JPS6316605B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は一般的には流体サーボ装置、詳細には
重複型液圧サーボ装置用の故障検知器に関するも
のである。

サーボ装置の如き流体制御装置は多目的に使わ
れ、その用途の１つは例えば航空機の飛行操縦翼
面の位置調整をすることにある。この用途では、
例えば電気液圧型の、複数の同形のサーボ作動器
を含む重複型サーボ装置はサーボ作動器の１つが
故障した場合に出力装置の適切な位置制御を保証
せしめるために使うことができる。好適にはかか
るサーボ装置は二重構造又は重複構造とし、２個
以上の同形のサーボ作動器を備える。これらのサ
ーボ作動器は同時に作動して、又は択一的に作動
して操縦翼面を位置調整し、１個のサーボ作動器
が故障したり、停止した場合でも他のサーボ作動
器が独立して機能を果して、操縦を継続できるよ
うになす。こうして航空機の機械的信頼性を増
す。かかる複数のサーボ作動器は連続的同時的に
又は交互に作動することができ、慣例の電子制御
装置を用いて、作動モードを選択したり、夫々の
サーボ作動器の附勢、正規運転及び遮断を制御す
ることができる。

多重チヤンネル型サーボ装置の電気的及び液圧
的部分の状態は連続運転に基づいていて決めるべ
きである。種々の形式の電子モニターが前記電気
的部分をモニターするのに用いられる。本発明は
サーボ装置、特に重複型サーボ装置の液圧または
その他の作動流体の故障を検知することを目的と
する。

米国特許第3987702号は本発明に関連する先行
技術であるが、これに記載した装置では、液圧作
動器の電気液圧式制御装置は複数の並列接続した
EHV（電気液圧弁）を備える。複数のEHVの
各々からくる同一信号の出力ポート（以下能動ポ
ート又は能動出力ポートと称し、そこからくる能
動流体信号出力は出力装置に仕事をする効果をも
つものとする）は制御スプール出力装置の一側の
並列接続していて、全サーボ装置のための液圧流
体の供給圧力に抗して前記出力装置の位置調整を
制御するようになす。この米国特許の装置では、
１つのEHVの両方の液圧出力信号がお互いに対
して変化しそれ故EHVの状態、即ち故障がある
かないかということは、出力装置に直接に作用し
ないいわゆる受動出力をモニターすることによつ
て検出される。しかし、前記米国特許の装置では
故障検知は感知スプールの反対向きのランド部に
与えられるEHVからの能動流体出力信号の直接
的な位置比較により行われる。

正確に並列接続したEHVをモニターするに過
ぎないかかる故障検知機構は、受動液圧出力信号
に対する流体系の圧力の変化に応答せず、そして
特に入力圧力が低いときには比較的遅く作用す
る。又、サーボ装置の作動性の検査は複雑であ
り、その理由は感知スプールは常態では圧力がオ
ンのときはモニターした圧力により、又は圧力が
オフのときはばねにより中立位置にバランスさせ
られているからである。更に、望ましくない一時
的故障が起こるが、これは必要な故障圧力差を検
知し続いて多重型サーボ装置のうちの１つを遮断
することが遅れることに起因する。

本発明によれば、多重チヤンネル型サーボ装置
の状態は改良された比較技術によつてモニターさ
れる。２つのEHVの各々が入力ポート、能動出
力ポート及び受動出力ポートをもちかつ入力と
夫々の出力間の流体流量は送られてくる電気流体
制御信号によつて決定される如くなつている如き
２つのEHVは並列的に附勢され、作動をするよ
うに電気的にかつ流体的に接続される。しかし、
これらのEHVの能動出力ポートは反対符号をも
つものとし、同じ電気信号入力に応答してかかる
ポートのうちの１つに入る流体流量が増し、一方
他方のポートへ入る流体流量は減少するようにな
つている。従つて各EHVはサーボ作動器の別々
のチヤンネルを表すものである。第一のEHVに
連通した能動出力ポートは出力装置に接続してい
てこれを一方向へ動かすようになし、又第二の
EHVに連通した能動出力ポートも又前記出力装
置に接続されていて、これを互いに反対方向へ動
かすようになしている。EHVの２つの夫々の受
動出力ポートは故障検知器へ結合した受動の、即
ち出力装置に仕事をしない液圧流体出力信号C′を
送るように結合されている。それ故これらの受動
出力ポートは又反対符号に応答するものであつ
て、結合受動信号C′は普通は比較的一定に保た
れ、EHVが適切に作動しているときに、入力液
圧流体圧力に従つてのみ変化するようになつてい
る。

本発明の１つの特色はかかる結合受動信号の圧
力を液圧流体供給信号（以下、供給信号と称す）
の圧力及び液圧戻り流体信号（以下、戻り信号と
称す）の圧力と比較することにある。このように
構成することにより故障検知系の検査は簡単にな
る。その理由は比較故障検知器の感知スプールは
故障検知系の遮断弁が除勢されたときハードオー
バー位置（hard−over position）へ押しやられ
てEHVへの供給信号流量を切るからである。

本発明の今１つの特色はかかる結合受動信号の
圧力をEHVからの夫々の能動出力信号C₁及びC₂
と比較することにある。この場合、検査位置は故
障検知系の遮断弁が除勢されたとき故障を表示す
る。

両構成例では、止め付きばねが例えば慣例の線
形可変差動変圧器（LVDT）により、故障表示
を得るために最小圧力差又は力差を表す限界力レ
ベルを与える。更に、本発明の別の特色によれ
ば、故障検知器は、故障状態を感知したとき、１
つの故障高圧能動出力信号を１つのEHVから他
のEHVの能動出力ラインにバイパスさせ、これ
により該サーボ装置中の一時的故障
（transients）を最少となしかつ従来のEHVサー
ボ装置に必要とされたバイパス弁操作の必要性を
排除する。

本発明の故障検知器は特に重複型液圧サーボ装
置即ちサーボ作動装置に有用である。その理由は
それはサーボ作動装置又はこれによつて制御され
る出力装置の動的性能に影響しないからである。
更にこの検出器は複雑でなく、比較的安価であ
り、同時に効果に信頼性がある。又結合受動信号
C′の比較的一定の圧力を他のサーボ作動装置の信
号と比較するため本発明の故障検知器は例えば前
記米国特許の検知器よりも作用が迅速になる。

本発明の主目的はEHVの如きサーボ弁の故障
を検知し、更にその電気的表示を提供することに
ある。

本発明の今１つの目的は多重チヤンネル型サー
ボ装置即ちサーボ作動装置の故障−閉鎖される遮
断弁を提供することにある。

他の目的は多重チヤンネル型サーボ装置の
EHV故障を即座に検知すること、これによりか
かるサーボ装置の動的性能に影響を与えることの
ない検知を供することにある。

更に他の目的はサーボ作動装置中の故障検知器
の検査を簡単にすることにある。

更に他の目的はサーボ作動装置中の一時的故障
を減少させかつEHV中の過度の故障圧力を扱う
バイパス弁操作の必要性を排除することにある。

本発明の今１つの主な目的は重複型サーボ作動
装置の前記特色を実現することにある。

上記目的を達成するため本発明は、出力装置を
制御するため前記出力装置に制御可能に流体を送
るための複数のサーボ弁装置を有するサーボ作動
器を含み、前記サーボ弁装置は前記出力装置に対
して相対的に反対の応答を生じ、各サーボ弁装置
は出力装置に直接連結した能動出力ポート、戻り
ラインに直接連結した戻りポート及び受動出力ポ
ートをもつており、更に前記サーボ作動器の状態
を検知するため受動出力ポートからきた受動流体
信号の結合の圧力をサーボ作動器中の少なくとも
２つの他の流体信号の圧力と同時に比較するため
の検知装置を含むことを特徴とする。

本発明によれば、各サーボ作動器２，３は一対
の普通の電気液圧型式のサーボ弁即ちEHV９，
１０をもち、これらのサーボ弁は電子制御装置５
によつて電気的に並列的に作動するよう連結され
て、反対の流体信号出力C₁，C₂を生じるように
なし、出力装置４を伸縮させる。サーボ作動器
２，３のうちの一方が故障しても他方のサーボ作
動器によつて出力装置４を位置決めすることがで
きる。それらは故障検知器１８が直ちに故障を検
知して、電子制御装置５が該サーボ装置から故障
したサーボ作動器を遮断し又は有効に離脱せしめ
るようになし、他方のサーボ作動器３が出力装置
４の動きを、何事もなかつたかのように、制御し
続けるからである。

上記の目的及びこれに関連した目的を達成する
ため、本発明は以下述べる如き特徴を有するが、
これらは本発明の実施例であつて、本発明の原理
を逸脱せずに本発明は種々に設計変更することが
可能であるのは勿論である。

第１図に示す如く、重複型多チヤンネル型サー
ボ作動装置１は２つの同形のサーボ作動器２，３
を含む。サーボ作動器２，３は１つの共通の出力
装置４に連結し、慣例の電子制御装置５により生
じる電気信号に応じて作動し、この出力装置の位
置制御を行い、この出力装置は図示しない外部装
置に出力棒６により連結していて、同様の位置制
御を行う。この外部装置は例えば航空機の飛行操
縦翼面とすることができ、又全サーボ装置中の２
つのサーボ作動器は、この航空機の機械的操作の
安全性を増す重複性を供する。従つてサーボ作動
器２，３は同時に又は択一的に作動させてこの位
置制御機能を行い、又好適には各作動器は他の作
動器と無関係にその機能を適切に発揮して、両作
動器の一方が故障及び／又は遮断されても制御が
続けられるようになす。

第１図の実施例の電気液圧型式のサーボ弁
（EHV）９，１０のうちの一方のサーボ弁
（EHV）の故障は故障検知器１８によつて検知さ
れる。この故障検知器は故障を表示する電気信号
を出す線形可変差動変圧器４６を含む。

第１図に示す種類の多重チヤンネル型サーボ作
動装置のソレノイド遮断弁２１の如き故障−閉鎖
される遮断弁は電子制御装置５によつて制御され
る。

第１図のサーボ作動器２の電気液圧型式の弁即
ちEHV９，１０のうちの一方の故障は故障検知
器１８によつて直ちに検知される。その際他方の
サーボ作動器３が該サーボ装置の連続作動を可能
にするため該サーボ装置の動的性能は何ら影響を
受けない。この関係はサーボ作動器３の弁が故障
したと仮定した逆の場合にも成立する。

第１図に示す故障検知器１８はサーボ作動器の
動作を正確にモニターする能力があるかどうかを
チエツクされる。これは電気液圧型式の両方の弁
９，１０へ行く流体圧力を阻止するためにソレノ
イド遮断弁２１を除勢することによつて行われ
る。これらの弁に加わる流体圧力がない場合、故
障検知器１８に作用する供給源２０からくる供給
信号圧力は線形可変差動変圧器４６に故障状態信
号を生ぜしめる。この故障状態信号を電子制御装
置５でこれを受信すれば故障検知器の動作が適切
であることが分かる。

サーボ作動器２の一時的故障は検知器１８に流
体バイパス機構を備えることによつて減らされ
る。流体バイパス機構は一方の能動出力ポート１
２の過剰の流体圧力をEHV９，１０の他方の能
動出力ポート１５を経て戻り源２５へ戻りライン
２４を通して戻ることができるようになし、その
際バイパス弁はかかる過剰な故障圧力を扱う必要
がない。

上記各特色は重複式のサーボ作動装置に与える
ことができる。それは２個以上の同形のサーボ作
動器２，３を１つの共通の出力装置４に連結して
これらのサーボ作動器を同時に又は択一的に作動
させてかかる動きを他とは無関係に制御するよう
になすことによつて行うことができる。この場合
たとえ一方のサーボ作動器が故障又は停止した
（即ち不作動化した）ときでも、制御を維持する
ことができる。

出力装置４の伸長及び収縮チヤンバ２７，３１
に行き来する流体の流れを制御するためには一対
のEHV９，１０又は８１，８２を備える必要が
ある。EHV９は流体入力ポート１１と一対の流
体出力ポート１２，１３をもつ。出力ポート１２
は伸長チヤンバ２７に連結してこの伸長チヤンバ
に行き来する流体の流れを制御せしめる。同様に
EHV１０は流体入力ポート１４と一対の出力ポ
ート１４，１５をもつ。そのうちの出力ポート１
５は収縮チヤンバ３１に連結してこの収縮チヤン
バに行き来する流体の流れを制御せしめる。

他の２個の出力ポート１３，１６は受動出力ポ
ートに結合される。これらは１個の流体圧力を供
給するために結合される。この流体圧力はサーボ
作動器２の状態を決めるべく故障検知器１８によ
つてモニターされる。

EHV９，１０は普通は実質的に同じ仕方で動
作するが、前記２個の弁の出力ポートは相対的に
逆に連結され、そして１つの制御信号が電子制御
装置５からEHV９へ送られてEHV９が例えば比
較的高い圧力を出力ポート１２に供給したとき、
同じ電気信号EHV１０をして比較的低い出力圧
力を出力ポート１５に生ぜしめる。上記と逆の関
係も成立つ。他方の２個の出力ポート１３，１６
に生じる液体圧力は逆になる。即ち出力ポート１
２の圧力が比較的高いとき、出力ポート１３の圧
力は比較的低くなる。同時に出力ポート１５の圧
力は比較的低く、出力ポート１６の圧力は比較的
高い。更に、出力ポート１３の圧力が増すにつれ
て、出力ポート１６の圧力はそれに比例して減少
し、そして上記と逆の関係も成立つ。そのため２
個の出力ポート１３，１６からくる結合圧力は実
質的に一定を保つ。

サーボ作動器２の作動状態を決めるために、故
障検知器１８は２個の受動出力ポート１３，１６
からくる結合圧力をサーボ作動器２中の２個の他
の流体信号の圧力と比較する。第１図の実施例で
は、他の２個の流体信号は流体圧力源２０と戻り
源２５によつて与えられる。もしサーボ作動器２
に故障が起こつて例えば能動出力ポート１２に過
剰圧力が生じれば、受動出力ポート１３の圧力は
過度に低くなり、受動出力ポート１３，１６の結
合圧力の通常は一定の圧力がかなり低下する。こ
の結果検知器スプール４０は左方へ移動し、この
ためLVDT４６が電子制御装置５に送られる故
障状態信号を直ちに生じてサーボ作動器２を停止
せしめるようになす。サーボ作動器２，３は好適
には同じものであり、従つてその一方のみにつき
詳述する。

サーボ作動器２は第２図に８１，８２で概略示
す慣例のEHVの如き一対のサーボ弁又はEHV
９，１０を含み、これらは電子制御装置５により
並列的に電気附勢されるよう接続していて、反対
の流体信号出力C₁，C₂を生じるようになして、
夫々出力装置４を伸縮せしめるようになす。更に
詳細には、EHV９は入力ポート１１と、一対の
出力ポート１２，１３を慣例の如くもつが、この
場合ポート１２（以下能動出力ポートと称す）の
みを接続して、能動流体出力信号C₁を送り出力
装置４の位置を制御するようになすが、ポート１
３（以下受動出力ポートと称す）は受動流体信号
を供する。この信号はサーボ作動器２の状態を決
定するためにモニターされる。EHV１０は同様
に入力ポート１４と能動出力ポート１５と受動出
力ポート１６をもつ。ポート１５は出力装置４の
位置制御のためのその能動出力信号C₂を供すべ
く接続され、又受動出力ポート１６は結合受動出
力ライン１７で受動出力ポート１３と接続され
て、液圧モニター故障検知器１８への入力として
結合受動流体信号C′を供する。これについては後
述する。

受動出力ポート１３，１６の結合圧力を単に故
障検知器１８に連結してこれをサーボ作動器２の
２個の他の入力信号の圧力と比較してサーボ作動
器の作動状態を決めて、前記の如く２個の他のの
流体信号のように受動出力ポートの結合圧力が通
常はほぼ一定に留まるようになすことができる。
しかしもしサーボ作動器２に故障が起こつて能動
出力ポート１２又は１５の一方に過剰圧力が生じ
れば、関連した受動出力ポート１３又は１６の圧
力がかなり低下し、このため、故障検知器１８に
作用する他の２個の信号圧力が感知ピストンスプ
ール４０を左方へ移動させ、LVDT４６をして
故障状態信号を生ぜしめ、電子制御装置５がサー
ボ作動器２を停止させるようになす。

液圧流体供給信号１９（ガス流体又はその他の
流体もサーボ装置１に均等に使用することができ
る）は例えば平方インチ当り3000ポンド
（3000psi）（約210.92Kg／cm²）で慣例の供給源２
０からサーボ作動器２に供される。サーボ作動器
２が作動しているとき、即ちオンであるとき、ソ
レノイド遮断弁２１は電子制御装置５により附勢
されて、この供給信号をEHV９，１０の入力ポ
ート１１，１４へ送る。更に、電子制御装置５は
電子制御信号を夫々のEHV９，１０中の図示し
ていないトルクモータへ送り、慣例の方法でそら
せ板２２，２３を動かし、夫々の出力ポートへの
入力ポートからの液圧流体の流れを制御する。

サーボ弁９，１０は電子制御装置５に電気接続
されて、能動出力ポート１２又は１５のうちの一
方の圧力が相対的に高くなつたとき、他方の能動
出力ポート１５又は１２の圧力は相対的に低くな
る。これと逆の関係も成立する。更に各EHV９，
１０へ行く全入力圧力は実質的に同じであるた
め、この圧力は各能動出力ポート１２，１５とこ
れに関連した受動出力ポート１３，１６間に比例
的に分けられねばならない。従つてもし能動出力
ポート１２の圧力が比較的高ければ、これと関連
した受動出力ポート１３の圧力は比較的低くな
る。これと逆の関係も成立する。またもし受動出
力ポート１３の圧力が比較的低ければ、受動出力
ポート１６の圧力は比較的高くなり、そしてこれ
と逆の関係も成立する。このため受動出力ポート
１３，１６の結合出力は通常は実質的に一定に留
まる。

図示の如く、EHV９，１０は正確に電気的並
列接続となつていて、そのそらせ板は例えば所定
極性の制御信号入力に応じて同方向へ作動する
が、EHVの出力ポートは互いに反対に接続して
いる。それ故例えば１つの極性の最大値制御信号
はEHV９が最大能動流体信号C₁をその能動出力
ポート１２へ送り最少受動流体信号をその受動出
力ポート１３へ送れるようになし、一方かかる制
御信号は同様にEHV１０が最少能動流体信号C₂
をその能動出力ポート１５へ送りしかし最大受動
流体信号をその受動出力ポート１６へ送れるよう
になす。例えば１つの反対の符号をもつ制御信号
はEHV９，１０の反対の作動を生ぜしめること
になる。従つてEHV９，１０は普通は実質的に
同じ仕方で作動するがそれらの能動出力は出力装
置４を反対に作動させるように接続され、そして
ライン１７中の結合受動流体信号C′の圧力はほぼ
一定を保ち、供給源２０の圧力に正比例して変化
するようになす。

EHV９，１０の夫々の戻りポートからの１つ
の共通の戻り流ライン２４はこれを２５で示す液
圧流体の戻り源又は槽へ接続する。この戻り源２
５は例えば約85psi（約5.98Kg／cm²）に加圧され
る。

能動出力ライン２６は能動出力ポート１２を出
力装置４の制御ピストン又はスプール２９の背後
のハウジング２８内に形成した伸長チヤンバ２７
に接続し、能動出力ライン３０は能動出力ポート
１５をピストン２９の反対側のハウジング２８内
の引込チヤンバ３１に流体接続する。連結棒３２
はピストン２９をサーボ作動器３と関連した同様
のハウジング３４内の同様のピストン３３に連結
する。

ソレノイド遮断弁２１がオンにありかつEHV
９，１０が電子制御装置５により電気的に制御さ
れて、能動出力ライン３０の能動流体信号C₂よ
り大きな流量及び／又は圧力をもつ能動出力ライ
ン２６の能動流体信号C₁を生ずるとき、ピスト
ン２９は例えば伸長位置に向かつて、即ち第１図
の右方へ押圧される。このピストン移動は伸長チ
ヤンバ２７を拡大し、これにより能動流体信号
C₁の追加量を受け入れそして引込チヤンバ３１
の大きさを減少し、このチヤンバから或る量の流
体を能動出力ライン３０を通してEHV１０内へ
押込んで、ライン２４を経て戻り源２５へ戻すよ
うになす。ピストン２９を動かすためのサーボ作
動器２のかかる作動は出力棒６に連結した外部装
置のそれに対する位置制御運動を生ずる。サーボ
作動器２の同様の作動は能動流体信号C₁より大
きな量の能動流体信号C₂を生ずるように働いて、
出力棒３２，６を連結するピストン２９と外部装
置の引込み、即い左方移動を生ぜしめる。

２つのサーボ作動器２，３は好適には電気的に
共通に制御されるが、別法としてこれらは独立し
て作動することもでき、それ故外部装置の適切な
制御を保証するために有効な重複性を供するよう
になすこともできる。

サーボ作動器２の作動条件を決めるため、故障
検出器１８はライン１７中の結合受動流体信号
C₁の圧力をサーボ作動器２中の２つの他の流体
信号の圧力と比較する。詳細には、第１図の実施
例では前記他の２つの流体信号は供給源２０から
の供給信号と戻り源２５からの戻り信号である。
従つて検知器１８は感知器ピストンスプール４０
を含み、これはハウジングチヤンバ４２，４３，
４４中の夫々のモニターされた流体圧力により生
じた力に応じてハウジング４１内を動くことがで
きるものであり、又棒４５と線形可変差動変圧器
（LVDT）４６を含み、前記変圧器は棒４５によ
りスプール４０に連結していて、スプール位置、
従つてサーボ作動器２の状態信号を生ずる。この
状態信号は電気ライン４７により電気制御装置５
へ送られる。

スプール４０の正味表面積A₁はチヤンバ４２
中の流体圧力にさらされる。チヤンバ４２内の流
体圧力に応じてスプール４０上に生ずる力F₁は
該スプールを第１図で右方へ軸線方向へ押圧する
傾向を有する。同時に、供給圧力モニターライン
５０により供給源２０から供されるチヤンバ４３
中の流体圧力はスプール４０のピストン延長部５
１の直角方向にさらされた表面積A₂上に作用し
て、前記スプールを左方へ押圧する傾向を有する
F₂を生ずる。これに加えて、液圧流体戻り源２
５からの圧力モニターライン５２によりチヤンバ
４４へ供給される流体圧力は直角方向の表面積
A₃に作用し、この面積はピストン５３の横断面
積とピストン延長部５１の横断面積の差に等し
く、スプール４０上にこのスプールを左方へ押圧
する傾向を有する別の力F₃を生ずる。

止め付きばね機構５４は感知器ピストンスプー
ル４０をハウジング中の中立位置へ押圧し、感知
器ピストンスプール４０の軸線方向移動を得るた
めに前記スプールの力の差だけ超過すべき限界の
力レベルを生ずる。かかる限界の力レベルは例え
ばサーボ作動器３中の予期された圧力変動と損失
を補償する。従つて、夫々の表面積A₁，A₂，A₃
に加わる３つの力F₁，F₂及びF₃の符号付き結合
は感知器ピストンスプール４０をハウジンング４
１内で動かすためにかかる限界の力レベルを超過
しなければならない。例えば１インチ（約2.54
cm）の何分の１かの大きさ、例えば1/16インチ
（約1.59mm）の最小予定量だけのかかる移動が普
通はサーボ作動器２中の故障状態を表すものであ
り、従つてこの移動は故障状態信号として
LVDT４６により変換される。かかる故障状態
信号に応じて、電子制御装置５はソレノイド遮断
弁２１を附勢するオフ切換回路を含むことがで
き、それにより故障サーボ作動器２を不能化させ
る。しかし、感知器ピストンスプール４０上の流
体発生力の合計が止め付きばね機構５４の限界の
力レベルを越えない間は該スプールはハウジング
４１内のその中立位置に留まり、LVDT４６は
サーボ作動器２の満足すべき作動を表す状態信号
を生ずる。

止め付きばね機構５４は一対のばね５５，５６
を含み、これらのばねはハウジング４１の夫々の
壁に対して又円周止め５９により止められる夫々
の座金５７，５８に対して衝合する。棒６１によ
り感知器スプール４０に取付けた板６０は普通は
ばね５５，５６により及び／又は止め５９と整列
した中心位置でスプールに作用する流体力により
座金５７，５８間に捕捉される。流体圧力が板６
０の両側で同じとなるようにすき間が設けられて
いる。表示された符号付きの結合力がばね５５，
５６のうちの１つの限界のレベルを越えたとき、
スプール４０は動き、板６０は１つの座金に対し
て動いて、そのばねを圧縮し、他方の座金から離
れる。

検知器１８は又サーボ作動器２の一時的故障を
減少するように働く流体バイパス機構６５を含
む。バイパスライン６６は能動流体信号C₁をハ
ウジング４１内のバイパスポート６７へ接続し、
かかるバイパスポートは普通は感知器ピストンス
プール４０の２つのピストン５３，６２間のチヤ
ンバ６８と連結する。今１つのバイパスライン６
９は能動流体信号C₂を一対のバイパスポート７
０，７１と、ハウジング４１内の関連した環状部
へ接続し、前記環状部はかかるピストン５３，６
２と整列していて、普通は故障状態が検知されて
いないときはこれによつて閉塞される。

サーボ作動器２に故障がある場合、例えば
EHV９のそらせ板２２が激しく左方へ行き、能
動流体信号C₁の過剰圧力を生じそして結合受動
流体信号C′の圧力が（前述の如く通常は実質的に
一定に留まる）が実質的に減少した場合、感知器
ピストンスプール４０はその左方位置へ激しく押
しやられ、そのためチヤンバ６８は流路を供し
て、能動出力ライン２６からバイパスライン６
６、バイパスポート６７及びバイパスポート７０
を経て圧力をバイパスライン６９へ逃がす。この
重複流体圧力は次いでEHV１０の能動出力ポー
ト１５と戻りライン２４を通つて戻り源２５へ戻
されることができる。従つてかかる故障は出力装
置４には実質的に影響を与えない。その理由は
LVDT４６は普通は直ちに故障状態信号を生じ、
これが電子制御装置５をしてかかる故障の生じた
ときにサーボ作動器２を遮断せしめるからであ
る。

勿論、故障検知器１８の適切な作動をサーボ作
動器２の作動を正確にモニターできることを確か
めるために検査できることは重要である。第１図
に示す実施例については、かかる検査はEHV９，
１０の流体圧力を閉塞するためにソレノイド遮断
弁２１を故意に除勢することにより容易に行うこ
とができる。そのためにピストン延長部５５の表
面積A₂に対して作用する供給源２０からの供給
信号圧力は感知器ピストンスプール４０を激した
左方位置へ押圧する。感知器ピストンスプール４
０のかかる位置調整はLVDT４６をして状態ラ
イン４７に適切な故障状態を生ぜしめて簡単な仕
方で液圧モニターの適切な作動を表示する。

上記説明により、次のことが明らかである：サ
ーボ作動器２の正規作動中、サーボ作動器の状態
をモニターするための検知器中の受動出力信号
と、検知器１８中のかかる信号のデツドエンデイ
ング（dead ending）の使用はサーボ作動器に認
め得る程の負荷を与えないことが明らかである。
更にかかる負荷は普通は一定に保たれる。その理
由は結合受動流体信号C′は前述の如く一定に留ま
るからである。それ故、該重複型サーボ装置１の
夫々のサーボ作動器に複数のモニターを使用する
ことはサーボ装置全体を通じて均等なモニター効
果を与える。

第２図を参照すれば、第１図につき前述した出
力装置の位置制御用の重複型多チヤンネル型サー
ボ作動装置中に同様の並列型サーボ作動器（図示
せず）と共に使われる変更したサーボ作動器８０
は一対のEHV８１，８２と、ソレノイド遮断弁
８３と、液圧モニター故障検知器８４を含む。出
力ピストン８５は前記並列型の重複型サーボ作動
器と同時に又は択一的に前述の如きサーボ作動器
により制御される出力装置の一部をなす。

前述の如く電子制御装置５（第１図）により電
気的に附勢及び除勢されるソレノイド遮断弁８３
は可動スプール８６を含む。戻りライン８７は例
えば８５psi（約5.98Kg／cm²）の戻り信号圧力を入
力取付具８８に連結した液圧流体戻り源（図示せ
ず）からサーボ作動器８０へ与え、圧力ライン８
９は供給信号圧力を連結部９０に接続した液圧流
体供給源から与える。ソレノイド遮断弁８３が除
勢されると、スプール８６は戻りラインとサーボ
装置の供給ライン９１間に流体連通を生ぜしめ、
戻り信号圧力をサーボ作動器８０全体に与え、そ
してそれを有効に除勢した状態に保つ。しかし、
ソレノイド遮断弁８３が付勢されると、スプール
８６は圧力ライン８９と供給ライン９１間の連結
を与え、入力ライン９２，９３を経て加圧した液
圧流体EHV８１，８２へ供給せしめる。

EHV８１は電磁作動機構９４を含み、これは
例えば電子制御装置５により個別に又は同時に附
勢される複数のコイルを含んでいて、そらせ板又
はジエツト９５をチヤンバ９６に対して動かすよ
うになしており、又前記機構は能動出力ポート９
７と受動出力ポート９８を含んでいる。戻りライ
ン８４はEHV８１の戻り出力ポート９９に連結
する。EHV８２は構造、作用がEHV８１と同様
であり、能動出力ポート１００、受動出力ポート
１０１及び戻り出力ポート１０２を含む。従つて
EHV８１，８２は好適には前述の如く並列方式
で作動して、夫々能動及び受動流体信号を能動出
力ライン１０３，１０４及び受動出力ライン１０
５，１０６に与え、上記両ラインは結合受動出力
ライン１０７に結合受動流体信号C₁を与える。

能動出力ライン１０３，１０４は夫々の連結部
１０８，１０９でピストン８５の出力装置に連結
され、その位置制御を行う。かくしてサーボ作動
器８０が例えば前述の如く電子制御装置５により
電気的に作動されると、かかる位置制御が行われ
る。同様に液圧モニター故障検知器８４はサーボ
作動器８０の状態をモニターする。

第２図の実施例では、故障検知器８４は結合受
動流体信号C′の圧力を夫々の能動流体信号C₁及
びC₂の圧力の何分の１かの量と比較する。

故障検知器８４は夫々のチヤンバ１１２，１１
３，１１４を中に形成しているハウジング１１１
内を可動の感知器ピストンスプール１１０を含
む。上記の如く、チヤンバ１１２内の結合受動流
体信号C′の圧力はピストン１１５及び感知器ピス
トンスプール１１０と関連した板１１６の正味表
面積A₄に作用し、上記スプールを第２図で右方
へ軸線方向に押圧する傾向を有する力を与える。
同時に、能動流体信号C₁の圧力はライン１０３
を経てチヤンバ１１３へ与えられ、スプール１１
０を左方へ押圧する傾向を与えるピストン１１５
の正味表面積A₅に作用し、ライン１０４中の能
動流体信号C₂はスプール１１０のピストン１１
６のさらされた表面積A₆に作用し、このスプー
ルを左方へ押圧する傾向を与える。

第２図に示す好適実施例では表面積A₅は表面
積A₆に等しく、上記２つの合計は表面積A₄に等
しい。この好都合な関係が可能である理由は
EHVが好適には並列反対関係で作動して、能動
出力信号C₁とC₂の圧力の合計が結合受動信号
C′の圧力に等しくなるからである。上記の如く、
スプール１１０上の圧力発生力の符号付きの合計
がゼロに等しいとき、スプールは止め付きばね装
置１２０により中立位置に保たれ、前記装置は又
限界の力レベルを与える。スプール１１０上の力
の符号付き合計値が前記限界力レベルを越える
と、スプール１１０はハウジング１１１内で軸線
方向に動き、この移動はLVDT１２１により感
知され、このLVDTは連結棒１２２によりスプ
ールに連結しており、従つて上記の如く故障状態
信号を発生する。この故障状態信号は電子制御装
置５によりサーボ作動器８０を遮断するために、
及び／又は前述の如くサーボ作動器８０と協働し
て全重複型サーボ装置中に連結された同様のサー
ボ作動器を始動させるために用いることができ
る。

液圧モニター故障検知器８４の作動性を検査す
るため、検査ピストン１２５がハウジング１１１
内に軸線方向に可動に設けられる。圧力ライン８
９は図示していない液圧流体供給源から直接に供
給信号圧力を供給し、連結部９０からチヤンバ１
２６へ、検査ピストン１２５の表面積A₇へ供給
し、このピストンを左方向へ押圧する傾向を与
え、同時に供給ライン９１とソレノイド遮断弁８
３からの供給信号圧力はチヤンバ１２７へ送られ
て、検査ピストンの表面積A₈に作用せしめて、
このピストンを右方向へ押圧する傾向を与える。
正味表面積A₈は正味表面積A₇より大きい。それ
故ソレノイド遮断弁８３が附勢されそして適切な
流体圧力が圧力ライン８９と供給ライン９１の
各々内にある間は、検査ピストン１２５は第２図
中に示した右方位置に留まつている。しかし、供
給信号圧力を供給ライン９１から除去するためソ
レノイド遮断弁８３を除勢したとき、ライン８９
とチヤンバ１２６中の圧力は検査ピストン１２５
を左方へ動かし、次いで感知器ピストンスプール
１１０を止め付きばね装置１２０の力に抗して左
方へ動かす。そのためLVDT１２１はかかる検
査中に故障状態信号を発生する。

サーボ作動器８０は出力装置を重複制御するた
め第１図に示す系統図に於けると同様に、共通の
出力装置の夫々の制御ピストンに連結した重複型
多チヤンネル型サーボ作動装置中の１つ又はそれ
以上の追加のかかるサーボ作動器と共に使用する
ことができる。更に、サーボ作動器８０中の液圧
モニター故障検知装置の特別の利点はたとえ能動
及び受動流体信号の温度が極端に低い温度にあつ
ても比較的正確なモニター機能を与える能力が比
較的等しく留まつて該サーボ装置が温度依存性を
有しないという点にある。

第二実施例は幾つかの点で第一実施例と異な
る。第一に、第一実施例では他の２個の流体信号
は供給源２０からくる供給信号と戻り源２５から
くる戻り信号のものであるが、第二実施例におい
ては他の２個の流体信号は夫々の能動流体信号
C₁とC₂の圧力である。夫々の作動器流体信号C₁
とＣの圧力を使うことができる理由は第二実施例
のサーボ弁８１，８２は並列かつ逆の関係で動作
するため、受動出力ポート９８，１００の結合圧
力のように能動出力信号C₁とC₂の圧力の合計が
通常は実質的に一定に留まるからである。

更に第二実施例は故障検知器８４の作動をチエ
ツクするのに使用する検査ピストン１２５を含む
第二実施例のソレノイド遮断弁８３が附勢されて
適切な流体圧力が圧力ライン８９と供給ライン９
１内に存在する限り、検査ピストン１２５は第２
図に示す右側位置に留まる。しかし供給ライン９
１から供給信号圧力を除去するためにソレノイド
遮断弁８３を除勢したとき圧力ライン８９とチヤ
ンバ１２６内の圧力は検査ピストン１２５を左方
へ進め、次いで感知器ピストンスプール１１０を
ばね装置１２０の力に抗して左方へ進め、そのた
めLVDT１２１がこの検査中に故障状態信号を
生じる。

【図面の簡単な説明】

第１図は故障検知器を含む重複型多チヤンネル
型サーボ作動装置の概略の流体及び電気回路図、
第２図は故障検知器の今１つの実施例を含む変更
した重複型サーボ装置の１つのサーボ作動部分の
概略流体回路図である。 １……重複型多チヤンネル型サーボ作動装置、
２，３……サーボ作動器、４……出力装置、５…
…電子制御装置、９，１０……サーボ弁、１１，
１４……入力ポート、１２，１３……出力ポー
ト、１５……能動出力ポート、１６……受動出力
ポート、１７……結合受動出力、１８……液圧モ
ニター故障検知器、１９……液圧流体供給信号、
２１……ソレノイド遮断弁、２５……戻り源、２
６……能動出力ライン、２８……ハウジング、２
９……スプール、３０……能動出力ライン、３１
……引込チヤンバ、３２……出力棒、４０……感
知ピストンスプール、４１……ハウジング、４３
……チヤンバ、４６……線形可変差動変圧器、４
７……状態ライン、５０……供給圧力モニターラ
イン、５２……圧力モニターライン、５５，５６
……ばね、５７，５８……座金、５９……止め、
６０……板、６６，６９……バイパスライン、６
８……チヤンバ、６７，７０，７１……バイパス
ポート、８０……サーボ作動器、８１，８２……
EHV、８３……ソレノイド遮断弁、８６……可
動スプール、８７……戻りライン、８９……圧力
ライン、９１……供給ライン、９２，９３……入
力ライン、９４……電磁作動機構、９５……そら
せ板、９７……能動出力ポート、９９……戻り出
力ポート、１００……能動出力ポート、１０１…
…受動出力ポート、１０３，１０４……能動出力
ライン、１０５，１０６……受動出力ライン、１
０７……結合受動出力ライン、１１１……ハウジ
ング、１１２〜１１４……チヤンバ、１１０……
感知器ピストンスプール、１１５，１１６……ピ
ストン、１２０……ばね装置、１２１……
LVDT、１２２……連結棒、１２５……検査ピ
ストン、１２６，１２７……チヤンバ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 出力装置４；８５を制御するため前記出力装
   置に制御可能に流体を送るための複数のサーボ弁
   装置９，１０；８１，８２を有するサーボ作動器
   ２，３；８０を含み前記サーボ弁装置９，１０；
   ８１，８２は前記出力装置４；８５に対して相対
   的に反対の応答を生じ、各サーボ弁装置９，１
   ０；８１，８２は出力装置４；８５に直接連結し
   た能動出力ポート１２，１５；９７，１００、戻
   りライン２４；８７に直接連結した戻りポート及
   び受動出力ポート１３，１６；９８，１０１をも
   つており、更に前記サーボ作動器の状態を検知す
   るため受動出力ポート１３，１６；９８，１０１
   からきた受動流体信号の結合C′の圧力をサーボ作
   動器２，３；８０中の少なくとも２つの他の流体
   信号C₁とC₂の圧力と同時に比較するための検知
   装置１８；８４を含むことを特徴とする出力装置
   ４；８５を制御するための多量チヤンネル型サー
   ボ装置。 ２ 最初に挙げたサーボ作動器２と同様のかつこ
   れと重複的に連結されて前記出力装置４を制御す
   るようになした第二サーボ作動器３と、前記第二
   サーボ作動器３の状態を検知するための前記最初
   に挙げた検知装置１８と同様の第二の検知装置８
   ４とを更に含むことを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載のサーボ装置。 ３ 前記検知装置１８；８４がハウジング４１；
   １１１と、前記ハウジング内で動くことができか
   つ前記サーボ作動器から前記チヤンバに与えられ
   る夫々の流体圧力を表示力Ｆに変換するため複数
   の夫々実質的に流体的に隔離したチヤンバ４２，
   ４３，４４，６８；１１２，１１３，１１４を形
   成する感知器スプール装置４０；１１０とを含
   み、前記スプール装置が夫々の方向で夫々のチヤ
   ンバにさらされた複数の表面積Ａを含んでいて、
   受動出力ポート１３，１６；９８，１０１からく
   る受動流体信号C₁とC₂の結合の圧力から生じる
   力が前記サーボ作動器の状態を表示する前記ハウ
   ジング内の夫々の位置へ前記スプールを動かす傾
   向を有する前記力の少なくとも２つに反対するよ
   うになつていることを特徴とする特許請求の範囲
   第２項記載のサーボ装置。 ４ 前記受動流体信号C₁とC₂の結合の圧力を及
   ぼして前記力のうちの前記１つの力を生ぜしめる
   表面積は流体圧力が作用して前記力のうちの少な
   くとも２つの力を生ぜしめる表面積の総和に等し
   いことを特徴とする特許請求の範囲第３項記載の
   サーボ装置。 ５ 前記ハウジング４１；１１１は異なつた流体
   圧力をもつ流体を受け取る少なくとも３個の流体
   的に隔離したポート１７，５０，５２；８７，８
   ９，９１を含むことを特徴とする特許請求の範囲
   第４項記載のサーボ装置。 ６ 第二又は第三のポート５０；８９は流体系の
   供給源２０と連結していることを特徴とする特許
   請求の範囲第５項記載のサーボ装置。 ７ 各ポート１７，５０，５２；８７，８９，９
   １はハウジング４１；１１１中の夫々の流体チヤ
   ンバ４２，４３，４４，６８；１１２，１１３，
   １１４と流体的に連結していることを特徴とする
   特許請求の範囲第６項記載のサーボ装置。 ８ 前記検知装置１８；８４は線形可変差動変圧
   器４６；１２１を含み、前記変圧器はスプール装
   置４０；１１０に連結されていて、前記スプール
   装置の位置を表示する出力電気信号を供給するこ
   とを特徴とする特許請求の範囲第７項記載のサー
   ボ装置。 ９ 前記差動変圧器４６；１２１は弁装置２１；
   ８３を作動させ、スプール装置４０；１１０が検
   知された故障を表示する位置へ移動したとき前記
   供給流体信号を遮断せしめることを特徴とする特
   許請求の範囲第８項記載のサーボ装置。 １０ 前記検知装置１８；８４は流体系中の故障
   表示の応答としてハウジング４１；１１１を通る
   能動出力ポート１２，１５；９７，１００間を直
   接に流体バイパス連結するためのバイパス装置を
   含むことを特徴とする特許請求の範囲第３項記載
   のサーボ装置。 １１ 前記検知装置１８；８４は止め付きばね装
   置スプール装置４０；１１０をハウジング４１；
   １１１中の比較的中立の位置へ押圧するため及び
   前記ハウジング４１；１１１中で前記スプール装
   置４０；１１０を移動させるために正味の限界の
   力レベルを与えるための止め付きばね装置５４；
   １２０を含むことを特徴とする特許請求の範囲第
   ３項記載のサーボ装置。 １２ 前記検知装置１８；８４は前記流体系の遮
   断に応じて故障状態を表示する位置へ前記スプー
   ル装置１１０を動かすための検査ピストン装置１
   ２５を含むことを特徴とする特許請求の範囲第３
   項記載のサーボ装置。 １３ 検知装置１８のハウジング４１は受動流体
   信号C′の結合を受け取るために前記サーボ弁に連
   結した第一ポートを含み、前記受動流体信号の結
   合は前記力の少なくとも１つを生ずるために第一
   流体圧力をその第一表面A₁に加えるものであり、
   又前記流体供給源２０及び流体戻り源２５の信号
   を夫々受け取るために連結した第二及び第三の流
   体的に隔離したポートを含んでおり、前記流体供
   給源及び流体戻り源の信号は前記力の前記少なく
   とも２つを生ずるため前記スプール装置４０の第
   二及び第三の表面積A₂とA₃に圧力を加えるもの
   であることを特徴とする特許請求の範囲第３項記
   載のサーボ装置。 １４ 前記流体供給信号は流体導管装置５０を経
   て第二表面積A₂に前記弁２１とは無関係に送ら
   れ、前記サーボ弁９，１０からの流体供給信号を
   遮断するため前記弁２１を遮断したとき、前記流
   体供給信号は故障状態を表示すべく前記スプール
   装置４０の移動を生ぜしめることを特徴とする特
   許請求の範囲第１３項記載のサーボ装置。