JP5606044B2 - スナビング性に優れる電気油圧式アクチュエータ、およびそれに用いる駆動装置、並びにそれに用いる制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、モータとポンプとアクチュエータを一体化した電気油圧式アクチュエータ（ＥＨＡ：Ｅｌｅｃｔｒｏ Ｈｙｄｒｏｓｔａｔｉｃ Ａｃｕｔｕａｔｏｒ）、およびそれに用いる駆動装置、並びにそれに用いる制御方法に関し、さらに詳しくは、航空機の脚揚降時の脚上げ位置および脚下げ位置における衝撃緩和を目的とするスナビング機能に優れる電気油圧式アクチュエータ、およびそれに用いる駆動装置、並びにそれに用いる制御方法に関するものである。

従来、航空機では油圧供給系統を装備し、その油圧力を利用してアクチュエータによる脚の揚降を行っている。脚揚降用アクチュエータの場合、脚上げ位置および脚下げ位置におけるピストンとシリンダの衝突による衝撃の緩和を目的として、ピストンの作動速度を減速させるスナビング機構が設けられている。

上記のスナビング機構には、ピストンがシリンダボトムまたはグラウンドナットの近づいた際に、管路を狭くすること等によりシリンダへの流体の出量を少なくして、ピストンの作動速度を減速させるものがある。この場合、一時的に流体の出量を少なくするためアクチュエータに流入する流体が高圧となり機器の破損等が起こるのを防止するために、油圧回路内にリリーフ弁等を配置して、アクチュエータに流入する流体の圧力を一定以下に保持している。

例えば、特許文献１には、航空機ランディングギア等に使用される油圧シリンダに関し、シリンダボトムから所要ストローク間を移動できるスナビングピストンを配置して緩衝用油室を形成し、ピストン伸長時に所定量の流体を、オリフィスを介して緩衝用油室に導入し、圧縮時にピストンがスナビングピストンに当接した際に、オリフィスを通して所定量の流体を排出することで、シリンダへの流体の出入量を少なくして、ピストンの作動速度を減速制御する油圧シリンダが提案されている。

特開平０８−６１３１０号公報

図１は、従来のシリンダ式アクチュエータに採用されるスナビング機構の一例を説明するアクチュエータのアニュラス側とピストン部の詳細断面図である。同図に示すシリンダ式アクチュエータは、シリンダ４と、シリンダ４内を摺動するピストン２と、グランドナット３から構成されている。ピストン２には、ピストン２とシリンダと４との隙間から流体が漏れないようにシール１５が配置されている。また、スナビング動作中のシリンダへの流体の出入量を調整するために、スナバーリング１４およびスナバーリング１６が配置されている。シリンダ４は、アニュラス側油室１１と、ボア側油室１２と、圧縮側流路入口２６と、図示していないが延伸側流入口２７とを備えている。

上記図１に示すシリンダ式アクチュエータを用いた油圧システムには、いずれも図示しないが、流体を吐出するポンプと、ポンプを回転させるモータと、ピストン２の運動に応じて生ずる体積差に対応する流体の供給量を調整するリザーバと、アクチュエータに流入する油圧を一定圧力以下に制限するリリーフ弁とをアクチュエータ外に備えている。

まず、ピストン２が延伸（白抜き矢印）する場合の、シリンダ式アクチュエータの動作について説明する。モータによりポンプが回転すると、ボア側油室１２に流体が流入する。ボア側油室１２に十分に流体が供給され、ピストン２が延伸側に移動する。ピストン２が延伸側に移動すると、アニュラス側油室１１の流体が、圧縮側流路入口２６から流出する。

次に、ピストン２が圧縮（黒抜き矢印）する場合の、シリンダ式アクチュエータの動作について説明する。延伸する場合と反対方向にモータが回転すると、ポンプから吐出された流体は、アニュラス側油室１１に流入する。アニュラス側油室１１に十分に流体が供給され、ピストン２が圧縮側に移動する。ピストン２が圧縮側に移動すると、ボア側油室１２の流体がシリンダ４から流出する。

さらに、上記図１に基づいて、スナビング機構の動作について説明する。ピストン２が延伸し、グランドナット３の近傍になると、ピストン２が圧縮側流路入口２６を覆う形となる。このとき、ピストン２の移動にともなって、スナバーリング１４は、ピストン２の溝のシリンダボトム側の側面２ｄに押されて移動する。スナバーリング１４は円筒上にスリットが入った構造となっており、スリット部の面積は圧縮側流路入口２６の開口部の面積よりも狭いので、アニュラス側油室１１からスナバーリング１４を通じて圧縮側流入口２６への流体の流出速度は低減される。これにより、ピストン２が延伸する場合において、ピストン２がグラウンドナット近傍においてピストンの作動速度が減速することとなり、スナビング機能が実現される。

このように、従来のシリンダ式アクチュエータは、ピストンの運動に応じてシリンダの流体の出入量を調整することによりスナビング機構を実現しているので、以下の問題がある。

スナビング機構が作動している間、シリンダへの流体の出入量は低減される。一方、モータは一定の回転数で回転するため、ポンプからは一定量の流体が吐出される。このため、シリンダへの流体の出入量が低減され、余剰となる流体は油圧回路を循環する。したがって、余剰となる流体が油圧回路を循環することにより、不要なエネルギーが発生し、エネルギー損失が顕著となる。燃費管理が重要な航空機の運行において、このようなエネルギー損失は問題である。

また、スナビング機構が作動中に余剰となる流体が油圧回路を循環する場合、油圧回路を循環する流体は、ポンプによる昇圧と油圧回路内に設置されたリリーフ弁による降圧を繰り返す。この昇圧と降圧による体積変化の仕事は熱エネルギーに変換されるため、スナビング機構が作動中、油圧回路内の流体は徐々に温度が上昇していくこととなる。

流体が徐々に温度上昇すると、機器の温度も上昇し、それに伴って機器の破損を引き起こすおそれがある。また、流体の温度が上昇すると、流体の体積が膨張することから、リザーバ等の破損を引き起こすことも懸念される。

また、余剰となる流体が油圧回路を循環することは、コントローラおよびモータにおいて不要な仕事をしていることになり、このときの作動に伴う発熱によりコントローラおよびモータが温度上昇し、破損するおそれがある。

一方、電気油圧式アクチュエータとした場合は、ポンプの回転数の制御をストロークに応じて自在に変更することができ、スナビングに優れ、エネルギー効率を改善したアクチュエータを構成することが可能であるが、アクチュエータのストローク位置を検知するためのセンサを設置する必要があり、構成が複雑かつ重量増加をまねくことになる。

本発明は、上述した問題に鑑みてなされたものであり、アクチュエータのストローク位置を検知するためのセンサを設置することなしに、ピストンとシリンダの衝突による衝撃を緩和するとともに、スナビング動作中のエネルギー効率を改善し、流体の温度上昇によるアクチュエータの破損を防止したスナビング性に優れるアクチュエータを提供することを目的としている。

本発明者らは、上記課題を解決するため、スナビング機構が作動している間の電気油圧式アクチュエータ内の変化を観察した結果、スナビング機構が作動していないときと比べ、スナビング機構が作動している間は、モータの負荷トルクが大きくなる特性があることを知得した。

そこで、電気油圧式アクチュエータの構成品であるモータの電流値および回転数からモータに作用する負荷トルクをコントローラにおいて算出し、モータに作用する負荷トルクに応じてモータの回転数を制御することにより、ポンプから吐出する流体の量を調整すれば、ピストンとシリンダの衝突による衝撃を緩和できるとともに、スナビング動作中のエネルギー効率を改善し、流体の温度上昇による機器の破損を防止したスナビング性に優れる電気油圧式アクチュエータが簡易に実現可能である。

また、モータの負荷トルクに応じてモータの回転数を制御することは、コントローラおよびモータの発熱を抑えることもでき、これらの機器の破損を防止することができる。

本発明は、上記の知見に基づいて完成したものであり、下記（１）の電気油圧式アクチュエータ、および（２）の電気油圧式アクチュエータの駆動装置、並びに（３）の電気油圧式アクチュエータのスナビング制御方法を要旨としている。
（１）シリンダ式のアクチュエータ本体と、前記アクチュエータ本体のシリンダ内を摺動するピストンロッドを有するピストンと、モータと、前記モータの回転に応じて流体を供給するポンプと、前記ピストンがシリンダボトムまたはグラウンドナットに近づいた際に、当該ピストンが他に位置する場合に比べ、前記シリンダの流出側流路の面積を狭くし流体の出量を少なく調整するスナビング機構と、前記ピストンの運動に応じて生ずる体積差に対応する流体の供給量を調整するリザーバと、前記モータの電流値および回転数からモータに作用する負荷トルクを算出し且つ算出したモータに作用する負荷トルクに応じて前記モータの回転数を制御する制御手段とを有し、前記制御手段が、前記モータの負荷トルクが一定の値を超える場合に、前記ピストンがストロークエンドに至るまで前記モータの回転を低回転数に制御し、航空機の脚揚降に用いられることを特徴とするスナビング性に優れる電気油圧式アクチュエータ。
（２）ピストンがシリンダボトムまたはグラウンドナットに近づいた際に、当該ピストンが他に位置する場合に比べ、前記シリンダの流出側流路の面積を狭くし流体の出量を少なく調整するスナビング機構を備えるアクチュエータに用いられる駆動装置であって、ピストンによって二つの油室に区分けされるシリンダの各油室に流体を供給するポンプを駆動するモータと、前記モータの電流値および回転数からモータに作用する負荷トルクを算出し且つ算出したモータに作用する負荷トルクに応じて前記モータの回転数を制御するコントローラと、からなり、前記コントローラが、前記モータに作用する負荷トルクが一定の値を超える場合に、前記ピストンがストロークエンドに至るまで前記モータの回転を低回転数に制御し、航空機の脚揚降に用いられることを特徴とするスナビング性に優れる電気油圧式アクチュエータの駆動装置。
（３）シリンダ式のアクチュエータ本体と、前記アクチュエータ本体のシリンダ内を摺動するピストンロッドを有するピストンと、モータと、前記モータの回転に応じて流体を供給するポンプと、前記モータの電流値および回転数からモータの負荷トルクを算出しかつ前記モータの回転を制御するコントローラと、前記ピストンがシリンダボトムまたはグラウンドナットに近づいた際に、当該ピストンが他に位置する場合に比べ、前記シリンダの流出側流路の面積を狭くし流体の出量を少なく調整するスナビング機構と、前記ピストンの運動に応じて生ずる体積差に対応する流体の供給量を調整するリザーバとを備える、航空機の脚揚降に用いられる電気油圧式アクチュエータに適用され、前記コントローラにより算出される負荷トルクに応じて前記モータの回転数を制御するに際し、前記コントローラにより算出される負荷トルクが一定の値を超える場合に、前記ピストンがストロークエンドに至るまで前記モータの回転を低回転数に制御することを特徴とする電気油圧式アクチュエータのスナビング制御方法。

さらに、上記（１）に記載のスナビング性に優れるアクチュエータ、および上記（２）に記載のアクチュエータの駆動装置、並びに上記（３）に記載のアクチュエータのスナビング制御方法を航空機の脚揚降に使用すれば、脚の揚降の際の衝撃を緩和できるとともに、エネルギー効率を高め、流体の温度上昇にともなうアクチュエータの破損および駆動装置の温度上昇に伴う駆動装置の破損を防止できる。

本発明において、「スナビング性に優れる」とは、ピストンとシリンダの衝突による衝撃を緩和できるとともに、スナビング動作中のエネルギー効率に優れ、流体の温度上昇および駆動装置の温度上昇を小さく抑えることができることを意味する。

本発明の電気油圧式アクチュエータ、およびそれに用いる駆動装置、並びにそのスナビング制御方法は、アクチュエータのスナビング操作として、モータに作用する負荷トルクに応じてモータの回転数を制御するという特徴を有する。したがって、本発明は、ピストンとシリンダの衝突による衝撃を緩和するとともに、スナビング動作中のエネルギー効率に優れ、流体の温度上昇を小さく抑えるという顕著な効果を有する。このため、アクチュエータのエネルギー効率を高めるとともに、流体の温度上昇および駆動装置の温度上昇を低減させ、アクチュエータおよび駆動装置の破損を防止できる。

本発明の電気油圧式アクチュエータ、およびその駆動装置、並びにそのスナビング制御方法を、航空機の脚揚降に用いれば、運行時の燃費向上およびアクチュエータの故障、駆動装置の故障に起因するメンテナンス時間の削減を実現できる。

従来のシリンダ式アクチュエータに採用されるスナビング機構の一例を説明するシリンダ式アクチュエータのアニュラス側とピストン部の詳細断面図である。 本発明の電気油圧式アクチュエータと、それに適用される配管構成例を示す断面図である。 本発明の電気油圧式アクチュエータにおいて、ピストンが延伸する場合の流体流れを示す図である。 本発明の電気油圧式アクチュエータにおいて、ピストンが延伸する場合のスナビング動作開始直後の流体流れを示す図である。 従来のシリンダ式アクチュエータの、モータの負荷トルク等と経過時間の関係を示す図であり、同（ａ）はアクチュエータのストロークおよびモータの回転数と、同（ｂ）は負荷トルクおよびリリーフ弁通過流量と、経過時間との関係を示す図である。 本発明の電気油圧式アクチュエータの、モータの負荷トルク等と経過時間の関係を示す図であり、同（ａ）はストロークおよびモータの回転数と、同（ｂ）は負荷トルクおよびリリーフ弁通過流量と、経過時間との関係を示す図である。

以下に、本発明の電気油圧式アクチュエータおよびその駆動装置の構成例を示すとともに、それに用いられるスナビング制御方法を図面に基づいて説明する。

図２は、本発明の電気油圧式アクチュエータと、それに適用される配管構成例を示す断面図である。同図に示す電気油圧式アクチュエータでは、アクチュエータ本体１と、アクチュエータ本体１のシリンダ４内を摺動するピストン２と、モータ１８と、ポンプ１９と、モータ１８に作用する負荷トルクを算出するとともにモータ１８の回転を制御するコントローラ１７と、流体配管１３と、流体の流量を調整するリリーフ弁２４およびリリーフ弁２５と、流体の逆流を防ぐチェック弁２０およびチェック弁２１と、パイロット圧により流体の方向を制御するパイロットチェック弁２２およびパイロットチェック弁２３から構成されている。コントローラ１７により、モータ１８に作用する負荷トルクを算出し、負荷トルクに応じてモータ１８の回転数を制御する制御手段が実現されている。

アクチュエータ本体１は、中空構造のシリンダ４と、グランドナット３と、シリンダボトム５と、スタンドパイプ６と、リザーバピストン７と、コイルばね９と、スタンドヘッド１０から構成されている。アクチュエータ本体１は、アニュラス側油室１１と、ボア側油室１２と、リザーバ油室８と、圧縮側流路入口２６と、延伸側流路入口２７とを備えている。リザーバピストン７はスタンドパイプ６内を摺動する。このため、シリンダボトム５と、スタンドパイプ６と、リザーバピストン７により形成されるリザーバ油室８は出入する流体量に合わせて容量が変化する構造となる。

ピストン２は、ピストンロッド２ａと、ピストンヘッド２ｂとを備えている。中空構造のピストンロッド２ａの内周面には、スタンドパイプ６が嵌合するように配置されている。ピストン２とシリンダ４との隙間から流体が漏れないようにシール１５が配置されている。また、スナビング動作中のシリンダからの流体の流出量を調整するために、スナバーリング１４およびスナバーリング１６が配置されている。

本発明の電気油圧式アクチュエータの延伸および圧縮動作を説明する。まず、ピストン２が延伸する場合（白抜き矢印）には、コントローラ１７からの信号でポンプ部位１９ａが入り側に、ポンプ部位１９ｂが出側になるようにモータ１８の回転が切り換えられる。流体用のポンプ１９の作動により、ボア側油室１２に流体が十分に供給されると、ピストン２が延伸側へ移動する。

一方、ピストン２を圧縮する場合（黒抜き矢印）には、コントローラ１７からの信号でポンプ部位１９ｂが入り側に、ポンプ部位１９ａが出側になるようにモータ１８の回転が切り換えられる。流体用のポンプ１９の作動により、アニュラス側油室１１に流体が十分に供給されると、ピストン２が圧縮側へ移動する。

図３は、本発明の電気油圧式アクチュエータにおいて、ピストンが延伸する場合の流体流れを示す図である。

ピストン２が延伸する場合には、図３に示すように、コントローラ１７からの信号によりモータ１８の回転方向が制御され、ポンプ部位１９ａが入り側に、ポンプ部位１９ｂが出側になる。ポンプ１９の作動により、ポンプ１９ｂから吐出された流体は、ボア側油室１２に流入する（図中でポンプからの吐出流れを示す矢印による）。ボア側油室１２に十分に流体が流入するとピストン２が延伸側に移動し、アニュラス側油室１１の流体が流出する。アニュラス側油室１１から流出した流体はパイロットチェック弁２２、チェック弁２０を経由してポンプ部位１９ａに到達する（図中でポンプへの流入流れを示す矢印による）。

次に、本発明の電気油圧式アクチュエータのスナビング機構の動作について説明する。以下でのスナビング機構は、前記図１に示すシリンダ式アクチュエータと同じ構成について説明する。

前記図１に示すように、ピストン２が延伸し、グランドナット３の近傍になると、ピストン２が圧縮側流路入口２６を覆う形となる。このとき、ピストン２の移動にともなって、スナバーリング１４は、ピストン２の溝内のシリンダボトム側の側面２ｄに押されて移動する。スナバーリング１４は円筒上にスリットが入った構造となっており、スリット部の面積は圧縮側流路入口２６の開口部の面積よりも狭いので、アニュラス側油室１１からスナバーリング１４を通じて圧縮側流入口２６への流体の流出速度は低減される。これにより、ピストン２が延伸する場合において、ピストン２がグラウンドナット近傍においてピストンの作動速度が減速することとなり、スナビング機能が実現される。

次に、本発明の電気油圧式アクチュエータの、スナビング動作開始直後の流体流れについて説明する。

図４は、本発明の電気油圧式アクチュエータにおいて、ピストンが延伸する場合のスナビング動作開始直後の流体流れを示す図である。

ピストン２が延伸する場合には、コントローラ１７がモータ１８の回転方向を制御することにより、ポンプ部位１９ａが入り側に、ポンプ部位１９ｂが出側になる。ポンプ１９が動作し、ポンプ部位１９ｂから吐出された流体はボア側油室１２に流入する（図中でポンプからの吐出流れを示す矢印による）。ボア側油室１２に十分に流体が供給されるとピストン２が延伸側に移動し、アニュラス側油室１１から流体が流出する。アニュラス側油室１１から流出した流体はパイロットチェック弁２２、チェック弁２０を経由してポンプ部位１９ａに到達する（図中でポンプへの流入流れを示す矢印による）。

ここで、スナビング機構によりアニュラス側油室１１から流出する流量は低減される。一方、ポンプ１９から吐出される流体の流量は一定であるから、ボア側油室１２の流体の圧力が高圧となる。ボア側油室１２の流体の圧力が一定圧より高くなると、リリーフ弁２５を通過する（図中でリリーフ弁通過流れを示す矢印による）。リリーフ弁２５を通過した流体は、リザーバタンク８に蓄留するか、チェック弁２０を経由してポンプ部位１９ａに到達する。

次に、ピストン２が延伸する場合を例に、本発明のスナビング制御方法について説明する。延伸運動の開始時は、ピストン２はシリンダボトム５側のストロークエンドにあり、コントローラ１７の指令により、モータ１８が回転し、上記図３で説明した原理によりピストンが移動する。この際、モータ１８の負荷トルクは一定ではないが、モータ１８の回転数は一定でもよい。

ピストン２が移動し、前記図１に示すように圧縮側流入路２６をピストンが覆う状態になると、上記図４で示したようにリリーフ弁２５を流体が通過する状態となる。このとき、モータ１８の負荷トルクが大きく上昇する。コントローラ１７がモータ１８に作用する負荷トルクを算出しているから、コントローラ１７により負荷トルクの上昇に応じてモータ１８の回転数を低回転に制御する。この際の、モータ１８の回転数は、シリンダ４の単位時間あたりの流体の流入量とポンプから吐出される単位時間あたりの流体量が同じになるように調整するのが望ましい。また、ピストン２がストロークエンドに到達し、スナビング動作が終了するまでモータの回転数は低回転を保持するのが望ましい。

本発明のスナビング制御方法により、スナビング動作開始直後の流体がリリーフ弁２５を通過する状態において、モータの負荷トルクを、コントローラ１７により算出し、モータ１８の回転数を低回転に制御することにより、スナビング動作中にポンプ１９から吐出される流体量を少なくすることができ、余剰となり回路内を循環する流体量を少なくできる。

本発明のスナビング制御方法では、モータ１８の回転数を一定の回転数で制御させておいて、負荷トルクが一定の値を超えた後はモータ１８の回転数を低回転に制御すれば、簡易かつ確実に、余剰となり回路内を循環する流体量を少なくできる。

上記では、本発明のスナビング制御方法について、ピストンを延伸する場合について説明したが、その作用効果は、ピストンを圧縮する場合についても同様である。

次に、本発明による電気油圧式アクチュエータの駆動装置の構成例について前記図２に基づいて説明する。図２に示すアクチュエータ駆動装置３０は、モータ１８と、モータ１８の回転数を制御するコントローラ１７により構成される。コントローラ１７はモータ１８の電流値および回転数からモータ１８に作用する負荷トルクを算出し、負荷トルクに応じてモータ１８の回転数を制御する。

本発明の電気油圧式アクチュエータの駆動装置３０によれば、シリンダ４の各油室に流体を供給するポンプ１９を駆動するモータ１８を、モータ１８に作用する負荷トルクに応じて、その回転数をコントローラ１７により制御するので、ピストンとシリンダの衝突による衝撃を緩和し、アクチュエータの破損を防止が実現できる。

本発明の電気油圧式アクチュエータの駆動装置３０では、コントローラ１７により、モータ１８の回転数を一定の回転数で制御させておいて、モータ１８に作用する負荷トルクが一定の値を超えた後はモータ１８の回転数を低回転に制御することができる。これにより、簡易かつ確実に、ピストンとシリンダの衝突時の衝撃緩和、およびアクチュエータの破損防止が実現できる。

前記図２に示す電気油圧式アクチュエータにおいて、本発明によるモータの負荷トルクに応じてモータの回転数を制御した場合と、制御することなくモータの回転を一定にした場合とにおいて、スナビング動作中のモータの負荷トルク等の測定を行い、本発明の有効性を確認した。

図５は、従来のアクチュエータにおいて、経過時間と負荷トルク等の関係を示す図である。同（ａ）は経過時間とモータの回転数およびシリンダのストロークの関係を示す図である。また、同（ｂ）は経過時間とモータに作用する負荷トルクおよびリリーフ弁２５を通過する流体の単位時間あたりの流量の関係を示す図である。図２に示すアクチュエータにおいて、モータ１８の回転数を８０００ｒｐｍで回転させ、延伸運動を行わせて、測定を行った。

図５（ａ）の実線の波形はピストン２のストロークを示しており、約７秒経過後で傾きが変化していることから、スナビング機構が動作していることが確認できた。図５（ａ）の破線の波形はモータ１８の回転数を示しており、モータ１８がコントローラ１７により一定の回転数で制御されていることが確認できた。

図５（ｂ）の実線の波形はモータ１８の負荷トルクを示しており、スナビング機構が動作する約７秒経過後に、モータ１８の負荷トルクが大きくなっていることが確認できた。図５（ｂ）の破線の波形はリリーフ弁２５を通過する流体の単位時間あたりの流量を示しており、スナビング機構が動作する約７秒経過後に、リリーフ弁２５を通過する流体の単位時間あたりの流量が増加していることが確認できた。

図６は、本発明の電気油圧式アクチュエータの、経過時間とモータの負荷トルク等の関係を示す図である。同（ａ）は経過時間とモータの回転数およびシリンダのストロークの関係を示す図である。また、同（ｂ）は経過時間とモータの負荷トルクおよびリリーフ弁２５を通過する流体の流量の関係を示す図である。図３に示すアクチュエータにおいて、ピストンをシリンダの中央に配置した状態から延伸運動を行わせて測定を行った。この際、開始時はモータ１８の回転数を８０００ｒｐｍに、モータ１８の負荷トルクが１２０ｉｎ−ｌｂｆをこえた場合はその後のモータの回転数を２０００ｒｐｍに制御した。

図６（ａ）の実線の波形はピストン２のストロークを示しており、約７秒経過後で傾きが変化していることから、スナビング機構が動作し、ピストンの作動速度が減速していることが確認できた。図６（ａ）の破線の波形はモータ１８の回転数を示しており、スナビング動作が始まる約７秒経過前までは８０００ｒｐｍに、スナビング動作が始まった後の約７秒経過後は２０００ｒｐｍに制御されていることが確認できた。

図６（ｂ）の実線の波形はモータ１８の負荷トルクを示しており、スナビング機構が動作する約７秒経過後に、モータ１８の負荷トルクが一時的に１２０ｉｎ−ｌｂｆを超えているが、制御手段によりモータ１８の回転数が２０００ｒｐｍに制御されるので、負荷トルクが小さく抑えられていることが確認できた。

図６（ｂ）の破線の波形はリリーフ弁２５を通過する流体の単位時間あたりの流量を示しており、スナビング機構が動作する約７秒経過後に、リリーフ弁２５を通過する流体の単位時間あたりの流量が一時的に増加している。その後、制御手段によりモータ１８の回転数が２０００ｒｐｍに制御されるので、リリーフ弁２５を通過する単位時間あたりの流量が小さく抑えられていることが確認できた。

従来の制御方法でのリリーフ弁２５を通過する流体の単位時間あたりの流量を示す図５（ｂ）の破線の波形と、本発明の電気油圧式アクチュエータを用い、本発明の制御方法を実施した場合のリリーフ弁２５を通過する流体の単位時間あたりの流量を示す図６（ｂ）の破線の波形とを比較すると、スナビング動作中にリリーフ弁２５を通過する流量が大きく減少していることが確認できた。

また、流体の温度上昇は、従来の制御方法では８．１４ｄｅｇ Ｃであった。一方、本発明の制御方法を実施した場合では０．３１ｄｅｇ Ｃであった。以上より、本発明の制御方法での流体の温度上昇は、従来の制御方法と比較し、１／２０以下であることが確認できた。

このように、本発明のスナビング性に優れる電気油圧式アクチュエータを使用すれば、ピストンとシリンダの衝突による衝撃を緩和するとともに、スナビング動作中のエネルギー効率を改善し、流体の温度上昇を低く抑えられることが確認された。

本発明の電気油圧式アクチュエータ、およびそのアクチュエータの駆動装置、並びにそのスナビング制御方法では、負荷トルクに応じてモータの回転数を制御することにより、スナビング動作中に、余剰となる流体が油圧回路を循環することを減らすことができる。これにより、ピストンとシリンダの衝突による衝撃を緩和できるとともに、アクチュエータのエネルギー効率を高め、流体の温度上昇にともなうアクチュエータの破損の防止が可能となる。また、スナビング動作中の余剰となる流体を減らすことができるため駆動装置の温度上昇を低減させ、駆動装置の温度上昇にともなう駆動装置の破損の防止が可能となる。

このため、本発明の電気油圧式アクチュエータ、およびそれに用いる駆動装置、並びにそのスナビング制御方法を、航空機の脚揚降に用いれば、航空機の運行における燃費向上およびアクチュエータおよび駆動装置の故障に起因するメンテナンス時間の削減を実現できる。

このように、本発明の電気油圧式アクチュエータ、およびそれに用いる駆動装置、並びにそのスナビング制御方法は、エネルギー効率に優れているので、航空機の脚揚降に限らず様々なアクチュエータにも広く適用できる。

１．アクチュエータ本体 ２．ピストン
２ａ．ピストンロッド ２ｂ．ピストンヘッド
２ｃ．流通孔 ２ｄ．シリンダボトム側の側面
３．グランドナット ４．シリンダ
５．シリンダボトム ６．スタンドパイプ
７．リザーバピストン ８．リザーバ油室
９．コイルばね １０．スタンドヘッド
１１．アニュラス側油室 １２．ボア側油室
１３．流体配管 １４．スナバーリング
１５．シール １６．スナバーリング
１７．コントローラ １８．モータ
１９．ポンプ ２０．および２１．チェック弁
２２．および２３．パイロットチェック弁 ２４．および２５．リリーフ弁
２６．圧縮側流路入口 ２７．延伸側流路入口
２８．および２９．絞り ３０．駆動装置

Claims (3)

1. シリンダ式のアクチュエータ本体と、
   前記アクチュエータ本体のシリンダ内を摺動するピストンロッドを有するピストンと、
   モータと、
   前記モータの回転に応じて流体を供給するポンプと、
   前記ピストンがシリンダボトムまたはグラウンドナットに近づいた際に、当該ピストンが他に位置する場合に比べ、前記シリンダの流出側流路の面積を狭くし流体の出量を少なく調整するスナビング機構と、
   前記ピストンの運動に応じて生ずる体積差に対応する流体の供給量を調整するリザーバと、
   前記モータの電流値および回転数からモータに作用する負荷トルクを算出し且つ算出したモータに作用する負荷トルクに応じて前記モータの回転数を制御する制御手段とを有し、
   前記制御手段が、前記モータの負荷トルクが一定の値を超える場合に、前記ピストンがストロークエンドに至るまで前記モータの回転を低回転数に制御し、
   航空機の脚揚降に用いられることを特徴とするスナビング性に優れる電気油圧式アクチュエータ。
2. ピストンがシリンダボトムまたはグラウンドナットに近づいた際に、当該ピストンが他に位置する場合に比べ、前記シリンダの流出側流路の面積を狭くし流体の出量を少なく調整するスナビング機構を備えるアクチュエータに用いられる駆動装置であって、
   ピストンによって二つの油室に区分けされるシリンダの各油室に流体を供給するポンプを駆動するモータと、
   前記モータの電流値および回転数からモータに作用する負荷トルクを算出し且つ算出したモータに作用する負荷トルクに応じて前記モータの回転数を制御するコントローラと、からなり、
   前記コントローラが、前記モータに作用する負荷トルクが一定の値を超える場合に、前記ピストンがストロークエンドに至るまで前記モータの回転を低回転数に制御し、
   航空機の脚揚降に用いられることを特徴とするスナビング性に優れる電気油圧式アクチュエータの駆動装置。
3. シリンダ式のアクチュエータ本体と、
   前記アクチュエータ本体のシリンダ内を摺動するピストンロッドを有するピストンと、
   モータと、
   前記モータの回転に応じて流体を供給するポンプと、
   前記モータの電流値および回転数からモータの負荷トルクを算出しかつ前記モータの回転を制御するコントローラと、
   前記ピストンがシリンダボトムまたはグラウンドナットに近づいた際に、当該ピストンが他に位置する場合に比べ、前記シリンダの流出側流路の面積を狭くし流体の出量を少なく調整するスナビング機構と、
   前記ピストンの運動に応じて生ずる体積差に対応する流体の供給量を調整するリザーバとを備える、航空機の脚揚降に用いられる電気油圧式アクチュエータに適用され、
   前記コントローラにより算出される負荷トルクに応じて前記モータの回転数を制御するに際し、前記コントローラにより算出される負荷トルクが一定の値を超える場合に、前記ピストンがストロークエンドに至るまで前記モータの回転を低回転数に制御することを特徴とする電気油圧式アクチュエータのスナビング制御方法。

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