JPS61171907A - Electric hydraulic pressure servo valve - Google Patents
Electric hydraulic pressure servo valveInfo
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- JPS61171907A JPS61171907A JP1235585A JP1235585A JPS61171907A JP S61171907 A JPS61171907 A JP S61171907A JP 1235585 A JP1235585 A JP 1235585A JP 1235585 A JP1235585 A JP 1235585A JP S61171907 A JPS61171907 A JP S61171907A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、圧油等の作動圧液を電気的に制御する電気
液圧サーボ弁に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to an electro-hydraulic servo valve that electrically controls a working pressure fluid such as pressure oil.
一般に液圧装置、例えば油圧装置を高精度に制御するた
めには、電気液圧サーボ弁を用いたサーボ機構が用いら
れる。この電気液圧サーボ弁の一種として直動型のサー
ボ弁が用いられるが、この直動型のサーボ弁は第５図に
示すように、サーボ弁本体ｌ内にスプール２を設けて、
このスプール２をフォースモータ５で駆動するようにし
て、油圧源Ｐから入口ボート６を介して流入する圧油を
第１のシリンダーボート７又は第２のシリンダーボート
８から吐出すると共に、第１のシリンダーボート７又は
第２のシリンダーボート８に返ってきた圧油をタンクボ
ート９を介してオイルタンクｌＯに排出して、第１及び
第２のシリンダーボート７．８に接続した油圧アクチュ
エータ （図示していない）の作動を制御するものであ
る。Generally, in order to control a hydraulic device, such as a hydraulic device, with high precision, a servo mechanism using an electro-hydraulic servo valve is used. A direct acting servo valve is used as a type of electro-hydraulic servo valve, and as shown in Fig. 5, this direct acting servo valve has a spool 2 inside the servo valve main body l.
This spool 2 is driven by a force motor 5, and the pressure oil flowing from the hydraulic source P through the inlet boat 6 is discharged from the first cylinder boat 7 or the second cylinder boat 8. The pressure oil returned to the cylinder boat 7 or the second cylinder boat 8 is discharged to the oil tank IO via the tank boat 9, and a hydraulic actuator (not shown) connected to the first and second cylinder boats 7.8 It controls the operation of the
ここで、この例においては、フォースモータ５は、動電
型のものを使用しており、永久磁石３ａとヨーク３ｂと
して形成される環状の磁界に駆動コイル４を配して、こ
の駆動コイル４をスプール２に接続するようにすると共
に、この駆動コイル４に流す電流を制御してスプール２
を移動させるようにしたものである。In this example, the force motor 5 is of an electrodynamic type, and the drive coil 4 is disposed in an annular magnetic field formed by the permanent magnet 3a and the yoke 3b. is connected to the spool 2, and the current flowing through the drive coil 4 is controlled to connect the spool 2 to the spool 2.
It is designed to move the .
上述の電気液圧サーボ弁にあっては、直動型サーボ弁の
高速作動を実現するためには、フォースモータの駆動力
を強力化するか、スプールを軽量化することが考えられ
る。しかしながら、フォースモータの強力化は駆動コイ
ル等の大型化及び質量の増加を招き、これらの可動部の
入力信号に対する応答性が低下するし。In the above-mentioned electro-hydraulic servo valve, in order to realize high-speed operation of the direct-acting servo valve, it is possible to increase the driving force of the force motor or to reduce the weight of the spool. However, increasing the power of the force motor leads to an increase in the size and mass of the drive coil, etc., and the responsiveness of these movable parts to input signals decreases.
図れないという問題点があった。There was a problem that it could not be planned.
本発明にあっては、スプールに°電圧引加により変形す
る圧電素子を設け作動液の液量を制御するようにしたこ
とを特徴とする電気液圧サーボ弁を上述の問題解決のた
めの手段とする。The present invention provides an electro-hydraulic servo valve characterized in that the spool is provided with a piezoelectric element that deforms when voltage is applied to control the amount of hydraulic fluid. shall be.
上述の電気液圧サーボ弁は、圧電素子に電圧を引加する
ことによって、圧電素子は変形し圧液の制御を行う。In the above-mentioned electro-hydraulic servo valve, by applying a voltage to the piezoelectric element, the piezoelectric element deforms and controls the pressure fluid.
以下、本発明に係る電気液圧サーボ弁の実施例について
説明する。Embodiments of the electrohydraulic servo valve according to the present invention will be described below.
第１図は１本発明に係る電気液圧サーボ弁の第１の実施
例を示している０本実施例においては、スプール１１の
駆動をこのスプール１１の両端に設けられた圧電素子１
７．１８で行う他は、従来で示した電気液圧サーボ弁と
同様である。即ち、サーボ弁本体１２には油圧源Ｐから
の圧油が供給される圧力ポート１３と、この圧力ボート
１３からの圧油が送られる第１及び第２のシリンヶーｆ
ｆｌ −） １５，１８１、。、、、１□、２ｏつ、
吏ンダーポー） １５．１８に接続された油圧アクチ
ュエータ （図示していない）からのもどり圧油が排出
されるタンクボー）４４とが開設されておす、これらの
ボートが連通ずるサーボ弁本体１２内の空隙にはスプー
ル１１が貫装されている。FIG. 1 shows a first embodiment of an electro-hydraulic servo valve according to the present invention. In this embodiment, the spool 11 is driven by piezoelectric elements 1 provided at both ends of the spool 11.
7.18 is the same as the electro-hydraulic servo valve shown in the prior art. That is, the servo valve main body 12 has a pressure port 13 to which pressure oil is supplied from the hydraulic source P, and a first and second cylinder f to which pressure oil from the pressure boat 13 is sent.
fl-) 15,181,. ,,,1□,2o,
A gap in the servo valve body 12 with which these boats communicate is opened with a tank boat 44 from which the return pressure oil from the hydraulic actuator (not shown) connected to the hydraulic actuator (not shown) is discharged. A spool 11 is inserted therethrough.
このスプール１１はサーボ弁本体１２内を移動して、油
圧源Ｐからの圧油を第１又は第２のシリンダーポート１
５．１８に振り分けるが、このスプール１１は、このス
プール１１の両端に設けられた圧電素子１７．ＩＥＩに
より行われる。This spool 11 moves within the servo valve body 12 and supplies pressure oil from the hydraulic source P to the first or second cylinder port 1.
5.18, this spool 11 is divided into piezoelectric elements 17.5 and 18 provided at both ends of this spool 11. This is done by IEI.
圧電素子１７．１８は引加電圧の方向に従って正または
負の歪を発生し、スプールの軸方向に伸び縮みする０本
実施例においては、歪の発生方向と電圧の引加方向とが
一致する圧電素子を用いているため、スプール１１の軸
方向に対向して圧電素子の両端に電極が設置すられてい
る。そしてこれらの圧電素子１７．１８はそれぞれ逆の
方向に電圧が引加されるようになっており、サーボ弁の
中立状態においては、使用状態における圧電素子の最大
の歪を発生する電圧の局の電圧がバイアス電圧として引
加されて、スプール１１は中立位置に保持される。この
バイアス電圧に制御電圧を重畳させると、圧電皇子１７
１Ｒｌ＋スプールｌｌの軸線方向に沿ってそれぞれ反対
に変形し、スプール１１を駆動する。即ち１例えば圧電
素子＋７がスプール軸方向に膨張する変形をしたとする
と、圧電素子１８は逆に収縮する変形をし、スプール１
１と圧電素子１７．１８を合わせた軸線方向の長さは変
らない、これは逆方向の制御電圧を引加しても同様であ
るから、スプール１１は中立位置から制御電圧に応じて
軸線方向に移動して、圧カポ−）１３からの圧油制御信
号に基づいて第１又は第２のシリンダーボート１５、１
８から吐出して油圧アクチュエータを制御することがで
きる。The piezoelectric elements 17 and 18 generate positive or negative strain according to the direction of the applied voltage, and expand and contract in the axial direction of the spool. In this embodiment, the direction in which the strain occurs and the direction in which the voltage is applied coincide. Since a piezoelectric element is used, electrodes are provided at both ends of the piezoelectric element, facing each other in the axial direction of the spool 11. Voltages are applied to these piezoelectric elements 17 and 18 in opposite directions, so that when the servo valve is in its neutral state, the voltage source that causes the maximum distortion of the piezoelectric element in its operating state is A voltage is applied as a bias voltage to hold the spool 11 in a neutral position. When a control voltage is superimposed on this bias voltage, the piezoelectric prince 17
1Rl+spool ll are deformed in opposite directions along the axial direction to drive the spool 11. For example, if piezoelectric element +7 is deformed to expand in the spool axis direction, piezoelectric element 18 is deformed to contract in the opposite direction, and spool 1
1 and the piezoelectric elements 17 and 18 does not change.This is the same even if a control voltage in the opposite direction is applied, so the spool 11 changes in the axial direction from the neutral position according to the control voltage. the first or second cylinder boat 15, 1 based on the pressure oil control signal from the pressure cylinder boat 13.
8 to control a hydraulic actuator.
従って本実施例によれば、フォースモータを廃止するこ
とができるため、サーボ弁の可動部の質量を軽減するこ
とができ、サーボ弁の高速運動性を高めることが可鋤と
なり、従来使用ができなかった高周波領域での使用が可
能となる他、サーボ弁の小型化・発熱の低減等を図るこ
とができる。Therefore, according to this embodiment, since the force motor can be eliminated, the mass of the movable part of the servo valve can be reduced, and the high-speed movement of the servo valve can be increased, making it possible to eliminate the force motor that can be used conventionally. In addition to making it possible to use the servo valve in a high frequency range that was previously unavailable, it is also possible to make the servo valve smaller and reduce heat generation.
なお１本実施例においては、圧電素子はスプールの両端
に配設したが、スプールの片端にのみ配設し他端には圧
縮コイルバネを配設するようにしてもよい。In this embodiment, the piezoelectric elements are provided at both ends of the spool, but they may be provided only at one end of the spool, and a compression coil spring may be provided at the other end.
次に１本発明に係る電気液圧サーボ弁の第２の実施例に
ついて説明する。第２図及び第３図はこの実施例を示す
ものである０本実施例においては、サーボ弁本体２ｏに
は従来のサーボ弁と同様に圧力ボート２１．タンクボー
ト２２．第１及び第２のシリンダーポー） ２３．２４
が開設されている。そして、本実施例においては、スプ
ール２５はサーボ弁本体２ｏの両端に配設された押え板
２Ｂの間に固定されており、スプール自体は移動しない
、スプール２５は圧油を第１及び第２のシリンダーボー
） ２３．２４に振り分ける２個所のランド部２５ａと
これらのランド部２５ａを連結するステム部２５ｂとか
ら形成されており、本実施例では、圧電素子はスプール
２５の２個所のランド部２５ａに取付けられている。こ
のランド部２５ａは第３図に示すように、リング状の圧
電素子２Ｅｔａ、２８ｂ、２Ｅ！ｃ、２８ｄが設けられ
ている。この圧電素子２６ａ、２Ｅｌｂ、２８ｃ、２８
ｄに電圧を引加するとスプール２５の軸線方向に伸張す
るように変形する。そして電圧が引加されない状態にお
いては、圧電素子は最短寸法となり、第３図に示す第２
のシリンダーボート２４偏について説明すれば、第２の
シリンダーボート２４側に通じる空間クポート２２に通
じる空間部２日とが連通ずる状態となっている。これら
の圧電素子２１１ａ、２８ｂは電圧引加状態で第３図中
破線で示すように変形し、上述の各空間部２７．２８．
２９間を隔絶するものとなる。また第１のシリンダーボ
ート２３側のランド部１２も同様に圧電素子が設けられ
ている。Next, a second embodiment of the electrohydraulic servo valve according to the present invention will be described. 2 and 3 show this embodiment. In this embodiment, the servo valve main body 2o has a pressure boat 21. Tank boat 22. 1st and 2nd cylinder ports) 23.24
has been established. In this embodiment, the spool 25 is fixed between the holding plates 2B disposed at both ends of the servo valve main body 2o, and the spool itself does not move. The piezoelectric element is formed of two land portions 25a that are divided into two land portions 23 and 24, and a stem portion 25b that connects these land portions 25a. 25a. As shown in FIG. 3, this land portion 25a has ring-shaped piezoelectric elements 2Eta, 28b, 2E! c, 28d are provided. These piezoelectric elements 26a, 2Elb, 28c, 28
When a voltage is applied to d, the spool 25 deforms so as to expand in the axial direction. In a state where no voltage is applied, the piezoelectric element has the shortest dimension, and the second dimension shown in FIG.
To explain the bias of the cylinder boat 24, the space 22 communicating with the space port 22 communicating with the second cylinder boat 24 is in communication. These piezoelectric elements 211a, 28b are deformed as shown by broken lines in FIG. 3 when voltage is applied, and the above-mentioned spaces 27, 28, .
29. Similarly, the land portion 12 on the first cylinder boat 23 side is provided with a piezoelectric element.
そしてサーボ弁を中立状態とする場合には各圧電素子２
８ａ、２８ｂ、２ｅｃ、２８ｄに最大使用変形量の局に
相当する変形が発生するバイアス電圧を引加ｔ６．１５
．７え９．１ｏつ１，７ケー１−１ 吏２３に圧油
を送るには、圧電素子２８ｃには伸張する制御信号を、
また圧電素子２ｅｄ−には収縮する制御信号を引加して
第１のシリンダーボート２３に圧力ボート２！からの圧
油を送る一方、圧電素子２Ｅｌａには伸張する制御信号
を、また圧電素子２８ｂには収縮する制御信号を引加し
て、油圧アクチュエータからのもどり圧油をタンクボー
ト２２に送るようにする。また第２のシリンダーボート
２４から圧油を送り出すには上述と逆の制御信号を各圧
電素子２８ａ、２８ｂ、２Ｂｃ、２１３ｄに引加すれば
よい。When the servo valve is in the neutral state, each piezoelectric element 2
Apply a bias voltage to 8a, 28b, 2ec, and 28d that causes deformation corresponding to the station with the maximum used deformation amount t6.15
．． 7e9.1otsu1,7ke1-1 To send pressure oil to the officer 23, a control signal to expand is sent to the piezoelectric element 28c,
Further, a control signal for contraction is applied to the piezoelectric element 2ed-, and the pressure boat 2! is applied to the first cylinder boat 23. While sending the pressure oil from the hydraulic actuator, a control signal for expansion is applied to the piezoelectric element 2Ela, and a control signal for contraction is applied to the piezoelectric element 28b, so that the return pressure oil from the hydraulic actuator is sent to the tank boat 22. do. Further, in order to send out pressure oil from the second cylinder boat 24, a control signal opposite to that described above may be applied to each piezoelectric element 28a, 28b, 2Bc, and 213d.
本実施例によれば、第１の実施例と同様に、高速作動が
可能であり、サーボ弁の小型化を図ることができる他、
ａ械的駆動部がないため耐久性の向上を図ることができ
る。また、第４図に示すように、圧電素子の表面に耐摩
耗性を有する硬質の金属片３１を配設すれば更に耐久性
を向上させることができる。According to this embodiment, like the first embodiment, high-speed operation is possible, and the servo valve can be made smaller.
Since there is no mechanical drive part, durability can be improved. Further, as shown in FIG. 4, if a hard metal piece 31 having wear resistance is provided on the surface of the piezoelectric element, the durability can be further improved.
以上説明したように、本発明によれば、電気液圧サーボ
弁のスプールに圧電素子を設けて作動液の制御を行うよ
うにしたから、サーボ弁の高速作動が可能となる他、弁
口体の小型化を図ることができるという効果を奏する。As explained above, according to the present invention, since a piezoelectric element is provided on the spool of an electro-hydraulic servo valve to control the hydraulic fluid, the servo valve can operate at high speed, and the valve opening body This has the effect of making it possible to reduce the size of the device.
第１図は本発明に係る電気液圧サーボ弁の第１の実施例
を示す断面図、第２図は本発明に係る電気液圧サーボ弁
の第２の実施例を示す断面図、第３図は第２図に示した
電気液圧サーボ弁のスプールのランド部を示す拡大断面
図、第４図は第３図に示したランド部の他の例を示す断
面図、第５図は従来の電気液圧サーボ弁を示す断面図で
ある。
１１．２５・・・スプールFIG. 1 is a cross-sectional view showing a first embodiment of the electro-hydraulic servo valve according to the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view showing a second embodiment of the electro-hydraulic servo valve according to the present invention, and FIG. The figure is an enlarged sectional view showing the land portion of the spool of the electro-hydraulic servo valve shown in Fig. 2, Fig. 4 is a sectional view showing another example of the land portion shown in Fig. 3, and Fig. 5 is a conventional FIG. 2 is a sectional view showing an electro-hydraulic servo valve. 11.25...Spool
Claims (1)
作動液の液量を制御するようにしたことを特徴とする電
気液圧サーボ弁。 ２）上記圧電素子をスプールの端部に設けてスプールを
駆動することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
電気液圧サーボ弁。 ３）上記圧電素子は、スプールのランド部に設けられ、
作動液流通孔の面積を変化させ作動液の制御を行うこと
を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の電気液圧サー
ボ弁。 ４）上記圧電素子の表面は耐摩耗性を有する金属で被覆
されていることを特徴とする特許請求の範囲第３項記載
の電気液圧サーボ弁。[Scope of Claims] 1) An electro-hydraulic servo valve characterized in that the spool is provided with a piezoelectric element that deforms when voltage is applied to control the amount of hydraulic fluid. 2) The electrohydraulic servo valve according to claim 1, wherein the piezoelectric element is provided at an end of the spool to drive the spool. 3) The piezoelectric element is provided on the land portion of the spool,
The electrohydraulic servo valve according to claim 1, wherein the hydraulic fluid is controlled by changing the area of the hydraulic fluid flow hole. 4) The electrohydraulic servo valve according to claim 3, wherein the surface of the piezoelectric element is coated with a wear-resistant metal.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1235585A JPS61171907A (en) | 1985-01-28 | 1985-01-28 | Electric hydraulic pressure servo valve |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1235585A JPS61171907A (en) | 1985-01-28 | 1985-01-28 | Electric hydraulic pressure servo valve |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61171907A true JPS61171907A (en) | 1986-08-02 |
Family
ID=11802968
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1235585A Pending JPS61171907A (en) | 1985-01-28 | 1985-01-28 | Electric hydraulic pressure servo valve |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61171907A (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62194012A (en) * | 1986-02-21 | 1987-08-26 | Hitachi Ltd | Electric distortion element drive type servo valve |
| EP1229264A2 (en) * | 2001-01-26 | 2002-08-07 | Hydraulik-Ring GmbH | Control device for hydraulic and/or mechanical components |
| KR101159281B1 (en) | 2009-04-17 | 2012-06-22 | 그린산업 주식회사 | Derection control valve for air conditioner |
| KR101408071B1 (en) * | 2013-01-18 | 2014-06-17 | 국방과학연구소 | Piezoelectrically driven valve system for high-temperature |
| GB2562239A (en) * | 2017-05-08 | 2018-11-14 | Rolls Royce Plc | Servovalve |
-
1985
- 1985-01-28 JP JP1235585A patent/JPS61171907A/en active Pending
Cited By (7)
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