JPH0526202A - ノズル・フラツパ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 １個のノズル・フラッパを用いて電気信号を
油圧に変換するサーボバルブにおいて、構造が簡単で場
積をとらないノズル・フラッパ装置を提供する。 【構成】 バルブスプール３の一端に軸部３ｃを設け、
軸部３ｃに螺着した管４の先端に、バルブスプール３の
端部油室１ａに通じるノズル４ａを設ける。ステッピン
グモータ７を収容するケース５内に突出するスリーブ６
に管４を挿入するとともに、スリーブ６に設けたスリッ
ト６ａ，６ｂからスリーブ６内にステッピングモータ７
の出力軸７ａに固着したアーム７ｂを挿入する。スリー
ブ６内の、管４とアーム７ｂとに挟まれる位置に鋼球８
を入れ、ステッピングモータ７の回転によりアーム７ｂ
が回転すると、鋼球８はノズル４ａから噴出する油また
はアーム７ｂに押されてスリーブ６内を移動する。バル
ブスプール３は鋼球８に追従して摺動し、管４先端と鋼
球８との隙間が適正値になると停止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、サーボバルブのノズル
・フラッパ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】１個のノズル・フラッパ機構を備えたサ
ーボバルブについて、たとえば実開平２−３９０４９に
示されているように、偏心カム板をステッピングモータ
を用いて回動させ、前記偏心カム板に近接するノズルを
追従させることによって、ノズルと一体に構成された流
体圧制御弁のスプールを駆動するものが知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】フラッパとして上記偏
心カム板を用いたノズル・フラッパ機構では、図２にお
いてたとえばθb の位置で、偏心カム板１１に対してノ
ズル１２の中心線が法線上に来るように偏心カム板１１
の回転中心を設定した場合、θa における偏心カム板１
１とノズル１２との位置関係は図３のようになり、ノズ
ル１２先端と偏心カム板１１との隙間ｃ′が適正値ｃに
なる前に偏心カム板１１がノズル１２に干渉し、偏心カ
ム板１１が動かなくなることがある。このような不具合
は、偏心カム板の曲率を大きくすれば防ぐことができる
が、偏心カム板の寸法が大きくなるとともに、慣性モー
メントも大きくなるので、駆動トルクの大きいステッピ
ングモータが必要となる。また、バルブスプールのスト
ロークを偏心カム板の半径より大きくすることはできな
いので、前記スプールのストロークを大きくしようとす
ると、偏心カム板を更に大型化しなければならない。

【０００４】ノズル先端と偏心カム板との隙間ｃは、ノ
ズル径や固定絞り９ａの径などで決まる値で、ｃを大き
くすると一般に応答性が悪くなる。ある程度の応答性が
要求される油圧制御弁では、ｃが１００μｍ前後になる
ように設計されている。

【０００５】本発明は上記従来の問題点に着目し、ノズ
ルとフラッパとの相対関係が常に不変で、かつ流体圧制
御弁のスプールストロークが大きい場合でも場積が小さ
くて済むようなノズル・フラッパ装置を提供することを
目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明に係るノズル・フラッパ装置は、弁本体に設け
た穴内を摺動するバルブスプールの小端側端面および大
端側端面にそれぞれ圧油を作用させる油室を設け、油圧
源から前記バルブスプールの小端側に設けた油室に至る
圧油通路と、この圧油通路から分岐し、絞りを介してバ
ルブスプールの大端側に設けた油室に至る圧油通路とを
設けるとともに、前記バルブスプールの大端側端面に軸
部を設け、この軸部の先端に前記バルブスプールの大端
側油室に通じるノズルを設け、ノズルに近接させたフラ
ッパの変位に追従して前記バルブスプールが摺動するサ
ーボバルブにおいて、ステッピングモータを収容するケ
ースを前記弁本体に固着し、弁本体から前記ケース内に
突出するスリーブに、スリーブの軸心に平行なスリット
を設け、ステッピングモータの出力軸に固着したアーム
の先端を前記スリットからスリーブ内に滑動自在に挿入
し、更に前記バルブスプールの大端側端面に設けた軸部
を前記スリーブ内に滑動自在に挿嵌するとともに、軸部
先端とアーム先端との間にスリーブ内を滑動する鋼球を
設ける構成とした。

【０００７】

【作用】上記構成によれば、バルブスプールの大端側端
面に設けた軸部と鋼球とを、ステッピングモータケース
内に突出するスリーブにそれぞれ滑動自在に挿入すると
ともに、ステッピングモータの出力軸に固着したアーム
を、スリットから前記スリーブ内に挿入したので、制御
信号に基づくステッピングモータの回転はアームに伝え
られ、アームがスリット内を動くことによって鋼球もス
リーブ内を滑動する。このとき鋼球と、軸部先端に設け
られたノズルとの隙間が変化し、バルブスプール両端の
油圧に高低ができるため、バルブスプールは鋼球に追従
して摺動する。ステッピングモータの回転停止に伴って
鋼球が静止し、鋼球と軸部先端との隙間が適正値になる
と、バルブスプールの摺動も停止する。

【０００８】

【実施例】以下に、本発明に係るノズル・フラッパ装置
の実施例について、図面を参照して説明する。図１は、
油圧回路に設けられた制御弁のスプールストロークを制
御するノズル・フラッパ装置の部分断面図である。弁本
体１に嵌着されたスリーブ２内を摺動自在のバルブスプ
ール３の先端にはねじ穴３ａ、通路３ｂを有する軸部３
ｃが設けられ、ねじ穴３ａには先端にノズル４ａを備え
た管４が螺着されている。前記弁本体１にはケース５が
固着され、ケース５に嵌着されたスリーブ６に前記管４
が摺動自在に挿嵌されている。このスリーブ６には、外
周から内周に通じるスリット６ａ，６ｂが１８０゜間隔
で軸方向に設けられている。また、前記ケース５に設け
られた穴５ａにはステッピングモータ７が嵌着され、ス
テッピングモータ７の出力軸７ａに固着されたアーム７
ｂの先端は、前記スリーブ６に設けられたスリット６ｂ
からスリーブ６内に挿入されている。アーム７ｂは、ス
テッピングモータ７の出力軸７ａの回動に伴ってスリッ
ト６ｂおよび６ａ内を自由に滑動することができる。そ
して、前記管４の先端とアーム７ｂの先端との間に、ス
リーブ６内を滑動自在の鋼球８が入れられている。

【０００９】前記弁本体１には、スリーブ２の一端に油
室１ａが設けられ、油出入口１ｂは絞り１ｃを介して油
室１ａに通じている。また、軸部３ｃに設けられた穴３
ｄによって、前記油室１ａと通路３ｂおよびノズル４ａ
とが連通している。更に、油室１ａ内にはバルブスプー
ル３を中立位置に戻すためのばね９が装着され、このば
ね９は平座金１０を介してバルブスプール３の端面を図
１の左方に付勢している。一方、ケース５に設けられた
穴５ａに通じる通路５ｂは弁本体１に設けられたドレン
穴１ｄに通じている。なお、図示しないが、スリーブ２
の他端にも油室と、バルブスプールを中立位置に戻すば
ねとが設けられ、この油室は油出入口１ｂを介して油室
１ａと連通している。

【００１０】次に、本実施例におけるノズル・フラッパ
装置の作動について説明する。油圧源から供給される圧
油は、油出入口１ｂから絞り１ｃを経て油室１ａ内に入
り、更に穴３ｄ、通路３ｂ、管４を経て、ノズル４ａか
ら鋼球８に向かって噴出している。この油は穴５ａ内に
落ち、通路５ｂを経てドレン穴１ｄから油タンクに戻
る。

【００１１】ステッピングモータ７に駆動信号が入力さ
れて回転を始めると、アーム７ｂも回転する。いま、ア
ーム７ｂが反時計方向に回転し、鋼球８がアーム７ｂに
押されて図１の左方に滑動を開始すると、管４の端面と
鋼球８との隙間が適正値ｃより小さくなるので、管４、
通路３ｂ、油室１ａの圧力が上昇してバルブスプール３
は左方に押される。そしてステッピングモータ７が指令
角度だけ回転して停止し、アーム７ｂに押された鋼球８
の滑動も停止して、管４端面と鋼球８との隙間が適正値
ｃになったとき、油室１ａ内の圧力と、スリーブ２他端
の図示しない油室内圧力とがバランスし、バルブスプー
ル３の摺動が停止する。

【００１２】アーム７ｂが時計方向に回転すると、鋼球
８はノズル４ａから噴出する油によってアーム７ｂに押
し付けられているので、管４端面と鋼球８との隙間が大
きくなる。そのため油室１ａの圧力が低下し、バルブス
プール３は右方に押される。ステッピングモータ７の回
転停止に伴って鋼球８の滑動が止まり、鋼球８と管４の
端面との隙間ｃが適正値になると、油室１ａ内の圧力
と、スリーブ２他端の図示しない油室内圧力とがバラン
スし、バルブスプール３の摺動が停止する。

【００１３】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、ス
テッピングモータの回転角を、スリーブ内を滑動する鋼
球にアームを介して伝達することによって、前記鋼球に
フラッパ機能を持たせることにしたので、次のような効
果がある。（１）先端にノズルを備えたバルブスプール
軸部とノズルに対向する鋼球とは、ともにスリーブ内を
往復動するので、ノズルの中心線と鋼球の中心とは常に
一致し、相対関係が不変である。従ってバルブスプール
は円滑に摺動し、正確なストローク制御が可能となる。
（２）ストロークの大きいバルブスプールにも容易に対
応することができ、その場合でもノズル・フラッパ装置
は場積をとらない。（３）ステッピングモータは、ノズ
ルから噴出する油によって押されている鋼球をアームを
介して押すだけであるから、駆動トルクは極めて小さい
ものでよい。（４）構造が簡単で、信頼性の高いノズル
・フラッパ装置を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明によるノズル・フラッパ装置を装着した
サーボバルブの実施例を示す部分断面図である。

【図２】従来の技術によるノズル・フラッパ機構を装着
したサーボバルブの一例を示す断面図である。

【図３】図２のノズル・フラッパ機構において、偏心カ
ム板にノズル先端が干渉した状態を示す部分説明図であ
る。

【符号の説明】

１ 弁本体 １ａ 油室 １ｃ 絞り ２，６ スリーブ ３ バルブスプール ３ｃ 軸部 ４ 管 ４ａ，１２ ノズル ５ ケース ６ａ，６ｂ スリット ７ ステッピングモータ ７ａ 出力軸 ７ｂ アーム ８ 鋼球

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 弁本体に設けた穴内を摺動するバルブス
   プールの小端側端面および大端側端面にそれぞれ圧油を
   作用させる油室を設け、油圧源から前記バルブスプール
   の小端側に設けた油室に至る圧油通路と、この圧油通路
   から分岐し、絞りを介してバルブスプールの大端側に設
   けた油室に至る圧油通路とを設けるとともに、前記バル
   ブスプールの大端側端面に軸部を設け、この軸部の先端
   に前記バルブスプールの大端側油室に通じるノズルを設
   け、ノズルに近接させたフラッパの変位に追従して前記
   バルブスプールが摺動するサーボバルブにおいて、 ステッピングモータを収容するケースを前記弁本体に固
   着し、弁本体から前記ケース内に突出するスリーブに、
   スリーブの軸心に平行なスリットを設け、ステッピング
   モータの出力軸に固着したアームの先端を前記スリット
   からスリーブ内に滑動自在に挿入し、更に前記バルブス
   プールの大端側端面に設けた軸部を前記スリーブ内に滑
   動自在に挿嵌するとともに、軸部先端とアーム先端との
   間にスリーブ内を滑動する鋼球を設けたことを特徴とす
   るノズル・フラッパ装置。