(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮空気の入力ポート、出力ポート及び排出ポート、出力ポートを入力ポートと排出ポートに個別に連通させる一対の流路、並びにこれらの流路に先端を対向させて設けた一対のノズルを有するボディと；軸方向の中間が上記ボディに揺動可能に取付けられ、先端が上記一対のノズルに対向するフラッパと；マグネットアセンブリ、及び該マグネットアセンブリ内に組み付けられたコイルを有し、コイルへの通電量の大小により上記フラッパの先端をこれらのノズルの先端に接離させて、出力空気圧をコイルの通電量の大小に応じた圧力に制御するフラッパ変位手段；とを備えたサーボバルブにおいて：
上記フラッパ変位手段におけるマグネットアセンブリが、対向して配設された一対の第１ヨークと、平面視円筒状で両端がこれらの第１ヨークに固定され、かつその軸方向高さが一方の第１ヨークから他方の第１ヨークに向けてほぼ直線的に減少する一対のマグネットと、上記第１ヨークに取付けられ、先端がフラッパを挟んで対向する一対の第２ヨークとを備え、磁束密度特性が、コイルの通電量と出力空気圧との特性における曲線部分と反対向きに屈曲する曲線部分を有するものとし、コイルの通電量にほぼ直線的に比例する空気圧を出力させるようにした、
ことを特徴とするサーボバルブ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ノズルフラッパを有するサーボバルブに関するものある。
【０００２】
【従来の技術】
図７ないし図１２はノズルフラッパを有する既提案のサーボバルブの一例を示し、このサーボバルブ１は、図８及び図９に詳細を示すように、ボディ２と、取付ボルト３，３（一方のみ図示）によってボディ２に組み付けられたフラッパ変位手段４と、該フラッパ変位手段４の後記するコイル５への通電によって変位するフラッパ６とを備えている。
【０００３】
上記ボディ２は、フラッパ変位手段４側の面に形成した直径方向の凹溝８と、これと反対側の面に開設した圧縮空気の入力ポートＰ、出力ポートＡ及び排出ポートＲと、出力ポートＡを上記凹溝８に連通させるフラッパ挿通孔９と、一端が該フラッパ挿通孔９に開口して、出力ポートＡを入力ポートＰと排出ポートＲとに個別に連通させる流路１０ａ，１０ｂと、これらの流路１０ａ，１０ｂに先端（ノズル部）を対向させて組み付けられた一対のノズル１１ａ，１１ｂとを備えている。
【０００４】
上記フラッパ変位手段４は、マグネットアセンブリ１３と、該マグネットアセンブリ１３内に組み付けられた上記コイル５とを備えている。
上記マグネットアセンブリ１３は、図９ないし図１１に詳細を示すように、直径方向に対向して配設された一対の第１ヨーク１４ａ，１４ｂと、平面視円筒状で円周方向の両端がこれらの第１ヨークに固着された一対のマグネット１５ａ，１５ｂと、第１ヨーク１４ａ，１４ｂのボディ２と反対側の面に、取付ボルト１６，１６により先端を対向させて取付けられた一対の第２ヨーク１７，１７とを備え、コイル５が巻かれたボビン５ａは、第１ヨーク１４ａ，１４ｂ間に嵌着等によって取付けられている（図１参照）。
【０００５】
第１ヨーク１４ａ，１４ｂのボディ２側には、第２ヨーク１７，１７と直交する方向において中心を向く突出部１８ａ，１８ｂが一体に形成されており（図１１及び図１２参照）、第２ヨーク１７，１７の先端及び突出部１８ａ，１８ｂ側面先端部は、フラッパ６を介して対向している。
上記マグネット１５ａ，１５ｂの円周方向端面は、ろー付けまたは接着剤等によって第１ヨーク１４ａ，１４ｂに固着されており、フラッパ変位手段４は、第１ヨーク１４ａ，１４ｂの凹み部分に開口する貫通孔１９，１９を通る上記取付ボルト３，３によって、ボディ２に組み付けられている。
【０００６】
上記フラッパ６は、ボビン５ａの中心孔及びフラッパ挿通孔９を通る先端６ａの偏平面がノズル１１ａ，１１ｂの先端に対向し、第２ヨーク１７，１７と対向する端部６ｂは二面幅とされている。
また、フラッパ６の軸方向中間部は、両端がそれぞれ２個の取付ねじ２１，２１（１個のみ図示）によって凹溝８に取付けられた板ばね２０の中心孔に嵌着されており、これによって軸方向の両端６ａ，６ｂが、板ばね２０による取付部を中心として互いに反対の方向に変位可能とされている。
【０００７】
上記流路１０ａ，１０ｂの開口は、それぞれプラグ２２によって閉鎖され、フラッパ変位手段４は、フラッパ６の外周面に嵌着されたＯリング２３によってボディ２からシールされている。また、フラッパ変位手段４を覆いボディ２に嵌着されたカバー２４は、先端が止めねじ２５，２５（図８参照）によってボディ２に取付けられている。
図８中の符号２６は、コイル５のリード線（図示省略）が通るリード線挿通部材である。
【０００８】
上記サーボバルブ１は、コイル５に通電すると、マグネットアセンブリ１３によってフラッパ６が板ばね２０による支持部を中心として揺動し、これにより先端６ａがノズル１１ａ，１１ｂの先端に接離してその間隙が調節されるので、出力ポートＡの空気圧がコイル５への通電量に応じて増減する。
しかしながら、上記サーボバルブ１は、図１３に示すように、フラッパ６はコイル５の通電量に応じてほぼ直線的に変位するが、空気の圧縮性のために、通電量と出力空気圧との関係は、図１４に示すように通電量が少ない部分と多い部分とにおいて屈曲してＳ字状の曲線となるので、出力ポートＡの空気圧がコイル５の通電量に応じて直線的に変化しない。
このため、既提案のサーボバルブ１は、出力ポートＡの空気圧の制御が面倒である。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとする課題は、出力ポートの空気圧が、コイルの通電量に応じてほぼ直線的に変化するノズルフラッパ使用のサーボバルブを提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明のサーボバルブは、圧縮空気の入力ポート、出力ポート及び排出ポート、出力ポートを入力ポートと排出ポートに個別に連通させる一対の流路、並びにこれらの流路に先端を対向させて設けた一対のノズルを有するボディと；軸方向の中間が上記ボディに揺動可能に取付けられ、先端が上記一対のノズルに対向するフラッパと；マグネットアセンブリ、及び該マグネットアセンブリ内に組み付けられたコイルを有し、コイルへの通電量の大小により上記フラッパの先端をこれらのノズルの先端に接離させて、出力空気圧をコイルの通電量の大小に応じた圧力に制御するフラッパ変位手段；とを備えたサーボバルブにおいて：上記フラッパ変位手段におけるマグネットアセンブリが、対向して配設された一対の第１ヨークと、平面視円筒状で両端がこれらの第１ヨークに固定され、かつその軸方向高さが一方の第１ヨークから他方の第１ヨークに向けてほぼ直線的に減少する一対のマグネットと、上記第１ヨークに取付けられ、先端がフラッパを挟んで対向する一対の第２ヨークとを備え、磁束密度特性が、コイルの通電量と出力空気圧との特性における曲線部分と反対向きに屈曲する曲線部分を有するものとし、コイルの通電量にほぼ直線的に比例する空気圧を出力させるようにしたことを特徴としている。
【００１２】
【作用及び発明の効果】
マグネットアセンブリの磁束密度特性を、コイルの通電量と出力空気圧との特性の曲線部分と反対向きに屈曲する曲線部分を有するものとしたことによって、これらの特性の曲線部分の影響が打ち消されるので、出力ポートの空気圧を、コイルの通電量に応じてほぼ直線的に変化させることができる。
したがって、出力空気圧の制御が極めて簡単である。
【００１３】
具体的には、マグネットアセンブリを構成する一対の第１ヨーク間のマグネットの軸方向高さを、第１ヨークの一方から他方に向けて直線的に減少させたことによって、コイルの通電量に応じたフラッパの変位量が、電流と出力空気圧との特性の曲線部分においてこれと反対向きに屈曲する逆Ｓ字状の曲線となるので、出力ポートの空気圧をコイルの通電量に応じてほぼ直線的に変化させることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１ないし図４は本発明の実施例を示し、このサーボバルブ３１は、フラッパ変位手段３２におけるマグネットアセンブリ３３を構成する後記マグネット３５ａ，３５ｂ以外は、図７ないし図１２に示す上記サーボバルブ１と同一の構成を備えている。したがって、図における同一の箇所に同一の符号を付して、マグネットアセンブリ３３以外の詳細な説明は省略する。
【００１５】
図３及び図４に詳細を示す上記マグネットアセンブリ３３は、直径方向に対向して配設された一対の第１ヨーク１４ａ，１４ｂと、これらの第１ヨーク間の一対のマグネット３５ａ，３５ｂと、第１ヨーク１４ａ，１４ｂに取付けられた第２ヨーク１７，１７とを備えている。
上記マグネット３５ａ，３５ｂは、いずれも平面視円筒状をなし、かつ軸方向の高さが、第１ヨーク１４ａまたは１４ｂの一方（図示の例は１４ａ）から他方の第１ヨーク（図示の例は１４ｂ）に向けて、直線的に減少するものとされている。したがって、上記マグネットアセンブリ３３は、裏面からみると図１２と同じである。
【００１６】
上記サーボバルブ３１は、ボディ２の流路１０ａ，１０ｂにノズル１１ａ，１１ｂとプラグ２２，２２を取付けるとともに、取付ねじ２１，２１によって凹溝８に板ばね２０を取付けてその中心孔にフラッパ６を組み付けると、先端６ａがノズル１１ａ，１１ｂの先端（ノズル部）に近接して位置する。一方、コイル５を巻いたボビン５ａを、第２ヨーク１７，１７を取付ける前のマグネットアセンブリ３３内に組み付けて、ボビン５ａの中心孔にフラッパ６の端部６ｂを通し、貫通孔１９，１９を通る取付ボルト３，３によって上記マグネットアセンブリ３３をボディ２に組み付ける。
次いで、第２ヨーク１７，１７を、複数本の取付ボルト１６によって第１ヨーク１４ａ，１４ｂにそれぞれ取付けるとフラッパ変位手段３２が組み立てられ、最後にカバー２４をフラッパ変位手段４に被冠して、止めねじ２５，２５によってボディ２に取付ける。
【００１７】
実験によれば、上記サーボバルブ３１は、マグネット３５ａ，３５ｂを上記構成としたことによって、コイル５の通電量とフラッパ６の変位量との特性が、図５に示すように、通電量の小さい部分において上向きに凹に屈曲し、大きい部分において下向きに凹に屈曲して逆Ｓ字状の曲線となる。
したがって、コイル５への通電によってフラッパ６が変位すると、これらの特性における曲線部分を互いに逆向きとしたことによって、コイル５の通電量と出力ポートＡの出力空気圧との関係が、図６に示すようにほぼ直線的に変化するので、出力空気圧の制御が極めて容易である。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例の縦断正面図である。
【図２】同じく縦断側面図である。
【図３】一部を除いたマグネットアセンブリの斜視図である。
【図４】マグネットアセンブリの正面図である。
【図５】電流とフラッパの変位との特性図である。
【図６】電流と出力空気圧との特性図である。
【図７】既提案のサーボバルブの縦断正面図である。
【図８】同じく縦断側面図である。
【図９】一部を除いたマグネットアセンブリの斜視図である。
【図１０】マグネットアセンブリの正面図である。
【図１１】同じく平面図である。
【図１２】同じく裏面図である。
【図１３】電流とフラッパの変位との特性図である。
【図１４】電流と出力空気圧との特性図である。
【符号の説明】
２    ボディ
５    コイル
６    フラッパ
１０ａ，１０ｂ  流路
１１ａ，１１ｂ  ノズル
１４ａ，１４ｂ  第１ヨーク
１７  第２ヨーク
３１  サーボバルブ
３２  フラッパ変位手段
３３  マグネットアセンブリ
３５ａ，３５ｂ  マグネット
Ｐ，Ａ，Ｒ  ポート
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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