JP2003206908A - エアサーボバルブ - Google Patents

エアサーボバルブ

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JP2003206908A JP2002008865A JP2002008865A JP2003206908A JP 2003206908 A JP2003206908 A JP 2003206908A JP 2002008865 A JP2002008865 A JP 2002008865A JP 2002008865 A JP2002008865 A JP 2002008865A JP 2003206908 A JP2003206908 A JP 2003206908A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 磁石可動型の電磁アクチュエーターをスプー
ル切換用の駆動源とするエアサーボバルブを、応答性に
勝れると共に動作安定性にも勝れ、かつ、スプールの変
位を正確に検出して高精度の流量制御を行い得るように
構成する。 【解決手段】 一対の極歯１６ａ，１６ｂを備えた筒状
のヨーク１３に励磁コイル１７を巻着し、該ヨーク１３
の中空部内に、Ｎ極とＳ極とがラジアル方向に着磁され
た円筒状の永久磁石２１を可動に配置すると共に、この
永久磁石２１を磁石ホルダー１９によりスプール３に連
結し、上記永久磁石２１の中空部内にその中心軸線上に
位置するように変位センサー２７を配設し、この変位セ
ンサー２７で永久磁石２１の変位を検出して制御部５に
フィードバックすることにより、スプール３の開度を制
御する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、磁石可動型の電磁
アクチュエーターを駆動源としてスプールを切り換える
ように構成されたエアサーボバルブに関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】従来より、流体圧シリンダー等に供給さ
れる圧力流体を制御する機器として、スプール式の切換
弁が知られている。このスプール式切換弁は、一般に、
スプールを駆動するための駆動源として電磁石が使用さ
れ、この電磁石の可動鉄心で上記スプールを駆動するよ
うに構成されている。しかし、このような電磁石は、ス
プールを２位置に切り換えるような場合には適している
が、スプールの動作位置をフィードバック制御すること
によって流量制御を行うような場合には不向きである。
【０００３】そこで、スプールの動作位置をフィードバ
ック制御して流量制御を行う場合には、例えば特開平６
−３８４８６号公報に記載されているような、磁石可動
型の電磁アクチュエーターを駆動源として使用している
例がある。この電磁アクチュエーターは、円筒状に巻か
れたコイルの内部に棒状の永久磁石を可動体として配設
し、該コイルへの通電により発生する磁束と永久磁石に
よる磁束との相互作用によってこの永久磁石を変位さ
せ、この永久磁石でスプールを切り換えるものである。
そして、変位センサーで上記スプールの動作位置を検出
し、その検出信号で上記電磁アクチュエーターをフィー
ドバック制御することにより、流量制御を行うようにし
ている。
【０００４】ところが、上記公知の電磁アクチュエータ
ーは、可動体として棒状の永久磁石を使用しているた
め、サイズによっては発生推力／永久磁石重量の比が小
さくなり、応答性が悪いという問題がある。また、Ｎ極
とＳ極とを永久磁石の軸線方向に着磁しているため、作
動時に横荷重の影響を受け易いという問題もある。さら
に、スプールの動作位置をフィードバック制御して流量
制御を行う場合には、磁気センサーで上記永久磁石の変
位を検出するようにすれば、スプールの変位を直接検出
する必要がないため都合が良いが、磁束密度が線形に変
化せず、永久磁石の変位を正確に検出するのが非常に難
しい。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の技術的課題
は、磁石可動型の電磁アクチュエーターをスプール切換
用の駆動源とするエアサーボバルブにおいて、このエア
サーボバルブを、Ｎ極とＳ極とが軸線方向に着磁された
棒状の永久磁石を可動体として使用する場合の上記従来
の欠点を解消し、応答性に勝れると共に動作安定性にも
勝れ、かつ、上記可動体を介してスプールの変位を正確
に検出できるようにして高精度の流量制御を行い得るよ
うに構成することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明のエアサーボバルブは、複数のポートと、こ
れらのポートが連通する弁孔と、この弁孔内に摺動自在
に挿入されて上記ポート間の流路を切り換えるスプール
とを有する弁切換部、相対する一対の極歯を備えた筒状
のヨークと、このヨークに巻かれた少なくとも一つの励
磁コイルと、上記ヨークの中空部内に軸線方向に可動に
配置され、Ｎ極とＳ極とがラジアル方向に着磁された円
筒状の永久磁石と、この永久磁石と上記スプールとを連
結する被磁性体製の磁石ホルダーとを有する駆動部、上
記永久磁石の内部に該磁石の中心軸線上に位置するよう
に配設され、磁束密度の変化から該永久磁石の変位を検
出することによって上記スプールの動作位置を検出する
変位センサー、上記変位センサーからの検出信号を設定
値と比較し、それらの偏差に基づいて上記駆動部を制御
することにより弁開度を調節する制御部、を有すること
を特徴とするものである。
【０００７】上記構成を有するエアサーボバルブにおい
て、励磁コイルに通電すると、その電流の向きに応じて
ヨークの一方の極歯がＮ極に、他方の極歯がＳ極にな
る。そして、これらの極歯に発生した磁極と永久磁石の
外周側の磁極とが異極であればそれらの間に吸引力が作
用し、同極であれば反発力が作用するので、それらの作
用力によって永久磁石が軸線方向に変位し、スプールが
切り換わる。このとき、円筒形の永久磁石を可動体とし
て使用しているため、棒状の永久磁石を使用する従来品
に比べ、可動体の重量に対して推力を大きくすることが
でき、応答性に勝れる。
【０００８】一方、上記永久磁石の変位は、上記変位セ
ンサーによってスプールの変位として検出され、その検
出信号が上記制御回路にフィードバックされる。そして
この制御回路において、その検出信号が設定値と比較さ
れ、それらの偏差がゼロになるようにこの制御回路から
上記駆動部に制御信号が出力され、上記永久磁石の変位
量即ちスプールの変位量が調節されることによって流量
制御が行われる。このとき、ラジアル方向に着磁された
円筒形の永久磁石は磁束密度がその中心軸線上で線形に
変化するため、上記変位センサーを、該永久磁石の中空
部内にその中心軸線上に位置するように配設することに
より、該永久磁石の変位を精度良く検出することがで
き、高精度の流量制御を行うことが可能になる。
【０００９】本発明においては、巻き方向を逆にした複
数の励磁コイルをヨークの軸線方向に並べて設置すると
共に、各励磁コイルに流れる電流の大きさを個別に制御
可能なるように構成することもできる。
【００１０】このように構成することにより、上記ヨー
クの第１極歯と第２極歯とに発生する磁極とその強さ
が、二つの励磁コイルにより発生する磁界の総和によっ
て決まるため、二つの励磁コイルに流れる電流の向きを
正逆に切り換えることなく、電流の大きさを個別に制御
するだけで、永久磁石及びスプールの移動方向を正逆に
切り換えることができる。
【００１１】本発明において好ましくは、上記励磁コイ
ルに流れる電流を検出するための電流センサーを設け、
この電流センサーで検出されたコイル電流を上記制御部
にフィードバックすることにより、コイル電圧に対する
コイル電流の応答遅れを補償するように構成することで
ある。
【００１２】本発明においてはまた、上記スプールを手
動で切り換えるための手動操作機構を設けることもでき
る。この手動操作機構は、バルブケーシングに自身の軸
線の回りに回転操作可能なるように取り付けられたハン
ドルと、該ハンドルの先端に偏心状態に設けられたピン
と、上記スプール又は磁石ホルダーに形成されて上記ピ
ンが係合する係合溝とを有する。
【００１３】本発明において好ましくは、励磁コイルへ
の非通電時に上記スプールが中立位置に保持されるよう
に構成することである。そのための手段としては、ヨー
クを永久磁石の起磁力によって磁気飽和しないように構
成して、このヨークの磁気飽和特性を利用する方法、あ
るいは上記スプールの両端に復帰ばねを設置する方法な
どがある。
【００１４】
【発明の実施の形態】図１は本発明に係るエアサーボバ
ルブの第１実施形態を示すもので、このエアサーボバル
ブ１Ａは、スプール３で流体流路の接続状態を切り換え
る５ポート式の弁切換部２と、電磁アクチュエーターで
上記スプール３を駆動するように構成された駆動部４
と、この駆動部４をフィードバック制御する制御部５と
を備えている。
【００１５】上記弁切換部２は、矩形断面を持つケーシ
ング８を有していて、このケーシング８に、供給ポート
Ｐと、二つの出力ポートＡ，Ｂと、二つの排出ポートＥ
Ａ，ＥＢと、これらの各ポートが連通する弁孔９とが形
成されている。そしてこの弁孔９内には、上記各ポート
に通じる開口を周囲に備えたスリーブ１０が取り付けら
れ、このスリーブ１０内に、上記各ポート間の流路を切
り換える上記スプール３が摺動自在に収容されている。
図中１１は、上記ケーシング８の一端に取り付けられた
エンドカバーである。
【００１６】また、電磁アクチュエーターからなる上記
駆動部４は、上記弁切換部２の軸方向の一端側に設置さ
れていて、上記ケーシング８の端部に連設された円筒形
のヨーク１３を有している。このヨーク１３は磁性体か
らなるもので、円筒状をした外筒部１４と、左右一対の
内筒部１５ａ，１５ｂとを有している。これらの内筒部
１５ａ，１５ｂは、上記外筒部１４の内周面両端部寄り
の位置から該外筒部１４の中心に向けて延びたあと、該
外筒部１４の中心軸線と平行で互いに向かい合う方向に
折れ曲がり、相互間に一定の空隙を保って対向してお
り、これら一対の内筒部１５ａ，１５ｂによって第１極
歯１６ａと第２極歯１６ｂとが形成されている。そし
て、上記外筒部１４と内筒部１５ａ，１５ｂとの間の空
間部には、ボビンに巻かれた円筒状の励磁コイル１７が
収容されている。
【００１７】上記ヨーク１３の第１極歯１６ａと第２極
歯１６ｂとで外周を取り囲まれた中空部１８内には、軸
方向の一端が開放する円筒状をした非磁性体製の磁石ホ
ルダー１９が、その軸線方向に変位自在なるように収容
されると共に、ねじ２０で上記スプール３の端部に連結
され、この磁石ホルダー１９の外周面に、Ｎ極とＳ極と
がラジアル方向に着磁された円筒形の永久磁石２１が、
その外周面の磁極を上記両極歯１６ａ，１６ｂに対向さ
せた状態に嵌め付けられ、該磁石ホルダー１９の端部に
螺着したナット２２でこの磁石ホルダー１９に固定され
ている。
【００１８】上記永久磁石２１の好ましい長さは、両極
歯１６ａ，１６ｂ間に跨がる長さであり、特に、永久磁
石２１が一方のストローク端まで移動したときにも、該
永久磁石２１の他端が反対側の極歯と一部重複している
か、あるいは小さいギャップで近接しているような長さ
であることが望ましい。また、上記ヨーク１３は、永久
磁石２１の起磁力によって磁気飽和しないような磁気飽
和特性を有するものであり、これによって上記永久磁石
２１が、励磁コイル１７の非通電時に、該永久磁石２１
と第１極歯１６ａとの間及び第２極歯１６ｂとの間にそ
れぞれ形成される磁路の磁気抵抗が等しくなる位置、即
ち中間位置に停止するようになっている。
【００１９】上記ヨーク１３の端部にはエンドカバー２
３が取り付けられていて、このエンドカバー２３の内面
に支持部材２５が固定されると共に、この支持部材２５
の中央部に、円筒形をしたセンサーホルダー２４が、上
記磁石ホルダー１９の中空部１９ａ内に延出するように
設けられ、このセンサーホルダー２４の先端部に、上記
永久磁石２１の変位を検出する変位センサー２７が取り
付けられている。この変位センサー２７は、ホール素子
やＭＲ素子等からなるもので、上記永久磁石２１から生
じる磁束密度を検出し、この磁束密度の変化から該永久
磁石２１の変位をスプール３の変位として検出するもの
である。この場合、上記永久磁石２１の変位を高精度に
検出するため、この変位センサー２７は、円筒形をした
該永久磁石２１の中空部内にその中心軸線上に位置する
ように配設されている。これは、ラジアル方向に着磁さ
れた円筒形の永久磁石２１の磁束密度が、その中心軸線
上では線形に変化するという性質を有効に利用するもの
で、このような円筒形の永久磁石２１を可動体として使
用することにより始めて、その中心軸線上に変位センサ
ー２７を配置することが可能となり、それによって該永
久磁石２１の変位を精度良く検出することが可能とな
る。
【００２０】上記変位センサー２７は、上記センサーホ
ルダー２４の内部を延びるリード線２８によって上記制
御部５に接続されている。この制御部５は、上記駆動部
４をフィードバック制御することによってスプール３の
開度を調節するもので、図２には、上記制御部５と駆動
部４及び変位センサー２７とを接続した状態が記号で示
されている。同図において、スプール３の開度について
の設定値が制御部５に入力されると、ＰＩＤ調節器を経
て駆動部４の励磁コイル１７に上記設定値に応じた電圧
Ｅが印加される。すると、この励磁コイル１７には、抵
抗ＲとインダクタンスＬとに応じた電流Ｉが流れて磁力
が発生するため、上記永久磁石２１による磁力との相互
作用によってこの永久磁石２１に、推力定数Ｋｆに応じ
た推力Ｆが発生し、この推力Ｆによって永久磁石２１
は、運動方程式１／ｍｓに基づく速度ｖで移動する。
【００２１】上記永久磁石２１の変位は変位センサー２
７によってスプール３の変位ｘとして検出され、その検
出信号は上記制御部５にフィードバックされ、予め設定
された弁開度についての設定値と比較される。そして、
それらの偏差がゼロになるように制御部５から上記駆動
部４に制御信号が出力され、永久磁石２１の変位量が制
御されることにより上記スプール３の変位に伴う弁開度
が調整され、それによって流量制御が行われる。例え
ば、スプール３の変位が設定値に達していないときは、
それらの差に応じた正電圧が励磁コイル１７に印加さ
れ、スプール３が設定値に近付く方向に変位するように
推力が発生する。逆に、スプール３の変位が設定値をオ
ーバーしているときは、それらの差に応じた負電圧が励
磁コイル１７に印加され、スプール３が設定値に近付く
方向の推力が発生する。また、スプール３の変位が設定
値と一致しているときは、励磁コイル１７に印加される
電圧は零となり、推力は発生しない。
【００２２】上記制御部５にはまた、励磁コイル１７に
流れる電流を検出する電流センサー３２が接続され、こ
の電流センサー３２からの検出信号をフィードバックす
ることにより、コイル電圧に対するコイル電流の応答遅
れを補償するように構成されている。これによって応答
性の向上を図ることができる。なお、図２中の記号のう
ち、ＫｐはＰＩＤ調節器の比例ゲイン、Ｋｄは同じく微
分ゲイン、Ｋｉは同じく積分ゲイン、ｓはラプラス演算
子、ｍは永久磁石を含む可動部の質量、Ｋｅは逆起電力
定数、Ｋｓは上記可動部に作用するばね定数、Ｋａは電
流フィードバックゲイン、Ｋは変位フィードバックゲイ
ンをそれぞれ表している。
【００２３】上記構成を有する第１実施形態のエアサー
ボバルブ１Ａにおいては、図１に示すように、上記永久
磁石２１が、その外周側がＮ極に、内周側がＳ極になる
ようにラジアル方向に着磁されている。また、上記永久
磁石２１は、ヨーク１３が該永久磁石２１の起磁力によ
って磁気飽和しないような磁気飽和特性を有しているた
め、励磁コイル１７の非通電時に、該永久磁石２１と第
１極歯１６ａとの間及び第２極歯１６ｂとの間にそれぞ
れ形成される磁路の磁気抵抗が等しくなる位置、即ち中
間位置に停止する。このためスプール３も中立位置に停
止し、各ポートＰ，Ａ，Ｂ，ＥＡ，ＥＢ間の流路は何れ
も遮断されている。
【００２４】この状態で、上記励磁コイル１７に図１中
に記号で示す方向に通電すると、その電流の向きによっ
てヨーク１３の第１極歯１６ａがＮ極に、第２極歯１６
ｂがＳ極になる。このため、磁気吸引力によって上記永
久磁石２１は第２極歯１６ｂ側に変位し、それに伴って
スプール３も図の右方向に変位するから、供給ポートＰ
と出力ポートＡとが連通し、出力ポートＢと排出ポート
ＥＢとが連通する。
【００２５】上記励磁コイル１７に逆方向に通電する
と、ヨーク１３の第１極歯１６ａがＳ極になり、第２極
歯１６ｂがＮ極になるため、上記永久磁石２１は第１極
歯１６ａ側に変位し、それに伴ってスプール３も図の左
方向に変位する。このため、供給ポートＰと出力ポート
Ｂとが連通し、出力ポートＡと排出ポートＥＡとが連通
する。ここで、上記制御部５において円筒形の永久磁石
２１を可動体として使用しているため、棒状の永久磁石
２１を使用する場合に比べて発生推力／可動部重量の比
が大きくなり、応答性に勝れる。
【００２６】一方、上記永久磁石２１の変位は、上記変
位センサー２７によりスプール３の変位として検出さ
れ、その検出信号が上記制御部５にフィードバックされ
る。そしてこの制御部５において、その検出信号が設定
値と比較され、それらの偏差がゼロになるようにこの制
御部５から上記駆動部４に制御信号が出力され、永久磁
石２１の変位量が制御されることによって弁開度が調整
され、それによって流量制御が行われる。このとき、上
記変位センサー２７を、円筒形の永久磁石２１の内部の
中心軸線上に配設しているため、ラジアル方向に着磁さ
れた円筒形の永久磁石２１は磁束密度がその中心軸線上
で線形に変化するという性質を有効に利用し、該永久磁
石２１の変位を精度良く検出することができ、高精度の
流量制御を行うことが可能になる。
【００２７】上記励磁コイル１７の通電を断つと、上記
永久磁石２１が両極歯１６ａ，１６ｂの中間位置に位置
決めされるため、スプール３も中立位置を占める。この
ように、励磁コイル１７の非通電時に上記スプール３が
中立位置を占めるようにしておくことにより、何らかの
異常事態が発生して励磁コイル１７への通電が停止した
ような場合でも、このエアサーボバルブ１Ａで駆動中の
エアシリンダ等のアクチュエーターはその位置に停止す
るため、安全性が高い。
【００２８】図３は本発明の第２実施形態を示すもの
で、この第２実施形態のエアサーボバルブ１Ｂが上記第
１実施形態のエアサーボバルブ１Ａと異なる点は、駆動
部４が複数の励磁コイル１７ａ，１７ｂを備えていると
いう点である。即ち、ヨーク１３の空間部内には、互い
に逆向きに巻かれた第１励磁コイル１７ａと第２励磁コ
イル１７ｂとが軸線方向に並べて設けられていて、これ
らの励磁コイル１７ａ，１７ｂに流れる電流の大きさを
制御部５によって個別に制御できるように構成されてい
る。
【００２９】このエアサーボバルブ１Ｂの上記以外の構
成については、実質的に第１実施形態のエアサーボバル
ブ１Ａと同じであるから、主要な同一構成部分に第１実
施形態と同じ符号を付してその説明は省略する。
【００３０】上記エアサーボバルブ１Ｂにおいて、ヨー
ク１３の第１極歯１６ａと第２極歯１６ｂとに発生する
磁極とその強さは、上記二つの励磁コイル１７ａ，１７
ｂにより発生する磁界の総和によって決まる。従って、
第１励磁コイル１７ａに流れる電流が第２励磁コイル１
７ｂに流れる電流より大きい場合には、第１極歯１６ａ
がＳ極になって第２極歯１６ｂがＮ極になる。このた
め、上記永久磁石２１は第２極歯１６ａ側に変位し、そ
れに伴ってスプール３も図の左方向に変位する。逆に、
第１励磁コイル１７ａに流れる電流より励磁コイル１７
ｂに流れる電流が大きい場合には、第１極歯１６ａがＮ
極になって第２極歯１６ｂがＳ極になるため、上記永久
磁石２１は第１極歯１６ｂ側に変位し、それに伴ってス
プール３も図の右方向に変位する。
【００３１】従って、二つの励磁コイル１７ａ，１７ｂ
に流れる電流の向きを正逆に切り換えることなく、電流
の大きさを個別に制御するだけで、永久磁石２１及びス
プール３の移動方向を正逆に切り換えることができる。
これは、構成が簡単で安価かつ高性能の制御回路の実現
を容易にするものである。
【００３２】図４及び図５は本発明の第３実施形態を示
すもので、この第３実施形態のエアサーボバルブ１Ｃが
上記第１実施形態のエアサーボバルブ１Ａと異なる点
は、スプール３の両側に復帰ばね３５，３５をそれぞれ
設けて、非通電時にこれらの復帰ばね３５，３５でスプ
ール３を中立位置に保持させるようにした点と、上記ス
プール３を手動で切り換えるための手動操作機構３６を
設けた点、及び、制御部５を駆動部４の端部に付設した
点である。
【００３３】即ち、上記スプール３の一端には、該スプ
ール３の端面とエンドカバー１１の端面とにそれぞれ凹
部３ａ，１１ａが形成され、これらの凹部内に一方の復
帰ばね３５の両端が収容されている。また、上記スプー
ル３の他端側においては、磁石ホルダー１９の内部と円
筒形のセンサーホルダー２４の先端部とにそれぞればね
座３８，３９が設けられ、これらのばね座３８，３９の
間に他方の復帰ばね３５が設置されている。これによ
り、励磁コイル１７の非通電時に上記スプール３を、よ
り迅速かつ確実に中立位置に停止させることができる。
【００３４】上記センサーホルダー２４は、ヨーク１３
の端面を覆う支持部材４０と一体に形成されていて、こ
の支持部材４０の外面には基板４１が取り付けられ、こ
の基板４１上に上記制御部５が組み付けられている。ま
た、上記支持部材４０にはカバー４２が取り付けられ、
このカバー４２で上記基板４１全体が覆われている。図
中４３は、上記基板４１上の制御部５やその他の電子部
品等に給電するためのコネクターである。
【００３５】また、上記手動操作機構３６は、図６から
も分かるように、ケーシング８にホルダー４８を介して
自身の軸線方向に進退自在かつ軸線の回りに回転操作可
能なるように取り付けられた円柱状のハンドル４５と、
該ハンドル４５の先端に偏心状態に設けられたピン４６
と、上記磁石ホルダー１９の外面全周に形成されて上記
ピン４６が係合する係合溝４７とを有している。上記ハ
ンドル４５は、ばね４９で後退方向に常時弾発されるこ
とにより、通常は上記ピン４６が係合溝４７から外れた
復帰位置を占めるようになっており、その頭部には、ド
ライバー等の工具で回転操作するための操作溝４５ａを
有している。また、上記ホルダー４８の上部には、この
ハンドル４５の頭部を覆う保護カバー４８ａが取り付け
られ、不意にハンドル４５が回転操作されないようにし
ている。図中４８ｂは、上記保護カバー４８ａに設けら
れた操作用の孔である。なお、上記係合溝４７は磁石ホ
ルダー１９に設けられているが、スプール３に設けても
良い。
【００３６】上記手動操作機構３６でスプール３を変位
させるときは、図７に示すように、ドライバー等の工具
を上記ハンドル４５の操作溝４５ａに差し込んでこのハ
ンドル４５を軸線方向に押し込むことにより、先端のピ
ン４６を係合溝４７に嵌合させ、その状態で上記ハンド
ル４５を時計回りか又は半時計回りに９０度回転させ
る。すると、上記ピン４６がハンドル４５の軸線を中心
にして偏心回転運動をするから、磁石ホルダー１９従っ
てスプール３がピン４６に押されて変位する。図７で
は、ハンドル４５を半時計回りに回転させたときスプー
ル３が右方向に変位する場合が示されている。従ってこ
の場合には、ハンドル４５を時計回りに回転させること
により、スプール３を図の左方向に変位させることがで
きる。かくして、停電時等に、スプール３を手動で左右
に変位させることによって流路を切り換えることができ
る。
【００３７】なお、上記第３実施形態のエアサーボバル
ブ１Ｃにおける上記以外の構成及び作用は実質的に第１
実施形態のエアサーボバルブ１Ａと同じであるから、主
要な同一構成部分に第１実施形態と同じ符号を付してそ
の説明は省略する。
【００３８】また、上記第３実施形態のエアサーボバル
ブ１Ｃにおいて、励磁コイル１７を第２実施形態のエア
サーボバルブ１Ｂと同様に複数設けても良い。あるい
は、上記復帰ばね３５，３５と手動操作機構３６のうち
何れか一方を省略した構成とすることもできる。
【００３９】
【発明の効果】本発明のエアサーボバルブによれば、円
筒形の永久磁石を可動体として使用しているため、棒状
の永久磁石を使用する従来品に比べて発生推力／可動部
重量の比が大きくなり、応答性に勝れる。また、変位セ
ンサーを、円筒形をした永久磁石の中空部内にその中心
軸線上に位置するように配設したことにより、ラジアル
方向に着磁された円筒形の永久磁石は磁束密度がその中
心軸線上で線形に変化するという性質を有効に利用し、
該永久磁石の変位を精度良く検出することができて高精
度の流量制御を行うことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るエアサーボバルブの第１実施形態
を示す断面図である。
【図２】フィードバック制御のための制御系の説明図で
ある。
【図３】本発明に係るエアサーボバルブの第２実施形態
を示す断面図である。
【図４】本発明に係るエアサーボバルブの第３実施形態
を示す断面図である。
【図５】図４の断面図である。
【図６】図４における手動操作機構部の拡大図である。
【図７】手動操作機構の動作を説明する説明図である。
【符号の説明】
Ｐ，Ａ，Ｂ，ＥＡ，ＥＢ ポート １Ａ，１Ｂ，１Ｃ エアサーボバルブ ２ 弁切換部 ３ スプール ４ 駆動部 ５ 制御部 ８ ケーシング ９ 弁孔 １３ ヨーク １６ａ，１６ｂ 極歯 １７，１７ａ，１７ｂ 励磁コイル １９ 磁石ホルダー ２１ 永久磁石 ２７ 変位センサー ３２ 電流センサー ３５ 復帰ばね ３６ 手動操作機構 ４５ ハンドル ４６ ピン ４７ 係合溝
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松 本 大 輔 茨城県筑波郡谷和原村絹の台４−２−２ エスエムシー株式会社筑波技術センター内 (72)発明者 楊 清 海 茨城県筑波郡谷和原村絹の台４−２−２ エスエムシー株式会社筑波技術センター内 (72)発明者 宮 地 博 茨城県筑波郡谷和原村絹の台４−２−２ エスエムシー株式会社筑波技術センター内 Ｆターム(参考） 3H002 BA00 BB01 BC02 BC05 BD04 3H106 DA05 DA26 DB02 DB23 DB32 DC09 DC17 DD02 EE04 EE07 EE45 FB07 FB27 5E048 AA08 AB02 AC05 AC08 AD02

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】複数のポートと、これらのポートが連通す
    る弁孔と、この弁孔内に摺動自在に挿入されて上記ポー
    ト間の流路を切り換えるスプールとを有する弁切換部、 相対する一対の極歯を備えた筒状のヨークと、該ヨーク
    に巻かれた少なくとも一つの励磁コイルと、上記ヨーク
    の中空部内に軸線方向に可動に配置され、Ｎ極とＳ極と
    がラジアル方向に着磁された円筒状の永久磁石と、該永
    久磁石と上記スプールとを連結する非磁性体製の磁石ホ
    ルダーとを有する駆動部、 上記永久磁石の中空部内に該磁石の中心軸線上に位置す
    るように配設され、磁束密度の変化から該永久磁石の変
    位を検出する変位センサー、 上記変位センサーからの検出信号を設定値と比較し、そ
    れらの偏差に基づいて上記駆動部を制御することにより
    弁開度を調節する制御部、を有することを特徴とするエ
    アサーボバルブ。
  2. 【請求項２】巻き方向を逆にした複数の励磁コイルを有
    し、これらの励磁コイルがヨークの軸線方向に並べて設
    置されると共に、各励磁コイルに流れる電流の大きさが
    個別に制御可能であることを特徴とする請求項１に記載
    のエアサーボバルブ。
  3. 【請求項３】励磁コイルに流れる電流を検出するための
    電流センサーを有し、この電流センサーで検出されたコ
    イル電流を上記制御部にフィードバックすることによ
    り、コイル電圧に対するコイル電流の応答遅れを補償す
    るように構成されていることを特徴とする請求項１又は
    ２に記載のエアサーボバルブ。
  4. 【請求項４】上記スプールを手動で切り換えるための手
    動操作機構を有することを特徴とする請求項１から３ま
    での何れかに記載のエアサーボバルブ。
  5. 【請求項５】上記手動操作機構が、ケーシングに自身の
    軸線の回りに回転操作可能なるように取り付けられたハ
    ンドルと、このハンドルの先端に偏心状態に設けられた
    ピンと、上記スプール又は磁石ホルダーに形成されて上
    記ピンが係合する係合溝とを有することを特徴とする請
    求項４に記載のエアサーボバルブ。
  6. 【請求項６】励磁コイルへの非通電時に上記スプールが
    中立位置に保持されるように構成されていることを特徴
    とする請求項１から５までの何れかに記載のエアサーボ
    バルブ。
  7. 【請求項７】上記スプールを中立位置に保持させるため
    の手段がヨークの磁気飽和特性であって、該ヨークが、
    永久磁石の起磁力によって磁気飽和しないように構成さ
    れていることを特徴とする請求項６に記載のエアサーボ
    バルブ。
  8. 【請求項８】上記スプールを中立位置に保持するための
    手段が、該スプールの両端に設置された復帰ばねである
    ことを特徴とする請求項６に記載のエアサーボバルブ。
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