JP2012112443A - サーボバルブ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ノズルフラッパ2の一方側の面に対して対向配置される第1ノズル3a,4aを有すると共にスプール12の一方の端部に接続される第1流路の流れ、及び、ノズルフラッパ2の他方側の面に対して対向配置される第2ノズル3b,4bを有すると共にスプール12の他方の端部に接続される第2流路の流れを切替機構20で定期的に切り替えて、流路中に設けられているフィルタF1,F2を自動的に逆洗洗浄できるようにする。
【選択図】図1
Description
このサーボバルブSVは、ノズルフラッパ機構1と、スプール弁機構10と、切替機構20と、フィルタF1,F2とを備えている。これらのフィルタF1,F2としては20〜40μm程度の目を有し、ろう付けもしくは焼結された金属の網が用いられる。
ノズルフラッパ2は、扁平な板材からなり、その中心位置に設けられている回転軸2aを中心にして回動(傾動)できるように構成されている。この回転軸2aは、図示しないトルクモータのアーマチュア(電気子)に一体的に連結されている。したがって、トルクモータのコイルに制御目標に対応した電流が入力されると、その入力電流に応じた磁力が発生してトルクモータのアーマチュアに回転トルクが発生し、ノズルフラッパ2を所定の傾斜角度に傾動させることができる。
下側ノズル4a,4bは、回転軸2aを中心にしたノズルフラッパ2の下部側に配置されている。これらの下側ノズル4a,4bは、ノズルフラッパ2を挟んで対向配置される一対のノズルであり、第2チャンバ6b内の第2領域βに臨んで配置されている。
また、上側ノズル3bと下側ノズル4bとは、ノズルフラッパ2の他方側の面に対向して配置されており、本発明の第2ノズルとして機能する。つまり、本実施形態のサーボバルブSVは、本発明における第2ノズルを2つ備えている。
そして、上述のように上側ノズル3a,3bが一対とされ、下側ノズル4a,4bとが一対とされている。つまり、本実施形態のサーボバルブSVは、一対の第1ノズル及び第2ノズルを2つ、すなわち二対の第1ノズル及び第2ノズルを備えている。
さらに、本実施形態のサーボバルブSVは、ノズルフラッパ2の他方側の面に対向する上側ノズル3bと下側ノズル4bとを接続するコの字状の第2接続流路B(第2流路)を備えている。つまり、本実施形態のサーボバルブSVは、上側ノズル3b(第2ノズル)と下側ノズル4b(第2ノズル)を有する第2接続流路Bを備えている。
なお、図面を簡略化するために省略されているが、中心部に設けられるランド13c,13dに対応するケーシング11には、液体の入出用ポートが設けられていて、ランド13c,13dが移動(変位)することによりポート開度、すなわち弁開度を調節できるように構成されている。
この切替機構20は、第1接続流路A及び第2接続流路Bにおける液体の流れを逆流させる。より詳細には、切替機構20は、上側ノズル3a,3bが臨む第1領域αの圧力の下側ノズル4a,4bが臨む第2領域βの圧力との高低関係を切り替えることにより、第1接続流路A及び第2接続流路Bにおける液体の流れを逆流させる。
また、切替機構20は、第1領域αの圧力と第2領域βの圧力との高低関係に倣って、第1接続流路Aが接続されるスプール12の端部と第2接続流路Bが接続するスプール12の端部とを切り替える。
ケーシング21は、内部に弁体22が移動できる空間を有して構成されている。なお、図1及び図2において、太線及び細線で示される後述する流路と接続する部位に液体の入出用ポートが設けられている。
弁体22は、シャフト23と、当該シャフト23に一体的に設けられると共に間隔を保って複数個(図示の例では6個)配列されるランド24a〜24fとを備えている。そして、この弁体22は、ケーシング21の内部をその軸心方向に移動自在に設けられていると共に、弁体22の軸心方向の一端側(図示の例では左端側)に設けられているコイルバネ25により、常時、ソレノイドSO側へ押圧されるように構成されている。
弁体22のシャフト23に設けられているランド24a〜24fの配置及びケーシング21に設けられている液体の入出用ポートの配置関係は、後述の制御動作の説明における液体の流れを実現できるように決められている。
ソレノイドSOは、弁体22の軸心方向の他端側に設けられていて、そのソレノイドSOがONされたときには、ソレノイドロッドSOlが伸張して弁体22をコイルバネ25に抗して移動させることができるように構成されている(図1参照)。なお、ソレノイドSOがOFFされたときには、弁体22がコイルバネ25により押圧されて、弁体22をソレノイドSO側に移動させることができるように構成されている(図2参照)。
さらに、流路L9の接続先が、切替機構20によって、第1領域αと接続する流路L7と第2領域βと接続する流路L8との間で切替可能に構成されている。
先ず、当該サーボバルブSVに対して駆動液体となる航空機の燃料が供給される。ここで、流路L1に対して高圧の燃料(以下、高圧液体と称する)が供給され、流路L9に対しては低圧の燃料(以下、低圧液体と称する)が供給される。なお、例えば、高圧の燃料は航空機に搭載される燃料ポンプの下流側から供給され、低圧の燃料の燃料ポンプの上流側から供給される。
この場合、高圧液体は、流路L1、L2及びフィルタF1を介在しているL3を介して第1チャンバ6a内の第1領域αに導かれる。フィルタF1では、駆動液体中に含まれている不純物が捕捉され、不純物の第1チャンバ6aへの流入が阻止される。なお、この際、流路L5がランド24bで閉止されることによって高圧液体は、流路L5に流れ込まないようにされている。
また、低圧液体は、流路L9、L8及びL6を介して第2チャンバ6b内の第2領域βに導かれる。この際、流路L7がランド24cで閉止されることによって低圧液体は、流路L7に流れ込まないようにされている。
なお、このノズルフラッパ2は、図示しないトルクモータのアーマチュア(電気子)に発生した回転トルクにより上述のように傾動しているものとする。なお、この傾動状態は、フィードバックスプリング5及びスプール弁機構10により一定状態に保たれる。
そして、上述のように第2接続流路Bが高圧となり、第1接続流路Aが低圧となると、燃料は、図1の太線の矢印で示すように、高圧側から低圧側に流れる。具体的には、燃料は、流路L1、流路L2、流路L3、流路L6、流路L8、流路L9の順に流れる。このとき、燃料中の不純物はF1,F2で処理されるか、流路L9から排出される。
この変位力は、フィードバックスプリング5にアーマチュアの回転トルクと反対向きのトルクを発生させ、ノズルフラッパ2に引き戻し力を作用させて両ノズル3a,4bの背圧が等しくなり、その背圧が等しくなった位置でスプール12は停止される。この結果、トルクモータに入力された制御目標の入力電流に対応した弁開度を実現している。
このソレノイドSOのON・OFFは、定期的に行なわれる。例えば、このサーボバルブSVが燃料ポンプから供給された燃料を多重系のFADECの指令に基づいてジェットエンジンに供給する場合には、その系の切換時に、すなわちCPUの切替時に行なうことができる。なお、ソレノイドSOのON・OFFは、フィルタF1又はフィルタF2に目詰まりが生じたことをフィルタ前後の液圧を計測して行なうようにしてもよい。
また、低圧液体は、流路L9、L7及びL1を介して第1チャンバ6a内の第1領域αに導かれる。この際、流路L8がランド24bによって閉止されることによって低圧液体は、流路L8に流れ込まないようにされている。
そして、上述のように第1接続流路Aが高圧となり、第2接続流路Bが低圧となると、燃料は、図2の太線の矢印で示すように、高圧側から低圧側に流れる。具体的には、燃料は、流路L1、流路L5、流路L6、流路L3、流路L7、流路L9の順に流れる。
このため、フィルタF1,F2やノズル3a,3b,4a,4bを自動的に洗浄することができ、フィルタやノズルの詰まりを解消あるいは抑止することができる。
このため、第1接続流路Aの圧力と第2接続流路Bの圧力との高低関係に関わらず、ノズルフラッパ2の傾動方向とスプール12の移動方向とを常に同一に合わせることができる。
したがって、流量調節の際の制御を変更することなく、フィルタやノズルの詰まりを解消あるいは抑止することができる。
また、例えば、ポンプ等を用いて、第1接続流路Aと第2接続流路Bとにおける液体の流れを逆流させても良い。
また、流路L3,L6以外の流路にフィルタを追加しても良い。
Claims (4)
- スプールの両端に作用する背圧を調節して前記スプールを移動させることにより液体の流量を調節するサーボバルブであって、
トルクモータにより傾斜角度が調節されるノズルフラッパと、
前記ノズルフラッパの一方側の面に対して対向配置される第1ノズルを有すると共に前記スプールのいずれか一方の端部に接続される第1流路と、
前記ノズルフラッパの他方側の面に対して対向配置される第2ノズルを有すると共に前記第1流路と異なる前記スプールの端部に接続される第2流路と、
前記第1流路及び前記第2流路における前記液体の流れを逆流させる逆流手段と、
を備えることを特徴とするサーボバルブ。 - 前記ノズルフラッパを挟んで対向配置される一対の前記第1ノズル及び前記第2ノズルを二対備え、
前記逆流手段は、一方対の第1ノズル及び第2ノズルが臨む第1領域の圧力と他方対の第1ノズル及び第2ノズルが臨む第2領域の圧力との高低関係を切り替える圧力切替機構からなる
ことを特徴とする請求項1記載のサーボバルブ。 - 前記第1領域の圧力と前記第2領域の圧力との高低関係に倣って、前記第1流路が接続される前記スプールの端部と前記第2流路が接続する前記スプールの端部とを切り替える流路切替機構を備えることを特徴とする請求項2記載のサーボバルブ。
- 前記圧力切替機構及び前記流路切替機構は、単一のソレノイドで駆動されることを特徴とする請求項3記載のサーボバルブ。
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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