ロータリ制御弁
【課題】３方向切替型ロータリ制御弁による油圧制御を高精度化する。
【解決手段】アウターロータ６１の油路口７５ａ、７５ｂをインナーロータ６２の隔壁ピン８３で塞いだ状態からインナーロータ６２を回転させると、油路口７５ａ、７５ｂと隔壁ピン８３との位置がずれて圧油送出ポートＢにインナーロータ６２の制御溝部８１ｂ１、８１ｂ３が対する。圧油ポートＰからの圧油が位置ずれによる開口から供給され、連結溝８４から制御溝部８１ｂ１、８１ｂ２に供給され、油路口７５ｂからアクチュエータのＡポートへと供給される。フィードバックが掛かる構成としておけば、アウターロータ６１が追従回転し、両ロータ６２、６１の回転角度が一致した時、油路口７５ｂが隔壁ピン８３により塞がれてアクチュエータへの圧油供給も停止する。
【解決手段】アウターロータ６１の油路口７５ａ、７５ｂをインナーロータ６２の隔壁ピン８３で塞いだ状態からインナーロータ６２を回転させると、油路口７５ａ、７５ｂと隔壁ピン８３との位置がずれて圧油送出ポートＢにインナーロータ６２の制御溝部８１ｂ１、８１ｂ３が対する。圧油ポートＰからの圧油が位置ずれによる開口から供給され、連結溝８４から制御溝部８１ｂ１、８１ｂ２に供給され、油路口７５ｂからアクチュエータのＡポートへと供給される。フィードバックが掛かる構成としておけば、アウターロータ６１が追従回転し、両ロータ６２、６１の回転角度が一致した時、油路口７５ｂが隔壁ピン８３により塞がれてアクチュエータへの圧油供給も停止する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は油圧等の液圧や空圧等の流体圧制御に用いるロータリ制御弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のロータリ制御弁は、例えば特許文献１に示すように、インナーロータを所定角度回転させると、アウターロータの油路口と隔壁ピンがずれ、圧油は圧油ポート、圧油用油路口、切換用環状溝、連結溝、制御用環状溝、連結用油路口、圧油送出ポート用環状溝を経て圧油送出ポートから油圧アクチュエータの駆動に供され、戻りの圧油は、圧油戻りポート、圧油戻りポート用環状溝、連結用油路口、制御用環状溝、連結溝、切換用環状溝、タンク用油路口を経てタンクポートから排出され、アウターロータが油圧アクチュエータの作動量に応じたフィードバックが係るようにしておけば、インナーロータの回転駆動制御によりアクチュエータが高精度に駆動制御できるというものが広く知られている。
【０００３】
図１は、特許文献１に開示されている油圧制御用のロータリ制御弁の一例の組立断面図、図２はアウターロータとインナーロータを示す分解斜視図、図３は図１中のＳ−Ｓ線に沿うアウターロータとインナーロータの組立断面図である。
【０００４】
このロータリ制御弁はケーシング１０内にアウターロータ１１を回転自在にして嵌合し、さらにアウターロータ１１内にインナーロータ１２を回転自在に嵌合して構成したものである。アウターロータ１１とインナーロータ１２は、それぞれ支持軸１３、１４を備えており、ケーシング１０にボルト止めするカバー１５、１５から外側へ突出させてあり、またカバー１５の内側に設けたベアリング１６、１６により支持してある。
【０００５】
ケーシング１０は、その内部に中空円筒部１７を有し、圧油ポートＰ、タンクポートＴ、圧油戻りポートＡ及び圧油送出ポートＢを形成してある。圧油ポートＰとタンクポートＴは軸線方向の中央側に位置し、圧油戻りポートＡと圧油送出ポートＢは圧油ポートＰとタンクポートＴをはさむようにして軸方向端部側に位置させてある。
【０００６】
アウターロータ１１は、胴部１８と蓋部１９とを組み合わせて有底の中空円筒形状としたものであり、ケーシング１０の中空円筒部１７の内周面に外周面を摺接させて嵌合している。図４で展開図として詳細に示すように、アウターロータ１１の胴部１８にはケーシング１０の各ポートＰ、Ｔ、Ａ、Ｂと対応する位置に四本の環状溝２０〜２３が設けてある。また圧油ポート用環状溝２０とタンクポート用環状溝２１の間で同一円周上に位置させて、それぞれ一対の圧油用油路口２４、２４及びタンク用油路口２５、２５が設けてある。これら油路口２４、２５は内周面へ貫通し、また連結溝２６・・・により圧油用油路口２４を圧油ポート用環状溝２０へ、タンク用油路口２５をタンクポート用環状溝２１へ連通させている。さらに圧油戻りポート用環状溝２２と圧油送出ポート用環状溝２３には内周面へ貫通する複数の連結用油路口２７が形成してある。
【０００７】
図５で展開図として詳細に示すように、インナーロータ１２は圧油用油路口２４及びタンク用油路口２５に対応する位置に設けた切換用環状溝２８と、圧油戻りポート用環状溝２２と圧油送出ポート用環状溝２３に対応する位置に設けた制御用環状溝２９、３０とを有し、切換用環状溝２８は、表面がランド部を形成する四つの隔壁ピン３１・・・により四分割してある。そして切換用環状溝２８の分割された部分である制御溝部２８ａ、２８ｂ、２８ｃ、２８ｄとは、連結溝３２により交互に制御用環状溝２９、３０に連結される。また図６に示すように、隔壁ピン３１の直径Ｗ１は切換用環状溝２８の幅Ｗ２よりも大きく、かつ図１と図３に示すようにアウターロータ１１の圧油用油路口２４及びタンク用油路口２５の開口径と等しくしてあり、アウターロータ１１とインナーロータ１２との相対回転角度差によって図７に示すように角度差に比例する面積の開口部分Ｘが生じるようになっている。隔壁ピン３１は、例えば丸棒材を切換用環状溝２８に打ち込み、頂部表面をインナーロータ１２の表面に沿うように円筒研磨して形成してある。
【０００８】
次にこの従来のロータリ制御弁の動作を説明する。なお以下ではケーシング１０の圧油戻りポートＡと圧油送出ポートＢを、油圧シリンダや油圧モータなどの油圧アクチュエータに連結し、インナーロータ１２の支持軸１４を例えばパルスモータや油圧モータなどの駆動源に連結し、さらにアウターロータ１１の支持軸１３を油圧アクチュエータの作動量に応じて回転させるように、即ちフィードバックが掛かるようにした状態として説明する。
【０００９】
まずアウターロータ１１の圧油用油路口２４及びタンク用油路口２５の内周面側をインナーロータ１２の隔壁ピン３１により塞いだ状態を初期状態とし、駆動源を回転駆動してインナーロータ１２を所定角度回転させる。すると圧油用油路口２４及びタンク用油路口２５と隔壁ピン３１との位置がずれて、アウターロータ１１の圧油用油路口２４及びタンク用油路口２５がインナーロータ１２の制御溝部２８ａ、２８ｂ、２８ｃ、２８ｄに対して開口する。するとケーシング１０の圧油ポートＰを介して供給されている圧油は、アウターロータ１１の圧油ポート用環状溝２０、連結溝２６、圧油用油路口２４を通り、インナーロータ１２の切換用環状溝２８内、具体的には制御溝部２８ａ〜２８ｄのうちの圧油用油路口２４が開口している２つの制御溝部に入り、連結溝３２を通って制御用環状溝３０に入り、さらに連結用油路口２７を介してアウターロータ１１の圧油送出ポート用環状溝２３へ入り、圧油送出ポートＢから油圧アクチュエータに供給され、油圧アクチュエータを駆動する。
【００１０】
同時に、油圧アクチュエータからの戻りの圧油は圧油戻りポートＡから圧油戻りポート用環状溝２２、連結用油路口２７、制御用環状溝２９、連結溝３２を介して切換用環状溝２８内、具体的には制御溝部２８ａ〜２８ｄの内、タンク用油路口２５が開口している２つの制御溝部に入り、タンク用油路口２５を通り、タンクポートＴを介して図示せぬタンクへ排出される。
【００１１】
このとき、駆動源によるインナーロータ１２の駆動量と油圧アクチュエータの作動量とをほぼリニアの関係にすることができる。例えば駆動源としてパルスモータを１パルス分だけ回転させると、インナーロータ１２がその１パルス対応分の角度だけ回転し、圧油用油路口２４、タンク用油路口２５が切換用環状溝２８に対してインナーロータ１２の回転角に比例して開口する。上述のように開口部分Ｘの面積はインナーロータ１２の回動量に応じて近似的にリニアに変化するものであり、またアウターロータ１１がインナーロータ１２の回転に追従し、隔壁ピン３１が所定の遅れをもって開口部分Ｘを塞いで圧油の供給、排出を停止させる方向に動くため、油圧アクチュエータはパルスモータにより１パルス対応分だけ回転駆動されることになる。
【００１２】
【特許文献１】特開平５−２５６３０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら上述した従来のロータリ制御弁にあっては、圧油用油路口２４、タンク用油路口２５の位置が近接してしまい、そのためにスプール弁に比べて許容圧力が低くなり、圧油のリークが生じ、圧油用油路口２４、タンク用油路口２５間の開度に比例させて制御することが難しく、流体圧や空圧の制御性が低くなるため実用化が難しかった。
【００１４】
本発明はこのような従来の問題点に鑑みてなしたもので、高圧流体の制御に使用できるロータリ制御弁を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明に係るロータリ制御弁は上記目的を達成するために、内部に中空円筒部を有するケーシングと、該ケーシング内に摺接嵌合する中空円筒形のアウターロータと、該アウターロータ内に摺接嵌合する円筒形のインナーロータとからなり、上記ケーシングは、圧油ポートと、上記圧油ポートを挟んで位置する圧油送出、圧油戻り用の一対の圧油出入ポートと、これらポートを挟んで位置する一対のタンクポートとを備え、上記アウターロータは、それぞれ円筒内周を一周するように、円筒軸方向で上記圧油ポートと対応する位置に設けた圧油ポート用環状溝、円筒軸方向で上記一対のタンクポートと対応する位置に設けたタンクポート用環状溝、及び円筒軸方向で上記一対の圧油出入ポートと対応する位置に設けた圧油出入ポート用環状溝を備えるとともに、上記各環状溝は、外周面へ貫通して上記ケーシングの対応するポートに連結するための複数の連結用油路口を有し、上記インナーロータは、それぞれ円筒外周を一周するように、円筒軸方向で上記圧油ポート用環状溝と対応する位置に設けた圧油ポート制御用環状溝、上記一対のタンクポート用環状溝と対応する位置に設けたタンクポート制御用環状溝、上記圧油出入用環状溝と対応する位置に設けた圧油出入制御用環状溝、上記圧油ポート制御用環状溝と一の上記圧油出入制御用環状溝、上記圧油ポート制御用環状溝と他の上記圧油出入制御用環状溝の間をそれぞれ連結する一対の内側連結溝、及び一の上記圧油出入制御用環状溝と上記タンクポート制御用環状溝の間及び他の上記圧油出入制御用環状溝と上記タンクポート制御用環状溝の間をそれぞれ連結する一対の外側連結溝を備え、上記圧油出入制御用環状溝のそれぞれに、上記各制御用環状溝内で上記圧油出入用環状溝と対応させて上記圧油出入用環状溝の上記連結用油路口の開口形状と同一形状の複数のランド部を外周方向で対応する位置に複数個ずつ配して上記圧油出入制御用環状溝をそれぞれ複数に分断してなり、上記内、外側連結溝は、上記圧油出入制御用環状溝の上記ランド部により分断された箇所に一つずつ対応させて交互に設け、
上記アウターロータと上記インナーロータとの相対回転による上記ランド部の位置の移動によって、上記アウターロータの上記連結用油路口が、上記アウターロータと上記インナーロータの相対回転角度差に比例して開口可能としてなることを特徴とする。
【００１６】
請求項２に係るものは、請求項１のロータリ制御弁において、上記複数のランド部に４個ずつ配して上記圧油出入制御用環状溝をそれぞれ四半周ずつに分断し、上記内、外側連結溝は、上記圧油出入制御用環状溝の上記ランド部により四半周ずつ分断してなることを特徴とする。
【００１７】
請求項３に係るものは、請求項１または２のロータリ制御弁において、上記交互に設けた上記内、外側連結溝のうち上記環状溝と上記制御用環状溝のうち同一の上記環状溝と上記制御用環状溝に連ならないものの位置を円筒軸方向で一致させてなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係るロータリ制御弁は以上説明してきたように、内部に中空円筒部を有するケーシングと、該ケーシング内に摺接嵌合する中空円筒形のアウターロータと、該アウターロータ内に摺接嵌合する円筒形のインナーロータとからなるものとしたので、ロータリ制御弁であってもスプール弁と同等に許容圧力を高めることができ、また切換用環状溝内で圧油用油路口及びタンク用油路口と対応させて配した同面積の隔壁部により両油路口の開口面積変化を制御するようにしたので、高精度制御が実現できるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下本発明を実施するための最良の形態を、図に示す実施例を参照して説明する。
【実施例１】
【００２０】
図８は本発明の一実施例に係るロータリ制御弁の組立断面図、図９はアウターロータとインナーロータを示す分解斜視図、図１０（Ａ１、Ｃ２）はそれぞれ図８中のＴ−Ｔ線に沿うアウターロータとインナーロータの組立状態及び動作状態の断面図、図１０（Ａ２、Ｃ１）は同Ｐ−Ｐ線に沿う同断面図、図１０（Ｂ１）は同Ｂ−Ｂ線、図１０（Ｂ２）は同Ａ−Ａ線に沿う同断面図である。
【００２１】
本実施例のロータリ制御弁は、図１に示す従来のロータリ制御弁と同じく、ケーシング６０内にアウターロータ６１を回転自在にして嵌合し、さらにアウターロータ６１内にインナーロータ６２を回転自在に嵌合して構成したものである。アウターロータ６１とインナーロータ６２は、それぞれ支持軸６３、６４を備えており、ケーシング６０にボルト止めするカバー６５、６５から外側へ突出させてあり、またカバー６５の内側に設けたベアリング６６、６６により支持してある。
【００２２】
ケーシング６０は、その内部に中空円筒部６７を有し、圧油ポートＰ、一対のタンクポートＴ、圧油出入ポートＡ、Ｂを形成してある。圧油ポートＰは軸線方向の略中央に位置し、圧油出入ポートＡ、Ｂは圧油ポートＰをはさむように位置させてあり、これらを外側からはさむように一対のタンクポートＴ、Ｔが設けてある。なお、ケーシング６０の外形状は円筒形状でなくともよい。
【００２３】
アウターロータ６１は、胴部６８と一対の蓋部６９とを組み合わせて中空円筒形状としたものであり、ケーシング６０の中空円筒部６７の内周面に外周面を摺接させて嵌合している。
【００２４】
図１１（Ａ）で詳細に示すように、アウターロータ６１の胴部６８にはケーシング６０の各ポートＰ、Ａ、Ｂ、Ｔ、Ｔと対応する位置に五本の環状溝７０、７１ａ、７１ｂ、及び７２、７２が設けてある。また各環状溝には内周面の軸線に沿って位置させて、それぞれ一対または二対の油路口７４、７５ａ、７５ｂ、７６が設けてある。これら油路口７４、７５ａ、７５ｂ、７６は、それぞれアウターロータ６１の周壁内面を貫通している。
【００２５】
図１１（Ｂ）で詳細に示すように、インナーロータ６２はアウターロータ６１の環状溝７０〜７２と対応する位置に設けた制御用環状溝８０、８１ａ、８１ｂ、８２、８２を有し、圧油出入ポートＡ、Ｂに対応するアウターロータ６１の環状溝７１ａ、７１ｂに対応する制御用環状溝８１ａ、８１ｂを例えば四つの隔壁ピン８３・・・により四分割してある。そして切換用環状溝８１ａ、８１ｂの分割された部分である制御溝部８１ａ１〜８１ａ４、８１ｂ１〜８１ｂ４は、それぞれ連結溝８４により交互に制御用環状溝２９、３０に連結させてある。なお、隔壁ピン８３の直径Ｗ１と環状溝７１ａ、７１ｂの幅Ｗ２の関係は、図３に示した従来例のアウターロータ１１の圧油用油路口２４及びタンク用油路口２５の開口径の関係と同様としてあり、アウターロータ６１とインナーロータ６２との相対回転角度差によって、やはり図７と同様に角度差に比例して変化する面積の開口部分Ｘが生じるようになっている。隔壁ピン８３は、従来の例と同様に、例えば丸棒材を環状溝に打ち込み、それぞれ頂部表面をインナーロータ６２の表面に沿うように円筒研磨してランド部を複数形成するが、その他の手段によってもよいことはもちろんである。なお内、外側連結溝８４のうち同一の制御用環状溝８０、８１ａ、８１ｂ、８２、８２に連ならないものの位置は、アウターロータ６１やインナーロータ６２の円筒軸方向で一致させてある。
【００２６】
次に本実施例に係るロータリ制御弁の動作を説明する。なお以下では図１２に示すケーシング６０の圧油出入ポートＡ、Ｂを、油圧シリンダや油圧モータなどの油圧アクチュエータ１００に連結し、インナーロータ６２の支持軸６４を例えばパルスモータや油圧モータなどの駆動源となる制御入力モータ１１０に連結し、さらにアウターロータ６１の支持軸６３をフィードバック用のタイミングプーリ１２０に連結し、油圧アクチュエータ１００に取り付けたタイミングプーリ１３０に例えばタイミングベルト１４０を掛け回し、油圧アクチュエータ１００の作動量に応じて回転させるように、即ちフィードバックが掛かるように構成した状態として説明する。
【００２７】
全体的な動作を説明すると、
（１）制御入力モータ１１０により入力ロータとなるインナーロータ６２の支持軸６４を回転駆動し、図１２に示す矢印Ｉｎの方向に制御角度を与える。
（２）すると、ロータリ制御弁の圧油出入ポートＢが開き、圧油がロータリアクチュエータ１００に導かれる。
（３）同時に、ロータリ制御弁の圧油出入ポートＡも開き、ロータリアクチュエータ１００内の圧油が排出される。
（４）このとき、ロータリアクチュエータ１００の出力軸１００ａが回転し（回転方向を矢印Ｏｕｔで示す）、回転トルクを発生する。
（５）ロータリアクチュエータ１００の出力回転はタイミングプーリ１３０を介して、ロータリ制御弁のアウターロータ６１に伝わる。
（６）そして入力ロータ６２の回転角度と、アウターロータ６１の回転角度が一致した時、ロータリアクチュエータ１００の出力軸１００ａは停止する。
すなわち、常に、入力ロータ６２の回転方向にアウターロータ６１が追従するように構成することで、ロータリアクチュエータ１００を任意の角度で制御することができる。ベルト伝導ではなく歯車伝導の場合は、回転方向が逆になるので、ロータリアクチュエータ１００とロータリ制御弁のポート接続は、逆になる。すなわち、アウターロータ６１を駆動側、インナーロータ６２を被駆動側としてもよい。
【００２８】
次に、ロータリ制御弁内の詳細な動作を説明する。
（１）アウターロータ６１の油路口７５ａ、７５ｂの内周面側をインナーロータ６２の隔壁ピン８３により塞いだ状態（図１０（Ｂ１）、（Ｂ２））を初期状態とする。このとき、圧油ポートＰからの圧油は、アウターロータ６１の油路口７４から内部に入り、アウターロータ６１の環状溝７０とインナーロータ６２の制御用環状溝８０で形成される環状溝内にロック状態でとどまっている。
（２）この状態から制御入力モータ１１０を回転駆動してインナーロータ６２を所定角度、例えば５度だけ図中反時計方向へ回転させると、油路口７５ａ、７５ｂと隔壁ピン８３との位置がずれ、図１０（Ａ１、Ａ２）に示すように、圧油出入ポートＢの油路口７５ｂがインナーロータ６２の制御溝部８１ｂ１、８１ｂ３に対して開口する。
（３）すると、圧油ポートＰからの圧油が油路口７５ｂと隔壁ピン８３との位置ずれによる開口から供給され、連結溝８４から制御溝部８１ｂ１、８１ｂ２に供給され、油路口７５ｂからロータリアクチュエータ１００のＡポートへと供給され、ロータリアクチュエータ１００は所定の方向へ回転する。するとタイミングベルト１４０によるフィードバックによりアウターロータ６１も入力ロータ６２の回転方向に向かって追従するように回転し、入力ロータ６２の回転角度と、アウターロータ６１の回転角度が一致した時、油路口７５ｂがインナーロータ６２の隔壁ピン８３により塞がれ、ロータリアクチュエータ１００の出力軸１００ａが停止し、ロータリアクチュエータ１００への圧油の供給も停止する。
（４）一方、前記（２）の状態では同時に圧油出入ポートＡの油路口７５ａがインナーロータ６２の制御溝部８１ａ１、８１ａ３に対して開口し、圧油出入ポートＡの油路口７５ａがインナーロータ６２の制御溝部８１ａ１、８１ａ３に対して開口する。すると、ロータリアクチュエータ１００で仕事をし、排出された圧油が圧油出入ポートＡの油路口７５ａから油路１ａ内にはいり、連結溝８４を介して制御用環状溝７２、８２に入り、制御用環状溝７２の油路口７６からタンクポートＴを介して図示せぬタンクへ排出され、タンクへと戻る。
（５）制御入力モータ１１０を回転駆動してインナーロータ６２を所定角度、例えば５度だけ図中時計方向へ回転させた場合には、上述した圧油の入り、出は逆になるが同様の作用によりアウターロータ６１が入力ロータ６２の回転方向に向かって追従するように回転し、入力ロータ６２の回転角度と、アウターロータ６１の回転角度が一致した時、油路口７５ｂがインナーロータ６２の隔壁ピン８３により塞がれ、アウターロータ６１ロータリアクチュエータ１００の出力軸１００ａが停止し、ロータリアクチュエータ１００への圧油の供給も停止する。
【００２９】
このとき、駆動源によるインナーロータ６２の駆動量と油圧アクチュエータの作動量とをほぼリニアの関係にすることができる。例えば駆動源としてパルスモータを１パルス分だけ回転させると、インナーロータ６２がその１パルス対応分の角度だけ回転し、油路口７５ａ、７５ｂが切換用環状溝８１ａ、８１ｂに対してインナーロータ６２の回転角に比例して開口する。すなわち開口部分Ｘの面積がインナーロータ６２の回動量に応じて近似的にリニアに変化するものであれば、アウターロータ６１がインナーロータ６２の回転に追従し、隔壁ピン８３が所定の遅れをもって開口部分Ｘを塞いで圧油の供給、排出を停止させる方向に動くため、油圧アクチュエータはパルスモータにより１パルス対応分だけ回転駆動されることになる。
【００３０】
また圧油用油路口、タンク用油路口の位置が近接していない配置にすることが容易にできるため、従来のロータリ弁に比べて軸方向での全長は若干長くはなるが、許容圧力が非常に高くなり、圧油のリークがほとんど生じなくなり、油路口の開度に比例させた制御が大変にやり易くなり、流体圧や空圧の制御性が高まり、したがって実用化が高まる。本願発明者が行った実験では、２１０Ｋｇ／ｃｍ３という産業機械で要求される圧力でのリーク量も微少なものとなった。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】従来のロータリ制御弁の一例に係るロータリ制御弁の組立断面図
【図２】図１の弁のアウターロータとインナーロータを示す分解斜視図
【図３】図１中のＳ−Ｓ線に沿うアウターロータとインナーロータの組立断面図
【図４】図１の弁のアウターロータの側壁面の展開図
【図５】図１の弁のインナーロータの側壁面の展開図
【図６】図１の弁の切換用環状溝と隔壁ピンとの寸法関係を示す平面図
【図７】図１の弁の隔壁ピンによる油路口の開口制御状態を示す平面図
【図８】本発明の一実施例に係るロータリ制御弁の組立断面図
【図９】アウターロータとインナーロータを示す分解斜視図
【図１０】図８中のＴ−Ｔ線、Ｐ−Ｐ線、Ｂ−Ｂ線、Ａ−Ａ線に沿うアウターロータとインナーロータの組立状態及び動作状態の断面図
【図１１】アウターロータとインナーロータ及びそれらに設けたポートの位置関係を示す図
【図１２】本発明の一実施例に係るロータリ制御弁を用いたロータリアクチュエータの駆動例を示す斜視図
【符号の説明】
【００３２】
６０：ケーシング
６１：アウターロータ
６２：インナーロータ
６３、６４：支持軸
６５：カバー
６６：ベアリング
６７：ケーシングの中空円筒部
６８：アウターロータの胴部
６９：アウターロータの蓋部
７０、７１ａ、７１ｂ、７２：環状溝
２１：タンクポート用環状溝
７４、７５ａ、７５ｂ、７６：油路口
８０、８１ａ、８１ｂ、８２、８２：制御用環状溝
８１ａ１〜８１ａ４、８１ｂ１〜８１ｂ４：制御溝部
８３：隔壁ピン
８４：連結溝
１００：油圧アクチュエータ
１１０：制御入力モータ
１２０、１３０：タイミングプーリ
１４０：タイミングベルト
Ｐ：圧油ポート
Ｔ：タンクポート
Ａ、Ｂ：圧油出入ポート
Ｗ１：隔壁ピンの直径
Ｗ２：環状溝の幅
【技術分野】
【０００１】
本発明は油圧等の液圧や空圧等の流体圧制御に用いるロータリ制御弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のロータリ制御弁は、例えば特許文献１に示すように、インナーロータを所定角度回転させると、アウターロータの油路口と隔壁ピンがずれ、圧油は圧油ポート、圧油用油路口、切換用環状溝、連結溝、制御用環状溝、連結用油路口、圧油送出ポート用環状溝を経て圧油送出ポートから油圧アクチュエータの駆動に供され、戻りの圧油は、圧油戻りポート、圧油戻りポート用環状溝、連結用油路口、制御用環状溝、連結溝、切換用環状溝、タンク用油路口を経てタンクポートから排出され、アウターロータが油圧アクチュエータの作動量に応じたフィードバックが係るようにしておけば、インナーロータの回転駆動制御によりアクチュエータが高精度に駆動制御できるというものが広く知られている。
【０００３】
図１は、特許文献１に開示されている油圧制御用のロータリ制御弁の一例の組立断面図、図２はアウターロータとインナーロータを示す分解斜視図、図３は図１中のＳ−Ｓ線に沿うアウターロータとインナーロータの組立断面図である。
【０００４】
このロータリ制御弁はケーシング１０内にアウターロータ１１を回転自在にして嵌合し、さらにアウターロータ１１内にインナーロータ１２を回転自在に嵌合して構成したものである。アウターロータ１１とインナーロータ１２は、それぞれ支持軸１３、１４を備えており、ケーシング１０にボルト止めするカバー１５、１５から外側へ突出させてあり、またカバー１５の内側に設けたベアリング１６、１６により支持してある。
【０００５】
ケーシング１０は、その内部に中空円筒部１７を有し、圧油ポートＰ、タンクポートＴ、圧油戻りポートＡ及び圧油送出ポートＢを形成してある。圧油ポートＰとタンクポートＴは軸線方向の中央側に位置し、圧油戻りポートＡと圧油送出ポートＢは圧油ポートＰとタンクポートＴをはさむようにして軸方向端部側に位置させてある。
【０００６】
アウターロータ１１は、胴部１８と蓋部１９とを組み合わせて有底の中空円筒形状としたものであり、ケーシング１０の中空円筒部１７の内周面に外周面を摺接させて嵌合している。図４で展開図として詳細に示すように、アウターロータ１１の胴部１８にはケーシング１０の各ポートＰ、Ｔ、Ａ、Ｂと対応する位置に四本の環状溝２０〜２３が設けてある。また圧油ポート用環状溝２０とタンクポート用環状溝２１の間で同一円周上に位置させて、それぞれ一対の圧油用油路口２４、２４及びタンク用油路口２５、２５が設けてある。これら油路口２４、２５は内周面へ貫通し、また連結溝２６・・・により圧油用油路口２４を圧油ポート用環状溝２０へ、タンク用油路口２５をタンクポート用環状溝２１へ連通させている。さらに圧油戻りポート用環状溝２２と圧油送出ポート用環状溝２３には内周面へ貫通する複数の連結用油路口２７が形成してある。
【０００７】
図５で展開図として詳細に示すように、インナーロータ１２は圧油用油路口２４及びタンク用油路口２５に対応する位置に設けた切換用環状溝２８と、圧油戻りポート用環状溝２２と圧油送出ポート用環状溝２３に対応する位置に設けた制御用環状溝２９、３０とを有し、切換用環状溝２８は、表面がランド部を形成する四つの隔壁ピン３１・・・により四分割してある。そして切換用環状溝２８の分割された部分である制御溝部２８ａ、２８ｂ、２８ｃ、２８ｄとは、連結溝３２により交互に制御用環状溝２９、３０に連結される。また図６に示すように、隔壁ピン３１の直径Ｗ１は切換用環状溝２８の幅Ｗ２よりも大きく、かつ図１と図３に示すようにアウターロータ１１の圧油用油路口２４及びタンク用油路口２５の開口径と等しくしてあり、アウターロータ１１とインナーロータ１２との相対回転角度差によって図７に示すように角度差に比例する面積の開口部分Ｘが生じるようになっている。隔壁ピン３１は、例えば丸棒材を切換用環状溝２８に打ち込み、頂部表面をインナーロータ１２の表面に沿うように円筒研磨して形成してある。
【０００８】
次にこの従来のロータリ制御弁の動作を説明する。なお以下ではケーシング１０の圧油戻りポートＡと圧油送出ポートＢを、油圧シリンダや油圧モータなどの油圧アクチュエータに連結し、インナーロータ１２の支持軸１４を例えばパルスモータや油圧モータなどの駆動源に連結し、さらにアウターロータ１１の支持軸１３を油圧アクチュエータの作動量に応じて回転させるように、即ちフィードバックが掛かるようにした状態として説明する。
【０００９】
まずアウターロータ１１の圧油用油路口２４及びタンク用油路口２５の内周面側をインナーロータ１２の隔壁ピン３１により塞いだ状態を初期状態とし、駆動源を回転駆動してインナーロータ１２を所定角度回転させる。すると圧油用油路口２４及びタンク用油路口２５と隔壁ピン３１との位置がずれて、アウターロータ１１の圧油用油路口２４及びタンク用油路口２５がインナーロータ１２の制御溝部２８ａ、２８ｂ、２８ｃ、２８ｄに対して開口する。するとケーシング１０の圧油ポートＰを介して供給されている圧油は、アウターロータ１１の圧油ポート用環状溝２０、連結溝２６、圧油用油路口２４を通り、インナーロータ１２の切換用環状溝２８内、具体的には制御溝部２８ａ〜２８ｄのうちの圧油用油路口２４が開口している２つの制御溝部に入り、連結溝３２を通って制御用環状溝３０に入り、さらに連結用油路口２７を介してアウターロータ１１の圧油送出ポート用環状溝２３へ入り、圧油送出ポートＢから油圧アクチュエータに供給され、油圧アクチュエータを駆動する。
【００１０】
同時に、油圧アクチュエータからの戻りの圧油は圧油戻りポートＡから圧油戻りポート用環状溝２２、連結用油路口２７、制御用環状溝２９、連結溝３２を介して切換用環状溝２８内、具体的には制御溝部２８ａ〜２８ｄの内、タンク用油路口２５が開口している２つの制御溝部に入り、タンク用油路口２５を通り、タンクポートＴを介して図示せぬタンクへ排出される。
【００１１】
このとき、駆動源によるインナーロータ１２の駆動量と油圧アクチュエータの作動量とをほぼリニアの関係にすることができる。例えば駆動源としてパルスモータを１パルス分だけ回転させると、インナーロータ１２がその１パルス対応分の角度だけ回転し、圧油用油路口２４、タンク用油路口２５が切換用環状溝２８に対してインナーロータ１２の回転角に比例して開口する。上述のように開口部分Ｘの面積はインナーロータ１２の回動量に応じて近似的にリニアに変化するものであり、またアウターロータ１１がインナーロータ１２の回転に追従し、隔壁ピン３１が所定の遅れをもって開口部分Ｘを塞いで圧油の供給、排出を停止させる方向に動くため、油圧アクチュエータはパルスモータにより１パルス対応分だけ回転駆動されることになる。
【００１２】
【特許文献１】特開平５−２５６３０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら上述した従来のロータリ制御弁にあっては、圧油用油路口２４、タンク用油路口２５の位置が近接してしまい、そのためにスプール弁に比べて許容圧力が低くなり、圧油のリークが生じ、圧油用油路口２４、タンク用油路口２５間の開度に比例させて制御することが難しく、流体圧や空圧の制御性が低くなるため実用化が難しかった。
【００１４】
本発明はこのような従来の問題点に鑑みてなしたもので、高圧流体の制御に使用できるロータリ制御弁を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明に係るロータリ制御弁は上記目的を達成するために、内部に中空円筒部を有するケーシングと、該ケーシング内に摺接嵌合する中空円筒形のアウターロータと、該アウターロータ内に摺接嵌合する円筒形のインナーロータとからなり、上記ケーシングは、圧油ポートと、上記圧油ポートを挟んで位置する圧油送出、圧油戻り用の一対の圧油出入ポートと、これらポートを挟んで位置する一対のタンクポートとを備え、上記アウターロータは、それぞれ円筒内周を一周するように、円筒軸方向で上記圧油ポートと対応する位置に設けた圧油ポート用環状溝、円筒軸方向で上記一対のタンクポートと対応する位置に設けたタンクポート用環状溝、及び円筒軸方向で上記一対の圧油出入ポートと対応する位置に設けた圧油出入ポート用環状溝を備えるとともに、上記各環状溝は、外周面へ貫通して上記ケーシングの対応するポートに連結するための複数の連結用油路口を有し、上記インナーロータは、それぞれ円筒外周を一周するように、円筒軸方向で上記圧油ポート用環状溝と対応する位置に設けた圧油ポート制御用環状溝、上記一対のタンクポート用環状溝と対応する位置に設けたタンクポート制御用環状溝、上記圧油出入用環状溝と対応する位置に設けた圧油出入制御用環状溝、上記圧油ポート制御用環状溝と一の上記圧油出入制御用環状溝、上記圧油ポート制御用環状溝と他の上記圧油出入制御用環状溝の間をそれぞれ連結する一対の内側連結溝、及び一の上記圧油出入制御用環状溝と上記タンクポート制御用環状溝の間及び他の上記圧油出入制御用環状溝と上記タンクポート制御用環状溝の間をそれぞれ連結する一対の外側連結溝を備え、上記圧油出入制御用環状溝のそれぞれに、上記各制御用環状溝内で上記圧油出入用環状溝と対応させて上記圧油出入用環状溝の上記連結用油路口の開口形状と同一形状の複数のランド部を外周方向で対応する位置に複数個ずつ配して上記圧油出入制御用環状溝をそれぞれ複数に分断してなり、上記内、外側連結溝は、上記圧油出入制御用環状溝の上記ランド部により分断された箇所に一つずつ対応させて交互に設け、
上記アウターロータと上記インナーロータとの相対回転による上記ランド部の位置の移動によって、上記アウターロータの上記連結用油路口が、上記アウターロータと上記インナーロータの相対回転角度差に比例して開口可能としてなることを特徴とする。
【００１６】
請求項２に係るものは、請求項１のロータリ制御弁において、上記複数のランド部に４個ずつ配して上記圧油出入制御用環状溝をそれぞれ四半周ずつに分断し、上記内、外側連結溝は、上記圧油出入制御用環状溝の上記ランド部により四半周ずつ分断してなることを特徴とする。
【００１７】
請求項３に係るものは、請求項１または２のロータリ制御弁において、上記交互に設けた上記内、外側連結溝のうち上記環状溝と上記制御用環状溝のうち同一の上記環状溝と上記制御用環状溝に連ならないものの位置を円筒軸方向で一致させてなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明に係るロータリ制御弁は以上説明してきたように、内部に中空円筒部を有するケーシングと、該ケーシング内に摺接嵌合する中空円筒形のアウターロータと、該アウターロータ内に摺接嵌合する円筒形のインナーロータとからなるものとしたので、ロータリ制御弁であってもスプール弁と同等に許容圧力を高めることができ、また切換用環状溝内で圧油用油路口及びタンク用油路口と対応させて配した同面積の隔壁部により両油路口の開口面積変化を制御するようにしたので、高精度制御が実現できるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下本発明を実施するための最良の形態を、図に示す実施例を参照して説明する。
【実施例１】
【００２０】
図８は本発明の一実施例に係るロータリ制御弁の組立断面図、図９はアウターロータとインナーロータを示す分解斜視図、図１０（Ａ１、Ｃ２）はそれぞれ図８中のＴ−Ｔ線に沿うアウターロータとインナーロータの組立状態及び動作状態の断面図、図１０（Ａ２、Ｃ１）は同Ｐ−Ｐ線に沿う同断面図、図１０（Ｂ１）は同Ｂ−Ｂ線、図１０（Ｂ２）は同Ａ−Ａ線に沿う同断面図である。
【００２１】
本実施例のロータリ制御弁は、図１に示す従来のロータリ制御弁と同じく、ケーシング６０内にアウターロータ６１を回転自在にして嵌合し、さらにアウターロータ６１内にインナーロータ６２を回転自在に嵌合して構成したものである。アウターロータ６１とインナーロータ６２は、それぞれ支持軸６３、６４を備えており、ケーシング６０にボルト止めするカバー６５、６５から外側へ突出させてあり、またカバー６５の内側に設けたベアリング６６、６６により支持してある。
【００２２】
ケーシング６０は、その内部に中空円筒部６７を有し、圧油ポートＰ、一対のタンクポートＴ、圧油出入ポートＡ、Ｂを形成してある。圧油ポートＰは軸線方向の略中央に位置し、圧油出入ポートＡ、Ｂは圧油ポートＰをはさむように位置させてあり、これらを外側からはさむように一対のタンクポートＴ、Ｔが設けてある。なお、ケーシング６０の外形状は円筒形状でなくともよい。
【００２３】
アウターロータ６１は、胴部６８と一対の蓋部６９とを組み合わせて中空円筒形状としたものであり、ケーシング６０の中空円筒部６７の内周面に外周面を摺接させて嵌合している。
【００２４】
図１１（Ａ）で詳細に示すように、アウターロータ６１の胴部６８にはケーシング６０の各ポートＰ、Ａ、Ｂ、Ｔ、Ｔと対応する位置に五本の環状溝７０、７１ａ、７１ｂ、及び７２、７２が設けてある。また各環状溝には内周面の軸線に沿って位置させて、それぞれ一対または二対の油路口７４、７５ａ、７５ｂ、７６が設けてある。これら油路口７４、７５ａ、７５ｂ、７６は、それぞれアウターロータ６１の周壁内面を貫通している。
【００２５】
図１１（Ｂ）で詳細に示すように、インナーロータ６２はアウターロータ６１の環状溝７０〜７２と対応する位置に設けた制御用環状溝８０、８１ａ、８１ｂ、８２、８２を有し、圧油出入ポートＡ、Ｂに対応するアウターロータ６１の環状溝７１ａ、７１ｂに対応する制御用環状溝８１ａ、８１ｂを例えば四つの隔壁ピン８３・・・により四分割してある。そして切換用環状溝８１ａ、８１ｂの分割された部分である制御溝部８１ａ１〜８１ａ４、８１ｂ１〜８１ｂ４は、それぞれ連結溝８４により交互に制御用環状溝２９、３０に連結させてある。なお、隔壁ピン８３の直径Ｗ１と環状溝７１ａ、７１ｂの幅Ｗ２の関係は、図３に示した従来例のアウターロータ１１の圧油用油路口２４及びタンク用油路口２５の開口径の関係と同様としてあり、アウターロータ６１とインナーロータ６２との相対回転角度差によって、やはり図７と同様に角度差に比例して変化する面積の開口部分Ｘが生じるようになっている。隔壁ピン８３は、従来の例と同様に、例えば丸棒材を環状溝に打ち込み、それぞれ頂部表面をインナーロータ６２の表面に沿うように円筒研磨してランド部を複数形成するが、その他の手段によってもよいことはもちろんである。なお内、外側連結溝８４のうち同一の制御用環状溝８０、８１ａ、８１ｂ、８２、８２に連ならないものの位置は、アウターロータ６１やインナーロータ６２の円筒軸方向で一致させてある。
【００２６】
次に本実施例に係るロータリ制御弁の動作を説明する。なお以下では図１２に示すケーシング６０の圧油出入ポートＡ、Ｂを、油圧シリンダや油圧モータなどの油圧アクチュエータ１００に連結し、インナーロータ６２の支持軸６４を例えばパルスモータや油圧モータなどの駆動源となる制御入力モータ１１０に連結し、さらにアウターロータ６１の支持軸６３をフィードバック用のタイミングプーリ１２０に連結し、油圧アクチュエータ１００に取り付けたタイミングプーリ１３０に例えばタイミングベルト１４０を掛け回し、油圧アクチュエータ１００の作動量に応じて回転させるように、即ちフィードバックが掛かるように構成した状態として説明する。
【００２７】
全体的な動作を説明すると、
（１）制御入力モータ１１０により入力ロータとなるインナーロータ６２の支持軸６４を回転駆動し、図１２に示す矢印Ｉｎの方向に制御角度を与える。
（２）すると、ロータリ制御弁の圧油出入ポートＢが開き、圧油がロータリアクチュエータ１００に導かれる。
（３）同時に、ロータリ制御弁の圧油出入ポートＡも開き、ロータリアクチュエータ１００内の圧油が排出される。
（４）このとき、ロータリアクチュエータ１００の出力軸１００ａが回転し（回転方向を矢印Ｏｕｔで示す）、回転トルクを発生する。
（５）ロータリアクチュエータ１００の出力回転はタイミングプーリ１３０を介して、ロータリ制御弁のアウターロータ６１に伝わる。
（６）そして入力ロータ６２の回転角度と、アウターロータ６１の回転角度が一致した時、ロータリアクチュエータ１００の出力軸１００ａは停止する。
すなわち、常に、入力ロータ６２の回転方向にアウターロータ６１が追従するように構成することで、ロータリアクチュエータ１００を任意の角度で制御することができる。ベルト伝導ではなく歯車伝導の場合は、回転方向が逆になるので、ロータリアクチュエータ１００とロータリ制御弁のポート接続は、逆になる。すなわち、アウターロータ６１を駆動側、インナーロータ６２を被駆動側としてもよい。
【００２８】
次に、ロータリ制御弁内の詳細な動作を説明する。
（１）アウターロータ６１の油路口７５ａ、７５ｂの内周面側をインナーロータ６２の隔壁ピン８３により塞いだ状態（図１０（Ｂ１）、（Ｂ２））を初期状態とする。このとき、圧油ポートＰからの圧油は、アウターロータ６１の油路口７４から内部に入り、アウターロータ６１の環状溝７０とインナーロータ６２の制御用環状溝８０で形成される環状溝内にロック状態でとどまっている。
（２）この状態から制御入力モータ１１０を回転駆動してインナーロータ６２を所定角度、例えば５度だけ図中反時計方向へ回転させると、油路口７５ａ、７５ｂと隔壁ピン８３との位置がずれ、図１０（Ａ１、Ａ２）に示すように、圧油出入ポートＢの油路口７５ｂがインナーロータ６２の制御溝部８１ｂ１、８１ｂ３に対して開口する。
（３）すると、圧油ポートＰからの圧油が油路口７５ｂと隔壁ピン８３との位置ずれによる開口から供給され、連結溝８４から制御溝部８１ｂ１、８１ｂ２に供給され、油路口７５ｂからロータリアクチュエータ１００のＡポートへと供給され、ロータリアクチュエータ１００は所定の方向へ回転する。するとタイミングベルト１４０によるフィードバックによりアウターロータ６１も入力ロータ６２の回転方向に向かって追従するように回転し、入力ロータ６２の回転角度と、アウターロータ６１の回転角度が一致した時、油路口７５ｂがインナーロータ６２の隔壁ピン８３により塞がれ、ロータリアクチュエータ１００の出力軸１００ａが停止し、ロータリアクチュエータ１００への圧油の供給も停止する。
（４）一方、前記（２）の状態では同時に圧油出入ポートＡの油路口７５ａがインナーロータ６２の制御溝部８１ａ１、８１ａ３に対して開口し、圧油出入ポートＡの油路口７５ａがインナーロータ６２の制御溝部８１ａ１、８１ａ３に対して開口する。すると、ロータリアクチュエータ１００で仕事をし、排出された圧油が圧油出入ポートＡの油路口７５ａから油路１ａ内にはいり、連結溝８４を介して制御用環状溝７２、８２に入り、制御用環状溝７２の油路口７６からタンクポートＴを介して図示せぬタンクへ排出され、タンクへと戻る。
（５）制御入力モータ１１０を回転駆動してインナーロータ６２を所定角度、例えば５度だけ図中時計方向へ回転させた場合には、上述した圧油の入り、出は逆になるが同様の作用によりアウターロータ６１が入力ロータ６２の回転方向に向かって追従するように回転し、入力ロータ６２の回転角度と、アウターロータ６１の回転角度が一致した時、油路口７５ｂがインナーロータ６２の隔壁ピン８３により塞がれ、アウターロータ６１ロータリアクチュエータ１００の出力軸１００ａが停止し、ロータリアクチュエータ１００への圧油の供給も停止する。
【００２９】
このとき、駆動源によるインナーロータ６２の駆動量と油圧アクチュエータの作動量とをほぼリニアの関係にすることができる。例えば駆動源としてパルスモータを１パルス分だけ回転させると、インナーロータ６２がその１パルス対応分の角度だけ回転し、油路口７５ａ、７５ｂが切換用環状溝８１ａ、８１ｂに対してインナーロータ６２の回転角に比例して開口する。すなわち開口部分Ｘの面積がインナーロータ６２の回動量に応じて近似的にリニアに変化するものであれば、アウターロータ６１がインナーロータ６２の回転に追従し、隔壁ピン８３が所定の遅れをもって開口部分Ｘを塞いで圧油の供給、排出を停止させる方向に動くため、油圧アクチュエータはパルスモータにより１パルス対応分だけ回転駆動されることになる。
【００３０】
また圧油用油路口、タンク用油路口の位置が近接していない配置にすることが容易にできるため、従来のロータリ弁に比べて軸方向での全長は若干長くはなるが、許容圧力が非常に高くなり、圧油のリークがほとんど生じなくなり、油路口の開度に比例させた制御が大変にやり易くなり、流体圧や空圧の制御性が高まり、したがって実用化が高まる。本願発明者が行った実験では、２１０Ｋｇ／ｃｍ３という産業機械で要求される圧力でのリーク量も微少なものとなった。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】従来のロータリ制御弁の一例に係るロータリ制御弁の組立断面図
【図２】図１の弁のアウターロータとインナーロータを示す分解斜視図
【図３】図１中のＳ−Ｓ線に沿うアウターロータとインナーロータの組立断面図
【図４】図１の弁のアウターロータの側壁面の展開図
【図５】図１の弁のインナーロータの側壁面の展開図
【図６】図１の弁の切換用環状溝と隔壁ピンとの寸法関係を示す平面図
【図７】図１の弁の隔壁ピンによる油路口の開口制御状態を示す平面図
【図８】本発明の一実施例に係るロータリ制御弁の組立断面図
【図９】アウターロータとインナーロータを示す分解斜視図
【図１０】図８中のＴ−Ｔ線、Ｐ−Ｐ線、Ｂ−Ｂ線、Ａ−Ａ線に沿うアウターロータとインナーロータの組立状態及び動作状態の断面図
【図１１】アウターロータとインナーロータ及びそれらに設けたポートの位置関係を示す図
【図１２】本発明の一実施例に係るロータリ制御弁を用いたロータリアクチュエータの駆動例を示す斜視図
【符号の説明】
【００３２】
６０：ケーシング
６１：アウターロータ
６２：インナーロータ
６３、６４：支持軸
６５：カバー
６６：ベアリング
６７：ケーシングの中空円筒部
６８：アウターロータの胴部
６９：アウターロータの蓋部
７０、７１ａ、７１ｂ、７２：環状溝
２１：タンクポート用環状溝
７４、７５ａ、７５ｂ、７６：油路口
８０、８１ａ、８１ｂ、８２、８２：制御用環状溝
８１ａ１〜８１ａ４、８１ｂ１〜８１ｂ４：制御溝部
８３：隔壁ピン
８４：連結溝
１００：油圧アクチュエータ
１１０：制御入力モータ
１２０、１３０：タイミングプーリ
１４０：タイミングベルト
Ｐ：圧油ポート
Ｔ：タンクポート
Ａ、Ｂ：圧油出入ポート
Ｗ１：隔壁ピンの直径
Ｗ２：環状溝の幅
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に中空円筒部を有するケーシングと、該ケーシング内に摺接嵌合する中空円筒形のアウターロータと、該アウターロータ内に摺接嵌合する円筒形のインナーロータとからなり、
上記ケーシングは、
圧油ポートと、
上記圧油ポートを挟んで位置する圧油送出、圧油戻り用の一対の圧油出入ポートと、
これらポートを挟んで位置する一対のタンクポートとを備え、
上記アウターロータは、それぞれ円筒内周を一周するように、
円筒軸方向で上記圧油ポートと対応する位置に設けた圧油ポート用環状溝、
円筒軸方向で上記一対のタンクポートと対応する位置に設けたタンクポート用環状溝、及び
円筒軸方向で上記一対の圧油出入ポートと対応する位置に設けた圧油出入ポート用環状溝を備えるとともに、
上記各環状溝は、外周面へ貫通して上記ケーシングの対応するポートに連結するための複数の連結用油路口を有し、
上記インナーロータは、それぞれ円筒外周を一周するように、
円筒軸方向で上記圧油ポート用環状溝と対応する位置に設けた圧油ポート制御用環状溝、
上記一対のタンクポート用環状溝と対応する位置に設けたタンクポート制御用環状溝、
上記圧油出入用環状溝と対応する位置に設けた圧油出入制御用環状溝、
上記圧油ポート制御用環状溝と一の上記圧油出入制御用環状溝、上記圧油ポート制御用環状溝と他の上記圧油出入制御用環状溝の間をそれぞれ連結する一対の内側連結溝、及び
一の上記圧油出入制御用環状溝と上記タンクポート制御用環状溝の間及び他の上記圧油出入制御用環状溝と上記タンクポート制御用環状溝の間をそれぞれ連結する一対の外側連結溝を備え、
上記圧油出入制御用環状溝のそれぞれに、上記各制御用環状溝内で上記圧油出入用環状溝と対応させて上記圧油出入用環状溝の上記連結用油路口の開口形状と同一形状の複数のランド部を外周方向で対応する位置に複数個ずつ配して上記圧油出入制御用環状溝をそれぞれ複数に分断してなり、
上記内、外側連結溝は、上記圧油出入制御用環状溝の上記ランド部により分断された箇所に一つずつ対応させて交互に設け、
上記アウターロータと上記インナーロータとの相対回転による上記ランド部の位置の移動によって、上記アウターロータの上記連結用油路口が、上記アウターロータと上記インナーロータの相対回転角度差に比例して開口可能としてなることを特徴とするロータリ制御弁。
【請求項２】
請求項１のロータリ制御弁において、
上記複数のランド部に４個ずつ配して上記圧油出入制御用環状溝をそれぞれ四半周ずつに分断し、
上記内、外側連結溝は、上記圧油出入制御用環状溝の上記ランド部により四半周ずつ分断してなることを特徴とするロータリ制御弁。
【請求項３】
請求項１または２のロータリ制御弁において、
上記交互に設けた上記内、外側連結溝のうち上記環状溝と上記制御用環状溝のうち同一の上記環状溝と上記制御用環状溝に連ならないものの位置を円筒軸方向で一致させてなることを特徴とするロータリ制御弁。
【請求項１】
内部に中空円筒部を有するケーシングと、該ケーシング内に摺接嵌合する中空円筒形のアウターロータと、該アウターロータ内に摺接嵌合する円筒形のインナーロータとからなり、
上記ケーシングは、
圧油ポートと、
上記圧油ポートを挟んで位置する圧油送出、圧油戻り用の一対の圧油出入ポートと、
これらポートを挟んで位置する一対のタンクポートとを備え、
上記アウターロータは、それぞれ円筒内周を一周するように、
円筒軸方向で上記圧油ポートと対応する位置に設けた圧油ポート用環状溝、
円筒軸方向で上記一対のタンクポートと対応する位置に設けたタンクポート用環状溝、及び
円筒軸方向で上記一対の圧油出入ポートと対応する位置に設けた圧油出入ポート用環状溝を備えるとともに、
上記各環状溝は、外周面へ貫通して上記ケーシングの対応するポートに連結するための複数の連結用油路口を有し、
上記インナーロータは、それぞれ円筒外周を一周するように、
円筒軸方向で上記圧油ポート用環状溝と対応する位置に設けた圧油ポート制御用環状溝、
上記一対のタンクポート用環状溝と対応する位置に設けたタンクポート制御用環状溝、
上記圧油出入用環状溝と対応する位置に設けた圧油出入制御用環状溝、
上記圧油ポート制御用環状溝と一の上記圧油出入制御用環状溝、上記圧油ポート制御用環状溝と他の上記圧油出入制御用環状溝の間をそれぞれ連結する一対の内側連結溝、及び
一の上記圧油出入制御用環状溝と上記タンクポート制御用環状溝の間及び他の上記圧油出入制御用環状溝と上記タンクポート制御用環状溝の間をそれぞれ連結する一対の外側連結溝を備え、
上記圧油出入制御用環状溝のそれぞれに、上記各制御用環状溝内で上記圧油出入用環状溝と対応させて上記圧油出入用環状溝の上記連結用油路口の開口形状と同一形状の複数のランド部を外周方向で対応する位置に複数個ずつ配して上記圧油出入制御用環状溝をそれぞれ複数に分断してなり、
上記内、外側連結溝は、上記圧油出入制御用環状溝の上記ランド部により分断された箇所に一つずつ対応させて交互に設け、
上記アウターロータと上記インナーロータとの相対回転による上記ランド部の位置の移動によって、上記アウターロータの上記連結用油路口が、上記アウターロータと上記インナーロータの相対回転角度差に比例して開口可能としてなることを特徴とするロータリ制御弁。
【請求項２】
請求項１のロータリ制御弁において、
上記複数のランド部に４個ずつ配して上記圧油出入制御用環状溝をそれぞれ四半周ずつに分断し、
上記内、外側連結溝は、上記圧油出入制御用環状溝の上記ランド部により四半周ずつ分断してなることを特徴とするロータリ制御弁。
【請求項３】
請求項１または２のロータリ制御弁において、
上記交互に設けた上記内、外側連結溝のうち上記環状溝と上記制御用環状溝のうち同一の上記環状溝と上記制御用環状溝に連ならないものの位置を円筒軸方向で一致させてなることを特徴とするロータリ制御弁。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００９−２１６１６４（Ｐ２００９−２１６１６４Ａ）
【公開日】平成２１年９月２４日（２００９．９．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−５９８１５（Ｐ２００８−５９８１５）
【出願日】平成２０年３月１０日（２００８．３．１０）
【出願人】（５９１００４９５１）有限会社高谷エンジニアリング (3)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年９月２４日（２００９．９．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月１０日（２００８．３．１０）
【出願人】（５９１００４９５１）有限会社高谷エンジニアリング (3)
【Ｆターム（参考）】
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