JP4226594B2 - モード切換弁及びこれを備えたアクチュエーションシステム - Google Patents

Description

本発明は、油圧アクチュエータ及び電油圧サーボ弁を用いて航空機の舵面を制御するアクチュエーションシステムに関し、特にフライ・バイ・ワイヤ方式の舵面制御装置に機械的なバックアップ機構を併設したアクチュエーションシステムに関する。

従来、航空機の舵面（昇降舵、方向舵、補助翼等の飛行制御翼面）を機械的リンケージに頼らないで制御するフライ・バイ・ワイヤ（Fly-By-Wire：以下、ＦＢＷという）方式の自動飛行制御システムが実現されているが、航空機には人命尊重のため高度な安全性と信頼性が要求されることから、ＦＢＷ制御が不可能になるような電気系の故障が生じた場合でも操縦桿からの手動操作入力に応じた舵面制御を可能にする必要がある。そこで、舵面制御アクチュエータの給排制御機構に設けたインプットリンク（機械的入力部）と操縦桿とを比較的簡素な機械的リンケージにより結合させ、機械的に操縦制御を行うことができるバックアップ機構を併設したものがある。

この種のアクチュエーションシステムにおいては、正常時の舵面制御は、パイロットからの信号をＦＣＣ（Flight control Computer）を介してアクチュエータに伝達しコントロールするFly By Wire制御（以下、ＦＢＷモードと称す）にて行うが、そのFly By Wire制御装置の故障等の緊急時には、パイロットからの機械的信号をリンク等を介しアクチュエータに伝達するメカニカル制御（以下、この動作モードをメカニカルモードという）にて舵面を制御する。また、一系統で油圧失陥等の故障が生じたときには、その故障系統のアクチュエータが他の正常系統の作動を阻害しないよう、故障系統のアクチュエータの一方の室と他方の室とを直接連通（バイパス）させるようになっている（以下、この動作モードをバイパスモードという）。すなわち、上述したＦＢＷモードと機械的に操縦制御（以下、メカニカルモードという）の切換えのみならず、様々な故障モードに応じて流体回路の切換制御を行う舵面制御を行うようになっている（例えば、特許文献１参照）。

なお、前記機械的リンケージを利用してバックドライブ機構を構成することで、ＦＢＷモードにおいても舵面位置に応じて操縦桿を揺動させ、コックピット内のパイロットが舵面位置やその位置変化等を視認できるようにすることができる。
特開平１０−２３０８９８号公報

上述したような従来のモード切換弁及びアクチュエーションシステムにあっては、モード切換弁内のスプールを移動することによりモードの切換えを行っているが、例えば３つのモードを有するモード切換弁では、バイパスモードのスプール位置はＦＢＷモードとメカニカルモードの間にあったため、モード切換え中（スプールの移動中）にスプールがハウジングに固着すると、バイパスモード位置、あるいはバイパスモードとＦＢＷモードの重なる位置、又は、バイパスモードとメカニカルモードの重なる位置でモード切換え弁が切換えできなくなり、その場合、操縦不能となったり操縦性が著しく低下したりする可能性があった。

そこで本発明は、メカニカルモードとＦＢＷモードの間のモード切換え途中でモード切換弁が固着しても、操縦不能状態等に陥ることがないアクチュエーションシステムを提供するものである。

本発明のモード切換え弁は、上記課題を解決するため、複数組の供給圧ポート及びリターンポートと該複数組の供給圧ポート及びリターンポートのうちいずれか一組の供給圧ポート及びリターンポートに選択的に接続される一方及び他方の制御圧ポートとが形成されたハウジングと、前記複数組のうちいずれか一組の供給圧ポート及びリターンポートを選択して前記一方及び他方の制御圧ポートに接続する複数の給排モード位置と前記一方及び他方の制御圧ポートを連通させるバイパス通路を形成するバイパスモード位置とのうち任意の切換え位置をとり得るようハウジング内に移動可能に収納された弁体と、を備えたモード切換弁において、前記弁体が一方側のストロークエンドに位置するとき前記給排モード位置のいずれかに切り換わり、前記弁体が他方側のストロークエンドに位置するときバイパスモード位置に切り換わることを特徴とする。

この発明のモード切換え弁では、複数の給排モード位置のいずれかに切り換わるときには、弁体がバイパスモード位置となるストロークエンドに移動することがなく、バイパスモードへの切換え時のみ、該弁体がこのストロークエンドに移動する。したがって、モード切換えの途中でスプールがハウジングに固着するようなことがあっても、バイパスモードの位置になったり、ＦＢＷモード又はメカニカルモードのいずれかとバイパスモードとが部分的に重なったりするといった不具合がなくなる。

本発明においては、前記弁体を前記移動方向の一方側に付勢して該弁体を前記一方側の最端位置に位置させる付勢手段と、該付勢手段の付勢力に抗して前記弁体を前記一方側の最端位置から前記移動方向の他方側に向かって所定位置まで移動させ、前記給排モード位置を切換えることができる第１の移動手段と、前記弁体を前記移動方向の他方側に付勢し、該弁体を前記所定位置より移動方向の他方側に移動させる第２の移動手段と、を備え、前記第１及び第２の移動手段を選択的に作動させるようにするのが好ましい。

さらに、本発明のアクチュエーションシステムは、シリンダ内に収納されたピストンの両側に一方及び他方の流体室を形成し、両流体室への作動流体の供給及び排出によりピストンを移動させるアクチュエータと、機械的操作入力に応じて作動する機械式制御弁及び電気制御信号入力に応じて作動する電気式制御弁を有し、両制御弁のうち何れかにより前記一方及び他方の流体室への作動流体の供給及び排出を制御する給排制御機構と、前記機械式制御弁及び電気式制御弁のうちいずれかを切換え操作圧に応じ選択して前記アクチュエータへの作動流体の給排通路に挿入するモード切換弁と、外部からの機械的操作入力を前記機械式制御弁に伝達する操作力伝達部材を有し、前記モード切換弁によって前記機械式制御弁が前記アクチュエータへの作動流体の給排通路に挿入されたとき、該操作力伝達部材を介した操作入力により前記機械式制御弁を作動させるバックアップ機構と、を備えたアクチュエーションシステムにおいて、前記モード切換弁が、複数組の供給圧ポート及びリターンポートと該複数組の供給圧ポート及びリターンポートのうちいずれか一組の供給圧ポート及びリターンポートに選択的に接続される一方及び他方の制御圧ポートとが形成されたハウジングと、前記複数組のうちいずれか一組の供給圧ポート及びリターンポートを選択して前記一方及び他方の制御圧ポートに接続する複数の給排モード位置と前記一方及び他方の制御圧ポートを連通させるバイパス通路を形成するバイパスモード位置とのうち任意の切換え位置をとり得るようハウジング内に移動可能に収納された弁体と、前記弁体を前記移動方向の一方側に付勢して該弁体を前記一方側の最端位置に位置させる付勢手段と、該付勢手段の付勢力に抗して前記弁体を前記一方側の最端位置から前記移動方向の他方側に向かって所定位置まで移動させ、前記給排モード位置を切換えることができる第１の移動手段と、前記弁体を前記移動方向の他方側に付勢し、該弁体を前記所定位置より移動方向の他方側に移動させる第２の移動手段と、を備えたことを特徴とするものである。

この発明では、例えば電気式制御弁による制御モードと機械式制御弁による制御モードとの間（メカニカルモードとＦＢＷモードの間）の切換え途中でモード切換弁が固着してしまっても、バイパスモードの位置、あるいはバイパスモードとＦＢＷモードの重なる位置、又は、バイパスモードとメカニカルモードの重なる位置でスプールが停止することがなくなり、操縦不能となったり操縦性が著しく低下するといった問題が解消される。

また、前記弁体の位置を検出する弁体位置検出手段を設け、該弁体位置検出手段の検出情報に基づいて前記第１及び第２の移動手段を選択的に作動させるようにすると、現在の弁体位置に応じたより好ましい切換え操作を行い、多くの故障モードに対応することができる。

本発明によれば、複数の給排モード位置のいずれかに切り換わるときに弁体がバイパスモード位置となるストロークエンドに移動することがなく、バイパスモードへの切換え時のみ該弁体がこのストロークエンドに移動するように構成しているので、モード切換えの途中でスプールがハウジングに固着するようなことがあっても、バイパスモードの位置になったり、ＦＢＷモード又はメカニカルモードのいずれかとバイパスモードとが部分的に重なったりするといった不具合をなくすことができる。その結果、操縦不能状態等に陥ることがないアクチュエーションシステムを提供することができる。

以下、本発明の好ましい実施の形態について図面を参照しつつ説明する。

（第１実施形態）
図１〜図６は、本発明の第１実施形態に係るモード切換弁及びアクチュエーションシステムを示す図である。なお、この実施形態は本発明を並列する多重液圧制御系統のそれぞれに適用したものであるが、図面にはその１系統のみの構成を図示している。また、以下に説明する構成は同一の舵面を駆動する各制御系統について共通するものである。

まず、構成を説明する。

図１〜図３において、１０は油圧アクチュエータであり、アクチュエータ１０はシリンダ１１及びピストン１２を有している。

このアクチュエータ１０は、シリンダ１１内に収納されたピストン１２の軸方向両側に一方及び他方の油室１３，１４（流体室）を画成したものであり、これら二つの油室１３，１４のうち一方に作動油（作動流体）を供給し他方から排出することにより、ピストン１２に油圧力を作用させ、ピストン１２を移動させるようになっている。

また、アクチュエータ１０はそのブラケット部１０ａで図示しない航空機の機体側構造部材に揺動自在に支持されており、ピストン１２のロッド部１２ｅは航空機の舵面の駆動部材（図示していない）に連結されている。

また、アクチュエータ１０の油室１３，１４には後述する給排制御機構２０を介して作動油が供給及び排出され、給排制御機構２０には供給圧Ｐの作動油を供給する図示しない流体供給源と、アクチュエータ１０から排出される作動油を蓄えて流体供給源側に戻すリザーバ回路とが接続されている。２１は給排制御機構２０の供給通路であり、この供給通路２１には逆止弁２３と図示しないフィルタが設けられている。

２５は機械的操作入力に応動するインプットリンクであり、このインプットリンク２５は図１中の上下両端側の何れからも操作力を入力し得る揺動式の操作力伝達部材として構成されている。すなわち、インプットリンク２５の第１移動端部２５ａ（図１中の上端部）はパイロットによって操作される図外の操縦桿若しくはペダル等の手動操作部材に機械的リンケージを介して連結されており、インプットリンク２５の第２移動端部２５ｂ（図１中の下端部）はピストン１２のロッド部１２ｅに揺動可能に支持されている。

また、インプットリンク２５は、両移動端部２５ａ，２５ｂの間にサミングポイント２５ｃ（弁操作点部）を有し、第１移動端部２５ａからの手動操作量と第２移動端部２５ｂからの機械的フィードバック量との偏差に相当する機械的変位を、弁操作量としてサミングポイント２５ｃから出力するようになっている。

３１は、インプットリンク２５により４ポートを開閉操作及び開度調節される３位置切換え可能な機械式制御弁であり、機械式制御弁３１は供給通路２１の分岐路２１ａに接続された供給圧ポート３１ａと、油路２８（排出通路）を介して前記リザーバ回路に接続されるリターンポート３１ｂと、操作入力に応じて両ポートに接続される一対の制御圧ポート３１ｃ，３１ｄとを有している。この機械式制御弁３１は、供給圧ポート３１ａと制御圧ポート３１ｃ又は３１ｄとを通して、油室１３又は１４に流体圧供給源からの作動油を供給するとともに、油室１４又は１３からの作動油をリターンポート３１ｂを通して排出させることができ、さらに、供給圧ポート３１ａ及びリターンポート３１ｂと制御圧ポート３１ｃ，３１ｄとの接続を遮断して両油室１３，１４への作動油の供給及び排出を停止することができる。なお、図１において、３１ｅは機械式制御弁３１の弁体、３１ｆ，３１ｇはそれぞれ機械式制御弁３１を中立位置に付勢する付勢手段、例えばセンタリングスプリングであり、３１ｈは各ポート３１ａ，３１ｂ，３１ｃ及び３１ｄが形成された略スリーブ状の操作入力部であり、パイロット圧導入部３１ｈはインプットリンク２５からの操作入力に応じて弁体３１ｅと相対移動し、各ポート３１ａ，３１ｂ，３１ｃ及び３１ｄの開度を変化させることができる。また、油路２８には前記リザーバ回路から所定値の背圧が付与されている。

３２は、図外のＦＣＣからの電気制御信号Ｓａ，Ｓｂにより４ポートを開閉操作及び開度調節するよう電磁駆動される３位置切換え可能な電気式制御弁であり、電気式制御弁３２は、流体圧供給源からの作動油を導入する供給圧ポート３２ａと、リザーバ回路に作動油を排出するリターンポート３２ｂと、制御信号Ｓａ，Ｓｂの入力に応じて両ポート３２ａ，３２ｂに接続される一対の制御圧ポート３２ｃ，３２ｄとを有している。この電気式制御弁３２は、例えば電気制御信号Ｓａ，Ｓｂに応じ弁体３２ｅを電磁駆動することにより、電気制御信号Ｓａ又はＳｂの信号レベルに応じ一対の制御圧ポート３２ｃ，３２ｄを通して油室１３又は１４に前記流体圧供給源からの作動油を供給するとともに、油室１４又は１３からの作動油をリターンポート３２ｂを通して前記リザーバ回路に排出させることができる。さらに、電気式制御弁３２は、供給圧ポート３２ａ及びリターンポート３２ｂと制御圧ポート３２ｃ，３２ｄとの接続を遮断して油室１３，１４への作動油の供給及び排出を停止することができる。なお、前記電気制御信号Ｓａは例えば舵角増加方向の信号、前記電気制御信号Ｓｂは例えば舵角減少方向の信号であり、それぞれ操舵量に応じた電気制御信号として電気式制御弁３２の電磁駆動部３２ｊ，３２ｋに入力される。

アクチュエータ１０の一方及び他方の油室１３，１４は、６ポート３位置切換弁であるモード切換弁３３の切換えにより、制御弁３１，３２のうち何れか一方の制御圧ポート３１ｃ，３１ｄ又は３２ｃ，３２ｄに接続されるようになっている。

モード切換弁３３は、アクチュエータ１０への作動油の供給・排出通路である油路２１及び２８のうち少なくとも一方、例えば両方の油路に設けられており、このモード切換弁３３は、制御弁３１，３２のそれぞれの制御圧ポート３１ｃ，３１ｄ及び３２ｃ，３２ｄに接続される各一対の制御弁側ポート３３ａ，３３ｂ及び３３ｃ，３３ｄと、一方及び他方の油室１３，１４に接続された一対のアクチュエータ側ポート３３ｆ，３３ｇと、弁体３３ｊと、弁体３３ｊをその移動方向の片側（移動方向の他方側）に付勢して給排モード位置を切換えることができるパイロット圧導入部３３ｈ，３３ｉとを有している。また、モード切換弁３３は、パイロット圧導入部３３ｈ，３３ｉからの付勢力に応じて変位する弁体３３ｊと、この弁体３３ｊをパイロット圧導入部３３ｈ，３３ｉとは逆の方向に付勢してその移動方向一方側の最端位置に位置させるスプリング３３ｋ（付勢手段）とを備えており、これら付勢力により、制御弁３１，３２のうち任意の一方の制御圧ポート３１ｃ，３１ｄ又は３２ｃ，３２ｄを油室１３，１４に接続することができる。

具体的には、モード切換弁３３のパイロット圧導入部３３ｈには供給通路２１からＦＢＷソレノイドバルブ３５を介してパイロット圧Ｐａ1が供給され、モード切換弁３３のパイロット圧導入部３３ｉには供給通路２１からバイパスソレノイドバルブ３６を介してパイロット圧Ｐａ2が供給されるようになっており、これらソレノイドバルブ３５，３６のＯＮ／ＯＦＦによってパイロット圧Ｐａ1，Ｐａ2が切換え制御され、弁体３３ｊに対しスプリング３３ｋからの一方側への付勢力とパイロット圧Ｐａ1，Ｐａ2に基づく逆向きの付勢力とが作用することによって、モード切換弁３３は図１〜図３にそれぞれ示した異なる３つ（複数）の給排モード位置に切り換えられるようになっている。なお、図1は弁体３３ｊがＦＢＷモード位置に切り換えられている状態を示し、図２は弁体３３ｊがメカニカルモード位置に、図３は弁体３３ｊがバイパスモード位置に、それぞれ切り換えられている状態を示している。さらに、モード切換弁３３は、図３に示すように、弁体３３が移動方向他方側の最端位置に位置するときには、油室１３，１４に接続するアクチュエータ側ポート３３ｆ，３３ｇを互いに連通させ、制御弁３１，３２をバイパスして油室１３，１４を油路２８に接続することができる。そして、弁体３３ｊが一方側のストロークエンド（一方側の移動端）に位置するときには給排モード位置のいずれか、例えばメカニカルモード位置に切り換わり、弁体３３ｊが他方側のストロークエンドに位置するときにはバイパスモード位置に切り換わるようになっている。

パイロット圧導入部３３ｈへのパイロット圧Ｐａ1は、ＦＢＷソレノイドバルブ３５がＯＮ（図１）の状態では流体圧供給源からの供給圧Ｐとなり、ソレノイドバルブ３５がＯＦＦ（図２）の状態では戻り側の低圧（前記リザーバ回路による背圧）まで低下する。このソレノイドバルブ３５は、制御弁３１，３２の供給圧ポート３１ａ，３２ａに接続された高圧側入口ポート３５ａと、制御弁３１，３２のリターンポート３１ｂ，３２ｂに接続された低圧側入口ポート３５ｂと、ＦＣＣからのモード切換制御信号Ｓｃ1に応じて両入口ポート３５ａ，３５ｂのうち何れか一方に接続される出口ポート３５ｃとを有している。また、バイパスソレノイドバルブ３５は、弁体３５ｄ、スプリング３５ｅ及び電磁駆動部３５ｆを有し、電磁駆動部３５ｆに切換制御信号Ｓｃ1が入力されるときに弁体３５ｄを図１に示すＯＮ位置に変位させて、出口ポート３５ｃを通しモード切換弁３３にパイロット圧Ｐａ1を加えるようになっている。すなわち、ソレノイドバルブ３５は、前記ＦＣＣからのモード切換制御信号Ｓｃ1に応じて、前記流体圧供給源及びリザーバ回路のうち何れか一方側の作動油圧を、パイロット圧Ｐａ1としてモード切換弁３３のパイロット圧導入部３３ｈに供給する。

また、パイロット圧導入部３３ｉへのパイロット圧Ｐａ2は、バイパスソレノイドバルブ３６がＯＮ（図３）となるとき、流体圧供給源からの供給圧Ｐとなり、通常は、バイパスソレノイドバルブ３６がＯＦＦ（図１）の状態となることにより、戻り側の低圧（前記リザーバ回路による背圧）まで低下している。ソレノイドバルブ３６は、ソレノイドバルブ３５と同様に、制御弁３１，３２の供給圧ポート３１ａ，３２ａに接続された高圧側入口ポート３６ａと、制御弁３１，３２のリターンポート３１ｂ，３２ｂに接続された低圧側入口ポート３６ｂと、ＦＣＣからのモード切換制御信号Ｓｃ1に応じて両入口ポート３６ａ，３６ｂのうち何れか一方に接続される出口ポート３６ｃとを有している。

また、バイパスソレノイドバルブ３６は、弁体３６ｄ、スプリング３６ｅ及び電磁駆動部３６ｆを有し、電磁駆動部３６ｆに切換制御信号Ｓｃ2が入力されるときに弁体３６ｄを図１に示すＯＮ位置に変位させて、出口ポート３６ｃを通しモード切換弁３３にパイロット圧Ｐａ2を加えることができる。すなわち、ソレノイドバルブ３６は、前記ＦＣＣからのモード切換制御信号Ｓｃ2に応じて、前記流体圧供給源及びリザーバ回路のうち何れか一方側の作動油圧を、パイロット圧Ｐａ2としてモード切換弁３３のパイロット圧導入部３３ｉに供給する。

図４〜図６に基づいてより詳述すると、モード切換弁３３は、ハウジング６１内にスリーブ６２を設け、このスリーブ６２内にスプール６３を摺動自在に収納して構成されており、スプール６３はばね受けを兼ねた拡径部６３ａと弁体１３３ｊとからなる。また、スリーブ６２には図５に示すように制御弁側ポート３３ａ〜３３ｄ、リターンポート３３ｅ、アクチュエータ側ポート３３ｆ，３３ｇ及びパイロット圧ポート６２ｈ，６２ｉが形成されている。ハウジング６１には、これらのポート３３ａ〜３３ｇ及び６２ｈ，６２ｉに対応して、複数の油路６１ａ，６１ｂ，６１ｃ，６１ｄ，６１ｅ，６１ｆ，６１ｇ，６１ｈ，６１ｉが形成されるとともに、スプール６３（弁体３３ｊ）の位置を検出する差動変圧器等の位置検出器３４が取り付けられている。さらに、スプール６３の内部にはバイパス通路６３ｂが形成されており、このバイパス通路６３ｂはスプール６３が図７に示す右側の移動端に位置するとき、ポート３３ｅ，３３ｆ，３３ｇを互いに連通させることができ、制御弁３１，３２をバイパスしてアクチュエータ１０の油室１３，１４を直接に接続することができる。

また、スリーブ６２の図４中の左端側には、パイロット圧ポート６２ｈと共にパイロット圧導入部３１ｈを構成するピストン６５が摺動自在に収納されている。このピストン６５は、パイロット圧ポート６２ｈを通してＦＢＷソレノイドバルブ３５からの高圧のパイロット圧Ｐａ１を受圧するとき、スリーブ６２の段付き部６２ｍに突き当たる所定位置まで移動し、その移動に伴ってスプール６３を図４及び図５に示す位置に移動させることができる。このときのモード切換弁３３の切換え位置は、電気式制御弁３２に接続する制御弁側ポート３３ａ，３３ｂがアクチュエータ側ポート３３ｆ，３３ｇに連通するＦＢＷモード位置であり、電気式制御弁３２の作動によりアクチュエータ１０の作動が制御される。

ピストン６５は、ＦＢＷソレノイドバルブ３５がＯＦＦとなってパイロット圧ポート６２ｈが戻り側の油路２８に通じたときには、スプリング３３ｋの付勢力によって図６に示すように同図中の左側の移動端に復帰し、スプール６３を図６に示す位置に移動させる。このときのモード切換弁３３の切換え位置は、機械式制御弁３１に接続する制御弁側ポート３３ｃ，３３ｄがアクチュエータ側ポート３３ｆ，３３ｇに連通するメカニカルモード位置であり、機械式制御弁３１の作動によりアクチュエータ１０の作動が制御される。

さらにバイパスソレノイドバルブ３６がＯＮとなり、パイロット圧ポート６２ｉを通してピストン６５とスプール６３の間のバイパス操作圧室６６に高圧のパイロット圧Ｐａ2が導入されたときには、図７に示すように、その油圧力によりスプール６３はスプリング３３ｋに抗して同図中の右側の移動端に移動する。このときのモード切換弁３３の切換え位置は、スプール６３がバイパス通路６３ｂを通してアクチュエータ１０の油室１３，１４を連通させるバイパスモード位置である。

前記ピストン６５及びパイロット圧ポート６１ｈ、すなわちパイロット圧導入部３１ｈは、スプリング３３ｋの付勢力に抗して弁体３３ｊを図４及び図５中の左側の移動端（一方側の最端位置）から同図中の右側（移動方向の他方側）に向かって所定位置まで移動させ、給排モード位置を切換えることができる第１の移動手段を構成しており、パイロット圧導入部３１ｉを構成するパイロット圧ポート６１ｉ及びバイパス操作圧室６６は、スプリング３３ｋに抗して弁体３３ｊを移動方向の他方側に付勢し、この弁体３３ｊを前記所定位置より移動方向の他方側に移動させる第２の移動手段を構成している。これら第１及び第２の移動手段は位置検出器３４の検出情報に基づいてソレノイドバルブ３５，３６を適宜ＯＮ/ＯＦＦさせることにより選択的に作動させることができ、モード切換弁３３の切換え操作をなすことができる。

前記機械式制御弁３１、インプットリンク２５及び操縦桿までの機械的リンケージは、ＦＣＣによるＦＢＷ制御が実行できない電気系統の故障時に、操縦桿からの手動操舵を可能にするバックアップ機構３０を構成しており、ＦＣＣからの電気制御信号Ｓａ、Ｓｂにより電気式制御弁３２を作動させることができなくなるような何らかの故障が生じた場合には、操縦桿からの操作入力を給排制御機構２０の機械式制御弁３１に伝達し、機械的リンケージを介した手動操縦入力により給排制御機構２０を作動させるようになっている。また、ＦＣＣは、ＦＢＷ制御を実行する間、舵面位置（舵角）センサからのフィードバック信号や航空機の応答（ピッチ、ロール及びヨーの応答）を観測する図示しない運動センサ等からの信号により、多重化されたそれぞれの制御系が正常に作動しているか否かを常時チェックし、後述するような舵面制御を実行する。

以下、作用を説明する。

（１）通常のＦＢＷモード
通常のＦＢＷモードにおいては、パイロットによる操縦桿の手動操作量又は自動操縦のための必要操舵量に応じてパイロットコマンドが生成される。そして、この入力コマンドと舵面位置センサからのフィードバック信号等との偏差に応じた電気制御信号Ｓａ又はＳｂが生成され、各制御系統の電気式制御弁３２に入力される。このとき、ＦＢＷソレノイドバルブ３５はパイロット圧供給位置に電磁駆動するための切換制御信号Ｓｃ1が入力され、ＯＮ状態となっているが、バイパスソレノイドバルブ３６はＯＦＦ状態となっている。

前記入力コマンドと位置センサからのフィードバック信号とに差が生じると、その偏差に応じた電気制御信号（以下、偏差信号という）Ｓａ又はＳｂにより電気式制御弁３２が弁体３２ｅを中立位置から変位させるように駆動され、制御圧ポート３２ｃ，３２ｄが開かれることで、一方の油室１３又は１４に流体圧供給源からの作動油が供給されるとともに、他方の油室１４又は１３からの作動油がリターンポート３２ｂを通して排出される。したがって、ピストン１２が油室１３，１４の間の差圧に応じた推力を発生して、舵面を入力コマンドに対応する舵角位置へと制御する。次いで、前記パイロットコマンドと舵面位置センサからの信号との差がほぼゼロになると、偏差信号Ｓａ又はＳｂが初期値（例えばゼロ）となり、供給圧ポート３２ａ及びリターンポート３２ｂと制御圧ポート３２ｃ及び３２ｄとの接続が遮断されて、油室１３，１４への作動油の供給及び排出が停止される。

なお、所定の操作がされると、自動操縦モードから手動操縦モードに切り換えられる。例えば自動操縦モードでの飛行中に危険回避等のために手動操舵がなされたとき、パイロットの手動操縦入力を確実に優先させる状態とする。

（２）１系統が故障した場合のＦＢＷモード
多重化した複数の制御系統のうち何れかの制御系統の電気回路に故障が生じると、故障の生じた制御系統では、ソレノイドバルブ３５が正常に電磁駆動されないため、パイロット圧Ｐａ1が低下する。したがって、故障系統では、モード切換弁３３が機械式制御弁３１による給排制御位置に切り換えられる（図６参照）。

このとき、パイロット圧Ｐａ1の低下（切換え操作圧の所定の変化）に応じて、モード切換弁３３が図４に示すＦＢＷモード位置から図６に示すメカニカルモード位置に切り換わるが、弁体３３ｊが他方側のストロークエンドに移動することがない。したがって、モード切換の途中でスプール６３がハウジングに固着するようなことがあっても、バイパスモードの位置になったり、ＦＢＷモード又はメカニカルモードのいずれかとバイパスモードとが部分的に重なったりするといった問題が生じない。

ところで、メカニカルモードにおいては、インプットリンク２５から機械式制御弁３１に操作力が伝達可能になる。したがって、一系統のみが故障した状態においては、他の制御系統からの操舵力で駆動されるインプットリンク２５により機械式制御弁３１を操作し、故障系統におけるアクチュエータ１０を他系統のアクチュエータ動作に追従させることができるから、故障の生じた制御系統では機械的リンケージを介した制御を行いながら、正常な制御系統でのＦＢＷ制御を行うことができ、パイロットの操縦負荷を軽減できる。

もちろん、正常な制御系統を手動操縦モードに切り換えて全制御系統を操縦桿の手動操作に応じて作動させ、手動操縦による正常な飛行をすることもできる。
（３）メカニカルモード
多重化した全制御系統に影響する電気回路の故障が生じた場合、ＦＢＷ制御はできなくなり、各制御系統においてＦＢＷソレノイドバルブ３５が正常に電磁駆動されないため、パイロット圧Ｐａ1が低下する。

したがって、上述の場合と同様に、パイロット圧Ｐａ1の低下に応じて、モード切換弁３３が機械式制御弁３１をアクチュエータ１０への作動油の供給通路及び排出通路に挿入する。

このとき、パイロット圧Ｐａ1の低下に応じて、モード切換弁３３が図４に示すＦＢＷモード位置から図６に示すメカニカルモード位置に切り換わるが、上述のように弁体３３ｊが他方側のストロークエンドに移動することがないから、モード切換の途中で弁体３３ｊを構成するスプール６３がハウジングに固着するようなことがあっても、バイパスモードになったり、ＦＢＷモード又はメカニカルモードのいずれかとバイパスモードとが部分的に重なったりするといった問題が生じない。

モード切換え後は、操縦桿からの手動操作入力によりインプットリンク２５を介して機械式制御弁３１が操作され、その手動操作に応じた開度で制御圧ポート３１ｃ，３１ｄが開かれ、片方の油室１３又は１４に流体圧供給源からの作動油が供給されるとともに、残りの油室１４又は１３からの作動油がリターンポート３１ｂを通してリザーバ回路に排出される。これにより、各制御系統のアクチュエータ１０内でピストン１２が油室１３，１４の間の差圧に応じた推力を発生し、ピストン１２のロッド部１２ｅが舵面を操縦桿の手動操作量（パイロットコマンド）に対応する舵角位置へと制御する。
（４）バイパスモード
一方、多重化した複数の制御系統のうち何れかの制御系統に所定レベルの油圧が供給されなくなるような油圧失陥が生じた場合、ＦＢＷソレノイドバルブ３５が正常状態と同様に電磁駆動されていても故障系統においてはパイロット圧Ｐａ1が低下する。

このとき、バイパスソレノイドバルブ３６にパイロット圧供給位置に電磁駆動するための切換制御信号Ｓｃ2が入力され、バイパスソレノイドバルブ３６がＯＮ状態とされる。したがって、パイロット圧ポート６２ｉを通してバイパス操作圧室６６に高圧のパイロット圧Ｐａ2が導入され、図７に示すように、モード切換弁３３がスプール６３のバイパス通路６３ｂを通してアクチュエータ１０の油室１３，１４を連通させるバイパスモードとなる。

この状態においては，ＦＢＷモード若しくはメカニカルモードでの動作が可能な他の制御系統のアクチュエータ１０に対してバイパスモードのアクチュエータ１０をほぼ無抵抗として、他の制御系統によるＦＢＷモード若しくはメカニカルモードでの操縦制御ができる。

上述のように、本実施形態においては、バイパスモードを弁体３３ｊのストロークエンドに設定することにより、弁体３３ｊの固着等によってＦＢＷモードとメカニカルモードの間でのモード切換時にバイパス（直接連通）モードになってしまうおそれがない。また、スプール６３とピストン６５を用いた程度の簡素な構造でそのような３位置切換えができるから、信頼性が高くかつ安価なモード切換え弁とし、アクチュエーションシステムの信頼性を高めることができる。

なお、上述の説明においては、バイパスモード位置と反対のストロークエンドをメカニカルモード位置に設定したが、図８に示すようにハウジング６１の通路配置を異ならせる等して、ＦＢＷモード位置とすることができることはいうまでもない。

（第２実施形態）
図９〜図１８は本発明の第２実施形態に係るモード切換弁及びアクチュエーションシステムを示す図である。なお、この実施形態は、タンデム型のアクチュエータとそれに対応する電気式制御弁及び機械式制御弁を採用したものであるが、その各制御系は上述の実施形態と類似する構成を有するので、上述例との相違点のみについて説明する。

図９〜図１１において、１１０はタンデム型のアクチュエータであり、このアクチュエータ１１０は各一対の油室１１３Ａ，１１３Ｂ及び１１４Ａ，１１４Ｂを有している。また、１３１は機械式制御弁で、インプットリンク２５により８ポートを開閉操作及び開度調節される３位置切換え可能な構造になっている。この機械式制御弁１３１は、２つの油圧系統Ａ，Ｂの供給通路２１１，２１２の分岐路２１１ａ，２２１ａに接続された各一対の供給圧ポート１３１ａと、２つの油圧系統Ａ，Ｂの戻り側の油路２８１，２８２を介して前記リザーバ回路に接続される各一対のリターンポート１３１ｂと、インプットリンク２５の機械的操作入力に応じて両ポート１３１ａ，１３１ｂに接続される各一対の制御圧ポート１３１ｃ，１３１ｄとを有している。また、機械式制御弁１３１は、供給圧ポート１３１ａと制御圧ポート１３１ｃ又は１３１ｄとを通して、油室１１３Ａ，１１３Ｂ又は１１４Ａ，１１４Ｂに流体圧供給源からの作動油を供給するとともに、油室１１４Ａ，１１４Ｂ又は１１３Ａ，１１３Ｂからの作動油をリターンポート１３１ｂを通して排出させることができ、さらに、供給圧ポート１３１ａ及びリターンポート１３１ｂと制御圧ポート１３１ｃ，１３１ｄとの接続を遮断して両油室１１３Ａ，１１３Ｂ，１１４Ａ，１１４Ｂへの作動油の供給及び排出を停止することができる。なお、１３１ｅは機械式制御弁１３１の弁体、１３１ｆ，１３１ｇはそれぞれ機械式制御弁１３１を中立位置に付勢する付勢手段、例えばセンタリングスプリングであり、１３１ｈは各ポート１３１ａ〜１３１ｄが形成された略スリーブ状の操作入力部である。操作入力部１３１ｈは、インプットリンク２５からの操作入力に応じて弁体１３１ｅと相対移動し、各ポート１３１ａ〜１３１ｄの開度を変化させることができる。

１３２は、図外のＦＣＣからの電気制御信号Ｓａ，Ｓｂにより８ポートを開閉操作及び開度調節するよう電磁駆動される３位置切換え可能な電気式制御弁であり、電気式制御弁１３２は、流体圧供給源からの作動油を導入する各一対の供給圧ポート１３２ａと、リザーバ回路に作動油を排出する各一対のリターンポート１３２ｂと、制御信号Ｓａ，Ｓｂの入力に応じて両ポート１３２ａ，１３２ｂに接続される各一対の制御圧ポート１３２ｃ，１３２ｄとを有している。この電気式制御弁１３２は、例えば電気制御信号Ｓａ，Ｓｂに応じ弁体１３２ｅを電磁駆動することにより、電気制御信号Ｓａ又はＳｂの信号レベルに応じ制御圧ポート１３２ｃ，１３２ｄを通して油室１１３Ａ，１１３Ｂ又は１１４Ａ，１１４Ｂに前記流体圧供給源からの作動油を供給するとともに、油室１１４Ａ，１１４Ｂ又は１１３Ａ，１１３Ｂからの作動油をリターンポート１３２ｂを通して前記リザーバ回路に排出させることができる。さらに、電気式制御弁１３２は、供給圧ポート１３２ａ及びリターンポート１３２ｂと制御圧ポート１３２ｃ，１３２ｄとの接続を遮断して油室１１３Ａ，１１３Ｂ及び１１４Ａ，１１４Ｂへの作動油の供給及び排出を停止することができる。なお、第１実施形態と同様に、前記電気制御信号Ｓａは舵角増加方向の信号、前記電気制御信号Ｓｂは舵角減少方向の信号であり、それぞれ操舵量に応じた電気制御信号として電気式制御弁１３２の電磁駆動部１３２ｊ，１３２ｋに入力される。

一方、アクチュエータ１１０のＡ系統の油室１１３Ａ，１１４Ａ及びＢ系統の油室１１３Ｂ，１１４Ｂは、それぞれ７ポート３位置切換弁である一対のモード切換弁１３３Ａ，１３３Ｂの切換えにより、制御弁１３１，１３２のうち何れか一方の制御圧ポート１３１ｃ，１３１ｄ又は１３２ｃ，１３２ｄに接続されるようになっている。これらのモード切換弁１３３Ａ，１３３Ｂは、制御弁１３１，１３２のそれぞれの制御圧ポート１３１ｃ，１３１ｄ及び１３２ｃ，１３２ｄに接続される各一対の制御弁側ポート１３３ａ，１３３ｂ及び１３３ｃ，１３３ｄと、リターンポート１３３ｅと、それぞれ油室１１３Ａ，１１４Ａ若しくは油室１１３Ｂ，１１４Ｂに接続された各一対のアクチュエータ側ポート１３３ｆ，１３３ｇと、パイロット圧導入部１３３ｈa，１３３ｈb及び１３３ｉとを有している。また、モード切換弁１３３Ａ，１３３Ｂは、それぞれパイロット圧導入部１３３ｈa，１３３ｈbからの付勢力に応じて変位する弁体１３３ｊと、この弁体１３３ｊをパイロット圧導入部１３３ｈa，１３３ｈbとは逆の方向に付勢するスプリング１３３ｋとを備えており、これら付勢力により、制御弁１３１，１３２のうち任意の一方の制御圧ポート１３１ｃ，１３１ｄ又は１３２ｃ，１３２ｄを油室１１３Ａ，１１３Ｂ又は１１４Ａ，１１４Ｂに接続することができるよう、モード切換弁１３３Ａ，１３３Ｂはそれぞれ異なる二つの給排モード位置に切り替え可能になっている。

モード切換弁１３３Ａ，１３３Ｂへのパイロット圧Ｐａ1，Ｐｂ1は、一対のソレノイドバルブ３５Ａ，３５ＢがそれぞれＯＮの状態では流体圧供給源からの供給圧Ｐとなり、ソレノイドバルブ３５Ａ，３５ＢがそれぞれＯＦＦの状態ではリザーバ回路側の背圧（低圧）まで低下する。ソレノイドバルブ３５Ａ，３５Ｂは、上述の実施形態におけるＦＢＷソレノイドバルブ３５と同様に構成されたものであるので、詳細な説明は省略するが、切換制御信号Ｓｃ1又はＳｄ1が入力されるときに弁体を図中に示すＯＮ位置に変位させる。すなわち、ソレノイドバルブ３５Ａ，３５Ｂは、前記ＦＣＣからのモード切換制御信号Ｓｃ1，Ｓｄ1に応じて、前記流体圧供給源及びリザーバ回路のうち何れか一方側の作動油圧を、パイロット圧Ｐａ1，Ｐｂ1としてモード切換弁１３３Ａ，１３３Ｂのパイロット圧導入部１３３ｈa，１３３ｈbに供給する。

一方、モード切換弁１３３Ａ，１３３Ｂのパイロット圧導入部１３３ｉには、それぞれバイパスソレノイドバルブ３６Ａ，３６Ｂが接続されており、これらバイパスソレノイドバルブ３６Ａ，３６ＢはＦＢＷモードにはＯＦＦされ、油圧失陥時等に駆動信号Ｓdを受けてパイロット圧導入部１３３ｉにパイロット圧Ｐａ2，Ｐｂ2を付与する。パイロット圧Ｐａ2，Ｐｂ2は、バイパスソレノイドバルブ３６Ａ，３６ＢがＯＮ（図１１）となるときには流体圧供給源からの供給圧Ｐとなり、通常は、バイパスソレノイドバルブ３６Ａ，３６ＢがＯＦＦ（図９又は図１０）の状態となることにより、戻り側の低圧（背圧）まで低下している。ソレノイドバルブ３６Ａ，３６Ｂの構成は上述の実施形態におけるバイパスソレノイドバルブ３６と同様であり、切換制御信号Ｓｃ2，Ｓｄ2が入力されるときに弁体を図１１に示すＯＮ位置に変位させる。すなわち、ソレノイドバルブ３５は、前記ＦＣＣからのモード切換制御信号Ｓｃ2，Ｓｄ2に応じて、前記流体圧供給源及びリザーバ回路のうち何れか一方側の作動油圧を、パイロット圧Ｐａ2，Ｐｂ2としてモード切換弁１３３のパイロット圧導入部１３３ｉに供給する。

図１２〜図１４に基づいてより詳述すると、モード切換弁１３３Ａ，１３３Ｂは、上述の実施形態におけるスリーブ６２、スプール６３及びピストン６５と同様に構成されたスリーブ６２Ａ，６２Ｂ、スプール６３Ａ，６３Ｂ及びピストン６５Ａ，６５Ｂを有し、ハウジング１６１内に対向して配置されている。また、モード切換弁１３３Ａ，１３３Ｂの間には、センタースリーブ１６６とその内部に摺動自在に収納された中間ピストン１６７とが設けられており、中間ピストン１６７とモード切換弁１３３Ａ，１３３Ｂのピストン６５Ａ，６５Ｂの間には油室６８Ａ，６８Ｂが形成されている。したがって、中間ピストン１６７は油室６８Ａ，６８Ｂの差圧に応じて軸方向一方に変位することができる。

また、ハウジング１６１には、各モード切換弁１３３のポート１３３ａ〜１３３ｇ及び６２ｈ，６２ｉに対応して、各一対の油路１６１ａ，１６１ｂ，１６１ｃ，１６１ｄ，１６１ｅ，１６１ｆ，１６１ｇ，１６１ｈ，１６１ｉが形成されるとともに、スプール６３（弁体１３３ｊ）の位置を検出する差動変圧器等の位置検出器３４Ａ，３４Ｂが取り付けられている。さらに、各スプール６３の内部には上述と同様にバイパス通路６３ｂが形成されており、このバイパス通路６３ｂは各スプール６３が図１４に示す外側の移動端に位置するとき、ポート１３３ｅ，１３３ｆ，１３３ｇを互いに連通させることができ、制御弁１３１，１３２をバイパスしてアクチュエータ１１０の油室１１３Ａ及び１１４Ａを連通させるとともに、油室１１３Ｂ及び１１４Ｂを連通させることができる。

本実施形態においては、図１２に示すように、ＦＢＷソレノイドバルブ３５Ａ，３５Ｂからのパイロット圧Ｐａ1，Ｐｂ1が共に高圧で、バイパス・ソレノイドバルブ３６Ａ，３６Ｂからのパイロット圧Ｐａ2，Ｐｂ2が共に低圧のとき、中間ピストン１６７の両側の油室６８Ａ，６８Ｂに共に同一圧力の高圧が導かれ、モード切換弁１３３Ａ，１３３Ｂのピストン６５Ａ，６５Ｂがそれぞれスプリング１３３ｋの力に打ち勝ってそのストロークエンドまで移動し、スプール６３Ａ，６３ＢをＦＢＷモード位置に移動させて保持する。この状態においては、モード切換弁１３３Ａ，１３３Ｂが、機械式制御弁１３１とアクチュエータ１１０の間の流体回路を遮断し、電気式制御弁１３２とアクチュエータ１１０の間の流体回路を開く状態、すなわちＦＢＷモードとなる。

また、図１３に示すように、ＦＢＷソレノイドバルブ３５Ａ，３５Ｂからのパイロット圧Ｐａ1，Ｐｂ1と、バイパス・ソレノイドバルブ３６Ａ，３６Ｂからのパイロット圧Ｐａ2，Ｐｂ2とが共に低圧のとき、スプール６３Ａ，６３Ｂはスプリング１３３ｋによって内方側のストロークエンドに付勢され保持される。この状態においては、モード切換弁１３３Ａ，１３３Ｂが機械式制御弁１３１とアクチュエータ１１０の間の流体回路を開く状態、すなわち、メカニカルモードとなる。

また、図１４に示すように、ＦＢＷソレノイドバルブ３５Ａ，３５Ｂからのパイロット圧Ｐａ1，Ｐｂ1が低圧で、バイパス・ソレノイドバルブ３６Ａ，３６Ｂからのパイロット圧Ｐａ2，Ｐｂ2が高圧のとき、ピストン６５Ａ，６５Ｂとスプール６３Ａ，６３Ｂの間の油室６８Ａ，６８Ｂに高圧が導かれ、スプールはスプリング１３３ｋの付勢力に打ち勝ってスプール６３Ａ，６３Ｂの外側のストロークエンドまで移動し、スプール６３Ａ，６３Ｂをバイパスモード位置に保持する。この状態においては、モード切換弁１３３Ａ，１３３Ｂが機械式制御弁１３１及び電気式制御弁１３２とアクチュエータ１１０との間の流体回路を遮断し、アクチュエータ１１０の一方の室１１３Ａ，１１３Ｂ及び他方の室１１４Ａ，１１４Ｂ並びにリターンポート３３ｅをスプール６３Ａ，６３Ｂ内を通じて連通させる状態、すなわち、バイパスモードとなる。

さらに、図１５に示すように、いずれか1系統のＦＢＷソレノイドバルブ、例えばＦＢＷソレノイドバルブ３５Ａからのパイロット圧Ｐａ1のみが高圧のときには、その片側のピストン６５Ａと中間ピストン１６７の間に高圧が導かれ、一方側のピストンはスプリング力に打ち勝ってそのストロークエンドまで移動し、スプール６３ＡをＦＢＷモード位置に移動させて保持する。一方、この状態においては、中間ピストン１６７が他方側に移動して他方側のピストン６５Ｂをそのストロークエンドまで移動させる。したがって、スプール６３ＢがＦＢＷモード位置に移動され保持されることになり、両系統共にスプール６３Ａ，６３ＢがＦＢＷモード位置で保持され、電気式制御弁１３２とアクチュエータ１１０の間の流体回路が開かれる。他系統側のＦＢＷソレノイドバルブ３５Ａからのパイロット圧Ｐａ2のみが高圧のときも、同様である。

一方、図１６に示すように、片側の系統のバイパス・ソレノイドバルブ、例えばバイパス・ソレノイドバルブ３６Ａからのパイロット圧Ｐａ2のみ高圧のときには、この片側のピストン６５Ａとスプール６３Ａの間に高圧が導かれ、スプール６３Ａはスプリング力に打ち勝ってスプール６３Ａの外側ストロークエンドまで移動し、モード切換弁１３３Ａがバイパスモード位置に保持される。また、外側ピストン６５Ａはその内側ストロークエンドで保持されるため，他方側のスプール６３Ｂはメカニカルモード位置で保持される。この状態においては、一系統はバイパスモードと他系統はメカニカルモードとなるから、バイパスモードの系統がメカニカルモードの系統に従って動くことになる。なお、バイパス・ソレノイドバルブ３６Ｂからのパイロット圧Ｐｂ2のみ高圧のときも同様である。

本実施例においても、上述例と同様な効果が得られる。

なお、図１７に示すように、電気式制御弁１３２の給排通路と機械式制御弁１３１の給排通路を入れ換えることによって、メカニカルモードとＦＢＷモードの切換順序を上述した第２実施形態の場合と異ならせることもできる。
また、図１８に示すように、上述例とは形状の異なるスプール、例えばバイパス通路２６３Ａ，２６３Ｂｂによりアクチュエータ側ポート１３３ｆ，１３３ｇを連通させることができるスプール２６３Ａ，２６３Ｂを用いることにより、スプール位置が内側ストロークエンドに保持された状態でバイパスモードとなるようしておき、次にメカニカルモード、次いでＦＢＷモードというように切換えの順序を変えることも可能である。また、このモード切換弁に対する電気式制御弁と機械式制御弁の接続経路を入れ替えて、図１８のモード切換え弁によるメカニカルモードとＦＢＷモードの切換えの順序を変えることも可能である。

このアクチュエーションシステムにおいても、２つの油圧系統Ａ，Ｂにおいてそれぞれ上述の実施形態と同様な動作がされ、一系統のみの電気故障又は油圧失陥時には他方の油圧系統でＦＢＷモードの制御を継続することができ、ＦＷＢモードとメカニカルモードとの切換えに際して、バイパスモードを間に挟まずにモード切換えすることができる。

なお、上述した各実施形態においては航空機の舵面制御用アクチュエータとして説明したが、ＦＢＷ制御される他用途の液圧アクチュエータ等であってもよいことはいうまでもなく、本発明は、メカニカルバックアップ機構付きＦＢＷ制御の流体圧アクチュエータシステム全般について広く適用することができるものである。また、弁体位置検出用の位置検出器をなくすことができることはいうまでもない。

本発明の第１実施形態に係るモード切換弁及びアクチュエーションシステムを示すその概略構成図であり、フライバイワイヤモードの状態を示している。 第１実施形態に係るモード切換弁及びアクチュエーションシステムのメカニカルモードの状態を示す概略構成図である。 第１実施形態に係るモード切換弁及びアクチュエーションシステムのバイパスモードの状態を示す概略構成図である。 第１実施形態におけるモード切換弁の概略構成を示す断面図で、フライバイワイヤモードの状態を示している。 第１実施形態のモード切換弁の詳細構成を示す拡大縦断面図であって、フライバイワイヤモードの状態を示す図である。 第１実施形態におけるモード切換弁の概略構成を示す断面図で、メカニカルモードの状態を示している。 第１実施形態におけるモード切換弁の概略構成を示す断面図で、バイパスモードの状態を示している。 第１実施形態におけるモード切換弁の電気式制御弁及び機械式制御弁との接続経路を入れ替えた場合の変形態様を示す断面図で、メカニカルモードの状態を示している。 本発明の第２実施形態に係るモード切換弁並びにこれとタンデムアクチュエータを用いたアクチュエーションシステムを示すその概略構成図であり、フライバイワイヤモードの状態を示している。 第２実施形態に係るモード切換弁及びアクチュエーションシステムのメカニカルモードの状態を示す概略構成図である。 第２実施形態に係るモード切換弁及びアクチュエーションシステムのバイパスモードの状態を示す概略構成図である。 第２実施形態におけるモード切換弁の概略構成を示す断面図で、フライバイワイヤモードの状態を示している。 第２実施形態におけるモード切換弁の概略構成を示す断面図で、メカニカルモードの状態を示している。 第２実施形態におけるモード切換弁の概略構成を示す断面図で、バイパスモードの状態を示している。 第２実施形態におけるモード切換弁の概略構成を示す断面図で、一系統のみにフライバイワイヤモードへの切換え操作圧が供給され、他系統がバイパスモードに切換えられた状態を示している。 第２実施形態におけるモード切換弁の概略構成を示す断面図で、一系統のみにバイパスモードへの切換え操作圧が供給され、他系統がメカニカルモードに保持されている状態を示している。 第２実施形態におけるモード切換弁の電気式制御弁及び機械式制御弁との接続経路を入れ替えた場合の変形態様を示す断面図で、メカニカルモードの状態を示している。 第２実施形態におけるモード切換弁のスプール形状を異ならせた場合の変形態様を示す断面図で、バイパスモードの状態を示している。

符号の説明

１０ アクチュエータ
１１ シリンダ
１２ ピストン
１３，１１３Ａ，１１３Ｂ 室
１４，１１４Ａ，１１４Ｂ 油室
２０ 給排制御機構
２１，２１１ 供給通路
２５ インプットリンク
２８ 油路（排出通路）
３０ バックアップ機構
３１，１３１ 機械式制御弁
３２，１３２ 電気式制御弁
３３，１３３ モード切換弁
３４，３４Ａ，３４Ｂ 位置検出器
３５，３５Ａ，３５Ｂ ＦＢＷソレノイドバルブ
３６，３６Ａ，３６Ｂ バイパスソレノイドバルブ
６１，１６１ ハウジング
６２，６２Ａ，６２Ｂ スリーブ
６３，６３Ａ，６３Ｂ，２６３Ａ，２６３Ｂ スプール
６３ａ 拡径部
６３ｂ バイパス通路
６５，６５Ａ，６５Ｂ ピストン（外側ピストン）
６６ バイパス操作圧室
６８，６８Ａ，６８Ｂ 油室（ＦＢＷ切換え操作圧室）
１１０ アクチュエータ
１６６ センタースリーブ
１６７ 中間ピストン

Claims (3)

1. 一方及び他方の流体室への流体の供給及び排出により作動するアクチュエータと、
   それぞれ前記アクチュエータへの流体供給源に接続され、前記アクチュエータへの流体の供給及び排出を制御する第１制御弁及び第２制御弁と、
   前記第１制御弁及び第２制御弁のそれぞれと前記アクチュエータとの間に設けられるとともにパイロット圧で切換え操作され、前記アクチュエータと前記第１制御弁の間で前記第１制御弁による流体の供給及び排出を許容する第１の給排モード位置、前記アクチュエータと前記第２制御弁の間で前記第２制御弁による流体の供給及び排出を許容する第２の給排モード位置、及び、前記アクチュエータの一方及び他方の流体室を互いに連通させるバイパスモード位置に切換可能なモード切換弁と、
   それぞれ電磁切換弁で構成され、前記モード切換弁に前記パイロット圧を選択的に供給する第１パイロット圧制御弁及び第２パイロット圧制御弁と、を備えたアクチュエーションシステムにおいて、
   前記第２パイロット圧制御弁がオフ状態の場合であって前記第２制御弁が正常に作動し得るときには、第１の切換制御信号を受けた前記第１パイロット圧制御弁がオン状態となって第１のパイロット圧により前記モード切換弁が前記第２の給排モード位置に切り換えられる一方、前記第２パイロット圧制御弁がオフ状態の場合であって前記第２制御弁が正常に作動し得ないときには、前記第１の切換制御信号を受けない前記第１パイロット圧制御弁がオフ状態となって前記モード切換弁が前記第１の給排モード位置に復帰し、
   前記第２パイロット圧制御弁がオン状態の場合には、前記第１パイロット圧制御弁がオン状態であるかオフ状態であるかにかかわらず、前記モード切換弁が前記バイパスモード位置に切り換えられ、
   前記モード切換弁の各モード位置は、前記第１の給排モード位置と前記第２の給排モード位置とが隣接し、前記バイパスモードが前記第１の給排モード位置及び前記第２の給排モード位置より切換操作量が大きいストロークエンド側に配置されていることを特徴とするアクチュエーションシステム。
2. 前記第２制御弁が正常に作動し得るときには、前記第２制御弁への制御信号を出力するとともに前記第１の切換制御信号を出力して前記第１パイロット圧制御弁をオン状態とする一方、
   前記第２制御弁が正常に作動し得ないときには、前記第２制御弁への制御信号及び前記第１の切換制御信号の出力を停止して前記第１パイロット圧制御弁をオフ状態とし、
   前記第１制御弁及び第２制御弁のうちいずれも正常に作動し得ないときには、前記第２の切換制御信号を出力して前記第２パイロット圧制御弁をオン状態にする制御手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載のアクチュエーションシステム。
3. 前記第１制御弁が前記機械式制御弁であるとともに、前記第２制御弁が前記電気式制御弁であり、
   前記アクチュエータは航空機の操縦翼面の一部を制御することを特徴とする請求項１又は２に記載のアクチュエーションシステム。

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