JPH10205643A - 管路開閉機構の開度制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 全開及び遮断の操作に加えて流量制御を可能
として、多機能を発揮し得る管路開閉機構を簡易構造、
高信頼性の下で低コストに提供する。 【解決手段】 管路１に介設する開閉２位置動作油圧弁
２を主油圧回路の油圧アクチュエータ３により開閉制御
する管路開閉機構に、弁開度を制御する開度制御装置が
付設される。この開度制御装置は、主油圧回路に並列的
に設けた４ポート３位置電磁切換弁１２A を備える副油
圧回路と、油圧アクチュエータ３に付設し開閉２位置動
作油圧弁２の開度を検出する弁開度検出手段１３と、開
閉２位置動作油圧弁２の開度を設定する弁開度設定手段
１４と、主油圧回路が中立状態のときに作動して弁開度
設定手段１４の設定信号と弁開度検出手段１３の検出信
号とを比較し両信号が一致するように４ポート３位置電
磁切換弁１２A を切換え制御する弁制御手段１５とによ
り構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、都市ガス等の気
体、化学用原料や薬液等の液体が流動する管路を全開・
遮断する管路開閉機構に関し、特に簡単な構造の油圧回
路及び電気回路を付加して管路中を流動する流体の流量
も制御することができる管路開閉機構の開度制御装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、気体や液体が流動する管路の途中
を全開・遮断するための管路開閉機構としては、図３に
示される構造のものがある。この装置は、管路１の途中
に介設される開閉２位置動作油圧弁２と、この開閉２位
置動作油圧弁２の操作部２A に連結されて、直線運動を
回転運動に転換して操作部２A に伝達する往復動型の油
圧アクチュエータ３と、油圧源４、油タンク５、開用切
換弁６及び閉用切換弁７並びにアキュムレータ９を備え
て、油圧アクチュエータ３を開側または閉側に制御し前
記開閉２位置動作油圧弁２を開閉操作する主油圧回路と
により構成される。なお、図３中における８は絞り弁、
１０はチェック弁、１１は圧力計をそれぞれ表してい
る。

【０００３】このような管路開閉機構は、管路１を全開
又は遮断するだけのもので、流動する流体の流量を制御
することはできなく、それには管路１の途中に流量制御
弁を別途設けるか、或いは開閉２位置動作油圧弁２に中
間開度設定機能を付加するかしなければならない。何れ
の場合も、一般の油圧サーボ弁を付加することが普通に
考えられることであるが、このような方法とした場合、
簡単な構造の電磁弁である開閉２位置動作油圧弁２に較
べて油圧サーボ弁が高額な弁であること、また、油圧サ
ーボ弁を油圧回路中に設置した場合には、開閉２位置動
作油圧弁２では殆ど必要がないといって良かった油の汚
れ、塵埃、劣化に対する十分な管理を行わなければなら
なく、また、精密部品であるサーボ弁の損傷防止を図る
ためとして手数のかかる対策を講じる必要がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
従来の問題点に対処した結果、成されるに至ったもので
あり、従って本発明の目的は、構造が簡単でかつ安価な
部材である電磁弁及びこれを制御する汎用的な制御手段
を追加するだけの簡易な手段を採用することによって上
記問題点の解消を図り、全開及び遮断の操作に加えて流
量制御を可能として、もって多機能を発揮し得る管路開
閉機構を高信頼性の下で低コストに提供しようとするこ
とにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するため以下に述べる構成としたものである。即
ち、本発明は、管路中に介設される開閉２位置動作油圧
弁と、この開閉２位置動作油圧弁の操作部に連結される
往復動型の油圧アクチュエータと、この油圧アクチュエ
ータを制御して前記開閉２位置動作油圧弁を開閉操作す
る主油圧回路とから成る管路開閉機構において、４ポー
ト３位置電磁切換弁を備えて前記主油圧回路に並列的に
設けられ、主油圧回路の油圧源を油圧アクチュエータの
開側ポートまたは閉側ポートに切換え接続し、油タンク
を同じく閉側ポートまたは開側ポートに切換え接続する
副油圧回路と、前記油圧アクチュエータに付設されて前
記開閉２位置動作油圧弁の開度を検出する弁開度検出手
段と、開閉２位置動作油圧弁の開度を設定する弁開度設
定手段と、前記主油圧回路が中立状態のときに作動し、
弁開度設定手段が出力する設定信号と弁開度検出手段が
出力する検出信号とを比較して両信号が一致するように
前記４ポート３位置電磁切換弁を切換え制御する弁制御
手段とを含んで開度制御装置が構成されることを特徴と
する。

【０００６】本発明はまた、前項に記載の開度制御装置
において、主油圧回路と副油圧回路との一方を作動状態
にし、他方を中立状態にする切換え手段が設けられるこ
とを特徴とする。

【０００７】本発明はまた、管路中に介設される開閉２
位置動作油圧弁と、この開閉２位置動作油圧弁の操作部
に連結される往復動型の油圧アクチュエータと、この油
圧アクチュエータを制御して前記開閉２位置動作油圧弁
を開閉操作する主油圧回路とから成る管路開閉機構にお
いて、主油圧回路中に介設される４ポート２位置電磁切
換弁と、前記油圧アクチュエータに付設されて前記開閉
２位置動作油圧弁の開度を検出する弁開度検出手段と、
開閉２位置動作油圧弁の開度を設定する弁開度設定手段
と、弁開度設定手段が出力する設定信号と弁開度検出手
段が出力する検出信号とを比較して、両信号が一致する
ように主油圧回路を開作動側又は閉作動側に切換え制御
するとともに、前記４ポート２位置電磁切換弁を切換え
制御して、油圧源を油圧アクチュエータの開側ポートま
たは閉側ポートに切換え接続し、油タンクを同じく閉側
ポートまたは開側ポートに切換え接続する弁制御手段と
を含んで開度制御装置が構成されることを特徴とする。

【０００８】このような本発明によれば、４ポート３位
置電磁切換弁及び４ポート２位置電磁切換弁の簡易な構
造の機器と、これを制御する簡単な回路構成の制御手段
による開度制御装置を組み合わせることで、多機能を有
して信頼性が高く、かつ、メンテナンスが容易な管路開
閉機構を提供することができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態の例
を、図面に基づいて説明する。図１及び図２は、本発明
の第１及び第２の実施の形態に係る回路図である。

【００１０】先ず図１において、同図中に示される管路
開閉機構に関しては、図３で示した従来のものと同じ構
造であって、管路１の途中に介設される開閉２位置動作
油圧弁２と、この開閉２位置動作油圧弁２の操作部２A
に連結されて、直線運動を例えば回転運動に転換して操
作部２A に伝達する往復動型の油圧アクチュエータ３
と、油圧源４、油タンク５、開用切換弁６及び閉用切換
弁７並びにアキュムレータ９を備えて、油圧アクチュエ
ータ３を開側または閉側に制御し前記開閉２位置動作油
圧弁２を開閉操作する主油圧回路とにより構成されてい
て、この主油圧回路には、絞り弁８、チェック弁１０及
び圧力計１１が設けられる。

【００１１】上記管路開閉機構には、本発明を特徴づけ
る開度制御装置が付設される。この開度制御装置は、４
ポート３位置電磁切換弁１２A を備え前記主油圧回路に
並列的に設けられる副油圧回路と、弁開度検出手段１３
と、弁開度設定手段１４と、４ポート３位置電磁切換弁
１２A を切換え制御する弁制御手段１５と、弁開度指示
計１７と、油圧源切換用の三方切換弁１８と、油タンク
切換用の三方切換弁１９と含んで構成される。

【００１２】４ポート３位置電磁切換弁１２A は、例え
ばダブルソレノイド３位置切換弁が用いられていて、圧
源ポートＰを油配管により三方切換弁１８の一方の切換
ポートＢに接続し、タンクポートＴを油配管により三方
切換弁１９の一方の切換ポートＢに接続し、一方の切換
ポートＡを絞り弁２０が介設された油配管により油圧ア
クチュエータ３の開側ポートＡから延びる油配管に分岐
接続し、他方の切換ポートＢを絞り弁２０が介設された
油配管により油圧アクチュエータ３の閉側ポートＢから
延びる油配管に分岐接続している。

【００１３】三方切換弁１８及び三方切換弁１９は、例
えばシングルソレノイド２位置切換弁が用いられてい
て、三方切換弁１８は圧源ポートＰ・他方の切換ポート
Ａ間が主油圧回路の圧源ライン中に介設され、三方切換
弁１９はタンクポートＴ・他方の切換ポートＡ間が主油
圧回路のタンクライン中に介設される。なお、この三方
切換弁１８及び三方切換弁１９が、請求項２における切
換え手段に対応する構成要素であって、主油圧回路と副
油圧回路とのいずれか一方を作動状態にし、他方を中立
状態にするようにコントロールされる。

【００１４】弁開度検出手段１３は、例えばスライド抵
抗式、又は磁気式の発振器が用いられて、複動形油圧シ
リンダからなる前記油圧アクチュエータ３の本体部に付
設され、該アクチュエータ３のピストンロッドが全閉位
置から全開位置までの間を移動するときの移動量を検出
して該移動量に対応した電気信号を出力するようになっ
ている。この出力信号は、油圧アクチュエータ３に連結
した開閉２位置動作油圧弁２の操作部２A の変位（回転
角度）にも当然対応しているところから、開閉２位置動
作油圧弁２の開度に応じた信号として出力されるもので
あることは言うまでもない。

【００１５】弁開度設定手段１４は、例えばポテンショ
メータが用いられ、開閉２位置動作油圧弁２の開度、す
なわち、全閉位置（０°）と全開位置（９０°）との間
の角度に対応する弁開度を電気信号として設定し得るよ
うになっている。

【００１６】弁制御手段１５は、詳細な回路構成を省略
しているが、比較回路、増幅回路及び出力回路から成っ
ており、弁開度設定手段１４が出力する設定信号と弁開
度検出手段１３が出力する検出信号とを比較して、その
差に対応した電気出力を出力回路から発して、４ポート
３位置電磁切換弁１２A の何れか一方のソレノイドコイ
ルを選択して電気出力を与え、また、前記両信号が一致
することによりその差がなくなると電気出力を断たせる
ようになっている。

【００１７】このような構成になる開度制御装置の動作
を次に説明する。開閉２位置動作油圧弁２の開度を全閉
と全開の間の所望の中間開度に制御する場合、弁開度設
定手段１４によってこの中間開度を１〜５Ｖなどの開度
に比例した電気信号で設定した後、先ず、三方切換弁１
８及び三方切換弁１９を、主油圧回路が中立状態とな
り、かつ、副油圧回路が作動状態となるように切り換え
て、次いで弁制御手段１５を作動させる。

【００１８】弁開度検出手段１３が検出した開度信号
は、標準信号変換器１６によって開度に比例した１〜５
Ｖなどの標準信号に変換されて、弁開度指示計１７を経
て弁制御手段１５にインプットされる。弁制御手段１５
は一方、弁開度設定手段１４からの開度設定信号もイン
プットされるので、この開度設定信号と開度信号とを比
較して、設定信号が小さい場合は、４ポート３位置電磁
切換弁１２A の閉側コイル（図１の右側のコイル）を選
択して励磁する。閉側コイルが励磁されると、油は油圧
アクチュエータ３の閉側（図１の左側のシリンダ）に流
れると共に、開側のシリンダの油は外部に排出される。
この動作により開閉２位置動作油圧弁２は、開度設定信
号と同じになるように閉側に動く。開度設定信号と実開
度が同じになると、閉側コイルは消磁され、これにより
油圧アクチュエータ３のシリンダは油が満たされたまま
停止する。

【００１９】開度設定信号が大きい場合は、上述の説明
とは逆の動作を行って開閉２位置動作油圧弁２は開度設
定信号と同じになるように開側に動く。なお、弁制御手
段１５としては開度設定信号と実開度信号との差が一定
値以上の場合のみ４ポート３位置電磁切換弁１２A に励
磁信号を出力する不感帯設定機能を設けることもある
が、動作の原理に関しては上述の弁制御手段１５の場合
と同じであり、このような変形例も当然本発明に包含さ
れる。

【００２０】次に図２において、同図中に示される第２
の実施の形態に係る管路開閉機構に関しては、図１で示
した第１の実施の形態に類似し、対応する各部材には同
一の参照符号を付している。この第２の実施の形態にお
いて特徴とされる点は、前記４ポート３位置電磁切換弁
１２A に替えて４ポート２位置電磁切換弁１２B が用い
られていること、前記副油圧回路が省略されて４ポート
２位置電磁切換弁１２B が主油圧回路中に設けられるこ
とである。すなわち、図２に示されるように、ソレノイ
ド４ポート開閉弁からなる４ポート２位置電磁切換弁１
２B が、該弁体内の二つの油通路を、主油圧回路におけ
る油圧アクチュエータ３の開側ポートＡと開用切換弁６
とを接続する油配管の途中及び油圧アクチュエータ３の
閉側ポートＢと閉用切換弁７とを接続する油配管の途中
にそれぞれ介在させるように設けられた構成となってい
る。

【００２１】このような構成になる開度制御装置の動作
を次に説明する。開閉２位置動作油圧弁２の開度を、全
閉と全開の間における所望の中間開度に制御する場合、
弁開度設定手段１４によってこの中間開度を設定した
後、弁制御手段１５を作動させる。

【００２２】弁開度検出手段１３が検出した開度信号
は、標準信号変換器１６によって開度に比例した標準信
号に変換されて、弁開度指示計１７を経て弁制御手段１
５にインプットされる。弁制御手段１５は一方、弁開度
設定手段１４からの開度設定信号もインプットされるの
で、この開度設定信号と開度信号とを比較して、設定信
号が小さい場合は、４ポート２位置電磁切換弁１２B の
コイルを励磁する。この励磁と同時に閉用切換弁７のコ
イルを励磁する。両コイルが励磁されると、油は油圧ア
クチュエータ３の閉側（図１の左側のシリンダ）に流れ
ると共に、開側のシリンダの油は外部に排出される。こ
の動作により開閉２位置動作油圧弁２は、開度設定信号
と同じになるように閉側に動く。開度設定信号と実開度
が同じになると、４ポート２位置電磁切換弁１２B のコ
イル及び閉用切換弁７のコイルは消磁され、これにより
油圧アクチュエータ３のシリンダは油が満たされたまま
停止する。

【００２３】開度設定信号が大きい場合は、４ポート２
位置電磁切換弁１２B のコイル及び開用切換弁６のコイ
ルを励磁し、この励磁によって開閉２位置動作油圧弁２
は開度設定信号と同じになるように開側に動く。なお、
全開又は全閉の場合も同じように、４ポート２位置電磁
切換弁１２B のコイルと開用切換弁６のコイルまたは閉
用切換弁７のコイルとの励磁を行わせることによって可
能である。

【００２４】以上説明した実施の形態のそれぞれについ
ては、前記油圧アクチュエータ３として複動形油圧シリ
ンダが用いられる例を示しているが、本発明においては
油圧アクチュエータ３が複動形油圧シリンダに限定され
るものではなく、回転形の油圧モータ等の如き他の形態
のアクチュエータにより実現されるものであっても良い
ことは言うまでもない。

【００２５】

【発明の効果】本発明は、以上説明したような形態で実
施され、以下に記載されるような効果を奏する。

【００２６】簡易構造の機器である電磁切換弁及び簡単
な回路構成の弁制御手段を既設の管路開閉機構に組み合
わせることによって、全開・遮断の動作に加えて流体の
流量調節が可能な弁開度制御を行わせることが可能とな
り、信頼性の高い調節弁機構を低コストで提供できる。

【００２７】さらに、サーボ弁を備えるものに較べて油
圧系統の管理、殊に油性状の管理が大幅に簡易化される
ので運転経済性の面でも有利であり、装置コストが低廉
であることと相俟って本発明は汎用性に富むところ多大
なものがある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る油圧・電気回
路図である。

【図２】本発明の第２の実施の形態に係る油圧・電気回
路図である。

【図３】従来の管路開閉機構の油圧回路図である。

【符号の説明】

１…管路、 ２…開閉２位置
動作油圧弁、２A …操作部、
３…油圧アクチュエータ、４…油圧源
５…油タンク、６…開用切換弁
７…閉用切換弁、８…絞り弁、
９…アキュムレータ、１０…チェック弁、
１１…圧力計、１２A …４ポート３
位置電磁切換弁、 １２B …４ポート２位置電磁切換
弁、１３…弁開度検出手段、 １４…弁開
度設定手段、１５…弁制御手段、 １
６…標準信号変換器、１７…弁開度指示計、
１８…三方切換弁、１９…三方切換弁、
２０…絞り弁、

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 管路中に介設される開閉２位置動作油圧
   弁と、この開閉２位置動作油圧弁の操作部に連結される
   往復動型の油圧アクチュエータと、この油圧アクチュエ
   ータを制御して前記開閉２位置動作油圧弁を開閉操作す
   る主油圧回路とから成る管路開閉機構において、４ポー
   ト３位置電磁切換弁を備えて前記主油圧回路に並列的に
   設けられ、主油圧回路の油圧源を油圧アクチュエータの
   開側ポートまたは閉側ポートに切換え接続し、油タンク
   を同じく閉側ポートまたは開側ポートに切換え接続する
   副油圧回路と、前記油圧アクチュエータに付設されて前
   記開閉２位置動作油圧弁の開度を検出する弁開度検出手
   段と、開閉２位置動作油圧弁の開度を設定する弁開度設
   定手段と、前記主油圧回路が中立状態のときに作動し、
   弁開度設定手段が出力する設定信号と弁開度検出手段が
   出力する検出信号とを比較して両信号が一致するように
   前記４ポート３位置電磁切換弁を切換え制御する弁制御
   手段とを含むことを特徴とする管路開閉機構の開度制御
   装置。
2. 【請求項２】 主油圧回路と副油圧回路との一方を作動
   状態にし、他方を中立状態にする切換え手段が設けられ
   る請求項１記載の管路開閉機構の開度制御装置。
3. 【請求項３】 管路中に介設される開閉２位置動作油圧
   弁と、この開閉２位置動作油圧弁の操作部に連結される
   往復動型の油圧アクチュエータと、この油圧アクチュエ
   ータを制御して前記開閉２位置動作油圧弁を開閉操作す
   る主油圧回路とから成る管路開閉機構において、主油圧
   回路中に介設される４ポート２位置電磁切換弁と、前記
   油圧アクチュエータに付設されて前記開閉２位置動作油
   圧弁の開度を検出する弁開度検出手段と、開閉２位置動
   作油圧弁の開度を設定する弁開度設定手段と、弁開度設
   定手段が出力する設定信号と弁開度検出手段が出力する
   検出信号とを比較して、両信号が一致するように主油圧
   回路を開作動側又は閉作動側に切換え制御するととも
   に、前記４ポート２位置電磁切換弁を切換え制御して、
   油圧源を油圧アクチュエータの開側ポートまたは閉側ポ
   ートに切換え接続し、油タンクを同じく閉側ポートまた
   は開側ポートに切換え接続する弁制御手段とを含むこと
   を特徴とする管路開閉機構の開度制御装置。