させるために第1の圧力で回転流体を提供し、前記第2の外部圧力源は、前記第1のロータリ・ピストンアセンブリの前記第2のベーンエレメントを接触させるために回転流体を提供する、
請求項18に記載の液圧ブロッキング・ロータリ・アクチュエータ。 - 前記第1の終端部は更に、それを貫通して形成される第1の流体ポートを更に含み、前記第2の終端部は、それを貫通して形成される第2の流体ポートを更に含み、前記第1の流体ポートは、第1の圧力で提供される回転流体に接続され、前記第2の流体ポートは、第2の圧力で提供される回転流体に接続される、
請求項14乃至請求項19のいずれか1項に記載の液圧ブロッキング・ロータリ・アクチュエータ。 - 前記ボアは単一のシームレス・ハウジング部材に形成される、
請求項1乃至請求項20のいずれか1項に記載の液圧ブロッキング・ロータリ・アクチュエータ。 - 回転作動の方法であって:
ロータアセンブリを提供する工程を備え;
前記ロータアセンブリは、出力軸と、前記出力軸を中心として径方向に配設される少なくともひとつの第1のロータリ・ピストンアセンブリとを含み、前記ロータリ・ピストンアセンブリが第1のベーンエレメントと第2のベーンエレメントとを含み、
前記第1のベーンエレメント及び第2のベーンエレメントがそれぞれ:
前記ベーンエレメントのそれぞれが前記出力軸を中心として径方向に配設されるとき、前記出力軸に接続するようなされた部分と、
第1の周囲長手方向面及び第2の周囲長手方向面と、
第1の周囲横方向面及び第2の周囲横方向面と、
前記それぞれのベーンエレメントの前記第1及び第2の周囲長手方向面並びに前記第1及び第2の周囲横方向面に配設される連続シール溝部と、
前記連続シール溝部に配設される連続シールを有し;
ボアを有するステータハウジングを提供する工程であって、前記ボアは、前記ボアの周に沿って径方向内側に配設された対向する一対のアーチ状レッジを含み、前記レッジのそれぞれが、第1の終端部及び第2の終端部を有する、ボアを有するステータハウジングを提供する工程と;
第1の圧力で第1の回転流体を提供し、前記第1のロータリ・ピストンアセンブリの前記第1のベーンエレメントを前記第1の回転流体と接触させる工程と;
前記第1の圧力よりも低い第2の圧力で第2の回転流体を提供し、前記第1のロータリ・ピストンアセンブリの前記第2のベーンエレメントを前記第2の圧力で前記第2の回転流体と接触させる工程と;
前記ロータアセンブリを第1の回転方向に回転させる工程とを備える;
回転作動の方法。 - 前記第2の圧力が前記第1の圧力より高くなるまで、前記第2の圧力を高め、前記第1の圧力を下げる工程と;
前記ロータアセンブリを前記第1の回転方向とは反対の方向に回転させる工程を更に備える;
請求項22に記載の回転作動の方法。 - 前記第1のレッジの前記第1の終端部を前記第1のロータリ・ピストンアセンブリの前記第1のベーンエレメントと接触させることによって前記反対方向での前記ロータアセンブリの回転を停止させる工程を更に備える;
請求項23に記載の回転作動の方法。 - 前記第1のロータリ・ピストンアセンブリ及び第2のロータリ・ピストンアセンブリは、第1の対向するチャンバの対及び第2の対向するチャンバの対への前記第1及び第2の回転流体を隔離し、
前記方法は:
前記第1の回転流体を前記第1の圧力で前記第1の対向するチャンバの対に提供する工程と;
前記第2の回転流体を前記第2の圧力で前記第2の対向するチャンバの対に提供する工程を更に備える;
請求項22乃至請求項24のいずれか一項に記載の回転作動の方法。 - 前記第1の終端部は更に、それを貫通して形成される第1の流体ポートを更に含み、前記第2の終端部は、それを貫通して形成される第2の流体ポートを更に含み、
前記第1の回転流体を第1の圧力で提供する工程は、前記第1の流体ポートを介して提供する工程を含み、前記第2の回転流体を第2の圧力で提供する工程は、前記第2の流体ポートを介して提供する工程を含む;
請求項22乃至請求項25のいずれか一項に記載の回転作動の方法。 - 前記第1のレッジの前記第1の終端部を前記第1の回転アセンブリの前記第1のベーンエレメントと接触させる工程、又は前記第2のレッジの前記第2の終端部を前記第1の回転アセンブリの前記第2のベーンエレメントと接触させる工程、の一方によって、前記ロータアセンブリの回転を停止させる工程を更に備える;
請求項22に記載の回転作動の方法。 - 液圧ブロッキングアクチュエータであって:
・貫通して軸方向に配設されるボアを有するステータハウジングと;
・第1の静止ピストンアセンブリ及び第2の静止ピストンアセンブリであって、各静止ピストンアセンブリは、前記ステータハウジングの一部の内壁と接触するようになされる長手方向外周面を有し、各静止ピストンアセンブリは:
2つの部分的内部円筒面と、前記2つの部分的内部円筒面間に位置決めされる単一の径方向内側配設のベーンと、前記2つの部分的内部円筒面の末端に位置決めされる2つの径方向内側配設ハーフベーンとを含み、
前記第1の静止ピストンアセンブリ及び前記第2の静止ピストンアセンブリは、前記第1の静止ピストンアセンブリの前記ハーフベーンのうちのひとつが前記第2の静止ピストンアセンブリの前記ハーフベーンのうちのひとつに長手方向に隣接し、前記第1の静止ピストンアセンブリの他のハーフベーンが前記第2の静止ピストンアセンブリの他のハーフベーンに長手方向に隣接する状態で配設され、
前記単一のベーン及び前記ハーフベーンのそれぞれは、内側に配設される周囲長手方向面と、第1の周囲横方向面と、第2の周囲横方向面とを有し;
少なくとも2つの連続シール溝であって、前記シール溝のそれぞれは、前記単一のベーンの前記周囲長手方向面並びに前記第1及び第2の周囲横方向面と、前記ハーフベーンのうちのひとつの前記周囲長手方向面並びに前記第1及び第2の周囲横方向面とに沿った通路状に配設される、少なくとも2つの連続シール溝と;
前記少なくとも2つの連続シール溝のそれぞれに配設される連続シールとを含む、第1の静止ピストンアセンブリ及び第2の静止ピストンアセンブリと;
・前記ハウジングの前記ボアに受容されるようになされるロータを備える;
液圧ブロッキングアクチュエータ。 - 前記ロータは、第1の端部セクションと、第2の端部セクションと、前記第1の端部セクションと前記第2の端部セクションとの間に配設される中間セクションとを含み;
前記第1及び第2の端部セクションは、前記ロータの軸線を中心として形成され、前記ハウジングの前記ボアに受容されるようになされる直径を有し、前記中間セクションは、前記端部セクションの直径よりも小さい径方向直径を有する前記ロータの軸線を中心として形成される第1の直径を有し、前記中間セクションは更に、対向する凹部の対として前記ロータの軸線を中心として前記第1の直径内に形成される第2の直径を含む;
請求項28に記載の液圧ブロッキングアクチュエータ。 - 前記単一の径方向のベーンは、前記単一のベーンの長手方向面における連続シール溝に配設される連続シールの一部が前記ロータの前記第1の直径と接触できるように、2つの部分的内部円筒面から内側垂直距離を延在し、前記ハーフベーンは、前記ハーフベーンの長手方向面における連続シール溝に配設される前記連続シールの一部が前記ロータの前記第2の直径と接触できるように、前記2つの部分的円筒面から内側垂直距離を延在する;
請求項28又は請求項29に記載の液圧ブロッキングアクチュエータ。 - 第1及び第2の端部ベアリングアセンブリを更に含み、各アセンブリは、前記ロータの出力軸部を受要するようになされる軸ボアを有し、前記第1及び第2の端部ベアリングアセンブリのそれぞれは、前記ハウジングの各それぞれの端部ボア部を封止するようになされる;
請求項28乃至請求項30のいずれか1項に記載の液圧ブロッキングアクチュエータ。 - 前記第1の静止ピストンアセンブリの前記横方向面及び前記第2の静止ピストンアセンブリの前記横方向面上の前記連続シール溝に配設される前記連続シールの一部は、前記ロータの前記第1及び第2の端部の内面と封止接触する;
請求項31に記載の液圧ブロッキングアクチュエータ。 - 前記第1の静止ピストンアセンブリの前記単一のベーン及び前記第2の静止ピストンアセンブリの前記単一のベーンは、前記ロータの前記中間ボア部の内側で互いに反対側に配設される;
請求項28乃至請求項32のいずれか1項に記載の液圧ブロッキングアクチュエータ。 - 2つの隣接するハーフベーンが、前記ステータハウジングの前記中間ボア部の内側で2つの他の隣接するハーフベーンと対向して配設される;
請求項28乃至請求項33のいずれか一項に記載の液圧ブロッキングアクチュエータ。 - 前記第1の静止ピストンアセンブリ及び前記第2の静止ピストンアセンブリは、前記ロータと共に4つの圧力チャンバを画成する;
請求項28乃至請求項34のいずれか1項に記載の液圧ブロッキングアクチュエータ。 - 対向する圧力チャンバ同士が、前記ロータが前記ハウジング内で回転する際に、等しい表面積を有する、
請求項35に記載の液圧ブロッキングアクチュエータ。 - 前記出力軸は、飛行操縦面に接続されるヒンジ線に接続するように構成される、
請求項28乃至請求項36のいずれか1項に記載の液圧ブロッキングアクチュエータ。 - 前記ステータハウジングは、翼における固定飛行面への接続に適した、
請求項28乃至請求項37のいずれか1項に記載の液圧ブロッキングアクチュエータ。 - 前記連続シールは、O−リング、X−リング、Q−リング、D−リング、及び付勢シールから成る群から選択される、
請求項28乃至請求項38のいずれか1項に記載の液圧ブロッキングアクチュエータ。 - 第1の対向する前記圧力チャンバの対が、第1の外部圧力源に接続されるようになされ、第2の対向する前記圧力チャンバ対が、第2の外部圧力源に接続されるようになされる、
請求項35に記載の液圧ブロッキングアクチュエータ。 - 回転作動の方法であって:
ロータリ・アクチュエータを提供する工程であって、前記ロータリ・アクチュエータは:
貫通して軸方向に配設されるボアを有するステータハウジングと;
第1の静止ピストンアセンブリ及び第2の静止ピストンアセンブリであって、各静止ピストンアセンブリは、前記ステータハウジングの一部の円筒形内壁と接触するようになされる長手方向外周面を有し、各静止ピストンアセンブリは:
2つの部分的内部円筒面と、前記2つの部分的内部円筒面間に位置決めされる単一の径方向内側配設のベーンと、前記2つの部分的内部円筒面の末端に位置決めされる2つの径方向内側配設ハーフベーンとを含み、
前記第1の静止ピストンアセンブリ及び前記第2の静止ピストンアセンブリは、前記第1の静止ピストンアセンブリの前記ハーフベーンのうちのひとつが前記第2の静止ピストンアセンブリの前記ハーフベーンのうちのひとつに長手方向に隣接し、前記第1の静止ピストンアセンブリの他のハーフベーンが前記第2の静止ピストンアセンブリの他のハーフベーンに長手方向に隣接する状態で配設され、
前記単一のベーン及び前記ハーフベーンのそれぞれは、内側に配設される周囲長手方向面と、第1の周囲横方向面と、第2の周囲横方向面とを有し;
少なくとも2つの連続シール溝であって、前記シール溝のそれぞれは、前記単一のベーンの前記周囲長手方向面及び前記第1及び第2の周囲横方向面と、前記ハーフベーンのうちのひとつの前記周囲長手方向面及び前記第1及び第2の周囲横方向面とに沿った通路状に配設される、少なくとも2つの連続シール溝と;
前記少なくとも2つの連続シール溝のそれぞれに配設される連続シールとを含む、第1の静止ピストンアセンブリ及び第2の静止ピストンアセンブリと;
前記ハウジングの前記ボアに受容されるようになされるロータであって、前記ロータは、第1の端部セクションと、第2の端部セクションと、前記第1の端部セクションと前記第2の端部セクションとの間に配設される中間セクションとを含み;前記第1及び第2の端部セクションは、前記ロータの軸線を中心として形成され、前記ハウジングの前記ボアに受容されるようになされる直径を有し、前記中間セクションは、前記端部セクションの直径よりも小さい径方向直径を有する前記ロータの軸線を中心として形成される第1の直径を有し、前記中間セクションは更に、対向する凹部の対として前記ロータの軸線を中心として前記第1の直径内に形成される第2の直径を含み、前記第1の直径及び前記第2の直径の出会い部は、前記ロータの前記中間セクション上に、第1、第2、第3、及び第4の長手方向面を画成する、ロータを含み;
第1の圧力で第1の回転流体を提供し、前記ロータの前記中間セクション上の前記第1及び第2の長手方向面を前記第1の圧力の前記第1の回転流体と接触させる工程と;
前記第1の圧力よりも低い第2の圧力で第2の回転流体を提供し、前記ロータの前記中間セクション上の前記第3及び第4の長手方向面を前記第2の圧力の前記第2の回転流体と接触させる工程と;
前記ロータを第1の回転方向に回転する工程を備える;
回転作動の方法。 - 前記単一の径方向のベーンは、前記単一のベーンの前記長手方向面における前記連続シール溝に配設される前記連続シールの一部が前記ロータの前記第1の直径に接触するように、前記2つの部分的内部円筒面から内側垂直距離を延在し、前記ハーフベーンは、前記ハーフベーンの前記長手方向面における前記連続シール溝に配設される前記連続シールの一部が前記ロータの前記第2の直径と接触するように、前記2つの部分的円筒面から内側垂直距離を延在する、
請求項41に記載の回転作動の方法。 - 前記ロータの前記中間セクションの前記長手方向面のうちの第1の長手方向面を前記静止ピストンアセンブリの前記単一のベーンのうちのひとつと接触させることによって、前記ロータの回転を停止させる工程を更に備える;
請求項41又は請求項42に記載の回転作動の方法。 - 前記第2の圧力が前記第1の圧力より高くなるまで、前記第2の圧力を高め、前記第1の圧力を上げる工程と;
前記ロータを前記第1の回転方向と反対方向に回転する工程を更に備える;
請求項41乃至請求項44のいずれか1項に記載の回転作動の方法。 - 前記ロータの前記中間セクションの前記長手方向面のうちの第2の長手方向面を前記静止ピストンアセンブリの前記単一のベーンのうちのひとつと接触させることによって、前記反対の方向における前記ロータの回転を停止させる工程を備える;
請求項44に記載の回転作動の方法。 - 前記第1及び第2の静止ピストンアセンブリの前記単一の内側配設のベーンは、前記第1及び第2の回転流体を、第1の対向するチャンバ対及び第2の対向するチャンバ対に隔離し、前記方法は更に、前記第1の圧力の前記第1の回転流体を前記第1の対向するチャンバ対に提供する工程と、前記第2の圧力の前記第2の回転流体を前記第2の対向するチャンバ対に提供する工程を備える;
請求項41乃至請求項45のいずれか1項に記載の回転作動の方法。 - 前記第1の横方向周囲面は更に、それを貫通して形成される第1の流体ポートを含み、前記第2の横方向周囲面は、それを貫通して形成される第2の流体ポートを含み、
前記第1の回転流体を前記第1の圧力で提供する工程は、前記第1の回転流体を前記第1の流体ポートを介して提供する工程を含み、前記第2の回転流体を第2の圧力で提供する工程は、前記第2の回転流体を前記第2の流体ポートを介して提供する工程を含む、
請求項41乃至請求項46のいずれか1項に記載の回転作動の方法。
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