JP3174695B2 - 電気油圧弁 - Google Patents
電気油圧弁Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は油圧シリンダ等の油圧駆
動アクチュエータの作動をコントロールする電気油圧弁
に関する。
動アクチュエータの作動をコントロールする電気油圧弁
に関する。
【０００２】
【従来の技術】油圧シリンダ等の油圧駆動アクチュエー
タの作動をコントロールする電気油圧サーボ弁あるいは
比例制御弁は従来周知であるが、これらの油圧を切り替
える弁部はスプールタイプであった。これらの弁ではパ
イロット段のノズルフラッパで電流入力から変換された
油圧あるいはソレノイド又はフォースモータにより直接
スプールを駆動し弁作用をさせる。
タの作動をコントロールする電気油圧サーボ弁あるいは
比例制御弁は従来周知であるが、これらの油圧を切り替
える弁部はスプールタイプであった。これらの弁ではパ
イロット段のノズルフラッパで電流入力から変換された
油圧あるいはソレノイド又はフォースモータにより直接
スプールを駆動し弁作用をさせる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】図３には、従来のノズ
ルフラッパ式サーボ弁を示しているが、このサーボ弁で
はパイロット段にあるノズルで作動油が常時消費される
ため、それだけ油圧源の容量を大きくする必要がある。
さらにスプールでは油密が狭い隙間によるため若干の油
もれが発生する。
ルフラッパ式サーボ弁を示しているが、このサーボ弁で
はパイロット段にあるノズルで作動油が常時消費される
ため、それだけ油圧源の容量を大きくする必要がある。
さらにスプールでは油密が狭い隙間によるため若干の油
もれが発生する。
【０００４】このため極端に油圧源が制限される状態の
下で使用される場合、例えば停電時に油圧ポンプが停止
した後もアキュムレータ内の油圧で作動を続けるような
装置の場合はアキュムレータ容量が大きくなり、スペー
ス、重量上の不具合がある。
下で使用される場合、例えば停電時に油圧ポンプが停止
した後もアキュムレータ内の油圧で作動を続けるような
装置の場合はアキュムレータ容量が大きくなり、スペー
ス、重量上の不具合がある。
【０００５】本発明はポペット弁を使用し、小容量の油
圧源により作動可能で、スプール型式の弁と同等の制御
精度を確保でき、圧力による駆動電磁力への負荷力の変
化を無くした油圧駆動アクチュエータ制御用の電気油圧
弁を提供することを課題としている。
圧源により作動可能で、スプール型式の弁と同等の制御
精度を確保でき、圧力による駆動電磁力への負荷力の変
化を無くした油圧駆動アクチュエータ制御用の電気油圧
弁を提供することを課題としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、リターンスプ
リングによって閉方向に押圧されたポペット弁を有し、
同ポペット弁を電磁力により変位させて油路間の連通を
制御することにより油圧駆動アクチュエータの作動をコ
ントロールする電気油圧弁における前記課題を解決する
ため次の構成をもつ電気油圧弁を提供する。
リングによって閉方向に押圧されたポペット弁を有し、
同ポペット弁を電磁力により変位させて油路間の連通を
制御することにより油圧駆動アクチュエータの作動をコ
ントロールする電気油圧弁における前記課題を解決する
ため次の構成をもつ電気油圧弁を提供する。
【０００７】すなわち、本発明による電気油圧弁では、
ポペット弁は衝棒とバランスピストンをこの順に介して
電磁力により変位され、バランスピストンのポペット弁
側の一端はタンクドレンにつながり、バランスピストン
の衝棒側の他端はポペット弁の弁開方向の室と連絡され
ているとともにバランスピストンの面積がポペット弁と
衝棒の面積の和になっており、かつ、ポペット弁の変位
を測る変位計を備えた構成を採用する。
ポペット弁は衝棒とバランスピストンをこの順に介して
電磁力により変位され、バランスピストンのポペット弁
側の一端はタンクドレンにつながり、バランスピストン
の衝棒側の他端はポペット弁の弁開方向の室と連絡され
ているとともにバランスピストンの面積がポペット弁と
衝棒の面積の和になっており、かつ、ポペット弁の変位
を測る変位計を備えた構成を採用する。
【０００８】本発明による電気油圧弁でポペット弁を変
位させる電磁力としては、コイルに電流を流すことによ
りコイルの軸方向に力が発生するようにしてその電流の
強弱により発生する力を変化させるようにしたフォース
モータを使用するのが好ましい。
位させる電磁力としては、コイルに電流を流すことによ
りコイルの軸方向に力が発生するようにしてその電流の
強弱により発生する力を変化させるようにしたフォース
モータを使用するのが好ましい。
【０００９】
【作用】本発明による電気油圧弁では、ポペット弁と同
軸上にバランスピストンを配置し、ポペット弁を変位さ
せる電磁力を衝棒とバランスピストンを介してポペット
弁に伝え、かつ、バランスピストンの面積をポペット弁
と衝棒の面積の和になるように構成していて油圧力が打
ち消され、電磁力に対してはポペット弁のリターンスプ
リング力しか対向しないのでポペット弁は電磁力によっ
て精度良く、かつ、高速で動かすことが可能となる。
軸上にバランスピストンを配置し、ポペット弁を変位さ
せる電磁力を衝棒とバランスピストンを介してポペット
弁に伝え、かつ、バランスピストンの面積をポペット弁
と衝棒の面積の和になるように構成していて油圧力が打
ち消され、電磁力に対してはポペット弁のリターンスプ
リング力しか対向しないのでポペット弁は電磁力によっ
て精度良く、かつ、高速で動かすことが可能となる。
【００１０】これにより本発明の電気油圧弁では弁開口
面積したがって流量の連続的な制御が可能となり、しか
も漏れが極小でスプール弁並に負荷圧の影響の無いバル
ブが達成できる。
面積したがって流量の連続的な制御が可能となり、しか
も漏れが極小でスプール弁並に負荷圧の影響の無いバル
ブが達成できる。
【００１１】
【実施例】以下、本発明による電気油圧弁を図１に示し
た一実施例により具体的に説明する。図１において、弁
本体部１０２と、電磁力を発生するフォースモータ部１
０３は中間ピース部１０１を介して連結されている。１
０４は電線のコネクタ部である。
た一実施例により具体的に説明する。図１において、弁
本体部１０２と、電磁力を発生するフォースモータ部１
０３は中間ピース部１０１を介して連結されている。１
０４は電線のコネクタ部である。
【００１２】２はポペット、２０はバランスピストン、
３はポペットハウジング、３０１はポペット２の外側の
油圧室３０２とポペット２の背面の油圧室３０４を結ぶ
ようポペットハウジング３内に形成された連絡通路であ
る。３０３はポペット２の内側の油圧室、４はポペット
２のリターンスプリング、２１はポペット２とバランス
ピストン２０で形成されるバランス室であり、タンクド
レンに連絡されている。
３はポペットハウジング、３０１はポペット２の外側の
油圧室３０２とポペット２の背面の油圧室３０４を結ぶ
ようポペットハウジング３内に形成された連絡通路であ
る。３０３はポペット２の内側の油圧室、４はポペット
２のリターンスプリング、２１はポペット２とバランス
ピストン２０で形成されるバランス室であり、タンクド
レンに連絡されている。
【００１３】このようにバランスピストン２０のポペッ
ト２側の端はタンクドレンに連絡され、バランスピスト
ン２０の他端はポペット２の弁開方向の油圧室３０２と
連絡されている。ポペット２とバランスピストン２０は
ポペットハウジング３に摺動可能に挿入され、ポペット
２の頭部でその着座時には油密が保持される。
ト２側の端はタンクドレンに連絡され、バランスピスト
ン２０の他端はポペット２の弁開方向の油圧室３０２と
連絡されている。ポペット２とバランスピストン２０は
ポペットハウジング３に摺動可能に挿入され、ポペット
２の頭部でその着座時には油密が保持される。
【００１４】５は衝棒で先端がバランスピストン２０の
背面に当接される。５０１は衝棒案内で、衝棒５が油密
かつ摺動可能にはまっている。衝棒案内５０１は弁本体
部１０２と中間ピース部１０１間に配設されている。６
は後述のコイルコア７０１の支持案内部、７はそのコイ
ルコア７０１に巻かれたコイル、７０１はコイルコア、
７０２は通電線、８は磁石、９はばねでコイルコア７０
１を右方に押すようになっている。１０は差動変圧器の
コイル、１０ａは検出電線、１００１は差動変圧器のコ
アでコイルコア支持案内部６に延長して取り付けられて
いる。
背面に当接される。５０１は衝棒案内で、衝棒５が油密
かつ摺動可能にはまっている。衝棒案内５０１は弁本体
部１０２と中間ピース部１０１間に配設されている。６
は後述のコイルコア７０１の支持案内部、７はそのコイ
ルコア７０１に巻かれたコイル、７０１はコイルコア、
７０２は通電線、８は磁石、９はばねでコイルコア７０
１を右方に押すようになっている。１０は差動変圧器の
コイル、１０ａは検出電線、１００１は差動変圧器のコ
アでコイルコア支持案内部６に延長して取り付けられて
いる。
【００１５】１１は油穴で油圧室３０２につながる。１
２も油穴で油圧室３０３につながる。１３はドレン穴で
衝棒案内５０１とコイルコア支持案内部６間につながっ
ていて、衝棒５と衝棒案内５０１の間を通って油圧室３
０４から漏れてくる油、及びバランスピストン２０とポ
ペット２からバランス室２１へ漏れて来る油を外部に排
出できる。ここでバランスピストン２０のピストン面積
Ａ１はポペット２の面積Ａ２と衝棒５の面積Ａ３の和と
なっている。
２も油穴で油圧室３０３につながる。１３はドレン穴で
衝棒案内５０１とコイルコア支持案内部６間につながっ
ていて、衝棒５と衝棒案内５０１の間を通って油圧室３
０４から漏れてくる油、及びバランスピストン２０とポ
ペット２からバランス室２１へ漏れて来る油を外部に排
出できる。ここでバランスピストン２０のピストン面積
Ａ１はポペット２の面積Ａ２と衝棒５の面積Ａ３の和と
なっている。
【００１６】図１に示した電気油圧弁は以上説明した構
成を有しておりその作動は次のとおりである。図１にお
いて本体フォースモータ部１０３は磁性材料であるた
め、磁石８によりコイル７を横断する磁束が発生する。
成を有しておりその作動は次のとおりである。図１にお
いて本体フォースモータ部１０３は磁性材料であるた
め、磁石８によりコイル７を横断する磁束が発生する。
【００１７】そこでコイル７に電流を流すとコイル７の
軸方向に力が発生するが、電流を右方向に力が発生する
方向に流すとこの力はコイルコア支持案内部６、衝棒
５、バランスピストン２０を介してポペット２に伝達さ
れる。この力がリターンスプリング４の力に打ち勝つと
ポペット２はリフトし、油圧室３０２と３０３が、した
がって油穴１１と１２がつながり弁作用が行われる。
軸方向に力が発生するが、電流を右方向に力が発生する
方向に流すとこの力はコイルコア支持案内部６、衝棒
５、バランスピストン２０を介してポペット２に伝達さ
れる。この力がリターンスプリング４の力に打ち勝つと
ポペット２はリフトし、油圧室３０２と３０３が、した
がって油穴１１と１２がつながり弁作用が行われる。
【００１８】この時、電流の強弱によりコイル７に発生
する力は変化するので、弁開度をコイル７に流す電流値
により変化できるが、実際の弁開度、すなわち弁変位
は、差動変圧器コイル１０により検出されるので、適宜
のコントローラで弁開度の指令値と実際の弁開度を比較
してその偏差の大小により電流を強弱させ弁変位を指令
値に追従させる。つまり本弁は弁変位すなわち流量を連
続的に制御できる比例制御弁として作動する。
する力は変化するので、弁開度をコイル７に流す電流値
により変化できるが、実際の弁開度、すなわち弁変位
は、差動変圧器コイル１０により検出されるので、適宜
のコントローラで弁開度の指令値と実際の弁開度を比較
してその偏差の大小により電流を強弱させ弁変位を指令
値に追従させる。つまり本弁は弁変位すなわち流量を連
続的に制御できる比例制御弁として作動する。
【００１９】ポペット２の弁作用において、バランスピ
ストン２０のピストン面積Ａ１、ポペット２の面積Ａ
２、及び衝棒５の面積Ａ３の関係は前記したように Ａ１＝Ａ２＋Ａ３ の関係が成り立ち、バランス室２１はドレン圧でほぼ零
なのでフォースモータに対し油圧力は働かず、フォース
モータの負荷はリターンスプリング４のみとなり、油圧
室３０３，３０２の圧力の大小の影響を受けない。この
ため、コイル７の力でポペット２を精度良くかつ高速に
動かすことが可能となる。
ストン２０のピストン面積Ａ１、ポペット２の面積Ａ
２、及び衝棒５の面積Ａ３の関係は前記したように Ａ１＝Ａ２＋Ａ３ の関係が成り立ち、バランス室２１はドレン圧でほぼ零
なのでフォースモータに対し油圧力は働かず、フォース
モータの負荷はリターンスプリング４のみとなり、油圧
室３０３，３０２の圧力の大小の影響を受けない。この
ため、コイル７の力でポペット２を精度良くかつ高速に
動かすことが可能となる。
【００２０】本弁はポペット形式であるため、閉弁時は
油圧室３０２と３０３間の漏れが殆ど無い。また、衝棒
５からドレン穴１３及びポペット２、バランスピストン
２０の摺動部を伝わってバランス室２１への油の漏れは
存在するが、隙間が小さく摺動長さが長いので漏れは極
小である。
油圧室３０２と３０３間の漏れが殆ど無い。また、衝棒
５からドレン穴１３及びポペット２、バランスピストン
２０の摺動部を伝わってバランス室２１への油の漏れは
存在するが、隙間が小さく摺動長さが長いので漏れは極
小である。
【００２１】ところで、ドレン穴１３は衝棒５からの漏
れを外部に導くため作動油はコイル７に行かない。従っ
て、作動油の代りに水を作動液とする場合でもコイル７
の絶縁不良等の不具合は発生しない。なお、本体フォー
スモータ部１０３の内部に粘度の高い油を入れておくと
コイル７の制振に効果がある。以上のように本弁は漏れ
のない比例制御弁として作動する。
れを外部に導くため作動油はコイル７に行かない。従っ
て、作動油の代りに水を作動液とする場合でもコイル７
の絶縁不良等の不具合は発生しない。なお、本体フォー
スモータ部１０３の内部に粘度の高い油を入れておくと
コイル７の制振に効果がある。以上のように本弁は漏れ
のない比例制御弁として作動する。
【００２２】図２は本実施例による電気油圧弁を使った
油圧サーボシリンダのシステム図で、１と１’が図１の
弁、１０，１０’は図１の弁の作動変圧器コイルであ
る。Ａは油圧シリンダでばねリターン式、Ｂは変位計で
油圧シリンダＡの位置を計測できる。Ｃは周知のサーボ
コントローラで、第１の作用として指令値と変位計Ｂで
計測された実際のシリンダロッドの位置を比較して弁１
または弁１’を便宜開閉する電流指令をおくる。
油圧サーボシリンダのシステム図で、１と１’が図１の
弁、１０，１０’は図１の弁の作動変圧器コイルであ
る。Ａは油圧シリンダでばねリターン式、Ｂは変位計で
油圧シリンダＡの位置を計測できる。Ｃは周知のサーボ
コントローラで、第１の作用として指令値と変位計Ｂで
計測された実際のシリンダロッドの位置を比較して弁１
または弁１’を便宜開閉する電流指令をおくる。
【００２３】コントローラＣの第２の作用として、前述
の弁開閉指令に対して、実際のポペット変位を差動変圧
器コイル１０，１０’で検出し指令と比較し、その偏差
に応じて電流を変化させる。以上の作用によって前述の
ように本弁を比例弁として作動させる。
の弁開閉指令に対して、実際のポペット変位を差動変圧
器コイル１０，１０’で検出し指令と比較し、その偏差
に応じて電流を変化させる。以上の作用によって前述の
ように本弁を比例弁として作動させる。
【００２４】このように本発明になる弁２個を用いる
と、図２に示すように、本弁を比例制御弁として作動さ
せ、これにより油圧シリンダを任意にかつ漏れが少なく
駆動させることができる。
と、図２に示すように、本弁を比例制御弁として作動さ
せ、これにより油圧シリンダを任意にかつ漏れが少なく
駆動させることができる。
【００２５】
【発明の効果】本発明による電気油圧弁はポペット弁を
使用しこれをフォースモータ等の電磁力で位置制御する
ため漏れを極小にできる。また、本発明による電気油圧
弁では、電磁力をポペットに伝える衝棒とポペットとの
間にバランスピストンを配置し、これによって電磁力に
対し油圧力が負荷とならないようピストン面積を選定し
ていて油圧力の平衡を完全に達成しているのでスプール
形式の弁と同等の連続的な制御精度を確保できる。
使用しこれをフォースモータ等の電磁力で位置制御する
ため漏れを極小にできる。また、本発明による電気油圧
弁では、電磁力をポペットに伝える衝棒とポペットとの
間にバランスピストンを配置し、これによって電磁力に
対し油圧力が負荷とならないようピストン面積を選定し
ていて油圧力の平衡を完全に達成しているのでスプール
形式の弁と同等の連続的な制御精度を確保できる。
【００２６】以上により、油圧源の容量が小さくでき、
さらに極端に油圧源が制限される場合、例えば、停電時
に油圧源が停止した後もアキュムレータ内の油圧で作動
を続けるような装置の場合も性能を損なうことなく小さ
い容量のアキュムレータで作動させることができ、スペ
ース、重量上非常に有利になる。
さらに極端に油圧源が制限される場合、例えば、停電時
に油圧源が停止した後もアキュムレータ内の油圧で作動
を続けるような装置の場合も性能を損なうことなく小さ
い容量のアキュムレータで作動させることができ、スペ
ース、重量上非常に有利になる。
【図１】本発明の一実施例に係わる電気油圧弁の構造
図。
図。
【図２】本発明の電気油圧弁を適用した油圧サーボシリ
ンダの油圧系統図。
ンダの油圧系統図。
【図３】従来のノズルフラッパ型サーボ弁の断面図。
１ 弁本体 ２ ポペット ４ リターンスプリング ５ 衝棒 ７ コイル ８ 磁石 １０ 差動変圧器のコイル ２０ バランスピストン ３０１ 連絡通路 １００１ 差動変圧器のコア
フロントページの続き (72)発明者 白木原 民也 広島県三原市糸崎町5007番地 三菱重工 業株式会社三原製作所内 (56)参考文献 特開 平６−173907（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F16K 31/06 - 31/11 F15B 13/044
Claims (1)
- 【請求項１】 リターンスプリングによって閉方向に押
圧されたポペット弁を有し、同ポペット弁を電磁力によ
り変位させて油路間の連通を制御することにより油圧駆
動アクチュエータの作動をコントロールする電気油圧弁
において、前記ポペット弁は衝棒とバランスピストンを
この順に介して前記電磁力により変位され、前記バラン
スピストンの前記ポペット弁側の一端はタンクドレンに
つながり、前記バランスピストンの前記衝棒側の他端は
前記ポペット弁の弁開方向の室と連絡されているととも
に同バランスピストンの面積は前記ポペット弁と前記衝
棒の面積の和になっており、かつ、前記ポペット弁の変
位を測る変位計を有することを特徴とする電気油圧弁。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23299594A JP3174695B2 (ja) | 1994-09-28 | 1994-09-28 | 電気油圧弁 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23299594A JP3174695B2 (ja) | 1994-09-28 | 1994-09-28 | 電気油圧弁 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0893951A JPH0893951A (ja) | 1996-04-12 |
| JP3174695B2 true JP3174695B2 (ja) | 2001-06-11 |
Family
ID=16948158
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23299594A Expired - Fee Related JP3174695B2 (ja) | 1994-09-28 | 1994-09-28 | 電気油圧弁 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3174695B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005045257A1 (ja) * | 2003-11-07 | 2005-05-19 | Japan Science And Technology Agency | 流体シリンダを用いたアクチュエータ及びその制御方法並びにチョークバルブ装置 |
-
1994
- 1994-09-28 JP JP23299594A patent/JP3174695B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0893951A (ja) | 1996-04-12 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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