JPS6150163B2 - - Google Patents

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JPS6150163B2
JPS6150163B2 JP7434580A JP7434580A JPS6150163B2 JP S6150163 B2 JPS6150163 B2 JP S6150163B2 JP 7434580 A JP7434580 A JP 7434580A JP 7434580 A JP7434580 A JP 7434580A JP S6150163 B2 JPS6150163 B2 JP S6150163B2
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JP
Japan
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spool
coil bobbin
spring
support spring
coil
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Application number
JP7434580A
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English (en)
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JPS571807A (en
Inventor
Takeshi Ichanagi
Haruo Watanabe
Ichiro Nakamura
Yoshimichi Akasaka
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
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Priority to US06/267,914 priority patent/US4428559A/en
Priority to DE3122221A priority patent/DE3122221C2/de
Publication of JPS571807A publication Critical patent/JPS571807A/ja
Publication of JPS6150163B2 publication Critical patent/JPS6150163B2/ja
Granted legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B13/00Details of servomotor systems ; Valves for servomotor systems
    • F15B13/02Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors
    • F15B13/04Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors for use with a single servomotor
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K11/00Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves
    • F16K11/02Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit
    • F16K11/06Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit comprising only sliding valves, i.e. sliding closure elements
    • F16K11/065Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit comprising only sliding valves, i.e. sliding closure elements with linearly sliding closure members
    • F16K11/07Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit comprising only sliding valves, i.e. sliding closure elements with linearly sliding closure members with cylindrical slides
    • F16K11/0704Multiple-way valves, e.g. mixing valves; Pipe fittings incorporating such valves with all movable sealing faces moving as one unit comprising only sliding valves, i.e. sliding closure elements with linearly sliding closure members with cylindrical slides comprising locking elements
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T137/00Fluid handling
    • Y10T137/8593Systems
    • Y10T137/86493Multi-way valve unit
    • Y10T137/86574Supply and exhaust
    • Y10T137/86622Motor-operated

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Servomotors (AREA)
  • Springs (AREA)
  • Magnetically Actuated Valves (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は油圧サーボ弁に係り、特に振動試験機
などのように高速に操作シリンダを動作させるの
に適した高応答性の油圧サーボ弁に関する。
〔従来の技術〕
従来、フオースモータの可動部であるコイルボ
ビンの動作によつて直接にスプールを駆動する型
の油圧サーボ弁は第1図に示す構造となつてい
る。
第1図において、ボデイ1内に配設されたスリ
ーブ2内に摺動自在に設けられたスプール3の一
端は、フオースモータの可動部であるコイルボビ
ン6に係合され、前記スプール3の他端は、スプ
ール3に定位性を与えるためのコイルばね10と、
保持リング12と、調心用球13とによつて支持
されている。またコイルボビン6はスプール3に
定位性を与えるためのコイルばね9と、保持リン
グ14と、調心用球15とによつて支持されてい
る。なお図中、4はヨーク、5はマグネツト、7
は巻線、8はターミナル、11は中立調整用の押
え金具である。
コイルボビン6は、ターミナル8に指令電流を
印加することによつて、電流に比例した力を受
け、コイルばね9,10に抗してスプール3を駆
動し、スプール3の動作によつて、スリーブ2に
おける油路が切り換えられるようになつている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
このような油圧サーボ弁において、特に問題と
なることは、スプール3とコイルボビン6との係
合である。すなわち、ボビンのコイル部は極めて
狭いエアギヤツプ内で振動する構造となつている
ため、スプール3とコイルボビン6の同心性を厳
格にする必要がある。しかしコイルボビン6とス
プール3の同心性を維持するには制約があるた
め、エアギヤツプを必要以上に大きくし、ボビン
のコイル部の振動に支障をきたさないようにして
いる。
このことは電磁力の減少を招き、コイルボビン
6の駆動力の減少につながることになる。
またスプール3と係合する部分のコイルボビン
6は弾性歪の影響を少なくするために肉厚を大き
くしており、この結果コイルボビン6の重量が大
きくなる。さらにスプール3はコイルばね10の
同心性を確保する点から、両者の間に保持リング
12と調心用球13を介設しているために可動部
の構造が複雑となり、また重量が大きくなつてい
る。このように従来の油圧サーボ弁は、可動部
(コイルボビン、スプールおよびコイルばねを主
体とする)がそれぞれ分割される構造となつてい
るため、複雑な構造と相俟つて重量が大きくな
り、またコイルボビン6の駆動力が低下するた
め、応答性を高めるには限界があつた。
本発明の目的は、コイルボビン、スプールおよ
びスプールに定位性を与えるための支持ばねを主
体とする可動部を簡単で、かつ軽量な構造とし、
可動部の駆動力を増大させることによつて、超高
速応答性を発揮できる油圧サーボ弁を提供するこ
とにある。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明者らは、油圧サーボ弁の応答性を高める
手段につき種々検討した結果、第1にスプール自
体を合理化し、これを許容限度まで薄肉化する手
段および、第2にコイルボビンをスプールに対し
分離できるタイプとし、薄肉化する手段は、アラ
イメントの点で問題が多く、コイルボビン、スプ
ールおよび支持ばねを一体構造とすることが、上
記目的に合致することを見い出した。
上記知見に基づき、本発明は、上記従来の問題
点を解決するための手段として、ボデイ1のスリ
ーブ2内に摺動自在に設けられたスプール3,1
と、電磁力により前記スプールを摺動駆動すべく
当該スプールの一端部に一体に形成されたコイル
ボビン6とを備えた油圧サーボ弁において、 前記スプールはその他端部に筒状部筒状部2
0,30,40を有し、この筒状部の胴部には連
続的ないしは不連続の複数の透孔20A,30
A,40Aが形成され、前記筒状部の終端22は
前記スリーブに固定されていることを特徴とする
ものである。
〔作 用〕
上記した本発明による作用は次の通りである。
すなわち、前述したように、従来のサーボ弁に
おいては、スプールはコイルボビンとは一体構造
であるが、支持ばねはこれと別体に設けられたも
のであつた。
これに対し、本発明においてはスプールとコイ
ルボビンとは一体に形成されていることに加え、
スプールの他端部に当該スプールと一体の筒状部
を有し、この筒状部の胴部に連続的ないしは不連
続の複数の透孔が形成されており、この筒状部に
上記複数の透孔が形成されることはスプールの軸
方向に弾性作用をもたらすことになるからスプー
ルと支持ばねとを一体したことと同じになる。こ
のように、コイルボビン、スプールおよび支持ば
ねが全体的に一体化されたものである。
一般に、コイルばねに圧縮力を加えると必然的
に物理的な径方向の偏寄力が発生し、この偏寄力
によりスプールをに対して押付けることとなる。
これに基因してスプールの軸方向アライメントが
悪くなつて動作上ヒステリシスが生じる。
これを防止するために支持ばねをコイルばねで
はなく本発明の如く連続又は不連続の透孔により
溝形とし、この溝を軸対称にすることにより支持
ばねの偏寄力を制御することができる。しかし、
支持ばね自体の偏寄力を解消したとしても、支持
ばねとスプールを別体としたのでは双方の軸心が
若干ずれた場合、ここに偏寄力が発生し、有効な
手段足り得ない。そこで、支持ばね自体の径方向
の偏寄力を制御するとともに一体化による同心性
を確保してスプールとの相対的関係により発生す
る偏寄力を制御し、これらの組み合せによる相乗
効果にて総合的に偏寄力を減少してスプールに定
位性を付与せしめるものである。
また、上記のように一体に形成されているので
支持ばねを主体とする可動部の構造を簡単なもの
とし、かつそれが故に軽量化を可能ならしめるも
のである。
加えて、可動部の構造の簡素化とともに上記偏
寄力の制御は駆動力の増大を生むこととなり、サ
ーボ弁としての応答性の改善に大きく寄与するも
のである。
かくして本発明によれば所期の目的を達成する
ことができる。
〔実施例〕
以下、添付図面に基づいて本発明の実施例を説
明する。
第2図は本発明の一例を示す断面図であつて、
スプール3、コイルボビン6およびスプール3に
定位性を与えるための支持ばね20はすべて同一
材料で形成されている。したがつてこれらの各部
材は、例えば切削加工等の手段によつて一体的に
製作される。支持ばね20はスプール3と同心状
に製作された筒状部にらせん状の透孔20Aが形
成された弾性ばねである。支持ばね20の一端に
はフランジ22が一体に形成され、フランジ22
はスリーブ2に固定された当て金21に係合され
た後、ボルトによつて締付固定されている。
本実施例によれば、スプール3とコイルボビン
6は一体に形成されたものであるため、予め切削
加工などの手段によつてスプール3とコイルボビ
ン6が同心性を維持できるように加工できるの
で、エアギヤツプ23を小さくすることができ、
またスプール3とコイルボビン6との一体結合部
分の肉厚を厚くする必要がない。したがつて電磁
力の増加と可動部の軽量化を図ることができる。
さらに支持ばね20では、保持リングや調心用球
を介して接することなく、スプール3に定位性を
与えることができる。
なお本発明において、支持ばねとして、筒状部
にらせん溝20Aを設けた弾性ばねの他に第3図
および第4図に示す弾性ばねでもよい。第3図に
おいて、支持ばね30はスプール3と同心状に製
作された筒状部の外周方向にスリツト30Aを設
けた弾性ばねである。スリツト30Aは筒状部の
外周方向全域に形成されるものではなく、スリツ
ト30Aが形成された外周方向の一部にはスリツ
ト30Aの不形成域部が形成されている。この不
形成域部は筒状部の軸方向に沿つて互いに交互に
形成するようになつている。
第4図においては、支持ばね40はスプール3
と同心状に製作された筒状部に多数の透孔40Aが
形成された弾性ばねである。
第3図および第4図に示す支持ばね30,40
の場合も、第2図に示す支持ばね20と同様の効
果を有する。
本発明において、コイルボビン、スリーブおよ
び支持ばねは同一材料で一体成形することができ
るが、可動部の軽量化の観点から、前記各部材を
チタン、アルミニウムなどの軽合金で成形するこ
とが望ましい。この場合、摺動部であるスプール
およびばね作用を有する支持ばねは表面処理によ
つて硬度を挙げることが必要である。
スプール用の材質として、油圧サーボ弁の使用
条件から、軽合金が使用できない場合、スプール
および支持ばねは、それぞれの部材に要求される
性能(例えば耐久性、ばね特性)を具備する同一
材料で一体成形し、強度よりむしろ軽量化が重視
されるコイルボビンをチタン、アルミニウムまた
はマグネシウムなどの軽合金で構成することがで
きる。このような異種材料によつて、スプールと
コイルボビンとを一体構造とした可動部の構成を
第5図に示す。
第5図において、第2図に示す部材と同一また
は相当部分は同一符号で示している。第5図で
は、スプール3とコイルボビン6とは電子ビーム
などによる溶接法で固定されている。24は溶接
部を示す。なお、スプール3とコイルボビン6と
は溶接法の他に、いわゆる焼きばね、冷しばねに
よるはめ合い法、接着剤による接合法によつても
一体構造とすることができる。本実施例によつて
も、第2図に示す実施例と同様の効果の他に、特
に、可動部のコイルボビンを軽量化できる効果が
ある。
本発明による可動部の一体構造によつて、可動
部各部材によつて若干異なるが、第1図に示す従
来の油圧サーボ弁と比べて、応答性が約2倍程度
向上し、数KHzまで確実に応答する超高速油圧サ
ーボ弁とすることができた。
〔発明の効果〕
以上のように本発明によれば、可動部の構造が
簡単化され、可動部重量が低減できるとともにス
プールとコイルボビンの同心性を維持してエアギ
ヤツプを小さくすることができるため、電磁力の
増加に判う可動部の駆動力が大きく、超高速応答
に対応できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の油圧サーボ弁の断面図、第2図
は本発明の一実施例を示す断面図、第3図および
第4図はそれぞれ支持ばねの他の例を示す側面
図、第5図は本発明の他の実施例を示す断面図で
ある。 2……スリーブ、3……スプール、6……コイ
ルボビン、7……巻線、9,10……コイルば
ね、11……押え金具、12,14……保持リン
グ、13,15……調心用球、20,30,40
……支持ばね(筒状体)。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 ボデイのスリーブ内に摺動自在に設けられた
    スプールと、電磁力により前記スプールを摺動駆
    動すべく当該スプールの一端部に一体に形成され
    たコイルボビンとを備えた油圧サーボ弁におい
    て、 前記スプールはその他端部に筒状部を有し、こ
    の筒状部の胴部には連続的ないし不連続の複数の
    透孔が形成され、前記筒状部の終端は前記スリー
    ブに固定されていることを特徴とする油圧サーボ
    弁。
JP7434580A 1980-06-04 1980-06-04 Hydraulic servo-valve Granted JPS571807A (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP7434580A JPS571807A (en) 1980-06-04 1980-06-04 Hydraulic servo-valve
US06/267,914 US4428559A (en) 1980-06-04 1981-05-28 Direct drive type servo valve
DE3122221A DE3122221C2 (de) 1980-06-04 1981-06-04 Servoventil

Applications Claiming Priority (1)

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JP7434580A JPS571807A (en) 1980-06-04 1980-06-04 Hydraulic servo-valve

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JPS571807A JPS571807A (en) 1982-01-07
JPS6150163B2 true JPS6150163B2 (ja) 1986-11-01

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ID=13544431

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DE (1) DE3122221C2 (ja)

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Publication number Publication date
DE3122221C2 (de) 1983-02-17
JPS571807A (en) 1982-01-07
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