JPH02113103A - 直動型電気油圧サーボ弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、油圧アクチュエータを高速に、かつ安定して
制御するのに好適な直動型電気油圧サーボ弁に関する。

〔従来の技術〕

従来の直動型電気油圧サーボ弁は、特許第１３７７６７
３号、同第１３８２６４７号などかられかるように、金
属製ばね、ゴムなどの弾性体により、スプールを両端ま
たは片側端で支持している構造になっていた。

また、金属ばね、ゴムなどを使用しないものでは、スプ
ールに速度計や変位計を取り付けて速度フィードバック
制御または位置フィードバック制御を行なっていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来技術は、サーボ弁の減衰性、応答性について配
慮されておらず、金属製ばね、ゴムなどを用いたものは
、スプールの動きに減衰性がないために制御の安全性に
欠け、スプールに速度計や変位計を取り付けたものは、
運動部分の質量が大きいために応答速度が遅く、また制
御アンプの製作費が高くなるなどの問題があった。

本発明の目的は、スプール・の動きに減衰性を与え、か
つ速度計や変位計を使用しないことで運動部分の質量を
軽減して応答速度を速くし、制御アンプの製作費を安く
する直動型電気油圧サーボ弁を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、金属製ばねやゴム、速度計、変位計に代え
て、スリーブの両端に、供給ポートからオリフィスを介
して圧油を供給されるポケットを有し、スプールの移動
によって該ポケットとタンクポートとの間のすきまの大
きさが変化する構造の油圧平衡部を対称的に設けること
により達成される。

〔作用〕

フォースモータに制御電流が流れると．フオースモータ
に直結しているスプールは、右または左に動く、右に動
いた場合、左右に配置した油圧平衡部の右側のポケット
内の圧力は上昇し、反対に左側のポケット内の圧力は下
降する。そのため、スプールには、左右ポケットの圧力
差によって左方向へ押し戻そうとする力が働く、スプー
ルは。

この力とフォースモータの駆動力とがつり合ったところ
で停止する。つまり、制御電流に比例した分だけスプー
ルは右に働くことになる。これは、左右に金属製ばねを
入れたものと同じ動きとなる。

また、スプールが速く動いた場合、その動きが右方向で
あれば、右側のポケット内の油は、スプールの動いた体
積分だけ押しのけられ、油圧平衡部のすきまからタンク
ポートへと流れる。そのために、右側のポケット内の圧
力は、スプールの動く速度に比例して上昇し、反対に左
側のポケット内の圧力は、スプールの動く速度に逆比例
して下降する。よって、スプールの動く速度に比例した
反発力が発生する。つまり、スプールの動きに減衰性が
与えられる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。

本実施例の直動型電気油圧サーボ弁は、スプール１．ス
リーブ２．ボディ３．フォースモータ４−４．４−２．
油圧平衡部５−１．５−２．オリフィス６−１．６−２
などから成る。

左右のフォースモータ４−１．４−２は、それぞれ磁石
８．ヨーク９．電機子１０．カバー１１゜コネクタ１２
で構成されており、その電機子１０にスプール１が直結
している。

また、スリーブ２の両端に設けられている油圧平衡部５
−１．５−２は、それぞれオリフィス６−１，６−２を
介して供給ポート１３から圧油を供給されるポケット７
−１．７−２を有し、スプール１の移動によりポケット
７−１とタンクポート１５−１．ポケット７−２とタン
クポート１５−２の間のすきまの大きさが変化する構造
になっており、左右の油圧平衡部５−１．５−２は対称
形であるつ 動作としては、左右のフォースモータ４−１゜４−２に
制御電流を流すと、その駆動力により、スプール１は右
または左に動く。その結果、オリフィス６−１．６−２
で油圧バランスがとられていた。ポケット７−１．７−
２の圧力が変化し、例えば、スプール１が右に動いたと
すると、ポケット７−１内の圧力は少し上昇し、反対に
ポケット７−２内の圧力は少し下降する。よって、ポケ
ット７−１とポケット７−２の圧力に差が発生し。

スプール１には、左向きの力が働く。この力とフォース
モータ４−１．４−２の右向きの駆動力とがつり合った
ところで、スプール１は止まる。すると、供給ポート１
３からコントロールポート１４−１側に圧油が流れ、コ
ントロールポート１４−２からはタンクボーｈｌ　５−
２に圧油が流れる。フォースモータ４−１．４−２に流
す制電流の向きを逆にすると、発生する力の向きは上記
と逆になり、やはりポケット７−１．７−２の圧力差に
よる右向きの力とフォースモータ４−１゜４−２の駆動
力とがつり合ったところで、スプール１が止まる。この
場合は、供給ポート１３からコントロールポート１４−
２側に圧油が流れ、コントロールポート１４−１からは
タンクポート１５−１に圧油が流れる。

また、スプール１が右に動く際、ポケット７−１内の圧
油は押し出され、スプール１のまわりのすきまを通って
タンクポート１５−１の方に流れる。スプール１の動く
速度が速くなる程、押し出される圧油の流量は大きくな
り、ポケット７−１内の圧力は高くなる。つまり、スプ
ール１の動く速度に比例して反発力が大きくなり、スプ
ール１の動きに減衰性を与える。

本実施例によれば、このように減衰性を得ることができ
、また、スプール１に速度計や変位計が取り付けられて
いないために応答性が良く、さらに、スプール１を軽い
材料で作ることにより、−層の高速応答性を得ることが
できる。

つぎに、第２図、第３図により、油圧平衡の原理を説明
する。第２図において、スプール１が右方向に動くと、
ポケット７−１とタンクポート１５−１との間のすきま
ｇは狭くなり、ポケット７−１内の圧力は上昇する。そ
の特性は、第３図の線７−１で示すようになる。一方、
反対側のポケット７−２内の圧力は、第３図の線７−２
で示すように下降する。スプール１には、第３図の線（
７−１）　−（７−２）で示す圧力差が左方向への油圧
力として働き、この力とフォースモータ４−１．４−２
の駆動力とがつり合ったところで、スプール１は止まる
。よって、スプール１の変位はフォースモータ４−１．
４−２の駆動力に比例する。フォースモータ４−１．４
−２の駆動力は制御電流に比例し、また、スプール１の
変位とサーボ弁の出力流量とは比例するので、電流と流
量とは比例する。

〔発明の効果〕

本発明によれば、従来の金属製ばねやゴムを用いた直動
型電気油圧サーボ弁にはなかった減衰性が得られ、制御
を安定にすることができるとともに、スプールに速度計
や変位計を取り付けていないために、運動部分の質量が
大きくならず、高速応答性を保つことができる。また、
制御アンプは、速度帰還部や変位帰還部が不要で、安価
に製作できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の直動型電気油圧サーボ弁の
縦断面図、第２図は油圧平衡部の拡大図、第３図は油圧
平衡の特性線図である。 １・・・スプール、２・・・スリーブ、３・・・ボディ
、４−１．４−２・・・フォースモータ、５−１．５−
２・・・油圧平衡部、６−１．６−２・・・オリフィス
、７−１．７−２・・・ポケット、８・・・磁石、９・
・・ヨーク、１ｏ・・・電機子、１１・・・カバー　１
２・・・コネクタ、１３・・・供給ポート、１４−１．
１４−２・・・コントロールポート、１５−１．１５−
２・・・タンクポート、ｇ・・・油圧平衡部のすきま。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １．フオースモータと、それに直結するスプールと、ス
   プールを案内するスリーブとを備えた直動型電気油圧サ
   ーボ弁において、スリーブの両端に、供給ポートからオ
   リフイスを介して圧油を供給されるポケツトを有し、ス
   プールの移動によつて該ポケツトとタンクポートとの間
   のすきまの大きさが変化する構造の油圧平衡部を対称的
   に設けたことを特徴とする直動型電気油圧サーボ弁。