JP2001311406A - ロック・アクチュエータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】油圧ロック・アクチュエータのロック解除を小
さな圧力で確実に行い、かつロック機構の破損や異常摩
耗などを防止し耐久性を向上する。 【解決手段】ロックピストン４ａの先端に小径の円柱部
を突設するとともに、圧液導入空間部をシリンダ軸心方
向に２分するシール材７を設け、このシール材７に穿設
した通孔にロックピストン４ａの先端円柱部を挿通させ
て押止し、ポート８から導入された圧液がこの円柱部に
作用したときロックピストン４ａを軸方向に変位せしめ
ロックセグメント５ａがロックピストン４ａの大径部か
ら小径部に移動することにより縮小してロックが外れる
ようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、油圧アクチュエー
タのインナーロック機構に用いられ、航空機のランデイ
ング・ギヤシステムやリニア新幹線のエアーブレーキな
どの油圧アクチュエータに使用できる。

【０００２】

【従来の技術】航空機のランデイング・ギヤシステムや
リニア新幹線のエアーブレーキなどに用いる油圧アクチ
ュエータは、高速走行中に受ける風圧や振動の影響など
でピストン位置が変化する可能性があり、このような影
響を防止して安全に操作するため初めに一定の油圧をか
けロックを解除しないとピストンが移動しないようにし
たインナーロック機構をもつアクチュエータが用いられ
る。図２は、従来技術によるインナーロック機構を有す
る油圧アクチュエータの１例を示すものであり、図２
（Ａ）によって従来技術の油圧アクチュエータについて
説明する。油圧源（図示せず）から供給された圧油がポ
ート８から空間Ｂに流入されると、シリンダ１に滑動可
能に嵌合したピストン２に対し、ロックピストン４とロ
ックセグメント５を介して油圧がかかり、ピストン２は
空間Ａに充満した圧油をポート９から排出しつつ図のＸ
方向に進む。ピストン２はピストンロッド３に機械的に
連結されているのでピストンロッド３がＸ方向に移動
し、図示省略の機械系に対して油圧エネルギを機械的な
仕事に変換する。ロックピストン４はピストン２に形成
された空間に摺動可能に収納されコイルバネ６によって
ピストン２より一部が突出している。突出部分は大径部
と小径部の２段の円柱形をしていて、ロックピストン４
がコイルバネ６によってピストン２から突出していると
きこの大径部はロックセグメント５を貫入しロックセグ
メント５を外径方向に拡張するので、ロックセグメント
５の外面はシリンダ１の内面に密着してロックピストン
４の動きが固定（ロック）され、ピストン２がロックさ
れるのである。ロックピストン４の他端部はガスケット
１１によってシールされて空間Ｃは通常空気で満たされ
ている。空間Ａと空間Ｂはガスケット１２によりシール
され空間Ａと油圧アクチュエータの外部はガスケット１
３および１４によってシールされて油漏れを防止してい
る。

【０００３】図２（Ａ）の状態において、ポート８から
の油圧がロックピストン４とロックセグメント５に作用
すると、ピストン２はピストンロッド３に外部の負荷が
かっているので、先ずフリーに動けるロックピストン４
がコイルバネ６を押してピストン２に進入し変位する。
このとき図２（Ｂ）に示すようにロックセグメント５が
ロックピストン４の小径部に落込み縮小してロックが解
除され、ロックセグメント５とロックピストン４を介し
て直接的に油圧がピストン２に作用する。さらに圧油の
流入により、図２（Ｃ）に示すように、インナーロック
が解除されたピストン２はＸ方向に移動し、又逆にポー
ト９から油圧をかけることによりＹ方向に移動すること
ができる通常の油圧シリンダとして機能することが可能
となる。ポート９から圧油を流入してピストン２をＹ方
向に移動せしめ、図２（Ａ）の位置でポート８の油圧を
低下すればコイルバネ６の力でロックピストン４がピス
トン２から突出してその大径部がロックセグメント５の
空孔部を貫入し、再びロックされる。なお、図２（Ａ）
の位置では、シリンダ１の内径はピストン２によって負
荷に対して仕事を行う領域での内径に比較して僅かに大
きくなり段差をつけてあるのでロックセグメント５は僅
かに拡張しロックピストン４とロックセグメント５の摩
擦抵抗が小さくなるので、コイルバネ６の力でロックピ
ストン４の大径部が容易にロックセグメント５の空孔部
を貫入することができる。ロックピストン４の大径部が
ロックセグメント５の空孔部に貫入するとロックセグメ
ント５が拡張し、空間Ｂに油圧がかかっても直ちにピス
トン２を駆動しない。ロックセグメント５がロックピス
トン４の小径部に落込んで、ロックセグメント５の外径
が縮小して初めてピストン２に圧力が作用し、インナー
ロックが効果的に行われる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記インナー
ロック機構の作用において、ポート８から圧油が導入さ
れた際、その油圧はロックピストン４とロックセグメン
ト５に同時にかつ均一に作用するので、現実には、停止
しているピストン２にロックセグメント５が押付けら
れ、ロックセグメント５はシリンダ１の内面とロックピ
ストン４の方向に拡張しようとする。そのためにロック
セグメント５とロックピストン４の間に大きな摩擦力が
発生しロックの解除に大きな力が必要となり、通常作動
圧力でもロックが解除されない場合がある等の問題があ
った。また、ロック機構の破損や異常摩耗などが生じる
場合があり、耐久性に問題を生じている。本発明は上記
問題点に鑑み、小さな力でロックの解除を行えるロック
・アクチュエータを提供することを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記問題を解決するた
め、本発明のロック・アクチュエータにおいては、ピス
トンの受圧端側の軸心部に、大径部及び小径部からなる
段部を有するロックピストンを軸方向変位可能に挿設す
るとともに、このロックピストンの段部にロックセグメ
ントを係合させ、このロックセグメントがロックピスト
ンの大径部に係合するとき拡張してピストンをロック
し、ロックセグメントがロックピストンの小径部に係合
するとき縮小してピストンの可動を許容するようにする
とともに、前記ロックピストンの段部に更に小径の円柱
部を突設するとともに、圧液導入空間部をシリンダ軸心
方向に２分するシール板を設け、このシール板に穿設し
た通孔に前記円柱部を挿通させて構成され、導入された
圧液がこの円柱部に作用してロックピストンが軸方向に
変位して前記ロックセグメントが縮小するとともに前記
通孔を介して圧液がピストン端に導入されピストンを可
動させるようにしたものである。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、本発明によるインナーロッ
ク機構を有するロック・アクチュエータの一実施例を図
１により説明する。先ず、図１（Ａ）により本発明の構
成を説明する。図１（Ａ）は図示省略の油圧源からポー
ト９を通してシリンダ１の空間Ａに圧油を供給しピスト
ン２をＹ方向に移動したときのロック・アクチュエータ
の初期状態を示すものである。空間Ｂ、空間Ｄは予め油
液で満たされており、ポート８から圧油を供給すると空
間Ｄのロックピストン４ａ先端円柱部とシール材７に圧
力がかかるが、先ず移動可能なロックピストン４ａのみ
がコイルバネ６を押しながらＸ方向に移動する。ロック
ピストン４ａがＸ方向に移動しピストン２に進入するこ
とにより、ロックピストン４ａの大径部にあったロック
セグメント５ａがロックピストン４ａの小径部に落ち込
む。この動作によりロックセグメント５ａの外径が縮小
しシリンダ１の内面に作用していた密着力が低下してロ
ックが解除される。同時に、図１（Ｂ）に示すようにロ
ックピストン４ａの先端円柱部とシール材７の通孔との
間に隙間ができ空間Ｄの油圧が空間Ｂに伝達され、ロッ
クピストン４ａとロックセグメント５ａを介してピスト
ン２に圧力がかかるので、ポート９から空間Ａの油液を
排出しながらピストン２すなわちピストンロッド３がＸ
方向に移動し、油圧エネルギをピストンロッド３の機械
的エネルギに変換する。空間Ｃは通常空気であり圧縮性
が高いのでロックピストン４ａの移動を妨げる力にはな
らず、また油液が侵入しないようにガスケット１１によ
りシールされているので常に圧縮性が確保されている。
ガスケット１２は空間Ｂと空間Ａを摺動可能に隔離し油
圧がピストン２とシリンダ１の間隙を通して漏れないよ
うに機能し、ガスケット１３および１４は空間Ａの油液
がロック・アクチュエータの外部へ漏洩することを防止
するためのものである。

【０００７】以上の構成において、次に作動を説明す
る。図１（Ａ）の状態において、空間Ａ、Ｂ、Ｄには予
め油液を充満してある。この状態でポート８から圧油を
空間Ｄに導入しても、シール材７の通孔はロックピスト
ン４ａの先端円柱部により閉鎖されていて空間Ｂへの圧
油の流入が妨げられているので、油圧が先ずロックピス
トン４ａの先端小径円柱部に作用し、ロックピストン４
ａがコイルバネ６を押してピストン２に進入する。すな
わち、空間Ｂにあるロックセグメント５ａに油圧が作用
する以前の、ロックセグメント５ａとロックピストン４
ａの間の摩擦力が比較的小さい状態において、ロックピ
ストン４ａがコイルバネ６を押してピストン２に容易に
進入することができる。ロックピストン４ａがピストン
２に進入すると、図１（Ｂ）に示すようにロックセグメ
ント５ａがロックピストン４ａの小径部に落込み、ロッ
クセグメント５ａの外径が縮小しロックが解除される。
この状態では、ロックピストン４ａがピストン２に進入
したのみで、ピストンロッド３はＸ方向に移動せず、し
たがって未だ負荷に対してなんら機械的な仕事をしてい
ない。さらに圧油が空間Ｄを経由して空間Ｂに流入し続
けると、既にロックが解除されているので、ロックセグ
メント５ａとロックピストン４ａに作用する油圧は直接
的にピストン２に作用し得る。図１（Ｃ）に示すように
ピストン２はＸ方向に向けて容易に移動し、又逆にポー
ト９から油圧をかけることによりＹ方向に容易に移動す
ることが可能な通常の油圧シリンダとして機能する。

【０００８】図１（Ｃ）において、ロックセグメント５
ａはロックピストン４ａの小径部を握持しているので、
ピストン２をＹ方向に移動させるため空間Ａに油圧をか
け空間Ｂの油圧を下げたとき、コイルバネ６による力が
作用してもロックピストン４ａがその大径部までロック
セグメント５ａに貫入することはできず、図１（Ｂ）の
位置まで移動しロックセグメント５ａの外径が拡大しロ
ックピストン４ａに対する握持力が低下して初めてロッ
クセグメント５ａに貫入することができる。

【０００９】ロック・アクチュエータはロックが外れて
一旦ピストン２が動き出せばロックセグメント５ａやピ
ストン２とシリンダ１との間の摩擦力が減少するので、
通常の油圧アクチュエータと同様に、ポート８とポート
９の圧力を制御することでピストンロッド３をスムーズ
にＸＹ方向に移動できる。

【００１０】ロック・アクチュエータのロックを外すた
めに必要な油圧は、シール材７の通孔を貫通するロック
ピストン４ａの先端円柱部の直径により決まるので、本
発明によればロック・アクチュエータの作動圧に応じて
ロック解除圧を最適に設計でき、安定動作を確保するこ
とが容易となる。

【００１１】本発明によれば、ポート８からの油圧を最
初ロックピストン４ａにのみかけ、ロック解除後ピスト
ン２に圧力をかけることで、ロックセグメント５ａとロ
ックピストン４ａの大径部との間に発生する摩擦力をな
くし、小さな力でロックの解除を行うことができる。す
なわち、ロックセグメント５ａの内径部および外径部に
無理な力がかからず、したがってロック機構の耐久性を
向上させることができる。

【００１２】圧力の伝達は油液に限定されず、圧縮率の
小さい液体、例えば水であっても同様な効果が得られる
ことは自明である。

【００１３】

【発明の効果】本発明によれば、ポートからの油圧を最
初ロックピストンの先端円柱部に作用させロックを解除
し、その後ピストンに圧力をかけるようにしたので、ロ
ックセグメントとロックピストン大径部との間に発生す
る摩擦力を少なくし、小さな力でロックの解除を行うこ
とができる。そのためロックの確実な解除が可能とな
り、又ロック機構の耐久性も向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるロック・アクチュエータの構造と
動作を説明する図で、それぞれ（Ａ）は初期状態、
（Ｂ）はロック解除状態、（Ｃ）はアクチュエータ動作
状態を示す。

【図２】従来技術によるロック・アクチュエータの構造
と動作を説明する図で、それぞれ（Ａ）は初期状態、
（Ｂ）はロック解除状態、（Ｃ）はアクチュエータ動作
状態を示す。

【符号の説明】

１…シリンダ ２…ピストン ３…ピストンロッド ４…ロックピストン ４ａ…ロックピストン ５…ロックセグメント ５ａ…ロックセグメント ６…コイルバネ ７…シール材 ８…ポート ９…ポート

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】シリンダ内部に滑動可能に嵌合したピスト
   ンの受圧端側の軸心部に、小径部および大径部からなる
   段部を有するロックピストンを軸方向変位可能に挿設す
   るとともに、このロックピストンの段部にロックセグメ
   ントを係合させ、このロックセグメントがロックピスト
   ンの大径部に係合するとき拡張してピストンをロック
   し、ロックセグメントがロックピストンの小径部に係合
   するとき縮小してピストンの可動を許容するようにした
   ロック・アクチュエータにおいて、前記ロックピストン
   の段部に更に小径の円柱部を突設するとともに、圧液導
   入空間部をシリンダ軸心方向に２分するシール板を設
   け、このシール板に穿設した通孔に前記円柱部を挿通さ
   せて構成され、導入された圧液がこの円柱部に作用して
   ロックピストンが軸方向に変位して前記ロックセグメン
   トが縮小するとともに前記通孔を介して圧液がピストン
   端に導入されピストンを可動させるようにしたことを特
   徴とするロック・アクチュエータ。