JPS61171907A - 電気液圧サ−ボ弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、圧油等の作動圧液を電気的に制御する電気
液圧サーボ弁に関する。

〔従来の技術〕

一般に液圧装置、例えば油圧装置を高精度に制御するた
めには、電気液圧サーボ弁を用いたサーボ機構が用いら
れる。この電気液圧サーボ弁の一種として直動型のサー
ボ弁が用いられるが、この直動型のサーボ弁は第５図に
示すように、サーボ弁本体ｌ内にスプール２を設けて、
このスプール２をフォースモータ５で駆動するようにし
て、油圧源Ｐから入口ボート６を介して流入する圧油を
第１のシリンダーボート７又は第２のシリンダーボート
８から吐出すると共に、第１のシリンダーボート７又は
第２のシリンダーボート８に返ってきた圧油をタンクボ
ート９を介してオイルタンクｌＯに排出して、第１及び
第２のシリンダーボート７．８に接続した油圧アクチュ
エータ　（図示していない）の作動を制御するものであ
る。

ここで、この例においては、フォースモータ５は、動電
型のものを使用しており、永久磁石３ａとヨーク３ｂと
して形成される環状の磁界に駆動コイル４を配して、こ
の駆動コイル４をスプール２に接続するようにすると共
に、この駆動コイル４に流す電流を制御してスプール２
を移動させるようにしたものである。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上述の電気液圧サーボ弁にあっては、直動型サーボ弁の
高速作動を実現するためには、フォースモータの駆動力
を強力化するか、スプールを軽量化することが考えられ
る。しかしながら、フォースモータの強力化は駆動コイ
ル等の大型化及び質量の増加を招き、これらの可動部の
入力信号に対する応答性が低下するし。

図れないという問題点があった。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明にあっては、スプールに°電圧引加により変形す
る圧電素子を設け作動液の液量を制御するようにしたこ
とを特徴とする電気液圧サーボ弁を上述の問題解決のた
めの手段とする。

〔作用〕

上述の電気液圧サーボ弁は、圧電素子に電圧を引加する
ことによって、圧電素子は変形し圧液の制御を行う。

〔実施例〕

以下、本発明に係る電気液圧サーボ弁の実施例について
説明する。

第１図は１本発明に係る電気液圧サーボ弁の第１の実施
例を示している０本実施例においては、スプール１１の
駆動をこのスプール１１の両端に設けられた圧電素子１
７．１８で行う他は、従来で示した電気液圧サーボ弁と
同様である。即ち、サーボ弁本体１２には油圧源Ｐから
の圧油が供給される圧力ポート１３と、この圧力ボート
１３からの圧油が送られる第１及び第２のシリンヶーｆ
ｆｌ　−）　１５，１８１、。、、、１□、２ｏつ、　
　吏ンダーポー）　１５．１８に接続された油圧アクチ
ュエータ　（図示していない）からのもどり圧油が排出
されるタンクボー）４４とが開設されておす、これらの
ボートが連通ずるサーボ弁本体１２内の空隙にはスプー
ル１１が貫装されている。

このスプール１１はサーボ弁本体１２内を移動して、油
圧源Ｐからの圧油を第１又は第２のシリンダーポート１
５．１８に振り分けるが、このスプール１１は、このス
プール１１の両端に設けられた圧電素子１７．ＩＥＩに
より行われる。

圧電素子１７．１８は引加電圧の方向に従って正または
負の歪を発生し、スプールの軸方向に伸び縮みする０本
実施例においては、歪の発生方向と電圧の引加方向とが
一致する圧電素子を用いているため、スプール１１の軸
方向に対向して圧電素子の両端に電極が設置すられてい
る。そしてこれらの圧電素子１７．１８はそれぞれ逆の
方向に電圧が引加されるようになっており、サーボ弁の
中立状態においては、使用状態における圧電素子の最大
の歪を発生する電圧の局の電圧がバイアス電圧として引
加されて、スプール１１は中立位置に保持される。この
バイアス電圧に制御電圧を重畳させると、圧電皇子１７
１Ｒｌ＋スプールｌｌの軸線方向に沿ってそれぞれ反対
に変形し、スプール１１を駆動する。即ち１例えば圧電
素子＋７がスプール軸方向に膨張する変形をしたとする
と、圧電素子１８は逆に収縮する変形をし、スプール１
１と圧電素子１７．１８を合わせた軸線方向の長さは変
らない、これは逆方向の制御電圧を引加しても同様であ
るから、スプール１１は中立位置から制御電圧に応じて
軸線方向に移動して、圧カポ−）１３からの圧油制御信
号に基づいて第１又は第２のシリンダーボート１５、１
８から吐出して油圧アクチュエータを制御することがで
きる。

従って本実施例によれば、フォースモータを廃止するこ
とができるため、サーボ弁の可動部の質量を軽減するこ
とができ、サーボ弁の高速運動性を高めることが可鋤と
なり、従来使用ができなかった高周波領域での使用が可
能となる他、サーボ弁の小型化・発熱の低減等を図るこ
とができる。

なお１本実施例においては、圧電素子はスプールの両端
に配設したが、スプールの片端にのみ配設し他端には圧
縮コイルバネを配設するようにしてもよい。

次に１本発明に係る電気液圧サーボ弁の第２の実施例に
ついて説明する。第２図及び第３図はこの実施例を示す
ものである０本実施例においては、サーボ弁本体２ｏに
は従来のサーボ弁と同様に圧力ボート２１．タンクボー
ト２２．第１及び第２のシリンダーポー）　２３．２４
が開設されている。そして、本実施例においては、スプ
ール２５はサーボ弁本体２ｏの両端に配設された押え板
２Ｂの間に固定されており、スプール自体は移動しない
、スプール２５は圧油を第１及び第２のシリンダーボー
）　２３．２４に振り分ける２個所のランド部２５ａと
これらのランド部２５ａを連結するステム部２５ｂとか
ら形成されており、本実施例では、圧電素子はスプール
２５の２個所のランド部２５ａに取付けられている。こ
のランド部２５ａは第３図に示すように、リング状の圧
電素子２Ｅｔａ、２８ｂ、２Ｅ！ｃ、２８ｄが設けられ
ている。この圧電素子２６ａ、２Ｅｌｂ、２８ｃ、２８
ｄに電圧を引加するとスプール２５の軸線方向に伸張す
るように変形する。そして電圧が引加されない状態にお
いては、圧電素子は最短寸法となり、第３図に示す第２
のシリンダーボート２４偏について説明すれば、第２の
シリンダーボート２４側に通じる空間クポート２２に通
じる空間部２日とが連通ずる状態となっている。これら
の圧電素子２１１ａ、２８ｂは電圧引加状態で第３図中
破線で示すように変形し、上述の各空間部２７．２８．
２９間を隔絶するものとなる。また第１のシリンダーボ
ート２３側のランド部１２も同様に圧電素子が設けられ
ている。

そしてサーボ弁を中立状態とする場合には各圧電素子２
８ａ、２８ｂ、２ｅｃ、２８ｄに最大使用変形量の局に
相当する変形が発生するバイアス電圧を引加ｔ６．１５
．７え９．１ｏつ１，７ケー１−１　　　吏２３に圧油
を送るには、圧電素子２８ｃには伸張する制御信号を、
また圧電素子２ｅｄ−には収縮する制御信号を引加して
第１のシリンダーボート２３に圧力ボート２！からの圧
油を送る一方、圧電素子２Ｅｌａには伸張する制御信号
を、また圧電素子２８ｂには収縮する制御信号を引加し
て、油圧アクチュエータからのもどり圧油をタンクボー
ト２２に送るようにする。また第２のシリンダーボート
２４から圧油を送り出すには上述と逆の制御信号を各圧
電素子２８ａ、２８ｂ、２Ｂｃ、２１３ｄに引加すれば
よい。

本実施例によれば、第１の実施例と同様に、高速作動が
可能であり、サーボ弁の小型化を図ることができる他、
ａ械的駆動部がないため耐久性の向上を図ることができ
る。また、第４図に示すように、圧電素子の表面に耐摩
耗性を有する硬質の金属片３１を配設すれば更に耐久性
を向上させることができる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、電気液圧サーボ
弁のスプールに圧電素子を設けて作動液の制御を行うよ
うにしたから、サーボ弁の高速作動が可能となる他、弁
口体の小型化を図ることができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る電気液圧サーボ弁の第１の実施例
を示す断面図、第２図は本発明に係る電気液圧サーボ弁
の第２の実施例を示す断面図、第３図は第２図に示した
電気液圧サーボ弁のスプールのランド部を示す拡大断面
図、第４図は第３図に示したランド部の他の例を示す断
面図、第５図は従来の電気液圧サーボ弁を示す断面図で
ある。 １１．２５・・・スプール

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）スプールに電圧引加により変形する圧電素子を設け
   作動液の液量を制御するようにしたことを特徴とする電
   気液圧サーボ弁。 ２）上記圧電素子をスプールの端部に設けてスプールを
   駆動することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   電気液圧サーボ弁。 ３）上記圧電素子は、スプールのランド部に設けられ、
   作動液流通孔の面積を変化させ作動液の制御を行うこと
   を特徴とする特許請求の範囲第１項記載の電気液圧サー
   ボ弁。 ４）上記圧電素子の表面は耐摩耗性を有する金属で被覆
   されていることを特徴とする特許請求の範囲第３項記載
   の電気液圧サーボ弁。