(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】2024-08-07
(45)【発行日】2024-08-16
(54)【発明の名称】アクチュエータシステム
(51)【国際特許分類】
F15B 21/02 20060101AFI20240808BHJP
B64C 13/40 20060101ALI20240808BHJP
F16K 37/00 20060101ALI20240808BHJP
【ＦＩ】
F15B21/02
B64C13/40
F16K37/00 D
【請求項の数】
4
(21)【出願番号】P 2017248076
(22)【出願日】2017-12-25
(65)【公開番号】P2019113140
(43)【公開日】2019-07-11
【審査請求日】2020-12-04
【審判番号】
【審判請求日】2023-01-23
(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
(72)【発明者】
【氏名】伊藤 浩二
【合議体】
【審判長】窪田 治彦
【審判官】柿崎 拓
【審判官】伊藤 秀行
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１７－１０１４１５（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１２－２５５２１（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１１－１７９６４７（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開昭６３－２２５７１０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１２－１６３４２９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１０－２４７６０２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００８－１１１４９０（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００５－１０６０８９（ＪＰ，Ａ）
【文献】実開平６－６３９７１（ＪＰ，Ｕ）
【文献】特開平６－１０９１２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平３－２２３５０３（ＪＰ，Ａ）
【文献】実開昭６４－３５２７１（ＪＰ，Ｕ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
F15B21/02
F16K37/00
B64C13/40
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
アクチュエータと、前記アクチュエータへの作動流体の給排を制御するソレノイドバルブと、
前記ソレノイドバルブに変位可能に設けられ、変位により前記作動流体の流路を切り替える可動コアの移動距離を積算して、前記アクチュエータの累積での作動量と正の相関を持つ積算移動距離を算出する積算ユニットと、
を備えるアクチュエータシステム。
【請求項2】
前記積算ユニットは、前記積算移動距離を記憶装置に記憶するように構成される、請求項１に記載のアクチュエータシステム。
【請求項3】
前記積算移動距離を外部装置に送信するように構成される、請求項１又は請求項２に記載のアクチュエータシステム。
【請求項4】
前記アクチュエータ及び前記ソレノイドバルブが実装されるマニホールドをさらに備え、前記マニホールドは、内部空間が形成されたハウジングを備え、
前記積算ユニットの少なくとも一部は、前記内部空間に収容されている、
請求項１から請求項３のいずれか１項に記載のアクチュエータシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、アクチュエータを備えるアクチュエータシステムに関する。
【背景技術】
【0002】
航空機等の輸送機器及び各種産業機械では、可動部材を駆動するためにアクチュエータが広く用いられている。かかるアクチュエータの一種として流体圧式アクチュエータが知られている。流体圧式アクチュエータは、一般に、シリンダと、当該シリンダの内部空間を２つの圧力室に区画するピストンを有するピストンユニットと、を有している。流体圧式アクチュエータは、流体圧源及びリザーバと当該流体圧式アクチュエータとの間での作動流体の流れを切り換えるソレノイドバルブに接続される。流体圧式アクチュエータの作動は、ソレノイドバルブにより当該一対のシリンダ室への作動流体の給排を切り換えることで制御される。
【0003】
アクチュエータの累積での作動量（例えば、作動時間や作動回数）が増えると、アクチュエータの構成部材に疲労が蓄積し、そのことが動作不良の原因となり得る。したがって、アクチュエータについては、その作動量の正確な把握が望まれる。しかしながら、稼働中のアクチュエータは、輸送機器や産業機械に組み込まれているため、その作動量を把握することは容易ではない。
【0004】
特開２０１２－０２５５２１号公報には、油圧アクチュエータの仕事率を算出し、この算出された仕事率を積算して積算仕事量を求め、この積算仕事量に基づいて当該油圧アクチュエータのメンテナンス時期を推定する装置が開示されている。当該装置では、油圧アクチュエータの一種である油圧モータの仕事率が、当該油圧モータの有効圧力及び吸入流量に基づいて算出される。油圧モータの有効圧力は、当該油圧モータの上流および下流のそれぞれに圧力センサを設け、当該圧力センサが検出した圧力に基づいて算出される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【文献】特開２０１２－０２５５２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本開示は、アクチュエータの累積作動量をモニタリング可能な新規のアクチュエータシステムを提供することを目的とする。
【0007】
本開示のより具体的な目的の一つは、アクチュエータへの作動流体の給排を制御するソレノイドバルブの作動に基づいてアクチュエータの累積作動量をモニタリングすることができるアクチュエータシステムを提供することである。
【0008】
本発明の上記以外の目的は、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】
【0009】
本発明の一態様によるアクチュエータシステムは、アクチュエータと、前記アクチュエータへの作動流体の給排を制御するソレノイドバルブと、前記ソレノイドバルブの作動に関連するパラメータの積算値を算出する積算ユニットと、を備える。
【0010】
アクチュエータは、ソレノイドバルブを作動させて当該アクチュエータへ作動流体を供給及び排出することにより作動される。上記実施形態では、当該ソレノイドバルブの作動に関連するパラメータの積算値が算出されるため、この算出された積算値に基づいてアクチュエータの累積での作動量を把握することができる。よって、当該積算値に基づいて、アクチュエータの適切なメンテナンス時期を定めることができる。上記実施形態によれば、ソレノイドバルブの作動に関連するパラメータの積算値を用いてアクチュエータの累積作動量が把握されるので、アクチュエータに改変を加えることなくその累積作動量が把握される。よって、上記実施形態によって、様々なアクチュエータの累積作動量の把握が可能となる。
【0011】
本発明の一態様によるアクチュエータシステムにおいて、前記パラメータは、前記ソレノイドバルブに設けられた電磁コイルが通電されている時間であり、前記積算ユニットは、前記電磁コイルが通電されている時間を積算して積算通電時間を算出するように構成される。
【0012】
上記実施形態によれば、ソレノイドバルブの電磁コイルが通電されている時間を積算して得られる積算通電時間に基づいて、アクチュエータの累積での作動量を把握することができる。
【0013】
本発明の一態様によるアクチュエータシステムにおいて、前記パラメータは、前記ソレノイドバルブに設けられた電磁コイルに供給される電流であり、前記積算ユニットは、前記電磁コイルに供給される電流を積算して積算電流を算出するように構成される。
【0014】
上記実施形態によれば、ソレノイドバルブの電磁コイルに供給される電流を積算して得られる積算電流に基づいて、アクチュエータの累積での作動量を把握することができる。
【0015】
本発明の一態様によるアクチュエータシステムにおいて、前記パラメータは、前記ソレノイドバルブの開放時間であり、前記積算ユニットは、前記ソレノイドバルブの開放時間を積算して積算開放時間を算出するように構成される。
【0016】
上記実施形態によれば、ソレノイドバルブの開放時間を積算して得られる積算開放時間に基づいて、アクチュエータの累積での作動量を把握することができる。
【0017】
本発明の一態様によるアクチュエータシステムにおいて、前記パラメータは、前記ソレノイドバルブに設けられた可動コアの移動距離であり、前記積算ユニットは、前記可動コアの移動距離を積算して積算移動距離を算出するように構成されている。
【0018】
上記実施形態によれば、ソレノイドバルブの可動コアの移動距離を積算して得られる積算移動距離に基づいて、アクチュエータの累積での作動量を把握することができる。
【0019】
本発明の一態様によるアクチュエータシステムは、前記前記積算ユニットは、前記積算通電時間、前記積算電流、前記算開放時間、及び前記積算移動距離の少なくとも一つを記憶装置に記憶するように構成される。
【0020】
上記実施形態によれば、記憶装置に記憶されているソレノイドバルブの作動に関連するパラメータの積算値（積算通電時間、積算電流、算開放時間、及び積算移動距離の少なくとも一つ）を読み出して利用することができる。例えば、当該積算値を用いて、アクチュエータのメンテナンス時期の判断やアクチュエータが搭載される機器または装置の稼働管理を行うことができる。
【0021】
本発明の一態様によるアクチュエータシステムは、前記積算通電時間、前記積算電流、前記算開放時間、及び積算移動距離の少なくとも一つを外部装置に送信するように構成される。
【0022】
上記実施形態によれば、ソレノイドバルブの作動に関連するパラメータの積算値を外部装置において利用することができる。
【0023】
本発明の一態様によるアクチュエータシステムは、前記アクチュエータ及び前記ソレノイドバルブが実装されるマニホールドをさらに備え、前記マニホールドは、内部空間が形成されたハウジングを備え、前記積算ユニットの少なくとも一部は、前記内部空間に収容されている。
【0024】
上記実施形態によれば、低温環境下でも積算ユニットを正常に動作させることが可能となる。
【発明の効果】
【0025】
本発明の実施形態によって、アクチュエータの累積作動量をモニタリング可能な新規のアクチュエータシステムが提供される。
【図面の簡単な説明】
【0026】
【図1】本発明の一実施形態によるアクチュエータシステムを模式的に示す図である。
【図2】本発明の別の実施形態によるアクチュエータシステムを模式的に示す図である。
【図3】本発明の別の実施形態によるアクチュエータシステム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アクチュエータシステムを模式的に示す図である。
【図5】本発明の別の実施形態によるアクチュエータシステムを模式的に示す図である。
【図6】本発明の一実施形態によるアクチュエータシステムにおけるアクチュエータが実装されているマニホールドの一部を模式的に示す図である。
【0027】
以下、適宜図面を参照し、本発明の様々な実施形態を説明する。なお、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。
【0028】
本発明は、アクチュエータを備えるアクチュエータシステムに適用され得る。本発明は、例えば、ソレノイドバルブの制御により作動流体が給排されるアクチュエータを備えるアクチュエータシステムに適用され得る。
【0029】
図１は、本発明の一態様によるアクチュエータシステム１を模式的に示す図である。このアクチュエータシステム１は、アクチュエータ１０を作動させることにより航空機の動翼１Ａを駆動するように構成されている。図示のアクチュエータシステム１は、本発明を適用可能なアクチュエータシステムの一例である。本発明によるアクチュエータシステムは、航空機の動翼を駆動する用途以外にも様々な用途において用いられ得る。
【0030】
アクチュエータシステム１は、動翼１Ａを駆動させるためのアクチュエータ１０と、アクチュエータ１０に圧油を供給する油圧源２と、アクチュエータ１０から排出された油を貯留するリザーバ３と、ソレノイドバルブ４と、ソレノイドバルブ４に電圧を印加する電源５と、ソレノイドバルブ４の作動に関連するパラメータを積算する積算ユニット２０と、を備える。
【0031】
積算ユニット２０は、コントローラ２１と、アワーメータ２２と、を備える。コントローラ２１は、各種の演算処理を行うプロセッサ２１ａと、各種プログラム及び各種データを格納するメモリ２１ｂと、アワーメータ２２及びこれ以外の機器と接続される機器インタフェース２１ｃと、を備える。
【0032】
図示の実施形態において、アクチュエータ１０は、油圧式アクチュエータである。アクチュエータ１０は、圧油以外の作動液体により作動される液体圧式アクチュエータ、圧縮空気により作動される空気圧式アクチュエータ、及びこれら以外の作動流体により作動される任意の流体圧式アクチュエータであってもよい。アクチュエータシステム１は、複数のアクチュエータを備えてもよい。
【0033】
アクチュエータ１０は、中空のシリンダ１１と、シリンダ１１内に設けられたピストンユニット１２と、を有する。シリンダ１１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するように構成されている。
【0034】
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、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の開口を介してシリンダ１１の外部に突出している。
【0035】
ピストン１３は、円筒形状に形成されている。ピストン１３は、その外周面がシリンダ１１の内周面と当接するように、シリンダ１１の内側に配置されている。これにより、ピストン１３は、シリンダ１１を第１油圧室１９ａおよび第２油圧室１９ｂに区画する。
【0036】
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。第２移動方向Ｗ２は、中心軸Ａに沿う第１移動方向Ｗ１と逆向きの方向である。
【0037】
アクチュエータ１０は、第１油圧室１９ａ及び第２油圧室１９ｂに対して圧油が給排されることで作動する。アクチュエータ１０が作動されるとピストン１３がシリンダ１１内で変位する。これにより、ピストンロッド１４を介して動翼１Ａが駆動される。動翼１Ａは、例えば、補助翼（エルロン）、方向舵（ラダー）、及び昇降舵（エレベータ）などの主操縦翼面、または、フラップ及びスポイラーなどの二次操縦翼面である。
【0038】
アクチュエータ１０は、ピストンユニット１２の位置を検出する位置センサを備えてもよい。この位置センサは、例えば、線形可変差動変圧器（ＬＶＤＴ）である。
【0039】
アクチュエータ１０と油圧源２およびリザーバ３との間には、ソレノイドバルブ４が設けられている。ソレノイドバルブ４は、油圧源２と油路７ａにより接続されており、リザーバ３とは油路７ｂにより接続されている。また、ソレノイドバルブ４は、アクチュエータ１０の第１油圧室１９ａと油路８ａにより接続されており、アクチュエータ１０の第２油圧室１９ｂと油路８ｂにより接続されている。
【0040】
ソレノイドバルブ４は、励磁された電磁コイルから生じる磁束により可動コアを変位させることで作動流体の制御を切り換えるように構成される。ソレノイドバルブ４には、公知のソレノイドバルブが用いられ得る。ソレノイドバルブ４は、例えば、ケーシングと、当該ケーシングに設けられたボビンと、当該ボビンに巻回された電磁コイルと、固定コアと、当該電磁コイルに対して移動可能に設けられた可動コアと、当該可動コアに固定された弁体と、を有する。ソレノイドバルブ４においては、電磁コイルが励磁されることにより、可動コアが固定コアに吸引され、この可動コアの変位に伴って弁体も変位する。この弁体の変位により圧油の流路が切り換えられる。ソレノイドバルブ４は、例えば、第１電磁コイルと第２電磁コイルとを有する。このソレノイドバルブ４は、第１電磁コイルを励磁する一方第２電磁コイルを無励磁とすることにより、第１油圧室１９ａに油を供給し第２油圧室１９ｂから油を排出する第１連通位置に切り換えられ、第１電磁コイルを無励磁とする一方第２電磁コイルを励磁することにより、第１油圧室１９ａから油を排出し第２油圧室１９ｂに油を供給する第２連通位置に切り換えられ、また、第１電磁コイル及び第２電磁コイルの両方を無励磁とすることにより、各油圧室１９ａ，１９ｂへの油の供給および各油圧室１９ａ，１９ｂからの油の排出を遮断する遮断位置に切り換えられる。
【0041】
ソレノイドバルブ４の電磁コイルは、電源５に接続されている。電源５は、例えばＤＣ電源である。ソレノイドバルブ４は、電源５から印加される電圧によって通電及び励磁される。電源５からソレノイドバルブ４の電磁コイルへの電圧の印加は、コントローラ２１からの制御パルスによって制御され得る。例えば、電源５とソレノイドバルブ４の各電磁コイルとの間には、コントローラ２１からの制御パルスによりオンオフされるスイッチング素子が設けられてもよい。このスイッチング素子は、制御パルスがＨｉｇｈレベルの期間においてオンされる一方Ｌｏｗレベルの期間においてはオフされるように構成されてもよい。これにより、コントローラ２１からの制御パルスによって、ソレノイドバルブ４の電磁コイルへの通電をオンオフ制御することができる。
【0042】
以上のように、アクチュエータ１０は、ソレノイドバルブ４の電磁弁が通電されているときに作動する。ソレノイドバルブ４は、その電磁弁が通電されているときに開放され、圧油がアクチュエータ１０の各油圧室１９ａ，１９ｂに供給される。よって、アクチュエータ１０は、ソレノイドバルブが開放されているときに作動する。
【0043】
図示の実施形態において、アワーメータ２２は、電源５とソレノイドバルブ４との間に設けられ、ソレノイドバルブ４の電磁コイルが通電されている通電時間を積算するように構成される。アワーメータ２２は、例えば、ソレノイドバルブ４の電磁コイルの通電時間をカウントすることにより、当該通電時間を積算した積算通電時間を計測することができる。ソレノイドバルブ４が複数の電磁コイルを有する場合には、その各々の通電時間をカウントし、そのカウント値の合計を当該ソレノイドバルブ４の積算通電時間とすることができる。例えば、ソレノイドバルブ４が第１電磁コイル及び第２電磁コイルを有する場合には、アワーメータ２２は、第１電磁コイルの通電時間をカウントしたカウント値Ｔ１と、第２電磁コイルの通電時間をカウントしたカウント値Ｔ２と、を合計したＴ１＋Ｔ２を積算通電時間とすることができる。
【0044】
アワーメータ２２は、ディスプレイ２２ａを備えてもよい。アワーメータ２２により計測されたソレノイドバルブ４の電磁コイルの積算通電時間は、ディスプレイ２２ａに表示されてもよい。
【0045】
アワーメータ２２により計測されたソレノイドバルブ４の電磁コイルの積算通電時間は、機器インタフェース２１ｃを介して、コントローラ２１に入力されてもよい。
【0046】
次に、アクチュエータシステム１の動作について説明する。動作開始時に、ピストンユニット１２は中立位置にあるものとする。アクチュエータ１０を収縮させる場合、コントローラ２１は、制御パルスを出力し、ソレノイドバルブ４の第１電磁コイルを通電させる。これにより、ソレノイドバルブ４の可動コアが変位し、ソレノイドバルブ４は第１連通位置に切り換えられる。アワーメータ２２は、ソレノイドバルブ４の第１電磁コイルが通電されている通電時間を積算する。
【0047】
ソレノイドバルブ４が第１連通位置に切り換えられたことにより、油圧源２から第１油圧室１９ａに圧油が供給され、第２油圧室１９ｂからリザーバ３に圧油が排出される。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。すなわち、アクチュエータ１０は収縮する。
【0048】
一方、アクチュエータ１０を伸長させる場合、コントローラ２１は、制御パルスを出力し、ソレノイドバルブ４の第２電磁コイルを通電させる。これにより、ソレノイドバルブ４の可動コアが変位し、ソレノイドバルブ４は第２連通位置に切り換えられる。アワーメータ２２は、制御パルスによりソレノイドバルブ４の第２電磁コイルが通電されている通電時間を積算する。
【0049】
ソレノイドバルブ４が第２連通位置に切り換えられたことにより、油圧源２から第２油圧室１９ｂに圧油が供給され、第１油圧室１９ａからリザーバ３に圧油が排出される。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。すなわち、アクチュエータ１０は伸長する。
【0050】
上記実施形態によれば、アクチュエータ１０は、ソレノイドバルブ４の電磁弁が通電されているときに作動するように構成されているから、アワーメータ２２によって計測される積算通電時間は、アクチュエータ１０の累積での作動量と正の相関を持つ。よって、作業員は、アワーメータ２２によって計測される積算通電時間に基づいてアクチュエータ１０の累積での作動量を把握することができる。
【0051】
次に、図２を参照して、本発明の別の態様によるアクチュエータシステム３０１について説明する。図２に示されているアクチュエータシステム３０１は、コントローラ３１を有する積算ユニット３０を備えている。コントローラ３１は、各種の演算処理を行うプロセッサ３１ａと、各種プログラム及び各種データを格納するメモリ３１ｂと、センサ等の各種機器と接続される機器インタフェース３１ｃと、カウンタ３１ｄと、を備える。
【0052】
カウンタ３１ｄは、コントローラ３１から出力される制御パルスのパルス数を計数するように構成される。この制御パルスは、ソレノイドバルブ４の電磁コイルを駆動するためのパルス信号である。カウンタ３１ｄによりカウントされたカウント値は、例えば、メモリ３１ｂに格納される。
【0053】
コントローラ３１から出力される制御パルスは、例えば、電源５とソレノイドバルブ４の各電磁コイルとの間に設けられたスイッチング素子に出力されてもよい。カウンタ３１ｄは、ソレノイドバルブ４の第１電磁コイルを通電するための制御パルス、ソレノイドバルブ４の第２電磁コイルを通電するための制御パルス、及びこれら以外のソレノイドバルブ４の電磁コイルを駆動するための任意の制御パルスを計数するように構成され得る。アクチュエータシステム３０１は、例えば、制御パルスがＨｉｇｈレベルの期間にソレノイドバルブ４の電磁コイルに対して電源５の電圧が印加される（つまり、電磁コイルが通電される）一方、制御パルスがＬｏｗレベルの期間にはソレノイドバルブ４の電磁コイルに対して電源５の電圧が印加されない（つまり、電磁コイルが通電されない）ように構成される。
【0054】
コントローラ３１は、カウンタ３１ｄによりカウントされたカウント値と制御パルスのパルス幅とに基づいて、ソレノイドバルブ４の電磁コイルが通電されている通電時間の積算値である積算通電時間を算出することができる。この算出された積算値に基づいてアクチュエータ１０の累積での作動量が把握される。
【0055】
上記の各実施形態においては、ソレノイドバルブ４の作動に関連するパラメータとして、ソレノイドバルブ４の電磁コイルが通電されている通電時間が用いられている。ソレノイドバルブ４の作動に関連するパラメータは、ソレノイドバルブ４の電磁コイルの通電時間には限られない。本発明で利用可能なソレノイドバルブ４の作動に関連するパラメータには、ソレノイドバルブ４の電磁コイルの通電時間以外に、例えば、ソレノイドバルブ４に設けられた電磁コイルに供給される電流、ソレノイドバルブ４の開放時間、及びソレノイドバルブ４の可動コアの移動距離が含まれ得る。これらのパラメータは、組み合わせて用いられてもよい。以下、レノイドバルブ４の作動に関連するパラメータとして、ソレノイドバルブ４に設けられた電磁コイルに供給される電流、ソレノイドバルブ４の開放時間、及びソレノイドバルブ４の可動コアの移動距離が用いられている実施形態について説明する。
【0056】
まず、図３を参照して本発明のさらに別の態様によるアクチュエータシステム４０１について説明する。アクチュエータシステム４０１では、レノイドバルブ４の作動に関連するパラメータとして、ソレノイドバルブ４に設けられた電磁コイルに供給される電流が用いられる。
【0057】
図３に示されているアクチュエータシステム４０１は、コントローラ４１と、電流センサ４２と、を有する積算ユニット４０を備えている。コントローラ４１は、各種の演算処理を行うプロセッサ４１ａと、各種プログラム及び各種データを格納するメモリ４１ｂと、電流センサ４２及びそれ以外の各種機器と接続される機器インタフェース４１ｃと、を備える。
【0058】
電流センサ４２は、ソレノイドバルブ４及び電源５に接続されており、電源５とソレノイドバルブ４の間で流れる電流を検出する。電流センサ４２の検出信号は、機器インタフェース４１ｃを介して、コントローラ４１に入力されてもよい。電流センサ４２の検出信号は、電源５からソレノイドバルブ４の電磁コイルに供給される電流の検出値を示す。
【0059】
コントローラ４１は、電流センサ４２からの検出信号に基づいて、電源５とソレノイドバルブ４の間で流れる電流を積算し、積算電流を算出するように構成される。
【0060】
アクチュエータ１０は、ソレノイドバルブ４の電磁弁が通電されているときに作動するように構成されているから、電流センサ４２によって検出される電流を積算した積算電流は、アクチュエータ１０の累積での作動量と正の相関を持つ。よって、作業員は、算出された積算電流に基づいてアクチュエータ１０の累積での作動量を把握することができる。
【0061】
次に、図４を参照して、本発明のさらに別の態様によるアクチュエータシステム５０１について説明する。アクチュエータシステム４０１では、ソレノイドバルブ４の作動に関連するパラメータとして、ソレノイドバルブ４の開放時間が用いられる。
【0062】
図４に示されているアクチュエータシステム５０１においては、ソレノイドバルブ４に位置センサ１５が設けられている。位置センサ１５は、ソレノイドバルブの可動コアの位置を検出するように構成される。アクチュエータシステム５０１は、コントローラ５１を有する積算ユニット５０を備えている。コントローラ５１は、各種の演算処理を行うプロセッサ５１ａと、各種プログラム及び各種データを格納するメモリ５１ｂと、位置センサ１５等の各種機器と接続される機器インタフェース５１ｃと、を備える。
【0063】
位置センサ１５の検出信号は、機器インタフェース５１ｃを介してコントローラ５１に入力される。本発明の一態様において、コントローラ５１は、位置センサ１５からの検出信号に基づいて、ソレノイドバルブ４が開放されているか否かを判定し、その判定結果に応じてソレノイドバルブ４が開放されている時間を積算して積算開放時間を算出するように構成される。
【0064】
上記実施形態によれば、アクチュエータ１０は、ソレノイドバルブ４が開放されているときに、ソレノイドバルブ４を介して供給される圧油により作動するように構成されているから、算出された積算開放時間は、アクチュエータ１０の累積での作動量と正の相関を持つ。よって、作業員は、算出されたソレノイドバルブ４の積算開放時間に基づいてアクチュエータ１０の累積での作動量を把握することができる。
【0065】
本発明の他の態様において、コントローラ５１は、位置センサ１５からの検出信号に基づいて、ソレノイドバルブ４の可動コアの移動距離を算出するように構成される。コントローラ５１は、アクチュエータ１０を作動させるたびに、各作動サイクルにおける可動コアの移動距離を算出し、算出された移動距離を例えばメモリ２１ｂに格納する。コントローラ５１は、各作動サイクルにおいて算出された可動コアの移動距離を積算し、積算移動距離を算出するように構成される。
【0066】
第１作動サイクルにおいてアクチュエータ１０を中立位置から収縮させ、次に、第２作動サイクルにおいてアクチュエータ１０を伸長させる場合を例に、コントローラ５１における積算移動距離の算出について説明する。まず、アクチュエータ１０を中立位置から収縮させる場合には、ソレノイドバルブ４の可動コアを遮断位置から第１連通位置まで移動させる。コントローラ５１は、位置センサ１５からの検出信号に基づいて、当該第１作動サイクルにおける遮断位置から第１連通位置までの可動コアの移動距離Ｌ１をメモリ５１ｂに格納する。次に、アクチュエータ１０を伸長する場合には、ソレノイドバルブ４の可動コアを第１連通位置から第２連通位置まで移動させる。コントローラ５１は、位置センサ１５からの検出信号に基づいて、当該第２作動サイクルにおける第１連通位置から第２連通位置までの可動コアの移動距離Ｌ２をメモリ５１ｂに格納する。コントローラ５１は、移動距離Ｌ１及び移動距離Ｌ２をメモリ５１ｂから読み出し、読み出された移動距離を示す値を加算することにより、積算移動距離を算出することができる。繰り返される作動サイクルが増加しても同様の方法で積算移動距離を算出することができる。
【0067】
ソレノイドバルブ４の可動コアの移動距離を積算した積算移動距離は、アクチュエータ１０の累積の作動量と正の相関を持つ。よって、作業員は、算出されたソレノイドバルブ４の可動コアの積算移動距離に基づいてアクチュエータ１０の累積での作動量を把握することができる。
【0068】
上記の各実施形態によれば、ソレノイドバルブ４の作動に関連するパラメータの積算値に基づいて、アクチュエータ１０の累積での作動量が把握可能となる。そして、このアクチュエータ１０の累積作動量に基づいて、アクチュエータ１０の適切なメンテナンス時期を定めることができる。これにより、故障や不具合の発生前に、アクチュエータ１０のメンテナンスまたは交換を行うことができる。
【0069】
上記の各実施形態によれば、ソレノイドバルブ４の作動に関連するパラメータを用いてアクチュエータ１０の累積作動量を把握しているので、アクチュエータ１０が搭載されている機器の稼働時間に基づいて間接的に推定されるメンテナンス時期よりも正確にメンテナンス時期を推定することができる。
【0070】
上記の各実施形態によれば、ソレノイドバルブ４の作動に関連するパラメータを用いてアクチュエータ１０の累積作動量を把握しているので、アクチュエータ１０に改変を加えることなく、その累積作動量を把握することが可能となる。
【0071】
上記の各実施形態によれば、アクチュエータ１０の作動に直接関連するパラメータ（例えば、アクチュエータ１０内の作動流体の圧力）ではなく、当該アクチュエータ１０への作動流体の給排を制御するソレノイドバルブ４の作動に関連するパラメータを用いているため、アクチュエータ１０自身を改変する必要がない。このため、上記の各実施形態は、ソレノイドバルブにより給排される作動流体で作動するアクチュエータに幅広く適用され得る。
【0072】
次に、図５を参照して、本発明のさらに別の態様によるアクチュエータシステム６０１について説明する。このアクチュエータシステム６０１は、積算ユニット６０を備える。コントローラ６１を有する積算ユニット６０を備えている。コントローラ６１は、各種の演算処理を行うプロセッサ６１ａと、各種プログラム及び各種データを格納するメモリ６１ｂと、センサ等の各種機器と接続される機器インタフェース６１ｃと、外部装置７０，外部装置８０及びこれら以外の外部装置と通信を行うための通信インタフェース６１ｄと、を備える。外部装置７０は、アクチュエータ１０が搭載されている機器または装置に搭載され得る。外部装置８０は、アクチュエータ１０が搭載されている機器または装置から遠隔に配されてもよい。
【0073】
コントローラ６１は、ソレノイドバルブ４の作動に関連するパラメータの積算値を計測または算出するように構成される。コントローラ６１は、上述したコントローラ２１、コントローラ３１、コントローラ４１、またはコントローラ５１と同様の方法でソレノイドバルブ４の作動に関連するパラメータの積算値を得ることができる。アクチュエータシステム６０１は、必要に応じて、アワーメータ２１、電流センサ４２、位置センサ１５、またはこれら以外の装置を備えてもよい。
【0074】
コントローラ６１は、通信インタフェース６１ｄを介して、各種データを外部装置７０，外部装置８０及びこれら以外の装置に送信することができる。コントローラ６１は、例えば、ソレノイドバルブ４の作動に関連するパラメータの積算値を算出し、この算出した積算値を外部装置７０及び外部装置８０の少なくとも一方に送信することができる。外部装置７０及び外部装置８０は、任意の情報処理装置である。外部装置７０及び外部装置８０は、情報処理装置によってデータを読み出し可能なストレージ装置であってもよい。外部装置７０または外部装置８０がストレージ装置である場合には、コントローラ６１は、ソレノイドバルブ４の作動に関連するパラメータの積算値を算出し、この算出した積算値を当該ストレージ装置に記憶することができる。コントローラ６１と外部装置７０，８０との間の通信リンクは、無線リンクであってもよく、有線リンクであってもよい。
【0075】
作業員は、外部装置７０または外部装置８０において、コントローラ６１から受信したデータを用いて、アクチュエータの累積作動量を把握することができる。これにより、アクチュエータ１０を設置対象機器から取り外すことなく、その累積作動量を把握することができる。また、外部装置８０を用いることにより、遠隔からでもアクチュエータ１０の累積作動量を把握することができる。
【0076】
次に、図６から図８を参照して、本発明の一実施形態によるアクチュエータシステムについてさらに説明する。図６は、本発明の各実施形態によるアクチュエータシステムに備えられている各種装置が実装されるマニホールド９０の断面を模式的に示す図であり、その一部を破断して示している。マニホールド９０には、様々な流体圧装置が実装される。マニホールド９０には、例えば、上記の実施形態において説明されたソレノイドバルブ４、アクチュエータ１０、各積算ユニット、及びアクチュエータシステム１の前記以外の構成部材が実装されている。
【0077】
マニホールド９０は、内部空間９２が形成されたマニホールドハウジング９１を有する。マニホールドハウジング９１には、ソレノイドバルブ４、アクチュエータ１０、及びそれ以外の流体圧装置が組み付けられる。マニホールドハウジング９１には、複数の油路及び各種油圧機器との複数の接続用ポートが形成されている。マニホールドハウジング９１には、例えば、ソレノイドバルブ４とアクチュエータ１０とを接続する流路が形成されている。マニホールドハウジング９１は、アクチュエータ１０のシリンダ１１と一体に構成されてもよい。マニホールドハウジング９１は、ソレノイドバルブ４のケーシングと一体に形成されてもよい。ソレノイドバルブ４のケーシングには、電磁コイル、可動コア、及び固定コアが収容される。
【0078】
マニホールドハウジング９１の内部空間９２には、図７に示されているように複数のワイヤ９６が収容される。図６では、図示の便宜上、ワイヤ９６が省略されている。この複数のワイヤ９６の各々は、コントローラ２１等の各種コントローラ、ソレノイドバルブ４、アクチュエータ１０、及びこれ以外のアクチュエータシステム１の構成部材を互いに電気的に接続する。
【0079】
図７に示されているように、マニホールドハウジング９１には、内部空間９２と外部空間とを接続する開口が形成されており、当該開口は、リッド９５により閉塞されている。リッド９５は、マニホールドハウジング９１に例えばねじ止めされる。
【0080】
マニホールドハウジング９１には、コネクタ９３及びコネクタ９４が設けられている。コネクタ９３及びコネクタ９４にはそれぞれ複数の端子が形成されており、これらの端子に、マニホールドハウジング９１に実装されているソレノイドバルブ４等の各種機器からのワイヤ９６が接続される。コネクタ９３及びコネクタ９４には各種の外部装置が接続される。マニホールドハウジング９１に実装された各種装置と外部装置との間では、このコネクタ９３及びコネクタ９４を介して電気信号が伝送される。
【0081】
マニホールドハウジング９１の内部空間９２には、上記各実施形態における積算ユニットの構成部材が収容されてもよい。積算ユニットの構成部材は、その一部またはその全部が内部空間９２内に収容される。図示の実施形態においては、内部空間９２に、積算ユニット２０のアワーメータ２２の一部が収容されている。内部空間９２には、アワーメータ２２以外に、電流センサ４２が収容されてもよい。
【0082】
図示の実施形態において、リッド９５の中央付近に開口が形成されており、アワーメータ２２は、その開口を閉塞するようにリッド９５に取り付けられている。これにより、アワーメータ２２は、その一部がマニホールドハウジング９１の内部空間９２内に収容され、残部が内部空間９２から外部空間（リッド９５に対して内部空間９２と反対側の空間）に露出している。具体的には、アワーメータ２２は、そのディスプレイ２２ａが外部空間に露出するようにリッド９５に取り付けられている。これにより、リッド９５を取り外すことなく、ディスプレイ２２ａに表示されるアワーメータ２２の計測値を読み取ることができる。
【0083】
上記の各実施形態によるアクチュエータシステムは、低温環境で使用される可能性がある。例えば、上記の各実施形態によるアクチュエータシステムが航空機の動翼を駆動する動翼駆動システムに適用される場合には、航空機が高高度を飛行しているときに、当該アクチュエータシステムは低温環境に置かれることになる。かかる低温環境においては、電子部品が動作しなかったり、電子部品の性能が低下したりすることがある。マニホールドハウジング９１には、比較的高温（例えば、３８°程度）の作動流体が通る流路が形成されているため、この流路からの熱により、内部空間９２内は電子部品の動作にとって支障の無い程度の温度に保たれる。上記実施形態によれば、アワーメータ２２等の積算ユニットの構成要素がマニホールドハウジング９１の内部空間９２内に収容されているため、アクチュエータシステムが低温環境に置かれる場合であっても、アワーメータ２２またはそれ以外の積算ユニットに含まれる電子部品を正常に動作させることができる。
【0084】
図９及び図１０に、本発明の他の実施形態によるマニホールド１９０を示す。マニホールド１９０には、アワーメータ２２に代えて、アワーメータ１２２が収容されている。これらの図に示されているように、アワーメータ１２２は、その全部が内部空間９２内に収容されてもよい。図９に示されている実施形態においては、マニホールドハウジング９１の開口は、リッド１９５によって閉塞されている。リッド１９５にはアワーメータ１２２を取り付けるための開口は設けられていない。アワーメータ１２２は、リッド１９５の内部空間９２に臨んでいる面に、例えばねじ止めにより取り付けられている。アワーメータ１２２の計測値は、ディスプレイ１２２ａに表示される。このディスプレイ１２２ａもマニホールドハウジング９１に収容されているため、アワーメータ１２２の計測値は、リッド１９５を開けて確認される。
【0085】
上記実施形態によれば、アワーメータ１２２の全部が内部空間９２に収容されているので、アワーメータ１２２における低温による不具合の発生をさらに抑制することができる。
【0086】
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。
【0087】
本明細書で明示されるアクチュエータシステム１，３０１，４０１，５０１，６０１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、アクチュエータシステム１，３０１，４０１，５０１，６０１の各構成部材の形状、配置、及び機能は、適宜変更され得る。アクチュエータシステム１，３０１，４０１，５０１，６０１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、アクチュエータシステム１，３０１，４０１，５０１の構成，６０１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。
【0088】
積算ユニット２０，３０，４０，５０，６０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、積算ユニット２０，３０，４０，５０，６０により行われる制御及び演算の一部又は全部は、積算ユニット２０，３０，４０，５０，６０に備えられているコントローラとは別のコントローラにより実行されてもよい。
【0089】
上記の各実施形態は、適宜、組み合わせることが可能である。例えば、本発明の一実施形態によるアクチュエータシステムに備えられる積算ユニットは、アワーメータ２２、カウンタ３１ｄ、電流センサ４２、及び位置センサ１５のうち複数以上の機器を備えてもよい。
【0090】
本発明の一実施形態によるアクチュエータシステムに備えられる積算ユニットは、ソレノイドバルブ４の作動に関連する複数のパラメータの積算値を算出してもよい。かかる積算ユニットは、例えば、ソレノイドバルブ４に設けられた電磁コイルが通電されている時間、ソレノイドバルブ４に設けられた電磁コイルに供給される電流、ソレノイドバルブ４の開放時間、ソレノイドバルブ４の可動コアの移動距離、及び前記以外のソレノイドバルブ４の作動を示す任意のパラメータのうちの二つ以上のパラメータを用いることができる。
【0091】
本明細書におけるパラメータの積算値は、所定の基準時以降に測定または検出された当該パラメータの測定値または検出値を積算した値を意味する。所定の基準時は、例えば、アクチュエータ１０が製造後に始めて設置対象機器に搭載されたとき、アクチュエータ１０のメンテナンスを行ったとき、またはこれら以外の基準となるときを意味する。
【0092】
本明細書において、アクチュエータの作動量は、例えば、当該アクチュエータが作動されている作動時間、または、当該アクチュエータが作動された作動回数を意味することができる。アクチュエータの作動時間は、当該アクチュエータに作動流体が供給されている時間を意味してもよい。
【符号の説明】
【0093】
１，３０１，４０１，５０１，６０１ アクチュエータシステム
４ ソレノイドバルブ
１０ アクチュエータ
２０，３０，４０，５０ 積算ユニット
２２，１２２ アワーメータ
４２ 電流センサ
７０，８０ 外部装置
９０，１９０ マニホールド
９１ マニホールドハウジング
９２ 内部空間
４ ソレノイドバルブ
１０ アクチュエータ
２０，３０，４０，５０ 積算ユニット
２２，１２２ アワーメータ
４２ 電流センサ
７０，８０ 外部装置
９０，１９０ マニホールド
９１ マニホールドハウジング
９２ 内部空間
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】