(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のシリンダ室を形成するシリンダケースと、
複数の前記シリンダ室を、前記シリンダケースの一端部側の流体室及び前記シリンダケースの他端部側の流体室にそれぞれ区画する複数のフランジ部を有し、前記シリンダケースの内部に前記一端部から外部に突出するように収納されるピストンロッドと、
前記シリンダケースの前記他端部側の前記シリンダ室の内部に配置され、前記ピストンロッドに形成される穴に前記他端部側から挿入される挿入部材とを備え、
複数の前記シリンダ室の前記一端部側の前記流体室は、互いに連通され、
複数の前記シリンダ室の前記他端部側の前記流体室は、互いに連通され、
複数の前記シリンダ室の前記一端部側の前記流体室での前記ピストンロッドの受圧面積の総和と、複数の前記シリンダ室の前記他端部側の前記流体室での前記ピストンロッドの受圧面積の総和とが略同一であることを特徴とする流体シリンダ。
【請求項２】
前記ピストンロッド及び前記挿入部材の内部に、前記ピストンロッド及び前記挿入部材の一方に対して固定されるボビンと、前記ピストンロッド及び前記挿入部材の他方に対して固定されるコアロッドとを有する差動トランス型位置検出器を備えることを特徴とする請求項１に記載の流体シリンダ。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の流体シリンダと、
前記流体が供給される供給ポートに連通される前記流体室、及び、前記流体が排出される排出ポートに連通される前記流体室を切り替える切替手段と、
前記切替手段及び前記排出ポートの間に配置されて、前記流体を貯えておき、前記切替手段側の前記流体の圧力に応じて、貯えた前記流体を前記切替手段側に補充する流体補充手段とを備えることを特徴とするアクチュエーションシステム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、航空機の操舵翼等の対象物を駆動する流体シリンダと、この流体シリンダを備えるアクチュエーションシステムとに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、流体シリンダとして、図７に示すような油圧シリンダ９００が知られている。
【０００３】
図７において、従来の油圧シリンダ９００は、３つのシリンダ室９１１、９１２、９１３を形成するシリンダケース９１０と、シリンダケース９１０の２つのシリンダ室９１１、９１２を、シリンダケース９１０の一端部９１４側の油室９１１ａ、９１２ａ、及び、シリンダケース９１０の他端部９１５側の油室９１１ｂ、９１２ｂにそれぞれ区画する２つのフランジ部９２１、９２２を有し、一端部９２０ａがシリンダケース９１０の一端部９１４からシリンダケース９１０の外部に突出し、他端部９２０ｂがシリンダケース９１０の他端部９１５側のシリンダ室９１３の内部に突出するように、シリンダケース９１０の内部に収納されるピストンロッド９２０とを備えている。
【０００４】
なお、シリンダケース９１０には、ポート９１０ａ、９１０ｂ、９１０ｃ、９１０ｄが形成されており、油室９１１ａ、９１２ａは、ポート９１０ａ及びポート９１０ｃを介して油路９３１によって互いに連通されており、油室９１１ｂ、９１２ｂは、ポート９１０ｂ及びポート９１０ｄを介して油路９３２によって互いに連通されている。
【０００５】
また、シリンダケース９１０の他端部９１５は図示していない航空機の機体に取り付けられており、ピストンロッド９２０の一端部９２０ａは図示していない航空機の操舵翼に取り付けられている。
【０００６】
以上の構成によって、油圧シリンダ９００は、油路９３１及び油路９３２を通して供給される作動油に応じて伸縮し、航空機の機体に対する操舵翼の角度を変更させることができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の油圧シリンダ９００においては、ピストンロッド９２０のフランジ部９２１、９２２に圧力を与えるために作動油が供給されるシリンダ室９１１、９１２以外にも、ピストンロッド９２０の他端部９２０ｂを収納するだけで作動油が供給されることがないシリンダ室９１３がシリンダケース９１０に形成されなければならなかったので、小型化されることことは困難であるという問題があった。
【０００８】
そこで、本発明は、従来と比較して小型化されることができる流体シリンダと、この流体シリンダを備えるアクチュエーションシステムとを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明の流体シリンダは、複数のシリンダ室を形成するシリンダケースと、複数の前記シリンダ室を、前記シリンダケースの一端部側の流体室及び前記シリンダケースの他端部側の流体室にそれぞれ区画する複数のフランジ部を有し、前記シリンダケースの内部に前記一端部から外部に突出するように収納されるピストンロッドと、前記シリンダケースの前記他端部側の前記シリンダ室の内部に配置され、前記ピストンロッドに形成される穴に前記他端部側から挿入される挿入部材とを備え、複数の前記シリンダ室の前記一端部側の前記流体室は、互いに連通され、複数の前記シリンダ室の前記他端部側の前記流体室は、互いに連通され、複数の前記シリンダ室の前記一端部側の前記流体室での前記ピストンロッドの受圧面積の総和と、複数の前記シリンダ室の前記他端部側の前記流体室での前記ピストンロッドの受圧面積の総和とが略同一である構成を有している。
【００１０】
この構成により、本発明の流体シリンダは、ピストンロッドを収納する全てのシリンダ室が、流体を供給され、供給される流体によってピストンロッドのフランジ部に圧力を与えることができるので、シリンダ室の内径が本発明の流体シリンダのシリンダ室の内径と等しい従来の流体シリンダと比較して、全長が短くされることができ、小型化されることができる。
【００１１】
なお、本発明の流体シリンダは、流体が供給される流体室でのピストンロッドの受圧面積の総和と、流体が排出される流体室でのピストンロッドの受圧面積の総和とが略同一であるので、上述したように従来の流体シリンダと比較して小型化されることができるにも拘らず、従来の流体シリンダと同様に、供給される流体の量と、排出される流体の量とを略同一とすることができる。
【００１２】
また、本発明の流体シリンダは、前記ピストンロッド及び前記挿入部材の内部に、前記ピストンロッド及び前記挿入部材の一方に対して固定されるボビンと、前記ピストンロッド及び前記挿入部材の他方に対して固定されるコアロッドとを有する差動トランス型位置検出器を備える構成を有している。
【００１３】
この構成により、本発明の流体シリンダは、差動トランス型位置検出器が内部に配置されることができ、差動トランス型位置検出器が外部に配置される場合と比較して小型化されることができる。
【００１４】
また、本発明のアクチュエーションシステムは、流体シリンダと、前記流体が供給される供給ポートに連通される前記流体室、及び、前記流体が排出される排出ポートに連通される前記流体室を切り替える切替手段と、前記切替手段及び前記排出ポートの間に配置されて、前記流体を貯えておき、前記切替手段側の前記流体の圧力に応じて、貯えた前記流体を前記切替手段側に補充する流体補充手段とを備える構成を有している。
【００１５】
この構成により、本発明のアクチュエーションシステムは、上述したように流体シリンダが従来の流体シリンダと比較して小型化されることができるので、従来の流体シリンダを備えるアクチュエーションシステムと比較して小型化されることができる。
【００１６】
なお、本発明のアクチュエーションシステムは、上述したように流体シリンダが、従来の流体シリンダと同様に、供給される流体の量と、排出される流体の量とを略同一とすることができるので、上述したように従来の流体シリンダを備えるアクチュエーションシステムと比較して小型化されることができるにも拘らず、流体補充手段の容量を、従来の流体シリンダを備えるアクチュエーションシステムの流体補充手段の容量と略同一とすることができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい一実施の形態を、図面に基づいて説明する。
【００１８】
まず、本実施の形態に係る流体シリンダとしての油圧シリンダと、アクチュエーションシステムとの構成について説明する。
【００１９】
図１において、本実施の形態に係る油圧シリンダ１００は、２つのシリンダ室１１１、１１２を形成するシリンダケース１１０と、シリンダケース１１０の２つのシリンダ室１１１、１１２を、シリンダケース１１０の一端部１１３側の流体室としての油室１１１ａ、１１２ａ、及び、シリンダケース１１０の他端部１１４側の流体室としての油室１１１ｂ、１１２ｂにそれぞれ区画する互いに外径が略同一である２つのフランジ部１２１、１２２を有し、一端部１２０ａがシリンダケース１１０の一端部１１３からシリンダケース１１０の外部に突出し、他端部１２０ｂがシリンダケース１１０の他端部１１４側のシリンダ室１１２の内部に突出するように、シリンダケース１１０の内部に収納されるピストンロッド１２０とを備えている。
【００２０】
なお、シリンダケース１１０には、ポート１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄが形成されており、油室１１１ａ、１１２ａは、ポート１１０ａ及びポート１１０ｃを介して油路２８１によって互いに連通されており、油室１１１ｂ、１１２ｂは、ポート１１０ｂ及びポート１１０ｄを介して油路２８２によって互いに連通されている。
【００２１】
また、シリンダケース１１０と、ピストンロッド１２０との間には、作動油の漏洩を防止するシールリング１８１、１８２、１８３、１８４、１８５、１８６、１８７が設けられている。
【００２２】
ここで、シリンダケース１１０は、ケース本体１１５と、ピストンロッド１２０が挿入され、ケース本体１１５に対して一端部１１３側に配置される第一カバー部材１１６と、第一カバー部材１１６と螺合してケース本体１１５に対する第一カバー部材１１６の他端部１１４側への移動を規制するナット１１７と、ケース本体１１５に対して他端部１１４側に配置されて、複数のボルト１８８によってケース本体１１５に固定される第二カバー部材１１８と、第二カバー部材１１８に他端部１１４側から固定され、図示していない航空機の機体に取り付けられる機体側フック部材１１９とを有している。
【００２３】
なお、第一カバー部材１１６は、ケース本体１１５の凹部に嵌合されるメタルリング１８９によって、ケース本体１１５に対する一端部１１３側への移動を規制されている。
【００２４】
また、ケース本体１１５と、第一カバー部材１１６との間、ケース本体１１５と、第二カバー部材１１８との間には、それぞれ作動油の漏洩を防止するシールリング１９０、１９１が設けられている。
【００２５】
また、ピストンロッド１２０は、ロッド本体１２３と、ロッド本体１２３に一端部１２０ａ側から螺合され、図示していない航空機の操舵翼に取り付けられる操舵翼側フック部材１２４と、フランジ部１２１を形成するフランジ部材１２５と、ロッド本体１２３と螺合してロッド本体１２３に対するフランジ部材１２５の一端部１２０ａ側への移動を規制するナット１２６とを有している。
【００２６】
ここで、ロッド本体１２３は、油室１１１ａの内部での外径１２３ａと比較して、油室１１１ｂの内部での外径１２３ｂが大きく、油室１１１ａ及び油室１１１ｂの間に段差部１２３ｃを有しており、段差部１２３ｃによってフランジ部材１２５の他端部１２０ｂ側への移動を規制するようになっている。
【００２７】
また、ロッド本体１２３は、油室１１２ｂ側に開口する穴１２３ｄを形成しており、穴１２３ｄの径１２３ｅと、油室１１１ａの内部での外径１２３ａとが略同一になっており、油室１１１ｂの内部での外径１２３ｂと、油室１１２ａの内部での外径１２３ｆとが略同一になっている。
【００２８】
ここで、上述したように、２つのフランジ部１２１、１２２の外径は互いに略同一であるので、油室１１１ａでのピストンロッド１２０の受圧面積と、油室１１２ｂでのピストンロッド１２０の受圧面積とは略同一になっており、油室１１１ｂでのピストンロッド１２０の受圧面積と、油室１１２ａでのピストンロッド１２０の受圧面積とは略同一になっている。
【００２９】
したがって、２つのシリンダ室１１１、１１２のシリンダケース１１０の一端部１１３側の油室１１１ａ、１１２ａでのピストンロッド１２０の受圧面積の総和と、２つのシリンダ室１１１、１１２のシリンダケース１１０の他端部１１４側の油室１１１ｂ、１１２ｂでのピストンロッド１２０の受圧面積の総和とは略同一になっている。
【００３０】
また、ロッド本体１２３と、フランジ部材１２５との間には、作動油の漏洩を防止するシールリング１９２が設けられている。
【００３１】
また、油圧シリンダ１００は、シリンダケース１１０の他端部１１４側のシリンダ室１１２の内部に配置され、ピストンロッド１２０のロッド本体１２３に形成される穴１２３ｄに他端部１１４側から挿入される挿入部材であり、油圧シリンダ１００全体の重量の均衡をとるためのバランス部材１４１を備えている。
【００３２】
ここで、バランス部材１４１と、シリンダケース１１０の第二カバー部材１１８との間、バランス部材１４１と、ピストンロッド１２０のロッド本体１２３との間には、作動油の漏洩を防止するシールリング１９３、１９４、１９５が設けられている。
【００３３】
また、油圧シリンダ１００は、ピストンロッド１２０及びバランス部材１４１の内部に、複数のボルト１９６でシリンダケース１１０の第二カバー部材１１８に固定されることによって、バランス部材１４１に対して固定されるボビン１５１と、ピストンロッド１２０の操舵翼側フック部材１２４に螺合することによって、ピストンロッド１２０に対して固定されるコアロッド１５２とを有し、ボビン１５１に対するコアロッド１５２の位置を検出する差動トランス型位置検出器（ＬＶＤＴ）１５０を備えている。
【００３４】
ここで、バランス部材１４１は、ボビン１５１のフランジ部１５１ａと、シリンダケース１１０の第二カバー部材１１８とに挟まれることによって、シリンダケース１１０に対して固定されている。
【００３５】
また、図２に示すように、本実施の形態に係るアクチュエーションシステム２００は、油圧シリンダ１００を備えている。
【００３６】
ここで、油圧シリンダ１００が取り付けられている図示していない操舵翼には、油圧シリンダ１００以外に、アクチュエーションシステム２００と同様な構成のアクチュエーションシステムの油圧シリンダが取り付けられている。
【００３７】
また、図示していない航空機は、油圧シリンダ１００が取り付けられている図示していない操舵翼以外にも、アクチュエーションシステム２００と同様な構成のアクチュエーションシステムの油圧シリンダが取り付けられている操舵翼を有している。
【００３８】
また、アクチュエーションシステム２００は、電気信号が入力されて、入力された電気信号に応じた力を出力する入力部２１１、２１２を有し、入力部２１１、２１２が出力する力に応じて、第１の位置（図２参照）、第２の位置（図３参照）、及び、第３の位置（図４参照）に位置が切り替わることによって、図示していない油圧ポンプに連通されて作動油が供給される供給ポート２０１、及び、図示していないタンクに連通されて作動油が排出される排出ポート２０２のうち、油圧シリンダ１００の油室１１１ａ、１１２ａが連通するポート、及び、油圧シリンダ１００の油室１１１ｂ、１１２ｂが連通するポートを切り替える切替手段としてのポート切替弁２１０を備えている。
【００３９】
なお、ポート切替弁２１０は、供給ポート２０１と油圧シリンダ１００との間、及び、排出ポート２０２と油圧シリンダ１００との間に配置されている。
【００４０】
また、アクチュエーションシステム２００は、図示していない操作レバーからの電気信号と、油圧シリンダ１００の差動トランス型位置検出器１５０からの電気信号とに応じて、ポート切替弁２１０の入力部２１１、２１２に電気信号を入力してポート切替弁２１０の位置を変更するコントローラ３００を備えている。
【００４１】
また、アクチュエーションシステム２００は、ポート切替弁２１０及び排出ポート２０２の間に配置されて、作動油を貯えておき、ポート切替弁２１０側の作動油の圧力に応じて、貯えた作動油をポート切替弁２１０側に補充する流体補充手段としての圧力コンペンセータ２２０を備えている。圧力コンペンセータ２２０は、例えば油圧シリンダ１００のシリンダ室１１１、１１２（図１参照）の内部の作動油が熱によって膨張した場合に作動油を貯えておき、例えば、油圧シリンダ１００のシリンダ室１１１、１１２の内部の作動油が熱によって収縮した場合や、油圧シリンダ１００のシリンダ室１１１、１１２の内部の作動油がシールリング１８１、１８２、１８３（図１参照）を介して外部に漏洩した場合に、貯えた作動油をポート切替弁２１０側に補充するようになっている。
【００４２】
また、アクチュエーションシステム２００は、供給ポート２０１及びポート切替弁２１０の間に配置されて、供給ポート２０１から供給される作動油内の不純物を濾過するフィルタ２３０と、フィルタ２３０及びポート切替弁２１０の間に配置されて、フィルタ２３０を通過した作動油の逆流を防止する逆止弁２４０とを備えている。
【００４３】
また、アクチュエーションシステム２００は、油圧シリンダ１００及びポート切替弁２１０の間に配置されて、バネ２５１と、作動油が入力される入力部２５２、２５３とを有し、バネ２５１の付勢力と、入力部２５２、２５３に入力される作動油の圧力とに応じて、第１の位置（図２参照）、第２の位置（図５参照）、及び、第３の位置（図６参照）に切り替わることによって、アクチュエーションシステム２００の動作モードを、アクチュエーションシステム２００の内部の作動油の圧力、及び、アクチュエーションシステム２００の電気系統に異常が発生していない場合の動作モードであるノーマルモード（図２参照）と、ノーマルモードで動作することはできないが、油圧シリンダ１００が取り付けられている図示していない操舵翼に取り付けられている油圧シリンダを備えた他のアクチュエーションシステムがノーマルモードで動作することができることを阻害しない動作モードであるバイパスモード（図５参照）と、ノーマルモードで動作することができず、油圧シリンダ１００が取り付けられている図示していない操舵翼に取り付けられている油圧シリンダを備えたアクチュエーションシステムにもノーマルモードで動作することができるものが無い場合の動作モードであるダンピングモード（図６参照）とに切り替えるモード切替弁２５０を備えている。
【００４４】
また、アクチュエーションシステム２００は、バネ２６１と、コントローラ３００から電気信号が入力されて、入力された電気信号に応じた力を出力する入力部２６２とを有し、逆止弁２４０及びポート切替弁２１０の間の作動油と、圧力コンペンセータ２２０及びポート切替弁２１０の間の作動油とが供給され、バネ２６１の付勢力と、入力部２６２が出力する力とに応じて、逆止弁２４０及びポート切替弁２１０の間の作動油をモード切替弁２５０の入力部２５２に入力する第１の位置（図２参照）と、圧力コンペンセータ２２０及びポート切替弁２１０の間の作動油をモード切替弁２５０の入力部２５２に入力する第２の位置（図５参照）とに切り替わことによって、モード切替弁２５０の位置を変更してアクチュエーションシステム２００の動作モードを制御するモード制御弁２６０を備えている。
【００４５】
また、アクチュエーションシステム２００は、バネ２７１と、コントローラ３００から電気信号が入力されて、入力された電気信号に応じた力を出力する入力部２７２とを有し、逆止弁２４０及びポート切替弁２１０の間の作動油と、圧力コンペンセータ２２０及びポート切替弁２１０の間の作動油とが供給され、バネ２７１の付勢力と、入力部２７２が出力する力とに応じて、逆止弁２４０及びポート切替弁２１０の間の作動油をモード切替弁２５０の入力部２５３に入力する第１の位置（図２参照）と、圧力コンペンセータ２２０及びポート切替弁２１０の間の作動油をモード切替弁２５０の入力部２５３に入力する第２の位置（図６参照）とに切り替わことによって、モード切替弁２５０の位置を変更してアクチュエーションシステム２００の動作モードを制御するモード制御弁２７０を備えている。
【００４６】
次に、本実施の形態に係る流体シリンダとしての油圧シリンダと、アクチュエーションシステムとの動作について説明する。
【００４７】
（１）アクチュエーションシステム２００がノーマルモードでの動作
コントローラ３００は、図示していない圧力検出器からの出力によってアクチュエーションシステム２００の内部の作動油の圧力に異常が発生していないと判断し、アクチュエーションシステム２００の電気系統に異常が発生していないと判断した場合、信号伝達路３０１及び信号伝達路３０２を介して、モード制御弁２６０の入力部２６２、及び、モード制御弁２７０の入力部２７２に電気信号を入力する。
【００４８】
モード制御弁２６０の入力部２６２、及び、モード制御弁２７０の入力部２７２は、コントローラ３００から電気信号が入力されると、入力された電気信号に応じた力を出力する。モード制御弁２６０の入力部２６２、及び、モード制御弁２７０の入力部２７２によって出力される力が、バネ２６１及びバネ２７１の付勢力より大きくなると、モード制御弁２６０及びモード制御弁２７０は、共に図２に示すような第１の位置に移動して、逆止弁２４０との間に設けられる油路２８３と、モード切替弁２５０の入力部２５２、２５３との間に設けられる油路２８４、２８５とを連通させる。
【００４９】
油路２８３と、油路２８４、２８５とが連通すると、モード切替弁２５０の入力部２５２、２５３に入力される作動油の圧力は、フィルタ２３０、及び、逆止弁２４０を介して供給ポート２０１から供給される作動油の圧力と等しい圧力（以下、高圧という。）になる。
【００５０】
モード切替弁２５０の入力部２５２、２５３に入力される作動油の圧力が、共に高圧になると、モード切替弁２５０の入力部２５２、２５３に入力される作動油の圧力の合力は、バネ２５１の付勢力より大きくなり、モード切替弁２５０は、図２に示すように、ポート切替弁２１０との間に設けられた油路２８６及び油路２８７と、油路２８１及び油路２８２とを連通させる第１の位置に移動して、アクチュエーションシステム２００の動作モードをノーマルモードに切り替える。
【００５１】
コントローラ３００は、モード切替弁２５０が第１の位置に移動すると、図示していない操作レバーからの電気信号と、油圧シリンダ１００の差動トランス型位置検出器１５０から信号伝達路３０３を介して入力される電気信号とに応じて、信号伝達路３０４、３０５を介してポート切替弁２１０の入力部２１１、２１２に電気信号を入力する。
【００５２】
より詳細に説明すると、コントローラ３００は、図示していない操作レバーからの電気信号と、油圧シリンダ１００の差動トランス型位置検出器１５０からの電気信号とに基づいて、ピストンロッド１２０がシリンダケース１１０に対して、図示していない操作レバーによって指定された位置に達しておらず、矢印１００ａの示す方向に移動する必要があると判断した場合、ピストンロッド１２０がシリンダケース１１０に対して、図示していない操作レバーによって指定された位置に達するまで、ポート切替弁２１０の入力部２１１に信号伝達路３０４を介して電気信号を入力し、入力部２１２に電気信号を入力しない。
【００５３】
ポート切替弁２１０の入力部２１１は、コントローラ３００から電気信号が入力されると、入力された電気信号に応じた力を出力する。一方、ポート切替弁２１０の入力部２１２は、コントローラ３００から電気信号が入力されず、力を出力しない。したがって、ポート切替弁２１０は、ポート切替弁２１０の入力部２１１で出力される力によって、図３に示す第２の位置に移動して、油路２８６、及び、油路２８７と、圧力コンペンセータ２２０との間に設けられる油路２８８、及び、油路２８３とを連通させる。
【００５４】
油路２８６、２８７と、油路２８８、２８３とが連通すると、油圧シリンダ１００の油室１１１ｂ、１１２ｂには、供給ポート２０１から作動油がフィルタ２３０、逆止弁２４０、油路２８３、ポート切替弁２１０、油路２８７、モード切替弁２５０、及び、油路２８２を介して供給され、排出ポート２０２には、油圧シリンダ１００の油室１１１ａ、１１２ａから作動油が油路２８１、モード切替弁２５０、油路２８６、ポート切替弁２１０、油路２８８、及び、圧力コンペンセータ２２０を介して排出される。
【００５５】
したがって、ピストンロッド１２０は、シリンダケース１１０に対して矢印１００ａの示す方向に移動する。
【００５６】
また、コントローラ３００は、図示していない操作レバーからの電気信号と、油圧シリンダ１００の差動トランス型位置検出器１５０からの電気信号とに基づいて、ピストンロッド１２０がシリンダケース１１０に対して、図示していない操作レバーによって指定された位置に達しておらず、矢印１００ｂの示す方向に移動する必要があると判断した場合、ピストンロッド１２０がシリンダケース１１０に対して、図示していない操作レバーによって指定された位置に達するまで、ポート切替弁２１０の入力部２１２に信号伝達路３０５を介して電気信号を入力し、入力部２１１に電気信号を入力しない。
【００５７】
ポート切替弁２１０の入力部２１１は、コントローラ３００から電気信号が入力されず、力を出力しない。一方、ポート切替弁２１０の入力部２１２は、コントローラ３００から電気信号が入力されると、入力された電気信号に応じた力を出力する。したがって、ポート切替弁２１０は、ポート切替弁２１０の入力部２１２で出力される力によって、図４に示す第３の位置に移動して、油路２８６、２８７と、油路２８３、２８８とを連通させる。
【００５８】
油路２８６、２８７と、油路２８３、２８８とが連通すると、油圧シリンダ１００の油室１１１ａ、１１２ａには、供給ポート２０１から作動油がフィルタ２３０、逆止弁２４０、油路２８３、ポート切替弁２１０、油路２８６、モード切替弁２５０、及び、油路２８１を介して供給され、排出ポート２０２には、油圧シリンダ１００の油室１１１ｂ、１１２ｂから作動油が油路２８２、モード切替弁２５０、油路２８７、ポート切替弁２１０、油路２８８、及び、圧力コンペンセータ２２０を介して排出される。
【００５９】
したがって、ピストンロッド１２０は、シリンダケース１１０に対して矢印１００ｂの示す方向に移動する。
【００６０】
（２）アクチュエーションシステム２００がバイパスモードでの動作
コントローラ３００は、図示していない圧力検出器からの出力によってアクチュエーションシステム２００の内部の作動油の圧力に異常が発生していると判断し、アクチュエーションシステム２００の電気系統に異常が発生していないと判断し、油圧シリンダ１００が取り付けられている図示していない操舵翼に取り付けられている油圧シリンダを備えたアクチュエーションシステムからの信号によって、それらのアクチュエーションシステムにノーマルモードで動作するものが有ると判断した場合、モード制御弁２６０の入力部２６２に電気信号を入力せず、モード制御弁２７０の入力部２７２に信号伝達路３０２を介して電気信号を入力する。
【００６１】
モード制御弁２６０の入力部２６２は、コントローラ３００から電気信号が入力されず、力を出力しないので、モード制御弁２６０は、バネ２６１の付勢力によって、図５に示すような第２の位置に移動して、油路２８８と、油路２８４とを連通させる。
【００６２】
油路２８８と、油路２８４とが連通すると、モード切替弁２５０の入力部２５２に入力される作動油の圧力は、圧力コンペンセータ２２０に蓄えられた作動油の圧力、或いは、圧力コンペンセータ２２０を介して排出ポート２０２から排出される作動油の圧力と等しい圧力（以下、低圧という。）になる。
【００６３】
また、モード制御弁２７０の入力部２７２は、コントローラ３００から電気信号が入力されると、入力された電気信号に応じた力を出力する。モード制御弁２７０の入力部２７２によって出力される力が、バネ２７１の付勢力より大きくなると、モード制御弁２７０は、図５に示すような第１の位置に移動して、油路２８３と、油路２８５とを連通させる。
【００６４】
油路２８３と、油路２８５とが連通すると、モード切替弁２５０の入力部２５３に入力される作動油の圧力は、高圧になる。
【００６５】
モード切替弁２５０の入力部２５２に入力される作動油の圧力が低圧になり、モード切替弁２５０の入力部２５３に入力される作動油の圧力が高圧になると、モード切替弁２５０の入力部２５２、２５３に入力される作動油の圧力の合力は、バネ２５１の付勢力と略同一となり、モード切替弁２５０は、図５に示すように、油路２８１及び油路２８２を互いに連通させ、油路２８６及び油路２８７と連通させない第２の位置に移動して、アクチュエーションシステム２００の動作モードをバイパスモードに切り替える。
【００６６】
モード切替弁２５０が第２の位置に移動すると、油圧シリンダ１００の油室１１１ａ、１１２ａと、油室１１１ｂ、１１２ｂとは、油路２８１、モード切替弁２５０、及び、油路２８２を介して連通するので、ピストンロッド１２０はシリンダケース１１０に対して矢印１００ａ及び矢印１００ｂの示す方向に自由に移動することができる。
【００６７】
したがって、アクチュエーションシステム２００は、油圧シリンダ１００が取り付けられている図示していない操舵翼をノーマルモードで駆動する他のアクチュエーションシステムの動作を妨げず、アクチュエーションシステム２００を備えた図示していない航空機は、飛行し続けることができる。
【００６８】
なお、以上の説明においては、コントローラ３００が、モード制御弁２６０の入力部２６２に電気信号を入力せず、モード制御弁２７０の入力部２７２に信号伝達路３０２を介して電気信号を入力するようになっていたが、モード制御弁２６０の入力部２６２に信号伝達路３０１を介して電気信号を入力し、モード制御弁２７０の入力部２７２に電気信号を入力しないようになっていても、アクチュエーションシステム２００はバイパスモードで動作することができる。
【００６９】
（３）アクチュエーションシステム２００がダンピングモードでの動作
コントローラ３００は、図示していない圧力検出器からの出力によってアクチュエーションシステム２００の内部の作動油の圧力に異常が発生していると判断し、アクチュエーションシステム２００の電気系統に異常が発生していないと判断し、油圧シリンダ１００が取り付けられている図示していない操舵翼に取り付けられている油圧シリンダを備えたアクチュエーションシステムからの信号によって、それらのアクチュエーションシステムにノーマルモードで動作するものが無いと判断した場合、モード制御弁２６０の入力部２６２、及び、モード制御弁２７０の入力部２７２に電気信号を入力しない。
【００７０】
モード制御弁２６０の入力部２６２、及び、モード制御弁２７０の入力部２７２は、コントローラ３００から電気信号が入力されず、力を出力しないので、モード制御弁２６０及びモード制御弁２７０は、バネ２６１及びバネ２７１の付勢力によって、図６に示すような第２の位置に移動して、油路２８８と、油路２８４、２８５とを連通させる。
【００７１】
油路２８８と、油路２８４、２８５とが連通すると、モード切替弁２５０の入力部２５２、２５３に入力される作動油の圧力は低圧になる。
【００７２】
モード切替弁２５０の入力部２５２、２５３に入力される作動油の圧力が共に低圧になると、モード切替弁２５０の入力部２５２、２５３に入力される作動油の圧力の合力は、バネ２５１の付勢力より小さくなり、モード切替弁２５０は、図６に示すように、油路２８１及び油路２８２を互いにオリフィス２５０ａを介して連通させ、油路２８６及び油路２８７と連通させない第３の位置に移動して、アクチュエーションシステム２００の動作モードをダンピングモードに切り替える。
【００７３】
モード切替弁２５０が第３の位置に移動すると、油圧シリンダ１００の油室１１１ａ、１１２ａと、油室１１１ｂ、１１２ｂとは、油路２８１、モード切替弁２５０のオリフィス２５０ａ、及び、油路２８２を介して連通するので、ピストンロッド１２０は、シリンダケース１１０に対して矢印１００ａ及び矢印１００ｂの示す方向に、アクチュエーションシステム２００がバイパスモードで動作する場合と比較して、大きな抵抗を受けながら移動するようになる。
【００７４】
したがって、アクチュエーションシステム２００は、油圧シリンダ１００が取り付けられている図示していない操舵翼のフラッタを効果的に回避することができ、アクチュエーションシステム２００を備えた図示していない航空機は、油圧シリンダ１００が取り付けられている図示していない操舵翼以外の操舵翼を使用して飛行し続けることができる。
【００７５】
なお、以上においては、コントローラ３００が、図示していない圧力検出器からの出力によってアクチュエーションシステム２００の内部の作動油の圧力に異常が発生していると判断した場合について説明したが、アクチュエーションシステム２００の電気系統に異常が発生した場合も、コントローラ３００はモード制御弁２６０の入力部２６２、及び、モード制御弁２７０の入力部２７２に電気信号を入力しないので、アクチュエーションシステム２００はダンピングモードで動作することになる。
【００７６】
以上説明したように、油圧シリンダ１００は、ピストンロッド１２０を収納する全てのシリンダ室１１１、１１２が、作動油を供給され、供給される作動油によってピストンロッド１２０のフランジ部１２１、１２２に圧力を与えることができるので、シリンダ室の内径が油圧シリンダ１００のシリンダ室１１１、１１２の内径と等しい従来の油圧シリンダと比較して、全長が短くされることができ、小型化されることができる。
【００７７】
したがって、油圧シリンダ１００を備えるアクチュエーションシステム２００は、従来の油圧シリンダを備えるアクチュエーションシステムと比較して小型化されることができる。
【００７８】
また、油圧シリンダ１００は、作動油が供給される油室（油室１１１ａ、１１２ａと、油室１１１ｂ、１１２ｂとの一方）でのピストンロッド１２０の受圧面積の総和と、作動油が排出される油室（油室１１１ａ、１１２ａと、油室１１１ｂ、１１２ｂとの他方）でのピストンロッド１２０の受圧面積の総和とが略同一であるので、上述したように従来の油圧シリンダと比較して小型化されることができるにも拘らず、従来の油圧シリンダと同様に、供給される作動油の量と、排出される作動油の量とを略同一とすることができる。
【００７９】
また、油圧シリンダ１００は、作動油が供給される油室でのピストンロッド１２０の受圧面積の総和と、作動油が排出される油室でのピストンロッド１２０の受圧面積の総和とが略同一であるので、矢印１００ａ及び矢印１００ｂの示す方向の出力の大きさを互いに略同一にすることができる。
【００８０】
アクチュエーションシステム２００は、油圧シリンダ１００が供給される作動油の量と、排出される作動油の量とを略同一とすることができるので、圧力コンペンセータ２２０に蓄えられている作動油の量が油圧シリンダ１００のシリンダケース１１０に対するピストンロッド１２０の移動に応じて増減することを防止することができる。
【００８１】
したがって、油圧シリンダ１００を備えるアクチュエーションシステム２００は、上述したように従来の流体シリンダを備えるアクチュエーションシステムと比較して小型化されることができるにも拘らず、圧力コンペンセータ２２０の容量を、従来の流体シリンダを備えるアクチュエーションシステムの圧力コンペンセータの容量と略同一に維持することができ、圧力コンペンセータ２２０の重量を、従来の流体シリンダを備えるアクチュエーションシステムの圧力コンペンセータの重量と略同一に維持することができる。
【００８２】
また、アクチュエーションシステム２００は、圧力コンペンセータ２２０に蓄えられる作動油の量が油圧シリンダ１００のシリンダケース１１０に対するピストンロッド１２０の移動に応じて増減することを防止することができるので、圧力コンペンセータ２２０の動作回数を、従来の流体シリンダを備えるアクチュエーションシステムの圧力コンペンセータの動作回数と略同一とすることができ、圧力コンペンセータ２２０の耐久寿命を、従来の流体シリンダを備えるアクチュエーションシステムの圧力コンペンセータの耐久寿命と略同一に維持することができる。
【００８３】
また、油圧シリンダ１００は、本実施の形態において、ピストンロッド１２０及びバランス部材１４１の内部に、バランス部材１４１に対して固定されるボビン１５１と、ピストンロッド１２０に対して固定されるコアロッド１５２とを有する差動トランス型位置検出器１５０を備えているので、差動トランス型位置検出器１５０が油圧シリンダ１００の外部に配置される場合と比較して小型化されることができるが、本発明によれば、差動トランス型位置検出器１５０が油圧シリンダ１００の外部に配置される構成であっても良いし、差動トランス型位置検出器１５０を備えていなくても良い。
【００８４】
なお、油圧シリンダ１００は、本実施の形態においては、２つのシリンダ室１１１、１１２を形成していたが、本発明によれば、３つ以上のシリンダ室を形成する構成であっても良い。
【００８５】
また、油圧シリンダ１００は、本実施の形態において、フランジ部１２１、１２２の外径が互いに略同一であり、ロッド本体１２３の穴１２３ｄの径１２３ｅと、油室１１１ａの内部での外径１２３ａとが略同一であり、油室１１１ｂの内部での外径１２３ｂと、油室１１２ａの内部での外径１２３ｆとが略同一であったので、油室１１１ａ、１１２ａでのピストンロッド１２０の受圧面積の総和と、油室１１１ｂ、１１２ｂでのピストンロッド１２０の受圧面積の総和とが略同一になっていたが、本発明によれば、油室１１１ａ、１１２ａでのピストンロッド１２０の受圧面積の総和と、油室１１１ｂ、１１２ｂでのピストンロッド１２０の受圧面積の総和とが略同一になる値であれば、フランジ部１２１、１２２の外径や、ロッド本体１２３の穴１２３ｄの径１２３ｅ、油室１１１ａの内部での外径１２３ａ、油室１１１ｂの内部での外径１２３ｂ、油室１１２ａの内部での外径１２３ｆの値は任意に設計されることができる。
【００８６】
また、本実施の形態においては、流体として油を使用していたが、本発明によれば、流体は油以外の液体であっても良い。
【００８７】
【発明の効果】
本発明によれば、従来と比較して小型化されることができる流体シリンダと、この流体シリンダを備えるアクチュエーションシステムとを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態に係る油圧シリンダの側面断面図である。
【図２】モード切替弁及びポート切替弁が第１の位置にある状態での、図１に示す油圧シリンダを備えるアクチュエーションシステムの油圧回路図である。
【図３】モード切替弁が第１の位置にあり、ポート切替弁が第２の位置にある状態での、図１に示す油圧シリンダを備えるアクチュエーションシステムの油圧回路図である。
【図４】モード切替弁が第１の位置にあり、ポート切替弁が第３の位置にある状態での、図１に示す油圧シリンダを備えるアクチュエーションシステムの油圧回路図である。
【図５】モード切替弁が第２の位置にある状態での、図１に示す油圧シリンダを備えるアクチュエーションシステムの油圧回路図である。
【図６】モード切替弁が第３の位置にある状態での、図１に示す油圧シリンダを備えるアクチュエーションシステムの油圧回路図である。
【図７】従来の油圧シリンダの側面断面図である。
【符号の説明】
１００      油圧シリンダ（流体シリンダ）
１１０      シリンダケース
１１１、１１２      シリンダ室
１１３      一端部
１１４      他端部
１１１ａ、１１１ｂ、１１２ａ、１１２ｂ      油室（流体室）
１２０      ピストンロッド
１２１、１２２      フランジ部
１２３ｄ      穴
１４１      バランス部材（挿入部材）
１５０      差動トランス型位置検出器
１５１      ボビン
１５２      コアロッド
２００      アクチュエーションシステム
２０１      供給ポート
２０２      排出ポート
２１０      ポート切替弁（切替手段）
２２０      圧力コンペンセータ（流体補充手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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