JP3726930B2 - Actuator - Google Patents
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Description
【0001】
【技術分野】
本発明は、シリンダおよび該シリンダ内にその長手方向に移動可能に収納されたピストンからなり、該ピストンの両側に流体室a、bが形成されたアクチュエータに関する。より詳しくは、本発明は、ピストンの行程の途中において、ピストンを定位置に保持し、また移動速度を変化させることができるアクチュエータに関する。
【0002】
【従来技術】
以下、航空機に搭載され、航空機からミサイルを発射するミサイルランチャを作動させるアクチュエータを例にとり説明する。
【0003】
一般的に、航空機用ミサイルランチャを作動させるアクチュエータは、航空機内または機体近傍の格納位置、格納位置と別の待機位置等、複数の位置を任意に作動させる。すなわち、通常、このようなミサイルランチャ用のアクチュエータは、「収納位置→待機位置」までは、ゆっくり作動させ、「待機位置→発射位置」までは、ミサイルを押し出すために瞬時に作動させる必要がある。
【0004】
更に、ミサイルを発射するまで待機位置で待機させる必要がある。このために、出力ピストンを収縮位置から伸長位置へのストローク途中の第三の位置に保持することが必要である。
【0005】
このような作動を実現するためには、従来、収縮位置と伸長位置との間を一定速度で移動する一段作動アクチュエータおよび火薬による射出の組合わせ、あるいはアクチュエータのサーボ制御化等がある。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、火薬による射出を組合わせた前者では、火薬の装填に時間を要したり、爆発の危険性等、整備性や安全性の問題がある。
【0007】
一方、アクチュエータをサーボ制御化した後者では、油圧サーボにするための比例制御バルブや無段階位置検出器等によるコスト上の問題があった。
【0008】
また、ミサイルランチャは、その性質上、待機状態から発射状態への移行を迅速に行う必要があり、特定位置でのピストンの作動速度が速いため、瞬間的に大流量の作動油の供給が必要となる。この大流量値でアクチュエータを設計すると、バルブや通路(配管)等が非常に大きくなり、コストや重量的に問題があった。また、この問題は、機体側の作動流体の供給源の大きさなどにも影響した。
【0009】
その対策として、作動流体の供給能力不足を補うために、アキュームレータをアクチュエータの外部に装備する方法が取られる場合がある。しかし、アキュームレータが何らかの理由(例えば、着弾)で破裂した場合には、その破片が飛散し、機体を破損させるなどの危険性があった。
【0010】
上述のように、アクチュエータに火薬を付加あるいはサーボ化させることは、整備性、安全性およびコスト的に問題があった。
【0011】
また、従来のアクチュエータでは、流体圧力供給停止時、もしくは、圧力供給源故障時に、自重付加等が加わった場合、ピストンは抗力を持たないために動き出し、機体駐機中にミサイルランチャの自重により出るという問題がある。この対策として、アクチュエータにロック機構を設ける方法があるが、構造が複雑になりコスト的に問題があった。
【0012】
【発明の目的】
本発明は、上述した従来技術に付随する問題点を解消し、少なくとも多段制御機能および多段制御機能の各段制御毎の変速機能を有するアクチュエータを提供することを目的とする。
更に、本発明は好ましくは、実施例に示すように、作動流体の流量抑制機能または油圧OFF時のピストン拘束機能を有するアクチュエータを提供することを目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】
本発明においては、シリンダおよび該シリンダ内にその長手方向に移動可能に収納されたピストンからなり、該ピストンの両側に流体室a、bが形成され、前記シリンダは大内径部と小内径部とが長手方向に連結されているとともに該シリンダの長手方向に延びる突出部が該小内径部側の端面からシリンダ内部に突出しており、前記ピストンは前記シリンダの小内径部に摺動可能に密封嵌合するピストン本体および該ピストン本体から突出したピストンロッドからなるとともに前記シリンダの小内径側に位置する端面から長手方向に延びる凹部が形成されており、該凹部が前記突出部に摺動可能に密封嵌合しており、前記シリンダの小内径部およびピストン本体により前記流体室bが形成され、前記シリンダの大小内径部の連結部位に長手方向に大小外径部を有する自由ピストンが該シリンダに摺動可能に密封嵌合し、前記シリンダの大内径部とピストンロッドにより前記流体室aが形成されており、
前記流体室aおよびbはそれぞれ三位置切換弁の高圧ポートおよび低圧ポートに連通しており、該三位置切換弁の入力側ポートは高圧流体を供給する供給管路に連通しており、排出側ポートは戻り流体を戻すための排出管路に連通しており、
前記三位置切換弁は、
高圧ポートが前記流体室aと、低圧ポートが流体室bとつながり、シリンダの小径部の内径とピストンロッドの外径との面積差で決まるピストンの収縮力がピストンに作用して、ピストンロッドが収縮する収納モード、
高圧ポートと両流体室a、bとがつながり、ピストン本体の両流体室a、bに臨む受圧面積の差による力がピストン本体に作用して、ピストンが伸長方向に動き出すステップ1モード、および
高圧ポートと流体室b、低圧ポートと流体室aがつながり、低圧ポートにつながった流体室a内の自由ピストンの拘束力がなくなり、また、流体室bに高圧作動流体が流入し、出力ピストンが伸長するステップ2モード、
をとることを特徴とするアクチュエータにより上記目的を達成する。
【0015】
本発明においては、上述したような特別構造のシリンダを採用すると共に特別な三位置切換弁を接続することにより、ピストンの高速作動時の大流量の作動流体の供給を円滑に行いピストンを必要な時に高速で移動させることができる。
【0018】
また、本発明のアクチュエータは、両流体室を三位置切換弁に接続し、この三位置切換弁を作動することによりアクチュエータの作動を制御する。また、アクチュエータのシリンダの大内径側の流体室に接続した管路内に流体室内の圧力が低いと閉止するパイロットチェックバルブが設けられていることにより、シリンダの大内径部の流体室内に圧力流体を貯留することができ、加圧流体の供給を停止した場合にもパイロットチェックバルブにより流体の漏れがなくなり、その状態でピストンロッドを保持することができる。
【0019】
【実施例】
以下、図面を参照して本発明をより詳細に説明する。図3は本発明に係るアクチュエータにより作動されるミサイルランチャの構造を示すものである。
【0020】
このミサイルランチャは、飛行機(戦闘機)の胴部または翼部等の機体1に設けられており、以下に述べる構造により、機体1からランチャ台2が上下に移動可能としており、このランチャ台2にミサイル3を発射可能に取着している。
【0021】
定常状態においては、ランチャ台2を機体1の収納位置に位置させている。ミサイル3を発射する事態となった場合には、収納位置から下方の待機位置へランチャ台2を突出させ、この状態で待機している。更に、実際にミサイル3を発射する場合には、待機位置よりも更に下方の発射位置に移動し、そこでミサイル3を発射する。
【0022】
ミサイル3発射時の機体1への影響を少なくし、またミサイル3の命中精度を高めるために、このように収納位置よりも離れた発射位置へ移動する必要がある。また、このようなミサイルランチャにおいては、収納位置から待機位置までの移動については比較的時間の余裕があるが、待機位置から発射位置への移動はごく短時間に行う必要がある。
【0023】
このミサイルランチャの移動状態の一例を図4に示す。図4においては横軸に時間軸をとっており、縦軸にランチャ台2の位置を示している。
【0024】
図4において、通常はミサイル3は機体1近傍の格納位置にある。上述のようにミサイル3の発射の必要性が生じると、ランチャ台2は格納位置から中間の待機位置へ比較的低速で移動する(ステップ1ダウンモード)。
【0025】
ミサイル3を発射する場合には、この待機位置から発射位置まで、ごく短時間に急速に移動する必要がある(ステップ2ダウンモード)。なお、図4においては待機位置から発射位置へ直ぐに移動している(すなわち、ステップ1ダウンモードとステップ2ダウンモードとが直接連結している)。しかし、発射までの間、待機位置においてこのままランチャ台2を保持していることもよくある。また発射することなく待機位置からまた格納位置へ戻ることもある。
【0026】
発射する場合には、この待機位置から発射位置までのステップ2ダウンモードは寸秒を争う短時間内に移動させる必要があり、すなわち、格納位置から待機位置への移動であるステップ1ダウンモードに比べて遥かに高速で発射位置へ移動する必要がある。
【0027】
次いで発射が終了した後、格納位置までは特別に急ぐ必要性がないので、ゆっくり戻って行けばよい。
【0028】
図3に示したミサイルランチャの構造を簡単に説明すると、ランチャ台2と機体1とは長さが等しく交叉状に設けられた2本のリンクL、Mにより連結されている。2本のリンクL、Mの中点はピンPにより互いに枢動可能にピン結合されている。
【0029】
一方のリンクLの機体1側はピンAにより機体1の定点に対し揺動可能に支承されており、このリンクLの他方はピンBによりランチャ台2に揺動可能にピン結合されている。
【0030】
他方のリンクMの先端は、上記機体1のピンAから水平方向に延びるガイド(図示せず)内を摺動可能に設けられたピンDに揺動可能にピン結合されており、このリンクMの他端はピンCによりランチャ台2に揺動可能にピン結合されている。
【0031】
上記構成からなるミサイルランチャ装置においては、リンクLのピンDをガイドに沿って水平方向に移動させることにより、そのリンクLの他端のピンCは機体1のピンAから垂直方向に延びる線に沿って移動する。これにより。ピンB、Cとピン結合したランチャ台2は、常に機体1と平行に上下に昇降することになる。
【0032】
本発明に係るアクチュエータ10のシリンダ側後端をピンFにより機体1に枢着するとともにピストンロッド先端をピンEによりリンクMに連結しており、アクチュエータ10の作動によりリンクL、Mの間の開閉角度を制御し、ランチャ台2を昇降させるようにしている。
【0033】
次に本発明に係るアクチュエータ10を図1に従い説明する。このアクチュエータ10は、シリンダ20およびシリンダ20内にその長手方向に移動可能に収納されたピストン30からなり、ピストン30の両側に流体室a、bが形成されている。上述したように、シリンダ20の右端は機体1にピンFによりピン結合されている。ピストン30はピストン本体31とピストン本体31に連結したピストンロッド32とからなり、ピストンロッド32の先端は前述したようにピンEによりリンクMにピン結合されている。
【0034】
図1において、シリンダ20は、その内径が大径の大内径部21と小径の小内径部22とからなり、大小内径部21、22の中間部が段23を形成しつつ結合した状態となっている。
【0035】
また、シリンダ20の右側端部から突出部24がシリンダ20の内部に突出している。一方、ピストン本体31はシリンダ20の小内径部22に嵌合するようになっており、シリンダ20の小内径部22とピストン本体31の周面の間はOリング41により密封しており、またピストン本体31は小内径部22に対して摺動可能である。ピストン30には、右端から途中まで延びる凹部30aがその内部に形成されており、この凹部30aはシリンダ20の突出部24と嵌合するようになっている。シリンダ20の突出部24とピストンの凹部30aとの間にはやはりOリング42が装着されており、ピストン30と突出部24との間が密封状に摺動可能に嵌合するようになっている。
【0036】
ピストンロッド32の左側先端部は、シリンダ20の大内径部側の端面部25に形成された開口25aに、Oリング45を介して摺動可能に密封嵌合されている。
【0037】
シリンダ20内部には更にそのシリンダ20の大内径部21と小内径部22の間に自由ピストン50が嵌合するようになっている。自由ピストン50は大内径部21に嵌合する大外径部51とシリンダ20の小内径部22に嵌合する小外径部52とを連結した構造となっており、大小外径部51、52の間には段部53が形成されている。自由ピストン50の大小外径部51、52とシリンダの大小内径部21、22との間にはそれぞれOリング43、44が装着され、自由ピストン50はシリンダ20に密封状に摺動可能に嵌合している。
【0038】
上記シリンダ20のシリンダ大内径部21(ピストン本体31の左側に形成される流体室aの一部)は、チェックバルブ70、管路71を介して三位置切換弁60の出口ポート60aに連通している。また、シリンダ20のピストン本体31の右側に形成される流体室b(シリンダ20のシリンダ小内径部21の一部)は、管路72を介して三位置切換弁60の他の出口ポート60bに連通している。三位置切換弁60の入力側ポート60cは高圧流体を供給する供給管路80に連通しており、排出側ポート60dは戻り流体を戻すための排出管路85に連通している。また、排出口管路85と自由ピストン50の中間部との間を排出路86で連通している。
【0039】
上述したシリンダ20の大内径部21に連なる管路71と自由ピストン50の中間部に連なる排出路86との間には、サーマルリリーフバルブ75を設けており、何らかの理由によりアクチュエータ10の流体室a内の圧力が熱により過大となった場合にはサーマルリリーフバルブ75により圧力を抜いて事故を防止するようになっている。
【0040】
三位置切換弁60への供給管路80には、ガスおよび作動流体を境界とするアキュムレータ90が連結されており、アキュムレータ90のガス側にチャージバルブ91および圧力トランスデューサー92が設けられており、アキュムレータ90に供給作動流体を予め貯留し必要なときに供給可能としている。
【0041】
また、三位置切換弁60からの排出管路85には、ガスおよび作動流体を境界とするアキュムレータ95が連結されており、排出管路85からの圧力によりアキュムレータ95に一時的に排出作動流体を貯留可能としている。
【0042】
以上の構成からなる図1に示した本発明のアクチュエータの実施例の作動を以下に説明する。なお、三位置切換弁60の2つの#1、#2ソレノイド61a、61bのON/OFFとアクチュエータの作動状態との関係は表1に示す通りである。
【0043】
【表1】
(収納モード)
三位置切換弁60の#1ソレノイド61aがOFF、#2ソレノイド61bがONまたはOFFのとき、三位置切換弁60は図1に示す収納モード位置となる。このとき、三位置切換弁60の高圧ポート60aはアクチュエータ10の流体室aと、低圧ポート60bは流体室bとつながり、シリンダ20の小内径部22の内径B2とピストンロッド32の外径d1との面積差で決まるピストンの収縮力がピストンに作用し、ピストンロッド32は収縮する。
【0044】
また、この収縮位置にて、油圧の供給が断たれた時は、パイロットチェックバルブ70への制御圧も断たれ、チェックバルブ70が流体室aを密封し、ピストン30の伸長を防ぐことができ、ピストン30を拘束する。
【0045】
仮に密封された流体室aの作動流体が熱膨張して流体室aの圧力が過度に上がった場合には、サーマルリリーフバルブ75が働いて流体室aの作動流体を逃がし、シリンダ20の破裂を防ぐ。
【0046】
(ステップ1ダウンモード)
三位置切換弁60の#1ソレノイド61aがON、#2ソレノイド61bがOFFになると、三位置切換弁60は、ステップ1ダウンモードになる。このときに、三位置切換弁60の高圧ポート60aと両流体室a、bとがつながり、ピストン本体31の両流体室a、bに臨む受圧面積の差、すなわち、流体室aに臨むピストン本体31の受圧面積はシリンダ20の小内径部22の内径B2とピストンロッド32の外径d1との差であり、流体室bに臨むピストン本体31の受圧面積はシリンダ20の小内径部22の内径B2とシリンダ20の突出部24の外径d2との差であるから、
ピストン受圧面積=(B2−d2)−(B2−d1)=d1−d2
に作動流体圧を掛け合わせた力がピストン本体31に作用し、ピストン30は伸長方向に動き出す。
【0047】
この際に、流体室aは、加圧されているため、流体室a内に設けられた自由ピストン50には両端面の面積差、すなわちシリンダ20の大内径部21の内径B1と小内径部22の内径B2との差、すなわち、B1−B2の受圧面積に作動流体圧を掛け合わせた力が作用し、自由ピストン50が図1において右方向に押され、シリンダ20の大小内径部21、22の間の段部23に押付けられて、シリンダ20内にストッパを形成する。この場合に、出力ピストン30の出力よりストッパ用の自由ピストン50の出力が大きくなるよう(すなわち、B1−B2>d1−d2となるよう)、シリンダ20の大内径部21の内径B1および小内径部22の内径B2、ピストンロッド32の外径d1並びにシリンダ20の突出部24の外径d2の寸法をそれぞれ選定しているため、両ピストン30、50同士が当たったところで出力ピストン30が停止する。このようにして、ステップ1ダウン位置にアクチュエータ10を保持することができる。
【0048】
(ステップ2ダウンモード)
三位置切換弁60の#1、#2ソレノイド61a、61bが共にONになったとき、高圧ポート60aと流体室b、低圧ポート60bと流体室aがつながる。この直後に、先ず、低圧ポート60bにつながった流体室a内の自由ピストン50の拘束力がなくなり、また、流体室bに高圧作動流体が流入し、出力ピストン30を押圧するため、出力ピストン30が伸長する。
【0049】
この時、ピストン30を瞬時に作動させる場合は、作動流体の供給/排出には限界がある。このため、高圧の供給側は、チャージバルブ91および圧力トランスデューサー92により、アキュームレータ90に蓄積した作動流体を同時に押し出すことにより、その作動流体の不足分を補う。
【0050】
また、低圧側は、瞬時に排出される大流量の作動流体をアキュームレータ95に一旦蓄積して、出力ピストン30の作動終了後に徐々に排出させる。このようにして、瞬時の大流量に対応できるアクチュエータ10が成立する。
【0051】
(アップモード)
上述したステップ1、2の何れの位置からでも、三位置切換弁60の#1ソレノイド61aをOFF、#2ソレノイド61bをON/OFFに切換えることによりピストンを収納モードに切換えることができ、これにより三位置切換弁60の高圧ポート60aはアクチュエータ10の流体室aと、低圧ポート60bは流体室bとつながり、シリンダ20の小径部22の内径B2とピストンロッド32の外径d1との面積差で決まるピストンの収縮力がピストンに作用し、ピストンロッド32は収縮する。
【0052】
【別の実施例】
上述した図1の実施例においては加圧流体を大量に供給するためのアキュムレータ90をアクチュエータ10の外部に設けていたが、図2に示す実施例においてはシリンダ20の突出部24とピストンロッド32の間に空隙を設け、そこに図1に示したアキュムレータ90と同様のアキュムレータを形成している。
【0053】
すなわち、図2においてはシリンダ20の右端面から突出している突出部24が円筒状となっており、この円筒状となった突出部24の外側に前述した実施例と同様にピストンロッド32が摺動可能に密封嵌合している。
【0054】
円筒状をした突出部24の内部には、アキュムレータ90のガス室および液圧室を区画するピストン93が、Oリング46を介して摺動可能に密封状態で嵌合している。突出部24は同心の二重円筒となっており、両円筒の間に長手方向にのびるガス圧供給路94が構成されている。
【0055】
アキュムレータ90ピストン93の左側の室はガス室gとなっている。ガス室gは、シリンダ20の突出部24の左側先端近傍のポート24bから、ガス圧供給路94を経て、チャージバルブ91および圧力トランスデューサー92に接続している。
【0056】
ピストン93の右側は作動流体室pとなっている。この作動流体室pはシリンダ20の円筒上突出部24の壁面に形成されたポート24aおよび管路87を経て供給管路80に連結されている。
【0057】
前述した実施例と同様にアクチュエータ10が急速作動させる場合には、このアキュムレータ90内の作動流体室pに貯留した作動流体をアクチュエータ10の作動流体室bに供給してアクチュエータ10のピストンロッド32が急速移動可能としている。
【0058】
また、図2の符号6a、6bはピストン位置確認用の例えばリミットスイッチなどからなるスイッチである。
【0059】
本実施例のその他の構造は前述した図1の実施例と同様であるので、同一の部品に同一符号を付し、それらの説明は省略する。
【0061】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば以下に記すような効果が奏される。
(1)アクチュエータの多段制御が可能となった。
(2)前記の各制御段階毎のアクチュエータの作動速度/出力の設定が可能となる。
(3)瞬時の作動流体の抑制が可能となって、機体重量やアクチュエータ重量の軽減およびコスト低減が図れる。
(4)油圧供給停止時の自重での誤作動防止できる。
【0062】
更に、請求項2に係る本発明によれば次の効果も奏される。
(5)アキュームレータの防護による信頼性が向上し、防弾性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の実施例を概略的に示す断面図である。
【図2】 本発明の他の具体的実施例を示す断面図である。
【図3】 本発明に係るアクチュエータ10を用いたミサイルランチャの作動説明図である。
【図4】 図3に示すミサイルランチャの作動を示す線図である。
【符号の説明】
1 機体
2 ランチャ台
3 ミサイル
10 アクチュエータ
20 シリンダ
21 大内径部
22 小内径部
23 段
24 突出部
30 ピストン
30a 凹部
31 ピストン本体
32 ピストンロッド
50 自由ピストン
51 大外径部
52 小外径部
53 段部
60 三位置切換弁
60a 出口ポート
60b 出口ポート
60c 入力側ポート
60d 排出側ポート
61a #1ソレノイド
61b #2ソレノイド
70 チェックバルブ
71 管路
72 管路
75 サーマルリリーフバルブ
80 供給管路
85 排出管路
86 排出路
90 アキュムレータ
91 チャージバルブ
92 圧力トランスデューサー[0001]
【Technical field】
The present invention relates to an actuator including a cylinder and a piston housed in the cylinder so as to be movable in the longitudinal direction thereof, and fluid chambers a and b formed on both sides of the piston. More specifically, the present invention relates to an actuator capable of holding a piston in a fixed position and changing a moving speed in the middle of a piston stroke.
[0002]
[Prior art]
Hereinafter, an actuator mounted on an aircraft and operating a missile launcher that launches a missile from the aircraft will be described as an example.
[0003]
In general, an actuator that operates an aircraft missile launcher arbitrarily operates a plurality of positions such as a storage position in the aircraft or in the vicinity of the fuselage, and a standby position different from the storage position. That is, normally, such an actuator for a missile launcher needs to be operated slowly until “storage position → standby position” and instantaneously operated to push out the missile until “standby position → launch position”. .
[0004]
Furthermore, it is necessary to wait at the standby position until the missile is fired. For this purpose, it is necessary to hold the output piston at the third position in the middle of the stroke from the contracted position to the extended position.
[0005]
In order to realize such an operation, conventionally, there is a combination of a one-stage operation actuator that moves at a constant speed between a contracted position and an extended position and injection with explosives, or servo control of the actuator.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, the former, which combines injection with explosives, has problems of maintainability and safety, such as taking time to load explosives and the risk of explosion.
[0007]
On the other hand, the latter in which the actuator is servo-controlled has a problem in terms of cost due to a proportional control valve for making a hydraulic servo, a stepless position detector, and the like.
[0008]
In addition, the missile launcher, due to its nature, needs to make a quick transition from the standby state to the launch state, and because the piston operating speed at a specific position is fast, it is necessary to supply a large amount of hydraulic oil instantaneously. It becomes. When an actuator is designed with this large flow rate value, the valves, passages (piping), etc. become very large, causing problems in cost and weight. This problem also affected the size of the supply source of working fluid on the fuselage side.
[0009]
As a countermeasure, there is a case in which an accumulator is provided outside the actuator in order to compensate for the lack of the supply capacity of the working fluid. However, when the accumulator broke for some reason (for example, landing), there was a risk that the fragments would scatter and damage the aircraft.
[0010]
As described above, adding explosives to the actuator or making it into a servo has problems in terms of maintainability, safety, and cost.
[0011]
In addition, with the conventional actuator, when the fluid pressure supply is stopped or when the pressure supply source fails, the piston starts to move because it has no drag, and is released due to the missile launcher's own weight during parking. There is a problem. As a countermeasure, there is a method of providing a lock mechanism in the actuator, but there is a problem in cost because the structure becomes complicated.
[0012]
OBJECT OF THE INVENTION
An object of the present invention is to solve the problems associated with the prior art described above and to provide an actuator having at least a multistage control function and a speed change function for each stage control of the multistage control function.
Furthermore, the present invention preferably provides an actuator having a function of suppressing the flow rate of a working fluid or a function of restraining a piston when the hydraulic pressure is OFF, as shown in the embodiments.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
In the present invention, a cylinder and a piston housed in the cylinder so as to be movable in the longitudinal direction thereof are formed , and fluid chambers a and b are formed on both sides of the piston. The cylinder has a large inner diameter portion, a small inner diameter portion, Are connected in the longitudinal direction, and a projecting portion extending in the longitudinal direction of the cylinder projects from the end surface on the small inner diameter side into the cylinder, and the piston is slidably fitted into the small inner diameter portion of the cylinder. A concave portion extending in a longitudinal direction from an end surface located on the small inner diameter side of the cylinder is formed, and the concave portion is slidably sealed to the protruding portion. fitted and, wherein the fluid chamber b the small-inner-diameter portion and the piston body of the cylinder is formed, the longitudinal direction at a connection portion extending magnitude inner diameter of said cylinder The free piston having a large and small outer diameter portion is fitted slidably sealed to said cylinder, being the fluid chamber a is formed by the large inner diameter portion and the piston rod of the cylinder,
The fluid chambers a and b are respectively connected to a high pressure port and a low pressure port of a three-position switching valve, and an input side port of the three-position switching valve is connected to a supply pipe for supplying high-pressure fluid, and a discharge side The port communicates with a discharge line for returning the return fluid ,
The three-position switching valve is
The high pressure port is connected to the fluid chamber a and the low pressure port is connected to the fluid chamber b, and the contraction force of the piston determined by the area difference between the inner diameter of the small diameter portion of the cylinder and the outer diameter of the piston rod acts on the piston. Storage mode to shrink ,
A step 1 mode in which the high-pressure port is connected to both fluid chambers a and b, and a force due to a difference in pressure receiving area facing both fluid chambers a and b of the piston body acts on the piston body to cause the piston to move in the extending direction; And
The high-pressure port and the fluid chamber b, the low-pressure port and the fluid chamber a are connected, the free piston in the fluid chamber a connected to the low-pressure port is lost, the high-pressure working fluid flows into the fluid chamber b, and the output piston Step 2 mode to stretch ,
The above object is achieved by an actuator characterized in that
[0015]
In the present invention, a specially structured cylinder as described above is adopted and a special three-position switching valve is connected to smoothly supply a large flow rate of working fluid during high-speed operation of the piston, and the piston is required. Sometimes it can be moved at high speed.
[0018]
In the actuator of the present invention, both the fluid chambers are connected to a three-position switching valve, and the operation of the actuator is controlled by operating the three-position switching valve. In addition, a pilot check valve that closes when the pressure in the fluid chamber is low is provided in a pipe line connected to the fluid chamber on the large inner diameter side of the cylinder of the actuator. When the supply of pressurized fluid is stopped, the pilot check valve eliminates fluid leakage, and the piston rod can be held in that state.
[0019]
【Example】
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the drawings. FIG. 3 shows the structure of a missile launcher operated by an actuator according to the present invention.
[0020]
This missile launcher is provided in a body 1 such as a trunk or wing of an airplane (fighter), and a launcher base 2 can be moved up and down from the body 1 by the structure described below. The missile 3 is attached to be able to launch.
[0021]
In the steady state, the launcher base 2 is positioned at the storage position of the airframe 1. When the missile 3 is fired, the launcher base 2 is projected from the storage position to the lower standby position, and is in this state. Further, when the missile 3 is actually fired, the missile 3 is fired at a launch position further below the standby position.
[0022]
In order to reduce the influence on the airframe 1 when the missile 3 is fired and to increase the accuracy of the missile 3 hit, it is necessary to move to a launch position that is further away from the storage position. Moreover, in such a missile launcher, there is a relatively long time for movement from the storage position to the standby position, but it is necessary to move from the standby position to the launch position in a very short time.
[0023]
An example of the movement state of this missile launcher is shown in FIG. In FIG. 4, the horizontal axis represents the time axis, and the vertical axis represents the position of the launcher base 2.
[0024]
In FIG. 4, the missile 3 is normally in the retracted position near the fuselage 1. As described above, when it is necessary to launch the missile 3, the launcher base 2 moves from the retracted position to the intermediate standby position at a relatively low speed (step 1 down mode).
[0025]
When launching the missile 3, it is necessary to move rapidly from this standby position to the launch position in a very short time (step 2 down mode). In FIG. 4, the position immediately moves from the standby position to the launch position (that is, the step 1 down mode and the step 2 down mode are directly connected). However, it is often the case that the launcher base 2 is held as it is in the standby position until the launch. Moreover, it may return from the standby position to the retracted position without firing.
[0026]
When firing, the step 2 down mode from the standby position to the launch position needs to be moved within a short time competing for seconds, that is, the step 1 down mode is moving from the storage position to the standby position. It is necessary to move to the launch position at a much higher speed.
[0027]
Then, after the launch is finished, there is no need to rush to the storage position, so it is only necessary to return slowly.
[0028]
The structure of the missile launcher shown in FIG. 3 will be briefly described. The launcher base 2 and the airframe 1 are connected by two links L and M that are equal in length and provided in a cross shape. The midpoints of the two links L and M are connected to each other by a pin P so as to be pivotable.
[0029]
One link L is supported by a pin A so as to be swingable with respect to a fixed point of the fuselage 1, and the other side of the link L is pin-coupled to the launcher base 2 by a pin B.
[0030]
The tip of the other link M is slidably connected to a pin D slidably provided in a guide (not shown) extending in a horizontal direction from the pin A of the machine body 1. The other end of this is pin-coupled to the launcher base 2 by a pin C so as to be swingable.
[0031]
In the missile launcher device having the above-described configuration, the pin D of the link L is moved in the horizontal direction along the guide, so that the pin C at the other end of the link L becomes a line extending vertically from the pin A of the body 1. Move along. By this. The launcher base 2 that is pin-coupled with the pins B and C always moves up and down in parallel with the airframe 1.
[0032]
The
[0033]
Next, an
[0034]
In Figure 1, the
[0035]
Further, a protruding
[0036]
The left end portion of the
[0037]
[0038]
Above (a portion of the fluid chamber a that is formed on the left side of the piston body 31) cylinder large in
[0039]
Between the
[0040]
An
[0041]
Further, an
[0042]
The operation of the embodiment of the actuator of the present invention shown in FIG. 1 having the above configuration will be described below. The relationship between ON / OFF of the two # 1 and # 2
[0043]
[Table 1]
(Storage mode)
When the # 1
[0044]
Further, when the supply of hydraulic pressure is cut off at this contracted position, the control pressure to the
[0045]
If the working fluid in the sealed fluid chamber a is thermally expanded and the pressure in the fluid chamber a rises excessively, the
[0046]
(Step 1 down mode)
When the # 1
Piston pressure receiving area = (B2-d2)-(B2-d1) = d1-d2
A force obtained by multiplying the working fluid pressure by the pressure acts on the piston
[0047]
At this time, the fluid chamber a is because they are pressurized, fluid chamber area difference of the both end faces in the
[0048]
(Step 2 down mode)
When both the # 1 and # 2
[0049]
At this time, when the
[0050]
On the low pressure side, a large flow rate of working fluid that is instantaneously discharged is temporarily accumulated in the
[0051]
(Up mode)
From any position of the step 1 and 2 described above, it is possible to switch the # 1
[0052]
[Another example]
In the embodiment shown in FIG. 1 described above, the
[0053]
That is, in FIG. 2, the protruding
[0054]
A
[0055]
The left chamber of the
[0056]
The right side of the
[0057]
When the
[0058]
Further,
[0059]
Since the other structure of this embodiment is the same as that of the embodiment of FIG. 1 described above, the same parts are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
[0061]
【The invention's effect】
As is clear from the above description, the present invention has the following effects.
(1) Multi-stage control of the actuator has become possible.
(2) The operating speed / output of the actuator can be set for each control stage.
(3) The working fluid can be suppressed instantaneously, and the weight of the airframe and the actuator can be reduced and the cost can be reduced.
(4) It is possible to prevent malfunction due to its own weight when the hydraulic pressure supply is stopped.
[0062]
Furthermore, the present invention according to claim 2 also provides the following effects.
(5) The reliability by protection of the accumulator is improved, and the ballistic resistance is improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a sectional view schematically showing an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view showing another specific embodiment of the present invention.
FIG. 3 is an operation explanatory diagram of a missile launcher using the
4 is a diagram showing the operation of the missile launcher shown in FIG. 3. FIG.
[Explanation of symbols]
1 body 2 launcher platform 3
Claims (1)
前記流体室aおよびbはそれぞれ三位置切換弁60の高圧ポート60aおよび低圧ポート60bに連通しており、該三位置切換弁60の入力側ポート60cは高圧流体を供給する供給管路80に連通しており、排出側ポート60dは戻り流体を戻すための排出管路85に連通しており、
前記三位置切換弁60は、
高圧ポート60aが前記流体室aと、低圧ポート60bが流体室bとつながり、シリンダ20の小内径部22の内径とピストンロッド32の外径との面積差で決まるピストン30の収縮力がピストン30に作用して、ピストンロッド32が収縮する収納モード、
高圧ポート60aと両流体室a、bとがつながり、ピストン本体31の両流体室a、bに臨む受圧面積の差による力がピストン本体31に作用して、ピストン30が伸長方向に動き出すステップ1モード、および
高圧ポート60aと流体室b、低圧ポート60bと流体室aがつながり、低圧ポート60bにつながった流体室a内の自由ピストン50の拘束力がなくなり、また、流体室bに高圧作動流体が流入し、出力ピストン30が伸長するステップ2モード、
をとることを特徴とするアクチュエータ。A cylinder 20 and a piston 30 housed in the cylinder 20 so as to be movable in the longitudinal direction thereof are formed , and fluid chambers a and b are formed on both sides of the piston 30. The cylinder 20 has a large inner diameter portion 21 and a small inner diameter portion. protrusion 24 extending in the longitudinal direction of the cylinder 20 with 22 and are connected longitudinally protrudes from the end surface of the small inner diameter portion side in the internal cylinder 20, the piston 30 is small-inner-diameter portion of the cylinder 20 has a recess 30a extending in the longitudinal direction from the end face positioned on the small-inner-diameter side of the cylinder with a piston body 31 and the piston rod 32 projecting from the piston body 31 slidably sealed fit to, the recesses 30a are fitted slidably sealed to the projecting portion 24, the small diameter portion 21 and the piston body 31 of the cylinder 20 Ri said fluid chamber b is formed, the free piston 50 having a large and small outer diameter portion is fitted slidably sealed to the cylinder 20 in the longitudinal direction at a connection portion extending magnitude inside diameter portion of the cylinder 20, a large of the cylinder The fluid chamber a is formed by the inner diameter portion 21 and the piston rod 32 ,
The fluid chambers a and b communicate with the high-pressure port 60a and the low-pressure port 60b of the three-position switching valve 60, respectively. The input-side port 60c of the three-position switching valve 60 communicates with a supply line 80 that supplies high-pressure fluid. The discharge side port 60d communicates with a discharge pipe 85 for returning the return fluid ,
The three-position switching valve 60 is
The high pressure port 60a is connected to the fluid chamber a and the low pressure port 60b is connected to the fluid chamber b. The contraction force of the piston 30 determined by the area difference between the inner diameter of the small inner diameter portion 22 of the cylinder 20 and the outer diameter of the piston rod 32 is determined by the piston 30. A storage mode in which the piston rod 32 contracts ,
Step 1 in which the high pressure port 60a and the fluid chambers a and b are connected, and the force due to the difference in pressure receiving area facing the fluid chambers a and b of the piston body 31 acts on the piston body 31 and the piston 30 starts to move in the extending direction. mode, and
The high pressure port 60a is connected to the fluid chamber b, the low pressure port 60b and the fluid chamber a are connected, the binding force of the free piston 50 in the fluid chamber a connected to the low pressure port 60b is lost, and the high pressure working fluid flows into the fluid chamber b. Step 2 mode in which the output piston 30 extends ,
The actuator characterized by taking .
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