(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁本体内に取り付けられるスリーブと、スリーブ内に摺動可能に嵌装されスリーブ内を変位することでスリーブ及び弁本体に設けた複数のポートを流れる作動流体の方向を切り換えるスプールとを具備し、さらに液体供給手段からの液体をスリーブ側に設けた絞り孔と絞り孔より径の大きいポケットに供給することでスプールをスリーブ内に非接触で軸支せしめる静圧軸受を設けた液圧制御弁において、
前記静圧軸受は、前記スリーブの端部のこのスリーブの他の部分の外径よりも小径に形成した小径部分にポケットを設けるとともに、このスリーブの小径部分と前記弁本体内径との間に形成される円筒空間にスリーブの小径部分の先端面側から別部材である絞り部材を挿入して取り付け、これによって該絞り部材に設けた絞り孔を介してポケットに前記液体供給手段からの流体を供給するように構成されていることを特徴とする液圧制御弁。
【請求項２】
前記スリーブと絞り部材には、スリーブの小径部分に絞り部材を取り付けたときに両者が係合して絞り部材の回り止めを行なう係合部を設けたことを特徴とする請求項１記載の液圧制御弁。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は第二の部材を第一の部材の穴内に非接触で軸支せしめる静圧軸受を用いたスプール形式の液圧制御弁に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図６はスリーブに静圧軸受を備えた従来のスプール型の液圧制御弁の一例を示す断面図である。同図に示すようにこの液圧制御弁は、弁本体１００と、弁本体１００内に固定されたスリーブ１１０と、スリーブ１１０内に摺動可能に嵌挿されたスプール１２０と、スプール１２０の移動を制御するノズルフラッパ機構１３０と、スプール１２０の変位を検出する変位センサ１４０とを具備して構成されている。
【０００３】
そしてこの液圧制御弁の動作を簡単に説明すると、図示しないポンプから供給ポートＰｓに供給された圧液は、弁本体１００内の通路１０１Ｌ，１０１Ｒを通ってスリーブ１１０に設けた静圧軸受１５０，１５０に供給される。静圧軸受１５０は、小径の絞り１５０ａとポケット１５０ｂとからなり、軸心に対して放射状に複数組配置され、これらに圧液を供給することにより軸受として作用する。ポケット１５０ｂに供給された液体はスリーブ１１０とスプール１２０の隙間を流れてそれぞれ室１６０，１６０に流出し、室１６０，１６０から通路１６１Ｌ，１６１Ｒを通して左右両側のノズル１６３Ｒ，１６３Ｌから排出され、通路１６５Ｌ，１６５Ｒを通って戻りポートＰｔ，Ｐｔからタンクに戻される。なおノズルフラッパ機構１３０のフラッパ１３１を左右に駆動することでスプール１２０を左右にスライドさせ、シリンダ１７０のピストン１７１を駆動するのであるが、その説明は下記する本願発明の実施形態で行なうのでここでは省略する。
【０００４】
以上のように静圧軸受１５０を設けると、スプール１２０はスリーブ１１０とは非接触で支持されるので、スプール１２０の摺動性を向上させることができる。ところでスプール１２０をスリーブ１１０内で擦れることなく摺動させるために、スプール１２０外径とスリーブ１１０内径に所定の隙間が必要であるが、隙間が大きいとここから漏れが生じ、この隙間からの漏れは無効な流量であるから、小さい方が望ましい。従ってスプール１２０とスリーブ１１０は全長にわたって僅かな隙間をもった均一な円筒形であることが要求される。このようにスリーブ１１０は精度を要求する部材であるから、一般的には弁本体１００とは別部品として精密に加工され、弁本体１００に固定される。言い替えれば、弁本体１００とは別部品としてスリーブ１１０を設けたので、スリーブ１１０の全長にわたって円筒穴を精度良く加工することができ、スプール１２０とスリーブ１１０との隙間を狭くすることができ、隙間からの液体の漏れ流量を少なくすることができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前述のようにスリーブ１１０に静圧軸受１５０を設ける場合、スリーブ１１０に絞り１５０ａとポケット１５０ｂを形成する必要があるが、スリーブ１１０の穴の内周側に径の大きなポケット１５０ｂを形成し、外周側に径の小さな絞り１５０ａを形成することになるため、スリーブ１１０の外周側からのポケット１５０ｂの加工は不可能であり、内周側からの加工も極めて困難である。
【０００６】
このようにスリーブは、スプールの摺動孔が全長にわたって高精度な円筒形状であって、さらに静圧軸受の絞りとポケットをなす内側が大径の径違いの穴を構成する必要がある。
【０００７】
また、万一この静圧軸受１５０内に異物が詰まったような場合は、該異物の除去はスリーブ１１０全体を弁本体１００から取り外して行なう必要があり、そのメンテナンスは容易ではなかった。
【０００８】
本発明は上述の点に鑑みてなされたものでありその目的は、第一の部材（スリーブ）の第二の部材（スプール）が挿入される穴を高精度な円筒としながら、静圧軸受をなす絞りとポケットを容易に構成することができる構造の液圧制御弁を提供することにある。
【０００９】
また本発明の他の目的は、万一メンテナンスが必要になった場合でもこれを容易に行なうことができる構造の液圧制御弁を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するため本発明は、弁本体内に取り付けられるスリーブと、スリーブ内に摺動可能に嵌装されスリーブ内を変位することでスリーブ及び弁本体に設けた複数のポートを流れる作動流体の方向を切り換えるスプールとを具備し、さらに液体供給手段からの液体をスリーブ側に設けた絞り孔と絞り孔より径の大きいポケットに供給することでスプールをスリーブ内に非接触で軸支せしめる静圧軸受を設けた液圧制御弁において、前記静圧軸受は、前記スリーブの端部のこのスリーブの他の部分の外径よりも小径に形成した小径部分にポケットを設けるとともに、このスリーブの小径部分と前記弁本体内径との間に形成される円筒空間にスリーブの小径部分の先端面側から別部材である絞り部材を挿入して取り付け、これによって該絞り部材に設けた絞り孔を介してポケットに前記液体供給手段からの流体を供給するように構成されていることを特徴とする。
また本発明は、前記スリーブと絞り部材に、スリーブの小径部分に絞り部材を取り付けたときに両者が係合して絞り部材の回り止めを行なう係合部を設けたことを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は本発明にかかる静圧軸受を用いてなる液圧制御弁を示す断面図である。同図に示すようにこの液圧制御弁は、弁本体１０と、弁本体１０内に固定されたスリーブ２０と、スリーブ２０の穴内に摺動可能に嵌挿されたスプール４０と、スプール４０の移動を制御するノズルフラッパ機構５０と、スプール４０の変位を検出する変位センサ６０とを具備して構成されている。以下各構成部品について説明する。
【００１２】
弁本体１０には図示しないポンプ（液体供給手段）に接続された供給ポートＰｓと、制御しようとするシリンダ８０のピストン８１の両側の室８３Ｌ，８３Ｒに接続される２つの制御ポートＰｃ，Ｐｃと、タンクＴに接続される２つの戻りポートＰｔとを設けている。また弁本体１０の内部には、供給ポートＰｓから下記するスリーブポート２１に供給された後の圧液を分岐して左右の静圧軸受Ａ，Ａに供給する通路１３Ｌ，１３Ｒと、スリーブ２０の両端に形成される室１１Ｌ，１１Ｒと下記するノズル５７Ｌ，５７Ｒとを接続する通路１５Ｌ，１５Ｒと、ノズル５７Ｌ，５７Ｒから排出された液体を導入する中央室１９と、中央室１９から下記する２つのスリーブポート２３Ｌ，２３Ｒに接続される通路１７Ｌ，１７Ｒとを設けている。
【００１３】
スリーブ２０は略円筒形状に形成され、その内部にはスリーブポート２１とスリーブポート２３Ｌ，２３Ｒとが形成されている。スリーブポート２１は供給ポートＰｓに接続され、スリーブポート２３Ｌ，２３Ｒはそれぞれ戻りポートＰｔ，Ｐｔに接続されている。またスリーブポート２１とスリーブポート２３Ｌの間の部分と、スリーブポート２１とスリーブポート２３Ｒの間の部分は、それぞれ制御ポートＰｃ，Ｐｃに接続されている。
【００１４】
一方このスリーブ２０の両端外周部分は、スリーブ２０の他の部分の外径よりもその外径を小径にし、該小径の部分の外周面と弁本体１０の内周面とで形成される円筒空間内に略円筒形状の絞り部材３０，３０を収納固定することで、この部分に静圧軸受Ａ，Ａを設けている。
【００１５】
ここで図２は静圧軸受Ａ部分の要部分解側断面図、図３は組み立てた静圧軸受Ａの断面図（図２のＢ−Ｂ断面図）である。
【００１６】
これらの図に示すように、スリーブ２０端部の小径部分には等間隔に４つのポケット２５が設けられている。
【００１７】
一方円筒形状の絞り部材３０の前記４つのポケット２５に対向する位置にはそれぞれポケット２５の内径よりも内径の小さい４つの絞り孔３１を設け、また絞り孔３１を設けた部分の外周側にはリング形状の周溝３３（流体を各絞り孔３１に導く流路となるもの）を設け、また絞り部材３０の一端面と外周面と内周面にはそれぞれＯリング３５，３６，３７を取り付けて構成されている。なお絞り部材３０の外径はスリーブ２０の小径部分以外の部分の外径と同一であり、絞り部材３０の内径はスリーブ２０の小径部分の外径とほぼ同一となっている。
【００１８】
そして図２，図３に示すようにスリーブ２０の小径部分に絞り部材３０を挿入して取り付けるが、その際各絞り孔３１の位置とポケット２５の位置が一致するようにする。
【００１９】
図１に戻ってスプール４０は円柱形状であって、その外径はスリーブ２０の穴内に挿入した際にスリーブ２０の内壁面との間に所定の隙間が形成される寸法に形成されている。またスプール４０にはスリーブポート２１とスリーブポート２３Ｌの間隔及びスリーブポート２１とスリーブポート２３Ｒの間隔より軸方向寸法が若干短い小径部４１Ｌ，４１Ｒが形成されている。
【００２０】
ノズルフラッパ機構５０はトルクモータ５１のフラッパ５３を挟んで一対のノズル５７Ｌ，５７Ｒを対向せしめて構成されている。ノズル５７Ｌ，５７Ｒは弁本体１０の通路１５Ｌ，１５Ｒに接続されている。
【００２１】
以上のようにこの液圧制御弁に用いる静圧軸受Ａは、スリーブ２０のポケット２５を設けた部分の外周に別部材として絞り部材３０を取り付けて構成したので、絞り孔３１よりも径の大きいポケット２５がスリーブ２０の内周側にあっても、該ポケット２５をスリーブ外周側から容易に加工することができる。したがって、ポケットの加工の際にスリーブ２０のスプール４０が挿入される穴への影響を少なくすることができるため、該穴を精度良く仕上げることができる。また万一絞り孔３１やポケット２５に異物が詰まったときでも、絞り部材３０をスリーブ２０から取り外すことで絞り孔３１の清掃や絞り部材３０を取り外した後のポケット２５の清掃が弁本体１０からスリーブ２０を取り外さなくても容易に行なうことができる。
【００２２】
次にこの液圧制御弁の動作を簡単に説明する。図示しないポンプから供給ポートＰｓに供給された圧液は、スリーブポート２１と通路１３Ｌ，１３Ｒを通って左右の静圧軸受Ａの絞り孔３１を介してポケット２５に供給されてスプール４０をスリーブ２０内に非接触で軸支せしめた後、スリーブ２０とスプール４０の間の隙間を通って室１１Ｌ，１１Ｒに排出され、通路１５Ｌ，１５Ｒを通ってノズル５７Ｌ，５７Ｒとフラッパ５３の隙間から中央室１９、通路１７Ｌ，１７Ｒ、スリーブポート２３Ｌ，２３Ｒを通って戻りポートＰｔからタンクＴに戻される。
【００２３】
ここで上記静圧軸受Ａの作用を説明する。スプール４０とスリーブ２０の軸心が一致している場合、各ポケット２５の圧力は同圧になる。これは絞り孔３１、ポケット２５、スプール４０とスリーブ２０との隙間の流路抵抗が全て等しいためである。ところがスプール４０がスリーブ２０の軸心から偏心した場合、接近した側のポケット２５の圧力が高圧になり、逆に離間した側のポケット２５の圧力が低くなるため、スプール４０を軸心へ押し戻す力が作用し、偏心量を補正する。このためスプール４０がスリーブ２０内で浮上することになりスプール４０が滑らかに動作するのである。
【００２４】
次にトルクモータ５１を駆動することでフラッパ５３を例えば左方向に移動すると、室１１Ｌ内の圧力は上昇し、室１１Ｒ内の圧力は下降し、その結果スプール４０は右方向に移動する。従って供給ポートＰｓからの圧液の一部は、スリーブポート２１から左側の制御ポートＰｃを介してシリンダ８０の室８３Ｌに供給され、ピストン８１を右方向に駆動する。このとき室８３Ｒ内の液体は右側の制御ポートＰｃ、スリーブポート２３Ｒ、右側の戻りポートＰｔからタンクＴに戻される。このようにスプール４０の位置を調整することで、両制御ポートＰｃへの流体の流れ方向や流量・圧力を制御する。なおこの実施形態ではアクチュエータとしてシリンダ８０を用いたが、モータ等の他のアクチュエータを用いても良い。
【００２５】
ところでスリーブ２０の小径部分に取り付けた絞り部材３０がスリーブ２０から外れないようにするために、図４に示す他の実施形態のように、弁本体１０に設けたメネジ７０にリング形状の押えネジ７１の外周のオネジを捩じ込んで締め付けることで絞り部材３０の側面を押えつけるように構成しても良い。
【００２６】
また絞り部材３０がスリーブ２０に対して回転すると絞り孔３１とポケット２５の位置がずれて静圧軸受として機能しなくなる。特に図４に示すように押えネジ７１を捩じ込んでいった場合は押えネジ７１の回転と共に回転して絞り部材３０がスリーブ２０に対して回転してしまう恐れが大きい。そこで図５に示すようにスリーブ２０の小径部分の先端面に係合突起７３を設け、一方絞り部材３０の端面に係合突起７３に嵌合する切欠き３８を設け、両者を嵌合させるようにすれば絞り孔３１とポケット２５の位置が常にピッタリ一致し、その後もずれる恐れはなくなる。ここで係合突起７３と切欠き３８によって係合部が構成される。従ってたとえこの絞り部材３０を図４に示す押えネジ７１によって固定する場合でも絞り部材３０の位置ずれは生じない。なお図５に示す機構は押えネジ７１を用いない場合でも利用できることはいうまでもない。
【００２８】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように本発明によれば以下のような優れた効果を有する。
▲１▼静圧軸受のポケットを設けた部材とは別部材の絞り部材に絞り孔を設けたので、ポケットと絞り孔をそれぞれ独立して加工することができ、第一の部材（スリーブ）と絞り部材の高精度な加工が容易に行なえ、静圧軸受を簡単に構成することができる。そして第一の部材（スリーブ）を全長にわたって高精度な円筒形状に精度良く加工することができる。そして本構成の静圧軸受を液圧制御弁に適用すれば、スリーブとスプールとの隙間からの漏れ流量を低減することができ、また該隙間を小さくすることは漏れ流量だけではなく液圧制御弁の諸性能（圧力ゲイン特性、流量特性など）に好影響を与える。
【００２９】
▲２▼絞り部材を別部材としたのでこれを取り外すことが容易になり、万一異物が詰まったような場合でも絞り孔やポケットのメンテナンスを容易に行なうことができる。
【００３０】
▲３▼液圧制御弁のスリーブと絞り部材に、スリーブに絞り部材を取り付けたときに両者が係合して絞り部材の回り止めを行なう係合部を設けた場合は、ポケットと絞り孔の位置ずれを確実に防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる静圧軸受を用いてなる液圧制御弁を示す断面図である。
【図２】静圧軸受Ａ部分の要部分解側断面図である。
【図３】図２のＢ−Ｂ断面図である。
【図４】他の実施形態にかかる静圧軸受部分の要部側断面図である。
【図５】図５（ａ）は他の実施形態にかかる静圧軸受部分の要部分解側断面図、図５（ｂ）は右側面図である。
【図６】静圧軸受を備えた従来のスプール型の液圧制御弁の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
１０  弁本体
２０  スリーブ（第一の部材）
２５  ポケット
３０  絞り部材
３１  絞り孔
４０  スプール（第二の部材）
５０  ノズルフラッパ機構
６０  変位センサ
Ｐｓ  流体供給ポート
Ｐｃ  制御ポート
Ｐｔ  戻りポート
Ａ  静圧軸受
３８  切欠き（係合部）
７３  係合突起（係合部）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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