JPH0727104A - 差圧検出器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】摺動部分をなくして作動油の混入異物による固
着を回避し信頼性を高めることを目的とする。 【構成】アクチュエータの出力ピストン両側の油圧作動
室の差圧に比例した電気信号を出力する差圧検出器にお
いて、一方の油圧作動室の圧油を導入する第一室と他方
の油圧作動室の圧油を導入する第二室とを共通の基台に
取り付け、前記第一室と第二室を画成する各壁面のう
ち、同一方向に向いた壁面の位置を各々の室内圧に応答
して変位し得るように構成し、且つ、第一室の前記壁面
と第二室の前記壁面との間に、両壁面の距離に応じた電
気信号を出力するセンサ部を介在させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、差圧検出器に関し、特
に、電気油圧サーボアクチュエータの油圧作動室の圧力
変動を検出する差圧検出器に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、電気油圧サーボアクチュエータ
においては、外乱等に対する系の安定を図るため、アク
チュエータの油圧作動室の圧力変動を検出し、この圧力
変動の微分値を入力信号に対する帰還信号に用いて、上
記変動を相殺するように制御する、いわゆる圧力フィー
ドバックを用いた動特性補償が行われる。

【０００３】図６は従来の差圧検出器を含む電気油圧サ
ーボアクチュエータの構成図であり、特開昭６３−１４
５８０１号公報に記載されたものである。１は制御対象
となる負荷であり、この負荷１は油圧アクチュエータ
（以下「アクチュエータ」）２によって駆動される。３
はアクチュエータ２への圧油の流量及び方向を制御する
電気油圧サーボ弁（以下「サーボ弁」）、４はサーボ弁
３に圧油を給排する油圧源、５はアクチュエータ２の出
力ピストン６の位置を検出する位置検出器、７はアクチ
ュエータ２の出力ピストン６の両端における油圧作動室
８、９の差圧に比例して変位できるよう、シリンダ１０
内に液密的に摺動可能に収納された差圧検出ピストン、
１１、１２は差圧検出ピストン７を中立位置に保持する
スプリング、１３は差圧検出ピストン７の変位速度（す
なわち油圧作動室８、９の差圧の微分値に相当）を検出
する速度トランスデューサ、１４は出力ピストン６の現
在位置と任意の目標位置との偏差がゼロになるような制
御量を演算すると共に、この制御量を速度トランスデュ
ーサ１３の出力で補正し、補正後の制御量に基づいてサ
ーボ弁３に対する制御信号を生成するコントロールユニ
ットである。

【０００４】上記の差圧検出ピストン７、シリンダ１
０、スプリング１１、１２及び速度トランスデューサ１
３が一体となって差圧検出器１５を構成する。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
従来の差圧検出器にあっては、シリンダ１０の内部に差
圧検出ピストン７を摺動可能に収納する構成となってい
たため、例えば、作動油の混入異物によって差圧検出ピ
ストン７が固着する恐れがあり、差圧検出の信頼性向上
という点で改善の余地があった。 ［目的］そこで、本発明は、摺動部分をなくし、作動油
の混入異物による固着を回避して信頼性を高めることを
目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するために、アクチュエータの出力ピストン両側の油
圧作動室の差圧に比例した電気信号を出力する差圧検出
器において、一方の油圧作動室の圧油を導入する第一室
と他方の油圧作動室の圧油を導入する第二室とを共通の
基台に取り付け、前記第一室と第二室を画成する各壁面
のうち、同一方向に向いた壁面の位置を各々の室内圧に
応答して変位し得るように構成し、且つ、第一室の前記
壁面と第二室の前記壁面との間に、両壁面の距離に応じ
た電気信号を出力するセンサ部を介在させたことを特徴
とするものである。

【０００７】

【作用】本発明では、アクチュエータのピストン両側の
油圧作動室の差圧が変化すると、第一室と第二室の室内
圧が変化し、この変化に応答して両室の同一方向を向い
た壁面間の距離が変化する。従って、アクチュエータの
ピストン両側の油圧作動室の差圧に比例した電気信号が
センサ部から出力されると共に、摺動部分がないので、
固着の恐れが全くなく、信頼性の向上が図られる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図１〜図５は本発明に係る差圧検出器の一実施例
を示す図であり、航空機の操縦システムに適用した例で
ある。図１において、２０は制御対象としての負荷（例
えばフラップ等の舵面）であり、負荷２０は油圧アクチ
ュエータ（以下「アクチュエータ」）２１によって駆動
される。アクチュエータ２１は出力ピストン２２の両側
に油圧作動室２３、２４を画成して構成し、この油圧作
動室２３、２４には電気油圧サーボ弁（以下「サーボ
弁」）ＳＢによって流量や方向が制御された圧油（０〜
３０００PSI ）が導入されるようになっている。

【０００９】２５は出力ピストン２２の位置を検出する
位置検出器としての差動変圧器（ＬＶＤＴ）、２６はサ
ーボ系の伝達遅れを補償するための復調器フィルター２
７、２８や偏差を演算するための減算器２９、３０及び
制御量を操作量に変換するためのサーボアンプ３１を含
むコントロールユニット、３２は本実施例のポイントで
ある差圧検出器である。

【００１０】差圧検出器３２は、共通の基台３３に取り
付けられた２つの室（第一室３４と第二室３５）を有
し、これらの室３４、３５には、アクチュエータ２１の
油圧作動室２３、２４からの圧油が導入されている。第
一室３４及び第二室３５は、それぞれの室内圧に応答し
て容積が個別に変化するようになっており、その変化方
向は、図面の上下方向（矢印Ａ方向）のみに規制されて
いる。すなわち、第一室３４と第二室３５を画成する各
壁面のうち、天井側の壁面３４ａ、３５ａ（同一方向に
向いた壁面に相当）の位置が、各々の室内圧に応答して
変化し得るようになっている。

【００１１】第一室３４の壁面３４ａからは逆Ｌ字型の
腕３６が延びており、この腕３６の先には強磁性体スラ
イダ３７の軸部がダブルナット３８で固定されている。
強磁性体スライダ３７は、３連のコイル３８〜４０を等
間隔に並べた筒状の絶縁体４１の内部に非接触で挿入さ
れており、筒状の絶縁体４１は保護被覆４２を介して第
二室３５の壁面３５ａと一体化したケース４３に収めら
れている。なお、４４は絶縁体４１のガタツキ防止のた
めの波ワッシャである。

【００１２】図２は差圧検出器の上面図であり、３３ａ
〜３３ｄは基台３３に形成されたボルト装着用の孔であ
る。３連のコイル３８〜４０のうち真ん中のコイル３９
には交流電圧源４５が接続され、また、両側のコイル３
８、４０は減算器４６の２入力間に直列接続されてい
る。上記強磁性体スライダ３７、３連のコイル３８〜４
０、絶縁体４１、保護被覆４２、波ワッシャ４４、ケー
ス４３、交流電圧源４５及び減算器４６は、一体として
センサ部４７を構成する。なお、センサ部４７は、強磁
性体スライダ３７が真ん中のコイル３９付近に位置（中
立位置）しているときに減算器４６の出力電圧がほぼゼ
ロ値となり、中立位置から外れているときに減算器４６
の出力電圧がゼロ以外の値（極性で方向を表示）にな
る。

【００１３】このような構成において、アクチュエータ
２１の油圧作動室２３、２４の差圧が変化すると、差圧
検出器３２の第一室３４と第二室３５の室内圧が同様に
変化し、この変化に応答して両室３４、３５の壁面３４
ａ、３５ａの位置が変化する。例えば、第一室３４の室
内圧が上昇し、第二室３５の室内圧が低下したとする
と、第一室３４の壁面３４ａが図中上側に移動すると共
に、第二室３５の壁面３５ａが図中下側に移動するか
ら、結局、強磁性体スライダ３７は、引き抜かれる方向
に変位することになる。

【００１４】このため、センサ部４７の出力電圧がゼロ
以外の値に変化し、その極性で変位方向が表示される。
センサ部４７の出力電圧は、復調器フィルター２８を通
して減算器２９に与えられ、この減算器２９によって指
令信号（姿勢制御用コンピュータから与えられる舵面の
目標位置）との偏差が求められた後、次段の減算器３０
によって出力ピストン２２の位置（すなわち負荷２０の
位置）との偏差が求められる。そして、この偏差がなく
なるような操作量がサーボアンプ３１からサーボ弁ＳＢ
へと出力され、アクチュエータ２１への供給油圧が制御
される。その結果、指令信号で示された舵角が負荷２０
（舵面）に与えられると共に、アクチュエータ２１の油
圧作動室２３、２４の圧力変動がセンサ部４７の出力電
圧で相殺されるから、サーボ系の安定性向上と高応答性
とを両立させることができる。

【００１５】また、本実施例の差圧検出器３２は、アク
チュエータ２１の油圧作動室２３、２４の差圧を第一室
３４と第二室３５の容積変化に変換し、この容積変化を
センサ部４７で電気信号に変換して取り出すようにして
いるため、摺動部分はどこにも存在しない。従って、作
動油に異物が混入していても固着等の不都合を生じるこ
とはなく、信頼性の高い差圧検出器を提供できると共
に、摺動抵抗に起因して発生するヒステリシス等の増大
を心配することもない。しかも、実施例のように、セン
サ部４７に差動変圧器（ＬＶＤＴ）を用いれば、出力電
圧のレベルを大きくすることができ、Ｓ／Ｎ比を改善し
てノイズの影響を抑えることができる。

【００１６】図３は第一室３４′（及び第二室３５′）
の好ましい構造図であり、側壁面３４ｂ（３５ｂ）をベ
ローズ状に構成した例である。このようにすると、第一
室３４′及び第二室３５′の容積変化方向が、図面の上
下方向（矢印Ａ方向）へと一層スムーズに許容されるの
で望ましい。また、差圧検出器の構造は上記実施例に限
定されるものではなく、本発明の意図する範囲におい
て、様々な変形態様を包含するものである。

【００１７】図４、図５はその一例であり、この例で
は、第一基台５０に第一室５１を形成し、この第一基台
５０を第一室５１の真上まで延長して第二基台５２と
し、さらに、第二基台５２に第二室５３を形成すると共
に、両室５１、５３の天井部分の壁面５１ａ、５３ａの
間にセンサ主要部５４を介在させて構成している。な
お、図４、図５において、５５は第一室５１に圧油を導
入するための油路、５６、５７は第二室５３に圧油を導
入するための油路、５８、５９は第一室５１の壁面５１
ａとセンサ主要部５４の一端側とを連結する腕部であ
る。

【００１８】このような構成によれば、２つの室５１、
５３が縦方向に並ぶので、横幅を抑えた差圧検出器を提
供でき、狭隘なスペースへの設置性を向上できる。

【００１９】

【発明の効果】本発明によれば、摺動部分を持たない差
圧検出器を実現でき、例えば、作動油の混入異物による
固着を回避してサーボ系の信頼性向上を図ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施例の差圧検出器の構造図を含むサーボ系
統図である。

【図２】一実施例の差圧検出器の上面図である。

【図３】一実施例の第一室及び第二室の好ましい側壁面
構造図である。

【図４】一実施例の他の差圧検出器の構造図及び上面図
である。

【図５】図４の側面図及びＫ−Ｋ断面図である。

【図６】従来例のサーボ系統図である。

【符号の説明】

２１：アクチュエータ ２２：出力ピストン ２３、２４：油圧作動室 ３３：基台 ３４ａ、３５ａ、５１ａ、５３ａ：壁面 ３４、５１：第一室 ３５、５３：第二室 ４７：センサ部 ５０：第一基台（基台） ５２：第二基台（基台）

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】アクチュエータの出力ピストン両側の油圧
   作動室の差圧に比例した電気信号を出力する差圧検出器
   において、 一方の油圧作動室の圧油を導入する第一室と他方の油圧
   作動室の圧油を導入する第二室とを共通の基台に取り付
   け、 前記第一室と第二室を画成する各壁面のうち、同一方向
   に向いた壁面の位置を各々の室内圧に応答して変位し得
   るように構成し、 且つ、第一室の前記壁面と第二室の前記壁面との間に、
   両壁面の距離に応じた電気信号を出力するセンサ部を介
   在させたことを特徴とする差圧検出器。