(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2022-03-08
(45)【発行日】2022-03-16
(54)【発明の名称】液漏れ検知機構の改良
(51)【国際特許分類】
G01M 3/04 20060101AFI20220309BHJP
F15B 15/28 20060101ALI20220309BHJP
【ＦＩ】
G01M3/04 N
F15B15/28 Z
【請求項の数】
8
(21)【出願番号】P 2017252442
(22)【出願日】2017-12-27
(65)【公開番号】P2019117165
(43)【公開日】2019-07-18
【審査請求日】2020-11-27
(73)【特許権者】
【識別番号】503405689
【氏名又は名称】ナブテスコ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100126572
【弁理士】
【氏名又は名称】村越 智史
(74)【代理人】
【識別番号】100140822
【弁理士】
【氏名又は名称】今村 光広
(72)【発明者】
【氏名】加藤 雄一
(72)【発明者】
【氏名】五反田 遼祐
(72)【発明者】
【氏名】伊藤 浩二
(72)【発明者】
【氏名】福島 圭一郎
【審査官】岡村 典子
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第２０１７／１９９６０７（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開平０６－０２６９７９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００３－０２１５６８（ＪＰ，Ａ）
【文献】登録実用新案第３１８２３９８（ＪＰ，Ｕ）
【文献】米国特許第０５０４０５７９（ＵＳ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｇ０１Ｍ ３／００－３／４０
Ｆ１５Ｂ １５／２８
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
シリンダ室を有し、前記シリンダ室と外部空間とを接続する連通孔及び前記連通孔と前記外部空間とを接続し前記連通孔の第１位置にその一端が接続されており前記外部空間にその他端が開口している流路が形成されたシリンダと、前記連通孔を貫くように前記シリンダに設けられたピストンロッドと、
前記連通孔の前記第１位置よりも前記シリンダ室側にある第２位置に設けられたシール部材と、
前記流路の前記他端に接続されたタンクと、
を備える液漏れ検知機構。
【請求項2】
前記タンクは、少なくともその一部が透明または半透明である、請求項１に記載の液漏れ検知機構。
【請求項3】
前記タンクは、前記シリンダ室から前記連通孔及び前記流路を介して流入した流体の量を計測するための目盛りを有する、請求項１または請求項２に記載の液漏れ検知機構。
【請求項4】
前記タンクがスパイラル形状に形成される、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の液漏れ検知機構。
【請求項5】
前記タンクは、前記シリンダ本体とは別部材であり、
前記タンクが前記シリンダ本体の外表面に取り付けられる、
請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の液漏れ検知機構。
【請求項6】
前記流路に設けられ、前記タンクから前記連通孔への逆流を防止するように構成されたチェック弁をさらに備える、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の液漏れ検知機構。
【請求項7】
前記タンク内に貯留された流体の量を検出するレベル計をさらに備える、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の液漏れ検知機構。
【請求項8】
前記連通孔の前記第１位置よりも前記外部空間側にある第３位置に設けられたスクレイパをさらに備える、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の液漏れ検知機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、液漏れ検知機構の改良に関する。本開示は、より具体的には、シリンダ機構における液漏れを検知する液漏れ検知機構の改良に関する。
【背景技術】
【0002】
一般的なシリンダ機構においては、シリンダと当該シリンダに対して摺動するピストンロッドとの間にシール部材が設けられ、このシール部材によりシリンダ内に作動流体が封止されている。かかるシリンダ機構は、流体圧式アクチュエータや流体ポンプに適用される。
【0003】
かかるシール部材は、通常、ゴムなどから成る弾性部材で構成されるため、使用に応じて磨耗する。特開２０１６－４５０６８号公報には、磨耗したシール部材からの流体の漏洩を検知するように構成された液漏れ検知機構が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開２０１６－０４５０６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
従来の液漏れ検知機構では、磨耗が進行したシール部材からの液漏れを検知しているため、当該シール部材から漏洩した流体により外部環境が汚染される可能性がある。外部空間への流体の漏洩が起こるほどシール部材が劣化する前にシール部材の磨耗の程度を検知できることが望まれる。
【0006】
本開示は、新規な液漏れ検知機構を提供することを目的とする。本開示の具体的な目的の一つは、外部空間への流体の漏洩が起こる前にシール部材の磨耗の程度を検知できる液漏れ検知機構を提供することである。本開示のこれ以外の目的は、本明細書全体を参照することにより明らかとなる。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明の一実施形態による液漏れ検知機構は、シリンダ室を有し、前記シリンダ室と外部空間とを接続する連通孔が形成されたシリンダと、前記連通孔を貫くように前記シリンダに設けられたピストンロッドと、を備える。当該シリンダには、前記連通孔の第１位置にその一端が接続された流路が形成される。当該液漏れ検知機構は、前記連通孔の前記第１位置よりも前記シリンダ室側にある第２位置に設けられたシール部材と、前記流路の他端に接続されたタンクと、をさらに備える。
【0008】
上記実施形態において、シリンダ室内の流体の一部は、当該シリンダ室と外部空間との圧力差により、連通孔において外部空間へ向かって浸み出す。このシリンダ室から浸み出した流体は、連通孔の第１位置から、シリンダに形成された流路に侵入し、この流路を経由してタンクに流れ込む。よって、このタンクに貯留されている流体の量に基づいてシール部材の磨耗の程度を判断することができる。上記実施形態においては、シリンダ室と外部空間との気圧差などの原因で、シリンダ室から磨耗前のシール部材を通って浸み出す流体をタンクに貯蔵することができる。よって、流体が外部空間へ漏れ出す程度にまでシール部材が磨耗する前の時点においても、シール部材の磨耗の程度をモニタリングすることができる。これにより、流体が外部空間まで漏出する前に、シール部材を交換することが可能となる。
【0009】
本発明の一実施形態において、前記タンクは、少なくともその一部が透明または半透明である。
【0010】
上記実施形態によれば、タンクが透明または半透明であるため、外部からタンク内の流体を視認することができる。
【0011】
本発明の一実施形態において、前記タンクは、前記流路を介して流入した前記流体の量を計測するための目盛りを有する。
【0012】
上記実施形態によれば、目盛りを読み取ることにより、タンク内の流体の量を測ることができる。
【0013】
本発明の一実施形態においては、前記タンクがスパイラル形状に形成される。
【0014】
上記実施形態によれば、タンクの小型化を図ることができる。
【0015】
本発明の一実施形態においては、前記タンクが前記シリンダ本体の外表面に沿って形成される。
【0016】
上記実施形態によれば、タンクをシリンダ本体の近くに配置することで、タンクと他の物体との衝突を抑制できる。
【0017】
本発明の一実施形態による液漏れ検知機構は、前記流路に設けられ、前記タンクから前記連通孔への逆流を防止するように構成されたチェック弁をさらに備える。
【0018】
上記実施形態によれば、タンクからの流体の逆流を防止できる。
【0019】
本発明の一実施形態による液漏れ検知機構は、前記タンク内に貯留された流体の量を検出するレベル計をさらに備える。
【0020】
上記実施形態によれば、レベル計により、タンク内に貯留されている流体の量を検出することができる。
【0021】
本発明の一実施形態による液漏れ検知機構は、前記連通孔の前記第１位置よりも前記外部空間側にある第３位置に設けられたスクレイパをさらに備える。
【0022】
上記実施形態によれば、スクレイパにより、連通孔内においてシール部材から外部空間側へ浸み出した流体が外部空間に漏れないようにシールされる。
【発明の効果】
【0023】
本発明の実施形態によって、新規な液漏れ検知機構が提供される。本発明の実施形態によって、外部空間への流体の漏洩が起こる前にシール部材の磨耗の程度を検知できる液漏れ検知機構が提供される。
【図面の簡単な説明】
【0024】
【図1】本発明の一実施形態による液漏れ検知機構が適用されたアクチュエータを模式的に示す図である。
【図3】タンクが取り外されたアクチュエータを模式的に示す図である。
【図4】本発明の別の実施形態による液漏れ検知機構が適用されたアクチュエータの一部を模式的に説明する図である。
【図5】本発明の別の実施形態による液漏れ検知機構が適用されたアクチュエータの一部を模式的に説明する図である。
【図6】本発明の別の実施形態による液漏れ検知機構が適用されたアクチュエータの一部を模式的に説明する図である。
【図7】本発明の別の実施形態による液漏れ検知機構が適用されたアクチュエータの一部を模式的に説明する図である。
【0025】
以下、添付の図面を適宜参照し、本発明の様々な実施形態を説明する。各図面において共通する構成要素に対しては同一の参照符号が付されている。各図面は、説明の便宜上、必ずしも正確な縮尺で記載されているとは限らない点に留意されたい。
【0026】
本発明の一態様による液漏れ検知機構は、シリンダ室を有するシリンダと、当該シリンダに摺動可能に設けられたピストンユニットと、を有するシリンダ機構に適用され得る。当該シリンダには、このシリンダ室と外部空間とを接続する連通孔が形成される。当該ピストンユニットは、シリンダを２つのシリンダ室に区画するピストンと、ピストンから延伸するピストンロッドとを有していてもよい。当該シリンダユニットは、ピストンロッドが連通孔内でその延伸方向に沿って摺動可能となるようにシリンダに設けられてもよい。本発明の一態様による液漏れ検知機構は、シリンダ室から連通孔を通過する経路での液漏れを検知するように構成される。本明細書に開示される液漏れ検知機構が適用されるシリンダ機構には、流体圧式アクチュエータ、流体ポンプ、及びこれら以外の様々な流体圧で動作するシリンダ機構が含まれ得る。
【0027】
まず、図１を参照して、本発明の一態様による液漏れ検知機構が適用されたアクチュエータについて説明する。図１は、本発明の一実施形態による液漏れ検知機構が適用されたアクチュエータ１０を模式的に示す図である。このアクチュエータ１０は、航空機等の輸送機器、各種産業機械、及びこれら以外の各種機械において、可動部材を駆動するために用いられ得る。アクチュエータ１０は、本明細書に開示される液漏れ検知機構が適用されるシリンダ機構の例である。
【0028】
図１には、流体圧式アクチュエータが示されている。図示のように、アクチュエータ１０は、シリンダ１１と、ピストンユニット１２と、シリンダ１１に対するピストンユニット１２の位置を検出する位置センサ２０と、を有している。
【0029】
シリンダ１１は、筒状部材１１ａとグランド部材１１ｂと、を有している。筒状部材１１ａは、その長手方向（中心軸Ａに沿う方向）の一方が開口し、他方が閉塞されている。つまり、筒状部材１１ａは、有底の筒状に形成されている。筒状部材１１ａには、流体圧回路１７と連通すると連通する第１ポート１８ａ及び第２ポート１８ｂが形成されている。流体圧回路１７は、アクチュエータ１０に作動流体を供給する作動流体源、アクチュエータ１０から排出された作動流体を貯留するリザーバ、及び各種バルブを備えることができる。
【0030】
グランド部材１１ｂは、長手方向の両端が開口した筒状に形成されており、筒状部材１１ａの開口付近において、筒状部材１１ａの内側に螺合されている。グランド部材１１ｂは、筒状部材１１ａの内側に嵌め合わされてもよい。グランド部材１１ｂは両端が開口した筒状に形成されているため、グランド部材１１ｂの内周面により、シリンダ１１内のシリンダ室と外部空間１００とを接続する連通孔１１ｄが画定される。つまり、シリンダ１１には、シリンダ室と外部空間１００とを接続する連通孔１１ｄが形成されている。外部空間１００は、シリンダ１１の外側にある空間を意味する。シリンダ１１へ作動流体を給排するための流体圧回路１７は、外部空間１００には含まれない。
【0031】
グランド部材１１ｂの外周面には、中心軸Ａの周方向に延伸するリング状の溝が形成されており、この溝にシール部材１１ｃが設けられている。シール部材１１ｃは、例えば、弾性部材からなるＯリングである。
【0032】
本明細書で説明されている筒状部材１１ａ及びグランド部材１１ｂは、シリンダ１１の構成部材の例示である。筒状部材１１ａ及びグランド部材１１ｂの形状、配置、及び接合態様は、本明細書で明示的に説明された態様には限定されない。シリンダ１１は、筒状部材１１ａ及びグランド部材１１ｂ以外の部材を含んでもよい。
【0033】
ピストンユニット１２は、ピストン１３と、ピストン１３に接続されたピストンロッド１４と、ピストンロッド１４に取り付けられたクレビス１５と、を有する。ピストン１３及びピストンロッド１４は、シリンダ１１の内部に配置されている。ピストンロッド１４は、その一部がシリンダ１１の外部（すなわち、外部空間１００）に突出している。
【0034】
ピストン１３は、円筒形状に形成されている。ピストン１３は、その外周面が筒状部材１１ａの内周面と当接するように、筒状部材１１ａの内側に配置されている。ピストン１３の外周面と筒状部材１１ａの内周面との間は、シール部材１１ｅによりシールされている。これにより、ピストン１３は、シリンダ１１の内部空間を第１シリンダ室１９ａおよび第２シリンダ室１９ｂに区画する。第１シリンダ室１９ａへ作動流体の供給及び第１シリンダ室１９ａからの作動流体の排出は、第１ポート１８ａを介して行われる。同様に、第２シリンダ室１９ｂへの作動流体の供給及び第２シリンダ室１９ｂからの作動流体の排出は、第２ポート１８ｂを介して行われる。
【0035】
ピストンロッド１４は、ピストン１３からシリンダ１１の開口端に向かって延伸する第１筒状部材１４ａと、ピストン１３から第１筒状部材１４ａと反対側に向かって延伸する第２筒状部材１４ｂと、を有する。
【0036】
ピストンロッド１４は、シリンダ１１の連通孔１１ｄを貫くように、シリンダ１１に設けられている。具体的には、ピストンロッド１４は、第１筒状部材１４ａの外周面においてグランド部材１１ｂの内周面と当接するように設けられている。
【0037】
クレビス１５は、駆動対象の可動部材に回動可能に取り付けられる取付部１５ａと、この取付部１５ａから突出する軸部１５ｂとを有する。軸部１５ｂの外表面には雄ねじが形成されており、この雄ねじが第１筒状部材１４ａの内周面に形成された雌ねじと螺合する。
【0038】
ピストンユニット１２は、シリンダ１１に対してその中心軸Ａに沿って移動可能に設けられている。ピストンユニット１２が中心軸Ａに沿った第１移動方向Ｗ１に移動するとアクチュエータ１０は伸長し、ピストンユニット１２が中心軸Ａ沿った第２移動方向Ｗ２に移動するとアクチュエータ１０は収縮する。アクチュエータ１０は、第１シリンダ室１９ａ及び第２シリンダ室１９ｂに対して作動流体が給排されることで作動する。本明細書で説明されているピストンユニット１２は例示であり、ピストンユニット１２の構成部材の形状、配置、及び接合態様は、本明細書で明示的に説明された態様には限定されない。例えば、ピストンユニット１２において、ピストンロッド１４とクレビス１５とは一部材として形成されてもよい。
【0039】
ピストンロッド１４の第２筒状部材１４ｂの内部には、ピストンユニット１２の位置を検出する位置センサ２０が設けられている。位置センサ２０は、例えば、線形可変差動変圧器（ＬＶＤＴ）である。
【0040】
次に、上述したアクチュエータ１０の動作について説明する。アクチュエータ１０を収縮させる場合、不図示のコントローラからの指令に基づいて、流体圧回路１７に備えられた制御バルブが切り換えられ、これにより第１シリンダ室１９ａに作動流体が供給され第２シリンダ室１９ｂから作動流体が排出される。これにより、ピストンユニット１２は、中立位置から第２移動方向Ｗ２に移動する。一方、アクチュエータ１０を伸長させる場合、不図示のコントローラからの指令に基づいて制御バルブが切り換えられ、これにより、第２シリンダ室１９ｂに作動流体が供給され、第１シリンダ室１９ａから作動流体が排出される。これにより、ピストンユニット１２は、第１移動方向Ｗ１に移動する。
【0041】
次に、図２及び図３を参照して、アクチュエータ１０及び当該アクチュエータ１０に適用される液漏れ検知機構について説明する。図２は、アクチュエータ１０の一部を拡大して模式的に示す図である。具体的には、図２には、アクチュエータ１０のシリンダ１１の開口近辺の断面が模式的に示されている。図３は、タンク４１が取り外されたアクチュエータ１０を模式的に示す図である。
【0042】
図示のように、グランド部材１１ｂの内周面には、第１溝３１ａ、第２溝３２ａ、及び第３溝３３ａがそれぞれ形成されている。第１溝３１ａは、中心軸Ａ方向における第１位置において、グランド部材１１ｂの内周面に形成されている。第２溝３２ａは、中心軸Ａ方向における第２位置において、グランド部材１１ｂの内周面に形成されている。第３溝３３ａは、中心軸Ａ方向における第３位置において、グランド部材１１ｂの内周面に形成されている。中心軸Ａ方向において、第２位置は、第１位置よりもシリンダ１１の内部側（第１シリンダ室１９ａに近い側）に配されており、第３位置は、第１位置よりも外部空間１００側（第１シリンダ室１９ａから遠い側）に配されている。第１溝３１ａ、第２溝３２ａ、及び第３溝３３ａはいずれも、中心軸Ａの周方向に延びるリング状に形成されている。第３溝３３ａは、外部空間１００に開口している。
【0043】
第２溝３２ａには、シール部材３２が設けられている。シール部材３２は、例えば、弾性部材からなるＯリングである。シール部材３２は、第１シリンダ室１９ａ内の流体が外部空間に漏れ出さないように、ピストンロッド１４の第１筒状部材１４ａの外周面とグランド部材１１ｂの内周面との間の隙間を封止する。つまり、シール部材３２は、流体を第１シリンダ室１９ａ内に封止するための部材である。シール部材３２として、Ｏリング以外にも、流体を第１シリンダ室１９ａ内に封止できる様々なシール部材を用いることができる。
【0044】
第３溝３３ａには、スクレイパ３３が設けられている。スクレイパ３３は、ゴムなどの樹脂材料からなる部材であり、中心軸Ａの周方向に沿って延びるリング形状を有している。スクレイパ３３は、ピストンロッド１４の第１筒状部材１４ａの外周面に当接するように設けられている。スクレイパ３３は、ピストンロッド１４が第２移動方向Ｗ２へ移動する際に、ピストンロッド１４の外周面に付着した異物を掻き取るように構成されている。
【0045】
グランド部材１１ｂには、連通孔１１と外部空間１００とを接続する流路３４が形成されている。流路３４は、その一方の端部において、第１溝３１ａと接続されている。流路３４は、図３に示すように、後述するタンク４１がグランド部材１１ｂから取り外されている場合に、その他方の端部がグランド部材１１ｂから外部空間１００に向かって開口するように形成される。流路３４は、第１溝３１ａとタンク４１の内部空間とを接続する。
【0046】
本明細書で明示的に説明されている流路３４の具体的な形状及び配置は例示である。本発明の趣旨に反しない限り、流路３４の形状及び配置は適宜変更され得る。例えば、積層造形法（「Ａｄｄｉｔｉｖｅ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ」、又は、単に「ＡＭ」ともいう。）によりシリンダ１１を作製することにより、曲線形状となるように流路３４を形成することもできる。流路３４は、グランド部材１１ｂ以外のシリンダの構成部材に形成されてもよい。
【0047】
スクレイパ３３は、第１溝３１ａの流体が連通孔１１ｄを通って外部空間１００に漏れ出ないように、グランド部材１１ｂの内周面と第１筒状部材１４ａの外周面との間の隙間を封止するように構成される。このように、スクレイパ３３は、シリンダ１１の内部への異物の侵入を防止する機能と、流体が第１溝３１ａから連通孔１１ｄを通って漏れ出さないようにシールする機能と、を有している。
【0048】
グランド部材１１ｂには、タンク４１が取り付けられている。タンク４１は、グランド部材１１ｂの外部空間１００に面した外面に取り付けられている。図示の実施形態において、タンク４１は、基部４１ａと、この基部４１ａから中心軸Ａに沿ってグランド部材１１ｂの外方に延伸する管状のタンク本体４１ｂと、タンク本体４１ｂの基部４１ａと反対側の端に設けられた終端部４１ｃと、を備える。
【0049】
基部４１ａは、円筒形状に形成されており、その外周面には雄ねじが形成されている。タンク４１は、基部４１ａがグランド部材１１ｂに形成された雌ねじと螺合することにより、グランド部材１１ｂに対して取り付けられる。基部４１ａは、固定リング４４により、グランド部材１１ｂに締め付けられる。基部４１ａの内部には、貫通孔４１ｅが形成されている。貫通孔４１ｅは、その一端が流路３４と接続されており、その他端がタンク本体４１ｂに接続されている。
【0050】
タンク本体４１ｂは、中空の管状に形成されており、第１溝３１ａから流路３４及び貫通孔４１ｅを通過して流れ込んでくる流体をその内部空間に貯留できるように構成されている。タンク本体４１ｂの内部空間は、タンク本体４１ｂの内周面４１ｄにより画定されている。図示の実施形態では、タンク本体４１ｂは、中心軸Ａに沿って延伸する管状に形成されている。
【0051】
タンク本体４１ｂの内部空間には、フロート４３が収容されている。フロート４３は、タンク本体４１ｂに流れ込んだ流体の量に応じて、タンク本体４１ｂの内部空間内を移動するように設けられている。例えば、フロート４３は、タンク本体４１ｂが空の場合に基準位置に配されており、タンク本体４１に流れ込んだ流体の量に応じて、当該基準位置からタンク本体４１ｂの延伸方向に移動するように構成及び配置される。
【0052】
タンク本体４１ｂは、その内部に貯留されている流体及びフロート４３を外部から視認することができるように、透明または半透明であってもよい。外部からの視認性を高めるために、フロート４３は着色されていてもよい。
【0053】
タンク本体４１ｂには、目盛り４２が付されていても良い。フロート４３が到達した位置における目盛り４２の数値を読み取ることにより、タンク本体４１ｂに貯留されている流体の量を測ることができる。
【0054】
タンク本体４１ｂの先端には、終端部４１ｃが形成されている。終端部４１ｃは、タンク本体４１ｂの延伸方向に対してほぼ直交する方向に延伸している。この終端部４１ｃにより、フロート４３の脱落が防止される。また、終端部４１ｃにより、タンク本体４１ｂの内周面４１ｄとフロート４３との間から漏れ出した流体がタンク４１から外に漏れ出すことを防止できる。
【0055】
流路３４には、チェック弁５０が設けられている。チェック弁５０は、第１溝３１ａ側からタンク４１側へ所定の開弁圧より大きな圧力が作用したときに開弁するように構成される。チェック弁５０により、タンク４１に貯留された流体の第１溝３１ａ及び連通孔１１ｄへの逆流を防止することができる。また、タンク４１に貯留される液体の液面を安定させることができる。チェック弁５０の開弁圧は、第１溝３１ａに溜まった流体の流体圧により開弁するように定められる。チェック弁５０の開弁圧は、第１溝３１ａに溜まった流体の流体圧がチェック弁５０及びスクレイパ３３に作用する際に、スクレイパ３３から外部空間１００に当該流体が漏洩しないうちにチェック弁５０が開弁する程度の圧力に設定される。これにより、第１溝３１ａに溜まった流体は、スクレイパ３３を通過して外部空間１００へ漏れ出すのではなく、流路３４を通過してタンク４１に貯留される。
【0056】
タンク４１は、本発明の液漏れ検知機構に適用可能なタンクの例であり、本発明に適用可能なタンクの具体的な形状、配置、及び機能は、タンク４１に限定されない。続いて、図４及び図５を順次参照して、タンク４１の変形例について説明する。
【0057】
図４に示されている実施形態においては、図１～図３に示されているタンク４１に代えてタンク１４１が設けられている。図４のタンク１４１は、グランド部材１１ｂと螺合される基部１４１ａと、この基部１４１から延伸するタンク本体１４１ｂと、基部１４１ａをグランド部材１４１に締め付ける固定リング１４４と、を有する。タンク本体１４１ｂは、螺旋形状に形成されている。かかる螺旋形状のタンク本体１４１ｂは、積層造形法により作製され得る。
【0058】
タンク本体１４１ｂが螺旋形状とされることにより、タンク本体が一方向に延伸する場合よりも、タンク１４１の寸法を小型化できる。
【0059】
図５に示されている実施形態においては、図１～図３に示されているタンク４１に代えてタンク２４１が設けられている。図５のタンク２４１は、グランド部材１１ｂに嵌め込まれる基部２４１ａと、この基部２４１からグランド部材１１ｂの外表面に沿って延伸するタンク本体２４１ｂと、を有する。タンク本体２４１ｂは、例えば、図示のように、グランド部材１１ｂの外表面に沿って複数回折り曲げられたミランダ形状を有していてもよい。複数回折り曲げられた形状のタンク本体２４１ｂは、積層造形法により作製され得る。
【0060】
タンク本体２４１ｂがグランド部材１１ｂの外表面に沿って延伸することにより、タンク２４１を、グランド部材１１ｂの内部及びその外表面付近に配置することができる。これにより、タンク２４１と他の部材との衝突を抑制することができる。
【0061】
上述したアクチュエータ１０においては、第１シリンダ室１９ａと外部空間１００との気圧差により、第１シリンダ室１９ａの流体は、連通孔１１ｄを通って外部空間１００へ向かって浸み出す。この第１シリンダ室１９ａから浸み出した流体は、連通孔１１ｄの第１溝３１ａから流路３４に侵入し、この流路３４を経由してタンク４１，１４１，２４１に流れ込む。よって、これらのタンクに貯留されている流体の量に基づいてシール部材３２の磨耗の程度を判断することができる。上記の各実施形態においては、シリンダ室１９ａ１と外部空間１００との気圧差などの原因で、シール部材３２の磨耗または劣化の前からシリンダ室１９ａ１よりシール部材３２を通って浸み出す流体をタンク４１，１４１，２４１に貯留することができる。タンク４１，１４１，２４１に貯留されている流体の量は、所定期間ごと、所定運転サイクルごと、またはこれら以外の任意のタイミングで、目視により確認することが可能である。このようにして、流体が外部空間１００へ漏れ出す程度にまでシール部材３２が磨耗する前の時点においても、タンク４１，１４１，２４１に貯蔵された流体の量に基づいて、シール部材３２の磨耗の程度をモニタリングすることができる。これにより、流体が外部空間１００に漏出する前に、シール部材３２を交換することが可能となる。
【0062】
次に、図６を参照して、本発明のさらに別の実施形態について説明する。図６は、本発明の別の実施形態による液漏れ検知機構が適用されたアクチュエータの一部を模式的に説明する図である。図６に示されている実施形態においては、図１～図３に示されているタンク４１に代えてタンク３４１が設けられており、このタンク３４１に貯留された流体が所定量に達したことが検出スイッチ３４３により検出される。
【0063】
図示の実施形態において、タンク３４１は、両端が開口しており長手方向に延伸する管状のタンク本体３４１ａと、このタンク本体３４１ａの内部に設けられたプランジャ３４１ｂと、を有する。タンク本体３４１ａは、その基端においてグランド部材１１ｂに形成された凹部に埋め込まれている。タンク本体３４１ａの内部空間は、タンク本体３４１ａの基端側の開口を介して流路３４と接続されている。このように、タンク３４１は、第１溝３１ａに溜まった流体が流路３４を経由してタンク本体３４１ａに流れ込むように構成及び配置されている。
【0064】
プランジャ３４１ｂは、タンク本体３４１ａの内部に、タンク本体３４１ａの長手方向に沿って摺動可能に設けられている。プランジャ３４１ｂは、タンク本体３４１ａに流れ込んだ流体の量に応じて、タンク本体３４１ａの長手方向において流路３４から離れる方向に移動するように構成されている。
【0065】
プランジャ３４１ｂの軌道上には、検出スイッチ３４３が設けられている。検出スイッチ３４３は、例えば、グランド部材１１ｂに取り付けられた支持台３４４に設けられる。検出スイッチ３４３は、プランジャ３４１ｂがタンク本体３４１ａから所定位置まで押し出されたことを検知するように構成される。例えば、検出スイッチ３４３は、タンク本体３４１ａにその上限値まで流体が溜められたときに、当該上限値に対応する位置まで移動したプランジャ３４１ｂの先端３４１ｃによってＯＮされるように構成される。検出スイッチ３４３には、コントローラ３４５が接続されてもよい。検出スイッチ３４３は、ＯＮされたときに検出信号をコントローラ３４５に出力するように構成されてもよい。
【0066】
このコントローラ３４５は、各種の演算処理を行うＣＰＵと、各種プログラム及び各種データを格納するメモリと、検出スイッチ３４３及びこれ以外の機器と接続される機器インタフェースと、を備えてもよい。コントローラ３４５は、例えば、検出スイッチ３４３からの検出信号に基づいて、タンク本体３４１ａに貯留されている流体がタンク本体３４１ａに関して設定された上限を超えていることを判定することができる。コントローラ３４５は、その判定結果に応じて、不図示の警報ランプを点灯させるように構成されてもよい。
【0067】
コントローラ３４５は、その判定結果に応じて、タンク本体３４１ａにおける流体の貯留量が上限に達したことを示す信号を不図示の外部装置に送信するように構成されてもよい。これにより、外部装置を操作することによって、遠隔からでもタンク本体３４１ａにおける流体の貯留量が上限に達したことの確認が可能となる。
【0068】
上記の実施形態によれば、検出スイッチ３４３によりタンク本体３４１ａに貯留されている流体が上限量に達したことを検出することができる。この検出スイッチ３４３の検出結果に基づいて、シール部材３２の磨耗の程度が判断される。検出スイッチ３４３は、タンク本体３４１ａにおける流体の貯留量が所定量に達したことを検出するレベルスイッチであってもよい。レベルスイッチは、プランジャ３４１ｂが所定のチェックポイントまで移動したときに、検出信号をコントローラ３４５に出力するように構成されてもよい。レベルスイッチにおいては、複数のチェックポイントが設定されていてもよい。複数のチェックポイントを設定することにより、タンク本体３４１ａに貯留されている流体の量を精度良く検出することができる。
【0069】
次に、図７を参照して、本発明のさらに別の実施形態について説明する。図７は、本発明の別の実施形態による液漏れ検知機構が適用されたアクチュエータの一部を模式的に説明する図である。図７に示されている実施形態においては、図１～図３に示されているタンク４１に代えてタンク４４１が設けられている。
【0070】
図示の実施形態において、タンク４４１は、グランド部材１１ｂに嵌め込まれる基部４４１ａと、この基部４４１と接続されているタンク本体４４１ｂと、を有する。
【0071】
基部４４１ａは、両端が開口した筒状に形成されており、その内部空間の一方の端部が流路３４と接続されるように、グランド部材１１ｂに埋め込まれている。基部４４１ａの内部空間の他方の端部は、流路３４から基部４４１ａに侵入した流体がタンク本体４４１ｂに流れ込むように、タンク本体４４１ｂの内部空間と接続されている。
【0072】
タンク本体４４１ｂは、その内部空間に流路３４から基部４４１ａを経由して流れ込む流体を貯留できるように構成されている。タンク本体４４１ｂには、その内部空間と外部空間１００とを接続する貫通孔４４１ｃが形成されている。貫通孔４４１ｃには、第１チェック弁４４４が設けられている。第１チェック弁４４４は、タンク本体４４１ｂの内部空間の気圧が外部空間１００の気圧よりも第１開弁圧だけ大きくなったときに開弁するように構成される。第１チェック弁４４４は、閉弁時には貫通孔４４１ｃを閉塞し、開弁時にはタンク本体４４１ｂの内部空間と外部空間１００とを連通させるように構成及び配置される。
【0073】
タンク本体４４１ｂと基部４４１ａとの接続位置には、第２チェック弁４４５が設けられている。第２チェック弁４４５は、タンク本体４４１ｂの内部空間の気圧が基部４４１ａの内部空間の気圧よりも第２開弁圧だけ大きくなったときに開弁するように構成される。基部４４１ａの内部空間の気圧は、流路３４内の気圧と等しい。第２チェック弁４４５は、閉弁時に流路３４とタンク本体４４１ｂの内部空間との連通を遮断し、開弁時には流路３４とタンク本体４４１ｂの内部空間とを連通させるように構成及び配置される。
【0074】
タンク本体４４１ｂには、レベル計４４２が設けられている。レベル計４４２は、タンク本体４４１ｂに貯留された流体１１０の貯留量を検出し、検出された貯留量を示す検知信号をコントローラ４４３に出力するように構成される。タンク本体４４１ｂに貯留された流体１１０の貯留量は、当該流体１１０の液面１１０ａの位置を検出することにより求められてもよい。
【0075】
コントローラ４４３は、各種の演算処理を行うＣＰＵと、各種プログラム及び各種データを格納するメモリと、レベル計４４２及びこれ以外の機器と接続される機器インタフェースと、を備えてもよい。コントローラ４４３は、例えば、レベル計４４２からの検出信号に基づいて、タンク本体４４１ａに貯留されている流体がタンク本体４４１ａに関して設定された上限を超えていることを判定することができる。コントローラ４４３は、コントローラ３４５と同様に、その判定結果に応じて、不図示の警報ランプを点灯させるように構成されてもよく、外部装置にタンク本体４４１ａにおける流体の貯留量が上限に達したことを示す信号を送信するように構成されてもよい。
【0076】
上述したタンク４４１の動作について説明する。タンク４４１に備えられている第１チェック弁４４４及び第２チェック弁４４５は、例えば、外部空間１００の気圧が大きく変化する環境にて作動する。このような外部空間１００の気圧の大きな変化は、アクチュエータ１０を例えば航空機に搭載した場合に生じ得る。アクチュエータ１０が航空機に搭載された場合、航空機の駐機時には外部空間１００の気圧は地表の大気圧となり、航空機の飛行時には外部空間の気圧は上空における気圧となるため、航空機の飛行時には駐機時と比較して外部空間１００の気圧が大きく低下することになる。
【0077】
タンク本体４４１ｂは、動作開始時には空にされている。航空機の駐機時のように、外部空間１００の気圧及びタンク本体４４１ｂの内部空間の気圧がいずれも大きい場合には、外部空間１００とタンク本体４４１ｂの内部空間との気圧差は第１開弁圧よりも小さく、タンク本体４４１ｂの内部空間の気圧が流路３４の流体圧よりも第２開弁圧以上に大きくなるため、第１チェック弁４４４は閉弁し、第２チェック弁４４５は開弁している。
【0078】
次に、航空機が離陸後に一定の高度まで達すると、外部空間１００の気圧が低下し、タンク本体４４１ｂの内部空間の気圧が外部空間１００の気圧よりも第１開弁圧以上に大きくなる。これにより、第１チェック弁４４４は開弁する。第１チェック弁４４４が開弁すると、タンク本体４４１ｂの内部空間も外部空間１００と同じ低気圧となる。このタンク本体４４１ｂの内部空間の気圧低下により、タンク本体４４１ｂの内部空間の気圧と流路３４の流体圧との差が第２開弁圧よりも小さくなる。このため、第２チェック弁４４５は閉弁される。また、上空では、外部空間１００の気圧が低くなるため、流体が、第１シリンダ室１９ａから第１溝３１ａに吸い上げられる。この第１溝３１ａ内の流体は、毛管現象により、流路３４に吸い上げられる。上空においては、第２チェック弁４４５が閉弁されているため、流体は、流路３４及び基部４４１ａの内部空間に留まり、タンク本体４４１ｂには流入しない。
【0079】
次に、航空機が着陸するために所定高度まで降下すると、外部空間１００の気圧が上昇するため、第１チェック弁４４４は再び閉弁して貫通孔４４１ｃが閉塞される。このとき、タンク本体４４１ｂの内部空間の気圧は、第１チェック弁４４４が閉弁されたときの高度における外部空間１００の気圧と同程度となる。この第１チェック弁４４４が閉弁されるときの高度において、または、この後地上まで高度を下げる過程で、タンク本体４４１ｂの内部空間の気圧が流路３４の流体圧よりも第２開弁圧以上に大きくなり、第２チェック弁４４４は再び開弁する。
【0080】
第２チェック弁４４４が開弁されるときにタンク本体４４１ｂの内部空間の気圧は大気圧よりも低くなっているため、流路３４及び基部４４１ａの内部空間にある流体がタンク本体４４１ｂに流入する。このタンク本体４４１ｂに流入した流体の量を例えばレベル計４４２を用いて測定することにより、離陸から着陸までの一度のフライトにおいてシール部材３２を通過した流体の流量が検出される。この検出された流体の量に基づいて、シール部材３２の磨耗の程度を判定することができる。例えば、検出された流体の量が所定の上限値よりも大きい場合に、シール部材３２が交換時期にあると判断される。
【0081】
このように、上記の実施形態によれば、タンク本体４４１ａに貯留されている流体の量を検出し、この検出値に基づいてシール部材３２の磨耗の程度を判断することができる。
【0082】
本明細書で説明された各構成要素の寸法、材料、及び配置は、実施形態中で明示的に説明されたものに限定されず、この各構成要素は、本発明の範囲に含まれうる任意の寸法、材料、及び配置を有するように変形することができる。また、本明細書において明示的に説明していない構成要素を、説明した実施形態に付加することもできるし、各実施形態において説明した構成要素の一部を省略することもできる。
【0083】
本明細書で明示されるアクチュエータ１０の構成部材の具体的な形状及び配置は例示である。本発明の趣旨に反しない限り、アクチュエータ１０の各構成部材の形状、配置、及び機能は、適宜変更され得る。アクチュエータ１０の変形例の一部を以下で説明する。以下で説明される変形例はあくまで例示に過ぎず、アクチュエータ１０の構成部材に対して、本明細書で明示的に説明されない変形を加えることも可能である。
【0084】
コントローラ３４５，４４３により行われる制御及び演算は、複数のコントローラによって分散して実行されてもよい。また、コントローラ３４５，４４３により行われる制御及び演算の一部又は全部は、コントローラ３４５，４４３とは別のコントローラにより実行されてもよい。
【0085】
グランド部材１１ｂには、本明細書で説明した以外にもシール部材を設けることができる。例えば、グランド部材１１ｂの第１溝３１ａと第３溝３３ａとの間に、中心軸Ａの周方向に伸びる溝を形成し、この溝に追加のシール部材を設けてもよい。
【符号の説明】
【0086】
１０ アクチュエータ
１１ シリンダ
１１ａ 筒状部材
１１ｂ グランド部材
１１ｃ シール部材
１１ｄ 連通孔
１２ ピストンユニット
１３ ピストン
１４ ピストンロッド
１９ａ 第１シリンダ室
１９ｂ 第２シリンダ室
２０ 位置センサ
３１ａ 第１溝
３２ シール部材
３２ａ 第２溝
３３ スクレイパ
３３ａ 第３溝
３４ 流路
４１，１４１，２４１，３４１，４４１ タンク
４２ メモリ
４３ フロート
５０ チェック弁
１００ 外部空間
３４３ スイッチ
３４５，４４３ コントローラ
４４２ レベル計
１１ シリンダ
１１ａ 筒状部材
１１ｂ グランド部材
１１ｃ シール部材
１１ｄ 連通孔
１２ ピストンユニット
１３ ピストン
１４ ピストンロッド
１９ａ 第１シリンダ室
１９ｂ 第２シリンダ室
２０ 位置センサ
３１ａ 第１溝
３２ シール部材
３２ａ 第２溝
３３ スクレイパ
３３ａ 第３溝
３４ 流路
４１，１４１，２４１，３４１，４４１ タンク
４２ メモリ
４３ フロート
５０ チェック弁
１００ 外部空間
３４３ スイッチ
３４５，４４３ コントローラ
４４２ レベル計
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】