JP2800873B2 - 水圧サーボ弁 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、スリーブに収めたスプ
ールの両端をそれぞれ静圧軸受により非接触に支持した
水圧サーボ弁に関し、特に、作動流体に水を用いた水圧
サーボ弁に関する。

【０００２】

【従来の技術】作動流体に水を用い、油に係る問題を解
決した水圧サーボ弁は、本出願人により特開平１−１１
２００４号公報、特開平１−１１２００５号公報、特開
平１−１４５４０４号公報及び特開平１−１４５０５号
公報で提案されている。

【０００３】その一例を図４を参照して説明する。

【０００４】図４において、プラスチック材等の不錆材
からなる弁本体１Ａには、スリーブ２Ａが形成されてい
る。そのスリーブ２Ａ内には、プラスチック材等の不錆
材からなるスプール１１Ａが、両端を一対の静圧軸受１
５ａ、１５ｂによりスリーブ２Ａに対し非接触に支持さ
れ、左右のばね室３ａ、３ｂ内に介装されたばね４によ
りセンタリングされている。そして、静圧軸受１５ａ、
１５ｂには、図５にも示すように、それぞれ対角線上に
絞り部１７を備えた４個のポケット１６が形成されてい
る。

【０００５】また、ばね室３ａ、３ｂに接続された管路
６ａ、６ｂは、弁本体１Ａに形成された中央室８内に突
出され、それらの突出端部には、それぞれノズル７ａ、
７ｂが形成されている。これらノズル７ａ、７ｂの間に
は、隙間Ｄが形成され、その隙間Ｄには、弁本体１Ａに
固設されたトルクモータ９のフラッパ１０がノズル７
ａ、７ｂにわずかの隙間を設けて挿通されている。

【０００６】このように構成され、圧水ＰＳはポンプポ
ートＰからスリーブ２Ａ内に入り、通路Ａ１、Ａ２の２
路に分岐されて静圧軸受１５ａ、１５ｂの４個の絞り部
１７からポケット１６に噴出し、スプール１１Ａを浮上
させてスリーブ２Ａに対し非接触に支持している。

【０００７】上記ポケット１６の絞り部１７の孔径が小
さいため、水に混入した異物が詰まり易く、１個の絞り
部１７でも詰まると、軸受効果が損われてしまう。ま
た、ポケット１６には、高圧・高速の水が通過するの
で、キャビテーションにより絞り部１７が摩耗して絞り
径が変化し、軸受効果の減少につながるおそれがある。
また、特開平４−１９１５０６号公報には、スプールに
オリフィスおよびポケットを設けて、静圧軸受による自
動調芯作用を利用した水圧サーボ弁が開示されている。
しかしながら、かかる公知技術もオリフィスを用いてい
るために作動流体中に異物が混入している場合に詰まり
が発生する。静圧軸受自体は公知であり、例えば特公昭
３６−１５１０７号公報に開示さている。しかしながら
かかる公知技術はスプールを保持するものではない。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】したがって本発明の目
的は、異物が混入している水を用いても目詰まりを生じ
ない静圧軸受を有する水圧サーボ弁を提供するにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、弁本体
（１）に形成したスリーブ（２）内にはスプール（１
１）がその両端を静圧軸受（Ｂ１、Ｂ２）によりスリー
ブ（２）に対して非接触に支持され、そして両端のばね
室（３ａ、３ｂ）内に設けたばね（４）によりセンタリ
ングされた水圧サーボ弁において、前記静圧軸受（Ｂ
１、Ｂ２）は弁本体（１）に形成したグルーブ（５）と
のそのグルーブ（５）に向けて対角線上に開口した複数
の噴出口（Ｃ）とを備え、前記噴出口（Ｃ）と対向する
スプール（１１）には小径部（１２）が形成され、そし
て、その小径部（１２）の両側にはテーパランド（１
３）が形成されている。

【００１０】

【作用効果の説明】したがって噴出口から噴出された圧
水はグルーブから両側のテーパランドに沿って流れる。
その際に、小径部の圧力はスプールのランド部の所のス
プールとスリーブとの間の圧力より大きいので、圧水は
テーパランドを押圧することになる。その押圧の半径方
向内方の分力によりスプールはスリーブから浮上し、自
動調芯作用が行われる。このように本発明によれば、テ
ーパランドに生ずる推力で自動調芯を行うので、水圧が
バランスでき、キャビテーションによる摩耗を防止でき
る。また絞り部が不要となるので、圧水中に含まれる異
物の詰まりの問題がなくなる。

【００１１】

【実施例】以下図面を参照して本発明の実施例を説明す
る。

【００１２】なお、図１において図４に対応する部分に
ついては、同じ符号を付して重複説明を省略する。

【００１３】図１及び図２において、静圧軸受Ｂ１、Ｂ
２は、弁本体１に形成されたグルーブ５と、そのグルー
ブ５に向けて対角線上に開口された複数（図示の例では
４個）の噴出口Ｃと、噴出口Ｃに対向するスプール１１
の小径部１２の両側に形成された一対のテーパランド１
３とから構成されている。そして、噴出口Ｃの口径は、
従来の絞り部１７（図５）に比べ、水に混入した異物が
詰まらない程度に大きく形成されている。

【００１４】運転に際し図３に示すように、圧水ＰＳは
噴出口Ｃからグルーブ５を経てスプール１１の小径部１
２に沿って左右に分かれ、テーパランド１３側に流れ
る。この際、スプール１１とスリーブ２との間の圧力Ｐ
１は、小径部１２側の圧力Ｐ２より充分に小さい。した
がって、差圧（Ｐ２−Ｐ１）により圧水ＰＳは、テーパ
ランド１３を押圧する。この押圧力の半径方向内方に向
う分力によりスプール１１には推力Ｔが発生し、スリー
ブ２の内面から浮上させ、スプール１１を非接触で支持
し、自動調芯作用を行う。

【００１５】

【発明の効果】以上の通り本発明によれば下記のすぐれ
た効果を奏する。 （１） テーパランドを流れる水圧によりスプールを浮
上させるので、自動調芯作用が好適に行われる。 （２） 従来技術のような絞り部が不要となり、異物の
混入した水を作動流体としても詰まりが生じない。 （３） 水の圧力をテーパランド全体に分散でき、キャ
ビテーションによる摩耗がない。 （４） 従来例に比べて安定した自動調芯が行われる。

【００１６】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す側断面図。

【図２】図１のＡ−Ａ矢視断面図。

【図３】作用を説明する側断面図。

【図４】従来の水圧サーボ弁を説明する側断面図。

【図５】図４のＢ−Ｂ矢視図。

【符号の説明】

Ａ１、Ａ２・・・通路 Ｂ１、Ｂ２・・・静圧軸受 Ｃ・・・噴出口 Ｐ・・・ポンプポート ＰＳ・・・圧水 １、１Ａ・・・弁本体 ２、２Ａ・・・スリーブ ３ａ、３ｂ・・・ばね室 ４・・・ばね ５・・・グルーブ ６ａ、６ｂ・・・管路 ７ａ、７ｂ・・・ノズル ８・・・中央室 ９・・・トルクモータ １０・・・フラッパ １１、１１Ａ・・・スプール １２・・・小径部 １３・・・テーパランド １５ａ、１６ａ・・・静圧軸受 １６・・・ポケット １７・・・絞り部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 信田 昌男 神奈川県藤沢市本藤沢４丁目２番１号 株式会社荏原総合研究所内 (72)発明者 宮川 新平 神奈川県藤沢市本藤沢４丁目２番１号 株式会社荏原総合研究所内 (56)参考文献 特開 平４−191506（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−112005（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−145405（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−112004（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−145404（ＪＰ，Ａ) 実開 昭62−93404（ＪＰ，Ｕ) 特許173386（ＪＰ，Ｂ１) 特公 昭36−15107（ＪＰ，Ｂ１) 実公 昭57−20933（ＪＰ，Ｙ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F15B 13/043

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 弁本体（１）に形成したスリーブ（２）
   内にはスプール（１１）がその両端を静圧軸受（Ｂ１、
   Ｂ２）によりスリーブ（２）に対して非接触に支持さ
   れ、そして両端のばね室（３ａ、３ｂ）内に設けたばね
   （４）によりセンタリングされた水圧サーボ弁におい
   て、前記静圧軸受（Ｂ１、Ｂ２）は弁本体（１）に形成
   したグルーブ（５）とのそのグルーブ（５）に向けて対
   角線上に開口した複数の噴出口（Ｃ）とを備え、前記噴
   出口（Ｃ）と対向するスプール（１１）には小径部（１
   ２）が形成され、そして、その小径部（１２）の両側に
   はテーパランド（１３）が形成されていることを特徴と
   する水圧サーボ弁。