JP5097115B2 - 液圧で作動可能かつトリム可能な水平安定板アクチュエータ用のトリムアクチュエータ作動システム - Google Patents

Description

［関連出願の参照］本出願は、２００５年９月７日に出願の米国仮特許出願第６０／７１４，９１８号明細書および２００５年９月７日に出願の独国特許出願第１０ ２００５ ０４２ ５１１．９号明細書の出願日の利益を主張するものであり、その開示を参照することによって本明細書に援用されている。

本発明は、一般に、航空機の液圧消費装置に動力を供給することに関する。
特に、本発明は、航空機における液圧で作動可能かつトリム可能な水平安定板アクチュエータ用のトリムアクチュエータ作動システムに関する。
さらにまた、本発明は、少なくとも１つのトリム可能な水平安定板アクチュエータを作動させる、航空機におけるそのようなトリムアクチュエータ作動システムの使用方法に関する。
関連した専門用語において、航空機胴体の長手方向の方向づけに関して、航空機垂直安定板の傾斜変更のために使用するリニアクチュエータは、「トリム可能な水平安定板アクチュエータ」（略してＴＨＳＡ）と呼ばれ、この名称は、この種類の直線的トリムアクチュエータに対する本発明の範囲においても使用される。

一般に、航空機胴体の長手方向の方向づけに関して傾斜を変更できる航空機垂直安定板は、トリム（ｔｒｉｍ）される。すなわち、台形ねじスピンドルまたは再循環ボールスピンドルを使用して、航空機胴体に関する傾斜を変更する。
この種類のトリムアクチュエータには、信頼性、故障確率の少なくとも一方に関して、非常に高い必要条件を設定しなければならないので、一般に２つの負荷経路を提供しなければならず、このことは例えば二重スピンドルによって実現してもよい。
あるいは、統合された構造の形で、１つのみのスピンドルに２つの負荷経路を実現することも可能である。
この種類の再循環ボールスピンドルまたは台形ねじスピンドルの形での、トリム可能な水平安定板アクチュエータの実装は、個々のスピンドルについて要求される冗長性および同期のために、非常に複雑である。

必要な部品数が比較的多いので、実装は比較的困難になる。
また、そのようなスピンドルの可動機構部品に起因して、摩耗と、それに対応する遊びとが生まれる。
極端な場合、スピンドルのそのような遊びは、垂直安定板上の望ましくない空力弾性効果をもたらすことがあり、最終的には翼に羽ばたき運動をもたらすことさえある。

また、スピンドルを使用する場合、これらの冗長に造られたトリム可能な水平安定板アクチュエータの非常に複雑な構造は、いわゆる睡眠故障（Ｓｌｅｅｐｉｎｇ ｆａｕｌｔ）になることがあり、この睡眠故障は、タイミング良く認識されないことが多い。
それにもかかわらず、この種類の故障を認識するためには、著しい監視経費が必要であり、その結果、トリムアクチュエータはさらに複雑かつ重くなる。

重量における故障確率に関して、台形ねじまたは再循環ボールスピンドルを使用して、トリム可能な水平安定板アクチュエータを最適化するための、考えられる限りのあらゆる努力がこれまでなされてきたが、めざましい改良には至っていないため、軽量構造を有し、かつ故障確率に関する膨大な必要条件を確実に果たす、トリム可能な水平安定板アクチュエータのニーズが未だにある。

上述した公知のトリム可能な水平安定板アクチュエータに関連する問題に基づいて、公知のアクチュエータよりも軽い構造を有し、それにもかかわらず必然的な故障確率に関する膨大な必要条件を満たす、トリム可能な水平安定板アクチュエータを提供するというニーズがある。

このニーズを満たすために、本発明の第１の態様によれば、液圧リニアクチュエータ（例えば液圧で作動可能なピストン形シリンダ装置など）は、トリム可能な水平安定板アクチュエータとしては初めて使用されるものであり、以下に短縮形でトリムアクチュエータと呼ぶこととする。
公知のピストン形シリンダ装置は、おおよそｌ・１０^−４ｌ／ｈの故障確率を有するため、トリムアクチュエータについて設定される高い必要条件（ｌ・１０^−６ｌ／ｈ）は、この種類のピストン形シリンダ装置の単独使用では達成されないことがある。
この要求される故障確率は、代表的なピストン形シリンダ装置を使用して達成することはできないので、当業者はこれまで、この種類の代表的なピストン形シリンダ装置をトリムアクチュエータとして使用することはできないと考えていた。

従って、航空機の、液圧で作動可能かつトリム可能な水平安定板アクチュエータ用のトリムアクチュエータ作動システムを提供することが提案される。このシステムは、少なくとも１つの液圧リニアクチュエータ（例えばピストン形シリンダ装置など）と、第１液圧動力供給装置と、それとは独立した自律的な第２液圧動力供給装置とを備える。
正常動作時に、液圧リニアクチュエータが、第１動力供給装置によって印加される流体動力を有するように、少なくとも１つの液圧リニアクチュエータは、第１動力供給装置に接続される。
正常動作とは、ここでは、第１動力供給装置が完全に動作することを意味する。
また、故障動作時（すなわち、例えば第１動力供給装置の故障中）に、リニアクチュエータが、第２動力供給装置によって印加される流体動力を有するように、少なくとも１つの液圧リニアクチュエータは、第２流体動力供給システムに接続される。

ほぼ（ｌ・１０^−４ｌ／ｈ）のリニアクチュエータの規定された公知の故障確率は、１つの液圧動力供給装置のみを有するリニアクチュエータに関するものなので、自律的な第２液圧動力供給装置を提供することによって、故障確率を（ｌ・１０^−６ｌ／ｈ）以下に低減できる。
また、本発明によるトリムアクチュエータ作動システムは、公知のスピンドルアクチュエータよりも単純な構造を有することができるので、トリムアクチュエータの重量を著しく低減できる。
また、液圧リニアクチュエータは、冗長に提供される公知のねじスピンドルよりも著しく少ない全体体積を有することができ、このことはもちろん、航空宇宙工学の分野において常に望ましいことである。
本発明の一実施形態によるトリムアクチュエータ作動システムを用いて達成可能な更なる利点は、本発明の例示的実施形態によるトリムアクチュエータ作動システムにおいて使用可能な液圧リニアクチュエータを使用することによって、ねじスピンドルを使用する代表的なトリムアクチュエータを使用するよりも高い調整速度を実現できることである。

第１液圧動力供給装置が実際に故障した場合、少なくとも１つのリニアクチュエータの液圧加圧を通じて、制御装置は、自律的な第２液圧動力供給装置に切り替えてもよい。
この目的のために、第１動力供給装置、更には第２動力供給装置は、制御装置に接続してもよく、このことは、第１動力供給装置の故障を認識した後に直ちに第２液圧動力供給装置を起動させるために実行する。
従って、少なくとも１つの液圧リニアクチュエータは、正常動作時に、制御装置を介して第１動力供給装置から流体動力を供給してもよい。
対照的に、少なくとも１つの液圧リニアクチュエータは、故障動作時に、制御装置を介して第２動力供給装置から流体動力を供給してもよい。

第１液圧動力供給装置を、独立装置として実装することが考えられる。しかしながら、それ自体は、いずれにしても提供される航空機の液圧主動力源に、第１液圧動力供給装置を接続することを示唆する。
このようにして、制御装置によって制御される複数の異なるトリムアクチュエータは、航空機の非常に高性能の主動力源を使用して印加される流体動力を有してもよい。

対照的に、第２動力供給装置は、航空機の主動力源から完全に独立した液圧装置であり、例えば、独立した液圧流体容器と、独立した電気的に作動可能な液圧ポンプとを有する。
第２液圧動力供給装置のこの完全に自律的な実装を通して、故障確率を著しく低減することができる。なぜなら、このことは航空機の主動力源の故障確率とはもはや関係がないからである。

第２動力供給装置を使用する少なくとも１つのリニアクチュエータへの動力供給のために、完全に独立した電力線を敷設しなくともよいように、第２動力供給装置は、故障動作時にこのように流体動力を第１動力供給装置に印加するように、第１動力供給装置に接続してもよい。
このようにして、更なる負荷を取り除くことができ、このことは航空宇宙工学の分野において常に主張される原理である。

第１動力源が故障した場合には、第２動力源を介して、少なくとも１つのリニアクチュエータの動力供給が維持されるという点で、上記のトリムアクチュエータ作動システムを使用して第１セキュリティ段階を達成してもよい。
第２動力供給装置も故障した場合に備えるために、ピストン形シリンダ装置の形での少なくとも１つのリニアクチュエータが、ロック機構を備えるという点で、第２セキュリティ段階を実現してもよい。このことは、第１および第２動力供給装置が故障した場合に、故障前に設定された最後の位置におけるシリンダにピストンロッドを固定するようにして実現する。

このロック機構は、複数の第１フォームフィット部材を備えるように、第１の実施形態に従って建設的に実装されてもよく、第１フォームフィット部材は、外周面上に、互いに特定の間隔を置いて、シリンダの長手方向に位置させる。
さらにまた、ロック機構は、少なくとも１つの第２フォームフィット部材を備え、第２フォームフィット部材は、リニアクチュエータの作動時にピストンロッドと共同して移動し、同時にシリンダのセクションを通過する。
第２フォームフィット部材がピストンロッドと共同して移動することは、少なくとも間接的にフォームフィット部材をピストンロッドに連結することによって達成してもよい。
シリンダにピストンロッドを固定するために、少なくとも１つの第２フォームフィット部材は、シリンダの長手方向に離散位置において、複数の第１フォームフィット部材のうちの１つと嵌合して係合するように実装する。
すでに言及したように、第２フォームフィット部材は、少なくとも間接的にピストンロッドに連結するので、このようにして嵌合状態に達成することによって、更なる作動を防止する。その結果、リニアクチュエータへの動力供給が故障した場合、リニアクチュエータの最後の設定位置を、本発明の例示的実施形態によるロック機構を使用して維持してもよい。

ロック機構のこの第１の実装に代わるものとして、その関係を逆転することも可能である。
この場合、代替の第２の実施形態に従って、ロック機構は、少なくとも１つの第１フォームフィット部材を備え、第１フォームフィット部材は、ピストンロッドの出口領域においてシリンダの外周面上に位置する。
さらにまた、ロック機構は、複数の第２フォームフィット部材を備え、第２フォームフィット部材は、リニアクチュエータの作動時にピストンロッドと共同で動き、同時に第１フォームフィット部材を通過する。
第２フォームフィット手段をピストンロッドと共同して移動することは、少なくとも間接的に第２フォームフィット部材をピストンロッドに連結することによって達成してもよい。
シリンダにピストンロッドを固定するために、少なくとも１つの第１フォームフィット部材は、複数の第２フォームフィット部材のうちの１つと嵌合して係合するように実装する。
すでに言及したように、第２フォームフィット部材は、少なくとも間接的にピストンロッドに連結されるので、このようにして嵌合状態に達成することによって、リニアクチュエータの更なる作動を防止する。その結果、リニアクチュエータへの動力源が故障した場合、リニアクチュエータの最後の設定位置を、本発明の例示的実施形態によるロック機構を使用して維持してもよい。

記載されるロック機構は、あらゆる種類のリニアクチュエータ（例えば液圧シリンダ、空気圧シリンダ、または電気的に衝突させられるピストン形シリンダ装置）について使用可能であってもよく、それらは円筒状構造を有し、異なる離散位置において確実に機械的にロックされる。
本発明の出発点は、トリム可能な水平安定板アクチュエータとして使用されるピストン形シリンダ装置を可能にする、トリム可能な水平安定板アクチュエータの実装を明記することにあるが、他の航空機アクチュエータ（例えばフラップ、スラット、またはスポイラのためのアクチュエータ）も、もちろん、このロック機構を使用して作動してもよい。

ここに提案するロック機構の開発、および冗長な動力供給装置によって、リニアクチュエータ（電気式、液圧式、または空気圧式）を応用する完全に新規な分野が切り開かれる。それによって、ピストン形シリンダ装置を、トリム可能な水平安定板アクチュエータとして使用することが可能になる。
ロック機構によって、リニアクチュエータは、動力源が故障した場合でも、その最後の設定位置を確実に維持することができ、以下に更に詳細に説明するように、そのための更なる動力をまったく必要としない。
ピストン形シリンダ装置の、摩擦によって働く公知のロックとは対照的に、本発明の例示的実施形態よるロック機構を有するリニアクチュエータは、ロック機構の対応する寸法設計によって、リニアクチュエータ自体によって印加される配置力の規模の力を確実に維持することでできる。

ロック機構は、基本的にリニアクチュエータまたはそのシリンダの外周面上に位置するので、ロック機構は、必要に応じていつでも容易に検査、保守、テスト、および修復することさえできる。
リニアクチュエータに対する２つの動力供給装置が故障した場合、ロック機構は、シリンダからピストンロッドまで力を伝達するので、第２負荷経路に相当し、動力故障の場合には、第２負荷経路を介してリニアクチュエータの負荷を安全に放散してもよい。

以下に、上記に第１の実施形態として記述した本発明によるロック機構の第１の実装の、特別な実施形態を説明する。
しかしながら、これらの特別な実施形態は、もちろん、第２の実施形態として上述した本発明によるロック機構の第２の実装と類似しつつわずかに改作したものに変えてもよい。

少なくとも１つの第２フォームフィット部材が、複数の第１フォームフィット部材のうちの１つを有する嵌合状態に達するようにするために、少なくとも１つの第２フォームフィット部材は、ロック位置またはロック解除位置をとることができるように実装される。
ロック位置において、少なくとも１つの第２フォームフィット部材は、複数の第１フォームフィット部材のうちの１つと係合する。一方、対照的に、ロック解除位置において、上述した嵌合状態は解除される。

少なくとも１つの第２フォームフィット部材を、そのロック位置へと移すにあたって、更なる動力を印加しなくともよいように、少なくとも１つの第２フォームフィット部材は、例示的実施形態に従って、常にロック解除位置からロック位置へと移動させようとする復原力を生み出すように実装してもよい。
少なくとも１つの第２ロック部材が、任意の時間においてロック位置をとらないように、この復原力を打ち消すことを可能にするために、本発明の例示的実施形態によるロック機構は、ロック解除アクチュエータをさらに備えてもよい。ロック解除アクチュエータは、少なくとも１つの第２フォームフィット部材が、解錠アクチュエータの起動によって、復原力に対してロック解除位置に保たれるように、実装および位置する。

すでに上述したように、リニアクチュエータに対する２つの動力供給装置が故障した場合、ロック機構を作動させるために追加のエネルギーを必要としない。
このことが可能になるのは、ロック解除アクチュエータの起動が、リニアクチュエータを作動させるものに接続される動力供給装置を介して生じるという点であり、その結果、リニアクチュエータの２つの動力供給装置が故障した場合の復原力によって、少なくとも１つの第２フォームフィット部材のうちの１つがロック位置に動かされる。
従って、例えば、液圧で作動するリニアクチュエータの場合、同じく液圧で作動するロック解除アクチュエータを提供してもよく、２つのアクチュエータの衝突が以下のように互いに接続される。すなわち、リニアクチュエータの第１および第２動力供給装置が故障した場合、ロック解除アクチュエータへの動力源が故障し、その結果、動力源故障時に少なくとも１つの第２ロック部材が機械的にロック位置をとり、それによって、リニアクチュエータの最後の設定位置がロックされる。

複数の第１フォームフィット部材の具体的な実施形態は、複数の溝の形で実装してもよく、例えば、溝は外周面上においてシリンダを囲む。
この目的のために、複数の溝は、シリンダの外周面上において１つの部品に一体的に組み込んでもよく、あるいは独立した管状のスリーブに位置してもよく、例えば、取り付け可能なようにシリンダの外径に合わせて内径を調整する。

すでに上述したように、少なくとも１つの第２フォームフィット部材は、ピストンロッドと共同で動くことができるように、間接的にピストンロッドに連結してもよい。
この間接的な連結は、例えば、液浸管または拡がり管（タオフロール）を介して造り出してもよく、管は、シリンダの外側に配置される端部においてピストンロッドに連結され、間隔または距離を置いて同心状にピストンロッドを囲む。
この間隔は、リニアクチュエータが作動する際にシリンダが上記間隔に突入できるように寸法を決める。
液浸管、従ってピストンロッドを、シリンダに固定できるようにするために、液浸管は、シリンダと部分的に重なり合う領域における内壁において、少なくとも１つの第２フォームフィット部材を受け入れる。
液浸管が一端において閉じた前面壁を有するという点で、液浸管とピストンロッドの自由端との連結を造り出してもよく、前面壁の上で、言及するピストンロッドの自由端を、液浸管の内部に取り付けてもよく、それによって一種のベルが組み合わせで形成される。

少なくとも１つの第２フォームフィット部材の単純な実施形態は、このフォームフィット部材がばね座金クランプとして実装されるという点で実現してもよく、その寸法は、ロック位置において、複数の溝のうちの１つと嵌合して係合するようにして決める。
あるいは、例えば、第２フォームフィット部材として複数の小型ピストン形シリンダ装置を提供することも可能であり、第２フォームフィット部材は、シリンダの外側周辺に位置し、そのピストンロッドは、動力故障の際にシリンダの溝のばね荷重によって係合する。

液浸管の中のばね座金クランプとして実装される第２フォームフィット部材を受け入れるために、環状隙間は、シリンダと部分的に重なり合う液浸管の領域に実装してもよく、シリンダは、ロック解除位置においてばね座金クランプを受け入れる。

本発明のさらなる態様によると、トリムアクチュエータ作動システムは、少なくとも１つの液圧リニアクチュエータを初めて備える。それによって、液圧ピストン形シリンダ装置として実装されるトリム可能な水平安定板アクチュエータを作動させるために、上述のようなトリムアクチュエータ作動システムを航空機において使用することが可能になる。

以下に、添付の図面を参照して本発明をより詳細に説明するが、図面は単に本発明の例示的実施形態を表す。

すべての図において、同一または対応する部品は、同一または対応する参照符号によって識別される。
図は、縮尺通りではないが、性質上のサイズ比率を示す。

以下に、まず図１の液圧回線図を参照して、本発明の例示的実施形態によるトリムアクチュエータ作動システムを説明する。
図１に示すトリムアクチュエータ作動システムは、液圧リニアクチュエータ６と、第１動力供給装置１８と、第２動力供給装置１６とを備える。第２動力供給装置１６は、独立した電動液圧流体ポンプを介して動作する。
リニアクチュエータ６は、外部ロック機構１３を有する。外部ロック機構１３は、２つの動力供給装置１６、１８が故障した場合に第２セキュリティ段階として使用するものであり、図面の説明を更に進めながらより詳細に説明する。
この段階において言及できる唯一のことは、外部の第２負荷経路が、ロック機構１３によって開かれ、それを介して動力故障の際に液圧シリンダの負荷が移されるということである。

リニアクチュエータ６は、正常動作時に第１動力供給装置１８を介して液圧の形で印加される流体動力を有し、リニアクチュエータ６のピストンロッド７はそれによって移動される。
ピストンロッド７の移動方向を逆転するために、リニアクチュエータ６に対する加圧は、四方弁／三方弁１９を介して生じる。
任意の漏れ損失を監視するために、制御装置１５は、流量調整弁２０をさらに備え、それを介して任意の漏れまたは圧力損失を測定してもよい。

第１動力供給装置１８が故障した場合に、リニアクチュエータ６に印加される圧力を維持できるように、ここに示す例示的実施形態において、第２動力供給装置１６は、線システムに接続し、線システムを介して、第１動力供給装置１８がリニアクチュエータ１６に流体動力を加える。
第１動力供給装置１８が実際に故障した場合、この故障は制御装置１５によって登録され、制御装置１５は第２動力供給装置１６を直ちに起動させ、それによって、リニアクチュエータ６に対する流体動力の更なる印加を確保できる。

２つの動力供給装置１６、１８が互いに影響しないようにするために、それらは逆止弁１７を介して液圧的に互いに切り離される。

第２動力供給装置１６も故障した場合、ロック機構１３が作動し、その結果、リニアクチュエータ６の最後の設定位置は、第２負荷経路１４を介して維持される。
ここで、図２〜図４を参照して、このロック機構を説明する。

ロック機構は、リニアクチュエータ６のピストンロッド７をシリンダ８に固定可能にするために使用する。
液圧ピストン形シリンダ装置６の形での、この種類のリニアクチュエータ６は、図３ａにおいてよく認識できる。
この目的のために、液圧ピストン形シリンダ装置６は、シリンダ８とピストンロッド７とから基本的に成り、ピストンロッド７は、シリンダ８の長手方向に沿って移動可能に取り付けられる。

シリンダの空洞の圧力衝突によって、ピストンロッド７は、シリンダ８の長手方向において、公知の方法で移動する。
図３ａ、特に図３ｂからわかるように、管状スリーブ１は、複数の溝９を有する外周面上において提供され、複数の溝９は、シリンダ８の長手方向にわたって互いに離れて位置し、管状スリーブ１は、例えば、クランプを介してシリンダ８の外周面上に取り付けられる。
溝９は、ここに示す例においては、独立した管状スリーブ１に提供されるが、もちろん、溝９をシリンダ８の外周面上に直接に組み込むことも可能である。

図３ｂも示すように、ピストンロッド７は、いわゆる液浸管２によって同心状に囲まれ、液浸管２は、ピストンロッド７の自由端に連結される。
液浸管２は、間隔を置いてピストンロッド７を囲むので、ピストン形シリンダ装置６が作動する際に、シリンダ８をこの間隔に突入（挿入）できる。

ピストンロッド７は、一方で液浸管２を閉じる前面壁を介して液浸管２に連結され、その延長には、ピストン形シリンダ装置６を連結するアイまたはラグが実装される。

少なくとも１つの第２ロック部材の形での、作動中のロック装置１３は、前面壁によって閉じた液浸管２の端部に位置する。
図２および図４において最もよく分かるように、ここに示す例示的実施形態において、少なくとも１つの第２フォームフィット部材４は、ばね座金クランプ４として実装され、ばね座金クランプ４は、環状隙間１０によってロック解除位置において受け入れられ、環状隙間１０は、液浸管２の開放端部に実装される。
この環状隙間１０は、アンカープレートまたは止めローゼットを用いて形成してもよく、例えばそれらは液浸管２の端部の拡張部分にネジで止めてもよい。
ばね座金クランプ４の内径は、緩んだ状態、すなわちロック位置において、管状スリーブ１の溝９の内径に基本的に対応するように調整される。

しかしながら、本発明によるロック機構を使用してピストン形シリンダ装置が連続的にロックされないように、小さいロック解除アクチュエータ５が、ばね座金クランプ４の開放端部に提供される。アクチュエータ５は、ピストン形シリンダ装置６自体を作動させる動力源に連結する。
好ましくは、これは第２動力供給装置１６でもよい。
ロック解除アクチュエータ５を作動させることによって、ばね座金クランプ４は、ロック解除位置に保たれ、ロック解除位置において環状隙間１０によって受け入れられるので、常にロック位置へと動かそうとする復原力に対して、ピストン形シリンダ装置６に自由な作動が提供される。

ピストン形シリンダ装置６に対する第１および第２動力供給装置が両方とも故障した場合、ロック解除アクチュエータ５への動力供給が、ピストン形シリンダ装置６に対する第２動力供給装置１６と連結しているので、ロック解除アクチュエータは、ばね座金クランプ４によって印加される復原力を補うことがもはや可能ではなくなり、その結果、ばね座金クランプ４は、ロック解除位置からロック位置へと動くので、管状スリーブ１の溝９の１つと係合（嵌合）し、それによってピストンロッド７はシリンダ８に固定される。
ピストン形シリンダ装置６の２つのアイ１２の間にこのようにして作り出されるフォームフィット連結は、ピストン形シリンダ装置６を確実にロックし、第２セキュリティ段階としての第２負荷経路を表す。

なお、「備える」または「含む」は、他の部材またはステップを除外せず、「１つの」は、複数を除外しない。
さらにまた、上記の例示的実施形態の１つを参照して説明した特徴またはステップは、上記の他の例示的実施形態の他の特徴またはステップと組み合わせて使用してよい。
特許請求の範囲における参照符号は、限定として見るべきではない。

本発明の例示的実施形態によるトリムアクチュエータ作動システムを説明する液圧回線図である。 リニアクチュエータのロック機構の分解図である。 ロック機構を備えるピストン形シリンダ装置を示す縦断面である。 図３ａの詳細Ａを示す拡大図である。 本発明の例示的実施形態によるロック機構を図３ａの線ＢＢに沿って示す断面図である。

符号の説明

１ 管状スリーブ
２ 液浸管
３ アンカープレート
４ ばね座金クランプ
５ ロック解除アクチュエータ
６ リニアクチュエータ
７ ピストンロッド
８ シリンダ
９ 溝
１０ 環状隙間
１１ 前面壁
１２ アイ
１３ ロック機構
１４ 第２負荷経路
１５ 制御装置
１６ 第２動力供給装置
１７ 逆止弁
１８ 動力供給装置
１９ 四方弁／三方弁
２０ 流量調整弁

Claims (28)

1. 液圧で作動可能で且つトリム可能な航空機の水平安定板アクチュエータ用のトリムアクチュエータ動作システムであって、
   少なくとも１つの液圧リニアクチュエータ（６）と、
   第１液圧動力供給装置（１８）と、
   独立した第２液圧動力供給装置（１６）と、を備え、
   前記少なくとも１つの液圧リニアクチュエータ（６）は、前記第１液圧動力供給装置（１８）に接続され、
   前記第１液圧動力供給装置（１８）は、正常動作時に、流体動力を前記液圧リニアクチュエータ（６）に作用させ、
   前記第１液圧動力供給装置（１８）が少なくとも部分的に故障して、故障動作をした場合に、前記少なくとも１つの液圧リニアクチュエータ（６）は、前記第２液圧動力供給装置（１６）によって流体動力を作用され、
   前記液圧リニアクチュエータ（６）は、ピストンロッド（７）とシリンダ（８）とを有するピストンシリンダユニットとして実装され、
   前記液圧リニアクチュエータ（６）は、機械的ロック機構（１３）を備え、
   前記機械的ロック機構（１３）は、前記第１液圧動力供給装置（１８）および前記第２液圧動力供給装置（１６）が故障した場合に、その故障の前における最後の位置の前記シリンダ（８）に前記ピストンロッド（７）を固定するように構成される、
   ことを特徴とするトリムアクチュエータ動作システム。
2. 前記第１液圧動力供給装置（１８）と前記第２液圧動力供給装置（１６）とが接続される制御ユニット（１５）を備え、
   前記制御ユニット（１５）は、正常運転時に、前記第１液圧動力供給装置（１８）から、前記少なくとも１つの液圧リニアクチュエータ（６）に流体動力を供給し、
   前記制御ユニット（１５）は、故障動作時に、前記第２液圧動力供給装置（１６）から、前記少なくとも１つの第２液圧リニアクチュエータ（６）に流体動力を供給する、ことを特徴とする請求項１に記載のトリムアクチュエータ動作システム。
3. 前記第１液圧動力供給装置（１８）は、前記航空機の液圧の主動力源に接続される、ことを特徴とする請求項２に記載のトリムアクチュエータ動作システム。
4. 前記第２液圧動力供給装置（１６）は、前記航空機の主動力源から独立しており、独立した液圧流体容器と独立した液圧ポンプとを有する、ことを特徴とする請求項２に記載のトリムアクチュエータ動作システム。
5. 前記第２液圧動力供給装置（１６）は、故障動作時に、流体動力を前記液圧リニアクチュエータ（６）に供給するために、流体動力を前記第１液圧動力供給装置（１８）に印加させる、ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１つに記載のトリムアクチュエータ動作システム。
6. 前記機械的ロック機構（１３）は、複数の第１フォームフィット部材（９）と、少なくとも１つの第２フォームフィット部材（４）と、を備え、
   前記複数の第１フォームフィット部材（９）は、前記シリンダ（８）の長手方向に互いに特定の間隔を置いて外周面上に位置し、
   前記少なくとも１つの第２フォームフィット部材（４）は、前記液圧リニアクチュエータ（６）の作動時に前記ピストンロッド（７）と一体的に移動して、同時に前記シリンダ（８）の断面を通過し、
   前記少なくとも１つの第２フォームフィット部材は、前記シリンダ（８）の長手方向に離間した位置において、前記複数の第１フォームフィット部材（９）のうちの１つと嵌合して係合し、これにより、前記ピストンロッド（７）は前記シリンダ（８）に固定される、ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１つに記載のトリムアクチュエータ動作システム。
7. 前記少なくとも１つの第２フォームフィット部材（４）は、択一的に、嵌合状態を形成するように前記複数の第１フォームフィット部材（９）のうちの１つに係合するロック位置、または、嵌合状態が解除されるロック解除位置、を採ることが可能なように構成される、ことを特徴とする請求項６に記載のトリムアクチュエータ動作システム。
8. 前記少なくとも１つの第２フォームフィット部材（４）は、前記ロック解除位置から前記ロック位置に移動する復元力を発生させる、ことを特徴とする請求項７に記載のトリムアクチュエータ動作システム。
9. 前記機械的ロック機構は、解錠アクチュエータ（５）を備え、解錠アクチュエータ（５）の起動により、前記少なくとも１つの第１フォームフィット部材（４）は、前記復元力に抗して前記ロック解除位置を保持する、ことを特徴とする請求項８に記載のトリムアクチュエータ動作システム。
10. 前記解錠アクチュエータ（５）は、前記液圧リニアクチュエータ（６）を作動するように接続される動力供給装置を介して起動され、
    前記液圧リニアクチュエータ（６）の前記動力供給装置が故障した場合に、前記復元力が生じて、前記少なくとも１つの第２フォームフィット部材（４）は前記ロック位置へ移動する、ことを特徴とする請求項９に記載のトリムアクチュエータ動作システム。
11. 前記複数の第１フォームフィット部材（９）は、前記シリンダ（８）の外周面上を囲む複数の溝（９）によって形成される、ことを特徴とする請求項６乃至１０のいずれか１つに記載のトリムアクチュエータ動作システム。
12. 前記複数の溝（９）は、前記シリンダ（８）の前記外周面上の一部分に一体的に形成される、ことを特徴とする請求項１１に記載のトリムアクチュエータ動作システム。
13. 前記複数の溝（９）は、独立した管状スリーブ（１）に一体的に形成され、前記管状スリーブ（１）が前記シリンダ（８）に取り付け可能なように、前記管状スリーブ（１）の内径は、前記シリンダ（８）の外径に合わせて調整される、ことを特徴とする請求項１１に記載のトリムアクチュエータ動作システム。
14. 前記機械的ロック機構（１３）は、前記ピストンロッド（７）の端部に連結され且つ前記シリンダ（８）の外側に配置される液浸管（２）をさらに備え、
    前記液浸管（２）は、前記液圧リニアクチュエータ（６）の作動に必要な間隔を置いて、同心状に前記ピストンロッド（７）を囲み、
    前記シリンダ（８）は、前記間隔に進入し、
    前記液浸管（２）は、前記シリンダ（８）と部分的に重なり合う領域における前記液浸管（２）の内壁に、前記少なくとも１つの第２フォームフィット部材を受け入れる、ことを特徴とする請求項６乃至１３のいずれか１つに記載のトリムアクチュエータ動作システム。
15. 前記液浸管（２）は、一端で閉じた前面壁（１１）を有し、前記ピストンロッド（７）は、前記前面壁（１１）を介して前記液浸管（２）に少なくとも間接的に連結される、ことを特徴とする請求項１４に記載のトリムアクチュエータ動作システム。
16. 前記少なくとも１つの第２フォームフィット部材（４）は、ロック位置において複数の溝（９）の１つと嵌合して係合するばね座金クランプ（４）として実装される、ことを特徴とする請求項１１または１５に記載のトリムアクチュエータ動作システム。
17. 前記液浸管（２）は、前記シリンダと部分的に重なり合う領域において、環状ギャップ（１０）を形成し、
    前記ばね座金クランプ（４）は、前記環状ギャップに受け入れられる、ことを特徴とする請求項１６に記載のトリムアクチュエータ動作システム。
18. 前記機械的ロック機構は、少なくとも１つの第１フォームフィット部材と、複数の第２フォームフィット部材と、を備え、
    前記少なくとも１つの第１フォームフィット部材は、前記シリンダ上の前記ピストンロッドの出口領域の外周面上に位置し、
    前記複数の第２フォームフィット部材は、前記液圧リニアクチュエータの作動時に、前記第１フォームフィット部材を通過して前記ピストンロッドと一体的に移動し、
    前記少なくとも１つの第１フォームフィット部材は、前記ピストンロッドの長手方向に離間した位置において、前記複数の第２フォームフィット部材のうちの１つと嵌合して係合可能であり、これにより、前記ピストンロッドは前記シリンダに固定されることを特徴とする請求項１乃至１７のいずれか１つに記載のトリムアクチュエータ動作システム。
19. 前記少なくとも１つの第１フォームフィット部材は、択一的に、嵌合状態に前記複数の第２フォームフィット部材のうちの１つに係合するロック位置、または、嵌合状態が解除されるロック解除位置、を採ることが可能なように構成される、ことを特徴とする請求項１８に記載のトリムアクチュエータ動作システム。
20. 前記少なくとも１つの第１フォームフィット部材は、前記ロック解除位置から前記ロック位置に移動する復元力を発生させる、ことを特徴とする請求項１９に記載のトリムアクチュエータ動作システム。
21. 前記機械的ロック機構は、解錠アクチュエータを備え、前記解錠アクチュエータの起動により、前記少なくとも１つの第１フォームフィット部材は、前記復元力に抗してロック解除位置を保持する、ことを特徴とする請求項２０に記載のトリムアクチュエータ動作システム。
22. 前記解錠アクチュエータは、前記液圧リニアクチュエータを作動するために接続される動力供給装置を介して起動され、
    前記液圧リニアクチュエータの前記動力供給装置が故障した場合に、前記復元力が生じて、前記少なくとも１つの第２フォームフィット部材は、前記ロック位置へ移動する、ことを特徴とする請求項２１に記載のトリムアクチュエータ動作システム。
23. 前記機械的ロック機構は、液浸管を備え、
    前記液浸管は、前記シリンダの外側の一端で前記ピストンロッドに連結され、前記液圧リニアクチュエータの作動に必要な間隔を置いて、同心状に前記ピストンロッドを囲み、
    前記シリンダは、前記間隔に進入する、ことを特徴とする請求項１８乃至２２のいずれか１つに記載のトリムアクチュエータ動作システム。
24. 前記複数の第２フォームフィット部材は、前記液浸管の内周面に一体的な複数の溝によって形成される、ことを特徴とする請求項１８乃至２３のいずれか１つに記載のトリムアクチュエータ動作システム。
25. 前記液浸管は、一端で閉じた前面壁を有し、
    前記ピストンロッドは、前記前面壁を介して前記液浸管に少なくとも間接的に連結される、ことを特徴とする請求項２３または２４に記載のトリムアクチュエータ動作システム。
26. 前記少なくとも１つの第１フォームフィット部材は、前記ロック位置において複数の溝の１つと嵌合して係合するばね座金クランプとして実装される、請求項２４または２５に記載のトリムアクチュエータ動作システム。
27. 前記シリンダは、前記液浸管と部分的に重なり合う領域において、前記ばね座金クランプを受け入れる環状ギャップを形成する、ことを特徴とする請求項２３乃至２６のいずれか１つに記載のトリムアクチュエータ動作システム。
28. 航空機において、少なくとも１つのＴＨＳＡを作動させるために、ハイドロリックピストンシリンダユニットとして実装される、ことを特徴とする請求項１乃至２７のいずれか１つに記載のトリムアクチュエータ動作システムの使用。

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