JPH03249416A - 流体圧アクチュエータの漏れ調整装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は流体圧アクチュエータの漏れ調整装置に関し、
例えば航空機に装備される油圧作動システムに設けて好
適な流体圧アクチュエータの漏れ調整装置に関する。

（従来の技術） 従来、航空機等に装備される油圧作動システムにおいて
は、構造の多重化による信転性の確保が図られ、例えば
複数の流体圧アクチュエータによって同一の舵面を制御
するようになっているが、このように同一の操作対象に
対して複数のアクチュエータを作動させる場合、各アク
チュエータの据え付は位置や姿勢、又は動作量の誤差に
よってアクチュエータ間に力の対向（以下、フォースフ
ァイトともいう）が生じてしまうという問題があった。

そして、このフォースファイト対策として、アクチュエ
ータ相互の位置検出信号等をバイアスするクロスチャン
ネル方式や、アクチュエータ間の相対的な位置の誤差を
測定してその位置誤差をコマンド信号にバイアスするオ
ートリグ方式、さらに、外力によってアクチュエータ出
力を変化させ、そのアクチュエータの剛性（荷重支持剛
性）を低下させる方式が提案されている。本発明に係る
装置はこれらのうちアクチュエータの剛性を低下させる
方式に該当する。

従来のこの種のフォースファイト対策を行った油圧作動
システムとしては、例えば第４．５図に示すように流体
圧アクチュエータの漏れ調整装置を装備したものがある
。同図において、１は制御舵面、２はピストン２ａを有
するアクチュエータ、３はコントロールバルブ、４は機
体であり、アクチュエータ２は制御舵面１と機体４の間
に介装され、コントロールバルブ３の作動によって制御
舵面１の舵角を操作する。このアクチュエータ２には２
つの油圧室２ｂ、２Ｃを連通する連通路５およびその一
部を絞る固定オリフィス６が設けられており、油圧室２
ｂ、２０間で漏れを生じさせてアクチュエータ２の剛性
を低下させるようになっている。なお、８はピストン２
ａに装着されたピストンシール、９Ａ、９Ｂは油圧室２
ｂ、２Ｃをシールするシール部材である。

上ｉｌｌの他に、固定オリフィス６に代えてコントロー
ルバルブ３をアンダーラップ（寸法的にボートが全閉し
ない構造）にして漏れを生じさせるものがある。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、第５図に示すような従来の流体圧アクチ
ュエータの漏れ調整装置にあっては、アクチュエータ２
の油圧室２ｂ、２０間で漏れが生じるため、ピストンシ
ール８およびシール部材９Ａ、９Ｂ等による摩擦抵抗に
打ち勝ってピストン２ａがストロークし始めるまでに大
きな入力信号を必要とする問題、すなわちアクチュエー
タ２の分解能が著しく低下してしまうという問題があっ
た。

また、コントロールバルブ３をアンダーラップにするも
のにあっては、ボートの開度調整によって本来の作動油
圧制御と漏れ調整を行うため、この開度調整が非常に困
難であるとともに、フォースファイトが生じていないと
きも常に漏れが生じる問題がある。

そこで本発明は、漏れを必要最小限に抑えると共に漏れ
によるアクチュエータの分解能の低下を防止することの
できる流体圧アクチュエータの漏れ調整装置を提供する
ことを目的としている。

（課題を解決するための手段） 本発明は、上記目的を達成するために、流体圧アクチュ
エータの一対の流体室の間に設けられたオリフィス通路
と、オリフィス通路上に設けられて一対の流体室の間の
差圧に応動する弁体を有し、該差圧が設定圧に達するま
で閉弁する一方設定圧に達した差圧によって開弁する調
整弁と、を備え、前記調整弁により、高圧側の流体室か
ら低圧側の流体室への前記オリフィス通路を通した流体
の漏れを調整することを特徴とするものであり、好まし
くは、前記調整弁は一対の流体室の間の差圧が第１設定
圧に達するまで閉弁する一方、第１設定圧に達した差圧
によって開弁し、第１設定圧より大きい第２設定圧の差
圧によって再度閉弁するようにしたものである。

（作用） 本発明では、調整弁の弁体が流体圧アクチュエータの一
対の流体室間の差圧に応動し、この差圧が設定圧に達し
ない開閉弁している調整弁が、設計圧に達した差圧に応
じて開弁じ、この調整弁によって高圧側の流体室から低
圧側の流体室へのオリフィス通路を通した流体の漏れが
調整される。

したがって、設定圧を適宜設定してオリフィス通路を通
した流体の漏れが必要最小限に抑えられ、この漏れによ
る流体圧アクチュエータの分解能の低下が防止されると
ともに、アクチュエータ剛性を最適に調整可能となる。

また、前記調整弁が第１設定圧に達した差圧によって開
弁じ、第１設定圧より大きい第２設定圧によって再度閉
弁するようるすると、流体圧アクチュエータへの過大負
荷等に対するアクチュエータ剛性が確保される。

（実施例） 以下、本発明を図面に基づいて説明する。

第１〜３図は本発明の一実施例を示す図であり、本発明
を航空機の舵面操作用油圧アクチュエータの漏れ調整装
置に適用した例を示している。

まず、構成を説明する。第１図において、１１は流体圧
アクチュエータとしての複動式油圧シリンダ、１２は油
圧シリンダ１１の作動を制御する制御弁であり、油圧シ
リンダ１１はピストン１３によって区画され通路１４ａ
、１４ｂによって制御弁１２に接続された一対の油圧室
１５．１６（流体室）を有している。

制御弁１２は例えば公知のサーボ弁であり、この制御弁
１２は外部からの指令信号に応じ図外の油圧源からの油
圧を油圧室１５．１６のうち一方に供給するとともに他
方から排出させ、油圧室１５．１６に差圧を生じさせて
ピストン１３を軸方向に移動させる。

ピストン１３は航空機の舵面に（図示せず）に連結され
ており、この舵面ば油圧シリンダ１１と他の同様な油圧
シリンダとによって操舵される。また、一対の油圧室１
５．１６の間には固定オリフィス１７ａ、１８ａを有す
るオリフィス通路１７．１８が設けられ、オリフィス通
路１７．１８上には調整弁１９が設けられており、これ
らオリフィス通路１７．１８および調整弁１９は第１図
中破線で囲まれたコントロールリーケージバルブ２０（
漏れ調整装置）を構成している。

具体的には、オリフィス通路１７．１８は油圧室１５．
１６に接続する各々の端部が共通の油路となっており、
このオリフィス通路１７．１８が中間部で互いに離隔し
て調整弁１９の弁室２１に開口し、複数のボート２２ａ
、２２ｂおよび２３ａ、２３ｂを形成している。

弁室２１には弁体であるスプール２４が軸方向に摺動自
在に収納されるとともにスプール２４を両端側から中立
位置に付勢する一対のスプリング２５．２６が縮設され
ており、この中立位置（第１図に示すスプール２４の位
置）において、調整弁１９はスプール２４の両端側のラ
ンド部２４ａ、２４ｃによりボート２２ｂ、２３ｂを閉
止して油圧室１５．１６の間の連通を遮断する。一方、
スプール２４は弁室２１内に前記にスプリング２５．２
６を設置したフィードバック圧力室２７．２８を画成し
ており、フィードバック圧力室２７．２８はフィードバ
ック通路２９．３０を介してオリフィス通路１７．１８
に連通し、スプール２４に油圧室１５．１６の間の差圧
を受圧させる。そして、スプール２４はスプリング２５
．２６と協動し油圧室１５．１６の差圧に応じて中立位
置から軸方向に変位するようになっており、これにより
調整弁１９は、スプール２４か所定圧（第１設定圧）の
差圧を受けるときに両端側のランド部２４ａ、２４ｃで
閉止していたボート２２ｂおよび２３ｂの一方を開き、
さらに、スプール２４が前記所定圧より大きい差圧（第
２設定圧の差圧）を受けるときに中間のランド部２４ｂ
でボート２２ａ又は２３ａを閉じることができる。すな
わち、調整弁１９は一対の油圧室工５、工６の間の差圧
が所定の第１設定圧からこの第１設定圧より大きい第２
設定圧までのとき開弁じ、この調整弁１９の弁開度に応
じてオリフィス通路１７．１８を通して油圧室１５．１
６のうち高圧側の室から低圧側の室へ漏出する作動油（
流体）の量が調整されるようになっている。

なお、３１はピストン１３に装着されたピストンシール
、３２．３３はピストン１３と摺接するよう油圧シリン
ダ１１に設けられたシール部材であり、前記第１設定圧
の差圧がピストン１３に受圧された場合、ピストンシー
ル３工およびシール部材３２．３３等による摩擦抵抗に
打ち勝ってピストン１３が移動する。

また、第２設定圧は例えば油圧シリンダ１１に通常出力
より大きい過大な外力が加わった場合の油圧室１５．１
６の間の差圧である。

次に、作用を説明する。

制御弁１２が指令信号に応じて作動し、油圧室１５．１
６の間の差圧が上昇すると、この差圧によってピストン
１３が移動し、前記舵面が操舵される。このとき、油圧
室１５の油圧をＰＩ、油圧室１６の油圧をＰ２とすると
、油圧室１５．１６の間の差圧ＩＰ。

Ｐｚ　１が第１設定圧より小さいうちは、スプール２４
によってボート２２ｂ、２３ｂが閉止されて調整弁１９
が閉弁している。したがって、第−設定圧を前記摩擦抵
抗等に打ち勝つ大きさ以上にすると、ピストン１３の移
動開始時に油圧室１５．１６の間で油圧が漏れることが
なく、油圧シリンダ１１の分解能は制御弁１２のプレッ
シャーゲインによって決定され、オリフィス通路１７．
１８を用いることによる油圧シリンダ１１の分解能の低
下が防止される。

また、油圧シリンダ１１と他の流体圧アクチュエータと
のフォースファイトによって生じる差圧Ｐ、−Ｐ、ｌが
第１設定圧に達すると、油圧室１５．１６の間で油圧の
漏れが生じて油圧シリンダ１１の剛性が低下する。この
場合、第−設定圧をシステムの許容疲労強度に対応する
値以下とすることにより、疲労強度に影響しない程度の
フォースファイトによって小さい差圧ＩＰｔＰ、１が発
生したときには調整弁１９が閉弁したままとなり、油圧
シリンダ１１による舵面の保舵時等に油圧の漏れムこよ
る動力損失を回避することができる。また、疲労強度に
影響するようなフォースファイトに対しては、第２図に
示すように、差圧ＩＰＩ　　　ｐｇの大きさに応じてス
プール２４がボー）２２ｂ又は２３ｂの開度を増大し、
そのフォースファイトに対応する油圧シリンダ１１の最
適な剛性低下が図られ、システム全体の信頼性が向上す
る。

また、ボート２２ｂ又は２３ｂが全開した後、油圧室１
５．１６の間の差圧ＩＰ、Ｐ、１がさらに太きくなると
、第３図に示すように、スプール２４のランド２４ｂが
ボート２２ａ又は２３ａを閉じ始め、差圧Ｐ＋　　　Ｐ
２１の増加に伴ってボート２２ａ又は２３ａの開度が減
少する。そして、差圧Ｉ　Ｐ、−Ｐ。

が第２設定圧に達すると、ボート２２ａ又は２３ａが全
閉となって調整弁１９が閉弁状態となる。したがって、
油圧シリンダ１１が高剛性を要求される高出力時や、異
常に過大な外力が働いた場合に油圧の漏れをなくしてア
クチュエータ剛性が確保される。

このように、本実施例においては、スプール２４が油圧
室１５．１６の差圧に応動し、差圧１ｐ＋Ｐ２１が第１
設定圧に対するまで閉弁しているので、不必要な漏れを
無くして油圧シリンダ１１の分解能を向上させるととも
に頁に剛性低下が必要となる場合に油圧シリンダ１１の
剛性を低下させることができる。また、差圧１ｐ＋−ｐ
ｉが第２設定圧に達する過大負荷時に油圧シリンダ１１
の油圧の漏れを停止して必要な剛性を確保することがで
きる。

なお、本実施例においては、調整弁１９がスプール２４
を弁体とするものであったが、本発明における調整弁は
スプール式に限らす回動型等地の形式のものでもよい。

（効果） 本発明によれば、調整弁の弁体を流体圧アクチュエータ
の一対の流体室間の差圧に応動させ、該差圧が設定圧に
達するまで閉弁している調整弁を、設定圧に達した差圧
に応じて開弁させ、オリフィス通路を通した流体室間の
漏れを調整するようにしているので、設定圧を適宜設定
してオリフィス通路を通した流体の漏れを必要最小限に
抑えることができ、この漏れによる流体圧アクチュエー
タの分解能の低下を防止することができ、アクチュエー
タ剛性を最適に調整することができる。

また、前記調整弁を、第１設定圧に達した差圧によって
開弁し、第１設定圧より大きい第２設定圧の差圧によっ
て再度閉弁するようにすれば、液圧アクチュエータへの
過大な外力が働く時等に一定のアクチュエータ剛性を確
保し、信頼性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１〜３図は本発明に係る流体圧アクチュエータの漏れ
調整装置の一実施例を示す図であり、第１図はその構成
図、第２．３図はそれぞれその作用説明図、第４．５図
は従来例を示す図であり、第４図はその舵面制御システ
ムの概略構成図、第５図はその漏れ調整装置の構成図で
ある。 １１・・・・・・油圧シリンダ（流体圧アクチュエータ
）１５．１６・・・・・・油圧室（流体室）、１７．１
８・・・・・・オリフィス通路、１７ａ、１８ａ・・・
・・・オリフィス、１９・・・・・・調整弁、 ２０・・・・・・コントロールリーケッジバルブ（漏れ
調整装置）、 ２４・・・・・・スプール（弁体）。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）流体圧アクチュエータの一対の流体室の間に設け
   られたオリフィス通路と、オリフィス通路上に設けられ
   て一対の流体室の間の差圧に応動する弁体を有し、該差
   圧が設定圧に達するまで閉弁する一方設定圧に達した差
   圧によって開弁する調整弁と、を備え、前記調整弁によ
   り、高圧側の流体室から低圧側の流体室への流体の前記
   オリフィス通路を通した漏れを調整することを特徴とす
   る流体圧アクチュエータの漏れ調整装置。
2. （２）前記調整弁は、一対の流体室の間の差圧が第１設
   定圧に達するまで閉弁する一方、第１設定圧に達した差
   圧によって開弁し、第１設定圧より大きい第２設定圧の
   差圧によって再度閉弁するようにしたことを特徴とする
   請求項１記載の流体圧アクチュエータの漏れ調整装置。