JPH0464702A - フラッパ速度フィードバックを有したノズル―フラッパ型サーボバルブ - Google Patents

フラッパ速度フィードバックを有したノズル―フラッパ型サーボバルブ

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JPH0464702A
JPH0464702A JP17450090A JP17450090A JPH0464702A JP H0464702 A JPH0464702 A JP H0464702A JP 17450090 A JP17450090 A JP 17450090A JP 17450090 A JP17450090 A JP 17450090A JP H0464702 A JPH0464702 A JP H0464702A
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JP
Japan
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flapper
servo valve
coil
nozzle
armature
Prior art date
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Pending
Application number
JP17450090A
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English (en)
Inventor
Takashi Nakamura
孝 中村
Yasuaki Sakurai
桜井 泰明
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NIPPON MUUGU KK
Original Assignee
NIPPON MUUGU KK
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Publication date
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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、フラッパ速度フィードバンクを有したノズル
フラッパ型サーボバルブに関するものである。
【発明の背景】
例えば、上部磁極51、アマチュア52、下部磁極53
、及びコイル54等からなる入力電流をフラッパの変位
に変換するトルクモータ部と、フレクチャーチューブ、
ノズル55、フラッパ56等からなるフラッパ変位を油
圧の圧力差に変換する油圧前段増幅部と、ブッシング、
スプール57、インレフトフィルター、ドレンユニオン
、エンドキャップ、インレフトオリフィス等からなる主
回路の流量を制御する主スプール部の三つの部分から構
成されている、第6図及び第7図(第7図はサーボバル
ブの作動原理図)に示す如くのサーボバルブは良く知ら
れている。 尚、第6図中、C,、C,は制御ボート、P、は供給ボ
ート、Rは戻りボートである。 そして、この種のサーボバルブの作動原理は次の通りで
ある。 ■ 指令信号58(目標値)がサーボバルブに与えられ
ると、コイル54に電流が流れ、アマチュア52に磁気
的極性が与えられる。 ■ アマチュア52は、上下磁極51.53の磁気的関
係により、入力電流の大きさと極性に応して発生したト
ルクによって傾り。 ■ 左右ノズル55の中間に位置していたフラッパ56
はアマチュア52と一体の為に、このアマチュア52の
傾きに連動して変位し、左右ノズル55とフラッパ56
との間のオリフィスの絞り量が変化し、フラッパ56が
近づいた方のノズルの背圧P2が上昇し、逆に、遠ざか
る方のノズルの背圧P、が下降する。即ち、P+ <p
、の関係になる。 ■ このノズルの背圧は、スプール57の両端面に作動
圧力がかかり、圧力の低い左側へスプール57が変位す
る。(主回路において、供給ボートP、から制御ポート
Czへ作動オイルが流れる。)■ スプール57の一端
に配設されたLVDT59は、内蔵アンプ60に組み込
まれたオシレーターデモシュレータアンプ61を介して
スプール変位を電気的に検出する。 ■ 検出された信号は、フィードバック信号62として
、指令信号58(目標値)と付き合わされ、サーボアン
プ63に入力される。 ■ サーボアンプ63によって、これらの信号58.6
2を常に比較し、偏差がOになるまでの(スプールが所
定の位置の達成するまで)偏差信号64としてコイル5
4に入力され、指令信号58の極性と大きさとによって
比例するサーボバルブのスプールを制御し、弁開度が保
たれていた。 ところで、上記タイプのサーボバルブにあっては、トル
クモータが第8図に示したような共振特性の電気フィー
ドバックサーボバルブであり、高応答とする場合、トル
クモータ部の二次振動によって安定性が著しく低下して
しまい、この結果、第9図(a)及び(b)で示される
ような周波数応答特性のものとなっている。 そこで、このような特性を改善する為、トルクモータ部
内にシリコンオイルを封入し、ダンピング効果を高める
試みがなされたが、このような技術思想のものでは、温
度変化によってシリコンオイルの粘度が変化する為、サ
ーボバルブのスプールの制御が困難になることがある。
【発明の開示】
本発明の目的は、温度変化に対しても常に安定した高応
答のノズル−フラッパ型サーボバルブを提供することに
ある。 この本発明の目的は、トルクモータ部と油圧前段増幅部
と主スプール部とを具備したフラッパ速度フィードバッ
クを有したノズル−フラッパ型サーボバルブであって、
トルクモータ部のアマチュア部に少なくとも一つの駆動
コイルと検出コイルとが設けられ、前記駆動コイル、ア
マチュア及び磁界の作用により発生した逆起電力を前記
検出コイルにより検出できる構成となし、前記検出コイ
ルにより検出した検出信号をインナーループ回路に供給
し、前記駆動コイルに加わる信号を制御するよう構成し
たことを特徴とするフラッパ速度フィードバックを有し
たノズル−フラッパ型サーボバルブによって達成される
。 尚、上記のフラッパ速度フィードバックを有したノズル
−フラッパ型サーボバルブにおいて、進み−遅れ補償回
路がサーボバルブ増幅器と並列に配設されてなるものが
望ましい。 ■実施例】 第1図〜第5図は本発明に係るフラッパ速度フィードバ
ックを有したノズル−フラッパ型サーボバルブの1実施
例を示すもので、第1図はフラッパ速度フィードバック
を有したノズル−フラッパ型サーボバルブの概略図、第
2図はフラッパ速度フィードバックを有したノズル−フ
ラッパ型サーボバルブのブロック図、第3図(a)、(
b)は本発明になるサーボバルブにおけるトルクモータ
単体の周波数特性を示すグラフ、第4図(a)。 (b)は本発明のサーボバルブの安定性を示す周波数特
性のグラフ、第5図は進み−遅れ補償をかけて得た場合
の本発明のサーボバルブの周波数特性を示すグラフであ
る。 このサーボバルブは、上部磁極1、アマチュア2、下部
磁極3、駆動用のコイル4a、及び検出用のコイル4b
等を備えたトルクモータ部と、フレクチャーチューブ5
、ノズル6、フラッパ7等を備えたフラッパ変位を油圧
の圧力差に変換する油圧前段増幅部と、ブッシング8、
スプール9、インレフトフィルター10、ドレンユニオ
ン11、エンドキャップ12、インレフトオリフィス1
3等を備えた主回路の流量を制御する主スプール部の三
つの構成部を有している。 又、油圧系には制御ポートCI 、  Cz 、供給ボ
ートPs、戻りポートRが構成されている。 即ち、本発明のサーボバルブは、トルクモータ部におけ
る複数のコイルのうち一方は、例えばコイル4aを駆動
コイルとして、他方のコイル4bを検出コイルとして用
いる点に最大の特徴がある。 従って、指令信号がサーボバルブに与えられると、トル
クモータ部の駆動コイル4aに電流が流れ、その電流に
比例したトルクが発生し、アマチュア2を回転させる。 この時、検出コイル4bに発生する逆起電力がフラッパ
7と一体であるアマチュア2の速度に比例する関係にあ
るから、アマチュア2の回転速度を検出することになる
。 それ故、この検出コイル4bにより検出した逆起電力の
信号を応用すれば、高応答のノズル−フラッパ型サーボ
バルブが得られることになる。 尚、図中、14は指令信号、15は増幅器、16は増幅
器15と直列に配設されてなる進み−遅れ補償回路、1
7はインナーループ増幅器、18は油圧前段増幅部、1
9はコイル4bに発生したフラッパ速度信号、20はL
VDTからのフィードバック信号、21は微分器、22
はインナーループフィードバックゲイン、23はインナ
ーループ回路、24はスプール端積分器、25はLVD
Tである。 次に、上記のように構成させたフラッパ速度フィードバ
ンクを有したノズルーフラ・7ノマ型サーボバルブの作
動原理を説明する。 ■ 指令信号14(目標(Iりがサーボバルブに与えら
れると、コイル4aに電流が流れ、アマチュア2に磁気
的極性が与えられる。 ■ このアマチュア2は、上部磁極1、下部磁極3の磁
気的関係により、入力ii流の大きさと極性に応して発
生したトルクによって傾く。 ■ 左右ノズル6の中間に位置していたフランパフは、
アマチュア2と一体の為にアマチュア2の傾きに連動し
て変位し、左右ノズル6とフラッパ7との間のオリフィ
スの絞り量が変化し、フラッパ7が近づいた方のノズル
の前圧P2が上昇し、逆に、遠ざかる方のノズルの背圧
P、が下降する。 即ち、P+<Pgの関係になる。 ■ このノズルの背圧は、スプール9の両端面に作動圧
力がかかり、圧力の低い左側へスプール9が変位する。 (主回路において、供給ポートP。 から制御ボートCtへ作動オイルは流れる。)■ スプ
ール9の一端には、LVDT25が配設されており、オ
シレーターデモシュレータアンプを介してスプール変位
が電気的に検出される。 ■ 第2図のブロック図でも明らかな如く、この検出信
号がフィードバック信号20として指令信号14(目標
値)と付き合わされ、この結果得られた偏差信号26が
インナーループ回路23に供給される。 ■ トルクモータ部の検出コイル4bにより逆起電力が
検出され、フラッパ速度が検出される。ここで検出され
たフラッパ信号19は増幅器を経てインナーループ回路
23内でフィードバンクされる。そして、フィードバッ
クされたフラッパ信号19が偏差信号26と付き合わさ
れ、駆動コイル4aに入力される。 ■ 増幅器15によって、これらの信号が常に比較され
、偏差が零になるまでの(スプールが所定の位置の達成
するまで)偏差信号としてコイル4aに入力され、指令
信号14の極性と大きさとによって比例するサーボバル
ブのスプールの位置が制御され、弁開度が保たれるので
ある。 ところで、第2図の点27を切離してトルクモータ入力
信号のみ供給し、トルクモータ単体の周波数特性を第3
図に示したが、これによればインナーループフィードバ
ックゲインの調整により、ダンピング効果が確認でき、
そしてダンピングの効いたトルクモータがサーボバルブ
の安定化に大きく寄与していることが第4図より理解で
きる。 又、第5図に示す如く、進み−遅れ補償回路を設けた場
合には、第4図に示した場合よりも一層安定化している
ことが理解される。
【効果】
本発明に係るフラッパ速度フィードバックを有したノズ
ル−フラッパ型サーボバルブは、トルクモータ部と油圧
前段増幅部と主スプール部とを具備したフラッパ速度フ
ィードバックを有したノズルーフランバ型サーボバルブ
であって、トルクモータ部のアマチュア部に少なくとも
一つの駆動コイルと検出コイルとが設けられ、前記駆動
コイル、アマチュア及び磁界の作用により発生した逆起
電力を前記検出コイルにより検出できる構成となし、前
記検出コイルにより検出した検出信号をインナーループ
回路に供給し、前記駆動コイルに加わる信号を制御する
よう構成してなるので、温度変化に影響されることなく
常に一定のダンピング効果が得られ、安定した高応答性
のものとなる等の特長を有する。
【図面の簡単な説明】
第1図〜第5図は本発明に係るフラッパ速度フィードパ
・ンクを有したノズル−フラッパ型サーボバルブの1実
施例を示すもので、第1図はフラ・ンパ速度フィードバ
ックを有したノズル−フラッパ型サーボバルブの概略図
、第2図はフラッパ速度フィードバックを有したノズル
−フラッパ型サーボバルブのブロック図、第3図(a)
、(b)は本発明になるサーボバルブにおけるトルクモ
ータ単体の周波数特性を示すグラフ、第4図(a)。 (b)は本発明のサーボバルブの安定性を示す周波数特
性のグラフ、第5図は進み−遅れ補償をかけて得た場合
の本発明のサーボバルブの周波数特性を示すグラフであ
り、第6図及び第7図は従来のサーボバルブの説明図、
第8図はトルクモータの周波数特性を示すグラフ、第9
図は従来のサーボバルブの周波数特性を示すグラフであ
る。 1・・・上部磁極、2・・・アマチュア、3・・・下部
磁極、4a・・・駆動用のコイル、4b・・・検出用の
コイル、5・・・フレクチャーチューブ、6・・・ノズ
ル、7・・・フラッパ、8・・・ブッシング、9・・・
スプール、10・・・インレフトフィルター 11・・・ドレンユニオン、12・・・エンドキャップ
、13・・・インレットオリフィス、14・・・指令信
号、15・・・増幅器、16・・・進み−遅れ補償回路
、17・・・インナーループ増幅器、 18・・・油圧前段増幅部、 19・・・フラッパ速度信号、 20・・・フィードバック信号、21・・・微分器、2
2・・・インナーループフィードバックゲイン、23・
・・インナーループ回路、 24・・・スプール端積分器、25・・・LVDT、2
6・・・偏差信号。 第3図 特許出願人 日本ムーグ株式会社

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 トルクモータ部と油圧前段増幅部と主スプール部とを具
    備したフラッパ速度フィードバックを有したノズル−フ
    ラッパ型サーボバルブであって、 トルクモータ部のアマチュア部に少なくとも一つの駆動
    コイルと検出コイルとが設けられ、前記駆動コイル、ア
    マチュア及び磁界の作用により発生した逆起電力を前記
    検出コイルにより検出できる構成となし、 前記検出コイルにより検出した検出信号をインナールー
    プ回路に供給し、前記駆動コイルに加わる信号を制御す
    るよう構成したことを特徴とするフラッパ速度フィード
    バックを有したノズル−フラッパ型サーボバルブ。
JP17450090A 1990-07-03 1990-07-03 フラッパ速度フィードバックを有したノズル―フラッパ型サーボバルブ Pending JPH0464702A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2230408A2 (en) 2009-03-18 2010-09-22 Nabtesco Corporation Valve unit
WO2018198355A1 (ja) * 2017-04-28 2018-11-01 ピー・エス・シー株式会社 フィードバックばねを用いた気体圧サーボ弁
JP2023110700A (ja) * 2022-01-28 2023-08-09 ピー・エス・シー株式会社 気体圧サーボ弁

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