JPS6349083B2 - - Google Patents

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JPS6349083B2
JPS6349083B2 JP57222028A JP22202882A JPS6349083B2 JP S6349083 B2 JPS6349083 B2 JP S6349083B2 JP 57222028 A JP57222028 A JP 57222028A JP 22202882 A JP22202882 A JP 22202882A JP S6349083 B2 JPS6349083 B2 JP S6349083B2
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JP
Japan
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spool
bobbin
small
force motor
yoke
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JP57222028A
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JPS59113303A (ja
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Takeshi Ichanagi
Haruo Watanabe
Takashi Yamaguchi
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Priority to US06/560,177 priority patent/US4544129A/en
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Publication of JPS6349083B2 publication Critical patent/JPS6349083B2/ja
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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
    • F15B13/0401Valve members; Fluid interconnections therefor
    • F15B13/0402Valve members; Fluid interconnections therefor for linearly sliding valves, e.g. spool valves
    • 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
    • F15B13/044Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors for use with a single servomotor operated by electrically-controlled means, e.g. solenoids, torque-motors
    • F15B13/0446Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors for use with a single servomotor operated by electrically-controlled means, e.g. solenoids, torque-motors with moving coil, e.g. voice coil
    • 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)
  • Physics & Mathematics (AREA)
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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Servomotors (AREA)
  • Magnetically Actuated Valves (AREA)
  • Indication Of The Valve Opening Or Closing Status (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は振動試験機や圧延機などの油圧駆動系
に使用される直動型サーボ弁に関するものであ
る。
〔従来の技術〕
従来のこの種の直動型サーボ弁は、特開昭55−
10198号などで示す如くヨーク、永久磁石および
ボビンからなるフオースモータにより、ボデイ内
に軸方向に移動自在に設けたスプールを直接に駆
動する構成されており、このサーボ弁は他のサー
ボ弁に比較して、可動部を軽量化できることによ
り応答性に優れているという特徴があり、振動台
や圧延機などの油圧駆動系に採用されている。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上述のようなサーボ弁では、スプールの位置決
めに機械的手段として例えばばねを、また、電気
的手段として例えば差動変圧器のセンサを使用し
ているが、前者のばねを用いたものは応答性(約
600Hz)が悪く、また後者のセンサを用いたもの
でも超高度の応答性(約1KHz以上)をうること
が困難であつた。
本発明の目的は、超高度の応答性を有する直動
型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〕
上記目的は、フオースモータによりスプールを
直接に駆動し、前記スプールのフオースモータ側
および反フオースモータ側の各端部にスプールの
速度検出器および変位検出器を設けてなる直動型
サーボ弁において、前記スプール速度検出器は、
フオースモータのボビンの内側に設けた小ヨーク
および小磁石と、この小ヨークと小磁石との間に
介設され、かつ前記フオースモータのボビンと一
体に結合された小ボビンとから構成することによ
り達成される。
〔作用〕
サーボ弁のスプール速度は、小ヨーク、小磁石
および小ボビンからなる速度検出器により検出す
る。このため、高周波数においてもリアクタンス
効果が発生せず、小ボビンに比例したS/N比の
良好な出力電圧が得られる。
〔実施例〕
第1図は本発明の直動型サーボ弁の一実施例を
示すものである。
第1図において、Aはフオースモータで、この
フオースモータAは大ヨーク1および大ヨーク1
内に取付けられた大永久磁石2と、大ヨーク1内
に軸方向に対して移動可能に挿入された円筒状の
大ボビン3とからなり、この大ボビン3は後述す
るボデイ6に取付けられた板ばね5により支持さ
れている。また、大ボビン3の円筒部の外周面に
はコイル4が巻回されており、このコイル4に外
部から指令電流を通電することにより、大ボビン
3は板ばね5を介して軸方向に移動される。
Bは油圧部で、この油圧部Bは前記大ヨーク1
と一体的に結合されたボデイ6と、このボデイ6
の内周面に装着されたスリーブ7と、このスリー
ブ7内に軸方向に摺動自在に収納されたスプール
8とから成り、このスプール8の一端(図では右
端)は板ばね5に固着され、その他端には一対の
磁石9a,9bが相対向するように取付けられて
いる。前記両磁石9a,9bと、この両磁石9
a,9b間に介設された応答性の良好な磁気抵抗
素子片9cとによりスプール変位検出器9が設け
られている。前記ばね5はスプール8の回転を防
止すると共に初期状態における中立位置を保持す
る機能を有するもので、スプール8の移動時に悪
影響をおよぼさない程度のばね係数のものを使用
する。また、前記ボデイ6およびスリーブ7に
は、油室15とアクチユエータ(図示せず)とを
連通する制御ポート14a,14b、圧油供給ポ
ート16aおよび圧油排出ポート16a,16c
が設けられている。
前記フオースモータAの大ボビン3内には、ス
プール速度検出器11が設けられている。このス
プール速度検出器11は小ヨーク11aと、この
小ヨーク11aの内側に取付けられた小永久磁石
11bと、これらの小ヨーク11aと、小永久磁
石11bとの間に挿入された大ボビン11cとか
らなり、この小ポビン11cは、その円筒部にコ
イル11dが巻回され、かつフオースモータAの
ボビン3の中央部内側に一体的に結合されてい
る。また、上記大ボビン3の内側中央部にはコイ
ルばね13の一端が固着され、このコイルばね1
3の他端は前記ヨーク1,11aおよび永久磁石
2,11bにねじ込まれたスプール8の中立点調
節部材12内に固着されている。したがつて中立
点調節部材12を軸方向に移動させてコイルばね
13のばね力を調節すれば、スプール8をフオー
スモータAの大ボビン3を介して軸方向に移動さ
せることにより中立位置にセツトすることができ
る。
前記フオースモータAを極めて高い周波数1K
Hz以上で駆動としようとする場合には、スプール
8を直径は2〜5φの小径に形成してストローク
を大きくするのがよく、スリーブ7の外周も5〜
15φの小径に形成されている。
次に上記のような構成からなる本実施例の動作
について説明する。
先ず、フオースモータAの駆動に先だつてスプ
ール8の中立位置にセツトする。この中立位置の
セツトは、中立点調節部材12を回転させながら
コイルばね13のばね力を調節すれば、スプール
8は大ボビン3を介して軸方向に移動し、スリー
ブ7の各ポートとスプール8のランドが一致した
位置で中立点調節部材12の回転を停止させる。
この状態をスプール8の中立位置と称する。ま
た、この状態で変位検出器9の中立位置を電気的
に調節する。
次にフオースモータAの大ボビン3に巻回した
コイル4に指令電流を供給すると、大ヨーク1と
大永久磁石2との間には磁気回路が形成されてい
るため、大ボビン3はフレミングの法則により軸
方向の力を発生する。この大ボビン3に発生する
力によりスプール8はばね5を介してスリーブ7
内を軸方向に移動するので、制御ポート14aお
よび14bは交互に切換えられ、アクチユエータ
に圧油を供給するからアクチユエータは駆動され
る。前記アクチユエータに供給される圧油量は、
スプール8のランドとスリーブ7のポート間に形
成される開口量によつて決定される。
また、スプール8が左方向に移動すると、圧油
は圧油供給ポート16a、油室15および制御ポ
ート14bを経てアクチユエータに供給される。
このとき、スプール8の速度はフオースモータA
内に設けた速度検出器11により、スプール8の
変位は変位検出器9によりそれぞれ正確に検出す
ることができる。そして両検出器9,11による
検出値は後述する制御手段のフイードバツク制御
に利用される。
前記変位検出器9の磁気抵抗素子片9cにおけ
る誘起電圧は両磁石9a,9b間から生ずる磁束
との交差量に比例する性質を有している。したが
つて、スプール8の移動量に伴なつて交差量が変
化し、スプール8の移動量に比例した出力電圧を
得ることができる。この出力電圧は原理的に磁束
による電子の移動量を利用しているため応答性が
高くなる。また、速度検出器11は小ボビン11
cの運動速度に比例した電圧を出力するものであ
り、小ボビン11cにコイル11dを設けること
によりS/N比の良好な出力電圧を得ることがで
きる。
すなわち、速度検出器は、小ヨーク11a、小
磁石11bおよび小ボビン11cから構成され
る。いわゆるムービング、コイル形であるため、
磁場が強くなり、小ボビン11cに巻かれるコイ
ル11dの巻数が少なくてすみ高周波においても
リアクタンス効果が発生しない。したがつて、小
ボビンに比例したS/N比の良好な出力電圧が主
サーボ系にフイードバツクされるため、高周波数
においても応答性の良好な出力電圧がフイードバ
ツクされる。
前記変位検出器9は、その振動しやすい磁気抵
抗素子9cがカバー10に固定され、永久磁石9
a,9bのみがスプール8と一体となつて移動す
るため、スプール8の変位を確実に検出すること
ができるから、いかなる高周波にも対応して高精
度の応答性(1KHz以上)を発揮する。
前記ボビン3,11cは板ばね5により支持さ
れ、かつコイルばね13を介して中立調節部材1
2に連動するように構成されているので、その中
立点調節部材12を操作することによりスプール
8を中立位置に保持すると共に、その回転を板ば
ね5により防止することができる。この板ばね5
回転防止効果によつて変位検出器9の検出精度も
向上する。また、ボビン3,11cは一体に形成
できるので、このボビン3,11cと磁石2,1
1b間のアライメントは極めて正確にできる。
第2図は本発明の直動型サーボ弁における制御
回路のモデルのブロツク図を示したもので、前述
の如く速度検出器11および変位検出器9によ
り、サーボ弁Sのスプール8(第1図参照)の速
度Vおよび変位Xをそれぞれ検出し、これらの検
出値V,XをゲインKv,Kxで増幅してサーボ弁
Sの入力側にフイードバツクし、指令値Xcと比
較して偏差信号によりサーボ弁Sの変位を制御す
るようにしたものである。ここで、サーボ弁Sを
駆動する増幅器(図示せず)は、定電流駆動であ
り、応答性の良好なものを用いる。また、変位検
出器9は高インピーダンスのため、検出器9と増
幅器を接続するケーブルは極力短かくするか、で
きれば検出器に近接して配設し、インピーダンス
を変換する増幅器に導くようにする。
〔発明の効果〕
本発明の直動型サーボ弁によれば、サーボ弁の
スプールの速度および変位を確実に検出すること
ができるため、超高度の応答性が得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の直動型サーボ弁の一実施例を
示す断面図、第2図は同実施例の制御回路図であ
る。 A…フオースモータ、3,11c…ボビン、5
…板ばね、8…スプール、9…スプール変位検出
器、9a,9b,11b…磁石、9c…磁気抵抗
素子、11…スプール速度検出器、11a…ヨー
ク、12…中立点調節部材、13…コイルばね、
16…主サーボ系。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 フオースモータによりスプールを直接に駆動
    し、前記スプールのフオースモータ側および反フ
    オースモータ側の各端部にスプールの速度検出器
    および変位検出器を設けてなる直動型サーボ弁に
    おいて、前記スプール速度検出器は、フオースモ
    ータのボビンの内側に設けた小ヨークおよび小磁
    石と、この小ヨークと小磁石との間に介設され、
    かつ前記フオースモータのボビンと一体に結合さ
    れた小ボビンとから構成したことを特徴とする直
    動型サーボ弁。
JP57222028A 1982-12-20 1982-12-20 直動型サ−ボ弁 Granted JPS59113303A (ja)

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Application Number Priority Date Filing Date Title
JP57222028A JPS59113303A (ja) 1982-12-20 1982-12-20 直動型サ−ボ弁
US06/560,177 US4544129A (en) 1982-12-20 1983-12-12 Direct-acting servo valve
DE19833345880 DE3345880A1 (de) 1982-12-20 1983-12-19 Direktwirkendes steuerventil

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JPS59113303A JPS59113303A (ja) 1984-06-30
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JP (1) JPS59113303A (ja)
DE (1) DE3345880A1 (ja)

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Also Published As

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