JPH02292504A

JPH02292504A - ロック機構付液圧アクチュエータ

Info

Publication number: JPH02292504A
Application number: JP1112659A
Authority: JP
Inventors: Toshio Kamimura; 敏夫神村
Original assignee: Teijin Seiki Co Ltd
Current assignee: Nabtesco Corp
Priority date: 1989-05-01
Filing date: 1989-05-01
Publication date: 1990-12-04
Also published as: US5050484A

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）本発明はピストンをそのストローク中間位置等、所定摺
動位置においてシリンダにロックすることができるロッ
ク機構付液圧アクチュエータに関し、特に航空機等に装
備して好適なロック機構付液圧アクチュエータに関する
。

（従来の技術）従来、この種のロック機構付液圧アクチュエータとして
は、例えば米国特許ｌｍ　３，６０５，５６８の明細書
に記載されたものが知られている。

このものでは、シリンダ内に固定されたロック機構が筒
状のピストンの内部に位置しており、該ロック機構はピ
ストン内周に形成された環状溝に保合、離脱するよう複
数のキーを放射方向に出没させて、ピストンをシリンダ
にロック、アンロックするようになっている。具体的に
は、複数のキーはそれぞれ回動部材を介してロック用ラ
ムに係合しており、シリンダの外部からロック機構にロ
ック液圧又はアンロンク液圧が導入されると、ロック用
ラムがシリンダの軸方向一方側又は他方側に移動する。

そして、ラムの移動に伴って各回動部材が各キーを放射
方向に移動させ、複数のキーがピストン内周の環状溝に
係合、離脱する。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、このような従来のロック機構付液圧アク
チュエータにあっては、シリンダの外部からロック機構
に液圧を導入してラムを移動させ、複数のキーをピスト
ンに保合又は離脱させる構成であったため、ロック機構
を作動させるための前記液圧の給排回路が不可欠となり
、ロック機構付液圧アクチュエータを作動させる液圧回
路自体が複雑化してコスト高となるばかりか、ロック機
構付液圧アクチュエータを小型、軽量化することができ
なかった。

（発明の目的）そこで本発明は、ピストンを加圧する液圧を利用してロ
ック機構を作動させることにより、アクチュエータを含
む液圧回路を簡素化してコストを低減させるとともに、
アクチュエータを小型、軽量化することを目的としてい
る。

（課題を解決するための手段）本発明は、上記の目的を達成するために、第１および第
２の液圧ボートを有するシリンダと、シリンダ内に摺動
自在に収納され、シリンダ内を第１の液圧ポートに連通
ずる第１液圧室および第２の液圧ポートに連通ずる第２
液圧室に区画するピストンと、ピストンに変位可能に支
持されたロック部材をシリンダに形成された凹部に保合
、離脱させてピストンをシリンダにロック、アンロック
するロック機構と、を備えたロック機構付液圧アクチュ
エータにおいて、前記ロック機構が、前記第１液圧室お
よび第２液圧室のうち高液圧側の室を選択して咳室から
の液圧をピストン内に導入する液圧導入手段によりピス
トン内に導入された液圧を受け、前記ロック部材を前記
シリンダの凹部に係合する方向または該凹部から離脱す
る方向に付勢するようピストン内に配設された受圧部材
と、を有することを特徴とするものであり、前記ピスト
ンに形成された前記液圧導入手段の液圧導入路上にオリ
フィスを設ける一方、前記シリンダに管状部材を固定し
て該管状部材を前記ピストンに摺動自在に挿入し、液圧
導入手段によりピストン内に導入された液をオリフィス
および管状部材を通してシリンダ外に排出するようにし
てもよく、前記シリンダに固定した管状部材内に位置す
るよう前記ピストンに位置検出用のコア部材を取付け、
該コア部材および管状部材の相対変位から前記シリンダ
に対するピストンの変位を検出する変位検出器を構成し
てもよい。

（作用）本発明では、液圧導入手段によりシリンダ内の第１液圧
室および第２液圧室のうち高液圧倒の室の液圧がピスト
ン内に導入され、ピストン内に配設された受圧部材ＩＪ
Ｎ亥液圧を受けてロック部材をシリンダの凹部に保合又
は離脱させることによって、ピストンがシリンダにロッ
ク又はアンロックされる。したがって、ロック機構を作
動させるためにシリンダ外部から液圧を供給する必要が
なく、従来のようなロック作動液圧の給排回路も不必要
になるから、ロック機構付液圧アクチュエータを含む液
圧回路が簡素化されてコストが低減するとともに、ロッ
ク機構付液圧アクチュエータの小型、軽量化が容易に可
能となる。

また、前記液圧導入手段の液圧導入路上に設けたオリフ
ィスとシリンダからピストンに突入させた管状部材とを
介し、ロック機構の作動に供した液を循環させるように
すれば、ロック機構付液圧アクチュエータの使用温度範
囲が広い場合であっても冷却等の熱制御を効果的に行い
得る。

さらに、前記ピストンに取付けたコア部材を前記管状部
材に挿入し、該コア部材を可動側とする変位検出器を構
成すれば、ピストン位置を正確に検出できるサーボアク
チュエータに好適なロック機構付液圧アクチュエーが提
供される。

（実施例）以下、本発明を図面に基づいて説明する。

第１、２図は本発明の一実施例を示す図である。

まず、構成を説明する。第１、２図において、ｌはシリ
ンダであり、シリンダ１はその両端側に第ｌおよび第２
０液圧ボートである収縮ボート２および伸張ポート３を
有している。シリンダｌ内にはピストン４が軸方向摺動
自在に収納されており、ピストン４はシリンダ１内を収
縮ボート２に連通ずる第ｌ液圧室５および伸張ポート３
に連通ずる第２液圧室６に区画するとともに、第１液圧
室５側でシリンダｌを貫通して外部に突出している。ま
た、ピストン４内にはロック機構７が収装されており、
ロック機構７はピストン４に放射方向に変位可能に支持
されたロック部材８をシリンダ１に形成された内周環状
溝９（凹部）に保合、離脱させ、ピストン４をシリンダ
１にロック、アンロックするようになっている。

具体的には、ロック機構７はロック部材８に加えて、ピ
ストン４に軸方向に延在するよう形成されたロック作動
室１１と、オリフィス１２を介して第２液圧室６および
ロック作動室１ｌを連通ずるとともにチェック弁１３を
介して第１液圧室５からロック作動室１１に液圧を導入
することができる液圧導入路１４と、ピストン４に衝止
可能なフランジ部１５ａが形成されてロック作動室１１
内に所定摺動量Ｓだけ摺動可能に設けられたラム１５（
受圧部材）と、ピストン４およびラム１５の間に縮設さ
れてラム１５を図示位置に付勢するスプリング１６と、
を有している。ロック作動室ｌ１は液圧導入路１４の開
口位置を挟んで左右の直径Ｄ，，Ｄ．が異なり（ＤＩ　
　＞Ｄ２）、ラムｌ５は両直径Ｄ．，Ｄ．の差に対応す
る受圧面１５ｂを有してピストン４との間に液圧導入路
１４に連通する受圧室ｌ７を画成している。チェック弁
１３はボール１３ａおよびスプリング１３ｂからなり、
チェック弁１３の上流側（第１液圧室５側）の液圧と下
流側の液圧との差圧が所定圧に達したときにボール１３
ａがスプリング１３ｂを圧縮しつつ第１液圧室５および
受圧室１７を連通させる。したがって、受圧室１７には
チェック弁１３の閉弁時にオリフィス１２を介して第２
液圧室６からの液圧が導入され、チェック弁１３の開弁
時に第１液圧室５からの液圧が導入されることになり、
ラム１５は受圧室１７内の液圧上昇によりスプリング１
６の反力に抗して図示位置から摺動量Ｓだけ左行する。

すなわち、オリフィス１２、チェック弁１３および液圧
導入路１４は第ｌ液圧室５および第２液圧室６のうち高
液圧側の室を選択して該室からの液圧をピストン４内の
受圧室１７に導入する液圧導入手段１８を構成している
。

また、ラム１５にはロック部材８の放射内端に近接する
テーパ面１５ｃおよび該テーパ面１５ｃを含む環状溝１
５ｄが形成されており、ラムｌ５が上述のように左行し
たとき、ピストン４は第１液圧室５又は第２液圧室６の
油圧を受けてロック部材８を内周環状溝９から離脱させ
るとともにシリンダ１内を摺動する．なお、ロック部材
８が内周環状溝９から離脱したとき、ピストン４内でデ
ィテントスプリング１９によりロック部材８に付勢され
たボール２ｌがロック部材８の球面凹部８ａに係合し、
ロック部材８はボール２１を介してピストン４に保持さ
れるようになっている．一方、シリンダｌには管状部材２２が同軸に固定されて
おり、管状部材２２の図中右端部はピストン４に摺動自
在に挿入されている．また、管状部材２２はラム１５と
の間に所定間隙を隔てて油路２３を形成しており、この
油路２３はラム１５に形成されたオリフィス孔２４（オ
リフィス）を介して受圧室１７に連通し、管状部材２２
に形成された連通路２５を通してシリンダ１に形成され
た排出ポート２６に連通している。そして、受圧室１７
に液圧が導入されたとき、受圧室１７内の液がオリフィ
ス孔２４、油路２３、連通孔２５および排出ボート２６
を通して少量ずつシリンダ１の外部に排出されるように
なっている。

なお、チェック弁１３の閉弁時において、第２油圧室６
の液圧をＰｌ、受圧室１７の液圧（受圧面１５ｂが受け
る液圧）をＰｚ、ロック作動室１１内の液圧をＰ，とし
、オリフィス１２の面積をＡＩ、オリフィス孔２４の面
積をＡ８とすると、次式が成立する。

そして、本実施例おいては、Ａ，≧２ＡＺとなる程度に
オリフィスｌ２０面積ＡＩを太き《してＰ２を確保し、
ロック機構７のロック、アンロック動作を安定させるよ
うにしている。さらに、管状部材２２にはコイル２７（
詳細図示せず）が巻回されており、このコイル２７とピ
ストン４に取付けられた鉄心２８（コア部材）とにより
ピストン４の変位を検出する変位検出器である公知の差
動変圧器２９が構成されている。

なお、第１図において、３１、３２はシリンダ１および
ピストン４に形成された連結用の穴であり、第１、２図
において、３３〜３９はそれぞれシールリングである。

次に、作用を説明する。

まず、ロック機構７によりピストン４がシリンダ１にロ
ックされた状態で、伸張ポート３を通して第２液圧室６
に高液圧が供給されると、オリフィス１２を介し第２液
圧室６から受圧室１７に液圧が供給されてラム１５が該
液圧を受圧し、スプリング１６の反力に抗してロック作
動室１１内を左行する。

このとき、ラムｌ５の環状＃１５ｄがロソク部材８に対
向し、ロック部材８がピストン４からの押圧力に対する
シリンダｌからの反力によりシリンダ１の内周環状ａ９
から離脱してピストン４がアンロックされ、ピストン４
が摺動自在となる。また、内周環状溝９から離脱したロ
ック部材８がボール２１を介してピストン４に保持され
、誤ったロック動作が防止される．そして、第２液圧室
６の液圧を受けたピストン４が伸張方向に摺動すると、
第ｌ液圧室５内の液が収縮ポート２を通してシリンダ１
外に排出される。この間、第２液圧室６から受圧室１７
に導入されてラム１５に液圧を加えた液は、オリフィス
孔２４、油路２３および連通孔２５を通して少量ずつピ
ストン４および差動変圧器２９内を循環し、排出ポート
２６からシリンダ１の外部に排出される．一方、ロック機構７によりピストン４がシリンダ１にロ
ックされた状態で、収縮ポート２を通して第１液圧室５
に高液圧が供給されると、チェック弁１３を介して第ｌ
液圧室５から受圧室１７に液圧が供給され、上述と同様
にラム１５が左行してピストン４がアンロックされる．
この他の作用は上述の場合と同様である。

次いで、第１液圧室５又は第２液圧室６に供給されてい
た高液圧が低下すると、ラム１５はスプリング１６の反
力により右行しながらテーパ面１５ｃでロック部材８を
放射外方に付勢する。したがって、外力等を受けてピス
トン４が所定摺動位置に達したとき、ロック部材８がシ
リンダ１の内周環状溝９に係合してピストン４がシリン
ダｌにロソクされる。

このように、本実施例においては、ピストン４をそのス
トローク中間位置等、所定摺動位置でシリンダ１にロッ
クするロック機構７の作動液圧を液圧導入手段１日によ
り第ｌ液圧室５および第２液圧室６のうち高液圧側の室
から導入し、シリンダ１の外部からの液圧供給を不必要
にすることができ、液圧回路のコストの低減および液圧
アクチュエータの小型、軽量化を図ることができる。ま
た、本実施例では、第１液圧室５および第２液圧室６の
何れの側が高圧になってもピストン４が直ちにアンロッ
ク状態となるから、ピストン４をロック状態から何れの
方向に移動させる場合であっても、ピストン４を制御入
力に即座に応答させることができる．したがって、例え
ば、航空機の舵面制御用サーボアクチュエータとして、
高い応答性を確保でき、差動変圧器２９を有することと
相俟って非常に好ましいものとなる。さらに、本実施例
においては、シリンダ１、ピストン４および差動変圧器
２９の内部に少量の液を循環させることができるので、
航空、宇宙機等に搭載されて、極端な温度環境下で使用
される場合であっても、液圧アクチュエータの温度変化
を抑制し、熱劣化による各部材料強度の低下や破壊を防
止することができる。

なお、本実施例においては、液圧導入手段１８にチェッ
ク弁１３を設けているが、これはラムｌ５に加わる液圧
を該液圧を供給する室圧に近づけて、ピストン４をアン
ロックする液圧のばらつきを抑えるためである。したが
って、チェック弁１３をオリフィス１２と同様なものに
代えることができるが、その場合第ｌ液圧室５および第
２液圧室６に同時に液圧供給される時と両者のうち一方
に液圧供給される時とでラム１５の受圧力が異なること
になる。

逆に、オリフィス１２をチェソク弁１３と同様なオリフ
ィスに代えれば、所定液圧以上の液圧を第１液圧室５お
よび第２′ｆ１圧室６のうち高液圧倒の室から受圧室１
７に導入できる。この他、第１液圧室５および第２液圧
室６の液圧供給条件により、複数のオリフィスおよびチ
ェック弁を併用する等、各種態様が考え得る。また、本
実施例においては、液圧導入手段１８による液圧導入時
にラム１５がロック部材８と内周環状溝９の離脱を促す
ものであるが、液圧切換時に受圧部材がロック部材を一
時的に内周環状溝９に係合させる（すなわち、ピストン
を一時的にロックする）ようなものも、本発明の含むと
ころである。

（効果）本発明によれば、液圧導入手段によりシリンダ内の第１
室および第２室のうち高液圧倒の室の液圧をピストン内
に導入し、ピストン内に配設した受圧部材が該導入液圧
を受圧してロック部材をシリンダの凹部に保合又は離脱
させることによってピストンをシリンダにロック又はア
ンロックするようにしているので、ロック機構を作動さ
せるためにシリンダ外部から液圧を供給する必要がなく
、そのための液圧給排回路を無くしてロック機構付液圧
アクチュエータを含む液圧回路を簡素化しそのコストを
低減させることができるとともに、ロック機構付液圧ア
クチュエータを小型、軽量化することができる。

また、前記液圧導入手段の液圧導入路上に設けたオリフ
ィスとシリンダからピストンに突入させた管状部材とを
介して、ロック機構の作動に供した液を循環させるよう
にすれば、ロック機構付液圧アクチュエータの使用温度
範囲が広い場合であっても効果的な熱制御を行ってロッ
ク機構付液圧アクチュエータの各部材料の熱劣化等を防
止することができる。

さらに、前記ピストンに取付けたコア部材を前記管状部
材に挿入し、該コア部材を可動側、管状部材を固定側と
する変位検出器を構成すれば、ピストン位置を正確に検
出でき、航空機の舵面作動用サーボアクチュエータ等に
好適なロック機構付液圧アクチュエータを提供すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１、２図は本発明に係るロック機構付液圧アクチュエ
ータの一実施例を示す図であり、第１図はその全体の構
成を示す断面図、第２図はその要部詳細断面図である。１・・・・・・シリンダ、２・・・・・・収縮ボート（第１の液圧ポート）、３・
・・・・・伸張ポート（第２の液圧ボート）、４・・・
・・・ピストン、５・・・・・・第１液圧室、６・・・・・・第２液圧室、７・・・・・・ロック機構、８・・・・・・ロック部材、９・・・・・・内周環状溝（凹部）、ｌ５・・・・・・ラム（受圧部材）、ｌ８・・・・・・液圧導入手段、２２・・・・・・管状部材、２４・・・・・・オリフィス孔、２８・・・・・・鉄心（コア部材）、２９・・・・・・差動変圧器（変位検出器）。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）第１および第２の液圧ポートを有するシリンダと
、シリンダ内に摺動自在に収納され、シリンダ内を第１
の液圧ポートに連通する第１液圧室および第２の液圧ポ
ートに連通する第２液圧室に区画するピストンと、ピス
トンに変位可能に支持されたロック部材をシリンダに形
成された凹部に係合、離脱させてピストンをシリンダに
ロック、アンロックするロック機構と、を備えたロック
機構付液圧アクチュエータにおいて、前記ロック機構が
、前記第１液圧室および第２液圧室のうち高液圧側の室
を選択して該室からの液圧をピストン内に導入する液圧
導入手段と、液圧導入手段によりピストン内に導入され
た液圧を受け、前記ロック部材を前記シリンダの凹部に
係合する方向または該凹部から離脱する方向に付勢する
ようピストン内に配設された受圧部材と、を有すること
を特徴とするロック機構付液圧アクチュエータ。
（２）前記ピストンに形成された前記液圧導入手段の液
圧導入路上にオリフィスを設ける一方、前記シリンダに
管状部材を固定して該管状部材を前記ピストンに摺動自
在に挿入し、液圧導入手段によりピストン内に導入され
た液をオリフィスおよび管状部材を通してシリンダ外に
排出するようにしたことを特徴とする請求項１記載のロ
ック機構付液圧アクチュエータ。
（３）前記シリンダに固定した管状部材内に位置するよ
う前記ピストンに位置検出用のコア部材を取付け、該コ
ア部材および管状部材の相対変位から前記シリンダに対
するピストンの変位を検出する変位検出器を構成したこ
とを特徴とする請求項１又は２記載のロック機構付液圧
アクチュエータ。