JPS6044521B2 - サ−ボ弁スプ−ルの定位装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はサーボ弁スプールの定位装置に関す一る。

サーボ弁のスプールの端に設けられたスプールの定位装
置には、コイルスプリングを用いたものと、ゴム等の弾
性体を用いたものがある。

前者のコイルスプリングを用いた定位装置にあつては、
次のような欠点を有している。

１ スプールの一端側にのみコイルスプリングを配置し
て、スプールの他端に作用する圧油圧力をこのスプリン
グの弾発力と平衡させてスプールを定位する方式に於て
は、スプールがコイルスプリングと共振しやすく定位性
が悪い。

２ ばね受座の軸心がスプール軸心に対して偏心してい
たり、ばね受座が傾いていたりすると、スプールにスプ
リングから与えられる力の向きがスプール軸線に対して
傾き、その結果、スプールがスリーブ内面に固着しやす
くなり、この固着のためにスプール始動時に大きな駆動
力を与えなければならなくなる。

また、スプールの固着を除くために大振巾のディザ−を
スプールに与える必要が生じ、その結果、トルクモータ
の容量の増大やそれに接続されるサーボアンプの容量の
増大を必要とする。更に、スプールの固着のため、スプ
ールやスリーブの摩耗も大きくなり、サーボ弁の寿命の
低下を来す。３ サーボ弁の応答特性を向上させるため
には可動部質量すなわちスプール質量の低減を図ると同
時にコイルスプリングのばね定数の増大を図ることが必
要であるが、このようにするとスプールの強度は低下す
る反面、スプリングの強度が増加するので、スプールが
曲りやすくなり、スプールの固着を生じやすくなる。

等の種々の欠点がある。

一方、後者のゴム等の弾性体を用いる方式は、フォース
モータによつて駆動される直動型サーボ弁のように、ス
プールの定位性の良いことが必要とされるサーボ弁に用
いられ、スプールに共振や曲り等を生じさせないでいる
が、減衰作用が大きいため、フォースモータへの入力信
号に対するスプールの作動に時間の遅れを生じ、フォー
スモータへの入力信号の周波数が高くなると、周波数応
答特性が低下するという欠点を有していた。

本発明は上記従来の欠点を解消すべくなされたものであ
り、その目的とするところは、スプールの定位性がよく
、しかもフォースモータへの入力信号の高周波数域に対
して周波数応答特性が低下しないスプールの定位装置を
提供することにある。本発明は、サーボ弁スプールの定
位装置をコイルスプリングと、該コイルスプリングを被
覆する弾性体とから構成することを特徴とする。

以下に添附図面を参照して本発明の実施例について説明
する。

第１図は本発明を適用しうる前記の直動型サーボ弁の概
略図である。

図に於て１はバルブボディ、２はバルブボディ１の中に
収容されたスリーブ、３はスリーブ２中を軸方向移動可
能に挿入されたスプニルである。バルブボディ１の一端
にはフォースモータ４が取付けられ、スプール３の一端
にはフォースモータ４の一部をなす円筒形の部分５が形
成されている。円筒形部分５の外周にはコイル６が巻か
れ、このコイル６は図示せぬ入力信号線に接続されてい
る。フォースモータ４は円筒形部分５の中に挿入された
コア７及びコア７を励磁するコイル８と、前記円筒形部
分５とコイル６とから成つている。コア７の中心部を貫
通する孔には円筒形の部材９が挿入され、この部材９の
先端に取付けられたゴム製の先端部分１０が円筒形部分
５の端面に圧接されている。このゴム製先端部分１０は
公知のサーボ弁におけるコイルスプリングと同じ役目を
果すもので、スプール３を定位させるために用いられて
いる。部材９はねじ送り装置１１に連結され、該ねじ送
り装置１１によつてゴム製先端部分１０とともにスプー
ル軸線方向に動かされる。このようにスプール定位装置
としてゴムを使用した場合、金属コイルスプリングを使
用する場合に比してスプールの定位性はよくなるが減衰
能が大きいため、高周波数域に於ける応答性が低下する
ことは前記した通りである。

そこで、本発明者は更によい周波数応答特性を有するス
プール？位装置を開発することを目標にして、第２図に
示されるようなスプール定位装置を発明した。

第２図は本発明になるスプール定位装置の一例で、この
装置は金属コイルスプリングとゴムとの複合体から成る
ものである。

第２図に於て、１２はスプールの端面に当接する金属製
の円筒形シートであり、この金属製円筒形シート１２は
ゴム製円筒部材１３を介してつば付き金属製筒状部材１
４と一体化されている。

円筒形シート１２の外周面には金属製コイルスプリング
１５を巻装する螺旋溝が設けられ、一方、つば付き金属
製筒状部材１４の外周面にもコイルスプリング巻装用の
螺旋溝が設けられ、これらの螺旋溝に巻かれたコイルス
プリング１５はシート１２と部材１４とを橋渡ししてい
る。コム製の円筒部材１３はこのコイルスプリング１５
を被覆するとともにシート１２の端部と部材１４の端部
とを被覆してシート１２とコイルスプリング１５と部材
１４とを一体化せしめており、シート１２と部材１４と
にスプリング１５が巻かれた後にこれらの上に加硫成型
されるものである。第３図には金属製コイルスプリング
と第１図に示されるようなゴム製部分１０と第２図に示
さた装置とのそれぞれをサーボ弁スプールの定位装置と
して用いた場合の周波数応答特性を表示してある。

第３図に於て、点線で示される曲線Ａは金属製コイルス
プリングを定位装置として用いた場合の周波数応答特性
を、一点鎖線で示される曲線Ｂは第２図に示される装置
を定位装置として用いた場合の周波数応答特性を、実線
で示される曲線Ｃはゴムのみを定位装置として用いた場
のの周波数応答特性を、それぞれ表している。

この図から判るように、金属製コイルスプリングの場合
には共振現象が顕著であり、また、ゴムのみの場合には
高周波数になるにつれゲインの低下は著るしくなる。

これに対し本発明の装置の場合には約１５０ヘルツ以上
の周波数域ではゲインの低下が大きいが、１５０ヘルツ
までの周波数域ではゲインの極端な増減はなく、また、
共振現象も金属コイルスプリングに比して極めて小さい
。以上の説明から判るように、本発明によれば、スプー
ルの定位性がよく、しかもフォースモータへの入力信号
の高周波数域に対して周波数応答特性のよいサーボ弁を
得るとができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明が適用されうる直動型サーボ弁の概略図
、第２図は本発明によるスプール定位装置の縦断面図、
第３図は定位装置として金属コイルスプリングを用いた
場合と本発明装置を用いた場合とゴムを用いた場合との
それぞれの場合の周波数応答特性を比較して示した図、
である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ サーボ弁スプールの端に設けられ、該スプールのサ
   ーボ弁本体に対する取付位置を定めるための定位装置に
   おいて、前記定位装置はコイルスプリングと、該コイル
   スプリングを被覆する弾性体とから構成されることを特
   徴とするサーボ弁スプールの定位装置。 ２ 特許請求の範囲第１項記載の装置に於て前記装置は
   、スプール端面に当接される筒状金属製シートと、前記
   シートの軸線上に整列して前記シートに隔置された金属
   製筒状部材と、一端部を前記シートの周面に巻装され他
   端部が前記筒状部材の周面に巻装されて前記シートと前
   記筒状部材とを橋渡ししている金属製コイルスプリング
   と、前記金属製コイルスプリングを埋込んで前記シート
   と前記筒状部材とを一体に接続させたゴム等の弾性円筒
   部材と、から構成されている前記サーボ弁スプールの定
   位装置。