JP2000347745A - 調整弁 - Google Patents
調整弁Info
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- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 2
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Landscapes
- Safety Valves (AREA)
- Supply Devices, Intensifiers, Converters, And Telemotors (AREA)
- Magnetically Actuated Valves (AREA)
- Control Of Fluid Pressure (AREA)
- Fluid-Driven Valves (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】供給圧の変動に対応する閉ループ制御を行なっ
たり、あるいはまた供給圧を一定にすることなくしかも
０点の安定性を確保するようにした調整弁を提供するこ
とを目的とする。 【解決手段】ノズルフラッパ４５、６０の供給圧に対す
る０点の信号圧の変化の比例定数と、弁本体の供給圧に
対する０点の出力圧の変化の比例定数とが互いにほぼ逆
の関係になるとともに、組合わせたときに供給圧の変化
の影響がほぼ相殺されるようにノズルフラッパの特性と
弁本体の特性とを調整するようにしたものである。
たり、あるいはまた供給圧を一定にすることなくしかも
０点の安定性を確保するようにした調整弁を提供するこ
とを目的とする。 【解決手段】ノズルフラッパ４５、６０の供給圧に対す
る０点の信号圧の変化の比例定数と、弁本体の供給圧に
対する０点の出力圧の変化の比例定数とが互いにほぼ逆
の関係になるとともに、組合わせたときに供給圧の変化
の影響がほぼ相殺されるようにノズルフラッパの特性と
弁本体の特性とを調整するようにしたものである。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は調整弁に係り、とく
外部から供給される電気信号に応じた出力圧を取出すよ
うにした調整弁に関する。
外部から供給される電気信号に応じた出力圧を取出すよ
うにした調整弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば特公平７−１０７４０１号公報に
よって提案されているガス圧式ブースタは、可動板と中
心側ではなく外周側で連結ロッドによって連結された補
助板を設けるようにし、この補助板を出力圧側の空間に
配するようにし、この補助板とケーシングの通路との間
に供給圧を加えるためのダイヤフラムと有効面積がほぼ
等しいシールリングを介装し、このシールリングによっ
て供給圧と出力圧とを遮断するようにしている。このよ
うなブースタによれば、出力圧が供給圧の影響を受ける
ことなく、摩擦に伴うヒステリシスを防止でき、しかも
小型で大容量になる。
よって提案されているガス圧式ブースタは、可動板と中
心側ではなく外周側で連結ロッドによって連結された補
助板を設けるようにし、この補助板を出力圧側の空間に
配するようにし、この補助板とケーシングの通路との間
に供給圧を加えるためのダイヤフラムと有効面積がほぼ
等しいシールリングを介装し、このシールリングによっ
て供給圧と出力圧とを遮断するようにしている。このよ
うなブースタによれば、出力圧が供給圧の影響を受ける
ことなく、摩擦に伴うヒステリシスを防止でき、しかも
小型で大容量になる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】このような従来のブー
スタから成る調整弁は、供給圧をパイロット圧に兼用す
ると０点の信号圧が供給圧の変動の影響を受ける問題が
ある。このような欠点を解消するために、供給圧の閉ル
ープ制御を行なうようにしており、出力圧が供給圧に連
動して変動した場合には、これを打消すように制御弁が
制御動作を行なうようにする等の対策を採るようにして
いる。別の方法は供給圧を一定にすることである。
スタから成る調整弁は、供給圧をパイロット圧に兼用す
ると０点の信号圧が供給圧の変動の影響を受ける問題が
ある。このような欠点を解消するために、供給圧の閉ル
ープ制御を行なうようにしており、出力圧が供給圧に連
動して変動した場合には、これを打消すように制御弁が
制御動作を行なうようにする等の対策を採るようにして
いる。別の方法は供給圧を一定にすることである。
【０００４】ところが閉ループ制御を行なうためには、
供給圧を検出するためのセンサを必要とするとともに、
このセンサによる検出出力に応じて制御を行なうための
制御要素を必要とし、構成が複雑になる欠点がある。ま
た供給圧を一定に保持するためには、専用の調整機構を
必要とし、この場合にもやはり構成が複雑になる。
供給圧を検出するためのセンサを必要とするとともに、
このセンサによる検出出力に応じて制御を行なうための
制御要素を必要とし、構成が複雑になる欠点がある。ま
た供給圧を一定に保持するためには、専用の調整機構を
必要とし、この場合にもやはり構成が複雑になる。
【０００５】本発明はこのような問題点に鑑みてなされ
たものであって、センサによる閉ループ制御を行なうこ
となく、あるいはまた供給圧を一定に保持することな
く、しかも供給圧の変動に対して出力圧、とくにその０
点が変動しないで作動する調整弁を提供することを目的
とするものである。
たものであって、センサによる閉ループ制御を行なうこ
となく、あるいはまた供給圧を一定に保持することな
く、しかも供給圧の変動に対して出力圧、とくにその０
点が変動しないで作動する調整弁を提供することを目的
とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本願の一発明は、外部か
ら供給される電気信号に応じた出力を取出すようにした
調整弁において、供給圧が増加すると０点の信号圧が増
加する電磁式ノズルフラッパと、供給圧が増加すると０
点の出力圧が減少する弁本体と、を具備し、前記電磁式
ノズルフラッパのノズルの背圧を前記弁本体の信号圧と
して用いることを特徴とする調整弁に関するものであ
る。ここで電磁式ノズルフラッパの供給圧に対する０点
の信号圧の変化の比例定数と弁本体の供給圧に対する０
点の出力圧の変化の比例定数とが互いにほぼ逆の関係に
なるとともに、組合わせたときに供給圧の変化の影響が
ほぼ相殺されるように、前記電磁式ノズルフラッパの特
性と前記弁本体の特性とが調整されるようにしてよい。
ら供給される電気信号に応じた出力を取出すようにした
調整弁において、供給圧が増加すると０点の信号圧が増
加する電磁式ノズルフラッパと、供給圧が増加すると０
点の出力圧が減少する弁本体と、を具備し、前記電磁式
ノズルフラッパのノズルの背圧を前記弁本体の信号圧と
して用いることを特徴とする調整弁に関するものであ
る。ここで電磁式ノズルフラッパの供給圧に対する０点
の信号圧の変化の比例定数と弁本体の供給圧に対する０
点の出力圧の変化の比例定数とが互いにほぼ逆の関係に
なるとともに、組合わせたときに供給圧の変化の影響が
ほぼ相殺されるように、前記電磁式ノズルフラッパの特
性と前記弁本体の特性とが調整されるようにしてよい。
【０００７】またここで電磁式ノズルフラッパのフラッ
パがリニアモータのコイルによって軸線方向に移動され
てノズルの先端部との間の隙間が調整されるようにして
よい。また電磁式ノズルフラッパのノズルに作動圧とし
て供給圧が印加されるとともに、前記ノズルの背圧が信
号圧として取出されるものであってよい。
パがリニアモータのコイルによって軸線方向に移動され
てノズルの先端部との間の隙間が調整されるようにして
よい。また電磁式ノズルフラッパのノズルに作動圧とし
て供給圧が印加されるとともに、前記ノズルの背圧が信
号圧として取出されるものであってよい。
【０００８】また前記弁本体が、信号圧を受ける入力ダ
イヤフラムと出力圧を受ける出力ダイヤフラムとを具備
し、該入力ダイヤフラムと出力ダイヤフラムとが力を伝
達する剛体を介して互いに押合うように配置され、しか
も供給圧を受けるバランスダイヤフラムを具備し、該バ
ランスダイヤフラムが圧力板を介して前記出力ダイヤフ
ラムを入力ダイヤフラム側に押圧するようにしてよい。
またバランスダイヤフラムの有効面積が入力ダイヤフラ
ムおよび出力ダイヤフラムの有効面積に比べて十分に小
さいものであってよい。またポペットを具備し、ボディ
内の案内孔内を摺動可能に支持されているロッドを介し
て前記圧力板に連結されていてよい。またロッドによっ
て互いに連結されている前記圧力板と前記ポペットの内
の一方を両者の重量を打消すようにばねによって押圧す
るものであってよい。
イヤフラムと出力圧を受ける出力ダイヤフラムとを具備
し、該入力ダイヤフラムと出力ダイヤフラムとが力を伝
達する剛体を介して互いに押合うように配置され、しか
も供給圧を受けるバランスダイヤフラムを具備し、該バ
ランスダイヤフラムが圧力板を介して前記出力ダイヤフ
ラムを入力ダイヤフラム側に押圧するようにしてよい。
またバランスダイヤフラムの有効面積が入力ダイヤフラ
ムおよび出力ダイヤフラムの有効面積に比べて十分に小
さいものであってよい。またポペットを具備し、ボディ
内の案内孔内を摺動可能に支持されているロッドを介し
て前記圧力板に連結されていてよい。またロッドによっ
て互いに連結されている前記圧力板と前記ポペットの内
の一方を両者の重量を打消すようにばねによって押圧す
るものであってよい。
【０００９】
【発明の実施の形態】図１は本発明の一実施の形態に係
る調整弁の全体の構成を示すものであって、この調整弁
はボディ１０を備えており、このボディ１０の下側の部
分にはその左側に供給ポート１１が、右側の部分には出
力ポート１２がそれぞれ形成されている。
る調整弁の全体の構成を示すものであって、この調整弁
はボディ１０を備えており、このボディ１０の下側の部
分にはその左側に供給ポート１１が、右側の部分には出
力ポート１２がそれぞれ形成されている。
【００１０】またこのボディ１０はその上部側に第１の
凹部１６を有し、この凹部１６の上部開口を閉塞するよ
うに入力ダイヤフラム１７を備えている。そして入力ダ
イヤフラム１７はその下側に配されている圧力板１８に
よって受けられるようになっている。圧力板１８は下方
へ突出するように比較的大きな直径のセンタボス１９を
備え、このセンタボス１９が出力ダイヤフラム２０のほ
ぼ中央部を押圧するようにしている。そして第１の凹部
１６であって入力ダイヤフラム１７と出力ダイヤフラム
２０との間の空間が小孔２１によって外部と連通され、
大気圧に等しい圧力に維持されるようになっている。
凹部１６を有し、この凹部１６の上部開口を閉塞するよ
うに入力ダイヤフラム１７を備えている。そして入力ダ
イヤフラム１７はその下側に配されている圧力板１８に
よって受けられるようになっている。圧力板１８は下方
へ突出するように比較的大きな直径のセンタボス１９を
備え、このセンタボス１９が出力ダイヤフラム２０のほ
ぼ中央部を押圧するようにしている。そして第１の凹部
１６であって入力ダイヤフラム１７と出力ダイヤフラム
２０との間の空間が小孔２１によって外部と連通され、
大気圧に等しい圧力に維持されるようになっている。
【００１１】上記第１の凹部１６の下側には第２の凹部
２２が連設されている。そして第１の凹部１６と第２の
凹部２２とを互いに遮断するように上記出力ダイヤフラ
ム２０が配されている。そしてこのような出力ダイヤフ
ラム２０を受けるように第２の凹部２２内には受け板２
３が配されている。受け板２３はばね２４によって上方
へ押圧付勢されている。
２２が連設されている。そして第１の凹部１６と第２の
凹部２２とを互いに遮断するように上記出力ダイヤフラ
ム２０が配されている。そしてこのような出力ダイヤフ
ラム２０を受けるように第２の凹部２２内には受け板２
３が配されている。受け板２３はばね２４によって上方
へ押圧付勢されている。
【００１２】上記受け板２３の下面に接触するように第
２の凹部２２には圧力板２５が配されている。この圧力
板２５はロッド２６を介して下側に配されているポペッ
ト２７と連結されている。ここでポペット２７は第３の
凹部２８内に配されている。また上記ロッド２６は貫通
孔２９によってボディ１０に摺動可能に支持されてい
る。そしてポペット２７の上面にはＯリング３０が取付
けられており、このＯリング３０が凹部２８の内側の上
面に圧着するようになっている。
２の凹部２２には圧力板２５が配されている。この圧力
板２５はロッド２６を介して下側に配されているポペッ
ト２７と連結されている。ここでポペット２７は第３の
凹部２８内に配されている。また上記ロッド２６は貫通
孔２９によってボディ１０に摺動可能に支持されてい
る。そしてポペット２７の上面にはＯリング３０が取付
けられており、このＯリング３０が凹部２８の内側の上
面に圧着するようになっている。
【００１３】圧力板２５の下側には突部３５が連設され
るとともに、この突部３５がバランスダイヤフラム３６
を押圧するようになっている。なおバランスダイヤフラ
ム３６はその下側に配されているばね受け３７を介して
キャンセルばね３８の押圧力を受けるようにしている。
るとともに、この突部３５がバランスダイヤフラム３６
を押圧するようになっている。なおバランスダイヤフラ
ム３６はその下側に配されているばね受け３７を介して
キャンセルばね３８の押圧力を受けるようにしている。
【００１４】次にこのような構成のボディ１０から成る
弁本体の上側に配されているノズルフラッパの機構につ
いて説明する。ノズル４５は中心孔４６を具備するとと
もに、このノズル４５の基端側の部分が保持部４７に構
成されており、上部ボディ４８に設けられている凹部４
９内において支持されている。
弁本体の上側に配されているノズルフラッパの機構につ
いて説明する。ノズル４５は中心孔４６を具備するとと
もに、このノズル４５の基端側の部分が保持部４７に構
成されており、上部ボディ４８に設けられている凹部４
９内において支持されている。
【００１５】上記ノズル４５は中心孔４６と連通する横
孔５０を備えるとともに、横孔５０は保持部４７の外周
面に形成されている連通溝５１に連通されている。そし
て上記連通溝５１と連通するようにボディ４８にはポー
ト５２が形成されており、このポート５２が凹部１６内
であって上記入力ダイヤフラム１７の上側の空間に連通
されている。そして絞り通路５３および連通路５４を介
してポート５２は供給ポート１１に連通されるようにな
っている。
孔５０を備えるとともに、横孔５０は保持部４７の外周
面に形成されている連通溝５１に連通されている。そし
て上記連通溝５１と連通するようにボディ４８にはポー
ト５２が形成されており、このポート５２が凹部１６内
であって上記入力ダイヤフラム１７の上側の空間に連通
されている。そして絞り通路５３および連通路５４を介
してポート５２は供給ポート１１に連通されるようにな
っている。
【００１６】次に上記ノズル４５の先端部と対向するよ
うに配されているフラッパ６０について説明する。フラ
ッパ６０は例えばりん青銅の薄板から成り、その外周側
の部分には表裏の両側を連通させる開口６１が形成され
ている。またこのようなフラッパ６０はその周縁部がケ
ーシング６２によって張設されている。
うに配されているフラッパ６０について説明する。フラ
ッパ６０は例えばりん青銅の薄板から成り、その外周側
の部分には表裏の両側を連通させる開口６１が形成され
ている。またこのようなフラッパ６０はその周縁部がケ
ーシング６２によって張設されている。
【００１７】ケーシング６２内にはヨーク６３が配され
るとともに、このヨーク６３の内部にはマグネット６４
とセンタコア６５とがそれぞれ取付けられている。また
センタコア６５の外周側であってヨーク６３の内周側と
の隙間の部分にはコイル６６が配されている。そしてこ
のコイル６６がボビン６７に取付けられている。そして
ボビン６７を介してコイル６６は上記フラッパ６０に連
結されている。なおヨーク６３およびケーシング６２を
貫通するように小孔６８が形成されており、これによっ
てケーシング６２の内部に圧力が大気圧に維持されてい
る。
るとともに、このヨーク６３の内部にはマグネット６４
とセンタコア６５とがそれぞれ取付けられている。また
センタコア６５の外周側であってヨーク６３の内周側と
の隙間の部分にはコイル６６が配されている。そしてこ
のコイル６６がボビン６７に取付けられている。そして
ボビン６７を介してコイル６６は上記フラッパ６０に連
結されている。なおヨーク６３およびケーシング６２を
貫通するように小孔６８が形成されており、これによっ
てケーシング６２の内部に圧力が大気圧に維持されてい
る。
【００１８】次にこのような調整弁の動作の概要を説明
する。ケーシング６２内のコイル６６には信号電流が加
えられる。コイル６６はマグネット６４によって形成さ
れる磁気回路のエアギャップの中に配されているため
に、コイル６６に加えられる信号電流によってこのコイ
ル６６が軸線方向に移動する。すなわちここではコイル
６６とマグネット６４とヨーク６３とセンタコア６５と
によってリニアモータが構成されており、このようなリ
ニアモータによってフラッパ６０が図１において左右の
方向の力を受けることになる。従ってこのような力によ
ってフラッパ６０がノズル４５の先端部に対して変位す
る。
する。ケーシング６２内のコイル６６には信号電流が加
えられる。コイル６６はマグネット６４によって形成さ
れる磁気回路のエアギャップの中に配されているため
に、コイル６６に加えられる信号電流によってこのコイ
ル６６が軸線方向に移動する。すなわちここではコイル
６６とマグネット６４とヨーク６３とセンタコア６５と
によってリニアモータが構成されており、このようなリ
ニアモータによってフラッパ６０が図１において左右の
方向の力を受けることになる。従ってこのような力によ
ってフラッパ６０がノズル４５の先端部に対して変位す
る。
【００１９】供給ポート１１を通して加えられる供給圧
は連通路５４および絞り通路５３を通してノズル４５に
対して作動圧として印加される。そしてこのような作動
圧は、フラッパ６０とノズル４５との隙間を通して流出
する流出量に応じて減圧され、減圧された圧力が中心孔
４６、横孔５０、連通溝５１、およびポート５２を通し
て信号圧として取出され、この信号圧が入力ダイヤフラ
ム１７の上面に作用する。
は連通路５４および絞り通路５３を通してノズル４５に
対して作動圧として印加される。そしてこのような作動
圧は、フラッパ６０とノズル４５との隙間を通して流出
する流出量に応じて減圧され、減圧された圧力が中心孔
４６、横孔５０、連通溝５１、およびポート５２を通し
て信号圧として取出され、この信号圧が入力ダイヤフラ
ム１７の上面に作用する。
【００２０】これに対して下側の凹部２８が出力ポート
１２と連通しているために、凹部２８内が出力圧に維持
される。そしてこのような出力圧はボディ１０の貫通孔
２９を通して凹部２２に印加されているために、凹部２
２内の圧力が出力圧に等しくなるとともに、出力ダイヤ
フラム２０の下面が出力圧を受けることになる。
１２と連通しているために、凹部２８内が出力圧に維持
される。そしてこのような出力圧はボディ１０の貫通孔
２９を通して凹部２２に印加されているために、凹部２
２内の圧力が出力圧に等しくなるとともに、出力ダイヤ
フラム２０の下面が出力圧を受けることになる。
【００２１】これに対して供給ポート１１からの供給圧
はボディ１０の中心部に上下方向に貫通するように形成
されている中心孔４０に印加されるために、バランスダ
イヤフラム３６の下面には供給圧が印加される。さらに
このバランスダイヤフラム３６の下面には、キャンセル
ばね３８の弾性復元力がばね受け３７を介して加わる。
また中心孔４０に加わる供給圧はポペット２７の上面で
あってＯリング３０よりも中心側の領域に印加されるこ
とになる。
はボディ１０の中心部に上下方向に貫通するように形成
されている中心孔４０に印加されるために、バランスダ
イヤフラム３６の下面には供給圧が印加される。さらに
このバランスダイヤフラム３６の下面には、キャンセル
ばね３８の弾性復元力がばね受け３７を介して加わる。
また中心孔４０に加わる供給圧はポペット２７の上面で
あってＯリング３０よりも中心側の領域に印加されるこ
とになる。
【００２２】ここでコイル６６に流れる信号電流を増大
させると、フラッパ６０が図１において左方に押圧さ
れ、ノズル４５の先端部に近接し、これによってノズル
４５の背圧、すなわち信号圧が増大する。従ってこの信
号圧が上面に加えられるダイヤフラム１７は下方へより
大きな力を受けることになり、下方に移動する。そして
このような入力ダイヤフラム１７の力が圧力板１８、セ
ンタボス１９、出力ダイヤフラム２０、受け板２３を介
して圧力板２５に印加される。従ってこの圧力板２５が
下方へ移動する。
させると、フラッパ６０が図１において左方に押圧さ
れ、ノズル４５の先端部に近接し、これによってノズル
４５の背圧、すなわち信号圧が増大する。従ってこの信
号圧が上面に加えられるダイヤフラム１７は下方へより
大きな力を受けることになり、下方に移動する。そして
このような入力ダイヤフラム１７の力が圧力板１８、セ
ンタボス１９、出力ダイヤフラム２０、受け板２３を介
して圧力板２５に印加される。従ってこの圧力板２５が
下方へ移動する。
【００２３】圧力板２５はロッド２６を介してポペット
２７と連結されているために、圧力板２５が下方へ移動
するとポペット２７も下方へ移動する。従ってこのポペ
ット２７の上面に設けられているＯリング３０が凹部２
８の上面から離間する。従って供給ポート１１からの供
給圧が中心孔４０から第３の凹部２８に流動し、出力ポ
ート１２を通して取出される出力圧が上昇する。
２７と連結されているために、圧力板２５が下方へ移動
するとポペット２７も下方へ移動する。従ってこのポペ
ット２７の上面に設けられているＯリング３０が凹部２
８の上面から離間する。従って供給ポート１１からの供
給圧が中心孔４０から第３の凹部２８に流動し、出力ポ
ート１２を通して取出される出力圧が上昇する。
【００２４】出力圧は凹部２２内であって出力ダイヤフ
ラム２０の下面に加えられており、出力圧の上昇に伴っ
て出力ダイヤフラム２０が上方へ押す力が次第に増大
し、やがて入力ダイヤフラム１７による下方への力の増
加量をキャンセルするようになると、ここで再び力の平
衡に達し、図１に示すように圧力板２５およびポペット
２７が上方へ移動してＯリング３０が凹部２８の上面に
接触し、供給圧を遮断する。これによって新しい平衡状
態に達する。
ラム２０の下面に加えられており、出力圧の上昇に伴っ
て出力ダイヤフラム２０が上方へ押す力が次第に増大
し、やがて入力ダイヤフラム１７による下方への力の増
加量をキャンセルするようになると、ここで再び力の平
衡に達し、図１に示すように圧力板２５およびポペット
２７が上方へ移動してＯリング３０が凹部２８の上面に
接触し、供給圧を遮断する。これによって新しい平衡状
態に達する。
【００２５】コイル６６に加えられる信号電流を減少さ
せた場合には、このコイル６６がフラッパ６０を左方へ
押圧する力が少なくなり、このフラッパ６０自身の弾性
復元力とのバランスによってノズル４５とフラッパ６０
との間の隙間が増大する。従ってこの場合にはノズル４
５の背圧が減少することになる。
せた場合には、このコイル６６がフラッパ６０を左方へ
押圧する力が少なくなり、このフラッパ６０自身の弾性
復元力とのバランスによってノズル４５とフラッパ６０
との間の隙間が増大する。従ってこの場合にはノズル４
５の背圧が減少することになる。
【００２６】ノズル４５の背圧、すなわち信号圧が減少
すると、入力ダイヤフラム１７の上面に加えられる信号
圧が減少するために出力圧を受ける出力ダイヤフラム２
０の押圧力によって入力ダイヤフラム１７が上方へ移動
することになる。従って圧力板１８およびセンタボス１
９もばね２４の弾性復元力によって上方へ移動するよう
になる。
すると、入力ダイヤフラム１７の上面に加えられる信号
圧が減少するために出力圧を受ける出力ダイヤフラム２
０の押圧力によって入力ダイヤフラム１７が上方へ移動
することになる。従って圧力板１８およびセンタボス１
９もばね２４の弾性復元力によって上方へ移動するよう
になる。
【００２７】するとセンタボス１９の先端部が出力ダイ
ヤフラム２０から離間する。従って出力ダイヤフラム２
０および受け板２３に貫通して形成されている中心孔４
１が開くようになる。従ってこのような中心孔４１を通
して第２の凹部２２内の空間の出力圧が第１の凹部１６
側へ逃げるようになり、さらに小孔２１を通してボディ
１０の外側に流出する。これによって出力圧が次第に減
少する。そして出力圧による力が信号圧による力とバラ
ンスする状態に達すると、再びセンタボス１９が出力ダ
イヤフラム２０の上面に接し、中心孔４１を閉塞して新
たな力の平衡状態に達する。
ヤフラム２０から離間する。従って出力ダイヤフラム２
０および受け板２３に貫通して形成されている中心孔４
１が開くようになる。従ってこのような中心孔４１を通
して第２の凹部２２内の空間の出力圧が第１の凹部１６
側へ逃げるようになり、さらに小孔２１を通してボディ
１０の外側に流出する。これによって出力圧が次第に減
少する。そして出力圧による力が信号圧による力とバラ
ンスする状態に達すると、再びセンタボス１９が出力ダ
イヤフラム２０の上面に接し、中心孔４１を閉塞して新
たな力の平衡状態に達する。
【００２８】次にこのような調整弁のとくにノズル４５
の背圧として取出される信号圧の供給圧による影響につ
いて数式を用いて説明する。なおここで数式に用いられ
る記号を次の通り転記する。
の背圧として取出される信号圧の供給圧による影響につ
いて数式を用いて説明する。なおここで数式に用いられ
る記号を次の通り転記する。
【００２９】Ｑ1 ： オリフィス５３を通過する流量 Ｑ2 ： ノズル４５とフラッパ６０との間を通過する流
量 Ｐs ： 供給圧 Ｐi ： 信号圧（入力圧） Ｐa ： 大気圧 Ｃ1 ： オリフィス５３の抵抗 Ｃ2 ： フラッパ６０の抵抗 Ｋ1 ： 比例定数 Ｋs ： 比例定数（フラッパ６０のスプリング定数） ｓ： ノズル４５の中心孔４６の内径 Ｋo ： 定数 まずノズル４５に作動圧として加えられる供給圧Ｐs の
流量Ｑ1 は、 Ｑ1 ＝Ｃ1 ・Ｐs （１） またフラッパ６０と対向するノズル４５の先端部から流
出する流量Ｑ2 は、 Ｑ2 ＝Ｃ2 ・（Ｐi −Ｐa ）1/2 （２） ここで Ｃ2 ＝Ｋ1 ・ｘ （３） なおここでｘはノズル４５の先端部とフラッパ６０との
間のギャップを示す。そしてこのギャップがｘのときの
フラッパ６０における力のバランスは次式のようにな
る。
量 Ｐs ： 供給圧 Ｐi ： 信号圧（入力圧） Ｐa ： 大気圧 Ｃ1 ： オリフィス５３の抵抗 Ｃ2 ： フラッパ６０の抵抗 Ｋ1 ： 比例定数 Ｋs ： 比例定数（フラッパ６０のスプリング定数） ｓ： ノズル４５の中心孔４６の内径 Ｋo ： 定数 まずノズル４５に作動圧として加えられる供給圧Ｐs の
流量Ｑ1 は、 Ｑ1 ＝Ｃ1 ・Ｐs （１） またフラッパ６０と対向するノズル４５の先端部から流
出する流量Ｑ2 は、 Ｑ2 ＝Ｃ2 ・（Ｐi −Ｐa ）1/2 （２） ここで Ｃ2 ＝Ｋ1 ・ｘ （３） なおここでｘはノズル４５の先端部とフラッパ６０との
間のギャップを示す。そしてこのギャップがｘのときの
フラッパ６０における力のバランスは次式のようにな
る。
【００３０】 Ｋs ・ｘ＝（Ｐi −Ｐa ）・ｓ （４） ここでＱ1 ＝Ｑ2 であって、しかもＰa ＝０とすれば次
の式が成立する。
の式が成立する。
【００３１】 Ｃ1 ・Ｐs ＝Ｃ2 ・Ｐi 1/2 ＝Ｋ1 ・ｘ・Ｐi 1/2 ＝Ｋ1 ・ｓ・Ｐi 3/2 ／Ｋ
ｓ （５） よってＰｉ ＝｛（Ｃ1 ・Ｋs ・Ｐs ）／（Ｋ1 ・ｓ）｝2/3 （６） ここでＫo を次のように設定する。
ｓ （５） よってＰｉ ＝｛（Ｃ1 ・Ｋs ・Ｐs ）／（Ｋ1 ・ｓ）｝2/3 （６） ここでＫo を次のように設定する。
【００３２】 ｛（Ｃ1 ・Ｋs ）／（Ｋ1 ・ｓ）｝3/2 ＝Ｋo （７） この式を用いると、（６）式は次のように表わされる。
【００３３】 Ｐi ＝Ｋo ・Ｐs 2/3 （８） 上記の式から明らかなように、信号圧Ｐi は供給圧Ｐs
の関数になる。供給圧Ｐs をパラメータとしてコイル６
６に流れる信号電流とノズル４５の背圧として得られる
信号圧Ｐi との関係が図３によって示される。この式か
ら明らかなように、供給圧Ｐs が増加するに従って信号
圧Ｐi が増加することになる。
の関数になる。供給圧Ｐs をパラメータとしてコイル６
６に流れる信号電流とノズル４５の背圧として得られる
信号圧Ｐi との関係が図３によって示される。この式か
ら明らかなように、供給圧Ｐs が増加するに従って信号
圧Ｐi が増加することになる。
【００３４】ここで０点の信号圧Ｐi に注目する。この
調整弁の０点に相当する信号電流をコイル６６に流した
ときの信号圧Ｐi の変化は図４に示される。すなわち０
点の信号圧Ｐi は供給圧Ｐs に依存することになり、供
給圧Ｐs が増大すると増加する傾向になることが図４に
よって示される。
調整弁の０点に相当する信号電流をコイル６６に流した
ときの信号圧Ｐi の変化は図４に示される。すなわち０
点の信号圧Ｐi は供給圧Ｐs に依存することになり、供
給圧Ｐs が増大すると増加する傾向になることが図４に
よって示される。
【００３５】今供給圧Ｐs が５ｋｇｆ／ｃｍ2 のときの
信号圧Ｐi を０．２ｋｇｆ／ｃｍ2となるように設定す
ると、（７）式のＫo はＫo ＝０．０６８になる。従っ
て（８）式は次の式で表わされる。
信号圧Ｐi を０．２ｋｇｆ／ｃｍ2となるように設定す
ると、（７）式のＫo はＫo ＝０．０６８になる。従っ
て（８）式は次の式で表わされる。
【００３６】 Ｐi ＝０．０６８Ｐs 2/3 （９） この（９）式をグラフで表わすと図５に示すようにな
り、信号圧Ｐs の変化に対するこの調整弁の０点の信号
圧Ｐi の変化が具体的な数値の変化として示される。
り、信号圧Ｐs の変化に対するこの調整弁の０点の信号
圧Ｐi の変化が具体的な数値の変化として示される。
【００３７】次に上記の信号圧Ｐi に応じた調整動作を
行なう弁本体の供給圧Ｐs による出力圧Ｐo の変化につ
いて数式により考察する。なおここで記号を次のように
設定する。
行なう弁本体の供給圧Ｐs による出力圧Ｐo の変化につ
いて数式により考察する。なおここで記号を次のように
設定する。
【００３８】Ｐo ： 出力圧 Ａ1 ： 入力ダイヤフラム１７の有効面積 Ａ2 ： 出力ダイヤフラム２０の有効面積 Ａ3 ： バランスダイヤフラム３６の有効面積 Ａ4 ： ポペット３０の有効面積（Ｏリング３０の内側
の面積） 図１に示す調整弁の弁本体の力のバランスの式は次のよ
うになる。
の面積） 図１に示す調整弁の弁本体の力のバランスの式は次のよ
うになる。
【００３９】 Ｐi ・Ａ1 ＝Ｐo ・Ａ2 ＋Ｐs ・（Ａ3 −Ａ4 ） （１０） ここで左辺のＰi ・Ａ1 は信号圧Ｐi によって入力ダイ
ヤフラム１７が受ける下方への力である。また右辺の第
１項は出力圧Ｐo によって出力ダイヤフラム２０が受け
る上方への力である。また右辺の第２項は、バランスダ
イヤフラム３０が供給圧Ｐs によって受ける上方への力
からポペット２７が供給圧Ｐs によって受ける下方への
力を差引いた値を示している。
ヤフラム１７が受ける下方への力である。また右辺の第
１項は出力圧Ｐo によって出力ダイヤフラム２０が受け
る上方への力である。また右辺の第２項は、バランスダ
イヤフラム３０が供給圧Ｐs によって受ける上方への力
からポペット２７が供給圧Ｐs によって受ける下方への
力を差引いた値を示している。
【００４０】 ここでＡ3 −Ａ4 ＝△Ａとすると、 Ｐi ・Ａ1 ＝Ｐo ・Ａ2 ＋△Ａ・Ｐs （１１） よってＰo ＝Ｐi ・（Ａ1 ／Ａ2 ）−Ｐs ・（△Ａ／Ａ2 ） （１２） 上記（１２）式に（８）式を代入すると、 Ｐo ＝Ｋo ・（Ａ1 ／Ａ2 ）・Ｐs 2/3 −（△Ａ／Ａ2 ）Ｐs （１３） 上記の（１３）式から明らかなように、出力圧Ｐo は供
給圧Ｐs の関数になる。供給圧Ｐs をパラメータとして
信号圧Ｐi を変化させたときの出力圧Ｐo の変化は図６
に示すようになる。ここでこの調整弁の０点における出
力圧Ｐo と供給圧Ｐs との関係は図７に示すようにな
る。この図７の式から明らかなように、供給圧Ｐs が増
加すると出力圧Ｐo は次第に減少する傾向になる。すな
わち図７に示す特性は図４に示す特性とは逆の特性にな
る。
給圧Ｐs の関数になる。供給圧Ｐs をパラメータとして
信号圧Ｐi を変化させたときの出力圧Ｐo の変化は図６
に示すようになる。ここでこの調整弁の０点における出
力圧Ｐo と供給圧Ｐs との関係は図７に示すようにな
る。この図７の式から明らかなように、供給圧Ｐs が増
加すると出力圧Ｐo は次第に減少する傾向になる。すな
わち図７に示す特性は図４に示す特性とは逆の特性にな
る。
【００４１】従ってノズル４５とフラッパ６０とから成
るノズルフラッパの部分の信号圧Ｐ i の特性の比例定数
と、図７に示す弁本体の部分の供給圧Ｐs に対する出力
圧Ｐo の特性の比例定数とを巧みに選択すると、図８に
示すように、総合特性としてフラットな特性の調整弁が
得られる。このような特性は、供給圧Ｐs の変化にかか
わらず０点の出力圧Ｐo をほぼ一定の値にする特性であ
る。
るノズルフラッパの部分の信号圧Ｐ i の特性の比例定数
と、図７に示す弁本体の部分の供給圧Ｐs に対する出力
圧Ｐo の特性の比例定数とを巧みに選択すると、図８に
示すように、総合特性としてフラットな特性の調整弁が
得られる。このような特性は、供給圧Ｐs の変化にかか
わらず０点の出力圧Ｐo をほぼ一定の値にする特性であ
る。
【００４２】このような特性によれば、供給圧Ｐs が変
化しても０点の出力圧Ｐo をほぼ一定の値にすることが
可能になる。従ってこのような特性とすることによっ
て、調整弁の０点の安定性を確保できるばかりでなく、
閉ループ制御によって出力圧Ｐo の０点の値を一定の値
にする必要がなくなる。あるいはまた供給ポート１１を
通して加えられる供給圧Ｐs を一定にするための特別な
調整装置を必要としなくなる。
化しても０点の出力圧Ｐo をほぼ一定の値にすることが
可能になる。従ってこのような特性とすることによっ
て、調整弁の０点の安定性を確保できるばかりでなく、
閉ループ制御によって出力圧Ｐo の０点の値を一定の値
にする必要がなくなる。あるいはまた供給ポート１１を
通して加えられる供給圧Ｐs を一定にするための特別な
調整装置を必要としなくなる。
【００４３】今図２に示すように、入力ダイヤフラム１
７の有効面積Ａ1 と出力ダイヤフラム２０の有効面積Ａ
2 とを等しくし、すなわちＡ1 ＝Ａ2 とするとともに、
Ｋo＝０．０６８とし、さらに△Ａ／Ａ2 を０．２４と
すると、（１３）式は次のように表わされる。
７の有効面積Ａ1 と出力ダイヤフラム２０の有効面積Ａ
2 とを等しくし、すなわちＡ1 ＝Ａ2 とするとともに、
Ｋo＝０．０６８とし、さらに△Ａ／Ａ2 を０．２４と
すると、（１３）式は次のように表わされる。
【００４４】 Ｐo ＝０．０６８Ｐs 2/3 −０．０２４Ｐs （１４） 上記の（１４）式をグラフに表わしたのが図９である。
この式から明らかなように、信号圧Ｐs による０点の出
力圧Ｐo の値の変化が極めて少なくなっており、実用上
ほぼ一定の値とみなすことが可能になる。すなわち供給
圧Ｐs が変化しても、この調整弁の総合特性としての０
点の出力圧Ｐo の変化はほぼ無視できる程度になる。
この式から明らかなように、信号圧Ｐs による０点の出
力圧Ｐo の値の変化が極めて少なくなっており、実用上
ほぼ一定の値とみなすことが可能になる。すなわち供給
圧Ｐs が変化しても、この調整弁の総合特性としての０
点の出力圧Ｐo の変化はほぼ無視できる程度になる。
【００４５】
【発明の効果】本願の一発明は、外部から供給される電
気信号に応じた出力を取出すようにした調整弁におい
て、供給圧が増加すると０点の信号圧が増加する電磁式
ノズルフラッパと、供給圧が増加すると０点の出力圧が
減少する弁本体と、を具備し、電磁式ノズルフラッパの
ノズルの背圧を弁本体の信号圧として用いるようにした
ものである。
気信号に応じた出力を取出すようにした調整弁におい
て、供給圧が増加すると０点の信号圧が増加する電磁式
ノズルフラッパと、供給圧が増加すると０点の出力圧が
減少する弁本体と、を具備し、電磁式ノズルフラッパの
ノズルの背圧を弁本体の信号圧として用いるようにした
ものである。
【００４６】従って電磁式ノズルフラッパの特性と弁本
体の特性とが互いに相殺するように機能することにな
り、これによって供給圧の変化が出力圧の変化に及ぼす
影響を軽減することが可能になる。
体の特性とが互いに相殺するように機能することにな
り、これによって供給圧の変化が出力圧の変化に及ぼす
影響を軽減することが可能になる。
【００４７】別の発明は、電磁式ノズルフラッパの供給
圧に対する０点の信号圧の変化の比例定数と弁本体の供
給圧に対する０点の出力圧の変化の比例定数とが互いに
ほぼ逆の関係になるとともに、組合わせたときに供給圧
の変化の影響がほぼ相殺されるように、電磁式ノズルフ
ラッパの特性と弁本体の特性とが調整されるようにした
ものである。
圧に対する０点の信号圧の変化の比例定数と弁本体の供
給圧に対する０点の出力圧の変化の比例定数とが互いに
ほぼ逆の関係になるとともに、組合わせたときに供給圧
の変化の影響がほぼ相殺されるように、電磁式ノズルフ
ラッパの特性と弁本体の特性とが調整されるようにした
ものである。
【００４８】従って供給圧が変化したときのノズルフラ
ッパの０点の信号圧の変化と弁本体の出力圧の変化とは
互いに相殺され、このために供給圧の変化にかかわらず
０点の出力圧の変化がなくなる。従って供給圧の変化に
かかわらず０点が安定に確保されることになり、閉ルー
プ制御を実施したり、供給圧を一定に保持するための機
構を設けたりする必要がなくなる。
ッパの０点の信号圧の変化と弁本体の出力圧の変化とは
互いに相殺され、このために供給圧の変化にかかわらず
０点の出力圧の変化がなくなる。従って供給圧の変化に
かかわらず０点が安定に確保されることになり、閉ルー
プ制御を実施したり、供給圧を一定に保持するための機
構を設けたりする必要がなくなる。
【図１】調整弁の構成を示す縦断面図である。
【図２】入力ダイヤフラムと出力ダイヤフラムの面積を
等しくした調整弁の縦断面図である。
等しくした調整弁の縦断面図である。
【図３】ノズルフラッパの信号電流の変化に対する信号
圧の変化を示すグラフである。
圧の変化を示すグラフである。
【図４】ノズルフラッパの供給圧の変化に対する０点の
信号圧の変化を示すグラフである。
信号圧の変化を示すグラフである。
【図５】ノズルフラッパの具体的な０点の特性のグラフ
である。
である。
【図６】弁本体の信号圧に対する出力圧の変化を示すグ
ラフである。
ラフである。
【図７】弁本体の信号圧に対する０点の出力圧の変化を
示すグラフである。
示すグラフである。
【図８】０点の出力圧の総合特性を示すグラフである。
【図９】調整弁の具体的な総合特性を示すグラフであ
る。
る。
１０ ボディ １１ 供給ポート １２ 出力ポート １６ 第１の凹部 １７ 入力ダイヤフラム １８ 圧力板 １９ センタボス ２０ 出力ダイヤフラム ２１ 小孔 ２２ 第２の凹部 ２３ 受け板 ２４ ばね ２５ 圧力板 ２６ ロッド ２７ ポペット ２８ 第３の凹部 ２９ 貫通孔 ３０ Ｏリング ３５ 突部 ３６ バランスダイヤフラム ３７ ばね受け ３８ キャンセルばね ４０ 中心孔 ４１ 中心孔 ４５ ノズル ４６ 中心孔 ４７ 保持部 ４８ 上部ボディ ４９ 凹部 ５０ 横孔 ５１ 連通溝 ５２ ポート ５３ 絞り通路 ５４ 連通路 ６０ フラッパ ６１ 開口 ６２ ケーシング ６３ ヨーク ６４ マグネット ６５ センタコア ６６ コイル ６７ ボビン ６８ 小孔
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3H056 AA02 AA07 BB02 BB24 BB32 CA07 CA13 CB02 CB07 CC15 CD04 CD06 DD04 EE06 GG02 3H059 AA09 BB05 BB07 BB22 CA24 CD05 CD12 CE04 CE05 DD17 EE13 FF04 3H086 CA05 CB01 CB15 CB18 CC03 CC06 CC12 CC13 CC15 CD01 3H106 DA03 DA23 DA26 DB02 DB12 DB32 DC05 DC17 DD06 EE34 GA08 GA10 GB06 GB11 GC14 HH08 5H316 BB02 DD06 EE02 EE10 EE12 EE20 JJ03 JJ04 JJ07 JJ13 KK02
Claims (8)
- 【請求項１】外部から供給される電気信号に応じた出力
を取出すようにした調整弁において、 供給圧が増加すると０点の信号圧が増加する電磁式ノズ
ルフラッパと、 供給圧が増加すると０点の出力圧が減少する弁本体と、 を具備し、前記電磁式ノズルフラッパのノズルの背圧を
前記弁本体の信号圧として用いることを特徴とする調整
弁。 - 【請求項２】電磁式ノズルフラッパの供給圧に対する０
点の信号圧の変化の比例定数と弁本体の供給圧に対する
０点の出力圧の変化の比例定数とが互いにほぼ逆の関係
になるとともに、組合わせたときに供給圧の変化の影響
がほぼ相殺されるように、前記電磁式ノズルフラッパの
特性と前記弁本体の特性とが調整されることを特徴とす
る請求項１に記載の調整弁。 - 【請求項３】電磁式ノズルフラッパのフラッパがリニア
モータのコイルによって軸線方向に移動されてノズルの
先端部との間の隙間が調整されることを特徴とする請求
項１に記載の調整弁。 - 【請求項４】電磁式ノズルフラッパのノズルに作動圧と
して供給圧が印加されるとともに、前記ノズルの背圧が
信号圧として取出されることを特徴とする請求項１に記
載の調整弁。 - 【請求項５】前記弁本体が、信号圧を受ける入力ダイヤ
フラムと出力圧を受ける出力ダイヤフラムとを具備し、
該入力ダイヤフラムと出力ダイヤフラムとが力を伝達す
る剛体を介して互いに押合うように配置され、 しかも供給圧を受けるバランスダイヤフラムを具備し、
該バランスダイヤフラムが圧力板を介して前記出力ダイ
ヤフラムを入力ダイヤフラム側に押圧することを特徴と
する請求項１に記載の調整弁。 - 【請求項６】バランスダイヤフラムの有効面積が入力ダ
イヤフラムおよび出力ダイヤフラムの有効面積に比べて
十分に小さいことを特徴とする請求項５に記載の調整
弁。 - 【請求項７】ポペットを具備し、ボディ内の案内孔内を
摺動可能に支持されているロッドを介して前記圧力板に
連結されていることを特徴とする請求項５に記載の調整
弁。 - 【請求項８】ロッドによって互いに連結されている前記
圧力板と前記ポペットの内の一方を両者の重量を打消す
ようにばねによって押圧することを特徴とする請求項５
に記載の調整弁。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16101899A JP4220616B2 (ja) | 1999-06-08 | 1999-06-08 | 調整弁 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16101899A JP4220616B2 (ja) | 1999-06-08 | 1999-06-08 | 調整弁 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000347745A true JP2000347745A (ja) | 2000-12-15 |
| JP4220616B2 JP4220616B2 (ja) | 2009-02-04 |
Family
ID=15727029
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16101899A Expired - Lifetime JP4220616B2 (ja) | 1999-06-08 | 1999-06-08 | 調整弁 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4220616B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107023709A (zh) * | 2015-11-18 | 2017-08-08 | 阿自倍尔株式会社 | 定位器 |
-
1999
- 1999-06-08 JP JP16101899A patent/JP4220616B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107023709A (zh) * | 2015-11-18 | 2017-08-08 | 阿自倍尔株式会社 | 定位器 |
| CN107023709B (zh) * | 2015-11-18 | 2019-05-10 | 阿自倍尔株式会社 | 定位器 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4220616B2 (ja) | 2009-02-04 |
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