JPH0547652U - モータバルブ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 部品点数を減少させることにより小型化を図
り、応答性が良く、高精度なスプール位置制御が可能な
モータバルブを提供する。 【構成】 サーボモータ３の軸９にネジ部１５を形成
し、このネジ部１５と螺合する固定ナット１７により軸
支したので、サーボモータ３の正転・逆転に伴って軸９
は左右に往復移動することになる。そして、この軸９に
バルブ５のスプール７を直結したので、軸９の往復移動
と一体にスプール７も往復移動することになる。このた
め、従来のような回転／直線運動変換装置を別個に設け
る必要がないので全体の小型化が図れるし、部品点数が
減少する。また、サーボモータ３とスプール７が直結な
ので、応答性がよく、高精度な制御が可能になる。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案はモータバルブに係り、特に、高速且つ高精度な制御が要求されるバ ルブとして好適なモータバルブに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来のモータバルブは、例えば、エンコーダ等の位置検出手段を装備したサー ボモータと、このサーボモータの回転力を伝える、例えばベルト及びプーリの如 き伝達装置と、伝達装置によって回転駆動されるナットとを有している。このナ ットはベルトによって回転駆動されるプーリと一体になっており、回転のみ可能 であって位置的には移動しないものである。そして、このナットのネジに螺合す るネジ部を装備したスプールが、バルブに内装されている。

【０００３】 即ち、サーボモータがベルトによりプーリを回転駆動すると、このプーリと一 体的なナットが回転してスプールのネジ部が往復移動することになる。このよう な回転／直線運動変換装置により、サーボモータがバルブ内のスプールを移動さ せ、作動油の流れる方向と流量が制御される。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、このような従来の技術にあっては、以下のような問題点があっ た。

【０００５】 (1) サーボモータと回転／直線運動変換装置とバルブが別体なので、装置が大型 化する。

【０００６】 (2) 部品点数が多いため、組立が難しい。このため、コストアップや信頼性の低 下を招いている。

【０００７】 (3) 回転／直線運動変換装置を介しているため、モータ軸回りの慣性モーメント が大きく、バルブの応答性が悪い。

【０００８】 (4) 回転／直線運動変換装置に使用しているベルト等の構成部品の剛性が低いた め、サーボモータの加減速時にスプールの変位がオーバーシュートしたりアンダ ーシュートしたりして、高精度の制御ができない。

【０００９】 この考案の目的は、このような従来の技術に着目してなされたものであり、部 品点数を減少させることにより小型化を図り、応答性が良く、高精度なスプール 位置制御が可能なモータバルブを提供するものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】

この考案に係るモータバルブは、上記目的を達成するために、バルブのスプー ルをモータにより駆動制御するモータバルブであって、前記モータの軸にバルブ のスプールを直結すると共にモータとバルブを一体的に接合し、且つ前記軸にネ ジ部を設けると共にこのネジ部と螺合する固定ナットにより前記軸を軸支したも のである。

【００１１】

【作用】

この考案に係るモータバルブによれば、モータの軸にネジ部を形成してこのネ ジ部と螺合する固定ナットにより軸支したので、モータの正転・逆転に伴って軸 は左右に往復移動することになる。そして、軸とバルブのスプールとを直結する ことにより、軸の往復移動がそのままスプールの往復移動になるので、従来のよ うな回転／直線運動変換装置を別個に設ける必要がなくなり全体の小型化が図れ るし、部品点数が減少して加工コストの低減及び信頼性の向上が図れる。また、 回転／直線運動変換装置に相当するものがないことにより軸回りの慣性モーメン トが減少するので、応答性がよく、高精度な制御が可能になる。

【００１２】

【実施例】 以下この考案の好適な一実施例として四方バルブを図１に基づいて説明する。

【００１３】 図１に示すモータバルブ１は、サーボモータ３とバルブ５を一体的に結合した ものであり、サーボモータ３によっていわゆるクローズドセンタ形のバルブ５の スプール７を移動させて作動油の流れを制御するものである。即ち、サーボモー タ３の左側に四方バルブ５を一体的に接合し、サーボモータ３の軸９の左側にバ ルブ１のスプール７が回転中心を同じくして一体的に接合してある。

【００１４】 軸９及びスプール７は、回転自在且つ左右方向（図中Ａ方向）に往復移動可能 に支持されている。即ち、サーボモータ３の軸９は、軸９に装備されているロー タ１１の右側でブッシング１３により回転自在且つ左右方向へ摺動自在に支持さ れている。そして、左側にはネジ部１５が形成されていて、このネジ部１５に螺 合する固定ナット１７により回転自在に支持されている。この固定ナット１７は サーボモータ３のフレーム１９に固定されているため、軸９は回転自在だが回転 に伴って左右方向に移動を強制される状態で支持されている。従って、軸９の回 転に伴って、軸９及びスプール７が一体で左右に移動するようになっている。

【００１５】 また、コイル２１が巻回されたステータ２３の積厚Ｌｓは、前述したように軸 ９が左右に移動した際にロータ１１がはみ出さないように、ロータ１１の幅Ｌｒ と、軸９の移動量（ストローク）Ｘの和よりも大きなものとしている。これによ り、サーボモータ３は常に一定の駆動力を発生することができる。

【００１６】 一方、バルブ５の内部には、圧力源２５に接続されているＰポート、タンク２ ７に接続されているＴポート、シリンダ２９のピストン３１の左側に接続されて いるＡポート、ピストン３１の右側に接続されているＢポート等が設けられてい る。そして、中央には、スプール７が左右方向へ移動自在に設けられている。こ のスプール７には、移動することにより前記各ポートを閉鎖したり開放したりす るための弁部３３と溝部３５が設けられており、これにより作動油の流れを制御 している。

【００１７】 さらに、バルブ５の左外側には、位置検出器３７が取付けられており、スプー ル７の左右方向移動量を検出して信号を制御装置３９に伝達する。制御装置３９ は、この信号によりスプール７の位置を検知して、移動量が足りなければサーボ モータ３を回転させてさらにスプール７を移動させ、移動量が大きすぎればサー ボモータ３を逆転させてスプール７を戻すように制御する。

【００１８】 次に全体の動作を説明する。図１に示す状態では、スプール７は中立位置にあ り、Ａポート、Ｂポートとも閉鎖されていて作動油の流れはないので、シリンダ ２９のピストン３１は停止している。次に、サーボモータ３を図中Ｂ方向へ回転 させてスプール７を左方向へ移動させると、ＡポートがＰポートにつながり、Ｂ ポートがＴポートにつながるため、圧力源２５からシリンダ２９の左側に作動油 が送られ、シリンダ２９の右側の作動油がタンク２７に流出して、シリンダ２９ は右側に移動する。この時の移動量は位置検出器３７によって検出され、その信 号に基づいて制御装置３９がサーボモータ３の回転を制御して、スプール７を所 定位置に正確に位置決めする。

【００１９】 一方、サーボモータ３を図中Ｃ方向へ回転させてスプール７を右側に移動させ ると、ＡポートがＴポートにつながり、ＢポートがＰポートにつながるため、圧 力源２５からシリンダ２９の右側に作動油が送られ、シリンダ２９の左側の作動 油がタンク２７に流出するため、シリンダ２９は左側に移動する。この場合も前 述の場合と同様に、位置検出器３７からの信号に基づいて制御装置３９がサーボ モータ３を制御して、スプール７を所定位置に正確に位置決めする。

【００２０】 このように、サーボモータ３の軸９にネジ部１５を形成し、このネジ部１５と 螺合する固定ナット１７により軸支したので、サーボモータ３の正転・逆転に伴 って軸９が左右に往復移動することになる。そして、この軸９にバルブ５のスプ ール７を直結したので、軸９の往復移動と一体にスプール７も往復移動すること になる。このため、サーボモータ３とバルブ５の間に従来のような回転／直線運 動変換装置を別個に設ける必要がないのでバルブ５全体の小型化が図れるし、部 品点数が減少して加工コストの低下及び信頼性の向上が図れる。また、従来の回 転／直線運動変換装置に相当するものがないことにより、サーボモータ３の軸９ 回りの慣性モーメントが小さくできるので、高応答性となる。そして、スプール ７の移動量を位置検出器３７で検出し、その信号に基づいて制御装置３９がサー ボモータ３を制御するため、高精度な制御が可能である。

【００２１】 尚、上記実施例においては、四方バルブを例として説明したが、この考案はこ れに限らず、例えば、二方バルブ，三方バルブ等でも同様に適用できる。また、 油圧バルブに限らず、空圧用のバルブに使用しても、上述のような作用効果を得 ることができる。

【００２２】

【考案の効果】

この考案に係るモータバルブは以上説明したような構成のものであり、モータ の軸にネジ部を形成してこのネジ部と螺合する固定ナットにより軸支したので、 モータの正転・逆転に伴って軸は左右に往復移動することになる。そして、軸と バルブのスプールとを直結することにより、軸の往復移動がそのままスプールの 往復移動になるので、従来のような回転／直線運動変換装置を別個に設ける必要 がなくなりモータバルブ全体の小型化を図ることができると共に、部品点数が減 少して加工コストの低減及び信頼性の向上を図ることができる。また、回転／直 線運動変換装置に相当するものがないことにより軸回りの慣性モーメントが減少 するので、高応答性となると共に、高精度な制御を行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案に係るモータバルブの一実施例を示す
断面図である。

【符号の説明】

１ モータバルブ ３ サーボモータ（モータ） ５ バルブ ７ スプール ９ 軸 １５ ネジ部 １７ 固定ナット

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 バルブのスプールをモータにより駆動制
   御するモータバルブであって、前記モータの軸にバルブ
   のスプールを直結すると共にモータとバルブを一体的に
   接合し、且つ前記軸にネジ部を設けると共にこのネジ部
   と螺合する固定ナットにより前記軸を軸支したことを特
   徴とするモータバルブ。