米ムーグMOOGサーボバルブの代理購入D 633シリーズ

第二次世界大戦末期には、サーボ弁はソレノイドを用いて弁体の運動を直接駆動する単段開環制御弁であった。しかし、制御理論の成熟と軍事応用の需要に伴い、サーボバルブの開発と発展は大きな成果を収めた。1946年、英国Tinseyが2段バルブを獲得した、RaytheonとBell航空はフィードバック付き2段バルブを発明した、MITはソレノイドの代わりにモーメントモータを使用して、モータの消費電力を小さくし、線形性を向上させた。1953年から1955年にかけて、T.H.Carsonは機械フィードバック式2段サーボ弁を発明した、W.C.Moogは2ノズル2段サーボ弁を発明した、Wolpinは乾式トルクモータを発明し、油液に浸漬していたトルクモータが油液汚染による信頼性の問題を解消した。1957年R.AtchleyはAskania噴流管の原理を利用して2段噴流管サーボ弁を開発した。そして1959年に三段電気フィードバックサーボ弁を開発した。

1959年2月、海外のある油圧・空力雑誌は当時のサーボ弁の状況を12ページにわたって報道し、当時のサーボ弁の盛んな発展の状況を示した。当時、さまざまなタイプのサーボバルブを製造していたメーカーは20社以上あった。各メーカーはサーボバルブ生産の覇権を争うために熾烈な競争を繰り広げている。歴史を振り返ると、最終的に勝利したいくつかのメーカーが、フィードバックとトルクモータを備えた2段サーボバルブを生産していることがわかる。例えば：第2段は第1段フィードバックに対して閉ループ制御を形成する、ドライモーメントモータを採用する、電力段に対する前置段の圧力回復は通常50%に達することができる、第1段の機械対称構造は温度、圧力変化がゼロ位置に与える影響を減少させた。同時に、初期の直動型開環制御弁の発展変化による直動型二段閉環制御サーボ弁も出現した。当時のサーボバルブは主に軍事分野に使われていたが、宇宙時代の到来に伴い、サーボバルブは宇宙分野に広く使われ、信頼性の高い余分なサーボバルブなどの製品が開発された。

国内でサーボバルブを生産するメーカーは主に、航空工業本社第6 O 9研究所、航空工業本社第6一八研究所、北京工作機械研究所、中国キャリアロケット技術研究院第18研究所、上海宇宙制御工学研究所、九江中船計器有限責任会社（四一工場）及び中国船舶重工グループ会社第7 O 4研究所である。海外でサーボバルブを生産しているメーカーは主に、米国Moog社、英国Dowty社、米国Team社、ロシアの「祖国」設計局、ウォースホールド工場などがあり、そのほか、米国Park社、EatonVickers社、ドイツBosch社、Rexroth社なども独自のサーボバルブ製品を持っている。

　　米ムーグMOOGサーボバルブの代理購入D 633シリーズ従来のサーボバルブの大部分は永久磁性モーメントモータを採用しており、このようなサーボバルブはノズルプレート式と噴流式の2つに大きく分けることができる。国内でサーボバルブを生産しているメーカーの大部分はノズルプレート式を主としている。噴流管式サーボバルブの形成規模及びシリーズを生産しているのは九江中船計器有限責任公司（四四一工場）と中国船舶重工集団公司第七O四研究所だけである。海外の状況も同様で、元専門のジェットチューブ式サーボバルブを生産していた米Abex社もPark社に飲み込まれている。しかし、噴流管式サーボバルブは汚染防止性能が良く、高信頼性、高解像度などの特徴がある。一部のメーカーも、航空工業本社第6 O 9研究所、中国キャリアロケット技術研究院第18研究所、米国Moog社、ロシアの関連メーカーなど、独自のジェットチューブ式製品を開発したり、発売したりしている。米Moog社は2006年7月に製品普及会を開き、ジェットチューブ式のD 660シリーズを発売し、今後のサーボバルブの発展傾向を代表していると考えている。

　　米ムーグMOOGサーボバルブの代理購入D 633シリーズ現在、国内ではサーボバルブの研究、生産、使用の面で一定の規模を形成しているが。しかし、生産された製品は主に航空、宇宙、艦船などの分野に使われており、民品では大きくない。同時に、各生産単位はそれぞれ自走し、協力が不足し、力が分散しているため、サーボバルブのさらなる発展に不利であり、*の競争力を形成して海外製品と競争することもできない。現在、海外製品はMoog社が大きく、その製品は国内のほとんどの民品市場を占めている。

1.圧電素子

圧電素子の特徴は「圧電効果」である：一定の電界作用の下で外形寸法の変化が発生し、一定の範囲内で、変形は電界強度に比例する。圧電素子の主な材料は圧電セラミックス（PZT）、電歪材料（PMN）などである。PZT直動式サーボ弁の原理は、弁体の両端に鋼球を介して2つの多層圧電素子にそれぞれ接続されていることである。圧電効果により圧電材料に伸縮駆動弁体が移動する。電気機械変換を実現する。PMNノズルバッフル式サーボ弁はノズルに圧電スタックと固定接続されたバッフルを設置し、圧電スタックの伸び、縮みによってバッフルとノズル間の隙間の増減を実現し、弁体の両端に差圧を発生させて弁体を移動させる。圧電式電気機械変換器の開発は比較的成熟しており、広く応用されている。それは周波数応答が速い特徴があり、サーボ弁の周波数幅は千ヘルツに達することもできるが、ヒステリシスループが大きく、ドリフトしやすいなどの欠点もあり、圧電素子の電気液サーボ弁へのさらなる応用を制約している。

2.超磁歪材料

超磁歪材料（GMM）は、従来の磁歪材料に比べて、磁場の作用下ではるかに大きな長さまたは体積変化を生じることができる。GMMコンバータを用いて開発された直動型サーボバルブは、GMMコンバータを弁体に接続し、駆動コイルの電流を制御することにより、GMMの伸縮を駆動し、弁体に変位を生じさせ、サーボバルブ出力流量を制御する。このバルブは従来のサーボバルブに比べて周波数応答が高いだけでなく、精度が高く、構造がコンパクトであるという利点がある。GMMの開発と応用については、米国、スウェーデン、日本などがレベルにある。国内浙江大学はGMM技術を利用して空気圧ノズルダンパ弁と内燃機関燃料噴射システムの高速強力電磁弁に対して構造設計と特性研究を行った。GMM材料は圧電材料と伝統的な磁歪材料に比べて、歪みが大きく、エネルギー密度が高く、応答速度が速く、出力力が大きいなどの特徴がある。世界各国はGMM電気機械変換器及び関連する技術研究をかなり重視しており、GMM技術レベルは急速に発展し、すでに実験室の開発段階から徐々に市場開発段階に入っている。今後はGMMの熱変形、磁気結晶異方性、材料腐食性及び製造プロセス、パラメータマッチングなどの問題を解決し、ハイテク分野での広範な運用に有利にしなければならない。

形状記憶合金（SMA）は形状記憶効果があることが特徴である。これを高温で定型化した後、低温状態に冷却し、外力を加える。一般的に金属は弾性変形を超えると変形するが、SMAはある温度に加熱すると元の高温での形状に戻る。その特性を利用して開発されたサーボ弁は、弁体の両端に形状記憶合金で囲まれたSMAアクチュエータのセットを加え、加熱と冷却の方法でSMAアクチュエータを駆動し、弁体の両端の形状記憶合金を伸長または収縮させ、弁体の作用移動を駆動するとともに、位置フィードバックを加えてサーボ弁の制御性能を向上させる。このバルブの場合、SMAは変形量が大きいが、応答速度が遅く、変形が連続しておらず、その応用範囲も制限されている。