JPS6121404A - 制御モ−タ並びに制御モ−タを使用したサ−ボ弁 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はパイロットモータ又は制御モータに関し、更に
制御モータ作動のサーボ弁に関する。

本発明は特に永久磁石装置によって附勢され低磁性材料
製とし薄壁の弾性管に弾性的に取付けられたアーマチュ
アを有する制御モータに関する。

上述の型式の制御モータは既知であり、サーボ弁と組合
せる場合には液圧増巾器を介して取付ける。

既知の制御モータの型式として、板部の水平配置のアー
マチュアの両端を永久磁石磁界の間とする。可撓管から
離れた両端を２個の制限コイルで反対方向の極性で附勢
し、アーマチュアを傾かせる。この型式の制御モータの
欠点は液圧増巾器を必要とする点にある。

液圧増巾器と機械的戻しばねを使用する他の既知の装置
の欠点は制御油圧を必要とし、全体の寸法が大きく、電
流調整器を必要とする。

既知のノズルバッフル板場「Ｉコ器ではアーマチュアを
摩擦のないシール素子によって中央部に取付け、バッフ
ル板を２個のノズル間に動かす。

この構造の欠点として永続的に流れる制御流体を必要と
する。

他の既知の電気液圧サーボ弁には電磁石としだ回動可能
の取付のアーマチュアを２個の馬蹄形永久磁石間に取付
け、附勢電流が電磁石のコイルに供給された時にフリッ
プオーバー運動が生じ、ロッドを経て弁の閉鎖部材に伝
達される。

この構造の欠点として弁から流れる油がアーマチュア室
に入り空隙に障害を生ずる。シール素子を使用すれば、
アーマチュアの運動に影響する。

本発明は上述の欠点を生じない制御モータを提供し、液
圧増巾器を必要とせずに制御モータな直接サーボ弁に接
続して作動させるように゛する。

問題点を解決するための手段 本発明による制御モータの特徴は特許請求の範囲第１項
に記載し、本発明による制御モータを組合せたサーボ弁
は特許請求の範囲第２４項に記載する。

作　　　用 上述の構成によって、本発明制御モータは電気入力制御
信号を出力素子の運動に変換し直接サーボ弁を作動させ
得る。

実施例 第】に本発明による制御モータ１ｏを第１〜４図につい
て説明する。第５．６図によって作動方法を説明し、第
７図は本発明制御モータ１０を直接弁２０に結合し、通
常の液圧増巾器を必要としないサーボ弁となることを示
す。

本発明による制御モータ１ｏは永久磁石の附勢するモー
タであり、液圧部分例えば弁２０に対して気密にシール
する。制御モータにはベース１を有し、ベース１を例え
ば弁２０上に取付ける。ベース１上に支持する低磁性材
料製２個の磁束伝導素子２．３間のアーマチュア９は低
磁性材料製とし、ベース１上に回復素子７によって傾動
又は回動可能に取付ける。出力素子８はアーマチュア９
に取付け、アーマチュア９の動きを制御モータ１０内か
ら外部例えば弁２０に伝達する。

２個の磁束素子２．３は同形の棒型構造であり、第４図
に示す直方体とする。各磁束素子２゜３には夫々コイル
収容部材２２．２６と閉鎖部材２４．２８とを有する。

コイル収容部材２２゜２６はベース１に止めねじ１２に
よって固着する。直方体を切欠いた凹みをコイル収容部
材２３２６に形成して制御コイル３０を収容する。コイ
ル３０は閉鎖部材２４．２８によって保持する。閉鎖部
材２４．２８は止めねじ１１によってコイル収容部材２
２．２６上に取付ける。止めねじ１１はカバー板５、閉
鎖部材２４．２８の孔を通ってコイル収容部材２２．２
６にｈじこむ。

シール素子１３によってベース１内の止めねじ１２をシ
ールする。ベー、ス１の環状溝内に０リング１４を取付
けて制御モータ１０の作動する素子例えば第７図に示す
弁２０との間を封鎖する。

ベース１とカバー板５とは非磁性材料が好適である。

回復素子７は可撓性素子の役割とし、好適な例で管状構
造とする。好適な例で、回復素子７は円形断面とする。

回復素子７は戻しばねとして作動し、複数の異なる直径
の部分から成る。回復素子７は比較的大きな直径のベー
ス取付部７３によってベース１の中央孔に嵌合して固着
する。ベース取付部７３の次はいくらか小さな断面寸法
とし、次の可撓性部７２は比較的小さな壁厚とする。可
撓性部７２の次の固着部７１は比較的厚い壁とする。回
復素子７は磁束伝導素子２，３にはｙ平行に延長し、素
子２．３の間とし、第４図に示す通り共通中心線３１を
有し、全体のレーアウドは中心線３１及びこれに直角の
線３２に対して対称とする。

回復素子７の固着部７１と反対側の自由端に上述のアー
マチュア９を固着する。図示の例ではアーマチュア９を
固着部７１に固着するには出力素子８の固着端８１を介
する間接結合である。固着端８１は回復素子７の長手孔
７７内にあり、固着部７１に嵌合又は固着素子７１の横
孔７４を通るピンによって行なう。更如、固着端８１は
固着部７１から外方に突出し、アーマチュア９の孔９５
内に嵌合によって固着し、孔９５は長手孔９４より上方
とし孔９４より小さな直径とする。即ち、孔９５は固着
部に向けて拡がってはｙ円形断面孔９４となり、アーマ
チュア９は回復素子７を中心として回動又は揺動可能と
なる。アーマチュア９は磁束伝導素子２゜３のはｙ全長
に延長し、頂部即ちアーマチュア固着部９１はカバー板
５の附近となり、自由アーマチュア部９２の下部はベー
ス１に近接する。

アーマチュア９の中央部ははｙ制御コイル３０の部分内
にある。

好適な一例でアーマチュア９は平行六面体とし、磁束素
子２，３と同様に正方形断面とし、内部に上述の孔９４
．９５を設けて回復素子７を囲んで保護する。アーマチ
ュア９の磁束素子２゜３に対向しない側壁を省略、即ち
、第４図の側壁７５．７６を省略することもできる。

図示の例では固着端８１は出力素子８の一部であり、出
力素子８には回復素子８の長手方向の孔７７外に突出す
る作動端８３と、固着端８１に向けて直径が大となる中
間部８２とを有する。

出力素子８は非磁性材料が好適である。本発明の変型例
として、固着端８１を回復素子７の一部とし、又はアー
マチュア９の一部とする。この場合は出力素子８は固着
端８１にねじこむ。

制御コイル３０は中間部でアーマチュア９を囲み、電気
入力制御信号が制御導線３３．３４を経て供給された時
にアーマチュア９を磁化する。本発明によって、この磁
化によってアーマチュア９をある極性例えばＮを上部９
１の部位に与えられ、他の極性例えばＳを下部９２に与
えられ、電気入力制御信号の極性に応じて定まる。

磁束伝導素子２，３の直立部を固着して制御モータ１０
の安定性を増すために、カバー板６６．６７を第２，３
図に示す通りに設け、ボルトナツト１５によって磁束伝
導素子２，３に固着する。このカバー板は短絡接続装置
として使用しコイルの逆誘導（変圧器原理）を減少する
。

アーマチュア９は常に永久磁石附勢を受ける。

このために本発明によって次のようにする。第５．６図
に示す通り、磁束伝導素子２．３に夫々反対を向いた側
壁面４９，５０．５１．５２を設ける。夫々の側壁面は
ベース部の側壁面とカバー板側壁面とをベース１と頂部
カバー板５の側壁に形成し、更に自由アーマチュア部９
２とアーマチュア固着部９１０部分にも設ける。

それ故、側壁面５１には頂部カバー板部の側壁面部４１
とベース部の側壁面部４５とを有する。

側壁面５２には頂部カバー板部の側壁面部４２とベース
部の側壁面部４６とを有する。側壁面４９には頂部カバ
ー板部の側壁面部４３とベース部の側壁面部４７とを有
する。側壁面５０には頂部カバー板部の側壁面部４４と
ベース部の側壁面部４８とを有する。

側壁面部４１．４３には永久磁石板５８．５９を取付け
、反対の極性とし、磁界は磁石５８から磁束素子３の閉
鎖部２４、閉鎖素子２４とアーマチュア９の上部９１と
の間の空隙８７、上部９１、上部９１と磁束素子２の閉
鎖部２８との開の空隙８８を経て磁石５９に延長する。

と−から磁石５８への戻りは両磁石５８．５９を磁気的
に接続する磁石ヨーク５４を通る。かくしてアーマチュ
ア９は横方向に永久磁石の附勢下にある。即ち、制御コ
イル３０が電気的入力制御信号によって励起された時は
アーマチュア９の上部９１は北極又は南極となり、永久
磁石附勢のため、上部９１と閉鎖部材２４．２８との間
に反撥又は吸引を生じ、アーマチュア９は回復素子７を
中心として回動即ち傾動運動を生じ、電気入力制御信号
の値に相当する機械的出力運動が出力素子８の作動端８
３に生ずる。

図示の例では更に有効な永久磁石附勢を生じ、次に説明
する。即ち、図に示す通り、永久磁石附勢装置として上
述の永久磁石５８．５９と同様な装置を本発明による制
御モータ１０の他の３個所に取付ける。すべての磁石附
勢装置は同様な構造であるが、極性は異なるものもある
。

永久磁石板５８．５９の反対側の側壁面部４２．４４に
磁石板６０．６１を取付ける。両磁石板６０．６１を磁
石ヨーク５５によって互に接続子る。側壁面部４２．４
４に向く磁石板６０．６１の端部は反対側の磁石板５８
．５９と同じ極性とし、磁石ヨーク５５に向く磁石板６
０．６１の面は反対の極性とする。側壁面部４１に向く
磁石板５８の側が北極とすれば、側壁面部４２に向く磁
石板６０の面も北極であり、同様にして磁石板５８の南
極は側壁面部４４を向く。

アーマチュア９の下部９２の部分にも側壁面部４５〜４
８に磁石板６２．６４，６３．６５を配置する。磁石板
６２の生ずる磁界は空隙８９゜９０を経て磁石板６５に
延長し、磁気の戻りは磁石ヨーク５６．５７を通る。磁
石板６２．６４の極性は磁石板５８．６０と同様であり
、磁石板６３．６５の極性は磁石板５９．６１と同様で
ある。本発明による磁石板配置は著しく強い永久磁界が
生じ、電気入力制御信号が制御コイル３０に供給された
時に磁化アーマチュア９に作用して出力素子８の作動端
８３の強い動きを生ずる。

磁石ヨークは上述のカバー板６６．６７に保持され、磁
石板を保持する。磁石板の好適な例はコバルト・サマリ
ウム磁石板とする。、この磁石板はＶＡＣ社の商標名Ｖ
ＡＣＯＭＡＸ磁石板がある。

上述の制御モータ各部の材料の好適な例を次に記す。出
力素子８は非磁性材料とする。アーマチュア９は低残磁
性材料とする。磁束伝導素子２．３は低残磁性材料とす
る。磁石ヨーク５４〜５７は磁気伝導材料とする。回復
素子７は非磁性材料とする。ベースｌと頂部カバー板５
は非磁性材料とする。カバ・−板６６，６７は非磁性導
電性材料例えば銅板とする。

本発明の上述の制御モータは完全に乾性のもの、即ち弁
２０等からの油が制御モータのアーマチュア室に入らな
い構造である。油は回復素子７の孔７７に入ることはあ
っても、出力素子８の中央部８２の狭い部分より上方に
は行かな℃１゜ 第７図は本発明による制御モータ１０を使用して弁２０
を作動させる例を示す。弁２０は弁ハウジング３５の中
央孔に滑動部材４０を軸線方向に可動に係合する。滑動
部材４０を使用してポンプ接続部３６と作動装置接続部
３８．３９の一方又は他方との開を連通させる。滑動部
材４０は周知の通りロッド７８によって前後に機械的に
動く。ロッド７８の動きの値は±０．４−程度である。

本発明によって出力素子８の作動端８３をカップリング
８０によって直接弁２０の作動ロッド７８に連結し、現
在までの液圧増巾器等の介挿の必要はない。制御モータ
１０を弁ハウジング３５に取付け、るために接続フラン
ジ７９を使用し、中央孔が弁ハウジング３５の中央孔に
一致する。フランジ７９の孔をナツト８４で閉鎖する。

ナツト８４を取外してロッド７８の動きのピックアップ
を取付けることができる。

非常用手動装置を制御モータ１０に取付けることができ
る。例えば、延長ピンを上方からノ・ウジング８５、頂
部カバー板５を通して出力素子８又はアーマチュア９に
取付け、頂部カバー板５、ハウジング８５から突出した
部分をばね等を介して動かす。

減衰ノズル９６を両ピストン端室９７，９８間に接続し
、共振を防ぐ。

泡抜きねじ９９によって所要の泡抜きを行なう。

発明の効果 本発明による制御モータは電気入力制御信号を機械的出
力運動に変換し、永久磁石によって附勢されるアーマチ
ュアを使用し、アーマチュアは可撓出力素子に隣接して
平行とする。本発明制御モータの出力素子は弁の滑動部
材を増巾装置の介挿を必要とせずに作動させる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による制御モータの第４図のＡ−Ｂ線に
沿う断面図、第２図は第１図の制御モータの第３図の矢
印Ｃ方向の側面図、第３図は制御モータの第２図の矢印
り方向の正面図、第４図は制御モータのカバー板の一部
を除去した平面図、第５図、第６図は第１図のＦ−Ｇ線
、Ｈ−に線に沿う断面図、第７図は第１図の制御モータ
で作動するサーボ弁の断面図である。 １・・・ベース ２．３・・・磁束伝導素子 ５・・・カバー板 ７・・・回復素子 ８・・・出力素子 ９・・・アーマチュア １０・・・制御モータ ２０・・・サーボ弁 ２２．２６・・・コイルハウジング部材２４．２８・・
・閉鎖部材 ３０・・・制御コイル ３５．８５・・・ハウジング ４０・・・滑動部材 ５４〜５７・・・磁石ヨーク ５８〜６５・・・磁石板 ７１．８１・・・固着部 ７２・・・可撓部 ８３・・・作動端 （外５名） 第１図 第２図 第３図 第４図 第５図 第６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、電気入力制御信号を出力素子（８）の相当する機械
   的出力運動量に変換する制御モータ（１０）であつて、
   制御モータ（１０）には永久磁石附勢を受け動く時に出
   力素子（８）も動くアーマチュア（９）を設け、アーマ
   チュア（９）はハウジングに固着した可撓素子（７）上
   を可動とし、アーマチュア（９）の附近に取付け電気入
   力制御信号によつて励起されるコイル装置（３０）によ
   つてアーマチュア（９）を磁化可能とし、磁化したアー
   マチュア（９）と永久磁石附勢の相互作用の結果として
   アーマチュア（９）に電気入力制御信号に相当する運動
   を生じさせて出力素子（８）に伝達するものにおいて、
   アーマチュア（９）を可撓素子（７）にほぼ平行に近接
   した位置とすることを特徴とする制御モータ。 ２、前記可撓素子（７）を管状構造としてベース（１）
   に取付け自由端の固着部（７１）にアーマチュア（９）
   を固着し、可撓素子（７）を囲むアーマチュアはほぼ素
   子（７）の全長に延長し、アーマチュア自由端（９２）
   をベース（１）附近とする特許請求の範囲第１項記載の
   モータ。 ３、前記出力素子（８）は可撓素子（７）の長手方向孔
   （７７）内として可撓素子（７）の固着部（７１）から
   ベース固着部（７３）を超える位置までほぼ全長に延長
   する特許請求の範囲第１項又は第２項記載のモータ。 ４、前記アーマチュア（９）と可撓素子（７）とを同一
   中心配置とする特許請求の範囲第１項ないし第３項の１
   記載のモータ。 ５、前記アーマチュア（９）と可撓素子（７）とを同一
   軸線配置とする特許請求の範囲第１項ないし第４項の１
   項記載のモータ。 ６、前記可撓素子（７）とアーマチュア（９）とは長い
   中空円筒孔を有する形状とする特許請求の範囲第１項な
   いし第５項の１項記載のモータ。 ７、前記アーマチュア（９）を平行六面体形とする特許
   請求の範囲第１項ないし第６項の１項記載のモータ。 ８、前記アーマチュア（９）を正方形断面とし室（９４
   ）をアーマチュアの全長に延長する円筒形とする特許請
   求の範囲第１項ないし第７項の１項記載のモータ。 ９、前記ベース（１）に低残磁性材料製で制御コイル（
   ３０）を収容する２個の磁束伝導素子（２、３）を備え
   、画素子（２、３）間にベース（１）に固着した回復素
   子（７）によつてアーマチュア（９）を回動可能に取付
   ける特許請求の範囲第１項ないし第８項の１項記載のモ
   ータ。 １０、前記磁束素子（２、３）とアーマチュア（９）と
   を棒状とし、正方形断面等の平行六面体とし、中央線を
   制御モータ（１０）の中央線に一致させる特許請求の範
   囲第１項ないし第９項の１項記載のモータ。 １１、前記各磁束素子（２、３）は２部分製とし、ベー
   ス（１）に固着されたコイル収容部材（２２、２６）と
   、コイル収容部材（２２、２６）に固着した閉鎖部材（
   ２４、２５）から成る特許請求の範囲第１項ないし第１
   ０項の１項記載のモータ。 １２、前記回復素子（７）のベース固着部（７３）をベ
   ース（１）の中央孔に形成した座内に固着する特許請求
   の範囲第１項ないし第１１項の１項記載のモータ。 １３、前記アーマチュア（９）を出力素子（８）の固着
   端（８１）を介して回復素子（７）の自由端に固着する
   特許請求の範囲第１項ないし第１２項の１項記載のモー
   タ。 １４、前記出力素子（８）の固着端（８１）を回復素子
   （７）の自由端即ち固着部（７１）に嵌合する特許請求
   の範囲第１項ないし第１３項の１項記載のモータ。 １５、前記出力素子（８）の回復素子（７）の自由端（
   ７１）から突出する固着端（８１）をアーマチュア（９
   ）の孔（９５）内に嵌合させ、上記孔（９５）はアーマ
   チュア（９）の全長に延長する室（９４）の直径より小
   さくする特許請求の範囲第１項ないし第１４項の１項記
   載のモータ。 １６、前記アーマチュア（９）の永久磁石附勢のために
   所要の極性へ永久磁石を磁束素子（２、３）に取付ける
   特許請求の範囲第１項ないし第１５項の１項記載のモー
   タ。 １７、前記永久磁石はアーチュア固着部（９１）の附近
   に配置する特許請求の範囲第１６項記載のモータ。 １８、前記永久磁石はアーチュアの自由アーマチュア部
   （９２）の附近に配置する特許請求の範囲第１６項又は
   第１７項記載のモータ。 １９、少なくとも２個の磁石板を設け、少なくとも１個
   は一方の磁束伝導素子に取付け、他方は他方の磁束誘導
   素子に取付ける特許請求の範囲第１６項ないし第１８項
   の１項記載のモータ。 ２０、前記磁石板（５８、５９）は磁束素子の側面（４
   １、４３）に反対の極性を導く特許請求の範囲第１６項
   ないし第１９項の１項記載のモータ。 ２１、前記磁石板はベース側の側壁面及び頂部カバー板
   側の側壁面に取付ける特許請求の範囲第１６項ないし第
   ２０項の１項記載のモータ。 ２２、同じ極性を側壁面部（４１、４２）に導く磁石板
   （５８、６０）を磁束伝導素子の頂部カバー板側に取付
   け、同じ極性の磁石板（６２、６４）をベース部側壁面
   部（４５、４６）に取付け、磁石板（５８）に反対の極
   性の磁石板（５９）を頂部カバー板側の側壁面部（４３
   ）に取付け、同じ極性の磁石板（６１）を直径方向反対
   側の側壁面部（４１）に取付け、同じ極性の磁石板（６
   １）を直径方向反対側の側壁面部（４４）に取付け、磁
   石板（５９、６１）と同じ極性の磁石板（６３、６５）
   をベース側側壁面部（４７、４８）に取付ける特許請求
   の範囲第２１項記載のモータ。 ２３、同じ高さの磁石板を夫々磁石ヨーク（５４、５５
   、５６、５７）で接続する特許請求の範囲第１６項ない
   し第２２項の１項記載のモータ。 ２４、制御モータ作動のサーボ弁であつて、特許請求の
   範囲第１項ないし第２３項の１項記載の制御モータを弁
   内の流体に対して封鎖して乾燥状態で摩擦なく取付けて
   制御モータの出力素子（８）が弁（２０）の滑動部材（
   ４０）を作動させることを特徴とする制御モータ作動の
   サーボ弁。 ２５、前記出力素子（８）をカップリング（８０）によ
   つて滑動部材（４０）を作動するロッド（７８）に結合
   する特許請求の範囲第２４項記載の弁。 ２６、前記制御モータ（１０）のベース（１）は接続フ
   ランジ（７９）の開口内に取付けて出力素子（８）を接
   続フランジ（７９）内の長手方向の孔内に突出させ、出
   力素子（８）が滑動部材（４０）の軸線上にあつて作動
   ロッド（７８）に取付可能とする特許請求の範囲第２４
   項又は第２５項記載の弁。 ２７、前記接続フランジ（７９）の長手方向孔を閉鎖す
   る閉鎖ねじ（８４）を取外して運動ピックアップ取付可
   能とする特許請求の範囲第２４項ないし第２６項の１項
   記載の弁。 ２８、前記弁の両端室（９７、９８）を接続する通路に
   減衰ノズル（９６）を取付け両端室の容積差異の場合の
   固有振動を防ぐ特許請求の範囲第２４項ないし第２７項
   の１項記載の弁。 ２９、排気ねじ（９９）を設けて所要の排気を行なう特
   許請求の範囲第２４項ないし第２８項の１項記載の弁。