JPS61175302A - フオ−スモ−タ形サ−ボ弁 - Google Patents
フオ−スモ−タ形サ−ボ弁Info
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- JPS61175302A JPS61175302A JP1417685A JP1417685A JPS61175302A JP S61175302 A JPS61175302 A JP S61175302A JP 1417685 A JP1417685 A JP 1417685A JP 1417685 A JP1417685 A JP 1417685A JP S61175302 A JPS61175302 A JP S61175302A
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- JP
- Japan
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- oil chamber
- bobbin
- force motor
- oil
- hydraulic
- Prior art date
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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
- F15B13/0401—Valve members; Fluid interconnections therefor
- F15B13/0402—Valve members; Fluid interconnections therefor for linearly sliding valves, e.g. spool valves
-
- 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
- F15B13/044—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
- F15B13/0446—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 moving coil, e.g. voice coil
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Fluid Mechanics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Servomotors (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は振動試験機や圧延機などの油圧駆動系に使用さ
れるフォースモータ形サーボ弁に関する。
れるフォースモータ形サーボ弁に関する。
この種のサーボは、特開昭５９−１１３３０号公報など
で示すようにヨーク、マグネットおよびボビンから成る
フォースモータにより、ボディ内に嵌挿されたスプール
を直接駆動するように構成されており、このサーボ弁は
他のサーボ弁（例えばノズルフラッパー形）に比較して
可動部を軽量化できることにより応答性に優れていると
いう特徴があり、振動試験機や圧延機などの油圧駆動系
に広く採用されている。
で示すようにヨーク、マグネットおよびボビンから成る
フォースモータにより、ボディ内に嵌挿されたスプール
を直接駆動するように構成されており、このサーボ弁は
他のサーボ弁（例えばノズルフラッパー形）に比較して
可動部を軽量化できることにより応答性に優れていると
いう特徴があり、振動試験機や圧延機などの油圧駆動系
に広く採用されている。
ところで、このサーボ弁においては、重要課題の一つに
いかにしてスプールなどの可動体に有効なダンピング（
制動）゛を付与するかという課題がある。
いかにしてスプールなどの可動体に有効なダンピング（
制動）゛を付与するかという課題がある。
従来、このサーボ弁にダンピングを付与する手段として
は、前記、公報で示すように、スプールの速度を検出し
て制御系にフィードバックする電気的デンバーによる方
法が広く使用されている。
は、前記、公報で示すように、スプールの速度を検出し
て制御系にフィードバックする電気的デンバーによる方
法が広く使用されている。
しかしながら、電気的なダンパー付与手段においては、
次のような問題点がある。
次のような問題点がある。
サーボ弁に電気的ダンピングを付与する場合には、スプ
ール速度を検出して制御系にフィードバックするための
検出器や増幅器を必要とするため、コスト高になる。ま
た、サーボ弁自体を特に小型化しようとする場合には、
スペースに制約があるため、検出器を設けることは困難
である。
ール速度を検出して制御系にフィードバックするための
検出器や増幅器を必要とするため、コスト高になる。ま
た、サーボ弁自体を特に小型化しようとする場合には、
スペースに制約があるため、検出器を設けることは困難
である。
本発明の目的は、スペースの制約に関係なく、簡単な構
造によって可動体に有効なダンピングを付与できるよう
にしたフォースモータ形サーボ弁を提供することにある
。
造によって可動体に有効なダンピングを付与できるよう
にしたフォースモータ形サーボ弁を提供することにある
。
本発明は上記の目的を達成するために、ボビンのフォー
スモータ部側に形成した油室と油圧部側に形成した油室
を、制限された通路を介して連通し、かつ両油室に流体
を供給し、ボビンの移動に伴なう流体の抵抗によってス
プールなど可動体にダンピングを付与するようにしたこ
とを特徴とする。
スモータ部側に形成した油室と油圧部側に形成した油室
を、制限された通路を介して連通し、かつ両油室に流体
を供給し、ボビンの移動に伴なう流体の抵抗によってス
プールなど可動体にダンピングを付与するようにしたこ
とを特徴とする。
・ 以下本発明サーボ弁の一実施例を図面により説明す
る。
る。
第１図において、フォースモータＡは磁気回路を形成す
るヨーク１およびマグネット２と、ヨーク１内を軸方向
に移動可能で、かつ後述するスプールに連結する円筒状
のボビン３などから構成されている。このボビン３の巻
線部３ａにはコイル４が巻かれており、コイル４に外部
から指令電流を通電することによりボビン３はスプール
と共に軸方向に移動する。５はボビン３のフォースモー
タ部側にヨーク１とボビン３により形成される油室で、
この油室５には、ドレンポートＤ、から作動油が供給さ
れている。この作動油はボビン３が軸方向（例えば図示
矢印方向に移動した場合）に移動する際、ボビン３の巻
線支持部３ｂに設けた小孔３ｃおよびボビン３とヨーク
１の隙間６を経て後述する油圧部側の室に流出する。こ
のとき、によりダンピングが付与される。Ｂは油圧部で
油圧部Ｂはヨーク１と一体的に結合されたボディ７と、
ボディ７の内周面に包持されたスリーブ８と。
るヨーク１およびマグネット２と、ヨーク１内を軸方向
に移動可能で、かつ後述するスプールに連結する円筒状
のボビン３などから構成されている。このボビン３の巻
線部３ａにはコイル４が巻かれており、コイル４に外部
から指令電流を通電することによりボビン３はスプール
と共に軸方向に移動する。５はボビン３のフォースモー
タ部側にヨーク１とボビン３により形成される油室で、
この油室５には、ドレンポートＤ、から作動油が供給さ
れている。この作動油はボビン３が軸方向（例えば図示
矢印方向に移動した場合）に移動する際、ボビン３の巻
線支持部３ｂに設けた小孔３ｃおよびボビン３とヨーク
１の隙間６を経て後述する油圧部側の室に流出する。こ
のとき、によりダンピングが付与される。Ｂは油圧部で
油圧部Ｂはヨーク１と一体的に結合されたボディ７と、
ボディ７の内周面に包持されたスリーブ８と。
スリーブ８内に軸方向に移動自在に挿入されたスプール
９から構成され、スプール９はボビン３に連結されてい
る。１１はボビン３の油圧部Ｂ側にボディ７、スプール
９およびボビン３により形成される油室で、この油室１
１にも前記油室１１と同様にドレンポートＤＩｌから作
動油が供給される。
９から構成され、スプール９はボビン３に連結されてい
る。１１はボビン３の油圧部Ｂ側にボディ７、スプール
９およびボビン３により形成される油室で、この油室１
１にも前記油室１１と同様にドレンポートＤＩｌから作
動油が供給される。
この作動油はボビン３が軸方向（図示矢印逆方向に移動
した場合）に移動する際、前記小孔３Ｃおよび隙間６を
経てフォースモータ部側の油室５に流出する。このとき
、ボビン３およびスプールの可動体には作動油の抵抗に
よりダンピングが付与される。ボディ７およびスリーブ
８には圧油供給ポートＰａ＝圧油制御ポートＣ，、Ｃ，
、圧油排出ポートＴ、圧油ドレンポートＤ、が設けられ
ている。
した場合）に移動する際、前記小孔３Ｃおよび隙間６を
経てフォースモータ部側の油室５に流出する。このとき
、ボビン３およびスプールの可動体には作動油の抵抗に
よりダンピングが付与される。ボディ７およびスリーブ
８には圧油供給ポートＰａ＝圧油制御ポートＣ，、Ｃ，
、圧油排出ポートＴ、圧油ドレンポートＤ、が設けられ
ている。
前記ドレンポートＤつは加圧タンク（図示せず）に接続
されている。
されている。
１０はスプール９とスリーブ８の間に介在されたばね、
１４はスプール９の中立位置決め機構で、この機構１４
はばね１５によりボビン３を介してスプール９の中立位
置を設定する。
１４はスプール９の中立位置決め機構で、この機構１４
はばね１５によりボビン３を介してスプール９の中立位
置を設定する。
次に上記の構成から成る本発明のサーボ弁の動作につい
て説明する。
て説明する。
先ず、フォースモータＡの駆動に先だってスプール９の
中立位置を設定する。このスプール９の中立位置設定は
中立位置決め機構１４のねじを回転させなからばね１５
のばね力を調節し、スプール９のランドとスリーブ８の
各ポートが一致した位置で中立位置決め機構１４の回転
を停止する。
中立位置を設定する。このスプール９の中立位置設定は
中立位置決め機構１４のねじを回転させなからばね１５
のばね力を調節し、スプール９のランドとスリーブ８の
各ポートが一致した位置で中立位置決め機構１４の回転
を停止する。
次にフォースモータＡのボビン３に巻かれたコイル４に
指令電流を供給すると、ヨーク１とマグネット２との間
に磁気回路が形成されるため、ボビン３はフォースモー
タＡの作動により軸方向の力を発生する。このボビン３
の軸方向移動によりスプール９も同方向に移動するので
、圧油供給ポートＰ、からの作動油は、圧油制御ポート
Ｃ１又はＣ２に交互に切換えられる。ところで、ボビン
３およびスプール９が図示矢印方向に移動するとき、フ
ォースモータＡ側の油室５に供給されている作動油は、
ボビン３に設けた小孔３ｃを経て油圧部Ｂ側の油室１１
に流出する。また作動油の一部は隙間６を経て油室１１
に流出する。このとき、ボビン３およびスプール９の可
動体には、作動油が小孔３ｃおよび隙間を流出するとき
の抵抗により有効なダンピングが付与される。
指令電流を供給すると、ヨーク１とマグネット２との間
に磁気回路が形成されるため、ボビン３はフォースモー
タＡの作動により軸方向の力を発生する。このボビン３
の軸方向移動によりスプール９も同方向に移動するので
、圧油供給ポートＰ、からの作動油は、圧油制御ポート
Ｃ１又はＣ２に交互に切換えられる。ところで、ボビン
３およびスプール９が図示矢印方向に移動するとき、フ
ォースモータＡ側の油室５に供給されている作動油は、
ボビン３に設けた小孔３ｃを経て油圧部Ｂ側の油室１１
に流出する。また作動油の一部は隙間６を経て油室１１
に流出する。このとき、ボビン３およびスプール９の可
動体には、作動油が小孔３ｃおよび隙間を流出するとき
の抵抗により有効なダンピングが付与される。
すなわち、ボビン３にはボビン３の速度Ｖに比例した液
体抵抗力Ｆが作用する。この液体抵抗力Ｆは、Ｆ＝Ｃｅ
−■で表わされる。ここで、Ｃｅは減衰係数を示し、こ
のＣｅは作動油の粘性およびボビン３の小孔３ｃにおけ
る液体抵抗の割合とヨーク１とボビン３の隙間６による
液体抵抗の割合の関数となる。
体抵抗力Ｆが作用する。この液体抵抗力Ｆは、Ｆ＝Ｃｅ
−■で表わされる。ここで、Ｃｅは減衰係数を示し、こ
のＣｅは作動油の粘性およびボビン３の小孔３ｃにおけ
る液体抵抗の割合とヨーク１とボビン３の隙間６による
液体抵抗の割合の関数となる。
また、ボビン３の小孔３ｃを通過する液体抵抗をＲ１、
隙間６を通過する液体抵抗をＲ，、とすると、 Ｃｅω １＋σ 孔３ｃが設けられていない場合であり、Ｒ１がψの場合
である。
隙間６を通過する液体抵抗をＲ，、とすると、 Ｃｅω １＋σ 孔３ｃが設けられていない場合であり、Ｒ１がψの場合
である。
ところで、サーボ弁の可動体の質量をｍ、ばね定数をに
、固有振動数をＷｎとするとき、臨界減衰係数ｃｃは、
ｃｏ＝２・ｍ−Ｗｎとなり、減衰比ｃ。
、固有振動数をＷｎとするとき、臨界減衰係数ｃｃは、
ｃｏ＝２・ｍ−Ｗｎとなり、減衰比ｃ。
プールが最も安定して動作することが一般に知られてい
る。これらのＣａｔρを考慮して前記（１）式における
σの最適値を得ることが可能であることを実験的に明ら
かにした。
る。これらのＣａｔρを考慮して前記（１）式における
σの最適値を得ることが可能であることを実験的に明ら
かにした。
実際使用する場合には作動油の温度が種々変化するが、
σの最適化、換言すれば小孔３ｃの径にはほぼ最適な値
が存在する。この小孔３ｃの最適な孔径は、種々の実験
および理論的検討にすると、小孔３ｃの断面積は、ボビ
ン３の断面積のほぼ５％〜０．０１％の範囲にすればよ
い、サーボ弁を小形する場合、例えばボビン３の外径を
２０ｎｍとすると、ボビン３に設けられる小孔３ｃの最
適径は前記ボビン３の断面積５％〜０．０１％のとき、
４．５ｍ〜０．２ｍ程度になる。
σの最適化、換言すれば小孔３ｃの径にはほぼ最適な値
が存在する。この小孔３ｃの最適な孔径は、種々の実験
および理論的検討にすると、小孔３ｃの断面積は、ボビ
ン３の断面積のほぼ５％〜０．０１％の範囲にすればよ
い、サーボ弁を小形する場合、例えばボビン３の外径を
２０ｎｍとすると、ボビン３に設けられる小孔３ｃの最
適径は前記ボビン３の断面積５％〜０．０１％のとき、
４．５ｍ〜０．２ｍ程度になる。
第２図は本発明の他の実施例を示すもので、第２図にお
いて第１図と同一符号のものはほぼ同一部分を示す。
いて第１図と同一符号のものはほぼ同一部分を示す。
第２図の実施例は、ボビン３に小孔を設けずにヨーク１
内に、前記フォースモータＡ側の油室５と油圧部Ｂ側の
油室１１を連通する油路１６を設け、この油路１６の途
中に外部からの調節可能な絞りチョーク１７を設けたも
のである。
内に、前記フォースモータＡ側の油室５と油圧部Ｂ側の
油室１１を連通する油路１６を設け、この油路１６の途
中に外部からの調節可能な絞りチョーク１７を設けたも
のである。
このようにサーボ弁を構成することによって、前記フォ
ースモータＡ側の油室５から油圧部Ｂ側の油室１１へ流
出される液体量を絞りチョーク１７により調節し、可動
体に最適なダンピングを付与することができる。
ースモータＡ側の油室５から油圧部Ｂ側の油室１１へ流
出される液体量を絞りチョーク１７により調節し、可動
体に最適なダンピングを付与することができる。
第３図および第４図は、本発明のさらに他の実施例を示
すもので、第３図および第４図において、第１図および
第２図と同一の符号のものは同一部分を示す。
すもので、第３図および第４図において、第１図および
第２図と同一の符号のものは同一部分を示す。
本実施例は作動油の温度変化に影響を受けないダンピン
グ付与手段を設けたものである。１８゜１９はスプール
９とボディ７により支持される可撓性膜で、この可撓性
膜１８，１９は、油圧部Ｂの油室１２からの油室１１に
作動油かも易れないようにシールする機能を有している
。
グ付与手段を設けたものである。１８゜１９はスプール
９とボディ７により支持される可撓性膜で、この可撓性
膜１８，１９は、油圧部Ｂの油室１２からの油室１１に
作動油かも易れないようにシールする機能を有している
。
この油室１２には通常使用される作動油が供給されてお
り、前記フォースモータＡ側の油室５および油圧部Ｂ側
の油室１１には、前記油室１２内の作動油とは異なる粘
度変化の小さい液体１例えばシリコン油が供給される。
り、前記フォースモータＡ側の油室５および油圧部Ｂ側
の油室１１には、前記油室１２内の作動油とは異なる粘
度変化の小さい液体１例えばシリコン油が供給される。
このようにサーボ弁を構成することにより、ボビン３お
よびスプール９の可動体には、油室５゜１１内の作動油
が上昇した場合でも作動油の温度変化の影響を受けるこ
となく有効なダンピングを付与することができる。
よびスプール９の可動体には、油室５゜１１内の作動油
が上昇した場合でも作動油の温度変化の影響を受けるこ
となく有効なダンピングを付与することができる。
また、温度変化による体積変化に対しても可撓性膜１８
，１９がそれを吸収することが可能である。
，１９がそれを吸収することが可能である。
本発明は、スプール、ボビンなどの可動体が移動すると
きに発生する流体抵抗を利用するようにしたので、スペ
ースの制約に関係なく、簡単な構造によってフォースモ
ータ形サーボ弁の可動体に有効なダンピングを付与する
ことが可能となる。
きに発生する流体抵抗を利用するようにしたので、スペ
ースの制約に関係なく、簡単な構造によってフォースモ
ータ形サーボ弁の可動体に有効なダンピングを付与する
ことが可能となる。
したがって、大形のサーボ弁は勿論、特に小形のサーボ
弁に大きな効果を発揮する。
弁に大きな効果を発揮する。
第１図は本発明のフォースモータ形サーボ弁の一実施例
を示す断面図、第２図〜第４図は本発明の他の実施例を
示す断面図である。
を示す断面図、第２図〜第４図は本発明の他の実施例を
示す断面図である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、ヨークとマグネットにより形成されるフォースモー
タ部の磁気回路中にコイルを巻いたボビンを有し、この
ボビンの軸方向の移動によりボビンに連結した油圧部の
スプールを直接駆動するフォースモータ形サーボ弁にお
いて、前記ボビンの一方にフォースモータ側の油室を形
成し、この油室とボビンの他方に形成した油圧部側の油
室とを制限された通路を介して連通し、前記両油室には
液体を供給 するようにしたことを特徴とするフォ ースモータ形サーボ弁。 ２、前記フォースモータ側の油室と油圧部側の油室を連
通する通路は、前記ボビンに設けた小孔であることを特
徴とする特許請求の範囲第１項記載のフォースモータ形
サーボ弁。 ３、前記フォースモータ側の油室と油圧部側の油室を連
通する通路は、前記ヨークに設けた絞り機構付油路であ
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のフォー
スモータ形サーボ弁。 ４、前記スプールの両端とスリーブに、油圧部の油室内
の作動油を導封する可撓性のシール膜を支持し、前記フ
ォースモータ側の油室と油圧部側の油室に、前記作動油
とは異なり、粘度変化の小なる作動油を供給するように
したことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載ないし
第３項記載のフォースモータ形サーボ弁。 ５、前記粘度変化の小なる作動油は、シリコン油である
ことを特徴とする特許請求の範囲第４項記載のフォース
モータ形サーボ弁。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1417685A JPS61175302A (ja) | 1985-01-30 | 1985-01-30 | フオ−スモ−タ形サ−ボ弁 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1417685A JPS61175302A (ja) | 1985-01-30 | 1985-01-30 | フオ−スモ−タ形サ−ボ弁 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61175302A true JPS61175302A (ja) | 1986-08-07 |
| JPH0424566B2 JPH0424566B2 (ja) | 1992-04-27 |
Family
ID=11853831
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1417685A Granted JPS61175302A (ja) | 1985-01-30 | 1985-01-30 | フオ−スモ−タ形サ−ボ弁 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61175302A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0247405U (ja) * | 1988-09-28 | 1990-03-30 | ||
| EP0387533A2 (en) * | 1989-03-13 | 1990-09-19 | Hitachi, Ltd. | Direct-operated servo valve, fluid pressure servo mechanism and control method for the direct-operated servo valve |
| JPH04134902U (ja) * | 1991-06-05 | 1992-12-15 | 株式会社アマダ | リニアサーボバルブ |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5729802A (en) * | 1980-07-28 | 1982-02-17 | Hitachi Ltd | Hydraulic servo valve |
| JPS5769104A (en) * | 1980-10-15 | 1982-04-27 | Hitachi Ltd | Liquid pressure servo controller |
| JPS5937309A (ja) * | 1982-07-21 | 1984-02-29 | ロ−ベルト・ボツシユ・ゲゼルシヤフト・ミツト・ベシユレンクテル・ハフツング | 圧力調整器 |
| JPS59163275U (ja) * | 1984-02-15 | 1984-11-01 | 豊田工機株式会社 | 電磁比例制御弁 |
-
1985
- 1985-01-30 JP JP1417685A patent/JPS61175302A/ja active Granted
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5729802A (en) * | 1980-07-28 | 1982-02-17 | Hitachi Ltd | Hydraulic servo valve |
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| EP0387533A2 (en) * | 1989-03-13 | 1990-09-19 | Hitachi, Ltd. | Direct-operated servo valve, fluid pressure servo mechanism and control method for the direct-operated servo valve |
| JPH04134902U (ja) * | 1991-06-05 | 1992-12-15 | 株式会社アマダ | リニアサーボバルブ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0424566B2 (ja) | 1992-04-27 |
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