JP5592257B2 - 作動弁の故障を検出するための装置および方法 - Google Patents

Description

本発明は、遠隔制御されたアクチュエータによって作動される弁に関する。より詳細には、本発明は特に、航空機燃料回路など安全性の確保が必要であるため重要な回路内で弁が使用される際、弁の駆動シャフトまたはモータなど弁の主な構成部材の故障を検出するための装置および方法に関するものである。

航空機燃料回路は一般に、エンジンへの燃料供給を遮断する、燃料の補給または独立したタンク間での燃料の移動のために開放するなどの機能を果たす燃料弁を備える。

図１（ａ）に示されるように、燃料弁１は、減速装置に結合された電気モータ１２によって駆動される電気アクチュエータ１１を備える。電気アクチュエータ１１は、燃料タンク１５内を貫通する駆動シャフト１４を利用して球体のボール１３を回転させる。球体のボール１３は、弁本体１６内部に挿入され、前記弁本体内で軸１３２を中心に一体となって回転するように設置される。球体のボール１３は、軸１３２に対してほぼ直交する軸１３４の貫通開口１３３を有する。弁本体１６は、球体ボールの直径より実質的に小さい直径のほぼ円筒形の２つの端部１６１を有し、この端部に燃料フローパイプ１７が固定される。軸１７１の２つの端部１６１は実質的に一直線上にあり、軸１３２に対してほぼ直交している。

このような燃料弁では、通常の作動では中間位置は存在せず、弁は、開放位置または閉鎖位置のいずれかにある。

弁が開放位置にあるとき、燃料が流れることができるように、球体のボール１３の開口１３３の軸１３４とフローパイプ１７の軸１７１は、ほぼ同軸である。

弁が閉鎖位置にあるとき、燃料の流れを遮断するために、球体のボール１３の開口１３３の軸１３４とフローパイプ１７の軸１７１は、ほぼ直交する。

この種の弁を監視するための現在の方法は、電気アクチュエータ１１内に配置されたスイッチを利用して、弁の制御された位置と弁の検出された位置とを比較することである。この監視装置の欠点は、例えば、電気的接触の問題またはスイッチ機構の損傷によって１つまたは複数のスイッチが作動しなくなる恐れがあることである。この場合、弁の位置を判定することはできなくなり、例えば、「原因不明の故障」などのエラーメッセージが航空機を監視するシステムに返される。次いで、既知位置で弁を閉鎖し電気アクチュエータ１１を交換するためにメンテナンス作業が必要であり、これは、航空機の運航休止を伴うことがあり、故障を検出し修復作業を行うのに比較的長い時間が必要とされる場合がある。別の制限は、電気アクチュエータ１１の位置のみが監視され、球体のボール１３の実際の位置または駆動シャフト１４の実際の位置が監視されないという事実にある。この制限は、目に見えない故障の可能性につながる。したがって、例えば、駆動シャフト１４の故障が検出されないまま、球体のボール１３が対応する位置にないにもかかわらず、電気アクチュエータ１１の位置を検出しフライトデッキに送信してしまう可能性がある。このような目に見えない故障は、駆動シャフト１４の故障の中でも、航空機の作動有効性に影響を与えやすく、弁が正確に作動しているかをチェックするために、一定の間隔のメンテナンス作業をプログラムする必要があり、これは、航空路線にとって不利益となり得る（図１（ｂ）参照）。

１つの解決策は、球体のボール１３に位置センサを付加することである。しかしながら、このようなセンサを使用すると、燃料タンク内にケーブルを引き込むことになり、これは短絡を引き起こす恐れがある。

特許文献１〜５には、実際にモータ内にあるいは駆動シャフト１４にまたはこれに隣接して配置された位置センサに結合された専用マイクロプロセッサを使用する多様な装置が記載されている。こういった解決策は、複雑であることが証明されており、センサの数、およびセンサに結合され、燃料タンクに近接する動力供給装置の数が増加するという欠点を有する。

米国特許出願第２００３／１９３３１０号 米国特許出願第２００５／１５６５５０号 特許第７２８０７０５号 特許第１１２１７３３号 特開平７（１９９５）−１９４１８６号

本発明は、弁、および前記弁の故障を検出するために作動中の弁の作動を診断する方法を提供する。

航空機燃料回路弁は、燃料フローパイプに接続することができる弁本体内にボールを備え、前記ボールは、前記弁本体内で軸を中心に回転することができ、電気アクチュエータによって回転される駆動シャフトの第１端部に固定される。前記ボールは、回転軸に対してほぼ直交している軸の貫通開口を有し、前記ボールの回転範囲の２つの端部に、
−燃料フローパイプ内に燃料が流れることができるように貫通開口の軸が配向される、開放位置と呼ばれるボールの第１の位置と、
−燃料フローパイプ内に燃料が流れないように貫通開口の軸が配向される、閉鎖位置と呼ばれるボールの第２の位置との２つの安定した位置を有する。

本発明によると、航空機燃料回路弁は、
−ボールに固定された、駆動シャフトとは別の補助シャフトの一端に配置され、トルクを生成するように構成されたトルク生成手段であって、生成されたトルクが駆動シャフトに固定される弁本体内のボールの回転範囲の端部に至るまで徐々に増加し、前記トルクの生成により、電気アクチュエータに流れる電流を増加させるように構成されたトルク生成手段と、
−駆動シャフトの第１端部の反対側の駆動シャフトの第２端部に配置され、前記駆動シャフトの位置を示す信号を出力するように構成された位置検出手段とを備える。

有利には、トルク生成手段および位置検出手段は、ボールが開放位置から閉鎖位置へ回転するにつれて閉鎖位置が検出されるまでトルクが増加し、ボールが閉鎖位置から開放位置へ回転するにつれて開放位置が検出されるまでトルクが増加するように構成される。

トルク生成手段は、回転範囲の２つの端部に近づくまでは著しいトルクを生成せず、回転が端部に至るまで徐々に増加するトルクを生成する。

本発明の一実施形態において、トルク生成手段は、
−一端側で補助シャフトに固定され、少なくとも１つの突出部材を有するディスクと、
−弁本体上に配置される停止部材を２つ備え、ディスクと２つの停止部材が、ボールがほぼ開放位置の前にあるとき前記少なくとも１つの突出部材が２つの停止部材の一方に接触し、ボールがほぼ閉鎖位置の前にあるとき前記少なくとも１つの突出部材が２つの停止部材の他方に接触するように構成される。

本発明の別の実施形態において、トルク生成手段は、
−一端側で補助シャフトに固定され、少なくとも１つの突出部材を有するディスクと、
−弁本体上に配置される停止部材を１つ備え、ボールがほぼ開放位置の前にあるとき前記少なくとも１つの突出部材が停止部材の第１フランクに接触し、ボールがほぼ閉鎖位置の前にあるとき前記少なくとも１つの突出部材が停止部材の第２フランクに接触するように構成される。

有利には、位置検出手段は、開放位置を示す少なくとも１つの信号と、閉鎖位置を示す少なくとも１つの信号とを生成するように構成される。

本発明の一実施形態において、位置検出手段は、
−第２端部側で駆動シャフトに固定され、少なくとも１つの突出部材を有するカムと、
−突出部材の位置を感知できる、回転範囲の各端に配置された少なくとも１つの位置検出器とを備え、少なくとも１つの位置検出器が、突出部材の作用の下で状態を変化させるように構成される。

本発明の別の実施形態において、位置検出手段は、回転範囲の各端に少なくとも２つの位置検出器を備え、これらは、ボールが開放位置から閉鎖位置に進む際、第１位置検出器が、第２位置検出器の前に前記駆動シャフトの位置を示す信号を出力し、ボールが閉鎖位置から開放位置に進む際、第１位置検出器が、第２位置検出器の前に前記駆動シャフトの位置を示す信号を出力するように配置される。

本発明はまた、作動中の燃料回路弁の動作を診断する方法に関し、この方法では、ボールを枢動させるために電気アクチュエータに送信される制御信号の整合性が、トルク生成手段および位置検出手段によって生成された信号によってチェックされる、または非整合性が検出される。

本発明はまた、前記方法を実装するための装置に関する。前記装置は、
−航空機燃料回路弁の、電気アクチュエータの回転を制御し、またトルク生成手段および位置検出手段によって生成された信号を記録することができる制御手段と、
−電気アクチュエータに必要な電流を出力することができる動力供給手段と、
−電流の強度を測定し、電気アクチュエータに流れる電流を分析することができる電流制御手段と、
−航空機燃料回路弁が作動しなくなった場合警告メッセージを生成することができるメンテナンス手段とを備える。

本発明を、図面を参照して詳細に記載する。

（ａ）は既に記載した従来技術による燃料弁の断面図であり、（ｂ）は既に記載した従来技術による燃料弁の（ａ）のＡ矢視図である。 本発明による燃料弁の断面図である。 燃料弁に連結されるトルク生成手段の上面図である。 （ａ）は燃料弁に連結されるトルク生成手段の分解組み立て図であり、（ｂ）は燃料弁に連結されるトルク生成手段の分解組み立て図の（ａ）の一部の上面図である。 燃料弁に連結される位置検出手段の図である。 本発明による燃料弁を含む故障検出装置の概略図である。

本発明による航空機燃料回路の燃料弁１は、図２に示されるように、減速装置に結合された少なくとも１つの電気モータ１２によって駆動される電気アクチュエータ１１を含む。モータ駆動の電気アクチュエータ１１は、タンクの１つの壁の中の耐湿性の通路を介して燃料タンク内に貫通する駆動シャフト１４を回転させる。駆動シャフト１４は、第１端部１４３で球体のボール１３を駆動させる。

球体のボール１３は、補助シャフト１３１に固定され、燃料弁本体１６内に挿入され、補助シャフト１３１は前記弁本体の外部に突出する。球体のボール１３および補助シャフト１３１は、弁本体１６内部で軸１３２を中心に一体となって回転するように設置される。

本発明は、球体のボール１３の場合を記載するが、この選択は限定するものではなく、実際にはボールは、軸１３２を中心に回転する面を有するという条件で、例えば、円柱形状など他の任意の形状を有してもよい。

弁本体１６は、球体のボール１３の直径より実質的に小さい直径のほぼ円筒形の２つの開口端部１６１を有し、この端部に燃料フローパイプ１７が固定される。軸１７１の２つの端部１６１は実質的に一直線上にあり、軸１３２に対してほぼ直交している。

球体のボール１３は、軸１３２に対してほぼ直交している軸１３４の貫通開口１３３を有する。２つの燃料フローパイプ１７の間を燃料が流れるようにする、あるいは流れないようにするために、球体のボール１３の開口１３３は、２つの安定した位置、すなわち
−燃料が流れることができるように、球体のボール１３の開口１３３の軸１３４と、燃料フローパイプ１７の軸１７１がほぼ同軸である、開放位置と呼ばれる第１の位置と、
−燃料が流れないように球体のボール１３の開口１３３の軸１３４と、燃料フローパイプ１７の軸１７１がほぼ直交している、閉鎖位置と呼ばれる第２の位置と
の間で軸１３２を中心に球体のボール１３を回転させることによって前記燃料フローパイプ１７に対して配置される。

燃料弁１はさらに、図３および図４（ａ）に示されるように、トルク生成手段１８を含む。

シャフト１３１は、弁本体１６の外部から接触可能な一端１３５に、ディスク１８１が設置される面１３６を有し、このディスクは好ましくは、シャフト１３１の面とほぼ同一の直径を有する。前記ディスクは、外周面１８２上に少なくとも１つの突出部材１８３を含む。

好ましくは、前記少なくとも１つの突出部材１８３は、ディスク１８１上の突出物であり、同一の部分として形成されている（図４（ｂ）参照）。

一実施形態において、前記少なくとも１つの突出部材１８３は、その大きな底部によってディスクの外周面に固定された半円錐形（截頭円錐形）の部材によって形成される。

有利にはディスク１８１は、エラストマー材料で作製され、前記材料は、剛性および耐燃料性の材料から選択される必要がある。

好ましくはディスク１８１は、外周面１８２全体またはその一部の上に、耐摩耗性の面を実現するために前記外周面を覆うフォイルを含む。好ましくはフォイルは、金属材料で作製される。

ディスク１８１は、カバープレート１８５を利用して補助シャフト１３１に固定されて維持される。前記ディスクと前記補助シャフトの間のいかなる相対運動も阻止するために、カバープレート１８５は、例えば、ブロック溝または回転防止装置などの封鎖手段１８６を含む。

カバ−プレート１８５およびディスク１８１は、固定部材１８７を利用して補助シャフトに固定される。図４（ａ）に示される例では、固定部材は、ワッシャー１８８に連結されたボルトである。前記ボルトは、カバープレート１８５およびディスク１８１を貫通し、シャフト１３１内に機械加工された前記ボルトに対応するねじ穴１３７に係合する。

例えば、ねじなどの固定部材を利用して、弁本体１６に２つの停止部材１８９が固定される。

前記少なくとも１つの突出部材１８３は、ディスク１８１が所与の角度位置を取るにあたって２つの停止部材１８９の一方に接触し、ディスク１８１が別の所与の角度位置を取るにあたって２つの停止部材１８９の他方に接触する。

２つの停止部材１８９は、球体のボール１３が開放位置にあるとき、ディスク１８１の少なくとも１つの突出部材１８３が、停止部材１８９の一方に接触し、球体のボール１３が閉鎖位置にあるとき、第２の突出部材１８３が停止部材１８９の他方に接触するように配置される。

図３および図４に示される一実施形態において、停止部材１８９を軸１３２に対して可能な限り離して所定の位置に配置するために、ディスク１８１は、同様の結果を得るために角度を有してずらされた（オフセットされた）２つの突出部材を有する。

好ましくは停止部材１８９は、鋼などの強固な材料で形成される。

一実施形態において、停止部材１８９は円筒形であり、その底部の一方が弁本体１６に固定される。

ディスク１８１は、駆動シャフト１４に対して固定されている球体のボール１３の位置を表す。

球体のボール１３に固定された補助シャフト１３１が、球体のボールを開放または閉鎖するために少なくとも１つのモータ１２によって一定の方向に回転される際、ディスク１８１は、少なくとも１つの突出部材１８３が停止部材１８９に接触するまで同時に回転される。これは結果として、駆動シャフト１４に対するトルクの増加によって発生する抵抗となる。

球体のボール１３の回転範囲はしたがって、少なくとも１つのモータ１２に流れる電流レベルの増加から測定可能なトルクの増加によって、各端部で限界を定められる（範囲が決められる）。

好ましくはトルクの増加の値は、明確で繰り返し可能な電流突入を形成するのに十分であるが、アクチュエータ減速装置の歯車の歯に疲労問題を招くことがないように、駆動トルクを妥当な値に制限するように注意する。

有利にはトルクの変化は、ディスク１８１の突出部材１８３の変形レベルを調節することによって制御することができる。この変形の調節は、例えば、ディスク１８１の直径を修正することによって、または停止部材１８９と球体のボール１３に固定された補助シャフト１３１との間の空間を修正することによって実行される。

別の実施形態において（図示せず）、単一の停止部材１８９が弁本体１６に固定され、前記少なくとも１つの突出部材１８３が、ディスク１８１が所与の角度位置を取るにあたって停止部材１８９の第１フランクに接触し、またディスク１８１が別の所与の角度位置を取るにあたって停止部材１８９の第２フランクに接触する。

燃料弁１はまた、図５に示されるように、電気アクチュエータ１１の内部に配置された位置検出手段１９を含む。前記位置検出手段は、電気アクチュエータ１１の側に配置された第２端部１４１に、したがって燃料タンクの外側に、駆動シャフト１４に固定されたカム１９１を備える。

カム１９１は、外周面１９２上に、カム１９１が所与の角度位置を取るにあたって角度位置検出器１９５を作動させ、カム１９１の別の角度位置のために別の角度位置検出器１９５を作動させる少なくとも１つの突出部材１９３を有する。

２つの位置検出器１９５およびカム１９１は、球体のボール１３が開放位置にあるとき位置検出器１９５の一方が作動され、球体のボール１３が閉鎖位置にあるとき他方の位置検出器１９５が作動されるように配置される。

図５に示される一実施形態において、位置検出器１９５を軸１３２に対してできる限り離して所定の位置に配置するために、カム１９１は、同一の結果を得るために角度を有してずらされた（オフセットされた）２つの突出部材を有する。

好ましくは突出部材１９３は、カム１９１上の突出物であり、同一の部分として形成されている。

一実施形態において、突出部材１９３は、その大きな底部を介してカム１９１の外周面１９２に固定された半円錐形（截頭円錐形）の部材によって形成される。

一実施形態において、位置検出器１９５は、例えばスイッチなど接触センサであり、その制御レバー１９６は、カム１９１の２つの突出部材１９３の一方と接触する。

別の実施形態において、位置検出器１９５は、例えばホール効果センサなど非接触センサである。

位置検出器１９５は、燃料弁１の電気アクチュエータ１１の位置を示すことを可能にする。

有利には位置検出手段１９は、各位置検出器１９５に近接して配置された第２位置検出器１９７を含む。

第２位置検出器１９７の役割は、２通りある。まず、位置検出器１９５に不具合があるとき、前記第２位置検出器は、電気アクチュエータ１１の位置を示す信号を返す補助手段として作用する。第２に、駆動シャフト１４に不具合があるとき、第２位置検出器１９７は、電気アクチュエータが回転範囲を超えていることを信号で知らせる手段として使用される。

別の実施形態において、第２位置検出器１９７は、例えばホール効果センサなど非接触センサである。それらは非接触であるため、第２位置検出器１９７は、より信頼性がある。

有利には燃料弁は、図６に概略的に示される故障検出装置２０に組み込まれる。前記装置は、動力供給手段２２によって少なくとも１つのモータを制御することができる制御手段２１を含む。

球体のボール１３の回転運動は、他のシステム（図示せず）から受信した信号に応じておよび／または例えば、航空機フライトデッキ内に配置されたスイッチ２３など乗務員が作動することができる制御部材を利用して、制御手段２１によって生成されたコマンドに応答して開始される。

コマンドが生成される際、制御手段２１は、データバス２４を介して動力供給手段２２に信号を送信し、前記動力供給手段が、電気分配ネットワーク２５から供給ケーブル２９を介して少なくとも１つのモータ１２に供給電流を出力する。

少なくとも１つのモータ１２を作動させることによって、電気アクチュエータ１１は、駆動シャフト１４の制御方向におよそ１／４回転だけ回転され、これによって、開放位置から閉鎖位置へまたはその逆に切り換えるために球体のボール１３が駆動される。

動力供給手段２２はさらに、電流強度を測定し、少なくとも１つのモータに流れる電流を分析することを可能にする電流制御手段２６を含む。

電流制御手段２６によって検出された電流突入が、トルク生成手段１８によって生成されたトルクの増加として解釈される際、少なくとも１つのモータを停止させるプレ信号と呼ばれる第１信号が発生される。

通常の作動条件の下、制御手段２１が、球体のボール１３を開放位置または閉鎖位置のいずれかに配置する際、電気アクチュエータ１１付近に配置された少なくとも１つのモータ１２に電流が送られる。前記電気アクチュエータが、駆動シャフト１４を回転させ、これによって、トルク生成手段１８に固定された球体のボール１３が回転する。球体のボール１３は、ディスク１８１の少なくとも１つの突出部材１８３が停止部材１８９と接触するまで枢動する。この接触が、球体ボールの回転に対抗する抵抗を招き、これは、少なくとも１つのモータ１２に流れる突入電流によって発生する駆動シャフト１４に対するトルクの増加につながる。電流突入が検出される際、制御手段２１は、少なくとも１つのモータを停止させるプレ信号を発生する。少なくとも１つのモータ１２は、動力を供給されたままであり、位置検出器１９のカム１９１の少なくとも１つの突出部材１９３が位置検出器１９５を作動させるまで引き続き駆動シャフト１４を駆動させる。少なくとも１つのモータ１２に対する供給を遮断し、次いで、少なくとも１つのモータ１２への動力遮断信号と呼ばれる第２信号が制御手段２１に送信され、この制御手段が駆動シャフト１４を停止させ、これは、制御手段２１によって生成されたコマンドによって開放位置または閉鎖位置のいずれかに回転しないように駆動シャフト１４および球体のボール１３を停止させる効果を有する。

燃料弁１の通常の作動を分析することによって、トルク生成手段１８によって生成されたトルクの増加として解釈される電流突入に関連し、かつ位置検出手段１９によって生成された位置検出器の状態に関連する信号は、上記の精密な論理スキームに応答する結果になる。

このような燃料弁１の主な故障は、以下の
−球体のボール１３の閉塞；
−駆動シャフト１４の破断；および
−電気アクチュエータ１１の作動不良；であり、これらは、前記信号に対して、燃料弁１の正確な作動に関連する論理スキームがもはや考慮されなくなるような作用を有する。

したがって、トルク生成手段１８および位置検出手段１９によって生成された信号を基準として検出されたいかなる不整合性も、制御手段２１によって記録され、故障メッセージが生成され、次いでデータバス２４を介して制御手段２１によって監視手段２７に送信される。

一実施形態において、例えばどの部材が故障しているか、また修理するのに利用できる時間を含めた、故障を特定するのにメンテナンス作業員に必要な全てのデータは、主として燃料弁１の臨界に左右されるものであり、これらはメンテナンス手段２８に記憶される。

＜位置検出器１９５の故障＞
本発明による故障検出装置は、例えば、第２位置検出器１９７を利用して位置検出器１９５の故障を検出することができる。

電流突入が検出される際、第１の信号が発動され、駆動シャフト１４は回転を続ける。位置検出器１９５に不具合があり、したがって制御手段２１に信号を送信しない場合、駆動シャフト１４は、位置検出手段１９のカム１９１の少なくとも１つの突出部材１９３が第２位置検出器１９７によって検出されるまで、さらにほんの僅かな角度だけその回転を続ける。この状況において、前記第２位置検出器は、前記第１位置検出器に代わり、少なくとも１つのモータ１２への供給を遮断する信号を制御手段２１に送信する。前記制御手段は、不具合のある位置検出器１９５を交換する作業を行うことができるように、例えば「欠陥スイッチ」などのメンテナンスメッセージをメンテナンス手段２８に送信する。位置検出器１９５が故障したことをこのように認識することで、航空機を直ちに運航休止にする必要は無くなる。球体のボール１３が適切に回転し、第２位置検出器１９７が一時的に位置検出器１９５に代わるため、したがって燃料弁１は稼働したままでよい。

＜モータ故障＞
別の故障状況において、制御手段２１が発したコマンドの結果として、少なくとも１つのモータ１２に全く電流が流れないとき、前記少なくとも１つのモータへの供給は中断される。この故障は、少なくとも１つのモータ１２の故障として解釈され、不具合のあるモータ駆動アクチュエータ１１を交換するためにメンテナンス作業がプログラムされる。メンテナンス作業は、燃料弁の臨界に応じて遅かれ早かれ行われるようにプログラムされる。

＜ベアリングおよび／または減速装置の歯車の故障＞
別の故障状況において、電流監視手段２６によって周期的な異常が検出される際、前記異常が、駆動シャフト１４の各回転で繰り返し現れる場合、これらの異常は、例えば、減速装置の歯車の損傷などベアリングおよび／または減速装置の初期故障のサインとして解釈される。

＜駆動シャフトの故障＞
別の故障状況において、電流突入が全く検出されず、位置検出手段１９が動力供給遮断信号を送信する際、この不整合性は、駆動シャフト１４の異常として解釈される。

フィードバックトルクが存在しない状態は、電流監視手段２６に電流突入がないことによって発生し、これにより制御手段２１には、電気アクチュエータ１１が制御手段２１によって制御されて枢動されていること、および、それにもかかわらず球体のボール１３が、それより前のその事前に制御された位置のままであることが情報として与えられることになる。

球体のボール１３が回転しないため、トルク生成手段１８のディスク１８１の少なくとも１つの突出部材１８３は、停止部材１８９に係合されず、したがって電気アクチュエータ１１が制御手段２１によって制御される位置に近づく際、この移動に対する抵抗は全く検出されない。フィードバックトルクが存在しないとき、制御手段２１によって動力供給遮断信号は検出されず、検出手段１９のカム１９１の少なくとも１つの突出部材１９３が２つの位置検出器１９５の一方を作動させるまで、駆動シャフト１４は枢動を続ける。これらの状況下で、位置検出器１９５の作動は、第１信号を補足するものとみなされ、第２位置検出器１９７によって少なくとも１つの突出部材１９３が検出されるとすぐに、少なくとも１つのモータ１２への動力供給は遮断される。次いで球体のボール１３の動作ロスを防ぎ、迅速なメンテナンス作業をプログラムするために、制御手段２１によってメンテナンス手段２８にメッセージが送信される。このようにして、乗務員は故障の状態に迅速に気付き、駆動シャフト１４の明らかな破断は必然的に、次のフライトの前に弁を交換すべきことを意味する。

＜弁の閉塞＞
別の故障状況において、制御手段２１が高い電流突入を記録するが、位置検出手段１９を介して駆動シャフト１４の位置に関するいかなる情報も受信しないとき、球体のボール１３が詰まる、または燃料フローパイプ１７内に氷がある場合凍ってしまうなどの異常を予測することができる。このような状況下で、少なくとも１つのモータ１２がトルクを加えても、駆動シャフト１４が枢動しないことは明らかである。故障を区別し、他の故障条件から氷の有無を特定するためのひとつの手段は、制御手段２１内に、ベアリングまたは減速装置あるいは弁の他の物理的部分に影響を与えるものとして検出されたイベントを不揮発性メモリに記録することが可能なアルゴリズムを含むことである。したがって、その後機械の故障がないことが確認された場合、弁の閉塞の最も起こり得る原因は、燃料フローパイプ１７内に氷があることである。

弁の閉塞の原因として氷の存在に関する疑問を解決するための方法において、球体のボール１３に互い違いの動きを受けさせる試みが有利に開始される。前記試みは、前記球体ボールが非作動状態のままである場合、氷の存在を立証する。別の解決策は、燃料の温度が、水がもはや氷の状態にならない十分な温度に達しているとき、弁をテストすることである。このような措置が決定的であった場合、この事象は、メンテナンス手段２８のメモリに記録され、メンテナンス作業を開始するために問題のタンクから水が除去されたかチェックするなどのメッセージが送信される。

１ 燃料弁
１１ 電気アクチュエータ
１２ モータ
１３ 球体のボール
１４ 駆動シャフト
１５ 燃料タンク
１６ 弁本体
１７ 燃料フローパイプ
１８ トルク生成手段
１９ 位置検出手段
２０ 故障検出装置
２１ 制御手段
２２ 動力供給手段
２３ スイッチ
２４ データバス
２５ 電気分配ネットワーク
２６ 電流制御手段
２７ 監視手段
２８ メンテナンス手段
２９ 供給ケーブル
１３１ 補助シャフト
１３２ 軸
１３３ 貫通開口
１３４ 軸
１３５ 一端
１３６ 面
１３７ ねじ穴
１４１ 第２端部
１４３ 第１端部
１６１ 端部
１７１ 軸
１８１ ディスク
１８２ 外周面
１８３ 突出部材
１８５ カバープレート
１８６ 封鎖手段
１８７ 固定部材
１８８ ワッシャー
１８９ 停止部材
１９１ カム
１９２ 外周面
１９３ 突出部材
１９５ 位置検出器
１９６ 制御レバー
１９７ 第２位置検出器

Claims (10)

1. 燃料フローパイプ（１７）に接続することができる弁本体（１６）の中にボール（１３）を備える航空機燃料回路弁（１）において、前記ボール（１３）が、前記弁本体内で軸（１３２）を中心に回転することができ、電気アクチュエータ（１１）によって回転される駆動シャフト（１４）の第１端部（１４３）に固定され、前記ボール（１３）が、軸（１３４）の貫通開口（１３３）を有し、前記ボール（１３）の回転範囲の２つの端部に、
   −前記燃料フローパイプ（１７）内に燃料が流れることができるように前記貫通開口（１３３）の前記軸（１３４）が配向される、開放位置と呼ばれる前記ボール（１３）の第１の位置と、
   −前記燃料フローパイプ（１７）内に燃料が流れないように前記貫通開口（１３３）の前記軸（１３４）が配向される、閉鎖位置と呼ばれる前記ボール（１３）の第２の位置と
   の２つの安定した位置を有しており、
   前記航空機燃料回路弁（１）は、
   −前記ボール（１３）に固定された、前記駆動シャフトとは別の補助シャフト（１３１）の一端（１３５）に配置され、トルクを生成するように構成されたトルク生成手段（１８）であって、生成されたトルクが前記駆動シャフト（１４）に固定される前記弁本体（１６）内の前記ボール（１３）の回転範囲の端部に至るまで徐々に増加し、前記トルクの生成により前記電気アクチュエータ（１１）に流れる電流を増加させるように構成されたトルク生成手段（１８）と、
   −前記駆動シャフト（１４）の前記第１端部（１４３）の反対側の前記駆動シャフト（１４）の第２端部（１４１）に配置され、前記駆動シャフトの位置を示す信号を出力するように構成された位置検出手段（１９）
   とを備えることを特徴とする航空機燃料回路弁（１）。
2. 前記トルク生成手段（１８）および前記位置検出手段（１９）が、前記ボール（１３）が開放位置から閉鎖位置へ回転するにつれて閉鎖位置が検出されるまでトルクが増加し、前記ボール（１３）が閉鎖位置から開放位置へ回転するにつれて開放位置が検出されるまでトルクが増加するように構成されることを特徴とする請求項１に記載の航空機燃料回路弁（１）。
3. 前記トルク生成手段（１８）が、回転範囲の前記２つの端部に近づくまでは著しいトルクを生成せず、回転が端部に至るまで徐々に増加するトルクを生成することを特徴とする請求項１または２に記載の航空機燃料回路弁（１）。
4. 前記トルク生成手段（１８）が、
   −前記一端（１３５）側で前記補助シャフト（１３１）に固定され、少なくとも１つの突出部材（１８３）を有するディスク（１８１）と、
   −前記弁本体（１６）上に配置される停止部材（１８９）を２つ備え、前記ディスク（１８１）と２つの前記停止部材（１８９）が、前記ボール（１３）がほぼ開放位置の前にあるとき前記少なくとも１つの突出部材（１８３）が２つの前記停止部材（１８９）の一方に接触し、前記ボール（１３）がほぼ閉鎖位置の前にあるとき少なくとも１つの突出部材（１８３）が２つの前記停止部材（１８９）の他方に接触するように構成されることを特徴とする請求項３に記載の航空機燃料回路弁（１）。
5. 前記トルク生成手段（１８）が、
   −前記一端（１３５）側で前記補助シャフト（１３１）に固定され、少なくとも１つの突出部材（１８３）を有するディスク（１８１）と、
   −前記弁本体（１６）上に配置される停止部材（１８９）を１つ備え、
   前記ディスク（１８１）と前記停止部材が、前記ボール（１３）がほぼ開放位置の前にあるとき前記少なくとも１つの突出部材（１８３）が前記停止部材の第１フランクに接触し、前記ボール（１３）がほぼ閉鎖位置の前にあるとき少なくとも１つの突出部材（１８３）が前記停止部材（１８９）の第２フランクに接触するように構成されていることを特徴とする請求項３に記載の航空機燃料回路弁（１）。
6. 前記位置検出手段（１９）が、開放位置を示す少なくとも１つの信号と、閉鎖位置を示す少なくとも１つの信号とを生成するように構成されることを特徴とする請求項３ないし５のいずれか１項に記載の航空機燃料回路弁（１）。
7. 前記位置検出手段（１９）が、
   −前記第２端部（１４１）側で前記駆動シャフト（１４）に固定され、少なくとも１つの突出部材（１９３）を有するカム（１９１）と、
   −前記突出部材（１９３）の接近を感知できる、回転範囲の各端に配置された少なくとも１つの位置検出器（１９５）とを備え、
   前記少なくとも１つの位置検出器（１９５）が、前記突出部材（１９３）の作用の下で状態を変化させるように構成されることを特徴とする請求項６に記載の航空機燃料回路弁（１）。
8. 前記位置検出手段（１９）が、回転範囲の各側に少なくとも２つの位置検出器（１９５、１９７）を備え、これらの位置検出器は、前記ボール（１３）が開放位置から閉鎖位置に進む際、前記第１位置検出器（１９５）が、前記第２位置検出器（１９７）の前に前記駆動シャフト（１４）の位置を示す信号を出力し、前記ボール（１３）が閉鎖位置から開放位置に進む際、前記第１位置検出器（１９５）が、前記第２位置検出器（１９７）の前に前記駆動シャフト（１４）の位置を示す信号を出力するように配置されることを特徴とする請求項７に記載の航空機燃料回路弁（１）。
9. 作動中の請求項１から８のいずれか１項に記載の前記航空機燃料回路弁の動作を診断する方法であって、前記ボール（１３）を枢動させるために前記電気アクチュエータ（１１）に送信された制御信号の整合性が、前記トルク生成手段（１８）および前記位置検出手段（１９）によって生成された信号によってチェックされる、または非整合性が検出されることを特徴とする診断方法。
10. −請求項１から８のいずれか１項に記載の前記航空機燃料回路弁の、前記電気アクチュエータ（１１）の回転を制御し、かつ前記トルク生成手段（１８）および前記位置検出手段（１９）によって生成された信号を記録するための制御手段（２１）と、
    −前記電気アクチュエータ（１１）に電力を供給する動力供給手段（２２）と、
    −電流の強度を測定し、前記電気アクチュエータ（１１）に流れる電流を分析する電流制御手段（２６）と、
    −前記ボール（１３）を枢動させるために前記電気アクチュエータ（１１）に送信された制御信号と、前記トルク生成手段（１８）および前記位置検出手段（１９）によって生成された信号との非整合性が検出される際、前記航空機燃料回路弁（１）が作動しなくなった場合に警告メッセージを生成することができるメンテナンス手段（２８）と、
    を備えることを特徴とする装置。

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