JP2800873B2 - Hydraulic servo valve - Google Patents

Hydraulic servo valve

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JP2800873B2
JP2800873B2 JP5103408A JP10340893A JP2800873B2 JP 2800873 B2 JP2800873 B2 JP 2800873B2 JP 5103408 A JP5103408 A JP 5103408A JP 10340893 A JP10340893 A JP 10340893A JP 2800873 B2 JP2800873 B2 JP 2800873B2
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sleeve
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昌男 信田
新平 宮川
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株式会社 荏原製作所
株式会社 荏原総合研究所
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、スリーブに収めたスプ
ールの両端をそれぞれ静圧軸受により非接触に支持した
水圧サーボ弁に関し、特に、作動流体に水を用いた水圧
サーボ弁に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a hydraulic servo valve in which both ends of a spool housed in a sleeve are supported in a non-contact manner by static pressure bearings, and more particularly to a hydraulic servo valve using water as a working fluid.

【0002】[0002]

【従来の技術】作動流体に水を用い、油に係る問題を解
決した水圧サーボ弁は、本出願人により特開平1−11
2004号公報、特開平1−112005号公報、特開
平1−145404号公報及び特開平1−14505号
公報で提案されている。
2. Description of the Related Art A hydraulic servo valve using water as a working fluid and solving the problem relating to oil has been disclosed by the present applicant in Japanese Patent Application Laid-Open No. 1-11 / 1999.
These are proposed in JP-A-2004-2004, JP-A-1-112005, JP-A-1-145404, and JP-A-1-14505.

【0003】その一例を図4を参照して説明する。An example will be described with reference to FIG.

【0004】図4において、プラスチック材等の不錆材
からなる弁本体1Aには、スリーブ2Aが形成されてい
る。そのスリーブ2A内には、プラスチック材等の不錆
材からなるスプール11Aが、両端を一対の静圧軸受1
5a、15bによりスリーブ2Aに対し非接触に支持さ
れ、左右のばね室3a、3b内に介装されたばね4によ
りセンタリングされている。そして、静圧軸受15a、
15bには、図5にも示すように、それぞれ対角線上に
絞り部17を備えた4個のポケット16が形成されてい
る。
In FIG. 4, a sleeve 2A is formed on a valve body 1A made of a non-rust material such as a plastic material. In the sleeve 2A, a spool 11A made of a non-rust material such as a plastic material has a pair of hydrostatic bearings 1 at both ends.
5a and 15b support the sleeve 2A in a non-contact manner, and are centered by springs 4 interposed in left and right spring chambers 3a and 3b. And the hydrostatic bearing 15a,
As shown in FIG. 5, four pockets 16 each having a diagonal stop 17 are formed in 15b.

【0005】また、ばね室3a、3bに接続された管路
6a、6bは、弁本体1Aに形成された中央室8内に突
出され、それらの突出端部には、それぞれノズル7a、
7bが形成されている。これらノズル7a、7bの間に
は、隙間Dが形成され、その隙間Dには、弁本体1Aに
固設されたトルクモータ9のフラッパ10がノズル7
a、7bにわずかの隙間を設けて挿通されている。
The pipes 6a, 6b connected to the spring chambers 3a, 3b project into a central chamber 8 formed in the valve body 1A.
7b is formed. A gap D is formed between the nozzles 7a and 7b, and the flapper 10 of the torque motor 9 fixed to the valve body 1A is provided in the gap D.
a and 7b are inserted with a slight gap.

【0006】このように構成され、圧水PSはポンプポ
ートPからスリーブ2A内に入り、通路A1、A2の2
路に分岐されて静圧軸受15a、15bの4個の絞り部
17からポケット16に噴出し、スプール11Aを浮上
させてスリーブ2Aに対し非接触に支持している。
[0006] With such a configuration, the pressurized water PS enters the sleeve 2A from the pump port P and passes through the two passages A1 and A2.
The spool 11A is branched into a path and spouts out of the four throttle portions 17 of the hydrostatic bearings 15a and 15b into the pocket 16 to float the spool 11A and support it in a non-contact manner with the sleeve 2A.

【0007】上記ポケット16の絞り部17の孔径が小
さいため、水に混入した異物が詰まり易く、1個の絞り
部17でも詰まると、軸受効果が損われてしまう。ま
た、ポケット16には、高圧・高速の水が通過するの
で、キャビテーションにより絞り部17が摩耗して絞り
径が変化し、軸受効果の減少につながるおそれがある。
また、特開平4−191506号公報には、スプールに
オリフィスおよびポケットを設けて、静圧軸受による自
動調芯作用を利用した水圧サーボ弁が開示されている。
しかしながら、かかる公知技術もオリフィスを用いてい
るために作動流体中に異物が混入している場合に詰まり
が発生する。静圧軸受自体は公知であり、例えば特公昭
36−15107号公報に開示さている。しかしながら
かかる公知技術はスプールを保持するものではない。
Since the hole diameter of the narrowed portion 17 of the pocket 16 is small, foreign matter mixed in water tends to be clogged, and if one narrowed portion 17 is clogged, the bearing effect will be impaired. Further, since high-pressure and high-speed water passes through the pocket 16, the iris 17 is worn out by cavitation and the diameter of the iris is changed, which may lead to a decrease in the bearing effect.
Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 4-191506 discloses a hydraulic servo valve in which an orifice and a pocket are provided in a spool and self-aligning action by a hydrostatic bearing is used.
However, since the known technique also uses an orifice, clogging occurs when foreign matter is mixed in the working fluid. The hydrostatic bearing itself is known, and is disclosed, for example, in Japanese Patent Publication No. 36-15107. However, such known techniques do not hold the spool.

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】したがって本発明の目
的は、異物が混入している水を用いても目詰まりを生じ
ない静圧軸受を有する水圧サーボ弁を提供するにある。
SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to provide a hydraulic servo valve having a hydrostatic bearing which does not cause clogging even if water containing foreign matter is used.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明によれば、弁本体
(1)に形成したスリーブ(2)内にはスプール(1
1)がその両端を静圧軸受(B1、B2)によりスリー
ブ(2)に対して非接触に支持され、そして両端のばね
室(3a、3b)内に設けたばね(4)によりセンタリ
ングされた水圧サーボ弁において、前記静圧軸受(B
1、B2)は弁本体(1)に形成したグルーブ(5)と
のそのグルーブ(5)に向けて対角線上に開口した複数
の噴出口(C)とを備え、前記噴出口(C)と対向する
スプール(11)には小径部(12)が形成され、そし
て、その小径部(12)の両側にはテーパランド(1
3)が形成されている。
According to the present invention, a spool (1) is provided in a sleeve (2) formed in a valve body (1).
1) is supported at both ends thereof by a hydrostatic bearing (B1, B2) in a non-contact manner with respect to a sleeve (2), and a hydraulic pressure centered by a spring (4) provided in spring chambers (3a, 3b) at both ends. In the servo valve, the static pressure bearing (B
1, B2) includes a groove (5) formed in the valve body (1), and a plurality of outlets (C) diagonally opened toward the groove (5). A small diameter portion (12) is formed on the opposed spool (11), and tapered lands (1) are formed on both sides of the small diameter portion (12).
3) is formed.

【0010】[0010]

【作用効果の説明】したがって噴出口から噴出された圧
水はグルーブから両側のテーパランドに沿って流れる。
その際に、小径部の圧力はスプールのランド部の所のス
プールとスリーブとの間の圧力より大きいので、圧水は
テーパランドを押圧することになる。その押圧の半径方
向内方の分力によりスプールはスリーブから浮上し、自
動調芯作用が行われる。このように本発明によれば、テ
ーパランドに生ずる推力で自動調芯を行うので、水圧が
バランスでき、キャビテーションによる摩耗を防止でき
る。また絞り部が不要となるので、圧水中に含まれる異
物の詰まりの問題がなくなる。
[Explanation of the function and effect] Therefore, the pressurized water jetted from the jet port flows from the groove along the tapered lands on both sides.
At that time, since the pressure at the small diameter portion is larger than the pressure between the spool and the sleeve at the land portion of the spool, the pressurized water presses the tapered land. The spool floats from the sleeve by the radially inward component force of the pressing, and the self-centering action is performed. As described above, according to the present invention, since the self-alignment is performed by the thrust generated in the taper land, the water pressure can be balanced, and wear due to cavitation can be prevented. In addition, since the squeezing section is not required, the problem of clogging of foreign matter contained in the pressurized water is eliminated.

【0011】[0011]

【実施例】以下図面を参照して本発明の実施例を説明す
る。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0012】なお、図1において図4に対応する部分に
ついては、同じ符号を付して重複説明を省略する。
In FIG. 1, portions corresponding to those in FIG. 4 are denoted by the same reference numerals, and redundant description will be omitted.

【0013】図1及び図2において、静圧軸受B1、B
2は、弁本体1に形成されたグルーブ5と、そのグルー
ブ5に向けて対角線上に開口された複数(図示の例では
4個)の噴出口Cと、噴出口Cに対向するスプール11
の小径部12の両側に形成された一対のテーパランド1
3とから構成されている。そして、噴出口Cの口径は、
従来の絞り部17(図5)に比べ、水に混入した異物が
詰まらない程度に大きく形成されている。
1 and 2, the hydrostatic bearings B1, B
Reference numeral 2 denotes a groove 5 formed in the valve body 1, a plurality of (four in the illustrated example) ejection ports C opened diagonally toward the groove 5, and a spool 11 facing the ejection port C.
A pair of tapered lands 1 formed on both sides of the small-diameter portion 12 of FIG.
And 3. And the diameter of the spout C is
As compared with the conventional throttle portion 17 (FIG. 5), it is formed so large that foreign matter mixed in water does not clog.

【0014】運転に際し図3に示すように、圧水PSは
噴出口Cからグルーブ5を経てスプール11の小径部1
2に沿って左右に分かれ、テーパランド13側に流れ
る。この際、スプール11とスリーブ2との間の圧力P
1は、小径部12側の圧力P2より充分に小さい。した
がって、差圧(P2−P1)により圧水PSは、テーパ
ランド13を押圧する。この押圧力の半径方向内方に向
う分力によりスプール11には推力Tが発生し、スリー
ブ2の内面から浮上させ、スプール11を非接触で支持
し、自動調芯作用を行う。
In operation, as shown in FIG. 3, the pressurized water PS is supplied from the outlet C through the groove 5 to the small-diameter portion 1 of the spool 11.
2 and flows toward the taper land 13 side. At this time, the pressure P between the spool 11 and the sleeve 2
1 is sufficiently smaller than the pressure P2 on the small diameter portion 12 side. Therefore, the pressure water PS presses the taper land 13 by the differential pressure (P2-P1). A thrust T is generated on the spool 11 by the radially inward component of the pressing force, and the thrust is lifted from the inner surface of the sleeve 2 to support the spool 11 in a non-contact manner and perform an automatic centering action.

【0015】[0015]

【発明の効果】以上の通り本発明によれば下記のすぐれ
た効果を奏する。 (1) テーパランドを流れる水圧によりスプールを浮
上させるので、自動調芯作用が好適に行われる。 (2) 従来技術のような絞り部が不要となり、異物の
混入した水を作動流体としても詰まりが生じない。 (3) 水の圧力をテーパランド全体に分散でき、キャ
ビテーションによる摩耗がない。 (4) 従来例に比べて安定した自動調芯が行われる。
As described above, according to the present invention, the following excellent effects can be obtained. (1) Since the spool is floated by the water pressure flowing through the taper land, the self-centering action is suitably performed. (2) The restriction portion unlike the prior art is not required, and clogging does not occur even if water containing foreign matter is used as a working fluid. (3) Water pressure can be dispersed over the entire taper land, and there is no wear due to cavitation. (4) Stable automatic alignment is performed as compared with the conventional example.

【0016】[0016]

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施例を示す側断面図。FIG. 1 is a side sectional view showing one embodiment of the present invention.

【図2】図1のA−A矢視断面図。FIG. 2 is a sectional view taken along the line AA of FIG. 1;

【図3】作用を説明する側断面図。FIG. 3 is a sectional side view for explaining the operation.

【図4】従来の水圧サーボ弁を説明する側断面図。FIG. 4 is a side sectional view illustrating a conventional hydraulic servo valve.

【図5】図4のB−B矢視図。5 is a view taken in the direction of arrows BB in FIG. 4;

【符号の説明】[Explanation of symbols]

A1、A2・・・通路 B1、B2・・・静圧軸受 C・・・噴出口 P・・・ポンプポート PS・・・圧水 1、1A・・・弁本体 2、2A・・・スリーブ 3a、3b・・・ばね室 4・・・ばね 5・・・グルーブ 6a、6b・・・管路 7a、7b・・・ノズル 8・・・中央室 9・・・トルクモータ 10・・・フラッパ 11、11A・・・スプール 12・・・小径部 13・・・テーパランド 15a、16a・・・静圧軸受 16・・・ポケット 17・・・絞り部 A1, A2: passage B1, B2: static pressure bearing C: jet port P: pump port PS: pressurized water 1, 1A: valve body 2, 2A: sleeve 3a 3b Spring chamber 4 Spring 5 Groove 6a, 6b Pipe line 7a, 7b Nozzle 8 Central chamber 9 Torque motor 10 Flapper 11 , 11A: spool 12: small diameter portion 13: taper land 15a, 16a: hydrostatic bearing 16: pocket 17: throttle portion

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 信田 昌男 神奈川県藤沢市本藤沢4丁目2番1号 株式会社荏原総合研究所内 (72)発明者 宮川 新平 神奈川県藤沢市本藤沢4丁目2番1号 株式会社荏原総合研究所内 (56)参考文献 特開 平4−191506(JP,A) 特開 平1−112005(JP,A) 特開 平1−145405(JP,A) 特開 平1−112004(JP,A) 特開 平1−145404(JP,A) 実開 昭62−93404(JP,U) 特許173386(JP,B1) 特公 昭36−15107(JP,B1) 実公 昭57−20933(JP,Y2) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F15B 13/043──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Masao Shinda 4-2-1 Motofujisawa, Fujisawa City, Kanagawa Prefecture Inside Ebara Research Institute, Inc. (72) Inventor Shinpei Miyagawa 4-2-1 Motofujisawa, Fujisawa City, Kanagawa Prefecture No. Ebara Research Institute, Inc. (56) References JP-A-4-191506 (JP, A) JP-A-1-112005 (JP, A) JP-A-1-145405 (JP, A) JP-A-1- 112004 (JP, A) JP-A-1-145404 (JP, A) JP-A 62-93404 (JP, U) Patent 173386 (JP, B1) JP-B 36-15107 (JP, B1) JP-B 57 -20933 (JP, Y2) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) F15B 13/043

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 弁本体(1)に形成したスリーブ(2)
内にはスプール(11)がその両端を静圧軸受(B1、
B2)によりスリーブ(2)に対して非接触に支持さ
れ、そして両端のばね室(3a、3b)内に設けたばね
(4)によりセンタリングされた水圧サーボ弁におい
て、前記静圧軸受(B1、B2)は弁本体(1)に形成
したグルーブ(5)とのそのグルーブ(5)に向けて対
角線上に開口した複数の噴出口(C)とを備え、前記噴
出口(C)と対向するスプール(11)には小径部(1
2)が形成され、そして、その小径部(12)の両側に
はテーパランド(13)が形成されていることを特徴と
する水圧サーボ弁。
1. A sleeve (2) formed on a valve body (1).
A spool (11) has a hydrostatic bearing (B1, B2) at both ends.
B2) in a non-contact manner with respect to the sleeve (2) and in a hydraulic servo valve centered by springs (4) provided in spring chambers (3a, 3b) at both ends, the hydrostatic bearings (B1, B2). ) Is provided with a groove (5) formed in the valve body (1) and a plurality of ejection ports (C) opened diagonally toward the groove (5), and a spool facing the ejection port (C). (11) has a small diameter part (1
2), and a tapered land (13) is formed on both sides of the small diameter portion (12).
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