JPH066961B2 - Rotary servo valve - Google Patents

Rotary servo valve

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JPH066961B2
JPH066961B2 JP61096137A JP9613786A JPH066961B2 JP H066961 B2 JPH066961 B2 JP H066961B2 JP 61096137 A JP61096137 A JP 61096137A JP 9613786 A JP9613786 A JP 9613786A JP H066961 B2 JPH066961 B2 JP H066961B2
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JP
Japan
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valve
rotary
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rotary valve
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渉 市川
裕二 松木
哲也 谷垣
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Esu Jii Kk
Shimazu Seisakusho KK
Original Assignee
Esu Jii Kk
Shimazu Seisakusho KK
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Publication date
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は回転駆動体の駆動に応じて弁開度が調整され
る回転型サーボ弁に関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a rotary servo valve whose valve opening is adjusted according to the driving of a rotary drive.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来のサーボ弁は直動形のスプール弁が主流であり、ス
プールの駆動はトルクモータと油圧ノズル・フラッパ弁
とからなる電気油圧増幅器によって行われていた。
The mainstream of the conventional servo valve is a direct acting spool valve, and the spool is driven by an electrohydraulic amplifier including a torque motor and a hydraulic nozzle flapper valve.

〔発明が解決しようとする問題点〕[Problems to be solved by the invention]

スプール弁の場合、スプールの往復動によって弁開度を
制御するようになっているため応答性に限界があった。
すなわち、通常、サーボ弁の制御は所望の弁開度で完全
に静止しているわけではなく、その前後に往復動しなが
ら結果的に所望の弁開度に平均的に追従している。その
ため、スプールが常に微少に反転を繰返し、その度に停
止と加速及び減速を行うことになり、周波数応答性が常
に問題となる。また、フラッパ弁の場合、フラッパの揺
動に応じたオン・オフ制御となり、一定のオン時間に対
応する流量よりも微少な流量の制御は不可能であった。
In the case of a spool valve, since the valve opening is controlled by the reciprocating movement of the spool, there is a limit in responsiveness.
That is, usually, the control of the servo valve does not completely stop at the desired valve opening, but reciprocates back and forth to eventually follow the desired valve opening on average. Therefore, the spool always repeats a slight reversal, and stops, accelerates, and decelerates each time, and the frequency response always becomes a problem. Further, in the case of the flapper valve, the on / off control is performed according to the swing of the flapper, and it is impossible to control the flow rate that is smaller than the flow rate corresponding to the constant on time.

この発明は上述の点に鑑みてなされたもので、 新規な回転型サーボ弁を提供することにより、従来得ら
れなかった高い応答性能や微少流量制御を実現し得るよ
うにすることを目的とする。
The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide a novel rotary servo valve to realize a high response performance and a minute flow rate control which have not been obtained in the past. .

〔問題点を解決するための手段〕[Means for solving problems]

この発明に係る回転型サーボ弁は、電気信号によって回
転駆動される第1及び第2の回転駆動体と、流体を内部
に給油する供給ポート、前記流体を外部に排出する戻り
ポート、及び負荷機器に前記流体を作用させる負荷ポー
トを具備した弁本体と、この弁本体内に回転可能に挿入
され、前記第1の回転駆動体の回転に応じて回転する第
1の回転弁部材と、この第1の回転弁部材内に回転可能
に挿入され、前記第2の回転駆動体の回転に応じて回転
する第2の回転弁部材とからなり、前記第1及び第2の
回転駆動体を夫々独立の電気信号によって制御すること
によって、前記第1及び第2の回転弁部材の相対的回転
位置角度に対応した前記供給ポート及び戻りポートと前
記負荷ポートとの間の弁開度を調整し、前記負荷機器に
作用する前記流体の流量を制御するように構成されたこ
とを特徴とする。
A rotary servo valve according to the present invention includes first and second rotary drive bodies that are driven to rotate by an electric signal, a supply port that supplies fluid inside, a return port that discharges the fluid outside, and a load device. A valve main body having a load port for applying the fluid, a first rotary valve member rotatably inserted in the valve main body, and rotating in response to rotation of the first rotary drive body; And a second rotary valve member that is rotatably inserted in the first rotary valve member and that rotates in response to the rotation of the second rotary drive member. The first and second rotary drive members are independent of each other. By controlling the electrical signal of the first and second rotary valve members to adjust the valve opening degree between the supply port and the return port and the load port corresponding to the relative rotational position angle of the first and second rotary valve members, The fluid acting on the load device Characterized in that it is configured to control the flow rate.

〔作用〕[Action]

第1及び第2の回転駆動体は、電気信号に応じて夫々独
立に回転駆動される。第1の回転弁部材は第1の回転駆
動体に結合しており、かつ弁本体内に回転可能に挿入さ
れている。また、第2の回転弁部材は第2の回転駆動体
に結合しており、かつ第1の回転弁部材内に回転可能に
挿入されている。第1及び第2の回転弁部材は第1及び
第2の回転駆動体の回転に応じて夫々独立に回転するの
で、供給ポート及び戻りポートと、負荷ポートとの間の
弁開度は両者の相対的回転位置角度に応じて設定され、
これによって負荷機器に作用する流体の流量も制御され
る。
The first and second rotation driving bodies are independently driven to rotate according to the electric signal. The first rotary valve member is coupled to the first rotary driver and is rotatably inserted within the valve body. Further, the second rotary valve member is coupled to the second rotary drive member and is rotatably inserted in the first rotary valve member. Since the first and second rotary valve members rotate independently according to the rotation of the first and second rotary drive bodies, the valve opening degrees between the supply port and the return port and the load port are the same. It is set according to the relative rotational position angle,
This also controls the flow rate of the fluid acting on the load device.

第1及び第2の回転弁部材の相対的回転位置角度は、第
1及び第2の回転駆動体の回転角度を調整することによ
って適宜制御可能であり、このような制御はフラッパ弁
に見られるようなオン・オフ切換え制御とはならない。
従って、弁開度の調整は極めて滑らかにかつ速やかに行
われ、応答性を高めることができる。
The relative rotational position angle of the first and second rotary valve members can be appropriately controlled by adjusting the rotational angles of the first and second rotary drive bodies, and such control is found in flapper valves. Such on / off switching control is not performed.
Therefore, the valve opening can be adjusted extremely smoothly and quickly, and the responsiveness can be improved.

〔実施例〕〔Example〕

以下、添付図面を参照してこの発明の実施例を詳細に説
明しよう。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

第1図はこの発明に係る回転型サーボ弁の第1の実施例
の縦断面図である。電気信号によって回転駆動される回
転駆動体に相当するものが第1及び第2のモータM1,
M2である。このモータM1,M2は、交流又は直流の
電気的アナログ信号によって駆動されるアナログ型モー
タ又はパルスモータのようなディジタル型モータのどち
らを用いてもよく、また一般的なモータに限らずロータ
リソレノイドのような回転駆動体を用いてもよい。第1
のモータM1の回転軸には第1の回転弁部材1が接続さ
れ、第2のモータM2の回転軸には第2の回転弁部材2
が接続されている。両回転弁部材1,2は円筒形状から
成り、部材2の内側に部材1が入れ子状に嵌合し、夫々
回転可能に弁本体3に収納されている。弁本体3は給油
ポートS,もどりポートR,負荷ポートC1,C2,C
3,C4を具備している。
FIG. 1 is a vertical sectional view of a rotary servo valve according to a first embodiment of the present invention. The first and second motors M1 and M1 correspond to a rotary drive body that is rotationally driven by an electric signal.
It is M2. The motors M1 and M2 may be either analog type motors driven by AC or DC electric analog signals or digital type motors such as pulse motors, and are not limited to general motors but rotary solenoids. Such a rotary driving body may be used. First
The first rotary valve member 1 is connected to the rotary shaft of the motor M1, and the second rotary valve member 2 is connected to the rotary shaft of the second motor M2.
Are connected. Both rotary valve members 1 and 2 have a cylindrical shape, and the member 1 is nested inside the member 2 and is rotatably housed in the valve body 3. The valve body 3 includes a refueling port S, a return port R, and load ports C1, C2, C.
3 and C4.

内側の回転弁部材1の内部に隔壁1eを介して第1の室
4と室5が形成されており、第1の室4は弁本体3の給
油ポートSに常時通じて給油室となている。第2の室5
はその一端が開放されて外側の回転弁部材2の内部の室
に通じ、更に弁本体3のもどりポートRに常時通じても
どり室を形成している。給油ポートSに対応する箇所の
II−II線断面を示すと第2図のようであり、回転弁部材
1の周囲を囲むリング状の溝空間から成るリング状流路
6が弁本体3側に形成されており、これが給油ポートS
に通じている。回転弁部材1の壁面には上記リング状流
路6に対応する位置に所定の角度範囲で適宜数(図では
2)の開口1sが設けられており、この開口1sは給油
室4に通じている。従って回転弁部材1がどのように回
転しても、常に、リング状流路6及び開口1sを介して
給油ポートsと給油室4が通じるようになっている。も
どりポートRに対応する箇所のIII−III線断面は第3図
のようであり、上述と同様に、もどりポートRに通じる
リング状流路7が弁本体3に形成され、第2の回転弁部
材2には開口2rが設けられ、もどりポートRともどり
室5が常時通じている。
A first chamber 4 and a chamber 5 are formed inside the inner rotary valve member 1 via a partition wall 1e, and the first chamber 4 is always connected to a fuel supply port S of the valve body 3 to serve as a fuel supply chamber. There is. Second chamber 5
Has one end opened to communicate with the inner chamber of the rotary valve member 2 on the outer side, and further always communicates with the return port R of the valve body 3 to form a return chamber. At the location corresponding to the refueling port S
A cross section taken along the line II-II is shown in FIG. 2, and a ring-shaped flow path 6 formed of a ring-shaped groove space surrounding the periphery of the rotary valve member 1 is formed on the valve main body 3 side. S
It leads to. On the wall surface of the rotary valve member 1, an appropriate number (two in the figure) of openings 1s are provided in a position corresponding to the ring-shaped flow path 6 in a predetermined angle range, and the openings 1s communicate with the fuel supply chamber 4. There is. Therefore, no matter how the rotary valve member 1 rotates, the oil supply port s and the oil supply chamber 4 are always communicated with each other through the ring-shaped flow path 6 and the opening 1s. A cross section taken along the line III-III of the portion corresponding to the return port R is as shown in FIG. 3, and similarly to the above, the ring-shaped flow path 7 communicating with the return port R is formed in the valve main body 3, and the second rotary valve is provided. The member 2 is provided with an opening 2r, and the return port R and the return chamber 5 are always in communication with each other.

各負荷ポートC1〜C4に対応する箇所のA,B,C,
D線の横断面図は第4図、第5図の通りである。第4図
は負荷ポートC1に対応する箇所のA線断面図である
が、C4に対応する箇所のD線断面も同一形状である。
第5図は負荷ポートC2に対応する箇所のB線断面図で
あるが、C3に対応する箇所のC線断面も同一形状であ
る。弁本体3には、外側の回転弁部材2の周囲を囲むリ
ング状の溝空間から成るリング状流路8,9,10,1
1が各負荷ポートC1〜C4に対応して形成されてお
り、これが対応する各負荷ポートC1〜C4に夫々通じ
ている。各回転弁部材1,2の壁面には各リング状流路
8〜11に対応する位置に所定の角度範囲で開口1a,
1b,1c,1d,2a,2b,2c,2d(2a〜2
dは縦断面から外れているため第1図には現われていな
い)が夫々設けられており、内側の弁部材1の開口1
a,1bは給油室4に通じ、開口1c,1dはもどり室
5に通じている。外側の弁部材2の開口2a〜2dは夫
々リング状流路8〜11に臨んでおり、この弁部材2がど
の回転位置にあっても各開口2a〜2dが各負荷ポート
C1〜C4に通じるようになっている。従って、第1の
弁部材1の開口1a〜1dと第2の弁部材2の開口2a
〜2dとの重なり具合に応じて給油室4及びもどり室5
と負荷ポートC1〜C4との間の弁開度が決定される。
A, B, C at locations corresponding to the load ports C1 to C4,
Cross-sectional views taken along the line D are as shown in FIGS. 4 and 5. FIG. 4 is a sectional view taken along the line A of the portion corresponding to the load port C1, but the sectional view taken along the line D of the portion corresponding to C4 has the same shape.
Although FIG. 5 is a sectional view taken along the line B of the portion corresponding to the load port C2, the sectional view taken along the line C of the portion corresponding to C3 has the same shape. The valve body 3 has ring-shaped flow paths 8, 9, 10, 1 formed of ring-shaped groove spaces surrounding the outer rotary valve member 2.
1 is formed corresponding to each load port C1 to C4, and this is connected to each corresponding load port C1 to C4. The wall surfaces of the rotary valve members 1 and 2 are provided with openings 1a at positions corresponding to the ring-shaped flow paths 8 to 11 in a predetermined angle range.
1b, 1c, 1d, 2a, 2b, 2c, 2d (2a to 2
(d is not shown in FIG. 1 since it is out of the longitudinal section), and the opening 1 of the inner valve member 1 is provided.
The a and 1b communicate with the fuel supply chamber 4, and the openings 1c and 1d communicate with the return chamber 5. The openings 2a to 2d of the outer valve member 2 face the ring-shaped flow paths 8 to 11, respectively, and the openings 2a to 2d communicate with the load ports C1 to C4 regardless of the rotational position of the valve member 2. It is like this. Therefore, the openings 1a to 1d of the first valve member 1 and the openings 2a of the second valve member 2 are formed.
~ 2d depending on the degree of overlap with the refueling chamber 4 and the return chamber 5
And the valve opening between the load ports C1 to C4 are determined.

詳しくは、給油室4に対応する第1の負荷ポートC1と
もどり室5に対応する第3の負荷ポートC3が連通して
おり、負荷機器(例えば油圧シリンダ12)の第1のポ
ートに接続される。また、給油室4に対応する第2の負
荷ポートC2ともどり室5に対応する第4の負荷ポート
C4が連通しており、負荷機器たる油圧シリンダ12の
第2のポートに接続される。第1の回転弁部材1におい
ては、第1及び第4の負荷ポートC1,C4に対応する
第1及び第4の開口1a,1dが第4図に示すように互
に同じ角度位置に設けられ、第2及び第3の負荷ポート
C2,C3に対応する第2及び第3の開口1b,1cも
第5図に示すように互に同じ角度位置に設けられいる。
また、第2の回転弁部材2においても、第1及び第4の
負荷ポートC1,C4に対応する第1及び第4の開口2
a,2dが第4図に示すように互に同じ角度位置に設け
られ、第2及び第3の負荷ポートC2,C3に対応する
第2及び第3の開口2b,2cも第5図に示すように互
に同じ角度位置に設けられいる。なお、図では各ポート
S,R,C1〜C4が同じ角度位置にあるように示した
が、これに限らないのは勿論である。
Specifically, the first load port C1 corresponding to the fuel supply chamber 4 and the third load port C3 corresponding to the return chamber 5 communicate with each other and are connected to the first port of the load device (for example, the hydraulic cylinder 12). It Further, the second load port C2 corresponding to the fuel supply chamber 4 and the fourth load port C4 corresponding to the return chamber 5 communicate with each other, and are connected to the second port of the hydraulic cylinder 12, which is a load device. In the first rotary valve member 1, first and fourth openings 1a and 1d corresponding to the first and fourth load ports C1 and C4 are provided at the same angular positions as shown in FIG. The second and third openings 1b and 1c corresponding to the second and third load ports C2 and C3 are also provided at the same angular position as shown in FIG.
Further, also in the second rotary valve member 2, the first and fourth openings 2 corresponding to the first and fourth load ports C1 and C4 are provided.
a and 2d are provided at the same angular position as each other as shown in FIG. 4, and second and third openings 2b and 2c corresponding to the second and third load ports C2 and C3 are also shown in FIG. As described above, they are provided at the same angular position. Although the ports S, R, and C1 to C4 are shown at the same angular position in the drawing, it goes without saying that the ports are not limited to this.

第1及び第4の開口1a,2a,1d,2dのグループ
が第1の弁位置に対応しており、第2及び第3の開口1
b,2b,1c,2cのグループが第2の弁位置に対応
している。すなわち、両回転弁部材1,2間で第1及び
第4の開口1a,2a,1d,2dが重なり合うとき第
2及び第3の開口1b,2b,1c,2cが重なり合う
ことがないように(このとき第1図実線矢印の方向で流
路が形成される)、また、第2及び第3の開口1b,2
b,1c,2cが重なり合うとき第1及び第4の開口1
a,2a,1d,2dが重なり合うことがないように
(このとき第1図破線矢印の方向で流路が形成され
る)、両回転弁部材間の対応する開口の角度偏差が第1
及び第4の開口グループ1a,2a,1d,2dと第2
及び第3の開口グループ1b,2b,1c,2cとの間
で所定角度ずれるように各開口が配されている。図の例
では、内側の回転弁部材1の開口1a〜1dはすべて同
じ角度位置に設けられており、外側の回転弁部材2の第
1及び第4の開口2a,2dと第2及び第3の開口2
b,2cが略180度ずれて設けられている(第4図及
び第5図参照)。従って、第1及び第4の開口グループ
1a,2a,1d,2dに関する両弁部材1,2間の角
度偏差(開口の重なり具合に対応する)は、第2及び第
3の開口グループ1b,2b,1c,2cに関する両弁
部材1,2間の角度偏差(開口の重なり具合に対応す
る)に対して略180度ずれている。これにより、一方
の開口グループ1a,2a,1d,2dが通じていると
きは他方が必ず閉じ、負荷ポートC1から負荷シリンダ
12に流れ出て負荷ポートC4に流れ込む流路(第1図
の実戦矢印)が形成され、他方の開口グループ1b,2
b,1c,2cが通じているときは一方が必ず閉じ、負
荷ポートC2から負荷シリンダ12に流れ出て負荷ポー
トC3に流れ込む流路(第1図の破線矢印)が形成され
る。
The group of first and fourth openings 1a, 2a, 1d, 2d corresponds to the first valve position and the second and third openings 1
The group b, 2b, 1c, 2c corresponds to the second valve position. That is, when the first and fourth openings 1a, 2a, 1d, 2d overlap between the rotary valve members 1, 2, the second and third openings 1b, 2b, 1c, 2c do not overlap ( At this time, a flow path is formed in the direction of the solid line arrow in FIG. 1), and the second and third openings 1b, 2 are formed.
When b, 1c and 2c overlap, the first and fourth openings 1
In order to prevent a, 2a, 1d, and 2d from overlapping (at this time, a flow path is formed in the direction of the broken line arrow in FIG. 1), the angular deviation of the corresponding openings between the rotary valve members is the first.
And a fourth opening group 1a, 2a, 1d, 2d and a second
And the third opening groups 1b, 2b, 1c, 2c are arranged so as to be displaced from each other by a predetermined angle. In the illustrated example, the openings 1a to 1d of the inner rotary valve member 1 are all provided at the same angular position, and the first and fourth openings 2a, 2d and the second and third openings 2a and 2d of the outer rotary valve member 2 are provided. Opening 2
b and 2c are provided with a shift of approximately 180 degrees (see FIGS. 4 and 5). Therefore, the angular deviation (corresponding to the degree of overlapping of the openings) between the valve members 1 and 2 with respect to the first and fourth opening groups 1a, 2a, 1d and 2d is determined by the second and third opening groups 1b and 2b. , 1c, 2c, the angular deviation between the valve members 1 and 2 (corresponding to the overlapping degree of the openings) is shifted by about 180 degrees. As a result, when one opening group 1a, 2a, 1d, 2d is open, the other is always closed and flows out from the load port C1 to the load cylinder 12 and into the load port C4 (actual arrow in FIG. 1). Is formed, and the other opening group 1b, 2
When b, 1c and 2c are in communication, one of them is always closed, and a flow path (broken line arrow in FIG. 1) that flows out from the load port C2 to the load cylinder 12 and flows into the load port C3 is formed.

各開口1a〜1d,2a〜2dが開いている角度範囲は
夫々略90度となっている。これにより、回転弁部材
1,2の一方が他方に対して相対的に180度回転する
範囲で一方の開口グループの重なりが制御され(この間
他方の開口グループは閉じたままである)、残りの18
0度の相対的回転範囲で他方の開口グループの重なりが
制御される(この間一方の開口グループは閉じたままで
ある)。この点を図で示すと第6図(a)〜(d)のよ
うであり、第2の回転弁部材2に対する第1の回転弁部
材1の相対的回転角度が(a)では0度(360度)、
(b)では90度、(c)では180度、(d)では2
70度である。すなわち、(a),(b),(c)に示
すように相対的回転角度0度から180度の範囲では開
口グループ1a,2a,1d,2dが通じ、(c),
(d),(a)に示すように180度から360度の範
囲では開口グループ1b,2b,1c,2cが通じる。
各開口の角度範囲は90度未満であれば何度にでも設定
できる。
The angular ranges in which the openings 1a to 1d and 2a to 2d are open are approximately 90 degrees. As a result, the overlapping of one opening group is controlled within the range in which one of the rotary valve members 1 and 2 rotates 180 degrees relative to the other (while the other opening group remains closed), the remaining 18
The 0 degree relative rotation range controls the overlap of the other opening group (while one opening group remains closed). This point is shown in FIGS. 6A to 6D, and the relative rotation angle of the first rotary valve member 1 with respect to the second rotary valve member 2 is 0 degree (a). 360 degrees),
90 degrees in (b), 180 degrees in (c), 2 in (d)
It is 70 degrees. That is, as shown in (a), (b), and (c), the opening groups 1a, 2a, 1d, and 2d communicate in the range of the relative rotation angle of 0 to 180 degrees, and (c),
As shown in (d) and (a), the aperture groups 1b, 2b, 1c, and 2c communicate in the range of 180 degrees to 360 degrees.
The angular range of each opening can be set any number of times as long as it is less than 90 degrees.

弁の開度は、両回転弁部材1,2の相対的回転位置関係
つまり相対的回転角度によって定まる。例えば両者の相
対的位置関係が第6図(a)から(b)の範囲では一方
の弁開度(開口1a,2a及び1d,2dの重なり)が
0%から100%まで制御可能であり、(b)から
(c)の範囲では100%から0%まで制御可能であ
り、(c)から(d)の範囲では他方の弁開度(開口1
b,2b及び1c,2cの重なり)が0%から100%
まで制御可能であり、(d)から(a)の範囲では10
0%から0%まで制御可能である。
The opening degree of the valve is determined by the relative rotational positional relationship between the rotary valve members 1 and 2, that is, the relative rotational angle. For example, when the relative positional relationship between the two is in the range of FIG. 6 (a) to (b), one valve opening (overlapping of the openings 1a, 2a and 1d, 2d) can be controlled from 0% to 100%, In the range from (b) to (c), it is possible to control from 100% to 0%, and in the range from (c) to (d), the other valve opening (opening 1
b, 2b and 1c, 2c overlap) 0% to 100%
Controllable up to 10 in the range from (d) to (a)
It can be controlled from 0% to 0%.

回転弁部材1,2の回転制御の仕方は、最終的に望みの
弁開度が達成できるのであればどのような制御でも可能
である。例えば、一方を静止させ、他方のみを回転す
る、あるいは正逆回転を任意に行わせる、等である。し
かし、高応答性能を実現するには両回転弁部材1,2を
常に同一方向に回転させるように制御するのが最も好ま
しい。例えば第6図で反時計方向に両部材1,2を回転
させるものとすれば、(a)から(b)の範囲では弁開
度を増加するとき内側の弁部材1を回転し、弁開度を減
少するとき外側の弁部材2を回転し、(b)から(c)
の範囲では内側の弁部材1を回転すれば弁開度が減少
し、外側の弁部材2を回転すれば弁開度が増加する。こ
れを拡大展開図で示すと第7図のようであり、(a)の
状態から弁開度を増加したときは弁部材1を一方向に適
量回転して開口1a,2aの関係を(b)の如くし、こ
の状態から弁開度を減少したいときは弁部材2を一方向
に適量回転して開口1a,2aの関係を(c)の如くす
る。このように常に回転弁部材1,2を一方向に回転さ
せることにより所望の弁開度への追従(弁開度微調整)
を行うことができる。従って、サーボ弁制御において常
に要求される弁開度の増減微調整に際して、機械的な反
転運動が全く不要であり常に一方向の運動によって弁開
度の増減制御を達成することができるので、応答性能が
飛躍的に高まる。勿論、回転弁部材1,2が絶対的に逆
転してはならないわけではなく、例えば、弁位置を切換
える場合などは逆転しても一向にさしつかえない。
The rotation control of the rotary valve members 1 and 2 may be any control as long as the desired valve opening degree can be finally achieved. For example, one may be stationary and the other may only be rotated, or forward and reverse rotation may be arbitrarily performed. However, in order to realize high response performance, it is most preferable to control both rotary valve members 1 and 2 so as to always rotate in the same direction. For example, if both members 1 and 2 are rotated counterclockwise in FIG. 6, when the valve opening is increased in the range of (a) to (b), the inner valve member 1 is rotated to open the valve. When the degree is reduced, the outer valve member 2 is rotated, and from (b) to (c)
In this range, the valve opening degree decreases when the inner valve member 1 is rotated, and the valve opening degree increases when the outer valve member 2 is rotated. This is shown in an enlarged development view as shown in FIG. 7, and when the valve opening is increased from the state of (a), the valve member 1 is rotated by an appropriate amount in one direction so that the relationship between the openings 1a and 2a becomes (b). ), When it is desired to reduce the valve opening from this state, the valve member 2 is rotated in one direction by an appropriate amount so that the relationship between the openings 1a and 2a is as shown in (c). In this way, by always rotating the rotary valve members 1 and 2 in one direction, the desired valve opening is followed (fine adjustment of valve opening).
It can be performed. Therefore, mechanical fine reversal movement is not required at all when finely adjusting the valve opening and closing, which is always required in servo valve control, and the valve opening and closing control can always be achieved by one-way movement. Performance is dramatically increased. Of course, it is not absolutely necessary for the rotary valve members 1 and 2 to rotate in the reverse direction. For example, when switching the valve position, the rotation valve members 1 and 2 may be rotated in the opposite direction.

回転弁部材1,2、弁本体3、リング状流路6〜11、
開口1a〜1d,1s,2a〜2d,2rの構造及び形
状は図示のものに全く限定されず、様々な変更が可能で
ある。また、油圧駆動に限らず、空気圧その他の流体圧
駆動としてもよい。
Rotary valve members 1 and 2, valve body 3, ring-shaped flow paths 6 to 11,
The structures and shapes of the openings 1a to 1d, 1s, 2a to 2d, 2r are not limited to those shown in the drawings, and various modifications are possible. Further, the drive is not limited to hydraulic drive, and may be pneumatic or other fluid pressure drive.

なお、通常のサーボ弁と同様に、オフのときに弁を中立
位置に戻すようにするための手段が設けられているのは
勿論である。この手段は、例えば第1図に示すように一
端を弁部材1に固定し、他端を弁部材2に固定したスプ
リング13からなる。
Of course, similar to a normal servo valve, a means for returning the valve to the neutral position when it is off is provided. This means comprises, for example, a spring 13 having one end fixed to the valve member 1 and the other end fixed to the valve member 2 as shown in FIG.

第8図は、回転弁部材を用いたこの発明に係るサーボ弁
の他の実施例を示すものである。第1のモータM1に結
合した第1の回転弁部材14は、第2のモータM2に係
合した第2の回転弁部材15に嵌合しており、これらが
弁本体16に挿入されている。弁本体16の内側には、
リング状の溝空間からなるリング状流路SR,RR,C
1R,C2Rが各ポートS,R,C1,C2に対応して
設けられている。内側の回転弁部材14の側面には90
度の間隔で4つの溝14a,14b,14c,14dが
設けられている。外側の回転弁部材15には、その壁面
を貫通する通路SP,RP,C1P,C2Pが夫々一対
づつ設けられている。1つの対(例えばC1P)は18
0度離れた2つの通路から成り、各対は第9図から明ら
かなようにC1P,SP,C2P,RPの順で順次45
度づつずれて配されている。各通路C1P,SP,C2
P,RPの内側の口は、内側の回転弁部材14a〜14d
に対応する位置に開口しており、外側の口は各々に対応
するリング状流路C1R,SR,C2R,RRに対応す
る位置に開口している。
FIG. 8 shows another embodiment of the servo valve according to the present invention using a rotary valve member. The first rotary valve member 14 coupled to the first motor M1 is fitted to the second rotary valve member 15 engaged with the second motor M2, and these are inserted into the valve body 16. . Inside the valve body 16,
Ring-shaped flow paths SR, RR, C composed of ring-shaped groove spaces
1R and C2R are provided corresponding to the respective ports S, R, C1 and C2. The side surface of the inner rotary valve member 14 has 90
Four grooves 14a, 14b, 14c, 14d are provided at intervals of degrees. The outer rotary valve member 15 is provided with a pair of passages SP, RP, C1P, C2P penetrating the wall surface thereof. 18 per pair (eg C1P)
It consists of two passages separated by 0 degrees, and each pair is 45 in sequence of C1P, SP, C2P, RP, as is clear from FIG.
They are arranged at different intervals. Each passage C1P, SP, C2
The inner ports of P and RP are the inner rotary valve members 14a to 14d.
To the positions corresponding to the ring-shaped flow paths C1R, SR, C2R and RR corresponding to the respective openings.

負荷ポートC1,C2に連絡する通路C1P,C2Pの
両隣には供給ポートSに連絡する通路SPと戻りポート
Rに連絡する通路RPが位置している。内側の回転弁部
材14の溝14a〜14dの横幅は、同時に3つの通路
の口にかからないようになっている。第9図の状態では
中立位置であり、負荷ポートC1,C2への流路は閉じ
られている。この状態から回転弁部材14が相対的に反
時計方向に回転すると、溝14a,14cを介して通路
SPとC1Pが通じ、溝14b,14dを介して通路S
PとC2Pが通じるようになる。これにより負荷ポート
C1から出てC2から入る状態となる。図の位置から回
転弁部材14が相対的に反時計方向に45度回転すると
弁が閉じる。ここから更に反時計方向に回転すると、溝
14a,14cを介して通路SPとC2Pが通じ、溝1
4b,14dを介して通路RPとC1Pが通じるように
なる。これにより負荷ポートC2から出てC1に入る状
態となる。このようにして、両回転弁部材14,15の
相対的回転角度に応じてサーボ弁の切換え位置が設定さ
れ、かつ弁開度が調整される。前述の第1の実施例と同
様にモータM1,M2の回転方向は一定方向とすれば、
応答性能を向上させることができる。
A passage SP communicating with the supply port S and a passage RP communicating with the return port R are located on both sides of the passages C1P, C2P communicating with the load ports C1, C2. The lateral widths of the grooves 14a to 14d of the inner rotary valve member 14 are set so as not to reach the mouths of the three passages at the same time. In the state of FIG. 9, it is in the neutral position, and the flow paths to the load ports C1 and C2 are closed. When the rotary valve member 14 relatively rotates counterclockwise from this state, the passages SP and C1P communicate with each other through the grooves 14a and 14c, and the passage S through the grooves 14b and 14d.
P and C2P can communicate. As a result, the load port C1 comes out and the load port C2 comes in. When the rotary valve member 14 relatively rotates counterclockwise by 45 degrees from the position shown in the figure, the valve is closed. When it is further rotated counterclockwise from here, the passages SP and C2P communicate with each other through the grooves 14a and 14c, and the groove 1
The passage RP and C1P come to communicate with each other via 4b and 14d. This causes the load port C2 to exit and enter C1. In this way, the switching position of the servo valve is set and the valve opening is adjusted according to the relative rotation angle of both rotary valve members 14 and 15. As in the first embodiment described above, if the rotation directions of the motors M1 and M2 are constant,
The response performance can be improved.

第10図及び第11図は、弁本体17内に挿入される弁
部材をスプール18としたものである。
In FIGS. 10 and 11, the valve member inserted into the valve body 17 is the spool 18.

第10図では、スプール18の一端がねじ結合19を介
してモータM1に結合し、他端がスプライン結合20を
介してモータM2に結合している。モータM1の所定方
向の回転によりスプール18は所定方向(例えば矢印x
方向)に直動され、モータM2の所定方向の回転により
スプール18は上記とは反対方向に直動される。この場
合も、モータM1,M2を常に所定の一方向にのみ回転
させながらスプール18を左右に動かし、弁の切換え及
び弁開度調整を行うことができる。従って、高応答及び
微調整が可能である。第11図も第10図とほぼ同様で
あり、スプライン結合20に代えてギア結合21が用い
られている点のみが異なる。
In FIG. 10, one end of the spool 18 is connected to the motor M1 via a screw connection 19 and the other end is connected to the motor M2 via a spline connection 20. The rotation of the motor M1 in a predetermined direction causes the spool 18 to move in a predetermined direction (for example, an arrow x
Direction), and the spool 18 is directly moved in the opposite direction to the above by rotation of the motor M2 in a predetermined direction. In this case as well, the spool 18 can be moved left and right while always rotating the motors M1 and M2 in only one predetermined direction, thereby performing valve switching and valve opening adjustment. Therefore, high response and fine adjustment are possible. 11 is almost the same as FIG. 10, except that a gear coupling 21 is used instead of the spline coupling 20.

第8図〜第11図の実施例においても、図示は省略した
が、中立位置復帰用のばね等が適宜設けられている。
In the embodiment shown in FIGS. 8 to 11, although illustration is omitted, a spring for returning to the neutral position is appropriately provided.

第12図は本発明のサーボ弁22を使用した数値制御シ
ステムの一例を示すもので、サーボ弁22の負荷ポート
に流体圧アクチュエータ23が接続されており、その位
置や速度が検出器24で検出され、偏差演算器25に与
えられる。プログラム設定器26では数値制御のプログ
ラムを設定し、マイクロコンピュータ27の制御の下で
設定された数値制御プログラムに対応する目標データが
供給される。偏差演算器25では供給された目標データ
と検出器24で検出された制御対象物のフィードバック
データとを演算し、その偏差データを出力する。パルス
供給回路28は偏差データに応じてサーボ弁22のパル
スモータM1,M2に駆動パルスを供給し、サーボ弁2
2の動作を制御する。
FIG. 12 shows an example of a numerical control system using the servo valve 22 of the present invention. A fluid pressure actuator 23 is connected to the load port of the servo valve 22, and its position and speed are detected by a detector 24. And provided to the deviation calculator 25. The program setter 26 sets a numerical control program and is supplied with target data corresponding to the numerical control program set under the control of the microcomputer 27. The deviation calculator 25 calculates the supplied target data and the feedback data of the controlled object detected by the detector 24, and outputs the deviation data. The pulse supply circuit 28 supplies drive pulses to the pulse motors M1 and M2 of the servo valve 22 in accordance with the deviation data, and the servo valve 2
2 control the operation.

一例としてパルス供給回路28は、偏差データの符号に
応じて、流体圧アクチュエータ23を正方向に動かすべ
きときはアップパルスを最初に出力し、逆方向に動かす
べきときはダウンパルスを最初に出力する。例えば、ア
ップパルスは常に第1のモータM1に供給され、これに
応じて該モータM1が常に所定の一方向のみに回転され
る。また、ダウンパルスは常に第2のモータM2に供給
され、これに応じて該モータM2が常に所定の一方向の
みに回転される。両モータM1,M2の所定の一方向へ
の回転は、前述の通り、両モータの相対的回転角度を増
加又は減少する作用を及ぼす。
As an example, the pulse supply circuit 28 outputs the up pulse first when the fluid pressure actuator 23 should be moved in the forward direction and outputs the down pulse first when it should be moved in the reverse direction according to the sign of the deviation data. . For example, the up pulse is always supplied to the first motor M1, and accordingly, the motor M1 is always rotated in only one predetermined direction. Further, the down pulse is constantly supplied to the second motor M2, and accordingly, the motor M2 is always rotated only in a predetermined one direction. The rotation of the two motors M1 and M2 in a predetermined direction has the effect of increasing or decreasing the relative rotation angle of the two motors, as described above.

例えば、流体圧アクチュエータ23を正方向に動かすと
きは、アップパルスを適宜数だけモータM1に与え、相
対的回転角度を適宜設定する。アクチュエータ23の動
きを止めるときは、ダウンパルスをモータM2に同数与
え、相対的回転角度を0にし、弁を閉じる。
For example, when moving the fluid pressure actuator 23 in the forward direction, an appropriate number of up-pulses are applied to the motor M1 to set the relative rotation angle appropriately. When stopping the movement of the actuator 23, the same number of down pulses are given to the motor M2, the relative rotation angle is set to 0, and the valve is closed.

流体圧アクチュエータ23を逆方向に動かすときは、ダ
ウンパルスを適宜数だけモータM2に与え、相対的回転
角度を適宜設定する。アクチュエータ23の動きを止め
るときは、アップパルスをモータM1に同数与え、相対
的回転角度を0にし、弁を閉じる。
When moving the fluid pressure actuator 23 in the reverse direction, a proper number of down pulses are given to the motor M2, and the relative rotation angle is appropriately set. When stopping the movement of the actuator 23, the same number of up-pulses are applied to the motor M1, the relative rotation angle is set to 0, and the valve is closed.

アクチュエータ23を正逆どちらに動かす場合でもまた
弁開度の増減をどのように制御するときでも、モータM
1,M2の回転方向は変わらず、常に一定方向である。
従って、モータM1,M2の反転運動が無いので、高応
答性を確保することができる。
Regardless of whether the actuator 23 is moved forward or backward, or how the increase or decrease of the valve opening is controlled, the motor M
The rotation directions of 1 and M2 do not change and are always constant directions.
Therefore, since there is no reverse movement of the motors M1 and M2, high responsiveness can be ensured.

微少流量の制御は、モータM1,M2の相対的回転角度
を微少時間で制御することにより行うことができる。す
なわち、第13図に示すように、モータM1,M2に与
えるパルスの位相をそのパルス幅t未満の微少時間t
で制御することにより微少電流が制御される。この場
合、モータM1の1パルス駆動に対応する相対的回転角
度に対応する弁開度が微少時間tの間だけ設定され、
流量はその弁開度の微少時間tだけの積分値となる。
このような微少流量制御を可能にしたことにより負荷ア
クチュエータ23の制御制度を高めることができる。
The minute flow rate can be controlled by controlling the relative rotation angles of the motors M1 and M2 in a minute time. That is, as shown in FIG. 13, the phase of the pulse applied to the motors M1 and M2 is set to a minute time t of less than the pulse width t 2.
By controlling with 1 , the minute current is controlled. In this case, the valve opening degree corresponding to the relative rotation angle corresponding to one pulse driving of the motor M1 is set only for the short time t 1,
The flow rate is an integral value of the valve opening degree only for a minute time t 1 .
By enabling such a minute flow rate control, the control accuracy of the load actuator 23 can be increased.

〔発明の効果〕 以上説明したように、この発明によれば、応答性能を向
上させることができると共に、微少流量制御にも優れて
おり、制御精度を高めることができるようになる、等の
種々の優れた効果を奏する。
[Effects of the Invention] As described above, according to the present invention, it is possible to improve the response performance and also to excel in minute flow rate control, and to improve control accuracy. Exerts the excellent effect of.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図はこの発明に係る回転型サーボ弁の一実施例を示
す縦断面図、第2図は第1図のII−II線断面図、第3図
は第1図のIII−III線断面図、第4図は第1図のA線の
横断面図であり、D線の横断面と同一形状を示すもの、
第5図は第1図のB線の横断面図であり、C線の横断面
と同一形状を示すもの、第6図は同実施例における第1
及び第2の回転弁部材の相対的回転位置関係を例示する
横断面図、第7図は両回転弁部材の開口の重なりの変化
の一例を拡大して示す展開図、第8図はこの発明の回転
型サーボ弁の他の実施例を示す縦断面図、第9図は第8
図のIX−IX線断面図、第10図及び第11図はこの発明
に係るサーボ弁の更に他の実施例を夫々示す縦断面図、
第12図はこの発明に係る回転型サーボ弁の制御方式の
一実施例を示す概略ブロック図、第13図は微少流量制
御時の一例を示すタイミングチャート、である。 M1,M2…第1及び第2のモータ、1,2,14,1
5…第1及び第2の回転弁部材、1a〜1d,2a〜2
d…各負荷ポートに対応する開口、1e…隔壁、3,1
6,17…弁本体、4…給油室、5…もどり室、S…流
体供給ポート、R…もどりポート、C1〜C4…負荷ポ
ート、6〜11…リング状溝空間から成るリング状流
路、12…負荷のシリンダ、18…スプール、19…ね
じ結合、20…スプライン結合、21…ギア結合。
1 is a longitudinal sectional view showing an embodiment of the rotary servo valve according to the present invention, FIG. 2 is a sectional view taken along the line II-II in FIG. 1, and FIG. 3 is a sectional view taken along the line III-III in FIG. 4 and 5 are cross-sectional views taken along the line A in FIG. 1, showing the same shape as the cross-section taken along the line D,
FIG. 5 is a cross-sectional view taken along the line B of FIG. 1, showing the same shape as the cross-section taken along the line C, and FIG. 6 is a cross-sectional view of the first embodiment.
And a cross-sectional view illustrating the relative rotational positional relationship between the second rotary valve member, FIG. 7 is an expanded view showing an example of changes in the overlapping of the openings of both rotary valve members in an enlarged manner, and FIG. 8 is the present invention. FIG. 9 is a vertical sectional view showing another embodiment of the rotary servo valve of FIG.
FIG. 10 is a sectional view taken along the line IX-IX of FIG. 10, and FIGS. 10 and 11 are longitudinal sectional views showing still another embodiment of the servo valve according to the present invention.
FIG. 12 is a schematic block diagram showing an embodiment of the control system of the rotary servo valve according to the present invention, and FIG. 13 is a timing chart showing an example at the time of minute flow rate control. M1, M2 ... First and second motors, 1, 2, 14, 1
5 ... 1st and 2nd rotary valve member, 1a-1d, 2a-2
d ... Opening corresponding to each load port, 1e ... Partition wall, 3, 1
6, 17 ... Valve main body, 4 ... Oil supply chamber, 5 ... Return chamber, S ... Fluid supply port, R ... Return port, C1-C4 ... Load port, 6-11 ... Ring-shaped channel consisting of ring-shaped groove space, 12 ... Load cylinder, 18 ... Spool, 19 ... Screw connection, 20 ... Spline connection, 21 ... Gear connection.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】電気信号によって回転駆動される第1及び
第2の回転駆動体と、 流体を内部に給油する供給ポート、前記流体を外部に排
出する戻りポート、及び負荷機器に前記流体を作用させ
る負荷ポートを具備した弁本体と、 この弁本体内に回転可能に挿入され、前記第1の回転駆
動体の回転に応じて回転する第1の回転弁部材と、 この第1の回転弁部材内に回転可能に挿入され、 前記第2の回転駆動体の回転に応じて回転する第2の回
転弁部材とからなり、 前記第1及び第2の回転駆動体を夫々独立の電気信号に
よって制御することによって、前記第1及び第2の回転
弁部材の相互的回転位置角度に対応した前記供給ポート
及び戻りポートと前記負荷ポートとの間の弁開度を調整
し、前記負荷機器に作用する前記流体の流量を制御する
ように構成された回転型サーボ弁。
1. A first and a second rotary drive body, which are driven to rotate by an electric signal, a supply port for supplying a fluid to the inside, a return port for discharging the fluid to the outside, and a load device with the fluid. A valve body having a load port for allowing rotation, a first rotary valve member rotatably inserted into the valve body, and rotating in response to rotation of the first rotary drive body; and a first rotary valve member. A second rotary valve member that is rotatably inserted therein and that rotates in response to rotation of the second rotary drive body, and controls the first and second rotary drive bodies by independent electrical signals. By doing so, the valve opening degree between the supply port and the return port and the load port corresponding to the mutual rotational position angle of the first and second rotary valve members is adjusted, and acts on the load device. Control the flow rate of the fluid Uni configured rotary servo valve.
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