JPS63297802A - サ−ボアクチュエ−タの中立位置復帰装置 - 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、サーボアクチュエータの中立位置復帰装置
に関する。

支末立韮遣 一般に、航空機にあっては高い安全性が要求されるため
、一つの制御対象を２以上の制御系統で制御し、一つの
制御系統が故障した場合には他の制御系統により制御を
行なって飛行が継続できるよう構成されているが、該故
障した制御系統が故障時の状態をそのまま維持すると飛
行の安全性を阻害する場合がある。このような場合には
、該故障した制御系統を、飛行に悪影響を及ぼさない中
立位置に復帰させる必要がある。

従来、このような目的で、翼を制御するサーボアクチュ
エータを故障時に中立位置に復帰させる中立位置復帰装
置が提案されている０、このものは第１２図に示すよう
に、そのピストンロンド　１がス２に連結されたサーボ
アクチュエータ　３を有し、このサーボアクチュエータ
３には通常サーボ制御弁４および切換弁５を介して圧油
が給排され、サーボ制御が行なわれている。そして、こ
のサーボアクチュエータ３に給排される圧油は、前記サ
ーボ制御弁４のスプール６をコックビットからの信号に
基ずいてフォースモータ７により移動させ、その量およ
び方向が制御される。ここで、フォースモータ　７また
はサーボ制御弁４の故障等によりサーボアクチュエータ
３を制御することができなくなると、翼２がある位置に
固定され飛行に悪影響を及ぼすようになる。このように
なると、電磁弁８が作動され切換弁５が切換えられる。

この結果、制御弁９を通じてサーボアクチュエータ　３
に圧油が給排され、サーボアクチュエータ　３のピスト
ンロッド　１が中立位置に復帰して翼２が飛行に悪影響
を及ぼさなくなる。

が　　　゛　　し　　　　−　　　　　　　　。　　　
へしかしながら、このような中立位置復帰装置にあって
は、サーボ制御弁４からサーボアクチュエータ　３に至
る油圧制御系統と制御弁９からサーボアクチュエータ　
３に至る油圧制御系統との２つの制御系統が必要になる
とともに、これら２つの制御系統を切換える切換弁５を
その途中に介装しなければならないため、油圧回路が複
雑になるとともに、機構が大型化かつ大重量となり、製
作費も高価となるという問題点がある。

。　占　　　　るため このような問題点は、サーボ制御弁によるサーボアクチ
ュエータの制御が不能となったとき作動する電磁弁と、
通常サーボ制御弁のスプールから切り離され、前記電磁
弁が作動したときサーボ制御弁のスプールに駆動力を与
えて強制移動させ前記サーボアクチュエータを中立位置
に復帰させる復帰手段と、を備えることにより解決する
ことができる。

１月 通常、サーボアクチュエータはサーボ制御弁により制御
されており、また、復帰手段はサーボ制御弁のスプール
から切り離されている。ここで、前記サーボ制御弁等の
故障によりサーボアクチュエータの制御ができなくなる
と、電磁弁が作動する。これにより、復帰手段が作動し
てサーボ制御弁のスプールに軸方向力を付与し、該スプ
ールをサーボアクチュエータが中立位置に復帰する方向
に強制移動させる。この結果、サーボアクチュエータは
中立位置、例えば航空機の翼制御に使用している場合に
は前記質が飛行に悪影響を与えない位置まで復帰する。

このように、サーボ制御弁のスプールを直接移動させて
サーボアクチュエータを中立位置に復帰させるようにし
ているので、別の制御系統は不要となり、構造が簡単に
なるとともに小型化および軽量化も達成でき、さらに製
作費も安価とすることができる。しかも、前記故障がサ
ーボ制御弁のスプールに異物が噛み込んで発生したよう
な場合には、前記スプールの軸方向移動によって異物が
切断されるので、サーボ制御弁を正常状態に自然復帰さ
せることもできる。

実ＪｆＬ例 以下、この発明の一実施例を図面に基づいて説明する。

第１．２．３図において、１１は航空機等に使用される
サーボアクチュエータであり、このサーボアクチュエー
タ１１はケーシング１２の室１３内に摺動可能に収納さ
れたピストン１４を有し、このピストン１４は前記室１
３を第１室１５と第２室ＩＢとの区画する。ピストン１
４に一体形成されたピストンロッド１７はケーシング１
２にねじ込まれたキャップ１８を貫通し、その先端は機
体１９に支持された揺動可能な翼２０に連結されている
。なお、２１はピストン１４の位置を検出する位置検出
器であり、この位置検出器２１からのフィードバック信
号によりサーボアクチュエータ１１はサーボ制御される
。また、ケーシング１２内にはサーボ制御弁２６が収納
され、このサーボ制御弁２Ｂはサーボアクチュエータ１
１に給排される圧油の量、流れ方向を制御する。サーボ
制御弁２６は第１、第２、第３ポート２７．２８．２９
が形成されたスリーブ３０を有し、このスリーブ３０内
には第１、第２、第３ランド３１．３２．３３を有する
スプール３４が摺動可能に収納されている。３５はスプ
ール３４に連結された可動子３Ｂを有するフォースモー
タであり、このフォースモータ３５の可動子３６は航空
機のコックビットからの電気信号によって軸方向に移動
し、前記スプール３４を軸方向に移動させてサーボ制御
弁２Ｂを切換える。ケーシング１２内にはスプール３４
と平行なシリンダ室４１が形成され、このシリンダ室４
１には図示していないポンプから吐出された高圧の圧油
が供給されている。このシリンダ室４１と第２ボート２
８とは通路４２により接続され、また、第１ボート２７
と第２室１６とおよび第３ボート２９と第１室１５とは
通路４３および４４によりそれぞれ接続されている。５
１は前記シリンダ室４１に摺動可能に収納されたピスト
ンであり、このピストン５１はシリンダ室４１を第１室
５２と第２室５３との区画する。５４はケーシング１２
に固定された電磁弁であり、この電磁弁５４は通常は高
圧油を第１室５２に導いているが、サーボ制御弁２Ｂに
よるサーボアクチュエータ１１の制御が不能となった異
常時には、コックビットからの電気信号により作動して
切換わり第１室５２を低圧側に接続する。ピストン５１
に一体形成されたピストンロット５６ノ先端には、第１
．２．４．５．６．７．８．９図に示すようにピン５７
を介してリンク５８が連結され、このリンク５８には一
方の復帰休としての復帰爪５９の一端がピン６０を介し
て連結されている。ケーシング１２に固定されたブラケ
ット６１にはピン６２を介して他方の復帰休としての復
帰爪６３の一端が連結され、この復帰爪８３の中央部と
前記復帰爪５８の中央部とは互いに重なり合ってピン６
４により連結されている。６５は第２室５３内に収納さ
れたスプリングであり、このスプリング６５はピストン
５１を電磁弁５４に向かつて付勢する。そして、通常時
にはピストンロッド５６は突出しているので、復帰爪５
９．６３はその他端同士が離隔して解放しており、一方
、異常時にはピストンロッド５６が引っ込むので、復帰
爪５９．６３はその他端同士が互いに接近して閉止する
。前記スプール３４には該スプール３４と同軸のロッド
７１が一体形成され、このロッド７１は復帰爪５９に形
成されたスリット７２を貫通している。復帰爪５９と復
帰爪６３との間に位置するロッド７１の先端には円柱状
のカム体７３が設けられている。また、前記ピストンロ
ッド１７の先端部には連結バー７４を介してピストンロ
ッド１７と平行な第ルバー７５が連結されている。７６
はケーシング１２に軸受７７を介して回転可能に支持さ
れたシャフトであり、このシャフト７６には他端が前記
第ルバー７５に連結された第２レバー７８の一端が連結
されている。また、シャフト７Ｂは半径方向に延びるア
ーム７８を有し、このアーム７８の先端には復帰爪５８
と復帰爪６３との間に位置する移動体としてのローラ８
０が回転可能に支持され、このローラ８０はサーボアク
チュエータ１１のピストンロッド１７に連動して移動す
る。そして、カム体７３およびローラ８０の長さＬおよ
びＭ（第９図参照）は共に等しい、８１はケーシング１
２にねじ込まれたストッパであり、このストッパ８１の
先端部は復帰爪Ｂ３に形成されたスリット８２を貫通し
ている。復帰爪５９と復帰爪６３との間に位置するスト
ッパ８１の先端には停止体８３が設けられ、この停止体
８３の長さＮ（第９図参照）は前記カム体７３の長さし
よりスプール３４の両方向ストローク分だけ短い、前述
したピストン５１、リンク５８．復帰爪５９．８３、連
結バー７４、第１、第２レバー７５．７８、ローラ８０
、停止体８３は全体として、通常はサーボ制御弁２Ｂの
スプール３４から切り離され、前記電磁弁５４が作動し
た異常時に、サーボ制御弁２Ｂのスプール３４に駆動力
を与えて強制移動させる復帰手段８４を構成する。

次に、この発明の一実施例の作用について説明する。

今、サーボアクチュエータ１１、サーボ制御弁２Ｂ、フ
ォースモータ３５等が正常に作動し、航空機が順調に飛
行しているとする。このとき、電磁弁５４は作動してい
ないため、ピストンロッド５６は第１室５２に供給され
た圧油によって突出し、復帰爪５３．６３は解放してい
る。この結果、カム体７３およびローラ８０はこれら復
帰爪５９．８３に規制されることなく自由に移動するこ
とができ、スプール３４と復帰手段８４とは互いに切り
離されている。この状態で、例えば翼２ｏを上方に揺動
させる必要が生じると、コックピットからフォースモー
タ３５に信号が送られ、可動子３６、スプール３４が復
帰爪６３に向かって移動させられる。これにより、ポン
プから吐出された圧油が第２室５３２通路４２、第２ボ
ート２８、第１ボート２７、通路４３を通じて第２室！
８に供給され、ピストンロッド１７が引っ込む。この結
果、ローラ８０は復帰爪５９に向かって移動し、翼２゜
は上方に所定角度だけ揺動する。

このような操作中に、例えばフォースモータ３５が故障
し、サーボアクチュエータ１１のサーボ制御弁２６によ
る制御が不能になると、コックビットの警告灯が点灯す
る。このため、コックピットから電磁弁５４に信号が送
られて電磁弁５４が作動し、第１室５２が低圧側に接続
される。これにより、ピストンロッド５６は第２室５３
の圧油およびスプリング６５に押されて引っ込み、復帰
爪５９．８３はその他端同士が接近して閉止する。この
閉止途中において、復帰爪５９はローラ８０に当接した
状態で停止する（第１０図（ａ）参照）、一方、復帰爪
６３はカム体７３に当接しく第１０図（ｂ）参照）、該
カム体７３をフォースモータ３５に向かって抑圧移動さ
せる。

そして、この抑圧移動は復帰爪６３が停止体８３に当接
したとき停止する（第１０図（ｃ）参照）、ここで、停
止体８３の長さＮはカム体７３の長さＬよりスプール３
４のストローク分だけ短いため、サーボ制御弁２Ｂが切
換えられ、第２ボート２Ｂと第３ボート２９とが連通ず
る。この結果、通路４４を通じて第１室１５に供給され
るよう圧油の流れが切換えられ１、サーボアクチュエー
タ１１のピストン１４が中立位置に向かって移動する。

このピストン１４の移動に連動してローラ８０が復帰爪
６３に向かって移動するが、このとき復帰爪５９ちこの
ローラ８０に追従して移動する０次に、復帰爪５９がカ
ム体７３に当接するようになると（第１０図（ｄ）参照
）、復帰爪５９はこのカム体７３をローラ８０と一体的
に復帰爪６３に向かって移動させる。この結果、スプー
ル３４の第２ランド３２が第２ポート２Ｂを徐々に閉止
するようになる。そして、サーボアクチュエータ１１が
中立位置に完全に復帰すると、スプール３４の第２ラン
ド３２が第２ポート２日を閉止し、サーボ制御弁２Ｂも
中立位置に復帰する（第１０図（ｅ）参照）、このよう
に、サーボアクチュエータ１１が中立位置に復帰すると
、翼２０は飛行に悪影響を及ぼさない位置に停止するの
で、他の翼により航空機を操縦する。

前記故障が、例えばサーボ制御弁２６のスリーブ３０と
スプール３４との間に異物が噛み込むことにより生じた
場合には、スプール３４が前述のように強制的に移動さ
れることで該異物は切断されるため、前述のような故障
は中立復帰の途中で自動的に解消される。このため、噛
み込みによる故障の解決策として、例えばスリーブ３０
を２重のフェイルセーフ構造としたり、フォースモータ
３５の軸力を大きくする必要はない。

第１０．１１図はこの発明の他の実施例を示す図である
。この実施例においては、シャフト７６にアーム７９を
２本設けるとともに、各アーム７９の先端にその長さＰ
がカム体７３の長さしと等しい移動体としてのローラ８
Ｇをそれぞれ設け、これらローラ８Ｇとカム体７３の両
側に復帰体としてのピストン８７．８８を設け、さらに
、これらピストン８７．８８を互いに接近するよう付勢
するスプリング８９．９０を設けている。また、前記ピ
ストン８７．８Ｂとケーシング１２との間には室９１．
９２が形成され、これら室８１．８２には給排通路３３
を通じて圧油が供給される。

そして、このものは通常、室９１．９２に圧油が供給さ
れていることでピストン８７．８８は互いに離隔し、ロ
ーラ８６およびカム体７３の移動を規制するこＬ＋Ｉ↓
ｈｋｒ％　　ｙＰ鴫　赫−Ｊ　Ｕｌづ慴血りＩずト工棒
−４アクチュエータ１１の制御が不能となると、電磁弁
５４が作動して室９１．８２が低圧側に接続される。こ
れにより、ピストン８７．８８はスプリング８９．９０
の付勢力によって互いに接近するよう移動するが、この
とき、前述と同様にローラ８６が左方に、カム体７３が
右方に移動しているとすると、ピストン８７はローラ８
６に、ピストン８Ｂはカム体７３に当接する。これによ
り、カム体７３はピストン８８に押圧されて左方に移動
し、サーボ制御弁２Ｂを切換えてサーボアクチュエータ
１１のピストンロッド１７を中立位置に向かって移動さ
せる０次に、ローラ８ｅおよびカム体７３がピストン８
７に押圧されて中立位置に接近し、サーボアクチュエー
タ１１が中立位置に復帰した時点でこのローラ８６、カ
ム体７３の移動は停止する。なお、ピストン８７．８８
によるカム体７３の移動は、ピストン８７．８８の段差
９４がケーシング１２の段差９５に当接した時点で停止
するため、この実施例では段差３５が前記停止体８３と
同様の機能を果たすことになる。

ｌ艶豊逝］ 以上説明したように、この発明によれば、構造が簡単と
なるとともに小型化および軽量化も達成でき、さらに製
作費も安価となる。しかも、故障がサーボ制御弁のスプ
ールに異物が噛み込んで発生したような場合には、前記
スプールの軸方向移動によって異物が切断されるので、
サーボ制御弁を正常状態に自然復帰させることもできる
。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す正面断面図、第２図
は第１図のＩ−Ｉ矢視断面図、第３図は概略全体図、第
４図は復帰爪近傍の正面図、第５図は一方の復帰爪の側
面図、第６図は一方の復帰爪の正面図、第７図は他方の
復帰爪の正面図、第８図は他方の復帰爪の側面図、第９
図は第１図のｎ−ｎ矢視断面図、第１０図（ａ）〜（ｅ
）はこの発明の詳細な説明する説明図、第１１図はこの
発明の他の実施例を示す要部断面図、第１２図は第１１
図の■−ｍ矢視断面図、第１３図は従来の中立位置復帰
装置の概略全体図である。 １１・・・サーボアクチュエータ ２６・・・サーボ制御弁　　３４・・・スプール５４・
・・電磁弁　　　　　８４・・・復帰手段特許出願人　
　　帝人製機株式会社 代理人　弁理士　多　１）敏　雄 第２図 第３図 第４図 第５図　　　第６図 第７図　　　　第８図 ｄど 第９図 第１Ｉ図 第１３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. サーボ制御弁によるサーボアクチュエータの制御が不能
   となったとき作動する電磁弁と、通常サーボ制御弁のス
   プールから切り離され、前記電磁弁が作動したときサー
   ボ制御弁のスプールに駆動力を与えて強制移動させ前記
   サーボアクチュエータを中立位置に復帰させる復帰手段
   と、を備えたことを特徴とするサーボアクチュエータの
   中立位置復帰装置。