JPH0337486A - 流体圧制御装置 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明はロータリバルブに係り、各制御ポート毎に、そ
の制御ポートが接続されている側のシリンダの圧力室の
受圧面積の大小に応じて異なる流量ゲインを与えること
ができるので、受圧面積の異なるシリンダを用いてもロ
ータリバルブの入力信号に対するシリンダ出力速度の比
を全ての制御ポートについて同等あるいは一定の値とす
ることができ、特に片ロンド形複動シリンダのように往
路と復路の受圧面積が異なる複動シリンダを用いる場合
や、受圧面積が異なる単動シリンダを複数用いる場合な
どにおいて、その運動を制御するための流量制御弁とし
て用いるのに好適なロータリバルブの構造に関する。

〔従来の技術〕

従来、この種のロータリバルブとしては、各制御ポート
において流入あるいは流出する流れの入力信号に対する
出力流量の比すなわち流量ゲインが全ての制御ポートに
ついて同一であるものが用いられてきた。

具体例としては、例えば米国特許第４７３５２３３号公
報に記載されているように、弁体に回動中心軸と平行に
スリーブを設けるとともに、該スリーブによって互いに
分離されるように構成した流路を前記弁体の両面に設け
る一方、ケーシングに前記スリーブの外径と同等の内径
の円筒穴を前記スリーブと同心に設け、前記弁体と前記
ケーシングとの相対運動によって、流体の流れを制御す
る構造が採られており、前記円筒穴の内径と前記スリー
ブの外径、および前記流路の幅は全ての位置で同−であ
った。本公知例のロータリバルブにおいて、出力流量は
、前記弁体のスリーブの外縁と前記ケーシングの円筒穴
の内縁および前記ケーシングの流路の内外縁によって囲
まれる制御オリフィスの開口面積に比例して決まるが、
前記円筒穴の内径と前記スリーブの外径、および前記流
路の幅を上記の構成としているので流量ゲインは全ての
制御ポートについて同一であった。

〔発明が解決しようとする課題〕

」二記従来技術において、例えば片ロット形複動シリン
ダなどのように往路と復路の受圧面積が異なるシリンダ
を駆動する場合、シリンダの高圧側圧力室に流入する流
量と出力速度との比が往路と復路とでは受圧面積の大小
によって異なるにもかかわらす、ロータリバルブの流量
ゲインが全ての制御ポートについて同一であるために、
ロータリバルブに同し入力信号を与えても、複動シリン
ダの往路と復路とではシリンダの出力速度が違ってしま
うという問題があった。

また、上記のような複動シリンダを用いその変７− 位置をフィードバックして位置制御を行なう場合には、
上記の連山のために、複動シリンダの礼路と復路とで制
御系全体のゲインが違ってしまうので、制御特性の設定
が難しくなるという問題があった。

上記の問題は、受圧面積が異なる単動シリンダを複数用
いる場合などについても同様であった。

本発明の目的は、上記のような従来技術における問題点
を解消し、受圧面積の異なるシリンダを用いてもロータ
リバルブの入力信号に対するシリンダ出力速度の比を同
等あるいは一定のイ直とすることができるロータリバル
ブを提供することにある。また同時に、構造が簡単で製
作が容易であり、製作」二も制御上も高い精度が得られ
る上、弁部の再生利用も可能かつ容易である上記ロータ
リバルブを提供することも目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するための本発明の基本構成は、複数の
制御ポートを有するロータリバルブにおいて、各制御ポ
ート毎に、その制御ポートが接続されている側のシリン
ダの圧力室の受圧面積の大小に応して異なる流量ゲイン
を有するように構成したことにある。

すなわち、ケーシング内に回動可能に設けられ、複数の
円筒穴を有する弁体と、前記弁体の円筒穴の内径と同等
の外径に成形され前記円筒穴と同心に設けられたスリー
ブまたはプラグを有するとともに、該スリーブまたはプ
ラグによって互いに分離されるように構成された複数の
流路を有し、かつ、供給ポートと排出ポートと複数の制
御ポートとを有するケーシングとを備えたロータリバル
ブにおいて、弁体の単位角変位量当たりの制御オリフィ
ス開口面積の変化量、すなわち前記スリーブまたはプラ
グの外径部に接続する部分の流路の外半径の２乗と内半
径の２乗との差の値を、一つの制御ポートについては流
入側、流出側とも等しくし、かつ、異なる制御ポーＩ−
間については異なる値となるように構成したことにある
。

具体的な解決手段としては、次のとおりである。

まず、本発明における解決手段の第一の特徴は、弁体の
複数の円筒穴およびケーシングに設けた複数のスリーブ
の内径部が複数の制御ポートのいずれか一つにそれぞれ
接続され、ケーシングに設けた複数の流路が供給ポート
あるいは排出ポートのいずれか一方に接続されたロータ
リバルブにおいて、流路の形状を、スリーブおよびプラ
グの外径部に接続する部分の流路の外半径の２乗と内半
径の２乗との差の値が、一つの制御ポートについてはそ
の両側で等しく、かつ、異なる制御ポートについては異
なるような形状としたことにある。

次に、本発明における解決手段の第二の特徴は、ケーシ
ングに設けた複数の流路が複数の制御ポートのいずれか
一つにそれぞれ接続され、弁体に設けた複数の円筒穴お
よびケーシングに設けた複数のスリーブの内径部が供給
ポートあるいは排出ポートのいずれか一方にそれぞれ接
続されたロータリバルブにおいて、流路の形状を、スリ
ーブおよびプラグの外径部に接続する部分の外半径の２
乗と内半径の２乗との差の値を、一つの流路については
その両側で等しく、かつ、異なる流路間にっいては異な
るような形状としたことにある。

〔作用〕

本発明によれば、スリーブまたはプラグの外径部に接続
する部分の流路の外半径の２乗と内半径の２乗との差の
値を適正な寸法に選ぶことによって、各制御ポート毎に
異なる流量ゲインを与えることができるので、ロータリ
バルブの入力信号に対するシリンダ出力速度の比を全て
同等あるいは一定の値とすることができるようになる。

具体的には、その制御ポートに接続された側のシリンダ
の受圧面積が大きい場合には上記の値を大きくして流量
ゲインを大きくし、逆に受圧面積が小さい場合には上記
の値を小さくして流量ゲインを小さくすることによって
、弁体の単位角変位量当たりの制御オリフィス開口面積
の変化量の大小がシリリダの受圧面積の大小関係と同じ
関係になるように構成する。ロータリバルブの出力流量
は制御オリフィスの開口面積に比例するから、こうする
ことによって、各制御ポート毎に、その制御ポートに接
続されている側のシリンダの受圧面１ 積の大小、すなわちシリンダにおける流入流量と出力速
度の比の大小に応じて異なる流量ゲインを与えることが
できるので、受圧面積の異なるシリンダを用いても、ロ
ータリバルブの入力信号に対するシリンダ出力速度の比
を全ての制御ボー１−について同等あるいは一定の値と
することができるようになる。

従って、ロータリバルブへの入力信号が同しであればシ
リンダの出力速度も同等となるので、シリンダの運動の
制御が容易になる。また、シリンダの変位量をフィード
バックしてその位置制御を行なう場合にもシリンダの往
路と復路とで制御系全体のゲインが大きく違ってしまう
ようなことがなくなるので、制御系の特性の設定が容易
となる。

〔実施例〕

以下、本発明によるロータリバルブの４方弁の一実施例
を第１図ないし第７図を用いて説明する。

まず、第１図を用いて本実施例の構造を説明する。

弁体１はケーシング２および３によってスペー２− サ４とともにはさまれるように設けられており、スペー
サ４の厚さは弁体１の軸方向の厚さよりも所定の厚み差
だけ厚く成形されている。また、弁体１の端面からは軸
５，６が突出しており、ケーシング２，３に設けた軸穴
７，８との間でラジアル軸受を構成している。従って、
弁体１は、ケー、タング２，３およびスペーサ４に対し
て回動中心軸９を中心として回動可能に設けられている
。

弁体］には、回動中心軸９と平行な円筒穴１０゜１１お
よび貫通孔１２が設けられており、ケーシング２および
３には、弁体１の円筒穴１０．１１の内径と同等の外径
に成形されたスリーブ１３゜１４およびプラグ１５．１
６と、スリーブ１３゜１４およびプラグ１５．１６によ
って互いに分離されるように構成された流路１７，１８
および１９．２０がそれぞれ設けられている。また、ケ
ーシング２において、スリーブ１３の内径部には制御ポ
ートＡが、スリーブ１４の内径部には制御ポートＢが、
流路１７には供給ポートＰが、また流路１８には排出ポ
ートＴがそれぞれ接続されている。そして、弁体ｌは、
制御ボー１〜Ａ、Ｂに接続されたスリーブ１３．１４と
プラグ１５．１６および円筒穴１０．１１と、供給ポー
トＡに接続された流路１７，１９とを覆う形状としてい
る。

従って、流路１８と２０は連通しており、また、流路上
７と１９も貫通孔１２を介して連通ずるように構成され
ている。さらに、流路１７，１８および１９．２０は、
外半径の２乗と内半径の２乗との差の値が、制御ポート
Ａに接続されたスリーブ１３およびプラグ１５の外径部
に接続する部分１７ａ、１８ａおよび１９ａ、２０ａの
方が、制御ポートＢに接続されたスリーブ１４およびプ
ラグ１６の外径部に接続する部分↓７ｂ、１８ｂおよび
１９ｂ、２０ｂよりも大きくなるような形状にしである
。

次に、第２図ないし第５図を用いて本実施例の作用を説
明する。

第２図および第３図は中立状態、すなわち弁が閉じてお
り流体の流れが停止している状態を示す。

この状態では、円筒穴１０．１１の内縁がスリーブ１３
．１４およびプラグ１５．１６の外縁とそれぞれ一致し
ているため、制御ポートＡ、Ｂは供給ポートＰ、排出ポ
ートＴのいずれとも隔てられており、流体の流れは停止
している。

いま、弁体１が矢印２１の向きに回動したとすれば、第
４図および第５図に示す状態となり、弁体１の両面に、
円筒穴１０．↓１の内縁とスリーブ１３．１４およびプ
ラグ１５．１６の外縁、および流路１７，１８と１９．
２０の内外縁によって囲まれる開口部２２．２３および
２４．２５がそれぞれ現れ、これらが制御オリフィスと
なる。従って、制御ポートＡは制御オリフィス２２．２
３を介して排出ポートＴと、制御ポートＢは制御オリフ
ィス２４．２５を介して供給ポートＰと接続され、流体
は図中の矢印で示すように供給ポートＰから制御ポート
Ｂへ、制御ポートＡから排出ポートＴへと流れる。また
、弁体１が矢印２１と反対の向きに回動したとすれば、
制御ポートＡは供給ポート　Ｐと、制御ポート　Ｂは排
出ポートＴと接続され、流体は反対に供給ポート■）か
ら制御ポー５５ トＡへ、制御ポート１３から排出ポートＴへと流れる。

そして、制御オリフィスの開口面積は弁体工の角変位量
に比例し、この開口面積に比例して流量が決まるから、
正逆連続可変の４方弁として機能する。

さて、第６図に示すように、上記制御ポートの開口面積
Ｓは、流路の外半径Ｒ１の２乗と内半径Ｒ２の２乗との
差に比例し、Ｓ　−（Ｒｓ２−　Ｒ２２）　０／２とな
るから、流量ゲインは（Ｒ１２−Ｒｘ２）　／　２で表
わされ、Ｒ１２−Ｒ２”の値を変えることによって弁体
の角変位量に対する出力流量の比すなわち流量ゲインの
値を各制御ポート毎に異なる値とすることができる。

従って、本実施例によれば、前述のように、流路１７．
１８および１９．２０を、外半径の２乗と内半径の２乗
との差の値が、制御ボーｌ−Ａに接続されたスリーブ１
３およびプラグ１５の外径部に接続する部分１７ａ、１
８ａおよび１９ａ。

２０ａの方が、制御ポートＢに接続されたスリーブ１４
およびプラグ↓６の外径部に接続する部分６ １７ｂ、１８ｂおよび１９ｂ、２０ｂよりも大きくなる
ような形状にしであるので、制御オリフィスの開口面積
は制御オリフィス２２．２３の方が２４．２５よりも大
きくなるから制御ポートＡに′流入、流出する流れの流
量ゲインの方が、制御ポートＢよりも大きな値となり、
制御オリフィス前後の圧力差を一定にしたときの流量特
性を第７図に示すような特性にすることができる。

従って、本ロータリバルブによって制御するシリンダの
各圧力室の受圧面積の大小に応じて各制御ポートの流量
ゲインを適正に選ぶようにすれば、ロータリバルブの入
力信号に対するシリンダ出力速度の比を随意に決めるこ
とができ、その比を全ての制御ポートについて同等ある
いは一定の値にすることが可能となる。

そこで、第８図に、上記実施例のロータリバルブを用い
て１片ロッド形複動シリンダの運動を制御する流体圧制
御装置の一実施例を示す。

片ロット形複動シリンダ３０の運動を制御するために４
方弁のロータリバルブ３１が設けられている。このロー
タリバルブ３１は第１図ないし第７図に示した実施例の
ロータリバルブであり、制御ポートＡの方が制御ポート
Ｂよりも大きな流量ゲインを有する流量特性となるよう
に構成されている。

さて、ロータリバルブ３１の流量ゲインをＫとすれば、
シリンダ３０の高圧側圧力室に流入する高圧流体の流量
はＱ＝ＫＯとなるから、シリンダ３０の各圧力室の受圧
面積をＳとすれば、往路と復路のシリング速度Ｖの比は
次のようになる。但し、ここで添字Ａ、Ｂはそれぞれロ
ータリバルブの制御ポートの別を表す。

ＫＡ　　　ＫＢ ＳＡ　　　ＳＢ いま、ＳＡは反ロッド側、Ｓｎはロッド側であるから、
ＳＡ＞ＳＢである。従って、前記従来技術のように流量
ゲインかに＾”ＫＢであれば、Ｖ＾くｖＢとなってしま
うが、ＫＡ〉ＫＢとすれば、シリンダ往路と復路の出力
速度の差を縮小でき、特にに＾：　ＫＢ＝ＳＡ：　ＳＢ
とすれば、原理的には上記シリンダ出力速度を等しくす
ることができる。

従って、本実施例の流体圧制御装置によれば、ロータリ
バルブの弁体への入力角変位量Ｏに対するシリンダ出力
速度Ｖの比をシリンダの往路、復路とも同等の値とする
ことができるので、受圧面積の大小にかかわらず、入力
信号が同じであれば出力速度も同等となり、シリンダの
運動の制御が容易になる。

また、第９図に、前記実施例のロータリバルブを用いて
受圧面積の異なる複数の単動シリンダの運動を制御する
流体圧制御装置の一実施例を示す。

リンク３５は回転対偶３６によって回転可能に支持され
、リンク３５の運動は、その両端に設けた受圧面積の異
なる単動シリンダ３７および３８によって制御される。

そして、受圧面積の大きい方の単動シリンダ３７は４方
弁のロータリバルブ３９の制御ポートＡに、また、受圧
面積の小さい方の単動シリンダ３８は制御ポートＢにそ
れぞれ１９ 接続されている。ここで、ロータリバルブ３９は第１図
ないし第７図に示した実施例のロータリバルブであり、
制御ポートＡの方が制御ポート　Ｂよりも大きな流量ゲ
インを有する流量特性となるように構成されている。

従って、本実施例においても、第８図に示した実施例と
同様の効果が得られ、受圧面積の大小にかかわらず、ロ
ータリバルブの入力信号が同じであればシリンダ出力速
度も同等となるので、同様にシリンダの運動の制御が容
易になる。

次に、本発明のロータリバルブを用いた直動形ロータリ
・サーボバルブの一実施例を第１０図ないし第１２図に
示す。

弁部すなわち弁作用をする部分の基本構成は第１図ない
し第７図に示した実施例のロータリバルブと同じである
。ただ、ケーシング３に設けたプラグ１５．１６をスリ
ーブ１５ｓ、１６ｓとしている点のみ異なるが、作用上
は上記の実施例と全く同じである。

第１０図および第１１図に示すように、弁体１０ の軸６には円板状の可動子４０が一体的に結合されてお
り、可動子４０は、固定子すなわちケーシング３に固定
された磁石４１とヨークの機能を兼ねるケーシング３に
よって所定の間隙を持って回動可能に挟設されている。

第１２図に示すように、可動子４０上には角度α毎に円
周方向に交互に巻方向が替わるように構成された複数の
巻線４２が設けられており、磁石４１の各種の極性も角
度α毎に円周方向に交互に替わるように構成されている
。そして、弁体１と可動子４０とは、第２図および第３
図に示した弁部の中立状態において、巻線４２の各種の
境目と磁石４１の各種の境目とが互いに角度α／２だけ
ずれるように結合されている。

従って、巻線４２に電流を流したときに発生する電磁力
は全て同じ向きのモーメントを生ずるように作用し、こ
の駆動力のモーメントによって弁体１を直接回動させて
制御オリフィスの開口面積を変化させ、流体の流れを制
御する。

そして、磁石４上の背面には角変位検出器４３が設けら
れており、角変位検出器４３の検出軸は弁体１および可
動子４０と一体的に結合されている。従って、可動子４
０上に発生した電磁力の駆動モーメントによって弁体１
および可動子４０が回動すると角変位検出器４３によっ
て角変位量が検出される。そして、この角変位信号をサ
ーボバルブの制御装置にフィードバックすることによっ
て電気的に弁体１の位置決めを行うようにし、入力の電
気信号に比例した流量を出力するようにしている。すな
わち、直動形の４方向サーボバルブを構成している。

本実施例によれば、弁部を前記実施例と同様に流路の外
半径の２乗と内半径の２乗との差の値を各制御ポート毎
に異なる値としているので、各制御ポート毎に異なる流
量ゲインを有する直動形ロータリ・サーボバルブを実現
することができる。

そこで、第工３図に、上記実施例の直動形ロータリ・サ
ーボバルブを用いて片ロッド形複動シリンダの位置制御
を行う流体圧制御装置の一実施例を示す。

片ロフト形複動シリンダ５０には変位検出器５１が設け
られており、変位検出器５１の出力信号５２は主フイー
ドバツク信号として制御装置５３にフィードバックされ
、目標値５４との偏差に応じて直動形ロータリ・サーボ
バルブ５５を駆動するように構成されている。この直動
形ロータリ・サーボバルブ５５は第１０図ないし第Ｉ２
図に示した実施例の直動形ロータリ・サーボバルブであ
り、弁体１の角変位を検出する角変位検出器４３の出力
信号５６も弁体１の位置決めを行うために制御装置５３
にフィードバックされている。

また、直動形ロータリ・サーボバルブ５５の弁部は、上
記の実施例と同様に、流路の外半径の２乗と内半径の２
乗との差の値を各制御ボー１〜毎に異なる値とすること
によって制御ボー１−Ａと制御ポートＢの流量ゲインが
異なる値となるように構成されており、その大小関係は
第８図に示した実施例と同様に各制御ポートに接続され
た側のシリンダの圧力室の受圧面積の比と同じにしであ
る。

従って、本実施例によれば、シリンダの各圧力２３− 室の受圧面積の大小にかかわらず、サーボバルブへの入
力の電気信号が同じならばシリンダの往路、復路とも同
等の出力速度が得られ、サーボバルブからシリンダまで
のゲインをほぼ同等にすることができるので、制御系の
特性の設定を容易にすることができる。

尚、上記実施例の直動形ロータリ・サーボバルブにおい
て、駆動部は円錐状や円筒状の可動子を用いる構造とし
ても良い。あるいはまた、ノズル・フラッパやジエン１
−・パイプ式などのパイロット弁を用いる多段形のサー
ボバルブとしても良い。

次に、第１４図および第１５図に、本発明によるロータ
リバルブの他の実施例を示す。

弁体６０はケーシング６１および６２によってスペーサ
６３とともにはさまれるように設けられており、スペー
サ６３の厚さは弁体６０の軸方向の厚さよりも所定の厚
み差だけ厚く成形されている。また、弁体６０の端面か
らは軸６４が軸方向に突出しており、ケーシング６１．
６２に設けた軸穴との間でラジアル軸受を構成している
。従つ２４− て、弁体１は、ケーシング６１．６２およびスペーサ６
３に対して回動可能に設けられている。

弁体６０には、円筒穴６５．６６および貫通孔６７．６
８が設けられており、ケーシング６１および６２には、
弁体６０の円筒穴６５．６６の内径と同等の外径に成形
されたスリーブ６９．７０および７１．７２と、スリー
ブ６９．．７０および７１．７２によって互いに分離さ
れるように構成された流路７３．７４および７５．７６
がそれぞれ設けられている。また、ケーシング６１にお
いて、スリーブ６９の内径部には供給ポートＰが、スリ
ーブ７０の内径部には排出ポートＴが、流路７３には制
御ポートＡが、また流路７４には制御ポートＢがそれぞ
れ接続されている。また、流路７３と７５は貫通孔６７
を介して、流路７４と７６も貫通孔６８を介してそれぞ
れ連通するように構成されている。そして、流路の外半
径の２乗と内半径の２乗との差の値は、制御ポートＡに
接続された流路７３．７５の方が、制御ポートＢに接続
された流路７４．７６よりも大きく、なるような形状に
しである。

いま、弁体６０が矢印７７の向きに回動したとすれば、
第１５図に示すように、弁体６０の両面しこ、円筒穴６
５，６６の内縁とスリーブ６９゜７０および７１．７２
の外縁、および流路７３゜７４と７５と７６の内外縁に
よって囲まれる開口部すなわち制御オリフィスがそれぞ
れ現れるので、制御ポートＡは供給ポートＰと、制御ボ
ーｌ−Ｂは排出ポート１゛と接続され、流体は図中の矢
印で示すように供給ポートＰから制御ポートＡへ、制御
ポートＢから排出ポートＴへと流れる。また、弁体６０
が矢印７７と反対の向きに回動したとすれば、制御ポー
トＡは排出ポートＴと、制御ポートＢは供給ポートＰと
接続され、流体は反対に供給ポートＰから制御ポートＢ
へ、制御ポートＡから排出ポートＴへと流れる。そして
、制御オリフィスの開口面積は弁体６０の角変位量に比
例し、この開口面積に比例して流量が決まるから、正逆
連続可変の４方弁として機能する。

さて、本実施例のロータリバルブにおいても、第６図に
示したように、制御ポートの開口面積Ｓは流路の外半径
Ｒｉの２乗と内半径Ｒ２の２乗との差に比例し５＝（Ｒ
ｉ２−Ｒ２２）Ｏ／２となるから、Ｒ１２Ｒ２２の値を
変えることによって弁体の角変位量に対する出力流量の
比すなわち流量ゲインの値を各制御ポート毎に異なる値
とすることができる。

従って、本実施例のように、流路の外半径の２乗と内半
径の２乗との差の値を、制御ポートＡに接続された流路
７３．．７５の方が、制御ポートＢに接続された流路７
４−．７６よりも大きくなるような形状にしであるので
、制御オリフィスの開口面積は制御ポートＡの方が制御
ポートＢよりも大きくなるから、制御ポートＡに流入、
流出する流れの流量ゲインの方が制御ポートＢよりも大
きな値となり、制御オリフィス前後の圧力差を一定にし
たときの流量特性を第７図と同様の特性にすることがで
きる。

よって、本ロータリバルブによって制御するシリンダの
各圧力室の受圧面積の大小に応じて各制７ 御ポートの流量ゲインを適正に選ぶようにすれば、ロー
タリバルブの入力信号に対するシリンダ出力速度の比を
随意に決めることができ、その比を全ての制御ポートに
ついて同等あるいは一定の値にすることが可能となる。

従って、本実施例によっても」二記の実施例と全く同様
の効果を得ることができる。

尚、弁部は、弁体と一方のケーシングのみで弁を構成す
る構造としても良く、あるいはまた、さらに多くのポー
トを有する多ポート弁としても良い。これらのようにし
ても、以」二に示した実施例と同様の効果を得ることが
できる。

また、以上の実施例に示した全てのロータリバルブは、
次のような効果も有する。

すなわちまず第一に、弁部を製作する際に、弁体の円筒
穴と、ケーシングのスリーブあるいはプラグを装着する
穴とを同時に加工し、その後でスリーブあるいはプラグ
をケーシングに装着すればよい。そして、弁部の中立点
におけるラップ量の調整はこの間に円筒穴の内径とスリ
ーブあるいは８− プラグの外径とを所定の寸法差に調整することによって
でき、また、クリアランスの調整は弁体とスペーサの厚
み差を調整することによってできる。

従って、弁部の構造が簡単で製作方法が容易である上、
製作工数も削減でき、製作上も制御上も高い精度を得る
ことができるようになる。

そして第二に、制御オリフィスのエッチ、すなわち弁体
の円筒穴の端部内縁とケーシングのスリーブあるいはプ
ラグの端部外縁が、長期の使用などで摩耗してしまった
場合や、異物のかみ込み等によって一部損傷してしまっ
た場合などには、弁体とケーシングの端面を再び研削す
るなどして摩耗や損傷した部分を取り除き、その上で再
びスペーサの厚さを弁体の軸方向の厚さよりも所定の厚
み差だけ厚くなるように調整し直すことによって弁部は
再び新品と同等の性能を回復するので、弁部の再生利用
が容易にできるようになる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明のロータリバルブによれば
、各制御ポート毎に、その制御ポートが接続されている
側のシリンダの圧力室の受圧面積の大小に応じて異なる
流量ゲインを与えることができる。従って、片ロッド形
複動シリンダを用いる場合や受圧面積の異なる単動シリ
ンダを複数用いる場合などのように、受圧面積の異なる
シリンダの運動を制御する場合でも、ロータリバルブの
入力信号に対するシリンダ出力速度の比を全ての制御ポ
ートについて同等あるいは一定の値とすることができる
ので、シリンダの運動の制御が容易となる。また、上記
のような受圧面積の異なるシリンダを用いその変位量を
フィードバックして位置制御を行う場合にも、制御系の
ゲインをシリンダの往路、復路ともほぼ同等の値にでき
るので、制御系の特性の設定が容易となる。

また、本発明のロータリバルブによれば、構造が簡単で
製作方法が容易である上、製作工数も削減でき、製作上
も制御上も高い精度が得られるので、低いコストで高い
制御性能を実現することができる。その上、制御オリフ
ィスのエッチが、長期の使用などで摩耗してしまったり
、異物のかみ込み等によって一部損傷してしまったりし
た場合にも、再生利用が容易にできるので、設備の性能
維持のための費用を低減することもできる。

このように、本発明のロータリバルブによれば、技術面
はもとより、経済面についても大きな効果を得ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によるロータリバルブの一実施例の構成
を示す斜視図、第２図は第１図の中立状態を示すＩ−１
線矢視図、第３図は第２図の■■線において展開した展
開断面図、第４図は第上図の開口状態を示すＩ−１線矢
視図、第５図は第４図の■−■線において展開した展開
断面図、第６図は本発明のロータリバルブにおける弁体
の角変位量と制御オリフィスの開口面積との関係を示す
図、第７図は本発明のロータリバルブの流量特性を示す
図、第８図は本発明のロータリバルブを用いた流体圧制
御装置の一実施例を示す回路図、第９図は本発明のロー
タリバルブを用いた流体圧制御装置の他の一実施例を示
す回路図、第↓Ｏ図は本発明による直動形ロータリ・サ
ーボバルブの一実施例の構成を示す斜視図、第１１図は
第１０図を組立た状態を示すＩＶ−ＩＶ線断面図、第１
２図は第１０図の駆動部の構成を示す■−Ｖ線矢視図、
第１３図は本発明の直動形ロータリ・サーボバルブを用
いた流体圧制御装置の一実施例を示す回路図、第１４図
は本発明によるロータリバルブの他の一実施例を示す図
、第１５図は第１４図のｖｒ−■線において展開した開
口状態を示す展開断面図である。 １．６０・弁体、２，３，６１．６２・・・ケーシング
、４，６３・・・スペーサ、１．０，１１，６５゜６６
・・・円筒穴、１３．↓４，１５ｓ、１６ｓ。 ６９．７０，７１．７２・・・スリーブ、１５．１６・
・・プラグ、１７，１８，１９，２０，７３，７４゜７
５．７６・・流路、３０，３７，３８．５０・・シリン
ダ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、供給ポートと排出ポートと複数の制御ポートとを有
   するケーシングと、該ケーシング内に回動可能に設けた
   弁体とを備え、前記弁体と前記ケーシングとの相対運動
   によつて流体の流れを制御するロータリバルブにおいて
   、該ロータリバルブは、制御ポートの別によつて流量ゲ
   インが異なることを特徴とするロータリバルブ。 ２、複数の円筒穴を有する弁体と、前記弁体の円筒穴の
   内径と同等の外径に成形された複数のスリーブまたはプ
   ラグを前記円筒穴と同心に有するとともに、前記スリー
   ブまたはプラグによって互いに分離された複数の流路を
   有し、かつ、供給ポートと排出ポートと複数の制御ポー
   トとを有するケーシングとを備え、前記弁体と前記ケー
   シングとの相対運動によつて流体の流れを制御するロー
   タリバルブにおいて、該ロータリバルブは、制御ポート
   の別によつて流量ゲインが異なることを特徴とするロー
   タリバルブ。 ３、請求項１ないし２記載のロータリバルブにおいて、
   前記弁体は２つのケーシングによつて、前記弁体の軸方
   向の厚さよりも厚く成形されたスペーサとともに狭設さ
   れていることを特徴とするローリバルブ。 ４、請求項１ないし３記載のロータリバルブにおいて、
   前記弁体の複数の円筒穴および前記ケーシングに設けた
   複数のスリーブの内径部は前記複数の制御ポートのいず
   れか一つにそれぞれ接続し、前記ケーシングに設けた複
   数の流路は前記供給ポートあるいは前記排出ポートのい
   ずれか一方にそれぞれ接続されていることを特徴とする
   ロータリバルブ。 ５、請求項４記載のロータリバルブにおいて、前記弁体
   は、前記ケーシングに設けた制御ポートに接続する前記
   スリーブまたはプラグ及び前記弁体の円筒穴と、前記ケ
   ーシングに設けた供給ポートに接続する流路とを覆う形
   状であることを特徴とするロータリバルブ。 ６、請求項４ないし５記載のロータリバルブにおいて、
   前記ケーシングに設けた複数の流路は、前記制御ポート
   に接続するスリーブおよびプラグの外径部に接続する部
   分の外半径の２乗と内半径の２乗との差の値が、一つの
   制御ポートについてはその両側で等しく、かつ、異なる
   制御ポート間については異なるような形状としたことを
   特徴とするロータリバルブ。 ７、請求項１ないし３記載のロータリバルブにおいて、
   前記ケーシングに設けた複数の流路は前記複数の制御ポ
   ートのいずれか一つにそれぞれ接続され、前記ケーシン
   グに設けた複数のスリーブの内径部は前記供給ポートあ
   るいは排出ポートのいずれか一方にそれぞれ接続されて
   いることを特徴とするロータリバルブ。 ８、請求項７記載のロータリバルブにおいて、前記ケー
   シングに設けた複数の流路は、前記供給ポートあるいは
   排出ポートのいずれか一方に接続されたスリーブおよび
   プラグの外径部に接続する部分の外半径の２乗と内半径
   の２乗との差の値が、一つの流路についてはその両側で
   等しく、かつ、異なる流路間については異なるような形
   状としたことを特徴とするロータリバルブ。 ９、請求項１ないし８記載のロータリバルブにおいて、
   前記ケーシングの一部に固定子を一体的に結合するとと
   もに、該固定子に対して回動可能に設けられた可動子を
   前記弁体の一部に一体的に結合し、該可動子上に発生す
   る電磁力によつて前記弁体を直接駆動することを特徴と
   する直動形ロータリ・サーボ弁。 １０、往路と復路の受圧面積が異なる複動シリンダと、
   該複動シリンダの運動を制御するロータリバルブとを備
   えた流体圧制御装置において、該ロータリバルブは、前
   記複動シリンダの受圧面積が大なる側の圧力室に接続さ
   れた制御ポートにおける流量ゲインが、受圧面積が小な
   る側の圧力室に接続された制御ポートにおける流量ゲイ
   ンよりも大きくなるように構成したことを特徴とする流
   体圧制御装置。 １１、複数の受圧面シリンダとこれらの単動シリンダの
   運動を制御するロータリバルブとを備えた流体圧制御装
   置において、前記ロータリバルブは、受圧面積が大なる
   前記単動シリンダの圧力室に接続された制御ポートにお
   ける流量ゲインが、受圧面積が小なる前記単動シリンダ
   の圧力室に接続された制御ポートにおける流量ゲインよ
   りも大きくなるように構成したことを特徴とする流体圧
   制御装置。