JPS60260702A - 油圧作動器システム - 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】 技術分野 本発明は油圧作動器システム、一層詳細には、平行に接
続された多重作動器を使用する油圧作動器システムに係
る。

背景技術 油圧作動器、特に航空機の操縦翼面のような被作動装置
を位置決めするのに使用される油圧作動器はしばしば対
として使用され、一つの対の各作動器が独立に装置を位
置決めすることができ、それにより作動器の一つによる
制御が他方の作動器が故障しても保証されている。作動
器の対は単一の作動器では被作動装置を動かすのに十分
な力が得られない場合にも必要とされる。何れの場合に
も、作動器の出力の間の不釣合いが最小化されることが
重要である。換言すれば、作動器の行程は均一でな【プ
ればならない。作動器が平行に並置されて剛固に結合さ
れている場合には、作動器出力の不釣合いの結果として
、システム内の作動器の負荷分担が不同となり、全体と
して作動器システムの横方向の振れが生ずる。不同の負
荷分担は、負荷の大きい方の部分を支える作動器に過大
な応力を生じさせ、またシステムの横方向の振れは有用
な仕事に寄与しない形態で作動器に機械的負荷をかける
だけでなく、シリンダ内で作動器ピストンのパインディ
ングを生じさせ、それにより作動器の信頼性及び使用寿
命に不利な影響を与える。

大抵、剛固に結合された油圧作動器の間の出力の不同は
その加圧の不同に起因している。典型的に、システムの
各作動器の加圧は、作動器ピストンの一方の側に加圧さ
れた作動油を選択的に与え、他方に於て、反対側から作
動油を排出する制御弁により制御されている。作動器は
通常、その運動によって弁が作動器のその後の加圧及び
排出を遮断するように弁に機械的に結合されている。作
動　、、１史器システムが航空機の操縦翼面を操作する
場合、　′このような制御弁は非常に＾い圧力ゲインを
有する。即ち、弁の一定の僅かな変化によって作動器の
加圧、従ってまた作動器の出力に非常に大ぎな変化が生
ずる。実際、このような制御弁のゲインは一対の作動器
の一方が伸張方向に加圧され、他方が後退方向に加圧さ
れるように反対方向に加圧するのに十分に高い値である
ことが多い。その結果、作動器は作動器システムの出力
に有用な寄与をしない形態で負荷され、入力信号への作
動器応答を阻害する。何故ならば、作動器出力は有用な
仕事を行う以前に制御弁の誤設定を補正しなければなら
ないからである。従来、多重作動器システムに平衡した
動作をさせるために種々の方法が用いられてきた。一つ
の方法は゛圧力同期化システム°′と呼ばれる方法であ
り、制御弁による作動器加圧の不同を補償するために追
加的な油圧制御装置の使用を含んでいる。米国特許第、
４，２３１゜２８４号による方法では、作動器の対に、
作動器の加圧を等しくするように制御弁を再調節するた
め作動器の対の横方向の振れに応じて横方向に変形する
単一のフィードバックレバーを使用する特５− 殊なリンケージが設けられている。このような方法は圧
力同期化システムよりも優れてはいるが、単一のフィー
ドバックレバーは、作動器への冗長的フィードバックが
必要とされる場合には不適当である。更に、上記の米国
特許による方法では、正しい動作のためにリンケージの
実質的な横方向負荷及び変形が許容されなければならな
い。このような負荷及び（又は）変形が許容され得ない
場合には、−上記米国特許によるシステムに代わる方法
が望まれる。従って、制御弁による作動器の加圧を平衡
させる精度を向上するべく常に努力されてきた。

発明の開示 本発明の目的は剛固に結合された平衡な油圧作動器の改
良されたシステムを提供することである。

本発明の他の目的は、使用されている作動器の出力の均
等性の向上を特徴とする油圧作動器システムを提供する
ことである。

本発明の別の目的は、作動器とその加圧を制御する弁と
の間のフィードバックに冗長性を有する６− 油圧作動器システムを提供することである。

本発明の他の目的は、作動器の不平衡な動作若しくは作
動器から制御弁への機械的フィードバックの信号の供給
に起因するシステムの横方向負荷が最小化されている油
圧作動器システムを提供することである。

本発明の別の目的は動作精度の向上及び構造の簡単化を
特徴とする油圧作動器システムを提供することである。

前記及び他の目的は、本発明によれば、油圧作動器シス
テム内に一対の剛固に結合された平行な油圧作動器の各
々に、作動器からそれと組合されている制御弁へ機械的
フィードバック信号を独立に与えるほぼ長手方向に向け
られた別個のフィードバックレバーが設けられており、
それによって制御弁が作動器の間の不平衡を最小化し且
作動器及びそれと組合されているリンケージの横方向負
荷を減するように調節される油圧作動器システムにより
達成される。リンケージの横方向の負荷が減ぜられてい
るので、組合されている作動器から制御弁に与えられる
フィードバック信号の精度が高められる。更に、独立な
フィードバックレバーが使用されているので、フィード
バックリンクージの一方の動作不能が他方のリンケージ
、作動器又は１ｌｉｌＪＩＩＩ弁の動作に不利に影響し
ない。好ましい実施例では、フィードバックレバーはそ
の横方向に間隔をおいた隣接する端部で作動器ピストン
棒の端部に揺動可能に結合されている。フィードバック
ピストン棒の両端部は作動器シリンダに揺動可能に取付
けられた一対の別個の中間レバーに結合されている。入
力リンケージも中間レバーに結合されており、また制御
弁をそれに機械的入力信号を与えるための手段と結合し
ている。中間レバーにはそれから内方に延びる一対の相
互係合腕が設けられており、これらの腕が作動器リンケ
ージを強化している。これらの腕の自由端は相互間の運
動を許すため互にピンで止められていてよい。

発明を実施するための最良の形態 図面を参照すると、全体として参照符＠１０を付されて
いる油圧作動器システムは一対の平行な並置された油圧
作動器１５及び２０を含んでいる。

説明、の目的で、第３図、第５図及び第７図に最もよく
示されているように、各作動器は往復運動可能なピスト
ン２５及び連結棒３０を包囲する油圧シリンダを含んで
おり、連結棒は作動器出力部材を含んでいるものとする
。両独圧シリンダは鋳造又は鍛造とそれに続く機械加工
とにより単一の構成要素として一体に形成されてよく、
又はこのような方法により別々に形成されて、ボルト結
合部３５等により一体に結合されていてよい。作動器対
の端部４０は開口を有する耳部を含んでおり、それによ
り作動器システムは例えば適当な寸法のクレビスコネク
タ（図示せず）により取付けられている。連結棒３０の
自由端は横方向に間隔をおいた直立腕４７を有する第二
の耳部４５により結合されている。作動器システム１０
が操作する装置は耳部４５でシステムに結合されている
。

作動器１５及び２０の機能は通常のようにシリンダの（
第５図、第３図及び第７図で見て）左端の排出と共にシ
リンダの右端の加圧を行い、ビス−〇− トン棒及び耳部４５が外方に運動するＪ：うに作動器を
伸長させることである。同様に、シリンダの右端の排出
と共にシリンダの左端の加圧を行うことにより、作動器
は後退し、それによりピストン棒及び耳部４５は内方に
運動する。作動器１５及び２０の加圧及び排出はそれぞ
れ制御弁５０及び５５により制御されており、各制御弁
は、入口６５、排出口６７及び出ロア０及び７５を設け
られたハウジング６０内に滑動可能に受入れられている
スプール５７を含んでいる。出ロア０は導管８０により
作動器１５及び２０の左端（外端）と連通しており、ま
た制御弁の出ロア５は導管８５を通じて作動器１５及び
２０の反対側の端部と連通している。第１図及び第２図
中に示されているように、弁ハウジングは作動器シリン
ダと一体に形成されていてよいが、このことは本発明の
一部を成すものではない。

制御弁スプールの対応する端部は、参照符号１００を付
されている箇所で作動器シリンダに揺動可能に取付けら
れているリンク９５の中央部分に１０− 揺動可能に結合されているクレビス９０内で終端してい
る。リンク９５の反対側の端部は、リンク１１０に揺動
可能に結合しているクレビス１０５内で終端している。

図示されているように、リンク１１０は長さの調節が可
能であり、各リンクはターンバックル１９５を設けてら
れおり、またリンク９５を入力リンケージ１１７と結合
している。

入力リンケージ１１７は、例えば破線１２５により示さ
れているリンケージにより作動器システムへの機械的入
力信号を与えられる直立腕１２０を含む単一の多重腕レ
バーを含んでいる。腕１２０はその下側部分で、クレビ
ス１３５及び一体に下方に延びている腕１４０内で終端
する一体の横方向腕１３０で終端している。腕１４０は
、リンク１１０に揺動可能に結合しているクレビス１４
５内で終端している。クレビス１３５は摩擦防止軸受１
５２で中間リンケージ１５０に揺動可能に結合しており
、中間リンケージは一対の中間レバー１５５を含んでい
る。入力リンケージ１１７のハウジング部分１５７内に
受入れられているビン１５６は、中間レバーに対して相
対的な揺動を制限することによりリンケージ１１７の入
力行稈を制限するべく中間レバー１５５を通じて緩く延
びている。各中間レバーは参照符号１６０を付されてい
る箇所でシリンダのそれぞれ一つに揺動可能に取付けら
れており、また内方に延びている斜めの腕１６５を設け
られている。腕１６５は、中間リンケージに横方向強疫
を与えるべく、参照符号１６７を付されている箇所でピ
ン結合又は他の仕方で揺動可能に結合されている。シリ
ンダへの中間腕の結合と腕１６５の闇の揺動可能な結合
１６７とは同軸である。中間レバー１５５はその上側部
分で、第−及び第二の横方向に間隔をおいた別個のフィ
ードバックレバー１８０及び１８５を有する揺動結合部
１７５で終端しており、フィードバックレバーの反対側
の端部は耳部４５上の直立腕４７に揺動可能に結合され
ている。

説明の目的で作動器システム１０が平衡状態に　・、（
留まるものとすると、システムの作動の仕方は下記の通
りである。第３図及び第４図を参照すると、機械的入力
信号はリンケージ１２５により入力リンケージ１１７に
与えられる。この機械的入力信号は入力リンケージ１１
７をその結合部の周りにクレビス１３５に於ける中間リ
ンケージ１５０と共に回転させる。このような回転は調
節可能なリンク１１０を軸線方向に動かし、それにより
リンク９５をその結合部１００の周りに回転させ、また
制御弁スプールの位置を調節する。第３図中に示されて
いる位置からの制御弁スプールの位置の調節は作動器１
５及び２０の対応する端部内の圧力を増大させ、また排
出により反対側の端部内の圧力を減少させ、それにより
被作動装置を動かすべくピストン棒３０、従ってまた耳
部４５の運動を生じさせる。このような運動はフィード
バックレバー１８０及び１８５を引き、又は押し、それ
により中間レバー１５５をその結合部の周りに作動器シ
リンダと共に回転させ、また入力リンケージ１１７をそ
の結合部の周りにレバー１２５と共に揺動させる。この
ような入力リンケージの運動は制御弁を再位置決めする
べくリンク１１０及び１３− リンク９５を動かし、それにより制御弁を第３図内に示
されている零位置にもたらし、連結棒２５及び３０の所
要の運動が達成された時、導管８０及び８５を通じての
シリンダの加圧又は排出を阻止する。

前記のように、製造上の許容差に起因して、作動器の間
の力（出力）の不釣合いが生ずることは避けられない。

作動器の出力の不釣合い又は力の不釣合いは第５図乃至
第８図中に示されている。

前記のように、ここに示されているような作動器システ
ム内の出力の不釣合いは作動器の加圧の不同の結果であ
る。このようなシステム内の平衡な作動器の間の力の不
釣合いは、説明の目的で、作動器の間の出力の不釣合い
の極端な場合として見られ得る。さもなければ零位置に
ある作動器対の力の不釣合いは、制御弁がそれらの零位
置から誤調節されており作動器の反対側の端部の加圧及
び排出を行う時に生ずる。ｙＡ言すれば、作動器の一つ
の一方の端部が加圧され、他方の作動器の対応する端部
が排出される。このような状況が第６図１４− 中に示されており、弁５５のスプールがその零位置から
誤調節されており、シリンダ２０の左端の加圧及びその
右端の排出を行っている。同様に、制御弁５０がその零
位置から誤調節されており、作動器１５の加圧及びその
左端の排出を行っている。作動器のこのような反対側の
加圧の結果、矢印２００（第５図）により示されている
モーメントが作動器システムに加えられ、システム全体
を図示されているように撓ませる。同様に、零位置から
の弁５５及び６０の反対側の誤調節は作動器を逆に加圧
し、システムに第７図中の矢印２０５の方向にモーメン
トを加え、それにより第８図中に示されているようにシ
ステムを撓ませる。第６図及び第８図中に示されている
システムの撓みは図示及び説明の目的で誇張されている
。

従来の圧力同期化システムのようなシステムでは、加圧
及びシステム出りを均等に保つために変形可能なフィー
ドバックリンケージが使用されてきた。本発明では、こ
のような従来のシステムの前記の欠点が、独立の、はぼ
長手方向に延びており、横方向に間隔をおかれた別個の
フィードバックレバー１８０及び１８５を設けることに
より回避されている。第５図及び第６図を参照すると、
第６図中に示されているようにシステムが撓んでいる条
件のもとで、システム結合点に対してフィードバックレ
バー１８０はほぼ長手方向に左方に押されており、他方
フィードバックレバー１８５は長手方向に右方に引かれ
ている。このような運動は中間レバーを反対方向に揺動
させ、それにより入力リンケージ１１７のリンク９５及
び１１０及び腕１４０を通じて中間レバーへの弁の結合
によって制御弁５５及び６０を再調節する。このような
調節は左方への制御弁５０の弁要素の運動と右方への制
御弁５５の弁要素の運動とにより示されている。その結
果、制御弁は第５図中に示されているように決定され、
加圧された作動器端部の圧力を減少させ、排出された作
動器端部の圧力を増大させ、それにより作動器の間の力
の不釣合いを最小化して、システムの撓みを減する。シ
ステムの撓みは第７図及び第８図中に示されている条件
のもとて同様に最小化される。

独立の、横方向に間隔をおいた別個のフィードバックレ
バーの使用により、不釣合いの設定状態からの制御弁の
再調節が、並置された圧力同期化システム無しに、また
作動器システム内に使用されているリンケージの横方向
の変形無しに達成され、作動の１１度及び再現性が＾め
られることは理解されよう。更に、独立のフィードバッ
クレバーは、単一の横方向に変形可能なフィードバック
リンケージを使用する従来のシステムには無かった冗長
性を有するシステムを提供する。中間腕の反対方向の回
転はシステムの長手方向軸線に対して平行な平面内で入
力リンケージの僅かな揺動を生じさせるが、このような
揺動は大きさが僅かであり、入力リンケージへの中間腕
の結合部に於ける摩擦防止軸受により容易に順応される
。同様に、フィードバックレバーと耳部４５との間の結
合部及びフィードバックレバーと中間リンケージとの間
の結合部に摩擦防止軸受が設けられていれば、システム
の長手方向軸線に対して平行な平面内の１７− これらの部材の間の揺動は順応される。リンケージの横
方向の変形は本発明によるシステムの作動に必要とされ
ないが、システムはフィードバックレバーによる制御弁
の再調節以前に若干の横方向負荷を受ける。このような
負荷に対してリンケージを強化するため、中間レバー１
５５から出ている鋺１６５が圧縮し合って相互係合して
おり、このような負荷によってこれらのシステム構成要
素に実質的な変形が生じないようにしている。腕の間の
ビン結合部が、フィードバックレバーの反対向きの長手
方向運動に起因する中間腕の反対向ぎの揺動により生ず
る鋺の間の相対的揺動を許している。しかし、中間腕の
間のこのような揺動は、腕のビン結合部の同軸配置と作
動器システムへの主中間レバーの結合部１６０とにＪ：
り最小に保たれている。この揺動は、腕１６５の相互結
合が可動接点軸受を必要とせずに簡単なビンにより行わ
れ得るような僅かな大きさである。

本発明の特定の実施例を説明し図示してきたが、本発明
の範囲内で種々の変形が可能であることは１８− 理解されよう。例えば、特定の揺動結合部及び構成要素
の形状を示してきたが、他の等価な揺動結合部及び構成
要素形状が用いられる得ることは理解されよう。このよ
うな変形は、特許請求の範囲に記載されている本発明の
範囲内にあるものとする。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の作動器システムの側面図である。 第２図は作動器システムを上から見た平面図である。 第３図は作動器システムの斜視図であり、システムが平
衡している状態で作動器とそれに組合されている制御弁
との間の流体結合の詳細を示している。 第４図は第３図中に示されている作動器及びフィードバ
ックリンケージを上から見た簡単化した平面図である。 第５図は第３図と同様の斜視図であり、但しシステムが
不平衡な状態にあり、システム内に使用されている油圧
制御弁へのフィードバックにより補正されている状態を
示す図である。 第６図は第５図中に示されている作動器及びフィードバ
ックリンケージを上から見た簡１１１化した平面図であ
る。 第７図は第５図と同様の斜視図であり、但しシステムが
反対方向に不平衡の状態にあり、油圧制御弁へのフィー
ドバックにより補正されている状態を示している。 第８図は第７図中に示されている作動器及びフィードバ
ックリンケージを上から見た簡単化した平面図である。 １０・・・油圧作動器システム、１５．２０・・・油圧
作動器、２５・・・ピストン、３０・・・連結棒、３５
・・・ボルト結合部、４０・・・作動器対の端部、４５
・・・耳部、４７・・・腕、５０．５５・・・制御弁、
５７・・・スプール、６０・・・ハウジング、６５・・
・入口、６７・・・排出口、７０．７５・・・出０．９
０・・・クレビス、９５　・、（（ ・・・リンク、１０５・・・クレビス、１１０・・・リ
ンク。 １２０．１３０・・・腕、１３５・・・クレビス、１４
０・・・腕、１５０・・・中間リンケージ、１５２・・
・摩擦防止軸受、１５５・・・中間レバー、１５６・・
・ピン、１５７・・・ハウジング部分、１６５・・・腕
、１６７．１７０・・・揺動結合部、１８０．１８５・
・・フィードバックレバー 特許出願人　］ナイテツド・チクノロシーズ・コーポレ
イション 代　理　人　弁　理　士　明　石　昌　毅２１−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 それぞれ他方の作動器のシリンダに剛固に結合されたシ
   リンダと、シリンダに対して往復して変位可能であり且
   他方の作動器の出力部材（９０）に剛固に結合された出
   力部材（３０）とを有する一対の平行な油圧作動器（１
   ０，２０＞を含んでいる油圧作動器システムであって、
   更に、それぞれ組合されている作動器（１０，２０）の
   加圧を制御する一対の制御弁（５０，５５）と、中間リ
   ンケージ（１５０）と、 前記中間リンケージ上を運動するべく前記制御弁（５０
   ，５５）及び前記中間リンケージ（１５０）に結合され
   ており、前記制御弁（５０，５５）の各々に入力信号を
   同時に与えるべく構成された入力リンケージ（１１７）
   と、 前記出力部材（３０，３０）の運動に応答して前記中間
   リンケージ（１５０）及び入力リンケージ（１１７）に
   より前記制御弁（５０，５５）にフィードバック信号を
   与えるため前記出力部材（３０，３０）及び前記中間リ
   ンケージ（１５０）に結合されたフィードバックリンケ
   ージとを含んでいる油圧作動器システムに於て、 前記中間リンケージ（１５０）がそれぞれ前記第−及び
   第二の作動器（１０１２０）に揺動可能に取付けられた
   第−及び第二の独立に運動可能な別個の中間レバーを含
   んでおり、 前記フィードバックリンケージがそれぞれ前記第−及び
   第二の中間レバー（１５５，１５５）の双方と前記出力
   部材とに揺動可能に結合された第−及び第二の横方向に
   間隔をおいた別個のフィードバックレバー（１８０，１
   ８５）を含んでおり、それにより、前記の結合された出
   力部材（３０，３０）に長手方向の変位を生ぜしめる前
   記作動器システムの不平衡な動作が、高められた精度及
   び予測可能性及び減ぜられたリンケージ応力をもって前
   記制御弁（５０，５５）に前記フィードバック信号を独
   立に冗長的に与えるため前記フィードバックレバー（１
   ８０，１８５）に互に他方に対して独立な長手方向変位
   を生ぜしめることを特徴とする油圧作動器システム。