JPS5894602A - 電気−油圧変換装置 - 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】 １）発明の技術分野 本発明は電気−油圧変換装置に系シ、特に急激な心気信
号の変化やパイロットバルブの過剰動作に対しても、円
滑な動作全行い、かつ尚い信頼性を得ることができるよ
うにした電気−油圧変換装置に関する。

２）発明の技術的背景 一般に、水車るるいはポンプ水亀等においては。

水■の回転速朋ヲ一定に保つために、電気式調速機が多
く用いられている。この調速機の′電気−油圧変換装＋
ｅｔ、　（以下コンバータという）は、検出装置等から
送られる′嵯気伯号を正確に機械的な変位に変換する装
置でろって、水力発′咀に伜いて安定した電力を供給す
るために不可欠なものでめる。

このような目的のために使用される従来の電気式調速俵
用コンバータの構造を第１図上参照して説明する。Ｍ１
図にお１八て符号１は弁箱を示し、この弁箱ｌは、有晰
の縦長の円筒状に製作され、その上端にはフランジ１ａ
が形成されている。このフランジ１ａの上面には円盤状
の永久磁石２が載１青され、この永久磁石２の中心には
に通孔２ａが穿設されている。この貫通孔２ａにはこの
磁石２の厚さよりも長いロッド８が挿通されている。

そして、このロッド８の上端には、スプリング４の一端
が固層されるとともに、このスプリング４の他端はこの
磁石２の上面に固７ηされ、またロッド８の下端にはパ
イロットバルブ５の上端が連結されている。

このパイロットバルブ５ｉｄ、下端全開口した円筒状に
形成され、この円局噸の土部には開口５ａが形成され、
下方部分は環状１則壁５ｂとなってＡる。また、この磁
石２の底面には、前記貫通孔２ａと同心的に棒状の深溝
２ｂが穿設され、この深溝２ｂ内に割ＷＫｒコイル６が
挿入され、この叩１１卸コイル６の一端は、１市石２の
底面と前記パイロットバルブ５との間で前記ロッド８に
固着されている。

したがって、この制御コイル６は、永久低石２の圃場の
中にスプリング４およびロット８を介して保持されるの
で、制御コイル６内に流れる電流の大きさと正負の竜王
の違いによシ、ロッド８およびこれに連結されたパイロ
ットバルブ５全軸万同上・下に動かす万全発生させる。

そして、この力がスプリング４の弾性力と同一になる立
喧までロッド３が上方向または下方向へｆ助くので、制
御卸コイル６に随れる電流［直の大きさとロッド３の変
位量とが出側することになる。すなわち、制御コイル６
ｆＣ送られる電流を制御することにより、スプリング４
およびロット３を介してパイロットバルブ５の立１ｉｆ
ｔ、全任意に変位させることができる。

−万、Ｆ４ｔＪ記弁箱１の底板１ｂとコンバータの基板
７との間には、密閉されたシリ・ダ冨８が形成されてい
る。そして、このシリンダ室８の中央には、垂直方間に
円任状の制御ピストン９が組込まれ、この制御ピストン
０の上端は＠記弁箱の底板１ｂと嵌合貫通して弁箱１円
に延び、前記パイロットバルブ５の円筒部内に遊会する
ようになっている。また、このピストン９の下端は、基
板７と嵌甘ぼ１市して下方ヘイ・咀び、図示全省略した
破調速１幾器へ連結されている。

さらに、この制御ピスト／９の中央付近のシリンダ室８
に組込まれた部分には、上下方向に一定間隔ケ隔ててフ
ランジ９ａと９ｂとが突設されているので、このシリン
ダ室８は、その上下両端内部にそれぞれ上部室Ａと下部
室Ｂとが形成されるとともに、７ランジ９ａと９ｂとの
間には密閉された環状の中間室Ｐが画成される。そして
、このフランジ９ａおよび９ｂの外周端面がシリンダ室
８の内周側管面と摺動して制御ピストン９の＠を正しく
上下方向に運動きせることかできるようになっている。

また、この７ランジ９ａの上面とフランジ９ｂの下面に
は、それぞれ段部９ｃと９ｄとが設けられ、制御ピスト
ン９のストロークを一定範囲内に制限することができる
ようになっている。そして、前記中間室Ｐには、図示全
省略した付勢装置で付勢された圧ｌ′ｌ１ｔ１１０が送
られ、この圧油１０は、フランジ９ａおよび９ｂ内にそ
れ・それ設けられた小孔Ｐａおよびｐｂｌｉｌて上４室
Ａおよび下部室Ｂへ流入する。上部室Ａへ入った圧油は
、制御ピストン９０内部に設けられた鍵の千秋の送油路
Ｃを経て制御ピストンの上部外周面に開口した噴出口り
から弁箱Ｉ内へ流出する。間融に下部室Ｂへａｌした圧
油は、ピスト／内の送油路Ｅを経てピストン上部外周面
の噴出口Ｆから流出する。

この噴出口りおよびＦは、その表面を前記パイロットバ
ルブの円筒部環状側壁５ｂによって若干の間隔を保持し
て被われている。この側壁５ｂの軸方口の長さは、噴出
口りとＦとの距離より若干長いので１．１市常の状態で
は、噴出口りは前Ｗ己側壁６ｂの下端に近く、また噴出
口Ｆは同側壁５ｂの上端に叶い位置の同側壁内部に開口
している。

したがって、スズリング４の伸縮ｖｃ汗うパイロットバ
ルブ５の上下動により、パイロットバルブ円筒部の環状
側壁５ｂが制御ピストン９の上部を内包したま＼上下方
向に滑動するので、前記環状側壁５ｂにより外周全被わ
れなくなった下部噴出口りまたは上部噴出口Ｆの何れか
から圧、・）ｎが丹精１円に噴出し、上部室Ａと下部室
Ｂとの間に油圧の差が生じ、この差圧によシ制御ピスト
ン９は、パイロットバルブ５と同一距離だけ軸方口に動
くことになる。

パイロットバルブ５０円筒部内周と制御卸ピストン９の
上部外周との間にはＩ筒当な間隙が設けられているが、
さらに上部噴出口Ｆと下部噴出口りとの間には、Ｘ−Ｘ
断面（第２図）に示すように、３・固のバランス用穴Ｈ
，Ｉ（、Ｈが設けられている。

これらの穴Ｈ，Ｈ，Ｈは、軸心より等距離で同一水平面
内に等角度で放射状に配設され、これらの穴には中間′
濱Ｐから圧油ｌＯが畦の手狭油送路Ｇ全通じて圧送され
る。この油圧により、パイロットバルブ５と制御ピスト
ン９との間の摺動摩擦万全すくシ、またパイロットパル
ブ５とＩｌｌ　ｊｆ４１ピストン９とが接触しないよう
に１１＆当な間隙を保って同心に１呆持される。

３）背景技術の間塊点 ところが、このように構成された従来のコンバータにお
いて、前記制御コイル６に異常に犬＠な電流が流れたり
、僧、激な電流変化が生じたりすることがある。このよ
うな場合には、パイロットバルブ５の変位量が自営の上
下方向後４ｄＪ量より犬さくなり、パイロットバルブ環
状側１ｉ５ｂの上端または下端部がバランス用穴Ｔ！ヲ
被わなくなるので、バランス用穴Ｈが弁、山１円に露出
し、開放されてしまうことになる。このような状態にな
ると、放射状に１動くべき油圧力が開放されるのでバラ
ンス用穴Ｈ，Ｈ，Ｈによる圧油の同心作用はなくなり、
パイロットバルブ５と制御ピストン９とが接触し１騎擦
力が”Ｊ大する。したがって、パイロットバルブ６の動
作に対する制御ピストン９の追従動作がなくなる。また
、バランス用穴Ｈ，Ｈ，Ｈの何れかに異・１勿の詰゛ま
Ｆ）などが発生した場合においても、油圧による同心作
用がなくなり、同様の現象が発生し、電気信号から正確
に機械的変位量に変換することができなくなり、コンバ
ータの機能を喪失するという問題があった。

４）発明の目的 そこで本発明の目的は、上述した従来装置が有する問題
点を解消し、パイロットバルブの１刹動作やバランス用
穴の異常が発生しても、動作が良好で信頼性が高く、そ
の機能′ｔ−維持することがでさるようにしたコンバー
タを提供することにある。

５）発明の概要・ 上記目的全達成するため、本発明によるコンバータは、
外ｉ閉面に若干の軸方向の距離τ隔てて流体全噴出させ
る２つのＩ質出口を有する１回呻ピストンと、前記両噴
出口會被り軸方向に摺動可能な円筒状パイロットバルブ
とを有し、電気信号によるパイロットバルブの摺動に基
づく両噴出口間の圧力差によりパイロットバルブの動作
に追従して制御ピストンを変位させるようにしたものに
おいて。

前記両噴出口の開口縁のそれぞれに接するように前記制
御ピストンの外周面に２つの環状溝を設けたことを特徴
としている。

６）発明の実施例 以下、第１図および第２図と同一部分に同一符号を付し
て示した第８図および第４１七参照して、本発明による
コンバータの一実施例を説明する。

第８図および第４図は、パイロットバルブ６と制御ピス
トン９との摺動部分全拡大して示した縦断面図でるる。

第８図において、ｉｉｉ！Ｉ　Ｅｌピストン９の上部外
周面上に、半径方向外方に若干の間隙全お贋てパイロッ
トバルブ６の環状側壁５ｂが同心的に、かつ互に摺動可
能に設けられている。このシリンダバルブ５の環状１Ｌ
ｔＵ　壁５　ｂが同Ｊｕ的に、かつ互に摺動可能に設け
られている。このシリンダパルプ５は、円筒状に形成さ
れ、円筒側壁の下部６ｂが制御ピストン９の土部を外方
から環状に被う一方、この円筒１１１ｕ壁の上部５ａは
外方に開口している。制御ピストン９には、図示全省略
した釘必装置により圧送された圧曲會油送管０および毘
全経て噴出させるための下部噴出口りおよび上部噴出口
Ｆとが軸方向上下に１１濾距１１Ｉ’に隔てて、また反
対方向にそれぞれ開口している。

また、上部噴出口Ｆの開口部下縁に接するように、制御
ピストン外周面に環状に逆三角形の溝Ｊが形成されてい
る。同様に、下部噴出口りの開口部上縁に接するように
環状に逆三角形の溝Ｋが形成されている。そして、シリ
ンダパルプの環状の側壁５ｂの上下方向の長さは、上部
噴出口Ｆと下部噴出口りとの間を被うだけの則方向寸法
に等しくしである。

さらに、上部噴出口Ｆと下部噴出口りの中間部には、バ
ランス用穴Ｈ，Ｈ，Ｈが設けられている。

これらの穴Ｈ，Ｈ，Ｈは第２図に示したものと同様に、
軸心から等距離で同一横断面内に等角度で放射状に配設
され、圧油が油送路ａ２経てこれらの穴Ｆｌ、　Ｈ，Ｈ
に圧送されている。そしてこの油圧によりパイロットパ
ルプ５と制御ピストン９との間の摺動摩擦力をなくシ、
また両者が接触しないように適当な間隙を保って同心に
保持される。

本発明によるコンバータは、このように構成されている
から、通常の場合には上部噴出口Ｆと下部噴出口りから
同量の圧油が噴出し、パイロットパルプの環状の側壁５
ｂが両噴出口ＦおよびＤｉ塞ぐ状態でバランスしている
。そして、この状態では、第１図に示す上部室Ａと下部
室Ｂの圧力は等しく、制御ピストン９は安定している。

バランス用穴Ｈ，Ｈ，Ｈにも均等な油圧が放射状に同心
作用？するから、パイロットバルブ５と制御ピストン９
とは１司心犬態全１呆・狩する。

ところが、制御コイルに電機な電気信号が送られると瞬
間的にパイロットパルプ５のみが下刃へ動き、第４図に
示すようにパイロットパルプ５の環状の側壁６ｂの上端
部はバランス用穴Ｈ，Ｈ。

Ｈ全弁箱内に露出開放させてしまうことになる。

この場合、下部噴出口りは、すでにパイロットバルブの
環状側車５ｂで頓がれた狭幅になっているが、下部の瑠
伏溝Ｋが下部噴出口りの開口部上縁に接続しているので
、圧？出はこの溝Ｋに沿ってパイロットバルブ埋伏側４
５ｂと制御ピストン９との間を流れ、パイロットバルブ
の内周に均等に作用することとなる。このため、パイロ
ットパルプ５０内周面ば四ノ１ノ作用により制御ピスト
ン９の外周面と一走の間隙を保づ守することができるか
ら。

両者の摺動による摩擦力が発生しない。こり作用は、パ
イロットパルプ５が上方向に前作した場合でも、上記環
状溝Ｊにより同様の作用が行われる。

マタ、バランス用穴Ｈ，Ｈ，Ｈの何れかが異物等で詰ま
り、バランス用穴による同心作用か失なわれた場合にお
いても、このＬ＃状（背Ｊ、に内の圧油により同心状、
′ｌｕヲ保持することが０Ｔ能である。

さらに、この環状ＩＩＪＩｖは第８凶のような女疋状帳
に診いても同・し作用を行うので、バランス用穴Ｈ９Ｈ
，Ｈの同心作用金助けることになり、より正確かつ円滑
な動作會行うことができる。

７）発明の効果 以上の説明から明らかなように、不発明によれば制御ピ
ストンの２つの圧油噴出口に接して２つの環状の溝をピ
スト／外周面に設けたから、急激な制ｉ＃信号または過
剰動作ろるいはバランスホールの詰まり等に対して同ノ
Ｌ？作用金保持（摩擦力の発生全防Ｉ卜することができ
る。したがって、動作が正確−良好で信頼性の高い調速
機金得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のコンバータを示す縦断面図、第２図は第
１図のＸ−Ｘ、＠に沿った横断面図、第８図および第４
図は、不発明によるコンバータの一実施例の動作を示し
、パイロットバルブと制御ピストンとの摺動部分全拡大
して示した縦断面図でおる。 ２・・・水入磁石、８・・・ロッド、４・・・スプリン
グ。 ５・・・パイロットパルプ、５ｂ・・・環状側壁、６・
・・制御コイル、９・・・制御ピストン、Ｄ・・・下部
噴出口、Ｆ・・・上部噴出口、Ｈ・・・バランスホール
、Ｊ・・・上部環状溝、Ｋ・・・下部環状溝。 出願人代理人　　猪　股　　　清 −筋１　目 第３１ 第４０ ９−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 外周面に若干の軸方向の距離全開てて流体全噴出させる
   ２つの噴出口金有する制御ピストンと、前記両噴出口全
   被い軸方向に摺動可能な円筒状パイロットバルブとに！
   Ｌ、電気信号によるパイロットバルブの摺動に基づく両
   噴出口間の圧力差によりパイロットバルブの動作にｉｎ
   従して制御Ｉピストン金変位させるようにしたものにお
   いて、前記両噴出口の開口縁のそれぞれに接するように
   前記ピスト／の外周面に２つの環状溝を設けたことを特
   徴とする醒気−油圧変換装護。