JPH0293104A

JPH0293104A - 三方向サーボ弁

Info

Publication number: JPH0293104A
Application number: JP24580788A
Authority: JP
Inventors: Nobuo Kondo; 信雄近藤; Hiroyuki Fukuya; 福屋　浩幸; Kuninobu Uki; 宇木　邦順
Original assignee: Kayaba Industry Co Ltd
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 1988-09-29
Filing date: 1988-09-29
Publication date: 1990-04-03
Anticipated expiration: 2013-09-03
Also published as: JP2793603B2

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）本発明は高圧流体の制御に最適な三方向サーボ弁の改良
に関する。

（従来の技術）高圧のラムまたはツヤツキなどに対する作動流体の流量
あるいは圧力を制御する三方向サーボ弁として、特開昭
５６−１０１４６６号公報に開示されたものがある。

三方向サーボ弁は、ラムやジヤツキの作動室を高圧の圧
力源と低圧のタンクとに選択的に接続することにより、
伸長動作させたり収縮動作させたりするもので、その作
動速度を正確に制御できるように、弁スプールは電磁駆
動部に連結されていて、外部からの制御電流に応じて微
少ストロークして作動流体の流量や圧力を精度よくコン
トロールする。

（発明が解決しようとする課題）ところが制御流体が高圧であるため、スプールには制御
流体の流れに伴い大きな軸力が作用し、スプールの変位
が制御電流値に正確に対応できず、制御の混乱を招きや
すい。

これを補償するために、スプールには軸力補償用のバケ
ット部（流体噴出曲面部）が形成しである。

しかし、従来は流量制御と軸力補償とを同一エツジ部分
で行うため、軸力補償機能が必ずしも十分とは言えず、
特に低流量域では補償能力が小さく、高流量域では逆に
補償能力が大き過ぎるという傾向があった。

本発明はこのような問題を解決することを目的とする。

（課題を解決するための手段）本発明は電磁駆動部を介して摺動するスプールを設け、
このスプールの変位に応じて流体の制御ポートを高圧ポ
ートとタンクポートに選択的に接続する三方向サーボ弁
において、前記高圧ポートに接続する高圧弁室の両隣に
前記制御ポートに接続する制御弁室をそれぞれ形成し、
さらに各制御弁室の両外側にタンクポートに接続する低
圧弁室をそれぞれ形成し、スプールに形成した２つのラ
ンドを前記高圧弁室に位置させ、これらランドの両外側
に軸力補償用のバケット部をそれぞれ形成し、かつ一方
のバケット部を一方の制御弁室、他方のバケット部を一
方の低圧弁室に位置させ、さらにバケット部が位置する
制御弁室と低圧弁室との間に位置してスプールにランド
を設け、スプールの一方への変位により高圧弁室の両側
で各制御弁室と連通し、他方への変位により両制御弁室
を各低圧弁室と連通させるように構成した。

（作用）ラムやジヤツキなどの負荷に対する高圧流体の供給時、
高圧弁室からの高圧流体は一方の流体計量部と他方の軸
力補償部とから２つに分流し、スプールに互いに反対方
向の軸力を及ぼす、このため、流量の大小にかかわらず
、軸力は互いに相殺される。

また、高圧流体の排出時にも、制御弁室からの高圧流体
は２つの低圧弁室へと分流し、このときスプールに互い
に反対方向の軸力を及ぼすため、軸力は前記と同様に相
殺される。

また制御される流量は２つの流れに分流するので、大流
量の制御が行える。

（実施例）図面は本発明の実施例を示す断面図である。

バルブボディ１に形成した摺動孔２にはスプール３が摺
動自由に挿入される。スプール３の一端には図示しない
電磁駆動部が連結され、この電磁駆動部の励磁電流に応
じてスプール３が左右に摺動変位する。

スプール３の中央部分には２つのランド４．５が形成さ
れ、このランド４と５で囲まれた部分が高圧弁室６とな
っており、圧力源と接続する高圧ポート７が開口してい
る。

高圧弁室６の左右に位置して摺動孔２には制御ボー）８
Ａと８Ｂが開口し、これら制御ポート８Ａ、８Ｂは互い
に合流して制御通路８を形成し、この制御通路８が高圧
のラムあるいはジヤツキ等を構成するシリンダ９の作動
室１０と接続する。

シリング９は作動室１０に供給される作動流体によって
ピストン１１が移動し、負荷１２を上下方向に駆動する
。

前記スプール３のランド４．５のそれぞれ両外側に隣接
して、スプール３には軸力補償用の曲面形状をしたバケ
ット部１３と１４が形成される。

前記制御ボー）８Ａと８Ｂがそれぞれ開口する制御弁室
１５と１６の両隣に位置して、低圧弁室１７と１８が形
成される。これら低圧弁室１７と１８にはそれぞれタン
クボー）１９Ａと１９Ｂが開口し、これらタンクポート
１９Ａと１９Ｂは互いに合流しで、図示しないタンクと
接続するタンク通路１９を形成する。

タンクボー）１９Ａ、１９Ｂの近傍に位置してスプール
３にはランド２０と２１が形成される。

そして、スプール３の変位に伴い中央のランド４と５の
うち、一方のランド４はその右端の軸力補償部となるエ
ツジＡの部分で高圧弁室６から制御弁室１５への流れを
制御し、他方のランド５は右端の流量計量部となるエツ
ジＢで高圧弁室６がら制御弁室１６への流れを制御する
と共に、左端の軸力補償部となるエツジＣにより制御弁
室１６から低圧弁室１８への流れを制御し、また、ラン
ド２０の左端の流量計量部となる工ンノＤは制御弁室１
５から低圧弁室１７への流れを制御するように構成され
ている。

次に作用について説明する。

スプール３が図示状態にあるときは左右の制御弁室１５
と１６はいずれも遮断され、したがってシリング９の作
動室１０には作動流体が封し込められ、ピストン１１は
その位置に保持され、負荷１２が静止している。

負荷１２を上昇させるときは、図示しなり・電磁駆動部
によりスプール３が図中左方向に駆動される。これによ
り高圧弁室６と左右の制御弁室１５．１６とが同時に連
通し、エツジＡ、Ｂの部分から高圧の作動流体が制御弁
室１５．１６へと噴出し、制御ボー）８’Ａ、８Ｂから
シリング９へと送り込まれ、ピストン１１を上方へ移動
させる。

この場合、エツジＢの部分から制御弁室１６に噴出する
流体力によりスプール３は図中左方向への軸力を受ける
。これに対してエツジＡの部分から制御弁室１５に噴出
する流体は、バケット部１３に沿って高速で流れる際に
、スプール３を図中右方向へ向ける軸力を発生させる。

これら互いに反対方向の軸力は、弁開度、すなわち流量
の変化に対応して増減し、流量が増大するほどそれぞれ
大きくなる。

これらの結果、反対方向の軸力は流量のいかんにかかわ
らず常に互いに相殺され、スプール３の変位が制御流体
によって発生する軸力の影響を受けることがなくなり、
流体の流量または圧力制御が正確に行える。

負荷１２を降下させるときは、スプール３を図中右方向
に変位させる。これにより制御弁室１５と１６はそれぞ
れ低圧弁室１７と１８に連通する。

このため、シリング９の作動室１０の作動流体は、負荷
１２に応じて発生する圧力によって押し出され、ピスト
ン１１が下方へと移動する。

このとき、制御弁室１５．１６からはエツジＤとＣの部
分を通って低圧弁室１７．１８へ流体が噴出し、この噴
出流量に応じてピストン１１の降下速度が決まる。

そして、スプール３はエツジＤの部分において噴出流体
による右方向への軸力を受けるが、エツジＣの部分から
の噴出流体が軸力補償用のバケット部１４により、左方
向への軸力を発生させるため、前記と同様に発生軸力は
互いに相殺され、スプール３の変位に及ぼす影響が消失
するのである。

このようにして、スプール３をいずれの方向に変位させ
る場合も、流体による軸力の影響を取り除くことができ
るのであり、また、制御される流体の流量は２つの制御
ボー）８Ａ、８Ｂに分流するので、通常の弁に比較して
２倍の流量まで制御することができる。

なお、各ランドに形成するエツジＡとＢあるいはエツジ
ＣとＤのラップ量を適度にずらすことにより、流量ゲイ
ンの調整操作が可能となる。

（発明の効果）以上のように本発明によれば、スプールの変位に伴い高
圧流体の供給側と戻り側のいずれについても、作動流体
は流体計量部と軸力補償部とに分流するため、流量のい
かんにかかわらず、スプールに作用する軸力は互いに相
殺され、精度の高い制御を行うことができる。また、流
体が２つの経路に分流されるため、同一の弁サイズで２
倍の流量まで制御できるという効果もある。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の実施例の断面図である。１・・・バルブボディ、３・・・スプール、４，５・・
・ランド、６・・・高圧弁室、７・・・高圧ポート、８
　Ａ、８　Ｂ・・・制御ポート、９・・・シリング、１
３．１４・・・バケット部、１５．１６・・・制御弁室
、１７．１８・・・低圧弁室、１９Ａ、１９Ｂ・＝タン
クポート、２０・・・ランド。１−一一バルアボディ３−−一又プール９−ｍ−シリンダ７−−−高、圧−ポートシ、８Ｂ−−−常１イエロポート２０−一一ランド

Claims

【特許請求の範囲】

電磁駆動部を介して摺動するスプールを設け、このスプ
ールの変位に応じて流体の制御ポートを高圧ポートとタ
ンクポートに選択的に接続する三方向サーボ弁において
、前記高圧ポートに接続する高圧弁室の両隣に前記制御
ポートに接続する制御弁室をそれぞれ形成し、さらに各
制御弁室の両外側にタンクポートに接続する低圧弁室を
それぞれ形成し、スプールに形成した２つのランドを前
記高圧弁室に位置させ、これらランドの両外側に軸力補
償用のバケット部をそれぞれ形成し、かつ一方のバケッ
ト部を一方の制御弁室、他方のバケット部を一方の低圧
弁室に位置させ、さらにバケット部が位置する制御弁室
と低圧弁室との間に位置してスプールにランドを設け、
スプールの一方への変位により高圧弁室の両側で各制御
弁室と連通し、他方への変位により両制御弁室を各低圧
弁室と連通させるように構成したことを特徴する三方向
サーボ弁。