JPH11264403A - 統合電気油圧アクチュエーター - Google Patents
統合電気油圧アクチュエーターInfo
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- JPH11264403A JPH11264403A JP36065998A JP36065998A JPH11264403A JP H11264403 A JPH11264403 A JP H11264403A JP 36065998 A JP36065998 A JP 36065998A JP 36065998 A JP36065998 A JP 36065998A JP H11264403 A JPH11264403 A JP H11264403A
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- housing
- hydraulic actuator
- bore
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- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K31/00—Actuating devices; Operating means; Releasing devices
- F16K31/02—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic
- F16K31/06—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic using a magnet, e.g. diaphragm valves, cutting off by means of a liquid
- F16K31/0603—Multiple-way valves
- F16K31/061—Sliding valves
- F16K31/0613—Sliding valves with cylindrical slides
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B13/00—Details of servomotor systems ; Valves for servomotor systems
- F15B13/02—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors
- F15B13/04—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors for use with a single servomotor
- F15B13/042—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors for use with a single servomotor operated by fluid pressure
- F15B13/043—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors for use with a single servomotor operated by fluid pressure with electrically-controlled pilot valves
- F15B13/0435—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors for use with a single servomotor operated by fluid pressure with electrically-controlled pilot valves the pilot valves being sliding valves
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- F15B13/0442—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors for use with a single servomotor operated by electrically-controlled means, e.g. solenoids, torque-motors with proportional solenoid allowing stable intermediate positions
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- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
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- Y10T137/00—Fluid handling
- Y10T137/8593—Systems
- Y10T137/86493—Multi-way valve unit
- Y10T137/86574—Supply and exhaust
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- Fluid Mechanics (AREA)
- Magnetically Actuated Valves (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 低コスト高効率の電気油圧アクチュエーター
を提供する。 【解決手段】 本発明による低コストで電磁効率のよい
統合電気油圧アクチュエータは、ハウジング内に配置さ
れたスリーブと、スリーブと一体的部品として形成され
た環状電気コイルを含み、コイルがハウジング内に密接
統合されている。スリーブのアキシアルボア内にスライ
ド可能に配置されたアーマチュアは、その中に統合的に
形成された流体メタリング機能を有し、アーマチュア
が、インレットポートとアウトレットポートとの間、及
びアウトレットポートとタンクポートとの間の連通度を
制御するバルブスプールとして機能するようになってい
る。従ってアーマチュアはアクチュエータの唯一の可動
部分である。
を提供する。 【解決手段】 本発明による低コストで電磁効率のよい
統合電気油圧アクチュエータは、ハウジング内に配置さ
れたスリーブと、スリーブと一体的部品として形成され
た環状電気コイルを含み、コイルがハウジング内に密接
統合されている。スリーブのアキシアルボア内にスライ
ド可能に配置されたアーマチュアは、その中に統合的に
形成された流体メタリング機能を有し、アーマチュア
が、インレットポートとアウトレットポートとの間、及
びアウトレットポートとタンクポートとの間の連通度を
制御するバルブスプールとして機能するようになってい
る。従ってアーマチュアはアクチュエータの唯一の可動
部分である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術的分野】本発明は一般的には電気油
圧アクチュエーターに、より特定すれば、ハウジングと
密接に統合されたコイルとただ一つの可動部分とを有す
る低コストの電気油圧アクチュエーターに関する。
圧アクチュエーターに、より特定すれば、ハウジングと
密接に統合されたコイルとただ一つの可動部分とを有す
る低コストの電気油圧アクチュエーターに関する。
【０００２】
【従来の技術】電気油圧比例アクチュエーターは、広
く、パイロット起動油圧制御弁、クラッチ、ブレーキ等
を起動させるパイロット圧を生成するのに用いられる。
生成されたパイロット圧は、通常は、パイロット圧がア
クチュエーターのコイルに加えられた電流に比例するよ
うに、比例アクチュエーターの流体メタリングエレメン
トに対して作用する。比例アクチュエーターは、サービ
ス性を考慮して、締め込み型カートリッジ式であって、
着脱可能な乾式コイルであるべきだという認識は、アク
チュエーターのコストを増大させる。例えば、締め込み
型カートリッジ式アクチュエーターは、ハウジングネジ
と、油圧アダプターネジと、コイル止めネジとを必要と
する。一般的に、ネジは製作するのに費用が掛かり、油
圧システムにとって汚染物質を作り出す源となりかねな
い。また、そのような典型的アクチュエーターは、３つ
の可動部分、即ちアーマチュアと、ピン及びボール又は
スプールと、互いに鑞付け又は溶接されたいくつかの部
分とを有している。更に、着脱可能な乾式コイルを使用
すると電磁効率が低下し、コイルとアーマチュアとの間
に空隙が存在するためにアクチュエーターの全体のサイ
ズが増大する。アーマチュアとピンとを収納しているソ
レノイドチューブ上にコイルを配置するためには空間を
設ける必要があるが、その結果空隙が生じる。結局、い
くつかの比例アクチュエーターは流れ損失を最小にする
ために固定小径オリフィスを設けている。しかしなが
ら、これらの小型オリフィスは、汚染物質に敏感であ
り、応答時間を悪化させる。
く、パイロット起動油圧制御弁、クラッチ、ブレーキ等
を起動させるパイロット圧を生成するのに用いられる。
生成されたパイロット圧は、通常は、パイロット圧がア
クチュエーターのコイルに加えられた電流に比例するよ
うに、比例アクチュエーターの流体メタリングエレメン
トに対して作用する。比例アクチュエーターは、サービ
ス性を考慮して、締め込み型カートリッジ式であって、
着脱可能な乾式コイルであるべきだという認識は、アク
チュエーターのコストを増大させる。例えば、締め込み
型カートリッジ式アクチュエーターは、ハウジングネジ
と、油圧アダプターネジと、コイル止めネジとを必要と
する。一般的に、ネジは製作するのに費用が掛かり、油
圧システムにとって汚染物質を作り出す源となりかねな
い。また、そのような典型的アクチュエーターは、３つ
の可動部分、即ちアーマチュアと、ピン及びボール又は
スプールと、互いに鑞付け又は溶接されたいくつかの部
分とを有している。更に、着脱可能な乾式コイルを使用
すると電磁効率が低下し、コイルとアーマチュアとの間
に空隙が存在するためにアクチュエーターの全体のサイ
ズが増大する。アーマチュアとピンとを収納しているソ
レノイドチューブ上にコイルを配置するためには空間を
設ける必要があるが、その結果空隙が生じる。結局、い
くつかの比例アクチュエーターは流れ損失を最小にする
ために固定小径オリフィスを設けている。しかしなが
ら、これらの小型オリフィスは、汚染物質に敏感であ
り、応答時間を悪化させる。
【０００３】従って、電気油圧比例アクチュエーターの
全体コストは、コイルのサービス又は交換を不要にし、
ねじを無くし、溶接部分を無くし、小型固定オリフィス
を無くし、可動部分をただ１つにすれば低減できると考
えられる。又、電磁効率も、コイルをハウジングと密接
統合することにより向上させることができる。
全体コストは、コイルのサービス又は交換を不要にし、
ねじを無くし、溶接部分を無くし、小型固定オリフィス
を無くし、可動部分をただ１つにすれば低減できると考
えられる。又、電磁効率も、コイルをハウジングと密接
統合することにより向上させることができる。
【０００４】
【発明の概要】本発明の１つの態様では、統合電気油圧
アクチュエーターは、ボア及びそのボアの一端に端壁を
有するハウジングと、ハウジングのボア内に配置され
た、アキシアルボアを有するスリーブとを含んでいる。
このスリーブはハウジングと組み合わせられて、インレ
ットポートと、アウトレットポートと、アキシアルボア
に開いているタンクポートとを規定する。環状コイル
は、スリーブの一端でハウジングのボア内に配置されて
おり、環状コイル内にしっかり留められたポールピース
を有している。アキシアルボアと密封接触しスライド可
能に配置されている円筒状アーマチュアには、コイルに
電流が流されるととアーマチュアがバルブスプールとし
て機能するように、インレットポートとアウトレットポ
ートとの間、及びアウトレットポートとタンクポートと
の間の流体の流れを制御可能に計量するための流体メタ
リング機能が組み込まれている。保持装置は、アーマチ
ュアが唯一の可動構成要素となるようにスリーブ及びコ
イルをハウジング内に保持する。
アクチュエーターは、ボア及びそのボアの一端に端壁を
有するハウジングと、ハウジングのボア内に配置され
た、アキシアルボアを有するスリーブとを含んでいる。
このスリーブはハウジングと組み合わせられて、インレ
ットポートと、アウトレットポートと、アキシアルボア
に開いているタンクポートとを規定する。環状コイル
は、スリーブの一端でハウジングのボア内に配置されて
おり、環状コイル内にしっかり留められたポールピース
を有している。アキシアルボアと密封接触しスライド可
能に配置されている円筒状アーマチュアには、コイルに
電流が流されるととアーマチュアがバルブスプールとし
て機能するように、インレットポートとアウトレットポ
ートとの間、及びアウトレットポートとタンクポートと
の間の流体の流れを制御可能に計量するための流体メタ
リング機能が組み込まれている。保持装置は、アーマチ
ュアが唯一の可動構成要素となるようにスリーブ及びコ
イルをハウジング内に保持する。
【０００５】
【実施例】図１では、統合電気油圧アクチュエーター１
０は、一端が端壁１３により閉ざされているブラインド
ボア１２を有するハウジング１１を含んでいる。スリー
ブ１４は、アキシアルボア１６を有しており、ブライン
ドボア１２内に配置されている。スリーブは、ハウジン
グ１１と組み合わせられて、軸方向に互いに距離をおい
た位置でアキシアルボアに開いているインレットポート
１７と、アウトレットポート１８と、タンクポート１９
とを規定する。環状電気コイル２１は、スリーブ１４の
一端でハウジングのブラインドボア１２内に配置されて
おり、環状電気コイル２１内にしっかり固定された円筒
状ポールピース２２を含む。この実施例の電気コイル
は、スリーブ１４内に完全に統合された湿式コイルであ
り、従ってハウジング１１に密接統合されている。スリ
ーブは、ポールギャップを埋める鑞付け材の環状ビード
２３を有している。替わりに、コイル２１はスリーブか
ら分離して、スリーブと端同志が当たるような関係で、
ボア１２内に配置してもよい。
０は、一端が端壁１３により閉ざされているブラインド
ボア１２を有するハウジング１１を含んでいる。スリー
ブ１４は、アキシアルボア１６を有しており、ブライン
ドボア１２内に配置されている。スリーブは、ハウジン
グ１１と組み合わせられて、軸方向に互いに距離をおい
た位置でアキシアルボアに開いているインレットポート
１７と、アウトレットポート１８と、タンクポート１９
とを規定する。環状電気コイル２１は、スリーブ１４の
一端でハウジングのブラインドボア１２内に配置されて
おり、環状電気コイル２１内にしっかり固定された円筒
状ポールピース２２を含む。この実施例の電気コイル
は、スリーブ１４内に完全に統合された湿式コイルであ
り、従ってハウジング１１に密接統合されている。スリ
ーブは、ポールギャップを埋める鑞付け材の環状ビード
２３を有している。替わりに、コイル２１はスリーブか
ら分離して、スリーブと端同志が当たるような関係で、
ボア１２内に配置してもよい。
【０００６】円筒状アーマチュア２４は、ブラインドボ
ア１２と密封接触しスライド可能に配置されており、そ
の中には、インレットポート１７とアウトレットポート
１８の間、及びアウトレットポート１８とタンクポート
１９の間の流体の流れを制御可能に計量するために、流
体メタリング手段２６が内蔵されている。このようにア
ーマチュア２４は、電流を流してコイル２１に電圧を加
えると、可動バルブスプールとして機能する。一対の流
体チャンバ２７、２８が、アーマチュアとポールピース
の間、及びアーマチュアと端壁１３の間に形作られ、ア
キシアル通路２９を通して互いに連結されている。メタ
リング手段２６は、アーマチュア上に設けた、常にアウ
トレットポート１８と連通している環状グルーブ３１を
含んでいる。流体チャンバ２７の中に配置された圧縮ス
プリング３２は、アーマチュアをポールピース２２から
離して、環状グルーブ３１がタンクポート１９と連通す
る位置まで動かす方向の力を掛ける。チャンバ２８は、
常にタンクポート１９と連通している。
ア１２と密封接触しスライド可能に配置されており、そ
の中には、インレットポート１７とアウトレットポート
１８の間、及びアウトレットポート１８とタンクポート
１９の間の流体の流れを制御可能に計量するために、流
体メタリング手段２６が内蔵されている。このようにア
ーマチュア２４は、電流を流してコイル２１に電圧を加
えると、可動バルブスプールとして機能する。一対の流
体チャンバ２７、２８が、アーマチュアとポールピース
の間、及びアーマチュアと端壁１３の間に形作られ、ア
キシアル通路２９を通して互いに連結されている。メタ
リング手段２６は、アーマチュア上に設けた、常にアウ
トレットポート１８と連通している環状グルーブ３１を
含んでいる。流体チャンバ２７の中に配置された圧縮ス
プリング３２は、アーマチュアをポールピース２２から
離して、環状グルーブ３１がタンクポート１９と連通す
る位置まで動かす方向の力を掛ける。チャンバ２８は、
常にタンクポート１９と連通している。
【０００７】スリーブ１４のアキシアルボア１６は、環
状表面３４を規定する拡大ボア部分３３を有している。
アーマチュア２４は、拡大ボア部分３３にスライド可能
に配置された拡大流体メタリングランド３６を有してい
る。ランド３６及び環状表面３４は、組み合わせられ
て、差動面にアウトレットポート１８の流体が継続的に
掛かってアウトレットポートの流体圧がコイル２１への
電流入力に比例するように、差動面３７をアーマチュア
２４上に規定する。手段３８は、アーマチュア２４が唯
一の可動構成要素となるように、ハウジング１１にスリ
ーブ１４及びコイル２１を保持する。ハウジング１１は
その中に、ブラインドボア１２に隣接する環状肩部４１
を形作るカウンタボア３９を有している。保持手段３８
は、カウンタボア内に配置された円盤４２と、カウンタ
ボア内の環状グルーブ４３と、環状肩部４１に対して円
盤を支えるために環状グルーブ４３内に配置された環状
リテイナー４４とを含む。
状表面３４を規定する拡大ボア部分３３を有している。
アーマチュア２４は、拡大ボア部分３３にスライド可能
に配置された拡大流体メタリングランド３６を有してい
る。ランド３６及び環状表面３４は、組み合わせられ
て、差動面にアウトレットポート１８の流体が継続的に
掛かってアウトレットポートの流体圧がコイル２１への
電流入力に比例するように、差動面３７をアーマチュア
２４上に規定する。手段３８は、アーマチュア２４が唯
一の可動構成要素となるように、ハウジング１１にスリ
ーブ１４及びコイル２１を保持する。ハウジング１１は
その中に、ブラインドボア１２に隣接する環状肩部４１
を形作るカウンタボア３９を有している。保持手段３８
は、カウンタボア内に配置された円盤４２と、カウンタ
ボア内の環状グルーブ４３と、環状肩部４１に対して円
盤を支えるために環状グルーブ４３内に配置された環状
リテイナー４４とを含む。
【０００８】図２は、統合電気油圧アクチュエータ１０
のもう一つの実施例を示しており、図１の実施例で表示
されたものと同種の構成部分要素を表すのに、同じ符号
を付している。この実施例では、統合電気油圧アクチュ
エータ１０は、バルブボディ４７と、通常の方法でバル
ブボディにスライド可能に配置された流体制御バルブス
プール４８とを有するパイロット作動の油圧バルブ４６
と、組み合わせられている。電気油圧アクチュエータ１
０のハウジング１１は、カウンタボア３９がバルブスプ
ール４８の端部５１と連通するパイロットチャンバ４９
を形成するように、着脱に適した形でバルブボディ４７
に固定してある。この実施例における保持手段３８は、
カウンタボア内の円盤４２とバルブボディ４７との間に
配置されたバルブスプールセンタリングスプリング装置
５２を含んでいる。アウトレットポート１８は、生成さ
れたパイロット圧をカウンタボア／パイロットチャンバ
へ連通する。
のもう一つの実施例を示しており、図１の実施例で表示
されたものと同種の構成部分要素を表すのに、同じ符号
を付している。この実施例では、統合電気油圧アクチュ
エータ１０は、バルブボディ４７と、通常の方法でバル
ブボディにスライド可能に配置された流体制御バルブス
プール４８とを有するパイロット作動の油圧バルブ４６
と、組み合わせられている。電気油圧アクチュエータ１
０のハウジング１１は、カウンタボア３９がバルブスプ
ール４８の端部５１と連通するパイロットチャンバ４９
を形成するように、着脱に適した形でバルブボディ４７
に固定してある。この実施例における保持手段３８は、
カウンタボア内の円盤４２とバルブボディ４７との間に
配置されたバルブスプールセンタリングスプリング装置
５２を含んでいる。アウトレットポート１８は、生成さ
れたパイロット圧をカウンタボア／パイロットチャンバ
へ連通する。
【０００９】図３は、更にもう一つの統合電気油圧アク
チュエータ１０の実施例を示しており、図１及び２の実
施例で表示されたものと同種の構成部分要素を表すの
に、同じ符号を付している。この実施例では、メタリン
グ手段２６は、アーマチュア２４内に設けられた、軸方
向通路２９と、軸方向に間隔をとって配置され、軸方向
通路へ開いている２組の半径方向通路５３、５４とを含
んでいる。アウトレットポート１８は常に流体チャンバ
２８と連通している。円柱幹５５は、アーマチュアか
ら、ポールピース２２内の中心開口部５６及び円盤４２
内の中心開口部５７を通過して延びている。フィードバ
ックスプリング５８は、バルブスプールが円盤４２に向
かって動けば、フィードバック力がアーマチュア２４に
対して働くように、バルブスプール４８と円柱幹５５と
の間に配置されている。フィードバックスプリング５８
は、アーマチュアが、インレットポート１７と半径方向
通路５４が連通する位置まで動く方向に力を掛ける。ス
プリング５９は、アーマチュアの運動を減じるために、
流体チャンバ２８内に配置されている。替わりに、円柱
幹５５はアーマチュアとフィードバックスプリング５８
との間に配置される分離型の円柱幹でもよい。
チュエータ１０の実施例を示しており、図１及び２の実
施例で表示されたものと同種の構成部分要素を表すの
に、同じ符号を付している。この実施例では、メタリン
グ手段２６は、アーマチュア２４内に設けられた、軸方
向通路２９と、軸方向に間隔をとって配置され、軸方向
通路へ開いている２組の半径方向通路５３、５４とを含
んでいる。アウトレットポート１８は常に流体チャンバ
２８と連通している。円柱幹５５は、アーマチュアか
ら、ポールピース２２内の中心開口部５６及び円盤４２
内の中心開口部５７を通過して延びている。フィードバ
ックスプリング５８は、バルブスプールが円盤４２に向
かって動けば、フィードバック力がアーマチュア２４に
対して働くように、バルブスプール４８と円柱幹５５と
の間に配置されている。フィードバックスプリング５８
は、アーマチュアが、インレットポート１７と半径方向
通路５４が連通する位置まで動く方向に力を掛ける。ス
プリング５９は、アーマチュアの運動を減じるために、
流体チャンバ２８内に配置されている。替わりに、円柱
幹５５はアーマチュアとフィードバックスプリング５８
との間に配置される分離型の円柱幹でもよい。
【００１０】
【工業的利用法】図１の実施例は、主に、例えば、油圧
クラッチ又はブレーキと共に使うのに適した圧力制御ア
クチュエータとして用いられる統合電気油圧アクチュエ
ータを示している。使用時、通常はスプリング３２が、
インレットポート１７をアウトレットポート１８から遮
断し、環状グルーブ３１を通してアウトレットポート１
８とタンクポート１９を連通させる位置に来るまで、ア
ーマチュア２４に力を掛けている。コイル２１に電流を
流してエネルギーを与える、アーマチュア２４がポール
ピース２２に向けて引きつけられて右方向に動き、それ
によりランド３６がアウトレットポート１８をタンクポ
ート１９から遮断し、環状グルーブ３１を通じてアウト
レットポートとインレットポート１７を連通させる。環
状グルーブ及びアウトレットポート内の圧力は、生成さ
れた出力圧がコイルへの入力電流に比例するように、ア
ーマチュアの差動面３７上に作用する。
クラッチ又はブレーキと共に使うのに適した圧力制御ア
クチュエータとして用いられる統合電気油圧アクチュエ
ータを示している。使用時、通常はスプリング３２が、
インレットポート１７をアウトレットポート１８から遮
断し、環状グルーブ３１を通してアウトレットポート１
８とタンクポート１９を連通させる位置に来るまで、ア
ーマチュア２４に力を掛けている。コイル２１に電流を
流してエネルギーを与える、アーマチュア２４がポール
ピース２２に向けて引きつけられて右方向に動き、それ
によりランド３６がアウトレットポート１８をタンクポ
ート１９から遮断し、環状グルーブ３１を通じてアウト
レットポートとインレットポート１７を連通させる。環
状グルーブ及びアウトレットポート内の圧力は、生成さ
れた出力圧がコイルへの入力電流に比例するように、ア
ーマチュアの差動面３７上に作用する。
【００１１】図２の統合電気油圧アクチュエータ１０も
又、圧力制御アクチュエータとしても機能する。しかし
ながら、この実施例のアクチュエータは、油圧制御バル
ブ４６にしっかりと留められ、内部通路を通してパイロ
ットチャンバと連通しているアウトレットポート１８を
使って、パイロットチャンバ４９をバルブスプール４８
の端部に形作るように設計されている。前記のようにコ
イル２１にエネルギーを加えると、パイロット圧がアウ
トレットポート１８で、そしてそれによってパイロット
チャンバ４９で、生成される。図３の統合電気油圧アク
チュエータ１０は、アウトレットポート１８の圧力を制
御するのではなく、バルブスプール４８の位置を制御す
るための位置制御アクチュエータとして機能する。この
実施例では、前記のように差動面を通しての圧力フィー
ドバックを有するかわりに、フィードバックスプリング
５８によって、アーマチュア２４に弾力性のあるフィー
ドバック力が加えられる。使用時、フィードバックスプ
リング５８は、半径方向ポート５３をタンクポート１９
から遮断し、インレットポート１７が、アウトレットポ
ート１８、半径方向通路５４、軸方向通路２９を通して
パイロットチャンバ４９と連通する図示の位置までアー
マチュアを動かす。センタリングスプリング装置５２の
組み合わされた力とパイロットチャンバ内で流体圧力に
より生成される力は、図には示されていないが、バルブ
スプールの他端に作用している偏向力に対抗して、バル
ブスプール４８を図示の位置に保つ。電流を流してコイ
ル２１にエネルギーを加えると、アーマチュア２４は、
電流の強さに比例する力でポールピース２２に引きつけ
られる。これにより、アーマチュアは右方行へ動き、ま
ずアウトレットポート１８を、半径方向通路５３を通し
てタンクポート１９と連通させ、次にインレットポート
１７をアウトレットポート１８から遮断し始める。これ
により、パイロットチャンバ４９内の流体圧力を低下さ
せ、バルブスプール４８のもう一端に作用している偏向
力がバルブスプールを左方向に動かすようになる。バル
ブスプールの左方向への移動によって、フィードバック
スプリング５８は、コイルにより生成される力を相殺す
るため、コイル２１への入力電流に比例したフィードバ
ック力を、円柱幹５５を通してアーマチュアに働かせ
る。バルブスプールの左方向への移動は、アーマチュア
に作用しているフィードバック力とコイルにより発生す
る力が等しくなるまで続く。その点で、インレットポー
トとアウトレットポートとの間、及びアウトレットポー
トとタンクポートとの間の連通度は、バルブスプールの
移動がコイルによりアーマチュアに加えられる力のレベ
ルに比例するように制御可能に計量される。
又、圧力制御アクチュエータとしても機能する。しかし
ながら、この実施例のアクチュエータは、油圧制御バル
ブ４６にしっかりと留められ、内部通路を通してパイロ
ットチャンバと連通しているアウトレットポート１８を
使って、パイロットチャンバ４９をバルブスプール４８
の端部に形作るように設計されている。前記のようにコ
イル２１にエネルギーを加えると、パイロット圧がアウ
トレットポート１８で、そしてそれによってパイロット
チャンバ４９で、生成される。図３の統合電気油圧アク
チュエータ１０は、アウトレットポート１８の圧力を制
御するのではなく、バルブスプール４８の位置を制御す
るための位置制御アクチュエータとして機能する。この
実施例では、前記のように差動面を通しての圧力フィー
ドバックを有するかわりに、フィードバックスプリング
５８によって、アーマチュア２４に弾力性のあるフィー
ドバック力が加えられる。使用時、フィードバックスプ
リング５８は、半径方向ポート５３をタンクポート１９
から遮断し、インレットポート１７が、アウトレットポ
ート１８、半径方向通路５４、軸方向通路２９を通して
パイロットチャンバ４９と連通する図示の位置までアー
マチュアを動かす。センタリングスプリング装置５２の
組み合わされた力とパイロットチャンバ内で流体圧力に
より生成される力は、図には示されていないが、バルブ
スプールの他端に作用している偏向力に対抗して、バル
ブスプール４８を図示の位置に保つ。電流を流してコイ
ル２１にエネルギーを加えると、アーマチュア２４は、
電流の強さに比例する力でポールピース２２に引きつけ
られる。これにより、アーマチュアは右方行へ動き、ま
ずアウトレットポート１８を、半径方向通路５３を通し
てタンクポート１９と連通させ、次にインレットポート
１７をアウトレットポート１８から遮断し始める。これ
により、パイロットチャンバ４９内の流体圧力を低下さ
せ、バルブスプール４８のもう一端に作用している偏向
力がバルブスプールを左方向に動かすようになる。バル
ブスプールの左方向への移動によって、フィードバック
スプリング５８は、コイルにより生成される力を相殺す
るため、コイル２１への入力電流に比例したフィードバ
ック力を、円柱幹５５を通してアーマチュアに働かせ
る。バルブスプールの左方向への移動は、アーマチュア
に作用しているフィードバック力とコイルにより発生す
る力が等しくなるまで続く。その点で、インレットポー
トとアウトレットポートとの間、及びアウトレットポー
トとタンクポートとの間の連通度は、バルブスプールの
移動がコイルによりアーマチュアに加えられる力のレベ
ルに比例するように制御可能に計量される。
【００１２】上述の点で、本発明の構成は、改良された
低コストの電磁効率のよい電気油圧アクチュエータを提
供するといえる。低コストは、アーマチュアがバルブス
プールの代わりを努め、且つ唯一の可動部分となるよう
に、電気コイルをスリーブ内に統合し、流体のメタリン
グ機能を、スリーブ内にスライド可能に配置されている
アーマチュアの一体的部分とすることにより、達成され
る。コイルをハウジング内に密接統合し、且つ空隙が存
在しないように、アーマチュアをスリーブ／コイル内に
スライド可能に配置することにより効率が向上してい
る。コイルをハウジング内に密着統合することは、コイ
ルからの熱の放散にも役立つ。本発明のその他の態様、
目的及び利点は図面、説明及び添付の請求項から得られ
るであろう。
低コストの電磁効率のよい電気油圧アクチュエータを提
供するといえる。低コストは、アーマチュアがバルブス
プールの代わりを努め、且つ唯一の可動部分となるよう
に、電気コイルをスリーブ内に統合し、流体のメタリン
グ機能を、スリーブ内にスライド可能に配置されている
アーマチュアの一体的部分とすることにより、達成され
る。コイルをハウジング内に密接統合し、且つ空隙が存
在しないように、アーマチュアをスリーブ／コイル内に
スライド可能に配置することにより効率が向上してい
る。コイルをハウジング内に密着統合することは、コイ
ルからの熱の放散にも役立つ。本発明のその他の態様、
目的及び利点は図面、説明及び添付の請求項から得られ
るであろう。
【図１】本発明の実施例の断面図である。
【図２】本発明のもう１つの実施例の断面図である。
【図３】本発明の更にもう１つの実施例の断面図であ
る。
る。
１０ アクチュエーター １１ ハウジング １４ スリーブ １６ アキシアルボア １７ インレットポート １８ アウトレットポート １９ タンクポート ２１ 環状コイル ２４ アーマチュア ２６ 流体メタリング手段 ２７，２８ 流体チャンバー ２９ 軸方向通路 ３２ スプリング ３３ 拡大ボア部 ３４ 環状面 ３９ カウンタボア ４２ 円盤 ４３ 環状グルーブ ４７ バルブボディ ４８ バルブスプール ４９ パイロットチャンバー ５３，５４ 半径方向通路 ５５ 円柱幹 ５８ フィードバックスプリング ５９ スプリング
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 エドワード ダブリュー マーテ アメリカ合衆国 イリノイ州 60442 マ ンハッタン サウス イースターン アベ ニュー 275 (72)発明者 スリクリシュナン ティー トラッパ アメリカ合衆国 イリノイ州 60504 オ ーロラ ノース オークハースト ドライ ヴ 345 アパートメント 23 (72)発明者 トーマス ジェイ ハージェック ジュニ ア アメリカ合衆国 イリノイ州 60441 ロ ックポート アールアール ３ ボックス 36
Claims (15)
- 【請求項１】 ボア及びボアの一端に端壁を有するハウ
ジングと、アキシアルボアを有し、ハウジングのボア内
に据えられ、それと共働して、アキシアルボアに開いて
いるインレットポートとアウトレットポートとタンクポ
ートとを規定するスリーブと、ハウジングのボア内でス
リーブの一端に配置され、環状コイル内にしっかり留め
られたポールピースを有している環状コイルと、アキシ
アルボアに密封接触してスライド可能に配置されている
円筒状アーマチュアであって、コイルにエネルギーが加
えられるとアーマチュアがバルブスプールとして機能す
るように、インレットポートとアウトレットポートとの
間、及びアウトレットポートとタンクポートとの間の流
体の流れを制御可能に計量するためにその中に統合され
た流体のメタリング手段を有する、そのような円筒状ア
ーマチュアと、アーマチュアが唯一の可動構成要素とな
るように、スリーブとコイルをハウジング内に保持する
ための手段とから成ることを特徴とする統合電気油圧ア
クチュエータ。 - 【請求項２】 環状コイルが、スリーブ内に統合されて
いることを特徴とする、上記請求項１に記載の統合電気
油圧アクチュエータ。 - 【請求項３】 第１流体チャンバがアーマチュアとポー
ルピースとの間に形作られ、第２流体チャンバがアーマ
チュアと壁との間に形作られ、アーマチュアが、第１と
第２のチャンバ間を連結する軸方向通路を有することを
特徴とする、上記請求項１に記載の統合電気油圧アクチ
ュエータ。 - 【請求項４】 第１チャンバ内に配置された、アーマチ
ュアにポールピースから離れる方向に偏向力を掛けるス
プリングを含むことを特徴とする、上記請求項３に記載
の統合電気油圧アクチュエータ。 - 【請求項５】 メタリング手段がアウトレットポートと
継続的に連通している環状グルーブをアーマチュアに含
み、スプリングが通常は、環状グルーブがタンクポート
と連通する位置までアーマチュアに偏向力を掛け、コイ
ルに電流が流されてエネルギーが加えられると、アーマ
チュアがポールピースに引きつけられてインレットポー
トと環状グルーブの間に連通を確立することを特徴とす
る、上記請求項３に記載の統合電気油圧アクチュエー
タ。 - 【請求項６】 アウトレットポート内の流体圧力がコイ
ルへの入力電流に比例するようにアウトレットポートの
流体に継続的に曝される差動面をアーマチュア上に形作
るための手段を含むことを特徴とする、上記請求項５に
記載の統合電気油圧アクチュエータ。 - 【請求項７】 スリーブのアキシアルボアが環状表面を
形作る拡大ボア部分を含み、アーマチュアが拡大ボア部
分の中にスライド可能に配置された拡大流体メタリング
ランドを含み、そのランドと環状表面が組み合わせられ
て差動面を形作ることを特徴とする、上記請求項６に記
載の統合電気油圧アクチュエータ。 - 【請求項８】 ハウジングが、ハウジング内に形成され
た、ハウジング内のボアに隣接する環状肩部を形作るカ
ウンタボアを含み、保持手段が、カウンタボアハウジン
グ内に形成される環状グルーブと、カウンタボア内に配
置された円盤と、環状肩部に対して円盤を保持するため
にカウンタボア内の環状グルーブに配置された環状リテ
イナーとを含むことを特徴とする、上記請求項７に記載
の統合電気油圧アクチュエータ。 - 【請求項９】 アウトレットポートが、カウンタボアと
連通していることを特徴とする、上記請求項８に記載の
統合電気油圧アクチュエータ。 - 【請求項１０】 バルブスプールを有する油圧バルブと
組み合わせられており、ハウジングはハウジング内に形
成された、ハウジング内のボアに隣接する環状肩部を形
作るカウンタボアを有し、保持手段は、カウンタボア内
に配置された円盤と、その円盤を環状肩部に対して保持
するためにカウンタボアに内に配置されたバルブスプー
ルセンタリングスプリング装置とを含んでいることを特
徴とする、上記請求項９に記載の統合電気油圧アクチュ
エータ。 - 【請求項１１】 アウトレットポートが第２チャンバと
継続的に連通しており、メタリング手段がアーマチュア
内の軸方向通路含んでおり、アーマチュア内の第１及び
第２の半径方向通路が軸方向通路と継続的に連通してい
ることを特徴とする、上記請求項３に記載の統合電気油
圧アクチュエータ。 - 【請求項１２】 バルブスプールを有する油圧バルブと
組み合わせられており、ハウジングはハウジング内に形
成された、ハウジング内のボアに隣接する環状肩部を形
作るカウンタボアを有し、保持手段は、カウンタボア内
に配置された円盤と、その円盤を環状肩部に対して保持
するためにカウンタボアに内に配置されたバルブスプー
ルセンタリングスプリング装置とを含んでいることを特
徴とする、上記請求項１１に記載の統合電気油圧アクチ
ュエータ。 - 【請求項１３】 ポールピースを貫いて伸びている中央
開口部と、円盤を貫いて伸びている別の中央開口部と、
中央開口部を通ってアーマチュアから伸びている円柱幹
と、バルブスプールが円盤に向かって動くときフィード
バック力がアーマチュアに対して働くように、バルブス
プールと円柱幹との間に配置されたフィードバックスプ
リングとを含んでいることを特徴とする、上記請求項１
２に記載の統合電気油圧アクチュエータ。 - 【請求項１４】 通常は、フィードバックスプリングが
アーマチュアに偏向力を掛けてインレットポートが第１
半径方向通路と連通する位置に置き、コイルに電流が流
されエネルギーが加えられると、アーマチュアがポール
ピースに引きつけられて、バルブスプールの移動が電流
に比例するように、第２半径方向通路とタンクポートと
の間に連通を確立することを特徴とする、上記請求項１
３に記載の統合電気油圧アクチュエータ。 - 【請求項１５】 円柱幹が、アーマチュアにしっかり留
められ、アーマチュアから伸びていることを特徴とす
る、上記請求項１４に記載の統合電気油圧アクチュエー
タ。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/994242 | 1997-12-19 | ||
| US08/994,242 US5906351A (en) | 1997-12-19 | 1997-12-19 | Integrated electrohydraulic actuator |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11264403A true JPH11264403A (ja) | 1999-09-28 |
| JP4294776B2 JP4294776B2 (ja) | 2009-07-15 |
Family
ID=25540451
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP36065998A Expired - Fee Related JP4294776B2 (ja) | 1997-12-19 | 1998-12-18 | 統合電気油圧アクチュエーター |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5906351A (ja) |
| JP (1) | JP4294776B2 (ja) |
| DE (1) | DE19858128B4 (ja) |
| GB (1) | GB2332538A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2020165479A (ja) * | 2019-03-29 | 2020-10-08 | 株式会社ケーヒン | 流路切替弁 |
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| US6868831B2 (en) * | 1998-10-16 | 2005-03-22 | International Engine Intellectual Property Company, Llc | Fuel injector with controlled high pressure fuel passage |
| DE19936832A1 (de) * | 1999-08-05 | 2001-02-08 | Mannesmann Rexroth Ag | Elektromagnetisch betätigtes Regel- oder Schaltventil |
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1997
- 1997-12-19 US US08/994,242 patent/US5906351A/en not_active Expired - Lifetime
-
1998
- 1998-11-19 GB GB9825386A patent/GB2332538A/en not_active Withdrawn
- 1998-12-16 DE DE1998158128 patent/DE19858128B4/de not_active Expired - Fee Related
- 1998-12-18 JP JP36065998A patent/JP4294776B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
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| GB2332538A (en) | 1999-06-23 |
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