JPH0669405U - 流体圧サーボモータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ピストン６０の周囲からの漏油がないように
して動作の応答性，制御性の変化，劣化を防止する。 【構成】 サーボ弁２０によって制御された油圧を受け
てシリンダ５１内でピストン６０及びピストンロッド６
５が移動する油圧サーボモータにおいて、シリンダ５１
に一端部を固着し他端部をピストン６０に固着してピス
トンロッド６５と同軸にベローズ８０を設けた。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

この考案は、蒸気タービン，ガスタービン，水車，その他の動力装置類を制御 するために適用される流体（油）圧サーボモータに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

図３は従来の油圧サーボモータを示す。図示しない油圧ポンプから高圧油路１ １を経て送られる高圧油はオリフィス１２を通り、制御油路１３，１５を経て油 入口２６からサーボ弁筐２１内に入り、ばね２５により押し下げられているカッ プ弁２３を押し上げ、カップ弁２３の下周辺にできる隙間を通って油出口２７か ら出てゆく。カップ弁２３に固着されている弁棒２２は図示しないガバナに連結 されている。また、オリフィス１２を通過した油は、制御油路１３，１６を経て 油入口５２からシリンダ５１のピストン上室５ａ内に入り、ばね７０で押し上げ られているピストン６０を油圧で押し下げる。ピストン６０に固着されているピ ストンロッド６５は図示しない蒸気加減弁等に連結されている。図示しないガバ ナにより弁棒２２を介してカップ弁２３が押し下げられると、カップ弁２３の下 周辺を油が抜け難くなるのでピストン上室５ａへの油圧が上がり、高くなった油 圧はピストン６０を押し下げ、ピストンロッド６５を介して図示しない蒸気加減 弁等を開け又は閉める方向に駆動する。以上と反対に、ガバナにより弁棒２２が 引き上げられると、カップ弁２３の下周辺の隙間が大きくなって油が通り易くな るので油圧が下がり、ピストン６０を押し下げる油圧力が小さくなり、ばね７０ によりピストンロッド６５は押し上げられ、ピストンロッド６５を介して図示し ない蒸気加減弁等を上記と反対方向に駆動する。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

従来の油圧サーボモータは上記のようであり、オリフィス１２の径，ばね２５ の強さ等は、動作の応答性，制御性が最適になるように設定される。ところが、 ピストン６０の周面とシリンダ５１の内面との間の隙間から漏れる油の量によっ ても応答性等は影響を受けるので、最初に最適状態に設定しても、運転にともな う摩耗等によりピストン６０の周囲の隙間が大きくなり漏油量が多くなると、応 答性等が変化し劣化するというような課題があった。

【０００４】 この考案は上記課題を解消するためになされたもので、ピストン６０の周囲か らの漏油がないようにして、長期間運転しても動作の応答性，制御性が変化した り劣化することがない流体圧サーボモータを得ることを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

この考案に係る流体圧サーボモータは、シリンダに一端部を固着し他端部をピ ストンに固着してピストンロッドと同軸にベローズを設けたものである。

【０００６】

【作用】

この考案における流体圧サーボモータのベローズは、シリンダに一端部を固着 し他端部をピストンに固着してピストンロッドと同軸に設けられているので、ピ ストン及びピストンロッドが軸方向に移動することを許容するとともに、ピスト ンの一方側と他方側とを隔離し、ピストンの一方側から他方側へ油が漏れること を完全に阻止する。これにより、動作の応答性，制御性が油の漏れにより変化， 劣化することが完全に防止される。

【０００７】

【実施例】

以下、この考案の一実施例を図について説明する。図１において、２０はこの 流体（油）圧サーボモータの入力部であるサーボ弁であり、サーボ弁２０の弁棒 ２２は図示しない制御対象動力装置のガバナに連結されている。５０は出力部で あるパイロットシリンダであり、パイロットシリンダ５０のピストンロッド６５ は図示しない制御対象動力装置の蒸気加減弁等に連結されている。１１は図示し ない油圧ポンプの吐出部に連結された高圧油路であり、高圧油路１１には流路を 絞って流量を制限するオリフィス１２が連結され、オリフィス１２には制御油路 １３及び分岐油路１４が連結され、分岐油路１４から分岐して、制御油路１５を 経て油入口２６からサーボ弁２０のサーボ弁筐２１内に入る油路と、制御油路１ ６を経て油入口５２からパイロットシリンダ５０のシリンダ５１内に入る油路と が設けられている。

【０００８】 サーボ弁２０は、図１に示すように、サーボ弁筐２１と、サーボ弁筐２１の天 板を貫通して昇降可能に設けられた弁棒２２と、弁棒２２の下端部に取り付けら れたカップ弁２３と、カップ弁２３を押し下げるようにカップ弁２３の上面とサ ーボ弁筐２１の天板下面との間に圧縮して設けられたばね２５とからなる。サー ボ弁筐２１には、底板の中央部に油入口２６があけられて制御油路１５が連結さ れ、側板下部に油出口２７があけられて戻り油路１８が連結されている。弁棒２ ２の図の上方には図示しない制御対象動力装置のガバナが連結されている。カッ プ弁２３は逆さまにした浅いお椀状であり、カップ弁２３が下がったとき、カッ プ弁２３の下端部のお椀の縁の全周がサーボ弁筐２１の底板上面に密接するよう に、サーボ弁筐２１の底板上面は平面に形成され、カップ弁２３の下端部のお椀 の縁の全周も高低なく一平面になるように形成されている。

【０００９】 パイロットシリンダ５０は、図１に示すように、シリンダ５１と、シリンダ５ １の天板を貫通して昇降可能に設けられたピストンロッド６５と、ピストンロッ ド６５の下端部に取り付けられたピストン６０と、ピストンロッド６５を押し上 げるようにつば６７の下面とシリンダ５１の天板上面との間に圧縮して設けられ たばね７０と、ベローズ８０とからなる。シリンダ５１の天板には油入口５２が あけられて制御油路１６が連結されている。ピストンロッド６５の図の上方には 図示しない制御対象動力装置の蒸気加減弁等が連結されている。このパイロット シリンダ５０には、シリンダ５１とピストン６０とを相対移動可能に連結するよ うにピストンロッド６５と同軸にベローズ８０が設けられている。ベローズ８０ の上端フランジ８０ａはシリンダ５１の側板上部に油密に固着され、ベローズ８ ０の下端フランジ８０ｂはピストン６０に油密に固着されている。したがって、 ピストン６０の昇降はベローズ８０により拘束されることなく、かつ、シリンダ ５１内はベローズ８０及びピストン６０によりピストン上室であるベローズ内室 ５ｃとピストン下室であるベローズ外室５ｄとに油の漏れが不可能に隔離されて いる。なお、ピストン６０の下端面中心部に取り付けられて下向きにシリンダ５ １の底板を昇降可能に貫通する案内ロッド６９が設けられているが、これはピス トン６０の昇降動作を円滑にするためのものである。

【００１０】 次に、図１に示す実施例の動作について説明する。図示しない油圧ポンプから 高圧油路１１を経て送られる高圧油はオリフィス１２を通過するとき絞られて流 量が制限され、オリフィス１２を通過した後の油の圧力は、流量が少ないと高く なり、流量が多いと低くなる。オリフィス１２を通過した油は制御油路１３を経 て分岐油路１４で分岐して、制御油路１５を経て油入口２６からサーボ弁筐２１ 内のカップ弁２３の下面に入り、また、制御油路１６を経て油入口５２からシリ ンダ５１のベローズ内室５ｃ内に入る。油入口２６からサーボ弁筐２１内に入っ た油はカップ弁２３を押し上げてカップ弁２３の下端周縁にできる隙間を通過し て油出口２７から戻り油路１８を通って図示しない油圧源の油タンクに戻る。

【００１１】 図１において、図示しない制御対象動力装置のガバナによりサーボ弁２０の弁 棒２２に下方への力が加えられると、その下方への力とばね２５の押し下げ力と の合力はカップ弁２３を強く押し下げる。カップ弁２３が強く押し下げられると 、カップ弁２３の下端周縁の隙間が小さくなり、その隙間を通る油量が少なくな り、オリフィス１２を通過する流量が少なくなり、オリフィス１２以降の油路内 の油圧が高くなり、ある油圧になったところで、カップ弁２３を上から押し下げ る上記の力と下から押し上げる油圧の力とがバランスする。このバランスした高 い圧力の油は制御油路１６を経てパイロットシリンダ５０の油入口５２からシリ ンダ５１のベローズ内室５ｃ内に入り、ピストン６０を押し下げ、ピストン６０ に取り付けられているピストンロッド６５を引き下げ、ピストンロッド６５は図 示しない制御対象動力装置の蒸気加減弁等を開け又は閉める方向に駆動する。

【００１２】 以上と反対に、図１において、図示しない制御対象動力装置のガバナからサー ボ弁２０の弁棒２２に上方への力が加えられると、その力だけばね２５の押し下 げ力を減殺してカップ弁２３を押し下げる力が小さくなる。すると、カップ弁２ ３は油圧で押し上げられて、カップ弁２３の下端周縁の隙間が大きくなり、その 隙間を通る油量が多くなる。供給油量はオリフィス１２で絞られているので、オ リフィス１２以降の油路内の油圧が低くなってバランスする。したがって、ベロ ーズ内室５ｃ内の油圧も低くなり、油圧による押し下げ力は小さくなるので、ば ね７０によりピストンロッド６５が押し上げられ、ピストンロッド６５は図示し ない制御対象動力装置の蒸気加減弁等を前記と逆の方向に駆動する。

【００１３】 図１に示すように、このパイロットシリンダ５０においては、上端フランジ８ ０ａをシリンダ５１の側板上部に油密固着し、下端フランジ８０ｂをピストン６ ０に油密固着して、ピストンロッド６５の軸心と同軸にベローズ８０が設けられ ている。したがって、上記の動作において、ベローズ８０はピストン６０の昇降 動作を拘束しないとともに、ピストン６０の上側であるベローズ内室５ｃとピス トン６０の下側であるベローズ外室５ｄとを完全に隔離するので、油がベローズ 内室５ｃからベローズ外室５ｄへ漏れることは全くない。これにより、従来のピ ストン６０の周囲の摩耗等による漏油量増加によって応答性，制御性が変化，劣 化するというような問題は全く解消される。

【００１４】 次に、図２に示す実施例について説明する。オリフィス１２等の油路及びサー ボ弁２０については図１と同様であり、説明は省略する。図２に示す実施例のパ イロットシリンダ５０では、シリンダ５１内に設けるピストンとして、自由昇降 可能な比較的大径の第１ピストン６１を下方に設け、ピストンロッド６５に取り 付けられた比較的小径の第２ピストン６２を上方に設けている。また、上端フラ ンジ８１ａをシリンダ５１の側板上部に油密固着し、下端フランジ８１ｂを第１ ピストン６１に油密固着してピストンロッド６５と同軸に比較的大径の第１ベロ ーズ８１が設けられており、上端フランジ８２ａを第２ピストン６２に油密固着 し、下端フランジ８２ｂを第１ピストン６１に油密固着してピストンロッド６５ と同軸に比較的小径の第２ベローズ８２が設けられている。したがって、シリン ダ５１内は、第１ベローズ８１内のピストン上室である上室５ｅと、第２ベロー ズ８２内の中室５ｆと、第１ベローズ８１外のピストン下室である下室５ｇとに 油密隔離されている。

【００１５】 次に、図２に示す実施例の動作について説明する。図示しないガバナによりサ ーボ弁２０の弁棒２２，カップ弁２３に下向きの力が加えられると、図１に示す 実施例についての説明と同様に、シリンダ５１内の上室５ｅ内の油圧が高くなり 、その高い油圧は、第２ピストン６２を直接に押し下げ、第１ピストン６１を押 し下げて第２ベローズ８２を介して第２ピストン６２を引き下げ、第２ピストン ６２と一体的なピストンロッド６５が下降し、ピストンロッド６５は図示しない 蒸気加減弁等を開け又は閉める方向に駆動する。以上と逆に、図示しないガバナ によりサーボ弁２０の弁棒２２，カップ弁２３に上向きの力が加えられると、上 室５ｅ内の油圧が低くなり、ばね７０の力によりピストンロッド６５は押し上げ られ、ピストンロッド６５は図示しない蒸気加減弁等を上記と逆の方向に駆動す る。

【００１６】 図２に示す実施例においても、図１についての説明と同様に、第１ベローズ８ １及び第２ベローズ８２を設けて完全に隔離したので、油の漏れが全くなく、従 来のピストン６０の周囲の摩耗による漏油量増加によって応答性，制御性が変化 ，劣化するというような問題が全く解消される。なお、図２に示す実施例では、 第１ベローズ８１及び第２ベローズ８２の形状や弾性を適当に設定することによ り、応答制御特性を適当に設定することができる。

【００１７】 なお、図１に示す実施例において、シリンダ５１のベローズ外室５ｄは案内ロ ッド６９の貫通隙間以外は密閉されているが、シリンダ５１の下部にベローズ外 室５ｄに大気が通じる穴をあけて開放とし、ピストン６０の昇降動作を容易にさ せることもできる。また、図２に示す実施例においても、シリンダ５１の下部に 穴をあけて下室５ｇを大気に開放とすることができ、また、例えば案内ロッド６ ９内に大気が中室５ｆに通じる穴をあけて中室５ｆを開放とすることもできる。 中室５ｆ内を密閉とするか開放とするかによって応答特性が異なる。

【００１８】

【考案の効果】

以上のように、この考案によれば、シリンダとピストンとの間にベローズを設 けたので、漏油が全くない構造となり、従来のピストン周囲の摩耗による漏油量 の増加によって応答性，制御性が変化，劣化するというような問題を全く解消す ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この考案の一実施例による油圧サーボモータの
断面構成図である。

【図２】この考案の他の実施例による油圧サーボモータ
の断面構成図である。

【図３】従来の油圧サーボモータの断面構成図である。

【符号の説明】

１１：高圧油路、 １２：オリフィス、１３，１５，１
６：制御油路、 １４：分岐油路、２０：サーボ弁、
２１：サーボ弁筐、２２：弁棒、 ２３：カップ弁、
２５：ばね、５０：パイロットシリンダ、 ５１：シリ
ンダ、６０，６１，６２：ピストン、 ６５：ピストン
ロッド、７０：ばね、８０，８１，８２：ベローズ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 サーボ弁によって制御された流体圧を受
   けてシリンダ内でピストンがピストンロッドの軸方向に
   移動する流体圧サーボモータにおいて、前記シリンダに
   一端部を固着し他端部を前記ピストンに固着して前記ピ
   ストンロッドと同軸にベローズを設けたことを特徴とす
   る流体圧サーボモータ。