JPH0668335B2 - 電歪式切換弁 - Google Patents
電歪式切換弁Info
- Publication number
- JPH0668335B2 JPH0668335B2 JP4674986A JP4674986A JPH0668335B2 JP H0668335 B2 JPH0668335 B2 JP H0668335B2 JP 4674986 A JP4674986 A JP 4674986A JP 4674986 A JP4674986 A JP 4674986A JP H0668335 B2 JPH0668335 B2 JP H0668335B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- pressure
- control rod
- spool
- electrostrictive
- receiving surface
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
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- Electrically Driven Valve-Operating Means (AREA)
- Multiple-Way Valves (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は電歪式切換弁に関するものである。
従来の圧力流体を制御する為の切換弁は、弁体とソレノ
イドによって駆動するが応答性が十分でない。高速応答
のアクチュエータとして電歪式アクチュエータがある
が、電歪式アクチュエータはストロークが小さいという
性質上、直接スプールを駆動することができない。そこ
で電歪式アクチュエータを弁開閉のトリガとするだけで
弁開閉及びその状態の維持を行うことが特開昭59−2066
68号公報に示されている。
イドによって駆動するが応答性が十分でない。高速応答
のアクチュエータとして電歪式アクチュエータがある
が、電歪式アクチュエータはストロークが小さいという
性質上、直接スプールを駆動することができない。そこ
で電歪式アクチュエータを弁開閉のトリガとするだけで
弁開閉及びその状態の維持を行うことが特開昭59−2066
68号公報に示されている。
しかし、上記公報に示されるものでは、ポンプ室を形成
するピストンの面積×電歪式アクチュエータのストロー
クよりも弁体の大径部面積×ストロークが小さくなくて
は制御できない為、弁体の外径、ストロークが制限され
てしまい、大流量の圧力流体を制御するだけの開口面積
を取ることができないという問題がある。
するピストンの面積×電歪式アクチュエータのストロー
クよりも弁体の大径部面積×ストロークが小さくなくて
は制御できない為、弁体の外径、ストロークが制限され
てしまい、大流量の圧力流体を制御するだけの開口面積
を取ることができないという問題がある。
本発明では上記問題点を解決するため、各ポートを選択
的に連通・遮断させるスプールの両端に、第１制御用ロ
ッド及び第２制御用ロッドを配した。
的に連通・遮断させるスプールの両端に、第１制御用ロ
ッド及び第２制御用ロッドを配した。
第１図は本発明の実施例の三方弁を中心軸に沿って切断
した断面図である。同図において、１は三方弁であっ
て、電歪式アクチュエータ２により作動するポンプ３
と、このポンプ３の作動により駆動される第１制御ロッ
ド4aと、所要の機器にその制御用又は駆動用の流体を供
給する為の制御用ポート５と、高圧アキュームレータ26
に接続される高圧ポート６と、略大気圧に保たれたタン
クに接続されたリターンポート７と、第1,2制御用ロッ
ド4a,4bを駆動させる為の低圧ポート８を具備してい
る。
した断面図である。同図において、１は三方弁であっ
て、電歪式アクチュエータ２により作動するポンプ３
と、このポンプ３の作動により駆動される第１制御ロッ
ド4aと、所要の機器にその制御用又は駆動用の流体を供
給する為の制御用ポート５と、高圧アキュームレータ26
に接続される高圧ポート６と、略大気圧に保たれたタン
クに接続されたリターンポート７と、第1,2制御用ロッ
ド4a,4bを駆動させる為の低圧ポート８を具備してい
る。
ケーシング９は円板状のディスタンスピース10を介して
シリンダボディ11にネジ結合されている。シリンダボデ
ィ11は高圧ポート６、制御用ポート５、リターンポート
７、低圧ポート８が設けられ、シリンダボディ11内に
は、第１制御用ロッド4a、スプール12、第２制御用ロッ
ド4bが軸方向に摺動自在に収容される。
シリンダボディ11にネジ結合されている。シリンダボデ
ィ11は高圧ポート６、制御用ポート５、リターンポート
７、低圧ポート８が設けられ、シリンダボディ11内に
は、第１制御用ロッド4a、スプール12、第２制御用ロッ
ド4bが軸方向に摺動自在に収容される。
リターンポート７は図示しないタンクに導通している。
タンクには作動油が入っており、リターンポート７は略
大気圧に維持されている。高圧ポート６は高圧アキュー
ムレータ26に導通しており、高圧アキュームレータ26に
図示しない高圧ポンプやプレッシャレギュレータ等を経
て作動油が200気圧で供給されている。
タンクには作動油が入っており、リターンポート７は略
大気圧に維持されている。高圧ポート６は高圧アキュー
ムレータ26に導通しており、高圧アキュームレータ26に
図示しない高圧ポンプやプレッシャレギュレータ等を経
て作動油が200気圧で供給されている。
また低圧ポート８には低圧アキュームレータ25が接続さ
れており、この低圧アキュームレータ25には図示しない
高圧ポンプやプレッシャレギュレータ等を経て50気圧の
作動油が供給されている。制御用ポート５は第２図に示
すエンジンの吸排気弁32を駆動するパワーピストン27の
入口28に接続されている。パワーピストン27は、シリン
ダ29とピストン30とによって構成され制御用ポート５か
ら油圧が供給されるとスプリング31に打ち勝って吸排弁
32を開けるようになっている。
れており、この低圧アキュームレータ25には図示しない
高圧ポンプやプレッシャレギュレータ等を経て50気圧の
作動油が供給されている。制御用ポート５は第２図に示
すエンジンの吸排気弁32を駆動するパワーピストン27の
入口28に接続されている。パワーピストン27は、シリン
ダ29とピストン30とによって構成され制御用ポート５か
ら油圧が供給されるとスプリング31に打ち勝って吸排弁
32を開けるようになっている。
ケーシング９は上端が閉じた円筒状であって、上から電
歪式アクチュエータ２、コップ形状のピストン13、皿バ
ネ14が収容される。ポンプ室15はピストン13の下端面、
ディスタンスピース10及びケーシング９内面により形成
され、ピストン13の外周に嵌着させたＯリング50により
ケーシング９内への漏れを防いでいる。
歪式アクチュエータ２、コップ形状のピストン13、皿バ
ネ14が収容される。ポンプ室15はピストン13の下端面、
ディスタンスピース10及びケーシング９内面により形成
され、ピストン13の外周に嵌着させたＯリング50により
ケーシング９内への漏れを防いでいる。
低圧ポート８の圧力は、シリンダボディ11に形成した通
路51とディスタンスピース10に設けた絞り17を介してポ
ンプ室15内に導かれている。また、ディスタンスピース
には、ポンプ室15内の圧力を制御用ロッド4aに伝える貫
通孔18が設けてある。
路51とディスタンスピース10に設けた絞り17を介してポ
ンプ室15内に導かれている。また、ディスタンスピース
には、ポンプ室15内の圧力を制御用ロッド4aに伝える貫
通孔18が設けてある。
第２制御用ロッド4bは大径部19、小径部20をもつ円柱状
であり、小径部20の下端面は鏡面仕上げされており、同
じく鏡面仕上げされているシリンダボディ11のシート21
面と密着している。また、大径部19の上端は球面状であ
りスプール12に接触している。
であり、小径部20の下端面は鏡面仕上げされており、同
じく鏡面仕上げされているシリンダボディ11のシート21
面と密着している。また、大径部19の上端は球面状であ
りスプール12に接触している。
スプール12は制御用ロッド4bの大径部19より大きな径を
有し、又スプール12には制御用ポート５とリターンポー
ト７、又制御用ポート５と高圧ポート６を導通させる溝
22,23が設けてある。
有し、又スプール12には制御用ポート５とリターンポー
ト７、又制御用ポート５と高圧ポート６を導通させる溝
22,23が設けてある。
第１制御用ロッド4aも円柱状で制御用ロッド4bの大径部
19と同径を有し、その上端面は鏡面仕上げされており、
下端は球面状でスプール12に接触している。第1,第２制
御用ロッド4a,4b及びスプール12とシリンダボディ11の
クリアランスはすべて２〜３μｍ程度にしてあり、圧力
のモレを極力小さくしている。
19と同径を有し、その上端面は鏡面仕上げされており、
下端は球面状でスプール12に接触している。第1,第２制
御用ロッド4a,4b及びスプール12とシリンダボディ11の
クリアランスはすべて２〜３μｍ程度にしてあり、圧力
のモレを極力小さくしている。
シリンダボディ11の第２制御用ロッド4bの小径部20まわ
りには油だまり24が設けてあり、油だまり24には低圧ア
キュームレータ25の圧力が導かれる。この圧力は前述の
如く通路51及び絞り17を介してポンプ室15にも導かれて
いる。そして第１制御用ロッド4aの下端及び第２制御用
ロッド4bの上端まわりの空間41,42はリターンポート７
に通路52,53を介して導通している為、第１図における
上下方向の力は、第１制御用ロッド4aの上端にかかる下
向きの力F1と、第２制御用ロッド4bの大径部19から小径
部20の面積を引いた部分にかかる上向き力F2であり、そ
の関係はF1＞F2となり第１図に示す状態を保持する。
りには油だまり24が設けてあり、油だまり24には低圧ア
キュームレータ25の圧力が導かれる。この圧力は前述の
如く通路51及び絞り17を介してポンプ室15にも導かれて
いる。そして第１制御用ロッド4aの下端及び第２制御用
ロッド4bの上端まわりの空間41,42はリターンポート７
に通路52,53を介して導通している為、第１図における
上下方向の力は、第１制御用ロッド4aの上端にかかる下
向きの力F1と、第２制御用ロッド4bの大径部19から小径
部20の面積を引いた部分にかかる上向き力F2であり、そ
の関係はF1＞F2となり第１図に示す状態を保持する。
高圧ポート６は高圧アキュームレータ26と導通してお
り、図示しないポンプにより常に高圧に保たれている。
り、図示しないポンプにより常に高圧に保たれている。
電歪式アクチュエータ２は薄い（約0.5mm）円板状の電
歪素子を約50枚積層して円柱状としたものである。電歪
素子はPZTと呼ばれるセラミックであり、チタン酸−ジ
ルコン酸鉛も主成分としており、その厚み方向に500Vの
電圧を印加すると１μｍ伸びる。これを50枚積層して各
々の素子の厚み方向に500V印加すると、全体として50μ
ｍの伸長が得られる。この電圧を解除するか又は若干の
負電圧を印加すれば50μｍの縮小を起こして元の長さに
戻る。電圧の印加、解除はリード線37を介して外部のコ
ントローラによって行われる。電歪式アクチュエータ２
の伸縮は直接ピストン13に伝達され、ピストン13は電歪
式アクチュエータ２が伸長した時ポンプ室15の油を圧縮
し、電歪式アクチュエータ２が縮小した時は皿バネ14の
付勢力によってポンプ室15を拡大する。
歪素子を約50枚積層して円柱状としたものである。電歪
素子はPZTと呼ばれるセラミックであり、チタン酸−ジ
ルコン酸鉛も主成分としており、その厚み方向に500Vの
電圧を印加すると１μｍ伸びる。これを50枚積層して各
々の素子の厚み方向に500V印加すると、全体として50μ
ｍの伸長が得られる。この電圧を解除するか又は若干の
負電圧を印加すれば50μｍの縮小を起こして元の長さに
戻る。電圧の印加、解除はリード線37を介して外部のコ
ントローラによって行われる。電歪式アクチュエータ２
の伸縮は直接ピストン13に伝達され、ピストン13は電歪
式アクチュエータ２が伸長した時ポンプ室15の油を圧縮
し、電歪式アクチュエータ２が縮小した時は皿バネ14の
付勢力によってポンプ室15を拡大する。
次に本実施例の作動を説明する。
第１図の状態において、制御ポート５はリターンポート
７と導通しており、パワーピストン27には油圧が導入さ
れておらず、吸排気弁32はスプリング31により閉じられ
ている。この時、電歪式アクチュエータ２には500Vの電
圧が印加されていて電歪式アクチュエータ２は伸長して
いるが、ポンプ室15にはφ0.1mm程度の絞り17より低圧
ポート８の圧力が導入され、ポンプ室15と油だまり24の
圧力は50気圧になっている。ここで制御用ロッド4bの小
径部20には油圧がかからない為、制御用ロッド4aとの面
積差により第１図の状態を維持する。
７と導通しており、パワーピストン27には油圧が導入さ
れておらず、吸排気弁32はスプリング31により閉じられ
ている。この時、電歪式アクチュエータ２には500Vの電
圧が印加されていて電歪式アクチュエータ２は伸長して
いるが、ポンプ室15にはφ0.1mm程度の絞り17より低圧
ポート８の圧力が導入され、ポンプ室15と油だまり24の
圧力は50気圧になっている。ここで制御用ロッド4bの小
径部20には油圧がかからない為、制御用ロッド4aとの面
積差により第１図の状態を維持する。
吸排気弁32を開けたい時、電歪式アクチュエータ２の電
圧を解除又は若干の負電圧を印加する。すると、電歪式
アクチュエータ２は縮小し、ピストン13は皿バネ14によ
りポンプ室15を拡大させ、瞬時にポンプ室15の圧力を下
げる。すなわち第１制御用ロッド4aの上端にかかる下向
きの力が、第２制御用ロッド4bの大径部19から小径部20
の面積を引いた部分にかかる上向きの力より小さくなる
為、スプール12は図中上方に移動する。スプール12が0.
5mm移動すると制御用ポート５とリターンポート７は遮
断され、制御用ポート５と高圧ポート６が導通し、パワ
ーピストン27に200気圧が供給される。その結果、スプ
リング31の力に打ち勝って吸排気弁32を開ける方向にピ
ストン30を移動させる。
圧を解除又は若干の負電圧を印加する。すると、電歪式
アクチュエータ２は縮小し、ピストン13は皿バネ14によ
りポンプ室15を拡大させ、瞬時にポンプ室15の圧力を下
げる。すなわち第１制御用ロッド4aの上端にかかる下向
きの力が、第２制御用ロッド4bの大径部19から小径部20
の面積を引いた部分にかかる上向きの力より小さくなる
為、スプール12は図中上方に移動する。スプール12が0.
5mm移動すると制御用ポート５とリターンポート７は遮
断され、制御用ポート５と高圧ポート６が導通し、パワ
ーピストン27に200気圧が供給される。その結果、スプ
リング31の力に打ち勝って吸排気弁32を開ける方向にピ
ストン30を移動させる。
スプール12が1mm移動し第１制御用ロッド4aの上端面が
ディスタンスピース10の下端面に密着すると、ポンプ室
15が絞り17からの圧力流入により低圧ポート８と同圧の
50気圧になったとしても、制御用ロッド4aの下向きに作
用する力は、ディスタンスピース10の貫通孔18の面積部
分だけである。それに対し、制御用ロッド4bの上向きの
力は大径部19全体に作用する為、吸排気弁32の開の状態
を維持する。
ディスタンスピース10の下端面に密着すると、ポンプ室
15が絞り17からの圧力流入により低圧ポート８と同圧の
50気圧になったとしても、制御用ロッド4aの下向きに作
用する力は、ディスタンスピース10の貫通孔18の面積部
分だけである。それに対し、制御用ロッド4bの上向きの
力は大径部19全体に作用する為、吸排気弁32の開の状態
を維持する。
吸排気弁32を閉じたい時には、電歪式アクチュエータ２
に500Vの電圧を印加する。すると、電歪式アクチュエー
タ２は伸長し、ピストン13は押し上げられ、ポンプ室15
内の圧力を上昇させる。すなわち第１制御用ロッド4aの
上端に作用する下向きの力が、第２制御用ロッド4bの下
端面に上向きに作用する力よりも大きくなる為、スプー
ル12は図中下方に移動する。0.5mm移動すると、制御用
ポート５と高圧ポート６は遮断され、制御用ポート５と
リターンポート７が導通する。その結果パワーピストン
27に供給されていた200気圧の圧力が略大気圧に開放さ
れ、スプリング31の力により、吸排気弁32は閉じる。
に500Vの電圧を印加する。すると、電歪式アクチュエー
タ２は伸長し、ピストン13は押し上げられ、ポンプ室15
内の圧力を上昇させる。すなわち第１制御用ロッド4aの
上端に作用する下向きの力が、第２制御用ロッド4bの下
端面に上向きに作用する力よりも大きくなる為、スプー
ル12は図中下方に移動する。0.5mm移動すると、制御用
ポート５と高圧ポート６は遮断され、制御用ポート５と
リターンポート７が導通する。その結果パワーピストン
27に供給されていた200気圧の圧力が略大気圧に開放さ
れ、スプリング31の力により、吸排気弁32は閉じる。
以上説明したように本発明の電歪式切換弁を用いれば、
ポンプ室のわずかな容積変動で、スプールの開閉駆動を
行なわしめることができ、ひいては電歪式切換弁の小型
化を図ることができる。
ポンプ室のわずかな容積変動で、スプールの開閉駆動を
行なわしめることができ、ひいては電歪式切換弁の小型
化を図ることができる。
第１図は実施例を示す断面図、第２図は油圧消費部の実
施例を示す断面図である。 ２……電歪式アクチュエータ,4a……第１制御用ロッド,
4b……第２制御用ロッド,5……制御用ポート,6……高圧
ポート,7……リターンポート,12……スプール,15……ポ
ンプ室。
施例を示す断面図である。 ２……電歪式アクチュエータ,4a……第１制御用ロッド,
4b……第２制御用ロッド,5……制御用ポート,6……高圧
ポート,7……リターンポート,12……スプール,15……ポ
ンプ室。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−155073（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−101373（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−136680（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−206668（ＪＰ，Ａ) 実開 昭61−122372（ＪＰ，Ｕ)
Claims (3)
- 【請求項１】電歪素子の伸縮により、一定圧力が圧力導
入機構を介して導入されるポンプ室の圧力を増減させ、
弁体の位置を制御する電歪式切換弁において、 軸方向に移動することにより複数のポートを選択的に連
通、遮断を行うスプールと、 一端が前記スプールの一端側に連接し、他端に前記スプ
ール断面積より小さな受圧面を有し、この受圧面が前記
ポンプ室に面する第１制御用ロッドと、 一端が前記スプールの他端側に連接し、他端に前記第１
制御用ロッドの受圧面と略同一面積の大受圧面が一定圧
力を受ける第２制御用ロッドとを設け、 前記スプールの両端を略大気圧に開放したことを特徴と
する電歪式切換弁。 - 【請求項２】前記圧力導入機構が絞りを有することを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載の電歪式切換弁。 - 【請求項３】前記第２制御用ロッドは下方へ移動した時
に前記大受圧面より面積が小さな小受圧面を有すること
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の電歪式切換
弁。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4674986A JPH0668335B2 (ja) | 1986-03-03 | 1986-03-03 | 電歪式切換弁 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4674986A JPH0668335B2 (ja) | 1986-03-03 | 1986-03-03 | 電歪式切換弁 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62204079A JPS62204079A (ja) | 1987-09-08 |
| JPH0668335B2 true JPH0668335B2 (ja) | 1994-08-31 |
Family
ID=12755978
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4674986A Expired - Lifetime JPH0668335B2 (ja) | 1986-03-03 | 1986-03-03 | 電歪式切換弁 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0668335B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3042276U (ja) * | 1997-04-07 | 1997-10-14 | 有限会社創伸 | 音声ｓ信号線付き電源延長コード |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CH675752A5 (ja) * | 1988-10-25 | 1990-10-31 | Sulzer Ag |
-
1986
- 1986-03-03 JP JP4674986A patent/JPH0668335B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3042276U (ja) * | 1997-04-07 | 1997-10-14 | 有限会社創伸 | 音声ｓ信号線付き電源延長コード |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62204079A (ja) | 1987-09-08 |
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