JP2016068889A - 航空機用油圧バルブ - Google Patents

Abstract

【課題】油圧サーボ機構の油を大流量化しても大型化を抑制することが可能な航空機用油圧バルブを提供する。
【解決手段】油圧バルブ２０は、翼を駆動する油圧アクチュエータの第１油圧室に接続される第１のポート３１、油圧アクチュエータの第２油圧室と第１油圧室とをバイパスする切替バルブに接続される第２のポート３２、および、第１のポート３１と第２のポート３２とを繋ぐ油路３７が形成されるハウジング３０と、油路３７における第１のポート３１側から第２のポート３２側への油の流れを遮断するチェック弁６７と、第２油圧室から供給されるパイロット圧によりチェック弁６７を開弁する開弁要素４０と、チェック弁６７を開弁させる油圧を油路３７のうちのチェック弁６７よりも第１のポート３１側の部分である閉鎖油圧部分３７Ａから取り出す補助油圧供給手段としての補助油路３８とを備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、航空機の舵面を制御する油圧サーボ機構に用いられる航空機用油圧バルブに関する。

従来から航空機の昇降舵、方向舵、補助翼等の舵面を制御する複数系統の油圧サーボ機構を用いた舵面制御装置が知られている。舵面制御装置は、１系統の油圧サーボ機構の油圧源の供給圧力が低下する等の故障が生じたとき、別の系統の油圧サーボ機構により舵面を制御して装置の冗長性を持たせている。

このような舵面制御装置の一例として、特許文献１の舵面制御装置が知られている。特許文献１の図１に示されるように、舵面制御装置の各油圧サーボ機構は、舵面を駆動させる油圧アクチュエータと、油圧アクチュエータの各油圧室をバイパスさせる切替弁との間に油圧バルブを備えている。油圧バルブは、油圧アクチュエータ側に閉止流路（閉鎖油圧部分）を構成するチェック弁と、このチェック弁を迂回して設けられ、油圧アクチュエータ側から切替弁側に油を逃がすリリーフ弁とを備えている。チェック弁は、閉止油路の油圧により閉弁し、この閉止油路の油圧よりも大きい力で開弁要素がチェック弁を押すことにより開弁する。

特開平６−１４４３８５号公報

近年、航空機の大型化による舵面の大型化にともない舵面の駆動力を増加させるため、油圧サーボ機構の油を大流量化する要求がある。これに対応するため、油圧バルブ内の油路の通路断面積を拡大させる一方、その油路を開閉するチェック弁を大型化する必要がある。これにより、チェック弁において油圧アクチュエータ側の閉止油路に対する受圧面積が増加するため、チェック弁を閉弁させる力が増大する。これに対して、開弁要素の受圧面積を増大して開弁要素の駆動力を増大させることによりチェック弁を開弁させる構成が考えられるが、この構成では開弁要素が大型化し、油圧バルブが大型化してしまう。

本発明の目的は、油圧サーボ機構の油を大流量化しても大型化を抑制することが可能な航空機用油圧バルブを提供することである。

（１）本発明の一形態に従う航空機用油圧バルブは、翼を駆動する油圧アクチュエータの第１油圧室に接続される第１のポート、前記油圧アクチュエータの第２油圧室と前記第１油圧室とをバイパスする切替バルブに接続される第２のポート、および、前記第１のポートと前記第２のポートとを繋ぐ油路が形成されるハウジングと、前記油路における前記第１のポート側から前記第２のポート側への油の流れを遮断するチェック弁と、前記第２油圧室から供給されるパイロット圧により前記チェック弁を開弁する開弁要素と、前記チェック弁を開弁させる油圧を前記油路のうちの前記チェック弁よりも前記第１のポート側の部分である閉鎖油圧部分から取り出す補助油圧供給手段とを備えるように構成されている。

本航空機用油圧バルブによれば、切替バルブの切替位置が第１油圧室と第２油圧室とをバイパスする切替位置に設定されるとき、第２油圧室から開弁要素にパイロット圧が供給され、チェック弁が開弁する方向に開弁要素を駆動させる力が作用する。開弁要素を駆動する力がチェック弁を閉弁する力よりも大きいとき、チェック弁が開弁要素により開弁され、第１油圧室の油が第１のポートおよび第２のポートを通過して第２油圧室に供給される。

また、本航空機用油圧バルブによれば、第２油圧室から開弁要素に供給されるパイロット圧とは別に、チェック弁を開弁させる油圧が補助油圧供給手段により取り出される。その一例によれば、補助油圧供給手段により取り出された油圧は開弁要素に供給される。この場合には、チェック弁が開弁する方向に開弁要素を駆動させる力が増加する。また別の例によれば、補助油圧供給手段により取り出された油圧は、チェック弁が閉弁した状態においてチェック弁に対する第２のポート側に供給される。この場合には、チェック弁を閉弁する力が減少する。

このため、本航空機用油圧バルブと補助油圧供給手段が存在しない油圧バルブとを比較した場合、本航空機用油圧バルブは、開弁要素に供給されるパイロット圧が相対的に小さくてもチェック弁が開弁する。このため、チェック弁における閉鎖油圧部分側の受圧面積を広く設定しても、チェック弁が開弁要素により適切に開弁される。

（２）上記航空機用油圧バルブに従属する一形態によれば、前記補助油圧供給手段は前記閉鎖油圧部分から取り出した油圧を前記開弁要素に与えるように構成されている。

本航空機用油圧バルブによれば、閉鎖油圧部分から取り出された油圧を開弁要素のいずれの部分に供給するかを設計時に選択することにより、閉鎖油圧部分から取り出された油圧に基づいて開弁要素に作用する力の大きさを調節できる。このため、開弁要素によりチェック弁が適切に開弁されるように補助油圧供給手段の構造を柔軟に設計できる。

（３）上記航空機用油圧バルブに従属する一形態によれば、前記補助油圧供給手段は前記ハウジング内に形成され、前記閉鎖油圧部分と前記開弁要素の周囲に形成される空間とを繋ぐ補助油路を備えるように構成されている。

本航空機用油圧バルブによれば、補助油路を開弁要素のいずれの部分に接続するかを設計時に選択することにより、閉鎖油圧部分から取り出された油圧に基づいて開弁要素に作用させる力の大きさを調節できる。このため、開弁要素によりチェック弁が適切に開弁されるように補助油圧供給手段の構造を柔軟に設計できる。

（４）上記航空機用油圧バルブに従属する一形態によれば、前記開弁要素は複数のピストンを備え、前記補助油圧供給手段は前記複数のピストンの少なくとも１つに前記閉鎖油圧部分の油圧を与えるように構成されている。

本航空機用油圧バルブによれば、各ピストンの受圧面積を個別に設定することにより、閉鎖油圧部分から取り出された油圧に基づいて開弁要素に作用させる力の大きさを調節できる。このため、開弁要素によりチェック弁が適切に開弁されるように補助油圧供給手段の構造を柔軟に設計できる。

（５）上記航空機用油圧バルブに従属する一形態によれば、前記開弁要素は油圧源からパイロット圧が供給されるパイロット駆動用ピストン、前記切替バルブから油圧が供給されるバイパス駆動用ピストン、および、前記閉鎖油圧部分から油圧が供給される補助駆動用ピストンにより構成され、前記補助油圧供給手段は前記補助駆動用ピストンに前記閉鎖油圧部分の油圧を与えるように構成されている。

本航空機用油圧バルブによれば、開弁要素に形成されるピストンが３つであるため、パイロット駆動用ピストンおよびバイパス駆動用ピストンの２つのピストンにより構成される開弁要素との全長の差が極力小さく抑えられる。

（６）上記航空機用油圧バルブに従属する一形態によれば、前記バイパス駆動用ピストンの径、前記補助駆動用ピストンの径、および、前記パイロット駆動用ピストンの径の順に径が大きく、前記チェック弁側から前記パイロット駆動用ピストン、前記補助駆動用ピストン、および、前記バイパス駆動用ピストンの順に配置されるように構成されている。

本航空機用油圧バルブによれば、開弁要素を収納するためのハウジング内の空間が、開弁要素の形状に応じてハウジングの端側からハウジングの奥に進むにつれて広がる形状を有する。このため、その空間を容易に形成できる。

（７）上記航空機用油圧バルブに従属する一形態によれば、前記補助駆動用ピストンの受圧面積が前記チェック弁における前記閉鎖油圧部分側の受圧面積である閉鎖側受圧面積に応じて設定されるように構成されている。

チェック弁における閉鎖油圧部分側の受圧面積が広いほどチェック弁を閉弁させる方向に作用する力が大きくなる。このため、補助駆動用ピストンの受圧面積とチェック弁の閉鎖側受圧面積とのバランスが取れていない場合には、閉鎖油圧部分から取り出された油圧が開弁要素に供給されてもチェック弁を開弁するための力が十分に補助されないおそれがある。一方、本航空機用油圧バルブによれば、チェック弁の閉鎖側受圧面積に応じて補助駆動用ピストンの受圧面積が設定されるため、閉鎖油圧部分から取り出された油圧によるチェック弁の開弁を補助する効果が適切に得られやすい。

（８）上記航空機用油圧バルブに従属する一形態によれば、前記バイパス駆動用ピストンに作用する力と前記チェック弁を閉弁する方向に作用する力との差が補償されるように前記補助駆動用ピストンの受圧面積が設定されるように構成されている。

本航空機用油圧バルブによれば、バイパス駆動用ピストンに供給されるパイロット圧に基づいて、チェック弁を開弁する方向にバイパス駆動用ピストンを駆動する力が作用する。一方、第１油圧室と第２油圧室とがバイパスされる場合にバイパス駆動用ピストンに供給されるパイロット圧の大きさは翼に作用する負荷に応じて変動する。このため、チェック弁の閉鎖側受圧面積との関係から補助駆動用ピストンの受圧面積が設定されるとしても、低下した場合のパイロット圧が十分に見積もられていない場合には、チェック弁を開弁するための力が不足するおそれがある。本航空機用油圧バルブによれば、上記の点を踏まえて上記（８）のとおり補助駆動用ピストンの受圧面積が設定されるため、チェック弁が開弁要素により適切に開弁されやすい。

（９）上記航空機用油圧バルブに従属する一形態によれば、前記油路のうちの前記チェック弁よりも前記第２のポート側の部分である開放油圧部分と前記閉鎖油圧部分とを繋げる連通油路が前記チェック弁に形成され、前記連通油路を開閉するバルブをさらに備えるように構成されている。

本航空機用油圧バルブによれば、閉鎖油圧部分の油圧を開弁要素に供給する構造と比較して、補助油圧供給手段を搭載することにともない形成される油路の長さを短く設定できる。このため、圧力損失が増加しにくい。

本発明にかかる航空機用油圧バルブによれば、油圧サーボ機構の油を大流量化しても油圧バルブの大型化を抑制することができる。

第１実施形態の航空機用油圧バルブを備えた舵面制御装置の構成図。 第１実施形態の航空機用油圧バルブの断面図。 図２の航空機用油圧バルブにおいてチェック弁が開弁状態の断面図。 第２実施形態の航空機用油圧バルブの断面図。 図４のチェック弁およびその周辺の拡大図。 （ａ）図４の航空機用油圧バルブにおいてチェック弁が閉弁状態の断面図、（ｂ）図２の航空機用油圧バルブにおいてチェック弁が開弁状態の断面図。 変形例の航空機用油圧バルブのプランジャおよびその周辺の断面図。

（第１実施形態）
図１を参照して、油圧制御装置１の構成について説明する。
油圧制御装置１は、２系統の油圧サーボ機構１０Ａ，１０Ｂに基づいて航空機の翼１００の舵面１０１の角度を制御する。油圧サーボ機構１０Ａ，１０Ｂは、同様の油圧回路を有している。このため、以下では、油圧サーボ機構１０Ａを説明し、油圧サーボ機構１０Ｂの説明を省略する。なお、油圧制御装置１は、３系統以上の油圧サーボ機構で構成されてもよい。

油圧サーボ機構１０Ａは、舵面１０１を駆動させるための油圧アクチュエータ１１と、油圧アクチュエータ１１に油を供給する油圧源１２と、油圧アクチュエータ１１から排出された油を貯留するリザーバ１３とを備えている。油圧アクチュエータ１１、油圧源１２、および、リザーバ１３は、油路により接続されている。

油圧アクチュエータ１１は、舵面１０１を制御するためのピストン１１Ｃにより第１油圧室１１Ａおよび第２油圧室１１Ｂに区画されている。
油圧アクチュエータ１１と油圧源１２およびリザーバ１３との間には、油路の油の流れを制御するため、制御バルブ１４、切替バルブ１５、第１電磁弁１６、第２電磁弁１７、一対のチェックバルブ１８、および、油圧バルブ２０が設けられている。制御バルブ１４、第１電磁弁１６、および、第２電磁弁１７は、図示しない制御回路に基づいて制御される。

制御バルブ１４は、例えばソレノイドバルブであり、油圧源１２およびリザーバ１３に接続されている。制御バルブ１４は、第１油圧室１１Ａに油を供給し、第２油圧室１１Ｂから油を排出する第１連通位置１４Ｘ、第１油圧室１１Ａから油を排出し、第２油圧室１１Ｂに油を供給する第２連通位置１４Ｙ、および、各油圧室１１Ａ，１１Ｂへの油の供給および各油圧室１１Ａ，１１Ｂからの油の排出を遮断する遮断位置１４Ｚに切り替え可能である。

切替バルブ１５は、第１油圧室１１Ａ、制御バルブ１４、および、第１電磁弁１６に接続され、第１電磁弁１６からの油圧に基づいて、各油圧室１１Ａ，１１Ｂと制御バルブ１４とを連通する連通位置１５Ｘ、および、各油圧室１１Ａ，１１Ｂをバイパスするバイパス位置１５Ｙに切り替え可能である。

第１電磁弁１６は、例えばソレノイドバルブであり、油圧源１２、リザーバ１３、および、油圧バルブ２０に接続されている。第１電磁弁１６は、油圧源１２の油圧を油圧バルブ２０に供給するバルブ供給位置１６Ｘ、および、油圧源１２の油圧を油圧バルブ２０に供給しないバルブ遮断位置１６Ｙに切り替え可能である。

第２電磁弁１７は、例えばソレノイドバルブであり、各油圧室１１Ａ，１１Ｂ、リザーバ１３、および、油圧バルブ２０に接続されている。第２電磁弁１７は、各油圧室１１Ａ，１１Ｂから還流される油圧を油圧バルブ２０に供給するバルブ供給位置１７Ｘ、および、各油圧室１１Ａ，１１Ｂから還流される油圧を油圧バルブ２０に供給しないバルブ遮断位置１７Ｙに切り替え可能である。

一対のチェックバルブ１８は、各油圧室１１Ａ，１１Ｂと第２電磁弁１７との間の油路に設けられ、各油圧室１１Ａ，１１Ｂから第２電磁弁１７への油の流れを許容し、第２電磁弁１７から各油圧室１１Ａ，１１Ｂへの油の流れを遮断する。

油圧バルブ２０は、第２油圧室１１Ｂ、切替バルブ１５、および、各電磁弁１６，１７に接続され、各電磁弁１６，１７の一方に接続された油路の油圧（パイロット油圧）により、第２油圧室１１Ｂと切替バルブ１５とを連通する連通位置２０Ｘ、および、第２油圧室１１Ｂと切替バルブ１５との連通を遮断する遮断位置２０Ｙに切り替え可能である。また油圧バルブ２０は、遮断位置２０Ｙにおいて、第２油圧室１１Ｂの油圧が規定値以上となるときに切替バルブ１５に油を排出するリリーフ機能を備えている。

油圧制御装置１の動作について説明する。
油圧サーボ機構１０Ａ，１０Ｂの正常時には、油圧サーボ機構１０Ａ，１０Ｂは同様に動作する。詳細には、第１電磁弁１６のソレノイドが通電されてバルブ供給位置１６Ｘとなることにより油圧源１２の油圧が切替バルブ１５および油圧バルブ２０に供給される。これにより、切替バルブ１５が連通位置１５Ｘとなり、油圧バルブ２０が連通位置２０Ｘとなる。

そして、制御バルブ１４が第１連通位置１４Ｘに設定されたとき、油圧源１２の油が制御バルブ１４および切替バルブ１５を介して第１油圧室１１Ａに供給され、第２油圧室１１Ｂの油が油圧バルブ２０、切替バルブ１５、および、制御バルブ１４を介してリザーバ１３に排出される。これにより、第１油圧室１１Ａが膨張し、第２油圧室１１Ｂが収縮するため、舵面１０１が上側に移動する。

また、制御バルブ１４が第２連通位置１４Ｙに設定されたとき、油圧源１２の油が制御バルブ１４、切替バルブ１５、および、油圧バルブ２０を介して第２油圧室１１Ｂに供給され、第１油圧室１１Ａの油が切替バルブ１５および制御バルブ１４を介してリザーバ１３に排出される。これにより、第２油圧室１１Ｂが膨張し、第１油圧室１１Ａが収縮するため、舵面１０１が下側に移動する。

一方、油圧サーボ機構１０Ａが異常時かつ油圧サーボ機構１０Ｂが正常時には、第１電磁弁１６のソレノイドへの通電が停止されてバルブ遮断位置１６Ｙとなることにより油圧源１２の油圧が切替バルブ１５および油圧バルブ２０に供給されない。一方、第２電磁弁１７のソレノイドが通電されてバルブ供給位置１７Ｘとなることにより各油圧室１１Ａ，１１Ｂの一方の油圧が油圧バルブ２０に供給可能となる。油圧サーボ機構１０Ａの異常時として、例えば油圧源１２の故障により油が供給されない状態が挙げられる。

油圧サーボ機構１０Ｂの油圧アクチュエータ１１の動作にともない油圧サーボ機構１０Ａの油圧アクチュエータ１１が動作するとき、各油圧室１１Ａ，１１Ｂの一方の油圧が第２電磁弁１７を介して油圧バルブ２０に供給されて油圧バルブ２０が連通位置２０Ｘとなる。このため、各油圧室１１Ａ，１１Ｂがバイパスされるため、油圧サーボ機構１０Ｂの油圧アクチュエータ１１の動作を油圧サーボ機構１０Ａの油圧アクチュエータ１１が阻害しなくなる。

また、油圧サーボ機構１０Ａ，１０Ｂの両方の異常時には、各電磁弁１６，１７のソレノイドの通電が停止されてバルブ遮断位置１６Ｙ，１７Ｙとなることにより油圧源１２の油圧が切替バルブ１５および油圧バルブ２０に供給されない。このため、各油圧室１１Ａ，１１Ｂが密閉された状態となるため、舵面１０１がロックされる。

図２を参照して、油圧バルブ２０の構成について説明する。
油圧バルブ２０は、筐体となるハウジング３０を備えている。ハウジング３０には、その長手方向に貫通する内部空間３６が形成されている。内部空間３６は、その内径が大きい第１の空間３６Ａと、その内径が小さい第２の空間３６Ｂとを含む。

ハウジング３０には、その外部と内部空間３６とを連通する５つのポート、すなわち第２油圧室１１Ｂと連通する第１のポート３１、切替バルブ１５に連通する第２のポート３２、第１電磁弁１６に連通する第３のポート３３、第２電磁弁１７に連通する第４のポート３４、および、リザーバ１３に連通する第５のポート３５が形成されている。第１のポート３１、第２のポート３２、第４のポート３４、および、第５のポート３５は、その長手方向に直交する方向に延び、内部空間３６の長手方向の一方側から第１のポート３１、第２のポート３２、第５のポート３５、および、第４のポート３４の順に配置されている。第３のポート３３は、長手方向に延び、内部空間３６の長手方向の他方側の端部に接続されている。第１のポート３１および第２のポート３２の流路断面積は、第３のポート３３〜第５のポート３５の流路断面積よりも大きい。

ハウジング３０の内部空間３６の一方側の開口端部は、プラグ６１が嵌め合わせられることにより閉塞されている。内部空間３６内には、プラグ６１側から順に、弁支持部６４、シート支持部６３、プランジャ保持部６２、および、プランジャ４１およびパイロットピストン５０により構成される開弁要素４０が収納されている。

ハウジング３０において第２のポート３２と第５のポート３５との間の部分には、プラグ６１側に開口するカップ状のプランジャ保持部６２が嵌め合わせられている。プランジャ保持部６２の底部６２Ａにはプランジャ支持孔６２Ｂが形成され、プランジャ保持部６２において第２のポート３２と対向する部分には切欠部６２Ｃが形成されている。

プランジャ保持部６２の開口端部には、プランジャ保持部６２側に開口するカップ状のシート支持部６３が連結されている。シート支持部６３は、ハウジング３０において第１のポート３１と第２のポート３２との間の部分に嵌め合わせられている。シート支持部６３のプラグ６１側の部分には、シート支持孔６３Ａが形成されている。

シート支持部６３のプラグ６１側の端部には、プラグ６１と接触し、シート支持部６３側に開口するカップ状の弁支持部６４が連結されている。弁支持部６４は、ハウジング３０においてプラグ６１と第１のポート３１との間の部分に嵌め合わせられている。弁支持部６４には、支持穴６４Ａが形成されている。弁支持部６４において第１のポート３１と対向する部分には、第１切欠部６４Ｂが形成されている。弁支持部６４において第１切欠部６４Ｂと対向する部分には、第２切欠部６４Ｃが形成されている。

プランジャ保持部６２、シート支持部６３、および、弁支持部６４により形成された内部空間３６内の空間は、第１のポート３１と第２のポート３２とを繋ぐ油路３７（図２の粗い網掛け部分）を構成している。この油路３７内には、プランジャ４１、プランジャ押圧ばね６５、弁座６６、チェック弁６７、および、弁押圧ばね６８が配置されている。

プランジャ４１は、円筒状の基部４１Ａ、基部４１Ａからプラグ６１とは反対側に延びる支持軸４１Ｂ、および、基部４１Ａからプラグ６１側に延びる押圧ロッド４１Ｃを備えている。プランジャ４１は、支持軸４１Ｂがプランジャ保持部６２のプランジャ支持孔６２Ｂに挿入され、基部４１Ａがプランジャ保持部６２の底部６２Ａに接触した状態でプランジャ保持部６２に取り付けられている。プランジャ４１は、支持軸４１Ｂに取り付けられたシール部材７１により油路３７と内部空間３６におけるプランジャ保持部６２よりもパイロットピストン５０側の部分とを区画している。基部４１Ａには、プランジャ４１をプランジャ保持部６２の底部６２Ａに押圧するプランジャ押圧ばね６５が取り付けられている。押圧ロッド４１Ｃには、円筒状の弁座６６がその軸方向に摺動可能に嵌め合わせられている。プランジャ押圧ばね６５は、基部４１Ａおよび弁座６６により挟み込まれている。

弁座６６は、シート支持部６３のシート支持孔６３Ａに嵌め合わせられ、シート支持部６３よりもプラグ６１側に突出している。また弁座６６は、シート支持部６３のプランジャ保持部６２側の開口部分に接触することによりプラグ６１側への移動が制限されている。弁座６６の内周部分とシート支持部６３のシート支持孔６３Ａよりもプランジャ保持部６２側の外周部分との間には、油路３７の一部を構成し、第２のポート３２と連通する隙間が形成されている。弁座６６には、弁座６６の内部と上記隙間とを連通する複数の連通孔６６Ａが形成されている。弁座６６のプラグ６１側の端部の開口部分は、チェック弁６７により閉塞されている。弁座６６のプラグ６１側の開口部分には、その外径がシート支持部６３のシート支持孔６３Ａよりも大きい拡径部６６Ｂが形成されている。拡径部６６Ｂの内周部分には、弁座６６の内周面がプラグ６１側の開口端面に向かうにつれて拡径するテーパ状の傾斜部６６Ｃが形成されている。

チェック弁６７は、ハウジング３０の長手方向において弁座６６の上記開口部分と対向して配置されている。チェック弁６７は、油路３７において第１のポート３１と第２のポート３２との連通を遮断している。すなわちチェック弁６７は、弁座６６と接触して閉弁することにより油路３７をチェック弁６７よりも第１のポート３１側の部分である閉鎖油圧部分３７Ａと、チェック弁６７よりも第２のポート３２側の部分である開放油圧部分３７Ｂとに区画している。チェック弁６７には、チェック弁６７を弁座６６に向けて押圧する弁押圧ばね６８が取り付けられている。チェック弁６７の一部および弁押圧ばね６８は、弁支持部６４の支持穴６４Ａに収納されている。

内部空間３６においてプランジャ保持部６２と第３のポート３３との間の部分には、プランジャ４１を押圧するパイロットピストン５０が配置されている。なお、本実施形態では、内部空間３６においてプランジャ保持部６２と第３のポート３３との間の部分が開弁要素４０の周囲の空間に相当する。

パイロットピストン５０は、単一部材により形成され、パイロット駆動用ピストン５１、バイパス駆動用ピストン５２、および、補助駆動用ピストン５３により構成されている。パイロットピストン５０は、パイロット駆動用ピストン５１の径、補助駆動用ピストン５３の径、および、バイパス駆動用ピストン５２の径の順に大きく、プラグ６１（チェック弁６７）側からバイパス駆動用ピストン５２、補助駆動用ピストン５３、および、パイロット駆動用ピストン５１の順に配置された構成である。

パイロット駆動用ピストン５１は、第３のポート３３に挿入されている。パイロット駆動用ピストン５１に取り付けられたシール部材７２により第３のポート３３と内部空間３６の第２の空間３６Ｂとが区画されている。

補助駆動用ピストン５３は、第２の空間３６Ｂに挿入されている。補助駆動用ピストン５３に取り付けられたシール部材７３とパイロット駆動用ピストン５１のシール部材７２とにより第２の空間３６Ｂの一部を密閉した補助空間３６Ｃが形成されている。

補助駆動用ピストン５３の受圧面積、すなわち補助空間３６Ｃの油圧を受ける補助駆動用ピストン５３の面積は、チェック弁６７の閉鎖油圧部分３７Ａ側の受圧面積である閉鎖側受圧面積に応じて設定される。これにより、補助駆動用ピストン５３の径が設定される。詳細には、バイパス駆動用ピストン５２に作用する力と、閉鎖油圧部分３７Ａの油圧によりチェック弁６７を閉弁する方向に作用する力との差が補償されるように補助駆動用ピストン５３の受圧面積が設定される。

バイパス駆動用ピストン５２は、第１の空間３６Ａにおいてプランジャ保持部６２に対してプラグ６１側とは反対側の部分に挿入されている。バイパス駆動用ピストン５２のプラグ６１側の面には、プランジャ４１に向けて突出する押圧部５２Ａが形成されている。押圧部５２Ａの端面は、プランジャ４１の支持軸４１Ｂと僅かな隙間をおいて対向している。バイパス駆動用ピストン５２には、ハウジング３０と密着するシール部材７４が取り付けられている。

なお、パイロット駆動用ピストン５１の径、バイパス駆動用ピストン５２の径、および、補助駆動用ピストン５３の径は任意に変更してもよい。また、パイロット駆動用ピストン５１、バイパス駆動用ピストン５２、および、補助駆動用ピストン５３の配置位置は任意に変更可能である。例えば、補助駆動用ピストン５３をバイパス駆動用ピストン５２よりもプラグ６１側に配置してもよい。また、パイロットピストン５０を４個以上のピストンにより構成してもよい。

またハウジング３０には、補助油路３８（図２の細かい網掛け部分）が形成されている。補助油路３８は、弁支持部６４の第２切欠部６４Ｃと連通して油路３７の閉鎖油圧部分３７Ａに接続する一方、補助空間３６Ｃに接続することにより、閉鎖油圧部分３７Ａの油圧を補助空間３６Ｃに供給する。補助油路３８は、ハウジング３０の中心軸（図中の一点鎖線）の周方向において第１のポート３１、第２のポート３２、第４のポート３４、および、第５のポート３５とは異なる位置に形成されている。なお、補助油路３８は、チェック弁６７を開弁させる油圧を油路３７の閉鎖油圧部分３７Ａから取り出す補助油圧供給手段に相当する。

なお、補助油路３８は、補助油路３８をハウジング３０に取り付けられた管により構成してもよい。また、補助油路３８の形状は任意に変更可能である。例えば、補助油路３８を蛇腹状または螺旋状に形成してもよい。

図３を参照して、油圧バルブ２０のチェック弁６７の開弁動作について説明する。なお、図３では、閉鎖油圧部分３７Ａの油圧が開放油圧部分３７Ｂの油圧よりも高い場合の油圧バルブ２０を示している。

油圧サーボ機構１０Ａが故障し、油圧サーボ機構１０Ｂ（ともに図１参照）が正常のとき、舵面１０１（図１参照）の変化にともない油圧サーボ機構１０Ｂが第２油圧室１１Ｂを収縮するように油圧アクチュエータ１１を動作させたとき、油圧サーボ機構１０Ａの第２油圧室１１Ｂが同様に収縮する。これにともない、チェックバルブ１８、第２電磁弁１７、および、第４のポート３４を介して油圧サーボ機構１０Ａの第２油圧室１１Ｂの油圧の変動がパイロット圧としてバイパス駆動用ピストン５２に供給される。一方、第１のポート３１を介してパイロット駆動用ピストン５１に油圧源１２（図１参照）からの油圧が供給されない。また補助油路３８の油圧がパイロット圧として補助駆動用ピストン５３に供給される。このため、パイロットピストン５０がプランジャ４１側に押されることにともない、プランジャ４１がプランジャ押圧ばね６５、弁押圧ばね６８、および、閉鎖油圧部分３７Ａの油圧に抗してプラグ６１側に移動することによりチェック弁６７をプラグ６１側に押す。これにより、チェック弁６７は、プラグ６１側に移動して弁座６６から離間することにより開弁する。すなわち、油圧バルブ２０は、遮断位置２０Ｙから連通位置２０Ｘ（ともに図１参照）に切り替えられる。したがって、図３の太線矢印により示されるように、閉鎖油圧部分３７Ａと開放油圧部分３７Ｂとが連通することにより、第１のポート３１の油が油路３７を介して第２のポート３２に流れ込む。

また油圧サーボ機構１０Ａ，１０Ｂがともに正常のとき、第１のポート３１を介してパイロットピストン５０のパイロット駆動用ピストン５１に油圧源１２からの油圧が供給される。また補助油路３８の油圧が補助駆動用ピストン５３に供給される。このため、上述のとおりチェック弁６７が開弁することにより、油圧バルブ２０が遮断位置２０Ｙから連通位置２０Ｘに切り替えられる。このため、第１のポート３１の油が油路３７を介して第２のポート３２に流れ込む。

本実施形態の油圧バルブ２０は、以下の作用効果を奏する。
（１）油圧バルブ２０は、チェック弁６７を開弁させる油圧を油路３７の閉鎖油圧部分３７Ａから取り出す補助油圧供給手段として、閉鎖油圧部分３７Ａと補助空間３６Ｃとを連通する補助油路３８を備えている。これにより、補助油路３８を介して閉鎖油圧部分３７Ａの油圧が補助駆動用ピストン５３に付与される。このため、補助油圧供給手段を有していない油圧バルブと比較して、パイロットピストン５０に供給されるパイロット圧が小さくてもチェック弁６７が開弁する。このため、チェック弁６７における閉鎖油圧部分３７Ａ側の受圧面積を広く設定しても、チェック弁６７が開弁要素４０により適切に開弁される。

（２）補助油路３８はパイロットピストン５０と連通するため、閉鎖油圧部分３７Ａから取り出された油圧をパイロットピストン５０におけるいずれの部分に供給するかを設計時に選択することにより、閉鎖油圧部分３７Ａから取り出された油圧に基づいてパイロットピストン５０に作用する力の大きさを調節できる。このため、開弁要素４０によりチェック弁６７が適切に開弁されるように補助油路３８の構造を柔軟に設計できる。

（３）パイロットピストン５０は、パイロット駆動用ピストン５１、バイパス駆動用ピストン５２、および、補助駆動用ピストン５３の複数のピストンにより構成されるため、各ピストンの受圧面積を個別に設定することにより、閉鎖油圧部分３７Ａから取り出された油圧に基づいて開弁要素４０に作用させる力の大きさを調節できる。このため、開弁要素４０によりチェック弁６７が適切に開弁されるようにパイロットピストン５０の構造を柔軟に設計できる。

（４）パイロットピストン５０は、パイロット駆動用ピストン５１、バイパス駆動用ピストン５２、および、補助駆動用ピストン５３の３つのピストンにより構成されている。このため、従来のパイロットピストン、すなわちパイロット駆動用ピストンおよびバイパス駆動用ピストンの２つのピストンにより構成されるパイロットピストンとの全長の差が極力小さく抑えられる。

（５）パイロット駆動用ピストン５１の径、補助駆動用ピストン５３の径、および、バイパス駆動用ピストン５２の径の順に大きくなるように形成されている。このため、パイロットピストン５０を収納するためのハウジング３０の内部空間３６の第２の空間３６Ｂが、パイロットピストン５０の形状に応じてハウジング３０の他方側の端部からプラグ６１側に進むにつれて広がる形状を有する。このため、第２の空間３６Ｂを容易に形成できる。

（６）チェック弁６７における閉鎖油圧部分３７Ａ側の受圧面積が広いほどチェック弁６７を閉弁させる方向に作用する力が大きくなる。このため、補助駆動用ピストン５３の受圧面積とチェック弁６７の閉鎖油圧部分３７Ａ側の受圧面積とのバランスが取れていない場合には、閉鎖油圧部分３７Ａから取り出された油圧がパイロットピストン５０に供給されてもチェック弁６７を開弁するための力が十分に補助されないおそれがある。一方、本実施形態の油圧バルブ２０によれば、チェック弁６７の閉鎖油圧部分３７Ａ側の受圧面積に応じて補助駆動用ピストン５３の受圧面積が設定されるため、閉鎖油圧部分３７Ａから取り出された油圧によるチェック弁６７の開弁を補助する効果が適切に得られやすい。

（７）バイパス駆動用ピストン５２に供給されるパイロット圧に基づいて、チェック弁６７を開弁する方向にバイパス駆動用ピストン５２を駆動する力が作用する。一方、第１油圧室１１Ａと第２油圧室１１Ｂとがバイパスされる場合にバイパス駆動用ピストン５２に供給されるパイロット圧の大きさは翼１００に作用する負荷に応じて変動する。このため、チェック弁６７の閉鎖油圧部分３７Ａ側の受圧面積との関係から補助駆動用ピストン５３の受圧面積が設定されるとしても、低下した場合のパイロット圧が十分に見積もられていない場合には、チェック弁６７を開弁するための力が不足するおそれがある。

本実施形態の油圧バルブ２０によれば、上記の点を踏まえて、バイパス駆動用ピストン５２に作用する力とチェック弁６７を閉弁する方向に作用する力との差が補償されるように補助駆動用ピストン５３の受圧面積が設定されるため、チェック弁６７がパイロットピストン５０により適切に開弁されやすい。

（８）弁座６６のプラグ６１側の開口部分には、傾斜部６６Ｃが形成されている。このため、弁座６６のプラグ６１側の開口部分の開口面積が大きくなる。したがって、チェック弁６７が開弁したとき、第１のポート３１から大流量の油をバルブシート内に流入させることができる。

特に弁座６６のプラグ６１側の開口部分に拡径部６６Ｂが形成されるため、傾斜部６６Ｃを含めた弁座６６のプラグ６１側の開口部分の開口面積がより大きくなる。このため、第１のポート３１からより大流量の油を弁座６６内に流入させることができる。

（９）シート支持部６３の内周部分と弁座６６の外周部分との間に油路３７の一部を構成する隙間が形成され、弁座６６には、この隙間と連通する連通孔６６Ａが形成されている。このため、弁座６６内の油が連通孔６６Ａを介して第２のポート３２に流れやすい。

（第２実施形態）
図４〜図６を参照して、第２実施形態の油圧バルブ２０について説明する。本実施形態の油圧バルブ２０は、第１実施形態の油圧バルブ２０と比較して、補助油圧供給手段の構成が異なる。以下では、第１実施形態の油圧バルブ２０と異なる点について詳細に説明し、第１実施形態の油圧バルブ２０と共通する構成については同一の符号を付してその説明の一部または全部を省略する。

第１実施形態の油圧バルブ２０の補助油圧供給手段は、補助油路３８を備えているが、第２実施形態の油圧バルブ２０の補助油圧供給手段は、図４に示されるように、減圧弁８０および押圧ばね８１を備えている。

図５に示されるように、チェック弁６７は、弁座６６を閉弁する弁本体６７Ａと、弁本体６７Ａからプラグ６１（図４参照）側に突出する突出部分６７Ｂとを備えている。突出部分６７Ｂの外径は、弁本体６７Ａの外径よりも小さい。突出部分６７Ｂの先端側の開口部分は、その先端面に向かうにつれて拡径するテーパ状の傾斜部分６７Ｃが形成されている。またチェック弁６７には、弁本体６７Ａおよび突出部分６７Ｂを貫通して、油路３７の閉鎖油圧部分３７Ａと開放油圧部分３７Ｂとを連通する連通油路６７Ｄが形成されている。なお、連通油路６７Ｄは、補助油圧供給手段の一部を構成している。

油圧バルブ２０は、チェック弁６７の連通油路６７Ｄを開閉するバルブの一例である減圧弁８０と、減圧弁８０をチェック弁６７側に押す押圧ばね８１とを備えている。減圧弁８０および押圧ばね８１は、チェック弁６７よりもプラグ６１側に配置され、弁支持部６４の支持穴６４Ａに収納されている。減圧弁８０の受圧面積は、チェック弁６７の受圧面積よりも小さい。なお、本実施形態の減圧弁８０は、逆止弁であるが、ゲートバルブ、グローブバルブ、ボールバルブ、および、バタフライバルブに変更してもよい。

プランジャ４１の押圧ロッド４１Ｃは、連通油路６７Ｄに挿入されている。押圧ロッド４１Ｃには、押圧ロッド４１Ｃの外径よりも外径が大きい突起部４１Ｄが形成されている。減圧弁８０がチェック弁６７を閉弁した状態では、押圧ロッド４１Ｃの先端面と減圧弁８０との間には隙間Ｇ１が形成され、突起部４１Ｄとチェック弁６７との間には隙間Ｇ２が形成されている。そして図５に示すとおり、隙間Ｇ２は、隙間Ｇ１よりも大きい。

図６を参照して、油圧バルブ２０の動作について説明する。
図６（ａ）に示されるように、パイロットピストン５０（図４参照）がプランジャ４１を押すことにより押圧ロッド４１Ｃが減圧弁８０を押す。これにより、減圧弁８０がプラグ６１（図４参照）側に移動することによりチェック弁６７から離間する。このため、図６（ａ）の太線矢印により示されるように、油路３７の閉鎖油圧部分３７Ａの油が連通油路６７Ｄを介して開放油圧部分３７Ｂに流れ込む。このため、閉鎖油圧部分３７Ａの油圧と開放油圧部分３７Ｂの油圧との差が小さくなる。そして、図６（ｂ）に示されるように、プランジャ４１の突起部４１Ｄがチェック弁６７をプラグ６１側に押す。これにより、チェック弁６７がプラグ６１側に移動して弁座６６から離間することにより開弁する。このため、図６（ｂ）の太線矢印により示されるように、閉鎖油圧部分３７Ａの油がチェック弁６７と弁座６６との間を介して開放油圧部分３７Ｂに流れ込む。

本実施形態の油圧バルブ２０は、第１実施形態の油圧バルブ２０の（２）〜（９）の作用効果と同様の作用効果に加え、以下の作用効果を奏する。
（１０）油圧バルブ２０は、チェック弁６７を開弁させる油圧を油路３７の閉鎖油圧部分３７Ａから取り出す補助油圧供給手段として、プランジャ４１の押圧ロッド４１Ｃによりチェック弁６７の連通油路６７Ｄを開閉する減圧弁８０を備えている。これにより、プランジャ４１がチェック弁６７よりも受圧面積が小さい減圧弁８０を先ず押すことによりチェック弁６７に加えられる弁座６６を閉弁する方向の力を小さくする。このため、補助油圧供給手段を有していない油圧バルブと比較して、パイロットピストン５０に供給されるパイロット圧が小さくてもチェック弁６７が開弁する。したがって、チェック弁６７における閉鎖油圧部分３７Ａ側の受圧面積を広く設定しても、チェック弁６７が開弁要素４０により適切に開弁される。

（１１）また、閉鎖油圧部分３７Ａの油圧を開弁要素４０に供給する構造と比較して、補助油圧供給手段を搭載することにともないハウジング３０に形成される油路の長さを短く設定できる。このため、圧力損失が増加しにくくなる。

（１２）チェック弁６７が開弁したとき、押圧ロッド４１Ｃに形成された突起部４１Ｄが弁座６６の開口部分のプラグ６１側に位置する。このため、第１のポート３１からの油が弁座６６内に流入するときに突起部４１Ｄがその油の流れを阻害しにくくなる。

（変形例）
本航空機用油圧バルブが取り得る具体的な形態は、上記各実施形態に例示された形態に限定されない。本航空機用油圧バルブは、上記各実施形態とは異なる各種の形態を取り得る。以下に示される上記各実施形態の変形例は、本航空機用油圧バルブが取り得る各種の形態の一例である。なお、以下に示される上記各実施形態の変形例は、技術的に可能な範囲において互いに組み合わせることができる。

（変形例１）
上記第１実施形態では、補助油路３８がパイロットピストン５０に接続されていたが、補助油路３８をプランジャ４１に接続してもよい。例えば、補助油路３８が油路３７の閉鎖油圧部分３７Ａ（図２参照）とプランジャ保持部６２のプランジャ支持孔６２Ｂとを連通してもよい（図７参照）。具体的には、プランジャ４１の支持軸４１Ｂを延長し、その先端部にシール部材７５を取り付ける。補助油路３８は、プランジャ支持孔６２Ｂにおいてプランジャ４１の支持軸４１Ｂのシール部材７１とシール部材７５との間の部分を接続する。なお、プランジャ支持孔６２Ｂにおいてプランジャ４１の支持軸４１Ｂのシール部材７１とシール部材７５との間の部分は、開弁要素４０の周囲に形成される空間に相当する。

（変形例２）
上記図７の変形例において、補助油路３８を分岐させてプランジャ支持孔６２Ｂおよび補助空間３６Ｃの両方に連通させてもよい。また、複数の補助油路３８をプランジャ支持孔６２Ｂおよび補助空間３６Ｃの少なくとも一方に連通させてもよい。要するに、補助油路３８は、複数形成されていてもよい。

（変形例３）
上記第１実施形態の補助油路３８は、補助駆動用ピストン５３に接続されているが、補助油路３８をパイロット駆動用ピストン５１およびバイパス駆動用ピストン５２の少なくとも一方に接続してもよい。すなわち、補助油路３８をパイロットピストン５０の複数個所に接続してもよい。この場合、補助油路３８は、第１油圧室１１Ａの油圧によりパイロットピストン５０がプランジャ４１を押すようにパイロットピストン５０に接続する。

（変形例４）
上記第２実施形態において、突起部４１Ｄがプランジャ４１とは個別に形成されてもよい。この構成によれば、突起部４１Ｄのプランジャ４１への取り付け位置を調整することにより、チェック弁６７を開弁するタイミングを適切なタイミングに合わせることができる。

（変形例５）
上記各実施形態において、パイロットピストン５０を個別に形成された複数のピストンを組み合せて構成してもよい。

（変形例６）
上記第１実施形態の油圧バルブ２０の構成と上記第２実施形態の油圧バルブ２０の構成とを組み合わせてもよい。

１１ ：油圧アクチュエータ
１１Ａ：第１油圧室
１１Ｂ：第２油圧室
１２ ：油圧源
１５ ：切替バルブ
２０ ：油圧バルブ（航空機用油圧バルブ）
３０ ：ハウジング
３１ ：第１のポート
３２ ：第２のポート
３７ ：油路
３７Ａ：閉鎖油圧部分
３７Ｂ：開放油圧部分
３８ ：補助油路（補助油圧供給手段）
４０ ：開弁要素
５１ ：パイロット駆動用ピストン
５２ ：バイパス駆動用ピストン
５３ ：補助駆動用ピストン
６７ ：チェック弁
６７Ｄ：連通油路（補助油圧供給手段）
８０ ：減圧弁（連通油路を開閉するバルブ、補助油圧供給手段）
１００：翼

Claims (9)

1. 翼を駆動する油圧アクチュエータの第１油圧室に接続される第１のポート、前記油圧アクチュエータの第２油圧室と前記第１油圧室とをバイパスする切替バルブに接続される第２のポート、および、前記第１のポートと前記第２のポートとを繋ぐ油路が形成されるハウジングと、
   前記油路における前記第１のポート側から前記第２のポート側への油の流れを遮断するチェック弁と、
   前記第２油圧室から供給されるパイロット圧により前記チェック弁を開弁する開弁要素と、
   前記チェック弁を開弁させる油圧を前記油路のうちの前記チェック弁よりも前記第１のポート側の部分である閉鎖油圧部分から取り出す補助油圧供給手段と
   を備える航空機用油圧バルブ。
2. 前記補助油圧供給手段は前記閉鎖油圧部分から取り出した油圧を前記開弁要素に与える
   請求項１に記載の航空機用油圧バルブ。
3. 前記補助油圧供給手段は前記ハウジング内に形成され、前記閉鎖油圧部分と前記開弁要素の周囲に形成される空間とを繋ぐ補助油路を備える
   請求項２に記載の航空機用油圧バルブ。
4. 前記開弁要素は複数のピストンを備え、
   前記補助油圧供給手段は前記複数のピストンの少なくとも１つに前記閉鎖油圧部分の油圧を与える
   請求項３に記載の航空機用油圧バルブ。
5. 前記開弁要素は油圧源からパイロット圧が供給されるパイロット駆動用ピストン、前記切替バルブから油圧が供給されるバイパス駆動用ピストン、および、前記閉鎖油圧部分から油圧が供給される補助駆動用ピストンにより構成され、
   前記補助油圧供給手段は前記補助駆動用ピストンに前記閉鎖油圧部分の油圧を与える
   請求項４に記載の航空機用油圧バルブ。
6. 前記バイパス駆動用ピストンの径、前記補助駆動用ピストンの径、および、前記パイロット駆動用ピストンの径の順に径が大きく、前記チェック弁側から前記パイロット駆動用ピストン、前記補助駆動用ピストン、および、前記バイパス駆動用ピストンの順に配置される
   請求項５に記載の航空機用油圧バルブ。
7. 前記補助駆動用ピストンの受圧面積が前記チェック弁における前記閉鎖油圧部分側の受圧面積である閉鎖側受圧面積に応じて設定される
   請求項５または６に記載の航空機用油圧バルブ。
8. 前記バイパス駆動用ピストンに作用する力と前記チェック弁を閉弁する方向に作用する力との差が補償されるように前記補助駆動用ピストンの受圧面積が設定される
   請求項７に記載の航空機用油圧バルブ。
9. 前記油路のうちの前記チェック弁よりも前記第２のポート側の部分である開放油圧部分と前記閉鎖油圧部分とを繋げる連通油路が前記チェック弁に形成され、
   前記連通油路を開閉するバルブをさらに備える
   請求項１〜８のいずれか一項に記載の航空機用油圧バルブ。