JPH0389005A - 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、サーボ弁に係り、詳しくは、小型、軽量化を
図ったサーボ弁に関する。

（従来の技術） 従来のサーボ弁としては、例えば特開昭６１−２２９３
０９号公報に記載のものが知られている。

このものは、電磁駆動により軸方向に往復動するシャフ
トにサーボ弁のスプールを連結して、スプールをハウジ
ングの軸方向に駆動するようにしている。そして、スプ
ールの駆動によりハウジング内の流路等が切換えられ、
供給される流体の流量および圧力が制御され、制御後の
流体が外部に排出されるようになっている。

ここで、スプールが軸方向に駆動されたとき、流体に含
まれる異物がスプール外周の段差部とスプールに接する
ハウジング側部材、例えばハウジングやハウジングに嵌
挿されたスリーブの内周の段差部との間に挟まれると、
スプールの外周面とこの外周面に接するハウジング側部
材の内周面との間に噛み込まれてスプールがスムーズに
移動できなくなり、弁が正常に作動しなくなる。このた
め、通常のサーボ弁にあっては、挾まれた異物をスプー
ルの外周に形成された円周溝の工・ンジ（以下スプール
エツジという）とハウジング側部材の内周のポート連通
孔のエツジで構成される剪断用エツジ部（以下ポートエ
ツジという）とを利用して切断することができるように
、スプールに軸方向の大きな駆動力を加えてスプールを
駆動するようにしている。異物を切断するのに必要なス
プ−ルの駆動力は例えば３６ｋｇｆ　（約８０６ｂｆ）
以上であり、この駆動力は流量および圧力制御のために
必要な本来要求されるスプールの駆動力よりも大きな力
である。したがって、スプールを駆動する駆動機構とし
ては、本来要求される駆動力より大きな駆動力、例えば
上述の３６ｋｇｆ以上の駆動力を発生することができる
ものを選ぶ必要がある。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、このような従来のサーボ弁にあっては、
上述のような構成となっていたため、駆動機構に要求さ
れる駆動能力が増大して大型の駆動機構を用いる必要が
あり、弁自体を小型、軽量化するといった観点からみる
と不充分であった。

（発明の目的） そこで、本発明は、スプールに回転摺動運動を与えて、
スプールを回転させながら軸方向に駆動することにより
、スプールを駆動する駆動機構を小型化して、小型、軽
量のサーボ弁を提供することを目的としている。

（課題を解決するための手段） 本発明によるサーボ弁は上記目的達成のため、ハウジン
グに嵌挿され、ハウジングの軸方向に摺動自在に設けら
れたスプールと、スプールを駆動する駆動機構と、を備
えたサーボ弁において、該駆動機構がスプールに回転摺
動運動を与えることを特徴とするものである。

（作用） 本発明では、駆動機構によりスプールに回転摺動運動が
与えられ、スプールが回転しながらハウジングの軸方向
に駆動される。この結果、スプールとハウジング等のハ
ウジング側部材の間に噛み込まれそうな異物をスプール
の段差部とハウジング側部材の段差部とを利用して容易
に切断することができるようになり、スプールに与える
異物を切断するための駆動力が小さくなる。

したがって、駆動機構が小型化し、弁自体の小型、軽量
化が可能になる。

（実施例） 以下、本発明を図面に基づいて説明する。

第１．２図は本発明に係るサーボ弁の一実施例を示す図
であり、直結駆動型のサーボ弁に適用した例である。

まず、構成を説明する。

第１図において、１はハウジング２に嵌挿されたスプー
ルであり、スプールｌはハウジング２の軸り方向に摺動
自在に設けられている。スプール１とハウジング２０間
にはパツキン２ａを介してハウジング２に嵌挿されたス
リーブ３が介装されており、スプール１はスリーブ３に
対して摺動する。スプール１の外周には流路切換用の複
数の円周溝部１ａが形成され、スリーブ３にはポート４
．５との連通用のあるいは流路切換用の複数の連通孔３
ａが形成されている。スプール１が後述する駆動機構６
によって軸り方向に駆動されると、ハウジング２内の流
路が切換られ、ポート４あるいは５から人力される流体
の流量あるいは圧力が制御されて、ポート５あるいは４
から出力されるようになっている。また、第２図におい
て、ｌｂはスプールエツジであり、３ｂはポートエツジ
である。

ここで、駆動機構６は連結軸７、ボールねじ部８、モー
タ部９により構成され、これらは軸りにそれぞれの軸が
一致するように設けられている。

連結軸７はスプールｌに挿入されるようにしてスプール
１に連結されており、連結軸７の一端はボールねじ部８
のねじ軸８ａの一端に連結されている。ボールねじ部８
はねじ軸８ａ、ボール８ｂおよびナツト８ｃから構成さ
れ、ナツト８ｃはボルト１０によってケース１１に固定
されている。ケース１１はパツキン１２を介してハウジ
ング２に支持されている。ねじ軸８ａの他端はモータ部
９の駆動軸９ａの一端に連結されており、本実施例では
両者は一体的に成形されている。駆動軸９ａの一端とケ
ース１１０間にはパツキンｌｌａが介装されており、他
端とケース１１の間にはストロークボールベアリング１
３が介装されている。すなわち、駆動軸９ａは回転自在
および軸方向移動自在にケース１１に支持されている。

したがって、連結軸７、ねじ軸８ａおよび駆動軸９ａは
ボールねじ部８およびストロークボールヘアリング１３
を介して支持されてぃる。また、モータ部９は駆動軸９
ａ、ロータ９ｂ、ステータ９ｃから構成され、ロータ９
ｂは外周に永久磁石９ｄを有し、駆動軸９ａに嵌挿され
固定されている。ステータ９ｃは外部から供給される電
流により回転磁界を作るものであり、ケース１１に支持
されている。駆動軸９ａはステータ９ｃに供給される電
流に応じた回転力を受けて矢印へ方向に可逆回転し、ス
テータ９ｃに供給される電流は図示しない制御回路によ
り制御されるようになっている。駆動軸９ａがねじ軸８
ａおよび連結軸７とともに回転すると、これらの軸はボ
ールねじ部８の作用により回転しながら矢印Ｂで示す軸
り方向に駆動され、スプール１は回転しながら軸り方向
に駆動される。すなわち、駆動機構６はスプール１に回
転摺動運動を与えるようになっている。

次に、作用を説明する。

ステータ９Ｃに所定の電流が供給されると、駆動軸９ａ
ｓねじ軸８ａおよび連結軸７とともにスプール１が回転
しながら軸り方向に駆動され、供給される流体の流量あ
るいは圧力が制御され、制御後の流体が外部に排出され
る。スプール１が軸り方向に移動中に、第２図に示すよ
うに流体中の異物がスプール１のスプールエツジ１ｂと
スリーブ３のポートエツジ３ｂに挟まれた場合、スプー
ル１が矢印Ａ方向に回転しているので、この異物は極め
て容易に切断されて、スプール１の外周面とスリーブ３
の内周面との間に異物が噛み込まれるのが防止される。

上述のように本実施例では、スプール１が回転しながら
軸り方向に移動して異物を切断しているので、スプール
１を軸り方向に駆動することのみによって異物を切断し
ていた従来のものと比較すると、異物を切断するための
スプール１に加える駆動力を小さくすることができ、モ
ータ部９すなわち駆動機構６に要求される駆動能力も小
さくすることができる。

したがって、駆動機構６を小型化でき、弁自体を小型、
軽量化することができる。小型、軽量化されたサーボ弁
は例えば航空機に搭載されるＦＢＷ操縦装置等の各種装
置には特に有効であり、またその他の多くの分野での利
用が可能で−ある。

なお、ボールねし部８はこれに限定されるものではなく
、角形ねし、台形ねし等の他の送りねじ機構であっても
よい。

ボールねし部８を含めてこれらの送りねし機構を用いた
場合、リードを変化させることにより、モータ部９の出
力の増幅率を変化させることができるので、多目的での
使用が可能になる。

また、駆動機構６も本実施例の構造に限定されるもので
はな（、スプールｌを回転させながら軸り方向に駆動で
きるものであれば他の構造であってもよい。

（効果） 本発明によれば、スプールに回転摺動運動を与え、スプ
ールを回転させながら軸方向に駆動しているので、スプ
ールとハウジング等のハウジング側部材との間に噛み込
まれそうな異物を、スプールエツジとハウジング側部材
のポートエツジを利用して極めて容易に切断することが
でき、異物を切断するためのスプールに与える駆動力を
小さくすることができる。

したがって、スプールの駆動機構を小型化することがで
き、弁自体を小型、軽量化することができる。

【図面の簡単な説明】

第１．２図は本発明に係るサーボ弁の一実施例を示す図
であり、第１図はその断面図、第２図はその要部拡大断
面図である。 １・・・・・・スプール、 ２・・・・・・ハウジング、 ６・・・・・・駆動機構。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ハウジングに嵌挿され、ハウジングの軸方向に摺動自在
   に設けられたスプールと、スプールを駆動する駆動機構
   と、を備えたサーボ弁において、該駆動機構がスプール
   に回転摺動運動を与えることを特徴とするサーボ弁。