JPH04258578A - 比例制御弁 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は流体の流量を制御する比
例制御弁に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の比例制御弁は図４に示す
ようなものがあった。図４において、コイル１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を有する。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
。

【０００３】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１
１と、弁軸１２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次室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を対応する弁座１７に当接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。

【０００４】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が吸引されパイロット
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次室１
３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の調節孔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。

【０００５】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。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。

【０００６】

【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、図５（ａ）に示すようにコイル電流に重
畳する微小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、コイルに流す電流が大きい領域
では弁も全開に近く、発生する力も大きくなり摩擦力も
増大する。この領域でも重畳する微少交流信号の振幅が
一定であると摺動抵抗の増加を吸収できなくなり弁が安
定に動作しなくなる。

【０００７】本発明は、かかる従来の問題点を解消する
もので、電磁力発生手段への電流（駆動信号）の大きい
領域では重畳する微少交流信号の振幅を大きくして駆動
電流の大きさにかかわらず弁を安定に動作させることを
目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に本発明の比例制御弁は、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摺動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、前記制御手段は前記電磁力発生手段への電流（
駆動信号）の大きい領域では振幅を大きくして駆動信号
に交流信号を重畳する交流信号発生手段を備えたもので
ある。

【０００９】

【作用】本発明は、上記した構成によって、弁の摺動摩
擦が増加し力の必要になる弁全開付近において重畳する
微少交流信号により駆動信号の振幅を大きくする。

【００１０】

【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、図１は比例制御弁の断面図で図４と同一部
品については同一符号を付して詳細な説明は省略し、異
なる部分を中心に説明する。コイル１とプランジャ２に
より電磁力発生手段２１を形成している。２２は流量を
設定する設定手段で、流量は流量検出手段２３によって
検出する。

【００１１】図２は制御手段２０の例である。設定手段
２２と流量検出手段２３の信号を入力することにより弁
制御手段２４は制御量を演算し駆動量設定手段２５に信
号を出す。このとき交流信号発生手段２６にも信号を出
し重畳する微少交流信号を発生する。駆動量設定手段２
５の出力（駆動電流）は電磁力発生手段２１に伝える。

【００１２】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電磁力発生手段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２３の信号と設定手段２２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５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。このため通常は微少交流信号を駆動信号に重畳し、
このヒステリシス特性や駆動開始時の摺動抵抗を軽減し
ている。

【００１３】しかし、電磁力発生手段２１に流す電流が
大きい領域では弁も全開に近く、弁体にかかる力も大き
くなり摩擦力も増大している。この領域でも重畳する微
少交流信号の振幅が一定であると摺動抵抗の増加を吸収
できなくなり弁が安定に動作しなくなる。

【００１４】そこで本発明は上記の現象を防ぐために次
のような手段をこおじている。駆動電流が大きくなるに
つれて流量も増加し流体力等により弁体１１やシリンダ
７は弁きょう体６に押しつけられ摩擦力が増してくる。

【００１５】弁制御手段２４は設定手段２２と流量検出
手段２３の信号を入力し、制御量を演算して駆動量設定
手段２５に信号を出す。この際、制御量と駆動電流とは
ほぼ一対に対応しているため、この制御量を交流信号発
生手段２６にも出す。交流信号発生手段２６はこの制御
量に応じて駆動電流が大きくなってくると出力する微少
交流信号の振幅を大きくしていく。

【００１６】例えば、駆動電流が小さい場合振幅が小さ
く、駆動電流が大きくなるにつれほぼ比例して振幅が大
きくなる微少交流信号（図３（ａ））を重畳すると、合
成した駆動電流は図３（ｂ）のようになる。したがって
最大電流値（図３（ｂ）ｍａｘ点）付近では重畳する微
少交流信号が大きくなりシリンダ７等の摺動抵抗が増加
してもそれを打ち消す作用を電磁力発生手段２１に供給
することができる。

【００１７】また、弁の特性を低下すること無いように
駆動電流の小さい領域からある程度の微少交流信号を重
畳したい場合は図３（ｃ）のように駆動電流がある値（
ａ点）を越えるまでは振幅を一定としａ点から最大値ｍ
ａｘまではほぼ比例して振幅が小さくなるようにする。 そして合成した駆動電流は図３（ｄ）のようになる。

【００１８】同様に、微少交流信号を図３（ｅ）のよう
に駆動電流がある値（ｂ点）を越えるまでは振幅を一定
としｂ点以上になると最大振幅を加えるようにしても良
い。そして合成した駆動電流は図３（ｆ）のようになる
。

【００１９】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。

【００２０】

【発明の効果】このように本発明の比例制御弁によれば
、電磁力発生手段の駆動電流が大きな領域において、重
畳する微少交流信号を大きくすることにより、最大電流
値付近でシリンダ等の摺動抵抗が流体力等により増加し
てもそれを打ち消す作用を電磁力発生手段に供給するこ
とができる。このため、流量（弁体の位置）にかかわら
ず安定に弁を動作させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の比例制御弁の一実施例を示す断面図

【
図２】同比例制御弁の制御ブロック図

【図３】（ａ），
（ｃ），（ｅ）は同駆動電流Ｉに対する交流信号発生手
段の各出力特性図 （ｂ），（ｄ），（ｆ）は同駆動電流Ｉに対する駆動量
設定手段の各出力特性図

【図４】従来の比例制御弁の断面図

【図５】同交流信号特性図

【符号の説明】

４　　流入路 ５　　流出路 ６　　弁きょう体 ７　　シリンダ ２０　　制御手段 ２１　　電磁力発生手段 ２６　　交流信号発生手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項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
   きょう体内部を摺動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
   制御手段は前記電磁力発生手段への電流（駆動信号）の
   大きい領域では振幅を大きくして駆動信号に交流信号を
   重畳する交流信号発生手段を有する比例制御弁。