JP2003021106A - サーボバルブのフィードバック部の洗浄機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 フィードバックワイヤのボールとピストンの
凹部との摺動部が作動油中に含まれる塵埃等のコンタミ
ナントにより摩耗するのを防止する。 【解決手段】 バルブ部１２のピストン１５の中心部に
軸線方向に貫通する洗浄流路１８を設け、ピストン１５
の凹部１６の底面側に洗浄流路１８に連通する洗浄ノズ
ル１９を設け、洗浄流路１８の入口部にフィルタ２０を
設け、洗浄流路１８と洗浄ノズル１９とによって洗浄回
路１７を構成する。ピストン１５の両端部作用する作動
油の一部は、フィルタ２０で塵埃等のコンタミナントが
除去され、清浄な洗浄油となって洗浄流路１８内に流入
し、洗浄流路１８内を流れて洗浄ノズル１９に達し、洗
浄ノズル１９からピストン１５の凹部１６内に噴出し、
その部分を洗浄し、その部分に滞留する塵埃等のコンタ
ミナントを排除する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、航空機、船舶、車
両、一般産業機械等に用いられるサーボバルブに関し、
特に、航空機用ジェットエンジンの燃料制御等に有効な
サーボバルブのフィードバック部の洗浄機構に関するも
のである。

【０００２】

【従来の技術】航空機用ジェットエンジンの燃料制御等
に用いられるサーボバルブには種々のタイプのものがあ
り、例えば図２に示すようなノズルフラッパ方式のサー
ボバルブが一般に知られている。

【０００３】すなわち、このサーボバルブ３１は、入力
電流をアーマチュア３４を介してフラッパ３８の変位に
変換するトルクモータ部３２と、フラッパ３８の変位を
一対のノズル３９、３９を介して油圧の圧力差に変換す
る油圧増幅部３６と、油圧増幅部３６の圧力差をピスト
ン４５の変位に変換し、作動油の流量を制御するバルブ
部４２と、ピストン４５の変位をフラッパ３８にフィー
ドバックするフィードバック部５２とを具えている。

【０００４】この場合、フィードバック部５２は、一端
部がフラッパ３８側に一体に結合される弾性変形可能な
フィードバックワイヤ５３と、フィードバックワイヤ５
３の他端部に一体に設けられるとともに、ピストン４５
の外周面に設けられる凹部４６に摺動自在に結合される
ボール５４とから構成されている。

【０００５】そして、上記のような構成のサーボバルブ
３１のトルクモータ部３２に電流を入力すると、入力電
流に応じたトルクがトルクモータ部３２に発生してアー
マチュア３４が回転し、アーマチュア３４の回転に追従
してフラッパ３８が揺動してノズル３９の方向に変位
し、フラッパ３８の変位に応じて両ノズル３９、３９の
背圧に差が生じる。ここで、両ノズル３９、３９の背圧
は、バルブ部４２のピストン４５の両端面に作用する圧
力であるから、両ノズル３９、３９の背圧の差に応じて
ピストン４５が移動し、変位する。そして、ピストン４
５が変位すると、ピストン４５の変位に追従してフィー
ドバックワイヤ５３が撓み、フィードバックワイヤ５３
が撓んだ状態から元の状態に復帰することによりフラッ
パ３８が中央に押し戻され、両ノズル３９、３９の背圧
の差が０となり、ピストン４５がその位置に停止し、バ
ルブ部４２を介しての作動油の流量が決定される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような構成のサーボバルブ３１にあっては、航空機用ジ
ェットエンジン燃料等の燃料を作動油とした場合、作動
油中に塵埃等のコンタミナントが多く含まれているた
め、この作動油がフィードバックワイヤ５３のボール５
４とピストン４５の凹部４６との摺動部に作用した場合
に、その部分に塵埃等のコンタミナントが溜まってしま
い、両者の摺動部が摩耗してしまう。このため、ピスト
ン４５の変位をフラッパ３８にフィードバックさせる場
合の動作が不安定になり、作動油の流量を高精度で制御
することができなくなる。

【０００７】本発明は、前記のような問題点を解決した
ものであって、フィードバック部とピストンとの摺動部
を塵埃等のコンタミナントが含まれていない清浄な洗浄
油で洗浄することにより、その部分から塵埃等のコンタ
ミナントを完全に排除し、これにより両者の摺動部が摩
耗するのを阻止し、ピストンの変位をフラッパ側に安定
してフィードバックさせることができて、作動油の流量
を高精度に制御できるサーボバルブのフィードバック部
の洗浄機構を提供することを目的とするものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の問題点を解決する
ために、本発明は、入力電流をフラッパの変位に変換す
るトルクモータ部と、前記フラッパの変位を油圧の圧力
差に変換する油圧増幅部と、該油圧増幅部の圧力差をピ
ストンの変位に変換し、作動油の流量を制御するバルブ
部と、一端部が前記フラッパ側に一体に結合されるとと
もに、他端部が前記ピストン側に摺動自在に結合され、
前記ピストンの変位を前記フラッパにフィードバックす
るフィードバック部とを具えたサーボバルブの前記フィ
ードバック部の洗浄機構であって、前記バルブ部に、前
記フィードバック部と前記ピストンとの摺動部に洗浄油
を導き、噴出させる洗浄回路を設けた手段を採用したも
のである。この場合、前記洗浄回路は、前記ピストンの
中心部を軸線方向に貫通する洗浄流路と、該洗浄流路に
連通するとともに、前記フィードバック部と前記ピスト
ンとの摺動部に開口する洗浄ノズルとからなるとよい。
さらに、前記洗浄流路の入口側にフィルタを設けるとよ
い。また、前記フィードバック部は、一端部が前記フラ
ッパに一体に結合される弾性変形可能なフィードバック
ワイヤと、該フィードバックワイヤの他端部に一体に設
けられるとともに、前記ピストンの外周面に設けられる
凹部に摺動自在に結合されるボールとからなってもよ
い。

【０００９】本発明は、前記のような手段を採用したこ
とにより、バルブ部に設けた洗浄回路（洗浄流路及び洗
浄ノズル）を介してフィードバック部とピストンとの摺
動部（フィードバックワイヤのボールとピストンの凹部
との摺動部）に洗浄油が導かれ、噴出され、その部分が
洗浄されることになる。この場合、洗浄流路の入口側の
フィルタにより洗浄油に含まれる塵埃等のコンタミント
が捕捉されるので、塵埃等のコンタミナントが含まれて
いない清浄な洗浄油によってフィードバック部とピスト
ンとの摺動部（フィードバックワイヤのボールとピスト
ンの凹部との摺動部）が洗浄されることになる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、図面に示す本発明の実施の
形態について説明する。図１には、本発明によるサーボ
バルブのフィードバック部の洗浄機構の一実施の形態が
示されていて、このサーボバルブ１は、トルクモータ部
２と油圧増幅部６とバルブ部１２とフィードバック部２
２とを具えている。

【００１１】トルクモータ部２は、入力電流をフラッパ
８の変位に変換するものであって、先端部に対向する磁
極を有する永久磁石３と、永久磁石３の磁極間に回転自
在に設けられるアーマチュア４と、アーマチュア４の周
囲に巻回されるコイル５とから構成され、コイル５に電
流を入力することによりトルクを発生させてアーマチュ
ア４を回転させることができるものである。

【００１２】油圧増幅部６は、トルクモータ部２のアー
マチュア４の変位をフラッパ８を介して油圧の圧力差に
変換するものであって、トルクモータ部２のアーマチュ
ア４に一体に連結されて、アーマチュア４の回転に追従
して揺動するフラッパ８と、フラッパ８を挟んで対向し
て設けられる一対のノズル９、９とからなるノズルフラ
ッパ機構７を具えている。

【００１３】各ノズル９にはメインフィルタ１１及びオ
リフィス１０を介して作動油が導かれるようになってい
る。各ノズル９は後述するバルブ部１２のシリンダ室１
４の両端部に連通されるようになっている。したがっ
て、各ノズル９に作用する背圧はシリンダ室１４の両端
部、すなわちピストン１５の両端面に導かれるようにな
っている。

【００１４】そして、トルクモータ部２への入力電流が
０の場合には、フラッパ８は両ノズル９、９から等距離
に位置し、両ノズル９、９から同量・同圧の作動油が噴
出し、両ノズル９、９の背圧はバランスがとられた状態
となっている。一方、トルクモータ部２に電流が入力さ
れてアーマチュア４が回転すると、アーマチュア４の回
転に追従してフラッパ８が揺動してノズル９の方向に変
位し、フラッパ８と両ノズル９、９との距離が変化し、
両ノズル９、９の背圧のバランスが崩れ、両ノズル９、
９の背圧が変化し、両ノズル９、９からピストン１５の
両端面に導かれる作動油の圧力に差が生じ、その圧力差
によりピストン１５が移動し、変位することになる。

【００１５】バルブ部１２は、内部にシリンダ室１４が
設けられるとともに、シリンダ室１４と連通する供給ポ
ート（図示せず）、戻りポート（図示せず）及び制御ポ
ート（図示せず）が設けられるボディ１３と、ボディ１
３のシリンダ室１４内に移動自在に設けられるピストン
１５から構成されている。シリンダ室１４の両端部には
両ノズル９、９の背圧が導かれ、両ノズル９、９の背圧
の差に応じてシリンダ室１４内をピストン１５が移動
し、変位する。そして、ピストン１５の変位に応じて各
ポートが開閉され又は各ポートの開閉度が調整され、各
ポートを介しての作動油の流量が制御されるものであ
る。なお、シリンダ室１４の両端部に必要に応じてディ
スクフィルタ２１、２１を設けても良いものである。

【００１６】ピストン１５の長手方向の中心部の外周面
には所定の深さの凹部１６が環状に設けられ、この凹部
１６内に後述するフィードバック部２２のフィードバッ
クワイヤ２３のボール２４が摺動自在に結合されるよう
になっている。

【００１７】ピストン１５の中心部には軸線方向に貫通
する洗浄流路１８が設けられ、この洗浄流路１８の入口
側にはラストチャンスフィルタ２０が装着されるように
なっている。ピストン１５の凹部１６の底面側には洗浄
流路１８に連通する洗浄ノズル１９が少なくとも１箇所
に設けられるようになっている。そして、この洗浄流路
１８と洗浄ノズル１９とによってフィードバックワイヤ
２３のボール２４とピストン１５の凹部１６との摺動部
に洗浄油を導き、噴出させる洗浄回路１７が構成される
ものである。

【００１８】フィードバック部２２は、一端部がフラッ
パ８に一体に結合される弾性変形可能なフィードバック
ワイヤ２３と、フィードバックワイヤ２３の他端部に一
体に設けられるボール２４とからなるものであって、ボ
ール２４はピストン１５の外周面の凹部１６に摺動自在
に結合されるようになっている。フィードバックワイヤ
２３は、ピストン１５の変位に追従して撓み、撓んだ状
態から元の状態に復帰することによりフラッパ８を中立
位置に押し戻し、ピストン１５をその位置に停止させ、
ピストン１５を介しての作動油の流量を決定する。すな
わち、フィードバックワイヤ２３は、ピストン１５の変
位をフラッパ８にフィードバックさせる機能を有するも
のである。

【００１９】そして、上記のように構成した本実施の形
態によるサーボバルブ１のトルクモータ部２に電流を入
力すると、その入力電流に比例したトルクがトルクモー
タ部２に発生し、そのトルクに応じてアーマチュア４が
回転する。

【００２０】そして、アーマチュア４が回転すると、ア
ーマチュア４の回転に追従して油圧増幅部６のフラッパ
８が一体に揺動してノズル９、９の方向に変位し、両ノ
ズル９、９から等距離に位置していたフラッパ８と両ノ
ズル９、９との距離が変化し、バランスが保たれていた
両ノズル９、９の背圧に差が生じる。このノズル９、９
の背圧は、ピストン１５の両端面に作用する圧力である
から、圧力の低い方にピストン１５が移動し始める。

【００２１】そして、ピストン１５が移動すると、ピス
トン１５の移動に伴ってフィードバック部２２のフィー
ドバックワイヤ２３が撓み、フィードバックワイヤ２３
が撓んだ状態から元の状態に復帰することによりフラッ
パ８が中央に押し戻され、両ノズル９、９の背圧の差が
０となり、ピストン１５がその位置に停止し、バルブ部
１２を介しての作動油の流量が決定される。

【００２２】この場合、ピストン１５の両端面に作用す
る作動油の一部は、ピストン１５の洗浄流路１８内に流
入し、洗浄流路１８の入口部でラストチャンスフィルタ
２０によって塵埃等のコンタミナントが捕捉され、清浄
な洗浄油となって洗浄流路１８内を流れて洗浄ノズル１
９に導かれ、洗浄ノズル１９から凹部１６内に噴出して
凹部１６の底面を洗浄し、凹部１６の底面側に滞留して
いる塵埃等のコンタミナントを排除する。したがって、
凹部１６の底面を常に清浄な状態に保つことができるの
で、フィードバックワイヤ２３のボール２４と凹部１６
とが摺動しても、両者の摺動部が摩耗するようなことは
なくなる。この結果、ピストン１５の変位を安定してフ
ラッパ８側にフィードバックさせることができることに
なるので、作動油の流量の制御を高精度で行うことがで
きることになる。

【００２３】

【発明の効果】本発明は、前記のように構成して、バル
ブ部にフィードバック部とピストンとの摺動部（フィー
ドバックワイヤのボールとピストンの凹部との摺動部）
に洗浄油を導き、噴出させる洗浄回路（ピストンの洗浄
流路及び洗浄ノズル）を設けたことにより、その摺動部
を洗浄回路（ピストンの洗浄流路及び洗浄ノズル）を介
した洗浄油により洗浄して、塵埃等のコンタミナントが
滞留していない清浄な状態に保つことができる。したが
って、両者の摺動部が塵埃等のコンタミナントによって
擦られて摩耗するようなことがなくなるので、ピストン
の変位を安定してフラッパ側にフィードバックさせるこ
とができ、作動油の流量を高精度に制御できる。さら
に、洗浄流路の入口側にフィルタを設けたことにより、
塵埃等のコンタミナントが含まれていない清浄な洗浄油
をフィードバック部とピストンとの摺動部（フィードバ
ックワイヤのボールとピストンの凹部との摺動部）に導
き、効果的に両者の摺動部が摩耗するのを防止できる。
したがって、ピストンの変位を安定してフラッパ側にフ
ィードバックさせ、作動油の流量を高精度に制御でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明によるサーボバルブの一実施の形態を
示した概略図である。

【図２】 従来のサーボバルブの一例を示した概略図で
ある。

【符号の説明】

１、３１…サーボバルブ ２、３２…トルクモータ部 ３…永久磁石 ４、３４…アーマチュア ５…コイル ６、３６…油圧増幅部 ７…ノズルフラッパ機構 ８、３８…フラッパ ９、３９…ノズル １０…オリフィス １１…メインフィルタ １２、４２…バルブ部 １３…ボディ １４…シリンダ室 １５、４５…ピストン １６、４６…凹部 １７…洗浄回路 １８…洗浄流路 １９…洗浄ノズル ２０…ラストチャンスフィルタ ２１…ディスクフィルタ ２２、５２…フィードバック部 ２３、５３…フィードバックワイヤ ２４、５４…ボール

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力電流をフラッパの変位に変換するト
   ルクモータ部と、前記フラッパの変位を油圧の圧力差に
   変換する油圧増幅部と、該油圧増幅部の圧力差をピスト
   ンの変位に変換し、作動油の流量を制御するバルブ部
   と、一端部が前記フラッパ側に一体に結合されるととも
   に、他端部が前記ピストン側に摺動自在に結合され、前
   記ピストンの変位を前記フラッパにフィードバックする
   フィードバック部とを具えたサーボバルブの前記フィー
   ドバック部の洗浄機構であって、 前記バルブ部に、前記フィードバック部と前記ピストン
   との摺動部に洗浄油を導き、噴出させる洗浄回路を設け
   たことを特徴とするサーボバルブのフィードバック部の
   洗浄機構。
2. 【請求項２】 前記洗浄回路は、前記ピストンの中心部
   を軸線方向に貫通する洗浄流路と、該洗浄流路に連通す
   るとともに、前記フィードバック部と前記ピストンとの
   摺動部に開口する洗浄ノズルとからなることを特徴とす
   る請求項１に記載のサーボバルブのフィードバック部の
   洗浄機構。
3. 【請求項３】 前記洗浄流路の入口側にフィルタを設け
   たことを特徴とする請求項２に記載のサーボバルのフィ
   ードバック部の洗浄機構。
4. 【請求項４】 前記フィードバック部は、一端部が前記
   フラッパに一体に結合される弾性変形可能なフィードバ
   ックワイヤと、該フィードバックワイヤの他端部に一体
   に設けられるとともに、前記ピストンの外周面に設けら
   れる凹部に摺動自在に結合されるボールとからなること
   を特徴とする請求項１から請求項３のうちのいずれか一
   項に記載のサーボバルブのフィードバック部の洗浄機
   構。