JPH04102777A - 流量制御弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は流体の流量を制御する流量制御弁に関するもの
である。

従来の技術 従来この種の流量制御弁は第４図に示すようなものがあ
った。

第４図において、コイルｌと、前記コイル１内部を摺動
するプランジャ２と、前記プランジャ２を外部に押し出
す方向に付勢する第１のスプリング３と、流入路４と流
出路５を有する弁きょう体６と、前記弁きょう体６内部
を摺動するシリンダ７があり、このシリンダ７は複数の
調節穴８を有しており前記プランジャ２と連動している
。このシリンダ７の調節孔８が流入路４に臨む面積によ
り、シリンダ７の円周方向から中心に向かって流入する
液体の流量を調節する構成である。

前記シリンダ７内に設けた受圧体９であるピストン１０
と、流出路５への開口部を構成する弁体１１と、弁軸１
２が一体で構成している。ピストン１０の周囲から微少
にリークしながら流入路４の１次室１３と仕切られた背
圧室１４と、゛前記弁軸１２には背圧室１４と弁体１１
の下流の流出路５につながる２火室１５を連通する連通
孔１６を設けている。ピストン１０には、弁体１１が対
応する弁座１７に当該する方向に付勢する第２のスプリ
ング１８を設けている。また、前記弁軸１２内の背圧室
１４側にあって、前記連通孔１６を開閉するパイロット
弁１９を設け、前記パイロット弁１９はプランジャ２と
連結している。

コイル１に通電すると、第１のスプリング３の付勢力に
抗してプランジャ２が吸引されパイロ・７ト弁１９はリ
フトし連通孔１６を開く。その時背圧室１４の圧力が低
下し、ピストン１０は背圧室１４と１火室１３の差圧に
より第２のスプリング１８にうち勝って押し上げられ、
同時に弁体１１が弁座１７から離脱して流出路５への開
口部８が形成される。コイル１への通電をさらに増すと
パイロット弁１９のリフト量が増し、シリンダ７をリフ
トさせ、シリンダ７の１ｉｉ１節孔８が流入路４に臨み
、シリンダ７の円周方向から中心方向に向かって流入す
る流体の流量が増え始める、つまり、コイル１へ流す電
流値を加減することでシリンダ７のリフト量の変化が、
シリンダ７の調節孔８が流入路５に臨む面積の変化にな
り、流体の流量を調節するものである。

制御手段２０はコイル１に電流を流す際に微少交流信号
を重畳している。（第５図）これはコイル１とプランジ
ャ２からなる磁気回路のヒステリシス特性や駆動開始時
の摺動抵抗を軽減するためである。

発明が解決しようとする課題 しかしながら上記のような構成では、コイル電流に重畳
する微少交流電流がコイル電流の大きさにかかわらず一
定である。

このため、コイル電流が小さい時はコイル電流値より微
少交流信号の振幅の方が大きくなり所望の流量まで絞れ
なかったり、振動やハンチングを生じることがある。

本発明はかかる従来の課題を解消するもので、！磁力発
生手段への電流値に応して交流信号発生手段の振幅を変
化し流量制御弁を安定に動作することを目的とする。

課題を解決するための手段 上記課題を解決するために本発明の流量制御弁は、流入
路と流出路を存する弁きょう体と、電磁力発生手段と、
前記を磁力発生手段の付勢力で前記弁きょう体内部を動
作し流量を調節する弁体と、前記電磁力発生手段の電流
を調節する制御手段とからなり、前記制御手段は駆動信
号に交流信号を重畳する交流信号発生手段を有し前記交
流信号発生手段は前記！磁力発生手段への電流値により
振幅を変化する構成としたものである。

作用 以上の構成により、電磁力発生手段へのＴＫ、’ｌＸ値
に応して、重畳する交流信号発生手段の振幅を変化する
。

実施例 以下、本発明の一実施例を図面を用いて説明する。なお
、第１図は流量制御弁の断面図で第４図と同一部品につ
いては同一番号を付している。コイル１はプランジャ２
により電磁力発生手段２１を形成している。

流量は流量検出手段２２によって検出する。２３は流量
を設定する設定手段である。

第２図は制御手段２０の例である。２４は主制御手段で
、２５は駆動電流設定手段で、２６は交流信号発生手段
である。

次に本発明の構成の動作を説明する。

従来の技術で説明したのと同様に１を磁力発生手段２１
に流す電流により流量を調節している。制御手段２０は
流量検出手段２２の信号と設定手段２３の信号を入力す
ることにより流量が設定流量になるように電磁力発生手
段２１に流す電流を可変しシリンダ７のリフト量を変え
、シリンダ７の調節孔８が流入路４に臨む面積の変化で
流体の流量を調節する。

この際、電磁力発生手段２１に流す電流が直流電流では
、コイル１とプランジャ２からなる磁気回路のヒステリ
シス特性や駆動開始時の摺動抵抗によりシリンダ７を早
く動かし流量の調節を行うことが難しい。

また、ｉｉｔ磁力発生手段２１に流す電流に単に一定振
幅で一定周波数の交流信号を重畳しても磁気回路のヒス
テリシス特性や駆動開始時の摺動抵抗は少なくなるが規
則的な交流信号により弁体１１の共振振動やハンチング
を発生することがある。

さらに小流量まで絞った場合、流量調節が不安定になっ
たり、またはコイル電流より微少交流信号の振幅の方が
大きいと所望の流量まで絞れないことがある。

上記の現象を防ぐ手段を以下に説明する。

流量制御弁はその形状等によって特性が微妙に異なって
いる。たとえばシリンダ７の調節孔８が流入路４に臨む
面積の変化によって感度が異なり、重畳する交流信号の
影響が一定でない。

したがって、主制御手段２４は、駆動量設定手段２５へ
の出力に応して（電磁力発生手段２１への電流値に応じ
て）交流信号発生手段２６に信号を送り、駆動電流に重
畳する交流信号の振幅を変化するようにする。交流信号
発生手段２６の出力は駆動信号に重畳するため駆動量設
定手段２５に入力する。

例えば、駆動電流が小さく流量を絞っている場合は、弁
体の感度が高い。このため第３図（ａ）のように駆動電
流が小さくなるにつれて重畳する交流信号も小さくして
いく。流量が多い領域では微少交流信号は一定でもあま
り弁体１１の感度に影響は無い。したがって、駆動電流
が一定値以上（第３図（ａＪ　ｘ点）になると微少交流
信号の振幅を一定としても良い。合成した駆動電流は第
３図（ｂ）のようになる。

このように主制御手段２４の信号により駆動電流に范し
て重畳する交流信号の振幅を自由に変化することができ
る。このため、弁体１１の共振を抑え、最も効率の良い
交流信号を重畳するため弁体１１を安定に早く動作する
ことが可能となる。

上記の実施例では重畳する交流信号の振幅のみを変化し
ているが周波数を変化したり、また振幅と周波数の２つ
を同時に変化してもよい。

また、上記の実施例では電磁力発生手段としてコイルと
プランジャを用いているが、コイルと鉄心を用いた構成
としシリンダに磁石を備え付勢力を非接触で伝えるよう
にしてもよい。

第２の実施例を次に説明する。

流量を絞りきり流量制御弁を閉止する場合は、駆動電流
を零にしても微少交流信号が残り弁体１１が閉りきれな
いことがある。

この場合、駆動電流があらかじめ設定した値より小さく
なると（主制御手段２４または設定手段２３により定め
る）主制御手段２４は微少交流信号発生手段２６に信号
を出し駆動電流に重畳する交流信号を停止する。重畳す
る交流信号は第３図（ｃ）のようになる。ここであらか
じめ設定した駆動電流値は第３図（ｃ）　ｙ点とする。

このため流量制御弁を閉止する際、流量を絞っていくと
途中で重畳する交流信号が無くなるため交流信号による
振動や弁体１１の未閉止ということが無くなり安定な閉
止動作を可能とする。

反対に流量制御弁を開く場合は、駆動電流が一定値以上
になってから交流信号が重畳されるため弁体１１の開き
始めで不安定になることは無い。合成した駆動電流は第
３図（ｄ）のようになる。

第３の実施例を次に説明する。

駆動電流が小さい時、微少交流信号の振幅が駆動電流の
大きさとほぼ等しいか大きい場合は微少交流信号の影響
の方が大きくなり弁体１１の動作は不安定になる。

このため微少交流信号発生手段２６は主制御手段２４か
ら駆動電流の値を受取り、この値より小さい振幅で第３
図（ｅｌのような交流信号を重畳するようにする。

このため駆動電流が小さ（なると微少交流信号の影響も
小さくなるため弁体１１は安定に小流量での流量制御が
可能になる。

発明の効果 以上のように本発明の流量制御弁は、流入路と流出路を
有する弁きょう体と、電磁力発生手段と、前記電磁力発
生手段の付勢力で前記弁きょう体内部を動作し流量を調
節する弁体と、前記！磁力発生手段の電流を調節する制
御手段とからなり、前記制御手段は駆動信号に交流信号
を重畳する交流信号発生手段を有し前記交流信号発生手
段は前記電磁力発生手段への電流値により振幅を変化す
る構成からなり、駆動電流が小さくすると重畳する微少
交流信号も小さくするため、小流量まで絞っても流量調
節は安定に制御できる。

また、交流発生手段は電磁力発生手段への電流値があら
かじめ定めた値以下では交流信号の発生を停止する構成
とすると、流量を絞りきり流量制御弁を閉止する場合に
、流量を絞っていくと途中で重畳する交流信号が無くな
るため交流信号による振動や弁体の未閉止ということが
無くなり安定な閉止動作を可能とする。

反対に流量制御弁を開く場合は、駆動電流が一定値以上
になってから交流信号が重畳されるため弁体の開き始め
で不安定になることは無い。

また、交流発生手段はｔｍ力発生手段への電流値より振
幅が小さい交流信号を駆動信号に重畳する構成とすると
、駆動電流が小さくなると微少交流信号の影響も小さく
なるため弁体は安定に小流量での流量制御が可能になる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の流量制御弁の断面図、第２
図は同流量制御弁の制御ブロック図、第３図は同流量制
御弁の制御手段の出力特性図、第４図は従来の流量制御
弁の断面図、第５図は従来の交流信号特性図である。 １・・・・・・コイル、２・・・・・・プランジャ、３
・・・・・・第】のスプリング、４・・・・・・流入路
、５・・・・・・流出路、６・・・・・・弁きょう体、
７・・・・・・シリンダ、９・・・・・・受圧体、１１
・・・・・・弁体、１２・・・・・・弁軸、１４・・・
・・・背圧室、１６・・・・・・連通孔、１８・・・・
・・第２のスプリング、１９・・・・・・パイロ７）弁
、２０・・・・・・制御手段、２１・・・・・・電磁力
発生手段、２３・・・・・・設定手段、２６・・・・・
・交流信号発生手段。 代理人の氏名　弁理士　粟野重孝　はか１名第２１！！ 第 図 工 ■ 第 図 （６Ｌ） 第 図 マ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）流入路と流出路を有する弁きょう体と、電磁力発
   生手段と、前記電磁力発生手段の付勢力で前記弁きょう
   体内部を動作し流量を調節する弁体と、前記電磁力発生
   手段の電流を調節する制御手段とからなり、前記制御手
   段は駆動信号に交流信号を重畳する交流信号発生手段を
   有し、前記交流信号発生手段は前記電磁力発生手段への
   電流値により振幅を変化する流量制御弁。
2. （２）交流発生手段は電磁力発生手段への電流値があら
   かじめ定めた値以下になると交流信号の発生を停止する
   構成とした特許請求の範囲第１項記載の流量制御弁。
3. （３）交流発生手段は電磁力発生手段への電流値より振
   幅が小さい交流信号を駆動信号に重畳する構成とした特
   許請求の範囲第１項記載の流量制御弁。