JP2016176601A - 航空機アクチュエータの油圧システム - Google Patents

Abstract

【課題】機体側油圧源の機能の喪失時又は低下時でもアクチュエータを駆動でき、機体効率の低下を防止でき、システム全体としての発熱を抑制でき、システム構成の小型化及び軽量化を図ることができる、航空機アクチュエータの油圧システムを提供する。【解決手段】バックアップ用油圧ポンプ１７は、機体側油圧源１０４の機能の喪失又は低下が発生したときにアクチュエータ１１ａに対して圧油を供給する。制御弁１５ａは、アクチュエータ１１ａに対する圧油の給排を制御してアクチュエータ１１ａの作動を制御する。制御弁１５ａは、圧油ポートが設けられた本体部２７、本体部２７内でスライド移動して圧油の経路切り替えるスプール部２８、駆動部２９を有する。駆動部２９は、スプール部２８の端部に連結され、電気信号に基づいてスプール部２８の位置を制御するようにスプール部２８を電磁力によって駆動する。【選択図】図２

Description

本発明は、油圧作動式のアクチュエータによって航空機の動翼を駆動する、航空機アクチュエータの油圧システムに関する。

航空機においては、動翼（操縦翼面）として、補助翼（エルロン）、方向舵（ラダー）、昇降舵（エレベータ）等の舵面として構成される主操縦翼面、或いは、フラップ、スポイラー等として構成される二次操縦翼面が設けられている。そして、このような動翼を駆動するアクチュエータとして、油圧作動式のアクチュエータがよく用いられている。また、このようなアクチュエータに対しては、航空機の機体に設置された油圧源である機体側油圧源から圧油が供給される。しかしながら、機体側油圧源の機能（圧油供給機能）の喪失又は低下が発生することがある。これに対し、特許文献１においては、機体側油圧源の機能の喪失又は低下が発生した場合にもアクチュエータに対して圧油を供給することが可能な油圧システム（航空機アクチュエータの油圧システム）が開示されている。

特許文献１に開示された航空機アクチュエータの油圧システムには、機体側油圧源とは独立して設けられたポンプと、そのポンプを駆動する電動モータとが、備えられている。ポンプは、アクチュエータから排出される圧油を昇圧してアクチュエータに供給可能に設けられている。電動モータは、機体側油圧源において圧力低下が生じてその機能の喪失又は低下が発生したときに上記ポンプを駆動するように構成されている。

また、機体側油圧源及び上記のポンプと、アクチュエータとを連通する経路には、アクチュエータへの圧油の供給及びアクチュエータからの圧油の排出を制御することでアクチュエータの作動を制御する制御弁が設けられる。アクチュエータの作動は閉ループ制御によって制御され、上記の制御弁としては、電気油圧式サーボ弁を備えた弁構造が用いられる。

特許文献１においては、電気式制御弁（２２）とモード切替弁（２５）とを備えた弁構造を有する制御弁が開示されている。電気式制御弁（２２）は、アクチュエータと、機体側油圧源及び上記のポンプとの間において、アクチュエータに対する圧油の供給方向及び排出方向を切り替える方向切替弁として構成されている。モード切替弁（２５）は、電気油圧式サーボ弁として設けられ、スプールの両端に導入されるパイロット圧油によってスプールの位置が制御され、アクチュエータの作動を制御するように構成されている。尚、このモード切替弁（２５）は、ダンピングモード位置及びバイパスモード位置にも切替可能に構成されている。

また、特許文献２においては、機体側油圧源とアクチュエータとの間の経路に設けられ、アクチュエータへの圧油の供給及びアクチュエータからの圧油の排出を制御する制御弁として、電気油圧式サーボ弁を備えたマニホールド装置が開示されている。

尚、一般的に、電気油圧式サーボ弁は、パイロットステージとメインステージとを備えて構成されている。パイロットステージにおいては、コントローラからの電気信号に基づいて、ノズルフラッパ式の油圧増幅機構が駆動され、メインステージにおけるスプールの両端に導入されるパイロット圧油の圧力が制御される。そして、パイロットステージで生成されるパイロット圧油によって、メインステージのスプールの位置が制御される。これにより、アクチュエータへの圧油の供給及びアクチュエータからの圧油の排出が制御され、アクチュエータの作動が制御される。

また、特許文献３においては、航空機に搭載された電子機器を冷却する冷却機器が開示されている。この冷却機器は、機体の外部の空気を電子機器まで誘導して冷却した後に外部へと排出する機構として構成されている。このため、この冷却機器によると、冷却機器の大型化の抑制が可能となる。

特開２００７−４６７９０号公報 特開２００８−２５７２６号公報 特開平１０−３０８５７号公報

航空機において機体側油圧源の機能の喪失又は低下が発生した場合であっても、特許文献１に開示されたような航空機アクチュエータの油圧システムを作動させることによってアクチュエータを駆動することができる。しかし、機体側油圧源の機能の喪失時又は低下時には、上記の油圧システムの連続運転が行われることになるため、この油圧システムの温度が上昇することになる。このため、油圧システムの温度上昇を抑制するため、アクチュエータ、バックアップ用油圧ポンプ、電動モータ及び制御弁を含むシステム全体としての発熱量に応じた冷却能力を有する冷却機器が必要となる。しかしながら、油圧システムにおける発熱量が多くなると、冷却機器の大型化も招くことになる。

一方、特許文献３においては、前述のように、航空機に搭載された電子機器を冷却する冷却機器が開示されている。しかしながら、この冷却機器は、機体の外部の空気を冷却対象の機器まで誘導した後に外部へと排出する機構として構成されているため、大型化が抑制されるものの、航空機の飛行の際における抵抗が増大することになる。このため、油圧システムを冷却するための機器として特許文献３に開示された冷却機器が設けられると、航空機の機体効率が低下してしまうことになる。

また、航空機に設置される機器においては、機体燃費向上の観点から、軽量化及び小型化が図られることが求められ、油圧システムにおいても、軽量化及び小型化が図られることが望まれる。このため、油圧システム全体としての発熱が抑制され、冷却機器の小型化或いは削減が図られる必要がある。

本発明は、上記実情に鑑みることにより、機体側油圧源の機能の喪失時又は低下時であってもアクチュエータを駆動可能であって、機体効率の低下を防止できるとともにシステム全体としての発熱を抑制でき、システム構成の小型化及び軽量化を図ることができる、航空機アクチュエータの油圧システムを提供することを目的とする。

上記目的を達成するための第１発明に係る航空機アクチュエータの油圧システムは、油圧作動式のアクチュエータによって航空機の動翼を駆動する、航空機アクチュエータの油圧システムに関する。そして、第１発明に係る航空機アクチュエータの油圧システムは、前記航空機の機体に設置された機体側油圧源からの圧油が供給されることで作動し、前記動翼を駆動する前記アクチュエータと、前記機体側油圧源の機能の喪失又は低下が発生したときに前記アクチュエータに対して圧油を供給可能なバックアップ用油圧ポンプと、前記バックアップ用油圧ポンプを駆動する電動モータと、前記バックアップ用油圧ポンプ及び前記機体側油圧源と、前記アクチュエータとを連通する経路に設けられ、前記アクチュエータへの圧油の供給及び当該アクチュエータからの圧油の排出を制御することで当該アクチュエータの作動を制御する制御弁と、を備え、前記制御弁は、圧油の供給及び排出が行われる圧油ポートが設けられた本体部と、前記本体部内においてスライド移動自在に設置されて圧油の経路を切り替え可能なスプール部と、前記スプール部の端部に連結されるとともに電気信号に基づいて当該スプール部の位置を制御するように当該スプール部を電磁力によって駆動する駆動部と、を有していることを特徴とする。

この構成によると、機体側油圧源の機能の喪失又は低下が発生した場合であっても、バックアップ用油圧ポンプから圧油が供給され、アクチュエータを駆動することができる。また、制御弁は、電気油圧式サーボ弁としてではなく、スプール部の端部に駆動部が連結され、駆動部が電気信号に基づいてスプール部の位置を制御するようにスプール部を電磁力によって駆動するように構成されている。即ち、上記の構成によると、アクチュエータへの圧油の供給及びアクチュエータからの圧油の排出を制御することでアクチュエータの作動を制御する制御弁が、上位のコントローラからの電気信号に基づいてスプール部を電磁力によって直接に駆動する直接駆動式の弁構造として構成されている。

本願発明者は、アクチュエータ、バックアップ用油圧ポンプ、電動モータ、及び電気油圧式サーボ弁を含む制御弁を備えた従来の油圧システムの発熱の要因について鋭意研究を重ねた。その結果、電気油圧式サーボ弁における油の漏洩に伴うバックアップ用油圧ポンプ及び電動モータでの仕事量の増大が、上記の油圧システムの発熱要因として非常に大きく影響していることを知見した。更に、本願発明者は、制御弁が、油の漏洩を大幅に低減できる上記の直接駆動式の弁構造として構成されることで、油の漏洩に伴うバックアップ用油圧ポンプ及び電動モータでの仕事量を低減でき、油圧システムにおける発熱を大幅に低減できることを検証した。尚、適用対象となるアクチュエータが、大型航空機のアクチュエータであって且つ出力の大きいアクチュエータであるエレベータ又はラダーの場合、本発明の構成が適用された油圧システムでは、従来の油圧システムに比して、１０％から１５％程度の発熱量の低減効果が得られることが確認された。また、適用対象が小型航空機のアクチュエータの場合、本発明の構成が適用された油圧システムでは、従来の油圧システムに比して、５０％程度の発熱量の低減効果が得られることが確認された。

よって、上記の構成によると、油圧システム全体としての発熱が抑制されるため、冷却機器の小型化或いは削減を図ることができる。これにより、油圧システム全体としての軽量化及び小型化を図ることができる。また、冷却機器の小型化或いは削減を図ることができるため、機体の外部の空気を冷却対象の機器まで誘導した後に外部へと排出する冷却機器が不要となる。このため、機体効率の低下も防止されることになる。

従って、上記の構成によると、機体側油圧源の機能の喪失時又は低下時であってもアクチュエータを駆動可能であって、機体効率の低下を防止できるとともにシステム全体としての発熱を抑制でき、システム構成の小型化及び軽量化を図ることができる、航空機アクチュエータの油圧システムを提供することができる。

第２発明に係る航空機アクチュエータの油圧システムは、第１発明の航空機アクチュエータの油圧システムにおいて、前記バックアップ用油圧ポンプ、前記電動モータ、及び前記制御弁は、前記航空機において前記動翼が設けられる翼の内部に設置されていることを特徴とする。

この構成によると、バックアップ用油圧ポンプ、電動モータ、及び制御弁は、動翼が設けられた翼の内部に設置されるため、アクチュエータにより近い領域に設置されることになる。このため、機体側に設置される場合のような長大な配管系統等が不要となる。これにより、航空機アクチュエータの油圧システムの更なる軽量化及び小型化を図ることができる。

尚、近年においては、燃費向上のための機体の効率向上を目的として翼の薄型化を図る薄翼化の対応が望まれている。そして、薄翼化の対応に伴って、アクチュエータの出力レベルを低下させることなく、翼内に設置される油圧システムの更なる小型化が図られることが望ましい。この場合、バックアップ用油圧ポンプが小型化されるとともにバックアップ用油圧ポンプの回転速度の高速化が図られることで、アクチュエータの出力レベルを低下させることなく、翼内に設置される油圧システムの更なる小型化を図ることができる。また、一般的に、電動モータとそれによって回転駆動されるポンプとの合計の発熱量は、ポンプの回転速度の増加に対して比例的に増加し、ポンプの大きさの増大に伴う摩擦面積の増加に対して高次元（２次元以上）で比例して増加する傾向がある。このため、バックアップ用油圧ポンプが小型化されるとともにバックアップ用油圧ポンプの回転速度の高速化が図られることで、アクチュエータの出力レベルが低下することなく、バックアップ用油圧ポンプ及び電動モータの合計の発熱量が、減少することになる。よって、この場合、油圧システムにおける発熱を更に抑制することができる。

第３発明に係る航空機アクチュエータの油圧システムは、第１発明又は第２発明の航空機アクチュエータの油圧システムにおいて、前記制御弁に対して前記電気信号を出力して前記駆動部を駆動することで、当該制御弁を介して前記アクチュエータの作動を制御するアクチュエータコントローラを更に備え、前記制御弁の前記本体部と前記アクチュエータコントローラの筐体とが、一体に固定され、或いは共通のベース部材に対して固定されていることを特徴とする。

この構成によると、制御弁に電気信号を出力して駆動部を駆動する上位のコントローラとしてのアクチュエータコントローラの筐体と、制御弁の本体部とが、一体に固定され、或いは共通のベース部材に固定される。このため、制御弁の駆動のために必要な電流を、制御弁に直接に固定され或いはベース部材を介して固定されたアクチュエータコントローラを介して供給することができる。これにより、電流を供給するための配線を大幅に簡素化でき、構成の更なる簡素化を図ることができる。

第４発明に係る航空機アクチュエータの油圧システムは、第１発明乃至第３発明のいずれかの航空機アクチュエータの油圧システムにおいて、前記バックアップ用油圧ポンプは、前記電動モータによって回転駆動される回転速度が、複数段階に切り替えられることを特徴とする。

アクチュエータは、天候や気流の状態に応じて航空機の飛行状態が急激に変化する状況、或いは、航空機が離陸動作又は着陸動作を行う状況では、高出力での作動が要求されることになる。一方、航空機の飛行状態が安定している状況では、低出力で作動するアクチュエータで対応が可能となる。このため、上記の構成によると、バックアップ用油圧ポンプの回転速度が複数段階に切替可能に構成されるため、要求されるアクチュエータの出力レベルに応じて、バックアップ用油圧ポンプの回転速度を変更することができる。これにより、バックアップ用油圧ポンプ及び電動モータの運転を更に効率化でき、発熱を更に抑制することができる。

本発明によると、機体側油圧源の機能の喪失時又は低下時であってもアクチュエータを駆動可能であって、機体効率の低下を防止できるとともにシステム全体としての発熱を抑制でき、システム構成の小型化及び軽量化を図ることができる、航空機アクチュエータの油圧システムを提供することができる。

本発明の一実施の形態に係る航空機アクチュエータの油圧システムが適用される航空機の一部を示す模式図である。 図１に示す航空機アクチュエータの油圧システムを含む油圧回路を模式的に示す油圧回路図である。 図１に示す航空機アクチュエータの油圧システムにおいて一体に固定された制御弁及びアクチュエータコントローラを示す図であって、制御弁については断面を示す図である。 図３に示す制御弁の断面の一部を拡大して示す図である。 ポンプの大きさと、ポンプ及び電動モータの発熱量と、ポンプの回転速度との一般的な関係について示す図である。

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照しつつ説明する。尚、本発明の実施形態は、油圧作動式のアクチュエータによって航空機の動翼を駆動する、航空機アクチュエータの油圧システムとして広く適用することができるものである。

図１は、本発明の一実施の形態に係る航空機アクチュエータの油圧システム１（以下、単に「油圧システム１」とも称する）が適用される航空機１００の一部を示す模式図であって、航空機１００の機体１０１の後部の部分と一対の水平尾翼（１０２、１０２）とを模式的に示す図である。尚、図１の模式図では、機体１０１の後部の垂直尾翼についての図示が省略されている。

一対の水平尾翼（１０２、１０２）には、航空機１００の舵面を構成する動翼（操縦翼面）として、エレベータ（昇降舵）１０３がそれぞれ設けられている。そして、各水平尾翼１０２におけるエレベータ１０３は、図１に例示するように、複数（例えば、２つ）のアクチュエータ１１（１１ａ、１１ｂ）によって駆動されるように構成されている。各水平尾翼１０２の内部には、各エレベータ１０３を駆動するアクチュエータ（１１ａ、１１ｂ）と、そのうちの一方のアクチュエータ１１ａに対して圧油を供給するように構成された油圧装置１２とが設置されている。そして、本実施形態に係る油圧システム１は、アクチュエータ１１ａと油圧装置１２とを備え、アクチュエータ１１ａによってエレベータ１０３を駆動するように構成されている。

本実施形態においては、一対の水平尾翼（１０２、１０２）のそれぞれに設置されるアクチュエータ（１１ａ、１１ｂ）及び油圧装置１２は同様に構成されており、各水平尾翼１０２にそれぞれ設置される油圧システム１も同様に構成されている。そこで、以下の説明においては、一方の水平尾翼１０２に設置されるアクチュエータ（１１ａ、１１ｂ）及び油圧装置１２と、そのうちのアクチュエータ１１ａ及び油圧装置１２を含む油圧システム１とについて説明する。そして、他方の水平尾翼１０２に設置されるアクチュエータ（１１ａ、１１ｂ）及び油圧装置１２と、そのうちのアクチュエータ１１ａ及び油圧装置１２を含む油圧システム１との説明を省略する。

図２は、油圧システム１を含む油圧回路を模式的に示す油圧回路図である。尚、図２は、一方の水平尾翼１０２に設けられたエレベータ１０３を駆動するアクチュエータ（１１ａ、１１ｂ）と、そのうちの一方のアクチュエータ１１ａに対して圧油を供給するように構成された油圧装置１２とを含む油圧回路を示す油圧回路図として図示されている。

図２に示すように、アクチュエータ（１１ａ、１１ｂ）のそれぞれは、シリンダ１３、ピストン１４ａが設けられたロッド１４、等を備えている。そして、アクチュエータ（１１ａ、１１ｂ）のそれぞれにおいては、シリンダ１３内がピストン１４ａによって２つの油室（１３ａ、１３ｂ）に区画されて構成されている。即ち、２つの油室（１３ａ、１３ｂ）の間は、シリンダ１３内で変位可能なピストン１４ａによって、圧油が移動しないように区画されている。

また、アクチュエータ１１ａのシリンダ１３における各油室（１３ａ、１３ｂ）は、後述する油圧装置１２に含まれる制御弁１５ａを介して第１機体側油圧源１０４及びリザーバ回路１０６に対して連通可能に構成されている。一方、アクチュエータ１１ｂのシリンダ１３における各油室（１３ａ、１３ｂ）は、制御弁１５ｂを介して第２機体側油圧源１０５及びリザーバ回路１０７に対して連通可能に構成されている。

第１機体側油圧源１０４及び第２機体側油圧源１０５のそれぞれは、圧油を供給する油圧ポンプを有し、互いに独立した系統として機体１０１の内部に設置された油圧源である機体側油圧源として設けられている。そして、第１及び第２機体側油圧源（１０４、１０５）のそれぞれからの圧油が供給されることで、エレベータ１０３を駆動するアクチュエータ１１とエレベータ１０３以外の各動翼を駆動するアクチュエータ（図示せず）とが作動するように構成されている。

また、アクチュエータ１１に対しては、第１機体側油圧源１０４は、一方の水平尾翼１０２に設置されたアクチュエータ１１ａと他方の水平尾翼１０２に設置されたアクチュエータ１１ｂとに圧油を供給可能に接続されている。一方、第２機体側油圧源１０５は、一方の水平尾翼１０２に設置されたアクチュエータ１１ｂと他方の水平尾翼１０２に設置されたアクチュエータ１１ａとに対して圧油を供給可能に接続されている。

リザーバ回路１０６は、圧油として供給された後にアクチュエータ１１から排出される油（作動油）が流入して戻るタンク（図示せず）を備えている。そして、リザーバ回路１０６は、第１機体側油圧源１０４に連通するように構成されている。また、リザーバ回路１０６から独立した系統として構成されるリザーバ回路１０７は、圧油として供給された後にアクチュエータ１１から排出される油（作動油）が流入して戻るタンク（図示せず）を備えている。そして、リザーバ回路１０７は、第１機体側油圧源１０４から独立した系統として構成される第２機体側油圧源１０５に連通するように構成されている。

尚、リザーバ回路１０６は、一方の水平尾翼１０２に設置されたアクチュエータ１１ａと他方の水平尾翼１０２に設置されたアクチュエータ１１ｂとに接続されるとともに、第１機体側油圧源１０４に接続されている。これにより、リザーバ回路１０６に戻った油が第１機体側油圧源１０４で昇圧され、所定のアクチュエータ１１に供給される。一方、リザーバ回路１０７は、一方の水平尾翼１０２に設置されたアクチュエータ１１ｂと他方の水平尾翼１０２に設置されたアクチュエータ１１ａとに接続されるとともに、第２機体側油圧源１０５に接続されている。これにより、リザーバ回路１０７に戻った油が第２機体側油圧源１０５で昇圧され、所定のアクチュエータ１１に供給される。

次に、油圧システム１における油圧装置１２について説明する。図１及び図２に示す油圧装置１２は、エレベータ１０３を駆動する油圧作動式のアクチュエータ１１ａに対して圧油を供給するように構成されている。そして、油圧装置１２は、水平尾翼１０２の内部に設置されている。

尚、本実施形態では、エレベータ１０３として構成された動翼を駆動するアクチュエータ１１ａに対して油圧装置１２が圧油を供給する油圧システム１の形態を例にとって説明するが、この通りでなくてもよい。即ち、油圧装置１２がエルロン（補助翼）等のエレベータ以外の動翼を駆動するアクチュエータに対して圧油を供給するように構成された油圧システムが実施されてもよい。

油圧装置１２は、制御弁１５ａ、アクチュエータコントローラ１６ａ、バックアップ用油圧ポンプ１７、電動モータ１８、ドライバ１９、等を備えて構成されている。油圧装置１２における制御弁１５ａ、アクチュエータコントローラ１６ａ、バックアップ用油圧ポンプ１７、電動モータ１８、及びドライバ１９は、水平尾翼１０２の内部に設置されている。

制御弁１５ａは、第１機体側油圧源１０４及び後述のバックアップ用油圧ポンプ１７と、アクチュエータ１１ａとを連通する経路に設けられている。そして、制御弁１５ａは、アクチュエータ１１ａへの圧油の供給及びアクチュエータ１１ａからの圧油の排出を制御することで、アクチュエータ１１ａの作動を制御するバルブ機構として設けられている。尚、本実施形態では、制御弁１５ａは、第１機体側油圧源１０４に連通する供給通路１０４ａ及びリザーバ回路１０６に連通する排出通路１０６ａと、アクチュエータ１１ａの油室（１３ａ、１３ｂ）にそれぞれ連通する給排通路（２０ａ、２１ａ）との接続状態を切り替えるように構成されている。尚、図示が省略されているが、制御弁１５ａとアクチュエータ１１ａとの間には、油室（１３ａ、１３ｂ）間の連通状態（モード）を切り替えるモード切替弁が設けられている。

また、制御弁１５ｂは、第２機体側油圧源１０５に連通する供給通路１０５ａ及びリザーバ回路１０７に連通する排出通路１０７ａと、アクチュエータ１１ｂの油室（１３ａ、１３ｂ）にそれぞれ連通する給排通路（２０ｂ、２１ｂ）との接続状態を切り替えるバルブ機構として設けられている。そして、制御弁１５ｂは、アクチュエータ１１ｂへの圧油の供給及びアクチュエータ１１ｂからの圧油の排出を制御することで、アクチュエータ１１ｂの作動を制御するように構成されている。尚、制御弁１５ｂの構造は、制御弁１５ａと同様に構成されている。

アクチュエータコントローラ１６ａは、制御弁１５ａに対して制御信号としての電気信号を出力して制御弁１５ａを作動させ、制御弁１５ａを介してアクチュエータ１１ａの作動を制御するコントローラとして設けられている。また、アクチュエータコントローラ１６ａは、エレベータ１０３の作動を指令する更に上位のコンピュータであるフライトコントローラ２５からの指令信号に基づいて、アクチュエータ１１ａを制御するように構成されている。

アクチュエータコントローラ１６ｂは、制御弁１５ｂに対して制御信号としての電気信号を出力して制御弁１５ｂを作動させ、制御弁１５ｂを介してアクチュエータ１１ｂの作動を制御するコントローラとして設けられている。また、アクチュエータコントローラ１６ｂは、フライトコントローラ２５からの指令信号に基づいて、アクチュエータ１１ｂを制御するように構成されている。

また、アクチュエータコントローラ１６ａ及びアクチュエータコントローラ１６ｂは、分散処理方式のコントローラとして設置されている。アクチュエータコントローラ１６ａ及び制御弁１５ａは、一体に固定されており、更に、アクチュエータ１１ａに対して設置され、或いは、アクチュエータ１１ａの近傍に設置される。アクチュエータコントローラ１６ｂ及び制御弁１５ｂは、一体に固定されており、更に、アクチュエータ１１ｂに対して設置され、或いは、アクチュエータ１１ｂの近傍に設置される。

図３は、一体に固定された制御弁１５ａ及びアクチュエータコントローラ１６ａを示す図であって、制御弁１５ａについては断面を示す図である。図３に示すように、制御弁１５ａに備えられて圧油の供給及び排出が行われる圧油ポートが設けられた本体部２７と、アクチュエータコントローラ１６ａの筐体２６とは、一体に固定されている。そして、制御弁１５ａの駆動のために必要な電流は、図示しない電源からアクチュエータコントローラ１６ａを介して、制御弁１５ａに供給される。また、図示は省略されているが、アクチュエータコントローラ１６ｂ及び制御弁１５ｂについても、アクチュエータコントローラ１６ａ及び制御弁１５ａと同様に構成されている。

尚、本実施形態では、複数の異なるアクチュエータコントローラ（１６ａ、１６ｂ）に対して１つのフライトコントローラ２５からの指令信号が入力されるように構成されている場合を例にとって説明したが、この通りでなくてもよい。例えば、複数の異なるアクチュエータコントローラ（１６ａ、１６ｂ）に対して、それぞれ異なるフライトコントローラからの指令信号が入力されるように構成されていてもよい。

バックアップ用油圧ポンプ１７は、例えば、可変容量式の油圧ポンプとして構成されている。このバックアップ用油圧ポンプ１７は、その吸込み側が排出通路１０６ａに連通するように接続され、その吐出側が逆止弁２２を介して供給通路１０４ａに圧油を供給可能に連通するように接続されている。そして、バックアップ用油圧ポンプ１７は、第１機体側油圧源１０４における油圧ポンプの故障や油漏れ等によって第１機体側油圧源１０４の機能（圧油供給機能）の喪失又は低下が発生したときにアクチュエータ１１ａに対して圧油を供給可能な油圧ポンプとして設けられている。

また、供給通路１０４ａにおけるバックアップ用油圧ポンプ１７の吐出側が接続する箇所の上流側（第１機体側油圧源１０４側）には、アクチュエータ１１ａへの圧油の流れを許容してその逆方向の油の流れを規制する逆止弁２３が設けられている。そして、排出通路１０６ａにおけるバックアップ用油圧ポンプ１７の吸込み側が接続する箇所の下流側（リザーバ回路１０６側）には、アクチュエータ１１ａから排出された油の圧力が上昇した際にリザーバ回路１０６へ圧油を排出するリリーフ弁２４が設けられている。また、このリリーフ弁２４には、供給通路１０４ａに連通するとともにバネが配置されたパイロット圧室が設けられている。

供給通路１０４ａから供給される圧油の圧力が所定の圧力値よりも低下すると、パイロット圧油として供給通路１０４ａから上記のパイロット圧室に供給されている圧油の圧力（パイロット圧）も所定の圧力値より低下し、排出通路１０６ａがリリーフ弁２４によって遮断されることになる。第１機体側油圧源１０４の機能の喪失時又は低下時には、上述した逆止弁（２２、２３）及びリリーフ弁２４が設けられていることにより、アクチュエータ１１ａから排出された油がリザーバ回路１０６に戻ることなくバックアップ用油圧ポンプ１７で昇圧され、その昇圧された圧油がアクチュエータ１１ａに供給されることになる。

尚、フライトコントローラ２５は、第１機体側油圧源１０４の吐出圧力又は供給通路１０４ａを通過する圧油の圧力を検知する圧力センサ（図示せず）に対して、その圧力センサで検知された圧力検知信号が入力されるように接続されている。そして、フライトコントローラ２５は、上記の圧力検知信号に基づいて、第１機体側油圧源１０４の機能の喪失又は低下を検知するように構成されている。

電動モータ１８は、バックアップ用油圧ポンプ１７に対して、カップリングを介して連結され、又はカップリングを介さずに直結され、このバックアップ用油圧ポンプ１７を駆動するように構成されている。尚、この電動モータ１８は、ドライバ１９を介して、フライトコントローラ２５からの指令信号に基づいて運転状態が制御される。また、ドライバ１９は、フライトコントローラ２５からの指令信号に基づいて電動モータ１８へ供給される電力及び電動モータ１８の運転速度（回転速度）を制御してこの電動モータ１８を駆動する回路基板等を備えて構成されている。

また、本実施形態では、バックアップ用油圧ポンプ１７は、電動モータ１８によって回転駆動される回転速度が、複数段階に切り替えられるように構成されている。例えば、バックアップ用油圧ポンプ１７の回転速度は、高速回転及び低速回転の２段階に切替可能に構成されている。

天候や気流の状態に応じて航空機の飛行状態が急激に変化する状況、或いは、航空機が離陸動作又は着陸動作を行う状況など、アクチュエータ１１ａにおいて高出力での作動が要求される場合には、バックアップ用油圧ポンプ１７の回転速度が、高速回転の回転速度に設定される。一方、航空機の飛行状態が安定している状況など、低出力で作動するアクチュエータ１１ａにて対応可能な場合には、バックアップ用油圧ポンプ１７の回転速度が、上記の高速回転よりも回転速度が低い低速回転の回転速度に設定される。高速回転の回転速度は、例えば、１００００ｒｐｍから１２０００ｒｐｍまでの範囲の所定の回転速度に設定される。低速回転の回転速度は、例えば、５０００ｒｐｍから６０００ｒｐｍまでの範囲の所定の回転速度に設定される。

尚、バックアップ用油圧ポンプ１７の回転速度は、３段階以上に切替可能に構成されていてもよい。例えば、バックアップ用油圧ポンプ１７の回転速度が、高速回転、中速回転及び低速回転の３段階に切替可能に構成されていてもよい。３段階の速度設定のうち回転速度が最も高い高速回転の回転速度は、例えば、１００００ｒｐｍから１２０００ｒｐｍまでの範囲の所定の回転速度に設定される。３段階の速度設定のうち回転速度が２番目に高い中速回転の回転速度は、例えば、５０００ｒｐｍから６０００ｒｐｍまでの範囲の所定の回転速度に設定される。３段階の速度設定のうち回転速度が最も低い低速回転の回転速度は、例えば、２０００ｒｐｍから３０００ｒｐｍまでの範囲の所定の回転速度に設定される。

次に、制御弁１５ａの構造について図３及び図４を参照しながら詳しく説明する。尚、図４は、図３に示す制御弁１５ａの断面の一部を拡大して示す図である。図３及び図４に示すように、制御弁１５ａは、本体部２７、スプール部２８、駆動部２９、等を備えて構成されている。

本体部２７は、スプール部２８を内蔵するとともに、駆動部２９が固定されて取り付けられる構造体として設けられている。そして、本体部２７は、ハウジング３０と、スリーブ３１と、を備えて構成されている。

ハウジング３０は、アクチュエータコントローラ１６ａの筐体２６に対して一体に固定されている。スリーブ３１は、ハウジング３０の内側に設置され、スプール部２８を内蔵している。ハウジング３０及びスリーブ３１は、例えば、いずれも筒状に形成されている。そして、スリーブ３１は、その外周がハウジング３０の内周に密着した状態で、ハウジング３０に対して固定されている。

また、本体部２７には、圧油の供給及び排出が行われる複数の圧油ポート（３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ、３２ｅ、２３ｆ）が設けられている。各圧油ポート（３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ、３２ｅ、２３ｆ）は、ハウジング３０及びスリーブ３１に亘って設けられている。そして、圧油ポート３２ｂを除く各圧油ポート（３２ａ、３２ｃ、３２ｄ、３２ｅ、２３ｆ）は、ハウジング３０の外周側からスリーブ３１の内周側に亘って連通可能に設けられている。一方、圧油ポート３２ｂは、スリーブ３１の内周側に連通可能に設けられている。また、各圧油ポート（３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ、３２ｅ、３２ｆ）は、ハウジング３０の内周及びスリーブ３１の外周に沿って溝状に延びるようにも設けられている。

圧油ポート３２ａは、供給通路１０４ａに連通している。圧油ポート３２ｂは、ハウジング３０において貫通孔として形成された連通路３９を介して圧油ポート３２ｆに連通している。圧油ポート３２ｃは、給排通路２１ａに連通している。圧油ポート３２ｄは、供給通路１０４ａに連通している。圧油ポート３２ｅは、給排通路２０ａに連通している。圧油ポート３２ｆは、排出通路１０６ａに連通している。

スプール部２８は、本体部２７内においてスライド移動自在に設置され、圧油ポート（３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ、３２ｅ、３２ｆ）間における連通状態を切り替えて圧油の経路を切り替え可能な機構として設けられている。そして、スプール部２８は、スプール軸３３、第１スプール筒体３４、第２スプール筒体３５、スライダ３６、等を備えて構成されている。

スプール軸３３は、例えば、丸棒状の軸部材として設けられている。そして、スプール軸３３は、スプール部２８の中心軸を構成しており、スプール部２８の長手方向である軸方向に沿って延びるように設けられている。スプール軸３３における一方の端部３３ａは、後述する第１スプール筒体３４の一方の端部の内周に対して、例えば螺合によって、固定されている。また、スプール軸３３における一方の端部３３ａと反対側であって駆動部２９側の端部である他方の端部は、後述する駆動部２９の駆動軸４０に対して連結されている。

第１スプール筒体３４は、円筒状の部材として設けられ、内側にスプール軸３３が貫通した状態で配置されている。そして、前述のように、スプール軸３３における一方の端部３３ａが第１スプール筒体３４における一方の端部の内周に固定されている。また、第１スプール筒体３４における駆動部２９側の端部である他方の端部には、径方向の外側に向かって拡径するように広がったフランジ部３４ａが設けられている。

第２スプール筒体３５は、円筒状の部材として設けられ、内側を第１スプール筒体３４が貫通している。第１スプール筒体３４と第２スプール筒体３５とは、同心状に配置されている。そして、第２スプール筒体３５は、その内周が第１スプール筒体３４の外周に対して摺動自在な状態で、第１スプール筒体３４の外側に設置されている。

また、第２スプール筒体３５の一方の端部からは、第１スプール筒体３４の一方の端部が突出している。尚、第２スプール筒体３５から突出した第１スプール筒体３４の一方の端部は、スリーブ３１の内側に配置されている。第２スプール筒体３５における駆動部２９側の端部である他方の端部は、第１スプール筒体３４のフランジ部３４ａに当接可能に配置されている。第２スプール３５の他方の端部は、フランジ部３４ａに対して、駆動部２９に対向する側と反対側で当接している。

また、第２スプール筒体３５には、他方の端部側の位置であってその端部の先端部分から駆動部２９側と反対側に偏った位置において、径方向の外側に向かって拡径するように広がったフランジ部３５ａが設けられている。フランジ部３５ａには、バネ４６における一方の端部が駆動部２９側から当接している。これにより、第２スプール筒体３５は、フランジ部３５ａにおいて、バネ４６によって、駆動部２９側と反対側に向かって付勢されている。

尚、バネ４６は、コイルバネとして設けられている。バネ４６においてフランジ部３５ａに当接する一方の端部の内側には、第１スプール筒体３４のフランジ部３４ａと第２スプール筒体３５の他方の端部とが配置されている。バネ４６における他方の端部は、駆動部２９に固定されたバネ受け４７に対して支持されている。

また、第２スプール筒体３５は、その外周において、スリーブ３１の内周に対して摺動してスライド移動自在に支持されている。そして、第２スプール筒体３５の外周には、ノッチ状に形成されて周方向に溝状に延びる複数の連通溝（３７ａ、３７ｂ、３７ｃ）が設けられている。連通溝３７ａは、圧油ポート（３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ）に対して連通可能に設けられている。連通溝３７ｂは、圧油ポート（３２ｄ、３２ｅ）に連通可能に設けられている。連通溝３７ｃは、圧油ポート（３２ｅ、３２ｆ）に連通可能に設けられている。そして、連通溝（３７ａ、３７ｂ、３７ｃ）は、第２スプール筒体３５がスプール部２８の軸方向に沿って変位することで、後述するように、圧油ポート（３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ、３２ｅ、３２ｆ）間における連通状態を切り替え可能に構成されている。

スライダ３６は、円筒状の部材として設けられ、内側を第１スプール筒体３４が貫通している。そして、スライダ３６と第１スプール筒体３４とが同心状に配置され、スライダ３６が第１スプール筒体３４の一方の端部に配置されている。また、スライダ３６は、その内周が第１スプール筒体３４の外周に対して摺動自在な状態で、第１スプール筒体３４の外側に設置されている。更に、スライダ３６は、その外周において、スリーブ３１の内周に対して摺動してスライド移動自在に支持されている。

また、スライダ３６における一方の端部は、第１スプール筒体３４の一方の端部に取り付けられたストッパリング４８に対して当接し、位置決めされている。尚、ストッパリング４８は、リング状の部材として設けられている。そして、ストッパリング４８の中央の貫通孔には、第１スプール筒体３４の一方の端部において段状に突出する先端部分として設けられた段部３４ｂが挿入されている。また、段部３４ｂは、ストッパリング４８を貫通して突出し、その外周にはネジ部分が設けられている。この段部３４ｂのネジ部分に固定ナット４９が螺合することで、ストッパリング４８が、第１スプール筒体３４の一方の端部に固定されている。

また、第１スプール筒体３４の外周と、スリーブ３１の内周と、スライダ３６の他方の端部と、第２スプール筒体３５の一方の端部とで区画された領域は、圧力室３８を構成している。圧力室３８には、圧油ポート３２ａが連通している。これにより、供給通路１０４ａから供給される圧油が、圧力室３８に導入されるように構成されている。

圧力室３８に圧油が導入されると、スライダ３６がストッパリング４８に対して押し付けられた状態が維持される。更に、圧力室３８に圧油が導入された状態では、第２スプール筒体３５がバネ４６からの付勢力に抗して第１スプール筒体３４のフランジ部３４ａに押し付けられた状態も維持される。

上記により、圧力室３８に圧油が導入されている状態においては、スプール軸３３がスプール部２８の軸方向に変位した際には、第１スプール筒体３４、第２スプール筒体３５及びスライダ３６が、スプール軸３３とともに変位することになる。即ち、機体側油圧源１０４及びバックアップ用油圧ポンプ１７のうちの少なくともいずれかからの圧油が正常に供給されている場合には、第１スプール筒体３４、第２スプール筒体３５及びスライダ３６が、スプール軸３３とともに変位することになる。

駆動部２９は、スプール部２８の端部に連結されるとともに電気信号に基づいてスプール部２８の位置を制御するようにスプール部２８を電磁力によって駆動する機構として設けられている。そして、上記の電気信号は、アクチュエータコントローラ１６ａから制御弁１５ａに入力される。即ち、アクチュエータコントローラ１６ａは、制御弁１５ａに対して制御信号としての電気信号を出力して駆動部２９を駆動する。

駆動部２９は、駆動軸４０、コア４１、コイル部４２、支持部４３、ケース４４、板バネ（４５ａ、４５ｂ）、等を備えて構成されている。ケース４４は、駆動軸４０、コア４１、コイル部４２、支持部４３、板バネ（４５ａ、４５ｂ）を内側に収納する構造体として設けられている。そして、ケース４４は、本体部２７のハウジング３０に対して固定されている。

また、駆動軸４０は、ケース４４内において、支持部４３に対してスプール部２８の軸方向に沿ってスライド移動自在に支持されている。そして、駆動軸４０は、軸方向における中央部分において、可動鉄心として設けられたコア４１が固定されている。また、駆動軸４０における一方の端部には、スプール部２８のスプール軸３３の他方の端部が連結されている。これにより、駆動軸４０がスプール部２８の軸方向に沿って変位することで、駆動軸４０とともにスプール軸３３がスプール部２８の軸方向に変位するように構成されている。

また、支持部４３は、ブロック状の構造部材として設けられている。そして、支持部４３は、駆動軸４０を軸方向にスライド移動自在に支持するとともに、コア部４１の周囲に配置されたコイル部４２を保持している。

また、支持部４３における一方の端部には板バネ４５ａが配置され、支持部４３における他方の端部には板バネ４５ｂが配置されている。板バネ４５ａは、駆動軸４０の一方の端部に取り付けられ、板バネ４５ｂは、駆動軸４０の他方の端部に取り付けられている。これらの板バネ（４５ａ、４５ｂ）によって、駆動軸４０とともに変位するコア４１の中立位置が所定の位置に位置決めされている。即ち、コイル部４２とコア４１との間で生じる電磁力が発生していない状態におけるコイル部４２の内側のコア４１の位置である中立位置が、所定の位置に位置決めされている。

また、コイル部４２への通電は、アクチュエータコントローラ１６ａからの前述の電気信号によって行われる。そして、コイル部４２は、アクチュエータコントローラ１６ａから上記の電気信号として供給される電流が供給されることによって、消磁状態から励磁状態へと切り替えられる。また、アクチュエータコントローラ１６ａからコイル部１６ａへと上記の電気信号として供給される電流に応じて、コイル部４２とコア４１との間で電磁力が生じ、コア４１が駆動される。コア４１が駆動されることで、コア４１が固定された駆動軸４０に連結されたスプール部２８が駆動されることになる。尚、駆動軸４０の軸方向におけるコア４１の位置は、コイル部４２へと供給される上記の電流の大きさに応じて比例的に制御される。

また、制御弁１５ａには、本体部２７における駆動部２９が設けられる側の端部と反対側の端部において、位置検出器５０が設置されている。位置検出器５０は、スプール部２８の本体部２７に対する軸方向における位置を検出する機構として設けられている。そして、位置検出器５０は、コイル部５１、プローブ部５２、ケース５３、等を備えて構成されている。

ケース５３は、本体部２７のハウジング３０に設置され、内側にコイル部５２が収納されている。コイル部５１においては、１次側及び２次側のコイルが設けられている。プローブ部５２は、固定ナット４９を介してスプール部２８のスプール軸３３の一方の端部に対して固定されている。これにより、プローブ部５２は、スプール部２８とともに変位するように構成されている。そして、プローブ部５２には、ケース５３に内蔵されたコイル部５１の内側で相対変位する可動鉄心が設けられている。これらの構成により、位置検出器５０においては、コイル部５１に対するプローブ部５２の相対位置が検出される。そして、位置検出器５０は、コイル部５１に対するプローブ５２の相対位置を検出することで、本体部２７に対するスプール部２８の相対位置を検出するように構成されている。

尚、位置検出器５０では、コイル部５１において１次側のコイルが励磁された状態でプローブ部５２が変位することで２次側のコイルで発生した誘起電圧に基づく信号が位置検出信号として出力される。そして、この出力された位置検出信号は、アクチュエータコントローラ１６ａに入力される。アクチュエータコントローラ１６ａは、位置検出器５０からの位置検出信号に基づいて、駆動部２９の作動を制御し、スプール部２８の位置のフィードバック制御を行うように構成されている。

ここで、制御弁１５ａの作動について説明する。制御弁１５ａは、アクチュエータコントローラ１６ａからの制御信号としての電気信号に基づいて、作動する。電気信号が駆動部２９に入力されると、前述のように、コイル部４２とコア４１との間で生じる電磁力によって、コイル部４２に対してコア４１が変位する。

上記により、コア４１とともに駆動軸４０も変位する。そして、駆動軸４０とともに、スプール部２８が本体部２７に対して変位する。即ち、駆動軸４０の変位とともに、駆動軸４０に連結されたスプール軸３３、スプール軸３３に固定された第１スプール筒体３４、第１スプール筒体３４のフランジ部３４ａに付勢された第２スプール筒体３５が、変位する。また、このとき、圧力室３８に圧油が導入されているため、圧油によってフランジ部３４ａに押し付けられた第２スプール筒体３５とストッパリング４８に押し付けられたスライダ３６とが、第１スプール筒体３４とともに変位する。また、スプール部２８の本体部２７に対する変位方向及び変位量は、アクチュエータコントローラ１６ａから駆動部２９に対して出力される電気信号に基づいて制御されることになる。

また、図３に示す状態から、スプール部２８が、駆動部２９側から位置検出器５０側に向かって変位すると、圧油ポート３２ｄと圧油ポート３２ｅとが、連通溝３７ｂを介して連通する。これにより、供給通路１０４ａから圧油ポート３２ｄに導入された圧油が、連通溝３７ｂを通過して圧油ポート３２ｅへと流動することになる。そして、圧油ポート３２ｅへと流動した圧油は、更に、給排通路２０ａを介してアクチュエータ１１ａの油室１３ａへと流動することになる。

また、上記の場合、即ち、図３に示す状態から、スプール部２８が、駆動部２９側から位置検出器５０側に向かって変位したときには、圧油ポート３２ｂと圧油ポート３２ｃとが、連通溝３７ａを介して連通する。これにより、油室１３ｂから流出して給排通路２１ａを通過し、圧油ポート３２ｃに導入された圧油が、更に、連通溝３７ａ、圧油ポート３２ｂ、連通路３９を通過して圧油ポート３２ｆへと流動することになる。そして、圧油ポート３２ｆへと流動した圧油は、更に、排出通路１０６ａを介してリザーバ回路１０６へと流動することになる。

一方、図３に示す状態から、スプール部２８が、位置検出器５０側から駆動部２９側に向かって変位すると、圧油ポート３２ｄと圧油ポート３２ｃとが、連通溝３７ａを介して連通する。これにより、供給通路１０４ａから圧油ポート３２ｄに導入された圧油が、連通溝３７ａを通過して圧油ポート３２ｃへと流動することになる。そして、圧油ポート３２ｃへと流動した圧油は、更に、給排通路２１ａを介してアクチュエータ１１ａの油室１３ｂへと流動することになる。

また、上記の場合、即ち、図３に示す状態から、スプール部２８が、駆動部２９側から位置検出器５０側に向かって変位したときには、圧油ポート３２ｅと圧油ポート３２ｆとが、連通溝３７ｃを介して連通する。これにより、油室１３ａから流出して給排通路２０ａを通過し、圧油ポート３２ｅに導入された圧油が、更に、連通溝３７ｃを通過して圧油ポート３２ｆへと流動することになる。そして、圧油ポート３２ｆへと流動した圧油は、更に、排出通路１０６ａを介してリザーバ回路１０６へと流動することになる。

尚、制御弁１５ａにおいては、前述のように、機体側油圧源１０４及びバックアップ用油圧ポンプ１７のうちの少なくともいずれかからの圧油が正常に供給されている場合には、第１スプール筒体３４、第２スプール筒体３５及びスライダ３６が、スプール軸３３とともに変位することになる。しかし、機体側油圧源１０４及びバックアップ用油圧ポンプ１７のいずれからも十分な圧力の圧油が供給されない状態になると、バネ４６の付勢力によって、第２スプール筒体３５が、第１スプール筒体３４に対して変位することになる。そして、第２スプール筒体３５が、スライダ３６に対して接近又は当接した状態となる。

上記の状態では、圧油ポート３２ｅにおいてスリーブ３１の内周側に開口した２つの連通孔のいずれもが、連通溝３７ｃに対応する位置で、第２スプール筒体３５によって封鎖されることになる。そして、給排通路２０ａを介した圧油の移動が封鎖されることになる。これにより、アクチュエータ１１ａにおいて、シリンダ１３に対するロッド１４の変位が規制されてロックされることになる。そして、エレベータ１０３の位置状態が保持されることになる。

次に、油圧システム１の作動について説明する。第１機体側油圧源１０４の機能の喪失及び低下が発生していない状態では、バックアップ用油圧ポンプ１７の運転は行われない。この状態では、アクチュエータ１１ａに対しては、制御弁１５ａを介して第１油圧供給源１０４からの圧油が油室（１３ａ、１３ｂ）の一方に供給され、油室（１３ａ、１３ｂ）の他方から油が排出されて制御弁１５ａを介してリザーバ回路１０６に戻されることになる。また、アクチュエータコントローラ１６ａからの制御信号としての電気信号に基づいて制御弁１５ａの接続状態が切り替えられることで、圧油の供給及び圧油の排出が行われる油室（１３ａ、１３ｂ）の切り替えが行われる。そして、油室（１３ａ、１３ｂ）への圧油の給排が行われることで、シリンダ１３に対してロッド１４が変位してアクチュエータ１１ａが作動し、エレベータ１０３が駆動される。

一方、第１機体側油圧源１０４の機能の喪失及び低下が発生すると、フライトコントローラ２５からの指令信号に基づいて、ドライバ１９を介して電動モータ１８に電気エネルギーが供給されて電動モータ１８の運転が開始され、バックアップ用油圧ポンプ１７の運転が開始される。そして、アクチュエータ１１ａに対しては、制御弁１５ａを介してバックアップ用油圧ポンプ１７からの圧油が油室（１３ａ、１３ｂ）の一方に供給され、油室（１３ａ、１３ｂ）の他方から圧油が排出されて制御弁１５ａを介してバックアップ用油圧ポンプ１７に吸い込まれて昇圧されることになる。また、アクチュエータコントローラ１６ａからの電気信号に基づいて制御弁１５ａの接続状態が切り替えられることで、圧油の供給及び圧油の排出が行われる油室（１３ａ、１３ｂ）の切り替えが行われる。これにより、アクチュエータ１１ａが作動してエレベータ１０３が駆動される。

以上説明したように、油圧システム１によると、第１機体側油圧源１０４の機能の喪失又は低下が発生した場合であっても、バックアップ用油圧ポンプ１７から圧油が供給され、アクチュエータ１１ａを駆動することができる。また、制御弁１５ａは、電気油圧式サーボ弁としてではなく、スプール部２８の端部に駆動部２９が連結され、駆動部２９が電気信号に基づいてスプール部２８の位置を制御するようにスプール部２８を電磁力によって駆動するように構成されている。即ち、油圧システム１によると、アクチュエータ１１ａへの圧油の供給及びアクチュエータ１１ａからの圧油の排出を制御することでアクチュエータ１１ａの作動を制御する制御弁１５ａが、アクチュエータコントローラ１６ａからの電気信号に基づいてスプール部２８を電磁力によって直接に駆動する直接駆動式の弁構造として構成されている。

アクチュエータ、バックアップ用油圧ポンプ、電動モータ、及び電気油圧式サーボ弁を含む制御弁を備えた従来の油圧システムにおいては、電気油圧式サーボ弁における油の漏洩に伴うバックアップ用油圧ポンプ及び電動モータでの仕事量の増大が、この従来の油圧システムの発熱要因として非常に大きく影響している。これに対し、本実施形態の油圧システム１においては、制御弁１５ａが、油の漏洩を大幅に低減できる直接駆動式の弁構造として構成されている。このため、本実施形態によると、油の漏洩に伴うバックアップ用油圧ポンプ１７及び電動モータ１８での仕事量を低減でき、油圧システム１における発熱を大幅に低減することができる。

よって、本実施形態によると、油圧システム１全体としての発熱が抑制されるため、冷却機器の小型化或いは削減を図ることができる。これにより、油圧システム１全体としての軽量化及び小型化を図ることができる。また、冷却機器の小型化或いは削減を図ることができるため、機体の外部の空気を冷却対象の機器まで誘導した後に外部へと排出する冷却機器が不要となる。このため、機体効率の低下も防止されることになる。

従って、本実施形態によると、機体側油圧源の機能の喪失時又は低下時であってもアクチュエータを駆動可能であって、機体効率の低下を防止できるとともにシステム全体としての発熱を抑制でき、システム構成の小型化及び軽量化を図ることができる、航空機アクチュエータの油圧システム１を提供することができる。

また、本実施形態によると、バックアップ用油圧ポンプ１７、電動モータ１８、及び制御弁１５ａは、エレベータ１０３が設けられた水平尾翼１０２の内部に設置されるため、アクチュエータ１１ａにより近い領域に設置されることになる。このため、機体１０１側に設置される場合のような長大な配管系統等が不要となる。これにより、油圧システム１の更なる軽量化及び小型化を図ることができる。

尚、近年においては、燃費向上のための機体の効率向上を目的として翼の薄型化を図る薄翼化の対応が望まれている。そして、薄翼化の対応に伴って、アクチュエータの出力レベルを低下させることなく、翼内に設置される油圧システムの更なる小型化が図られることが望ましい。本実施形態の場合、バックアップ用油圧ポンプ１７が小型化されるとともにバックアップ用油圧ポンプ１７の回転速度の高速化が図られることで、アクチュエータ１１ａの出力レベルを低下させることなく、水平尾翼１０２内に設置される油圧システム１の更なる小型化を図ることができる。

また、図５は、ポンプの大きさと、ポンプ及び電動モータの発熱量と、ポンプの回転速度との一般的な関係について示す図である。図５に示す図において、横軸はポンプの回転速度を示しており、縦軸はポンプ及び電動モータの発熱量を示している。図５に示すように、一般的に、電動モータとそれによって回転駆動されるポンプとの合計の発熱量は、ポンプの回転速度の増加に対しては比例的に増加するが、ポンプの大きさの増大に対してはそのポンプの大きさの増大に伴う摩擦面積の増加とともに高次元（２次元以上）で比例して増加する傾向がある。このため、大型ポンプを低速回転で運転することで所望される出力レベルを確保する形態よりも、小型ポンプを高速回転で運転することで所望される出力レベルを確保する形態の方が、発熱量を低減できることになる。即ち、バックアップ用油圧ポンプ１７が小型化されるとともにバックアップ用油圧ポンプ１７の回転速度の高速化が図られることで、アクチュエータ１１ａの出力レベルが低下することなく、バックアップ用油圧ポンプ１７及び電動モータ１８の合計の発熱量が、減少することになる。よって、この場合、油圧システム１における発熱を更に抑制することができる。

また、本実施形態によると、制御弁１５ａに電気信号を出力して駆動部２９を駆動する上位のコントローラとしてのアクチュエータコントローラ１６ａの筐体２６と、制御弁１５ａの本体部２７とが、一体に固定される。このため、制御弁１５ａの駆動のために必要な電流を、制御弁１５ａに直接に固定されたアクチュエータコントローラ１６ａを介して供給することができる。これにより、電流を供給するための配線を大幅に簡素化でき、構成の更なる簡素化を図ることができる。

アクチュエータ１１ａは、天候や気流の状態に応じて航空機１００の飛行状態が急激に変化する状況、或いは、航空機１００が離陸動作又は着陸動作を行う状況では、高出力での作動が要求されることになる。一方、航空機１００の飛行状態が安定している状況では、低出力で作動するアクチュエータ１１ａで対応が可能となる。このため、本実施形態によると、バックアップ用油圧ポンプ１７の回転速度が複数段階に切替可能に構成されるため、要求されるアクチュエータ１１ａの出力レベルに応じて、バックアップ用油圧ポンプ１７の回転速度を変更することができる。これにより、バックアップ用油圧ポンプ１７及び電動モータ１８の運転を更に効率化でき、発熱を更に抑制することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上述した実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々に変更して実施することができる。例えば、次のような変形例を実施してもよい。

（１）上述の実施形態では、エレベータを駆動する航空機アクチュエータの油圧システムを例にとって説明したが、この通りでなくてもよい。エルロン等のエレベータ以外の動翼を駆動する航空機アクチュエータの油圧システムが実施されてもよい。

（２）アクチュエータ、油圧装置、機体側油圧源を接続する油圧回路形態については、前述の実施形態で例示した回路形態に限らず、種々変更されて実施されてもよい。

（３）制御弁の構造については、前述の実施形態で例示した形態に限らず、直接駆動式の弁構造であればよく、種々変更されて実施されてもよい。例えば、駆動部が、電動モータを含んで構成され、スプール部の端部に対して、直接に又は歯車機構部等を介して連結された形態が実施されてもよい。

（４）上述の実施形態では、制御弁の本体部とアクチュエータコントローラの筐体とが、一体に固定された形態を例にとって説明したが、この通りでなくてもよい。制御弁の本体部とアクチュエータコントローラの筐体とが、共通のベース部材を介して固定されていてもよい。また、制御弁の本体部とアクチュエータコントローラの筐体とが、別体に設けられて、互いに離れて設置されていてもよい。

本発明は、油圧作動式のアクチュエータによって航空機の動翼を駆動する、航空機アクチュエータの油圧システムとして、広く適用することができるものである。

１ 航空機アクチュエータの油圧システム
１１ａ アクチュエータ
１５ａ 制御弁
１７ バックアップ用油圧ポンプ
１８ 電動モータ
２７ 本体部
２８ スプール部
２９ 駆動部
３２ａ、３２ｂ、３２ｃ、３２ｄ、３２ｅ、３２ｆ 圧油ポート
１００ 航空機
１０２ 水平尾翼（翼）
１０３ エレベータ（動翼）
１０４ 第１機体側油圧源（機体側油圧源）

Claims (4)

1. 油圧作動式のアクチュエータによって航空機の動翼を駆動する、航空機アクチュエータの油圧システムであって、
   前記航空機の機体に設置された機体側油圧源からの圧油が供給されることで作動し、前記動翼を駆動する前記アクチュエータと、
   前記機体側油圧源の機能の喪失又は低下が発生したときに前記アクチュエータに対して圧油を供給可能なバックアップ用油圧ポンプと、
   前記バックアップ用油圧ポンプを駆動する電動モータと、
   前記バックアップ用油圧ポンプ及び前記機体側油圧源と、前記アクチュエータとを連通する経路に設けられ、前記アクチュエータへの圧油の供給及びアクチュエータからの圧油の排出を制御することで当該アクチュエータの作動を制御する制御弁と、
   を備え、
   前記制御弁は、圧油の供給及び排出が行われる圧油ポートが設けられた本体部と、前記本体部内においてスライド移動自在に設置されて圧油の経路を切り替え可能なスプール部と、前記スプール部の端部に連結されるとともに電気信号に基づいて当該スプール部の位置を制御するように当該スプール部を電磁力によって駆動する駆動部と、を有していることを特徴とする、航空機アクチュエータの油圧システム。
2. 請求項１に記載の航空機アクチュエータの油圧システムであって、
   前記バックアップ用油圧ポンプ、前記電動モータ、及び前記制御弁は、前記航空機において前記動翼が設けられる翼の内部に設置されていることを特徴とする、航空機アクチュエータの油圧システム。
3. 請求項１又は請求項２に記載の航空機アクチュエータの油圧システムであって、
   前記制御弁に対して前記電気信号を出力して前記駆動部を駆動することで、当該制御弁を介して前記アクチュエータの作動を制御するアクチュエータコントローラを更に備え、
   前記制御弁の前記本体部と前記アクチュエータコントローラの筐体とが、一体に固定され、或いは共通のベース部材を介して固定されていることを特徴とする、航空機アクチュエータの油圧システム。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の航空機アクチュエータの油圧システムであって、
   前記バックアップ用油圧ポンプは、前記電動モータによって回転駆動される回転速度が、複数段階に切り替えられることを特徴とする、航空機アクチュエータの油圧システム。

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