JPH01229103A - 二重冗長型油圧作動装置 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、航空機その他の飛翔体の操縦舵面、降着装置
又は高信頼性を要する産業用機器等を駆動するための油
圧シリンダを含む油圧作動装置ｃこ関する。

従来の技術 油圧シリンダを被作動体に２個並列に結合した従来の力
加算方式（フォースサミング）の駆動装置では、油圧シ
リンダや関連構成品の僅かな不揃い（ミスマンチ）や双
方の油圧シリンダ取付部間の剛性差等により、各サーボ
バルブの入力量に対する動きに差が生じ、このため両袖
圧シリンダ間で激しい作動力の干渉（フォースファイト
）が発生して、駆動装置が出力低下、性能劣化等を起こ
すという問題があった。フォースファイトを防止するに
は構造複雑なリンク等が必要であるが、これは装置の大
形化と信頼性の低下を招くごとになり、好ましくない。

更に、前記の油圧シリンダ取付状態で一方の油圧シリン
ダを常時作動する側とし、他力の油圧ノリングを待機側
として切換え使用する構造では、待機側油圧シリンダが
常時作動側油圧シリンダに引きづられて動かされるので
、シリンダ内の作動油が排出されて内部潤滑不良を起こ
し、このためシリンダシール部等の内部々品の耐久性を
劣化させるという問題がある上に、常時作動側油圧シリ
ンダのサーボバルブに不作動故障が起こった場合に、こ
の故障を検出する簡単で信転性の高い故障検出手段がな
かったので、有効な故障対策が講じられなかった。

発明が解決しようとする課題 本発明は従来の上記問題を解決することを課題とし、し
たがって、本発明の目的はこれらの課題を解決した二重
冗長型油圧作動装置を提供するにある。

課題を解決するための手段 上記目的達成のため、本発明の油圧作動装置においては
、該油圧作動装置により作動される被作動体を単独作動
しうる複動油圧シリンダの作動部と該油圧シリンダ用サ
ーボバルブの本体とを一体結合し、該作動部の作動量が
サーボバルブの開度に負帰還される１対のサーボバルブ
付き油圧シリンダの前記作動部を共通の被作動体に並列
連結し、各油圧シリンダへの油圧供給を切換える電磁切
換弁と、各複動油圧シリンダのピストン両側の／ｌＩｌ
室間を夫々供給油圧の有無に応して遮断し又は連通させ
るバイパスバルブと、電磁切換弁から油圧源に至る管路
にあってサーボバルブからの戻り作動油を昇圧させる圧
力補償器と、サーボバルブの過大操作力により作動して
電磁切換弁の切換用電気信号を発生するサーボバルブ不
作動故障検出器置とを設けた二重冗長型油圧作動装置の
構成を有する。

作　　　　　　　　　　用 １対のサーボバルブ付き油圧シリンダのうら、電磁切換
弁から油圧が供給され°Ｃいる方の複動油圧シリンダは
、バイパスバルブの作動によりピストン両側の油室間の
連通が断たれていて、サーボバルブにより作動し得る状
態にあるが、電磁切換弁により油圧が供給されていない
方の複動油圧シリンダは、バイパスバルブのためにピス
トン両側の油室が連通していて、サーボバルブの開閉に
関係なく前後動しうる状態にある。

上記状態で操縦桿を例えば前方に操作すれば、双方のサ
ーボバルブは同時に同方向に開くが、油圧が供給された
方のサーボバルブから油圧シリンダに作動油が流入して
その作動部を前進させる。

この作動部の移動により被作動体は所定方向に駆動され
るが、作動部の移動量はサーボバルブに負帰還されてそ
の開度を減少されるので、被作動体の移動速度は次第に
減少し、ついに所定位置に位置ぎめ停止される。

前記移動の間、油圧が供給されていない待機中の油圧シ
リンダは自由移動可能なため、前記作動部に対し追従移
動をし、また作動中の油圧シリンダの戻り油は圧力補償
器により増圧されて前記待機中の油圧シリンダに導かれ
て該油圧シリンダ内を潤滑する。

上記状態において、作動中の油圧シリンダのサーボバル
ブが開状態で不作動（固着）故障を起こすと、該油圧シ
リンダはストローク端まで暴走する。このとき操縦具が
対抗操作により操縦桿を固定又は移動させると、サーボ
バルブに過大操作力が加わってサーボバルブ不作動故障
検出器が電気信号を発し、電磁切換弁を切換える。これ
により故障側油圧シリンダは油圧供給が停止されるとと
もに、復帰したバイパスバルブにより移動自由となる。

これとともに、待機側油圧シリンダにサーボバルブを通
じて油圧が供給され、また同時にバイパスバルブが作動
して該油圧シリンダを作動状態に復帰させ、故障側油圧
シリンダに代わって被作動体を作動させる。以後、故障
側油圧シリンダへは前記と同様に他方の油圧シリンダの
戻り油が流入して潤滑が行われる。

実　　　　施　　　　例 第１図、第２図は本発明を航空機の操縦舵面の操作に適
用した実施例を示す。被作動体（操縦舵面）■はその前
縁１ａの両端部が固定ブラケント２に傾動自由に枢支さ
れ、前記両端部から立ち上がったアーム３に１対の作動
部４ａ、４ｂの各下部突出部５が上下回動自由に枢着さ
れている。各作動部４ａ、４ｂ上には、複動油圧シリン
ダ６ａ（又は６ｂ）と、これに夫々一定間隔をもって平
行するサーボバルブ７ａ（又は７ｂ）とからなる１対の
サーボバルブ付き油圧シリンダ８ａ、８ｂの各々と、バ
イパスバルブ９ａ、９ｂの各々が固定されている。油圧
シリンダ６ａ、６ｂのピストンロンド１０．１０はほぼ
アーム３と突出部５との枢着点を通る線上にあって、前
端は夫々固定ブラケント１１に枢着され、またサーボバ
ルブ７ａ。

７ｂのスプール１２．１２の前端は夫々の作動部４ａ、
４ｂの前部に下端を枢着したリンク１３゜１３の中間部
に連結されている。

油圧シリンダ６ａ、６ｂの各々の油室１４，１５の端部
に接続した管路１６．１７は夫々サーボバルブ７ａ、７
ｂのシリンダ内に開口し、該開口部はスプール１２が中
立位置にあるときは閉しられている。またバイパスバル
ブ９ａ、９ｂのスプール１８がばね１９により図示位置
に後退しているときは、管路１６．１７から分岐した管
路２０゜２１をスプール１８内の通路２２により連結し
て、油圧シリンダ６ａ、６ｂの自由な前後作動を可能な
らしめる。

油圧源２３から吐出された作動油は電磁方向切換弁２４
を経て例えば圧力管路２５ａから管路２６に入り、バイ
パスバルブ９ｄのスプール１８をばね１９に抗して前進
させ、管路２０．２１の連通を断つ。したがって、次に
操縦席から操作によりリンク１３を前後いずれかに傾動
させると、サーボバルブ７ａが開いて作動油が管路１６
又は１７から油圧シリンダ６ａ内に流入し、作動部４ａ
を前進又は後退させる。このとき作動油が供給されてい
ない方の油圧シリンダ６ｂはその管路１６゜１７が連通
しているために前後動が自由であり、したがって、作動
部４ａの前後動により作動部４ｂもこれに追従して前後
動をする。

作動部４ａ、４ｂの移動速度はサーボバルブ７ａの開度
によって定まり、作動初期には比較的太であるが、作動
部４ａの前後動によりリンク１３の下端が移動してスプ
ール１２をサーボバルブ７ａの開度減少方向に移動させ
るので、作動部４ａは減速し、遂に停止する。すなわち
、被作動体１は作動部４ａの移動による負帰還作用によ
って正確な所定傾動位置に位置決め停止されるのである
。

上記移動中、油圧シリンダ６ａからサーボバルブ７ａを
経て排出管路２Ｌａに排出された作動油は、電磁切換弁
２４と油圧源２３間に設けたチエツク弁又は圧力補償器
２８により所定背圧に加圧されて、排出管路２７ｂから
サーボバルブ７ｂを経て油圧シリンダ６ｂ内に導かれて
内部潤滑を行い、そのレール及び内部部品の防食等の耐
久性を維持する。

上記の状態において、サーボバルブ７ａが開状態で不作
動故障を起こすと、油圧シリンダ６ａはサーボバルブ７
ａの位置により何れかのストローク端まで暴走する。こ
のとき、操縦具の対抗操作により操縦桿２９を固定また
は作動させると、操縦桿２９と連動するトルクチューブ
３０と、これに固定したセクタ３１及びチェーン３２．
セクタ３３と、アーム３４とに操継桿操作力が加わって
、アーム３４とリンク１３の先端間に設けたオーバーラ
イド装置（パンジーロンド）３５が延び又は縮んでばね
３６の一方が撓み、これを故障検出スイッチ３７が検出
してその電気信号により電磁方向切換弁２４を切換える
。これによりサーボバルブ７ａへの油圧供給が断たれる
とともに、サーボバルブ７ｂに油圧供給がなされて油圧
シリンダ６ｂが油圧シリンダ６ａに代わって作動状態に
入る。

かくして切離された油圧シリンダ６ａ側では、バイパス
バルブ９ａの油圧消失により管路１６．］７が互いに連
通し、また油圧シリンダ６ａ内の油が排油管路２７ａか
ら油圧源２３に戻り得るので、油圧シリンダ６ａは油圧
ロックを起こさず、作動部４ａは作動部４ｂに対して追
従作動をする。また前記と同様に油圧シリンダ６ａ内の
潤滑が行われる。

サーボバルブ７ａ、７ｂの一方か操作機構の破断によっ
て操作不能に陥ったときも、前記と全く同様にして故障
側油圧シリンダの切換え及び潤滑が行われる。

発明の効果 本発明は、上記構成を有するので、平常は常時作動側の
サーボバルブ付き油圧シリンダにより被作動体を駆動し
、一方の油圧シリンダのサーボバルブが不作動故障を生
したときは、操作員の対抗操作によって瞬時故障を検出
して待機側サーボバルブ付き油圧シリンダに切換えて被
作動体の駆動を継続することができ、また油圧供給中の
油圧シリンダの戻り油を油圧供給がない側の油圧シリン
ダに導いて、該油圧シリンダ内の潤滑を行い、そのシー
ルや内部部品の耐久性を維持することができる等のすぐ
れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示し、第１図は油圧回路を含
む全体構成図、第２図はサーボバルブの操作機構を含む
全体構成図である。 １・・被作動体 ４ａ、　４ｂ・作動部 ５・・・突出部 ６ａ、　６ｂ・・・複動油圧シリンダ ７ａ、７ｂ・・・サーボバルブ ８ａ、　８ｂ・・・サーボバルブ付き油圧シリンダ９ａ
、　９ｂ・・・バイパスバルブ １４、１５・・油室 ２３　　油圧源 ２４・・電磁切換弁 ２８・・・圧力補償器 ３５、３６．３７・・・サーボバルブ不作動故障検出器
第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 被作動体を単独作動しうる複動油圧シリンダの作動部と
   該シリンダ用サーボバルブの本体とを一体結合し、該作
   動部の作動量がサーボバルブの開度に負帰還される１対
   のサーボバルブ付き油圧シリンダの前記作動部を共通の
   被作動体に並列連結し、各複動油圧シリンダへの油圧供
   給を切り換える電磁切換弁と、各複動油圧シリンダのピ
   ストン両側の油室間を夫々供給油圧の有無に応じて遮断
   し又は連通させるバイパスバルブと、電磁切換弁から油
   圧源に至る戻り管路にあってサーボバルブからの戻り作
   動油を昇圧させる圧力補償器と、サーボバルブの過大操
   作力により作動して電磁切換弁の切換用電気信号を発生
   するサーボバルブ不作動故障検出装置とを設けた二重冗
   長型油圧作動装置。