(57)【要約】【課題】ピストンの位置を正確に検出することができるようにする。【解決手段】プローブ１１ｂのフランジ３２と縮径部２１との間に設けられた板ばね５１によって、フランジ３２がロッドエンド５ｂに押し付けられているので、プローブ１１ｂのロッドエンド５ｂ側（右側）への移動が抑制されるとともに、プローブ１１ｂの左側への移動が抑制される。【選択図】図３
2011127675.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダと、
前記シリンダ内に摺動可能に収納されたピストンと、
前記ピストンと一体に形成され、前記ピストンの摺動方向に沿って、前記シリンダの内部から外部にかけて設けられたピストンロッドと、
前記ピストンの位置を検出する検出手段と、
を有し、
前記ピストンロッドは、
他の部分よりも縮径された縮径部を有する中空のロッド部と、
前記ロッド部の一端部に固定されて前記ロッド部を閉塞するロッドエンドと、
を有しており、
前記検出手段は、
前記ロッド部の他端側に位置するように配置された中空円筒状のコイル部と、
前記縮径部に挿入されており、前記コイル部側から前記ロッドエンドに当接するフランジを備え、前記ピストンの摺動に伴って前記コイル部内を進退可能な棒状のプローブと、
を有しており、
前記フランジと前記縮径部との間に設けられ、前記フランジを前記ロッドエンドに押し付けることで、前記プローブが前記ピストンの摺動方向に移動するのを抑制する付勢手段を有することを特徴とする流体アクチュエータ。
【請求項２】
前記プローブは、前記ロッド部内の前記縮径部よりも前記コイル部側の空間に充満された流体の圧力で前記ロッドエンド側に付勢されていることを特徴とする請求項１に記載の流体アクチュエータ。
【請求項３】
前記プローブと前記ロッドエンドとが螺合されており、
前記プローブと前記ロッドエンドとの螺合部に設けられ、前記プローブが前記ピストンの摺動方向に移動するのを抑制する固定手段を更に有することを特徴とする請求項１又は２に記載の流体アクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、航空機等に用いられる流体アクチュエータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、航空機等に用いられる流体アクチュエータにおいては、シリンダ内を摺動するピストンの位置を検出する差動トランス（ＬＶＤＴ：Ｌｉｎｅａｒ  Ｖｏｌｔａｇｅ  Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ）が多用されている。差動トランスは、ピストンの位置の変位を電気信号で出力する。
【０００３】
特許文献１には、ピストンロッドの内部に挿入されたバランス部材に対して固定されるボビン（コイル部）と、ピストンロッドの操舵翼側フック部材（ロッドエンド）に螺合されることで、ピストンロッドに対して固定されるコアロッド（プローブ）とを有する差動トランス型位置検出器が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１８４８２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、プローブをロッドエンドに螺合させる構成では、螺合が緩みやすく、螺合量が変化すると、プローブのコイル部への挿入量が変化して、ピストンの位置を正確に検出することができなくなるという問題がある。
【０００６】
本発明の目的は、ピストンの位置を正確に検出することが可能な流体アクチュエータを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の流体アクチュエータは、シリンダと、前記シリンダ内に摺動可能に収納されたピストンと、前記ピストンと一体に形成され、前記ピストンの摺動方向に沿って、前記シリンダの内部から外部にかけて設けられたピストンロッドと、前記ピストンの位置を検出する検出手段と、を有し、前記ピストンロッドは、他の部分よりも縮径された縮径部を有する中空のロッド部と、前記ロッド部の一端部に固定されて前記ロッド部を閉塞するロッドエンドと、を有しており、前記検出手段は、前記ロッド部の他端側に位置するように配置された中空円筒状のコイル部と、前記縮径部に挿入されており、前記コイル部側から前記ロッドエンドに当接するフランジを備え、前記ピストンの摺動に伴って前記コイル部内を進退可能な棒状のプローブと、を有しており、前記フランジと前記縮径部との間に設けられ、前記フランジを前記ロッドエンドに押し付けることで、前記プローブが前記ピストンの摺動方向に移動するのを抑制する付勢手段を有することを特徴とする。
【０００８】
上記の構成によれば、付勢手段によって、プローブのフランジがロッドエンドに押し付けられているので、プローブのロッドエンド側への移動が抑制されるとともに、プローブのコイル部側への移動が抑制される。よって、プローブの位置がピストンの摺動方向にずれることがないので、検出手段によりピストンの位置を正確に検出することができる。
【０００９】
また、本発明の流体アクチュエータにおいて、前記プローブは、前記ロッド部内の前記縮径部よりも前記コイル部側の空間に充満された流体の圧力で前記ロッドエンド側に付勢されていてよい。上記の構成によれば、プローブがロッドエンド側に付勢されているので、プローブのコイル部側への移動がさらに抑制される。また、仮に付勢手段が破損して、プローブをロッドエンドに押し付ける付勢力がなくなったとしても、流体の圧力によりプローブのコイル部側への移動を抑制することができる。
【００１０】
また、本発明の流体アクチュエータにおいては、前記プローブと前記ロッドエンドとが螺合されており、前記プローブと前記ロッドエンドとの螺合部に設けられ、前記プローブが前記ピストンの摺動方向に移動するのを抑制する固定手段を更に有していてよい。上記の構成によれば、プローブとロッドエンドとの螺合部に設けられた固定手段により、ピストンの摺動方向に沿ったプローブの移動をさらに抑制することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の流体アクチュエータによると、付勢手段によって、プローブのロッドエンド側への移動が抑制されるとともに、プローブのコイル部側への移動が抑制される。よって、プローブの位置がピストンの摺動方向にずれることがないので、検出手段によりピストンの位置を正確に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の流体アクチュエータを有する航空機の概略図である。
【図２】本実施形態による流体アクチュエータを示す概略断面図である。
【図３】図２の部分拡大図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の好適な実施の形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００１４】
（航空機の構成）
本実施形態による流体アクチュエータ１は、図１に示すように、航空機４１に設けられている。
【００１５】
図１に示すように、航空機４１には、その飛行姿勢や飛行方向を変化させたり、その受ける揚力を変化させたりするための複数の可動部が翼に設けられている。例えば、主翼４６には離着陸時に高揚力を発生させるためのフラップ４３や、機体のローリングのためのエルロン４２が設けられている。また、水平尾翼４７には、機首の上げ下げのためのエレベータ４４が設けられている。さらに、垂直尾翼４８には機体のヨーイングのためのラダー４５が設けられている。これらの可動部は、翼に対する取り付け角が変化したり翼に対して並進移動したりするように変位可能に取り付けられており、このように変位させることで航空機４１の飛行姿勢や飛行方向を変化させたり高揚力を発生させたりする。
【００１６】
これらの可動部にはそれぞれ油圧式の流体アクチュエータ１が設けられている。流体アクチュエータ１は、これら可動部の翼への取り付け角度を変化させたり、翼に対して可動部を並進移動させたりするためのアクチュエータであり、圧油（流体）が給排されることで動作する。なお、流体アクチュエータ１を動作させる流体として圧油を用いて説明するが、流体は燃料や大気であってもよい。
【００１７】
（流体アクチュエータの構成）
流体アクチュエータ１は、図２に示すように、シリンダ３と、シリンダ３内に摺動可能に収納されたピストン４と、ピストン４と一体に形成されたピストンロッド５と、を有している。シリンダ３とピストン４とはシールされている。
【００１８】
ピストンロッド５は、ピストン４の摺動方向に沿って、シリンダ３の内部から外部にかけて設けられている。ピストンロッド５は、シリンダ３の右側を貫通する中空のロッド部５ａと、シリンダ３の外部に位置し、ロッド部５ａの右端部に螺合により固定されてロッド部５ａを閉塞するロッドエンド５ｂと、を有している。ロッド部５ａの図中左端には、ピストン４が一体に形成されている。ロッドエンド５ｂには、航空機４１の可動部（図示せず）が連結されている。なお、ピストンロッド５とシリンダ３とはシールされている。
【００１９】
また、シリンダ３内には、ピストン４の摺動方向に沿って、中空円筒状の位置制御部材６が設けられている。位置制御部材６は、ピストン４の中心を貫通しており、ピストン４が摺動方向に沿って摺動するのをガイドしている。
【００２０】
シリンダ３内は、ピストン４により、左側のシリンダ室３ａと右側のシリンダ室３ｂとに分割されている。シリンダ室３ａ，３ｂには、図示しない流入出通路がそれぞれ連通している。この流入出通路を介してシリンダ室３ａ内に高圧の圧油が流入された場合には、ピストン４は図中右側に移動する。これにより、ピストンロッド５はシリンダ３から突出する方向（図の右方向）に向かって移動するとともに、シリンダ室３ｂ内の低圧の圧油が流入出通路から排出される。一方、流入出通路を介してシリンダ室３ｂ内に高圧の圧油が流入された場合には、ピストン４は図中左側に移動する。これにより、ピストンロッド５はシリンダ３内に引っ込む方向（図の左方向）に向かって移動するとともに、シリンダ室３ａ内の低圧の圧油が流入出通路から排出される。
【００２１】
ここで、ピストン４と位置制御部材６とは、シールされていない。そのため、ロッド部５ａの内部は、シリンダ室３ａから流入した圧油で満たされている。
【００２２】
ピストンロッド５内及び位置制御部材６内には、ピストン４の位置を検出する差動トランス（ＬＶＤＴ（Ｌｉｎｅａｒ  Ｖａｒｉａｂｌｅ  Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ））（検出手段）１１が設けられている。この差動トランス１１は、ロッド部５ａの左端側に位置するように位置制御部材６の内部に設けられた中空円筒状のコイル部１１ａと、右端部がロッド部５ａに固定され、ピストン４の摺動に伴ってコイル部１１ａの内部を進退可能な棒状のプローブ１１ｂと、を有している。コイル部１１ａの内部には、一次側コイルおよび二次側コイルが巻き付けられている。プローブ１１ｂの左端部には、コイル部１１ａの内部に挿入された図示しないコアが設けられている。
【００２３】
コイル部１１ａの一次側コイルおよび二次側コイルには、信号線（図示せず）が接続されている。この信号線は、航空機の操縦室まで導かれている。そして、信号線を通じて、一次側コイルには一定電圧の交流が入力されるとともに、二次側コイルからはコイル部１１ａに対するプローブ１１ｂの挿入量、即ちピストン４の位置に応じた検出信号（交流電圧）が出力される。
【００２４】
図２のＡ部の部分拡大図である図３に示すように、ピストンロッド５の中空のロッド部５ａは、他の部分よりも縮径された縮径部２１を有している。この縮径部２１には、ロッドエンド５ｂ側（右側）から挿入されたプローブ１１ｂの基部３３が位置している。また、ロッド部５ａの右端部には、ロッドエンド５ｂが螺合されている。プローブ１１ｂには、ロッドエンド５ｂに設けられた凹部５ｃに嵌る凸部３１と、コイル部１１ａ側（左側）からロッドエンド５ｂに当接するフランジ３２と、が設けられている。
【００２５】
プローブ１１ｂの基部３３には、プローブ１１ｂと縮径部２１との隙間をシールするＯリング等のシール材５２が設けられている。これにより、ロッド部５ａ内の空間２４に充満した圧油は、ロッドエンド５ｂと基部３３との間の空間２３内の大気から隔離されている。
【００２６】
また、縮径部２１とフランジ３２との間には、フランジ３２をロッドエンド５ｂに押し付ける板ばね（付勢手段）５１が設けられている。板ばね５１の付勢力により、プローブ１１ｂがピストン４の摺動方向に移動するのが抑制されている。
【００２７】
このように、板ばね５１によって、プローブ１１ｂのフランジ３２がロッドエンド５ｂに押し付けられているので、プローブ１１ｂのロッドエンド５ｂ側（右側）への移動が抑制されるとともに、プローブ１１ｂのコイル部１１ａ側（左側）への移動が抑制される。よって、プローブ１１ｂの位置がピストン４の摺動方向にずれることがないので、差動トランス１１によりピストン４の位置を正確に検出することができる。
【００２８】
また、プローブ１１ｂは、ロッド部５ａ内の縮径部２１よりもコイル部１１ａ側の空間２４に充満された圧油（流体）の圧力で、ロッドエンド５ｂ側に付勢されている。これにより、プローブ１１ｂのコイル部１１ａ側への移動がさらに抑制される。また、仮に板ばね５１が破損して、プローブ１１ｂをロッドエンド５ｂに押し付ける付勢力がなくなったとしても、圧油の圧力によりプローブ１１ｂのコイル部１１ａ側への移動を抑制することができる。
【００２９】
なお、コイル部１１ａに対するコアの相対位置を微調整する場合には、ロッド部５ａに対するロッドエンド５ｂの螺合量を変化させることで、ピストン４の摺動方向にプローブ１１ｂを微動させればよい。
【００３０】
（本実施形態の変形例）
以上、本発明の実施形態を説明したが、具体例を例示したに過ぎず、特に本発明を限定するものではなく、具体的構成などは、適宜設計変更可能である。また、発明の実施の形態に記載された、作用及び効果は、本発明から生じる最も好適な作用及び効果を列挙したに過ぎず、本発明による作用及び効果は、本発明の実施の形態に記載されたものに限定されるものではない。
【００３１】
例えば、本実施形態では、ロッドエンド５ｂに設けられた凹部５ｃにプローブ１１ｂの凸部３１が嵌っているだけであるが、凹部５ｃと凸部３１とが螺合されていてもよい。
【００３２】
また、本実施形態において、ロッドエンド５ｂに設けられた凹部５ｃとプローブ１１ｂの凸部３１とが螺合され、さらに、凹部５ｃと凸部３１との螺合部に、インサートやペレットといった固定手段が設けられていてよい。インサートは、例えば（株）ツガミ製Ｅ−サート（登録商標）のように、断面が菱形の線がコイル状に巻かれたものであって、１本１本が雌雄のネジの隙間に噛み込むことで、凹部５ｃと凸部３１との螺合が緩むのを防止する。ペレットは、塑性変形して雌雄のネジの隙間に充填されることで、凹部５ｃと凸部３１との螺合が緩むのを防止する。これにより、ピストン４の摺動方向に沿ったプローブ１１ｂの移動をさらに抑制することができる。
【００３３】
また、本実施形態において、プローブ１１ｂの基部３３と縮径部２１とが螺合されていてもよい。さらに、これらの螺合部にインサートやペレットといった固定手段が設けられていてもよい。
【００３４】
また、本実施形態では、ピストン４の位置を検出する検出手段として、差動トランス（ＬＶＤＴ）１１を用いて説明しているが、これに限定されず、検出手段は、計量部の回転に伴い誘導電圧が生成され、回転変位に比例した周波数を出力する変位センサであるＲＶＤＴ（Ｒｏｔａｒｙ  Ｖａｒｉａｂｌｅ  Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ  Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ）等の各種ポテンショメータであってよい。
【００３５】
また、本実施形態では、差動トランス１１のプローブ１１ｂがピストンロッド５の縮径部２１に固定されているが、プローブ１１ｂと縮径部２１との間に、中継ロッドを有していてもよい。この場合、プローブ１１ｂは、中継ロッドを介して縮径部２１に固定されることになり、中継ロッドに基部３３、凸部３１、および、フランジ３２が設けられることになる。
【符号の説明】
【００３６】
１  流体アクチュエータ
３  シリンダ
４  ピストン
５  ピストンロッド
５ａ  ロッド部
５ｂ  ロッドエンド
６  位置制御部材
１１  差動トランス（検出手段）
１１ａ  コイル部
１１ｂ  プローブ
２１  縮径部
３２  フランジ
５２  シール材（付勢手段）
【図１】
2011127675.tif 000003
【図２】
2011127675.tif 000004
【図３】
2011127675.tif 000005