JPS58178049A - 流体機械的動力駆動ユニツト - 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】 この発明は、ユ吐出量コ方向性の油圧ウオーブラー制御
型多ピストン駆動ユニットのための制御装置に関する。

作動装置、特に逆スラスト装置を対象とした作動装置に
おいて、油圧動力の消費は、λつの別々のパラメーター
により支配される。第１のパラメーターは、支持すべき
荷重、第コのパラメーターは荷重を操作する速度である
。多くの環境Ｉこおいてこれら一つのパラメーターは同
時には起こらない。典型的な従来技術による作動装置（
まその性質上最大荷重および最大速度で装置が操作され
るよう設計されτいる。この従来技術の方式は、作動装
置に要求される動力を著しく増大させ、それにより第１
の問題が提起される。

従来の作動装置の第コの問題は、装置の操作中に油圧弁
を横切って油圧損失が起こることであり、この油圧損失
は、駆動装置、通常は多ピストン油圧モーターに油流が
入る時に弁を横切る圧力降下に基づく熱の形の動力損失
を惹起する０ 従来技術の典型的な第３の問題は、作動装置中のモータ
ーやその他の部材に過大な応力を生ずることなく負荷作
動時に油圧モーターの方向を逆転することであり、これ
は通常は油圧モーターのボートの圧力を変える切換弁に
よって行われる。

この発明に最も近い従来技術例は、本出願人の米国特許
第名／９／、０９弘号および第名コ／（４０Ａ４号明細
書に示されている。

米国特詐第名／９／、０９ダ号明細書では、ストウ位置
とデプロイ位置との間において操作され得る航空エンジ
ンの逆スラスト装置の操作用の動力駆動ユニットに向け
られている。モーターの吐出し量を制御するために可変
に位置決め可能なウオーブラーを有する二方向性油圧モ
ーターが設けられている。制御装置はどちらかの方向に
モーターを通る圧油流を生ずるための弁を備えている。

制御シリンダー詔よびピストンは最大吐出し量状態また
は最小吐出し量状態或はその中間の位置にモーターをセ
ットするためにウオーブラーに連結されている。サーボ
弁は、制御シリンダー中のピストン位置を設定するため
に用いられ、可変容積型ピストンはサーボ弁にサーボ弁
位置決めのためＩこ連結されている。差動ピストンはど
ちらの操作方向においても、モーターを横切る圧力降下
に応答する。

米国特許第名λ１０，０４４号明細書も、米国特許第名
１０１０９’１号明細書と同じ用途に用いられる動力駆
動ユニットを教えている。これら２つの動力駆動ユニッ
トの基本モーター構造は同一であり、制御構造も同一で
、どちらの方向にもモーターを通る圧油の流れを生ずる
弁を備えている。ピストンを備えた制御シリンダーは、
モーター吐出し量可変手段に連結してあり、制御シリン
ダーに選択的に圧油を供給して吐出し量可変装置を第コ
吐出し量設定に移動させるための第１弁と、モーターを
通る圧油の容積および方向を制御するための第２弁とが
設けられている。

最後に、モーターの操作に応答して第２弁の位置を制御
するフィードバック機構に関連して、第１弁および第２
弁に枢着された制御リンクを含む、該第１弁および第２
弁の運動を相関させる制御手段が設けられている。

この発明は上述の各米国特許と同様の環境に用いられる
動力駆動ユニットヲ教えるものであるが、これらの米国
特許のように機械的フィードバックおよび方向制御弁を
要する複雑な動力駆動ユニットを必要とせずに高速デプ
ロイおよび低速ストウを実現する。明らかなように、こ
の発明には、上述の各米国特許のようにサーボ制御弁並
びに他の多くの制御機構は用いられていない。

この発明は、より特定的には、逆スラスト装置に二方向
駆動を与えるための動力駆動ユニットの制御装置を対象
とする。動力駆動ユニットは、モーターのピストンに結
合された流体供給配管および流体返送配管を備えたλ方
向町変容積型多ピストン油圧モーターを含み、高速デプ
ロイサイクルおよび低速ストウサイクルを備えている。

制御装置は、モーターｌこ結合されたモーター制御ユニ
ットヲ有し、モーター制御ユニットは制御入力番こ応答
してモーターを高速デプロイサイクルに入らしめ、モー
ター制御ユニットは、制御入力の除去と同時に、低速ス
トウザイクルに復帰する。低速ストウサイクルへの復帰
に伴って、ピストンへの流体の供給および排出の相対圧
力を変更しないモーターの方向の変化が起こり、モータ
ーへの圧油供給源からの圧油の供給は不断ｌこ維持され
る。

従って、この発明の主な目的は、低速操作モードｆこつ
いて必要とされる値よりもトルク要求が低い高速操作モ
ードの間に油圧モーターがそのウオーブラーの特定の吐
出し量位ｉｉを利用して消費動力を最小とするようにし
た、動力駆動ユニットにおける多吐出し量油圧モーター
を提供することにある。

この発明の別の目的は、方向制御弁の代りにオーバーセ
ンターのウオーブラーを油圧モーターの方向制御のため
に利用することにある。

この発明の別の目的は、ウオーブラーの位置が外力に依
存しないようにした動力駆動ユニットのウオーブラー制
御される可変容積型モーターを提供することにある。

この発明の別の目的は、方向制御弁を除去し、返送圧力
が常に反対側のポートから来るようにして、モーターの
特定の−のボートにのみ供給圧力を与えることにより、
動力駆動ユニットが逆転を受ける時の過渡的な圧力スパ
イクを最小とすることにある。

この発明の更に別の目的は、方向制御弁を除去したこと
の結果として、動力駆動ユニットの効率を改善し、圧油
を回転する多ピストン油圧モーターに直接流入させるこ
とにより方向制御ピストンに関連する圧力損失を回避す
ることにある。

これらの目的を達成するための、逆スラスト装置に二方
向性動力を与える動力駆動ユニットのための制御装置が
、この発明ｔこより提供される。動力駆動ユニツｌ−は
上述したように高速デプロイサイクルおよび低速ストウ
サイクルを有し、ウオーブラーの形式の吐出し量可変ユ
ニットを備えたλ方向性コ吐出し量多ピストン油圧モー
ターを有している。

ウオーブラーを中立位置から移動させてモーターの作動
を逆転するための機械的ユニットがウオーブラーに結合
されている。圧油供給源がモーターに結合してあり、ピ
ストンを備えた油圧機械ユニットはウオーブラーと圧油
源とにそれぞれ連結されている。

油圧機械ユニットはＩＩＩ御入力に応答して、低モータ
ー吐出し量−高速位置を要求するデプロイサイクルを開
始させるように、次に高モーター吐出量−低速位置を要
求するストウサイクルを開始させるように、ウオーブラ
ーを位置決めする。この操作により、モーターへの圧油
の供給を不断に維持しながら、モーターのピストンへの
相対圧力を変更することなく、モーターの方向が変更さ
れる。

この発明のその他の目的および利点は、添付図面を参照
とした以下の説明によって一層明らかとなるであろう。

図面において、全体を符号／ｌにより示した動力駆動ユ
ニットは、回動自在な軸／コにより逆スラスト装置ｉｏ
＜詳細は図示しない）に連結されている。回動自在な軸
／２は、ウオーブラーにより制御される、コ吐出し量−
コ方向可変容積油圧モーターにより、ａつのうちどちら
の方向にも駆動される。この油圧モーターは全体を符号
／３により示し、図示した形式では。

軸方向ピストンモーターである。尚該技術において周知
のよう【こ、軸方向ピストンモーターは、出力軸１７に
連結されたシリンダーブロック／６中の一連の長手方向
の内孔中に支持された一連のピストン／ダを備えている
。既知の設計のブレーキ／ｌは図示したように出力軸１
７と回動自在な軸／コと逆スラスト装置１０との間に配
設されている。ブレーキ／ｌは供給配管コクａ、コクｂ
　中の圧力が減少した時に出力軸／りおよび回動可能な
軸／コを基底位置とする圧力解除ブレーキである。手動
による圧力解除装置も配設してあり、符号４！りにより
示されている。回動可能な軸／２は逆スラスト装置ｌθ
の図示しない歯車装量と噛合う歯車／Ｓを備えている。

油圧モーター１３の一部分をなす弁ブロック／デは、与
圧された流体を油圧モーター１３に導くための供給ポー
トコ／を備えている。

油圧モーター１３の吐出し量は、ピストンＩＱの行程の
変更によって変更される。これは種々の角度に設定可能
なウオーブラー２３の位置決めによって行い得る。図で
はウオーブラーコＪは「デプロイ」位置と呼ばれる実線
位置にて示され、破線位置（符号−ダにより示す）はス
トウ位置と呼ばれる。デプロイ位置とストウ位置との間
にはＯｏの中立位置ないし中心位量がある。この形式の
油圧モーターに熟達した人ならば、ウオーブラーコ３が
中立位１１ヲ通り移動した場合、もちろん供給ポートコ
／の供給圧力と返送ポー）２２の返送圧力とが保持され
ることを条件として、出力軸、２７の逆転が生じること
を理解できよう。

ここで、既知の作動系統の場合、消費される油圧動力が
荷重および作動装置の操作速度に依存し、従来のかかる
作動装置がその設計により最大荷重および最大速度にお
いて上述したように操作される。この形式の操作は作動
装置の動力需要を著しく増大させる。本発明は、油圧モ
ーターのデプロイサイクル及びストウサイクルについて
油圧モーターの異なる吐出し量を与えることにより、作
動装置によって要求される動力を減少させようとするも
のである。デプロイサイクルとストウサイクルとは、低
吐出し量−高操作速度および高吐出し量−低操作速度に
それぞれ対応している。

デプロイサイクルにおいては、油圧モーターから必要と
されるトルクは、ストウ方向において必要とされるトル
クよりも少く、またデプロイに必要な時間はストウに必
要な時間よりも著しく少い。従って、固足吐出しｔを使
用した場合、トルクは、ストウ荷重に適合した大きさと
し、また最大流量の計算に用いられるモーター速度はデ
プロイサイクルを基準として定めねばならないため、デ
プロイの間の流量は異常に高くなり、またストウ時間は
所望以上Ｉこ早くなり、航空機の油圧系統の負担を大き
くする０この発明に従ってコ吐出し量の油圧モーターを
使用すると、デプロイサイクルについては最小トルクレ
ベルと高速度すなわち高ｒ、ｐ、ｍ、で、またストウサ
イクルについては高トルクレベルと低速度すなわち低ｒ
、ｐ、ｍ、で油圧モーターを設計することが可能ｔこな
る。

ウオーブラ−２３の運動は、一端がウオーブラーコ３に
一体的に固着されると共に玉継手３６によりピストンロ
ッド３ｑに機械的に連結されたウオーブラー制御アーム
３７によって制御される。ピストンロッド３’ｌに一体
に運動するように固着されたピストン３３は、ウオーブ
ラー２３により制御されるピストンユニット３１の弁ハ
ウジング３コ中に摺動運動するように取付けられている
。ピストン３３の運動は、ピストン３３の右面に及ぼさ
れる流体圧力およびらせんばね３ｇにより及ぼされる力
の関数として制御される。ウオーブラー２３により制御
されるピストンユニット３１は、デプロインレノイド弁
２ｇを経て、配管２乙の形の流体供給手段に、供給配管
２’／、、２７．コアａを介し油圧結合されている。２
５は供給配管、２を中のフィルタースクリーン、５１は
返送配管の形状の流体返送手段である。

ウオーブラ−２３がデプロイ位置とストウ位置との間に
おいて角度を変える際に、ピストン／４（を負荷する圧
力が方向逆転のために弁ブロックｌ？の一側から他側に
変更されることなく、ピストン／４’上にとどまってい
ることにより、油圧モーター１３の方向の逆転はスムー
スに行われる。ウォーブラー角度が中立位置からどちら
かの方向に変わった場合、トルク変化の方向のみが変更
され、従来技術による方向制御弁の場合のように、ピス
トンに働く軸方向力の方向は変更されない。このトルク
変更はスムースに行われ、中間行程逆転に際し逆スラス
ト装置にダイナミックに生じ得る方向逆転の間に、全部
のモーター要素に対する応力レベルを低下させる。

圧力により油圧モーター１３のボートが変更されないの
で、油圧モーター１３が方向変更の通報を受けた場合、
弁の開閉に関連した圧力スパイクは、油圧逆スラスト装
置にも航空機の油圧系統にも発生しない。

デプロイソレノイド弁コｊは単段弁ばね型であり、閉位
置すなわちストウ位置に圧力負荷されている。ソレノイ
ドＳＯを励磁すると、供給配管コロから圧力がウオーブ
ラー制御されるピストンユニット３１に供給される。ブ
ロックにより示した分離弁コＯは、供給配管２６と返送
配管５１との間に連結されている。分離弁−〇は普通の
型式のもので、ソレノイド駆動されるパイロット段と、
スプール弁段とから成っている。ウオーブラー制御され
るピストン３３はらせんはね３ｇによりストウ位置に偏
倚されている。

ウオーブラーコ３およびその制御アーム３７は、出力軸
１７の中心線ｉｓ’の下方にある点軌跡の回りに枢動す
るように取付けられている。

ウオーブラーａ３はこの枢動取付けにより、ピストン／
４’に本来存在する流体圧力の結果として、ストウ位置
の方に流体機械的に偏倚される傾向を示すことになる。

ソレノイドＳＯの上述した励磁の結果として供給圧力が
ソレノイド弁、２ｇを介しピストン３３に伝達され、ピ
ストン３３はピストンロッド３ｔ１玉継手３６および制
御アーム３７を介して、輪郭のみ示したデプロイ止め部
材３Ｓに対しウオーブラーコ３を位置決めする。

排出流量制御弁６７は返送配管Ｓ／、ｌ、０の間に介在
されている。制御弁６１は油圧モーター／Ｓの速度を制
御するもので、既知の構造を有し、流体は配管６０から
オリフィスＡ２を通りカップ状の弁部材６Ｓに流れる。

弁部材６Ｓは返送配管５／と連通ずる固定ケーシングボ
ート６ダと連通するボート６３を有している。オリフィ
ス６Ｓはその両側に圧力降下を生じさせ、成る流速を超
過したところで差圧が弁部材６５を左行させばねｔ６を
圧縮するに足りる大きさとなるため、排出流量がボート
６３．Ａ４’により制限される。このために返送配管ｓ
ｉ、ｔｏを通る最大流速が制御される。

次に、上述した作動装置の作用について説明する。作動
装置は、逆スラスト装置１０のデプロイサイクルに入る
ために、図示しないリード線によりソレノイド弁２ｔの
ソレノイドＳＯに電気信号が供給されるように設計され
ている。

ソレノイド５０が励磁されると、供給配管コロからの与
圧された供給流体は供給配管ユ’７．．２？を経てピス
トンユニット３／のピストン３３の右側に供給される。

ピストン３３は、ピストン３３の右面に働く供給圧力に
より左行し、ウオーブラー２３および制御アーム３りは
／θ０位置（図示したデプロイ位置）に移動する。この
発明の実用的な例において、これは、モーター１回転当
り約コ、デ、２ｃｙｎ”（０，／　７１立方インチ）の
吐出し量に相当する。この発明が適用される商業的環境
において、この吐出し量は、デプロイ位相において必要
とされる動力にとって最適であることがわかっている。

ウオーブラー、２３がデプロイ位置にある時には、モー
ター／３は、ｑ４Ｉｏ。

ｒ、ｐ、ｍの設計速度に加速され、逆スラスト装置に至
る軸／’／、／、ｔを駆動する。成る実用例では、／、
７５秒以内に？０チデプロイ位置になり、装置の稼動は
この速度で続けられ、やがて図示しない止め部と接触し
たところで油圧モーター／３が停動する。この発明のコ
吐出し電油圧モーターの低回転慣性により、作動装置の
フィードバック或いはリギングは不要１こなる〇逆スラ
スト装置をストウにするには、単にソレノイド弁−ｇの
ソレノイド５０への上記電気信号を除去すればよく、ピ
ストン３３を偏倚させるばね３ｇはそれによりピストン
ロッド３ダ、玉継手３６および制御アーム３りを経てウ
オーブラー２ダを＋／ダ０位置、すなわち油圧モーター
／３の／回転当り！、／　ＯｃＩＬ３（０，コｊ立方イ
ンチ）の吐出し量位置にする。デプロイ負荷に比べて典
型的には３０％大きい負荷に抗して逆スラスト装置をス
トウにするには、より大きな吐出し量が必要になる。ス
トウ負荷とデプロイ負荷との間のこの差異は、ストウサ
イクルの間油圧モーターの吐出し量要求を高くすること
の必要性を表わしている。

ウオーブラーコ３がボート２ノ、ココの与圧状態におい
て００８越えて吐出し量角度を切換える時に、方向の逆
転が非常にスムースに行われる。

モーター出力は、モーター／３中の流体継手が方向を逆
転する際に、はぼ完全な正弦波曲線に従い、モーター１
３はλ、Ａ？秒間で４，７００　ｒ、ｐ、ｍ。

に加速され、逆スラスト装置をデＯ％ストウにする。残
りの７０％の行程は、デプロイサイクルと同様に、最初
のデθチとほぼ同じ速度で行われるが、ストウ方向では
アクチュエーターは止め部に突当ることはなく、その代
りに可変形シールに対して逆スラスト装置を駆動する。

アクチュエーター、逆スラスト装置および可変形シール
（ば当該技術において周知であるため図示されていない
。

上記シールは前方へのスラストの間ファンカウルの空気
力学的有効性を保ち、飛行時の振動の間擦過を防止する
作動装置の残留負荷のための手段を形成する。この残留
負荷は分離弁、２０の閉弁時に適用されるブレーキ／ざ
によって装置中に保持される。

作動装置を取付ける際の作動装置の各軸のプレトルキン
グ６４１従来の作動装置の場合のよう（コＯ） ｌこ必要ではない。それは作動装置の最初の作動サイク
ルの後に、モーターを止め部まで駆動してブレーキを適
用しトルクを保持することにより、チェックアウトの間
に、航空機の油圧系統によってこの機能を行い得るから
である。この残留トルクを解消するためｌこ動力駆動ユ
ニット／／に手動ブレーキ解除装置ｌＩ弘が配設しであ
るため、修理が必要な場合に、作動装置の種々の軸を除
去することができる。

上述したように排出流量制御弁６／によって速度を制御
する。デプロイ速度とストウ速度とが異なるのは、油圧
モーターの一つの異なる吐出し量と、その結果としての
、両方向において異ならない油圧モーターのトルク／速
度特性の結果である。

この発明は上述した実施例のほかにもいろいろと変形し
て実施でき、上述した特定の構成は単なる例に過ぎず、
本発明を限定するものではない。

【図面の簡単な説明】

図面は成る部材を垂直縦断面により示した動力駆動ユニ
ットの略配列図である。 符号の説明 ／３・・油圧モーター、１７・・出力軸、コ３・・ウォ
ーブラー、２ｇ・・ソレノイド弁、３／・・ピストンユ
ニット。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｌ　動力出力の方向制御と共に、低速度で作動している
   時のモーターの高吐出し童と、高速度で作動している時
   のモーターの低吐出し量とを許容すると共に、動力駆動
   ユニットのモーター出力軸の逆作動を与え、モーターへ
   の圧油供給を、操作時の外部弁を横切る油圧損失なしに
   不断に維持するようにした、油圧ウオーブラー制御され
   るコ吐出し量コ方向性多ピストンモーター駆動ユニット
   の制御装置において、 上記ウオーブラーを中立位置から移動させて上記モータ
   ー出力軸の上記逆作動を与えるために、上記ウオーブラ
   ーに連結された機械的手段と、 該機械的手段に結合され上記圧油供給に流体結合された
   制御手段と、 を有し、該制御手段は制御入力に応答して、上記ウオー
   ブラーを低モーター吐出量−高速度位置に、そして該高
   速度位置から高モーター吐出量−低速度位置とし、上記
   モーターへの圧油供給を不断に維持しながら、上記モー
   ターのピストンへの相対圧力を変えることなくモーター
   の方向を変化させることを特徴とする制御装置。 ユ　高速度デプロイサイクルと低速度ストウサイクルと
   を有し、逆スラスト装置にλ方向駆動を与える動力駆動
   ユニットのための制御装置において、 吐出し蓋可変手段を備えたコ方向性可変容積型多ピスト
   ン油圧モーターと、 上記吐出し量可変手段に連結され、該吐出し量可変手段
   を中立位置から移動させて上記モーターを逆作動させる
   機械的手段と、上記モーターに連結された圧油供給手段
   と、上記可変吐出し貴装置及び上記圧油供給手段に連結
   された流体機械的制御手段と、を有し、上記流体機械的
   制御手段は制御人力ｔと応答して上記吐出し量可変装置
   を、低モーター吐出し一高速度位１を要求する上記デプ
   ロイサイクルに、更に該デプロイサイクルから、高モー
   ター吐出し量−低速度位置を要求する上記ストウサイク
   ルに位置決めすることにより、上記モーターへの上記圧
   油供給を不断に維持しながら上記モーターの各ピストン
   への相対圧力を変えることなくモータ一方向を変更する
   ことを特徴とする制御装置。 ３　ピストンに結合された流体供給手段と流体返送手段
   とを備えたユ方向可変容積型多ピストン油圧モーターを
   含み高速デプロイサイクル及び低速ストウサイクルを有
   する被動装置に二方向駆動を与える動力駆動ユニットの
   ための制御装置であって、 上記モーターに結合されたモーター制御手段があり、該
   モーター制御手段は制御入力に応答して上記モーターを
   上記高速デプロイサイクル入らしめると共に、上記制御
   入力の除去ζこ際して上記モーターを上記低速ストウザ
   イクルに復帰せしめ、この低速ストウサイクルへの復帰
   が、上記ピストンへの圧油の供給及び返送の相対圧力を
   変えることなく、モーターの方向の変更を併い、その間
   上記圧油供給の供給手段から上記モーターへの圧油の供
   給が不断に保たれることを特徴とする制御装＃０