JPH04104800U - 加速度感応型圧力調節バルブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】加速度に応じたウエイトの変位により気体圧力
を調節するバルブにおいて、ウエイトの軽量化と、加速
度の変化に対する応答の迅速化を図る。 【構成】入口ポート１０に連通する受圧室３０の気体圧
力を、ウエイト９の加速度に応じた変位により制御す
る。この受圧室３０の気体圧力により、入口ポート１０
と出口ポート１１との間の気体供給路と、出口ポート１
１と排気ポート１２との間の気体排気路とを開閉する弁
部材７、８を制御する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、加速度の大きさに応じて気体圧力を変更調節する加速度感応型圧力 調節バルブに関する。

【０００２】

【従来の技術】

近年、航空機の高機能化により、パイロットが大きな加速度にさらされて意識 喪失に陥ったり、計器飛行状態において空間識を失うことにより事故につながる といった例が少なくない。

【０００３】 そのようなパイロットが意識喪失に陥ることによる事故防止のため、加速度の 大きさに応じてブラダを膨張させ、パイロットの体を締め付けることによってパ イロットが意識喪失になるのを防ぐ耐加速度装置が開発されている。また、パイ ロットが空間識を失うことにより事故につながるのを防止するため、加速度の大 きさに応じてパイロットの座席に内蔵させたブラダを膨張させたり空圧シリンダ を伸張させることで、パイロットの体を飛行姿勢に応じた方向から押圧して空間 識を失調するのを防止する装置が本出願人により提案されている。

【０００４】 従来、そのようなブラダに供給される気体圧力を、加速度の大きさに応じて調 節する加速度感応型圧力調節バルブとして、図５に示すようなものが用いられて いる。これは、高圧気体源に接続される入口ポート１０１と、ブラダ１０２に接 続される出口ポート１０３と、両ポート１０１、１０３の間の供給路１０４を開 閉する第１弁部材１０５と、高圧気体の排気ポート１０６と前記出口ポート１０ ３との間の排気路１０７を開閉する第２弁部材１０８と、加速度と前記出口ポー ト１０３における圧力に応じて変位するウエイト１０９とを備えている。そのウ エイト１０９に各弁部材１０５、１０８が、加速度が増大すると前記供給路１０ ４が開くと共に前記排気路１０７が閉じ、加速度が減少すると前記供給路１０４ が閉じると共に前記排気路１０７が開くように連動されている。

【０００５】 これにより、加速度が大きくなった場合には、ウエイト１０９の図中下方への 変位に伴って第１弁部材１０５が変位することで、高圧気体が供給路１０４を通 って出口ポート１０３からブラダ１０２に供給される。また、加速度が小さくな った場合には、ウエイト１０９の図中上方への変位により、出口ポート１０３と 排気ポート１０６との間の排気路１０７が開かれることにより、ブラダ１０２の 内圧が減少されるものである。

【０００６】 そして、出口ポート１０３における気体圧力と、加速度によりウエイトに作用 する力とが釣り合った段階で、各弁部材１０５、１０８により供給路１０４と排 気路１０７とが閉じられ、ブラダ１０２の内圧が加速度に応じた一定の圧力とさ れる。

【０００７】

【考案が解決しようとする課題】

航空機の高機能化に伴い、加速度に応じて気体圧力を制御する際の応答の迅速 化が要望されている

【０００８】 そこで、ウエイト１０９の重量を大きくすることで、弁部材１０５、１０８の 操作力を大きくし、加速度変化に対する応答を迅速化することが考えられる。

【０００９】 しかし、航空機にあっては機体重量が制限されていることから、ウエイト１０ ９の重量が大きくなるのは望ましくない。

【００１０】 本考案は上記従来技術に鑑み、ウエイト重量が小さく、かつ、加速度変化に対 する応答性の良い加速度感応型圧力調節バルブ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】

本考案の特徴とするところは、高圧気体源に接続される入口ポートと、高圧気 体の出口ポートと、高圧気体の排気ポートと、加速度と前記出口ポートの圧力に 応じて変位するウエイトと、前記入口ポートと出口ポートとの間の供給路と前記 排気ポートと出口ポートとの間の排気路とを開閉する弁部材とを備える加速度感 応型圧力調節バルブにおいて、前記入口ポートと排気用絞り流路に連通する受圧 室が設けられ、この受圧室と前記入口ポートとの接続口が前記ウエイトの変位に より開閉され、その受圧室における気体圧力に応じて変位する受圧部が設けられ 、この受圧部が前記弁部材に連動されている点にある。

【００１２】

【作用】

本考案の構成によれば、加速度の増大によりウエイトが変位すると受圧室と入 口ポートとの接続口が開かれ、受圧室に高圧気体が供給され、受圧部に作用する 気体圧力が大きくなることから、弁部材は供給路を開くと共に排気路を閉じるよ うに変位する。

【００１３】 これにより、出口ポートに接続される被供給源に高圧気体が供給され、出口ポ ートにおける気体圧力は増大する。

【００１４】 そして、出口ポートにおける気体圧力とウエイトに作用する加速度による力と が釣り合うようにウエイトが変位し、入口ポートと受圧室との接続口の開度が小 さくなる。また、受圧室の気体が排気用絞り流路から排出されることにより受圧 部に作用する気体圧力が小さくなり、弁部材は供給路を閉じるように変位する。 これにより、出口ポートにおける気体圧力は加速度の大きさに応じた所定の値に 保持される。

【００１５】 この状態から加速度が減少すると、ウエイトの変位により入口ポートと受圧室 との接続口の開度が小さくなり、受圧室における気体が排気用絞り流路から排出 され、受圧部に作用する気体圧力が低下する。すると、弁部材は供給路を閉じる と共に排気路を開くように変位し、高圧気体が排気ポートから排出され、出口ポ ートにおける気体圧力が低下する。

【００１６】 そして、出口ポートにおける気体圧力がウエイトに作用する加速度の大きさに 応じた所定の圧力まで低下すると、弁部材は排気路を閉じるように変位する。こ れにより、出口ポートにおける気体圧力は加速度の大きさに応じた所定の値に保 持される。

【００１７】

【実施例】

以下、図面を参照して本考案の実施例を説明する。

【００１８】 図２に示す耐加速度スーツ装置１は、ズボン状のスーツ本体２の内部にブラダ ３が取り付けられたものであって、このブラダ３に高圧気体源４から高圧気体が 加速度感応型圧力調節バルブ５を介して供給される。

【００１９】 その圧力調節バルブ５は、加速度の大きさに応じてブラダ３に供給する気体圧 力を調節し、加速度が大きくなるほどにブラダ３を膨張させてパイロットの下半 身を締付け、血液が下半身に滞留するのを防止して脳への血液の循環を維持し、 パイロットが意識喪失に陥るのを防止する。その高圧気体源４としては、例えば 航空機のエンジン抽気を用いることができる。

【００２０】 そして、上記圧力調節バルブ５は図１に示すように、ハウジング６と、このハ ウジングに内蔵される第１弁部材７および第２弁部材８と、ウエイト９とを備え ている。本実施例では、第１弁部材７と第２弁部材８とは連結ロッド５０により 連結されて一体的に動くスプール状とされている。

【００２１】 そのハウジング６に、前記高圧気体源４に接続される入口ポート１０と、前記 耐加速度スーツ装置１のブラダ３に接続される出口ポート１１と、大気中に開口 される排気ポート１２が設けられている。

【００２２】 また、ハウジング６の内周孔６ａに、入口ポート１０と出口ポート１１と排気 ポート１２との間を仕切る筒体５１が、シール部材５９を介して嵌合されている 。この筒体５１には、入口ポート１０と筒体５１の内部空間５１ａとを連通する 供給口５２と、筒体５１の内部空間５１ａと出口ポート１１とを連通する流出口 ５３と、筒体５１の内部空間５１ａと前記排気ポート１２とを連通する排出口５ ４とが形成されている。

【００２３】 筒体５１に前記第１弁部材７と第２弁部材８とが、シール部材５６を介して図 中上下方向に移動自在に挿入されている。第１弁部材７が図中上下方向に変位す ることにより前記供給口５２が開閉され、第２弁部材８が図中上下方向に変位す ることにより前記排出口５４が開閉される。すなわち、第１弁部材７と第２弁部 材８とが変位することにより、入口ポート１０と出口ポート１１との間の供給路 と出口ポート１１と排気ポート１２との間の排気路とが開閉される。

【００２４】 第１弁部材７とハウジング６との間には圧縮コイルバネ５７が配置され、この バネ５７は弁部材７、８を図中上方に付勢する。

【００２５】 前記ウエイト９は、ハウジング６に取り付けられたベリリウム銅製の連結部材 ２０に連結されている。その連結部材２０は、ハウジング６に取り付けられるブ ロック２１と、フランジ２３と、このブロック２１とフランジ２３とを連結する 薄肉の可撓性チューブ２２とで構成されている。この連結部材２０の内周孔２０ ａに連結ロッド２４が挿入されている。その連結ロッド２４の中途部にはフラン ジ２４ａが形成され、このフランジ２４ａが連結部材２０の内周孔２０ａにフラ ンジ２３の内方において圧入されている。この連結ロッド２４にウエイト９が取 り付けられている。これにより、ウエイト９は加速度が増大すると図３に示すよ うに下方に変位し、連結部材２０の薄肉チューブ２２を撓ませると共に、連結ロ ッド２４を揺動させる。

【００２６】 ハウジング６には受圧室３０が設けられている。本実施例では、図１における 下方側部材６ｂと上方側部材６ｃとをプレート３１を介して接合することでハウ ジング６が形成され、その上方側部材６ｃの内部が受圧室３０とされている。な お、上方側部材６ｃとプレート３１と下方側部材６ｂとはシール部材３２を介し てボルト等により連結される。

【００２７】 受圧室３０は、前記入口ポート１０とパイロット通路３３を介して連通する。 このパイロット通路３３は、ハウジング６に入口ポート１０と連通するよう形成 される第１通路３３ａと、前記連結部材２０のブロック２１に第１通路３３ａと 連結部材２０の内周孔２０ａとを連通するよう形成される第２通路３３ｂと、ハ ウジング６に連結部材２０の内周孔２０ａと受圧室３０とを連通するよう形成さ れる第３通路３３ｃとで構成されている。なお、第２通路３３ｂが連結部材２０ の内周孔２０ａに開口する部分にはノズル３４が設けられている。

【００２８】 連結部材２０には、内周孔２０ａと大気中とを連通する排気用絞り流路３５が 設けられ、この排気用絞り流路３５と受圧室３０とがパイロット通路３３を介し て連通する。

【００２９】 なお、連結部材２０のブロック２１とハウジング６との間には空気洩れを防止 するためのシール部材３７、３８が介在されている。

【００３０】 前記第２通路３３ｂのノズル３４を介して連結部材２０の内周孔２０ａに開口 する部分が、入口ポート１０と受圧室３０との接続口４０とされ、この接続口４ ０がウエイト９の変位により開閉される。

【００３１】 すなわち、ウエイト９に連結された前記連結ロッド２４は、ウエイト９に加速 度が作用していない状態では、その外周に取り付けられたゴム製のシート４１を 介して接続口４０を閉鎖する。この状態からウエイト９が下方に変位して図３に 示すように連結ロッド２４が揺動することで、接続口４０は開かれる。

【００３２】 ウエイト９は加速度だけでなく出口ポート１１における気体圧力にも応じて変 位する。すなわち、ハウジング６にパイロット通路３３の第３通路３３ｃに通じ る空間４３が形成されている。この空間４３は、ハウジング６に形成された通路 ４４と前記筒体５１に形成された連通口４５を介し、出口ポート１１に連通され ている。その空間４３の内部に、通路４４と第３通路３３ｃとの間を気密状に仕 切るベローズ４６が設けられている。このベローズ４６の第３通路３３ｃ側に連 結片４７が取り付けられている。この連結片４７に、前記連結ロッド２４の先端 の小径部２４ａが球体４８を介して相対回転自在に連結されている。そのベロー ズ４６は、図中上下方向に伸縮するものとされている。

【００３３】 これにより、ウエイト９は加速度の増大により図中下方に変位する。また、出 口ポート１１における気体圧力が増大するとベローズ４６が図中下方に伸長し、 このベローズの動きが連結ロッド２４を介してウエイト９に伝わり、ウエイト９ は図中上方に変位する。

【００３４】 前記受圧室３０に、この受圧室における気体圧力に応じて変位する板状の受圧 部６０が設けられている。すなわち、その受圧部６０とハウジング６の内面との 間に、受圧室３０を前記各入口ポーと１０、出口ポート１１及び排気ポート１２ に対し気密状に仕切るベローズ６１が設けられている。そのベローズ６１の内部 において、受圧部６０にガイド軸６２が取り付けられている。このガイド軸６２ にガイド筒６３が図中上下方向に相対移動自在に嵌合され、そのガイド軸６２の 図中下端に設けられたストッパー６２ａによりガイド軸６２とガイド筒６３の抜 け止めがなされている。そのガイド筒６３の図中下端に押し付け板６４が一体的 に形成されている。この押し付け板６４はゴム製のシート材６４ａを介し、前記 第２弁部材８の上端に形成された弁座８ａに当接している。受圧部６０と押し付 け板６４との間には圧縮コイルバネ６６が設けられ、このバネ６６により押し付 け板６４は弁座８ａに押し付けられている。

【００３５】 これにより、受圧室３０の気体圧力が増大すると、受圧部６０は図中下方に変 位し、バネ６６と押し付け板６４を介して弁部材７、８をバネ５７の弾性力に抗 して押し下げる。また、受圧室３０の気体圧力３０が減少すると、バネ５７の弾 性力により弁部材７、８と共に受圧部６０は図中上方に変位する。なお、バネ６ ６の弾性力はバネ５７の弾性力よりも大きくされている。

【００３６】 前記第２弁部材８に、この第２部材８の図中上下方を連通する連通口６７が形 成されている。また、ベローズ６１の内部と排気ポート１２とを連通する連通孔 ６８がハウジング６に設けられている。

【００３７】 前記連結部材２０のフランジ２３の図中上方側と下方側を覆うソレノイド用コ イル７０、７１が設けられている。各コイル７０、７１に通電されることにより フランジ２３の上方側と下方側とは異なった磁極に磁化される。そのコイル７０ 、７１への通電方向は逆転可能とされている。そのコイル７０、７１を覆うよう に一対のマグネット７２、７３が設けられ、一方のマグネット７２はフランジ２ ３の図中左方に、他方のマグネット７３はフランジ２３の図中右方に配置され、 両マグネット７２、７３の対向部における磁極は互いに異なったものとされてい る（図に示した例では図中左方に位置するマグネット７２がＮ極、図中右方に位 置するマグネット７３がＳ極とされている）。なお、コイル７０、７１及びマグ ネット７２、７３は図外ケーシングを介してハウジング６に対して固定されてい る。

【００３８】 上記構成の加速度感応型圧力調節バルブ５によれば、加速度の増大によりウエ イト９が図１の状態から下方に変位して図３に示す位置になると、連結部材２０ のチューブ２２が撓むと共に連結ロッド２４が揺動する。これにより、入口ポー ト１０と受圧室３０との接続口４０が開かれるので、入口ポート１０からパイロ ット通路３３を通って受圧室３０に高圧気体が供給され、受圧部６０の図中上面 に作用する気体圧力が上昇する。

【００３９】 そうすると、受圧部６０が図中下方に変位し、この受圧部６０がバネ６６と押 し付け板６４を介して弁部材７、８を押すことから、弁部材７、８は図中下方に 変位する。これにより、第１弁部材７は供給口５２を開くと共に第２弁部材８に よる排出口５４の閉塞は維持される。

【００４０】 供給口５２が開かれることで、入口ポート１０から高圧気体が供給口５２、流 出口５３を通って出口ポート１１に至り、出口ポート１１からブラダ３に高圧気 体が供給される。

【００４１】 ブラダ３の内圧の上昇に従って出口ポート１１における気体圧力は次第に増大 する。この出口ポート１１における気体圧力によりベローズ４６は図中下方に伸 長する。これにより、ベローズ４６に連動する連結ロッド２４は、接続口４０を 閉じる方向に揺動し、ウエイト９は図中上方に変位する。そして、出口ポート１ １における気体圧力とウエイト９に作用する加速度による力とが釣り合うように 連結ロッド２４が変位し、接続口４０の開度が小さくなる。

【００４２】 また、受圧室３０の気体は排気用絞り流路３５から排出され、受圧部６０の図 中上面に作用する気体圧力は減少するので、弁部材７、８はバネ５７の弾性力に より図中上方に変位し、第１弁部材７により供給口５２が閉じられる。

【００４３】 これにより、出口ポート１１における気体圧力、すなわちブラダ３の内圧は加 速度の大きさに応じた所定の値に保持される。

【００４４】 この状態から加速度が減少すると、ウエイト９の変位により接続口４０が開か れ、受圧室３０における気体が排気用絞り流路３５から排出され、受圧部６０に 作用する気体圧力が低下する。すると、弁部材７、８がバネ５７の弾性力により 図中上方に変位し、第１弁部材７は供給口５７を閉鎖し、第２弁部材８は排気口 ５８を開く。これにより、高圧気体がブラダ３から排気ポート１２を通って排出 され、出口ポート１１における気体圧力が低下する。そして、出口ポート１１に おける気体圧力がウエイト９に作用する加速度の大きさに応じた所定の圧力まで 低下すると、弁部材７、８は図中上方に変位し、第２弁部材８は排気口５８を閉 じ、第１弁部材７は供給口５２の閉鎖を維持する。これにより、ブラダ３の内圧 は加速度の大きさに応じた所定の値に保持される。

【００４５】 上記加速度感応型圧力調節バルブ５によれば、ウエイト９は受圧室３０の気体 圧力を調節すれば足りるため、従来のように直接弁部材と連動されるものにくら べ軽量化することができる。また、受圧室３０の気体圧力により弁部材７、８の 大きな操作力を得ることができ、加速度に対する応答の迅速化を図ることができ る。

【００４６】 また、上記実施例の構成によれば、出口ポート１１における気体圧力は連通孔 ６７を介して押し付け板６４に作用するので、一定圧以上になることはない。す なわち、出口ポート１１の気体圧力が一定以上になると、受圧部６０が図中下方 に変位しても、バネ６６が縮小することにより弁部材７、８が変位せず、供給口 ５２が開かれないため、出口ポート１１における気体圧力が一定圧以上になるこ とはない。また、何らかの外的要因等によりブラダ３の内圧が大きくなり、出口 ポート１１の圧力が一定圧以上になった場合には、押し付け板６４が図中上方に 変位して第２弁部材８の弁座８ａから離反する。これにより、ブラダ３から高圧 気体が連通口６７、ベローズ６１の内部、連通孔６８、排気ポート１２を通って 大気中に排気され、ブラダ３の内圧が低下する。すなわち、圧力調節バルブ５は リリーフバルブの機能も備えている。

【００４７】 また、上記実施例ではウエイト９は電磁力により変位可能とされている。

【００４８】 すなわち、図２に示すように圧力調節バルブ５とブラダ３とを接続する配管８ ０の途中に、ブラダ３の内圧を検出する圧力センサー８１が設けられ、航空機の 機体に加速度を検出する加速度センサー８２が設けられ、両センサー８１、８２ と前記ソレノイド用コイル７０、７１の作動装置８７とに接続される制御装置８ ３が設けられる。その制御装置８３は、例えば入出力装置８４と中央処理装置８ ５と記憶装置８６を備えたマイクロコンピュータにより構成することができる。 そして、制御装置８２は加速度とブラダの内圧との予め定められた関係に基づき 作成されたプログラムを記憶し、このプログラムに従って作動装置８７を制御す る。この制御装置８７による制御により、圧力調節バルブ５は、加速度によるウ エイト９の変位に応じた上述の動作と同様の動作をするものとされている。

【００４９】 例えば加速度が増大すると、その加速度とブラダ３の内圧との予め定められた 関係に基づきコイル７０、７１を励磁する。これにより連結部材２０のフランジ ２３は、図３に示すように図中上端側がＳ極で下端側がＮ極になるように磁化さ れてマグネット７２、７３に吸着されるので、ウエイト９に作用する加速度が増 大した場合と同様の動作をさせることができる。また、加速度が減少した場合は 、コイル７０、７１への通電方向を加速度が増大した場合と逆方向とすることで 、フランジ２３の上下端の磁極を反転させる。これにより、ウエイト９に作用す る加速度が減少した場合と同様の動作をさせることができる。すなわち、圧力調 節バルブ５は機械的にも電気的にも制御することができ、故障等により電気的に 制御不能に陥った場合は機械的に制御するようにでき、安全性の向上が図られて いる。

【００５０】 なお、本考案は上記実施例に限定されるものではない。

【００５１】 例えば上記実施例では耐加速度スーツ装置１に本考案を適用したが、これに限 定されるものではなく、パイロットの空間識失調防止装置に本考案を適用するこ ともできる。

【００５２】

【考案の効果】

本考案による加速度感応型圧力調節バルブによれば、加速度に応じたウエイト の変位により受圧室の気体圧力を制御し、その気体圧力により弁部材を作動させ るため、ウエイトを重くすることなく弁部材の大きな操作力を得ることができ、 加速度に対する応答の迅速化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例に係る加速度感応型圧力調節バ
ルブの断面図

【図２】本考案の実施例に係る耐加速度スーツ装置の構
成説明図

【図３】本考案の実施例に係る加速度感応型圧力調節バ
ルブの断面図

【図４】本考案の実施例に係る加速度感応型圧力調節バ
ルブの断面図

【図５】従来例に係る加速度感応型調節バルブの断面図

【符号の説明】

５ 加速度感応型圧力調節バルブ ７ 第１弁部材 ８ 第２弁部材 ９ ウエイト １０ 入口ポート １１ 出口ポート １２ 排気ポート ３０ 受圧室 ３５ 排気用絞り流路 ４０ 接続口 ６０ 受圧部

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 高圧気体源に接続される入口ポートと、
   高圧気体の出口ポートと、高圧気体の排気ポートと、加
   速度と前記出口ポートの圧力に応じて変位するウエイト
   と、前記入口ポートと出口ポートとの間の供給路と前記
   排気ポートと出口ポートとの間の排気路とを開閉する弁
   部材とを備える加速度感応型圧力調節バルブにおいて、
   前記入口ポートと排気用絞り流路に連通する受圧室が設
   けられ、この受圧室と前記入口ポートとの接続口が前記
   ウエイトの変位により開閉され、その受圧室における気
   体圧力に応じて変位する受圧部が設けられ、この受圧部
   が前記弁部材に連動されていることを特徴とする加速度
   感応型圧力調節バルブ。