JPH071042B2 - 電気油圧サ−ボアクチュエ−タの故障中立機構 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は航空機の舵面駆動等に用いられる電気油圧サー
ボアクチュエータの故障中立機構に関する。

（従来の技術） 本出願人はさきに第３図及び第４図に示す電気油圧サー
ボアクチュエータの故障中立機構を出願した。（特願昭
61-97358号（特開昭62-255602号）） 第３図及び第４図において、１はコントロールバルブ、
２はアクチュエータ、３は故障信号を受け取るソレノイ
ドバルブ、４はコントロールバルブ１とアクチュエータ
２とを連通する一対の油路９、10に介装されたブロック
バルブ、５はフイードバックバルブ、６はサーボアン
プ、７はフォースモータ、８は変位検出器である。

正常時にはソレノイドバルブ３は第３図に示す位置を占
め、パイロット油がソレノイドバルブ３を経てブロック
バルブ４の受圧室4c及びフイードバックバルブ５の受圧
室5aに作用し、これらをそれぞれ非作動状態としてい
る。

ブロックバルブ４の非作動時にはそのスプール4aは図示
のようにばね4bに抗して左側に位置せしめられており、
コントロールバルブ１とアクチュエータ２を連通する一
対の油路９、10はそれぞれ開とされている。かくして、
電気入力信号がサーボアンプ６に印加されると、この出
力によりフォースモータ７を介してコントロールバルブ
１のスプール1aが左右に駆動されて作動油の方向及び流
量を変える。そして、作動油がコントロールバルブ１、
油路９、10及びブロックバルブ４を経てアクチュエータ
２に給排され、アクチュエータ２のピストンロッド2aが
左右に駆動される。アクチュエータ２のピストンロッド
2aの変位は変位検出器８により検出されて、その検出信
号はサーボアンプ６にフイードバックされる。サーボア
ンプ６に印加される電気入力信号とフイードバック信号
が等しくなると、フォースモータ７が停止し、コントロ
ールバルブ１が閉じるため、アクチュエータ２はその位
置に停止する。また、フイードバックバルブ５の非作動
時にはそのスプール5bはばね5cに抗して右方に押推され
て図示の位置を占め、バイパス回路11、12を閉止してい
る。正常時には、アクチュエータ２のスプール2aの変位
をフイードバックバルブ５にフイードバックするための
リンク機構13のカム13aは図示のようにフイードバック
バルブ５のスプール5bより離間している。

コントロールバルブ１の電気入力信号系が故障した場合
の状態が第４図に示されている。

故障信号がソレノイドバルブ３に入力されると、ソレノ
イドバルブ３は第４図に示す位置を占め、この結果、ブ
ロックバルブ４の受圧室4cに作用していたパイロット油
及びフイードバックバルブ５の受圧室5aに作用していた
パイロット油がソレノイドバルブ３を経て排出され、こ
れらは作動状態となる。すると、ブロックバルブ４のス
プール4aはばね4bにより右方に押推されて図示の位置を
占め、油路９、10を遮断し、故障した電気入力信号によ
るアクチュエータ２の異常作動を防止する。これと同時
にフイードバックバルブ５のスプール5bはばね5cに押さ
れて左方に移動する。このとき、アクチュエータ２のス
プール2aが図示のように中立位置から左側に偏寄してい
る場合には、フイードバックバルブ５のスプール5bはリ
ンク機構13のカム13aに当接した位置で停止する。する
と、作動油がフイードバックバルブ５を経てバイパス回
路11からアクチュエータ２の左側室に入り、ピストンロ
ッド2aは右側へ押推される。これに伴って、右側室内の
油はバイパス回路12、フイードバックバルブ５を経て排
出される。アクチュエータ２のピストンロッド2aが中立
位置に戻ると、これがリンク機構13を介してフイードバ
ックバルブ５のスプール5bに伝達されてスプール5bも中
立位置に戻り、バイパス回路11及び12を閉止してアクチ
ュエータ２への作動油の給排を停止する。アクチュエー
タ２のスプール2aが中立位置から右側に偏寄している場
合にも上記と同様、そのスプール2aは中立位置に戻って
停止する。

（発明が解決しようとする問題点） 上記従来の故障中立機構においては、電気入力信号系の
故障時、即ち、ブロックバルブ４とフイードバックバル
ブ５の作動時、これらブロックバルブ４とフイードバッ
クバルブ５の作動順序が決まらないため、次のような不
具合が生ずる。

即ち、ブロックバルブ４が油路９、10を閉じるのに先立
ってフイードバックバルブ５がバイパス回路11、12を開
くと、コントロールバルブ１とフイードバックバルブ５
が同時にアクチュエータ２に連通するため、短時間では
あるが、アクチュエータ２は暴走又は無制御状態とな
る。

逆に、フイードバックバルブ５がバイパス回路11、12を
開くのに先立ってブロックバルブ４が油路９、10を閉じ
ると、フイードバックバルブ５のスプール5bが第３図の
状態から左方に移動してカム13aに当接する過程で第５
図に示す位置を占め高圧の作動油をバイパス回路11に供
給すべきであるのにも拘らず瞬間的にバイパス回路12に
供給し、アクチュエータ２が暴走するという不具合が生
ずる。

一方、ソレノイドバルブ３を励磁してアクチュエータ２
をその中立位置から起動する場合にも上記と同様の不具
合が発生する。

（問題点を解決するための手段） 本発明は上記問題点に対処するために発明されたもので
あって、その要旨とするところは、アクチュエータと、
電気入力信号を受けて上記アクチュエータへの作動油の
給排を司掌するコントロールバルブと、上記コントロー
ルバルブと上記アクチュエータを連通する油路を非作動
時に開き、作動時に閉じるブロックバルブと、上記アク
チュエータの出力側とリンク機構を介して連動して上記
アクチュエータへの作動油の給排を司掌するスプールを
有し、非作動時に上記アクチュエータへの作動油の給排
を停止し、作動時に上記アクチュエータが中立位置から
偏寄している場合には上記アクチュエータに作動油を給
排してこれを中立位置に復帰させた後上記アクチュエー
タへの作動油の給排を停止するフイードバックバルブ
と、上記電気入力信号系の正常時にはパイロット油を上
記ブロックバルブ及びフイードバックバルブに供給して
これらを作動状態とし、上記電気入力信号系の故障時に
は上記ブロックバルブ及びフイードバックバルブからパ
イロット油を排出してこれらを非作動状態とするソレノ
イドバルブを具えた電気油圧サーボアクチュエータの故
障中立機構において、絞りと逆止弁を並列に連結してな
る第１のリストリクタ・チェックバルブをその逆止弁が
上記ソレノイドバルブから上記ブロックバルブへのパイ
ロット油の流れを遮断する向きに介装し、第２のリスト
リクタ・チェックバルブをその逆止弁が上記ソレノイド
バルブから上記フイードバックバルブへのパイロット油
の流れを許容する向きに介装し、第３のリストリクタ・
チェックバルブをその逆止弁が上記フイードバックバル
ブから排出される作動油の流れを遮断する向きに介装し
たことを特徴とする電気油圧サーボアクチュエータの故
障中立機構にある。

（作用） 本発明においては上記構成を具えているため、電気入力
信号系の故障時にはブロックバルブからのパイロット油
は第１のリストリクタ・チェックバルブの逆止弁を通っ
て排出されると同時にフイードバックバルブからパイロ
ット油は第２のリストリクタ・チェックバルブの絞りを
通って排出されるので、ブロックバルブがフイードバッ
クバルブに先立って移動してコントロールバルブとアク
チュエータを連通する油路を閉じる。かくして、コント
ロールバルブとフイードバックバルブが同時にアクチュ
エータに連通するのを阻止してアクチュエータの暴走及
び無制御状態を阻止することができる。

また、フイードバックバルブが非作動状態から作動状態
に移行する過程において、ブロックバルブから排出され
る作動油は第３のリストリクタ・チェックバルブの絞り
を経て流出するので、高圧の作動油が瞬間的にアクチュ
エータに流入してこれを暴走させるのを阻止しうる。更
に、アクチュエータの起動時にはパイロット油は第１の
リストリクタ・チェックバルブの絞りを経てブロックバ
ルブに供給されると同時に第２のリストリクタ・チェッ
クバルブの逆止弁を経てフィードバックバルブに供給さ
れるのでフイードバックバルブが作動状態になった後に
ブロックバルブが作動状態となるので、コントロールバ
ルブ及びフイードバックバルブが同時にアクチュエータ
に連通するのを阻止してアクチュエータの暴走及び無制
御状態を防止することができる。

（実施例） 本発明の１実施例を第１図及び第２図を参照しながら具
体的に説明する。

第１図は正常に作動している状態、第２図は故障時の状
態をそれぞれ示している。

第１図及び第２図に示すように、絞り14aと逆止弁14bを
並列に接続してなる第１のリストリクタ・チェックバル
ブ14がソレノイドバルブ３とブロックバルブ４の受圧室
4cとを連通する油路17にその逆止弁14bがソレノイドバ
ルブ３からブロックバルブ４へのパイロット油の流れを
遮断する向きに介装されている。また、絞り15aと逆止
弁15bを並列に接続してなる第２のリストリクタ・チェ
ックバルブ15がソレノイドバルブ３とフイードバックバ
ルブ５の受圧室5aとを連通する油路18にその逆止弁15b
がソレノイドバルブ３からフイードバックバルブ５への
パイロット油の流れを許容する向きに介装されている。
更に、絞り16aと逆止弁16bを並列に接続してなる第３の
リストリクタ・チェックバルブ16がフイードバックバル
ブ５から排出される作動油の排出路19にその逆止弁16b
が作動油の流れを遮断する向きに介装されている。

他の構成は第３図及び第４図に示す従来のものと同様で
あり、対応する部材には同じ符号が付されている。

正常時には、第１図に示すように、ソレノイドバルブ３
が励磁されて図示の位置を占め、パイロット油がソレノ
イドバルブ３から油路17を経てブロックバルブ４の受圧
室4cに作用すると同時に油路18を経てフイードバックバ
ルブ５の受圧室5aに作用していて、これらブロックバル
ブ４及びフイードバックバルブ５はそれぞれ非作動状態
にあり、従って、油路９、10は開、バイパス回路11、12
は閉となっている。

電気入力がサーボアンプ６に印加されると、フォースモ
ータ７を介してコントロールバルブ１のスプール1aが左
右に駆動され、これに伴ってアクチュエータ２が左右に
動かされる。アクチュエータ２の動きは変位検出器８で
電気信号に変換されてサーボアンプ６にフイードバック
され、このフイードバック信号と電気入力信号が等しく
なった時点でフォースモータ７が止まり、コントロール
バルブ１が油路９、10を閉止するので、アクチュエータ
２はその位置に停止する。なお、この間、フイードバッ
クバルブ５のスプール5bは図示の位置を占め、バイパス
回路11、12が閉止されているので、上記アクチュエータ
２の機能には何ら影響を与えることはない。

電気入力信号系や電源の故障等によりソレノイドバルブ
３が解磁されると、ソレノイドバルブ３は第２図に示す
位置を占め、油路17及び18はソレノイドバルブ３を介し
て低圧の戻り回路に連通する。これによってブロックバ
ルブ４の受圧室4c内のパイロット油は第１のリストリク
タ・チェックバルブ14の逆止弁14bを通って迅速に戻り
回路に排出されるため、スプール4aは直ちに右方に移動
して油路９、10を閉じ、アクチュエータ２をその位置に
静止させる。一方、フイードバックバルブ５の受圧室5a
内のパイロット油は第２のリストリクタ・チェックバル
ブ15の絞り15aを通って排出されるため、スプール5bの
左方への移動はブロックバルブ４のスプール4aの移動よ
り遅れる。かくして、コントロールバルブ１及びフイー
ドバックバルブ５が同時にアクチュエータ２に連通する
という不具合は防止される。そして、フイードバックバ
ルブ５が第１図の状態から第２図の状態に移る途中で、
第５図に示すように、瞬間的に高圧の作動油回路がバイ
パス回路12に連通するが、第３のリストリクタ・チェッ
クバルブ16の逆止弁16bによって作動油の急激な流出が
阻止されるので、アクチュエータ２のスプール2aの左方
への暴走が抑制される。そして、フイードバックバルブ
５が第２図の状態を占めスプール5bがリンク機構13のロ
ーラ13aに当接すると、高圧の作動油はバイパス回路11
を経てアクチュエータ２の左室に入り、右室内の作動油
がバイパス回路12、第３のリンク機構16の絞り16aを経
て流出するので、アクチュエータ２のスプール2aは徐々
に右方へ移動する。そして、スプール2aが中立位置に復
帰すると、リンク機構13を介してフイードバックバルブ
５のスプール5bが中立位置に復帰してバイパス回路11、
12を閉じ、アクチュエータ２は中立位置に保持される。

アクチュエータ２を起動する場合には、ソレノイドバル
ブ３を励磁する。すると、ソレノイドバルブ３は第１図
に示す位置を占め、パイロット油がソレノイドバルブ３
を介して油路17、18に流入する。そして、パイロット油
は第１のリストリクタ・チェックバルブ14の絞り14aを
経てブロックバルブ４の受圧室4cに流入するのに対し、
第２のリストリクタ・チェックバルブ15の逆止弁15bを
経てフイードバックバルブ５の受圧室5aに流入するの
で、先ず、フイードバックバルブ５のスプール5bが第１
図に示すブロック状態に移動した後、ブロックバルブ４
が第１図に示すオープン状態に移動するので、アクチュ
エータ２の暴走及び無制御状態を回避できる。

上記実施例においては、コントロールバルブ１としてフ
ォースモータ７によって作動されるスライド型バルブを
用いているが、これに変えてサーボ弁を用いることがで
き、また、アクチュエータ２はシリンダ・ピストン型に
限らず回転式等の他の任意の型のアクチュエータを用い
ることができ、更に、このアクチュエータはカム13aを
有しないリンク機構を介してフイードバックバルブ５と
連動連結しても良い。

（発明の効果） 本発明においては、アクチュエータと、電気入力信号を
受けて上記アクチュエータへの作動油の給排を司掌する
コントロールバルブと、上記コントロールバルブと上記
アクチュエータを連通する油路を非作動時に開き、作動
時に閉じるブロックバルブと、上記アクチュエータの出
力側とリンク機構を介して連動して上記アクチュエータ
への作動油の給排を司掌するスプールを有し、非作動時
に上記アクチュエータへの作動油の給排を停止し、作動
時に上記アクチュエータが中立位置から偏寄している場
合には上記アクチュエータに作動油を給排してこれを中
立位置に復帰させた後上記アクチュエータへの作動油の
給排を停止するフイードバックバルブと、上記電気入力
信号系の正常時にはパイロット油を上記ブロックバルブ
及びフイードバックバルブに供給してこれらを作動状態
とし、上記電気入力信号系の故障時には上記ブロックバ
ルブ及びフイードバックバルブからパイロット油を排出
してこれらを非作動状態とするソレノイドバルブを具え
た電気油圧サーボアクチュエータの故障中立機構におい
て、絞りと逆止弁を並列に接続してなる第１のリストリ
クタ・チェックバルブをその逆止弁が上記ソレノイドバ
ルブから上記ブロックバルブへのパイロット油の流れを
遮断する向きに介装し、第２のリストリクタ・チェック
バルブをその逆止弁が上記ソレノイドバルブから上記フ
イードバックバルブへのパイロット油の流れを許容する
向きに介装し、第３のリストリクタ・チェックバルブを
その逆止弁が上記フイードバックバルブから排出される
作動油の流れを遮断する向きに介装したため、電気入力
信号系の故障時にはブロックバルブからのパイロット油
は第１のリストリクタ・チェックバルブの逆止弁を通っ
て排出されると同時にフイードバックバルブからのパイ
ロット油を第２のリストリクタ・チェックバルブの絞り
を通って排出されるので、ブロックバルブがフイードバ
ックバルブに先立って移動してコントロールバルブとア
クチュエータを連通する油路を閉じる。かくして、コン
トロールバルブとフイードバックバルブが同時にアクチ
ュエータに連通するのを阻止してアクチュエータの暴走
及び無制御状態を防止することができる。

また、フイードバックバルブが非作動状態から作動状態
に移行する過程において、ブロックバルブから排出され
る作動油は第３のリストリクタ・チェックバルブの絞り
を経て流出するので、高圧の作動油が瞬間的にアクチュ
エータに流入してこれを暴走させるのを阻止しうる。更
に、アクチュエータの起動時にはパイロット油は第１の
リストリクタ・チェックバルブの絞りを経てブロックバ
ルブに供給されると同時に第２のリストリクタ・チェッ
クバルブの逆止弁を経てフイードバックバルブに供給さ
れるのでフイードバックバルブが作動状態になった後に
ブロックバルブが作動状態となるので、コントロールバ
ルブ及びフイードバックバルブが同時にアクチュエータ
に連通するのを阻止してアクチュエータの暴走及び無制
御状態を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明の１実施例を示す系統図で、
第１図は正常時、第２図は故障時の状態をそれぞれ示
す。第３図及び第４図は従来の１例を示す系統図で、第
３図は正常時、第４図は故障時の状態を示す。第５図は
故障時にフイードバックバルブが移動する途中の状態を
示す部分的系統図である。 アクチュエータ……２、コントロールバルブ……１、ブ
ロックバルブ……４、フイードバックバルブ……５、ス
プール……5b、リンク機構……13、ソレノイドバルブ…
…３、第１のリストリクタ・チェックバルブ……14、絞
り……14a、逆止弁……14b、第２のリストリクタ・チェ
ックバルブ……15、絞り……15a、逆止弁……15b、第３
のリストリクタ・チェックバルブ……16、絞り……16
a、逆止弁……16b

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】アクチュエータと、電気入力信号を受けて
   上記アクチュエータへの作動油の給排を司掌するコント
   ロールバルブと、上記コントロールバルブと上記アクチ
   ュエータを連通する油路を非作動時に開き、作動時に閉
   じるブロックバルブと、上記アクチュエータの出力側と
   リンク機構を介して連動して上記アクチュエータへの作
   動油の給排を司掌するスプールを有し、非作動時に上記
   アクチュエータへの作動油の給排を停止し、作動時に上
   記アクチュエータが中立位置から偏寄している場合には
   上記アクチュエータに作動油を給排してこれを中立位置
   に復帰させた後上記アクチュエータへの作動油の給排を
   停止するフィードバックバルブと、上記電気入力信号系
   の正常時にはパイロット油を上記ブロックバルブ及びフ
   ィードバックバルブに供給してこれらを作動状態とし、
   上記電気入力信号系の故障時には上記ブロックバルブ及
   びフィードバックバルブからパイロット油を排出してこ
   れらを非作動状態とするソレノイドバルブを具えた電気
   油圧サーボアクチュエータの故障中立機構において、絞
   りと逆止弁を並列に接続してなる第１のリストリクタ・
   チェックバルブをその逆止弁が上記ソレノイドバルブか
   ら上記ブロックバルブへのパイロット油の流れを遮断す
   る向きに介装し、第２のリストリクタ・チェックバルブ
   をその逆止弁が上記ソレノイドバルブから上記フイード
   バックバルブへのパイロット油の流れを許容する向きに
   介装し、第３のリストリクタ・チェックバルブをその逆
   止弁が上記フイードバックバルブから排出される作動油
   の流れを遮断する向きに介装したことを特徴とする電気
   油圧サーボアクチュエータの故障中立機構。