JPH01261578A - ダイレクトドライブバルブの駆動方式 - 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、例えばＦＢＷ　（Ｆｌｙ　Ｂｙ　Ｗｉ　ｒｅ
）操縦方式を使用する航空機用油圧サーボアクチュエー
タ、又はその他の直接駆動型油圧制御弁を使用する油圧
アクチュエータに適用して好適なダイレクトドライブバ
ルブ（ＤＤＶ）の駆動方式に関する。

［従来の技術］ 従来型のＤＤＶは第４図（ａ）　、　（ｂ）に示すよう
に、フォースモータ１２又はトルクモータ１３と直結さ
れるか、あるいは第４図（ｃ）に示すように比較的大き
なリードを持つボールネジ減速機構１４をモータ２で駆
動する構成としていた。そのため駆動源〜パルプ間の減
速比は大きく取れず（大略１〜１０のオーダ）、〔バル
ブ駆動カキフォースモータ／トルクモータ出力〕となり
、航空機操舵用アクチーエータの場合はモータ磁性材に
稀土類磁性材等を採用してもせいぜい１００〜３００ボ
ンドが実用限界と考えられている。

［発明が解決しようとする問題点］ 上記した従来方式のＤＤＶではバルブ駆動力を大きくす
ることが困難である。

ところで、正常な状態においてはバルブ作動力は航空機
操舵用アクチュエータの場合、せいぜい数十ポンドの程
度であり、この状態では、従来方式のＤＤＶ　において
も何ら不都合なことはない。

しかし、万一（この発生確率は極めて小さいが）、バル
ブメータリングオリフィス部に異物（チップ）を喰込ん
でし捷った場合、これ全バルブ駆動力により剪断破壊で
きないと、オリフィスが開口したままの状態となり、所
謂、６サーボアクチユエータの暴走現象”を引き起こし
、航空機の場合には極めて危険な状況に到達してしまう
。

このようにパルプ駆動力は正常時必要な値よりも極力大
きく取ることが望プしいが、航空機に於いて、その値に
規定や定説は現在存在しない。

しかし従来型のメカニカル操縦てよるサーボアクチーエ
ータの長年の使用経験から判断して、パイロット操作力
によって得られるパルプ駆動力（５００〜１０００ポン
ド程度）を一つの目安と考えることができる。

［問題点を解決するための手段及び作用］異物剪断のた
めには大きな力が必要であ名が、仕事量としては僅かで
あり、従ってパルプ駆動源の仕様はその出しうる力（異
物剪断力）で決まる。

そこで本発明に於いては、バルブ駆動源に、最大トルク
（ストールトルク）／ランニングトルク比が大きいＤＣ
モータを使用し、かつモータとコントロールバルブを直
結でなく減速して結合する。

この際の減速手段としては、慣性力負荷、が夕等の観点
から１段減速が望ましいので、そのため差動式ボールネ
ジ、あるいはリードの小さい（使用するボール径に関係
なくリードを任意に選べる。

但し回転角は１回転未満に限定される）特殊が一ルネジ
を用いる。

［実施例コ 第１図は減速機構として差動ボールネジを使用した本発
明の第１実施例を示す図である。

第１図に於いて、ＤＣモータ２が回転すると、これに直
結された減速機構を構成するビールネジが作動する。こ
の際、ゾールネジの移動ナツト９および１０は差動ネジ
を構成しており、そのリードの差分（ロ）はサミングレ
バー８を介してサーボコントロールパルプ１を駆動する
。サーボコントロールパルプ１の動きにより油圧源３の
圧油が制御されてアクチュエータ５に供給され、航空機
舵面４を動かす。アクチュエータ５の動きは変位センサ
ー６によりビックアンプされ、コントローラ７にフィー
ドバックされる。コントローラ７は、変位センサー６か
らのフィードバック信号と、指令信号の差を検知し、必
要な補償等の演算処理を行ない、増幅してＤＣモータ２
を駆動するための駆動電流を得、同電流をＤＣモータ２
に供給する。

本発明の第１実施例に於けるポイントは上記ボールネジ
に於ける右ネジと左ネジのリード差（α）を任意に、十
分小さく設定可能とするところにある（一般のビールネ
ジにおいては使用する荷重により決定されるボールの径
より小さくリードを設定できない）。

第２図は減速機構として次のような機能を持たせた特殊
ゾールネジ１ノを使用した本発明の第２実施例を示す図
である。この例では、特殊ゾールネジ１ノのナツトの動
きが直接、コントロールパルプ１に伝達される以外は上
記第１図に示す第１実施例に同じである。

ここで上記第２実施例に於ける特殊？−ルネ・ゾ１１の
機能を第３図の構成を例に以下に示す。

１）、ネジ回転は１回転未満に限られる。

２）？−ルの径は軸に作用する荷重によって決める。

３）、ネジ溝は任意のリードで加工する。但し作動範囲
は１回転未満に限られる（例えば±１５００の間だけ溝
のあるボールネジ）。

上記が一ルネジのリードは一般には使用するゾールの径
より小さくできない。これは一般に軸を多数回転させる
前提があるからであって、１回転未満であれば、この拘
束条件はなくなる。この点に着目して上記実施例を実現
した。

［発明の効果］ 以上詳記したように本発明のＤＤＶ駆動方式によれば、
ＤＤＶ方式の弱点であった異物剪断力の弱さをカバーし
、信頼性の向上した実用性の高いＤＤＶ式アクチュエー
タが実現できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例を示す系統プロ。 り図、第２図は本発明の第２実施例を示す系統ブロック
図、第３図は上記第２実施例に於ける特殊ボールネジの
構造例を示すもので、同図（、）は正面図、同図（ｂ）
は同図（ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面構成図、同図（ｃ）
は同図（ｂ）のＢ方向矢視図構成図、第４図（ａ）乃至
（ｃ）はそれぞれ従来のＣＣＶ駆動機構の構成を示す系
統ブロック図である。 ｌ・・・ザーデコントロールバルプ、２・・・ＤＣモー
タ、３・・・油圧源、４・・・航空機舵面、５・・・ア
クチーエータ、６・・・変位センサー、７・・・コント
ローラ、８・・サミンブレレバー、９・・・左ネジナツ
ト、１０・・・右ネジナ７）、１１・・・特殊ボールネ
ジ。 出願人代理人　　弁理士　　鈴　江　武　彦（ａ） （ｂ） 第３図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）ＤＣモータを用いたバルブ駆動源と減速比の大き
   な減速結合機構とを組合わせたダイレクトドライブバル
   ブの駆動方式であって、上記減速結合機構は、ボールス
   クリューを用いた差動ネジ機構により構成されるダイレ
   クトドライブバルブの駆動方式。
2. （２）ＤＣモータを用いたバルブ駆動源と減速比の大き
   な減速結合機構とを組合わせたダイレクトドライブバル
   ブの駆動方式であって、上記減速結合機構は、１回転未
   満のストロークを有するボールスクリューでボール径と
   は無関係に微小な送りピッチを設定したネジ機構により
   構成されるダイレクトドライブバルブの駆動方式。