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公開番号2024035352
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-03-14
出願番号2022139766
出願日2022-09-02
発明の名称回転式スプールバルブ
出願人株式会社IHI
代理人個人,個人,個人,個人
主分類F16K 11/076 20060101AFI20240307BHJP(機械要素または単位;機械または装置の効果的機能を生じ維持するための一般的手段)
要約【課題】バルブ開閉を含む流路切替制御及び流路開放時の流量制御をより高速かつ高精度に行うことのできる回転式スプールバルブを提供する。
【解決手段】回転式スプールバルブは、円筒状のスリーブ2と、スリーブ2の内部に収納されたスプール3と、スプール3を回転させるサーボモータ5とを備えている。バルブボディ1内には複数の環状チャンバ1P,1C1…がスプール3の軸方向に沿って形成されている。スリーブ2には環状チャンバ毎にスリットが形成されている。隣接する二つの第一及び第二環状チャンバ(1P,1C1)に渡って上記軸方向に延在する連通溝がスプール3の外周面上に形成されている。外部から第一環状チャンバ1Pに流体を受け入れ得る第一ポートPがバルブボディの内部に形成されている。第一ポートの第一環状チャンバ1Pへの接続中心軸線は、第一環状チャンバ1P内のスリットの開口平面を通過しない。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
回転式スプールバルブであって、
バルブボディと、
前記バルブボディ内に固定された円筒状のスリーブと、
前記スリーブの内部に回転可能に収納されたスプールと、
前記スプールの中心軸回りに当該スプールを回転させるサーボモータと、を備えており、
前記バルブボディの内部の前記スリーブの外側に複数の環状チャンバが形成され、複数の前記環状チャンバは、前記中心軸の軸方向に沿って並べられて、それぞれ隔壁で隔てられており、
前記スリーブの内部と前記環状チャンバとを連通させるスリットが、複数の前記環状チャンバ毎に前記スリーブに形成されており、
複数の環状チャンバのうちの隣接する二つの第一環状チャンバ及び第二環状チャンバに渡って前記軸方向に延在する連通溝が前記スプールの外周面上に形成されており、
前記バルブボディの外表面から前記第一環状チャンバに連通して前記バルブボディの外部から流体を受け入れ得る第一ポートが前記バルブボディの内部に形成されると共に、前記バルブボディの外表面から前記第二環状チャンバに連通する第二ポートが前記バルブボディの内部に形成されており、
前記第一ポートの前記第一環状チャンバへの接続中心軸線が、当該第一環状チャンバ内の前記スリットの開口平面を通過しない、回転式スプールバルブ。
続きを表示（約 820 文字）【請求項２】
複数の前記環状チャンバのそれぞれにおいて、前記スリットが前記中心軸回りに均等に複数形成されており、
前記連通溝が、複数の前記スリットに対応して複数形成されている、請求項１に記載の回転式スプールバルブ。
【請求項３】
複数形成された前記連通溝の底部がすべて連通されており、複数の前記連通溝がスプールを貫通する貫通孔として形成されている、請求項２に記載の回転式スプールバルブ。
【請求項４】
前記連通溝の前記軸方向の両端が、前記連通溝に落ち込む傾斜面として形成されている、請求項２又は３に記載の回転式スプールバルブ。
【請求項５】
前記第一ポートが外部のポンプから前記流体を導入する導入ポートであり、かつ、前記第一環状チャンバが前記導入ポートに連通する導入環状チャンバであり、
前記第二環状チャンバが前記連通溝及び前記スリットによって制御された前記導入環状チャンバからの前記流体を受け入れる制御環状チャンバであり、かつ、前記第二ポートが前記制御環状チャンバから前記流体を液圧アクチュエータに送出可能な制御ポートであり、
前記制御ポートの前記制御環状チャンバへの接続中心軸線が、前記制御環状チャンバ内の前記スリットの開口平面を通過せず、
前記連通溝が、前記導入環状チャンバと連通する、請求項４に記載の回転式スプールバルブ。
【請求項６】
前記連通溝の前記導入環状チャンバ内の開口側縁部に、前記傾斜面と連続する前記軸方向に平行な一対の開口拡大平面が形成されており、
前記連通溝の前記導入環状チャンバと前記制御環状チャンバとの間の前記隔壁との重複範囲内の開口側縁部に、前記開口拡大平面から前記連通溝の前記制御環状チャンバ内の開口側縁部へと開口幅を狭くする一対の傾斜面が形成されている、請求項５に記載の回転式スプールバルブ。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本開示は、回転式スプールバルブに関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
スプールバルブとしては、一般に広く普及している直動式スプールバルブの他に、本出願で開示されるような回転式スプールバルブがある。直動式スプールバルブでは、スプールがその軸方向にストロークしてバルブの開閉やバルブ開放時の流量が制御される。一方、回転式スプールバルブでは、スプールがその軸回りに回転してバルブの開閉やバルブ開放時の流量が制御される。
【０００３】
下記特許文献１は回転式スプールバルブを開示している。回転式スプールバルブは、回転するスプールと、このスプールを回転可能に保持する筒状のスリーブとを備えている。スリーブの外側には、スリーブ及びスプールの軸方向に沿って複数の環状チャンバが形成されている。スプールの外周面（及び内部）には、環状チャンバ同士を連通させる流路となる溝が形成されており、この溝に対応させてスリーブには環状チャンバ毎にスリットが形成されている。スリーブに対するスプールの回転位置を変更して溝とスリットの位置を変更することで、バルブの開閉及びバルブ開放時の流量が調整される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特許昭６３－４８０６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
回転式スプールバルブにおいては、よりシンプルな機構で、バルブ開閉を含む流路切替制御及び流路開放時の流量制御をより高速かつ高精度に行いたいという要望がある。近年、サーボモータの進歩が進んでおり、スプールの回転駆動源としてサーボモータを用いつつ、高速かつ高精度な回転式スプールバルブを実現しようと開発が行なわれてきた。本開示はサーボモータを用いた回転式スプールバルブに関するものである。
【０００６】
本開示の目的は、バルブ開閉を含む流路切替制御及び流路開放時の流量制御をより高速かつ高精度に行うことのできる回転式スプールバルブを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本開示に係る回転式スプールバルブは、バルブボディと、前記バルブボディ内に固定された円筒状のスリーブと、前記スリーブの内部に回転可能に収納されたスプールと、前記スプールの中心軸回りに当該スプールを回転させるサーボモータと、を備えている。前記バルブボディの内部の前記スリーブの外側に複数の環状チャンバが形成され、複数の前記環状チャンバは、前記中心軸の軸方向に沿って並べられて、それぞれ隔壁で隔てられている。前記スリーブの内部と前記環状チャンバとを連通させるスリットが、複数の前記環状チャンバ毎に前記スリーブに形成されている。複数の環状チャンバのうちの隣接する二つの第一環状チャンバ及び第二環状チャンバに渡って前記軸方向に延在する連通溝が前記スプールの外周面上に形成されている。前記バルブボディの外表面から前記第一環状チャンバに連通して前記バルブボディの外部から流体を受け入れ得る第一ポートが前記バルブボディの内部に形成されると共に、前記バルブボディの外表面から前記第二環状チャンバに連通する第二ポートが前記バルブボディの内部に形成されている。前記第一ポートの前記第一環状チャンバへの接続中心軸線が、当該第一環状チャンバ内の前記スリットの開口平面を通過しない。
【０００８】
ここで、複数の前記環状チャンバのそれぞれにおいて、前記スリットが前記中心軸回りに均等に複数形成されており、前記連通溝が、複数の前記スリットに対応して複数形成されていてもよい。
【０００９】
さらに、複数形成された前記連通溝の底部がすべて連通されており、複数の前記連通溝がスプールを貫通する貫通孔として形成されていてもよい。
【００１０】
また、前記連通溝の前記軸方向の両端が、前記連通溝に落ち込む傾斜面として形成されていてもよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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