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JP3149031B2 - 航空機の油圧操舵アクチュエータ - Google Patents

航空機の油圧操舵アクチュエータ

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JP3149031B2
JP3149031B2 JP23613191A JP23613191A JP3149031B2 JP 3149031 B2 JP3149031 B2 JP 3149031B2 JP 23613191 A JP23613191 A JP 23613191A JP 23613191 A JP23613191 A JP 23613191A JP 3149031 B2 JP3149031 B2 JP 3149031B2
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JP
Japan
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servo valve
swash plate
control surface
hydraulic motor
hydraulic
Prior art date
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JP23613191A
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JPH0569897A (ja
Inventor
和矢 古賀
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Tokyo Keiki Inc
Original Assignee
Tokyo Keiki Inc
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、オーバセンタ可変容量
型油圧モータを使用した航空機の油圧操舵アクチュエー
タに関する。
【0002】
【従来の技術】従来のこの種油圧操舵アクチュエータに
は、例えば図3に示すようなものがある。図において、
20はフェールセーフのために2系統(FC系統及びU
TL系統)の制御系を有する油圧シリンダで、独立の2
つのシリンダ室を有する。21a,21bは油圧シリン
ダ20の各シリンダ室に嵌入されたピストンで、ピスト
ン21a,21bを設けた共通のロッド22の基端は機
体構造23に軸支されている。24は油圧シリンダ20
の先端に連結されたベルクランクで、揺動回転軸25を
中心に回動し、先端部は舵面26を構成している。27
は油圧シリンダ20に一体に設けられたサーボ弁で、そ
のコントロールバルブ28をレバー29により動かすこ
とにより油圧シリンダ20が図示左右方向に直線運動を
する。したがって、油圧シリンダ20をサーボ弁27を
介して直線運動させることにより、油圧シリンダ20に
連結されたベルクランク24が揺動回転軸25を中心に
回動し、舵面26が上下方向に揺動する。すなわち、油
圧シリンダ20の直線運動をベルクランク24により舵
面26の揺動運動に変換している。また、サーボ弁27
により油圧シリンダ20の位置決めを制御し、これによ
り舵面26の揺動角度を制御している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】このように従来の油圧
操舵アクチュエータでは、アクチュエータの位置決め制
御のためにサーボ弁を使用しており、アクチュエータに
使用する全流量がサーボ弁を流れる構造となっている。
このため、舵面26における負荷に応じてサーボ弁27
で流量を絞るためサーボ弁27で大きな圧力ドロップが
発生し、エネルギーの損失が非常に大きいという課題が
あった。
【0004】本発明は、上記のような課題を解決するた
めになされたもので、アキシャルプランジャ形の可変容
量型油圧モータを使用して直接に舵面を揺動させるよう
にするとともに、該油圧モータの斜板をパイロット圧で
制御するように小容量のサーボ弁を設けることにより、
エネルギー利用効率を大巾に向上させた航空機用油圧操
舵アクチュエータを提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明に係る航空機の油圧操舵アクチュエータは、
可変容量型油圧モータを舵面の揺動回転軸に連結し、該
油圧モータの斜板の傾転角度を制御する斜板制御装置を
設けるとともに、油圧モータの圧力ラインのパイロット
圧をサーボ弁を介して斜板制御装置に供給するように構
成し、該サーボ弁を介して斜板制御装置により上記油圧
モータの位置決め制御をするコントローラを設けたもの
である。
【0006】
【作用】本発明の油圧操舵アクチュエータにおいては、
可変容量型油圧モータにより舵面を直接に揺動させる。
そして、油圧モータの位置決めは、舵面に対する位置指
令信号をコントローラに入力し、油圧モータの位置検出
信号がこの位置指令信号に一致するようにサーボ弁を介
し斜板制御装置により斜板の傾転角度を制御することに
よって行われる。サーボ弁には油圧モータの圧力ライン
のパイロット圧による流量のみが流れる。
【0007】
【実施例】図1は本発明の一実施例を示す油圧回路図で
ある。図において、1はオーバセンタ可変容量型油圧モ
ータで、その出力軸(図示せず)は減速機2を介して舵
面26の揺動回転軸(図示せず)に連結されている。3
は油圧モータ1の圧力ライン、4はタンクである。5は
油圧モータ1の斜板で、油圧シリンダ装置等からなる斜
板制御装置6に連結されている。本実施例では、油圧シ
リンダ6aの制御ピストンロッド6bの先端に斜板5の
一端をピン結合し、圧力ライン3からのパイロット圧を
サーボ弁7によって油圧シリンダ6aに供給し、斜板5
の傾転角度を0から±の間で両方に制御している。8は
パイロットライン、9はタンクである。10はコントロ
ーラで、舵面26に対する位置指令信号aと、減速機2
に取り付けられた舵面位置検出器11からの舵面位置検
出信号bと、舵面速度検出器12からの舵面速度検出信
号cと、及び油圧モータ1の斜板傾転軸に取り付けられ
た斜板傾転角度検出器13からの斜板傾転角度検出信号
dがそれぞれコントローラ10に入力するようになって
おり、コントローラ10内で位置指令信号aと舵面位置
検出信号bとを比較したうえでその偏差に比例した駆動
信号eをサーボ弁7に対して出力し、舵面26を所要の
位置にフィードバック制御するようになっている。この
場合において、コントローラ10には舵面26の位置を
メインループとしてフィードバックし、マイナーループ
として舵面26の運動速度と斜板5の傾転角度をフィー
ドバックしている。
【0008】本実施例においては、舵面26に対する位
置指令信号aがコントローラ10に入力されると、舵面
位置検出器11の検出値bと比較され、その偏差に比例
した駆動信号eがサーボ弁7に出力される。サーボ弁7
には油圧モータ1の圧力ライン3のパイロット圧がパイ
ロットライン8を通してかかっているので、コントロー
ラ10により制御されたサーボ弁7によって、パイロッ
ト圧の制御流れが油圧シリンダ6aに供給され、油圧シ
リンダ6aの制御ピストンロッド6bを伸ばし、または
縮小する。このようにして舵面26の位置指令信号aに
対応する油圧シリンダ6aの位置制御が行われ、斜板5
の傾転角度が制御される。また、傾転角度の+方向、−
方向が舵面26の運動方向に対応する。油圧モータ1の
出力トルクは圧力ライン3の圧力と斜板5の傾転角度の
正接の積に比例する。したがって、圧力ライン3の圧力
が一定であっても出力トルクの制御が可能である。そし
て、舵面26に対する位置指令信号aと舵面位置検出器
11の検出値bが一致すると、舵面26を保持するのに
必要なトルクに見合った斜板5の傾転角度の位置で油圧
モータ1は停止する。
【0009】このようにオーバセンタ可変容量型油圧モ
ータ1により直接に舵面26を揺動させるようにしてい
るので、従来のようなベルクランク等の運動変換機構を
排除できるため、操舵アクチュエータの小型・軽量化が
可能になる。
【0010】また、操舵アクチュエータの位置決め制御
のために使用するサーボ弁7にはパイロットライン8の
流量のみが通るため、小容量のサーボ弁を使用すること
ができ、油圧システムのエネルギー利用効率が大巾に向
上するものである。これは次に示すように、サーボ弁の
エネルギー利用効率が最大67%と低いため、サーボ弁
の容量を小さくできることは損失動力を小さくできるこ
とによるものである。図3に示す油圧回路において、サ
ーボ弁を通る流量Qは Q=K1 (ΔPv 1/2 …(1) ここで、K1 :定数 ΔPv :サーボ弁における圧力損失=P1 −P2 次に、この油圧システムの差圧ΔPs は ΔPs =ΔPv +ΔPm …(2) ここで、ΔPm :油圧モータにおける差圧=P2 −P3 (ただし、P3 とP4 は近似的に等しいものとする) 式(1),(2)より次式を得る。 Q=K1 (ΔPv 1/2 =K1 (ΔPs −ΔPm 1/2 …(3) サーボ弁の出力動力Q・ΔPm をΔPm で微分して次式
を得る。 d(Q・ΔPm )/dΔPm =K1 (ΔPs −ΔPm 1/2 −(1/2)・ΔPm ・K1 (ΔPs −ΔPm -1/2 …(4) 式(4)を零とおくことで次式を得る。 ΔPm =(2/3)・ΔPs よって、サーボ弁の入出力動力比は次のとおりである。 Q・ΔPm /Q・ΔPs =ΔPm /ΔPs =2/3(約0.67)
【0011】
【発明の効果】以上のように本発明によれば、オーバセ
ンタ可変容量型油圧モータを使用することで舵面を直接
に揺動させることができ、さらに該油圧モータの位置決
め制御のためのサーボ弁がパイロットラインの流量のみ
を通すため小容量のものでよく、エネルギー利用効率を
大巾に向上させることができる。また、小型・軽量にで
きるので航空機用油圧操舵アクチュエータとして好適な
ものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例を示す油圧回路図である。
【図2】サーボ弁のエネルギー利用効率を求めるための
図である。
【図3】従来の油圧操舵アクチュエータの構成図であ
る。
【符号の説明】
1 オーバセンタ可変容量型油圧モータ 2 減速機 3 圧力ライン 5 斜板 6 斜板制御装置 7 サーボ弁 8 パイロットライン 10 コントローラ 11 舵面位置検出器 12 舵面速度検出器 13 斜板傾転角度検出器 26 舵面

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 舵面の揺動回転軸に連結されたオーバセ
    ンタ可変容量型油圧モータと、該油圧モータの斜板の傾
    転角度を制御する斜板制御装置と、前記油圧モータの圧
    力ラインのパイロット圧を前記斜板制御装置に供給する
    サーボ弁と、該サーボ弁を介して前記斜板制御装置によ
    り前記油圧モータの位置決め制御をするコントローラと
    を具備する航空機の油圧操舵アクチュエータ。
JP23613191A 1991-09-17 1991-09-17 航空機の油圧操舵アクチュエータ Expired - Fee Related JP3149031B2 (ja)

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