JPH04191506A - 水圧サーボ弁 - 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］ 本発明はスリーブ及びスプールを内蔵し、これ等の部材
により流体切換ポートを構成し、且つ作動流体が水であ
る水圧サーボ弁に関する。

［従来の技術］ 従来、サーボ弁においては作動流体としては圧油が一般
的であ、ったが、作動流体である油を排出することが環
境汚染の一因となるという問題がある。そのため、近年
では高圧水を作動流体として使用する水圧サーボ弁が種
々提案されている。

本出願人はその様な水圧サーボ弁として、実開平１−１
４５４０４号公報に示す様な技術を提案している。本発
明の理解を容易にするため、以下、第２図及び第３図を
参照して実開平１−１４５４０４号公報について説明す
る。

先ず、スプール１３の右側に着目して説明する。

圧液はポンプポートＰからスリーブポート３、透孔２１
、室２０、通路１９、室１８、オリフィス１７、ポケッ
ト１６、隙間Ｃ１パイロット室１０Ｒ１通路１２Ｒ１ノ
ズル背圧室６Ｒ，ノズル５Ｒを通り、ノズル５Ｒとフラ
ッパ２３との間の隙間から中央室８を通り、通路７Ｒ１
スリーブポー１・４Ｒ，タンクポートＲ２を介してタン
クに戻る。

この際、ポケット１６から第１図中左方に流れスリーブ
ポート４Ｒ，タンクポートＲ２を介してタンクに直接戻
る圧液の液量は損失になる。

ここで、スプール１３の両端部近傍には静圧軸受１．５
Ｒ，１５Ｌが設けられている。そして、静圧軸受１５Ｒ
における隙間Ｃによりスプール１３をスリーブ２に対し
非接触に支持することにより、スプール１３キ反リープ
２との間の摩耗を防止する様に構成されている。

作動に際し、トルクモータ２２への電気入力信号により
フラッパ２３が例えば左方に移動すると、ノズル背圧室
６Ｌの圧力が昇圧し、一方ノズル背圧室６Ｒが降圧し、
パイロット圧１０Ｌの圧力が昇圧し、パイロット室１０
Ｒの方は降圧する。その結果、スプール１３がばね］、
　Ｉ　Ｒに抗して右方に変位する。

従って、ポンプポートＰからの圧液はスリーブポート３
、室９Ｌ、シリンダポートＣ１を介して図示しない液圧
シリンダに導かれ、その液圧シリンダからの戻り液はシ
リンダポートＣ２、室９Ｒ。

スリーブポート４Ｒ，タンクポートＲ２を介して図示し
ないタンクに戻される。

フラッパ２３が右方に移動した場合は、スプール１３は
左方に変位して前述と逆に作動する。

静圧軸受１５Ｒの構造は第３図に示されている。

図示の静圧軸受１５Ｒでは、通路１９から４本のオリフ
ィス１７．４箇所のポケット１６に分かれている。

ここで、スプール１３の中立位置（第２図で示す位置）
の設定は、ばね１．ＩＲ，１１Ｌを調節することによっ
て行われる。

［発明が解決しようとする課題］ しかし、第２図及び第３図で示す様にスプール１３内に
静圧軸受１５Ｒ，１５Ｌを形成（加工）した場合、その
加工箇所に作用する応力が増大することになる。その結
果、スプール１３両端部に設置されたばね１１Ｒ１１１
Ｌから作用する圧縮力によりスプール１３が座屈して折
曲してしまう可能性がある。この様な座屈が生ずると、
制御ポート部分、すなわち作動流体である高圧水が流過
する隙間が変形して、精度の高い制御が不可能になって
しまうので、非常に不都合である。

制御弁の定格流量が小さく、スプール１３の径が比較的
小さい場合にも、同様な不都合が生ずる。

本発明は上記した従来技術において生ずる不都合な点に
鑑みて提案されたもので、小径のスプールや内部に静圧
軸受を加工したスプールであっても、座屈を起こすこと
を防止できる様な水圧サーボ弁の提供を目的としている
。

［課題を解決するための手段］ 本発明の水圧サーボ弁は、スリーブ及びスプールを有し
、作動流体が水である水圧サーボ弁において、前記スプ
ールの一端部側には先端にフランジ部を有するロッドが
設けられ、該ロッドには２個のばねが介装されており、
該２個のばねは半径方向内側へ突出している突起によっ
て隔てられている。

［作用］ 上記した様な構成を有する本発明によれば、スプールの
一端部側に２個のばねが介装されることとなるので、ス
プールの両端部からばね力が作用することが無くなり、
スプール自体に圧縮力が作用しない。従って座屈も生じ
ない。

ここで、スプールの２個のばねが介装された側の端部と
前記半径方向内側へ突出している突起との間に介装され
た第１のばねは、ばねを介装していない側の端部に向け
てばね反発力を作用させる。

これに対して、該突起と前記ロッド先端のフランジとの
間に介装された第２のばねは、フランジを押圧してスプ
ールをばねが介装された側へ向って押圧する。従って、
スプールの一端部側にのみばねが介装されていても、従
来の水圧サーボ弁と同様にスプールの両端部に向かう方
向へばねの反発力が作用している。しかも、前述したよ
うに座屈は生じないのである。

［実施例］ 以下、第１図を参照して本発明の１実施例について説明
する。なお、第１図において、第２図及び第３図と同一
の部材には同一の符号が付けられている。

全体を符号２０で示す本発明のサーボ弁（水圧サーボ弁
）は、スリーブ３２とスプール３４とを含んでいる。そ
して、スプール３４の一端部（第１図の場合は左端部）
には第１のげね３６、第２のばね３８が介装されている
。

２つのばね３６．３８が介装されている部分の構造を説
明すると、スプール３４の左端部４０からロッド４２が
固定されており、ロッド４２の先端にはフランジ４４が
固着されている。そして２つのばね３６．３８は、スリ
ーブ３２から内側に突出する突起４６によって離隔され
ている。換言すると、第１のばね３６はスプール左端部
４０と突起４６との間に挟持され、第２のばね３８は突
起４６とフランジ４４との間に挟持されている。

第２図の水圧サーボ弁１はスプール１３内に通　。

路及び静圧軸受が形成されていたが、第１図の水圧サー
ボ弁３０にはそれ等は形成されていない。

しかし、第１図の水圧サーボ弁３０においては、ポート
Ｐから供給された圧力水Ｐｓが通路４８Ｒ１４８Ｌを介
してポー）５０Ｒ，５０Ｌに供給され、このポート５０
Ｒ，５０Ｌからの圧力水Ｐｓは、静圧軸受１５Ｒ，］、
５Ｌのポケット１６・・・からの圧力水と同様に作用す
る。すなわち、ポート５０Ｒ，５０Ｌからの圧力水Ｐ、
により、スリーブ３２とスプール３４とは非接触状態に
維持され、両者の摩擦、磨耗が防止されるのである。

なお第１図において、符号りはポートＣ１、Ｃ２からの
高圧水により作用する流体機械等の各種負荷を示してい
る。

次にこの実施例の作用について説明する。

突起４６とスプール左端部４０との間に介装された第１
のばね３６は、スプール３４をばねを介装していない側
の端部に向かう方向（矢印Ｒ方向）に抑圧する様な反発
力を生ずる。一方、突起４６とフランジ４４との間に介
装された第２のばねの反発力は、ばねが介装された側へ
向かう方向（矢印り方向）に作用する。従って、第１及
び第２のばね３６．３８により、スプール３４の左右い
ずれの方向へも押圧力が作用することになる。

第１図から明らかな様に、第１及び第２のばね３６．３
８の反発力によりスプール３４がその両端部から圧縮さ
れることは無い。従って、座屈も生じない。

第１図の実施例では第１及び第２のばね３６．３８はス
プール３４の左端部側（Ｌ側）に設けられているが、右
端部側（Ｒ側）に設けても良い。

また、第２図の水圧サーボ弁１の様に、スプール１３内
に通路（１４，１９）及び静圧軸受（１５Ｒ，１５Ｌ）
を形成したタイプにおいても、構造の大幅な変更を伴う
こと無く、本発明を実施できることは勿論である。

［発明の効果］ 本発明の効果を以下に列挙する。

（１）　スプールの両端部からばね力が作用することが
無くなり、スプール自体に圧縮力が作用しないので、座
屈が生じることは無い。

（２）　スプールの一端部側にのみばねが介装されてい
ても、従来の水圧サーボ弁と同様に、スプールの両端部
に向かう双方向へばねの反発力が作用している。

（３）　作動流体が水であるため、油圧サーボ弁に比較
して環境汚染等を生ずる可能性が低い。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の１実施例を示す断面側面図、−第２図
は水圧従来のサーボ弁の断面側面図、第３図は静圧軸受
を示す第２図のＸ−Ｘ断面図である。 １．３０・・・水圧サーボ弁　　２．３２・・・スリー
ブ　　１３．３４・・・スプール　　３６・・・第１の
ばね　　３８・・・第２のばね　　４０・・・スプール
端部４２・・・ロッド　　４４・・・フランジ　　４６
・・・半径方向内側へ突出している突起

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. スリーブ及びスプールを有し、作動流体が水である水圧
   サーボ弁において、前記スプールの一端部側には先端に
   フランジ部を有するロッドが設けられ、該ロッドには２
   個のばねが介装されており、該２個のばねは半径方向内
   側へ突出している突起によって隔てられていることを特
   徴とする水圧サーボ弁。