JP2009019684A - Servo valve and actuator using the same - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a servo valve which can move a spool to a given position by air pressure irrespective of a gravitational direction even at the time of power failure and can make an actuator operate at a safety side for actuator positioning. <P>SOLUTION: There is provided a servo valve 100 equipped with a spool 10 having first and second valve bodies 11, 12, and a sleeve 20 which houses the spool movably in an axial direction and has an air feeding port 30 for feeding air to a portion between the first and second valve bodies. In the servo valve, the first and second valve bodies 11, 12 have pressure receiving surfaces 11a, 12a for receiving air pressure caused by air from the feeding port. Then, an area of the pressure receiving surface of the first valve body is formed larger than that of the second valve body, while the spool moves to a direction of the first valve body by feeding the air. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、サーボ弁及びこれを用いたエアアクチュエータに関し、特に、エアーを供給することにより、スプールが軸方向に移動するサーボ弁に関する。   The present invention relates to a servo valve and an air actuator using the servo valve, and more particularly to a servo valve in which a spool moves in an axial direction by supplying air.

従来から、スリーブ内に弁体を有するスプールを備え、ボイスコイルモータをアクチュエータに用い、その電流値を制御することによりスプールを軸方向に移動させ、その弁体の位置によりピストン等を備えたエアアクチュエータに供給する空気の流量制御を行い、エアアクチュエータのピストン等を制御するサーボ弁が知られている（例えば、特許文献１参照）。   Conventionally, a spool having a valve body in a sleeve is used, a voice coil motor is used as an actuator, the spool is moved in the axial direction by controlling the current value, and a piston or the like is provided depending on the position of the valve body. A servo valve that controls the flow rate of air supplied to an actuator and controls a piston or the like of the air actuator is known (for example, see Patent Document 1).

図７は、従来のサーボ弁２００を含むエアアクチュエータ２５０を示した図である。図７において、サーボ弁２００は、スリーブ２２０内にスプール２１０を軸方向に移動可能に収容している。スプール２１０は、軸方向に配列された弁体２１１、２１２、２１３を備えている。スリーブ２２０は、供給ポート２３０、負荷ポート２３１、排気ポート２３２を備えている。また、エアアクチュエータ２５０のアクチュエータ部９０は、シリンダ６０内にピストン５０を収容し、ピストン５０はピストンヘッド５１とピストンロッド５２とを有する。そして、シリンダ６０とピストンヘッド５１で圧力室６１を形成し、ピストンロッド５２とシリンダで圧力室６２を形成している。サーボ弁２００の供給ポート２３０と圧力室６２には、空気圧源（図示せず）から同じ圧力のエアーが供給され、負荷ポート２３１と圧力室６１は連通している。   FIG. 7 is a view showing an air actuator 250 including a conventional servo valve 200. In FIG. 7, the servo valve 200 houses a spool 210 in a sleeve 220 so as to be movable in the axial direction. The spool 210 includes valve bodies 211, 212, and 213 arranged in the axial direction. The sleeve 220 includes a supply port 230, a load port 231, and an exhaust port 232. The actuator unit 90 of the air actuator 250 houses the piston 50 in the cylinder 60, and the piston 50 has a piston head 51 and a piston rod 52. The cylinder 60 and the piston head 51 form a pressure chamber 61, and the piston rod 52 and the cylinder form a pressure chamber 62. The supply port 230 of the servo valve 200 and the pressure chamber 62 are supplied with air of the same pressure from an air pressure source (not shown), and the load port 231 and the pressure chamber 61 communicate with each other.

通常の運転時には、サーボ弁２００に備えられたアクチュエータ（図示せず）が、電磁力によりスプール２１０を軸方向に移動させ、弁体２１２の位置により負荷ポート２３１を開閉し、負荷ポート２３１へのエアーの流入出量を調整することにより、圧力室６１の圧力調整を行い、アクチュエータ部９０のピストン５０を駆動させている。
特開２００２−２９７２４３号公報 During normal operation, an actuator (not shown) provided in the servo valve 200 moves the spool 210 in the axial direction by electromagnetic force, opens and closes the load port 231 depending on the position of the valve body 212, and connects the load port 231. By adjusting the inflow / outflow amount of air, the pressure of the pressure chamber 61 is adjusted, and the piston 50 of the actuator unit 90 is driven.
JP 2002-297243 A

しかしながら、上述の特許文献１に記載の構成では、停電時には、アクチュエータから電流が供給されなくなるため、スプールが重力かエアー圧力に応じて移動し、これによりエアアクチュエータのピストンの位置が望まない位置に移動するおそれがあり、対策が求められていた。   However, in the configuration described in Patent Document 1 described above, since no current is supplied from the actuator at the time of a power failure, the spool moves according to gravity or air pressure, so that the position of the piston of the air actuator becomes an undesired position. There was a risk of moving, and countermeasures were required.

図７の例で説明すると、弁体２１１、２１２の受圧面積、つまり径方向の断面積は同じであるため、エアー供給によるエアー圧力は、釣り合っている状態にあるため、停電により、スプール２１０を支持する電磁力が消滅した場合には、スプール２１０の移動は重力により左右されていた。従って、サーボ弁２００の設置方向により、エアアクチュエータ２５０のアクチュエータ部９０のピストン５０の位置が定められ、例えばピストン５０が突出した状態で停止してしまう。よって、停電時にサーボ弁を望ましい所定の位置に移動させるためには、重力の向きを考慮してエアアクチュエータ２５０のサーボ弁２００及びアクチュエータ部９０を設置する必要があった。   In the example of FIG. 7, since the pressure receiving areas of the valve bodies 211 and 212, that is, the radial cross-sectional areas are the same, the air pressure due to the air supply is in a balanced state. When the supporting electromagnetic force disappeared, the movement of the spool 210 was influenced by gravity. Therefore, the position of the piston 50 of the actuator unit 90 of the air actuator 250 is determined by the installation direction of the servo valve 200, and for example, the piston 50 stops in a state of protruding. Therefore, in order to move the servo valve to a desired predetermined position during a power failure, it is necessary to install the servo valve 200 and the actuator unit 90 of the air actuator 250 in consideration of the direction of gravity.

そこで、本発明は、停電時においても、重力の向きに関わらずエアー圧力によりスプールを所定の位置に移動させ、エアアクチュエータの動作を安全側に動作させて定位させることができるサーボ弁を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention provides a servo valve that can move the spool to a predetermined position by air pressure regardless of the direction of gravity and move the air actuator to the safe side to perform localization even during a power failure. For the purpose.

上記目的を達成するため、第１の発明は、第１の弁体と第２の弁体を有するスプールと、該スプールを軸方向に移動可能に収容し、前記第１の弁体と前記第２の弁体との間にエアーを供給する給気ポートを有するスリーブを備えたサーボ弁であって、
前記第１の弁体及び前記第２の弁体は、前記供給ポートから供給された前記エアーによるエアー圧力を受圧する受圧面を各々有し、
前記第１の弁体の前記受圧面の面積は、前記第２の弁体の前記受圧面の面積よりも大きく形成され、
前記スプールは、前記エアーの供給により前記第１の弁体の方向に移動することを特徴とするサーボ弁。 In order to achieve the above object, a first invention comprises a spool having a first valve body and a second valve body, and the spool is movably accommodated in an axial direction, and the first valve body and the first valve body are accommodated. A servo valve having a sleeve having an air supply port for supplying air between the two valve bodies,
The first valve body and the second valve body each have a pressure receiving surface that receives air pressure by the air supplied from the supply port,
The area of the pressure receiving surface of the first valve body is formed larger than the area of the pressure receiving surface of the second valve body,
The servo valve according to claim 1, wherein the spool moves in the direction of the first valve body by the supply of the air.

これにより、停電等によりサーボ弁のアクチュエータに制御電流が通電されなくなったときでも、エアーの供給により、サーボ弁のスプールを所定位置に移動させることができる。   Thereby, even when the control current is not supplied to the actuator of the servo valve due to a power failure or the like, the spool of the servo valve can be moved to a predetermined position by supplying air.

第２の発明は、第１の発明に係るサーボ弁において、
前記第１の弁体と前記第２の弁体との受圧面の面積差と、前記エアー圧力とにより発生する前記第１の弁体方向に移動する力は、前記スプールに作用する重力よりも大きいことを特徴とする。 The second invention is the servo valve according to the first invention,
The force that moves in the direction of the first valve body generated by the difference in area of the pressure receiving surface between the first valve body and the second valve body and the air pressure is greater than the gravity acting on the spool. It is large.

これにより、重力がかかる方向に関わらず、常にスプールを所定位置に移動固定することができる。   As a result, the spool can always be moved and fixed at a predetermined position regardless of the direction in which gravity is applied.

第３の発明は、第１又は第２の発明に係るサーボ弁において、
前記スリーブは、負荷が接続される負荷ポートを備え、
前記第１の弁体又は前記第２の弁体のいずれか一方は、前記負荷ポートを開閉する位置に配置され、位置を制御することにより前記負荷ポートへのエアーの流入出量を制御することを特徴とする。 3rd invention is the servo valve which concerns on 1st or 2nd invention,
The sleeve includes a load port to which a load is connected,
Either the first valve body or the second valve body is disposed at a position to open and close the load port, and the amount of air flowing into and out of the load port is controlled by controlling the position. It is characterized by.

これにより、負荷ポートのエアー流入出量を制御し、負荷の動作制御を行うことができる。   Thereby, the air inflow / outflow amount of the load port can be controlled to control the operation of the load.

第４の発明に係るエアアクチュエータは、第３の発明に係るサーボ弁と、
前記負荷ポートに接続されたピストンロッドを支持するシリンダとを有し、
前記ピストンロッドは、前記負荷ポートへのエアーの流入出量により、所定の定位置に移動されることを特徴とする。 An air actuator according to a fourth invention comprises a servo valve according to the third invention,
A cylinder that supports a piston rod connected to the load port;
The piston rod is moved to a predetermined fixed position according to the amount of air flowing into and out of the load port.

これにより、停電時に、ピストンロッドが安全側に動作して停止するように設定されたエアアクチュエータとすることができ、停電時の安全性を向上させることができる。   Thereby, it can be set as the air actuator set so that a piston rod may operate | mov to the safe side and stop at the time of a power failure, and the safety | security at the time of a power failure can be improved.

本発明によれば、停電時でも所定位置にスプールが移動させることができ、サーボ弁及びエアアクチュエータの安全性を向上させることができる。   According to the present invention, the spool can be moved to a predetermined position even during a power failure, and the safety of the servo valve and the air actuator can be improved.

以下、図面を参照して、本発明を実施するための最良の形態の説明を行う。   The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.

図１は、本実施例に係るサーボ弁１００の断面構成図である。図１において、本実施例に係るサーボ弁１００は、三方向弁を構成し、円筒状のスリーブ２０の端部には、マグネットケース２１が固定されている。スリーブ２０には、三方向弁を形成する供給ポート３０、負荷ポート３１及び排気ポート３２が設けられている。供給ポート３０は、図示しないコンプレッサ等の空圧源に接続され、負荷ポート３１は、図示していないエアアクチュエータの圧力室に接続される。また、排気ポート３２は、大気に開口される。   FIG. 1 is a cross-sectional configuration diagram of a servo valve 100 according to the present embodiment. In FIG. 1, the servo valve 100 according to the present embodiment constitutes a three-way valve, and a magnet case 21 is fixed to the end of a cylindrical sleeve 20. The sleeve 20 is provided with a supply port 30, a load port 31, and an exhaust port 32 that form a three-way valve. The supply port 30 is connected to an air pressure source such as a compressor (not shown), and the load port 31 is connected to a pressure chamber of an air actuator (not shown). Further, the exhaust port 32 is opened to the atmosphere.

スリーブ２０内には、スプール１０が収容され、軸方向に移動可能に軸支されている。スプール１０は、３つの弁体１１、１２、１３を有し、スプール１０が軸方向に移動するときに、弁体１２が各ポート３０、３１、３２を開閉し、供給ポート３０及び排気ポート３２に接続されたエアー供給圧と排気圧とをスプール１０の位置に応じた割合で負荷ポート３１へ出力することができる。   A spool 10 is accommodated in the sleeve 20 and is supported so as to be movable in the axial direction. The spool 10 has three valve bodies 11, 12, and 13. When the spool 10 moves in the axial direction, the valve body 12 opens and closes the ports 30, 31, and 32, and the supply port 30 and the exhaust port 32. The air supply pressure and the exhaust pressure connected to each other can be output to the load port 31 at a rate corresponding to the position of the spool 10.

スプール１０は、スリーブ２０内で、径方向には、静圧軸受けにより非接触で支持されている。図示しない空圧源からのエアーの供給により、スプール１０は非接触状態でスリーブ２０内に支持される。また、弁体１１の表面には、溝１１ｂが形成され、弁体１３の表面には、溝１３ｂが形成されている。これらは、エアー供給圧を導き、非接触静圧軸受けを安定したものにする役割を果たしている。   The spool 10 is supported in a non-contact manner in the sleeve 20 by a hydrostatic bearing in the radial direction. By supplying air from an air pressure source (not shown), the spool 10 is supported in the sleeve 20 in a non-contact state. A groove 11 b is formed on the surface of the valve body 11, and a groove 13 b is formed on the surface of the valve body 13. These lead the air supply pressure and play a role of stabilizing the non-contact hydrostatic bearing.

スプール１０の一端には、コイルボビン１４が形成されており、コイルボビン１４にコイル１５が巻回されている。また、マグネットケース２１のコイル１５の対向した面には、円筒状の永久磁石２２が配置されている。マグネットケース２１は、磁性体から構成されるので、コイル１５は、永久磁石２２の磁界内に配置されることになる。コイル１５には、端子１６から所定の電流が供給され、この電流に応じた駆動力でスプール１０を軸方向に直進駆動させることができる。   A coil bobbin 14 is formed at one end of the spool 10, and a coil 15 is wound around the coil bobbin 14. A cylindrical permanent magnet 22 is disposed on the surface of the magnet case 21 facing the coil 15. Since the magnet case 21 is made of a magnetic material, the coil 15 is disposed in the magnetic field of the permanent magnet 22. A predetermined current is supplied to the coil 15 from the terminal 16, and the spool 10 can be linearly driven in the axial direction with a driving force corresponding to the current.

かかる軸方向の駆動力は、スプール１０の軸方向の位置に応じて、制御されてよい。図１に示すように、スプール１０のコイルボビン１４と反対側の端部には、磁性体からなる変位軸１７を設け、スリーブ２０には変位軸１７の周囲に対向して検出コイル２３を設けるようにしてよい。このような構成により、変位軸１７及び検出コイル２３によりスプール位置検出器を構成できる。例えば、変位軸１７が磁性体から構成されれば、検出コイル２３は、変位軸１７の位置に応じた検出信号を端子２４から出力することができる。よって、端子２４の出力値を監視することにより、スプール１０の位置を検出し、エアアクチュエータに所望のエアー圧力を供給することができる。   The axial driving force may be controlled according to the axial position of the spool 10. As shown in FIG. 1, the end of the spool 10 opposite to the coil bobbin 14 is provided with a displacement shaft 17 made of a magnetic material, and the sleeve 20 is provided with a detection coil 23 facing the periphery of the displacement shaft 17. You can do it. With such a configuration, a spool position detector can be configured by the displacement shaft 17 and the detection coil 23. For example, if the displacement shaft 17 is made of a magnetic material, the detection coil 23 can output a detection signal corresponding to the position of the displacement shaft 17 from the terminal 24. Therefore, by monitoring the output value of the terminal 24, the position of the spool 10 can be detected and a desired air pressure can be supplied to the air actuator.

しかしながら、このような電磁力による軸方向の移動制御によるのみでは、例えば停電が起きてコイルボビン１４のコイル１５への電流供給が停止した場合には、スプール１０の位置は、重力が作用して移動した位置で固定することになってしまう。   However, only by such axial movement control by electromagnetic force, for example, when a power failure occurs and the current supply to the coil 15 of the coil bobbin 14 is stopped, the position of the spool 10 is moved by gravity. It will be fixed at the position.

そこで、本実施例に係るサーボ弁１００においては、供給ポートの両端に配置された弁体１１、１２は、供給ポート３０から供給されるエアーによるエアー圧力を受圧する受圧面１１ａ、１２ａを有し、この受圧面１１ａ、１２ａの面積が、異なるように形成されている。これにより、停電によりスプール１０の電磁力による支持力が消滅しても、エアーを供給ポート３０から供給し続けることにより、スプール１０は受圧面１１ａ、１２ａの面積が大きい方により大きな力を与えることができ、面積の大きな弁体１１、１２の方向にスプール１０を移動させることができる。受圧面１１ａ、１２ａは、供給ポート３０から供給されるエアー圧力を受圧するため、供給ポート３０を挟むように、各々が対向して配置されている。なお、この受圧面１１ａ、１２ａを形成する円の半径の大きさの差は、５０μｍ程度に過ぎない。よって、目視しただけでは、図１に示すように、弁体１１、１２の受圧面の面積の相違は区別できない。従って、詳細は模式図を用いて後述することとする。   Therefore, in the servo valve 100 according to the present embodiment, the valve bodies 11 and 12 arranged at both ends of the supply port have pressure receiving surfaces 11a and 12a that receive the air pressure by the air supplied from the supply port 30. The pressure receiving surfaces 11a and 12a are formed to have different areas. Thereby, even if the supporting force by the electromagnetic force of the spool 10 disappears due to a power failure, the spool 10 gives a larger force to the larger pressure receiving surfaces 11a and 12a by continuing to supply air from the supply port 30. The spool 10 can be moved in the direction of the valve bodies 11 and 12 having a large area. The pressure receiving surfaces 11 a and 12 a are arranged to face each other so as to sandwich the supply port 30 in order to receive the air pressure supplied from the supply port 30. The difference in radius between the circles forming the pressure receiving surfaces 11a and 12a is only about 50 μm. Therefore, only by visual observation, as shown in FIG. 1, the difference in the area of the pressure receiving surfaces of the valve bodies 11 and 12 cannot be distinguished. Therefore, details will be described later using schematic diagrams.

図２は、本実施例に係るサーボ弁１００を適用した実施例に係るエアアクチュエータ１５０の断面構成を示した図である。   FIG. 2 is a diagram illustrating a cross-sectional configuration of an air actuator 150 according to an embodiment to which the servo valve 100 according to the present embodiment is applied.

図２において、本実施例に係るエアアクチュエータは、シリンダ６０、ピストン５０、シリンダ６０に対して圧縮空気の給気、排気を行うサーボ弁１００を含む。シリンダ６０は、ピストン５０のピストンヘッド５１を収容する空間、つまりピストンヘッド５１の両側に圧力室６１、６２を形成するためのシリンダ本体６３と、圧力室６１、６２に圧縮空気を導入するための空気通路を形成している通路部１２０と、ピストン５０のロッド５２側においてシリンダ本体６３との間で圧力室６２を形成するためのガイドフランジ１３０とを含む。なお、ここでは、通路部１２０がシリンダ６０の一部を形成している。   2, the air actuator according to the present embodiment includes a cylinder 60, a piston 50, and a servo valve 100 that supplies and exhausts compressed air to and from the cylinder 60. The cylinder 60 is a space for accommodating the piston head 51 of the piston 50, that is, a cylinder body 63 for forming pressure chambers 61 and 62 on both sides of the piston head 51, and for introducing compressed air into the pressure chambers 61 and 62. A passage portion 120 forming an air passage and a guide flange 130 for forming the pressure chamber 62 between the piston 50 and the cylinder body 63 on the rod 52 side are included. Here, the passage portion 120 forms a part of the cylinder 60.

通路部１２０は、圧縮空気を導入するための通路を持つ空気導入部１２０−１と、この空気導入部１２０−１の空気通路、サーボ弁１００への供給ポート３０、負荷ポート３１、シリンダ本体６３の２つの圧力室６１、６２にそれぞれ連通する通路を持つ通路本体部１２０−２とから成る。通路部１２０には、サーボ弁１００が設置固定されている。通路本体部１２０−２は、空気導入部１２０−１の通路と連通して導入した一定圧の空気を、シリンダ本体６３における圧力室６２に直接導入するとともに、サーボ弁１００の供給ポート３０に導入するための通路１２０−２ａと、サーボ弁１００の負荷ポート３１から調整された圧力又は流量のエアーを受けて、シリンダ本体６３における圧力室６１に導入するための通路１２０−２ｂとを有する。   The passage portion 120 includes an air introduction portion 120-1 having a passage for introducing compressed air, an air passage of the air introduction portion 120-1, a supply port 30 to the servo valve 100, a load port 31, and a cylinder body 63. And two passages 120-2 having passages communicating with the two pressure chambers 61 and 62, respectively. The servo valve 100 is installed and fixed in the passage portion 120. The passage main body 120-2 directly introduces air having a constant pressure introduced in communication with the passage of the air introduction portion 120-1 into the pressure chamber 62 in the cylinder main body 63 and also into the supply port 30 of the servo valve 100. And a passage 120-2b for receiving the air of the adjusted pressure or flow rate from the load port 31 of the servo valve 100 and introducing it into the pressure chamber 61 in the cylinder body 63.

シリンダ本体６３のシリンダヘッド５１側には、中心軸方向に孔１１０ａが形成され、この孔１１０ａには、ピストンヘッド５１の中心軸方向に延びる位置センサ用ロッド４１０−１が挿入されているとともに、位置センサ用ロッド４１０−１とともにピストン５０の位置検出を行うセンサ部４１０−２が固定されている。   A hole 110a is formed in the central axis direction on the cylinder head 51 side of the cylinder body 63, and a position sensor rod 410-1 extending in the central axis direction of the piston head 51 is inserted into the hole 110a. A sensor portion 410-2 for detecting the position of the piston 50 is fixed together with the position sensor rod 410-1.

また、シリンダ本体６３には、孔１１０ａと連通した孔１１０ｂを通して圧力室６２の圧力を検出するための圧力センサ１５５が設けられている。シリンダ本体６３には更に、図中下部側に補助壁部材１８０が設けられ、この補助壁部材１８０には圧力室６１に連通する通路１８０ａ（一部のみ図示）が形成されているとともに、出口側には、圧力室６１の圧力を検出する圧力センサ１６０が設けられている。   The cylinder body 63 is provided with a pressure sensor 155 for detecting the pressure in the pressure chamber 62 through a hole 110b communicating with the hole 110a. The cylinder body 63 is further provided with an auxiliary wall member 180 on the lower side in the drawing, and the auxiliary wall member 180 is formed with a passage 180a (only a part of which is shown) communicating with the pressure chamber 61, and on the outlet side. Is provided with a pressure sensor 160 for detecting the pressure in the pressure chamber 61.

ピストン５０の制御系として、位置センサロッド４１０−１とセンサ部４１０−２からなる位置センサ４１０による位置フィードバック系、圧力センサ１５５、１６０による圧力フィードバック系が形成される。これらの制御系により、位置指令値、荷重指令値を受け、上述のセンサ４１０、１５５、１６０からの検出信号を受けてサーボ弁１００により圧力室６２への流量制御を行うことにより、ピストン５０を高精度の位置決め、荷重制御を行うことができるエアアクチュエータ１５０とすることができる。   As a control system of the piston 50, a position feedback system by the position sensor 410 including the position sensor rod 410-1 and the sensor unit 410-2 and a pressure feedback system by the pressure sensors 155 and 160 are formed. The control system receives the position command value and the load command value, receives the detection signals from the above-described sensors 410, 155, and 160, and controls the flow rate to the pressure chamber 62 by the servo valve 100. The air actuator 150 can perform highly accurate positioning and load control.

このように、停電等が発生しておらず、電源が供給されて通常運転しているときには、エアアクチュエータ１５０の動作に基づいてサーボ弁１００により空気の流量制御を行うことにより、エアアクチュエータ１５０のピストン５０の位置を高精度に制御することができる。例えば、このようなエアアクチュエータ１５０に、本実施例に係るサーボ弁は適用されてよく、停電時の安全性を高めることができる。   As described above, when the power failure is not generated and the power is supplied and the normal operation is performed, the air flow rate is controlled by the servo valve 100 based on the operation of the air actuator 150, thereby The position of the piston 50 can be controlled with high accuracy. For example, the servo valve according to the present embodiment may be applied to such an air actuator 150, and safety during a power failure can be improved.

次に、通常時に上述のような動作を行う本実施例に係るサーボ弁１００及びエアアクチュエータ１５０の、停電時の動作について説明する。停電中であるので、電気による駆動源は動作せず、エアーの供給のみがなされている状態であるので、エアーの動きについてのみ説明する。なお、停電中であっても、通常空圧源であるコンプレッサ等は動作しており、エアーの供給は継続してなされるのが一般的であり、本実施例においては、そのような状態を想定している。なお、これ以後は、理解の容易のため、簡略化された模式図を用いて説明する。   Next, the operation at the time of a power failure of the servo valve 100 and the air actuator 150 according to the present embodiment that performs the above-described operation at normal time will be described. Since it is during a power failure, the electric drive source does not operate and only air is supplied, so only the movement of air will be described. Even during a power outage, the compressor or the like, which is normally a pneumatic pressure source, is operating and the supply of air is generally continued. In this embodiment, such a state is maintained. Assumed. In the following description, a simplified schematic diagram will be used for easy understanding.

図３は、本実施例に係るサーボ弁１００及びこれを適用したエアアクチュエータ１５０の断面構造図である。図３において、本実施例に係るサーボ弁１００は、スリーブ２０と、スプール１０とから構成される。また、エアアクチュエータ１５０のアクチュエータ部９０は、シリンダ６０と、ピストン５０から構成される。スプール１０には、３つの弁体１１、１２、１３が、軸方向に所定間隔を開けて配置されている。また、スプール１０の片側の端部には、コイルボビン１４が形成されている。   FIG. 3 is a cross-sectional structure diagram of the servo valve 100 according to the present embodiment and an air actuator 150 to which the servo valve 100 is applied. In FIG. 3, the servo valve 100 according to this embodiment includes a sleeve 20 and a spool 10. The actuator unit 90 of the air actuator 150 includes a cylinder 60 and a piston 50. In the spool 10, three valve bodies 11, 12, and 13 are arranged at predetermined intervals in the axial direction. A coil bobbin 14 is formed on one end of the spool 10.

スリーブ２０は、スプール１０を軸方向に移動可能に収容しており、ケーシングの役割を果たしている。スリーブ２０には、供給ポート３０、負荷ポート３１及び排気ポート３２が設けられている。供給ポート３０は、空圧源７０に接続され、サーボ弁１００に所定の空気圧を有するエアーを供給する。負荷ポート３１は、負荷であるアクチュエータ部９０のシリンダ６０とシリンダヘッド５１で作る圧力室６１に接続されている。また、排気ポート３２は、大気に接続されている。   The sleeve 20 accommodates the spool 10 so as to be movable in the axial direction, and serves as a casing. The sleeve 20 is provided with a supply port 30, a load port 31 and an exhaust port 32. The supply port 30 is connected to the air pressure source 70 and supplies air having a predetermined air pressure to the servo valve 100. The load port 31 is connected to a pressure chamber 61 formed by the cylinder 60 and the cylinder head 51 of the actuator unit 90 which is a load. The exhaust port 32 is connected to the atmosphere.

アクチュエータ部９０は、シリンダ６０内にピストン５０を収容し、シリンダ６０とピストンヘッド５１で圧力室６１を形成し、シリンダ６０とピストンロッド６２で圧力室６２を形成している。圧力室６２は、サーボ弁１００の供給ポートと同様に空圧源７０に接続されており、所定の空気圧を有するエアーが供給される。また、圧力室６１には、上述のようにサーボ弁１００の負荷ポート３１が接続され、負荷ポートから圧力室６１に出力する空気圧により、圧力室６１の圧力が調整され、圧力室６１と圧力室６２との圧力バランスで、ピストン５０が移動して位置決めされるようになっている。   The actuator unit 90 houses the piston 50 in the cylinder 60, the cylinder 60 and the piston head 51 form a pressure chamber 61, and the cylinder 60 and the piston rod 62 form a pressure chamber 62. The pressure chamber 62 is connected to the air pressure source 70 in the same manner as the supply port of the servo valve 100, and is supplied with air having a predetermined air pressure. Further, the load port 31 of the servo valve 100 is connected to the pressure chamber 61 as described above, and the pressure in the pressure chamber 61 is adjusted by the air pressure output from the load port to the pressure chamber 61. The piston 50 moves and is positioned by the pressure balance with 62.

サーボ弁１００の供給ポート３０は、弁体１１、１２の間に位置するように設けられている。弁体１１、１２は、供給ポート３０から供給されるエアーの空気圧を、受圧面１１ａ、１２ａで受圧する。受圧面１１ａ、１２ａの面積は、図３においては、弁体１１の受圧面１１ａの方が、弁体１２の受圧面１２ａよりも大きく構成されている。つまり、弁体１１の受圧面１１ａの面積をＳ１、弁体１２の受圧面１２ａの面積をＳ２とすると、Ｓ１>Ｓ２となるように構成されている。図３においては、弁体１１、１２はともに円柱形に形成されており、受圧面１１ａ、１２ａはともに円となるため、受圧面１１ａの径が、受圧面１２ａの径よりも大きく構成されることになる。   The supply port 30 of the servo valve 100 is provided between the valve bodies 11 and 12. The valve bodies 11 and 12 receive the air pressure of the air supplied from the supply port 30 at the pressure receiving surfaces 11a and 12a. In FIG. 3, the pressure receiving surfaces 11 a and 12 a are configured such that the pressure receiving surface 11 a of the valve body 11 is larger than the pressure receiving surface 12 a of the valve body 12. That is, when the area of the pressure receiving surface 11a of the valve body 11 is S1 and the area of the pressure receiving surface 12a of the valve body 12 is S2, S1> S2. In FIG. 3, since the valve bodies 11 and 12 are both formed in a cylindrical shape and the pressure receiving surfaces 11a and 12a are both circular, the diameter of the pressure receiving surface 11a is configured to be larger than the diameter of the pressure receiving surface 12a. It will be.

ここで、エアー圧力をＰとすると、パスカルの法則より、密閉した液体や気体の一部に圧力を加えると、その圧力が液体や気体のいたるところに同じ大きさで伝わるので、エアー圧力から弁体１１が受ける力をＦｐ１、弁体１２が受ける力をＦｐ２とすると、Ｆｐ１＝ＰＳ１、Ｆｐ２＝ＰＳ２となる。ここで、上述のようにＳ１>Ｓ２であるから、Ｆｐ１>Ｆｐ２となる。よって、弁体１１の方向に力が働き、スプール１０は、弁体１１の方に移動し、下死点で固定する。すると、負荷ポート３１から出力される空気圧は、スプール１０が下死点に達したときの出力となる。よって、スプール１０が下死点に達したときのアクチュエータ部９０の状態を安全性の高い状態となるように予め設定しておけば、停電時においても、アクチュエータ９０が安全な状態となるようにサーボ弁１００を制御することができる。   Here, if the air pressure is P, according to Pascal's law, if pressure is applied to a part of the sealed liquid or gas, the pressure is transmitted to the liquid or gas at the same level. When the force received by the body 11 is Fp1, and the force received by the valve body 12 is Fp2, Fp1 = PS1 and Fp2 = PS2. Here, since S1> S2 as described above, Fp1> Fp2. Accordingly, a force acts in the direction of the valve body 11, and the spool 10 moves toward the valve body 11 and is fixed at the bottom dead center. Then, the air pressure output from the load port 31 is output when the spool 10 reaches bottom dead center. Therefore, if the state of the actuator unit 90 when the spool 10 reaches the bottom dead center is set in advance so as to be in a high safety state, the actuator 90 can be in a safe state even during a power failure. The servo valve 100 can be controlled.

なお、スリーブ２０の形状は、弁体１１を大きくしたことに伴い、弁体１１に対向する部分の静圧軸受部２５の内径を大きくし、弁体１１とスリーブ２０の隙間を保つようにしている。   The shape of the sleeve 20 is such that, as the valve body 11 is enlarged, the inner diameter of the hydrostatic bearing portion 25 at the portion facing the valve body 11 is increased so that the gap between the valve body 11 and the sleeve 20 is maintained. Yes.

逆に、弁体１２の受圧面１２ａの面積を、弁体１１の受圧面１１ａの面積よりも大きく構成しておけば、弁体１１が受ける力Ｆｐ１と弁体１２が受ける力Ｆｐ２の関係は、Ｆｐ１<Ｆｐ２となり、スプール１０は、停電時には、弁体１２の方に移動することになる。この場合には、スプール１０は、上死点で固定する。この場合には、スプール１０が上死点となったときに、アクチュエータ部９０が安全な状態となるように設定しておけば、停電時の安全を確保できる。この場合にも、弁体１２に対向するスリーブ２０の内径を大きく構成し、やはり弁体１２とスリーブ２０の内径の隙間を保つようにしてよい。   On the contrary, if the area of the pressure receiving surface 12a of the valve body 12 is made larger than the area of the pressure receiving surface 11a of the valve body 11, the relationship between the force Fp1 received by the valve body 11 and the force Fp2 received by the valve body 12 is Fp1 <Fp2, and the spool 10 moves toward the valve body 12 in the event of a power failure. In this case, the spool 10 is fixed at the top dead center. In this case, if the actuator unit 90 is set in a safe state when the spool 10 is at the top dead center, safety during a power failure can be ensured. In this case as well, the inner diameter of the sleeve 20 facing the valve body 12 may be configured to be large, and the clearance between the inner diameter of the valve body 12 and the sleeve 20 may be maintained.

このように、弁体１１、１２の受圧面１１ａ、１２ａの面積を異ならせ、エアーによる空気圧により弁体１１、１２に作用する力が弁体１１、１２に異なるようにすることにより、停電時にスプール１０の位置が所定の位置に移動するように設定することができる。サーボ弁１００が、横向きに近い状態に設置されたり、エアーによる圧力が十分に大きく、スプール１０に作用する重力を考慮する必要性がない状況であれば、わずかな面積差でも所定の位置にスプール１０を移動させることができる。   Thus, by making the areas of the pressure receiving surfaces 11a and 12a of the valve bodies 11 and 12 different, and by making the force acting on the valve bodies 11 and 12 different due to air pressure by air, the valve bodies 11 and 12 are different at the time of power failure. The position of the spool 10 can be set to move to a predetermined position. If the servo valve 100 is installed in a state that is close to the side, or if the pressure by the air is sufficiently large and there is no need to consider the gravity acting on the spool 10, the spool can be placed in a predetermined position even with a slight area difference. 10 can be moved.

次に、本実施例に係るサーボ弁１０の弁体１１、１２の受圧面１１ａ、１２ａの面積差の設定において、スプール１０に作用する重力を考慮した場合について、図４を用いて説明する。図４は、本実施例に係るサーボ弁１００の簡略化された断面構造図である。図４において、弁体１１、１２及び空圧源７０に接続された供給ポート３０から供給されるエアーの空気圧との関係が示されている。   Next, a case where gravity acting on the spool 10 is considered in setting the area difference between the pressure receiving surfaces 11a and 12a of the valve bodies 11 and 12 of the servo valve 10 according to the present embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a simplified cross-sectional structure diagram of the servo valve 100 according to the present embodiment. In FIG. 4, the relationship with the air pressure of the air supplied from the supply port 30 connected to the valve bodies 11 and 12 and the pneumatic pressure source 70 is shown.

弁体１１の受圧面１１ａの面積をＳ１、弁体１２の受圧面１２ａの面積をＳ２とし、供給されるエアー圧力をＰとする。上述のように、弁体１１の受圧面１１ａがエアー圧力Ｐから受ける力Ｆｐ１は、Ｆｐ１＝ＰＳ１、同様に弁体１２ａの受圧面１２ａがエアー圧力Ｐから受ける力Ｆｐ２は、Ｆｐ２＝ＰＳ２となり、その面積に力は比例することとなる。ここで、スプール１０の質量をｍとし、スプール１０に作用する上向きの合力をＦとする。   The area of the pressure receiving surface 11a of the valve body 11 is S1, the area of the pressure receiving surface 12a of the valve body 12 is S2, and the supplied air pressure is P. As described above, the force Fp1 received by the pressure receiving surface 11a of the valve body 11 from the air pressure P is Fp1 = PS1, and similarly, the force Fp2 received by the pressure receiving surface 12a of the valve body 12a from the air pressure P is Fp2 = PS2. The force is proportional to the area. Here, the mass of the spool 10 is m, and the upward resultant force acting on the spool 10 is F.

もし、サーボ弁１０の向きによらず、停電時にスプール１０を弁体１１の方向に移動させ、下死点に固定させたい場合には、重力が上向きに働く、つまりサーボ弁が図４の上下方向と反対向きに設置され、重力が上向きに作用している場合を想定して、式（１）が成立するように設定すればよい。   If it is desired to move the spool 10 in the direction of the valve body 11 in the event of a power failure and fix it at the bottom dead center regardless of the direction of the servo valve 10, the gravity works upward, that is, the servo valve moves up and down in FIG. It may be set so that the formula (1) is established, assuming that it is installed in the direction opposite to the direction and the gravity acts upward.

Figure 2009019684
式（１）を解くと、式（２）のようになり、これを整理すると式（３）のようになる。
Figure 2009019684
 Solving equation (1) gives equation (2), and organizing this gives equation (3).

Figure 2009019684
式（３）より、弁体１１の受圧面１１ａと弁体１２の受圧面１２ａの面積差（Ｓ１−Ｓ２）が、ｍｇ／Ｐを超えるように設定すれば良いことが分かる。これはすなわち、エアー圧Ｐにより弁体１１、１２に発生する圧力差（Ｆｐ１−Ｆｐ２）＝Ｐ（Ｓ１−Ｓ２）がスプール１０に作用する重力ｍｇより大きいことを意味している。
Figure 2009019684
 From equation (3), it can be seen that the area difference (S1-S2) between the pressure receiving surface 11a of the valve body 11 and the pressure receiving surface 12a of the valve body 12 may be set to exceed mg / P. This means that the pressure difference (Fp1−Fp2) = P (S1−S2) generated in the valve bodies 11 and 12 due to the air pressure P is larger than the gravity mg acting on the spool 10.

同様に、停電時に弁体１２の方向にスプール１０を移動固定させたい場合には、図４に示された上下関係通りにサーボ弁１００が配置された場合を想定し、スプール１０に作用する重力は下向きの場合を想定し、式（４）が成立するようにすればよい。   Similarly, when it is desired to move and fix the spool 10 in the direction of the valve body 12 in the event of a power failure, it is assumed that the servo valve 100 is arranged according to the vertical relationship shown in FIG. Assuming the downward direction, the equation (4) may be satisfied.

Figure 2009019684
これを解くと、式（５）のようになり、整理すると式（６）のようになる。
Figure 2009019684
 If this is solved, it will become like Formula (5), and it will become like Formula (6) if rearranged.

Figure 2009019684
式（６）からも、やはり弁体１１の受圧面１１ａと弁体１２の受圧面１２ａの面積差（Ｓ２−Ｓ１）が、ｍｇ／Ｐを超えるように設定すれば良いことが分かる。これはすなわち、エアー圧Ｐにより弁体１１、１２に発生する圧力差（Ｆｐ２−Ｆｐ１）＝Ｐ（Ｓ２−Ｓ１）がスプール１０に作用する重力ｍｇより大きいことを意味している。
Figure 2009019684
 It can also be seen from equation (6) that the area difference (S2-S1) between the pressure receiving surface 11a of the valve body 11 and the pressure receiving surface 12a of the valve body 12 should be set to exceed mg / P. This means that the pressure difference (Fp2−Fp1) = P (S2−S1) generated in the valve bodies 11 and 12 due to the air pressure P is larger than the gravity mg acting on the spool 10.

このように、停電時に移動固定させたい方の弁体１１、１２の受圧面１１ａ、１２ａの面積を他方の弁体１１、１２の受圧面１１ａ、１２ａよりも大きくし、その面積差とエアー圧力Ｐで発生させる弁体１１、１２に作用する力が、スプール１０に作用する重力よりも大きくなるように設定すれば、サーボ弁１００の重力の向きに関わらず、常に所望の定位置に移動させ、固定することができる。これにより、停電時には、アクチュエータ部９０のピストン５０等の制御対象物を所定の定位置に移動固定させることができ、停電時でも安全性が確保されたエアアクチュエータ１５０とすることができる。   In this way, the areas of the pressure receiving surfaces 11a, 12a of the valve bodies 11, 12 to be moved and fixed at the time of a power failure are made larger than the pressure receiving surfaces 11a, 12a of the other valve bodies 11, 12, and the difference between the areas and the air pressure If the force acting on the valve bodies 11 and 12 generated by P is set to be larger than the gravity acting on the spool 10, it is always moved to a desired fixed position regardless of the direction of gravity of the servo valve 100. Can be fixed. Thereby, at the time of a power failure, control objects, such as piston 50 of actuator part 90, can be moved and fixed to a predetermined fixed position, and it can be set as air actuator 150 in which safety was secured even at the time of a power failure.

但し、実際的には、スプール１０の質量は１００ｇ程度であり、弁体１１、１２の受圧面１１ａ、１２ａの径の差も５０μｍ程度であるので、厳密にスプール１０に作用する重力を考慮しなくても、自然とこの条件を満たしている場合が多く、Ｓ１>Ｓ２又はＳ１<Ｓ２となるように構成すれば、自然と（１）式又は（４）式の条件を満たしている場合も多い。   However, in actuality, the mass of the spool 10 is about 100 g, and the difference between the diameters of the pressure receiving surfaces 11a and 12a of the valve bodies 11 and 12 is also about 50 μm. Therefore, the gravity acting on the spool 10 is strictly considered. Even if it is not, there are many cases where this condition is naturally satisfied, and if it is configured so that S1> S2 or S1 <S2, it may naturally satisfy the condition of the expression (1) or (4). Many.

次に、図５及び図６を用いて、エアアクチュエータ１５０のアクチュエータ部９０の動作との関係を考慮した、本実施例に係るサーボ弁１００及びエアアクチュエータ１５０の停電時の動作について説明する。   Next, the operation at the time of a power failure of the servo valve 100 and the air actuator 150 according to the present embodiment in consideration of the relationship with the operation of the actuator unit 90 of the air actuator 150 will be described with reference to FIGS.

図５は、本実施例に係るサーボ弁１００を含むエアアクチュエータ１５０の、弁体１１の受圧面１１ａの面積が弁体１２の受圧面１２ａの面積よりも大きい場合の断面構成図である。図５において、個々の構成要素は、今までの説明と同様であるので、その説明を省略する。また、図４で説明したように、スプール１０に作用する重力は考慮されて設定されているものとする。   FIG. 5 is a cross-sectional configuration diagram when the area of the pressure receiving surface 11a of the valve body 11 is larger than the area of the pressure receiving surface 12a of the valve body 12 of the air actuator 150 including the servo valve 100 according to the present embodiment. In FIG. 5, the individual components are the same as those described so far, and the description thereof is omitted. Further, as described with reference to FIG. 4, it is assumed that the gravity acting on the spool 10 is set in consideration.

図５において、弁体１１の受圧面１１ａの面積Ｓ１が弁体１２の受圧面１２ａの面積Ｓ２よりも大きいので、スプール１０は、停電時には、弁体１１の方向（図中下方向）に移動する。このとき、弁体１２は、負荷ポート３１の上側（弁体１３側）を開き、負荷ポート３１と排気ポート３２を連通する通路を作る。従って、シリンダ６０とピストンヘッド５１とで作る圧力室６１と連通する負荷ポート３１は、圧力室６１から負荷ポート３１を介して排気ポート３２に連通する空気通路を作り、圧力室６１の空気は負荷ポート３１から流出して排気ポート３２に流れ、排気ポート３２から大気に排出されることになる。よって、圧縮室６１の圧力は減少する。一方、ピストンヘッド５１を介して圧力バランスを保っている圧力室６２には、空圧源７０から一定のエアーが供給されているので、その圧力は一定である。よって、ピストン５０は、圧力室６２から圧力室６１に作用する力により、上昇する。このような動作により、ピストンロッド５２は上昇し、縮む方向へと移動し、上死点にて定位する。すなわち、この場合は、ピストンロッド５２が移動する定位置は上死点の位置であり、ピストンロッド５２が戻る方向に移動するようにエアアクチュエータ１５０は構成されている。   In FIG. 5, since the area S1 of the pressure receiving surface 11a of the valve body 11 is larger than the area S2 of the pressure receiving surface 12a of the valve body 12, the spool 10 moves in the direction of the valve body 11 (downward in the figure) at the time of power failure. To do. At this time, the valve body 12 opens the upper side (the valve body 13 side) of the load port 31 to create a passage that communicates the load port 31 and the exhaust port 32. Therefore, the load port 31 that communicates with the pressure chamber 61 formed by the cylinder 60 and the piston head 51 creates an air passage that communicates from the pressure chamber 61 to the exhaust port 32 via the load port 31, and the air in the pressure chamber 61 is loaded. The gas flows out of the port 31 and flows into the exhaust port 32 and is discharged from the exhaust port 32 to the atmosphere. Therefore, the pressure in the compression chamber 61 decreases. On the other hand, since the constant pressure air is supplied from the air pressure source 70 to the pressure chamber 62 maintaining the pressure balance via the piston head 51, the pressure is constant. Therefore, the piston 50 is raised by the force acting on the pressure chamber 61 from the pressure chamber 62. By such an operation, the piston rod 52 rises, moves in a contracting direction, and is localized at the top dead center. That is, in this case, the fixed position where the piston rod 52 moves is the top dead center position, and the air actuator 150 is configured so that the piston rod 52 moves in the returning direction.

例えば、停電時には、ピストンロッド５２が縮んだ状態にしたい場合には、ピストンヘッド５１側の圧力室６１が減圧するように構成すればよい。   For example, when it is desired that the piston rod 52 be contracted during a power failure, the pressure chamber 61 on the piston head 51 side may be configured to be depressurized.

次に、図６を用いて、停電時に、弁体１２の方向（図中上方向）にスプール１０を移動させる場合の本実施例に係るサーボ弁１００を含むエアアクチュエータ１５０について説明する。図６は、弁体１２の受圧面１２ａの面積が、弁体１１の受圧面１１ａの面積よりも大きく構成された場合の本実施例に係るサーボ弁１００を含むエアアクチュエータ１５０の断面構成図である。   Next, the air actuator 150 including the servo valve 100 according to the present embodiment when the spool 10 is moved in the direction of the valve body 12 (upward in the figure) at the time of a power failure will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a cross-sectional configuration diagram of the air actuator 150 including the servo valve 100 according to the present embodiment when the area of the pressure receiving surface 12a of the valve body 12 is configured to be larger than the area of the pressure receiving surface 11a of the valve body 11. is there.

図６において、弁体１２の方の径が、弁体１１の径よりも大きくなるので、弁体１２に対向するスリーブ２０の内径が大きくなっている点で、今までの実施例とは異なっている。他の構成要素については、今までの説明と同様である。   In FIG. 6, the diameter of the valve body 12 is larger than the diameter of the valve body 11, so that the inner diameter of the sleeve 20 facing the valve body 12 is large, which is different from the previous embodiments. ing. Other components are the same as those described above.

図６において、停電時には、弁体１２の受圧面１２ａの面積の方が弁体１１の受圧面１１ａの面積よりも大きいので、弁体１２の方向にスプール１０は移動する。すると、負荷ポート３１の下側（弁体１１側）が開き、供給ポート３０から供給されているエアーが、負荷ポート３１を介してアクチュエータ部９０のシリンダ６０とピストンヘッド５１で作る圧力室６１に流入する通路が形成される。よって、圧力室６１には負荷ポート３１を介してエアーが流入し、圧力が上昇することになる。一方、ピストンヘッド５１を介して圧力室６１と圧力バランスを保っている圧力室６２には、空圧源７０から、一定圧力のエアーが供給されており、その圧力は一定である。よって、圧力室６１の圧力は圧力室６２の圧力よりも高くなり、ピストンロッド５２は、突出する方向に移動することになる。そして、ピストン５０の下死点に達したときに、ピストンロッド５２は固定される。このように、停電時に、ピストン５０が下死点に固定されるように定位置を設定したい場合には、弁体１２の径を弁体１１の径よりも大きく形成するようにすればよい。   In FIG. 6, at the time of a power failure, the area of the pressure receiving surface 12 a of the valve body 12 is larger than the area of the pressure receiving surface 11 a of the valve body 11, so the spool 10 moves in the direction of the valve body 12. Then, the lower side of the load port 31 (the valve body 11 side) opens, and the air supplied from the supply port 30 enters the pressure chamber 61 formed by the cylinder 60 and the piston head 51 of the actuator unit 90 via the load port 31. An inflow passage is formed. Therefore, air flows into the pressure chamber 61 via the load port 31 and the pressure rises. On the other hand, a constant pressure of air is supplied from the air pressure source 70 to the pressure chamber 62 that maintains a pressure balance with the pressure chamber 61 via the piston head 51, and the pressure is constant. Therefore, the pressure in the pressure chamber 61 becomes higher than the pressure in the pressure chamber 62, and the piston rod 52 moves in the protruding direction. When the piston 50 reaches the bottom dead center, the piston rod 52 is fixed. Thus, when it is desired to set the fixed position so that the piston 50 is fixed at the bottom dead center during a power failure, the diameter of the valve body 12 may be formed larger than the diameter of the valve body 11.

これにより、停電時に、ピストンロッド５２が下がった状態で定位するエアアクチュエータ１５０とすることができる。   Thereby, it can be set as the air actuator 150 which localizes in the state which the piston rod 52 fell at the time of a power failure.

本実施例においては、エアアクチュエータ１５０のアクチュエータ部９０は、シリンダ６０とピストン５０からなるアクチュエータを例に挙げ、ピストンヘッド５１側の圧力室６１を負荷ポート３１に接続する構成とした例で説明したが、アクチュエータ部９０の種類や形式、サーボ弁１００との負荷ポート３１との接続方法は、種々の態様を適用することができる。   In the present embodiment, the actuator unit 90 of the air actuator 150 is described as an example in which the actuator composed of the cylinder 60 and the piston 50 is taken as an example, and the pressure chamber 61 on the piston head 51 side is connected to the load port 31. However, various modes can be applied to the type and type of the actuator unit 90 and the connection method of the servo valve 100 with the load port 31.

また、今までの説明で分かるように、特許請求の範囲中の第１の弁体と第２の弁体は、その設定方法により、弁体１１、１２の双方をそれぞれ第１の弁体と第２の弁体として適用することができる。   Further, as can be seen from the above description, the first valve body and the second valve body in the claims are both set to the first valve body and the first valve body, respectively, according to the setting method. It can be applied as a second valve body.

以上、本発明の好ましい実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。   The preferred embodiments of the present invention have been described in detail above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and substitutions can be made to the above-described embodiments without departing from the scope of the present invention. Can be added.

本実施例に係るサーボ弁１００の断面構成図である。It is a section lineblock diagram of servo valve 100 concerning this example. 本実施例に係るエアアクチュエータ１５０の断面構成図である。It is a section lineblock diagram of air actuator 150 concerning this example. 本実施例に係るサーボ弁１００及びこれを適用したエアアクチュエータ１５０の断面構造図である。1 is a cross-sectional structure diagram of a servo valve 100 according to an embodiment and an air actuator 150 to which the servo valve 100 is applied. 本実施例に係るサーボ弁１００の簡略化された断面構造図である。It is the simplified cross-section figure of the servo valve 100 which concerns on a present Example. 本実施例に係るサーボ弁１００を含むエアアクチュエータ１５０の、弁体１１の径が弁体１２の径よりも大きい場合の断面構成図である。It is a section lineblock diagram in case the diameter of valve body 11 is larger than the diameter of valve body 12 of air actuator 150 containing servo valve 100 concerning this example. 本実施例に係るサーボ弁１００を含むエアアクチュエータ１５０の、弁体１１の径が弁体１２の径よりも大きい場合の断面構成図である。It is a section lineblock diagram in case the diameter of valve body 11 is larger than the diameter of valve body 12 of air actuator 150 containing servo valve 100 concerning this example. 従来のサーボ弁２００を含むエアアクチュエータ２５０を示した図である。It is the figure which showed the air actuator 250 containing the conventional servo valve 200. FIG.

符号の説明Explanation of symbols

１０ スプール
１１、１２、１３ 弁体
１１ａ、１２ａ 受圧面
１４ コイルボビン
１５、２３ コイル
１６、２４ 端子
１７ 変位軸
２０ スリーブ
２１ マグネットケース
２２ 永久磁石
２５ 静圧軸受部
３０ 供給ポート
３１ 負荷ポート
３２ 排気ポート
５０ ピストン
５１ ピストンヘッド
５２ ピストンロッド
６０ シリンダ
６１、６２ 圧力室
７０ 空圧源
９０ アクチュエータ部
１００ サーボ弁
１１０ａ、１１０ｂ 孔
１２０ 通路部
１２０−１ 空気導入部
１２０−２ 通路本体部
１２０−２ａ、１２０−２ｂ、１８０ａ 通路
１３０ ガイドフランジ
１５０ エアアクチュエータ
１５５、１６０ 圧力センサ
１８０ 補助壁部材
４１０ 位置センサ
４１０−１ 位置センサ用ロッド
４１０−２ センサ部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Spool 11, 12, 13 Valve body 11a, 12a Pressure receiving surface 14 Coil bobbin 15, 23 Coil 16, 24 Terminal 17 Displacement shaft 20 Sleeve 21 Magnet case 22 Permanent magnet 25 Static pressure bearing part 30 Supply port 31 Load port 32 Exhaust port 50 Piston 51 Piston head 52 Piston rod 60 Cylinder 61, 62 Pressure chamber 70 Air pressure source 90 Actuator part 100 Servo valve 110a, 110b Hole 120 Passage part 120-1 Air introduction part 120-2 Passage body part 120-2a, 120-2b , 180a passage 130 guide flange 150 air actuator 155, 160 pressure sensor 180 auxiliary wall member 410 position sensor 410-1 position sensor rod 410-2 sensor unit

Claims (4)

第１の弁体と第２の弁体を有するスプールと、該スプールを軸方向に移動可能に収容し、前記第１の弁体と前記第２の弁体との間にエアーを供給する供給ポートを有するスリーブを備えたサーボ弁であって、
前記第１の弁体及び前記第２の弁体は、前記供給ポートから供給された前記エアーによるエアー圧力を受圧する受圧面を各々有し、
前記第１の弁体の前記受圧面の面積は、前記第２の弁体の前記受圧面の面積よりも大きく形成され、
前記スプールは、前記エアーの供給により前記第１の弁体の方向に移動することを特徴とするサーボ弁。 A spool having a first valve body and a second valve body, and a supply for accommodating the spool so as to be movable in the axial direction and supplying air between the first valve body and the second valve body A servo valve with a sleeve having a port,
The first valve body and the second valve body each have a pressure receiving surface that receives air pressure by the air supplied from the supply port,
The area of the pressure receiving surface of the first valve body is formed larger than the area of the pressure receiving surface of the second valve body,
The servo valve according to claim 1, wherein the spool moves in the direction of the first valve body by the supply of the air. 前記第１の弁体と前記第２の弁体との受圧面の面積差と、前記エアー圧力とにより発生する前記第１の弁体方向に移動する力は、前記スプールに作用する重力よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載のサーボ弁。   The force that moves in the direction of the first valve body generated by the difference in area of the pressure receiving surface between the first valve body and the second valve body and the air pressure is greater than the gravity acting on the spool. The servo valve according to claim 1, wherein the servo valve is large. 前記スリーブは、負荷が接続される負荷ポートを備え、
前記第１の弁体又は前記第２の弁体のいずれか一方は、前記負荷ポートを開閉する位置に配置され、位置を制御することにより前記負荷ポートへのエアーの流入出量を制御することを特徴とする請求項１又は２に記載のサーボ弁。 The sleeve includes a load port to which a load is connected,
Either the first valve body or the second valve body is disposed at a position to open and close the load port, and the amount of air flowing into and out of the load port is controlled by controlling the position. The servo valve according to claim 1 or 2, wherein 請求項３に記載のサーボ弁と、
前記負荷ポートに接続されたピストンロッドを支持するシリンダとを有し、
前記ピストンロッドは、前記負荷ポートへのエアーの流入出量により、所定の定位置に移動されることを特徴とするエアアクチュエータ。 A servo valve according to claim 3;
A cylinder that supports a piston rod connected to the load port;
The air actuator according to claim 1, wherein the piston rod is moved to a predetermined fixed position by an amount of air flowing into and out of the load port.
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