JPH07301207A

JPH07301207A - 液圧装置

Info

Publication number: JPH07301207A
Application number: JP7123036A
Authority: JP
Inventors: Manfred Grundke; マンフレート・グルントケ; Roland Pfaff; ローラント・プァフ
Original assignee: Mannesmann AG
Current assignee: Vodafone GmbH
Priority date: 1994-04-25
Filing date: 1995-04-25
Publication date: 1995-11-14
Also published as: EP0686776A1; US5572918A; DE4414779C1

Abstract

(57)【要約】【目的】例えば航空機の翼部、スポイラ、離着陸装置
等を制御する液圧装置であって、多種の個別的な弁で従
来は形成されていたものを、通常モード、システム圧力
が減少した時のモード、保守モード等の間のモード切換
が可能であって、かつ従来可能であった機能を少なくす
ることなくコンパクトかつ軽量にする。【構成】有利にはサーボ駆動装置として形成されてい
る高圧差動シリンダと、これに液圧的に接続されケーシ
ングの中に配置され、戻し部材及び別の個別的な弁を有
する電気・液圧サーボ弁を有する弁組合せとを具備する
液圧装置において、前記個別的な弁が、コンパクトな多
モード弁１として統合されて、長い弁箱の中に配置さ
れ、前記弁箱に取付けられている接続管（Ｐ１，Ｐ４，
Ｐ５）を介してサーボ弁（ＥＨＳＶ）と差動シリンダ１
１とに接続され、前記多モード弁１の操作素子（１５，
Ｂ１，Ｅ１，Ｄ１）は、１つの機能軸線の上に位置す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、請求項１の上位概念に
記載の有利にはサーボ駆動装置として形成されている高
圧差動シリンダと、これに液圧的に接続されケーシング
の中に配置されている弁組合せとを具備する液圧装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】航空機の製造では、とりわけ多重噴射式
ジェット機においては多数のサーボ駆動装置が、翼部
分、スポイラ、離着陸装置等を作動するために必要であ
る。これらの各駆動装置は、高圧シリンダを主要装置と
して有する小型液圧装置で形成される。このシリンダを
プリセット値及び条件に従って異なって作動させるため
に、電気・液圧サーボ弁（ＥＨＳＶ）を重要なスイッチ
ング素子として有する弁組合せが必要である。このスイ
ッチング素子には、通常モード以外の他の動作モードに
切換えることを可能にする別の個別的な弁が接続されて
いる。揚力破壊装置及び速度制動装置及びロール制御装
置として機能するスポイラの場合、これらのモードに
は、通常モード、システム圧力が減少した場合のブロッ
キングモード、熱膨張リリーフモード、保守モード、液
圧供給に故障が発生した際のモード、電気制御信号に故
障が発生した際のモードがある。これらのモードすべて
において、異なる種類の個別的な弁が開発され、これら
の個別的な弁は、電気・液圧サーボ弁と連動して相応し
て切換えられる。航空機の組立では、完全な機能を有し
てしかも小スペースかつ軽量であることが、すべての部
品のおいて最重要点であるので、弁組合せは、サーボ駆
動装置と１つのブロックを形成する弁箱の中に密集して
組込まれる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、サー
ボ駆動装置の異なる動作モードの間で切換えることを可
能にし、弁組合せにおいて軽量小型の弁箱しか必要とし
ない、有利にはサーボ駆動装置として形成されている高
圧差動シリンダを有する液圧装置を提供することにあ
る。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記課題は本発明によ
り、請求項１の特徴部分に記載の特徴により解決され
る。有利な実施例は、その他の請求項に記載されてい
る。

【０００５】本発明の要旨は、複数の個別的な弁を統合
して１つのコンパクトな多モード弁を形成し、この多モ
ード弁を長い弁箱の中に設け、この弁箱では操作素子が
１つの機能軸線の上に位置する。この配置の利点は、す
べての所望の切換モードの数を少なくすることなく弁箱
を小型かつ軽量に形成できることにある。

【０００６】本発明の多モード弁の重要な構成要素は、
異なる直径を有する２つのピストン領域を有する軸方向
に可動な差動ピストンである。ピストン領域内で得られ
る圧力作用面は、差動ピストンに作用するばねと共働す
るように形成されている、すなわちこの圧力作用面は、
本装置が圧力無しの状態である場合には差動ピストンが
機械的ストッパに当接するように、そして、所定圧力値
を越えると初めて差動ピストンが、シリンダの入動作室
を圧力導管から分離するマッシュルームシートバルブを
開放位置に保持するように、前記ばねと共働するように
形成されている。

【０００７】マッシュルームシートバルブの差動は、例
えば差動ピストンの右側に設けられている凸子を介して
行われる。差動ピストンの他方の側には組合せ形減衰及
びスイッチング素子が設けられ、この減衰及びスイッチ
ング素子を用いて始動動作及びその他の動作モードへの
切換えが可能である。熱膨張リリーフモードへ切換える
場合及び保守モードへ切換える場合、凸子を弁箱の中へ
突出させ、このようにして凸子を、前述のスイッチング
素子の端面と共働させる。

【０００８】主要構成要素すなわち差動ピストンが常に
軸方向に可動であることを保証するために、凸子の結合
部は有利には玉継手として形成される。これにより、構
成素子のちの１つが傾斜して差動ピストンに横方向力が
印加されるのを防止できる。

【０００９】本発明の有利な実施例では、オーバーフロ
ー室の中の半径方向凹部が、マッシュルームシートバル
ブのためにも差動ピストンのためにも機械的ストッパと
して作用する。これより、最悪の場合にはマッシュルー
ムシートバルブは過負荷される。これを防止するには例
えば、圧力室の中に差動ピストンのための別個の機械的
ストッパが形成され、このストッパは差動ピストンが、
凸子によりマッシュルームシートバルブが前述の半径方
向凹部に押しつけられる前にストッパに当接するように
形成される。

【００１０】

【実施例】次に本発明を実施例に基づき図を用いて詳細
に説明する。

【００１１】図１は、例えば供給圧Ｐ_S＞１５０バール
の通常モードを満足する本発明の多モード弁１を示す。
供給圧接続管ＰＰの中で圧力が８バールを越えると差動
ピストンＢ１が右方へ動き、図示されていないバイパス
エッジを閉鎖し、その際、バイパスは導管Ｐ₄をＰ₅に
接続する。供給圧管ＰＰから液圧流体が流出して、室領
域３の中の軸方向孔２を貫流する。室領域３は、ブシュ
４及び差動ピストンＢ１により形成されている。ブシュ
４及びその半径方向孔５及び対向して位置する半径方向
孔６を介して、導管Ｐ１への接続が形成される。圧力は
面Ａ２及びＡ３に作用し、面Ａ２及びＡ３は、この面に
作用する力の和が、対応するばね力Ｆ_F2及びＦ_F3の和に
比して大きいように形成されている。

【００１２】差動ピストンＢ１を右方へ移動することに
より、凸子８によりマッシュルームシートバルブ(mushr
oom seat valve) Ｅ１をばね力Ｆ_F3に抗して開放し、こ
れにより最終的にマッシュルームシートバルブは半径方
向凹部に当接する。右側の圧力室Ｐ６とオーバーフロー
室Ｐ７との間の接続は、マッシュルームシートバルブＥ
１の中の軸方向孔１０により形成される。

【００１３】Ｐ_S＞１５０バルブの前述のこの動作状態
ではマッシュルームシートバルブＥ１は常に開放された
ままであり、この開放状態は、いかなる制御パルスがＥ
ＨＳＶに供給されたかには無関係に続く。差動シリンダ
１１の入動作及び出動作は、ＥＨＳＶに相応の制御パル
スを供給することにより可能である。

【００１４】（図示のように）入動作命令が発生された
場合、供給圧導管ＰＰはＰ１及びＥＨＳＶ及び導管Ｐ４
を介して容積部Ｐ６及びＰ７に接続され、ひいては導管
Ｐ３を介して入動作室１２に接続されている。これに対
して出動作室１３は、Ｐ及びＥＨＳＶ及びＰ５を介して
帰路ＰＲに接続されている。これに対して出動作命令が
発生された場合、ＥＨＳＶは、下部に図示されている４
角形に切換り、従ってＰＰがＰ２を介して出動作室１３
に接続される。これにより入動作室１２は、Ｐ３，Ｐ
７，Ｐ６，Ｐ４及びＥＨＳＶを介して帰路ＰＲに接続さ
れている。

【００１５】図２は、例えば８５バールと１５０バール
との間の領域内の低下したシステム圧力における状態を
示す。添付の図は原理的に同一であるので、同一部分は
同一の参照番号により示されている。

【００１６】このようなシステム圧力の低下は、ポンプ
及びポンプ装置が、所定圧力を完全には発生しない場合
には常に発生する。１５０バールより低いとマッシュル
ームシートバルブＥ１は閉成され、これにより差動シリ
ンダ１１の出動作が、外部負荷により阻止される。例と
して述べたこの圧力領域においては差動シリンダＢ１が
右方へ更に動くのは確かであるが、しかし圧力は、マッ
シュルームシートバルブＥ１を開放するには十分でな
い。凸子８は、マッシュルームシートバルブＥ１のマッ
シュルーム部の僅か手前で停止している。その際、ＥＨ
ＳＶは入動作位置に（図示のように）切換えられる。

【００１７】ＥＨＳＶが出動作位置に切換えられると
（図３参照）、出動作する差動シリンダ１１により導管
Ｐ３及びオーバーフロー室Ｐ７の中の圧力が上昇する。
上昇した圧力は、圧力制限ピストンＤ１にも作用し、圧
力制限ピストンＤ１は、凸子１４を介して差動ピストン
Ｂ１を右方へ移動させる。このように差動ピストンＢ１
が右方へ移動すると、差動ピストンＢ１の凸子８がマッ
シュルームシートバルブＥ１を開放する。これにより孔
１０を介してＰ７からＰ６への接続が形成され、更に、
Ｐ４，ＥＨＳＶ，Ｐ５を介して帰路ＰＲへの接続も形成
される。このように切換えられた接続により、圧力が低
い場合でも差動シリンダ１１の完全な出動作が、外部負
荷がこのような完全な出動作を許容する場合には行われ
る。

【００１８】図４は、熱膨張リリーフモードを示す。こ
のモードは、航空機が着陸しており、従って供給圧ＰＰ
も帰路圧力ＰＲも０バールである場合にのみ発生する。
翼面に太陽光が照射し、これにより差動シリンダ１１及
び導管Ｐ３及びオーバーフロー室Ｐ７の温度が上昇する
ので、制御導管の中の圧力が上昇する。Ｐ３／Ｐ７の中
の圧力が例えば２６０バール等の特定の圧力になると、
圧力制限ピストンＤ１が右方へ移動される。その際、ス
イッチング素子１５は差動ピストンＢ１のリング間隙の
中に移動される。このように移動されてスイッチング素
子１５がストッパに当接すると、ただちに差動ピストン
Ｂ１が右方へ移動され、従って凸子８を介してマッシュ
ルームシートバルブＥ１が開放される。その際、差面
（Ａ１−Ａ４、ただしＡ１＞Ａ４）に起因する圧力は、
ばね力Ｆ_F2及びＦ_F3に抗して作用する。

【００１９】導管Ｐ２は、マッシュルームシートバルブ
及びＰ５を介して帰路ＰＲに接続されている。同様に導
管Ｐ３も、Ｐ７，Ｐ６，Ｐ４，マッシュルームシートバ
ルブを介してＰ１に接続されている。Ｐ１から帰路ＰＲ
への接続は、孔６及びオーバーフローチャネル１６及び
傾斜走行孔１７を介して形成される。

【００２０】図５には保守モードが示されている。この
モードではスポイラは、例えば２５０Ｎ等の僅かな力で
自由に上方及び下方へ動かすことができる。このために
多モード弁１は、外部のてこ機構により所定位置に移動
される。外部のてこ機構はカム７を動かし、カム７は、
差動ピストンＢ１にスイッチング素子１５を介して作用
する。その際、差動ピストンＢ１は、半径方向凹部９ま
で移動され、これによりマッシュルームシートバルブＥ
１が開放される。このように差動ピストンＢ１が移動す
ると、次の接続が形成される。すなわち、容積部Ｐ２及
びＰ３は、ＥＨＳＶを介して帰路ＰＲに接続される。供
給圧導管ＰＰはブロッキングされ、従ってＰ１への接続
は無く、スポイラは、マッシュルームシートバルブへの
相応の制御パルスの供給無しには作動できない。このよ
うにして、意図しない作動による傷害の危険が防止され
る。

【００２１】図６は、液圧供給の故障の後又は電気制御
信号の故障の後の多モード弁１の位置を示す。両方の場
合にＥＨＳＶは、バイアス位置とも呼称される静止モー
ドに切換えられる。これは、ＥＨＳＶに取付けられてい
る戻し部材を介して行われ、この場合には戻し部材はば
ね１９である。差動シリンダ１１が入動作する間、マッ
シュルームシートバルブＥ１は開放されており、Ｐ２
は、ＥＨＳＶを介してＰ５に接続されている。しかし、
図１に関連して説明したように付加的に、図示されてい
ないバイパスを介してＰ５からＰ４への接続が形成され
ており、ひいてはＰ５からＰ３への接続が形成されてい
る。

【００２２】帰路ＰＲへの接続は、逆止め弁１８を介し
て行われ、逆止め弁１８を介して過剰量が流出できる。
有利にはこの逆止め弁１８は８バールにバイアスされて
いる。圧力平衡が達成されると、ただちにマッシュルー
ムシートバルブＥ１は、ばね力Ｆ_F3により助けられて閉
成される。供給管ＰＰの中には圧力が印加されていない
ので、差動ピストンＢ１は、ばね力Ｆ_F2により圧力制限
ピストンＤ１の凸子１４における左側のストッパまで移
動される。

【００２３】マッシュルームシートバルブＥ１が閉成さ
れているので、差動シリンダ１１の出動作は、前述のよ
うに外部負荷により阻止される。帰路ＰＲ及び供給圧管
ＰＰの中の図示されていない逆止め弁は、液圧装置の中
への空気の侵入を阻止する。

【００２４】電気的故障が発生した場合、ＥＨＳＶは静
止モード（バイアス位置）に切換えられる。正常な電気
信号が再び形成されると、ＥＨＳＶはその元の動作モー
ドに切換えられる。故障通報信号が発生されると、この
故障通報信号は飛行管理コンピュータに入力され、ＥＨ
ＳＶへの電流供給が停止される。電流供給の停止により
ＥＨＳＶは、ばねによりその静止モードをとり、液圧の
完全な損失の場合と同様に動作する、すなわち、差動シ
リンダ１１は、入動作して、相応の位置に保持される。

【図面の簡単な説明】

【図１】Ｐ_S＞１５０バールの通常モードでの多モード
弁のブロック回路図である。

【図２】Ｐ_S＜１５０バールの減少されたシステム圧力
での多モード弁のブロック回路図である。

【図３】図２と同様であるが出動作位置のブロック回路
図である。

【図４】熱膨張リリーフモードのすなわち熱膨張リリー
フ弁としての多モード弁のブロック回路図である。

【図５】保守モードの多モード弁のブロック回路図であ
る。

【図６】液圧供給に故障発生の際又は電気制御信号に故
障発生の際の多モード弁のブロック回路図である。

【符号の説明】

ＰＰ供給圧接続管，ＰＲ戻し接続管，Ｐ１ＥＨＳＶにおける圧力導管，Ｐ２サーボ駆動装置の出動作室へのＥＨＳＶの接続導
管，Ｐ３サーボ駆動装置の入動作室からオーバーフロー室
Ｐ７及び圧力制限ピストンＤ１のシリンダケーシングへ
の接続導管，Ｐ４ＥＨＳＶから多モード弁の圧力室Ｐ６への接続導
管，Ｐ５ＥＨＳＶから戻し接続管Ｒへの接続導管，Ｐ６多モード弁の右側の圧力室，Ｐ７オーバーフロー室，ＥＨＳＶ電気・液圧サーボ弁，Ｅ１マッシュルームシートバルブ，Ｂ１差動ピストン，Ｄ１圧力制限ピストン，Ｆ_F1，Ｆ_F2，Ｆ_F3 異なるばねのばね力，Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４，Ａ５圧力作用を有する面，１多モード弁，２孔，３室領域，４ブシュ，５孔，６孔，７カム，８凸子，９凹部，１０孔，１１差動シリンダ，１２入動作室，１３出動作室，１４凸子，１５スイッチング素子，１６オーバーフローチャネル，１７孔，１８逆止め弁。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】高圧差動シリンダと、これに液圧的に接
続されケーシングの中に配置されている弁組合せとを具
備し、前記弁組合せは、戻し部材を有する電気・液圧サ
ーボ弁と、前記サーボ駆動装置の異なる動作モードを制
御する別の個別的な弁とを有する液圧装置において、前
記個別的な弁が、コンパクトな多モード弁（１）として
統合されて、長い弁箱の中に配置され、前記弁箱に取付
けられている接続管（Ｐ１，Ｐ４，Ｐ５）を介してサー
ボ弁（ＥＨＳＶ）と差動シリンダ（１１）とに接続さ
れ、前記多モード弁（１）の操作素子（１５，Ｂ１，Ｅ
１，Ｄ１）は、１つの機能軸線の上に位置することを特
徴とする液圧装置。
【請求項２】上記弁組合せと電気・液圧サーボ弁と制
御用の３つの弁とそれらの機能が上記多モード弁（１）
に統合されていることを特徴とする請求項１に記載の液
圧装置。
【請求項３】弁箱の中に中心位置に、横方向力が働か
ず軸方向で可動な差動ピストン（Ｂ１）が配置され、前
記差動ピストン（Ｂ１）は複数の制御エッジを有しかつ
一方の側に凸子（８）を有し、前記凸子（８）はばね力
（Ｆ_F3）が印加されているマッシュルームシートバルブ
（Ｅ１）と共働し、前記差動ピストン（Ｂ１）の他方の
側には、減衰及びスイッチング組合せ素子（１５）が配
置され、前記組合せ形減衰及びスイッチング素子（１
５）の端面領域は軸方向で可動であり前記弁箱の中に突
出している圧力制限ピストン（Ｄ１）と共働し、前記差
動ピストン（Ｂ１）の前記圧力作用面と前記差動ピスト
ン（Ｂ１）に作用する戻しばね（Ｆ_F2）は液圧装置が圧
力無しのモードである場合には前記差動ピストン（Ｂ
１）がストッパに当接し、所定圧力値より大きくなると
初めて前記差動ピストン（Ｂ１）がマッシュルームシー
トバルブ（Ｅ１）を開放位置に保持するように互いに適
合調整されていることを特徴とする請求項１又は請求項
２に記載の液圧装置。
【請求項４】差動ピストン（Ｂ１）が異なる直径を有
する２つのピストン領域の間に中間領域を有し、前記中
間領域は前記差動ピストン（Ｂ１）の軸方向位置とは無
関係に常に戻し接続管（ＰＲ）に接続していることを特
徴とする請求項３に記載の液圧装置。
【請求項５】減衰及びスイッチング素子（１５）が帽
子状のブシュ（４）として形成され、前記ブシュ（４）
は差動ピストン（Ｂ１）の中に設けられているリング状
スリットの中でばね力（Ｆ_F1）に抗して軸方向に移動可
能でありさらに前記ブシュ（４）は外部のリング状凹部
と少なくとも１つの半径方向孔（５）とを外側領域内に
有し、前記孔（５）は前記差動ピストン（Ｂ１）の中に
配置されている対応する孔（６）と共働し、前記差動ピ
ストン（Ｂ１）が完全に入動作を行った状態では圧力導
管（Ｐ１）と戻し接続管（ＰＲ）との間の接続が形成さ
れ、前記接続は部分的に出動作を行った状態で中断さ
れ、前記差動ピストン（Ｂ１）が完全に出動作を行った
状態では圧力供給管（ＰＰ）から圧力導管（Ｐ１）への
接続が形成され、前記ブシュ（４）の端面領域内では少
なくとも１つの軸方向孔（２）が設けられ、前記ブシュ
（４）の縁は制御エッジとして動作し、圧力制限ピスト
ン（Ｄ１）はストッパを形成することを特徴とする請求
項３に記載の液圧装置。
【請求項６】圧力制限ピストン（Ｄ１）が弁箱に面し
ている側で凸子（１４）を有し、ピストン部材が弁箱に
取付けられているシリンダケーシングの中で案内され、
前記ピストン部材と前記凸子（１４）との間にリングフ
ランジが設けられ、前記リングフランジは差動ピストン
（Ｂ１）が完全に入動作を行った状態では弁箱の端面に
当接し、前記シリンダケーシングは導管（Ｐ３）を介し
て前記差動シリンダ（１１）の入動作室（１２）に接続
されていることを特徴とする請求項３から請求項５のう
ちのいずれか１つの請求項に記載の液圧装置。
【請求項７】ピストン部材にピストン棒が取付けら
れ、前記ピストン棒の端面はシリンダケーシングの中に
設けられているカム状のスイッチング素子（７）と共働
することを特徴とする請求項６に記載の液圧装置。
【請求項８】マッシュルームシートバルブ（Ｅ１）が
多モード弁（１）の右側の圧力室（Ｐ６）を差動シリン
ダ（１１）の入動作室（１２）に導管（Ｐ３）を介して
接続されているオーバーフロー室（Ｐ７）から分離し、
差動ピストン（Ｂ１）の凸子（８）が開口を貫通して座
部領域の中で延在でき、開放状態ではマッシュルームシ
ートバルブ（Ｅ１）のマッシュルーム部がオーバーフロ
ー室（Ｐ７）の領域内で弁箱の半径方向凹部（９）に当
接することを特徴とする請求項３に記載の液圧装置。