(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
翼に取り付けられ、揚力を減少させるスポイラを駆動させる油圧アクチュエータであって、
前記翼に取り付けられたフラップの駆動範囲と前記スポイラの駆動範囲とが重複する重複領域において前記スポイラを駆動させるとき、前記重複領域における前記油圧アクチュエータの駆動出力である第１駆動出力を、前記重複領域以外の前記スポイラの駆動範囲における前記油圧アクチュエータの駆動出力である第２駆動出力よりも小さくする出力抑制手段を備える
油圧アクチュエータ。
【請求項２】
前記出力抑制手段は、油圧により前記第１駆動出力を前記第２駆動出力よりも小さくする
請求項１に記載の油圧アクチュエータ。
【請求項３】
前記出力抑制手段は、前記油圧アクチュエータにおいて前記スポイラを駆動させるためのピストンロッドを駆動させる油圧を用いて、前記第１駆動出力を前記第２駆動出力よりも小さくする
請求項２に記載の油圧アクチュエータ。
【請求項４】
前記出力抑制手段は、前記ピストンロッドのピストンにより区画された第１油圧室および第２油圧室のうちの前記第２油圧室に配置され、前記ピストンロッドに対して移動可能な抵抗ピストンと、前記ピストンロッドが前記重複領域において前記第１油圧室を収縮するように移動するときに前記抵抗ピストンと接触して前記ピストンロッドの移動を規制するストッパとを備える
請求項３に記載の油圧アクチュエータ。
【請求項５】
前記抵抗ピストンと前記ストッパとの相対位置を調節可能な調節機能を備える
請求項４に記載の油圧アクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、航空機の翼のスポイラを駆動する油圧アクチュエータに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、航空機の翼のスポイラを油圧アクチュエータにより駆動させるスポイラ駆動機構が用いられる構成が知られている（例えば、特許文献１参照）。図５は、スポイラ駆動機構の構成の一例を示し、航空機が巡航しているときの翼１００のフラップ１１０およびスポイラ１２０の状態を実線で示している。なお、実線で示されたフラップ１１０およびスポイラ１２０の位置を中立位置とする。
【０００３】
スポイラ駆動機構の油圧アクチュエータ１３０は、スポイラ１２０に連結され、油圧アクチュエータ１３０のピストンロッド１３１の往復動に基づいてスポイラ１２０が昇降する。そしてフラップ１１０およびスポイラ１２０が高揚力構造に展開されるとき、二点鎖線で示されるように、フラップ１１０を駆動するアクチュエータ（図示略）によりフラップ１１０が中立位置から降下し、油圧アクチュエータ１３０によりスポイラ１２０が中立位置から降下する。これにより、翼１００とフラップ１１０との間に形成された隙間Ｇの一部がスポイラ１２０により埋められる。
【０００４】
また、航空機を減速させるとき、図中の破線で示されるように、油圧アクチュエータ１３０によりスポイラ１２０を中立位置から上昇させる。これにより、スポイラ１２０が空気抵抗となり、航空機の速度が低下する。
【０００５】
このように、スポイラ１２０は二点鎖線の位置から破線の位置まで昇降する一方、フラップ１１０は二点鎖線の位置から中立位置まで昇降するため、スポイラ１２０の駆動範囲ＤＳとフラップ１１０の駆動範囲ＤＦとが重なる重複領域Ｒが形成される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特表２００８−５２９８７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、図５のスポイラ駆動機構では、スポイラ１２０が重複領域Ｒに位置した状態で電力が喪失する等の理由により油圧アクチュエータ１３０が駆動停止したときにフラップ１１０とスポイラ１２０とが干渉する問題がある。この問題を解決するため、図５のスポイラ駆動機構は、フラップ１１０とスポイラ１２０とが干渉したとき、油圧アクチュエータ１３０からスポイラ１２０に加えられている油圧を解放し、スポイラ１２０を中立位置に戻せるように駆動できる放出弁（図示略）を備えている。
【０００８】
しかし、図５のスポイラ駆動機構は、放出弁が設けられるため、部品点数が増加し、それにともない油圧回路が複雑化および大型化してしまう。
本発明の目的は、スポイラ駆動機構の大型化を抑制することが可能な油圧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】
【０００９】
（１）本発明の一形態に従う油圧アクチュエータは、翼に取り付けられ、揚力を減少させるスポイラを駆動させる油圧アクチュエータであって、前記翼に取り付けられたフラップの駆動範囲と前記スポイラの駆動範囲とが重複する重複領域において前記スポイラを駆動させるとき、前記重複領域における前記油圧アクチュエータの駆動出力である第１駆動出力を、前記重複領域以外の前記スポイラの駆動範囲における前記油圧アクチュエータの駆動出力である第２駆動出力よりも小さくする出力抑制手段を備えるように構成されている。
【００１０】
本油圧アクチュエータによれば、出力抑制手段により重複領域においてスポイラがフラップに向けて移動する力が小さくなる。このため、例えば電力が喪失することにともないスポイラがフラップに向けて移動して重複領域においてフラップにスポイラが接触したとしても、スポイラがフラップを過度な力で押すことが抑制される。したがって、図５のスポイラ駆動機構のような放出弁が必要ないため、スポイラ駆動機構の大型化を抑制することができる。
【００１１】
（２）上記油圧アクチュエータに従属する一形態によれば、前記出力抑制手段は、油圧により前記第１駆動出力を前記第２駆動出力よりも小さくするように構成されている。
【００１２】
本油圧アクチュエータによれば、例えば油圧アクチュエータ内の油圧を用いることにより、出力抑制手段として例えば油圧アクチュエータの駆動出力をばねにより抑制する構成と比較して、出力抑制手段を小型化することができる。なお、油圧により第１駆動出力を第２駆動出力よりも小さくする構成は、油圧アクチュエータ内の油圧に限られない。
【００１３】
（３）上記油圧アクチュエータに従属する一形態によれば、前記出力抑制手段は、前記油圧アクチュエータにおいて前記スポイラを駆動させるためのピストンロッドを駆動させる油圧を用いて、前記第１駆動出力を前記第２駆動出力よりも小さくするように構成されている。
【００１４】
本油圧アクチュエータによれば、出力抑制手段として油圧アクチュエータ内の油圧を用いるため、出力抑制手段として油圧アクチュエータの外部の油圧回路の油圧を用いる場合と比較して、油路を短くすることができる。したがって、出力抑制手段を小型化することができる。
【００１５】
（４）上記油圧アクチュエータに従属する一形態によれば、前記出力抑制手段は、前記ピストンロッドのピストンにより区画された第１油圧室および第２油圧室のうちの前記第２油圧室に配置され、前記ピストンロッドに対して移動可能な抵抗ピストンと、前記ピストンロッドが前記重複領域において前記第１油圧室を収縮するように移動するときに前記抵抗ピストンと接触して前記ピストンロッドの移動を規制するストッパとを備えるように構成されている。
【００１６】
本油圧アクチュエータによれば、抵抗ピストンがピストンロッドの移動に対する抗力となりピストンロッドの移動が制限されるため、油圧アクチュエータの第１駆動出力が第２駆動出力よりも小さくなる。またこのような構成とすることにより、油圧アクチュエータに出力抑制手段のための油圧回路が不要となり、油圧アクチュエータの大型化を抑制することができる。
【００１７】
（５）上記油圧アクチュエータに従属する一形態によれば、前記抵抗ピストンと前記ストッパとの相対位置を調節可能な調節機能を備えるように構成されている。
【００１８】
本油圧アクチュエータによれば、調節機能により油圧アクチュエータの第１駆動出力が第２駆動出力よりも小さくする位置、すなわち重複領域におけるスポイラがフラップを押す力を小さくする位置を適切な位置に調節することができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明にかかる油圧アクチュエータによれば、スポイラ駆動機構の大型化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】一実施形態の油圧アクチュエータを備えるスポイラ駆動機構の構成図。
【図２】スポイラを重複領域外で昇降させたときの図１の油圧アクチュエータの断面図。
【図３】スポイラを重複領域内で昇降させたときの図１の油圧アクチュエータの断面図。
【図４】変形例の油圧アクチュエータのピストンロッドの先端部を拡大した断面図。
【図５】従来のスポイラおよびフラップの構成図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図１を参照して、航空機の翼のスポイラを駆動するスポイラ駆動機構１の構成について説明する。なお、以降では、翼、スポイラ、および、フラップの説明においては、便宜上、図５のスポイラ１２０およびフラップ１１０の構成図を用いる。
【００２２】
スポイラ駆動機構１は、スポイラ１２０を駆動させるための油圧アクチュエータ２０と、油圧アクチュエータ２０に油を供給する油圧源１０と、油圧アクチュエータ２０から排出された油を貯留するリザーバ１１とを備えている。油圧アクチュエータ２０、油圧源１０、および、リザーバ１１は、油路により接続されている。油圧アクチュエータ２０と油圧源１０およびリザーバ１１との間には、油の流れを制御するため、制御バルブ１２および油圧バルブ１３が設けられている。
【００２３】
油圧アクチュエータ２０のハウジング２１内は、スポイラ１２０に連結されたピストンロッド３０のピストン３１により第１油圧室２２と第２油圧室２３とに区画されている。
制御バルブ１２は、例えばソレノイドバルブであり、油圧源１０、リザーバ１１、油圧バルブ１３、および、油圧アクチュエータ２０の第１油圧室２２に接続されている。制御バルブ１２は、第１油圧室２２に油を供給し、第２油圧室２３から油を排出する第１連通位置１２Ｘ、第１油圧室２２から油を排出し、第２油圧室２３に油を供給する第２連通位置１２Ｙ、および、各油圧室２２，２３への油の供給および各油圧室２２，２３への油の排出を遮断する遮断位置１２Ｚに切り替え可能である。制御バルブ１２は、電力が供給されないとき、第２連通位置１２Ｙとなる。
【００２４】
油圧バルブ１３は、例えばソレノイドバルブであり、制御バルブ１２および第２油圧室２３に接続されている。油圧バルブ１３は、第２油圧室２３と制御バルブ１２とを連通する連通位置１３Ｘ、および、第２油圧室２３と制御バルブ１２との連通を遮断する遮断位置１３Ｙに切り替え可能である。また油圧バルブ１３は、遮断位置１３Ｙにおいて、第２油圧室２３の油圧が規定値以上となるときに制御バルブ１２に油を排出するリリーフ機能を備えている。
【００２５】
次に、油圧アクチュエータ２０の詳細な構成について説明する。なお、図１は、航空機が巡航しているときのスポイラ１２０の位置（以下、「中立位置」）における油圧アクチュエータ２０の状態を示している。このときのピストン３１の位置を中立位置ＰＮとする。
【００２６】
ハウジング２１には、第１油圧室２２と制御バルブ１２に接続された油路とを連通する第１ポート２１Ａと、第２油圧室２３と油圧バルブ１３に接続された油路とを連通する第２ポート２１Ｂと、ピストンロッド３０が挿入される挿入孔２１Ｃとが形成されている。挿入孔２１Ｃを構成する内周部分には、シール部材５１が取り付けられている。シール部材５１は、弾性部材であり、例えばＯリングである。また第１油圧室２２内には、ピストンロッド３０の位置を検出する位置センサ２４が収納されている。なお、位置センサ２４は、ハウジング２１の外部に配置されていてもよい。
【００２７】
ピストンロッド３０は、第１油圧室２２と第２油圧室２３とを区画するピストン３１と、位置センサ２４の一部を収納する凹部３２とを備えている。ピストン３１の外周部分には、シール部材５２が取り付けられている。シール部材５２は、弾性部材であり、例えばＯリングである。またピストンロッド３０におけるハウジング２１から突出する部分には、ピストンロッド３０の移動を規制するロッドストッパ３３と、スポイラ１２０に連結されてスポイラを駆動させる出力部３４とが形成されている。なお、ロッドストッパ３３は出力抑制手段のストッパに相当する。
【００２８】
ピストンロッド３０とハウジング２１の挿入孔２１Ｃとの間には、出力抑制手段の一例である円筒状の抵抗ピストン４０がピストンロッド３０とハウジング２１とに対する移動が可能な状態でピストンロッド３０とハウジング２１の挿入孔２１Ｃとに嵌め合わせられている。抵抗ピストン４０は、第２油圧室２３内において抵抗ピストン４０の移動を規制する第１ストッパ４１と、ハウジング２１の外部において抵抗ピストン４０の移動を規制する第２ストッパ４２とを備えている。各ストッパ４１，４２は、抵抗ピストン４０の端部において外側に突出する円環状に形成されている。各ストッパ４１，４２の外径は、ハウジング２１の挿入孔２１Ｃの内径よりも大きい。抵抗ピストン４０の内周部分には、シール部材５３が取り付けられている。シール部材５３は、弾性部材であり、例えばＯリングである。
【００２９】
図１に示されるとおり、ピストン３１が中立位置ＰＮのとき、抵抗ピストン４０の第１ストッパ４１はハウジング２１の挿入孔２１Ｃの周縁と接触する一方、第２ストッパ４２はハウジング２１から離間してロッドストッパ３３に接触している。
【００３０】
なお、各ストッパ４１，４２の外径は任意に変更可能であり、本実施形態の各ストッパ４１，４２の外径よりも大きくても小さくてもよい。また第１ストッパ４１の外径は、抵抗ピストン４０に加えられる第２油圧室２３の油圧に基づく力が設定範囲内となるように設定されることが好ましい。また各ストッパ４１，４２は、多角形等の円環状以外の形状、または抵抗ピストン４０の周方向において１つまたは複数の突起からなるものであってもよい。
【００３１】
また、ピストンロッド３０は、抵抗ピストン４０を組み付けやすくするため、ロッドストッパ３３および出力部３４をピストンロッド３０とは個別に形成してもよい。この場合、ピストンロッド３０に抵抗ピストン４０を嵌め合わせた後、ロッドストッパ３３および出力部３４をピストンロッド３０に組み付ける。
【００３２】
図１〜図３を参照して、スポイラ駆動機構１の動作について説明する。以下の説明において、「第１移動方向Ｗ１」は、ピストンロッド３０が第１油圧室２２を収縮させ、第２油圧室２３を膨張させる移動方向を示し、「第２移動方向Ｗ２」は、ピストンロッド３０が第１油圧室２２を膨張させ、第２油圧室２３を収縮させる移動方向を示す。
【００３３】
図１に示されるように、スポイラ駆動機構１において制御バルブ１２が第１連通位置１２Ｘに位置し、油圧バルブ１３が連通位置１３Ｘに位置するとき、油圧源１０から油圧アクチュエータ２０の第１油圧室２２に油が供給され、第２油圧室２３の油がリザーバ１１に排出される。これにともない、図２の白抜き矢印により示されるように、ピストンロッド３０が第２移動方向Ｗ２に移動する。これにより、スポイラ１２０は上方に移動する。そして、図２の二点鎖線により示されるように、ピストン３１が抵抗ピストン４０の第１ストッパ４１に接触するとき、ピストンロッド３０の第２移動方向Ｗ２への移動が規制される。
【００３４】
一方、図１に示されるように、スポイラ駆動機構１において制御バルブ１２が第２連通位置１２Ｙに位置し、油圧バルブ１３が連通位置１３Ｘに位置するとき、油圧源１０から第２油圧室２３に油が供給され、第１油圧室２２の油がリザーバ１１に排出される。これにともない、図２の太線矢印に示されるように、ピストンロッド３０が第１移動方向Ｗ１に移動する。これにより、スポイラ１２０は下方に移動する。
【００３５】
ここで、ピストンロッド３０が中立位置ＰＮから第１油圧室２２が収縮するピストンロッド３０の移動領域によるスポイラ１２０の駆動範囲ＤＳは、図５のスポイラ１２０の重複領域Ｒである。スポイラ駆動機構１は、この重複領域Ｒ内においてスポイラ１２０を駆動可能にする、いわゆるドループ機能を備えている。
【００３６】
図３に示されるように、ピストンロッド３０が中立位置ＰＮから第１移動方向Ｗ１に移動するとき、すなわち、スポイラ１２０が重複領域Ｒ内において翼１００とフラップ１１０との隙間Ｇを埋めるように移動するとき（図５参照）、ピストンロッド３０は、ロッドストッパ３３により第２ストッパ４２を第１移動方向Ｗ１に押す。これにともない、抵抗ピストン４０は第２油圧室２３の油圧に抗してピストンロッド３０と一体的に第１移動方向Ｗ１に移動する。
【００３７】
一方、ピストンロッド３０が第２移動方向Ｗ２に移動してピストン３１が中立位置ＰＮに復帰するとき、ピストンロッド３０の移動とともに抵抗ピストン４０が第２移動方向Ｗ２に移動して第１ストッパ４１がハウジング２１の挿入孔２１Ｃの周縁に接触する。
【００３８】
本実施形態の油圧アクチュエータ２０の作用について説明する。
例えば電源喪失にともないスポイラ駆動機構１が停止したとき、制御バルブ１２および油圧バルブ１３に電力が供給されない。このため、制御バルブ１２は第２連通位置１２Ｙとなり、油圧バルブ１３は遮断位置１３Ｙとなる。これにより、第１油圧室２２の油が流出しやすく、第２油圧室２３の油が流出しにくいため、スポイラ１２０は、下方に移動しやすく、上方に移動しにくい状態となる。そして、例えばスポイラ１２０の自重によりスポイラ１２０が下方に移動するとき、スポイラ１２０は重複領域Ｒ内を移動する場合がある。
【００３９】
一方、油圧アクチュエータ２０は、ピストンロッド３０が中立位置ＰＮよりも第２移動方向Ｗ２に移動するとき、ロッドストッパ３３が抵抗ピストン４０の第２ストッパ４２に接触しているため、抵抗ピストン４０がロッドストッパ３３の第２移動方向Ｗ２への移動の抗力となる。すなわち、抵抗ピストン４０を第２移動方向Ｗ２へ移動させるためには、抵抗ピストン４０の第１ストッパ４１に加えられる第２油圧室２３の油圧に基づく力よりも大きい力をロッドストッパ３３が第２ストッパ４２に与えなければならない。このため、ピストンロッド３０の第２移動方向Ｗ２に移動する力は、ロッドストッパ３３が第２ストッパ４２に接触する前の状態のピストンロッド３０の第２移動方向Ｗ２に移動する力よりも小さくなる。すなわち重複領域Ｒにおける油圧アクチュエータ２０の駆動出力（第１駆動出力）が重複領域Ｒ以外のスポイラ１２０の駆動範囲ＤＳにおける油圧アクチュエータ２０の駆動出力（第２駆動出力）よりも小さくなる。
【００４０】
本実施形態の油圧アクチュエータ２０は、以下の効果を奏する。
（１）油圧アクチュエータ２０は、出力抑制手段として、重複領域Ｒにおいて抵抗ピストン４０とピストンロッド３０のロッドストッパ３３とが接触する構成を備えている。このため、重複領域Ｒにおいてスポイラ１２０がフラップ１１０に接触するときにスポイラ１２０がフラップ１１０を押す力が低減されるため、スポイラ１２０がフラップ１１０を過度に押し付けることを抑制することができる。そして、このような図５のスポイラ駆動機構のように放出弁が不要となるため、スポイラ駆動機構１の大型化を抑制することができる。
【００４１】
（２）油圧アクチュエータ２０内の油圧により抵抗ピストン４０を押してピストンロッド３０の第２移動方向Ｗ２への移動を抑制するため、油圧アクチュエータ２０の外部の油圧回路から抵抗ピストン４０を押すための油圧を供給すると仮定した構成と比較して、油路を短くすることができる。したがって、出力抑制手段を小型化することができる。
【００４２】
特に、油圧アクチュエータ２０の第２油圧室２３の油圧により抵抗ピストン４０を押してピストンロッド３０の第２移動方向Ｗ２への移動を抑制するため、出力抑制手段としての専用の油圧回路が不要となる。したがって、油圧アクチュエータ２０を小型化することができる。
【００４３】
（変形例）
本油圧アクチュエータが取り得る具体的な形態は、上記実施形態に例示された形態に限定されない。本油圧アクチュエータは、上記実施形態とは異なる各種の形態を取り得る。以下に示される上記実施形態の変形例は、本油圧アクチュエータが取り得る各種の形態の一例である。なお、以下に示される上記実施形態の変形例は、技術的に可能な範囲において互いに組み合わせることができる。
【００４４】
（変形例１）
上記実施形態において、出力抑制手段を抵抗ピストン４０およびロッドストッパ３３に代えて、例えば以下の（ａ）〜（ｆ）のようにしてもよい。
【００４５】
（ａ）出力抑制手段として、ハウジング２１とピストンロッド３０のロッドストッパ３３との間に弾性部材または空気ばねを配置する。弾性部材の一例は、コイルばねである。
（ｂ）出力抑制手段として、ハウジング２１とピストンロッド３０のロッドストッパ３３との間に油圧シリンダからなるショックアブソーバを配置する。ショックアブソーバのピストンに固定されたロッドは、ロッドストッパ３３に接続される。
【００４６】
（ｃ）出力抑制手段として、ピストンロッド３０のロッドストッパ３３付近に挿入孔２１Ｃを構成する内周面とピストンロッド３０との間の摩擦力が高くなる摩擦構造を設ける。摩擦構造の一例として、ピストンロッド３０にラバーシートを巻き付ける。
【００４７】
（ｄ）出力抑制手段として、ピストンロッド３０のロッドストッパ３３に取り付けられた第１磁石と、ハウジング２１においてロッドストッパ３３に対向する位置に取り付けられた第２磁石とを備える。第１磁石の対向面と第２磁石の対向面との磁極は同極である。
【００４８】
（ｅ）出力抑制手段として、ハウジング２１において中立位置ＰＮよりも第１移動方向Ｗ１側の部分のピストン３１との摩擦力を、ハウジング２１において中立位置ＰＮよりも第２移動方向Ｗ２側の部分のピストン３１との摩擦力よりも大きくなる摩擦構造を設ける。摩擦構造の一例として、ハウジング２１において中立位置ＰＮよりも第１移動方向Ｗ１側の部分にラバーシートを取り付ける。
【００４９】
（ｆ）出力抑制手段として、第１油圧室２２内に弾性部材を配置する。弾性部材の一例はコイルばねである。コイルばねは、ピストンロッド３０と同軸状に配置され、ハウジング２１の第１移動方向Ｗ１側の端部に固定される。ピストンロッド３０が中立位置ＰＮとなるとき、ピストン３１とコイルばねとが接触し、ピストンロッド３０が中立位置ＰＮよりも第２移動方向Ｗ２に移動するとき、ピストン３１がコイルばねから離れる。ピストンロッド３０が中立位置ＰＮから第１移動方向Ｗ１に移動するとき、ピストン３１がコイルばねを圧縮する。
【００５０】
（変形例２）
上記実施形態では、ピストンロッド３０とロッドストッパ３３とが単一部材として形成されているが、ピストンロッド３０とロッドストッパ３３とは個別に形成されてもよい（図４参照）。この場合、ピストンロッド３０においてロッドストッパ３３がねじ込まれる。これにより、ピストンロッド３０に対するロッドストッパ３３の位置を調節することができる。このため、ピストンロッド３０のピストン３１の中立位置ＰＮを調節することができる。なお、抵抗ピストン４０の第１ストッパ４１を同様に個別に形成し、抵抗ピストン４０に第１ストッパ４１にねじ込むことによりピストン３１の中立位置ＰＮを調整する構成としてもよい。
【符号の説明】
【００５１】
２０  …油圧アクチュエータ
２２  …第１油圧室
２３  …第２油圧室
３０  …ピストンロッド
３１  …ピストン
３３  …ロッドストッパ（ストッパ、出力抑制手段）
４０  …抵抗ピストン（出力抑制手段）
１００…翼
１１０…フラップ
１２０…スポイラ
Ｇ    …隙間
Ｒ    …重複領域
ＤＦ  …フラップの駆動範囲
ＤＳ  …スポイラの駆動範囲
【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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