JP2538434Y2 - 電油サーボアクチュエータ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案はピストンがサーボモータ駆動のスプールに追
従して動くメカニカルフィードバック機構を有する電油
サーボアクチュエータ、特にピストンを動作させる作動
油の排出ラインからの背圧が前記スプールに作用しない
ようにした電油サーボアクチュエータに関する。

（従来技術） この種の電油サーボアクチュエータは、外部に対して
往復動の仕事を行うロッドに結合されているピストン
と、該ピストンの移動方向を制御するためのピストン内
部に出入するスプールと、該スプールを移動させるため
に該スプールとボールねじ係合されたサーボモータと、
これらのロッド，ピストン，スプールおよびボールねじ
軸を囲包するハウジングとを有し、これによって前記ピ
ストンが前記スプールに追従して動くというメカニカル
フィードバック機構を有している。前記ハウジングは通
常前記ロッドを軸支するロッド側カバーと、前記ピスト
ンを収容するシリンダ部と、該シリンダ部の片端に取り
付けられ前記スプールまたは前記ボールねじ軸が貫通す
るヘッド側カバーとで構成されている。

第２図に示す従来例を参照すれば、ハウジング本体と
なるシリンダ部３にピストン５が収容され、ピストン５
の一端部に形成されたピストンロッド４がシリンダ部片
端を閉塞するロッド側カバー１を貫通してのびている。
なおピストンロッド４は他の被動部（図示省略）に連結
されるので該被動部を介してピストン５は軸線まわりの
回転が阻止される。ピストン５にはキー16を介してスプ
ール８が回転不能かつ軸方向移動可能に収容されかつ該
スプール８から伸長した連結軸９が、ピストン５および
ピストン他端側のヘッド側カバー２に形成された排油用
タンク室22を貫通して同様に該ヘッド側カバー２に形成
された潤滑油室26内までのびている。ピストン５の前記
一端側のシリンダ部内は給油室20となっており、該ピス
トン５の他端側シリンダ部内には圧力油室21が形成され
ている。なお圧力油室21と排油用タンク室22とはピスト
ン他端から突出したジャーナル部６および該ジャーナル
部６を軸支するヘッド側カバー２によって隔離されてい
る。ピストン５にはスプール８を介して圧力油室21と排
油用タンク室22とを連通，遮断させる油路17,18が形成
され、またピストン５とスプール連結軸９との間に前記
排油用タンク室22につながる空間部23が形成されてい
る。空間部23はピストン５内に形成された油路19および
スプール８の連絡溝13,油路18を介して圧力油室21と連
通可能である。

ヘッド側カバー２の端部にはサーボモータ10が取り付
けられ、その出力軸はカップリング11を介してヘッド側
カバー２内へのびるボールねじ軸７に連結されている。
ボールねじ軸７はスプール連結軸９の軸端に固着された
ボールねじナット29と螺合しており、したがってサーボ
モータ10の回転作動により連結軸９およびスプール８は
サーボモータ10の回転量に対応した軸方向移動がなされ
る。24はシリンダ部３の給油室20に圧油を供給する給油
ポートであり、25は排油用タンク室22のタンクポートで
あり、タンクライン配管30を介して排油タンクＴに接続
されている。

上述の構成でまずサーボモータ10が回転すると、前述
のようにボールねじ部を介してスプール８が前進（矢印
Ａ方向）し、給油室20内の作動油がピストン５内の油路
17からスプール８の連通溝13を介して油路18を通り圧力
油室21内に導入される。この時ピストン５は前向きに力
が働いて前進（矢印Ａ′方向）し、スプール８により油
路17,18が閉じられ、かつ給油室20と圧力油室21の力が
釣り合った位置で停止する。

次にサーボモータ10の逆転によりスプール８を後退
（矢印Ｂ方向）させると、圧力油室21内の作動油が油路
18からスプール８の連通溝13を介して油路19を通って排
油用タンク室22に導入され、タンクポート25,タンクラ
イン配管30を経て排油タンクＴに流出する。このことか
ら給油室20内の油圧力によりピストン５が押し戻され
（後進，矢印Ｂ′方向）、前進の場合と同様に平衡状態
で停止する。

第３図の従来例（実開昭63-53001号公報）ではスプー
ル８は第２図の如き突出した連結軸９を有しておらず、
スプール８に直接ボールねじナット29が取り付けられ、
サーボモータ10に連結されたボールねじ軸７がヘッド側
カバー２の排油用タンク室22を貫通してのび、スプール
８のボールねじナット29に螺合している。第３図の従来
例においても第２図と同様にピストン５がサーボモータ
10の回転方向の切り替えでスプール８に追従して前進，
停止，後進，停止の反復動作を行う。

（考案が解決しようとする課題） 従来の電油サーボアクチュエータにおいては排油のタ
ンクラインに発生する背圧が排油用タンク室からスプー
ルに直接作用し、サーボモータの出力トルクに変動を与
えるという不具合がある。第２図のＧ部を拡大した第４
図を参照して具体的に説明すれば、空間部23はヘッド側
カバー２のタンク室22およびタンクポート25につながっ
ているため、タンクライン配管30内部に発生する背圧31
により、スプール８は軸方向の力を受ける。したがって
この力はボールねじナット29,ボールねじ軸７を経由し
てサーボモータ10に外乱のトルクとして伝達されるため
アクチュエータの制御，応答特性が乱される。第３図の
如き構成の電油サーボアクチュエータにおいても同様で
あり、タンクライン配管30に発生する背圧はボールねじ
ナット29およびスプール８に直接作用し、サーボモータ
10の外乱トルクとなる欠点があった。

本考案は、ピストンの移動方向を制御するためのピス
トン内部に設けられているスプールに対し、作動油の排
出ラインからの背圧が作用しないようにし、これによっ
て制御の外乱をなくし、制御精度および応答特性の改善
を図った電油サーボモータを提供することにある。

（課題を解決するための手段） 本考案によればピストンがスプールに追従して動くメ
カニカルフィードバック機構を有する電油サーボアクチ
ュエータにおいて、前記スプール移動用のねじ軸を回転
させるサーボモータと、前記スプールまたは前記ねじ軸
が貫通しているヘッド側カバーと、該ヘッド側カバーの
内部に形成されかつ前記スプールまたはねじ軸の周囲に
配置された排油用タンク室と、前記スプールまたはねじ
軸の排油用タンク室への貫通部で該スプールの外周に設
けられかつ該タンク室につながるタンクラインからの背
圧が該スプールに軸方向にかからないように該スプール
の外周の段差部を該排油用タンク室に対して遮蔽するス
プールカバーとを有して成る電油サーボアクチュエータ
が提供される。

（実施例） 次に、本考案を実施例について図面を参照して説明す
る。

第１図は本考案の１実施例に係る電油サーボアクチュ
エータの縦断面図である。この実施例は第２図で説明し
たスプール８の連結軸９がヘッド側カバー２内のタンク
室22を貫通して潤滑油室26内へのび、該潤滑油室26内で
サーボモータ10のボールねじ軸７とねじ係合した形式の
ものに適用した例である。第２図と同様の構成部分には
同じ符号を付しかつ同一部分の重複した説明はできるだ
け省略する。この実施例では、ピストン５のヘッド側端
部近傍からスプール連結軸９貫通部位のヘッド側カバー
２の内壁にかけてスプールカバー34が設けられている。
スプールカバー34はその一端がスプール８の連結軸９近
傍に固着され、また他端がヘッド側カバー２内のタンク
室22を貫通して、該タンク室22と潤滑油室26間に形成さ
れたドレン室32に突出している。ドレン室32にはドレン
ポート36が穿けられており、ドレンライン配管37を介し
てドレンタンクＤに接続されている。ヘッド側カバー２
とスプールカバー34の摺接部には往復動シール33が配設
されている。

上述の如き構成とすることにより、スプールカバー34
はスプール８の外周を覆っているため、タンク室22に排
油タンクラインの背圧が発生してもスプール８には影響
しない。スプール８とピストン５の摺接部から洩れるド
レン油はドレン通路35を通り、スプールカバー34の内部
を経由してドレン室32へと導かれる。したがって第２
図，第３図のような従来構造の場合と異なりタンクライ
ンとドレン通路とが連結されることがなく独立した構造
となる。

なお、上記実施例では、スプールカバー34はその一端
がスプール８の連結軸９近傍に固着されているが、スプ
ール８とスプールカバー34との間に往復動シール構造を
もち、かつ、スプールカバー34の外側に圧力油室21と排
油用タンク室22との連通路を具備しておけば、スプール
カバー34はピストン５に固着してもよい。

（考案の効果） 以上説明したように本考案によれば、ヘッド側カバー
内においてピストンに外被させるかあるいはスプールの
外周に固着したスプールカバーでスプールまたはボール
ねじ軸の排油用タンク室貫通部を覆うことにより、タン
クラインに発生する背圧がスプールに直接作用すること
がなくなり、サーボモータの出力トルクに変動を及ぼさ
なくなる。したがって精度の高い制御が可能となり、特
にサーボアクチュエータが高サイクルで使用される場合
においては発生する背圧も高くなり易く、応答特性も改
善されるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の１実施例による電油サーボアクチュエ
ータの縦断面図、第２図は従来の電油サーボアクチュエ
ータの縦断面図、第３図は他の従来例を示す縦断面図、
第４図は第２図のＧ部の部分拡大断面図である。 ２……ヘッド側カバー、３……シリンダ部、４……ピス
トンロッド、５……ピストン、７……ボールねじ軸、８
……スプール、９……連結軸、10……サーボモータ、20
……給油室、21……圧力油室、22……排油用タンク室、
23……空間部、25……排油タンクポート、29……ボール
ねじナット、30……タンクライン配管、31……背圧、32
……ドレン室、34……スプールカバー、Ｔ……排油タン
ク、Ｄ……ドレンタンク。

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】ピストンがスプールに追従して動くメカニ
   カルフィードバック機構を有する電油サーボアクチュエ
   ータにおいて、前記スプール移動用のねじ軸を回転させ
   るサーボモータと、前記スプールまたは前記ねじ軸が貫
   通しているヘッド側カバーと、該ヘッド側カバーの内部
   に形成されかつ前記スプールまたはねじ軸の周囲に配置
   された排油用タンク室と、前記スプールまたはねじ軸の
   排油用タンク室への貫通部で該スプールの外周に設けら
   れかつ該タンク室につながるタンクラインからの背圧が
   該スプールに軸方向にかからないように該スプールの外
   周の段差部を該排油用タンク室に対して遮蔽するスプー
   ルカバーとを有することを特徴とする電油サーボアクチ
   ュエータ。