高精度な位置・速度・力制御が求められる油圧装置で使用されるのがサーボバルブです。
一般的な切換弁や比例弁では実現できない、きわめて細かな制御を可能にします。
この記事では、サーボバルブの役割、構造、作動原理、比例弁との違い、使用時の注意点をわかりやすく解説します。
サーボバルブとは？
サーボバルブとは、
電気信号に応じて油圧流量・圧力を連続的かつ高精度に制御する油圧制御弁
です。
微小な信号変化にも高速で応答し、精密制御を実現します。
サーボバルブが使われる理由
- μmオーダーの位置決め制御
- 高速・高応答制御
- 力制御・圧力制御
- フィードバック制御との親和性
サーボバルブの基本構造
主な構成要素は以下の通りです。
- トルクモータ
- ノズル・フラッパ機構
- スプール
- フィードバック機構
電気信号 → トルクモータ → 油圧変換 → スプール制御
という流れで動作します。
サーボバルブの作動原理（概要）
- 入力電流によりトルクモータが作動
- ノズル・フラッパで圧力差を生成
- スプールが微小移動
- 流量・圧力を精密制御
比例弁との違い
| 項目 | サーボバルブ | 比例弁 |
|---|---|---|
| 制御精度 | 非常に高い | 中程度 |
| 応答速度 | 非常に速い | 比較的遅い |
| 耐汚染性 | 低い | 高い |
| 価格 | 高価 | 中 |
サーボバルブ使用時の注意点
① 油の清浄度管理
微小異物でも作動不良を起こします。
② フィルタ管理
高性能フィルタの使用が必須。
③ 背圧管理
戻り側背圧は極力低く。
④ 温度管理
油温変動は制御誤差につながります。
サーボバルブの主な用途
- 試験機
- プレス装置
- 射出成形機
- 航空・防衛関連装置
よくあるトラブル
- スプール固着
- 応答遅れ
- ゼロ点ズレ
- 異音・振動
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まとめ
サーボバルブは、油圧制御の中でも最も高精度な制御を可能にする中核部品です。
- 微小信号に高応答
- 比例弁より高精度
- 清浄度管理が最重要
用途と管理条件を満たした場合に、最大の性能を発揮します。
