JPS6383406A - 流体制御装置 - 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】 本発明は、流体制御装置に関し、特に、流体ジェット法
を利用する流体制御装置に関する。

従来の技術 ２段型電気・油圧サーボ弁を制御するのに流体制御装置
を使用することは周知である。そのような弁においては
、例えばｔ磁石へ供給される入力信号により制御装置内
の流体ジェットを動作させ、２つのダクト間に圧力差を
発生させる。この圧力差を用いて、弁の第２段を構成す
るスプール弁体の位置を制御する。

本発明は、構造がコンパクトであり、比較的直裁的で簡
単な方法によって製造することができる流体制御装置を
提供することを企図したものである。

発明の構成 基本的には、本発明の流体制御装置は、平坦な大面を有
し、核大面に平行な枢動軸線の周りに枢動しうるように
取付けられており、該枢動軸線から離れた位置で該大面
に平行に、かつ、枢動軸線に対し横断方向に流体ジェッ
トを差向ける流体ジェットチャンネルを備えた枢動自在
部材と、 前記流体ジェットを受取るように配置された流体受取チ
ャンネルを画定する流体受取部材と、前記流体受取チャ
ンネルに対する前記流体ジェットチャンネルの位置を変
更して該流体チャンネルによって受取られる流体の１を
変更させるために前記枢動自在部材を枢動軸線の周りに
枢動させる働きをする作動手段とから成る。

本発明は、又、平坦な大面を有し、該大面に平行な枢動
軸線の周りに枢動しうるように取１・１けられており、
該枢動軸線から離れた位置で該大面に平行に、かつ、枢
動軸線に対し横断方向に流体ジェットを差向ける流体ジ
ェットチャンネルを備えた枢動自在部材と、 前記流体ジェットを受取るように配置された流体受取チ
ャンネルを画定する流体受取部材と、前記流体受取チャ
ンネルに対する前記流体ジェットチャンネルの位置を変
更して該流体チャンネルによって受取られる流体の量を
変更させるために前記枢動自在部材の大面に平行に近接
した両極を有し、該枢動自在部材を枢動軸線の周りに枢
動させる働きをする電磁石手段とから成る流体制御装置
を提供する。

前記枢動自在部材は、前記電磁石手段によって枢動軸線
の周りに枢動されるようにするために、磁化性材料で形
成するか、あるいは磁化性材製の層又は挿入体を備えた
ものとし、電磁石手段が磁化性材料に作用し、枢動自在
部材を枢動させるように構成する。

前記流体ジェットチャンネルは、前記枢動自在部材に組
込まれたノズルによって構成することが好ましい。

あるいは別法として、前記流体ジェットチャンネルは、
流体ジェットを前記流体受取チャンネルに向けて偏向さ
せる偏向手段とすることができる。その場合、流体ジェ
ットを流体ジェットチャンネル（偏向手段）に向けて噴
射する２つ又はそれ以上のノズルを設ける。流体ジェッ
トチャンネルは、流体ジェットを流体受取チャンネルに
向けて偏向させる働きをする。

好ましい実施例においては、前記枢動自在部材に、２つ
の流体ジェットを前記大面に平行に、かつ、前記枢動軸
線に対し横断方向の、互いに反対向きの両方向に差向け
る２つの流体ジェットノズルを該枢動軸線から離れた位
置に枢動軸線の両側に組入れ、前記流体受取部材には、
該流体ジェットノズルから流体を受取るために該２つの
流体ジェットノズルにそれぞれ対向する２つの流体受取
チャンネルを形成する。

前記枢動自在部材には、枢動軸線に沿って延長した第１
ダクトと、第１ダクトから前記流体ジェットノズルにま
で延長した第２ダクト及び第５ダクトとから成る流体供
給通路を設ける。

枢動自在部材の素材が十分な弾性を有するものである限
り、第１ダクトは、特別な連結手段を必要とすることな
く、枢動自在部材が装着されている部材内へ直接延長さ
せることができる。

別の好ましい実施例においては、前記枢動自在部材は、
前記枢動軸線から離れた位置で該枢動軸線の両側に配置
され、流体ジェットを前記大面に平行に、かつ、該枢動
軸線に対し横断方向に差向ける２つの流体ジェットチャ
ンネルを備えたものとし、前記流体受取部材には、該流
体ジェットチャンネルから流体を受取るために該２つの
流体ジェットチャンネル如それぞれ対向する２つの流体
受取チャンネルを形成する。

この場合、前記流体ジェットチャンネルは、断面Ｕ字形
とする。そのＵ字形の実際の形状は、製造の容易さと、
機能との兼ね合いによって決められる。

前記流体ジェットチャンネルのＵ字形と流体受取チャン
ネルのＵ字形とは互いに対向させることが好ましい。

前記２つの流体ジェットチャンネルは、前記枢動Ｍ線か
ら等距離のところに枢動軸線に対し垂直な共通線に沿っ
て配置することが好ましいが、２つ又はそれ以上の流体
ジェットチャンネル及び流体受取チャンネルを設けても
よく、必要ならば、多数の流体ジェットチャンネル及び
流体受取チャンネルを設けることができる。

前記枢動自在部材は、前記流体ジェットチャンネルを備
えた非磁化性材製の、前記大面に平行な第１薄板状部分
と、第１薄板状部分の上に重ねられ、前記大面を画定す
る、磁化性材製の第２薄板状部分とで構成することがで
きる。

前記流体受取部材は、枢動自在部材を囲繞し、枢動自在
部材を枢動自在に支持する構成とすることができる。

前記流体受取部材と枢動自在部材とは、該流体受取部材
に対する枢動自在部材の枢動を可能にするのに十分な可
撓性を有する単一のシート状素子で一体に形成すること
が好ましい。枢動自在部材の素材は、ねじれ変位を許さ
ないようにねじり抵抗を有する材料とするのが有利であ
る。

本発明は、又、枢動自在部材とそれを囲繞する流体受取
部材とを一体に形成するように切抜部を有するシート状
素子を設け、該枢動自在部材は、該素子の大面に平行な
枢動軸線の周りに該流体受取部材に対して枢動じつるよ
うに該流体受取部材に連結されており、該枢動自在部材
は、前記枢動軸線から離れた位置で前記大面に平行に、
かつ、枢動軸線に対して横断方向に流体ジェットを噴出
するための流体ジェットチャンネルを有し、前記流体受
取部材は、該流体ジェットチャンネルから流体を受取る
ように流体ジェットチャンネルに対向して開口した流体
受取チャンネルを有し、該流体受取チャンネルに対する
流体ジェットチャンネルの位置を変更して、流体受取チ
ャンネルによって受取られる流体の量を変更するために
前記枢動自在部材を前記枢動軸線の周りに枢動させる働
きをする作動手段を設けて成る流体制御装置を提供する
。

実施例 第１及び２図を参照して説明すると、本発明の一実施例
による流体制御装置は、ペースプレート２と、シート状
素子３と、上側素子４とから成る。シート状素子５ｆ’
ｉ、枢動自在部材８と、それを囲繞する一体の流体受取
部材７を画定する切抜部５及び６を有する。枢動自在部
材８は、該枢動自在部材が受容部材７に対して枢動軸線
１１を中心として一定限度の角度に亘って枢動するのを
可能にするのに十分な可撓性を有し、かつ、そのような
枢動に対し、ある程度のねじり抵抗を呈する連結部分９
，１０によって受取部材７に連結されている。

枢動自在部材８は、受取部材７と一体に形成された、実
質的に非磁化性材製の第１薄板部分１２と、第１薄板部
分１２の上に重ねられ、機械的に、又は接着剤により第
１薄板部分に固着された磁化性材製の第２薄板部分１５
とから成る。この第２薄板部分１５は、電機子を構成す
る。

上側素子４は、適当な対人材１５によって囲繞された電
磁石１４を有する。電磁石１４は、中央永久磁石１６と
、逆Ｕ字形の軟質鉄芯１７と、鉄芯１７の各脚部１８，
１？に巻装された作動コイル２５．２４を有する。鉄芯
の脚部１８．１９は、枢動軸線１１の両側に、枢動自在
部材８の大面２２に平行に近接した両極２０．２１を画
定する。ここで、「大面」とは、六面体の４つの周側面
より大きい上下両面の１つをいう。上下面より小さい周
側面を「小面」と称する。

作動コイル２３．２４が電気的に付熱されると、永久磁
石１６に連関した磁界に重なる可変磁界が創生され、極
２０，２１と、電機子１３の磁化性材との間に磁気相互
作用が生じ、枢動自在部材８を枢動軸線１１０周りに枢
動させる。

枢動自在部材８の薄板部分１２は、大面２２に平行に貫
通した流体供給通路２５を有する。

通路２５は、連結部分９．１０を貫通し、軸線１１に沿
って延長した第１ダクト２６と、第１ダクト２６に対し
垂直にその両方向に延長した第３及び＠４ダクト２７，
２８から成る。ダクト２７゜２８は、枢動自在部材８の
両端で外方に開口するところに流体ジェットノズル２９
．３０を形成している。更に１ベースプレート２を貫通
したダクト５５．５４と、受取部材７に、形成されたダ
ク）３５．３６とから成る通路５１．５２が流体ジェッ
トノズル２９．３０に対向して開口しており、ノズル２
９．３０から流体を受取るための流体受取オリフィス５
７．５８を備えている。

電磁石１４の作動コイル２５．２４に入力信号が供給さ
れていないときは、枢動自在部材８は、第１図に示され
るようにゼロ位１道にあり、流体受取オリアイス５７．
５８に対に対する各ジェットノズル２９．３０の整合状
態は、第５図に図解的に示されるような状態であり、各
流体受取オリフィス５７．５８は実質的に等量の流体を
受取る。これに対して第１方向の１００チの信号がコイ
ル２３．２４に供給されると、枢動自在部材８が第１図
でみて時計回り方向に最大限度にまで枢動され、オリフ
ィス５７に対するノズル２９の位置は第４図に図解的に
示されるような状態となり、反対側のオリフィス３８に
対するノズル３０の位置ｆ″ｉ第５図に示されるような
状態となる。この場合、オリフィス５７によって受取ら
れる流体の量は、オリフィス３日によって受取られる流
体の量よシ犬幅に多くなる。実際、ノズル２９からの実
質的に全部の流体がオリフィス５７によって受取られ、
ノズル５０からの流体は、はとんどあるいは全くオリフ
ィス３８に受取られない。反対方向の１００％の信号が
コイル２５．２４に、供給されると、枢動自在部材８が
第１図でみて反時計回り方向に枢動され、その結果、ノ
ズル３０とオリフィス３８の相対位ｆｔｕ７４４図にノ
ズル２９とオリフィス３７に関して示されるのと同様の
状１機となり、ノズル２９とオリフィス３７の相対位置
ハ、第５図にノズル３０とオリフィス３８に関して示さ
れるのと同様の状態となる。以上の説明から明らかなよ
うに、コイル２３．２４に対しどちらの方向であれ１０
０％未満の信号が供給された場合は、ノズル２９．３０
とオリフィス５７．５８の相対位置は、第３〜５図に示
される両極端位置の間の中間位置となる。

第６及び７図は、本発明の第２実施例による流体制御装
置を示す。この制御装置の構成部品のうち第１〜５図に
示された実施例のものと同様の部品は、同様の参照番号
で示されている。

この実施例では、薄板部分１２は、ノズル６２からの流
体ジェットをそれぞれＵ字形の流体受取チャンネル６３
の方へ差向ける働きをする２つのＵ字形の流体ジェット
チャンネル６１を備えている。チャンネル６１のＵ字形
とチャンネル６５のＵ字形とは互いに向い合うように配
置されている。

ノズル６２は、それらから噴出する流体ジェットを流体
ジェットチャンネル６１に衝突させて大面２２に平行に
、それぞれ近接した小面６４及び流体チャンネル６５の
方に向けて偏向させるように、ベースプレート２に装着
されている。

即ち、流体ジェットは、その流れ方向でみて流体ジェッ
トチャンネル６１に鋭角に衝突し、流れ方向を偏向され
る。流体制御装置の特定の用途においては流体ジェット
を任意の角度で偏向させることが企図される。

ノズル６２へはベースプレート２に設けられた流体通路
を通して流体が供給される。

流体受取チャンネル６３に流入した流体は、通路６５を
通って室６５へ流れ、そこからそれぞれのダク）３３．
３４へ流れる。

流体ジェット６１と流体受取チャンネル６３との相対的
位置関係は、第３〜５図を参照して第１実施例のノズル
２９．５０とオリフィス６７゜３８との間の相対位置の
制御に用いられたのと同様の原理及び作用によって制御
される。従つて、その制御原理の詳細は繰返し説明する
必要はない。

上記いずれの実施例の流体制御装置も、２段型電気・油
圧サーボ弁の第１段を構成するのに用いることができる
。

第８図を参照すると、第１〜５図の実施例の流体制御装
置によって構成され念第１段を有する２段型電気・油圧
サーボ弁が示されている。

サーボ弁の第１段は第６〜７図の実施例の制御装置によ
って構成することもできる。

このサーボ弁の第２段は、両端４３．４４においてダク
）４５，４６を介しダクト３３．３４にそれぞれ連通し
た細長い室４２と、室４２内に配設されたスプール弁体
４１とから成り、室４２内におけるスプール弁体４１の
位ｔＷがダクト３３と３４内の相対的流体圧によって制
御されるようになされている。枢動自在部材８にフィー
ドバックワイヤ４０が固定されており、スプール弁体４
１に形定された環状凹溝４７内に係合するようになされ
ている。

更に、スプール弁体４１には、例えば油圧式ピストン（
油圧によって作動されるピストン）（図示せず）の両側
に接続するための２つのサービスボー）５０．！ｌに連
通した２つの環状凹溝４８，４９が形成されている。高
圧の油圧流体供給源（図示せず）に接続する定めの導入
ボート５２と、流体溜め（図示せず）に接続するための
油圧流体が設けられている。導入ボート５２に供給され
た油圧流体は、スプール弁体４１の凹溝４８，４９に接
続自在の分岐ダクト５６．５７を有するダクト５５に流
入する。更に、供給された油圧流体の小部分が流れ制限
部５９を有するダクト５８を経て、枢動自在部材８の枢
動軸線１１に沿って延長したダクト２６へ流入する。

スプール弁体４１が第８図に示されるゼロ位置（中立位
置）にあるときは、サービスボート５０．５１は、導入
ボート５２とも、サービスポート５５，５４とも流体連
通しておらず、従って、上述した油圧式ピストンの両側
は圧力均衡状態に維持される。

枢動自在部材８をｉｓ図でみて時計回り方向に枢動させ
る向きの信号をコイル２５．２４に印加すると、室４２
の端部４３内の圧力が増大し、室４２の端部４４内の圧
力が減少してスプール弁体４１を右方へ移動させ、それ
によって、サービスポート５０を凹ｍ４８を介して戻し
ボート５３に流体連通させ、サービスポート５１をダク
ト５５、分岐ダクト５７及び凹溝４９を経て導入ボート
５２に流体連通させる。それによって油圧式ピストンを
一方向に作動させる。

反対に、枢動自在部材８を第８図でみて反時計回り方向
に枢動させる向きの信号をコイル２５゜２４に印加する
と、室４２の端部４３内の圧力が減少し、室４２の端部
４４内の圧力が増大してスプール弁体４１を左方へ移動
させ、それによってサービスポート５０をダクト５５、
分岐ダクト５６及び凹溝４８を経て導入ボート５２に流
体連通させ、サービスポート５１を凹溝４９を経て戻し
ボート５４に流体連通させる。これＫよって油圧式ピス
トンを反対方向に作動させる。

このようにしてスプール弁体４１を電気制御信号により
迅速なレスポンス時間でもって作動させることができる
。又、枢動自在部材８内の流体ジェットノズル２９．３
０と、受取部材Ｚ内の流体受取オリフィス５７．５８と
の間の間隙は、ノズル２９．３０の直径に比べて相当な
大きさである。枢動自在部材８を囲繞する室（即ち、切
抜部５，６）は、フィードバックワイヤ４０を収容する
ダクト６０を介して戻しボート５３．５４に流体連通し
ている故、室５，６内の圧力はノズル２９．３０からの
流体ジェットに比べて低圧に維持される。

変型実施例として、フィードバックワイヤ４０の代りに
、スプール弁体４１を中心に位置づけする働きをする２
つのばねをスプール弁体の両端に配設してもよい。

ここに例示した制御装置においては、枢動軸線１１は、
枢動自在部材８０両端から等距離のところにあるが、他
の実施例では両端から等距離でない部位に配置すること
も可能である。

又、流体ジェットノズルを１つだけＫＬ、枢動軸線を枢
動自在部材の一端に配置し、・枢動自在部材を片持式と
することもできる。

この単一流体ジェットノズル構成の場合、流体受取オリ
フィスは１個としてもよく、あるいは複数個としてもよ
い。

又、流体ジェットノズルを多数個配置することも可能で
ある。

ノズル及びオリフィスの構成は、制御装置への電流入力
と、流体出力との間に一定の関係を設定することができ
るように定めることができる。

更に別の実施例として、流体ジェットノズルを枢動自在
部材内に形成したダクトの端部に挿入したノズル差込み
体によって構成することもでき、同様にして、流体受取
オリフィスも、受取部材内に形成したダクトの端部に挿
入した差込み体によって構成することもできる。

更に、枢動自在部材８内のダクトは、非磁化性行製部分
１２内に形成せずに、磁化性材製部分１３内に形成して
もよく、あるいは、枢動自在部材の下面に付設した別体
のパイプによって形成してもよい。これらのダクトを形
成する好便な方法は、例えば、下面に適当な凹溝を有す
る上側薄板と、平坦な上面を有する下側薄板とを重ねて
接合することにより、あるいは、平坦な下面を有する上
側薄板と、平坦な上面を有する下側薄板と、両者の間に
ダクトを画定する賦形部片から成る中間薄板との三層を
接合することなどにより積層構造として形成する方法で
ある。

又、枢動自在部材８は、それを囲繞する受取部材とは別
個の部品としてもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例による流体制御装置の垂直
断面図、第２図は第１図の線■−■に沿ってみ之断面図
、第３．４及び５図は第１図の装置の流体ジェットノズ
ルと流体受取オリフィスの相対位置を示す説明図、第６
図は本発明の第２実施例による流体制御装置の垂直断面
図、第７図は、第６図の装置の、第２図と同様な断面図
、第８図は第１図の装ｆｌｉｔ組入れたサーボ弁の垂直
断面図である。 図中、３はシート状素子、５，６は切抜部（受取室）、
７は流体受取部材、８は枢動自在部材、１１は枢動軸線
、１４は電磁石、２０．２１は磁極、２２は大面、２７
．２８はダクト、２９゜３０は流体ジェットノズル、５
５．５６はダクト、５７．５８は流体受取オリフィス、
６１は流体ジェットチャンネル、６３は流体受取チャン
ネル。 特許出願人　　ダウティ　ハイドロクリック　ユニッツ
　リミテッド日ｄ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）平坦な大面を有し、該大面に平行な枢動軸線の周り
   に枢動しうるように取付けられており、該枢動軸線から
   離れた位置で該大面に平行に、かつ、枢動軸線に対し横
   断方向に流体ジェットを差向ける流体ジェットチャンネ
   ルを備えた枢動自在部材と、 前記流体ジェットを受取るように配置された流体受取チ
   ャンネルを画定する流体受取部材と、前記流体受取チャ
   ンネルに対する前記流体ジェットチャンネルの位置を変
   更して該流体チャンネルによって受取られる流体の量を
   変更させるために前記枢動自在部材を枢動軸線の周りに
   枢動させる働きをする作動手段とから成る流体制御装置
   。 ２）平坦な大面を有し、該大面に平行な枢動軸線の周り
   に枢動しうるように取付けられており、該枢動軸線から
   離れた位置で該大面に平行に、かつ、枢動軸線に対し横
   断方向に流体ジェットを差向ける流体ジェットチャンネ
   ルを備えた枢動自在部材と、 前記流体ジェットを受取るように配置された流体受取チ
   ャンネルを画定する流体受取部材と、前記流体受取チャ
   ンネルに対する前記流体ジェットチャンネルの位置を変
   更して該流体チャンネルによって受取られる流体の量を
   変更させるために前記枢動自在部材の大面に平行に近接
   した両極を有し、該枢動自在部材を枢動軸線の周りに枢
   動させる働きをする電磁石手段とから成る流体制御装置
   。 ３）前記流体ジェットチャンネルは、前記枢動自在部材
   に組込まれたノズルから成るものである特許請求の範囲
   第１項記載の流体制御装置。 ４）前記流体ジェットチャンネルは、流体ジェットを前
   記流体受取チャンネルに向けて偏向させる偏向手段であ
   る特許請求の範囲第１項記載の流体制御装置。 ５）前記枢動自在部材には、２つの流体ジェットを前記
   大面に平行に、かつ、前記枢動軸線に対し横断方向の、
   互いに反対向きの両方向に差向ける２つの流体ジェット
   ノズルが該枢動軸線から離れた位置に枢動軸線の両側に
   組入れられており、前記流体受取部材には、該流体ジェ
   ットノズルから流体を受取るために該２つの流体ジェッ
   トノズルにそれぞれ対向する２つの流体受取チャンネル
   が形成されている特許請求の範囲第１項記載の流体制御
   装置。 ６）前記枢動自在部材は、前記枢動軸線から離れた位置
   で該枢動軸線の両側に配置され、流体ジェットを前記大
   面に平行に、かつ、該枢動軸線に対し横断方向に差向け
   る２つの流体ジェットチャンネルを備えており、前記流
   体受取部材には、該流体ジェットチャンネルから流体を
   受取るために該２つの流体ジェットチャンネルにそれぞ
   れ対向する２つの流体受取チャンネルが形成されている
   特許請求の範囲第１項記載の流体制御装置。 ７）前記流体ジェットチャンネル及び流体受取チャンネ
   ルは断面Ｕ字形である特許請求の範囲第６項記載の流体
   制御装置。 ８）前記流体ジェットチャンネルのＵ字形と流体受取チ
   ャンネルのＵ字形とは互いに対向している特許請求の範
   囲第７項記載の流体制御装置。 ９）前記流体受取部材と枢動自在部材とは、該流体受取
   部材に対する枢動自在部材の枢動を可能にするのに十分
   な可撓性を有する単一のシート状素子で一体に形成され
   ている特許請求の範囲第１項記載の流体制御装置。 １０）枢動自在部材とそれを囲繞する流体受取部材とを
   一体に形成するように切抜部を有するシート状素子を設
   け、該枢動自在部材は、該素子の大面に平行な枢動軸線
   の周りに該流体受取部材に対して枢動しうるように該流
   体受取部材に連結されており、該枢動自在部材は、前記
   枢動軸線から離れた位置で前記大面に平行に、かつ、枢
   動軸線に対して横断方向に流体ジェットを噴出するため
   の流体ジェットチャンネルを有し、前記流体受取部材は
   、該流体ジェットチャンネルから流体を受取るように流
   体ジェットチャンネルに対向して開口した流体受取チャ
   ンネルを有し、該流体受取チャンネルに対する流体ジェ
   ットチャンネルの位置を変更して、流体受取チャンネル
   によって受取られる流体の量を変更するために前記枢動
   自在部材を前記枢動軸線の周りに枢動させる働きをする
   作動手段を設けて成る流体制御装置。