JPH0542563B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は作動流体として水を用いた水圧サーボ
弁に関する。

［従来技術］ 従来の電気−油圧サーボ弁（以下油圧サーボ弁
という）は、微弱な電気入力信号を油圧に変換
し、作動流体の方向を切換え、且つその流量を変
えるもので、工作機械の数値制御、遠隔操作など
に広く用いられている。そのような油圧サーボ弁
の従来技術の一例を第２図について説明する。

第２図において、ポンプポートＰから供給され
た圧油は、弁本体１ａ内の通路２４Ｌ，２４Ｒを
流れ、背圧制御用のオリフイス２５Ｌ，２５Ｒを
介してノズル背圧室６Ｌ，６Ｒに導かれ、ノズル
５Ｌ，５Ｒとフラツパ２３との間の〓間から排出
された油は、中央室８から通路７Ｌ，７Ｒおよび
タンクポートＲ１，Ｒ２を介して図示しないタン
クに戻される。トルクモータ２２への電気入力信
号によりフラツパ２３が、例えば左方に移動する
と、ノズル背圧室６Ｌの圧力が上昇してパイロツ
ト室１０Ｌが昇圧し、一方、ノズル背圧室６Ｒの
圧力は低下してパイロツト室１０Ｒが降圧する。
従つて、スリーブ２に収められたスプール１３ａ
はばね１１Ｒに抗して右方に変位する。その結
果、圧油はポンプポートＰからシリンダポートＣ
１を介して図示しない油圧シリンダに導かれ、油
圧シリンダからの戻り油はシリンダポートＣ２か
らタンクポートＲ２を介して図示しないタンクに
戻されるようになつている。

ここで、作動流体として用いられる油は燃え易
いので、取扱いに注意が必要である。また、排油
による環境汚染の問題がある。

ところで、油圧駆動や制御のための作動流体と
して、かつては水が用いられていた。しかし作動
流体が水である場合には、作動流体の粘性が小さ
いので〓間Ｓからの洩れが多くて効率が悪く、ま
た摺動部における摩耗が多く、さらに金属材料
（鉄）製の機械であれば放置しておくとさびてし
まう等の問題があつた。

近時、プラスチツク材等の新素材の進歩は目ざ
ましく、水を作動流体とした場合の問題点の１つ
である上記のさびの問題機械中の少なくとも作動
流体と接触する部分を新素材で形成することによ
つて解決可能である。しかし、作動流体の粘性が
小さいことによる摩耗の問題が依然として存在
し、また洩れを抑えるために摺動部を高精度に加
工することは新素材では困難である。

［発明の目的］ 本発明の目的は、上記した従来技術の欠点に鑑
みて提案されたもので、作動流体に水を用いるこ
とができ、摩耗、さび、洩れ等の問題を解決した
水圧サーボ弁を提供することを目的としている。

［発明の構成］ 本発明の水圧サーボ弁は、弁本体内を変位して
作動流体の方向を切換え、且つ流量を変化せしめ
るスプールと、該スプールを変位させるパイロツ
ト圧が印加されるノズル背圧室と、ノズルおよび
フラツパからなるフラツパ機構とを備え、フラツ
パ両側の弁本体の同一軸線上に一対のノズルおよ
びノズル背圧室を設け、弁本体の該軸線と平行な
軸線上にスプールを設けたサーボ弁において、前
記スプールの両端に静圧軸受を形成し、ポンプポ
ートから静圧軸受を介して前記ノズル背圧室に連
通する作動流体の通路を形成している。

［発明の作用効果］ 本発明の水圧サーボ弁によれば、スプールの両
端に形成した静圧軸受により、スプールと弁本体
とを非接触状態に保ち両者の摩耗をなくすことが
できると共に、スプールと弁本体との摺動部にお
ける加工精度を低くすることができる。これによ
り、精密加工が困難な新素材（例えばプラスチツ
ク等）を材料として弁体を製造することができ、
その結果、作動流体が水であつてもさびの発生を
防止することができる。さらに作動流体として水
を用いれば、作動流体が不燃性であり、その取扱
いも容易となる。そして作動流体を廃棄しても環
境汚染の原因となることはない。また、作動流体
の一部を静圧軸受にも積極的に利用することによ
つて、洩れの問題も解決することができる。

［実施例］ 以下図面を参照して本発明の実施例を説明す
る。第１図において、プラスチツク材等の不錆材
からなる弁本体１の上部には、トルクモータ２２
が固設され、そのフラツパ２３は弁本体１に形成
された中央室８に突出されている。

このフラツパ８の両側の同一水平軸線上には一
対のノズル５Ｌ，５Ｒおよびノズル背圧室６Ｌ，
６Ｒとが対向して設けられ、ノズル５Ｌ，５Ｒと
フラツパ２３との間には僅少な〓間が形成されて
いる。

他方、弁本体１には前記軸線と平行にスリーブ
２が形成されており、そのスリーブ２には、スリ
ーブポート３とスリーブポート４Ｌ，４Ｒとが形
成されている。スリーブポート３はタンクポート
Ｐに接続され、スリーブポート４Ｌ，４Ｒはそれ
ぞれ図示しない水タンクへのタンクポートＲ１，
Ｒ２に接続されており、そしてスリーブポート４
Ｌ，４Ｒは通路７Ｌ，７Ｒを介して中央室８に接
続されている。

スリーブ２にはプラスチツク等の不錆材からな
るスプール１３が収められており、ここでスリー
ブ２の内壁面とスプール１３の外周面の間には〓
間Ｃが形成されている。そのスプール１３にはス
リーブポート４Ｌと３との間〓およびスリーブポ
ート３と４Ｒとの間の間隔より軸方向寸法が若干
短い小径部１４Ｌ，１４Ｒが形成され、それら小
径部１４Ｌ，１４Ｒの外周面とスリーブ２の内周
面とで形成された室９Ｌ，９Ｒはそれぞれ図示し
ない液（水）圧シリンダへのシリンダポートＣ
１，Ｃ２と接続されている。また、スプール１３
の両端面とスリーブ２の内壁面とで包囲されたパ
イロツト室１０Ｌ，１０Ｒにはばね１１Ｌ，１１
Ｒが調節されており、それらパイロツト室１０
Ｌ，１０Ｒは通路１２Ｌ，１２Ｒによりそれぞれ
ノズル背圧室６Ｌ，６Ｒに接続されている。

スプール１３の両端には公知の静圧軸受１５
Ｌ，１５Ｒが形成されている。なお、第１図にお
いてはスプール１３の右方の静圧軸受１５Ｒのみ
が示されている。静圧軸受１５Ｒは、ポケツト１
６とオリフイス１７とを備え、室１８、通路１
９、室２０および透孔２１を介してスリーブポー
ト３に接続されている。従つて、ポンプポートＰ
はスリーブポート３、透孔２１、室２０、通路１
９、室１８、静圧軸受１５Ｒ、〓間Ｃ、パイロツ
ト室１０Ｒおよび通路１２Ｒを介してノズル背圧
室６Ｒに連通されている。

次に作用について説明する。

スプール１３の右側を例に説明すると、圧液は
ポンプポートＰからスリーブポート３、透孔２
１、室２０、通路１９、室１８、オリフイス１
７、ポケツト１６、〓間Ｃ、パイロツト室１０
Ｒ、通路１２Ｒ、ノズル背圧室６Ｒ、ノズル５Ｒ
を通り、ノズル５Ｒとフラツパ２３との間の〓間
から中央室８を通り、通路７Ｒ、スリーブポート
４Ｒ、タンクポートＲ２を介してタンクに戻る。
この際、ポケツト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となるが、その
ような圧液の液量、即ちポケツト１６における圧
液の分配は、〓間Ｃの大きさ、ポケツト１６の形
状等により調整することができる。また、オリフ
イス１７及び〓間Ｃにより第２図に示すオリフイ
ス２５Ｒと同様にノズル背圧室６Ｒの背圧室を制
御することができる。

このように、〓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とスリーブ２との間の摩耗をなくし、摩
耗に基づく各種弊害の発生を防止することができ
る。さらに、プラスチツク材でできたスプール１
３、スリーブ２の加工精度を高くする必要がなく
なり、しかもプラスチツク材によりサーボ弁を製
造することができるので水さびを防止することが
できる。

作動に際し、トルクモータ２２への電気入力信
号によりフラツパ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、パイロツト圧１０Ｌの圧
力が昇圧し、パイロツト室１０Ｒの方は降圧す
る。その結果、スプール１３がばね１１Ｒに抗し
て右方に変位する。従つて、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。フラツパ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。

［まとめ］ 以上説明したように本発明の水圧サーボ弁によ
れば、作動流体に水を用い、もれ流量や作動流体
の一部を利用して静圧軸受を形成し、スプールを
非接触にて支持してスリーブとスプールの摩耗を
防止し、また加工精度を低くすることができる。
そのためスプールとスリーブをプラスチツク材等
の不錆材を用いて製造することができ、作動流体
に水を用いてもさびを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す側断面図、第
２図は従来の油圧サーボ弁を示す側断面図であ
る。 １……弁本体、２……スリーブ、５Ｌ，５Ｒ…
…ノズル、６Ｌ，６Ｒ……ノズル背圧室、１０
Ｌ，１０Ｒ……パイロツト室、１２Ｌ，１２Ｒ，
１９……通路、１３……スプール、１５Ｌ，１５
Ｒ……静圧軸受、２２……トルクモータ、２３…
…フラツパ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 弁本体内を変位して作動流体の方向を切換
   え、且つ流量を変化せしめるスプールと、該スプ
   ールを変位させるパイロツト圧が印加されるノズ
   ル背圧室と、ノズルおよびフラツパからなるフラ
   ツパ機構とを備え、フラツパ両側の弁本体の同一
   軸線上に一対のノズルおよびノズル背圧室を設
   け、弁本体の該軸線と平行な軸線上にスプールを
   設けたサーボ弁において、前記スプールの両端に
   静圧軸受を形成し、ポンプポートから静圧軸受を
   介して前記ノズル背圧室に連通する作動流体の通
   路を形成したことを特徴とする水圧サーボ弁。