JP2633144B2 - ミサイル制御フィンアクチュエイタシステム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、誘導ミサイルの制御、
特に、このようなミサイルの誘導フィン制御の改良に関
する。

【０００２】

【従来の技術】一般的な誘導ミサイルはミサイル側面か
ら、典型的には後端部付近の側面から突出した可動制御
面またはフィンで制御され安定化される。フィンまたは
大型ミサイルではフィンの一部は通常対称的な断面を有
し、気流中で回転できるように取付けられている。各フ
ィンが気流に平行方向に傾けられた場合はミサイルに加
わる制御力は存在しない。フィンを気流に関しある角度
に傾斜するよう回転させることにより制御力がミサイル
に加わり、ミサイルの方向および回転方向が変化する。

【０００３】ミサイルは音速の数倍の高速で飛行するも
のもあり、従って、フィンの制御動作は制御信号に反応
して敏速に、順調に行われなければならない。制御動作
とその結果としてのフィンの動作はミサイル電子装置に
より常に更新され、またデジタルコンピュ−タにより１
秒間に数千回指令される。電気的指令信号を制御フィン
の物理的動作に変換するアクチュエイタ機構は高速ミサ
イルの機動性、安定性を維持するため、高速で応答しな
くてはならない。そうでないとフィンが正確に指令に従
わなくなってダイナミック動作を最小にしてしまう。

【０００４】２タイプのフィンアクチュエイタシステム
が現在一般的に使用されている。これらは電子機械的シ
ステムと流体システムである。前者では指令信号は典型
的に正確な歯車列を有する精巧な電気モ−タにより物理
的動作に変換される。後者には水力システム、空気圧シ
ステムの両者が含まれ、指令信号は高圧バルブを制御
し、可動ピストンを有するシリンダー中で圧力を調整す
るバルブを緩め、ピストンをシリンダー中で前後にスラ
イドさせる。押棒はシリンダーの外部へ延在し、フィン
が取付けられている制御フィン出力シャフトに接続され
ている。

【０００５】各タイプの付勢システムはある状態におい
て動作可能であるが、欠点を有する。電子機械的システ
ムは高応答能力を与えると考えられているが、高価で、
電気的および機械的な複雑性、製造困難、較正および試
験の困難、応用における信頼性の欠如等の欠点がある。
モ−タ制御の特性のため、電子機械的付勢システムは流
体システムではより好適に調整される高いフィンねじれ
負荷のもとで固有の性能制限を有する。水力システムお
よび空気圧システムは内部許容誤差が非常に正確に維持
され、精巧のバルブ、シ−ルおよび機械的装置が得られ
れば、毎秒100サイクルまでの応答要求条件を満たすこ
とができる。さらに、これらのシステムは摩擦、がたつ
きのような非線効果に対して感知性の強い傾向がある。
水力システムに導入された流体は長期の保管期間の間に
漏れを生じやすく、定期的保守が重要である。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】制御アクチュエイタは
温度、振動、加速度、高い構造上およびフィン負荷等、
広範囲に渡る環境状況で動作可能でなければならない。
例えば、軍事規格では長期間保管可能で、しかも−65°
Ｆから＋190 °Ｆの温度範囲で動作可能のミサイルを要
求している。制御面のためのアクチュエイタは周囲状況
の範囲全体に渡って十分な強度その他の特性を達成する
材料で製造される必要があり、加えてあらゆる特定され
た状況下でその性能を維持しなくてはならない。

【０００７】一般的な空気圧システムは広範囲に渡って
多様に変化する状況において最も必要な性能的要件を満
たす能力がないため、電子機械的アクチュエイタが現
在、高性能ミサイル制御システムで広く使用されてい
る。しかし、前述したように、これは高価で、複雑で、
故障および性能異常を生じやすく、試験が困難である。
それ故安価で高い信頼性を有し、動作状態範囲内で十分
な性能応答性を有する改良されたアクチュエイタシステ
ムが要求される。本発明はこの要求を満たし、さらに関
連する利点を提供する。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は比較的安価で、
信頼性が高く、較正および試験が容易、動作の安定性の
あるミサイルフィンのアクチュエイタを提供する。アク
チュエイタは機械的がたつきが生じずに十分な制御を達
成する。これは広い温度範囲に渡って毎秒１００サイク
ルに達する速度で十分に動作可能で、低速度および高速
度で安定性を有する。

【０００９】本発明によると、制御フィン出力シャフト
を回転するためのミサイル制御フィンアクチュエイタに
は圧力アクチュエイタが用いられる。この圧力アクチュ
エイタはハウジング内の少なくとも２つの圧力チャンバ
を形成するためにスライドするピストンを有するハウジ
ングを備えている。回転隔板シ−ル（ｒｏｌｌｉｎｇｄ
ｉａｐｈｒａｇｍ ｓｅａｌ）はピストンとハウジング
壁との間に設置される。そして回転隔板シ−ルは圧力チ
ャンバの間に圧力シ−ルを与えている。押棒はピストン
に接続され、ハウジングの外部へ延在している。ピスト
ンをハウジング内でスライドさせるように２つの圧力チ
ャンバの圧力を制御する手段が設けられている。さら
に、押棒を制御フィン出力シャフトに接続する手段も設
けられている。

【００１０】押棒は好ましくは緊張バンド接続器修正器
によりフィン出力シャフトに接続され、この緊張バンド
接続器はピストンの動作方向が変化するときのバックラ
ッシュを防ぐ。磁石はシステム内で減衰する渦電流を誘
導するために押棒に近接して配置されており、動作速度
の増加と共に増加する。チャンバ圧力、押棒およびまた
はフィン出力シャフトの位置および動作速度は監視さ
れ、センサの表示は制御パラメ−タ調節のため圧力制御
用にフィ−ドバックする。

【００１１】本発明のアクチュエイタは通常、空気圧タ
イプである。従来の空気アクチュエイタでは２つの圧力
チャンバを規定するため、リングシ−ルがピストンとハ
ウジングの内部壁との間に使用されていた。Ｏ−リン
グ、向い合ったＯ−リング、リップシ−ル、他のダイナ
ミックスライドシ−ル等のリングシ−ルは非線形スライ
ド摩擦成分を生成し、この効果は温度に応じて広範囲に
変化し、アクチュエイタの動作周波数の増加により増加
する。ハウジングの内部壁のシ−ルの摩耗は傷その他の
損傷の原因となり、アクチュエイタの性能を低下させ
る。摩耗損傷を減少するためにシ−ルにより生じる摩擦
を減少させることができるが、その場合制御制動減衰を
行う他の機構が使用されなければならない。従来の空気
圧力アクチュエイタは究極の状態で長期の保管期間に亘
って調整し且つ維持することが困難である。

【００１２】本発明のアクチュエイタに使用される回転
隔板シ−ルはスライドシ−ルと比較して極めて摩耗が少
なく、また温度変化等による性能上の環境的効果が極め
て少ない。温度変化がアクチュエイタ性能に影響を及ぼ
さない結果と、製造価格が実質上減少される結果によっ
て従来の空気圧アクチュエイタにおいて厳密に適用され
た許容誤差は必要とされない。スライドの摩擦の減少は
空気制御過程の効率および高周波の性能を改良する。従
来のダイナミックスライドシ−ルの摩擦制動効果の除去
されたことによって空気ライン中の制動オリフィスおよ
び磁石の渦電流制動を含む補助制動源が導入されてもよ
い。

【００１３】従って、本発明の空気アクチュエイタはミ
サイルフィン制御システムの重要な制御の進歩を与え
る。広い環境範囲に亘る高性能、保管能力、信頼性は製
造および較正が容易なアクチュエイタで達成される。本
発明のその他の特徴と利点は本発明の原理を示す後述の
詳細な説明および図面から当業者に明白である。

【００１４】

【実施例】図１はミサイル側面から突出した制御フィン
２２を有するミサイル20を示している（通常４つ存在す
るフィンのうち２つが示されており、他の２つは図の平
面外にあるため見られない。）。各フィン22はフィン出
力シャフト24に取付けられており、このフィン出力シャ
フト24は軸受26で支持されている。ミサイル20の運動方
向を制御するために、アクチュエイタ28はシャフト24を
回転させ、それによって、気流に関連するフィン22の角
度を変化させる。シャフト24の動作は回転センサ29によ
り監視される。

【００１５】ミサイル20はここでは尾部に単一モ−タノ
ズルとして示されているロケットエンジンまたはモ−タ
30により駆動されている。代りに、後方に所定の角度で
方向付けされた複数の小型のモ−タノズルをミサイルの
機体側面に配置することもできる。

【００１６】アクチュエイタ28およびモ−タ30は機上制
御器34からの信号線32上で送信される信号により制御さ
れる。赤外線熱探知器のようなセンサ36はミサイル20の
先端に設けられることもある。ミサイルはその基地から
の無線、導線、光ファイバにより誘導される。本発明は
主としてアクチュエイタ28の構造と動作に関する。

【００１７】本発明によると制御フィン出力シャフトの
回転を生成するミサイル制御フィンアクチュエイタは、
ハウジングと、ハウジング内でスライド可能のピストン
構造からなる。ピストン構造は第１の断面積を有する第
１の面および第１の断面積とは異なっている第２の断面
積を有する第２の面を備えている。第１の回転隔板は第
１の面をハウジングの内部壁に密封し、第１の面とハウ
ジングの内部との間の第１の圧力チャンバを規定する。
第２の回転隔板は第２の面をハウジングの内部壁に密封
し、第１の面と第２の面との間の第２圧力チャンバを規
定する。押棒はピストン構造体に接続され、ハウジング
外部に延在する。さらに、２つの圧力チャンバの圧力を
制御し、ピストンをハウジング内でスライドさせる手段
と、押棒を制御フィン出力シャフトに接続する手段も設
けられている。

【００１８】本発明の実施例による空気圧アクチュエイ
タ40は図２に示されている。アクチュエイタ40はハウジ
ング42を具備し、このハウジング42は通常異なった直径
を結合した２つの円筒形部分からなる。異なった直径は
この発明の２領域ピストン（ｄｕａｌ−ａｒｅａ ｐｉ
ｓｔｏｎ）のため使用される。

【００１９】ピストン構造44は第１の加圧領域を有する
第１の面46と第２の加圧領域を有する第２の面48を有す
る。第１の加圧領域と第２の加圧領域との比は約２対１
であることが好ましい。

【００２０】第１の回転隔板50は第１の面46をハウジン
グ42の内部壁52の近接部分に密封する。密封は例えば該
回転隔板周辺部に形成されたフランジ部分（図示されて
いない）を第１の面46とハウジング42の内部壁52の対向
する密封部分においてそれぞれ上下から所定の壁部材に
より挟んで締め付けることのより行われる。従って、第
１の圧力チャンバ54は内部壁52と第１の面46および第１
の面46と関連する第１の回転隔板50の間で規定される。
第２の回転隔板56は第２の面48を内部壁52の近接部分に
密封する。従って、第２の圧力チャンバ58は第１の面46
およびそれに関連する第１の回転隔板50と、第２の面48
およびそれに関連する第２の隔板56と、ハウジング42の
内部壁52により境界されたボリュ−ム内に規定される。

【００２１】回転隔板は放射方向には高い柔軟性がある
が周囲方向には低い膨脹特性を有する弾性材料により組
立てられる。これらの構造と使用は米国特許第3,137,21
5 、3,373,236 、3,969,991 号明細書に記載されてい
る。シ−ルとして用いられる回転隔板は例えばBellofra
m 社から市販されている特注製品である。図２で示され
ているように、ピストン構造44と内部壁52の間の半径方
向の隙間は充分に大きく製造されている。それは柔軟性
があり且つファイバ−構造の回転隔板材料によりシ−ル
が行なわれるからである。回転隔板の使用により隙間は
大きくでき、２つの重要な効果を生ずる。まず、一般的
空気アクチュエイタの製造工程において許容誤差を厳密
に制御、維持するは最も費用のかかる部分であるのに対
し、非常に製造価格を低下させることができる。第２
に、アクチュエイタは温度変化のような状況変化におい
て性能の変化を受けにくくなる。このような性能の変化
は大部分、寸法が厳密なシステムにおいて熱膨張の差に
よる寸法の変化から生じる。

【００２２】２つの圧力チャンバ54,58 はピストン構造
44をハウジング42に沿って移動させるため、加圧システ
ム60により圧力を制御される。加圧システム60はガス容
器64と一定の圧力を確実にする調整器66を有する高圧密
封ガス源62を含む。第１のガス圧力ライン68はガス源62
からハウジング42の壁を通過し、第１の圧力チャンバ54
まで延在する。第１のガス圧力ライン68はソレノイド制
御入口バルブ70を具備し、このバルブはガス源62から第
１の圧力チャンバに流れるガスを制御する。ソレノイド
制御排出バルブ72はチャンバ54からの圧力を制御しなが
ら低下させるため第１の圧力チャンバ54と連通する。第
２のガス圧力ライン74はガス源62からハウジング42の壁
を通過して第２の圧力チャンバ58まで延在する。第２の
ガス圧力ライン74はオリフィス76を具備し、このオリフ
ィスは高周波動作期間にガスシステムの供給を制動する
ためのものである。

【００２３】この実施例では第２の圧力チャンバ58は開
口したライン74を通ってガス源62の圧力Ｐに常に加圧さ
れている。第１の圧力チャンバ54に圧力が加わっていな
いと、第１の回転隔板50の上方への力はＡは第１の面46
の面積としてＰＡである。第２の回転隔板56の下方への
力はＰＡ／２である。それは好ましい実施例では第２の
面48の面積は第１の面46の面積の２分の１であるからで
ある。そのためピストン構造44を上げる役割をするＰＡ
／２のネットの上方力が存在する。

【００２４】入口バルブ70の開放により第１の圧力チャ
ンバ54内に下方向への最大の力ＰＡが生成され、それに
よってピストン構造44は下方に力を加えられる。従っ
て、ピストン構造はＰＡ／２の力で下方向に力を加えら
れる。第１の圧力チャンバ54内の圧力および下方向の力
は減少するため排出バルブ72を解放することにより下方
向の運動は停止され、ピストン構造は上方向に移動す
る。それ故、アクチュエイタ40の動作はガス容器64に蓄
積されたガスの膨脹エネルギにより供給されるピストン
の移動に必要な圧力と共に、制御器34によるバルブ70,7
2 の制御を通じてのチャンバ54内の圧力変化によって行
われる。

【００２５】押棒78はピストン構造44に固定され、内部
壁52と第２の面48に規定されるボリュ−ムを通ってハウ
ジング42から大気圧状態に置かれ、外部に延在してい
る。押棒78はシャフト24に近接する位置に到達するよう
な十分な長さを有する。押棒78は１対の金属製緊張バン
ド接続器80によりシャフト24に接続されている。金属製
緊張バンド接続器80は２つの金属性バンドで構成され、
押棒78の上下方向の運動をシャフト24の回転運動に変換
するものである。各緊張バンド接続器80の一方の端部は
押棒78に固定しており、各他方の端部はシャフト24に支
持されている固定ブロック82の円周の周囲に沿って湾曲
しており終端にて固定ブロック82に固定されている。図
２において、押棒78が上方に動くと、１対の金属製緊張
バンド接続器80のうち紙面後方の金属製緊張バンド接続
器の固定ブロック82の円周の周囲に沿って湾曲している
部分が引上げられ固定ブロック82を時計回りに回転させ
る。押棒78が下方に動くと、紙面前方の金属製緊張バン
ド接続器の湾曲している部分が引さげられ固定ブロック
82を反時計回りに回転させる。停止ブロック84は各方向
の固定ブロック82の運動に対し物理的制限として動作す
る位置に配置されている。このような緊張バンド接続器
の構造は押棒78の運動方向が変化されるときのバックラ
ッシュを除去する。

【００２６】押棒78はアクチュエイタ40の圧縮ガスによ
り付勢され、この押棒はダイナミック動作期間中ばねの
ように動作する。他の原因による共振を減衰するため、
従来技術の空気圧アクチュエイタはスライドシ−ルによ
り生ずるピストンとハウジング壁との間の摩擦に依存し
ていた。この摩擦は非直線的に周波数と温度に依存する
ものであり、従来の空気アクチュエイタにおける高周
波、高温での性能低下の主要原因である。

【００２７】２つのタイプの制動が本発明のアクチュエ
イタ40で使用される。第１の制動は固定したオリフィス
76およびバルブ70,72 を通じてのガス膨脹によるもので
ある。第２の制動は金属製押棒78の一部分に近接して磁
石86を配置することにより生成される渦電流制動であ
る。押棒78が動くと、運動と反対の傾向の渦電流による
力が磁石86の磁界により生成される。これらの力は磁界
中の押棒78の運動速度の増加と共に増加し、その結果、
制動は押棒78の運動速度の増加と共に線形に増加し、シ
ステムの安定性を達成する好ましい結果を生じる。特定
の応用では、磁石の磁力は必要に応じて調節され或いは
調節は省略される。

【００２８】アクチュエイタ40は前述の加圧シ−ケンス
から生じる押棒78またはシャフト24の機械的運動を測定
するセンサを用いてフィ−ドバック制御モ−ドで動作す
ることが好ましい。チャンバ54,58 の圧力を測定するセ
ンサもバルブを制御する手段として使用される。特に、
押棒78の線形位置および運動は線形光符号器のようなセ
ンサ88により測定可能である。シャフト24の回転位置お
よび運動は前述の図１に示されているような、回転電位
差計または回転光符号器のような回転センサ29により測
定できる。チャンバの圧力は歪み計圧力変換器のような
広帯域圧力センサ90,92 により測定できる。センサ88,9
0,92および、または29からの出力は制御器34に供給さ
れ、この制御器34はソレノイド動作バルブ70,72 の開閉
を制御するために情報を使用する。本発明の構造技術は
他の形のアクチュエイタに適用可能で、これらのうち２
つは図３、４に示されている。

【００２９】図３のアクチュエイタ100 はシャフト24に
トルクを供給するため互いに反対に動作する２つの圧力
アクチュエイタ102 ,102´を使用する。圧力アクチュエ
イタ102 はピストン106 が中でスライドするハウジング
を有する。左側の圧力アクチュエイタと右側の圧力アク
チュエイタにおいてそれぞれ互いに対応する部分に対し
て左側のアクチュエイタではダッシュ記号を除き、右側
のアクチュエイタではダッシュ記号を付加している。こ
こに示した実施例では、ピストン106 は図２の２領域の
ピストンではなく、単一領域のピストンとして製造され
ているがどちらの形が使用されてもよい。ピストン106
は少なくとも１つの回転隔板シ−ル110によってハウジ
ング104 の内部壁108 に密封されている。この示された
実施例ではこのような２つのシ−ル110 は各ハウジング
で用いられている。従って、第１の圧力アクチュエイタ
102 には上部圧力チャンバ150 および下部圧力チャンバ
152 が設けられ、第２の圧力アクチュエイタ102 ´には
上部圧力チャンバ154 および下部圧力チャンバ156 が存
在する。

【００３０】押棒112 はピストン106 と共に移動するた
めピストン106 に固定されている。押棒112 は回転隔板
158 により圧力アクチュエイタハウジング104 に密封さ
れており、それによってアクチュエイタ102 の下部圧力
チャンバ152 およびアクチュエイタ102 ´の下部圧力チ
ャンバ156 を完成している。押棒112 はハウジング104
の外部へ延在し、１対の緊張バンド接続器114 によって
シャフト24に固定されている。ここに示された形態では
各緊張バンド接続器114 は一方の押棒112 に一方の端部
が固定されており、シャフト24の周囲に湾曲し、他方の
端部が他方の押棒112 ´に固定されている。

【００３１】この構造を動作させるため、押棒112 およ
び112 ´は調和して同等に互いに反対方向に移動しなく
てはならない。交差接続の供給ラインを有する加圧シス
テム116 がこの動作を可能にする。システム116 では２
つのソレノイド付勢入口バルブ118,120 と２つのソレノ
イド付勢は排出バルブ122,124 が設けられている。１次
加圧ライン126 は前述のガス源62に対応する共通のガス
源62から各入口バルブ118,120 まで延在する。第１のガ
ス分配ライン128 は第１の入口バルブ118 の下流側から
第１の圧力アクチュエイタ102 の下部の圧力チャンバ15
2 と第２の圧力アクチュエイタ102 ´の上部の圧力チャ
ンバ154 まで連通する。排出バルブ122は第１のガス分
配ライン線128 と連通する。第２のガス分配ラインは第
２の入口バルブ120 の下流側から第１の圧力アクチュエ
イタ102 の上部の圧力チャンバ150 と第２の圧力アクチ
ュエイタ102 ´の下部圧力チャンバ156 まで連通する。
排出バルブ124 はこの第２のガス分配線130 と連通す
る。

【００３２】押棒112 および112 ´の反対の運動を生成
するアクチュエイタ100 の動作はバルブ118,120,122,12
4 の適切な加圧シ−ケンス動作で達成される。例えば、
バルブ120,122 を閉じたまま、バルブ118,124 を開く
と、左側のピストン106 は上方に移動し、右側のピスト
ン106 ´は同じ割合で下方向に移動し、シャフト24へ時
計回りのトルクを供給する。反対に、バルブ118,124 を
閉じたまま、バルブ120,122 を開くと、左側のピストン
106 は下方向に移動し、右側のピストン106 ´は上方向
に移動し、シャフト24へ反時計回りのトルクを供給す
る。前述のセンサ88,29 に匹敵するフィ−ドバックセン
サがバルブ118,120,122,124 の開閉を制御するため補助
装置として設けられることが好ましい。チャンバ圧力セ
ンサ160,162,164,166 は前述したセンサのように別々に
用いられるか或いはバルブを制御し、適切な圧力平衡を
達成する手段として共同して使用される。

【００３３】制動磁石132 とガス流制動オリフィス134
は特定の応用または必要に応じてアクチュエイタ100 に
任意に設けられる。これらの部分の機能は前述の図２の
実施例に関連して示したものと同一である。

【００３４】本発明のもう１つの実施例は図４に示され
ており、ここでは高性能アクチュエイタの構造部分を示
している。この実施例によると、制御フィン出力シャフ
トの回転を生成するミサイル制御フィンアクチュエイタ
はハウジングおよびこのハウジング内でスライド可能の
複合ピストンを含む圧力アクチュエイタを有する。複合
ピストンは互いにスライド可能な第１の面部分と第２の
面部分を具備している。第１の回転隔板シ−ルは第１の
面部分とハウジング壁との間に配置されており、それに
よって、圧力アクチュエイタの第１の圧力チャンバを第
１の面部分とハウジングとの間に規定している。第２の
回転隔板シ−ルは第２の面部分とハウジング壁との間に
配置されており、それによって、圧力アクチュエイタの
第２の圧力チャンバを第２の面とハウジングとの間に規
定している。第３の回転隔板シ−ルが押スリーブとハウ
ジングの間に配置され第２の圧力チャンバの密封を完成
している。押棒は第１の面部分に接続されており、ハウ
ジングの外部に延在している。押スリ−ブは第２の面部
分に接続されており、ハウジングの外部に延在してい
る。この押スリ−ブは押棒を覆って配置されている。第
１の面部分と第２の面部分をハウジング内でスライドさ
せるため第１の圧力チャンバと第２の圧力チャンバの圧
力を制御する手段が設けられている。押棒および押スリ
−ブは制御フィン出力シャフトに接続されている。

【００３５】図４は２つの個々の圧力アクチュエイタ20
2 を備えているアクチュエイタ200を示しており、この
圧力アクチュエイタ202 は図３の実施例で示した方法で
シャフト24に共同してトルクを供給するために縦続的に
動作する。アクチュエイタ200 の加圧システム204 は交
差接続ラインを具備しており、図３に関する前述した加
圧システム116 に類似しているため、ここでは説明しな
い。２つの圧力アクチュエイタ202 と202 ´は共通性の
ある方法で動作しているのでアクチュエイタ202 ´につ
いてのみ詳細に示す。

【００３６】熱膨脹と他の環境的効果のため生じる問題
の１つに押棒の線形運動をフィン出力シャフトの回転動
作へと伝達する緊張バンド接続器の緩みがある。緊張バ
ンド接続器が大きく緩むとトルクは出力シャフトへ伝達
されなくなり、結果として制御が失われる。圧力アクチ
ュエイタ202 は押棒206 とそれを覆う同心押スリ−ブ20
8 を設けることによりこの問題を回避している。すなわ
ち各押棒206 、206'は緊張バンド接続器210 の両端部に
接続され、各押スリ−ブ208 、208'はもう一方の緊張バ
ンド接続器212 の両端部に接続され、そして一方の緊張
バンド接続器210 の中間部分は出力シャフト24の円周面
に接続し、もう一方の緊張バンド接続器212 の中間部分
は一方の緊張バンド接続器210 の中間部分によって接続
された部分と対向する出力シャフト24の円周部分に接続
している。即ち、一方の緊張バンド接続器210 の各端部
は圧力アクチュエイタの各押棒206 、206'に、もう一方
の緊張バンド接続器212 の各端部は圧力アクチュエイタ
の各押スリーブ208 、208'に接続されている。従って、
各緊張バンド接続器の両端には常に互いに逆方向に運動
するように力が加えられる。このため圧力アクチュエイ
タ202 が前述した方法で動作されるとき、力は構造内の
熱膨脹または寸法許容誤差から生じる小規模の寸法的変
化にかかわらず、緊張バンド接続器210,212の両方をシ
ャフト24へ堅く閉める傾向を有する。

【００３７】本発明を効果的にするため、押棒206 およ
び押スリ−ブ208 は反対方向に自由に移動することが可
能でなければならず、この動作はハウジング216 内でス
ライドされる複合ピストン214 を使用することにより達
成される。複合ピストン214は第１の面218 、第２の面2
20 を備えており、キ−装置を具備することにより互い
に関連してスライドが可能である。押棒206 は第２の面
220 の孔を通じて延在しており、第１の面218 に固定さ
れている。押スリ−ブ208 は第２の面220 に固定されて
いる。

【００３８】圧力アクチュエイタ202 は常に上部圧力チ
ャンバおよび下部圧力チャンバの両方で正の圧力で動作
し、その結果、緊張バンド接続器は張つめた状態を維持
される。

【００３９】図２から４までの３つの実施例ではこの構
造の仕組みの様態として種々の特性、バルブ動作、ガス
分配の組合わせを伴って示されている。適切な構造の種
々の組合わせが可能であることが理解できよう。

【００４０】本発明の特定の実施例が例示の目的で詳細
に説明されたが、その他の構成も本発明の技術的範囲か
ら逸脱することなく行われることができる。従って、本
発明は添付の請求の範囲によってのみ限定される。

【図面の簡単な説明】

【図１】フィンアクチュエイタを示すためミサイル表面
を除いた誘導ミサイルの概略図。

【図２】アクチュエイタの断面略図。

【図３】アクチュエイタの別の実施例の断面略図。

【図４】図３のアクチュエイタの構造部分の断面略図。

フロントページの続き (72)発明者 ラッセル・ビー・クライン アメリカ合衆国、アリゾナ州 85748、 タクソン、イー・ロスト・トレイルス 10121 (56)参考文献 米国特許4655420（ＵＳ，Ａ) 英国特許966720（ＧＢ，Ａ)

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 圧力アクチュエイタを具備し、制御フィ
   ン出力シャフトの回転を生成するミサイルフィン制御ア
   クチュエイタにおいて、 この圧力アクチュエイタが、 ハウジングと、 ハウジング内でスライド可能で、ハウジング内の少なく
   とも２つの圧力チャンバを規定するピストンと、 ピストンとハウジング壁との間に存在し、圧力チャンバ
   の間の圧力シールを与える回転隔板シールと、 ピストンに接続され、ハウジング外部に延在する押棒
   と、 ２つの圧力チャンバの圧力を制御し、ピストンをハウジ
   ング内でスライドさせる手段と、 押棒を制御フィン出力シャフトに接続する第１および第
   ２の緊張バンド接続器とを具備し、 ここで各緊張バンド接続器は第１の端部と第２の端部を
   有し、前記押棒の第１の方向への直線運動により前記出
   力シャフトが第１の回転方向に回転するように、前記第
   １の緊張バンド接続器の前記第１の端部が前記押棒に固
   定されそして前記第１の緊張バンド接続器の前記第２の
   端部が回転のため前記出力シャフトに固定され、そし
   て、前記押棒の反対の方向への直線運動により前記出力
   シャフトが前記第１の回転方向と反対の第２の回転方向
   に回転するように、前記第２の緊張バンド接続器の前記
   第１の端部が前記押棒に固定されそして前記第２の緊張
   バンド接続器の前記第２の端部が回転のため前記出力シ
   ャフトに固定されている ことを特徴とするミサイル制御
   フィンアクチュエイタ。
2. 【請求項２】 前記ピストンは第１の断面積を有する第
   １の面と、第１の断面積とは異なる第２の断面積を有す
   る第２の面を有し、 前記回転隔板シールは、第１の面をハウジングの内壁に
   封止しそれによって第１の面とハウジングの内部の間で
   第１の圧力チャンバを定める第１の回転隔板と、第２の
   面をハウジングの内壁に封止しそれによって第１の面と
   第２の面の間で第２の圧力チャンバを定める第２の回転
   隔板とを有する、請求項１記載のアクチ ュエイタ。
3. 【請求項３】 圧力を制御する手段において、 一定圧力ガス源と、 ガス源から第１のチャンバまでの第１のガス圧力ライン
   と、 第１の圧力ラインの入り口バルブと、 第１のチャンバと連通する排出バルブと、 ガス源から第２のチャンバまでの第２のガス圧力ライン
   とを具備している請求項１記載のアクチュエイタ。
4. 【請求項４】 第１の面が第２の面の２倍の面積を有し
   ている請求項２記載のアクチュエイタ。
5. 【請求項５】 第２のガス圧力ラインが絞りを有してい
   る請求項３記載のアクチュエイタ。
6. 【請求項６】 ミサイル制御フィンアクチュエイタであ
   って、第１の圧力アクチュエイタと、 ここで第１の圧力アクチュエイタは、第１のハウジング
   と、 ハウジング内でスライド可能で、前記の第１のハウジン
   グ内に少なくとも２つの圧力チャンバを規定する第１の
   ピストンと、 ピストンに結合されハウジング外に延在する第１の押棒
   とを有し、 第２の圧力アクチュエイタと、 ここで第２の圧力アクチュエイタは、第２のハウジング
   と、 ハウジング内でスライド可能で、前記の第２のハウジン
   グ内に少なくとも２つの圧力チャンバを規定する第２の
   ピストンと、 ピストンに結合されハウジング外に延在する第２の押棒
   とを有し、 第１押棒と第２押棒を互いに反対方向に動かすように２
   つのハウジング内のそれぞれ２つの圧力チャンバに圧力
   を制御して加える手段と、 第１の端部と第２の端部と中間部を有する第１の緊張バ
   ンド接続器と、ここで前記第１の端部は前記第１の押棒
   に固定され、前記第２の端部は前記第２の押棒に固定さ
   れ、そして前記中間部は前記出力シャフトの円周部分に
   接続し、 第１の端部と第２の端部と中間部を有する第２の緊張バ
   ンド接続器とを具備し 、ここで前記第２の緊張バンド接
   続器の前記第１の端部は前記第１の押棒に固定され、前
   記第２の緊張バンド接続器の前記第２の端部は前記第２
   の押棒に固定され、そして前記第２の緊張バンド接続器
   の前記中間部は前記第１の緊張バンド接続器の前記中間
   部分と対向して位置する前記出力シャフトの円周部分に
   接続することを特徴とするミサイル制御フィンアクチュ
   エイタ。
7. 【請求項７】 制御フィン出力シャフトの回転を生成す
   るミサイル制御フィンアクチュエイタにおいて、一対の圧力アクチュエイタと、ここで各圧力アクチュエ
   イタは、 ハウジングと、 ハウジング内でスライド可能であり、互いに関連してス
   ライドする第１の面部分と第２の面部分を有する複合ピ
   ストンと、 第１の面部分とハウジング壁との間を封止し、それによ
   って第１の面部分とハウジングとの間に第１の圧力チャ
   ンバを規定する第１の回転隔板シ−ルと、 第２の面部分とハウジング壁との間を封止し、それによ
   って第２の面部分とハウジングとの間に第２の圧力チャ
   ンバを規定する第２の回転隔板シ−ルと、 第１の面部分に接続され、ハウジングの外部に延在する
   押棒と、 第２の面部分に接続され、ハウジングの外部に延在し、
   押棒を覆って配置されている押スリ−ブと、 押スリ−ブとハウジングの間を封止し、そして第２の圧
   力チャンバの密封を完成する第３の回転隔板シ−ルとを
   含み、 第１の圧力チャンバと第２の圧力チャンバの圧力を制御
   し、第１の面部分と第２の面部分をハウジング内で互い
   に関連させてスライドさせ、一対の押棒を反対方向に動
   かす手段と、フィン出力シャフトを制御するために押棒と押スリーブ
   に結合する第１および第２の緊張バンド接続器とを具備
   し、 ここで各緊張バンド接続器は第１の端部と第２の端部と
   中間部分を有し、前記第１の緊張バンド接続器の第１の
   端部は前記押棒の１つに固定され、前記第１の緊張バン
   ド接続器の第２の端部は他の押棒に固定され、前記第１
   の緊張バンド接続器の前記中間部分は前記出力シャフト
   の円周面に接続し、そして前記第２の緊 張バンド接続器
   の第１の端部は前記押スリーブの１つに固定され、前記
   第２の緊張バンド接続器の第２の端部は他の押スリーブ
   に固定され、前記第２の緊張バンド接続器の前記中間部
   分は前記第１の緊張バンド接続器の中間部分によって接
   続された部分と対向する前記出力シャフトの円周部分に
   接続することを特徴とする ミサイル制御フィンアクチュ
   エイタ。
8. 【請求項８】 押棒と押スリーブにより生成される運動
   を測定し、測定結果を圧力制御手段にフィードバックす
   る手段と、 圧力チャンバ内の圧力を測定し、測定結果を圧力制御手
   段にフィードバックする手段とを備えている請求項７記
   載のアクチュエイタ。