JP3722917B2

JP3722917B2 - Thin actuator

Info

Publication number: JP3722917B2
Application number: JP23533596A
Authority: JP
Inventors: 登志道菊地; 初三岡本
Original assignee: KYB Corp
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 1996-09-05
Filing date: 1996-09-05
Publication date: 2005-11-30
Anticipated expiration: 2016-09-05
Also published as: JPH1078009A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は例えば航空機の動翼を駆動するのに利用される薄型のアクチュエータの改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
航空機の動翼等を駆動するのに、油圧アクチュエータとして、例えば油圧シリンダを用いる場合、所定の駆動力を発揮するのに油圧シリンダの外径が大きくなってしまうと、薄い翼内にアクチュエータを収めることができなくなる。
【０００３】
そこで従来から、図３に示すように、複数の油圧シリンダを並列に接続した薄型の油圧アクチュエータが提案されている。
【０００４】
シリンダ１Ａ，１Ｂとシリンダ２Ａ，２Ｂとが並列に設けられ、シリンダ１Ａ，１Ｂは互いにボディ３に結合され、シリンダ２Ａ，２Ｂは可動部４に結合される。また、シリンダ１Ａ，１Ｂのピストン５Ａ，５Ｂのピストンロッド７Ａ，７Ｂは可動部４に連結され、同じくシリンダ２Ａ，２Ｂのピストン６Ａ，６Ｂのピストンロッド８Ａ，８Ｂはボディ３に連結される。
【０００５】
なお、シリンダ１Ａ，１Ｂ及びシリンダ２Ａ，２Ｂのそれぞれは、通常の油圧シリンダと同じように、共に円筒状に形成される。
【０００６】
各シリンダ１Ａ，１Ｂ，２Ａ，２Ｂのピストン側油室ＡＥに作動油が供給され、他方のピストンロッド側油室ＡＲの油圧が解放されると、それぞれピストンロッド７Ａ，７Ｂ，８Ａ，８Ｂが伸びだし、アクチュエータは伸長方向に作動し、逆に油室ＡＲに作動油を供給し、油室ＡＥの油圧を解放すると、アクチュエータは収縮方向に作動する。
【０００７】
このようにして、複数のシリンダを並列構成することにより、各シリンダの総和の駆動力を発揮することができ、シリンダ並列方向には長くなるが、厚さ方向には寸法を小さくでき、全体的に薄型のアクチュエータとなり、航空機の翼内などスペースが狭小な部位にも、容易に設置することが可能となる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このような薄型アクチュエータにあっては、合計のピストン受圧面積が油室ＡＥとＡＲとで異なるため、アクチュエータを伸長方向に作動させるときと、収縮方向に作動させるときとでは、同一の油圧を作用させたのでは、アクチュエータ出力、つまり駆動力が相違してくる。
【０００９】
これに対して、伸長側と収縮側との発生出力を均等にするには、それぞれの供給油圧をピストン受圧面積比に応じて異なったものとすればよいが、これでは油圧の制御機構が複雑となり、使い勝手も悪い。
【００１０】
本発明はこのような問題を解決するために提案されたもので、伸長側と収縮側との出力が均等な薄型アクチュエータを提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、複数のシリンダを並列に配置した薄型アクチュエータにおいて、少なくとも１つのシリンダをボディに連結し、少なくとももう１つのシリンダを可動部に連結し、ボディ側のシリンダのピストンロッドを可動部側に、可動部側のシリンダのピストンロッドをボディ側に連結し、かつボディ側シリンダのピストンロッドが伸長するときに可動部側シリンダのピストンロッドが収縮するように構成し、さらにピストンロッド伸長側と収縮側での合計ピストン受圧面積が等しくなるように設定した。
【００１２】
【発明の作用・効果】
本発明では、伸長側に作動するときの合計の受圧面積と収縮側に作動するときの合計受圧面積とが同一のため、同一の供給油圧に対して、アクチュエータの発生する駆動力が伸長側と収縮側とで均等となり、アクチュエータの作動特性が一定し、その使い勝手がよく、適用範囲が拡大し、汎用性を高められる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１、図２において、互いに並列に配置したうち、両側のシリンダ１Ａ，１Ｂはボディ３に、またその間のシリンダ２Ａ，２Ｂは可動部４にそれぞれ結合される。ピストン５Ａ，５Ｂのピストンロッド７Ａ，７Ｂは可動部４に連結され、またピストン６Ａ，６Ｂのピストンロッド８Ａ，８Ｂはボディ３に連結されるが、この場合、ピストンロッド７Ａ，７Ｂが伸長するときにピストンロッド８Ａ，８Ｂが収縮するように、その作動方向が互いに逆となるように連結される。
【００１４】
このため、具体的にはシリンダ１Ａ，１Ｂのピストンロッド７Ａ，７Ｂは、シリンダ２Ａ，２Ｂのピストンロッド８Ａ，８Ｂと同一方向に配置され、ピストンロッド７Ａ，７Ｂが伸び出すときにシリンダ２Ａ，２Ｂをピストンロッド８Ａ，８Ｂを収縮させる方向に移動させるようにアーム１１Ａ，１１Ｂを介して、ピストンロッド７Ａ，７Ｂがシリンダ２Ａ，２Ｂとそれぞれ連結される。
【００１５】
ただし、シリンダ１Ａ，１Ｂのピストン側油室Ａ１Ｒとシリンダ２Ａ，２Ｂのピストン側油室Ａ１Ｅの受圧面積は等しく、またシリンダ１Ａ，１Ｂのピストンロッド側油室Ａ２Ｅと、シリンダ２Ａ，２Ｂのピストンロッド側油室Ａ２Ｒの受圧面積は等しくなるように設定されている。
【００１６】
なお、シリンダ１Ａ，１Ｂとシリンダ２Ａ，２Ｂの各油室には、図示しない回路を経由して作動油が選択的に給排される。
【００１７】
図２は、翼１５の内部に本発明のアクチュエータ１６を配置した状態を示すもので、可動部４の吊環１８を介して翼内部に連結し、ボディ３の先端の連結ピン１７を介して可動翼１９と連結し、アクチュエータ１６の伸縮に伴い動翼１９をヒンジ２０を支点にして回動し、翼角度を変化させる。
【００１８】
以上のように構成され、次に作用について説明する。
【００１９】
アクチュエータ１６を伸長作動させるときは、シリンダ１Ａ，１Ｂに対してはそのピストンロッド側油室Ａ２Ｅに作動油を供給し、シリンダ２Ａ，２Ｂに対してはそのピストン側油室Ａ１Ｅに作動油を供給すると共に、シリンダ１Ａ，１Ｂのピストン側油室Ａ１Ｒと、シリンダ２Ａ，２Ｂのピストンロッド側油室Ａ２Ｒの油圧を解放する。これらの結果、シリンダ１Ａ，１Ｂはピストンロッド７Ａ，７Ｂが収縮し、シリンダ２Ａ，２Ｂはピストンロッド８Ａ，８Ｂが伸び出し、これらにより駆動部４がボディ３から離間方向に作動し、すなわちアクチュエータ１６は伸長作動する。
【００２０】
これに対して、アクチュエータ１６を収縮作動させるときは、シリンダ１Ａ，１Ｂのピストン側油室Ａ１Ｒと、シリンダ２Ａ，２Ｂのピストンロッド側油室Ａ２Ｒに作動油を供給し、シリンダ１Ａ，１Ｂのピストンロッド側油室Ａ２Ｅと、シリンダ２Ａ，２Ｂのピストン側油室Ａ１Ｅの油圧を解放することにより、可動部４がボディ３に向けて移動し、アクチュエータ１６は収縮する。
【００２１】
このようして伸縮動作するのであるが、いずれの方向に作動するときでも、シリンダ１Ａ，１Ｂとシリンダ２Ａ，２Ｂの作動油の供給される油室の有効受圧面積が同一となり、アクチュエータ１６が発生する駆動力は伸長側、収縮側のいずれについても均等となる。
【００２２】
つまり、伸長作動時には、シリンダ１Ａ，１Ｂのピストンロッド側油室Ａ２Ｅと、シリンダ２Ａ，２Ｂのピストン側油室Ａ２Ｒに作動油が供給され、収縮作動時には、シリンダ１Ａ，１Ｂのピストン側油室Ａ１Ｒと、シリンダ２Ａ，２Ｂのピストンロッド側油室Ａ２Ｒに作動油が供給されるが、それぞれ合計の油室の受圧面積は同一となるため、同一の油圧を供給したときに発生する駆動力は互いに等しくなるのである。
【００２３】
これらの結果、アクチュエータ駆動特性は伸長側と収縮側とで一致し、使い勝手がよくなり、その汎用性も拡大する。
【００２４】
なお、以上の説明では、２本づつのシリンダ１Ａ，１Ｂとシリンダ２Ａ，２Ｂを互いに反対側に連結したが、少なくとも１本づつのシリンダを対向的に連結してもよく、また３本以上のシリンダを互いに同数づつ連結しても同じような作用効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を示す断面図である。
【図２】同じくその側面図である。
【図３】従来例の断面図である。
【符号の説明】
１Ａ，１Ｂシリンダ
２Ａ，２Ｂシリンダ
３ボディ
４可動部
５Ａ，５Ｂピストン
６Ａ，６Ｂピストン
７Ａ，７Ｂピストンロッド
８Ａ，８Ｂピストンロッド
１１Ａ，１１Ｂアーム
Ａ１Ｅピストン側油室
Ａ２Ｅピストンロッド側油室
Ａ１Ｒピストン側油室
Ａ２Ｒピストンロッド側油室[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to improvements in thin actuators used, for example, to drive aircraft blades.
[0002]
[Prior art]
For example, when a hydraulic cylinder is used as a hydraulic actuator to drive a moving blade or the like of an aircraft, if the outer diameter of the hydraulic cylinder becomes large to exhibit a predetermined driving force, the actuator is accommodated in a thin wing. I can't do that.
[0003]
Therefore, conventionally, as shown in FIG. 3, a thin hydraulic actuator in which a plurality of hydraulic cylinders are connected in parallel has been proposed.
[0004]
Cylinders 1A, 1B and cylinders 2A, 2B are provided in parallel, cylinders 1A, 1B are coupled to body 3 and cylinders 2A, 2B are coupled to movable portion 4. The piston rods 7A and 7B of the pistons 5A and 5B of the cylinders 1A and 1B are connected to the movable part 4, and the piston rods 8A and 8B of the pistons 6A and 6B of the cylinders 2A and 2B are connected to the body 3.
[0005]
Each of the cylinders 1A and 1B and the cylinders 2A and 2B is formed in a cylindrical shape in the same manner as a normal hydraulic cylinder.
[0006]
When hydraulic oil is supplied to the piston side oil chamber AE of each cylinder 1A, 1B, 2A, 2B and the hydraulic pressure in the other piston rod side oil chamber AR is released, the piston rods 7A, 7B, 8A, 8B expand. However, the actuator operates in the extending direction, and conversely, when hydraulic oil is supplied to the oil chamber AR and the hydraulic pressure in the oil chamber AE is released, the actuator operates in the contracting direction.
[0007]
In this way, by constructing a plurality of cylinders in parallel, the total driving force of each cylinder can be exerted, and the length can be increased in the cylinder parallel direction, but the dimension can be reduced in the thickness direction. It becomes a thin actuator and can be easily installed even in a narrow space such as in the wing of an aircraft.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
However, in such a thin actuator, since the total piston pressure receiving area is different between the oil chambers AE and AR, the same hydraulic pressure is used when the actuator is operated in the expansion direction and when it is operated in the contraction direction. Actuating causes the actuator output, that is, the driving force to be different.
[0009]
On the other hand, in order to equalize the generated output on the expansion side and the contraction side, the supply hydraulic pressures should be different depending on the piston pressure receiving area ratio, but this makes the hydraulic control mechanism complicated. And it is not easy to use.
[0010]
The present invention has been proposed to solve such a problem, and an object thereof is to provide a thin actuator in which the output on the expansion side and the contraction side are uniform.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In the thin actuator in which a plurality of cylinders are arranged in parallel, at least one cylinder is connected to the body, at least another cylinder is connected to the movable part, and the piston rod of the cylinder on the body side is connected to the movable part side. The piston rod of the movable part side cylinder is connected to the body side, and the piston rod of the movable part side cylinder contracts when the piston rod of the body side cylinder extends, and further contracts with the piston rod extension side. The total piston pressure receiving area on the side was set to be equal.
[0012]
[Operation and effect of the invention]
In the present invention, since the total pressure receiving area when operating on the expansion side is the same as the total pressure receiving area when operating on the contraction side, the driving force generated by the actuator for the same supply hydraulic pressure is It becomes even on the contraction side, the operating characteristics of the actuator are constant, it is easy to use, the application range is expanded, and versatility is enhanced.
[0013]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
1 and 2, the cylinders 1A and 1B on both sides are connected to the body 3 and the cylinders 2A and 2B between them are connected to the movable part 4 respectively. The piston rods 7A, 7B of the pistons 5A, 5B are connected to the movable part 4, and the piston rods 8A, 8B of the pistons 6A, 6B are connected to the body 3, but in this case, when the piston rods 7A, 7B extend The piston rods 8A and 8B are coupled so that their operating directions are opposite to each other so that the piston rods 8A and 8B contract.
[0014]
Therefore, specifically, the piston rods 7A and 7B of the cylinders 1A and 1B are arranged in the same direction as the piston rods 8A and 8B of the cylinders 2A and 2B, and when the piston rods 7A and 7B extend, the cylinders 2A and 2B The piston rods 7A and 7B are connected to the cylinders 2A and 2B through the arms 11A and 11B so as to move the piston rods 8A and 8B in the direction of contraction.
[0015]
However, the pressure receiving areas of the piston side oil chamber A1R of the cylinders 1A and 1B and the piston side oil chamber A1E of the cylinders 2A and 2B are equal, and the piston rod side oil chamber A2E of the cylinders 1A and 1B and the piston rods of the cylinders 2A and 2B The pressure receiving areas of the side oil chamber A2R are set to be equal.
[0016]
Note that hydraulic oil is selectively supplied to and discharged from the oil chambers of the cylinders 1A and 1B and the cylinders 2A and 2B via a circuit (not shown).
[0017]
FIG. 2 shows a state in which the actuator 16 of the present invention is arranged inside the wing 15, which is connected to the inside of the wing via the hanging ring 18 of the movable part 4 and movable via the connecting pin 17 at the tip of the body 3. The blades 19 are connected to each other, and the moving blades 19 are rotated about the hinges 20 as the actuators 16 extend and contract to change the blade angles.
[0018]
It is comprised as mentioned above, Next, an effect | action is demonstrated.
[0019]
When the actuator 16 is extended, hydraulic oil is supplied to the piston rod side oil chamber A2E for the cylinders 1A and 1B, and hydraulic oil is supplied to the piston side oil chamber A1E for the cylinders 2A and 2B. At the same time, the hydraulic pressures in the piston side oil chambers A1R of the cylinders 1A and 1B and the piston rod side oil chambers A2R of the cylinders 2A and 2B are released. As a result, the cylinders 1A and 1B are contracted by the piston rods 7A and 7B, and the cylinders 2A and 2B are extended by the piston rods 8A and 8B, whereby the drive unit 4 is moved away from the body 3, that is, the actuator 16 Is extended.
[0020]
In contrast, when the actuator 16 is contracted, hydraulic oil is supplied to the piston side oil chamber A1R of the cylinders 1A and 1B and the piston rod side oil chamber A2R of the cylinders 2A and 2B, and the pistons of the cylinders 1A and 1B are supplied. By releasing the hydraulic pressure in the rod-side oil chamber A2E and the piston-side oil chamber A1E of the cylinders 2A and 2B, the movable portion 4 moves toward the body 3 and the actuator 16 contracts.
[0021]
The expansion and contraction operation is performed in this manner, but the effective pressure receiving area of the oil chambers supplied with the hydraulic oil in the cylinders 1A and 1B and the cylinders 2A and 2B becomes the same regardless of the direction of operation, and the actuator 16 is generated. The driving force to be applied is equal on both the expansion side and the contraction side.
[0022]
That is, during the expansion operation, the hydraulic oil is supplied to the piston rod side oil chamber A2E of the cylinders 1A and 1B and the piston side oil chamber A2R of the cylinders 2A and 2B, and during the contraction operation, the piston side oil chamber A1R of the cylinders 1A and 1B. The hydraulic oil is supplied to the piston rod side oil chamber A2R of the cylinders 2A and 2B. However, since the pressure receiving areas of the total oil chambers are the same, the driving forces generated when the same oil pressure is supplied are mutually equal. It becomes equal.
[0023]
As a result, the actuator drive characteristics match on the expansion side and the contraction side, improving usability and expanding its versatility.
[0024]
In the above description, the two cylinders 1A and 1B and the cylinders 2A and 2B are connected to the opposite sides. However, at least one cylinder may be connected oppositely, and three or more cylinders may be connected. Even if the same number of cylinders are connected to each other, the same effect can be obtained.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a side view of the same.
FIG. 3 is a cross-sectional view of a conventional example.
[Explanation of symbols]
1A, 1B Cylinder 2A, 2B Cylinder 3 Body 4 Moving parts 5A, 5B Piston 6A, 6B Piston 7A, 7B Piston rod 8A, 8B Piston rod 11A, 11B Arm A1E Piston side oil chamber A2E Piston rod side oil chamber A1R Piston side oil Chamber A2R Piston rod side oil chamber

Claims

In a thin actuator with multiple cylinders arranged in parallel, connect at least one cylinder to the body, connect at least one other cylinder to the movable part, and move the piston rod of the cylinder on the body side to the movable part side. The piston rod of the cylinder is connected to the body side, and when the piston rod of the body side cylinder extends, the piston rod of the movable part side cylinder contracts. A thin actuator characterized in that the piston pressure receiving areas are set equal.