JP2012017839A - Sleeve-less switching valve for airplane - Google Patents

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浩二 伊藤
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve rigidity to make an internal leak hardly occur, and also prevent seizure.SOLUTION: A number of part items is greatly reduced by forming a sleeve-less structure in which a sleeve is not formed between a groove manifold 3a and a spool 4. Furthermore, a material of the groove manifold 3 is precipitation curing stainless steel or martensite stainless steel, and a sliding surface 4a of the spool 4 is applied with curing treatment.

Description

本発明は、航空機に用いられ、流体アクチュエータに対して流体の給排を行う切替バルブに関する。   The present invention relates to a switching valve that is used in an aircraft and that supplies and discharges fluid to and from a fluid actuator.

航空機に用いられる切替バルブは、翼に設けられた可動部を可動させる流体アクチュエータに対して流体の給排を行っている。   A switching valve used in an aircraft supplies and discharges fluid to and from a fluid actuator that moves a movable part provided on a wing.

特許文献１には、ハウジングに収納されたグルーブドマニホールドの油路に連通した電油サーボ弁がハウジングから突出する方向を、流体アクチュエータのピストンロッドがシリンダケースから突出する方向と略反対方向にすることで、グルーブドマニホールドの長手方向及びピストンロッドがシリンダケースから突出する方向に略直交する方向の厚みを、電油サーボ弁がハウジングから突出する方向側と比較してピストンロッドがシリンダケースから突出する方向側で薄くしたアクチュエータユニットが開示されている。   In Patent Literature 1, the direction in which the electro-hydraulic servo valve communicating with the oil passage of the grooved manifold housed in the housing protrudes from the housing is set to be substantially opposite to the direction in which the piston rod of the fluid actuator protrudes from the cylinder case. Therefore, the piston rod protrudes from the cylinder case in comparison with the direction in which the electro-hydraulic servo valve protrudes from the housing in the longitudinal direction of the grooved manifold and the thickness in the direction substantially perpendicular to the direction in which the piston rod protrudes from the cylinder case. An actuator unit that is thin on the direction side is disclosed.

特開２００５−１７０１３１号公報JP-A-2005-170131

ところで、航空機においては、流体アクチュエータの小型化が進んでおり、これに合わせて、小型化した流体アクチュエータで従来と同等の動力を得るために、切替バルブを流れる流体の高圧化が進んでいる。そのため、切替バルブの強度を向上させる必要がある。   By the way, in an aircraft, the fluid actuator has been miniaturized, and accordingly, the fluid flowing through the switching valve has been increased in pressure in order to obtain the same power as that of the conventional fluid actuator with the miniaturized fluid actuator. Therefore, it is necessary to improve the strength of the switching valve.

また、切替バルブにおいては、高圧側から低圧側に流体が漏れる内部漏洩により、動力伝達の効率が悪くなるという問題がある。内部漏洩は、部品点数が多いほど生じ易いのであるが、航空機用の切替バルブは、グルーブドマニホールドの内部に固定されて、内部にスプールを摺動可能に収納したスリーブを有している。   In addition, the switching valve has a problem that the efficiency of power transmission deteriorates due to internal leakage in which fluid leaks from the high pressure side to the low pressure side. Internal leakage is more likely to occur as the number of parts increases. However, an aircraft switching valve has a sleeve fixed inside the grooved manifold and having a spool slidably accommodated therein.

また、スリーブ内を摺動するスプールが焼き付き、スプールがスリーブに固着するという問題がある。   Further, there is a problem that the spool sliding in the sleeve is seized and the spool is fixed to the sleeve.

本発明の目的は、強度を向上させ、内部漏洩を生じ難くするとともに、焼き付きを防止することが可能な航空機用の切替バルブを提供することである。   An object of the present invention is to provide an aircraft switching valve capable of improving strength, making it difficult to cause internal leakage, and preventing seizure.

本発明の航空機用スリーブレス切替バルブは、マニホールドと、前記マニホールドの内部に収納されて、流体の通路が形成されたグルーブドマニホールドと、前記グルーブドマニホールドの内部に摺動可能に収納されて、前記グルーブドマニホールドの内面に摺接する摺動面を有するスプールと、を有し、前記グルーブドマニホールドの材質が、析出硬化型ステンレス鋼またはマルテンサイト系ステンレス鋼であり、前記スプールの前記摺動面が硬化処理されていることを特徴とする。   The aircraft sleeveless switching valve of the present invention is a manifold, a grooved manifold that is housed in the manifold and has a fluid passage formed therein, and is slidably housed in the grooved manifold. A spool having a sliding surface in sliding contact with the inner surface of the grooved manifold, and the material of the grooved manifold is precipitation hardened stainless steel or martensitic stainless steel, and the sliding surface of the spool Is cured.

上記の構成によれば、グルーブドマニホールドとスプールとの間にスリーブを設けないスリーブレス構造とすることで、スリーブや、グルーブドマニホールドとスリーブとの間をシールするシール材が不要になり、部品点数が大幅に削減される。これにより、スリーブを備えた構造に比べて、コストダウンを図ることができるとともに、内部漏洩を生じ難くすることができる。また、グルーブドマニホールドの材質が、析出硬化型ステンレス鋼またはマルテンサイト系ステンレス鋼であるので、切替バルブの強度を向上させることができる。また、スプールの摺動面が硬化処理されているので、スプールの焼き付きを防止することができる。   According to the above configuration, the sleeveless structure in which no sleeve is provided between the grooved manifold and the spool eliminates the need for a sleeve or a sealing material for sealing between the grooved manifold and the sleeve. The score is greatly reduced. Thereby, compared with the structure provided with the sleeve, cost can be reduced and internal leakage can be made difficult to occur. Moreover, since the material of the grooved manifold is precipitation hardening stainless steel or martensitic stainless steel, the strength of the switching valve can be improved. Further, since the sliding surface of the spool is hardened, the seizure of the spool can be prevented.

また、本発明の航空機用スリーブレス切替バルブにおいては、前記グルーブドマニホールドの前記内面の硬度がＲｃ５０〜６５であり、前記スプールの前記摺動面の硬度がＲｃ５０〜６５であってよい。上記の構成によれば、グルーブドマニホールドの内面の硬度とスプールの摺動面の硬度とを同程度とすることで、スプールの焼き付きを一層防止することができる。   In the aircraft sleeveless switching valve according to the present invention, the hardness of the inner surface of the grooved manifold may be Rc 50 to 65, and the hardness of the sliding surface of the spool may be Rc 50 to 65. According to the above configuration, the seizure of the spool can be further prevented by making the hardness of the inner surface of the grooved manifold the same as the hardness of the sliding surface of the spool.

また、本発明の航空機用スリーブレス切替バルブにおいては、前記グルーブドマニホールドの前記内面と前記スプールの前記摺動面とのクリアランスが３〜５μｍであってよい。上記の構成によれば、グルーブドマニホールドとスプールとの間から流体が漏れ難くなるので、内部漏洩を一層生じ難くすることができる。   In the aircraft sleeveless switching valve of the present invention, a clearance between the inner surface of the grooved manifold and the sliding surface of the spool may be 3 to 5 μm. According to said structure, since it becomes difficult to leak a fluid from between a grooved manifold and a spool, it can make it difficult to produce internal leakage further.

本発明の航空機用スリーブレス切替バルブによると、スリーブレス構造とすることで、内部漏洩を生じ難くすることができる。また、グルーブドマニホールドの材質が、析出硬化型ステンレス鋼またはマルテンサイト系ステンレス鋼であるので、切替バルブの強度を向上させることができる。また、スプールの摺動面が硬化処理されているので、スプールの焼き付きを防止することができる。   According to the aircraft sleeveless switching valve of the present invention, the sleeveless structure makes it difficult to cause internal leakage. Moreover, since the material of the grooved manifold is precipitation hardening stainless steel or martensitic stainless steel, the strength of the switching valve can be improved. Further, since the sliding surface of the spool is hardened, the seizure of the spool can be prevented.

本実施形態による航空機用スリーブレス切替バルブを有する航空機の概略図である。1 is a schematic view of an aircraft having an aircraft sleeveless switching valve according to an embodiment. 本実施形態による航空機用スリーブレス切替バルブを備えたアクチュエータユニットを示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the actuator unit provided with the sleeveless switching valve for aircrafts by this embodiment. 図２の部分拡大図である。FIG. 3 is a partially enlarged view of FIG. 2. グルーブドマニホールドを示す概略図である。It is the schematic which shows a grooved manifold. アクチュエータユニットを示す側面図である。It is a side view which shows an actuator unit. アクチュエータユニットを示す上面図である。It is a top view which shows an actuator unit. アクチュエータユニットの回路図である。It is a circuit diagram of an actuator unit.

以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。   Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

（航空機の構成）
本実施形態による航空機用スリーブレス切替バルブは、図１に示すように、航空機７１に設けられている。 (Configuration of aircraft)
The aircraft sleeveless switching valve according to the present embodiment is provided in an aircraft 71 as shown in FIG.

航空機７１には、その飛行姿勢や飛行方向を変化させたり、その受ける揚力を変化させたりするための複数の可動部が翼に設けられている。例えば、主翼７６には離着陸時に高揚力を発生させるためのフラップ７３や、機体のローリングのためのエルロン７２が設けられている。また、水平尾翼７７には、機首の上げ下げのためのエレベータ７４が設けられている。さらに、垂直尾翼７８には機体のヨーイングのためのラダー７５が設けられている。これらの可動部は、翼に対する取り付け角が変化したり翼に対して並進移動したりするように変位可能に取り付けられており、このように変位させることで航空機７１の飛行姿勢や飛行方向を変化させたり高揚力を発生させたりする。   The aircraft 71 is provided with a plurality of movable parts on the wing for changing the flight posture and the flight direction and changing the lift received. For example, the main wing 76 is provided with a flap 73 for generating high lift during take-off and landing and an aileron 72 for rolling the fuselage. The horizontal tail 77 is provided with an elevator 74 for raising and lowering the nose. Further, the vertical tail 78 is provided with a ladder 75 for yawing the aircraft. These movable parts are mounted so as to be displaceable so that the mounting angle with respect to the wing changes or translates with respect to the wing. By such displacement, the flight posture and the flight direction of the aircraft 71 change. Or generate high lift.

これらの可動部の各々には、航空機用スリーブレス切替バルブにより圧油（流体）が給排される油圧式の流体アクチュエータ２０が設けられている。流体アクチュエータ２０は、これら可動部の翼への取り付け角度を変化させたり、翼に対して可動部を並進移動させたりするためのアクチュエータであり、圧油が給排されることで動作する。なお、流体アクチュエータ２０を動作させる流体として圧油を用いて説明するが、流体は燃料や大気であってもよい。   Each of these movable parts is provided with a hydraulic fluid actuator 20 through which pressure oil (fluid) is supplied and discharged by an aircraft sleeveless switching valve. The fluid actuator 20 is an actuator for changing the attachment angle of these movable parts to the wings or for moving the movable parts in translation with respect to the wings, and operates by supplying or discharging pressure oil. In addition, although demonstrated using pressure oil as a fluid which operates the fluid actuator 20, a fluid and air | atmosphere may be sufficient.

（アクチュエータユニットの構成）
本実施の形態に係る航空機用スリーブレス切替バルブ（切替バルブ）１は、図２に示すように、流体アクチュエータ２０とともに、アクチュエータユニット１０に設けられている。 (Configuration of actuator unit)
As shown in FIG. 2, the aircraft sleeveless switching valve (switching valve) 1 according to the present embodiment is provided in the actuator unit 10 together with the fluid actuator 20.

流体アクチュエータ２０は、シリンダ２１と、シリンダ２１内に摺動可能に収納されたピストン２２と、ピストン２２と一体に形成され、ピストン２２の摺動方向に沿って、シリンダ２１の内部から外部にかけて設けられて、図中左端部が航空機７１の可動部に連結されたピストンロッド２３と、を有している。シリンダ２１内には、ピストン２２によって、シリンダ室２０ａ及びシリンダ室２０ｂが形成されている。   The fluid actuator 20 is formed integrally with the cylinder 21, the piston 22 slidably accommodated in the cylinder 21, and the piston 22, and is provided from the inside of the cylinder 21 to the outside along the sliding direction of the piston 22. The piston rod 23 is connected to the movable part of the aircraft 71 at the left end in the figure. A cylinder chamber 20 a and a cylinder chamber 20 b are formed in the cylinder 21 by the piston 22.

ここで、シリンダ２１は、ピストン２２を収納した筒体２１ａと、筒体２１ａに収納されてピストンロッド２３を収納した筒体２１ｂと、筒体２１ｃ及び筒体２１ｄと、筒体２１ａ及びピストンロッド２３に収納された筒体２１ｅと、を有している。   Here, the cylinder 21 includes a cylinder body 21a that houses the piston 22, a cylinder body 21b that is housed in the cylinder body 21a and that houses the piston rod 23, a cylinder body 21c and a cylinder body 21d, and a cylinder body 21a and a piston rod. 23 is a cylindrical body 21e.

また、シリンダ２１は、ピストン２２と筒体２１ａとの間、ピストンロッド２３と筒体２１ｃとの間、ピストンロッド２３と筒体２１ｄとの間、ピストンロッド２３と筒体２１ｅとの間、筒体２１ａと筒体２１ｂとの間、及び、筒体２１ａと筒体２１ｅとの間に複数のシールリング２４を有している。   The cylinder 21 is provided between the piston 22 and the cylinder 21a, between the piston rod 23 and the cylinder 21c, between the piston rod 23 and the cylinder 21d, between the piston rod 23 and the cylinder 21e, A plurality of seal rings 24 are provided between the body 21a and the cylinder 21b and between the cylinder 21a and the cylinder 21e.

本実施形態の切替バルブ１は、図２および図３に示すように、筒体２１ａと一体に形成されたマニホールド２と、マニホールド２の内部に収納された円柱状のグルーブドマニホールド３と、を有している。   As shown in FIGS. 2 and 3, the switching valve 1 according to the present embodiment includes a manifold 2 formed integrally with the cylinder 21 a and a columnar grooved manifold 3 housed in the manifold 2. Have.

マニホールド２には、複数の貫通穴２ａと、穴２ｂとが形成されており、穴２ｂにグルーブドマニホールド３が挿入されることによって、グルーブドマニホールド３を内部に収納するようになっている。   A plurality of through holes 2a and holes 2b are formed in the manifold 2, and the grooved manifold 3 is accommodated therein by inserting the grooved manifold 3 into the hole 2b.

グルーブドマニホールド３には、図４に示すように、圧油の通路としての複数の溝３ａ及び穴３ｂが形成されている。図３に示すように、グルーブドマニホールド３の溝３ａ及び穴３ｂと、マニホールド２の貫通穴２ａとによって、切替バルブ１には、圧油を通す複数の流体路１ａが形成されている。   As shown in FIG. 4, the grooved manifold 3 is formed with a plurality of grooves 3 a and holes 3 b as pressure oil passages. As shown in FIG. 3, a plurality of fluid passages 1 a through which pressure oil is passed are formed in the switching valve 1 by the grooves 3 a and the holes 3 b of the grooved manifold 3 and the through holes 2 a of the manifold 2.

また、切替バルブ１は、図３に示すように、マニホールド２の穴２ｂに挿入されてマニホールド２に螺合する螺合部材５及び螺合部材６と、螺合部材５に対してグルーブドマニホールド３を固定するピン７と、グルーブドマニホールド３に螺合する螺合部材８と、を有している。   Further, as shown in FIG. 3, the switching valve 1 includes a screwing member 5 and a screwing member 6 that are inserted into the hole 2 b of the manifold 2 and screwed into the manifold 2, and a grooved manifold with respect to the screwing member 5. 3 and a pin 7 for fixing the groove 3 and a screwing member 8 screwed into the grooved manifold 3.

また、切替バルブ１は、グルーブドマニホールド３とマニホールド２との間、及び、グルーブドマニホールド３と螺合部材８との間に、複数のシールリング９を有している。   Further, the switching valve 1 has a plurality of seal rings 9 between the grooved manifold 3 and the manifold 2 and between the grooved manifold 3 and the screwing member 8.

また、切替バルブ１は、グルーブドマニホールド３の内部に収納されて、グルーブドマニホールド３に対して移動することによって、流体路１ａの連通状態を切り換える切換弁１１を有している。   The switching valve 1 is housed in the grooved manifold 3 and has a switching valve 11 that switches the communication state of the fluid path 1 a by moving with respect to the grooved manifold 3.

切換弁１１は、グルーブドマニホールド３の内部に摺動可能に収納されて、グルーブドマニホールド３の内面３ｃに摺接する摺動面４ａを有するスプール４と、スプール４をグルーブドマニホールド３に対して矢印１０２で示す方向に付勢するスプリング１２と、を有している。   The switching valve 11 is slidably accommodated in the grooved manifold 3 and has a spool 4 having a sliding surface 4 a that is in sliding contact with the inner surface 3 c of the grooved manifold 3, and the spool 4 with respect to the grooved manifold 3. And a spring 12 that is biased in the direction indicated by the arrow 102.

ここで、従来の航空機用の切替バルブは、グルーブドマニホールド３の内部に固定されて、内部にスプール４を摺動可能に収納したスリーブを有している。これに対して、本実施形態の切替バルブ１は、グルーブドマニホールド３とスプール４との間にスリーブを設けないスリーブレス構造である。そのため、スリーブや、グルーブドマニホールド３とスリーブとの間をシールするシール材が不要になり、部品点数が大幅に削減されている。これにより、スリーブを備えた構造に比べて、コストダウンを図ることができるとともに、高圧側から低圧側に圧油が漏れる内部漏洩を生じ難くすることができる。   Here, the conventional switching valve for aircraft has a sleeve fixed inside the grooved manifold 3 and slidably storing the spool 4 therein. On the other hand, the switching valve 1 of this embodiment has a sleeveless structure in which no sleeve is provided between the grooved manifold 3 and the spool 4. This eliminates the need for a sleeve or a sealing material that seals between the grooved manifold 3 and the sleeve, greatly reducing the number of parts. Thereby, compared with the structure provided with the sleeve, the cost can be reduced, and the internal leakage in which the pressure oil leaks from the high pressure side to the low pressure side can be made difficult to occur.

また、グルーブドマニホールド３の材質は、析出硬化型ステンレス鋼またはマルテンサイト系ステンレス鋼である。具体的には、グルーブドマニホールド３の材質は、１８−８ＰＨ（ＳＵＳ３０４）、１５−５ＰＨ、１７−４ＰＨ（ＳＵＳ６３０）といった析出硬化型ステンレス鋼、または、４４０Ｃ（ＳＵＳ４４０Ｃ）といったマルテンサイト系ステンレス鋼である。このため、流体アクチュエータ２０の小型化に伴い、例えば４０００〜５０００ｐｓｉ（ｐｏｕｎｄ−ｆｏｒｃｅ ｐｅｒ ｓｑｕａｒｅ ｉｎｃｈ）程度に高圧化が進む圧油に対して、切替バルブ１の強度を向上させることができる。なお、グルーブドマニホールド３の材質が析出硬化型ステンレス鋼の場合、窒化処理によって、内面３ｃの耐摩耗性が向上されている。   The material of the grooved manifold 3 is precipitation hardening stainless steel or martensitic stainless steel. Specifically, the material of the grooved manifold 3 is a precipitation hardening stainless steel such as 18-8PH (SUS304), 15-5PH, 17-4PH (SUS630), or a martensitic stainless steel such as 440C (SUS440C). is there. For this reason, with the downsizing of the fluid actuator 20, the strength of the switching valve 1 can be improved against pressure oil whose pressure is increased to about 4000 to 5000 psi (pound-force per square inch), for example. When the material of the grooved manifold 3 is precipitation hardening stainless steel, the wear resistance of the inner surface 3c is improved by nitriding.

また、スプール４の摺動面４ａは硬化処理されている。スプール４の材質としては、５２１００（ＳＵＪ２）といった高炭素クロム軸受鋼や、ＳＡＣＭ６４５といった窒化鋼、４４０Ｃ（ＳＵＳ４４０Ｃ）といったマルテンサイト系ステンレス鋼が挙げられる。スプール４の材質が高炭素クロム軸受鋼やマルテンサイト系ステンレス鋼の場合、焼き入れによってスプール４の摺動面４ａが硬化処理されている。これにより、グルーブドマニホールド３内を摺動するスプール４が焼き付いて、スプール４がグルーブドマニホールド３に固着するのを防止することができる。   The sliding surface 4a of the spool 4 is hardened. Examples of the material of the spool 4 include high carbon chromium bearing steel such as 52100 (SUJ2), nitride steel such as SACM645, and martensitic stainless steel such as 440C (SUS440C). When the material of the spool 4 is high carbon chrome bearing steel or martensitic stainless steel, the sliding surface 4a of the spool 4 is hardened by quenching. Thereby, it is possible to prevent the spool 4 sliding in the grooved manifold 3 from being seized and sticking to the grooved manifold 3.

さらに、グルーブドマニホールド３の内面３ｃは、硬度がＲｃ５０〜６５であり、スプール４の摺動面４ａは、硬度がＲｃ５０〜６５となるように硬化処理されている。このように、グルーブドマニホールド３の内面３ｃの硬度とスプール４の摺動面４ａの硬度とを同程度とすることで、スプール４の焼き付きを一層防止することができる。   Further, the inner surface 3c of the grooved manifold 3 has a hardness of Rc 50 to 65, and the sliding surface 4a of the spool 4 is hardened so as to have a hardness of Rc 50 to 65. Thus, by making the hardness of the inner surface 3c of the grooved manifold 3 and the hardness of the sliding surface 4a of the spool 4 comparable, the seizure of the spool 4 can be further prevented.

さらに、グルーブドマニホールド３の内面３ｃとスプール４の摺動面４ａとのクリアランスは、３〜５μｍである。これにより、グルーブドマニホールド３とスプール４との間から圧油が漏れ難くなるので、内部漏洩を一層生じ難くすることができる。   Further, the clearance between the inner surface 3 c of the grooved manifold 3 and the sliding surface 4 a of the spool 4 is 3 to 5 μm. Thereby, since it becomes difficult for pressure oil to leak from between the grooved manifold 3 and the spool 4, internal leakage can be made more difficult to occur.

また、切替バルブ１には、図５乃至図７に示すように、流体が供給される供給口１ｂと、流体が排出される排出口１ｃとが形成されている。   In addition, as shown in FIGS. 5 to 7, the switching valve 1 is formed with a supply port 1b through which a fluid is supplied and a discharge port 1c through which the fluid is discharged.

また、アクチュエータユニット１０は、図２に示すように、シリンダ２１のシリンダ室２０ａと切替バルブ１の流体路１ａとを連通させる連通路４０ａが形成された連通部４０を有している。ここで、切替バルブ１の流体路１ａは、切替バルブ１の矢印１０２で示す方向の端側に開口して、連通部４０の連通路４０ａに連通している。   Further, as shown in FIG. 2, the actuator unit 10 has a communication part 40 in which a communication path 40 a is formed for communicating the cylinder chamber 20 a of the cylinder 21 and the fluid path 1 a of the switching valve 1. Here, the fluid path 1 a of the switching valve 1 opens to the end side in the direction indicated by the arrow 102 of the switching valve 1 and communicates with the communication path 40 a of the communication unit 40.

また、アクチュエータユニット１０は、図５乃至図７に示すように、流体の逆流を防止する逆止弁５１及び逆止弁５２と、外部から入力される電気信号に応じた流体の給排を行う電気流体圧サーボ弁５３と、外部から入力される電気信号に応じて流体路１ａの連通状態を切り換える電磁弁５４と、流体路１ａ内の流体の圧力を計測する圧力計５５と、流体路１ａ内の流体の圧力が予め設定された設定圧力を超えたときに流体路１ａの連通状態を変更するリリーフ弁５６及びリリーフ弁５７と、を有している。   Further, as shown in FIGS. 5 to 7, the actuator unit 10 supplies and discharges fluid according to an electrical signal input from outside, and a check valve 51 and a check valve 52 that prevent backflow of fluid. An electro-hydraulic servo valve 53, an electromagnetic valve 54 for switching the communication state of the fluid path 1a in accordance with an electric signal input from the outside, a pressure gauge 55 for measuring the pressure of the fluid in the fluid path 1a, and the fluid path 1a The relief valve 56 and the relief valve 57 change the communication state of the fluid path 1a when the pressure of the fluid in the fluid exceeds a preset pressure.

逆止弁５１、逆止弁５２、電気流体圧サーボ弁５３、電磁弁５４、圧力計５５、リリーフ弁５６、および、リリーフ弁５７は、切替バルブ１に固定されており、図７に示すように、切替バルブ１の流体路１ａに連通されている。   The check valve 51, the check valve 52, the electrohydraulic servo valve 53, the electromagnetic valve 54, the pressure gauge 55, the relief valve 56, and the relief valve 57 are fixed to the switching valve 1, as shown in FIG. In addition, the fluid is connected to the fluid passage 1 a of the switching valve 1.

ここで、逆止弁５１は、切替バルブ１の供給口１ｂ側から電気流体圧サーボ弁５３側に圧油を通過させて逆流を防止するようになっており、逆止弁５２は、逆止弁５１及び電気流体圧サーボ弁５３側から電磁弁５４側に圧油を通過させて逆流を防止するようになっている。   Here, the check valve 51 prevents the backflow by passing pressure oil from the supply port 1b side of the switching valve 1 to the electrohydraulic servo valve 53 side. Pressure oil is passed from the valve 51 and electrohydraulic servo valve 53 side to the electromagnetic valve 54 side to prevent backflow.

また、電気流体圧サーボ弁５３は、外部から入力される電気信号に応じて、逆止弁５１側から供給された圧油を切換弁１１に供給するとともに、切換弁１１側から供給された圧油を切替バルブ１の排出口１ｃに排出するようになっている。これにより、シリンダ室２０ａ及びシリンダ室２０ｂのいずれか一方に圧油が供給されるとともに、シリンダ室２０ａ及びシリンダ室２０ｂの他方から圧油が排出されることとなる。   The electrohydrodynamic servo valve 53 supplies the pressure oil supplied from the check valve 51 side to the switching valve 11 and the pressure supplied from the switching valve 11 side in accordance with an electric signal input from the outside. The oil is discharged to the discharge port 1c of the switching valve 1. As a result, the pressure oil is supplied to one of the cylinder chamber 20a and the cylinder chamber 20b, and the pressure oil is discharged from the other of the cylinder chamber 20a and the cylinder chamber 20b.

また、電磁弁５４は、外部から入力される電気信号に応じて、逆止弁５２側から供給された圧油の切換弁１１への供給と、逆止弁５２側から供給された圧油の排出口１ｃへの排出と、を切り換えるようになっている。   The electromagnetic valve 54 supplies the pressure oil supplied from the check valve 52 side to the switching valve 11 and the pressure oil supplied from the check valve 52 side according to an electric signal input from the outside. Switching between discharge to the discharge port 1c is made.

ここで、切換弁１１は、電磁弁５４によって圧油が供給されるときに、シリンダ室２０ａ及びシリンダ室２０ｂと、電気流体圧サーボ弁５３とを連通させる一方、電磁弁５４によって圧油が供給されないときに、シリンダ室２０ａ及びシリンダ室２０ｂと、切替バルブ１の排出口１ｃとを連通させるようになっている。   Here, when pressure oil is supplied by the electromagnetic valve 54, the switching valve 11 communicates the cylinder chamber 20 a and the cylinder chamber 20 b with the electrohydraulic servo valve 53, while pressure oil is supplied by the electromagnetic valve 54. When not, the cylinder chamber 20a and the cylinder chamber 20b are communicated with the discharge port 1c of the switching valve 1.

また、圧力計５５は、シリンダ室２０ａに連通する流体路１ａ内の圧油の圧力、及び、シリンダ室２０ｂに連通する流体路１ａ内の圧油の圧力を計測するようになっている。   The pressure gauge 55 measures the pressure of the pressure oil in the fluid passage 1a communicating with the cylinder chamber 20a and the pressure of the pressure oil in the fluid passage 1a communicating with the cylinder chamber 20b.

また、リリーフ弁５６及びリリーフ弁５７は、シリンダ室２０ａ及びシリンダ室２０ｂの一方に連通する流体路１ａ内の圧油の圧力が予め設定された設定圧力を超えたときに、シリンダ室２０ａ及びシリンダ室２０ｂの一方に連通する流体路１ａ内の圧油を、シリンダ室２０ａ及びシリンダ室２０ｂの他方に連通する流体路１ａに通過させるようになっている。   In addition, the relief valve 56 and the relief valve 57 are arranged such that when the pressure of the pressure oil in the fluid passage 1a communicating with one of the cylinder chamber 20a and the cylinder chamber 20b exceeds a preset set pressure, The pressure oil in the fluid passage 1a communicating with one of the chambers 20b is passed through the fluid passage 1a communicating with the other of the cylinder chamber 20a and the cylinder chamber 20b.

また、アクチュエータユニット１０は、図５乃至図７に示すように、切替バルブ１に固定されて外部との間で電気信号を中継するコネクタ６１と、流体アクチュエータ２０の内部に収納されて、シリンダ２１に対するピストン２２の位置を検出する位置検出器６２と、切替バルブ１に固定されて、コネクタ６１及び位置検出器６２の間で電気信号を中継するコネクタ６３と、電気信号を通過させる複数の電線６４と、を有している。   As shown in FIGS. 5 to 7, the actuator unit 10 is housed inside the fluid actuator 20 and the connector 61 that is fixed to the switching valve 1 and relays an electrical signal to the outside. A position detector 62 that detects the position of the piston 22 with respect to the connector, a connector 63 that is fixed to the switching valve 1 and relays an electrical signal between the connector 61 and the position detector 62, and a plurality of electric wires 64 that allow the electrical signal to pass therethrough. And have.

位置検出器６２は、コアの変位量を電気信号に直接変換する変位センサであるＬＶＤＴ（Ｌｉｎｅａｒ Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ）や、計量部の回転変位量に比例した周波数を出力する変位センサであるＲＶＤＴ（Ｒｏｔａｒｙ Ｖａｒｉａｂｌｅ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ）等の各種ポテンショメータであってよい。   The position detector 62 is an LVDT (Linear Variable Differential Transformer) that is a displacement sensor that directly converts the displacement amount of the core into an electric signal, or an RVDT (Rotary) that is a displacement sensor that outputs a frequency proportional to the rotational displacement amount of the measuring unit. Various potentiometers such as Variable Differential Transformer may be used.

電線６４は、図７に示すように、電気流体圧サーボ弁５３、電磁弁５４、圧力計５５、コネクタ６１、位置検出器６２、および、コネクタ６３を電気的に接続している。   As shown in FIG. 7, the electric wire 64 electrically connects the electrohydraulic servo valve 53, the electromagnetic valve 54, the pressure gauge 55, the connector 61, the position detector 62, and the connector 63.

また、アクチュエータユニット１０は、図５、図６に示すように、コネクタ６１と圧力計５５とを電気的に接続する電線６４を保護する保護部６５と、位置検出器６２とコネクタ６３とを電気的に接続する電線６４を保護する保護部６６と、を有している。   Further, as shown in FIGS. 5 and 6, the actuator unit 10 electrically connects the protection unit 65 that protects the electric wire 64 that electrically connects the connector 61 and the pressure gauge 55, the position detector 62, and the connector 63. And a protection portion 66 for protecting the electric wire 64 to be connected.

（アクチュエータユニットの動作）
次に、アクチュエータユニット１０の動作を通して、切替バルブ１の動作について説明する。 (Actuator unit operation)
Next, the operation of the switching valve 1 will be described through the operation of the actuator unit 10.

アクチュエータユニット１０は、図７に示すように、位置検出器６２から出力される電気信号を電線６４、コネクタ６３及びコネクタ６１を介して外部に出力するとともに、圧力計５５から出力される電気信号を電線６４及びコネクタ６１を介して外部に出力する。   As shown in FIG. 7, the actuator unit 10 outputs the electrical signal output from the position detector 62 to the outside via the electric wire 64, the connector 63 and the connector 61, and the electrical signal output from the pressure gauge 55. Output to the outside through the electric wire 64 and the connector 61.

図示しない外部のコンピュータは、位置検出器６２及び圧力計５５からコネクタ６１を介して出力された電気信号や、図示しない操作装置から出力された電気信号に基づいて、電気流体圧サーボ弁５３及び電磁弁５４に入力する電気信号を算出し、算出した電気信号をコネクタ６１及び電線６４を介して電気流体圧サーボ弁５３及び電磁弁５４に入力する。   An external computer (not shown) generates an electric fluid pressure servo valve 53 and an electromagnetic signal based on an electric signal output from the position detector 62 and the pressure gauge 55 via the connector 61 or an electric signal output from an operating device (not shown). The electric signal input to the valve 54 is calculated, and the calculated electric signal is input to the electrohydraulic pressure servo valve 53 and the electromagnetic valve 54 via the connector 61 and the electric wire 64.

電気流体圧サーボ弁５３は、外部のコンピュータから電気信号が入力されると、外部のコンピュータから入力された電気信号に応じて、逆止弁５１側から供給された圧油を切換弁１１に供給するとともに、切換弁１１側から供給された圧油を切替バルブ１の排出口１ｃに排出する。   When an electric signal is input from an external computer, the electrohydraulic servo valve 53 supplies pressure oil supplied from the check valve 51 side to the switching valve 11 in accordance with the electric signal input from the external computer. At the same time, the pressure oil supplied from the switching valve 11 side is discharged to the discharge port 1 c of the switching valve 1.

また、電磁弁５４は、外部のコンピュータから電気信号が入力されると、外部のコンピュータから入力された電気信号に応じて、逆止弁５２側から供給された圧油の切換弁１１への供給と、逆止弁５２側から供給された圧油の排出口１ｃへの排出とを切り換える。   Further, when an electrical signal is input from an external computer, the solenoid valve 54 supplies pressure oil supplied from the check valve 52 side to the switching valve 11 in accordance with the electrical signal input from the external computer. And the discharge of the pressure oil supplied from the check valve 52 side to the discharge port 1c.

ここで、電磁弁５４が、逆止弁５２側から供給された圧油を切換弁１１に供給すると、電磁弁５４を介して供給口１ｂとスプール４とが連通するので、供給口１ｂから供給される圧油によって、スプール４がグルーブドマニホールド３に対して矢印１０１で示す方向に移動させられる（図３参照）。これにより、シリンダ室２０ａ及びシリンダ室２０ｂと、電気流体圧サーボ弁５３とが連通される。したがって、流体アクチュエータ２０は、外部のコンピュータから電気流体圧サーボ弁５３に入力された電気信号に応じて動作する。これにより、航空機７１の飛行中の姿勢が変更される。   Here, when the solenoid valve 54 supplies the pressure oil supplied from the check valve 52 side to the switching valve 11, the supply port 1 b and the spool 4 communicate with each other via the solenoid valve 54. By the pressurized oil, the spool 4 is moved in the direction indicated by the arrow 101 with respect to the grooved manifold 3 (see FIG. 3). Thereby, the cylinder chamber 20a and the cylinder chamber 20b are communicated with the electrohydraulic servo valve 53. Therefore, the fluid actuator 20 operates in accordance with an electric signal input to the electrohydraulic servo valve 53 from an external computer. Thereby, the attitude | position in flight of the aircraft 71 is changed.

また、電磁弁５４が、逆止弁５２側から供給された圧油を排出口１ｃに排出すると、電磁弁５４を介して排出口１ｃとスプール４とが連通するので、スプリング１２によってスプール４がグルーブドマニホールド３に対して矢印１０２で示す方向に付勢される（図３参照）。これにより、シリンダ室２０ａ及びシリンダ室２０ｂと、切替バルブ１の排出口１ｃとが連通される。したがって、流体アクチュエータ２０は、外部から与えられた負荷に応じて動作する。   Further, when the solenoid valve 54 discharges the pressure oil supplied from the check valve 52 side to the discharge port 1c, the discharge port 1c and the spool 4 communicate with each other via the solenoid valve 54. The grooved manifold 3 is urged in the direction indicated by the arrow 102 (see FIG. 3). Thereby, the cylinder chamber 20a and the cylinder chamber 20b communicate with the discharge port 1c of the switching valve 1. Therefore, the fluid actuator 20 operates according to a load given from the outside.

具体的には、図３に示すように、航空機７１の飛行中の空気抵抗などの外力によって、ピストンロッド２３がシリンダ２１に対して矢印１０１で示す方向に付勢されるとき、シリンダ室２０ｂから供給される圧油によって、スプール４はグルーブドマニホールド３に対して矢印１０１で示す方向に移動させられる。これにより、切換弁１１を介してシリンダ室２０ｂとシリンダ室２０ａとが連通されるので、外力によってピストンロッド２３がシリンダ２１に対して矢印１０１で示す方向に移動する。   Specifically, as shown in FIG. 3, when the piston rod 23 is urged in the direction indicated by the arrow 101 with respect to the cylinder 21 by an external force such as air resistance during the flight of the aircraft 71, the cylinder chamber 20b The spool 4 is moved in the direction indicated by the arrow 101 with respect to the grooved manifold 3 by the supplied pressure oil. As a result, the cylinder chamber 20b and the cylinder chamber 20a are communicated with each other via the switching valve 11, so that the piston rod 23 moves in the direction indicated by the arrow 101 with respect to the cylinder 21 by an external force.

また、ピストンロッド２３が外力によってシリンダ２１に対して矢印１０２で示す方向に付勢されるとき、スプリング１２によって、スプール４はグルーブドマニホールド３に対して矢印１０２で示す方向に移動させられる。これにより、切換弁１１を介してシリンダ室２０ｂとシリンダ室２０ａとが連通されないので、ピストンロッド２３はシリンダ２１に対して移動しない。   Further, when the piston rod 23 is urged by the external force in the direction indicated by the arrow 102 with respect to the cylinder 21, the spool 4 is moved in the direction indicated by the arrow 102 with respect to the grooved manifold 3 by the spring 12. Thereby, the cylinder chamber 20 b and the cylinder chamber 20 a are not communicated with each other via the switching valve 11, so that the piston rod 23 does not move with respect to the cylinder 21.

また、ピストンロッド２３が外力によってシリンダ２１に対して矢印１０２で示す方向及び矢印１０１で示す方向のいずれにも付勢されないとき、スプリング１２によって、スプール４はグルーブドマニホールド３に対して矢印１０２で示す方向に移動させられる。これにより、切換弁１１を介してシリンダ室２０ｂとシリンダ室２０ａとが連通されないので、ピストンロッド２３はシリンダ２１に対して移動しない。   When the piston rod 23 is not urged by the external force in either the direction indicated by the arrow 102 or the direction indicated by the arrow 101 with respect to the cylinder 21, the spool 4 is moved by the arrow 102 with respect to the grooved manifold 3 by the spring 12. It is moved in the direction shown. Thereby, the cylinder chamber 20 b and the cylinder chamber 20 a are not communicated with each other via the switching valve 11, so that the piston rod 23 does not move with respect to the cylinder 21.

ここで、本実施形態の切替バルブ１は、グルーブドマニホールド３とスプール４との間にスリーブを設けないスリーブレス構造であるので、スリーブを備えた構造に比べて、高圧側から低圧側に圧油が漏れる内部漏洩を生じ難くすることができる。   Here, since the switching valve 1 of the present embodiment has a sleeveless structure in which no sleeve is provided between the grooved manifold 3 and the spool 4, the pressure is increased from the high pressure side to the low pressure side as compared with the structure having the sleeve. Internal leakage through which oil leaks can be made difficult to occur.

また、グルーブドマニホールド３の材質は、析出硬化型ステンレス鋼またはマルテンサイト系ステンレス鋼であるので、流体アクチュエータ２０の小型化に伴い、例えば４０００〜５０００ｐｓｉ（ｐｏｕｎｄ−ｆｏｒｃｅ ｐｅｒ ｓｑｕａｒｅ ｉｎｃｈ）程度に高圧化が進む圧油に対して、切替バルブ１の強度を向上させることができる。   Further, since the material of the grooved manifold 3 is precipitation hardened stainless steel or martensitic stainless steel, the pressure is increased to, for example, about 4000 to 5000 psi (pound-force per square inch) as the fluid actuator 20 is downsized. The strength of the switching valve 1 can be improved with respect to the pressure oil that advances.

また、スプール４の摺動面４ａは硬化処理されているので、グルーブドマニホールド３内を摺動するスプール４が焼き付いて、スプール４がグルーブドマニホールド３に固着するのを防止することができる。   In addition, since the sliding surface 4a of the spool 4 is hardened, it is possible to prevent the spool 4 sliding in the grooved manifold 3 from being seized and sticking to the grooved manifold 3.

さらに、グルーブドマニホールド３の内面３ｃは、硬度がＲｃ５０〜６５であり、スプール４の摺動面４ａは、硬度がＲｃ５０〜６５となるように硬化処理されているので、スプール４の焼き付きを一層防止することができる。   Further, the inner surface 3c of the grooved manifold 3 has a hardness of Rc 50 to 65, and the sliding surface 4a of the spool 4 is hardened to have a hardness of Rc 50 to 65. Can be prevented.

さらに、グルーブドマニホールド３の内面３ｃとスプール４の摺動面４ａとのクリアランスが３〜５μｍであるので、グルーブドマニホールド３とスプール４との間から圧油が漏れ難くなり、内部漏洩を一層生じ難くすることができる。   Further, since the clearance between the inner surface 3c of the grooved manifold 3 and the sliding surface 4a of the spool 4 is 3 to 5 μm, it becomes difficult for the hydraulic oil to leak from between the grooved manifold 3 and the spool 4, thereby further reducing internal leakage. It can be made difficult to occur.

（本実施形態の変形例）
以上、本発明の実施形態を説明したが、具体例を例示したに過ぎず、特に本発明を限定するものではなく、具体的構成などは、適宜設計変更可能である。また、発明の実施の形態に記載された、作用及び効果は、本発明から生じる最も好適な作用及び効果を列挙したに過ぎず、本発明による作用及び効果は、本発明の実施の形態に記載されたものに限定されるものではない。 (Modification of this embodiment)
The embodiment of the present invention has been described above, but only specific examples are illustrated, and the present invention is not particularly limited, and the specific configuration and the like can be appropriately changed in design. Further, the actions and effects described in the embodiments of the invention only list the most preferable actions and effects resulting from the present invention, and the actions and effects according to the present invention are described in the embodiments of the present invention. It is not limited to what was done.

例えば、本実施形態において、マニホールド２の内部にグルーブドマニホールド３が収納された構成にされているが、マニホールド２とグルーブドマニホールド３とが一体にされていてもよい。   For example, in the present embodiment, the grooved manifold 3 is housed inside the manifold 2, but the manifold 2 and the grooved manifold 3 may be integrated.

１ 切替バルブ（航空機用スリーブレス切替バルブ）
１ａ 流体路
１ｂ 供給口
１ｃ 排出口
２ マニホールド
３ グルーブドマニホールド
３ｃ 内面
４ スプール
４ａ 摺動面
１０ アクチュエータユニット
１１ 切換弁
１２ スプリング
２０ 流体アクチュエータ
２１ シリンダ
２２ ピストン
２３ ピストンロッド
４０ 連通部
５３ 電気流体圧サーボ弁
５４ 電磁弁
６２ 位置検出器
７１ 航空機 1 Switching valve (Sleeveless switching valve for aircraft)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1a Fluid path 1b Supply port 1c Discharge port 2 Manifold 3 Grooved manifold 3c Inner surface 4 Spool 4a Sliding surface 10 Actuator unit 11 Switching valve 12 Spring 20 Fluid actuator 21 Cylinder 22 Piston 23 Piston rod 40 Communication part 53 Electrohydraulic pressure servo valve 54 Solenoid valve 62 Position detector 71 Aircraft

Claims (3)

マニホールドと、
前記マニホールドの内部に収納されて、流体の通路が形成されたグルーブドマニホールドと、
前記グルーブドマニホールドの内部に摺動可能に収納されて、前記グルーブドマニホールドの内面に摺接する摺動面を有するスプールと、
を有し、
前記グルーブドマニホールドの材質が、析出硬化型ステンレス鋼またはマルテンサイト系ステンレス鋼であり、
前記スプールの前記摺動面が硬化処理されていることを特徴とする航空機用スリーブレス切替バルブ。 Manifold,
A grooved manifold housed in the manifold and having a fluid passage formed therein;
A spool that is slidably housed inside the grooved manifold and has a sliding surface that is in sliding contact with the inner surface of the grooved manifold;
Have
The material of the grooved manifold is precipitation hardening stainless steel or martensitic stainless steel,
An aircraft sleeveless switching valve, wherein the sliding surface of the spool is cured. 前記グルーブドマニホールドの前記内面の硬度がＲｃ５０〜６５であり、
前記スプールの前記摺動面の硬度がＲｃ５０〜６５であることを特徴とする請求項１に記載の航空機用スリーブレス切替バルブ。 The hardness of the inner surface of the grooved manifold is Rc 50 to 65,
The sleeveless switching valve for an aircraft according to claim 1, wherein the sliding surface of the spool has a hardness of Rc 50 to 65. 前記グルーブドマニホールドの前記内面と前記スプールの前記摺動面とのクリアランスが３〜５μｍであることを特徴とする請求項１又は２に記載の航空機用スリーブレス切替バルブ。

The aircraft sleeveless switching valve according to claim 1 or 2, wherein a clearance between the inner surface of the grooved manifold and the sliding surface of the spool is 3 to 5 µm.

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