JPH0754807A - 油圧比例制御弁の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 比例弁にディザー電圧を印加して、スムーズ
な弁の作動を実現しながらディザー電圧の印加に起因す
る異音の発生や装置の振動を防止し、かつ、円滑で静粛
な制御が行えるものである。 【構成】 油圧比例制御弁１１の上流側に電磁弁６，
７，１３，１４を設け、該電磁弁を制御してシリンダ１
ｂを駆動すると共に、前記油圧比例制御弁の開度を制御
して前記シリンダの駆動速度を制御するようにした油圧
比例制御弁の制御装置において、前記油圧比例制御弁の
弁開度変化の直前または同時から、閉を含む所定弁開度
到達の直後または同時の間に、前記油圧比例制御弁にデ
ィザー電圧を印加するようにしたものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は理美容椅子、メディカル
機器（歯科用椅子、手術台等）を作動させる油圧作動装
置として、比較的小容量の油圧装置に使用される油圧比
例制御弁の制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、前記した理美容椅子やメディカル
機器の起動停止時におけるオイルハンマーの発生を防止
するためや流量を制御するために油圧比例制御弁（以
下、単に比例弁という）が使用されるようになった。そ
して、この比例弁を使用した場合には、スティックの防
止を図るために、該比例弁に対して常時（作動待機中）
ディザー電圧を印加し、弁棒を動摩擦状態としていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、比例弁に常
時ディザー電圧を印加して弁棒を微小振動させておく
と、しばしば油圧系に脈圧を誘発して、異音の発生や装
置が振動を発生することがあり、この防止対策が望まれ
ていた。

【０００４】本発明は前記した問題点を解決せんとする
もので、その目的とするところは、比例弁にディザー電
圧を印加して、スムーズな弁の作動を実現しながらディ
ザー電圧の印加に起因する異音の発生や装置の振動を防
止し、かつ、円滑で静粛な油圧比例制御弁の制御装置を
提供するにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の油圧比例制御弁
の制御装置は前記した目的を達成せんとするもので、そ
の手段は、油圧比例制御弁の上流側に電磁弁を設け、該
電磁弁を制御してシリンダを駆動すると共に、前記油圧
比例制御弁の開度を制御して前記シリンダの駆動時間を
制御するようにした油圧比例制御弁の制御装置におい
て、前記油圧比例制御弁の弁開度変化の直前または同時
から、閉を含む所定弁開度到達の直後または同時の間
に、前記油圧比例制御弁にディザーオン信号を印加する
ようにしたことである。

【０００７】

【作用】前記した如く構成した本発明の油圧比例制御弁
の制御装置は、油圧比例制御弁の開度変化の始めから開
度変化の終了の一定時間の間、油圧比例制御弁にディザ
ーオン信号を印加することにより、シリンダの駆動が緩
やかに行われてショックを与えないと共に、前記一定時
間の後はディザーオン信号の供給が停止されるので、デ
ィザー電圧の印加に起因する異音の発生や装置お振動が
防止でき、かつ、シリンダの動作が円滑に行えるもので
ある。

【０００８】

【実施例】以下、本発明に係る油圧比例制御弁の制御装
置を理美容用椅子の昇降と、背もたれの起倒に応用した
場合について説明する。図１において、１は理美容用椅
子、１ａは該椅子１のベース、１ｂは座部１ｃの昇降シ
リンダーにして、ラム１ｄが突出・後退することにより
座部１ｃがベース１ａに対して昇降するものである。

【０００９】１ｅは前記椅子１の座部１ｃに対して起倒
自在に取付けられた背もたれ、１ｆは前記座部１ｃと背
もたれ１ｅとの間に取付けられた起倒シリンダーにし
て、ラム１ｇが突出・後退することにより背もたれ１ｄ
が座部１ｃに対して起倒するものである。なお、１ｈは
背もたれ１ｄを常時倒方向のモーメントを付加するため
のスプリングである。

【００１０】２はオイルタンク、３は一端がオイルタン
ク２に開口された吸入管にして、他端がモータポンプ４
に接続されている。このモータポンプ４の出口側には供
給管５の一端が接続され、この供給管５の他端は分岐５
ａにて２つに分岐されて前記昇降シリンダー１ｂと起倒
シリンダー１ｆに至る供給管５ｂ，５ｃに接続されてい
る。この供給管５ｂ，５ｃには、前記分岐５ａと昇降シ
リンダー１ｂとの間および分岐５ａと起倒シリンダー１
ｆとの間に油圧分配用電磁弁６，７および逆止弁８，９
がそれぞれ直列接続されている。

【００１１】１０は一端が前記オイルタンク２に開口さ
れた排油管にして、他端が油圧比例制御弁１１（以下、
単に比例弁という）に接続されている。この比例弁１１
の入口側には排出管１２の一端が接続され、この排出管
１２の他端も分岐されて、それぞれ前記モータポンプ４
の出口側の吐出管５に接続されたバイパス管５ｄを経由
するバイパス排出管１２ｃと、前記油圧分配電磁弁６お
よび７の出口側に接続されている。

【００１２】そして、前記油圧分配電磁弁６，７の出口
側に接続された排出管１２ａ，１２ｂには戻り油用電磁
弁１３，１４と逆止弁１５，１６が、また、前記バイパ
ス管５ｄとバイパス管１２ｃ間のゲートとしてバイパス
用電磁弁１７と逆止弁１８がそれぞれ接続されている。

【００１３】次に、前記した油圧回路における比例弁１
１を制御するための電気回路を図２と共に説明する。な
お、図２は座部１ｂを昇降させる回路であるが、背もた
れ１ｅを起倒させる回路も同じなので、座部１ｂの昇降
のみについて説明する。２１は前記椅子１に設けられた
部座１ｂを昇降させるための上昇・下降用操作スイッチ
である。

【００１４】２２は該操作スイッチ２１を操作すると同
時あるいは少し遅れて一定時間オン信号を送出すると共
に前記操作スイッチ２１の操作を停止したと同時あるい
は少し遅れて一定時間オン信号を送出し、さらに、後述
する比例弁制御電圧発生回路２３にオン信号を送出する
タイミング制御回路にして、詳細は図３に示す。

【００１５】２３は前記タイミング制御回路２２よりの
信号によって特定の波形の信号を発生する比例弁制御電
圧発生回路にして、詳細は図４に示す。２４は高い周波
数（例えば１００Hzの方形波を発生する方形波発振回
路、２５は前記タイミング制御回路２２よりのディザー
オン信号によってオン・オフするスイッチ、２６は前記
比例弁制御電圧発生回路２３よりの信号と方形波発振回
路２４よりの信号を加算する加算回路である。

【００１６】２７は直流電源、２８電圧制御回路にし
て、前記加算回路２６よりの出力電流が小さいために前
記した図１における比例弁１１を駆動できないために大
きな電流値を得るために前記直流電源２７と共に設けた
ものである。

【００１７】次に、タイミング制御回路２２の詳細を図
３と共に説明する。このタイミング制御回路２２は６個
のワンショットマルチバイブレータ２２ａ〜２２ｆ（以
下、単にマルチバイブレータという）、４個のオア回路
２２ｇ〜２２ｊ、１個のノア回路２２ｋ、１個のアンド
回路２２ｌおよび１個のインバータ回路２２ｍとより構
成されている。

【００１８】そして、このタイミング制御回路２２は入
力が前記した図２の操作スイッチ２１の上昇操作スイッ
チ２１ａに接続され、ディザーオン信号が前記した図２
のスイッチ２５に接続され、さらに、４個の出力端子Ｓ
₁ 〜Ｓ₄ よりの信号が図４の比例弁制御電圧発生回路２
３のスイッチＳ₁ 〜Ｓ₄ に接続されている。

【００１９】次に、比例弁制御電圧発生回路２３の詳細
を図４と共に説明する。この比例弁制御電圧発生回路２
３は前記したタイミング制御回路２２の出力端子Ｓ₁ 〜
Ｓ₄ よりの出力信号によってオン・オフするスイッチＳ
₁ 〜Ｓ₄ 、該スイッチＳ₁ 〜Ｓ₄ の一端が接続された可
変抵抗器Ｒ₁ 〜Ｒ₃ 、オペアンプによる積分回路２３ａ
とより構成されている。

【００２０】前記した図３におけるタイミング制御回路
２２の動作を図５のタイミングチャート図と共に説明す
る。上昇操作スイッチ２１ａを操作するとマルチバイブ
レータ２２ａの入力端が負電圧となるので、該マルチバ
イブレータ２２ａよりの出力がハイレベルとなる。これ
により、オア回路２２ｇ，２２ｈを介してディザーオン
信号が出力される。

【００２１】一方、前記上昇操作スイッチ２１ａがオフ
状態であると、アンド回路２２ｌの一方の端子がハイレ
ベルに、また、ノア回路２２ｋにローレベルの信号が入
力されていることから、アンド回路２２ｌの他方の端子
にはハイレベルの信号が入力され、従って、オア回路２
２ｊを介してスイッチＳ₄ を閉成するための信号はハイ
レベルを保持している。

【００２２】そてし、マルチバイブレータ２２ａが予め
設定された時間後にオフ状態になると、アンド回路２２
ｌよりの出力がローレベルでオア回路２２ｊの出力もロ
ーレベルとなるので、スイッチＳ₄ への出力はローレベ
ルとなり、また、オア回路２２ｊよりの出力がローレベ
ルとなってインバータ回路２２ｍによって反転されてス
イッチＳ₃ を閉成するための出力がハイレベルとなる。

【００２３】また、前記マルチバイブレータ２２ａがオ
フ状態となると、マルチバイブレータ２２ｂより出力が
ハイレベルとなるので、スイッチＳ₁ を閉成するための
出力がハイレベルになると共にオア回路２２ｇ，２２ｈ
を介してディザーオン信号は続けて送出される。

【００２４】以下、同様にして、マルチバイブレータ２
２ｂがオフ状態となると、スイッチＳ₁ への出力はロー
レベルになり、また、マルチバイブレータ２２ｃの出力
がハイレベルとなるので、オア回路２２ｇ，２２ｈを介
してディザーオン信号を送出する。従って、ディザーオ
ン信号はマルチバイブレータ２２ａから信号が出力され
てからマルチバイブレータ２２ｃからの信号がオフとな
るまで出力される。そして、マルチバイブレータ２２ｃ
が一定時間後にオフ状態になると、ディザーオン信号も
停止する。

【００２５】次に、上昇操作スイッチ２１ａがオフ状態
にされると、マルチバイブレータ２２ｄの入力端が正電
圧となるので、該マルチバイブレータ２２ｄよりハイレ
ベルの信号が出力される。従って、オア回路２２ｇ，２
２ｈを介してディザーオン信号が出力される

【００２６】そして、マルチバイブレータ２２ｄの出力
が一定時間後にローレベルになると、マルチバイブレー
タ２２ｅの出力がハイレベルとなり、スイッチＳ₂ への
出力がハイレベルとなる。また、オア回路２２ｉ，２２
ｈを介してディザーオン信号は続けて出力される。さら
に、マルチバイブレータ２２ｅの出力が一定時間後にロ
ーレベルになると、スイッチＳ₂ への出力はローレベル
になる。

【００２７】また、マルチバイブレータ２２ｅの出力が
ハイレベルとなったことから、ノア回路２２ｋの一方の
入力端がハイレベルとなることから、アンド回路２２ｌ
の出力はローレベルとなり、オア回路２２ｊの一方の入
力端がローレベルに、かつ、他方の入力端はマルチバイ
ブレータ２２ａの出力がローレベルであることから、出
力はローレベルとなってスイッチＳ₄ への出力はローレ
ベルとなる。

【００２８】そして、マルチバイブレータ２２ｅが一定
時間後にローレベルになると、マルチバイブレータ２２
ｆがハイレベルとなり、該マルチバイブレータ２２ｆが
一定時間後にローレベルになるとディザーオン信号はロ
ーレベルとなって全ての動作は終了する。

【００２９】このような動作を行うタイミング制御回路
２２よりの出力によって図４に示す比例弁制御電圧発生
回路２３の各スイッチＳ₁ 〜Ｓ₄ を制御した場合の動作
を説明する。

【００３０】この回路はオペアンプ２３ａによる積分回
路であって、スイッチＳ₄ がオン状態であるとコンデン
サＣがショートされ出力は＋入力端子と同電圧になる。
この＋入力端子の電圧はスイッチＳ₃ によって０Ｖか、
可変抵抗器Ｒ₃ によって決まるある設定値に切り換えら
る。また、スイッチＳ₄ がオフ状態の時にスイッチＳ₁
またはＳ₂ がオン状態であると、それぞれ設定された電
圧でコンデンサＣを充電または放電する。なお、充電状
態となるか放電状態となるかは、可変抵抗器Ｒ₁ 〜Ｒ₃
の設定によって決まるものである。

【００３１】前記において説明した図５において、ａお
よびｅの期間はスイッチＳ₃ がオフでスイッチＳ₄ がオ
ン状態となるので、積分回路２３ａの出力は０Ｖであ
る。次の期間ｂにおいては、スイッチＳ₃ がオン状態と
なるので、積分回路２３ａの出力は可変抵抗器Ｒ₃ によ
って決められた設定値に急激に上昇した後、スイッチＳ
₁ がオン状態であることから徐々に放電される。

【００３２】次の期間ｃにおいては、スイッチＳ₁ ，Ｓ
₂ がオフ状態となるので、積分回路２３ａの出力はコン
デンサＣに充電された電圧を保持する。そして、次の期
間ｄにおいて、スイッチＳ₂ がオンするので、積分回路
２３ａの出力は徐々に充電され、次の期間ｅにスイッチ
Ｓ₃ がオフ状態、スイッチＳ₄ がオン状態となることか
ら、積分回路２３ａの出力は急激に０Ｖとなるものであ
る。

【００３３】次に、図１の油圧回路と図２のブロック図
の動作説明を図６のタイミングチャート図を参照して説
明する。椅子１の座部１ｃを上昇させる場合には、昇降
操作スイッチ２１の上昇操作スイッチ２１ａを操作す
る。該上昇操作スイッチ２１ａがオンすると、同時ある
いは多少遅れてモータポンプが動作すると共にバイパス
用電磁弁１８が開放され、モータポンプ４からの吐出油
量をタンクへ還流させる。また、油圧分配用電磁弁８も
開放される。

【００３４】一方、上昇操作スイッチ２１ａがオンされ
たことにより、タイミング制御回路２２が前記した如く
動作してディザーオン信号をスイッチ２５に印加するの
で、方形波発振回路２４からの方形波がスイッチ２５を
介して加算回路２６に出力される。また、タイミング制
御回路２２よりの出力によって比例弁制御電圧発生回路
２３から前記した如き波形の信号が発生され加算回路２
６に出力される。従って、図６の符号２６に示す如き信
号が加算回路２６より出力される。

【００３５】この加算回路２６よりの出力は直流電源２
７と電圧制御回路２８によって電流増幅されて比例弁１
１に印加されるので、該比例弁１１は急激に開放された
後に徐々に閉方向に閉じられる。このとき、比例弁１１
は方形波発生回路２４よりの信号によって細かく振動し
ながら全体として閉方向に制御される。

【００３６】そして、モータポンプ４よりの圧力油は徐
々に昇降シリンダ１ｂに供給されると共に上昇起動時の
ショックは緩和され、かつ、椅子の上昇中は比例弁１１
へのディザーオン信号が出力されないことから、静粛な
椅子の上昇を実現できるものである。

【００３７】この椅子１の上昇途中において上昇操作ス
イッチ２１ａの操作を停止してオフ状態にすると、再び
ディザーオン信号が出力されると共に比例弁制御電圧発
生回路２３よりの出力が徐々に上昇することにより、モ
ータポンプ４よりの加圧油はバイパス用電磁弁１７を介
して比例弁１１より排出されるので、椅子１の停止が急
激に行われることによりるショックを防止できる。

【００３８】次に、図７の下降操作スイッチ２１ｂに接
続されるタイミング制御回路２２′について説明する。
この回路２２′と前記した上昇操作スイッチ２１ａに接
続されたタイミング制御回路２２と相違する点は、スイ
ッチＳ₃ に対して出力される電圧が０Ｖである以外は同
じである。

【００３９】そして、その動作は、前記した説明と略同
じであるが、スイッチＳ₃ が常時０Ｖであることから、
図４の比例弁制御電圧発生回路２３よりの出力が図８の
符号２３の波形で示す如く、下降操作スイッチ２１ｂを
操作してオン状態にすると徐々に電圧が上昇し、その
後、一定電圧に保持され、また、下降操作スイッチ２１
ｂがオフ状態になると電圧が徐々に下降して０Ｖとなる
ものである。

【００４０】次に、椅子１の座部１ｃの下降動作を図８
のタイミングチャート図と共に説明する。下降操作スイ
ッチ２１ｂを操作すると、戻り油用電磁弁１３が開放さ
れると共に比例弁制御電圧発生回路２３から図８の符号
２３の出力が送出されると共にタイミング制御回路２
２′からディザーオン信号が出力されるので、加算回路
２６より図８の符号２６の出力が比例弁１１に送出され
る。

【００４１】これにより、比例弁１１が徐々に開放され
るので、椅子１と椅子に座っている人間の重量によって
椅子１は徐々に下降を開始し、一定時間後には一定の速
度で下降を行う。従って、座部１ｃの下降開始時のショ
ックが少ないものである。

【００４２】そして、下降操作スイッチ２１ｂをオフ状
態にすると、ディザーオン信号が重畳された加算回路２
６よりの信号が比例弁１１に出力されるので、該比例弁
１１は徐々に閉じられ最終的には閉成される。比例弁１
１が閉じた後に戻り油用電磁弁１３が閉じられて下降は
停止する。従って、下降停止時のショックも少なくなる
ものである。

【００４３】なお、前記した実施例は、理美容椅子１の
座部１ｃの昇降について説明したが、背もたれ１ｅの起
倒も前記した動作と同じである。さらに、理美容椅子１
の制御のみに限定されるものではなく、手術台や自動
車、船舶、一般産業用機器などで、特に静粛性が要求さ
れる箇所には有効に応用できる。また、これらの制御は
前記したディスクリート回路によって行う外、マイクロ
コンピュータによって行うこともできることは勿論のこ
とである。

【００４４】

【発明の効果】本発明は前記したように、油圧比例制御
弁を用いた油圧回路において、該油圧比例制御弁には油
圧力が働かないようにして、ハイドロリックロックを防
止し、かつ、油圧比例制御弁の開度変化の短時間にのみ
ディザーオン信号が供給され、所定開度に到達後はディ
ザーオン信号がカットオフされるようにしたので、円滑
な油圧比例制御弁の作動と、装置の静粛性の双方を実現
できる等の効果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の油圧比例制御弁を用いた理美容椅子の
一例を示す油圧回路である。

【図２】図１の油圧比例制御弁を制御するための電気ブ
ロック図である。

【図３】同上のブロック図における上昇時のタイミング
制御回路の一例を示すブロックである。

【図４】図２のブロック図における比例弁制御電圧発生
回路の具体的回路図である。

【図５】図３のブロック図のタイミングチャート図であ
る。

【図６】図２のブロック図の上昇時のタイミングチャー
ト図である。

【図７】タイミング制御回路の他の例（下降側）を示す
ブロック図である。

【図８】図２のブロック図における下降時のタイミング
チャート図である。

【符号の説明】

１ｂ シリンダ ６，７ 油圧分配用電磁弁 １１ 比例弁 １３，１４ 戻り油用電磁弁 ２２ タイミング制御回路 ２３ 比例弁制御電圧発生回路 ２４ 方形波発振回路 ２６ 加算回路

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 油圧比例制御弁の上流側に電磁弁を設
   け、該電磁弁を制御してシリンダを駆動すると共に、前
   記油圧比例制御弁の開度を制御して前記シリンダの駆動
   速度を制御するようにした油圧比例制御弁の制御装置に
   おいて、前記油圧比例制御弁の弁開度変化の直前または
   同時から、閉を含む所定弁開度到達の直後または同時の
   間に、前記油圧比例制御弁にディザー電圧を印加するよ
   うにしたことを特徴とする油圧比例制御弁の制御装置。