JP7191297B2 - サーボバルブ - Google Patents
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Description
図1は、本実施形態に係るサーボバルブ10の断面図である。
以上のように構成されるサーボバルブ10の動作について、図2A~図6を参照しながら説明する。なお、この動作説明では、必要に応じて、図1も参照しながら説明する。
次に、図7A~図13を参照しながら、本実施形態に係るサーボバルブ10の特性と、特許文献3~5のサーボバルブの特性とを対比する。ここでは、サーボバルブ10の構成要素と同じ構成要素については、同じ参照符号を付けて説明する場合がある。
次に、本実施形態に係るサーボバルブ10の変形例について説明する。
以上説明したように、本実施形態に係るサーボバルブ10において、第1弾性部62及び第2弾性部64は、X方向に沿った互いに異なる方向の弾性力(第1弾性力、第2弾性力)を有する。
16…可動子 18…駆動部
24…ポート 26…開口
28…スリーブ 32…第1ヨーク
32a…サイドヨーク 32b…アウタヨーク
34、90、96…コイル 36…磁石部
36a…第1永久磁石 36b…第2永久磁石
36c…第2ヨーク 40a…第1突出部
40b…第2突出部 48…磁気センサ
50…コネクタシャフト 54…スプール
56…第1固定部 58…連結部
60…第2固定部 62…第1弾性部
64…第2弾性部 80、82…可動部
84、92…ヨーク 86a、86b、94…永久磁石
88、98…鉄心
88a、92a、92b…突出部
Claims (16)
- 複数のポートが形成された筒状のボディと、前記ボディの内方で該ボディの軸方向に沿って配置された可動子と、前記ボディに対して前記軸方向に連結され、前記可動子を前記軸方向に沿って摺動させることで、前記各ポート間の流路の接続を切り換える駆動部とを備えるサーボバルブにおいて、
前記ボディの内方で前記軸方向に沿って延び、前記軸方向に沿って前記可動子を前記駆動部側に押圧する第1弾性力を有する第1弾性部と、
前記ボディの内方で前記軸方向に沿って延び、前記軸方向に沿って前記可動子を前記駆動部の反対側に押圧する第2弾性力を有する第2弾性部と、
前記ボディの内方で少なくとも前記第2弾性部に連結され、前記駆動部が駆動を停止しているときの前記可動子の中立位置で、前記ボディにおける前記駆動部の反対側と、前記可動子における前記駆動部の反対側とに当接する連結部と、
をさらに備え、
前記第1弾性部の一端は、前記可動子の前記駆動部側に固定され、
前記第2弾性部の一端は、前記ボディの前記駆動部側に固定され、
前記第1弾性部の他端及び前記第2弾性部の他端は、前記連結部に連結されていることを特徴とするサーボバルブ。 - 請求項1記載のサーボバルブにおいて、
前記駆動部は、前記ボディに対して前記軸方向に連結された磁性体を含む筒状体と、前記筒状体の内方に設けられ、前記可動子の一部を構成し、且つ、可動磁石、可動コイル又は可動鉄心を含む可動部とを有し、
前記可動部を前記軸方向に沿って移動させることにより、前記可動部を含む前記可動子を前記軸方向に沿って摺動させることを特徴とするサーボバルブ。 - 請求項2記載のサーボバルブにおいて、
前記駆動部は、前記ボディに対して前記軸方向に連結された前記筒状体である第1ヨークと、前記第1ヨークに巻回されたコイルと、前記コイルと向かい合うように前記第1ヨークの内方に設けられた前記可動部である磁石部とを有し、
前記コイルへの通電に起因して前記磁石部に作用する磁気吸引力により、前記可動子を前記軸方向に沿って摺動させることを特徴とするサーボバルブ。 - 請求項3記載のサーボバルブにおいて、
前記第1ヨークの前記軸方向に沿った一端側及び他端側には、前記第1ヨークの内方に突出する突出部が設けられ、
前記コイルへの通電を停止しているときの前記中立位置において、前記磁石部は、2つの前記突出部の間に位置することを特徴とするサーボバルブ。 - 請求項4記載のサーボバルブにおいて、
前記コイルは、前記第1ヨークの内方における2つの前記突出部の間に設けられ、
前記可動子が前記中立位置にあるときの前記磁石部の前記軸方向に沿った位置と、前記コイルの前記軸方向に沿った位置とは、略同じ位置であることを特徴とするサーボバルブ。 - 請求項3~5のいずれか1項に記載のサーボバルブにおいて、
前記第1ヨークは、前記可動子の摺動に伴う前記磁石部の前記軸方向に沿った移動範囲内で該磁石部を覆うように前記ボディに連結されていることを特徴とするサーボバルブ。 - 請求項3~6のいずれか1項に記載のサーボバルブにおいて、
前記第1ヨークは、前記コイルを前記軸方向で挟み込むように配置された2つのヨークから構成されることを特徴とするサーボバルブ。 - 請求項3~7のいずれか1項に記載のサーボバルブにおいて、
前記磁石部は、前記軸方向に沿って配置され、且つ、前記軸方向に着磁された2つの永久磁石と、前記2つの永久磁石の間に介挿された第2ヨークとから構成されることを特徴とするサーボバルブ。 - 請求項8記載のサーボバルブにおいて、
前記2つの永久磁石は、互いに異なる着磁方向で着磁されていることを特徴とするサーボバルブ。 - 請求項3~9のいずれか1項に記載のサーボバルブにおいて、
前記ボディの内方には、前記各ポートに連通する開口が設けられたスリーブが配置され、
前記可動子は、前記磁石部と、前記スリーブ内に前記軸方向に沿って配置されたスプールと、前記磁石部と前記スプールとを前記軸方向に連結するシャフトと、前記シャフトの前記磁石部側に配置され、前記第1弾性部の一端を固定する環状の第1固定部とを有し、
前記ボディの内方の前記第1ヨーク側には、前記ボディ及び前記第1ヨークに固定され、前記シャフト及び前記第1固定部が貫通し、且つ、前記第2弾性部の一端を固定する環状の第2固定部が設けられ、
前記連結部は、前記ボディの内方で、前記スプール及び前記ボディの前記スプール側に当接可能であり、且つ、前記シャフトが貫通する環状の部材であり、
前記第1弾性部は、前記ボディの内方で、前記連結部と前記第1固定部との間に介挿され、
前記第2弾性部は、前記ボディの内方で、前記連結部と前記第2固定部との間に介挿されることを特徴とするサーボバルブ。 - 請求項3~10のいずれか1項に記載のサーボバルブにおいて、
前記軸方向に沿って前記磁石部に近接配置され、磁束を検出するセンサをさらに備えることを特徴とするサーボバルブ。 - 請求項2記載のサーボバルブにおいて、
前記駆動部は、前記ボディに対して前記軸方向に連結された前記筒状体であるヨークと、前記ヨークの前記軸方向に沿った両端に各々設けられた2つの永久磁石と、前記ヨークと向かい合うように前記ヨークの内方に設けられた鉄心と、前記鉄心に巻回されたコイルとを有し、
前記可動部は、前記鉄心及び前記コイルから構成され、
前記2つの永久磁石と前記鉄心との間に作用する力、及び/又は、前記コイルへの通電に起因して前記可動部に作用する力を含む磁気吸引力により、前記可動子を前記軸方向に沿って摺動させることを特徴とするサーボバルブ。 - 請求項2記載のサーボバルブにおいて、
前記駆動部は、前記ボディに対して前記軸方向に連結された前記筒状体であるヨークと、前記ヨークの軸方向に沿った中央部に設けられた永久磁石と、前記永久磁石と向かい合うように前記ヨークの内方で前記軸方向に沿って設けられたコイルと、前記ヨークの内方で前記軸方向に沿って設けられた前記可動部である鉄心とを有し、
前記ヨークの両端と前記鉄心との間に作用する力、及び/又は、前記コイルへの通電に起因して前記鉄心に作用する力を含む磁気吸引力により、前記可動子を前記軸方向に沿って摺動させることを特徴とするサーボバルブ。 - 複数のポートが形成されたボディと、前記ボディの内方で該ボディの軸方向に沿って配置された可動子と、前記ボディに対して前記軸方向に連結され、前記可動子を前記軸方向に沿って摺動させることで、前記各ポート間の流路の接続を切り換える駆動部とを備えるサーボバルブにおいて、
前記ボディの一端部側の内方で前記軸方向に沿って延び、前記軸方向に沿って前記可動子を前記駆動部に押圧する第1弾性力を有する第1弾性部と、
前記ボディの他端部側に連結される前記駆動部と、
前記ボディの他端部側の内方で前記軸方向に沿って延び、前記軸方向に沿って前記可動子を前記ボディの一端部側に押圧する第2弾性力を有する第2弾性部と、
前記ボディの内方において、前記駆動部が駆動を停止しているときの前記可動子の中立位置で、前記ボディの一端部及び前記可動子と向かい合う連結部と、
前記ボディの内方の前記駆動部側で、前記ボディ及び前記駆動部に固定される固定部と、
をさらに備え、
前記第1弾性部の一端は、前記可動子の端部の端面に直接固定され、
前記可動子の前記端部は、前記端面が終端であり、前記第1弾性部の中又は周りにまで延長せず、
前記第1弾性部の他端は、前記駆動部から離間した前記ボディの一端部を塞ぐエンドカバーに固定され、
前記第2弾性部の一端は、前記連結部に固定され、
前記第2弾性部の他端は、前記固定部に固定されていることを特徴とするサーボバルブ。 - 請求項1~14のいずれか1項に記載のサーボバルブにおいて、
前記第1弾性部及び前記第2弾性部は、ばね部材であることを特徴とするサーボバルブ。 - 請求項1~15のいずれか1項に記載のサーボバルブにおいて、
前記駆動部から前記可動子に作用する力と、前記第1弾性力又は前記第2弾性力とを釣り合わせることで、前記可動子を前記中立位置に復帰させるための復元力を調整可能であることを特徴とするサーボバルブ。
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