弁装置及びサーボ弁
【課題】ポートを有するスリーブ内においてスプールを長手方向に移動可能とさせることによってポートの開口率を変化させる弁装置において、弁装置自体を取り替えることなく弁装置の特性を変化可能とする。
【解決手段】スプール４のポートの開口率を規定する規定部材４ａから位置制御手段の制御基準とされる基準位置４ｃまでの距離を調節可能な距離調節手段５を備える。
【解決手段】スプール４のポートの開口率を規定する規定部材４ａから位置制御手段の制御基準とされる基準位置４ｃまでの距離を調節可能な距離調節手段５を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポートを有するスリーブ内において長手方向に移動可能とされると共に移動位置に応じて上記ポートの開口率を規定するスプールと、該スプールの位置を制御する位置制御手段とを備える弁装置及びサーボ弁に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
周知のように、流体の流量を調節する必要がある場合には、いわゆるスプール弁（弁装置）が用いられる。
このスプール弁は、流体の流入出口であるポートを有するスリーブと、該スリーブ内において長手方向に移動可能とされるスプールとを備えている。そして、スプールの移動位置によってポートの開口率が変化し、開口率に応じた流量を流体がポートから吐出されるように構成されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、上述のようなスプール弁の一例として、スプール弁の移動位置を制御する位置制御手段に供給する電流量を調節することによって、流体の流量を調節するサーボ弁が開示されている。
【特許文献１】特開２００１−１２４０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、スプールは、スリーブに形成されたポートの開口面積よりも広い面を有する部位（規定部材）を有しており、長手方向への移動によって当該規定部材によるポートの被覆率を変化させることによって上記開口率を変化させている。
そして、移動の際に基準とされるスプールの基準位置から上記規定部材までの距離が一定であるため、基準位置の位置を制御することによってポートの開口率を正確に規定することが可能となっている。
【０００５】
一方で、ポートの開口開始タイミングあるいは閉鎖開始タイミングは、上記基準位置を基準位置とした場合に、規定部材の端部がポートの端部に対して何処に存在するかによって、上記タイミングが異なる。
具体的には、ポートが完全に閉鎖された状態で規定部材の端部がポートの端部よりも大きく離間されている場合には、スプールを移動させてから規定部材の端部がポート端部に移動するまでに時間を要するため、ポートの開口開始タイミングが遅くなる。
また、ポートが完全に閉鎖された状態で規定部材の端部がポートの端部に近い場合には、スプールを移動させて直ぐに規定部材の端部がポート端部に到達するため、ポートの開口開始タイミングが早くなる。
さらに、ポートの閉鎖開始タイミングは、ポートが完全に開口された状態における規定部材の端部とポートの端部との位置関係によって決まる。
【０００６】
このようなポートの開口開始タイミングあるいは閉鎖開始タイミングの差は、スプール弁の特性であり、基準位置とポートとの位置関係が定まれば、規定部材の端部から上記基準位置までの距離によって決定されることなる。
したがって、このようなスプール弁の特性は、スプール弁を製造した段階で決定され、調節することができない。
【０００７】
しかしながら、実際にスプール弁が組み込まれる装置においては、スプール弁の特性を調節することが好ましい場合がある。このような場合には、従来の装置においては、特性の異なるスプール弁に取り替えざるを得ない。
【０００８】
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、ポートを有するスリーブ内においてスプールを長手方向に移動可能とさせることによってポートの開口率を変化させる弁装置において、弁装置自体を取り替えることなく弁装置の特性を変化可能とすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上記課題を解決するための手段として、以下の構成を採用する。
【００１０】
第１の発明は、ポートを有するスリーブ内において長手方向に移動可能とされると共に移動位置に応じて上記ポートの開口率を規定するスプールと、該スプールの位置を制御する位置制御手段とを備える弁装置であって、上記スプールの上記ポートの開口率を規定する規定部材から上記位置制御手段の制御基準とされる基準位置までの上記長手方向の距離を調節可能な距離調節手段を備えるという構成を採用する。
【００１１】
第２の発明は、上記第１の発明において、上記スリーブが複数のポートを備え、上記スプールが２つ以上の上記ポートに対して上記規定部材を備え、上記距離調節手段が、各規定部材の上記基準位置までの距離を独立して調節可能であるという構成を採用する。
【００１２】
第３の発明は、上記第１または第２の発明において、上記距離調節手段は、上記規定部材と上記基準位置との間に配置されるアクチュエータと、該アクチュエータを制御する制御手段とを備えるという構成を採用する。
【００１３】
第４の発明は、上記第３の発明において、上記アクチュエータが、電歪素子であるという構成を採用する。
【００１４】
第５の発明は、第１流入ポート、第２流入ポート、第１流出ポート、第２流出ポート、第１流出入ポート及び第２流出入ポートを有するスリーブと、上記第１流入ポートの開口率を移動位置に応じて規定する第１規定部材、上記第１流出ポートの開口率を移動位置に応じて規定する第２規定部材、上記第２流出ポートの開口率を移動位置に応じて規定する第３規定部材、及び上記第２流入ポートの開口率を移動位置に応じて規定する第４規定部材を有すると共に上記スリーブ内において長手方向に移動されるスプールと、該スプールの位置を制御する位置制御手段と、を備えるサーボ弁であって、上記スプールの上記第１規定部材から上記位置制御手段の制御基準とされる基準位置までの距離と、上記スプールの上記第２規定部材から上記位置制御手段の制御基準とされる基準位置までの距離と、上記スプールの上記第３規定部材から上記位置制御手段の制御基準とされる基準位置までの距離と、上記スプールの上記第４規定部材から上記位置制御手段の制御基準とされる基準位置までの距離と、を独立して調節可能な距離調節手段を備えるという構成を採用する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、距離調節手段によって、スプールの規定部材（開口率を規定する部位）から制御基準となる基準位置までの距離を調節することが可能とされている。つまり、規定部材から基準位置までの距離が可変とされている。
このため、基準位置を移動させた場合におけるポートの開口開始タイミングあるいは閉鎖開始タイミングを変化させることができ、弁装置の特性を変化させることができる。
したがって、本発明によれば、ポートを有するスリーブ内においてスプールを長手方向に移動可能とさせることによってポートの開口率を変化させる弁装置において、弁装置自体を取り替えることなく弁装置の特性を変化させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面を参照して、本発明に係る弁装置の一実施形態について説明する。なお、以下の図面において、各部材を認識可能な大きさとするために、各部材の縮尺を適宜変更している。また、以下の説明においては、本発明の弁装置の一例として、ノズルフラッパ型のサーボ弁を挙げて説明する。
【００１７】
図１は、本実施形態のサーボ弁１の概略構成を模式的に示す断面図である。また、図２は、サーボ弁１が備えるスリーブ３とスプール４とを拡大した断面図である。
図１に示すように、本実施形態のサーボ弁１は、筐体２と、スリーブ３と、スプール４と、伸縮装置５（距離調節手段）と、ノズル６と、ノズルフラッパ７と、トルクモータ８（位置制御手段）とを備えている。
【００１８】
筐体２は、サーボ弁１の外形を形作るものであり、内部に複数の流路を備えると共に、スリーブ３、スプール４、ノズル６、ノズルフラッパ７等を収容するものである。
なお、筐体２の内部に形成される流路については後述する。
【００１９】
スリーブ３は、両端が開放端とされた薄肉の円筒形状を有しており、内部にスプール４を摺動可能に収容するものであり、筐体２の壁面によって筐体２の内部に水平に支持されている。
このスリーブ３は、内部と外部とを連通するポートを複数備えている。より詳細には、スリーブ３は、左右対称に３つずつのポートを有しており、各々の側に対して、流体をスリーブ３内に導入するための流入ポート３ａと、流体をスリーブ３の外部に導出するための流出ポート３ｂと、スリーブ３内とサーボ弁１による流体の供給先との間にて流体の導出入を行うための流出入ポート３ｃとを備えている。
なお、以下の説明においては、説明の便宜上、図２に示すように、スリーブ３の一方側（図１における左側）を左側とし、スリーブ３の他方側（図１における右側）を右側として説明する。そして、左側に位置する流入ポート３ａを第１流入ポート３ａ１、右側に位置する流入ポート３ａを第２流入ポート３ａ２、左側に位置する流出ポート３ｂを第１流出ポート３ｂ１、右側に位置する流出ポート３ｂを第２流出ポート３ｂ２、右側に位置する流出入ポート３ｃを第１流出入ポート３ｃ１、左側に位置する流出入ポート３ｃを第２流出入ポート３ｃ２として説明する場合がある。
【００２０】
スプール４は、スリーブ３内に収容され、長手方向に摺動可能とされた軸部材である。このスプール４は、スプール４の移動方向における位置によってスリーブ３の流入ポート３ａと流出ポート３ｂの開口率を規定する規定部材４ａを備えている。つまり、本実施形態においてスプール４は、４つの規定部材４ａを備えている。なお、以下の説明においては、説明の便宜上、図２に示すように、第１流入ポート３ａ１の開口率を規定するための規定部材４ａを第１規定部材４ａ１、第１流出ポート３ｂ１の開口率を規定するための規定部材４ａを第２規定部材４ａ２、第２流出ポート３ｂ２の開口率を規定するための規定部材４ａを第３規定部材４ａ３、第２流入ポート３ａ２の開口率を規定するための規定部材４ａを第４規定部材４ａ４として説明する場合がある。
規定部材４ａは、スリーブ３の内径と略同一の直径を有する円柱部材であり、流入ポート３ａ及び流出ポート３ｂの開口面積よりも広い幅を有している。
【００２１】
また、スプール４は、上述の規定部材４ａが、該規定部材４ａよりも直径の小さい円柱部材である連結部４ｂによって接続されることによって、一方向に延在されている。
そして、スプール４は、各規定部材４ａによって流入ポート３ａ及び流出ポート３ｂ覆って閉鎖される位置から、流入ポート３ａ及び流出ポート３ｂが規定部材４ａによって覆われずに開放される位置の範囲で移動可能とされている。
【００２２】
伸縮装置５は、スプール４の長手方向の長さ（距離）を調節するためのものであり、電歪素子５ａ（アクチュエータ）と、制御部５ｂ（制御手段）とを備えている。
電歪素子５ａは、各連結部４ｂに組み込まれて規定部材４ａ同士の間ごとに配置されており、制御部５ｂの制御の下に伸縮するものである。
また、制御部５ｂは、スプール４の内部を挿通する配線（不図示）を介して各電歪素子５ａに電気的に接続されている。
そして、伸縮装置５によって、電歪素子５ａを制御部５ｂの制御の下に伸び縮みさせることによって、スプール４の長さを調節する。
【００２３】
なお、本実施形態においては、第１規定部材４ａ１と第２規定部材４ａ２との間に配置される電歪素子５ａである第１電歪素子５ａ１によって、第１規定部材４ａ１から第２規定部材４ａ２までの距離が調節される。
また、第２規定部材４ａ２と第３規定部材４ａ３との間に配置される電歪素子５ａである第２電歪素子５ａ２によって、第２規定部材４ａ２から第３規定部材４ａ３までの距離が調節される。
また、第３規定部材４ａ３と第４規定部材４ａ４との間に配置される電歪素子５ａである第３電歪素子５ａ３によって、第３規定部材４ａ３から第４規定部材４ａ４までの距離が調節される。
つまり、電歪素子５ａが、各規定部材４ａの間に配置されており、各規定部材４ａの位置を独立して調節させることができる。
【００２４】
ノズル６は、外部から供給された流体をノズルフラッパ７に向けて噴射するものであり、スリーブ３の上方にてノズルフラッパ７を挟んで左右対称に２つ配置されている。
なお、以下の説明において、スリーブ３の左側の上方に位置するノズル６を第１ノズル６ａ、スリーブ３の右側の上方に位置するノズル６を第２ノズル６ｂとして説明する場合がある。
【００２５】
ノズルフラッパ７は、トルクモータ８に接続された板状部材であり、第１ノズル６ａと第２ノズル６ｂとの間に配置されている。
そして、ノズルフラッパ７は、スプール４とフィードバックスプリング９を介して接続されている。なお、ノズルフラッパ７は、スプール４の第２規定部材４ａ２の右側側面に固定されている。そして、本実施形態においては、第２規定部材４ａ２の右側側面が、スプール４を移動させる際の基準位置４ｃとされている。
【００２６】
トルクモータ８は、外部から指示に基づいてトルクを発生させ、当該トルクによってノズルフラッパ７を傾斜させるものであり、ノズルフラッパ７に固定されると共にノズルフラッパ７にトルクを作用させるアーマチュア８ａと、アーマチュア８ａを傾斜する磁力を発生するコイル８ｂ等を備えている。
なお、トルクモータ８は、筐体２の上部に対して固定されている。
【００２７】
筐体２の説明に戻り、筐体２は、該筐体２の外部の供給源から供給される流体を第１ノズル６ａと第２ノズル６ｂとに均等に分配して供給する流路２ａと、ノズル６から噴射された流体をスリーブ３の流入ポート３ａに導く流路２ｂと、スリーブ３の流出ポート３ｂから導出された流体を排出口２Ａに導く流路２ｃと、スリーブ３の流出入ポート３ｃと供給先とを接続する流路２ｃとを備えている。
また、流路２ａは、第１ノズル６ａに流体を供給する流路２ａ１と、第２ノズル６ｂに流体を供給する流路２ａ２とを備えている。そして、流路２ａ１がスリーブ３の左側の開放端と接続され、流路２ａ２がスリーブ３の右側の開放端と接続され、スプール４の左側端面が流路２ａ１を流れる流体の圧力を受け、スプール４の右側端面が流路２ａ２を流れる流体の圧力を受けるように構成されている。
【００２８】
次に、このように構成された本実施形態のサーボ弁１の動作について説明する。
【００２９】
トルクモータ８にてノズルフラッパ７が傾斜されていない場合には、外部の供給源から流体が筐体２の内部に形成された流路２ａに供給されると、流路２ａに供給された流体は、第１ノズル６ａと第２ノズル６ｂとから均等に噴出する。この際、流路２ａ１における流体の圧力と、流路２ａ２における流体の圧力とは等しい。よって、スプール４は移動しない。
なお、以下の説明において、スプール４が移動していない状態での位置を基準位置とする。
【００３０】
また、トルクモータ８にてノズルフラッパ７が右側に傾斜されると、ノズルフラッパ７が第１ノズル６ａに近づき、第２ノズル６ｂから遠ざかる。この結果、第１ノズル６ａからの流体の噴射がノズルフラッパ７によって阻害され、第１ノズル６ａに連通する流路２ａ１内の圧力が上昇し、スプール４の左側端面が受ける力が右側端面よりも相対的に強くなり、スプール４は右側に移動する。
なお、ノズルフラッパ７の右側への傾斜角度が大きくなる程、流路２ａ１内の圧力が大きくなり、スプール４の右側への移動量が大きくなる。
そして、ノズルフラッパ７の傾斜角度は、トルクモータ８がノズルフラッパ７に作用させるトルクの大きさに比例するため、トルクモータ８の出力を制御することによってスプール４の移動量を制御することができる。
【００３１】
また、トルクモータ８にてノズルフラッパ７が左側に傾斜されると、ノズルフラッパ７が第２ノズル６ｂに近づき、第１ノズル６ａから遠ざかる。この結果、第２ノズル６ａからの流体の噴射がノズルフラッパ７によって阻害され、第２ノズル６ａに連通する流路２ａ２内の圧力が上昇し、スプール４の右側端面が受ける力が左側端面よりも相対的に強くなり、スプール４は左側に移動する。
なお、ノズルフラッパ７の左側への傾斜角度が大きくなる程、流路２ａ２内の圧力が大きくなり、スプール４の左側への移動量が大きくなる。
【００３２】
そして、本実施形態のサーボ弁１は、伸縮装置５によってスプール４の長さを調節することができ、自らの特性を変化させることができる。
例えば、サーボ弁１の特性としては、スプール４が基準位置から少しでも変位した場合に流出入ポート３ｃに流体が流れるクリティカルセンタ、スプール４が基準位置から大きく変化した場合に流出入ポート３ｃに流体が流れるオーバラップ、及びスプール４が基準位置の場合にも流出入ポート３ｃに流体が流れるアンダラップが挙げられる。
以下に、上記特性を本実施形態のサーボ弁１によって達成するための方法について説明する。
【００３３】
（クリティカルセンタ）
サーボ弁１の特性をクリティカルセンタとする場合には、図２に示すように、スプール４が基準位置である際に、第１規定部材４ａ１の右側端部が第１流入ポート３ａ１の右側端部と合い、第２規定部材４ａ２の左側端部が第１流出ポート３ｂ１の左側端部と合い、第３規定部材４ａ３の右側端部が第２流出ポート３ｂ２の右側端部と合い、第４規定部材４ａ４の左側端部が第２流入ポート３ａ２の左側端部と合うように、基準位置４ｃからの各規定部材４ａまでの距離を伸縮装置５によって調節する。
【００３４】
このような規定部材４ａの配置により、スプール４が左側に移動される場合には、スプール４の移動開始後、即座に第１流入ポート３ａ１と第２流出ポート３ｂ２とが開口される。
そして、第１流入ポート３ａ１と第２流出ポート３ｂ２とが開口されると、流体が第１流入ポート３ａ１からスリーブ３内に流れ込み、第１流出入ポート３ｃ１を介して供給先に供給される。そして、供給先から戻された流体は、第２流出入ポート３ｃ２を介して再びスリーブ３内に流れ込んだ後、第２流出ポート３ｂ２を介してスリーブ３の外部に排出され、さらには筐体２の排出口２Ａを介してサーボ弁１の外部に排出される。
【００３５】
一方、スプール４が右側に移動される場合には、スプール４の移動開始後、即座に第２流入ポート３ａ２と第１流出ポート３ｂ１とが開口される。
そして、第２流入ポート３ａ２と第１流出ポート３ｂ２とが開口されると、流体が第２流入ポート３ａ２からスリーブ３内に流れ込み、第２流出入ポート３ｃ２を介して供給先に供給される。そして、供給先から戻された流体は、第１流出入ポート３ｃ１を介して再びスリーブ３内に流れ込んだ後、第１流出ポート３ｂ１を介してスリーブ３の外部に排出され、さらには筐体２の排出口２Ａを介してサーボ弁１の外部に排出される。
【００３６】
つまり、上述の規定部材４ａの配置によって、スリーブ３を移動させた場合に即座に供給先に流体が供給される。このため、サーボ弁１の特性を、スプール４が基準位置から少しでも変位した場合に流出入ポート３ｃに流体が流れるクリティカルセンタとすることができる。
【００３７】
（オーバラップ）
サーボ弁１の特性をオーバラップとする場合には、図３に示すように、スプール４が基準位置である際に、第１規定部材４ａ１の右側端部が第１流入ポート３ａ１の右側端部よりも右側に位置し、第２規定部材４ａ２の左側端部が第１流出ポート３ｂ１の左側端部よりも左側に位置し、第３規定部材４ａ３の右側端部が第２流出ポート３ｂ２の右側端部よりも右側に位置し、第４規定部材４ａ４の左側端部が第２流入ポート３ａ２の左側端部よりも左側に位置するように、基準位置４ｃからの各規定部材４ａまでの距離を伸縮装置５によって調節する。
【００３８】
このような規定部材４ａの配置により、スプール４が左側に移動される場合には、スプール４の移動開始直後には、第１流入ポート３ａ１と第２流出ポート３ｂ２とが開口されず、第１規定部材４ａ１の右側端部が第１流入ポート３ａ１の右側端部に達し、第３規定部材４ａ３の右側端部が第２流出ポート３ｂ２の右側端部に達した後に第１流入ポート３ａ１と第２流出ポート３ｂ２とが開口される。
【００３９】
一方、スプール４が右側に移動される場合には、スプール４の移動開始直後には、第２流入ポート３ａ２と第１流出ポート３ｂ１とが開口されず、第２規定部材４ａ２の左側端部が第１流出ポート３ｂ１の左側端部に達し、第４規定部材４ａ４の左側端部が第２流入ポート３ａ２の右側端部に達した後に第２流入ポート３ａ２と第１流出ポート３ｂ１とが開口される。
【００４０】
つまり、上述の規定部材４ａの配置によって、スリーブ３を移動させた直後には供給先に流体が供給されない。このため、サーボ弁１の特性を、スプール４が基準位置から大きく変化した場合に流出入ポート３ｃに流体が流れるオーバラップとすることができる。
【００４１】
（アンダラップ）
サーボ弁１の特性をアンダラップとする場合には、図４に示すように、スプール４が基準位置である際に、第１規定部材４ａ１の右側端部が第１流入ポート３ａ１の右側端部よりも左側に位置し、第２規定部材４ａ２の左側端部が第１流出ポート３ｂ１の左側端部よりも右側に位置し、第３規定部材４ａ３の右側端部が第２流出ポート３ｂ２の右側端部よりも左側に位置し、第４規定部材４ａ４の左側端部が第２流入ポート３ａ２の左側端部よりも右側に位置するように、基準位置４ｃからの各規定部材４ａまでの距離を伸縮装置５によって調節する。
【００４２】
このような規定部材４ａの配置により、スプール４が基準位置に配置された場合であっても、第１流入ポート３ａ１と第２流入ポート３ａ２と第１流出ポート３ｂ１と第２流出ポート３ｂ２とが開口されている。
つまり、上述の規定部材４ａの配置によって、スプール４が基準位置の場合であっても流体が供給先に供給される。このため、サーボ弁１の特性を、スプール４が基準位置の場合にも流出入ポート３ｃに流体が流れるアンダラップとすることができる。
【００４３】
このように、本実施形態のサーボ弁１によれば、伸縮装置５によってスプール４の基準位置から各規定部材４ａまでの位置を調節することによって、サーボ弁１の特性を任意に変化させることができる。
【００４４】
なお、上述の３つの特性を実現する場合には、スプール４が左側に移動した場合における第１流入ポート３ａ１と第２流出ポート３ｂ２との開口タイミングは一緒となり、スプール４が右側に移動した場合における第２流入ポート３ａ２と第１流出ポート３ｂ１との開口タイミングは一緒となる。
しかしながら、第１流入ポート３ａ１と第２流出ポート３ｂ２との開口タイミング、及び、第２流入ポート３ａ２と第１流出ポート３ｂ１との開口タイミングが必ずしも一緒となる必要はない。
例えば、スプール４が基準位置の場合に、第１流入ポート３ａ１のみがわずかに開口されるように、伸縮装置５によって第１規定部材４ａ１の位置を調節しても良い。これによって、供給先における第１流出入ポート３ｃ１側の圧力を上昇させることができる。
また、スプール４が基準位置の場合に、第２流入ポート３ａ２のみがわずかに開口されるように、伸縮装置５によって第４規定部材４ａ４の位置を調節しても良い。これによって、供給先における第２流出入ポート３ｃ２側の圧力を上昇させることができる。
つまり、本実施形態のサーボ弁１によれば、供給先における流体の圧力を調節することも可能となる。
【００４５】
以上のような本実施形態のサーボ弁１によれば、伸縮装置５によって、スプール４の規定部材４ａから基準位置４ｃまでの距離を調節することが可能とされている。つまり、規定部材４ａから基準位置４ｃまでの距離が可変とされている。
このため、基準位置４ｃを移動させた場合における第１流入ポート３ａ１と第２流入ポート３ａ２と第１流出ポート３ｂ１と第２流出ポート３ｂ２との開口開始タイミングあるいは閉鎖開始タイミングを変化させることができ、弁装置の特性を変化させることができる。
したがって、本実施形態のサーボ弁１によれば、ポートを有するスリーブ内においてスプールを長手方向に移動可能とさせることによってポートの開口率を変化させるサーボ弁において、サーボ弁自体を取り替えることなくサーボ弁の特性を変化させることが可能となる。
【００４６】
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る弁装置及びサーボ弁の好適な実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されないことは言うまでもない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【００４７】
例えば、上記実施形態においては、本実施形態の弁装置の一例として、サーボ弁を挙げて説明した。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、スリーブとスプールとを備えるスプール弁全般に適用することができる。
【００４８】
また、上記実施形態においては、伸縮装置５（距離調節手段）がアクチュエータとして電歪素子を備える構成について説明した。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、スプール４の規定部材４ａを基準位置４ｃに対して変位可能な機構であれば、伸縮装置５のアクチュエータとして用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の一実施形態におけるサーボ弁の概略構成を模式的に示した断面図である。
【図２】本発明の一実施形態におけるサーボ弁の特性がクリティカルセンタである場合のスリーブ及びスプールを拡大した図面である。
【図３】本発明の一実施形態におけるサーボ弁の特性がオーバラップである場合のスリーブ及びスプールを拡大した図面である。
【図４】本発明の一実施形態におけるサーボ弁の特性がアンダラップである場合のスリーブ及びスプールを拡大した図面である。
【符号の説明】
【００５０】
１……サーボ弁（弁装置）、２……筐体、３……スリーブ、３ａ……流入ポート（ポート）、３ａ１……第１流入ポート（ポート）、３ａ２……第２流入ポート（ポート）、３ｂ……流出ポート（ポート）、３ｂ１……第１流出ポート（ポート）、３ｂ２……第２流出ポート（ポート）、３ｃ……流出入ポート、３ｃ１……第１流出入ポート、３ｃ２……第２流出入ポート、４……スプール、４ａ……規定部材、４ａ１……第１規定部材（規定部材）、４ａ２……第２規定部材（規定部材）、４ａ３……第３規定部材（規定部材）、４ａ４……第４規定部材（規定部材）、４ｂ……連結部、４ｃ……基準位置、５……伸縮装置（距離調節手段）、５ａ……電歪素子（アクチュエータ）、５ａ１……第１電歪素子（アクチュエータ）、５ａ２……第２電歪素子（アクチュエータ）、５ａ３……第３電歪素子（アクチュエータ）、５ｂ……制御部（制御手段）、６……ノズル、７……ノズルフラッパ、８……トルクモータ（位置制御手段）、９……フィードバックスプリング
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポートを有するスリーブ内において長手方向に移動可能とされると共に移動位置に応じて上記ポートの開口率を規定するスプールと、該スプールの位置を制御する位置制御手段とを備える弁装置及びサーボ弁に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
周知のように、流体の流量を調節する必要がある場合には、いわゆるスプール弁（弁装置）が用いられる。
このスプール弁は、流体の流入出口であるポートを有するスリーブと、該スリーブ内において長手方向に移動可能とされるスプールとを備えている。そして、スプールの移動位置によってポートの開口率が変化し、開口率に応じた流量を流体がポートから吐出されるように構成されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、上述のようなスプール弁の一例として、スプール弁の移動位置を制御する位置制御手段に供給する電流量を調節することによって、流体の流量を調節するサーボ弁が開示されている。
【特許文献１】特開２００１−１２４０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、スプールは、スリーブに形成されたポートの開口面積よりも広い面を有する部位（規定部材）を有しており、長手方向への移動によって当該規定部材によるポートの被覆率を変化させることによって上記開口率を変化させている。
そして、移動の際に基準とされるスプールの基準位置から上記規定部材までの距離が一定であるため、基準位置の位置を制御することによってポートの開口率を正確に規定することが可能となっている。
【０００５】
一方で、ポートの開口開始タイミングあるいは閉鎖開始タイミングは、上記基準位置を基準位置とした場合に、規定部材の端部がポートの端部に対して何処に存在するかによって、上記タイミングが異なる。
具体的には、ポートが完全に閉鎖された状態で規定部材の端部がポートの端部よりも大きく離間されている場合には、スプールを移動させてから規定部材の端部がポート端部に移動するまでに時間を要するため、ポートの開口開始タイミングが遅くなる。
また、ポートが完全に閉鎖された状態で規定部材の端部がポートの端部に近い場合には、スプールを移動させて直ぐに規定部材の端部がポート端部に到達するため、ポートの開口開始タイミングが早くなる。
さらに、ポートの閉鎖開始タイミングは、ポートが完全に開口された状態における規定部材の端部とポートの端部との位置関係によって決まる。
【０００６】
このようなポートの開口開始タイミングあるいは閉鎖開始タイミングの差は、スプール弁の特性であり、基準位置とポートとの位置関係が定まれば、規定部材の端部から上記基準位置までの距離によって決定されることなる。
したがって、このようなスプール弁の特性は、スプール弁を製造した段階で決定され、調節することができない。
【０００７】
しかしながら、実際にスプール弁が組み込まれる装置においては、スプール弁の特性を調節することが好ましい場合がある。このような場合には、従来の装置においては、特性の異なるスプール弁に取り替えざるを得ない。
【０００８】
本発明は、上述する問題点に鑑みてなされたもので、ポートを有するスリーブ内においてスプールを長手方向に移動可能とさせることによってポートの開口率を変化させる弁装置において、弁装置自体を取り替えることなく弁装置の特性を変化可能とすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上記課題を解決するための手段として、以下の構成を採用する。
【００１０】
第１の発明は、ポートを有するスリーブ内において長手方向に移動可能とされると共に移動位置に応じて上記ポートの開口率を規定するスプールと、該スプールの位置を制御する位置制御手段とを備える弁装置であって、上記スプールの上記ポートの開口率を規定する規定部材から上記位置制御手段の制御基準とされる基準位置までの上記長手方向の距離を調節可能な距離調節手段を備えるという構成を採用する。
【００１１】
第２の発明は、上記第１の発明において、上記スリーブが複数のポートを備え、上記スプールが２つ以上の上記ポートに対して上記規定部材を備え、上記距離調節手段が、各規定部材の上記基準位置までの距離を独立して調節可能であるという構成を採用する。
【００１２】
第３の発明は、上記第１または第２の発明において、上記距離調節手段は、上記規定部材と上記基準位置との間に配置されるアクチュエータと、該アクチュエータを制御する制御手段とを備えるという構成を採用する。
【００１３】
第４の発明は、上記第３の発明において、上記アクチュエータが、電歪素子であるという構成を採用する。
【００１４】
第５の発明は、第１流入ポート、第２流入ポート、第１流出ポート、第２流出ポート、第１流出入ポート及び第２流出入ポートを有するスリーブと、上記第１流入ポートの開口率を移動位置に応じて規定する第１規定部材、上記第１流出ポートの開口率を移動位置に応じて規定する第２規定部材、上記第２流出ポートの開口率を移動位置に応じて規定する第３規定部材、及び上記第２流入ポートの開口率を移動位置に応じて規定する第４規定部材を有すると共に上記スリーブ内において長手方向に移動されるスプールと、該スプールの位置を制御する位置制御手段と、を備えるサーボ弁であって、上記スプールの上記第１規定部材から上記位置制御手段の制御基準とされる基準位置までの距離と、上記スプールの上記第２規定部材から上記位置制御手段の制御基準とされる基準位置までの距離と、上記スプールの上記第３規定部材から上記位置制御手段の制御基準とされる基準位置までの距離と、上記スプールの上記第４規定部材から上記位置制御手段の制御基準とされる基準位置までの距離と、を独立して調節可能な距離調節手段を備えるという構成を採用する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、距離調節手段によって、スプールの規定部材（開口率を規定する部位）から制御基準となる基準位置までの距離を調節することが可能とされている。つまり、規定部材から基準位置までの距離が可変とされている。
このため、基準位置を移動させた場合におけるポートの開口開始タイミングあるいは閉鎖開始タイミングを変化させることができ、弁装置の特性を変化させることができる。
したがって、本発明によれば、ポートを有するスリーブ内においてスプールを長手方向に移動可能とさせることによってポートの開口率を変化させる弁装置において、弁装置自体を取り替えることなく弁装置の特性を変化させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、図面を参照して、本発明に係る弁装置の一実施形態について説明する。なお、以下の図面において、各部材を認識可能な大きさとするために、各部材の縮尺を適宜変更している。また、以下の説明においては、本発明の弁装置の一例として、ノズルフラッパ型のサーボ弁を挙げて説明する。
【００１７】
図１は、本実施形態のサーボ弁１の概略構成を模式的に示す断面図である。また、図２は、サーボ弁１が備えるスリーブ３とスプール４とを拡大した断面図である。
図１に示すように、本実施形態のサーボ弁１は、筐体２と、スリーブ３と、スプール４と、伸縮装置５（距離調節手段）と、ノズル６と、ノズルフラッパ７と、トルクモータ８（位置制御手段）とを備えている。
【００１８】
筐体２は、サーボ弁１の外形を形作るものであり、内部に複数の流路を備えると共に、スリーブ３、スプール４、ノズル６、ノズルフラッパ７等を収容するものである。
なお、筐体２の内部に形成される流路については後述する。
【００１９】
スリーブ３は、両端が開放端とされた薄肉の円筒形状を有しており、内部にスプール４を摺動可能に収容するものであり、筐体２の壁面によって筐体２の内部に水平に支持されている。
このスリーブ３は、内部と外部とを連通するポートを複数備えている。より詳細には、スリーブ３は、左右対称に３つずつのポートを有しており、各々の側に対して、流体をスリーブ３内に導入するための流入ポート３ａと、流体をスリーブ３の外部に導出するための流出ポート３ｂと、スリーブ３内とサーボ弁１による流体の供給先との間にて流体の導出入を行うための流出入ポート３ｃとを備えている。
なお、以下の説明においては、説明の便宜上、図２に示すように、スリーブ３の一方側（図１における左側）を左側とし、スリーブ３の他方側（図１における右側）を右側として説明する。そして、左側に位置する流入ポート３ａを第１流入ポート３ａ１、右側に位置する流入ポート３ａを第２流入ポート３ａ２、左側に位置する流出ポート３ｂを第１流出ポート３ｂ１、右側に位置する流出ポート３ｂを第２流出ポート３ｂ２、右側に位置する流出入ポート３ｃを第１流出入ポート３ｃ１、左側に位置する流出入ポート３ｃを第２流出入ポート３ｃ２として説明する場合がある。
【００２０】
スプール４は、スリーブ３内に収容され、長手方向に摺動可能とされた軸部材である。このスプール４は、スプール４の移動方向における位置によってスリーブ３の流入ポート３ａと流出ポート３ｂの開口率を規定する規定部材４ａを備えている。つまり、本実施形態においてスプール４は、４つの規定部材４ａを備えている。なお、以下の説明においては、説明の便宜上、図２に示すように、第１流入ポート３ａ１の開口率を規定するための規定部材４ａを第１規定部材４ａ１、第１流出ポート３ｂ１の開口率を規定するための規定部材４ａを第２規定部材４ａ２、第２流出ポート３ｂ２の開口率を規定するための規定部材４ａを第３規定部材４ａ３、第２流入ポート３ａ２の開口率を規定するための規定部材４ａを第４規定部材４ａ４として説明する場合がある。
規定部材４ａは、スリーブ３の内径と略同一の直径を有する円柱部材であり、流入ポート３ａ及び流出ポート３ｂの開口面積よりも広い幅を有している。
【００２１】
また、スプール４は、上述の規定部材４ａが、該規定部材４ａよりも直径の小さい円柱部材である連結部４ｂによって接続されることによって、一方向に延在されている。
そして、スプール４は、各規定部材４ａによって流入ポート３ａ及び流出ポート３ｂ覆って閉鎖される位置から、流入ポート３ａ及び流出ポート３ｂが規定部材４ａによって覆われずに開放される位置の範囲で移動可能とされている。
【００２２】
伸縮装置５は、スプール４の長手方向の長さ（距離）を調節するためのものであり、電歪素子５ａ（アクチュエータ）と、制御部５ｂ（制御手段）とを備えている。
電歪素子５ａは、各連結部４ｂに組み込まれて規定部材４ａ同士の間ごとに配置されており、制御部５ｂの制御の下に伸縮するものである。
また、制御部５ｂは、スプール４の内部を挿通する配線（不図示）を介して各電歪素子５ａに電気的に接続されている。
そして、伸縮装置５によって、電歪素子５ａを制御部５ｂの制御の下に伸び縮みさせることによって、スプール４の長さを調節する。
【００２３】
なお、本実施形態においては、第１規定部材４ａ１と第２規定部材４ａ２との間に配置される電歪素子５ａである第１電歪素子５ａ１によって、第１規定部材４ａ１から第２規定部材４ａ２までの距離が調節される。
また、第２規定部材４ａ２と第３規定部材４ａ３との間に配置される電歪素子５ａである第２電歪素子５ａ２によって、第２規定部材４ａ２から第３規定部材４ａ３までの距離が調節される。
また、第３規定部材４ａ３と第４規定部材４ａ４との間に配置される電歪素子５ａである第３電歪素子５ａ３によって、第３規定部材４ａ３から第４規定部材４ａ４までの距離が調節される。
つまり、電歪素子５ａが、各規定部材４ａの間に配置されており、各規定部材４ａの位置を独立して調節させることができる。
【００２４】
ノズル６は、外部から供給された流体をノズルフラッパ７に向けて噴射するものであり、スリーブ３の上方にてノズルフラッパ７を挟んで左右対称に２つ配置されている。
なお、以下の説明において、スリーブ３の左側の上方に位置するノズル６を第１ノズル６ａ、スリーブ３の右側の上方に位置するノズル６を第２ノズル６ｂとして説明する場合がある。
【００２５】
ノズルフラッパ７は、トルクモータ８に接続された板状部材であり、第１ノズル６ａと第２ノズル６ｂとの間に配置されている。
そして、ノズルフラッパ７は、スプール４とフィードバックスプリング９を介して接続されている。なお、ノズルフラッパ７は、スプール４の第２規定部材４ａ２の右側側面に固定されている。そして、本実施形態においては、第２規定部材４ａ２の右側側面が、スプール４を移動させる際の基準位置４ｃとされている。
【００２６】
トルクモータ８は、外部から指示に基づいてトルクを発生させ、当該トルクによってノズルフラッパ７を傾斜させるものであり、ノズルフラッパ７に固定されると共にノズルフラッパ７にトルクを作用させるアーマチュア８ａと、アーマチュア８ａを傾斜する磁力を発生するコイル８ｂ等を備えている。
なお、トルクモータ８は、筐体２の上部に対して固定されている。
【００２７】
筐体２の説明に戻り、筐体２は、該筐体２の外部の供給源から供給される流体を第１ノズル６ａと第２ノズル６ｂとに均等に分配して供給する流路２ａと、ノズル６から噴射された流体をスリーブ３の流入ポート３ａに導く流路２ｂと、スリーブ３の流出ポート３ｂから導出された流体を排出口２Ａに導く流路２ｃと、スリーブ３の流出入ポート３ｃと供給先とを接続する流路２ｃとを備えている。
また、流路２ａは、第１ノズル６ａに流体を供給する流路２ａ１と、第２ノズル６ｂに流体を供給する流路２ａ２とを備えている。そして、流路２ａ１がスリーブ３の左側の開放端と接続され、流路２ａ２がスリーブ３の右側の開放端と接続され、スプール４の左側端面が流路２ａ１を流れる流体の圧力を受け、スプール４の右側端面が流路２ａ２を流れる流体の圧力を受けるように構成されている。
【００２８】
次に、このように構成された本実施形態のサーボ弁１の動作について説明する。
【００２９】
トルクモータ８にてノズルフラッパ７が傾斜されていない場合には、外部の供給源から流体が筐体２の内部に形成された流路２ａに供給されると、流路２ａに供給された流体は、第１ノズル６ａと第２ノズル６ｂとから均等に噴出する。この際、流路２ａ１における流体の圧力と、流路２ａ２における流体の圧力とは等しい。よって、スプール４は移動しない。
なお、以下の説明において、スプール４が移動していない状態での位置を基準位置とする。
【００３０】
また、トルクモータ８にてノズルフラッパ７が右側に傾斜されると、ノズルフラッパ７が第１ノズル６ａに近づき、第２ノズル６ｂから遠ざかる。この結果、第１ノズル６ａからの流体の噴射がノズルフラッパ７によって阻害され、第１ノズル６ａに連通する流路２ａ１内の圧力が上昇し、スプール４の左側端面が受ける力が右側端面よりも相対的に強くなり、スプール４は右側に移動する。
なお、ノズルフラッパ７の右側への傾斜角度が大きくなる程、流路２ａ１内の圧力が大きくなり、スプール４の右側への移動量が大きくなる。
そして、ノズルフラッパ７の傾斜角度は、トルクモータ８がノズルフラッパ７に作用させるトルクの大きさに比例するため、トルクモータ８の出力を制御することによってスプール４の移動量を制御することができる。
【００３１】
また、トルクモータ８にてノズルフラッパ７が左側に傾斜されると、ノズルフラッパ７が第２ノズル６ｂに近づき、第１ノズル６ａから遠ざかる。この結果、第２ノズル６ａからの流体の噴射がノズルフラッパ７によって阻害され、第２ノズル６ａに連通する流路２ａ２内の圧力が上昇し、スプール４の右側端面が受ける力が左側端面よりも相対的に強くなり、スプール４は左側に移動する。
なお、ノズルフラッパ７の左側への傾斜角度が大きくなる程、流路２ａ２内の圧力が大きくなり、スプール４の左側への移動量が大きくなる。
【００３２】
そして、本実施形態のサーボ弁１は、伸縮装置５によってスプール４の長さを調節することができ、自らの特性を変化させることができる。
例えば、サーボ弁１の特性としては、スプール４が基準位置から少しでも変位した場合に流出入ポート３ｃに流体が流れるクリティカルセンタ、スプール４が基準位置から大きく変化した場合に流出入ポート３ｃに流体が流れるオーバラップ、及びスプール４が基準位置の場合にも流出入ポート３ｃに流体が流れるアンダラップが挙げられる。
以下に、上記特性を本実施形態のサーボ弁１によって達成するための方法について説明する。
【００３３】
（クリティカルセンタ）
サーボ弁１の特性をクリティカルセンタとする場合には、図２に示すように、スプール４が基準位置である際に、第１規定部材４ａ１の右側端部が第１流入ポート３ａ１の右側端部と合い、第２規定部材４ａ２の左側端部が第１流出ポート３ｂ１の左側端部と合い、第３規定部材４ａ３の右側端部が第２流出ポート３ｂ２の右側端部と合い、第４規定部材４ａ４の左側端部が第２流入ポート３ａ２の左側端部と合うように、基準位置４ｃからの各規定部材４ａまでの距離を伸縮装置５によって調節する。
【００３４】
このような規定部材４ａの配置により、スプール４が左側に移動される場合には、スプール４の移動開始後、即座に第１流入ポート３ａ１と第２流出ポート３ｂ２とが開口される。
そして、第１流入ポート３ａ１と第２流出ポート３ｂ２とが開口されると、流体が第１流入ポート３ａ１からスリーブ３内に流れ込み、第１流出入ポート３ｃ１を介して供給先に供給される。そして、供給先から戻された流体は、第２流出入ポート３ｃ２を介して再びスリーブ３内に流れ込んだ後、第２流出ポート３ｂ２を介してスリーブ３の外部に排出され、さらには筐体２の排出口２Ａを介してサーボ弁１の外部に排出される。
【００３５】
一方、スプール４が右側に移動される場合には、スプール４の移動開始後、即座に第２流入ポート３ａ２と第１流出ポート３ｂ１とが開口される。
そして、第２流入ポート３ａ２と第１流出ポート３ｂ２とが開口されると、流体が第２流入ポート３ａ２からスリーブ３内に流れ込み、第２流出入ポート３ｃ２を介して供給先に供給される。そして、供給先から戻された流体は、第１流出入ポート３ｃ１を介して再びスリーブ３内に流れ込んだ後、第１流出ポート３ｂ１を介してスリーブ３の外部に排出され、さらには筐体２の排出口２Ａを介してサーボ弁１の外部に排出される。
【００３６】
つまり、上述の規定部材４ａの配置によって、スリーブ３を移動させた場合に即座に供給先に流体が供給される。このため、サーボ弁１の特性を、スプール４が基準位置から少しでも変位した場合に流出入ポート３ｃに流体が流れるクリティカルセンタとすることができる。
【００３７】
（オーバラップ）
サーボ弁１の特性をオーバラップとする場合には、図３に示すように、スプール４が基準位置である際に、第１規定部材４ａ１の右側端部が第１流入ポート３ａ１の右側端部よりも右側に位置し、第２規定部材４ａ２の左側端部が第１流出ポート３ｂ１の左側端部よりも左側に位置し、第３規定部材４ａ３の右側端部が第２流出ポート３ｂ２の右側端部よりも右側に位置し、第４規定部材４ａ４の左側端部が第２流入ポート３ａ２の左側端部よりも左側に位置するように、基準位置４ｃからの各規定部材４ａまでの距離を伸縮装置５によって調節する。
【００３８】
このような規定部材４ａの配置により、スプール４が左側に移動される場合には、スプール４の移動開始直後には、第１流入ポート３ａ１と第２流出ポート３ｂ２とが開口されず、第１規定部材４ａ１の右側端部が第１流入ポート３ａ１の右側端部に達し、第３規定部材４ａ３の右側端部が第２流出ポート３ｂ２の右側端部に達した後に第１流入ポート３ａ１と第２流出ポート３ｂ２とが開口される。
【００３９】
一方、スプール４が右側に移動される場合には、スプール４の移動開始直後には、第２流入ポート３ａ２と第１流出ポート３ｂ１とが開口されず、第２規定部材４ａ２の左側端部が第１流出ポート３ｂ１の左側端部に達し、第４規定部材４ａ４の左側端部が第２流入ポート３ａ２の右側端部に達した後に第２流入ポート３ａ２と第１流出ポート３ｂ１とが開口される。
【００４０】
つまり、上述の規定部材４ａの配置によって、スリーブ３を移動させた直後には供給先に流体が供給されない。このため、サーボ弁１の特性を、スプール４が基準位置から大きく変化した場合に流出入ポート３ｃに流体が流れるオーバラップとすることができる。
【００４１】
（アンダラップ）
サーボ弁１の特性をアンダラップとする場合には、図４に示すように、スプール４が基準位置である際に、第１規定部材４ａ１の右側端部が第１流入ポート３ａ１の右側端部よりも左側に位置し、第２規定部材４ａ２の左側端部が第１流出ポート３ｂ１の左側端部よりも右側に位置し、第３規定部材４ａ３の右側端部が第２流出ポート３ｂ２の右側端部よりも左側に位置し、第４規定部材４ａ４の左側端部が第２流入ポート３ａ２の左側端部よりも右側に位置するように、基準位置４ｃからの各規定部材４ａまでの距離を伸縮装置５によって調節する。
【００４２】
このような規定部材４ａの配置により、スプール４が基準位置に配置された場合であっても、第１流入ポート３ａ１と第２流入ポート３ａ２と第１流出ポート３ｂ１と第２流出ポート３ｂ２とが開口されている。
つまり、上述の規定部材４ａの配置によって、スプール４が基準位置の場合であっても流体が供給先に供給される。このため、サーボ弁１の特性を、スプール４が基準位置の場合にも流出入ポート３ｃに流体が流れるアンダラップとすることができる。
【００４３】
このように、本実施形態のサーボ弁１によれば、伸縮装置５によってスプール４の基準位置から各規定部材４ａまでの位置を調節することによって、サーボ弁１の特性を任意に変化させることができる。
【００４４】
なお、上述の３つの特性を実現する場合には、スプール４が左側に移動した場合における第１流入ポート３ａ１と第２流出ポート３ｂ２との開口タイミングは一緒となり、スプール４が右側に移動した場合における第２流入ポート３ａ２と第１流出ポート３ｂ１との開口タイミングは一緒となる。
しかしながら、第１流入ポート３ａ１と第２流出ポート３ｂ２との開口タイミング、及び、第２流入ポート３ａ２と第１流出ポート３ｂ１との開口タイミングが必ずしも一緒となる必要はない。
例えば、スプール４が基準位置の場合に、第１流入ポート３ａ１のみがわずかに開口されるように、伸縮装置５によって第１規定部材４ａ１の位置を調節しても良い。これによって、供給先における第１流出入ポート３ｃ１側の圧力を上昇させることができる。
また、スプール４が基準位置の場合に、第２流入ポート３ａ２のみがわずかに開口されるように、伸縮装置５によって第４規定部材４ａ４の位置を調節しても良い。これによって、供給先における第２流出入ポート３ｃ２側の圧力を上昇させることができる。
つまり、本実施形態のサーボ弁１によれば、供給先における流体の圧力を調節することも可能となる。
【００４５】
以上のような本実施形態のサーボ弁１によれば、伸縮装置５によって、スプール４の規定部材４ａから基準位置４ｃまでの距離を調節することが可能とされている。つまり、規定部材４ａから基準位置４ｃまでの距離が可変とされている。
このため、基準位置４ｃを移動させた場合における第１流入ポート３ａ１と第２流入ポート３ａ２と第１流出ポート３ｂ１と第２流出ポート３ｂ２との開口開始タイミングあるいは閉鎖開始タイミングを変化させることができ、弁装置の特性を変化させることができる。
したがって、本実施形態のサーボ弁１によれば、ポートを有するスリーブ内においてスプールを長手方向に移動可能とさせることによってポートの開口率を変化させるサーボ弁において、サーボ弁自体を取り替えることなくサーボ弁の特性を変化させることが可能となる。
【００４６】
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る弁装置及びサーボ弁の好適な実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されないことは言うまでもない。上述した実施形態において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【００４７】
例えば、上記実施形態においては、本実施形態の弁装置の一例として、サーボ弁を挙げて説明した。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、スリーブとスプールとを備えるスプール弁全般に適用することができる。
【００４８】
また、上記実施形態においては、伸縮装置５（距離調節手段）がアクチュエータとして電歪素子を備える構成について説明した。
しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、スプール４の規定部材４ａを基準位置４ｃに対して変位可能な機構であれば、伸縮装置５のアクチュエータとして用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明の一実施形態におけるサーボ弁の概略構成を模式的に示した断面図である。
【図２】本発明の一実施形態におけるサーボ弁の特性がクリティカルセンタである場合のスリーブ及びスプールを拡大した図面である。
【図３】本発明の一実施形態におけるサーボ弁の特性がオーバラップである場合のスリーブ及びスプールを拡大した図面である。
【図４】本発明の一実施形態におけるサーボ弁の特性がアンダラップである場合のスリーブ及びスプールを拡大した図面である。
【符号の説明】
【００５０】
１……サーボ弁（弁装置）、２……筐体、３……スリーブ、３ａ……流入ポート（ポート）、３ａ１……第１流入ポート（ポート）、３ａ２……第２流入ポート（ポート）、３ｂ……流出ポート（ポート）、３ｂ１……第１流出ポート（ポート）、３ｂ２……第２流出ポート（ポート）、３ｃ……流出入ポート、３ｃ１……第１流出入ポート、３ｃ２……第２流出入ポート、４……スプール、４ａ……規定部材、４ａ１……第１規定部材（規定部材）、４ａ２……第２規定部材（規定部材）、４ａ３……第３規定部材（規定部材）、４ａ４……第４規定部材（規定部材）、４ｂ……連結部、４ｃ……基準位置、５……伸縮装置（距離調節手段）、５ａ……電歪素子（アクチュエータ）、５ａ１……第１電歪素子（アクチュエータ）、５ａ２……第２電歪素子（アクチュエータ）、５ａ３……第３電歪素子（アクチュエータ）、５ｂ……制御部（制御手段）、６……ノズル、７……ノズルフラッパ、８……トルクモータ（位置制御手段）、９……フィードバックスプリング
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポートを有するスリーブ内において長手方向に移動可能とされると共に移動位置に応じて前記ポートの開口率を規定するスプールと、該スプールの位置を制御する位置制御手段とを備える弁装置であって、
前記スプールの前記ポートの開口率を規定する規定部材から前記位置制御手段の制御基準とされる基準位置までの前記長手方向の距離を調節可能な距離調節手段を備えることを特徴とする弁装置。
【請求項２】
前記スリーブが複数のポートを備え、前記スプールが２つ以上の前記ポートに対して前記規定部材を備え、
前記距離調節手段は、各規定部材の前記基準位置までの距離を独立して調節可能であることを特徴とする請求項１記載の弁装置。
【請求項３】
前記距離調節手段は、前記規定部材と前記基準位置との間に配置されるアクチュエータと、該アクチュエータを制御する制御手段とを備えることを特徴とする請求項１または２記載の弁装置。
【請求項４】
前記アクチュエータは、電歪素子であることを特徴とする請求項３記載の弁装置。
【請求項５】
第１流入ポート、第２流入ポート、第１流出ポート、第２流出ポート、第１流出入ポート及び第２流出入ポートを有するスリーブと、
前記第１流入ポートの開口率を移動位置に応じて規定する第１規定部材、前記第１流出ポートの開口率を移動位置に応じて規定する第２規定部材、前記第２流出ポートの開口率を移動位置に応じて規定する第３規定部材、及び前記第２流入ポートの開口率を移動位置に応じて規定する第４規定部材を有すると共に前記スリーブ内において長手方向に移動されるスプールと、
該スプールの位置を制御する位置制御手段と、
を備えるサーボ弁であって、
前記スプールの前記第１規定部材から前記位置制御手段の制御基準とされる基準位置までの距離と、
前記スプールの前記第２規定部材から前記位置制御手段の制御基準とされる基準位置までの距離と、
前記スプールの前記第３規定部材から前記位置制御手段の制御基準とされる基準位置までの距離と、
前記スプールの前記第４規定部材から前記位置制御手段の制御基準とされる基準位置までの距離と、
を独立して調節可能な距離調節手段を備えることを特徴とするサーボ弁。
【請求項１】
ポートを有するスリーブ内において長手方向に移動可能とされると共に移動位置に応じて前記ポートの開口率を規定するスプールと、該スプールの位置を制御する位置制御手段とを備える弁装置であって、
前記スプールの前記ポートの開口率を規定する規定部材から前記位置制御手段の制御基準とされる基準位置までの前記長手方向の距離を調節可能な距離調節手段を備えることを特徴とする弁装置。
【請求項２】
前記スリーブが複数のポートを備え、前記スプールが２つ以上の前記ポートに対して前記規定部材を備え、
前記距離調節手段は、各規定部材の前記基準位置までの距離を独立して調節可能であることを特徴とする請求項１記載の弁装置。
【請求項３】
前記距離調節手段は、前記規定部材と前記基準位置との間に配置されるアクチュエータと、該アクチュエータを制御する制御手段とを備えることを特徴とする請求項１または２記載の弁装置。
【請求項４】
前記アクチュエータは、電歪素子であることを特徴とする請求項３記載の弁装置。
【請求項５】
第１流入ポート、第２流入ポート、第１流出ポート、第２流出ポート、第１流出入ポート及び第２流出入ポートを有するスリーブと、
前記第１流入ポートの開口率を移動位置に応じて規定する第１規定部材、前記第１流出ポートの開口率を移動位置に応じて規定する第２規定部材、前記第２流出ポートの開口率を移動位置に応じて規定する第３規定部材、及び前記第２流入ポートの開口率を移動位置に応じて規定する第４規定部材を有すると共に前記スリーブ内において長手方向に移動されるスプールと、
該スプールの位置を制御する位置制御手段と、
を備えるサーボ弁であって、
前記スプールの前記第１規定部材から前記位置制御手段の制御基準とされる基準位置までの距離と、
前記スプールの前記第２規定部材から前記位置制御手段の制御基準とされる基準位置までの距離と、
前記スプールの前記第３規定部材から前記位置制御手段の制御基準とされる基準位置までの距離と、
前記スプールの前記第４規定部材から前記位置制御手段の制御基準とされる基準位置までの距離と、
を独立して調節可能な距離調節手段を備えることを特徴とするサーボ弁。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１０−１１７００２（Ｐ２０１０−１１７００２Ａ）
【公開日】平成２２年５月２７日（２０１０．５．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２９１９９５（Ｐ２００８−２９１９９５）
【出願日】平成２０年１１月１４日（２００８．１１．１４）
【出願人】（０００００００９９）株式会社ＩＨＩ (5,014)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年５月２７日（２０１０．５．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１１月１４日（２００８．１１．１４）
【出願人】（０００００００９９）株式会社ＩＨＩ (5,014)
【Ｆターム（参考）】
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