JP4098101B2

JP4098101B2 - 同期された油圧アクチュエータを備えるアクチュエータ組立体

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Publication number: JP4098101B2
Application number: JP2003013125A
Authority: JP
Inventors: ジヤン−マリー・ブロカール; ダニエル・ケトウレ; アラン・ラビー; マリオン・ミシヨ
Original assignee: イスパノ・シユイザ
Priority date: 2002-01-24
Filing date: 2003-01-22
Publication date: 2008-06-11
Anticipated expiration: 2023-01-22
Also published as: FR2835021B1; DE60300421D1; ES2237737T3; US20030136129A1; EP1331404B1; JP2003269408A; DE60300421T2; US6837054B2; RU2311553C2; EP1331404A1; FR2835021A1; UA81742C2

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、同期式油圧アクチュエータに関し、ターボジェットの可変排気断面ノズルの移動フラップを同時に駆動することに具体的な応用例を有する。しかし、本発明は、他の応用例に、例えば、ガスタービン圧縮機用のステータの可変角度ブレードを制御するための制御リングを駆動するために使用可能である。
【０００２】
【従来の技術】
可変断面ノズルの知られている１つの実施形態では、これらの移動フラップを、制御を受けるフラップ（このフラップには従動フラップが伴う）に対して作用する１組の複数の油圧アクチュエータによって駆動する。これらの制御を受けるフラップを、アクチュエータのロッドにまたはこれらのアクチュエータが作用する共通制御リングに枢着したリンクによって駆動する。機械的な手段によって、同期していない従動フラップとは独立に、制御を受けるフラップを確実に同期させる。このように確実に自己同期しているように機械的に設計したノズルには、コストおよび大きさの点でかつ高温時に擦れ合いを起こす部品が存在するために欠点が生じる。
【０００３】
別の解決策は、フラップ間の摩擦またはジャミングさえも回避するために、１組の複数のフラップを同期するように制御することからなり、この解決策では、より大きなアクチュエータの力が必要であり、かつフラップの寿命に影響する損傷に繋がるおそれがあり、同期機能はアクチュエータが全てを担う。
【０００４】
都合の悪いことに、どうしても特性がばらつくので、これらのアクチュエータを共通の作動油マニホルドから制御するときでさえ、実際にアクチュエータロッドの同時変位を実現するのは不可能なことが知られている。
【０００５】
この問題を解決するために、フランス特許文書ＦＲ９６／１４５６５号に提案がなされているが、それは、アクチュエータのピストン間の機械的な連結を、歯車と噛み合う歯付きリングを使用して実現するものであり、それぞれの歯車は、ピストンの並進運動を歯車の回転運動に変換するスクリューナットシステムによってアクチュエータのピストンに結合してある。
【０００６】
実際に、このような同期装置は、確実にアクチュエータのピストンを同時に変位させることができるが、この装置には、ピストン間の変位差を克服するのに必要な力を伝達できる歯付きリングが必要であり、したがって相対的に重量がありかつ大型のリングが必要である。
【０００７】
【特許文献１】
仏国特許出願公開第９６／１４５６５号
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の一目的は、このような欠点をもたらすことのない、同期された油圧アクチュエータを備えるアクチュエータ組立体を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
この目的の実現は、
油圧制御回路と、
シリンダとこのシリンダ内部の、油圧回路に接続する２つの小室を画定するピストンとを有する主アクチュエータと、
シリンダとこのシリンダ中の２つの小室を画定するピストンを有する少なくとも１つの従属アクチュエータであって、それらの小室の少なくとも第１の小室が、方向制御弁の出口に接続され、その制御弁が、油圧回路と、制御部材であって、その位置がこの従属アクチュエータの第１小室内の圧力を決定する制御部材とに接続されている少なくとも１つの従属アクチュエータと、
従属アクチュエータに設けた制御弁の制御部材の位置を制御することによって、主アクチュエータのピストンの変位に合わせて従属アクチュエータのピストンの変位をサーボ制御される様態で、主アクチュエータのピストンのその変位を、従属アクチュエータに設けた制御弁の制御部材に伝達するための機械式伝達装置とを備える組立体によってなされる。
【００１０】
したがって、このまたは各従属アクチュエータでは、機械的に伝達される主アクチュエータのピストンに関する基準位置が、従属アクチュエータのピストンに直接適用されないで、従属アクチュエータに設けられかつ機械的な基準信号の油圧増幅装置として作用する制御弁に適用される。このように、主アクチュエータのピストンの変位を、重量が軽い手段によって機械的に伝達することができる。
【００１１】
本アクチュエータ組立体の特徴によれば、この機械式伝達装置が、主アクチュエータのピストンの並進における変位を主歯車の回転運動に変換する装置と、主歯車の回転運動を従属歯車に伝達する装置と、従属歯車の回転運動をこのまたは各従属アクチュエータに設けた制御弁の制御ロッドの並進における変位に変換する装置とを備える。
【００１２】
有利なことに、従属歯車の回転運動を制御ロッドの並進における変位に変換する装置が、第１スクリューナットシステムによって形成されており、そのシステムではこのスクリューが制御ロッドによって担持されている。次いで、このアクチュエータ組立体は、第２スクリューナットシステムであって、ナットとして動作する従属アクチュエータのピストンの並進における変位を、この第２スクリューナットシステムのスクリューの回転運動に変換するための第２スクリューナットシステムを含むように実施されており、制御ロッドと第２スクリューナットシステムのスクリューとが、制御ロッドの回転運動とこのスクリューの回転運動とが打ち消し合う様態で嵌め合い、さらに制御ロッドに伝達される主アクチュエータのピストンの変位と従属アクチュエータのピストンの変位とが同期されている限り、制御ロッドが、並進を停止したままである。
【００１３】
回転運動を主歯車から従属歯車に伝達する装置が、例えば、これらの歯車と噛み合うラックを担持する可撓性の直線転がりベアリングによって構成されている。
【００１４】
このまたは各従属アクチュエータは、前記従属アクチュエータに設けた制御弁に接続する第１小室と、主アクチュエータの小室と接続し合う第２小室とを有することができる。
【００１５】
１つの変形形態では、このまたは各従属アクチュエータに、この従属アクチュエータの第１および第２小室に接続する２元出口制御弁を設けることができる。
【００１６】
これらのアクチュエータのピストンが、共通の制御リングに連結されるとき、このアクチュエータ組立体が１つの主アクチュエータと２つの従属アクチュエータとを有することが好ましい。少なくとも１つの追加的なアクチュエータが必要ならば、この追加的なアクチュエータは、主アクチュエータと並列に油圧回路に接続される従動アクチュエータでよく、１つの主アクチュエータと２つの従属アクチュエータの存在が、所望の同期を確保するには十分である。
【００１７】
非限定的な例として以下に行う説明を読みかつ添付の図面を参照すれば、本発明をさらに適正に理解されよう。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下の説明では、可変式ガス排出断面を有するターボジェットのノズルフラップなどのフラップを駆動するためのアクチュエータ組立体を参照する。
【００１９】
図１は、主アクチュエータ１０、２つの従属アクチュエータ２０、従動アクチュエータ３０、主アクチュエータと従属アクチュエータの間の機械式伝達装置４０、およびノズル制御用の油圧回路５０を備える本発明によるアクチュエータ組立体を示す。
【００２０】
図示の例では、アクチュエータ１０、２０および３０が制御リング６０に対して作用し、制御リング６０を移動ノズルフラップ６４に連結するリンク６２が、この制御リングに枢着してある（１つのみのリンク６２および１つのみのフラップ６４を、アクチュエータ組立体および制御リングの平面展開図である図１に示す）。
【００２１】
アクチュエータの合計数は、組立体を静的平衡状態に構成するために、３つ以上になるように選択することが好ましい。３つのアクチュエータを使用するとき、１つは主アクチュエータとして動作し、かつ他の２つは従属アクチュエータとして動作するが、これらの従属アクチュエータの変位を、主アクチュエータの変位に合わせてサーボ制御する。４つ以上のアクチュエータを備える場合は、これらのアクチュエータを望ましくない過大寸法にする必要なしでリングを変位させるのに必要な力を発生させるために、主アクチュエータおよび２つの従属アクチュエータによって望ましい同期を確実にすることができる限り、追加的な（１または複数の）アクチュエータ（単一の追加アクチュエータを図１の実施形態に示す）を、主アクチュエータと並行して油圧制御回路によって動力供給を受ける（１または複数の）従動アクチュエータとして実装することができる。
【００２２】
本発明のアクチュエータ組立体を制御リングなしで使用し、これらのアクチュエータを、それぞれのリンクによって、フラップまたは同期して動かすべき他の移動部材に直接連結できることを理解されたい。
【００２３】
図１および２にさらに詳細に示す実施形態では、主アクチュエータ１０が、シリンダ１００を備え、このシリンダは、その内部で軸方向に移動可能でありかつヒンジ１０６を介して制御リング６０に連結する一端を有するロッド１０４に固着されているピストン１０２を有する。ロッド１０４およびピストン１０２を備えるこの組立体は、シリンダ１００を密閉する漏れ止めベアリング１０１によって並進するように案内されている。シリンダ１００に連結する本体１０５と、ロッド１０４の内腔１０４ａ内に取り付けたロッド１０７とを有する直線位置センサは、このアクチュエータの行程全体にわたるロッド１０４の位置を測定する役目を果たす。この位置センサが供給する信号が、移動フラップの実際の位置を表し、かつノズル構成を制御するための制御ユニットに伝達される。シリンダ１００は、ロッド１０４が貫通して突出するその端部から遠隔のその後端を、ヒンジ１１０を介して壁部７０に装着してある。
【００２４】
ピストン１０２は、シリンダ１００の内部容積を２つの小室１１２および１１４に再分割する。後部小室１１２を、配管１２０によってノズルを制御するための油圧回路５０に接続すると共に、前部小室１１４を、配管１２２を介してこの回路５０に接続する。
【００２５】
スクリューナットシステム１３０が、ピストン１０２の直線並進運動を回転運動に変換する。このシステムでは、ナット１３２が、ピストンロッド１０４に固着してあるタブ１３４に取り付けた一端を有する円筒形ロッドの形態にある。このロッド１３２の他端には、盲軸穴１３６に対する開口部があり、この軸穴には、その長さの少なくとも一部にわたって内部ねじ山１３８が設けてある。ロッド１３２は、シリンダ１００本体に固着してある（例えば、一体成形した）本体１４２内部に形成したハウジング１４０内で滑動することができる。
【００２６】
スクリューナットシステム１３０のスクリュー１４４が、ナット１３２内部の穴１３６に噛み合うねじ山付き部分１４４ａを有する。このスクリュー１４４は、ねじ切りしていないその他端１４４ｂが本体１４２中に取り付けたベアリング１４６によって受けてある。
【００２７】
スクリュー１４４が、本体１４２外側の主歯車１５０を回転させる。この歯車１５０を、スクリュー１４４の端部に直接取り付けるか、または図２に示すように、スクリュー１４４と一緒に回転するように拘束されているが、それに対して相対的に軸方向へ自由に並進するロッド１５２の端部に装着できる。スクリュー１４４とロッド１５２の間の回転連結を、例えば、正方形のロッドによって、またはスクリュー１４４とロッド１５２の部分に形成されかつ相互に係合する相補的な形状を有する平坦部によって実現する。必ずしも正確に心合しているとは限らない２つの部分間で、ジャミング状態にならずに回転運動を伝達するものであれば、他の任意の機械的手段を使用することもできよう。ロッド１５２を、本体１４２に取り付けたキャップ中に収容したベアリング１５４によって受ける。このような配置によって、主歯車１５０の装着が容易になる。
【００２８】
この主歯車１５０は、機械式伝達装置４０（図３および４を参照）のラック部４０２と噛み合う。
【００２９】
図２の実施形態では、ピストン１０２の動きを歯車１５０に伝達するシステム１３０が、シリンダ１００の一方の側に配置してある。
【００３０】
１つの変形形態では、少なくとも１つの従動アクチュエータを使用するとき、図１に図示したように、位置センサ１０５、１０６を従動アクチュエータ内部に軸方向に装着して、主アクチュエータ１０を小型にできるように、シリンダ１００に対して相対的に軸方向にシステム１３０を収容できる余地を残すことが可能である。
【００３１】
伝達装置４０は、例えば、フランスのＩｎｔｅｒｔｅｃｈｎｉｑｕｅ社が「ＴｅｌｅｆｌｅｘＳｙｎｅｒａｖｉａ」という品名で販売しているタイプの可撓性の直線転がりベアリング４００によって有利に形成可能である。それは、２つの条片４０６と４０８の間を滑動する可撓性の金属芯４０４を備え、かつボールまたはローラ４１０、４１２をその間に介在させて、その組立体全体を静止鞘部４１４内に収容する。
【００３２】
主歯車１５０との連結部では、この鞘部４１４と条片４０６の一方を切断し、その条片４０６の切断両端部は、ボール４１０のためのハウジングを閉鎖するように折り曲げてある。ラック部４０２をこのように露出した芯４０４の一部に取り付けて（例えば、溶接して）、そのラック部が確実にこの芯と一緒に滑動するようになっている。防護ハウジング４１６が、ラック４０２、直線転がりベアリング４００の残部との接続域、および主歯車１５０を閉じ込める。このハウジング４１６は、アクチュエータ１０および鞘部４１４に取り付けてある。歯車１５０を受けるロッド１５２は、ハウジング４１６が保持するベアリング４１８を貫通する。図１と同様に図４において、この伝達装置４０を平面展開した構成で示す。
【００３３】
従属アクチュエータ２０（図１、５および６）が、ピストン２０２を有するシリンダ２００をそれぞれ備え、このピストンは、シリンダ内部で軸方向に移動可能であり、かつヒンジ２０６を介して制御リング６０に連結するロッド２０４に固着してある。シリンダ２００は、その前端がロッドベアリング２０１によって密閉されており、このベアリングは、それを漏れ止め様態で貫通するロッド２０４を有する。シリンダ２００は、ロッド２０４が貫通して突出するその端部から見て対向するその後端が、ヒンジ２１０を介して壁部７０に装着してある。
【００３４】
このピストン２０２は、シリンダ２００の内部容積を２つの小室２１２および２１４に再分割する。後部小室２１２を、配管２２０を介して回路５０に接続すると共に、前部小室２１４が方向制御弁２６０を介して供給を受けるが、この制御弁の出口は、配管２１６を介してこの小室２１４に接続している。
【００３５】
制御弁２６０は、シリンダ２６２を備え、このシリンダが、その内部で滑動可能に装着した制御ロッド２６４と、３つの小室２７０、２７２および２７４を画定するように支持肩部２６６および２６８を有する。この制御弁は、配管２７６を介して、その両端が回路５０の低圧流体出口ＢＰに接続すると共に、配管２７８を介して、その中間の小室が回路５０からの高圧流体出口ＨＰに接続し、主アクチュエータの小室１１４内に存在する圧力を反映する圧力を受け取り、その圧力が基準圧力の役目を果たす。制御ロッド２６４の軸方向位置に応じて、制御弁２６０が、アクチュエータの小室２１４を配管２７６または配管２７８と連通させる。
【００３６】
アクチュエータ２０の小室２１４はまた、頭尾接続する２つの過剰圧力放出弁２８０および２８２を介して、それ自体が回路５０に接続する配管２２２に接続する。したがって、従属アクチュエータの小室２１４内の圧力は、基準圧力の役目を果たす小室１１４内の圧力から大幅にかけ離れることはあり得ず、そうでなかったならば、ノズルが「捻れた状態」になっている危険が存在することになろう。
【００３７】
スクリューナットシステム２３０はまた、ピストン２０２の直線並進運動を回転運動に変換する。このシステムでは、ナット２３２が、ピストンロッド２０４に固着され、かつこのロッド２０４中に形成されかつその後端に対して開口している長手方向の盲穴２３４に係合している。このナット２３２は、その開口部近傍の穴２３４の長さの一部のみにわたって延在する。
【００３８】
スクリューナットシステム２３０のスクリュー２３６は、ナット２３２にねじ込まれているねじ山部分２３６ａを有し、穴２３４内に延長することができる。このスクリュー２３６は、そのねじ山を付けてない後端部２３６ｂを、シリンダ２００の本体２４２に固着したベアリング支持体２４０に装着したベアリング２３８によって受けてある。
【００３９】
主および従属アクチュエータのピストンの並進における所与の変位が、スクリュー１４４および２３６の回転において同じ変位をもたらすように、スクリューナットシステム２３０のスクリューピッチ２３２〜２３６は、スクリューナットシステム１３０のスクリューピッチ１３２〜１４４と同一でありかつ同じ方向にある。
【００４０】
スクリュー２３６は、その端部２３６ｂにねじ山付きの盲軸穴２４４を有し、その中に制御弁２６０の制御ロッド２６４のねじ山付き端部がねじ込んであり、このロッド２６４およびスクリュー２３６が、スクリューナットシステム２３０のスクリュー２３６をナットとするもう１つのスクリューナットシステムを構成する。この別のスクリューナットシステム２６４〜２３６では、スクリューピッチが、システム２３０と同じ方向にある。
【００４１】
制御ロッド２６４は、その他端をロッド２４６と一緒に回転するように拘束されているが、そのロッドに対して相対的に自由に並進運動する。制御ロッド２６４とロッド２４６の一端の間の連結を、正方形部分を介して、またはロッド２６４および２４６の相互に係合する相補形状部分として形成された平坦部を介して実現することができる。必ずしも正確に心合しているとは限らない２つの部分間でジャミング状態にならずに、回転運動の伝達が可能であれば、他の任意の機械的手段を使用することができよう。ロッド２４６が、その他端で従属歯車２５０を受ける。このロッド２４６は、本体２５２に取り付けたキャップ２５４中に収容したベアリング２４８によって受けてある。
【００４２】
この従属歯車２５０は、機械式伝達装置のラック部４２０と噛み合う。ラック部４２０を配置する方式およびそれを従属歯車２５０と連結する方式は、主歯車１５０のラック部４０４を参照して上に説明したものと同じ方式である。
【００４３】
従動アクチュエータ３０（図１）が、ピストン３０２を有するシリンダ３００を備え、このピストンは、シリンダ内で軸方向に移動可能であり、かつヒンジ３０６を介して制御リング６０に連結するロッド３０４に固着してある。このシリンダ３００は、ロッド３０４が貫通して突出する端部から遠隔のその端部を、ヒンジ（図示せず）を介して壁部７０に装着してある。
【００４４】
このピストン３０２は、シリンダ３００の内部容積を２つの小室３１２および３１４に再分割する。後部小室３１２を、配管３２０を介して回路５０に接続すると共に、前部小室３１４を、配管３２２を介して回路５０に接続する。
【００４５】
配管１２０、２２０および３２０を、回路５０の出口Ｓ_０に共通接続すると共に、配管１２２、２２２および３２２を、回路５０の別の出口Ｓ_１に共通接続する。
【００４６】
したがって、主アクチュエータ１０および従動アクチュエータ３０は、並行して作動油の供給を受ける。従属アクチュエータ２０は、アクチュエータ１０および３０の小室１１２および３１２と並行して供給を受ける小室２１２を有するが、その小室２１４は制御弁２６０によって供給を受ける。
【００４７】
図７を参照して、本アクチュエータ組立体の動作を以下に説明するが、この図は、回路５０の諸要素の幾つかと一緒に示す本組立体の（従動アクチュエータ３０を省略した）回路図である。
【００４８】
「ノズル」ポンプ５０２が、ノズルによってガス排出断面を拡大（開放）または縮小（閉鎖）する移動フラップに対して作用するために、アクチュエータ駆動用の高圧ＨＰを生成する。この場合、高圧力水準を送出するために特別なポンプ５０２の使用を実施するが、それは必要な高圧の水準が、ターボジェット用の一般的な油圧回路の高圧ポンプ５０４によって供給する高圧ｈｐよりも大幅に高いからである。
【００４９】
入口５１２で圧力ＨＰを受け取るサーボ弁５００によって、出口Ｓ_０またはＳ_１に圧力ＨＰを印加する。サーボ弁５００の出口５１４および５１６は、出口Ｓ_０およびＳ_１にそれぞれ接続している。段弁５００ａおよび５００ｂを備える２段サーボ弁を使用することができる。第１段弁５００ａの制御下で、第２段弁５００ｂによって圧力ＨＰを切り換える。この第１段弁５００ａは、一般的な油圧回路の低圧ポンプ５２２が供給する低圧ＢＰと共に、回路５０から圧力ｈｐを受け取る入口５１８および５２０を有する。この第１段弁を、信号Ｓ、例えば、油圧制御弁を制御する電気信号によって制御する。
【００５０】
回路５０から送出されてくる圧力ＨＰおよびＢＰは、配管２７６および２７８によって、従属アクチュエータの制御弁に印加される。
【００５１】
信号Ｓの制御下で圧力ＨＰを出口Ｓ_０に伝達することによって、例えば、ノズルを開放し、次いで出口Ｓ_１を圧力ＢＰに接続する。アクチュエータ１０、２０および３０の小室１１２、２１２および３１２に、並行して高圧ＨＰを印加すると共に、小室１１４、２１４および３１４を圧力ＢＰに接続する。次いでサーボ弁５００によって（小室１１２および１１４、２１２、３１２および３１４対して）および制御弁２６０によって（小室２１４に対して）、ノズルによって伝達された力の関数として、圧力ＨＰおよびＢＰを調整する。主アクチュエータと従属アクチュエータの間の位置差、すなわち、調整誤差によって、小室１１４、２１４に印加する低圧または高圧ＨＰまたはＢＰを調整する。
【００５２】
スクリューナットシステム１３０、主歯車１５０、直線転がりベアリング４００、および従属アクチュエータ２０のそれぞれの従属歯車２５０を介して、主アクチュエータのロッド１０４の変位を伝達する。
【００５３】
従属歯車２５０の回転は、ロッド２４６を介して制御弁２６０の制御ロッド２６４に伝達される。このロッド２６４は、スクリュー２３６の軸穴２４４内のねじ山と一体になってスクリューナットシステムを形成し、低圧ＢＰをアクチュエータの小室２１４に伝達するために、並進してロッド２６４の回転をその制御ロッドの直線変位に変換する。
【００５４】
アクチュエータ２０のピストン２０２が移動するとき、その並進運動がスクリュー２３６の回転運動に変換される。
【００５５】
ピストン１０２および２０２の前に同期欠如があれば、制御ロッド２６４の軸方向への変位を引き起こし、次いでその変位が、この同期欠如を直ちに打ち消すように、小室２１４内に印加されている圧力を調整する。
【００５６】
配管２７６および２７８内の圧力水準を考慮すれば、制御弁２６０の肩部２６８が配管２１６によって送出される圧力に対して作用する方向は、サーボコントロールフィードバックが適正な方向に作用するように、スクリューピッチ２４４および２３６の方向と協働するように選択される。
【００５７】
ピストン１０２および２０２の変位が同期されるとき、フィードバックスクリューを形成するスクリュー２３６の回転が、ロッド２６４の回転を打ち消し、次いでこのロッドが、平衡状態では並進を停止したままになるように、ロッド２６４と穴２４４のねじ山との間のスクリューピッチが、スクリュー２３６とナット２３２のねじ山との間に存在するピッチを基準にして選択されている。
【００５８】
ねじ山２４４のこのようなピッチを次のように決定することができる。
【００５９】
従属アクチュエータと主アクチュエータの間の位置誤差が既定最大値に達するとき、制御弁２６０の最大の油圧利得が得られる必要があるが、この最大値は、特に、ノズルがジャミング状態にならずにかつその構成要素部品を恒久的に変形させずに「歪み」に対応する、そのノズルの機械的な許容力の関数であり、かつ航空機の軸外し推力に対応する能力に依存する。
【００６０】
スクリューナットシステム１３０および２３０のピッチに、これらのピッチが変換する並進運動と回転運動の間の可逆性に対する必要性を求める場合は、制御弁２６０の最大利得値（例えば、約１ミリメートル（ｍｍ）に等しい、ロッド２６４の最大行程で表すことができる）に基づいて、かつアクチュエータ間の同期欠如に対応可能な範囲（ピストン行程のパーセンテージ、例えば、約２％で表すことができる）に基づいて、ねじ山２４４のピッチを決定することができる。
【００６１】
さらに、機械式伝達装置４０における弛みまたは曲がりの影響を低減するために、ラック４０２には相対的に長い行程、例えば、数センチメートル（ｃｍ）を選択するべきである。この行程が、歯車１５０および２５０の直径を決定するのに役立つ。
【００６２】
信号Ｓの制御下で、高圧ＨＰを出口Ｓ_１に伝達することによって、ノズルを閉鎖させると共に、出口Ｓ_０を低圧ＢＰに接続する。
【００６３】
次いで、アクチュエータ１０および２０のピストンの変位が、上記の様態と同様に同期される。
【００６４】
図７では、矢印が、主アクチュエータのピストン１０４の引き込みによる部品および流体の変位を示すが、スクリューピッチはすべて「右回り」である。
【００６５】
このようにして、本発明によるアクチュエータ組立体は、主アクチュエータの変位を伝達する機械式伝達装置自体が高水準の力に曝されない点が注目に値する。この伝達装置が、主アクチュエータの変位を制御弁の制御部材に伝達し、次いでこの制御弁が油圧増幅装置として動作する。従属歯車は、従属アクチュエータのピストンに固着したナットに直接係合していない、制御弁の制御ロッドと回転結合されている。
【００６６】
したがって、この機械式伝達装置は、アクチュエータのピストンに機械的に係合する歯付きリングを使用する装置に比べて大幅に軽量化が可能である。
【００６７】
さらに、この装置は、制御弁によって従属アクチュエータの小室の１室のみにおける圧力を制御するだけで十分である。主アクチュエータが制御するそれぞれの制御弁によって、従属アクチュエータの両方の小室における圧力を制御するシステムを考案することが可能であるが、そのようにする必要はない。
【００６８】
可撓性の直線転がりベアリングを使用することは、軽量であり、誤差または熱膨張効果もまったくなく、効果的な機械的同期が可能であり、かつその寿命が長いので有利である。しかし、リング形のラックまたはウォームスクリュー付きの可撓性シャフトなど、歯車と噛み合う他の機械式伝達装置も使用可能であり、さらに同期させるために必要な力が低水準のために、これらの寸法を小さくすることができる。
【００６９】
上記では、可変断面ノズルの移動フラップの制御に応用する本発明によるアクチュエータ組立体の１つの例を説明している。
【００７０】
既に述べたように、本発明が、この応用例に限定されることはなく、フラップ以外の移動部材を同期させて駆動することが必要な場合に、これらの部材を駆動する油圧アクチュエータの制御用に本発明を使用することが可能であり、あるいは実際に、操縦可能な、すなわち「ベクトル」ノズルのフラップを制御することもできる。
【００７１】
その場合、機械的に同期しかつ２つのオフセット装置を設けた少なくとも３つのアクチュエータによって、操縦可能なノズルのフラップを制御するが、これらのオフセット装置は、それ自体電気的にサーボ制御され、かつ２つの対応するアクチュエータの基準位置に対して作用し、これらのアクチュエータを、第３のアクチュエータの基準位置に対して相対的にオフセットさせ、それによってノズルの操縦を可能にする。
【００７２】
１つの実施形態を図８に図式的に示す。図８と他の図１から７の間で共通な要素に同じ参照符号を付ける。
【００７３】
図８のアクチュエータ組立体は、主アクチュエータ１０および２つの従属アクチュエータ２０を備え、この主アクチュエータと従属アクチュエータの間に機械式伝達装置４０を有する。アクチュエータ１０、２０および伝達装置４０は、上で説明した通りである。
【００７４】
オフセット装置７０が、伝達装置４０と各従属アクチュエータ２０の間に介在する。これらのオフセット装置の１つ７０のみを図８に詳細に示す。
【００７５】
このオフセット装置７０は、対応する従属アクチュエータの制御弁２６０のロッド２６４と同じ軸を有する歯付きリング７０２を備える。リング７０２は、その外周上で伝達装置４０のラック４２０と噛み合う。
【００７６】
リング７０２は、その内周上で、リング７０２と、制御弁２６０のロッド２６４と同じ軸を有する太陽歯車７０８の歯付きハブ７０６との間に介在する遊星歯車７０４と噛み合う。
【００７７】
この歯車７０４は、アーム７１２を介してロッド２４６に連結しかつそれと協働してクランクを形成するロッド７１０上を回転するように装着されており、ロッド７１０の軸は、ロッド２４６の軸に平行であるが、それから半径方向に偏心している。したがって、図６および７の実施形態とは異なり、ロッド２４６は、単一の従属歯車２５０を介さずに、歯車７０４およびリング７０２を介してラック４２０に係合する。
【００７８】
歯車７０８は、ステップモータ７１６の出口軸７１４に結合されている。ベクトル制御コンピュータ８０は、歯車７０８および歯車７０４を回転させることによって、ロッド２４６とラック４２０の間の角度オフセットを付与するようにモータ７１６に制御信号を供給する。この角度オフセットを、操縦装置によって与えられるノズル操縦基準値の関数として決定する。図示の例における、入口からモータ７１６までの非常に大きなステップダウン比によって、追加的なステップダウン伝動装置なしで、通常のステップモータが使用可能になることを理解されたい。
【００７９】
フラップの位置に関する情報を主アクチュエータ１０から受け取り、かつ主および従属アクチュエータを使用して同時にフラップに対して作用することによって、所望の排気断面を得るのに必要な制御信号を油圧回路５０に供給するコンピュータ９０によって実施されているように、排気断面に適用されている制御装置にベクトル制御器を重畳する。
【００８０】
操縦および動力に関する設定点に応じてエンジン性能を最適にするために、対話接続８２をコンピュータ８０と９０の間に設ける。
【００８１】
その場合、本発明による同期装置を使用することによって２つの重要な利点が提供される、すなわち、
従属アクチュエータにおいて油圧増幅されるので、位置をオフセットするための電気的サーボ制御装置が従属アクチュエータに設けられており、したがってこの装置自体が、低水準の動力を送出することができること、および
ノズル制御システムにおいて電気的な故障が発生すると、この組立体は、機械的に同期されるアクチュエータ構成に戻り、それによってフェールセーフ位置（ノズルが角度をもってロックされない）を構成することである。
【図面の簡単な説明】
【図１】可変断面ノズルのフラップを駆動する、本発明によるアクチュエータ組立体の一実施形態を示す展開図である。
【図２】本発明によるアクチュエータ組立体のための主アクチュエータの一実施形態を示す部分断面図である。
【図３】図２の細部を示す拡大図である。
【図４】図３の面ＩＶ−ＩＶにおける断面を示す部分図である。
【図５】図１の組立体の従属アクチュエータを示す部分断面図である。
【図６】図５の一部を拡大して示す部分断面図である。
【図７】図１の組立体の動作原理を示す図である。
【図８】ベクトルノズルのフラップのための、本発明によるアクチュエータ組立体の一実施形態を示す図である。
【符号の説明】
１０主アクチュエータ
２０従属アクチュエータ
３０従動アクチュエータ
４０機械式伝達装置
５０油圧制御回路
６０制御リング
６２フラップに連結するリンク
６４移動ノズルフラップ
７０オフセット装置
８０、９０コンピュータ
８２対話接続
１００主アクチュエータのシリンダ
１０２主アクチュエータのピストン
１０４主アクチュエータのロッド
１０５直線位置センサ本体
１０６、１１０、２０６、２１０、３０６ヒンジ
１０７直線位置センサ
１１２、１１４主アクチュエータの小室
１２０、１２２、２１６、２２０、２２２、２７６、２７８、３２０、３２２配管
１３０スクリューナットシステム
１３２、２３２ナット
１４２主アクチュエータの本体
１４４、２３６スクリュー
１５０主歯車
２００従属アクチュエータのシリンダ
２０２従属アクチュエータのピストン
２０４従属アクチュエータのロッド
２１２従属アクチュエータの第２小室（後部小室）
２１４従属アクチュエータの第１小室（前部小室）
２３０スクリューナットシステム
２４２従属アクチュエータのシリンダ本体
２４４軸穴
２５０従属歯車
２６０制御弁
２６２制御弁シリンダ
２６４制御ロッド
２６６、２６８制御弁シリンダの支持肩部
２７０、２７２、２７４制御弁シリンダの小室
２８０、２８２過剰圧力放出弁
３００従動アクチュエータのシリンダ
３０２従動アクチュエータのピストン
３０４従動アクチュエータのロッド
３１２、３１４従動アクチュエータのシリンダの小室
４００可撓性の直線転がりベアリング
４０２、４０４、４２０ラック部
５００２段サーボ弁
５０２「ノズル」高圧ポンプ
５０４高圧ポンプ
５１２、５１８、５２０入口
５１４、５１６出口
５２２低圧ポンプ
７０２歯付きリング
７０４衛星歯車
７０６歯付きハブ
７０８太陽歯車
７１０ロッドの軸
７１２アーム
７１４出口軸
７１６ステップモータ
ＨＰ高圧
ＢＰ低圧
Ｓ信号
Ｓ_０、Ｓ_１出口

Claims

ターボジェットの可変排気断面ノズルの移動フラップを同時に駆動するための同期された油圧アクチュエータを備えるアクチュエータ組立体であって、
油圧制御回路（５０）と、
シリンダ（１００）と前記シリンダ内部の、油圧回路に接続する２つの小室を画定するピストン（１０２）とを有する主アクチュエータ（１０）と、
シリンダ（２００）と前記シリンダ中の２つの小室を画定するピストン（２０２）とを有する少なくとも１つの従属アクチュエータ（２０）であって、それらの小室の少なくとも第１の小室が、方向制御弁（２６０）の出口に接続されており、該制御弁は、前記油圧回路（５０）と制御部材（２６４）とに接続されており、該制御部材の位置が前記従属アクチュエータの前記第１小室内の圧力を決定する、少なくとも１つの従属アクチュエータ（２０）と、
前記従属アクチュエータ（２０）に設けた前記制御弁（２６０）の前記制御部材（２６４）の位置を制御することによって、前記主アクチュエータ（１０）の前記ピストン（１０２）の変位に合わせて前記従属アクチュエータ（２０）の前記ピストン（２０２）の変位をサーボ制御するように、前記主アクチュエータの前記ピストンの前記変位を、前記従属アクチュエータに設けた前記制御弁の前記制御部材に伝達するための機械式伝達装置（４０）とを備えており、
前記機械式伝達装置が、前記主アクチュエータ（１０）の前記ピストン（１０２）の並進における変位を主歯車（１５０）の回転運動に変換する装置（１３０）と、前記主歯車の前記回転運動を従属歯車（２５０）に伝達する装置（４００）と、前記従属歯車の回転運動を前記１つまたは各従属アクチュエータに設けた前記制御弁の制御ロッド（２６４）の並進における変位に変換する装置とを備えており、
前記従属歯車（２５０）の回転運動を前記制御ロッド（２６４）の並進における変位に変換する装置が、第１スクリューナットシステムによって形成されており、該第１スクリューナットシステムではスクリューが前記制御ロッドによって担持されており、
さらに、第２スクリューナットシステムであって、ナットとして動作する前記従属アクチュエータ（２０）の前記ピストン（２０２）の並進における変位を、前記第２スクリューナットシステムのスクリュー（２３６）の回転運動に変換する第２スクリューナットシステムを含んでおり、前記制御ロッド（２６４）と前記第２スクリューナットシステムの前記スクリュー（２３６）とは、前記制御ロッド（２６４）の回転運動とスクリュー（２３６）の回転運動とが打ち消し合って、前記制御ロッドに伝達される前記主アクチュエータの前記ピストンの前記変位と前記従属アクチュエータの前記ピストンの前記変位とが同期されている限り、前記制御ロッドが並進を停止したままであるように嵌め合わされており、
前記主アクチュエータのピストンの並進における変位を主歯車の回転運動に変換する装置（１３０）が、前記主アクチュエータ（１０）に一体化されており、前記制御弁、前記第１スクリューナットシステムおよび前記第２スクリューナットシステムが、前記従属アクチュエータ（２０）に一体化されていることを特徴とする組立体。
前記または各従属アクチュエータ（２０）が、前記従属アクチュエータに設けた前記制御弁（２６０）に接続する第１小室（２１４）と、前記主アクチュエータ（１０）の小室（１１２）と接続し合う第２小室（２１２）とを有することを特徴とする請求項１に記載の組立体。
前記または各従属アクチュエータに設けた前記制御弁が、前記従属アクチュエータの両方の小室に接続している２元出口弁であることを特徴とする請求項１に記載の組立体。
回転運動を前記主歯車（１５０）から前記従属歯車（２５０）に伝達する装置が、前記歯車と噛み合うラックを担持する可撓性の直線転がりベアリング（４００）によって構成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の組立体。
アクチュエータのピストンが、制御リング（６０）に共通に連結されている組立体において、前記組立体が、１つの主アクチュエータ（１０）と２つの従属アクチュエータ（２０）を備えることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の組立体。
前記主アクチュエータ（１０）と並行して前記油圧回路（５０）によって動力の供給を受ける少なくとも１つの追加的な従動アクチュエータ（３０）をさらに備えることを特徴とする請求項５に記載の組立体。
前記機械式伝達装置と各従属アクチュエータ（２０）の前記制御部材（２６４）の間に介在して、前記従属アクチュエータ（２０）のサーボ制御位置と前記主アクチュエータ（１０）の基準位置との間にオフセットを導入できるようする可変オフセット装置（７０）を含むことを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の組立体。
前記オフセット装置（７０）が、前記従属アクチュエータ（２０）の前記制御部材（２６４）と前記主歯車（１５０）の回転運動を伝達する装置（４００）と噛み合うリング（７０２）との間の角度オフセット装置であることを特徴とする請求項７に記載の組立体。