JPH04357311A

JPH04357311A - 複数系統切換弁

Info

Publication number: JPH04357311A
Application number: JP16012591A
Authority: JP
Inventors: Koji Ito; 浩二伊藤
Original assignee: Teijin Seiki Co Ltd
Current assignee: Nabtesco Corp
Priority date: 1991-06-03
Filing date: 1991-06-03
Publication date: 1992-12-10
Anticipated expiration: 2016-07-11
Also published as: JP3186790B2

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、一対のスプールによ
って複数系統の流体回路を切換えるようにした切換弁に
関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、航空機にあっては信頼性を向上
させるため、流体回路を多重化、例えば１個のラダー等
の舵を駆動するために２系統の流体回路を設置すること
が行われている。そして、従来、このように多重化した
流体回路において、いずれかの系統が故障したような場
合に適切な制御を行うため、複数の切換弁を設置し、必
要に応じてこれらの切換弁を切り換えるようにしている
。

【発明が解決しようとする課題】

【０００３】しかしながら、このように従来にあっては
、適切な制御を行うために複数個の切換弁が必要であり
、さらに、これらの切換弁を複雑な配管で接続しなけれ
ばならないため、部品点数が増加して信頼性が低下する
とともに、重量が増加するという問題点がある。

【０００４】この発明は、信頼性が高く、しかも軽量で
ある複数系統切換弁を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】このような目的は、スプ
ール室を内部に有するケースと、スプール室内の軸方向
両外側部にそれぞれ収納され軸方向に移動可能な一対の
スプールと、これらスプールをそれぞれ内側ストローク
エンドの第１位置まで移動させる一対のスプリングと、
これらスプール間のスプール室に軸方向に移動可能に収
納されたプランジャと、このプランジャの軸方向外側面
に流体圧を導く一対のコントロール通路と、を備え、一
方のコントロール通路を通じて高圧をプランジャの一方
の外側面に導くとともに、他方のコントロール通路を通
じて低圧をプランジャの他方の外側面に導くことにより
、他方のスプールを該プランジャによって軸方向外側に
向かって押圧して外側ストロークエンドの第２位置まで
移動させることにより達成することができる。

【０００６】

【作用】両コントロール通路を通じてプランジャの外側
面に導かれる流体圧が共に低圧の場合には、両スプール
はスプリングの付勢力によって共に内側ストロークエン
ドの第１位置まで移動している。次に、一方のコントロ
ール通路が高圧に、他方のコントロール通路が低圧にな
ると、該高圧がプランジャの一方の外側面に作用するた
め、プランジャはこの高圧の流体力を受けて他方に向か
って移動する。この移動の途中においてプランジャは他
方のスプールに当接するため、該スプールはこのプラン
ジャにより軸方向外側に向かって押圧され、外側ストロ
ークエンドの第２位置まで移動する。このように、この
発明では複数系統の流体回路をそれぞれ２位置において
切り換えるために、一対のスプール間にプランジャを設
けるとともに、このプランジャに流体圧を導く一対のコ
ントロール通路を設けるだけでよいため、部品点数が減
少して信頼性が向上するとともに、軽量化を図ることも
できる。

【０００７】

【実施例】以下、この発明の第１実施例を図面に基づい
て説明する。図１において、１１は航空機のラダー等の
舵を駆動制御する流体制御装置であり、この流体制御装
置１１は２系統の流体回路１２、１３から構成されてい
る。また、前記流体制御装置１１は制御機構１４を有し
、この制御機構１４のハウジング１５内には制御弁とし
てのダイレクトドライブバルブ（サーボバルブ）１６が
内蔵されている。また、このハウジング１５内には高圧の流体が供給され
る２つの供給通路１７、１８と、低圧の流体をタンクに
排出する排出通路１９、２０とが形成されるとともに、
２対の給排通路２１、２２、２３、２４が形成されてい
る。そして、これらの給排通路２１、２２と供給通路１
７、排出通路１９とは前記バルブ１６により接続状態が
切換えられ、また、給排通路２３、２４と供給通路１８
、排出通路２０とは前記バルブ１６により接続状態が切
換えられる。２７、２８はバイパスバルブであり、バイ
パスバルブ２７は前記給排通路２１、２２に、また、バ
イパスバルブ２８は前記給排通路２３、２４にそれぞれ
接続されている。３１、３２は供給通路１７、１８にそ
れぞれ接続された高圧通路、３３、３４は排出通路１９
、２０にそれぞれ接続された低圧通路であり、前記高圧
通路３１および低圧通路３３には電磁弁３５が、また、
高圧通路３２および低圧通路３４には電磁弁３６が接続
される。そして、前記電磁弁３５、３６は電源が入って
いるときには、高圧通路３１、３２内の高圧流体を一対
のコントロール通路３７、３８に流出させるが、電源が
切れると、低圧通路３３、３４とコントロール通路３７
、３８とを接続する。４０、４１はコントロール通路３
７、３８内の流体圧をパイロット圧としてバイパスバル
ブ２７、２８に導く中間通路であり、これらの中間通路
４０、４１を介して高圧がバイパスバルブ２７、２８に
導かれた場合には、該バイパスバルブ２７、２８は第１
位置に切換えられて前記給排通路２１、２２、２３、２
４と給排通路４２、４３、４４、４５とをそれぞれ接続
し、一方、中間通路４０、４１を介して低圧がバイパス
バルブ２７、２８に導かれた場合には、該バイパスバル
ブ２７、２８は第２位置に切換えられて給排通路４２と
４３とを、また、給排通路４４と４５とを互いに接続す
る。

【０００８】５１はタンデムアクチュエータとしてのシ
リンダであり、このシリンダ５１は内部に２つのシリン
ダ室５２、５３が形成されている。５５、５６はシリン
ダ室５２、５３にそれぞれ移動可能に収納されたピスト
ンであり、これらのピストン５５、５６は１本のピスト
ンロッド５７に軸方向に離れて設けられている。そして
、このシリンダ５１のヘッド側は航空機の機体に連結さ
れ、また、ピストンロッド５７の先端は前記ラダー等の
舵に連結されている。なお、５８は前記ピストンロッド
５７の位置を検出する位置検出器であり、この位置検出
器５８の出力信号（フィードバック信号）と指令信号と
の偏差信号によりシリンダ５１はサーボ制御される。そ
して、前記シリンダ室５２、５３には給排通路４３、４
５および給排通路５９、６０がそれぞれ接続されている
。

【０００９】６１は前記制御機構１４とシリンダ５１と
の間に設置された２系統切換弁であり、この切換弁６１
は内部にスプール室６２が形成されたケース６３を有す
る。前記スプール室６２の軸方向両側部には軸方向に移
動可能なスプール７０、７１がそれぞれ収納され、また
、前記給排通路４２、４４および５９、６０はこのスプ
ール室６２の軸方向両側部にそれぞれ開口している。前
記スプール７０、７１の軸方向外端部には段差７６、７
７に当接可能なフランジ８０、８１が形成され、これら
フランジ８０、８１とスプール室６２の軸方向外端との
間にはスプリング８２、８３が介装されている。そして
、これらのスプリング８２、８３はそれぞれスプール７
０、７１をフランジ８０、８１が段差７６、７７に当接
した内側ストロークエンドの第１位置に向かって付勢す
る。そして、スプール７０、７１が共に第１位置（図２
参照）に位置しているときには、給排通路４２と５９お
よび給排通路４４と６０とは、スプール７０、７１とケ
ース６３との間に設けられた狭い絞り７８、７９（オリ
フィス）を通じて連通する。また、低圧通路３３、３４
の途中とスプール室６２の軸方向両外端とは通路８４、
８５により接続されている（図２参照）。

【００１０】前記スプール７０、７１間のスプール室６
２内には軸方向に移動可能なプランジャ８９が収納され
、このプランジャ８９と前記スプール７０、７１との間
のスプール室６２には、前記コントロール通路３７、３
８が連通し、これにより、これらコントロール通路３７
、３８を通じて高圧または低圧（タンク圧であって、ほ
ぼ大気圧）の流体がプランジャ８９の軸方向両外側面に
（この実施例ではスプール７０、７１の軸方向内側面に
も）導かれる。そして、前記コントロール通路３７を通
じてプランジャ８９のスプール７０側の外側面に高圧の
流体が導かれ、一方、コントロール通路３８を通じてプ
ランジャ８９のスプール７１側の外側面に低圧の流体が
導かれた場合には、プランジャ８９はこの圧力差によっ
てスプール７１側に移動し、その移動の途中でスプール
７１に当接して該スプール７１をスプリング８３に対抗
して軸方向外側に押圧移動させる。この結果、スプール
７１はその軸方向外端がスプール室６２の軸方向外端に
当接した外側ストロークエンドの第２位置まで移動する
（図３参照）。逆に、コントロール通路３８を通じてプ
ランジャ８９のスプール７１側の外側面に高圧の流体が
導かれ、一方、コントロール通路３７を通じてプランジ
ャ８９のスプール７０側の外側面に低圧の流体が導かれ
た場合には、プランジャ８９はこの圧力差によってスプ
ール７０側に移動し、その移動の途中でスプール７０に
当接して該スプール７０をスプリング８２に対抗して軸
方向外側に押圧移動させる。この結果、スプール７０はその軸方向外端がスプール室
６２の軸方向外端に当接した外側ストロークエンドの第
２位置まで移動する。なお、両コントロール通路３７、
３８を通じて高圧の流体が導かれた場合には、スプール
７０、７１の軸方向内側面に作用する流体力によって両
スプール７０、７１はスプリング８２、８３に対抗して
共に第２位置まで移動する（図１参照）。

【００１１】次に、この発明の第１実施例の作用につい
て説明する。いま、両系統の流体回路１２、１３が正常
に作動し、また、電磁弁３５、３６には電源が入ってい
るとする。このときには、供給通路１７、１８から電磁
弁３５、３６、コントロール通路３７、３８、中間通路
４０、４１を介してバイパスバルブ２７、２８および両
スプール７０、７１の軸方向内側面に高圧の流体圧がそ
れぞれ導かれるため、図１に示すようにバイパスバルブ
２７、２８はともに第１位置に位置し、両スプール７０
、７１はスプリング８２、８３に対抗して共に軸方向外
側に移動して外側ストロークエンドである第２位置（図
１参照）に位置している。この結果、給排通路２１と４
２と５９とが、給排通路２３と４４と６０とが、給排通
路２２と４３とが、給排通路２４と４５とが互いに連通
し、供給通路１７、１８の高圧流体はバルブ１６を介し
てシリンダ室５２、５３の各ヘッド側あるいは各ロッド
側のいずれか一方の側の各室に流入し、残り他方側の各
室内の流体はバルブ１６を介して排出通路１９、２０に
排出される。このときの状態がノーマルモードであり、
バルブ１６の制御によりシリンダ５１は操縦士の思い通
りに作動する。

【００１２】また、両系統の流体回路１２、１３が共に
故障、例えば供給通路１７、１８に流体圧が供給されな
くなったり、あるいは両方の電磁弁３５、３６への電源
が切れた場合には、電磁弁３５、３６が共に切換わりコ
ントロール通路３７、３８が排出通路１９、２０に接続
される。この結果、バイパスバルブ２７、２８に導かれ
る流体圧が低圧（タンク圧）となるとともに、スプール
７０、７１の軸方向両内側面に導かれる流体圧も低圧と
なる。このため、バイパスバルブ２７、２８は共に図２
に示すように第２位置に切換わり、一方、両スプール７
０、７１は共にフランジ８０、８１が段差７６、７７に
当接するまでスプリング８２、８３により軸方向内側に
移動させられ内側ストロークエンドの第１位置（図２参
照）に切換わる。この結果、給排通路４２と４３および
給排通路４４と４５とはバイパスバルブ２７、２８を通
じて連通し、一方、給排通路４２と５９とは絞り７８と
通じて、給排通路４４と６０とは絞り７９と通じて連通
する。このときの状態がダンピングモードであり、ラダ
ー等からピストンロッド５７に外力が作用しても、該ピ
ストンロッド５７の移動速度は制限され、自由な移動が
抑制されて舵面のフラッタが防止される。

【００１３】さらに、両系統の流体回路１２、１３のう
ちいずれか一方が故障した場合、例えば供給通路１７に
は高圧の流体が供給されているが、供給通路１８に流体
が供給されなくなった場合には、電磁弁３６が切換わっ
てコントロール通路３８が低圧となる。このとき、プラ
ンジャ８９のスプール７１側外側面に導かれる流体圧は
低圧となるが、プランジャ８９のスプール７１側外側面
に導かれる流体圧は高圧のままであるため、プランジャ
８９は流体圧差によってスプール７０に向かって移動す
る。そして、この移動の途中においてプランジャ８９は
スプール７１に当接し、その後は該スプール７１と一体
となって軸方向外側に移動する。そして、これらプランジャ８９、スプール７１はスプー
ル７１の軸方向外端がスプール室６２の軸方向外端に当
接する外側ストロークエンドの第２位置に到達したとき
停止する。この結果、給排通路４４と６０とは連通する
。一方、バイパスバルブ２８にはコントロール通路３８
、中間通路４１を通じて低圧が導かれるため、該バイパ
スバルブ２８は第２位置に切換わり、給排通路４４と４
５とが連通する。このときの状態がバイパスモードであ
り、流体がシリンダ室５３の両作動室間を自由に流れる
ことができるようになり、ピストン５６がピストン５５
の作動を阻害することがなくなる。このとき、スプール
７０は前記高圧の流体圧により第２位置に位置している
ため、流体回路１２のみによりシリンダ５１が制御され
る。

【００１４】逆に、供給通路１８には高圧の流体が供給
されているが、供給通路１７に流体が供給されなくなっ
た場合には、コントロール通路３８は高圧のままである
が、コントロール通路３７が低圧となるため、プランジ
ャ８９はスプール７０に向かって移動し、スプール７０
を第２位置まで押圧移動させる。このとき、バイパスバ
ルブ２７は第２位置に切換わり、これにより、給排通路
４２、４３、５９が連通し、流体がシリンダ室５２の両
作動室間を自由に流れることができるようになって、ピ
ストン５５がピストン５６の作動を阻害することがなく
なる。このように、この実施例では複数系統の流体回路
１２、１３をそれぞれ２位置において切り換えるために
、一対のスプール７０、７１間にプランジャ８９を設け
るとともに、このプランジャ８９に流体圧を導く一対の
コントロール通路３７、３８を設けるだけでよいため、
部品点数が減少して信頼性が向上するとともに、軽量化
を図ることもできる。また、この実施例では、バイパス
機能の切換えを行うバイパスバルブ２７、２８と、ダン
ピング機能の切換えを行う切換弁６１とを別部材とした
ので、これらを重ね合わせ配置することで、流体制御装
置１１を小型化することができる。

【００１５】図４、５、６はこの発明の第２実施例を示
す図である。この実施例においては、スプール７０、７
１とプランジャ８９との間のスプール室６２に隔壁９１
、９２を設けてスプール７０、７１とプランジャ８９と
を流体的に隔離するとともに、コントロール通路３７、
３８をプランジャ８９の軸方向両外側面と隔壁９１、９
２との間のスプール室６２にそれぞれ接続し、また、ス
プール７０、７１内に軸方向に延びる貫通孔９３、９４
を形成してスプール７０、７１の軸方向内、外側面に常
に低圧を導くとともに、バイパスバルブ２７、２８に代
えて絞り９５、９６を有するダンピングバルブ９７、９
８を設け、さらに、給排通路４２、４４、５９、６０に
代えて、ダンピングバルブ９７、９８とシリンダ室５２
、５３とを接続する給排通路　１００、　１０１、給排
通路　１００、　１０１の途中から分岐しスプール室６
２の軸方向外側部に開口する給排通路　１０２、　１０
３、および給排通路４３、４５の途中から分岐しスプー
ル室６２の軸方向外側部に開口する給排通路　１０４、
　１０５を設けるとともに、絞り７８、７９を省略して
いる。なお、他の構成は前記第１実施例と同様である。

【００１６】そして、このものにおいては以下のように
作動する。即ち、両系統の流体回路１２、１３が正常な
ノーマルモードにおいては、図４に示すように、ダンピ
ングバルブ９７、９８は共に第１位置に、スプール７０
、７１は共に第１位置に位置しているため、シリンダ５
１はバルブ１６の制御によって操縦士の思い通りに作動
する。また、両系統の流体回路１２、１３が共に故障し
たダンピングモードにおいては、図５に示すように、ダ
ンピングバルブ９７、９８は共に第２位置に、スプール
７０、７１は共に第１位置に位置しているため、ピスト
ンロッド５７はその移動速度が絞り９５、９６によって
制限され自由な移動が抑制される。さらに、流体回路１
２が正常で、流体回路１３が故障したバイパスモードに
おいては、図６に示すように、ダンピングバルブ９７は
第１位置に、ダンピングバルブ９８は第２位置に位置し
、また、スプール７０は第１位置に、スプール７１はプ
ランジャ８９に押圧されて第２位置に位置するため、シ
リンダ室５３の両作動室内の流体が給排通路　１０１、
　１０３、　１０５、４５を通じて自由に流れることが
できるようになり、ピストン５６がピストン５５の作動
を阻害することはない。また、流体回路１３が正常で流
体回路１２が故障したときにも同様に作動し、ピストン
５５がピストン５６の作動を阻害することはない。なお
、他の作用は前記第１実施例と同様である。

【００１７】なお、前述の実施例においては、この発明
の切換弁を航空機の流体回路に適用したが、他の装置の
流体回路に適用するようにしてもよい。この場合、２位
置の各位値の機能は適用する流体回路に合ったものとな
る。また、この発明においては、１個のスプールによっ
て２系統以上の流体回路を切換えるようにしてもよい。

【００１８】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれば
、部品点数が減少して信頼性が向上するとともに、軽量
化を図ることもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の第１実施例を示す一部が記号で表さ
れたノーマルモードにおける概略断面図である。

【図２】この発明の第１実施例を示すダンピングモード
における概略断面図である。

【図３】この発明の第１実施例を示すバイパスモードに
おける概略断面図である。

【図４】この発明の第２実施例を示す一部が記号で表さ
れたノーマルモードにおける概略断面図である。

【図５】この発明の第２実施例を示すダンピングモード
における概略断面図である。

【図６】この発明の第２実施例を示すバイパスモードに
おける概略断面図である。

【符号の説明】

３７、３８…コントロール通路　　　６１…切換弁６２
…スプール室　　　　　　　　　　　　　６３…ケース
７０、７１…スプール　　　　　　　　　　　８２、８
３…スプリング８９…プランジャ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】スプール室を内部に有するケースと、スプ
ール室内の軸方向両外側部にそれぞれ収納され軸方向に
移動可能な一対のスプールと、これらスプールをそれぞ
れ内側ストロークエンドの第１位置まで移動させる一対
のスプリングと、これらスプール間のスプール室に軸方
向に移動可能に収納されたプランジャと、このプランジ
ャの軸方向外側面に流体圧を導く一対のコントロール通
路と、を備え、一方のコントロール通路を通じて高圧を
プランジャの一方の外側面に導くとともに、他方のコン
トロール通路を通じて低圧をプランジャの他方の外側面
に導くことにより、他方のスプールを該プランジャによ
って軸方向外側に向かって押圧して外側ストロークエン
ドの第２位置まで移動させるようにしたことを特徴とす
る複数系統切換弁。