JPH0424566B2 - - Google Patents
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- JPH0424566B2 JPH0424566B2 JP60014176A JP1417685A JPH0424566B2 JP H0424566 B2 JPH0424566 B2 JP H0424566B2 JP 60014176 A JP60014176 A JP 60014176A JP 1417685 A JP1417685 A JP 1417685A JP H0424566 B2 JPH0424566 B2 JP H0424566B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- bobbin
- oil chamber
- spool
- oil
- force motor
- 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)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Servomotors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は振動試験機や圧延機などの油圧駆動系
に使用されるフオースモータ形サーボ弁に関す
る。
に使用されるフオ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、マグネツトおよびボビン
から成るフオースモータにより、ボデイ内に嵌挿
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
ルフラツパー形)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。
どで示すようにヨーク、マグネツトおよびボビン
から成るフオースモータにより、ボデイ内に嵌挿
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
ルフラツパー形)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。
ところが、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。
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。
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、スプールの速度を検出して制御系に
フイードバツクする電気的ダンパーによる方法が
広く使用されている。
段としては、スプールの速度を検出して制御系に
フイードバツクする電気的ダンパーによる方法が
広く使用されている。
しかしながら、電気的なダンピング手段におい
ては、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イー
ドバツクするための検出器や増幅器を必要とする
ため、コスト高になるという問題があつた。ま
た、サーボ弁自体を特に小形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という問題があつた。
ては、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イー
ドバツクするための検出器や増幅器を必要とする
ため、コスト高になるという問題があつた。ま
た、サーボ弁自体を特に小形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という問題があつた。
本発明の目的は、スペースの制約に関係なく、
簡単な構造によつ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オースモータ形サーボ弁
を提供することにある。
簡単な構造によつ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オースモータ形サーボ弁
を提供することにある。
上記目的は、ヨークとマグネツトとにより形成
される磁気回路と、前記磁気回路中に設けられ、
コイルが巻かれたボビンと、前記ボビンに直接連
結したスプールと、前記ヨークに一体的に結合さ
れたボデイとを備えたフオースモータ形サーボ弁
において、前記ボビン側の前記ボデイと前記磁気
回路とによつて形成される油室に油を充填し、前
記油室の前記スプール側の油室と前記油室の前記
磁気回路側の油室とを連通する流路を設けること
によつて達成される。
される磁気回路と、前記磁気回路中に設けられ、
コイルが巻かれたボビンと、前記ボビンに直接連
結したスプールと、前記ヨークに一体的に結合さ
れたボデイとを備えたフオースモータ形サーボ弁
において、前記ボビン側の前記ボデイと前記磁気
回路とによつて形成される油室に油を充填し、前
記油室の前記スプール側の油室と前記油室の前記
磁気回路側の油室とを連通する流路を設けること
によつて達成される。
ボデイと磁気回路とによつて形成される油室に
油が充填している、すなわちボビンの周囲に油が
充填しているため、ボビンの移動に伴つて流体が
移動するときボビンとスプールからなる可動体に
ダンピングを付与することが可能となる。
油が充填している、すなわちボビンの周囲に油が
充填しているため、ボビンの移動に伴つて流体が
移動するときボビンとスプールからなる可動体に
ダンピングを付与することが可能となる。
以下本発明サーボ弁の一実施例を図面により説
明する。
明する。
第1図において、フオースモータAは磁気回路
を形成するヨーク1およびマグネツト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のフオースモー
タA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DR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〓間6,
6′を経て後述する油圧部側の室に流出する。こ
のとき、ボビン3および後述するスプールの可動
体には作動油が小孔3cおよび〓間6,6′を流
出するときの抵抗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
結合されたボデイ7と、ボデイ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側にボデイ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にも油室5と同様にドレンポートDR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、
小孔3cおよび〓間6を経てフオースモータA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。ボデイ7およびスリープ8に
は圧油供給ポートPS、圧油制御ポートC1,C2、
圧油排出ポートT、圧油ドレンポートDRが設け
られている。
を形成するヨーク1およびマグネツト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のフオースモー
タA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DR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〓間6,
6′を経て後述する油圧部側の室に流出する。こ
のとき、ボビン3および後述するスプールの可動
体には作動油が小孔3cおよび〓間6,6′を流
出するときの抵抗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
結合されたボデイ7と、ボデイ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側にボデイ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にも油室5と同様にドレンポートDR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、
小孔3cおよび〓間6を経てフオースモータA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。ボデイ7およびスリープ8に
は圧油供給ポートPS、圧油制御ポートC1,C2、
圧油排出ポートT、圧油ドレンポートDRが設け
られている。
ドレンポートDRは加圧タンク(図示せず)に
接続されている。
接続されている。
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。また、1
00はコイル4に外部から指令電流を通電するた
めの液密タイプのコネクタである。
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。また、1
00はコイル4に外部から指令電流を通電するた
めの液密タイプのコネクタである。
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。
作について説明する。
先ず、フオースモータAの駆動に先だつてスプ
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
転させながらばね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。
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
転させながらばね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。
次にフオースモータAのボビン3の巻かれたコ
イル4に指令電流を供給すると、ヨーク1とマグ
ネツト2との間に磁気回路が形成されるため、ボ
ビン3はフオースモータ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PSからの作動油は、圧油制御ボート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、フオースモータ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〓間6,6′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〓間6,6′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。
イル4に指令電流を供給すると、ヨーク1とマグ
ネツト2との間に磁気回路が形成されるため、ボ
ビン3はフオースモータ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PSからの作動油は、圧油制御ボート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、フオースモータ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〓間6,6′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〓間6,6′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
例した流体抵抗力Fが作用する。この流体抵抗力
Fは、F=Ce・V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における流体抵抗の割合とヨ
ーク1およびボビン3の〓間6,6′による液体
抵抗の割合の関数となる。
例した流体抵抗力Fが作用する。この流体抵抗力
Fは、F=Ce・V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における流体抵抗の割合とヨ
ーク1およびボビン3の〓間6,6′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を通過する流体抵抗
をR1、隙間6,6′を通過する液体抵抗をR2とす
ると、 Ce/Ce∞=σ/2+σ …(1) が得られる。
をR1、隙間6,6′を通過する液体抵抗をR2とす
ると、 Ce/Ce∞=σ/2+σ …(1) が得られる。
ここで、σ=R1/R2,Ce∞はボビン3に小孔3c
が設けられていない場合であり、R1が∞の場合
である。
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k、固有振動数をωoとするとき、臨界減
衰係数Ccは、Cc=2・m・ωoとなり、減衰比ρ
=Ce/Ccを0.5〜0.7低度に選定すれば、スプールが 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Ce,ρ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。
定数をk、固有振動数をωoとするとき、臨界減
衰係数Ccは、Cc=2・m・ωoとなり、減衰比ρ
=Ce/Ccを0.5〜0.7低度に選定すれば、スプールが 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Ce,ρ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20mm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、4.5
mm〜0.2mm程度になる。
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20mm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、4.5
mm〜0.2mm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。
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。
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、フオースモータ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可変
絞り機構17を設けたものである。
ヨーク1内に、フオースモータ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可変
絞り機構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つて、
フオースモータA側の油室5から油圧部B側の油
室11へ流出される流量を可変絞り機構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。
フオースモータA側の油室5から油圧部B側の油
室11へ流出される流量を可変絞り機構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。
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。
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とボデイ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12,12′からの油室11に作動油が漏
れないようにシールする機能を有している。
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とボデイ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12,12′からの油室11に作動油が漏
れないようにシールする機能を有している。
この油室12,12′には通常使用される作動
油が流れるが、フオースモータA側の油室5およ
び油圧部B側の油室11には油室12,12′内
の作動油とは異なる粘度変化の小さい作動油、例
えばシリコン油が供給される。
油が流れるが、フオースモータA側の油室5およ
び油圧部B側の油室11には油室12,12′内
の作動油とは異なる粘度変化の小さい作動油、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。
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。
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。
性膜18,19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
造によつてフオ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。
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
造によつてフオ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。
したがつて、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。
のサーボ弁に大きな効果を発揮する。
第1図は本発明のフオ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3図、第4図
は本発明の他の実施例を示すフオースモータ形サ
ーボ弁の断面図である。 A……フオースモータ、B……油圧部、1……
ヨーク、2……マグネツト、3……ボビン、3c
……小孔、9……スプール、16……油路。
一実施例を示す断面図、第2図、第3図、第4図
は本発明の他の実施例を示すフオースモータ形サ
ーボ弁の断面図である。 A……フオースモータ、B……油圧部、1……
ヨーク、2……マグネツト、3……ボビン、3c
……小孔、9……スプール、16……油路。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 ヨークとマグネツトとにより形成される磁気
回路と、前記磁気回路中に設けられ、コイルが巻
かれたボビンと、前記ボビンに直接連結したスプ
ールと、前記ヨークに一体的に結合されたボデイ
とを備えたフオースモータ形サーボ弁において、
前記ボビン側の前記ボデイと前記磁気回路とによ
つて形成される油室に油を充填し、前記油室の前
記スプール側の油室と前記油室の前記磁気回路側
の油室とを連通する流路を設けたことを特徴とす
るフオースモータ形サーボ弁。 2 特許請求の範囲第1項において、前記流路
は、前記ボビンに設けた小孔であることを特徴と
するフオースモータ形サーボ弁。 3 特許請求の範囲第1項において、前記流路は
前記ヨークに設けた絞り機構付油路であることを
特徴とするフオースモータ形サーボ弁。 4 特許請求の範囲第1項において、前記油室と
前記スプールの油室との間に可撓性のシール膜を
設け、前記スプールの油室に前記油室の作動油よ
り粘度変化の小さい作動油が満されていることを
特徴とするフオ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 JPS61175302A (ja) | 1986-08-07 |
| JPH0424566B2 true 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) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH073045Y2 (ja) * | 1988-09-28 | 1995-01-30 | 株式会社ニレコ | 油圧サーボ弁 |
| JPH04134902U (ja) * | 1991-06-05 | 1992-12-15 | 株式会社アマダ | リニアサーボバルブ |
Family Cites Families (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 |
| DE3227229A1 (de) * | 1982-07-21 | 1984-01-26 | Robert Bosch Gmbh, 7000 Stuttgart | Druckregler |
| 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
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61175302A (ja) | 1986-08-07 |
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