(57)【要約】【課題】低温環境下に長時間保持された場合にも作動流体の粘度が増加せず、作動流体の流れが滞ることがない流体アクチュエータを提供し、流体アクチュエータの高速伸張等の所定の機能が阻害されないようにする。【解決手段】シリンダ１２内にピストン１６が収納されてピストンの両側にそれぞれ流体室１３ａ、１３ｂが形成されており、両流体室への作動流体の供給および排出によりピストンを移動させるようにした流体アクチュエータ１０において、バイメタル２９によりシリンダ１２内の流体温度に応じて弁を開閉して作動流体を両流体室の間で循環させて流体温度を自動的に調節する自動温度調整機能および所定の流体圧力により弁を開閉する流量制御機能を有する自動温度調整弁２０が設けられている。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダ内にピストンが収納されて該ピストンの両側にそれぞれ流体室が形成されており、両流体室への作動流体の供給および排出により前記ピストンを移動させるようにしたアクチュエータにおいて、前記シリンダ内の流体温度により弁を開閉して作動流体を前記両流体室の間で循環させて流体温度を自動的に調節する自動温度調整機能を有する自動温度調整弁が設けられていることを特徴とする流体アクチュエータ。
【請求項２】
シリンダ内にピストンが収納されて該ピストンの両側にそれぞれ流体室が形成されており、両流体室への作動流体の供給および排出により前記ピストンを移動させるようにしたアクチュエータにおいて、前記シリンダ内の流体温度により弁を開閉して作動流体を前記両流体室の間で循環させて流体温度を自動的に調節する自動温度調整機能および所定の流体圧力により弁を開閉する流量制御機能を有する自動温度調整弁が設けられていることを特徴とする流体アクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は流体アクチュエータに関する。より詳しくは、本発明はシリンダ内にピストンが収納されて該ピストンの両側にそれぞれ流体室が形成されており、両流体室への作動流体の供給および排出により前記ピストンを移動させるようにした流体アクチュエータに関し、特に航空機のような低温環境下に保持された後で作動することが要求される場合にも確実に作動するようにした流体アクチュエータに関する。
【０００２】
【従来の技術】
流体アクチュエータの使用環境によっては、低温環境下に長時間保持され流体アクチュエータおよびアクチュエータ内の作動流体が低温になった後で、作動させることが要求されることがある。例えば、航空機の操舵のために用いている流体アクチュエータにあっては、常温の地上から高空へ航空機が上昇することにより周囲温度は急激に下降し、航空機がそのまま飛行を続けると流体アクチュエータおよびアクチュエータ内の作動流体が低温になる。このような状態になった後に、流体アクチュエータを作動させて操舵することが必要になることは頻繁に生じる。
【０００３】
このような場合に、作動流体の種類によっては低温になることで作動流体の粘度が増加し、このため、流体アクチュエータ内の作動流体の流れが滞ることになり、流体アクチュエータの高速伸張等の所定の機能が阻害されることになる。
【０００４】
このような対策として、文献での記載は見えないが、実際の対策として、従来、低温になっても粘度が増加しないタイプの作動流体を用いたり、流体アクチュエータをヒータで保温して流体アクチュエータおよびアクチュエータ内の作動流体が過度に低温にならないような方策が取られていた。
【０００５】
しかしながら、低温になっても粘度が増加しないタイプの作動流体は非常に高価である。一方、ヒータで保温する場合には、ヒータによって流体アクチュエータの重量がますと言う問題があり、特に航空機等にあっては重大な問題である。また、ヒータがエネルギーを消費することも問題である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来技術に付随する問題点に鑑みて、本発明は、低温環境下に長時間保持された場合にも作動流体の粘度が増加せず、作動流体の流れが滞ることがない流体アクチュエータを提供し、流体アクチュエータの高速伸張等の所定の機能が阻害されないようにすることを目的とする。
【０００７】
【課題を達成するための手段】
本発明においては、上記の目的を、シリンダ内にピストンが収納されて該ピストンの両側にそれぞれ流体室が形成されており、両流体室への作動流体の供給および排出により前記ピストンを移動させるようにした流体アクチュエータにおいて、前記シリンダ内の流体温度により弁を開閉して作動流体を前記両流体室の間で循環させて流体温度を自動的に調節する自動温度調整機能を有する自動温度調整弁が設けられていることを特徴とする流体アクチュエータにより達成する。
【０００８】
更に、本発明においては、シリンダ内にピストンが収納されて該ピストンの両側にそれぞれ流体室が形成されており、両流体室への作動流体の供給および排出により前記ピストンを移動させるようにした流体アクチュエータにおいて、前記シリンダ内の流体温度により弁を開閉して作動流体を前記両流体室の間で循環させて流体温度を自動的に調節する自動温度調整機能および所定の流体圧力により弁を開閉する流量制御機能を有する自動温度調整弁が設けられていることを特徴とする流体アクチュエータとすることが好ましい。
【０００９】
本発明の自動温度調整弁はシリンダ内の流体温度に応じて弁を開閉する。すなわち、流体温度が所定温度を越える場合には弁を閉じており、流体温度が所定温度以下になると弁を開くようになっている。
【００１０】
本発明によれば、低温環境下に長時間保持されても、自動温度調整弁の自動温度調整機能により、所定の温度以下では少量の作動流体を流体アクチュエータの両流体室間に循環させて温度低下を防止し、作動流体の粘性増加による流体アクチュエータ内の作動流体の流れの滞りを防止し、流体アクチュエータの高速伸張等の所定の機能を確保することができる。
【００１１】
また、本発明によれば、自動温度調整弁開口時で、しかも油圧源故障時においても、所定の外部負荷以下では、自動温度調整弁の流量制御機能によって流体アクチュエータの不慮の作動を防止し航空機等の流体アクチュエータを用いている機器の安全性を向上させることができる。
【００１２】
【実施の態様】
以下、本発明の実施例を図示した図面を参照して、本発明を詳細に説明する。図１は本発明に係る流体アクチュエータの構成を示す油圧配管図である。図２、図３および図４は、図１に示す流体アクチュエータのピストン部に内蔵された自動温度調整弁の構成および作動状態を更に詳しく示す断面図である。
【００１３】
図１において、本発明の流体アクチュエータ１０は、円筒状のシリンダ１２、Ｏリング１４を介してシリンダ１２内に密封状に且つ摺動可能に収納されたピストン１６、ピストン１６内に設けられた自動温度調整弁２０、および自動温度調整弁２０に接続されたパイロツトチェツクバルブ３０から構成されている。
【００１４】
シリンダ１２の一端部１２ａが固定部材（図示せず）に揺動可能に支承され、シリンダ１２の内部にはピストン１６の両側に各一つの流体室１３ａ、１３ｂが形成されている。
【００１５】
ピストン１６にはピストンロッド１８が設けられ、ピストンロッド１８は一方の流体室１６ａを貫通しており、ピストンロッド１８の先端１８ａは、航空機の操舵装置のような流体アクチュエータ１０により作動される部材（図示せず）に連結されている。流体室１３ａ、１３ｂへの作動流体の供給および排出を制御してピストン１６を移動させて流体アクチュエータ１０により前述した作動部材を駆動する。
【００１６】
なお、図１では代表例として、例えば流体アクチュエータに接続された操舵装置の舵面１が所定の位置にあるときに流体室１３ａに常時高圧が印加されピストン１６が所定の位置に保持されているアンバランス型流体アクチュエータ１０に本発明を適用した状態を示している。しかし、本発明は、バランス型流体アクチュエータにおいても同等の構成となる。
【００１７】
その発明部位の構成を更に詳しく解説すると、
自動温度調整弁２０はピストン１６の内部に装着された２位置切替弁として示されており、定常状態ではスプリング２８により付勢されて閉止位置となっている。流体室１３ｂと自動温度調整弁２０との間の管路に感温機能を有するバイメタル２９が設けられ、所定の温度以下ではバイメタル２９の作用によりスプリング２８の付勢力に抗して自動温度調整弁２０を開くようになっている。これにより、所定の温度以下ではシリンダ１２およびピストン１６により構成される両流体室１３ａ、１３ｂ間で少量の作動流体をバイパスさせて循環させることで流体アクチュエータ１０内部の温度低下を防止する。
【００１８】
図２、図３および図４に、ピストン１６に内蔵される自動温度調整弁２０の構成および作動状態を更に詳しく示す。
【００１９】
ピストン１６の一端面からピストンロッド１８の内部に向けてその中心軸線位置に開口１６ａ、１８ｂを形成し、この開口１６ａ、１８ｂにほぼ円柱状をしたプラグ２１をＯリング２２を介して装着し、ピストン１６の前述した一端面から固定部材２４を螺合してプラグ２１を定位置に固定している。
【００２０】
プラグ２１の軸方向の中間部にオリフィス２１ａを形成し、オリフィス２１ａの両側に弁室２１ｂ、２１ｃが形成されている。左側の弁室２１ｂにボール２５およびスプリング２６を装着しスプリング２６の左端部を固定部材２４で支持している。また、固定部材２４の中心部には小さな孔２４ａが形成されており、流体室１３ａの作動流体の圧力が弁室２１ｂに伝達されるようになっている。ボール２５は、孔２４ａから伝達された流体室１３ａの作動流体の圧力およびスプリング２６によりオリフィス２１ａに押圧される。
【００２１】
ボール２５、スプリング２６およびオリフィス２１ａにより、自動温度調整弁２０に所定の流体圧力により弁を開閉する流量制御機能を具備させている。
【００２２】
プラグ２１に形成された弁室２１ｃにはポベット２７が摺動可能に装着され、弁室２１ｃ内（ポベット２７の左端２７ａとプラグ２１の右端２１ｄの間）に設けたスプリング２８がポベット２７を左方へ付勢する。プラグ２１から突出したポベット２７の右先端２７ａとプラグの右端２１ｄの外側との間にバイメタル２９を装着している。バイメタル２９は、皿バネ形状をしており軸線方向に多段に重ねられ、所定の温度を越えると収縮しており、上記所定の温度以下では伸長する。
【００２３】
プラグの右端２１ｄには小さな孔２１ｅが形成されており、流体室１３ｂの作動流体の圧力がピストンロッド１８に形成した孔１８から開口１８ｂおよび孔２１ｅを経て弁室２１ｂに伝達されるようになっている。
【００２４】
バイメタル２９は所定の温度を越える温度では図２に示すように収縮しており、この結果、ポベット２７の左端２７ａは、孔２１ｅから伝達された流体室１３ｂの作動流体の圧力およびスプリング２８によりオリフィス２１ａの右側端面に押圧され、オリフィス２１ａを閉じる。一方、バイメタル２９は所定の温度以下の温度では図３および図４に示すように伸長し、ポベット２７を右方へ移動させ、オリフィス２１ａを開く。
【００２５】
オリフィス２１ａ、ポベット２７、スプリング２８およびバイメタル２９により、自動温度調整弁２０にシリンダ内の流体温度により弁を開閉して作動流体を両流体室の間で循環させて流体温度を自動的に調節する自動温度調整機能を具備させている。
【００２６】
次に、図示した本発明の実施例の作動を説明する。
【００２７】
（１）図２は、本発明に係る流体アクチュエータが所定の温度を越える状態を示している。自動温度調整弁２０は閉止して（バイメタル２９が収縮してポベット２７の左端２７ａがオリフィス２１ａの右側端面に押圧されてオリフィス２１ａが閉じ）おり、両流体室１３ａ、１３ｂ間を隔離している。従って、両流体室１３ａ、１３ｂ間での作動流体の循環はないが、所定の温度を越える状態であるため、作動流体の粘性は増加せず、流体アクチュエータ内の作動流体の流れが滞ることもなく、流体アクチュエータの高速伸張等の所定の機能を確保することができる。
【００２８】
（２）図３は、本発明に係る流体アクチュエータが前記（１）の状態から所定の温度以下になったときの自動温度調整弁２０の状態を示す。この状態、すなわち所定の温度以下になったとき、自動温度調整弁２０の構成品であるバイメタル２９が伸長して、ポベット２７を開く方向に作動させて流体室１３ｂからの圧力がオリフィス２１ａを通りボール２５に伝えられ、ボール２５はスプリング２６の押圧力に抗して押されて、オリフィス２１ａを開く。これにより、作動流体は両流体室１３ａ、１３ｂ間でバイパスさせられる。その結果、少量の作動流体が流体アクチュエータ１０内を循環することとなり、流体アクチュエータ１０内の流体温度の低下が防止され、流体の粘性増加による流体アクチュエータ１０内の作動流体の流れの滞りを防止し、流体アクチュエータ１０の高速伸張等の所定の機能を確保することが可能とする。
【００２９】
（３）図４は前記（２）の状態で、且つ、油圧ポンプ、配管、制御弁などの油圧源が故障したときの状態を示す。この状態において、ピストン１６に所定の外部負荷、すなわち自動温度調整弁２０の流量制御機能部のスプリング２６の押圧力以下の負荷が印加された場合は、自動温度調整弁２０の流量制御機能部のスプリング２６の力によりボール２５がオリフィス２１ａの左側面に押圧され流体通路を閉じる。その結果、上記（２）のようにして自動温度調整弁２０の自動温度調整機能によりつながっていた両流体室間の流路が閉じられ、流体アクチュエータ１０の不慮の作動を防止し航空機の安全性を向上させることが可能とする。
【００３０】
【発明の効果】
本発明の流体アクチュエータによれば、低温環境下に長時間保持されても、自動温度調整弁２０の自動温度調整機能により、所定の温度以下では少量の流体を流体アクチュエータ１０に循環させて温度低下を防止し、流体の粘性増加による流体アクチュエータ１０内の流体の流れの滞りを防止し、流体アクチュエータ１０の高速伸張等の所定の機能を確保することが可能となる。
【００３１】
また、本発明の流体アクチュエータによれば、自動温度調整弁２０が開口時であって、しかも油圧源が故障するような事態にあっても、所定の外部負荷以下では、自動温度調整弁２０の流量制御機能によって流体アクチュエータ１０の不慮の作動を防止し航空機の安全性を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る流体アクチュエータの構成を示す油圧配管図である。
【図２】図１に示す流体アクチュエータのピストン部に内蔵された自動温度調整弁の構成および所定の温度を越える温度での作動状態を更に詳しく示す断面図である。
【図３】図１に示す流体アクチュエータのピストン部に内蔵された自動温度調整弁の構成および所定の温度以下における作動状態を更に詳しく示す断面図である。
【図４】図１に示す流体アクチュエータのピストン部に内蔵された自動温度調整弁の構成および所定の温度以下で、且つ、所定の外部付加が印加された作動状態を更に詳しく示す断面図である。
【符号の説明】
１０  流体アクチュエータ
１２  シリンダ
１３ａ、１３ｂ
１６  ピストン
２０  自動温度調整弁
【図１】
2004204930.tif 000003
【図２】
2004204930.tif 000004
【図３】
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【図４】
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