Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP6937165B2 - Servo valve and fluid system - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP6937165B2 - Servo valve and fluid system - Google Patents

Servo valve and fluid system Download PDF

Info

Publication number
JP6937165B2
JP6937165B2 JP2017111224A JP2017111224A JP6937165B2 JP 6937165 B2 JP6937165 B2 JP 6937165B2 JP 2017111224 A JP2017111224 A JP 2017111224A JP 2017111224 A JP2017111224 A JP 2017111224A JP 6937165 B2 JP6937165 B2 JP 6937165B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
line
nozzle
intersection
fluid
flow path
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2017111224A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2018004078A (en
Inventor
慧太朗 大塩
慧太朗 大塩
柴田 優
優 柴田
悟始 朝田
悟始 朝田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nabtesco Corp
Original Assignee
Nabtesco Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nabtesco Corp filed Critical Nabtesco Corp
Priority to US15/633,364 priority Critical patent/US10253890B2/en
Priority to EP17177985.3A priority patent/EP3263915B1/en
Publication of JP2018004078A publication Critical patent/JP2018004078A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6937165B2 publication Critical patent/JP6937165B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Servomotors (AREA)

Description

本発明は、高い応答性能を有するサーボバルブ及び流体装置に関する。 The present invention relates to a servo valve and a fluid device having high response performance.

サーボバルブは、航空機や他の産業分野において、利用されている。特許文献1は、電磁気学的原理に基づいて、ノズルを回転軸を中心に左右に変位させ、レシーバに形成された2つの流入口への作動油の流入量を調整する技術を開示する。 Servo valves are used in aircraft and other industrial fields. Patent Document 1 discloses a technique of displacing a nozzle left and right with respect to a rotation axis based on an electromagnetic principle to adjust the amount of hydraulic oil flowing into two inlets formed in a receiver.

米国特許第2884907号明細書U.S. Pat. No. 2884907

サーボバルブの高い応答速度は、サーボバルブを利用した制御の高い正確性に帰結する。したがって、従来から、ノズルを駆動するための機械的及び/又は電気的な機構に様々な改良が加えられてきている。しかしながら、これらの改良の多くは、材料の選択、機械的な強度、制御の複雑性やサーボバルブの製造コストといった様々な課題に直面する。 The high response speed of the servo valve results in the high accuracy of control using the servo valve. Therefore, conventionally, various improvements have been made to the mechanical and / or electrical mechanism for driving the nozzle. However, many of these improvements face various challenges such as material selection, mechanical strength, control complexity and servo valve manufacturing costs.

本発明は、サーボバルブに高い応答速度を与える簡便な技術を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a simple technique for giving a high response speed to a servo valve.

本発明の一局面に係るサーボバルブは、流体を用いてアクチュエータを駆動する。サーボバルブは、前記流体が吐出される吐出口の輪郭を形成する吐出縁と、前記吐出縁に向けて狭まるテーパ内壁と、を含むノズルと、前記吐出口から吐出された前記流体が流入する流路が形成されたレシーバと、を備える。前記ノズルは、前記流体を吐出する吐出方向とは異なる方向に変位される。前記流路の延設方向は、前記ノズルに対向する流入面に直交する方向に対して、角度αで傾斜する。前記テーパ内壁によって定められるテーパ角は、前記角度αの2倍よりも大きい。 The servo valve according to one aspect of the present invention uses a fluid to drive an actuator. The servo valve includes a nozzle including a discharge edge forming the contour of the discharge port from which the fluid is discharged, a tapered inner wall narrowing toward the discharge edge, and a flow into which the fluid discharged from the discharge port flows. It comprises a receiver on which a road is formed. The nozzle is displaced in a direction different from the discharge direction in which the fluid is discharged. The extending direction of the flow path is inclined at an angle α with respect to the direction orthogonal to the inflow surface facing the nozzle. The taper angle defined by the tapered inner wall is larger than twice the angle α.

上記構成によれば、テーパ内壁によって定められるテーパ角は、角度αの2倍よりも大きいので、ノズルの変位方向におけるテーパ内壁が流体から受ける力(「フローフォース」ともいう。)の分力は小さくなる。ノズルは、流体から影響をほとんど受けることなく、素早く変位することができるので、作動流体の切り替えが素早く行え、その結果、サーボバルブは、高い応答速度で動作し、アクチュエータを素早く駆動することができる。 According to the above configuration, the taper angle determined by the tapered inner wall is larger than twice the angle α, so that the component force of the force (also referred to as “flow force”) that the tapered inner wall receives from the fluid in the displacement direction of the nozzle is. It becomes smaller. Since the nozzle can be quickly displaced with little influence from the fluid, the working fluid can be switched quickly, so that the servo valve can operate at a high response speed and drive the actuator quickly. ..

本発明の他の局面に係るサーボバルブは、流体を用いてアクチュエータを駆動するサーボバルブであって、前記流体が吐出される吐出口の輪郭を形成する吐出縁と、前記吐出縁に向けて狭まるテーパ内壁と、を含むノズルと、前記吐出口から吐出された前記流体の一部が流入する第1流入口及び前記吐出口から吐出された前記流体の他の一部が流入する第2流入口が形成された流入面を含むレシーバと、前記第1流入口及び前記第2流入口が整列する整列線に沿って、前記ノズルを駆動する駆動部と、を備える。前記駆動部は、前記吐出口の中心から前記流体の吐出方向に延びる延長線が前記第1流入口と前記第2流入口との間で前記整列線に交差する中立位置から前記整列線上で変位するように、前記ノズルを駆動する。前記延長線と前記整列線とを包摂する仮想平面及び前記テーパ内壁は、真っ直ぐな第1交線及び真っ直ぐな第2交線を形成する。前記ノズルが前記中立位置にあるとき、前記第1交線の延長線は、前記第1流入口内に延び、且つ、前記第2交線の延長線は、前記第2流入口内に延びる。 The servo valve according to another aspect of the present invention is a servo valve that drives an actuator using a fluid, and narrows toward the discharge edge forming the contour of the discharge port from which the fluid is discharged and the discharge edge. A nozzle including a tapered inner wall, a first inflow port into which a part of the fluid discharged from the discharge port flows in, and a second inflow port into which another part of the fluid discharged from the discharge port flows in. A receiver including an inflow surface in which the nozzle is formed, and a drive unit for driving the nozzle along an alignment line in which the first inflow port and the second inflow port are aligned are provided. The drive unit is displaced on the alignment line from a neutral position where an extension line extending from the center of the discharge port in the discharge direction of the fluid intersects the alignment line between the first inlet and the second inlet. The nozzle is driven so as to do so. The virtual plane that includes the extension line and the alignment line and the tapered inner wall form a straight first line of intersection and a straight second line of intersection. When the nozzle is in the neutral position, the extension line of the first line of intersection extends into the first inlet, and the extension line of the second line of intersection extends into the second inlet.

上記構成によれば、ノズルが中立位置にあるとき、第1交線の延長線は、第1流入口内に延び、且つ、第2交線の延長線は、第2流入口内に延びるので、テーパ内壁のテーパ角は、大きくなる。したがって、整列線に沿う方向におけるテーパ内壁が流体から受けるフローフォースの分力は小さくなる。ノズルは、流体から影響をほとんど受けることなく、素早く変位することができるので、サーボバルブは、高い応答速度で動作し、アクチュエータを素早く駆動することができる。 According to the above configuration, when the nozzle is in the neutral position, the extension line of the first line of intersection extends into the first inlet, and the extension line of the second line of intersection extends into the second inlet, so that it is tapered. The taper angle of the inner wall becomes large. Therefore, the component force of the flow force received from the fluid by the tapered inner wall in the direction along the alignment line becomes small. Since the nozzle can be quickly displaced with little influence from the fluid, the servo valve can operate at a high response speed and drive the actuator quickly.

本発明の更に他の局面に係る流体装置は、上述のサーボバルブと、前記第1流出口及び前記第2流出口に連通する空房部内で前記流体によって変位される可動片と、を備える。 The fluid system according to still another aspect of the present invention includes the above-mentioned servo valve and a movable piece displaced by the fluid in an air chamber communicating with the first outlet and the second outlet.

上記構成によれば、流体装置は、上述のサーボバルブを有するので、高い応答速度で動
作することができる。
According to the above configuration, since the fluid device has the above-mentioned servo valve, it can operate at a high response speed.

上述の技術は、サーボバルブ及び流体装置に高い応答速度を与えることができる。 The techniques described above can provide high response speeds to servo valves and fluid systems.

第1実施形態のサーボバルブの概念図である。It is a conceptual diagram of the servo valve of 1st Embodiment. 従来のサーボバルブ中の流線データである(第2実施形態)。It is streamline data in the conventional servo valve (second embodiment). 図1上で定義された交線に作用する遠心力(フローフォース)を示す図である(第2実施形態)。FIG. 1 is a diagram showing a centrifugal force (flow force) acting on the line of intersection defined on FIG. 1 (second embodiment). 図3Aに示される交線よりも大きな勾配を有する線分に作用する遠心力(フローフォース)を示す図である(第2実施形態)。It is a figure which shows the centrifugal force (flow force) acting on the line segment which has a gradient larger than the intersection line shown in FIG. 3A (second embodiment). 第3実施形態のサーボバルブの概念図である。It is a conceptual diagram of the servo valve of the 3rd Embodiment. 第4実施形態のサーボバルブの概念図である。It is a conceptual diagram of the servo valve of 4th Embodiment. 第5実施形態のサーボバルブの概念図である。It is a conceptual diagram of the servo valve of the 5th Embodiment. 第6実施形態のサーボバルブの概念図である。It is a conceptual diagram of the servo valve of the sixth embodiment. 第7実施形態の流体装置の概略図である。It is the schematic of the fluid apparatus of 7th Embodiment. 吐出口周囲の作動流体の圧力分布を表す等高線図である(第8実施形態)。It is a contour line diagram which shows the pressure distribution of the working fluid around the discharge port (8th Embodiment). 吐出口周囲の作動流体の圧力分布を表す等高線図である(第8実施形態)。It is a contour line diagram which shows the pressure distribution of the working fluid around the discharge port (8th Embodiment). 吐出口周囲の作動流体の圧力分布を表す等高線図である(第8実施形態)。It is a contour line diagram which shows the pressure distribution of the working fluid around the discharge port (8th Embodiment). レシーバに対するノズルの相対位置、ノズルから吐出される作動流体の流量及びノズルが作動流体から受ける力の関係を表すグラフである(テーパ角=0°)(第8実施形態)。It is a graph which shows the relationship between the relative position of a nozzle with respect to a receiver, the flow rate of a working fluid discharged from a nozzle, and the force which a nozzle receives from a working fluid (taper angle = 0 °) (8th Embodiment). レシーバに対するノズルの相対位置、ノズルから吐出される作動流体の流量及びノズルが作動流体から受ける力の関係を表すグラフである(テーパ角:小)(第8実施形態)。It is a graph which shows the relationship between the relative position of a nozzle with respect to a receiver, the flow rate of a working fluid discharged from a nozzle, and the force which a nozzle receives from a working fluid (taper angle: small) (8th Embodiment). レシーバに対するノズルの相対位置、ノズルから吐出される作動流体の流量及びノズルが作動流体から受ける力の関係を表すグラフである(テーパ角:大)(第8実施形態)。It is a graph which shows the relationship between the relative position of a nozzle with respect to a receiver, the flow rate of a working fluid discharged from a nozzle, and the force which a nozzle receives from a working fluid (taper angle: large) (8th Embodiment). ノズルの吐出口近傍における作動流体の圧力勾配とフローフォースとの関係を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the relationship between the pressure gradient of the working fluid and the flow force in the vicinity of the discharge port of a nozzle. 作動流体の圧力勾配と、流路の傾斜角α及びノズルのテーパ角βとの関係を例示する図である。It is a figure which illustrates the relationship between the pressure gradient of a working fluid, the inclination angle α of a flow path, and the taper angle β of a nozzle.

<第1実施形態>
従来のサーボバルブに関して、ノズルは、回転軸を中心に予め定められた所定角度の範囲内でその先端が双方向に旋回(揺動)運動(以下、「揺振運動」または「揺振」ともいう。)するように設計される。本発明者等は、ノズルから吐出される作動流体が、ノズルの内壁面に与える圧力が左右の揺振運動に対する抗力として作用するという課題を見出した。揺振運動に対する大きな抗力は、作動流体の流れを切り替える動きを阻害することとなり、その結果、サーボバルブ及びサーボバルブに連結されたアクチュエータの応答性能を低下させる。第1実施形態において、ノズルの揺振運動に対する抗力を低減することができる例示的なサーボバルブが説明される。
<First Embodiment>
With respect to the conventional servo valve, the tip of the nozzle swirls (swings) in both directions within a predetermined angle range about the rotation axis (hereinafter, also referred to as "swaying motion" or "swinging motion"). It is designed to be. The present inventors have found a problem that the pressure applied to the inner wall surface of the nozzle by the working fluid discharged from the nozzle acts as a drag against the left and right shaking motion. The large drag against the shaking motion hinders the motion of switching the flow of the working fluid, and as a result, the response performance of the servo valve and the actuator connected to the servo valve is deteriorated. In the first embodiment, an exemplary servo valve capable of reducing drag against the shaking motion of the nozzle will be described.

図1は、第1実施形態のサーボバルブ100の概念図である。図1を参照して、サーボバルブ100が説明される。本実施形態において、「上」、「下」、「左」、「右」、「時計回り」、「反時計回り」、「鉛直」や「水平」といった方向を表す用語は、説明の明瞭化のみを目的として用いられる。本実施形態の原理は、これらの方向を表す用語によっては何ら限定されない。 FIG. 1 is a conceptual diagram of the servo valve 100 of the first embodiment. The servo valve 100 will be described with reference to FIG. In the present embodiment, terms such as "top", "bottom", "left", "right", "clockwise", "counterclockwise", "vertical", and "horizontal" are clarified. Used only for the purpose. The principles of this embodiment are not limited by the terms used to describe these directions.

サーボバルブ100は、ノズル200と、レシーバ300と、を備える。ノズル200は、ノズル200の上部に規定された回転軸RAX周りに時計回り及び反時計回りに揺振することができる。図1に示されるノズル200は、「中立位置」にある。中立位置において、ノズル200の中心線は、鉛直線VLに一致する。 The servo valve 100 includes a nozzle 200 and a receiver 300. The nozzle 200 can be shaken clockwise and counterclockwise around the rotation axis RAX defined on the upper part of the nozzle 200. The nozzle 200 shown in FIG. 1 is in the "neutral position". In the neutral position, the centerline of the nozzle 200 coincides with the vertical line VL.

ノズル200は、上面210と下面220とを含む。下面220は、レシーバ300に対向する。上面210は、下面220の上方に位置する。上面210には、流入口211が形成される。流入口211は、ポンプや作動流体を供給する他の流体供給源に接続される。作動流体(たとえば、作動油が挙げられるが、これに限られない。以下、単に「流体」ともいう。)は、流入口211を通じて、ノズル200に流入する。 The nozzle 200 includes an upper surface 210 and a lower surface 220. The lower surface 220 faces the receiver 300. The upper surface 210 is located above the lower surface 220. An inflow port 211 is formed on the upper surface 210. The inflow port 211 is connected to a pump or other fluid source that supplies the working fluid. A hydraulic fluid (eg, but not limited to, hydraulic fluid; hereinafter, also simply referred to as “fluid”) flows into the nozzle 200 through the inflow port 211.

下面220(先端面)には、流入口211から流入した作動流体が吐出される吐出口221が形成される。ノズル200の中心線は、流入口211の中心と吐出口221の中心とを通過する直線として定義されてもよい。 A discharge port 221 is formed on the lower surface 220 (tip surface) to discharge the working fluid flowing in from the inflow port 211. The center line of the nozzle 200 may be defined as a straight line passing through the center of the inflow port 211 and the center of the discharge port 221.

下面220は、吐出口221の輪郭を形成する吐出縁222を含む。吐出縁222は、円形輪郭を描いてもよいし、非円形の輪郭を描いてもよい。本実施形態の原理は、吐出縁222によって描かれる特定の輪郭形状に限定されない。 The lower surface 220 includes a discharge edge 222 that forms the contour of the discharge port 221. The discharge edge 222 may have a circular contour or a non-circular contour. The principle of this embodiment is not limited to the specific contour shape drawn by the discharge edge 222.

ノズル200には、流入口211から下方に延び、吐出口221に繋がるノズル流路230が形成される。ノズル流路230は、直管部231と、直管部231から下方に延びるテーパ管部232と、を含む。直管部231は、略一定の断面積でノズル200の中心線に沿って延びる。テーパ管部232は、吐出縁222に向けて狭まる。作動流体の吐出圧力は、テーパ管部232によって高められる。高圧の作動流体は、吐出口221から吐出される。ノズル200が中立位置にあるとき、吐出口221からの作動流体の吐出方向は、鉛直線VLの延設方向に略一致する。ノズル200が時計回りに揺振すると、吐出口221からの作動流体の吐出方向は、左下方となる。ノズル200が反時計回りに揺振すると、吐出口221からの作動流体の吐出方向は、右下方となる。本実施形態において、第1方向は、中立位置にあるノズル200の吐出口221からの作動流体の吐出方向によって例示される。 The nozzle 200 is formed with a nozzle flow path 230 extending downward from the inflow port 211 and connecting to the discharge port 221. The nozzle flow path 230 includes a straight pipe portion 231 and a tapered pipe portion 232 extending downward from the straight pipe portion 231. The straight pipe portion 231 extends along the center line of the nozzle 200 with a substantially constant cross-sectional area. The tapered pipe portion 232 narrows toward the discharge edge 222. The discharge pressure of the working fluid is increased by the tapered pipe portion 232. The high-pressure working fluid is discharged from the discharge port 221. When the nozzle 200 is in the neutral position, the discharge direction of the working fluid from the discharge port 221 substantially coincides with the extension direction of the vertical line VL. When the nozzle 200 is shaken clockwise, the discharge direction of the working fluid from the discharge port 221 becomes the lower left. When the nozzle 200 is shaken counterclockwise, the discharge direction of the working fluid from the discharge port 221 becomes the lower right. In the present embodiment, the first direction is exemplified by the discharge direction of the working fluid from the discharge port 221 of the nozzle 200 in the neutral position.

ノズル200は、テーパ管部232の輪郭を形成するテーパ内壁240を含む。吐出縁222は、テーパ内壁240と下面220との間の境界に位置する。 The nozzle 200 includes a tapered inner wall 240 that forms the contour of the tapered tube portion 232. The discharge edge 222 is located at the boundary between the tapered inner wall 240 and the lower surface 220.

レシーバ300は、ノズル200の下面220に対向する上面310を含む。上面310には、左流入口311及び右流入口312が形成される。左流入口311は、右流入口312の左方に位置する。左流入口311及び右流入口312の整列方向は、中立位置にあるノズル200の吐出口221から吐出される作動流体の吐出方向に対して略直角である。左流入口311及び右流入口312の整列方向は、回転軸RAX周りのノズル200の回転に伴う吐出口221の移動方向に一致する。本実施形態において、第2方向は、左流入口311及び右流入口312の整列方向及び/又は回転軸RAX周りのノズル200の回転に伴う吐出口221の移動方向によって例示される。 The receiver 300 includes an upper surface 310 facing the lower surface 220 of the nozzle 200. A left inflow port 311 and a right inflow port 312 are formed on the upper surface 310. The left inflow port 311 is located to the left of the right inflow port 312. The alignment direction of the left inflow port 311 and the right inflow port 312 is substantially perpendicular to the discharge direction of the working fluid discharged from the discharge port 221 of the nozzle 200 in the neutral position. The alignment direction of the left inflow port 311 and the right inflow port 312 coincides with the moving direction of the discharge port 221 accompanying the rotation of the nozzle 200 around the rotation axis RAX. In the present embodiment, the second direction is exemplified by the alignment direction of the left inflow port 311 and the right inflow port 312 and / or the moving direction of the discharge port 221 accompanying the rotation of the nozzle 200 around the rotation axis RAX.

レシーバ300には、左流路313及び右流路314が形成される。左流路313は、左流入口311から左下方に延び、左流出口315で終端する。右流路314は、右流入口312から右下方に延び、右流出口316で終端する。左流路313は、右流路314に対して、鉛直線VL周りに点対称の関係を有する。左流出口315及び右流出口316は、レシーバ300の外面に形成され、スプールバルブ(図示せず)やアクチュエータ(図示せず)に連結される。 The receiver 300 is formed with a left flow path 313 and a right flow path 314. The left flow path 313 extends downward to the left from the left inflow port 311 and terminates at the left outflow port 315. The right flow path 314 extends downward to the right from the right inflow port 312 and terminates at the right outflow port 316. The left flow path 313 has a point-symmetrical relationship with respect to the right flow path 314 around the vertical line VL. The left outlet 315 and the right outlet 316 are formed on the outer surface of the receiver 300 and are connected to a spool valve (not shown) or an actuator (not shown).

ノズル200が中立位置にあるとき、吐出口221から吐出された作動流体は、左流入口311と右流入口312とに略均等に流入する。本実施形態において、第1流路は、左流路313及び右流路314のうち一方によって例示される。第2流路は、左流路313及び右流路314のうち他方によって例示される。第1流入口は、左流入口311及び右流入口312のうち一方によって例示される。第2流入口は、左流入口311及び右流入口312のうち他方によって例示される。流入面は、レシーバ300の上面によって例示される。 When the nozzle 200 is in the neutral position, the working fluid discharged from the discharge port 221 flows into the left inflow port 311 and the right inflow port 312 substantially evenly. In this embodiment, the first flow path is exemplified by one of the left flow path 313 and the right flow path 314. The second flow path is exemplified by the other of the left flow path 313 and the right flow path 314. The first inlet is exemplified by one of the left inlet 311 and the right inlet 312. The second inlet is exemplified by the other of the left inlet 311 and the right inlet 312. The inflow surface is exemplified by the upper surface of the receiver 300.

図1は、左流路313の中心線CLを示す。中心線CLの延設方向は、左流路313の延設方向に一致する。図1は、鉛直線VLからの中心線CLの傾斜角α(<90°)を更に示す。上述の如く、右流路314は、左流路313と点対称の関係を有するので、鉛直線VLからの右流路314の中心線(図示せず)の傾斜角は、左流路313の傾斜角αに一致する。本実施形態において、延長線は、鉛直線VLによって例示される。 FIG. 1 shows the center line CL of the left flow path 313. The extension direction of the center line CL coincides with the extension direction of the left flow path 313. FIG. 1 further shows the inclination angle α (<90 °) of the center line CL from the vertical line VL. As described above, since the right flow path 314 has a point-symmetrical relationship with the left flow path 313, the inclination angle of the center line (not shown) of the right flow path 314 from the vertical line VL is that of the left flow path 313. It corresponds to the tilt angle α. In this embodiment, the extension line is exemplified by the vertical line VL.

図1は、左流入口311の中心点LCPと右流入口312の中心点RCPとを示す。鉛直線VL及び中心点LCP,RCPが、共通の仮想平面上に位置するように、ノズル200とレシーバ300との間の相対的な位置関係は設定される。図1は、共通の仮想平面上でのノズル200及びレシーバ300の断面を概念的に表す。本実施形態において、整列線は、中心点LCP,RCPを通過する直線によって例示される。 FIG. 1 shows the center point LCP of the left inflow port 311 and the center point RCP of the right inflow port 312. The relative positional relationship between the nozzle 200 and the receiver 300 is set so that the vertical line VL and the center points LCP and RCP are located on a common virtual plane. FIG. 1 conceptually represents a cross section of a nozzle 200 and a receiver 300 on a common virtual plane. In this embodiment, the alignment line is exemplified by a straight line passing through the center points LCP and RCP.

図1は、上述の仮想平面とテーパ内壁240とによって形成される2つの交線LIS,RISを示す。交線LISは、鉛直線VLの左方に形成される。交線RISは、鉛直線VLの右方に形成される。2つの交線LIS,RISは、鉛直線VL周りに点対称の関係を有する真っ直ぐな線分である。図1は、テーパ管部232のテーパ角βを更に示す。テーパ角βは、2つの交線LIS,RISの延長線の間の挟角(交線LIS,RISによって定められる交差角)として定義されてもよい。テーパ角βは、以下の式(1)に示される関係が成立するように決定される。以下の式(1)中の「2α」は、左流路313と右流路314との間の挟角に相当する。本実施形態において、第1交線は、交線LIS,RISのうち一方によって例示される。第2交線は、交線LIS,RISのうち他方によって例示される。 FIG. 1 shows two lines of intersection LIS and RIS formed by the above-mentioned virtual plane and the tapered inner wall 240. The line of intersection LIS is formed to the left of the vertical line VL. The line of intersection RIS is formed to the right of the vertical line VL. The two lines of intersection LIS and RIS are straight line segments having a point-symmetrical relationship around the vertical line VL. FIG. 1 further shows the taper angle β of the tapered pipe portion 232. The taper angle β may be defined as an angle between the extension lines of the two lines of intersection LIS and RIS (intersection angle defined by the lines of intersection LIS and RIS). The taper angle β is determined so that the relationship shown in the following equation (1) is established. “2α” in the following equation (1) corresponds to the sandwiching angle between the left flow path 313 and the right flow path 314. In this embodiment, the first line of intersection is exemplified by one of the lines of intersection LIS and RIS. The second line of intersection is exemplified by the other of the lines of intersection LIS and RIS.

Figure 0006937165
Figure 0006937165

<第2実施形態>
第1実施形態に関連して説明された角度関係は、ノズルの移動方向の抗力の低減に貢献する。第2実施形態において、抗力の低減原理が説明される。
<Second Embodiment>
The angular relationship described in connection with the first embodiment contributes to the reduction of drag in the direction of movement of the nozzle. In the second embodiment, the principle of reducing drag is explained.

図2は、従来のサーボバルブ中の流線データを表す。図2を参照して、従来のサーボバルブ内で発生する流線が説明される。 FIG. 2 shows streamline data in a conventional servo valve. A streamline generated in a conventional servo valve will be described with reference to FIG.

図2は、ノズルNZLと、ノズルNZLの下方に配置されたレシーバRCVと、を示す。図2には、レシーバRCV中に形成された左流路LFP及び右流路RFPが描かれている。図2には、ノズルNZLのテーパ内壁TIW及びテーパ内壁TIWに囲まれたテーパ流路TFPが更に描かれている。左流路LFP、右流路RFP、テーパ流路TFP及びノズルNZLとレシーバRCVとの間で水平方向に延びる空隙内に描かれる多数の曲線は、作動流体の流線を表す。 FIG. 2 shows a nozzle NZL and a receiver RCV arranged below the nozzle NZL. In FIG. 2, the left flow path LFP and the right flow path RFP formed in the receiver RCV are drawn. In FIG. 2, the tapered inner wall TIW of the nozzle NZL and the tapered flow path TFT surrounded by the tapered inner wall TIW are further drawn. The left flow path LFP, the right flow path RFP, the tapered flow path TFP, and the numerous curves drawn in the gap extending horizontally between the nozzle NZL and the receiver RCV represent the streamlines of the working fluid.

図2は、左流路LFPと右流路RFPとの間の分岐点を通過する鉛直線VLを示す。図2に示されるノズルNZLは、中立位置から左方に移動しており、テーパ流路TFPを通じてノズルNZLから吐出された作動流体は、左流路LFPに主に流入する。このとき、テーパ流路TFPから左流路LFPに向かう作動流体の流線は、左方に湾曲する。左方への流線の湾曲は、テーパ内壁TIWに対して右方に作用する遠心力の発生を意味する。以下の式(2)は、遠心力によって発生する圧力(左辺)と湾曲した流線の半径との関係とを表す。 FIG. 2 shows a vertical line VL passing through a branch point between the left flow path LFP and the right flow path RFP. The nozzle NZL shown in FIG. 2 is moving to the left from the neutral position, and the working fluid discharged from the nozzle NZL through the tapered flow path TFP mainly flows into the left flow path LFP. At this time, the streamline of the working fluid from the tapered flow path TFP to the left flow path LFP curves to the left. The curvature of the streamline to the left means the generation of centrifugal force acting to the right with respect to the tapered inner wall TIW. The following equation (2) expresses the relationship between the pressure (left side) generated by centrifugal force and the radius of the curved streamline.

Figure 0006937165
Figure 0006937165

図3Aは、交線RISに作用する遠心力CF1を示す。図3Bは、交線RISよりも大きな勾配を有する線分SGLに作用する遠心力CF2を示す。図1、図3A及び図3Bを参照して、テーパ角と遠心力との間の関係が説明される。 FIG. 3A shows the centrifugal force CF1 acting on the line of intersection RIS. FIG. 3B shows the centrifugal force CF2 acting on the line segment SGL having a gradient larger than the line of intersection RIS. The relationship between the taper angle and the centrifugal force will be described with reference to FIGS. 1, 3A and 3B.

上述の如く、ノズル200が左方へ移動するとき、流線の湾曲によって、遠心力CF1がテーパ内壁240上の交線RISに作用する。図3Aに示される遠心力CF1のスカラは、図3Bに示される遠心力CF2のスカラと等しい。遠心力CF1は、交線RISに対して直角である。遠心力CF2は、線分SGLに対して直角である。 As described above, when the nozzle 200 moves to the left, the centrifugal force CF1 acts on the line of intersection RIS on the tapered inner wall 240 due to the curvature of the streamline. The centrifugal force CF1 scalar shown in FIG. 3A is equal to the centrifugal force CF2 scalar shown in FIG. 3B. The centrifugal force CF1 is perpendicular to the line of intersection RIS. The centrifugal force CF2 is perpendicular to the line segment SGL.

図3Aは、遠心力CF1の水平分力HF1と、遠心力CF1の垂直分力VF1と、を示す。水平分力HF1は、ノズル200の移動方向(左方)とは反対向きである。したがって、水平分力HF1は、ノズル200の左方の移動に対して、抗力として作用する。 FIG. 3A shows the horizontal component force HF1 of the centrifugal force CF1 and the vertical component force VF1 of the centrifugal force CF1. The horizontal component force HF1 is in the direction opposite to the moving direction (left) of the nozzle 200. Therefore, the horizontal component force HF1 acts as a drag against the left movement of the nozzle 200.

図3Bは、遠心力CF2の水平分力HF2と、遠心力CF2の垂直分力VF2と、を示す。水平分力HF2は、水平分力HF1よりも大きい。このことは、テーパ角βが大きな値であるならば、ノズル200の移動方向の抗力が小さくなることを意味する。本発明者等によれば、第1実施形態に関連して説明された不等式によって表される関係が成立するように、テーパ角βが設定されるならば、サーボバルブ100は、従来のサーボバルブよりも高い応答性能を有することができる。例えば、テーパ角βは、90°以上に設定されてもよい。 FIG. 3B shows the horizontal component force HF2 of the centrifugal force CF2 and the vertical component force VF2 of the centrifugal force CF2. The horizontal component force HF2 is larger than the horizontal component force HF1. This means that if the taper angle β is a large value, the drag force in the moving direction of the nozzle 200 becomes small. According to the present inventors, if the taper angle β is set so that the relationship represented by the inequality described in relation to the first embodiment is established, the servo valve 100 is a conventional servo valve. Can have higher response performance. For example, the taper angle β may be set to 90 ° or more.

<第3実施形態>
ノズルのテーパ角は、レシーバに形成された一対の流入口に基づいて決定されてもよい。第3実施形態において、レシーバに形成された一対の流入口に基づくテーパ角の決定方法が説明される。
<Third Embodiment>
The taper angle of the nozzle may be determined based on a pair of inlets formed in the receiver. In the third embodiment, a method of determining the taper angle based on the pair of inlets formed in the receiver will be described.

図4は、第3実施形態のサーボバルブ100Aの概念図である。図4を参照して、サーボバルブ100Aが説明される。第1実施形態の説明は、第1実施形態と同一の符号が付された要素に援用される。本実施形態において、「上」、「下」、「左」、「右」、「時計回り」、「反時計回り」、「鉛直」や「水平」といった方向を表す用語は、説明の明瞭化のみを目的として用いられる。本実施形態の原理は、これらの方向を表す用語によっては何ら限定されない。 FIG. 4 is a conceptual diagram of the servo valve 100A of the third embodiment. The servo valve 100A will be described with reference to FIG. The description of the first embodiment is incorporated by reference to the elements with the same reference numerals as those of the first embodiment. In the present embodiment, terms such as "top", "bottom", "left", "right", "clockwise", "counterclockwise", "vertical", and "horizontal" are clarified. Used only for the purpose. The principles of this embodiment are not limited by the terms used to describe these directions.

第1実施形態と同様に、サーボバルブ100Aは、ノズル200と、レシーバ300と、を備える。第1実施形態の説明は、これらの要素に援用される。 Similar to the first embodiment, the servo valve 100A includes a nozzle 200 and a receiver 300. The description of the first embodiment is incorporated into these elements.

サーボバルブ100Aは、駆動部400を更に備える。駆動部400は、回転軸RAX周りに、ノズル200を揺振させる。駆動部400は、電磁力を用いて、ノズル200に回転力を与える一般的なトルクモータであってもよいし、他の駆動装置であってもよい。本実施形態の原理は、駆動部400として用いられる特定の装置に限定されない。 The servo valve 100A further includes a drive unit 400. The drive unit 400 shakes the nozzle 200 around the rotation shaft RAX. The drive unit 400 may be a general torque motor that applies a rotational force to the nozzle 200 by using an electromagnetic force, or may be another drive device. The principle of this embodiment is not limited to the specific device used as the drive unit 400.

図4に示されるノズル200は、中立位置にある。図4は、中立位置にあるノズル200の中心線とレシーバ300の上面310との間の交点ISPを示す。交点ISPは、左流入口311の中心点LCPと右流入口312の中心点RCPとを通過する直線上に位置する。 The nozzle 200 shown in FIG. 4 is in the neutral position. FIG. 4 shows the intersection ISP between the center line of the nozzle 200 in the neutral position and the upper surface 310 of the receiver 300. The intersection ISP is located on a straight line passing through the center point LCP of the left inflow port 311 and the center point RCP of the right inflow port 312.

ノズル200が、駆動部400によって、中立位置から時計回りに揺振されると、吐出口221は、左方に移動する。この間、交点ISPは、左流入口311の中心点LCPと右流入口312の中心点RCPとを通過する直線に沿って移動し、左流入口311の中心点LCPに近づく。この結果、作動流体は、左流入口311に主に流入する。第2実施形態に関連して説明された如く、作動流体が、左流入口311に主に流入している間、交線RIS上に作用する作動流体の遠心力の水平分力は、交線LISに作用する作動流体の遠心力の水平分力よりも大きくなる。 When the nozzle 200 is shaken clockwise from the neutral position by the drive unit 400, the discharge port 221 moves to the left. During this time, the intersection ISP moves along a straight line passing through the center point LCP of the left inflow port 311 and the center point RCP of the right inflow port 312, and approaches the center point LCP of the left inflow port 311. As a result, the working fluid mainly flows into the left inflow port 311. As described in connection with the second embodiment, while the working fluid mainly flows into the left inflow port 311 the horizontal component of the centrifugal force of the working fluid acting on the crossing line RIS is the crossing line. It becomes larger than the horizontal component of the centrifugal force of the working fluid acting on LIS.

ノズル200が、駆動部400によって、中立位置から反時計回りに揺振されると、吐出口221は、右方に移動する。この間、交点ISPは、左流入口311の中心点LCPと右流入口312の中心点RCPとを通過する直線に沿って移動し、右流入口312の中心点RCPに近づく。この結果、作動流体は、右流入口312に主に流入する。第2実施形態に関連して説明された如く、作動流体が、右流入口312に主に流入している間、交線LIS上に作用する作動流体の遠心力の水平分力は、交線RISに作用する作動流体の遠心力の水平分力よりも大きくなる。本実施形態において、フローフォースは、作動流体の遠心力の水平分力によって例示される。 When the nozzle 200 is shaken counterclockwise from the neutral position by the drive unit 400, the discharge port 221 moves to the right. During this time, the intersection ISP moves along a straight line passing through the center point LCP of the left inflow port 311 and the center point RCP of the right inflow port 312, and approaches the center point RCP of the right inflow port 312. As a result, the working fluid mainly flows into the right inflow port 312. As described in connection with the second embodiment, while the working fluid mainly flows into the right inflow port 312, the horizontal component of the centrifugal force of the working fluid acting on the intersection line LIS is the intersection line. It becomes larger than the horizontal component of the centrifugal force of the working fluid acting on the RIS. In this embodiment, the flow force is exemplified by the horizontal component of the centrifugal force of the working fluid.

図4は、交線LIS,RISの下端からレシーバ300に向けて延びる延長線LEX,REXを示す。延長線LEXが、右流入口312内に延び、且つ、延長線REXが、左流入口311内に延びるように、テーパ角βが決定されてもよい。テーパ角βは、従来のノズルのテーパ角よりも大きくなるので、従来のノズルと比べて、交線LIS,RISに加わる水平分力は小さくなる。 FIG. 4 shows the extension lines LEX and REX extending from the lower ends of the intersection lines LIS and RIS toward the receiver 300. The taper angle β may be determined so that the extension line LEX extends into the right inflow port 312 and the extension line REX extends into the left inflow port 311. Since the taper angle β is larger than the taper angle of the conventional nozzle, the horizontal component force applied to the lines of intersection LIS and RIS is smaller than that of the conventional nozzle.

<第4実施形態>
上述の実施形態に関して、テーパ管部の形状は、真っ直ぐな母線を有する円錐台である。代替的に、テーパ管部の形状は、球状或いは楕円球であってもよい。この場合、テーパ内壁は、左流入口の中心、右流入口の中心及び吐出口の中心を包摂する仮想平面上で湾曲した輪郭を描く。第3実施形態に関連して説明された設計原理は、仮想平面上で湾曲した輪郭を描くテーパ内壁を有するノズルに対しても適用可能である。第4実施形態において、仮想平面上で湾曲した輪郭を描くテーパ内壁を有するノズルを備える例示的なサーボバルブが説明される。
<Fourth Embodiment>
With respect to the above-described embodiment, the shape of the tapered tube portion is a truncated cone having a straight generatrix. Alternatively, the shape of the tapered tube may be spherical or ellipsoidal. In this case, the tapered inner wall draws a curved contour on a virtual plane that includes the center of the left inflow port, the center of the right inflow port, and the center of the discharge port. The design principles described in connection with the third embodiment are also applicable to nozzles having tapered inner walls that delineate curved contours on a virtual plane. In a fourth embodiment, an exemplary servo valve comprising a nozzle with a tapered inner wall that outlines a curve on a virtual plane will be described.

図5は、第4実施形態のサーボバルブ100Bの概念図である。図5を参照して、サーボバルブ100Bが説明される。第3実施形態の説明は、第3実施形態と同一の符号が付された要素に援用される。本実施形態において、「上」、「下」、「左」、「右」、「時計回り」、「反時計回り」、「鉛直」や「水平」といった方向を表す用語は、説明の明瞭化のみを目的として用いられる。本実施形態の原理は、これらの方向を表す用語によっては何ら限定されない。 FIG. 5 is a conceptual diagram of the servo valve 100B of the fourth embodiment. The servo valve 100B will be described with reference to FIG. The description of the third embodiment is incorporated by reference to the elements with the same reference numerals as those of the third embodiment. In the present embodiment, terms such as "top", "bottom", "left", "right", "clockwise", "counterclockwise", "vertical", and "horizontal" are clarified. Used only for the purpose. The principles of this embodiment are not limited by the terms used to describe these directions.

第3実施形態と同様に、サーボバルブ100Bは、レシーバ300と、駆動部400と、を備える。第3実施形態の説明は、これらの要素に援用される。 Similar to the third embodiment, the servo valve 100B includes a receiver 300 and a drive unit 400. The description of the third embodiment is incorporated into these elements.

サーボバルブ100Bは、ノズル200Bを更に備える。第3実施形態と同様に、ノズル200Bは、上面210と下面220とを含む。第3実施形態の説明は、これらの要素に援用される。 The servo valve 100B further includes a nozzle 200B. Similar to the third embodiment, the nozzle 200B includes an upper surface 210 and a lower surface 220. The description of the third embodiment is incorporated into these elements.

ノズル200B内には、ノズル流路230Bが形成される。ノズル流路230Bは、上面210に形成された流入口211から下方に延び、下面220に形成された吐出口221に繋がる。第3実施形態と同様に、ノズル流路230Bは、直管部231を含む。第3実施形態の説明は、直管部231に援用される。 A nozzle flow path 230B is formed in the nozzle 200B. The nozzle flow path 230B extends downward from the inflow port 211 formed on the upper surface 210 and connects to the discharge port 221 formed on the lower surface 220. Similar to the third embodiment, the nozzle flow path 230B includes a straight pipe portion 231. The description of the third embodiment is referred to the straight pipe portion 231.

ノズル流路230Bは、テーパ管部232Bを更に含む。テーパ管部232Bは、直管部231から下方に延び、吐出口221で開口する。テーパ管部232Bは、吐出口221に向けて狭まる半楕円球状である。作動流体の吐出圧力は、テーパ管部232Bによって高められる。高圧の作動流体は、吐出口221から吐出される。ノズル200Bが中立位置にあるとき、吐出口221からの作動流体の吐出方向は、鉛直線VLに略一致する。ノズル200Bが時計回りに揺振すると、吐出口221からの作動流体の吐出方向は、左下方となる。ノズル200Bが反時計回りに揺振すると、吐出口221からの作動流体の吐出方向は、右下方となる。 The nozzle flow path 230B further includes a tapered tube portion 232B. The tapered pipe portion 232B extends downward from the straight pipe portion 231 and opens at the discharge port 221. The tapered pipe portion 232B is a semi-elliptical spherical shape that narrows toward the discharge port 221. The discharge pressure of the working fluid is increased by the tapered pipe portion 232B. The high-pressure working fluid is discharged from the discharge port 221. When the nozzle 200B is in the neutral position, the discharge direction of the working fluid from the discharge port 221 substantially coincides with the vertical line VL. When the nozzle 200B is shaken clockwise, the discharge direction of the working fluid from the discharge port 221 becomes the lower left. When the nozzle 200B is shaken counterclockwise, the discharge direction of the working fluid from the discharge port 221 becomes the lower right.

ノズル200Bは、テーパ管部232Bの輪郭を形成するテーパ内壁240Bを含む。吐出縁222は、テーパ内壁240Bと下面220との間の境界に位置する。 The nozzle 200B includes a tapered inner wall 240B that forms the contour of the tapered tube portion 232B. The discharge edge 222 is located at the boundary between the tapered inner wall 240B and the lower surface 220.

図5は、左流入口311の中心点LCPと右流入口312の中心点RCPとを示す。鉛直線VL及び中心点LCP,RCPが、共通の仮想平面上に位置するように、ノズル200Bとレシーバ300との間の相対的な位置関係は設定される。図5は、共通の仮想平面上でのノズル200B及びレシーバ300の断面を概念的に表す。 FIG. 5 shows the center point LCP of the left inflow port 311 and the center point RCP of the right inflow port 312. The relative positional relationship between the nozzle 200B and the receiver 300 is set so that the vertical line VL and the center points LCP and RCP are located on a common virtual plane. FIG. 5 conceptually represents a cross section of the nozzle 200B and the receiver 300 on a common virtual plane.

図5は、上述の仮想平面とテーパ内壁240Bとによって形成される2つの交線LIC,RICを示す。交線LICは、鉛直線VLの左方に形成される。交線RICは、鉛直線VLの右方に形成される。2つの交線LIC,RICは、鉛直線VL周りに点対称の関係を有する曲線である。本実施形態において、第1交線は、交線LIC,RICのうち一方によって例示される。第2交線は、交線LIC,RICのうち他方によって例示される。 FIG. 5 shows two lines of intersection LIC and RIC formed by the above-mentioned virtual plane and the tapered inner wall 240B. The line of intersection LIC is formed to the left of the vertical line VL. The line of intersection RIC is formed to the right of the vertical line VL. The two lines of intersection LIC and RIC are curves having a point-symmetrical relationship around the vertical line VL. In the present embodiment, the first line of intersection is exemplified by one of the line of intersection LIC and RIC. The second line of intersection is exemplified by the other of the lines of intersection LIC and RIC.

図5は、交線LIC,RICに対する接線LTG,RTGを示す。接線LTGは、交線LICの上端(すなわち、テーパ管部232と直管部231との間の境界に位置する端部)と、交線LICの下端に相当する吐出縁222と、の間の中点において、交線LICに接する。接線RTGは、交線RICの上端(すなわち、テーパ管部232と直管部231との間の境界に位置する端部)と、交線RICの下端に相当する吐出縁222と、の間の中点において、交線RICに接する。テーパ角βは、接線LTG,RTGの交差角として定義されてもよい。 FIG. 5 shows the tangents LTG and RTG with respect to the intersection lines LIC and RIC. The tangent LTG is between the upper end of the line of intersection LIC (that is, the end located at the boundary between the tapered pipe portion 232 and the straight pipe portion 231) and the discharge edge 222 corresponding to the lower end of the line of intersection LIC. At the midpoint, it touches the line of intersection LIC. The tangent RTG is between the upper end of the line of intersection RIC (that is, the end located at the boundary between the tapered pipe portion 232 and the straight pipe portion 231) and the discharge edge 222 corresponding to the lower end of the line of intersection RIC. At the midpoint, it touches the line of intersection RIC. The taper angle β may be defined as the intersection angle of the tangent LTG and RTG.

ノズル200Bが中立位置にあるとき、接線LTGが、右流入口312内に延び、且つ、接線RTGが、左流入口311内に延びるように、テーパ角βが決定されてもよい。テーパ角βは、従来のノズルのテーパ角よりも大きくなるので、従来のノズルと比べて、交線LIC,RICに加わる水平分力は小さくなる。 The taper angle β may be determined such that the tangent LTG extends into the right inflow port 312 and the tangent RTG extends into the left inflow port 311 when the nozzle 200B is in the neutral position. Since the taper angle β is larger than the taper angle of the conventional nozzle, the horizontal component force applied to the line of intersection LIC and RIC is smaller than that of the conventional nozzle.

<第5実施形態>
上述の実施形態に関して、テーパ管部は、ノズルの下端に形成されている。しかしながら、テーパ管部は、他の位置に形成されてもよい。第5実施形態において、テーパ管部の下に直管部が形成されたノズルを備える例示的なサーボバルブが説明される。
<Fifth Embodiment>
With respect to the above-described embodiment, the tapered tube portion is formed at the lower end of the nozzle. However, the tapered tube portion may be formed at other positions. In the fifth embodiment, an exemplary servo valve including a nozzle in which a straight pipe portion is formed under the tapered pipe portion will be described.

図6は、第5実施形態のサーボバルブ100Cの概念図である。図6を参照して、サーボバルブ100Cが説明される。上述の実施形態の説明は、上述の実施形態と同一の符号が付された要素に援用される。本実施形態において、「上」、「下」、「左」、「右」、「時計回り」、「反時計回り」、「鉛直」や「水平」といった方向を表す用語は、説明の明瞭化のみを目的として用いられる。本実施形態の原理は、これらの方向を表す用語によっては何ら限定されない。 FIG. 6 is a conceptual diagram of the servo valve 100C of the fifth embodiment. The servo valve 100C will be described with reference to FIG. The description of the above-described embodiment is incorporated by reference to the elements with the same reference numerals as those of the above-described embodiment. In the present embodiment, terms such as "top", "bottom", "left", "right", "clockwise", "counterclockwise", "vertical", and "horizontal" are clarified. Used only for the purpose. The principles of this embodiment are not limited by the terms used to describe these directions.

第4実施形態と同様に、サーボバルブ100Cは、レシーバ300と、駆動部400と、を備える。第4実施形態の説明は、これらの要素に援用される。 Similar to the fourth embodiment, the servo valve 100C includes a receiver 300 and a drive unit 400. The description of the fourth embodiment is incorporated into these elements.

サーボバルブ100Cは、ノズル200Cを更に備える。第4実施形態と同様に、ノズル200Cは、上面210と下面220とを含む。第4実施形態の説明は、これらの要素に援用される。 The servo valve 100C further includes a nozzle 200C. Similar to the fourth embodiment, the nozzle 200C includes an upper surface 210 and a lower surface 220. The description of the fourth embodiment is incorporated into these elements.

ノズル200C内には、ノズル流路230Cが形成される。ノズル流路230Cは、上面210に形成された流入口211から下方に延び、下面220に形成された吐出口221に繋がる。第4実施形態と同様に、ノズル流路230Cは、直管部231を含む。第4実施形態の説明は、直管部231に援用される。 A nozzle flow path 230C is formed in the nozzle 200C. The nozzle flow path 230C extends downward from the inflow port 211 formed on the upper surface 210 and connects to the discharge port 221 formed on the lower surface 220. Similar to the fourth embodiment, the nozzle flow path 230C includes a straight pipe portion 231. The description of the fourth embodiment is referred to the straight pipe portion 231.

ノズル流路230Cは、テーパ管部232Cと、下管部233と、を更に含む。テーパ管部232Cは、直管部231から下方に狭まり、下管部233へ繋がる。下管部233は、テーパ管部232Cから下方に延び、吐出口221で開口する。テーパ管部232Cとは異なり、下管部233は、直管である。作動流体の吐出圧力は、テーパ管部232Cによって高められる。作動流体は、その後、下管部233で若干整流され、吐出口221から吐出される。ノズル200Cが中立位置にあるとき、吐出口221からの作動流体の吐出方向は、鉛直線VLに略一致する。ノズル200Cが時計回りに揺振すると、吐出口221からの作動流体の吐出方向は、左下方となる。ノズル200Cが反時計回りに揺振すると、吐出口221からの作動流体の吐出方向は、右下方となる。 The nozzle flow path 230C further includes a tapered pipe portion 232C and a lower pipe portion 233. The tapered pipe portion 232C narrows downward from the straight pipe portion 231 and connects to the lower pipe portion 233. The lower pipe portion 233 extends downward from the tapered pipe portion 232C and opens at the discharge port 221. Unlike the tapered pipe portion 232C, the lower pipe portion 233 is a straight pipe. The discharge pressure of the working fluid is increased by the tapered pipe portion 232C. The working fluid is then slightly rectified by the lower pipe portion 233 and discharged from the discharge port 221. When the nozzle 200C is in the neutral position, the discharge direction of the working fluid from the discharge port 221 substantially coincides with the vertical line VL. When the nozzle 200C is shaken clockwise, the discharge direction of the working fluid from the discharge port 221 becomes the lower left. When the nozzle 200C is shaken counterclockwise, the discharge direction of the working fluid from the discharge port 221 becomes the lower right.

ノズル200Cは、テーパ内壁240Cと下管壁250とを含む。テーパ内壁240Cは、テーパ管部232Cの輪郭を形成する。下管壁250は、テーパ内壁240Cから下方に延び、吐出縁222で終端する。下管壁250は、下管部233の輪郭を形成する。 The nozzle 200C includes a tapered inner wall 240C and a lower pipe wall 250. The tapered inner wall 240C forms the contour of the tapered pipe portion 232C. The lower pipe wall 250 extends downward from the tapered inner wall 240C and terminates at the discharge edge 222. The lower pipe wall 250 forms the contour of the lower pipe portion 233.

図6は、左流入口311の中心点LCPと右流入口312の中心点RCPとを示す。鉛直線VL及び中心点LCP,RCPが、共通の仮想平面上に位置するように、ノズル200Cとレシーバ300との間の相対的な位置関係は設定される。図6は、共通の仮想平面上でのノズル200C及びレシーバ300の断面を概念的に表す。 FIG. 6 shows the center point LCP of the left inflow port 311 and the center point RCP of the right inflow port 312. The relative positional relationship between the nozzle 200C and the receiver 300 is set so that the vertical line VL and the center points LCP and RCP are located on a common virtual plane. FIG. 6 conceptually represents a cross section of the nozzle 200C and the receiver 300 on a common virtual plane.

図6は、上述の仮想平面とテーパ内壁240Cとによって形成される2つの交線LIS,RISを示す。交線LISは、鉛直線VLの左方に形成される。交線RISは、鉛直線VLの右方に形成される。2つの交線LIS,RISは、鉛直線VL周りに点対称の関係を有する曲線である。 FIG. 6 shows two lines of intersection LIS and RIS formed by the above-mentioned virtual plane and the tapered inner wall 240C. The line of intersection LIS is formed to the left of the vertical line VL. The line of intersection RIS is formed to the right of the vertical line VL. The two lines of intersection LIS and RIS are curves having a point-symmetrical relationship around the vertical line VL.

図4は、交線LIS,RISの下端からレシーバ300に向けて延びる延長線LEX,REXを示す。延長線LEXが、右流入口312内に延び、且つ、延長線REXが、左流入口311内に延びるように、テーパ角βが決定されてもよい。テーパ角βは、従来のノズルのテーパ角よりも大きくなるので、従来のノズルと比べて、交線LIS,RISに加わる水平分力は小さくなる。 FIG. 4 shows the extension lines LEX and REX extending from the lower ends of the intersection lines LIS and RIS toward the receiver 300. The taper angle β may be determined so that the extension line LEX extends into the right inflow port 312 and the extension line REX extends into the left inflow port 311. Since the taper angle β is larger than the taper angle of the conventional nozzle, the horizontal component force applied to the lines of intersection LIS and RIS is smaller than that of the conventional nozzle.

ノズル200Cの移動方向とは反対向きの力が、下管壁250に作用する。したがって、下管部233の軸長寸法は、ノズル200Cの移動方向とは反対向きの力が過度に大きくならないように決定される。下管部233の軸長寸法は、テーパ管部232Cよりも短くてもよい。 A force in the direction opposite to the moving direction of the nozzle 200C acts on the lower pipe wall 250. Therefore, the axial length dimension of the lower pipe portion 233 is determined so that the force in the direction opposite to the moving direction of the nozzle 200C does not become excessively large. The axial length dimension of the lower pipe portion 233 may be shorter than that of the tapered pipe portion 232C.

<第6実施形態>
上述の実施形態の実施形態の設計原理の下では、吐出口の周囲において、作動流体に対して、過度に高い抵抗が加わることもある。第6実施形態において、吐出口周囲において、抵抗を低減する管路構造を有するノズルを備える例示的なサーボバルブが説明される。
<Sixth Embodiment>
Under the design principles of the embodiments described above, excessively high resistance to the working fluid may be applied around the outlet. In a sixth embodiment, an exemplary servo valve comprising a nozzle having a conduit structure that reduces resistance around the discharge port will be described.

図7は、第6実施形態のサーボバルブ100Dの概念図である。図7を参照して、サーボバルブ100Dが説明される。上述の実施形態の説明は、上述の実施形態と同一の符号が付された要素に援用される。本実施形態において、「上」、「下」、「左」、「右」、「時計回り」、「反時計回り」、「鉛直」や「水平」といった方向を表す用語は、説明の明瞭化のみを目的として用いられる。本実施形態の原理は、これらの方向を表す用語によっては何ら限定されない。 FIG. 7 is a conceptual diagram of the servo valve 100D of the sixth embodiment. The servo valve 100D will be described with reference to FIG. The description of the above-described embodiment is incorporated by reference to the elements with the same reference numerals as those of the above-described embodiment. In the present embodiment, terms such as "top", "bottom", "left", "right", "clockwise", "counterclockwise", "vertical", and "horizontal" are clarified. Used only for the purpose. The principles of this embodiment are not limited by the terms used to describe these directions.

第5実施形態と同様に、サーボバルブ100Dは、レシーバ300と、駆動部400と、を備える。第5実施形態の説明は、これらの要素に援用される。 Similar to the fifth embodiment, the servo valve 100D includes a receiver 300 and a drive unit 400. The description of the fifth embodiment is incorporated into these elements.

サーボバルブ100Dは、ノズル200Dを更に備える。第5実施形態と同様に、ノズル200Dは、上面210と下面220とを含む。第5実施形態の説明は、これらの要素に援用される。 The servo valve 100D further includes a nozzle 200D. Similar to the fifth embodiment, the nozzle 200D includes an upper surface 210 and a lower surface 220. The description of the fifth embodiment is incorporated into these elements.

ノズル200D内には、ノズル流路230Dが形成される。ノズル流路230Dは、上面210に形成された流入口211から下方に延び、下面220に形成された吐出口221に繋がる。第5実施形態と同様に、ノズル流路230Dは、直管部231とテーパ管部232Cとを含む。第5実施形態の説明は、これらの要素に援用される。 A nozzle flow path 230D is formed in the nozzle 200D. The nozzle flow path 230D extends downward from the inflow port 211 formed on the upper surface 210 and connects to the discharge port 221 formed on the lower surface 220. Similar to the fifth embodiment, the nozzle flow path 230D includes a straight pipe portion 231 and a tapered pipe portion 232C. The description of the fifth embodiment is incorporated into these elements.

ノズル流路230Dは、下管部233Dを更に含む。下管部233Dは、吐出口221から上方に狭まり、テーパ管部232Cの下端に繋がる。第5実施形態とは異なり、下管部233Dの断面は、下方に向けて大きくなる。したがって、吐出口221の周囲において、作動流体に作用する抵抗は、過度に大きくならない。 The nozzle flow path 230D further includes a lower tube portion 233D. The lower pipe portion 233D narrows upward from the discharge port 221 and is connected to the lower end of the tapered pipe portion 232C. Unlike the fifth embodiment, the cross section of the lower pipe portion 233D increases downward. Therefore, the resistance acting on the working fluid around the discharge port 221 does not become excessively large.

ノズル200Dは、下管壁250Dを含む。テーパ内壁240Cは、テーパ管部232Cの輪郭を形成する。下管壁250Dは、テーパ内壁240Cから下方に延び、吐出縁222で終端する。下管壁250Dは、下管部233Dの輪郭を形成する。 The nozzle 200D includes a lower tube wall 250D. The tapered inner wall 240C forms the contour of the tapered pipe portion 232C. The lower tube wall 250D extends downward from the tapered inner wall 240C and terminates at the discharge edge 222. The lower pipe wall 250D forms the contour of the lower pipe portion 233D.

ノズル200Dの移動方向とは反対向きの力が、下管壁250Dに作用する。したがって、下管部233Dの軸長寸法は、ノズル200Dの移動方向とは反対向きの力が過度に大きくならないように決定される。下管部233Dの軸長寸法は、テーパ管部232Cよりも短くてもよい。 A force in the direction opposite to the moving direction of the nozzle 200D acts on the lower pipe wall 250D. Therefore, the axial length dimension of the lower pipe portion 233D is determined so that the force in the direction opposite to the moving direction of the nozzle 200D does not become excessively large. The axial length dimension of the lower pipe portion 233D may be shorter than that of the tapered pipe portion 232C.

<第7実施形態>
上述の実施形態に関連して説明されたサーボバルブは、作動流体によって駆動される様々な流体装置に組み込まれ得る。第7実施形態において、例示的な流体装置が説明される。
<7th Embodiment>
The servo valves described in connection with the embodiments described above can be incorporated into various fluid devices driven by a working fluid. In the seventh embodiment, an exemplary fluid system will be described.

図8は、第7実施形態の流体装置500の概略図である。図4及び図8を参照して、流体装置500が説明される。第3実施形態の説明は、第3実施形態と同一の符号が付された要素に援用される。 FIG. 8 is a schematic view of the fluid system 500 of the seventh embodiment. The fluid system 500 will be described with reference to FIGS. 4 and 8. The description of the third embodiment is incorporated by reference to the elements with the same reference numerals as those of the third embodiment.

流体装置500は、サーボバルブ100Eと、アクチュエータ600と、2つのポンプ510,520と、タンク530と、を備える。第3実施形態と同様に、サーボバルブ100Eは、レシーバ300を含む。第3実施形態の説明は、レシーバ300に援用される。レシーバ300に形成された左流路313及び右流路314の傾斜角は、上述の実施形態に関連して説明された設計原理に基づき決定される。 The fluid system 500 includes a servo valve 100E, an actuator 600, two pumps 510 and 520, and a tank 530. Similar to the third embodiment, the servo valve 100E includes the receiver 300. The description of the third embodiment is incorporated in the receiver 300. The tilt angles of the left flow path 313 and the right flow path 314 formed in the receiver 300 are determined based on the design principles described in connection with the above embodiments.

サーボバルブ100Eは、トルクモータ400Eを含む。トルクモータ400Eは、図4を参照して説明された駆動部400に対応する。駆動部400に関する説明は、トルクモータ400Eに援用される。 The servo valve 100E includes a torque motor 400E. The torque motor 400E corresponds to the drive unit 400 described with reference to FIG. The description of the drive unit 400 is incorporated in the torque motor 400E.

トルクモータ400Eは、下コイル411と、上コイル412と、下磁極片421と、上磁極片422と、磁性ロッド430と、を含む。上コイル412は、下コイル411の上方に配置される。下磁極片421は、略円筒状に形成されてもよい。下コイル411は、下磁極片421内に収容される。下磁極片421と同様に、上磁極片422は、略円筒状に形成されてもよい。上コイル412は、上磁極片422内に配置される。上磁極片422の下縁は、下磁極片421の上縁に対向する。磁性ロッド430は、略水平に延びる。磁性ロッド430の左端及び右端は、下磁極片421の上縁と上磁極片422の下縁との間の空隙内に位置する。 The torque motor 400E includes a lower coil 411, an upper coil 412, a lower magnetic pole piece 421, an upper magnetic pole piece 422, and a magnetic rod 430. The upper coil 412 is arranged above the lower coil 411. The lower magnetic pole piece 421 may be formed in a substantially cylindrical shape. The lower coil 411 is housed in the lower magnetic pole piece 421. Similar to the lower magnetic pole piece 421, the upper magnetic pole piece 422 may be formed in a substantially cylindrical shape. The upper coil 412 is arranged in the upper magnetic pole piece 422. The lower edge of the upper magnetic pole piece 422 faces the upper edge of the lower magnetic pole piece 421. The magnetic rod 430 extends substantially horizontally. The left and right ends of the magnetic rod 430 are located in the gap between the upper edge of the lower magnetic pole piece 421 and the lower edge of the upper magnetic pole piece 422.

下コイル411及び上コイル412には、電流が供給される。この結果、下磁極片421及び上磁極片422は、磁石として機能する。磁性ロッド430の右端が、下磁極片421に引きつけられる一方で、磁性ロッド430の左端が、上磁極片422に引きつけられるように、電流が、下コイル411及び上コイル412に供給されると、磁性ロッド430は、時計回りに回転する。磁性ロッド430の左端が、下磁極片421に引きつけられる一方で、磁性ロッド430の右端が、上磁極片422に引きつけられるように、電流が、下コイル411及び上コイル412に供給されると、磁性ロッド430は、反時計回りに回転する。 A current is supplied to the lower coil 411 and the upper coil 412. As a result, the lower magnetic pole piece 421 and the upper magnetic pole piece 422 function as magnets. When current is supplied to the lower coil 411 and the upper coil 412 so that the right end of the magnetic rod 430 is attracted to the lower magnetic pole piece 421 while the left end of the magnetic rod 430 is attracted to the upper magnetic pole piece 422. The magnetic rod 430 rotates clockwise. When current is supplied to the lower coil 411 and the upper coil 412 so that the left end of the magnetic rod 430 is attracted to the lower magnetic pole piece 421 while the right end of the magnetic rod 430 is attracted to the upper magnetic pole piece 422. The magnetic rod 430 rotates counterclockwise.

サーボバルブ100Eは、ノズル部200Eを含む。ノズル部200Eは、図4を参照して説明されたノズル200に相当する。ノズル200に関する説明は、ノズル部200Eに援用されてもよい。 The servo valve 100E includes a nozzle portion 200E. The nozzle portion 200E corresponds to the nozzle 200 described with reference to FIG. The description regarding the nozzle 200 may be referred to the nozzle unit 200E.

ノズル部200Eは、ノズル片260と、フレキシブルチューブ270と、連結シャフト280と、を含む。フレキシブルチューブ270は、鉛直に延び、トルクモータ400Eを貫通する。ノズル片260は、フレキシブルチューブ270の下端に取り付けられる。高圧の作動流体は、フレキシブルチューブ270に供給される。作動流体は、フレキシブルチューブ270によって案内され、ノズル片260に到達する。 The nozzle portion 200E includes a nozzle piece 260, a flexible tube 270, and a connecting shaft 280. The flexible tube 270 extends vertically and penetrates the torque motor 400E. The nozzle piece 260 is attached to the lower end of the flexible tube 270. The high pressure working fluid is supplied to the flexible tube 270. The working fluid is guided by the flexible tube 270 and reaches the nozzle piece 260.

ノズル片260は、レシーバ300の上面310に対向する下面261を含む。下面261には、吐出口262が形成される。吐出口262へ向けて延びるテーパ管部のテーパ角は、第3実施形態に関連して説明された設計原理に基づいて決定される。ノズル片260に供給された高圧の作動流体は、吐出口262から吐出される。その後、作動流体は、レシーバ300に流入する。 The nozzle piece 260 includes a lower surface 261 facing the upper surface 310 of the receiver 300. A discharge port 262 is formed on the lower surface 261. The taper angle of the tapered pipe portion extending toward the discharge port 262 is determined based on the design principle described in connection with the third embodiment. The high-pressure working fluid supplied to the nozzle piece 260 is discharged from the discharge port 262. After that, the working fluid flows into the receiver 300.

連結シャフト280は、フレキシブルチューブ270を、磁性ロッド430の中間部に連結する。フレキシブルチューブ270及びノズル片260は、時計回り及び反時計回りの磁性ロッド430の回転に応じて、左右に往復移動することができる。 The connecting shaft 280 connects the flexible tube 270 to the intermediate portion of the magnetic rod 430. The flexible tube 270 and the nozzle piece 260 can reciprocate left and right according to the rotation of the magnetic rod 430 in the clockwise and counterclockwise directions.

磁性ロッド430が連結シャフト280周りに時計回りの回転をすると、ノズル片260の吐出口262は、左流入口311の中心点LCPと右流入口312の中心点RCPを結ぶ直線に沿って左方に移動する。ノズル片260の内壁部のテーパ角は、第3実施形態に関連して説明された設計原理に基づいて決定されているので、作動流体がノズル片260の内壁に与える右向きの力は小さい。したがって、ノズル片260は、左方へ素早く移動することができる。ノズル片260が左方へ移動すると、吐出口262と左流入口311との間の重畳面積は増加する一方で、吐出口262と右流入口312との間の重畳面積は減少する。この場合、レシーバ300内に形成された左流路313への作動流体の流入量は、右流路314へ流入する作動流体の流量を上回る。 When the magnetic rod 430 rotates clockwise around the connecting shaft 280, the discharge port 262 of the nozzle piece 260 is left along the straight line connecting the center point LCP of the left inflow port 311 and the center point RCP of the right inflow port 312. Move to. Since the taper angle of the inner wall portion of the nozzle piece 260 is determined based on the design principle described in connection with the third embodiment, the rightward force exerted by the working fluid on the inner wall of the nozzle piece 260 is small. Therefore, the nozzle piece 260 can move quickly to the left. When the nozzle piece 260 moves to the left, the overlapping area between the discharge port 262 and the left inflow port 311 increases, while the overlapping area between the discharge port 262 and the right inflow port 312 decreases. In this case, the inflow rate of the working fluid into the left flow path 313 formed in the receiver 300 exceeds the flow rate of the working fluid flowing into the right flow path 314.

磁性ロッド430が連結シャフト280周りに反時計回りの回転をすると、ノズル片260の吐出口262は、左流入口311の中心点LCPと右流入口312の中心点RCPを結ぶ直線に沿って右方に移動する。ノズル片260の内壁部のテーパ角は、第3実施形態に関連して説明された設計原理に基づいて決定されているので、作動流体がノズル片260の内壁に与える左向きの力は小さい。したがって、ノズル片260は、右方へ素早く移動することができる。ノズル片260が右方へ移動すると、吐出口262と右流入口312との間の重畳面積は増加する一方で、吐出口262と左流入口311との間の重畳面積は減少する。この場合、レシーバ300内に形成された右流路314への作動流体の流入量は、左流路313へ流入する作動流体の流量を上回る。 When the magnetic rod 430 rotates counterclockwise around the connecting shaft 280, the discharge port 262 of the nozzle piece 260 is on the right along the straight line connecting the center point LCP of the left inflow port 311 and the center point RCP of the right inflow port 312. Move towards. Since the taper angle of the inner wall portion of the nozzle piece 260 is determined based on the design principle described in connection with the third embodiment, the leftward force exerted by the working fluid on the inner wall of the nozzle piece 260 is small. Therefore, the nozzle piece 260 can move quickly to the right. When the nozzle piece 260 moves to the right, the overlapping area between the discharge port 262 and the right inflow port 312 increases, while the overlapping area between the discharge port 262 and the left inflow port 311 decreases. In this case, the inflow rate of the working fluid into the right flow path 314 formed in the receiver 300 exceeds the flow rate of the working fluid flowing into the left flow path 313.

サーボバルブ100Eは、スプールバルブ700を含む。スプールバルブ700は、筐体710と、スプール720と、カンチレバースプリング730と、を含む。スプール720は、筐体710内に配置される。この結果、筐体710内に、作動流体が流動する流動経路が形成される。カンチレバースプリング730は、筐体710とスプール720とを連結する。カンチレバースプリング730は、スプール720を閉止位置に留まらせようとする力をスプール720に加える。スプール720が閉止位置にあるとき、スプールバルブ700は、ポンプ510,520からアクチュエータ600への作動流体の供給経路を遮断する。スプール720が閉止位置から左方或いは右方へ移動すると、スプールバルブ700は、ポンプ510,520からアクチュエータ600への作動流体の供給経路を開く。 The servo valve 100E includes a spool valve 700. The spool valve 700 includes a housing 710, a spool 720, and a cantilever spring 730. The spool 720 is arranged in the housing 710. As a result, a flow path through which the working fluid flows is formed in the housing 710. The cantilever spring 730 connects the housing 710 and the spool 720. The cantilever spring 730 applies a force to the spool 720 to keep the spool 720 in the closed position. When the spool 720 is in the closed position, the spool valve 700 cuts off the supply path of the working fluid from the pumps 510, 520 to the actuator 600. When the spool 720 moves from the closed position to the left or right, the spool valve 700 opens the supply path of the working fluid from the pumps 510 and 520 to the actuator 600.

筐体710には、7つのポート711〜717が形成される。ポート711は、レシーバ300の左流出口315に流体流通可能に接続される。ポート712は、レシーバ300の右流出口316に流体流通可能に接続される。ポンプ510,520は、ポート713,714にそれぞれ取り付けられる。ポート715,716は、アクチュエータ600に流体流通可能に接続される。タンク530は、ポート717に取り付けられる。 Seven ports 711 to 717 are formed in the housing 710. The port 711 is connected to the left outlet 315 of the receiver 300 so that fluid can flow. The port 712 is connected to the right outlet 316 of the receiver 300 so that fluid can flow. Pumps 510 and 520 are attached to ports 713 and 714, respectively. The ports 715 and 716 are connected to the actuator 600 so that fluid can flow. The tank 530 is attached to the port 717.

スプール720は、4つの隔壁721,722,723,724と、これらの隔壁721,722,723,724を連結する連結シャフト725と、を含む。連結シャフト725は、略水平に延びる。隔壁721は、連結シャフト725の左端に形成される。隔壁722は、連結シャフト725の右端に形成される。隔壁723は、隔壁721,722の間に位置する。隔壁724は、隔壁722,723の間に位置する。 The spool 720 includes four bulkheads 721,722,723,724 and a connecting shaft 725 connecting these bulkheads 721,722,723,724. The connecting shaft 725 extends substantially horizontally. The partition wall 721 is formed at the left end of the connecting shaft 725. The partition wall 722 is formed at the right end of the connecting shaft 725. The partition wall 723 is located between the partition walls 721 and 722. The partition wall 724 is located between the partition walls 722 and 723.

隔壁721,722,723,724は、筐体710の内部空間を5つのチャンバ741,742,743,744,745に仕切る。チャンバ741は、最も左に形成される。チャンバ742は、最も右に形成される。チャンバ743は、隔壁721,723間に形成される。チャンバ744は、隔壁722,724間に形成される。チャンバ745は、隔壁723,724間に形成される。 The partition walls 721,722,723,724 divide the internal space of the housing 710 into five chambers 741,742,743,744,745. Chamber 741 is formed on the far left. Chamber 742 is formed on the far right. The chamber 743 is formed between the partition walls 721 and 723. The chamber 744 is formed between the partition walls 722 and 724. The chamber 745 is formed between the partition walls 723 and 724.

ノズル片260が左方に移動すると、作動流体は、ノズル片260の吐出口262からレシーバ300の左流入口311に主に流入する。左流入口311に流入した作動流体は、その後、レシーバ300の左流路313、レシーバ300の左流出口315及びスプールバルブ700のポート711を通じて、チャンバ741に流入する。この結果、チャンバ741の内圧は増加し、スプール720は、閉止位置から右方に移動する。この間、チャンバ742内に存在していた作動流体は、スプールバルブ700のポート712、レシーバ300の右流出口316及びレシーバ300の右流路314を通じて、右流入口312から噴出される。その後、ノズル片260が中立位置に復帰すると、ノズル片260の吐出口262から吐出された作動流体は、レシーバ300の左流入口311と右流入口312とに略均等に流入する。この間、スプール720に左方に作用する力は、スプール720に右方に作用する力よりもカンチレバースプリング730の復元力の分だけ大きくなる。したがって、スプール720は、左方へ移動し、閉止位置に復帰する。 When the nozzle piece 260 moves to the left, the working fluid mainly flows from the discharge port 262 of the nozzle piece 260 into the left inflow port 311 of the receiver 300. The working fluid that has flowed into the left inflow port 311 then flows into the chamber 741 through the left flow path 313 of the receiver 300, the left outflow port 315 of the receiver 300, and the port 711 of the spool valve 700. As a result, the internal pressure of the chamber 741 increases and the spool 720 moves to the right from the closed position. During this time, the working fluid existing in the chamber 742 is ejected from the right inflow port 312 through the port 712 of the spool valve 700, the right outflow port 316 of the receiver 300, and the right flow path 314 of the receiver 300. After that, when the nozzle piece 260 returns to the neutral position, the working fluid discharged from the discharge port 262 of the nozzle piece 260 flows into the left inflow port 311 and the right inflow port 312 of the receiver 300 substantially evenly. During this time, the force acting on the spool 720 to the left is larger than the force acting on the spool 720 to the right by the restoring force of the cantilever spring 730. Therefore, the spool 720 moves to the left and returns to the closed position.

ノズル片260が右方に移動すると、作動流体は、ノズル片260の吐出口262からレシーバ300の右流入口312に主に流入する。右流入口312に流入した作動流体は、その後、レシーバ300の右流路314、レシーバ300の右流出口316及びスプールバルブ700のポート712を通じて、チャンバ742に流入する。この結果、チャンバ742の内圧は増加し、スプール720は、閉止位置から左方に移動する。この間、チャンバ741内に存在していた作動流体は、スプールバルブ700のポート711、レシーバ300の左流出口315及びレシーバ300の左流路313を通じて、左流入口311から噴出される。その後、ノズル片260が中立位置に復帰すると、ノズル片260の吐出口262から吐出された作動流体は、レシーバ300の左流入口311と右流入口312とに略均等に流入する。この間、スプール720に右方に作用する力は、スプール720に左方に作用する力よりもカンチレバースプリング730の復元力の分だけ大きくなる。したがって、スプール720は、右方へ移動し、閉止位置に復帰する。 When the nozzle piece 260 moves to the right, the working fluid mainly flows from the discharge port 262 of the nozzle piece 260 into the right inflow port 312 of the receiver 300. The working fluid that has flowed into the right inflow port 312 then flows into the chamber 742 through the right flow path 314 of the receiver 300, the right outflow port 316 of the receiver 300, and the port 712 of the spool valve 700. As a result, the internal pressure of the chamber 742 increases and the spool 720 moves to the left from the closed position. During this time, the working fluid existing in the chamber 741 is ejected from the left inflow port 311 through the port 711 of the spool valve 700, the left outflow port 315 of the receiver 300, and the left flow path 313 of the receiver 300. After that, when the nozzle piece 260 returns to the neutral position, the working fluid discharged from the discharge port 262 of the nozzle piece 260 flows into the left inflow port 311 and the right inflow port 312 of the receiver 300 substantially evenly. During this time, the force acting on the spool 720 to the right is larger than the force acting on the spool 720 to the left by the restoring force of the cantilever spring 730. Therefore, the spool 720 moves to the right and returns to the closed position.

スプール720が閉止位置にあるとき、隔壁723は、ポート715を閉じる。このとき、隔壁724は、ポート716を閉じる。ポンプ510は、ポート713を通じて、高圧の作動流体をチャンバ743に供給する。ポンプ520は、ポート714を通じて、高圧の作動流体をチャンバ744へ供給する。スプール720が閉止位置から右方に移動すると、チャンバ743からアクチュエータ600への作動流体の供給経路及びアクチュエータ600からチャンバ745への作動流体の排出経路が開かれる。スプール720が閉止位置から左方に移動すると、チャンバ744からアクチュエータ600への作動流体の供給経路及びアクチュエータ600からチャンバ745への作動流体の排出経路が開かれる。したがって、ポート715,716からアクチュエータ600への作動流体の流出量は、ノズル片260の左右の移動によって調整される。本実施形態において、第1流出口は、ポート715,716のうち一方によって例示される。第2流出口は、ポート715,716のうち他方によって例示される。 The bulkhead 723 closes the port 715 when the spool 720 is in the closed position. At this time, the partition wall 724 closes the port 716. Pump 510 supplies high pressure hydraulic fluid to chamber 743 through port 713. Pump 520 supplies high pressure hydraulic fluid to chamber 744 through port 714. When the spool 720 moves to the right from the closed position, the supply path of the working fluid from the chamber 743 to the actuator 600 and the discharge path of the working fluid from the actuator 600 to the chamber 745 are opened. When the spool 720 moves to the left from the closed position, the supply path of the working fluid from the chamber 744 to the actuator 600 and the discharge path of the working fluid from the actuator 600 to the chamber 745 are opened. Therefore, the outflow amount of the working fluid from the ports 715 and 716 to the actuator 600 is adjusted by the left-right movement of the nozzle piece 260. In this embodiment, the first outlet is exemplified by one of ports 715 and 716. The second outlet is exemplified by the other of ports 715 and 716.

アクチュエータ600は、筐体610と、可動片620と、を含む。筐体610には、2つのポート611,612が形成される。アクチュエータ600のポート611は、スプールバルブ700のポート715に流体流通可能に接続される。アクチュエータ600のポート612は、スプールバルブ700のポート716に流体流通可能に接続される。 The actuator 600 includes a housing 610 and a movable piece 620. Two ports 611 and 612 are formed in the housing 610. The port 611 of the actuator 600 is connected to the port 715 of the spool valve 700 so that fluid can flow. The port 612 of the actuator 600 is connected to the port 716 of the spool valve 700 so that fluid can flow.

可動片620は、隔壁621と、ロッド622と、を含む。隔壁621は、筐体610の内部空間を左チャンバ631と右チャンバ632とに仕切る。ポート611は、左チャンバ631に繋がる。ポート612は、右チャンバ632に繋がる。ロッド622は、隔壁621から右方に延び、筐体610の外に突出する。ロッド622は、筐体610の外に配置された他の外部装置(図示せず)に接続される。本実施形態において、空房部は、筐体610の内部空間によって例示される。 The movable piece 620 includes a partition wall 621 and a rod 622. The partition wall 621 divides the internal space of the housing 610 into a left chamber 631 and a right chamber 632. Port 611 connects to the left chamber 631. Port 612 connects to the right chamber 632. The rod 622 extends to the right from the partition wall 621 and projects out of the housing 610. The rod 622 is connected to another external device (not shown) located outside the housing 610. In this embodiment, the air chamber is exemplified by the internal space of the housing 610.

スプール720が、閉止位置から右方に移動すると、ポンプ510からポート713を通じてチャンバ743に供給された作動流体は、ポート715,611を通じて、左チャンバ631に流入する。左チャンバ631の内圧は増加するので、可動片620は右方に移動する。この間、右チャンバ632は、ポート612,716を介して、チャンバ745に連通する。右チャンバ632内に存在していた作動流体は、右方に移動する可動片620によって、右チャンバ632から押し出され、チャンバ745に流入する。チャンバ745に流入した作動流体は、その後、タンク530に貯留される。 When the spool 720 moves to the right from the closed position, the working fluid supplied from the pump 510 to the chamber 743 through the port 713 flows into the left chamber 631 through the ports 715 and 611. As the internal pressure of the left chamber 631 increases, the movable piece 620 moves to the right. During this time, the right chamber 632 communicates with the chamber 745 via ports 612 and 716. The working fluid existing in the right chamber 632 is pushed out of the right chamber 632 by the movable piece 620 moving to the right and flows into the chamber 745. The working fluid flowing into the chamber 745 is then stored in the tank 530.

スプール720が、閉止位置から左方に移動すると、ポンプ520からポート714を通じてチャンバ744に供給された作動流体は、ポート716,612を通じて、右チャンバ632に流入する。右チャンバ632の内圧は増加するので、可動片620は左方に移動する。この間、左チャンバ631は、ポート611,715を介して、チャンバ745に連通する。左チャンバ631内に存在していた作動流体は、左方に移動する可動片620によって、左チャンバ631から押し出され、チャンバ745に流入する。チャンバ745に流入した作動流体は、その後、タンク530に貯留される。 When the spool 720 moves to the left from the closed position, the working fluid supplied from the pump 520 to the chamber 744 through the port 714 flows into the right chamber 632 through the ports 716 and 612. As the internal pressure of the right chamber 632 increases, the movable piece 620 moves to the left. During this time, the left chamber 631 communicates with the chamber 745 via ports 611 and 715. The working fluid existing in the left chamber 631 is pushed out of the left chamber 631 by the movable piece 620 moving to the left and flows into the chamber 745. The working fluid flowing into the chamber 745 is then stored in the tank 530.

図8において、レシーバ300は、スプールバルブ700の筐体710とは別体に描かれている。しかしながら、レシーバ300は、スプールバルブ700の筐体710と一体的に形成されてもよい。 In FIG. 8, the receiver 300 is drawn separately from the housing 710 of the spool valve 700. However, the receiver 300 may be integrally formed with the housing 710 of the spool valve 700.

本実施形態において、カンチレバースプリング730は、スプール720と筐体710とに連結されている。カンチレバースプリング730に代えて、スプール720とノズル部200Eとを連結する弾性部材が用いられてもよい。 In this embodiment, the cantilever spring 730 is connected to the spool 720 and the housing 710. Instead of the cantilever spring 730, an elastic member connecting the spool 720 and the nozzle portion 200E may be used.

本実施形態において、アクチュエータ600は、スプールバルブ700に連結されている。しかしながら、アクチュエータ600は、レシーバ300に直接的に連結されてもよい。 In this embodiment, the actuator 600 is connected to the spool valve 700. However, the actuator 600 may be directly connected to the receiver 300.

<第8実施形態>
本発明者等は、テーパ角において異なる複数のモデルを用いて、テーパ角とノズル内の圧力分布との間の関係を解析した。第8実施形態において、解析結果が説明される。
<8th Embodiment>
The present inventors analyzed the relationship between the taper angle and the pressure distribution in the nozzle using a plurality of models having different taper angles. In the eighth embodiment, the analysis result will be described.

図9A乃至図9Cは、吐出口周囲の作動流体の圧力分布を表す等高線図である。図9A乃至図9Cを参照して、テーパ角とノズル内の圧力分布との間の関係が説明される。 9A to 9C are contour diagrams showing the pressure distribution of the working fluid around the discharge port. The relationship between the taper angle and the pressure distribution in the nozzle will be described with reference to FIGS. 9A-9C.

図9Aは、ノズル201と、レシーバ301と、を示す。ノズル201には、ノズル流路202が形成されている。レシーバ301には、左流路302及び右流路303が形成されている。ノズル201の下面とレシーバ301の上面との間には、間隙203が形成されている。ノズル201のテーパ角βは、「0°」である。ノズル201は、中立位置から右方に移動している。 FIG. 9A shows the nozzle 201 and the receiver 301. A nozzle flow path 202 is formed in the nozzle 201. The receiver 301 is formed with a left flow path 302 and a right flow path 303. A gap 203 is formed between the lower surface of the nozzle 201 and the upper surface of the receiver 301. The taper angle β of the nozzle 201 is “0 °”. Nozzle 201 is moving to the right from the neutral position.

図9Aは、ノズル流路202、間隙203、左流路302及び右流路303内の圧力分布を表す複数の等高線を示す。図9Aに示される如く、圧力分布中において最も高い圧力Pmaxを表す領域は、ノズル流路202の上部に表される。圧力分布中において最も高い圧力Pminを表す領域は、間隙203の左側部分に現れる。 FIG. 9A shows a plurality of contour lines representing the pressure distribution in the nozzle flow path 202, the gap 203, the left flow path 302, and the right flow path 303. As shown in FIG. 9A, the region representing the highest pressure Pmax in the pressure distribution is represented at the top of the nozzle flow path 202. The region representing the highest pressure Pmin in the pressure distribution appears on the left side of the gap 203.

1つの等高線が、吐出口付近のノズル流路202の領域を鉛直方向に延びている。当該等高線の左側の領域は、圧力P1の領域である。当該等高線の右側の領域は、圧力P1より小さな圧力P2の領域である。圧力P1の領域の上の領域は、圧力P1より大きな圧力P3の領域である。圧力P3の領域は、水平に延びる等高線によって、圧力P1の領域から仕切られる。図9Aに示される如く、ノズル流路202を形成する内壁の左部分は、高い圧力P1に曝されるのに対して、ノズル流路202を形成する内壁の右部分は、低い圧力P2に曝される。したがって、ノズル201は、左方に作用する力を作動流体から受ける。ノズル201が作動流体から受ける力は、ノズル201の移動方向(すなわち、右方)とは反対向きであるので、ノズル201の応答性は悪い。 One contour line extends vertically in the region of the nozzle flow path 202 near the discharge port. The region on the left side of the contour line is the region of pressure P1. The region on the right side of the contour line is the region of pressure P2, which is smaller than pressure P1. The region above the region of pressure P1 is the region of pressure P3 that is greater than pressure P1. The region of pressure P3 is separated from the region of pressure P1 by a horizontally extending contour line. As shown in FIG. 9A, the left portion of the inner wall forming the nozzle flow path 202 is exposed to the high pressure P1, while the right portion of the inner wall forming the nozzle flow path 202 is exposed to the low pressure P2. Will be done. Therefore, the nozzle 201 receives a force acting to the left from the working fluid. Since the force received by the nozzle 201 from the working fluid is in the direction opposite to the moving direction of the nozzle 201 (that is, to the right), the responsiveness of the nozzle 201 is poor.

図9Aと同様に、図9Bは、レシーバ301を示す。図9Bは、ノズル204を更に示す。ノズル204には、ノズル流路205が形成されている。ノズル204の下面とレシーバ301の上面との間には、間隙206が形成されている。ノズル204のテーパ角βは、「β1(>0°)」である。レシーバ301に対するノズル204の相対位置は、ノズル201と同じである。 Similar to FIG. 9A, FIG. 9B shows the receiver 301. FIG. 9B further shows the nozzle 204. A nozzle flow path 205 is formed in the nozzle 204. A gap 206 is formed between the lower surface of the nozzle 204 and the upper surface of the receiver 301. The taper angle β of the nozzle 204 is “β1 (> 0 °)”. The relative position of the nozzle 204 with respect to the receiver 301 is the same as that of the nozzle 201.

圧力Pmax,Pminは、図9Aと略同様の位置に現れる。圧力P1,P3間の境界を表す略水平な等高線は、吐出口に近づく。このことは、ノズル流路205の左部分の圧力とノズル流路205の右部分の圧力との差は、ノズル流路202内の圧力の左右バランスと比べて小さいことを意味する。したがって、ノズル204は、ノズル201よりも高い応答性を有する。しかしながら、ノズル流路205を形成する内壁の左部分は、ノズル流路205を形成する内壁の右部分よりも高い圧力に曝されているので、ノズル204の右方への変位は、作動流体の圧力によって若干阻害される。 The pressures Pmax and Pmin appear at substantially the same positions as in FIG. 9A. A substantially horizontal contour line representing the boundary between the pressures P1 and P3 approaches the discharge port. This means that the difference between the pressure at the left portion of the nozzle flow path 205 and the pressure at the right portion of the nozzle flow path 205 is smaller than the left-right balance of the pressure in the nozzle flow path 202. Therefore, the nozzle 204 has a higher responsiveness than the nozzle 201. However, since the left portion of the inner wall forming the nozzle flow path 205 is exposed to a higher pressure than the right portion of the inner wall forming the nozzle flow path 205, the displacement of the nozzle 204 to the right is due to the displacement of the working fluid. Slightly inhibited by pressure.

図9Aと同様に、図9Cは、レシーバ301を示す。図9Bは、ノズル207を更に示す。ノズル207には、ノズル流路208が形成されている。ノズル207の下面とレシーバ301の上面との間には、間隙209が形成されている。ノズル207のテーパ角βは、「β2(>β1)」である。レシーバ301に対するノズル207の相対位置は、ノズル201と同じである。 Similar to FIG. 9A, FIG. 9C shows the receiver 301. FIG. 9B further shows the nozzle 207. A nozzle flow path 208 is formed in the nozzle 207. A gap 209 is formed between the lower surface of the nozzle 207 and the upper surface of the receiver 301. The taper angle β of the nozzle 207 is “β2 (> β1)”. The relative position of the nozzle 207 with respect to the receiver 301 is the same as that of the nozzle 201.

圧力Pmax,Pminは、図9Aと略同様の位置に現れる。圧力P1,P3間の境界を表す等高線は、図9Bの等高線と比べて、水平に更に近づく。したがって、ノズル207は、ノズル204よりも高い応答性を有する。ノズル流路205を形成する内壁の左部分が曝される圧力は、ノズル流路205を形成する内壁の右部分が曝される圧力に略等しいので、作動流体の圧力は、ノズル204の右方への変位をほとんど阻害しない。 The pressures Pmax and Pmin appear at substantially the same positions as in FIG. 9A. The contour lines representing the boundary between the pressures P1 and P3 are closer to horizontal than the contour lines of FIG. 9B. Therefore, the nozzle 207 has a higher responsiveness than the nozzle 204. Since the pressure exposed to the left portion of the inner wall forming the nozzle flow path 205 is approximately equal to the pressure exposed to the right portion of the inner wall forming the nozzle flow path 205, the pressure of the working fluid is to the right of the nozzle 204. Almost no inhibition of displacement to.

図10Aは、レシーバ301に対するノズル201の相対位置、ノズル201から吐出される作動流体の流量及びノズル201が作動流体から受ける力の関係を表すグラフである。図10Bは、レシーバ301に対するノズル204の相対位置、ノズル204から吐出される作動流体の流量及びノズル204が作動流体から受ける力の関係を表すグラフである。図10Cは、レシーバ301に対するノズル207の相対位置、ノズル207から吐出される作動流体の流量及びノズル207が作動流体から受ける力の関係を表すグラフである。図3A、図3B、図9乃至図10Cを参照して、テーパ角βとノズル201,204,207内の圧力との間の関係が説明される。 FIG. 10A is a graph showing the relationship between the relative position of the nozzle 201 with respect to the receiver 301, the flow rate of the working fluid discharged from the nozzle 201, and the force received by the nozzle 201 from the working fluid. FIG. 10B is a graph showing the relationship between the relative position of the nozzle 204 with respect to the receiver 301, the flow rate of the working fluid discharged from the nozzle 204, and the force received by the nozzle 204 from the working fluid. FIG. 10C is a graph showing the relationship between the relative position of the nozzle 207 with respect to the receiver 301, the flow rate of the working fluid discharged from the nozzle 207, and the force received by the nozzle 207 from the working fluid. The relationship between the taper angle β and the pressure in the nozzles 201, 204, 207 will be described with reference to FIGS. 3A, 3B, 9-10C.

図10A,図10B及び図10Cのグラフの横軸は、レシーバ301に対するノズル201,204,207の相対位置をそれぞれ表す。図10A,図10B及び図10Cのグラフそれぞれの原点は、中立位置を表す。図10A,図10B及び図10Cのグラフの縦軸は、作動流体の吐出量と、ノズル201,204,207の内壁が作動流体から受ける力と、ノズル201,204,207の下面(すなわち、レシーバ301に対向する面)が、作動流体から受ける力と、ノズル201,204,207の外周面が作動流体から受ける力と、これらの力の総和と、を示す。 The horizontal axes of the graphs of FIGS. 10A, 10B and 10C represent the relative positions of the nozzles 201, 204 and 207 with respect to the receiver 301, respectively. The origin of each of the graphs of FIGS. 10A, 10B and 10C represents a neutral position. The vertical axis of the graphs of FIGS. 10A, 10B and 10C is the discharge amount of the working fluid, the force received by the inner walls of the nozzles 201, 204, 207 from the working fluid, and the lower surface of the nozzles 201, 204, 207 (that is, the receiver). The surface facing 301) indicates the force received from the working fluid, the force received by the outer peripheral surfaces of the nozzles 201, 204, 207 from the working fluid, and the sum of these forces.

図10A、図10B及び図10Cのグラフから、テーパ角βが0°に近づくと、ノズルの内壁が作動流体から受ける力が、ノズルが作動流体から受ける力全体のうち大きな部分を占めることが分かる。テーパ角βが0°から離れるにつれて、ノズルの内壁が作動流体から受ける力の影響は小さくなる。図9乃至図10Cに示される解析結果は、第2実施形態に関連して説明された力学モデル(図3A及び図3Bを参照)に合致しており、ノズルの応答性能に対するテーパ角βの有効性を実証している。ノズルを設計する設計者は、作動流体がノズルの内壁に与える水平方向の圧力と、ノズルの吐出口における抵抗と、を考慮して、テーパ角βを決定してもよい。したがって、上述の実施形態の原理は、テーパ角βの特定の値に限定されない。 From the graphs of FIGS. 10A, 10B and 10C, it can be seen that when the taper angle β approaches 0 °, the force received by the inner wall of the nozzle from the working fluid occupies a large part of the total force received by the nozzle from the working fluid. .. As the taper angle β deviates from 0 °, the influence of the force on the inner wall of the nozzle from the working fluid becomes smaller. The analysis results shown in FIGS. 9 to 10C are in agreement with the dynamic model (see FIGS. 3A and 3B) described in connection with the second embodiment, and the effect of the taper angle β on the response performance of the nozzle is effective. Demonstrate sex. The designer who designs the nozzle may determine the taper angle β in consideration of the horizontal pressure exerted by the working fluid on the inner wall of the nozzle and the resistance at the discharge port of the nozzle. Therefore, the principle of the above-described embodiment is not limited to a specific value of the taper angle β.

以上、本発明の実施形態を説明した。本実施形態では、ノズルの吐出口につながるテーパ内壁によって定められるテーパ角βを、流路の延設方向と流入面に直交する方向とがなす角度αの2倍より大きくした。これにより、テーパ内壁が流体から受けるフローフォースの分力(ノズルの変位を阻害する力)が小さくなってノズルが素早く変位できるので、アクチュエータの応答速度が向上する。 The embodiments of the present invention have been described above. In the present embodiment, the taper angle β determined by the tapered inner wall connected to the discharge port of the nozzle is made larger than twice the angle α formed by the extending direction of the flow path and the direction orthogonal to the inflow surface. As a result, the component force of the flow force (force that hinders the displacement of the nozzle) received by the tapered inner wall from the fluid is reduced, and the nozzle can be quickly displaced, so that the response speed of the actuator is improved.

ノズルが受けるフローフォースは、上式(2)で表される圧力勾配に比例して大きくなる。図11に示すように、ノズルNZLが左流路LFPに向かって矢印D方向に移動した場合を考える。図11の下部には、吐出口近傍での作動流体の圧力勾配のグラフを例示する。図11のグラフに一点鎖線で示すように、吐出口近傍で左流路LFP側から右流路RFP側に向かって作動流体の圧力が上昇し、圧力勾配が右肩上がりの場合、矢印Dとは逆方向に作用するフローフォースが発生する。これにより、ノズルNZLの動きが阻害される。一方で、図11のグラフに実線で示すように、作動流体の圧力を一定、もしくは圧力勾配を左肩下がりにできれば、ノズルNZLの動きを阻害するフローフォースを抑制できる。 The flow force received by the nozzle increases in proportion to the pressure gradient represented by the above equation (2). As shown in FIG. 11, consider a case where the nozzle NZL moves in the direction of arrow D toward the left flow path LFP. At the bottom of FIG. 11, a graph of the pressure gradient of the working fluid in the vicinity of the discharge port is illustrated. As shown by the alternate long and short dash line in the graph of FIG. 11, when the pressure of the working fluid rises from the left flow path LFP side to the right flow path RFP side near the discharge port and the pressure gradient rises to the right, arrow D is indicated. Generates a flow force that acts in the opposite direction. As a result, the movement of the nozzle NZL is hindered. On the other hand, as shown by the solid line in the graph of FIG. 11, if the pressure of the working fluid can be kept constant or the pressure gradient can be lowered to the left, the flow force that hinders the movement of the nozzle NZL can be suppressed.

ここで、以下の式(3)で示すように、ノズルNZLの移動方向とは反対方向に作用するフローフォースFFは、上式(2)に示した圧力勾配に比例すると仮定する。

Figure 0006937165
作動流体の流線の半径rは、ノズルNZLの対向面とレシーバRCVの流入面との間隔Lngを用いて、以下の式(4)で表される。
Figure 0006937165
下式(5)に示すように、フローフォースFFは、作動流体の流線の半径rに反比例するので、下式(6)が成り立つ。また、式(6)から式(7)が導かれる。
Figure 0006937165
Figure 0006937165
Figure 0006937165
Here, as shown by the following equation (3), it is assumed that the flow force FF acting in the direction opposite to the moving direction of the nozzle NZL is proportional to the pressure gradient shown in the above equation (2).
Figure 0006937165
The radius r of the streamline of the working fluid is expressed by the following equation (4) using the distance Lng between the facing surface of the nozzle NZL and the inflow surface of the receiver RCV.
Figure 0006937165
As shown in the following equation (5), since the flow force FF is inversely proportional to the radius r of the streamline of the working fluid, the following equation (6) holds. Further, the equation (7) is derived from the equation (6).
Figure 0006937165
Figure 0006937165
Figure 0006937165

図12は、上述の関係式から得られる圧力勾配と角度比β/αとの関係を例示する図である。図12には、ノズルNZLが左流路LFP側に移動した場合の左流路LFP側から右流路RFP側に向かう作動流体の圧力勾配であって、流路の傾斜角αが30度、40度、50度、60度の場合を示した。圧力勾配が0より大きいと、フローフォースFFが増加する。また、圧力勾配がゼロ以下では、フローフォースFFが低減する。図12に示す関係から、角度比β/αを2より大きく、すなわちノズルのテーパ角βを流路の傾斜角αの2倍より大きくすれば、圧力勾配がゼロ以下になるので、フローフォースFFを抑制できる。こうした構成により、フローフォースを抑制できるので、ノズルが移動しやすくなってアクチュエータの応答速度が向上する。 FIG. 12 is a diagram illustrating the relationship between the pressure gradient obtained from the above relational expression and the angle ratio β / α. FIG. 12 shows the pressure gradient of the working fluid from the left flow path LFP side to the right flow path RFP side when the nozzle NZL moves to the left flow path LFP side, and the inclination angle α of the flow path is 30 degrees. The cases of 40 degrees, 50 degrees, and 60 degrees are shown. When the pressure gradient is larger than 0, the flow force FF increases. Further, when the pressure gradient is zero or less, the flow force FF is reduced. From the relationship shown in FIG. 12, if the angle ratio β / α is made larger than 2, that is, if the taper angle β of the nozzle is made larger than twice the inclination angle α of the flow path, the pressure gradient becomes zero or less. Can be suppressed. With such a configuration, the flow force can be suppressed, so that the nozzle can be easily moved and the response speed of the actuator is improved.

上述の実施形態の原理は、中立位置にあるノズル上に描かれた鉛直線について対称的な構造に基づいて説明されている。しかしながら、サーボバルブは、鉛直線について非対称的な構造を有してもよい。たとえば、鉛直線に対する左流路の傾斜角は、鉛直線に対する右流路の傾斜角と相違してもよい。 The principles of the above embodiments are described on the basis of a symmetrical structure with respect to the vertical line drawn on the nozzle in the neutral position. However, the servo valve may have a structure that is asymmetric with respect to the vertical line. For example, the inclination angle of the left flow path with respect to the vertical line may be different from the inclination angle of the right flow path with respect to the vertical line.

上述の様々な実施形態に関連して説明された設計原理は、様々なサーボバルブ及び流体装置に適用可能である。上述の様々な実施形態のうち1つに関連して説明された様々な特徴のうち一部が、他のもう1つの実施形態に関連して説明されたサーボバルブ及び流体装置に適用されてもよい。 The design principles described in connection with the various embodiments described above are applicable to various servo valves and fluid systems. Even if some of the various features described in connection with one of the various embodiments described above apply to servo valves and fluid systems described in connection with another embodiment described above. good.

本発明の一局面の概要は、次の通りである。本発明の一局面のサーボバルブは、流体を用いてアクチュエータを駆動する。このサーボバルブは、前記流体が吐出される吐出口の輪郭を形成する吐出縁と、前記吐出縁に向けて狭まるテーパ内壁と、を含むノズルと、前記吐出口から吐出された前記流体が流入する流路が形成されたレシーバと、を備える。前記ノズルは、前記流体を吐出する吐出方向とは異なる第2方向に変位される。前記流路の延設方向は、前記ノズルに対向する流入面に直交する方向に対して、角度αで傾斜する。前記テーパ内壁によって定められるテーパ角は、前記角度αの2倍よりも大きい。 The outline of one aspect of the present invention is as follows. The one-phase servo valve of the present invention uses a fluid to drive an actuator. The servo valve has a nozzle including a discharge edge forming the contour of the discharge port from which the fluid is discharged, a tapered inner wall narrowing toward the discharge edge, and the fluid discharged from the discharge port. A receiver having a flow path formed therein is provided. The nozzle is displaced in a second direction different from the discharge direction in which the fluid is discharged. The extending direction of the flow path is inclined at an angle α with respect to the direction orthogonal to the inflow surface facing the nozzle. The taper angle defined by the tapered inner wall is larger than twice the angle α.

上記構成によれば、テーパ内壁によって定められるテーパ角は、角度αの2倍よりも大きいので、ノズルの変位方向におけるテーパ内壁が流体から受けるフローフォースの分力は小さくなる。ノズルは、流体から影響をほとんど受けることなく、素早く変位することができるので、サーボバルブは、高い応答速度で動作し、アクチュエータを素早く駆動することができる。 According to the above configuration, the taper angle determined by the tapered inner wall is larger than twice the angle α, so that the component force of the flow force that the tapered inner wall receives from the fluid in the displacement direction of the nozzle becomes small. Since the nozzle can be quickly displaced with little influence from the fluid, the servo valve can operate at a high response speed and drive the actuator quickly.

上記構成において、前記流路は、前記ノズルの変位方向に並ぶ第1流路及び第2流路を含んでもよい。前記第1流路と前記第2流路とは、延設方向が異なってもよい。前記テーパ角は、前記第1流路と前記第2流路との間の挟角よりも大きくてもよい。 In the above configuration, the flow path may include a first flow path and a second flow path arranged in the displacement direction of the nozzle. The extension direction may be different between the first flow path and the second flow path. The taper angle may be larger than the angle between the first flow path and the second flow path.

上記構成によれば、テーパ角は、第1流路と第2流路との間の挟角よりも大きいので、ノズルの変位方向におけるテーパ内壁が流体から受けるフローフォースの分力は小さくなる。ノズルは、流体から影響をほとんど受けることなく、素早く変位することができるので、サーボバルブは、高い応答速度で動作し、アクチュエータを素早く駆動することができる。 According to the above configuration, since the taper angle is larger than the angle between the first flow path and the second flow path, the component force of the flow force received from the fluid by the tapered inner wall in the displacement direction of the nozzle is small. Since the nozzle can be quickly displaced with little influence from the fluid, the servo valve can operate at a high response speed and drive the actuator quickly.

上記構成において、サーボバルブは、前記第1流路の端部として形成された第1流入口及び前記第2流路の端部として形成された第2流入口が整列する整列線に沿う方向に、前記ノズルを駆動する駆動部を更に備えてもよい。前記駆動部は、前記吐出口の中心から前記流体の吐出方向に延びる延長線が前記第1流入口と前記第2流入口との間で前記整列線に交差する中立位置から前記整列線上で変位するように、前記ノズルを駆動してもよい。 In the above configuration, the servo valve is in the direction along the alignment line in which the first inflow port formed as the end of the first flow path and the second inflow port formed as the end of the second flow path are aligned. , A drive unit for driving the nozzle may be further provided. The drive unit is displaced on the alignment line from a neutral position where an extension line extending from the center of the discharge port in the discharge direction of the fluid intersects the alignment line between the first inlet and the second inlet. The nozzle may be driven so as to do so.

上記構成によれば、テーパ角は、第1流路と第2流路との間の挟角よりも大きいので、整列線に沿う方向におけるテーパ内壁が流体から受けるフローフォースの分力は小さくなる。ノズルは、流体から影響をほとんど受けることなく、整列線上で、素早く変位することができるので、サーボバルブは、高い応答速度で動作し、アクチュエータを素早く駆動することができる。 According to the above configuration, since the taper angle is larger than the angle between the first flow path and the second flow path, the component force of the flow force received from the fluid by the tapered inner wall in the direction along the alignment line becomes small. .. Since the nozzle can be quickly displaced on the alignment line with little influence from the fluid, the servo valve can operate at a high response speed and drive the actuator quickly.

上記構成において、前記延長線と前記整列線とを包摂する仮想平面及び前記テーパ内壁は、真っ直ぐな第1交線及び真っ直ぐな第2交線を形成してもよい。前記ノズルが前記中立位置にあるとき、前記第1交線の延長線は、前記第1流入口内に延び、且つ、前記第2交線の延長線は、前記第2流入口内に延びてもよい。 In the above configuration, the virtual plane including the extension line and the alignment line and the tapered inner wall may form a straight first line of intersection and a straight second line of intersection. When the nozzle is in the neutral position, the extension line of the first line of intersection may extend into the first inlet, and the extension line of the second line of intersection may extend into the second inlet. ..

上記構成によれば、第1交線の延長線は、第1流入口内に延び、且つ、第2交線の延長線は、第2流入口内に延びるので、テーパ内壁のテーパ角は、大きくなる。したがって、整列線に沿う方向におけるテーパ内壁が流体から受けるフローフォースの分力は小さくなる。ノズルは、流体から影響をほとんど受けることなく、素早く変位することができるので、サーボバルブは、高い応答速度で動作し、アクチュエータを素早く駆動することができる。 According to the above configuration, the extension line of the first line of intersection extends into the first inflow port, and the extension line of the second line of intersection extends into the second inflow port, so that the taper angle of the tapered inner wall becomes large. .. Therefore, the component force of the flow force received from the fluid by the tapered inner wall in the direction along the alignment line becomes small. Since the nozzle can be quickly displaced with little influence from the fluid, the servo valve can operate at a high response speed and drive the actuator quickly.

上記構成において、前記テーパ角は、前記第1交線と前記第2交線とによって定められる交差角であってもよい。 In the above configuration, the taper angle may be an intersection angle defined by the first line of intersection and the second line of intersection.

上記構成によれば、第1交線の延長線は、第1流入口内に延び、且つ、第2交線の延長線は、第2流入口内に延びるので、第1交線と第2交線とによって定められる交差角として定義されるテーパ角は、大きくなる。したがって、整列線に沿う方向におけるテーパ内壁が流体から受けるフローフォースの分力は小さくなる。ノズルは、流体から影響をほとんど受けることなく、素早く変位することができるので、サーボバルブは、高い応答速度で動作し、アクチュエータを素早く駆動することができる。 According to the above configuration, the extension line of the first line of intersection extends into the first inflow port, and the extension line of the second line of intersection extends into the second inflow port, so that the first line of intersection and the second line of intersection extend. The taper angle defined as the line of intersection defined by and increases. Therefore, the component force of the flow force received from the fluid by the tapered inner wall in the direction along the alignment line becomes small. Since the nozzle can be quickly displaced with little influence from the fluid, the servo valve can operate at a high response speed and drive the actuator quickly.

上記構成において、前記駆動部が、前記延長線を前記中立位置から前記第1流入口の中心に近づけると、前記流体からもたらされるフローフォースは、前記第2交線上よりも前記第1交線上において強くなってもよい。前記駆動部が、前記延長線を前記中立位置から前記第2流入口の中心に近づけると、前記フローフォースは、前記第1交線上よりも前記第2交線上において強くなってもよい。 In the above configuration, when the drive unit brings the extension line closer to the center of the first inflow port from the neutral position, the flow force brought from the fluid is on the first intersection line rather than on the second intersection line. You may be stronger. When the drive unit brings the extension line closer to the center of the second inflow port from the neutral position, the flow force may be stronger on the second intersection than on the first intersection.

上記構成によれば、駆動部が、前記延長線を前記中立位置から第1流入口の中心に近づけると、流体からもたらされるフローフォースは、第2交線上よりも前記第1交線上において強くなる。しかしながら、テーパ内壁のテーパ角は、大きいので、整列線に沿う方向におけるフローフォースの分力は小さくなる。駆動部が、吐出方向を第2流入口の中心に近づけると、フローフォースは、第1交線上よりも第2交線上において強くなる。しかしながら、テーパ内壁のテーパ角は、大きいので、整列線に沿う方向におけるフローフォースの分力は小さくなる。ノズルは、流体から影響をほとんど受けることなく、素早く変位することができるので、サーボバルブは、高い応答速度で動作し、アクチュエータを素早く駆動することができる。 According to the above configuration, when the drive unit brings the extension line closer to the center of the first inflow port from the neutral position, the flow force provided by the fluid becomes stronger on the first intersection line than on the second intersection line. .. However, since the taper angle of the tapered inner wall is large, the component force of the flow force in the direction along the alignment line becomes small. When the drive unit brings the discharge direction closer to the center of the second inflow port, the flow force becomes stronger on the second intersection than on the first intersection. However, since the taper angle of the tapered inner wall is large, the component force of the flow force in the direction along the alignment line becomes small. Since the nozzle can be quickly displaced with little influence from the fluid, the servo valve can operate at a high response speed and drive the actuator quickly.

上記構成において、前記延長線及び前記整列線を包摂する仮想平面と、前記テーパ内壁とは、第1交線及び第2交線を形成してもよい。前記テーパ内壁は、前記第1交線及び前記第2交線が湾曲するように形成された曲面であってもよい。前記ノズルが前記中立位置にあるとき、前記第1交線の中点における接線は、前記第1流入口内に延び、且つ、前記第2交線の中点における接線は、前記第2流入口内に延びてもよい。 In the above configuration, the virtual plane including the extension line and the alignment line and the tapered inner wall may form a first line of intersection and a second line of intersection. The tapered inner wall may be a curved surface formed so that the first line of intersection and the second line of intersection are curved. When the nozzle is in the neutral position, the tangent at the midpoint of the first line of intersection extends into the first inflow port, and the tangent at the midpoint of the second line of intersection is in the second inflow port. It may be extended.

上記構成によれば、第1交線の中点における接線は、第1流入口内に延び、且つ、第2交線の中点における接線は、第2流入口内に延びるので、作動流体は、第1流入口及び/又は第2流入口に適切に案内される。加えて、テーパ内壁のテーパ角は、大きくなるので、整列線に沿う方向におけるテーパ内壁が流体から受けるフローフォースの分力は小さくなる。ノズルは、流体から影響をほとんど受けることなく、素早く変位することができるので、サーボバルブは、高い応答速度で動作し、アクチュエータを素早く駆動することができる。 According to the above configuration, the tangent line at the midpoint of the first line of intersection extends into the first inflow port, and the tangent line at the midpoint of the second line of intersection extends into the second inflow port. Properly guided to the 1st and / or 2nd inlets. In addition, since the taper angle of the tapered inner wall becomes large, the component force of the flow force received from the fluid by the tapered inner wall in the direction along the alignment line becomes small. Since the nozzle can be quickly displaced with little influence from the fluid, the servo valve can operate at a high response speed and drive the actuator quickly.

上記構成において、前記テーパ角は、前記2つの接線の交差角であってもよい。 In the above configuration, the taper angle may be the intersection angle of the two tangents.

上記構成によれば、第1交線の延長線は、第1流入口内に延び、且つ、第2交線の延長線は、第2流入口内に延びるので、2つの接線の交差角として定義されるテーパ角は、大きくなる。したがって、整列線に沿う方向におけるテーパ内壁が流体から受けるフローフォースの分力は小さくなる。ノズルは、流体から影響をほとんど受けることなく、素早く変位することができるので、サーボバルブは、高い応答速度で動作し、アクチュエータを素早く駆動することができる。 According to the above configuration, the extension of the first line of intersection extends into the first inflow port, and the extension of the second line of intersection extends into the second inflow port, so it is defined as the intersection angle of the two tangents. The taper angle increases. Therefore, the component force of the flow force received from the fluid by the tapered inner wall in the direction along the alignment line becomes small. Since the nozzle can be quickly displaced with little influence from the fluid, the servo valve can operate at a high response speed and drive the actuator quickly.

本発明の他の局面に係るサーボバルブは、流体を用いてアクチュエータを駆動するサーボバルブであって、前記流体が吐出される吐出口の輪郭を形成する吐出縁と、前記吐出縁に向けて狭まるテーパ内壁と、を含むノズルと、前記吐出口から吐出された前記流体の一部が流入する第1流入口及び前記吐出口から吐出された前記流体の他の一部が流入する第2流入口が形成された流入面を含むレシーバと、前記第1流入口及び前記第2流入口が整列する整列線に沿って、前記ノズルを駆動する駆動部と、を備える。前記駆動部は、前記吐出口の中心から前記流体の吐出方向に延びる延長線が前記第1流入口と前記第2流入口との間で前記整列線に交差する中立位置から前記整列線上で変位するように、前記ノズルを駆動する。前記延長線と前記整列線とを包摂する仮想平面及び前記テーパ内壁は、真っ直ぐな第1交線及び真っ直ぐな第2交線を形成する。前記ノズルが前記中立位置にあるとき、前記第1交線の延長線は、前記第1流入口内に延び、且つ、前記第2交線の延長線は、前記第2流入口内に延びる。 The servo valve according to another aspect of the present invention is a servo valve that drives an actuator using a fluid, and narrows toward the discharge edge forming the contour of the discharge port from which the fluid is discharged and the discharge edge. A nozzle including a tapered inner wall, a first inflow port into which a part of the fluid discharged from the discharge port flows in, and a second inflow port into which another part of the fluid discharged from the discharge port flows in. A receiver including an inflow surface in which the nozzle is formed, and a drive unit for driving the nozzle along an alignment line in which the first inflow port and the second inflow port are aligned are provided. The drive unit is displaced on the alignment line from a neutral position where an extension line extending from the center of the discharge port in the discharge direction of the fluid intersects the alignment line between the first inlet and the second inlet. The nozzle is driven so as to do so. The virtual plane that includes the extension line and the alignment line and the tapered inner wall form a straight first line of intersection and a straight second line of intersection. When the nozzle is in the neutral position, the extension line of the first line of intersection extends into the first inlet, and the extension line of the second line of intersection extends into the second inlet.

上記構成によれば、ノズルが中立位置にあるとき、第1交線の延長線は、第1流入口内に延び、且つ、第2交線の延長線は、第2流入口内に延びるので、テーパ内壁のテーパ角は、大きくなる。したがって、整列線に沿う方向におけるテーパ内壁が流体から受けるフローフォースの分力は小さくなる。ノズルは、流体から影響をほとんど受けることなく、素早く変位することができるので、サーボバルブは、高い応答速度で動作し、アクチュエータを素早く駆動することができる。 According to the above configuration, when the nozzle is in the neutral position, the extension line of the first line of intersection extends into the first inlet, and the extension line of the second line of intersection extends into the second inlet, so that it is tapered. The taper angle of the inner wall becomes large. Therefore, the component force of the flow force received from the fluid by the tapered inner wall in the direction along the alignment line becomes small. Since the nozzle can be quickly displaced with little influence from the fluid, the servo valve can operate at a high response speed and drive the actuator quickly.

上記構成において、前記テーパ角は、90°以上であってもよい。 In the above configuration, the taper angle may be 90 ° or more.

上記構成によれば、テーパ角は、90°以上であるので、ノズルの変位方向におけるテーパ内壁が流体から受けるフローフォースの分力は小さくなる。ノズルは、流体から影響をほとんど受けることなく、素早く変位することができるので、サーボバルブは、高い応答速度で動作し、アクチュエータを素早く駆動することができる。 According to the above configuration, since the taper angle is 90 ° or more, the component force of the flow force that the tapered inner wall receives from the fluid in the displacement direction of the nozzle becomes small. Since the nozzle can be quickly displaced with little influence from the fluid, the servo valve can operate at a high response speed and drive the actuator quickly.

上記構成において、サーボバルブは、前記流体が流動する流動経路が形成された筐体を更に備えてもよい。前記筐体には、第1流出口及び第2流出口が形成されてもよい。前記駆動部は、前記ノズルを前記整列線に沿って変位させ、前記第1流出口からの前記流体の流出量と前記第2流出口からの前記流体の流出量とを調整してもよい。 In the above configuration, the servo valve may further include a housing in which a flow path through which the fluid flows is formed. A first outlet and a second outlet may be formed in the housing. The drive unit may displace the nozzle along the alignment line to adjust the amount of the fluid flowing out from the first outlet and the amount of the fluid flowing out from the second outlet.

上記構成によれば、駆動部は、整列線に沿って、ノズルを変位させ、第1流出口からの流体の流出量と第2流出口からの流体の流出量とを調整するので、設計者は、第1流出口及び第2流出口からの流出量の比率の変動を利用して、サーボバルブに接続されたアクチュエータを動作させることができる。 According to the above configuration, the drive unit displaces the nozzle along the alignment line to adjust the amount of fluid flowing out from the first outlet and the amount of fluid flowing out from the second outlet, so that the designer Can operate the actuator connected to the servo valve by utilizing the fluctuation of the ratio of the outflow amount from the first outlet and the second outlet.

本発明の更に他の局面に係る流体装置は、上述のサーボバルブと、前記第1流出口及び前記第2流出口に連通する空房部内で前記流体によって変位される可動片と、を備える。 The fluid system according to still another aspect of the present invention includes the above-mentioned servo valve and a movable piece displaced by the fluid in an air chamber communicating with the first outlet and the second outlet.

上記構成によれば、流体装置は、上述のサーボバルブを有するので、高い応答速度で動
作することができる。
According to the above configuration, since the fluid device has the above-mentioned servo valve, it can operate at a high response speed.

上述の実施形態の原理は、流体から駆動力を得る様々な装置に好適に利用される。 The principle of the above-described embodiment is suitably used for various devices that obtain a driving force from a fluid.

100,100A〜100E・・・・・・・サーボバルブ
200,200B,200C,200D・・ノズル
200E・・・・・・・・・・・・・・・・ノズル部(ノズル)
221・・・・・・・・・・・・・・・・・吐出口
222・・・・・・・・・・・・・・・・・吐出縁
240,240B,240C・・・・・・・テーパ内壁
262・・・・・・・・・・・・・・・・・吐出口
300・・・・・・・・・・・・・・・・・レシーバ
310・・・・・・・・・・・・・・・・・上面(流入面)
311・・・・・・・・・・・・・・・・・左流入口(第1流入口又は第2流入口)
312・・・・・・・・・・・・・・・・・右流入口(第2流入口又は第1流入口)
313・・・・・・・・・・・・・・・・・左流路(第1流路又は第2流路)
314・・・・・・・・・・・・・・・・・右流路(第2流路又は第1流路)
400・・・・・・・・・・・・・・・・・駆動部
400E・・・・・・・・・・・・・・・・トルクモータ
500・・・・・・・・・・・・・・・・・流体装置
600・・・・・・・・・・・・・・・・・アクチュエータ
620・・・・・・・・・・・・・・・・・可動片
710・・・・・・・・・・・・・・・・・筐体
715・・・・・・・・・・・・・・・・・ポート(第1流出口又は第2流出口)
716・・・・・・・・・・・・・・・・・ポート(第2流出口又は第1流出口)
LCP・・・・・・・・・・・・・・・・・中心点(第1流入口又は第2流入口の中心)
LEX・・・・・・・・・・・・・・・・・延長線(第1交線又は第2交線の延長線)
LIC,LIS・・・・・・・・・・・・・交線(第1交線又は第2交線)
LTG・・・・・・・・・・・・・・・・・接線(第1交線又は第2交線の接線)
RCP・・・・・・・・・・・・・・・・・中心点(第2流入口又は第1流入口の中心)
REX・・・・・・・・・・・・・・・・・延長線(第2交線又は第1交線の延長線)
RIC,RIS・・・・・・・・・・・・・交線(第2交線又は第1交線)
RTG・・・・・・・・・・・・・・・・・接線(第2交線又は第1交線の接線)
VL・・・・・・・・・・・・・・・・・・鉛直線(第1方向に延びる延長線)
100, 100A-100E ... Servo valve 200, 200B, 200C, 200D ... Nozzle 200E ... Nozzle part (nozzle)
221 ... Discharge port 222 ... Discharge edges 240, 240B, 240C ...・ ・ Tapered inner wall 262 ・ ・ ・ ・ ・ ・ Discharge port 300 ・ ・ ・ ・ ・ ・ Receiver 310 ・ ・ ・ ・ ・ ・・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ Top surface (inflow surface)
311 ... Left inflow port (1st inflow port or 2nd inflow port)
312 ... Right inlet (2nd inlet or 1st inlet)
313 ... Left flow path (first flow path or second flow path)
314 ... Right flow path (second flow path or first flow path)
400 ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・·····································································································································・ ・ ・ ・ ・ Housing 715 ・ ・ ・ ・ ・ Port (1st outlet or 2nd outlet)
716 ... Port (2nd outlet or 1st outlet)
LCP ・ ・ ・ ・ ・ ・ Center point (center of 1st inflow port or 2nd inflow port)
LEX ・ ・ ・ ・ ・ ・ Extension line (extension line of the first line or the second line of intersection)
LIC, LIS ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・
LTG ... Tangent (tangent to the first or second line of intersection)
RCP ・ ・ ・ ・ ・ ・ Center point (center of 2nd inflow port or 1st inflow port)
REX ・ ・ ・ ・ ・ ・ Extension line (extension line of the second line or the first line of intersection)
RIC, RIS ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・ ・
RTG ... Tangent line (tangent line of 2nd line or 1st line of intersection)
VL ... Vertical line (extension line extending in the first direction)

Claims (14)

流体を用いてアクチュエータを駆動するサーボバルブであって、
前記流体が吐出される吐出口の輪郭を形成する吐出縁と、前記吐出縁に向けて狭まるテーパ内壁と、を含むノズルと、
前記吐出口から吐出された前記流体が流入する流路が形成されたレシーバと、を備え、
前記ノズルは、前記流体を吐出する吐出方向とは異なる方向に変位され、
前記流路の延設方向は、前記ノズルに対向する流入面に直交する方向に対して、角度αで傾斜し、
前記テーパ内壁によって定められるテーパ角は、前記角度αの2倍よりも大きい
サーボバルブ。
A servo valve that uses fluid to drive an actuator.
A nozzle that includes a discharge edge that forms the contour of the discharge port from which the fluid is discharged, and a tapered inner wall that narrows toward the discharge edge.
A receiver having a flow path through which the fluid discharged from the discharge port flows is provided.
The nozzle is displaced in a direction different from the discharge direction in which the fluid is discharged.
The extension direction of the flow path is inclined at an angle α with respect to the direction orthogonal to the inflow surface facing the nozzle.
A servo valve whose taper angle determined by the tapered inner wall is larger than twice the angle α.
前記流路は、前記ノズルの変位方向に並ぶ第1流路及び第2流路を含み、
前記第1流路と前記第2流路とは、延設方向が異なり、
前記テーパ角は、前記第1流路と前記第2流路との間の挟角よりも大きい
請求項1に記載のサーボバルブ。
The flow path includes a first flow path and a second flow path arranged in the displacement direction of the nozzle.
The extension direction is different between the first flow path and the second flow path.
The servo valve according to claim 1, wherein the taper angle is larger than the clearance angle between the first flow path and the second flow path.
前記第1流路の端部として形成された第1流入口及び前記第2流路の端部として形成された第2流入口が整列する整列線に沿う方向に、前記ノズルを駆動する駆動部を更に備え、
前記駆動部は、前記吐出口の中心から前記流体の吐出方向に延びる延長線が前記第1流入口と前記第2流入口との中間となる中立位置から前記整列線上で変位するように、前記ノズルを駆動する
請求項2に記載のサーボバルブ。
A drive unit that drives the nozzle in a direction along an alignment line in which a first inflow port formed as an end portion of the first flow path and a second inflow port formed as an end portion of the second flow path are aligned. With more
The drive unit is arranged so that an extension line extending from the center of the discharge port in the discharge direction of the fluid is displaced on the alignment line from a neutral position intermediate between the first inflow port and the second inflow port. The servo valve according to claim 2, which drives a nozzle.
前記延長線と前記整列線とを包摂する仮想平面及び前記テーパ内壁は、真っ直ぐな第1交線及び真っ直ぐな第2交線を形成し、
前記ノズルが前記中立位置にあるとき、前記第1交線の延長線は、前記第1流入口内に延び、且つ、前記第2交線の延長線は、前記第2流入口内に延びる
請求項3に記載のサーボバルブ。
The virtual plane that includes the extension line and the alignment line and the tapered inner wall form a straight first line of intersection and a straight second line of intersection.
3. When the nozzle is in the neutral position, the extension line of the first line of intersection extends into the first inlet, and the extension line of the second line of intersection extends into the second inlet. Servo valve described in.
前記テーパ角は、前記第1交線と前記第2交線とによって定められる交差角である
請求項4に記載のサーボバルブ。
The servo valve according to claim 4, wherein the taper angle is an intersection angle defined by the first line of intersection and the second line of intersection.
前記駆動部が、前記延長線を前記中立位置から前記第1流入口の中心に近づけると、前記流体からもたらされるフローフォースは、前記第2交線上よりも前記第1交線上において強くなり、
前記駆動部が、前記延長線を前記中立位置から前記第2流入口の中心に近づけると、前記フローフォースは、前記第1交線上よりも前記第2交線上において強くなる
請求項4又は5に記載のサーボバルブ。
When the drive unit brings the extension line closer to the center of the first inflow port from the neutral position, the flow force provided by the fluid becomes stronger on the first intersection line than on the second intersection line.
According to claim 4 or 5, when the drive unit brings the extension line closer to the center of the second inflow port from the neutral position, the flow force becomes stronger on the second intersection line than on the first intersection line. Described servo valve.
前記延長線と前記整列線とを包摂する仮想平面及び前記テーパ内壁は、第1交線及び第2交線を形成し、
前記テーパ内壁は、前記第1交線及び前記第2交線が湾曲するように形成された曲面であり、
前記ノズルが前記中立位置にあるとき、前記第1交線の中点における接線は、前記第1流入口内に延び、且つ、前記第2交線の中点における接線は、前記第2流入口内に延びる
請求項3に記載のサーボバルブ。
The virtual plane that includes the extension line and the alignment line and the tapered inner wall form the first line of intersection and the second line of intersection.
The tapered inner wall is a curved surface formed so that the first line of intersection and the second line of intersection are curved.
When the nozzle is in the neutral position, the tangent at the midpoint of the first line of intersection extends into the first inflow port, and the tangent at the midpoint of the second line of intersection is in the second inflow port. The servo valve according to claim 3 which extends.
前記テーパ角は、前記2つの接線の交差角である
請求項7に記載のサーボバルブ。
The servo valve according to claim 7, wherein the taper angle is an intersection angle of the two tangents.
流体を用いてアクチュエータを駆動するサーボバルブであって、
前記流体が吐出される吐出口の輪郭を形成する吐出縁と、前記吐出縁に向けて狭まるテーパ内壁と、を含むノズルと、
前記吐出口から吐出された前記流体の一部が流入する第1流入口及び前記吐出口から吐出された前記流体の他の一部が流入する第2流入口が形成された流入面を含むレシーバと、
前記第1流入口及び前記第2流入口が整列する整列線に沿って、前記ノズルを駆動する駆動部と、を備え、
前記駆動部は、前記吐出口の中心から前記流体の吐出方向に延びる延長線が前記第1流入口と前記第2流入口との間で前記整列線に交差する中立位置から前記整列線上で変位するように、前記ノズルを駆動し、
前記延長線と前記整列線とを包摂する仮想平面及び前記テーパ内壁は、第1交線及び第2交線を形成し、
前記テーパ内壁は、前記第1交線及び前記第2交線が湾曲するように形成された曲面であり、
前記ノズルが前記中立位置にあるとき、前記第1交線の延長線は、前記第1流入口内に延び、且つ、前記第2交線の延長線は、前記第2流入口内に延びる
サーボバルブ。
A servo valve that uses fluid to drive an actuator.
A nozzle that includes a discharge edge that forms the contour of the discharge port from which the fluid is discharged, and a tapered inner wall that narrows toward the discharge edge.
A receiver including an inflow surface formed with a first inflow port into which a part of the fluid discharged from the discharge port flows in and a second inflow port into which another part of the fluid discharged from the discharge port flows. When,
A drive unit for driving the nozzle is provided along an alignment line in which the first inlet and the second inlet are aligned.
The drive unit is displaced on the alignment line from a neutral position where an extension line extending from the center of the discharge port in the discharge direction of the fluid intersects the alignment line between the first inlet and the second inlet. Drive the nozzle so that
Virtual plane and the tapered inner wall subsumes and the alignment line and the extension forms a first intersection line及beauty second intersection line,
The tapered inner wall is a curved surface formed so that the first line of intersection and the second line of intersection are curved.
When the nozzle is in the neutral position, the extension line of the first line of intersection extends into the first inlet, and the extension line of the second line of intersection extends into the second inlet.
前記テーパ角は、90°以上である
請求項1乃至8のいずれか1項に記載のサーボバルブ。
The servo valve according to any one of claims 1 to 8, wherein the taper angle is 90 ° or more.
前記流体が流動する流動経路が形成された筐体を更に備え、
前記筐体には、第1流出口及び第2流出口が形成され、
前記駆動部は、前記ノズルを前記整列線に沿って変位させ、前記第1流出口からの前記流体の流出量と前記第2流出口からの前記流体の流出量とを調整する
請求項3乃至9のいずれか1項に記載のサーボバルブ。
Further provided with a housing in which a flow path through which the fluid flows is formed.
A first outlet and a second outlet are formed in the housing.
The driving unit displaces the nozzle along the alignment line to adjust the outflow amount of the fluid from the first outlet and the outflow amount of the fluid from the second outlet. The servo valve according to any one of 9.
請求項11に記載のサーボバルブと、
前記第1流出口及び前記第2流出口に連通する空房部内で前記流体によって変位される可動片と、を備える
流体装置。
The servo valve according to claim 11 and
A fluid device including a movable piece displaced by the fluid in an air chamber communicating with the first outlet and the second outlet.
ノズルの吐出口と、前記吐出口から吐出された流体が流入するレシーバの流入口との相対位置を変位させることにより、前記流体の流れを変化させるサーボバルブであって、 A servo valve that changes the flow of the fluid by displacing the relative position between the discharge port of the nozzle and the inflow port of the receiver into which the fluid discharged from the discharge port flows.
前記ノズルは、前記吐出口に向けて狭まるテーパ内壁を含み、 The nozzle includes a tapered inner wall that narrows towards the outlet.
前記レシーバ内にて前記流入口から続く流路の延設方向は、前記ノズルに対向する前記レシーバの流入面に直交する方向に対して角度αで傾斜し、 The extending direction of the flow path continuing from the inflow port in the receiver is inclined at an angle α with respect to the direction orthogonal to the inflow surface of the receiver facing the nozzle.
前記ノズルと前記レシーバの相対位置は、前記吐出口が前記流体を吐出する方向とは異なる方向に変位され、 The relative positions of the nozzle and the receiver are displaced in a direction different from the direction in which the discharge port discharges the fluid.
前記テーパ内壁によって定められるテーパ角は、前記角度αの2倍よりも大きいサーボバルブ。 A servo valve whose taper angle determined by the tapered inner wall is larger than twice the angle α.
ノズルの吐出口と、前記吐出口から吐出された流体が流入するレシーバの流入口との相対位置を変位させることにより、前記流体の流れを変化させるサーボバルブであって、 A servo valve that changes the flow of the fluid by displacing the relative position between the discharge port of the nozzle and the inflow port of the receiver into which the fluid discharged from the discharge port flows.
前記ノズルは、前記吐出口に向けて狭まるテーパ内壁を含み、 The nozzle includes a tapered inner wall that narrows towards the outlet.
前記流入口は、前記流体の一部がそれぞれ流入する第1及び第2流入口を有し、 The inflow port has first and second inflow ports into which a part of the fluid flows, respectively.
前記吐出口からの前記流体の吐出方向は、前記吐出口の中心から前記吐出方向に延びる延長線が前記第1流入口と前記第2流入口との間で、前記第1流入口及び前記第2流入口が整列する整列線に交差する中立位置から前記整列線上で変位し、 As for the discharge direction of the fluid from the discharge port, an extension line extending from the center of the discharge port in the discharge direction is between the first inflow port and the second inflow port, and the first inflow port and the first inflow port. 2 Displace on the alignment line from the neutral position where the inflow port intersects the alignment line,
前記延長線と前記整列線とを包む仮想平面が前記テーパ内壁と交わるところに第1交線及び第2交線が形成され、 The first line of intersection and the second line of intersection are formed at the intersection of the virtual plane surrounding the extension line and the alignment line with the tapered inner wall.
前記テーパ内壁は、前記第1交線及び前記第2交線が湾曲するように形成された曲面であり、The tapered inner wall is a curved surface formed so that the first line of intersection and the second line of intersection are curved.
前記第1交線の延長線は前記第1流入口内に延び、かつ、前記第2交線の延長線は前記第2流入口内に延びるサーボバルブ。 A servo valve in which the extension line of the first line of intersection extends into the first inlet, and the extension line of the second line of intersection extends into the second inlet.
JP2017111224A 2016-06-27 2017-06-05 Servo valve and fluid system Active JP6937165B2 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US15/633,364 US10253890B2 (en) 2016-06-27 2017-06-26 Servo-valve and fluidic device
EP17177985.3A EP3263915B1 (en) 2016-06-27 2017-06-27 Servo-valve and fluidic device

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2016126963 2016-06-27
JP2016126963 2016-06-27

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2018004078A JP2018004078A (en) 2018-01-11
JP6937165B2 true JP6937165B2 (en) 2021-09-22

Family

ID=60948970

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017111224A Active JP6937165B2 (en) 2016-06-27 2017-06-05 Servo valve and fluid system

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6937165B2 (en)

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2884907A (en) * 1957-08-30 1959-05-05 Raymond Atchley Inc Servo-mechanism
JPH0434501U (en) * 1990-07-18 1992-03-23
DE59404674D1 (en) * 1994-01-10 1998-01-08 Moog Gmbh Hydraulic amplifier
CN2577024Y (en) * 2002-06-21 2003-10-01 朱家顺 Fluid switching device

Also Published As

Publication number Publication date
JP2018004078A (en) 2018-01-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103867347B (en) Exhaust gas reflux valve
KR20060037285A (en) Fluid flow regulator
US10935161B2 (en) Control valve with guide vane
BR112017022110B1 (en) DEVICES FOR PRODUCING A VACUUM USING THE VENTURI EFFECT AND SYSTEM INCLUDING A DEVICE FOR PRODUCING A VACUUM USING THE VENTURI EFFECT
CN103104568B (en) Internally piloting type two-freedom-degree valve core rotation type four-way reversing valve
US7137612B2 (en) High recovery metering valve
US8777588B2 (en) Flow-optimized cylinder drum for hydrostatic piston engines
CN101900143B (en) Swing type hydraulic proportioning and servo valve
JP6937165B2 (en) Servo valve and fluid system
CN201723520U (en) Swing type hydraulic proportioning and servo valve
US10253890B2 (en) Servo-valve and fluidic device
JP6950356B2 (en) Pressure regulator
EP4034788B1 (en) Flow control device
CN100564966C (en) Rotating regulation type throttling valve
JP4896134B2 (en) Choke valve device
EP3263913B1 (en) Servo-valve and fluidic device
JP7004515B2 (en) Servo valve and fluid system
WO2010117361A1 (en) Fluid control valve
KR20150077056A (en) Bidirectional Micro Pump
US10584723B2 (en) Servo-valve and fluidic device
CN223483454U (en) Valve core of regulating valve
JP3676795B1 (en) Butterfly valve disc
CN110741194A (en) Filling valve with main valve
JPH06331412A (en) Flow straightening device
CN207526679U (en) A kind of steering pump with throttle valve

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20200527

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20210226

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20210323

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20210519

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20210810

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20210830

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6937165

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250