JPH11230401A - Proportional solenoid direction and flow control valve and controller thereof - Google Patents

Proportional solenoid direction and flow control valve and controller thereof

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JPH11230401A
JPH11230401A JP3738298A JP3738298A JPH11230401A JP H11230401 A JPH11230401 A JP H11230401A JP 3738298 A JP3738298 A JP 3738298A JP 3738298 A JP3738298 A JP 3738298A JP H11230401 A JPH11230401 A JP H11230401A
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JP
Japan
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main valve
flow control
valve spool
directional flow
electromagnetic directional
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Pending
Application number
JP3738298A
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Japanese (ja)
Inventor
Kazuyuki Kihara
和幸 木原
Takayoshi Kawakami
敬芳 川上
Hiroyuki Ishikawa
裕之 石川
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Tokyo Keiki Inc
Original Assignee
Tokimec Inc
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enable removal of a foreign matter within hydraulic fluid and mass flow control. SOLUTION: In a body 11 of a control valve which actuates a main valve spool 13 via a nozzle flapper mechanism composed of a flapper 16 moving as a push rod 15a of a proportional solenoid 15 moves, and of a nozzle 14 which is integral with the main valve spool 13, a position sensor 28 for detecting the traveling position of the main valve spool 13 are provided, and a stopper 27 which forms a large gap δZ between the nozzle 14 and the flapper 16 by engaging the main valve spool 13 which returns to a returning direction (right) following the movement of the flapper 16 on its way of returning are provided. The area ratio between a first pressure receiving area 13a for actuating the main valve spool 13 toward a valve opening direction (left) and a second pressure receiving area 13b for actuating the main valve spool 13 toward the returning direction is set at least 5 to 2.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】この発明は、比例電磁アクチ
ュエータの出力部材と同動するフラッパと、主弁スプー
ルと一体のノズルとからなるノズル・フラッパ機構を有
する比例電磁式方向流量制御弁及びその制御装置に関す
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a proportional electromagnetic directional flow control valve having a nozzle flapper mechanism comprising a flapper cooperating with an output member of a proportional electromagnetic actuator and a nozzle integrated with a main valve spool, and a control thereof. Related to the device.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、この種の比例電磁式方向流量制御
弁としては、例えば図8に示すようなノズル・フラッパ
位置追従形方向流量制御弁が知られている。これは、主
弁1のボディ11の摺動孔12内を軸線方向に摺動する
主弁スプール13と一体のノズル14が、比例電磁アク
チュエータである比例ソレノイド15の出力部材として
のプッシュロッド15aに同動し、上記ノズル14とと
もにパイロット部を構成するフラッパ16に常時所定の
ギャップを保って変位するものであり、比例ソレノイド
15のプッシュロッド15aのストロークは主弁スプー
ル13のストロークと同一である。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a proportional electromagnetic type directional flow control valve of this type, for example, a nozzle / flapper position tracking type directional flow control valve as shown in FIG. 8 is known. This is because the nozzle 14 integral with the main valve spool 13 sliding in the sliding hole 12 of the body 11 of the main valve 1 in the axial direction is connected to a push rod 15a as an output member of a proportional solenoid 15 which is a proportional electromagnetic actuator. The proportional solenoid 15 is displaced along with the nozzle 14 while always maintaining a predetermined gap in the flapper 16 constituting the pilot portion. The stroke of the push rod 15 a of the proportional solenoid 15 is the same as the stroke of the main valve spool 13.

【0003】主弁スプール13はスプリング17によ
り、フラッパ16はスプリング18によりそれぞれ図で
右方に付勢され、フラッパ16の位置決めはスプリング
18の付勢力と比例ソレノイド15の推力により決定さ
れる。主弁スプール13の第1,第2の受圧面13a,
13bの受圧面積はほぼ2:1であり、第2の受圧面1
3bにはパイロット減圧弁19を介してパイロット圧力
が直接加わり、第1の受圧面13aにはパイロット減圧
弁19及び絞り13cを経由してパイロット圧力が加わ
る。絞り13cを通過した流体はノズル14から噴出
し、ノズル・フラッパ室20,ドレンラインYを経由し
てタンクに戻る。
The main valve spool 13 is urged rightward in the figure by a spring 17 and the flapper 16 by a spring 18, and the positioning of the flapper 16 is determined by the urging force of the spring 18 and the thrust of the proportional solenoid 15. The first and second pressure receiving surfaces 13a of the main valve spool 13,
The pressure receiving area of the pressure receiving surface 13b is approximately 2: 1.
Pilot pressure is directly applied to 3b via the pilot pressure reducing valve 19, and pilot pressure is applied to the first pressure receiving surface 13a via the pilot pressure reducing valve 19 and the throttle 13c. The fluid that has passed through the throttle 13c is ejected from the nozzle 14 and returns to the tank via the nozzle / flapper chamber 20 and the drain line Y.

【0004】このとき、ノズル背圧はパイロット圧力の
ほぼ1/2となって主弁スプール13の位置決めが行わ
れ、その制御に用いられるコントローラ(図示しない)
は、スイッチの切換えによりオープンループ制御または
クローズドループ制御を行うことができる。図8中21
は比例ソレノイド15のアーマチュア15bの移動を手
動にて行う手動プッシュロッド、22は手動プッシュロ
ッド21の零調整ねじであり、位置センサ付き弁の場合
は、これらに代えて位置センサが比例ソレノイド15に
付属している。
At this time, the back pressure of the nozzle becomes approximately half of the pilot pressure, the main valve spool 13 is positioned, and a controller (not shown) used for its control is used.
Can perform open loop control or closed loop control by switching a switch. 8 in FIG.
Is a manual push rod for manually moving the armature 15b of the proportional solenoid 15, 22 is a zero adjustment screw for the manual push rod 21, and in the case of a valve with a position sensor, a position sensor is connected to the proportional solenoid 15 instead of these. Comes with.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の比例電磁式方向流量制御弁にあっては、低域
までの制御性を良好にするため、入力が低い状態でノズ
ルとフラッパとの間を大きく開くことができなかった。
その結果、作動液中に比較的大きな異物が混入していて
もノズルとフラッパとの隙間から逃げ出すことができ
ず、繰り返し性能不良につながるおそれがあった。ま
た、スプール受圧面積比が2:1であるため、弁を開く
ときの駆動力に限界があり、大流量制御は流体力により
限界値が定められていた。
However, in such a conventional proportional electromagnetic directional flow control valve, in order to improve the controllability up to the low frequency range, the nozzle and the flapper must be connected in a low input state. I couldn't open the gap widely.
As a result, even if a relatively large foreign matter is mixed in the working fluid, the working fluid cannot escape from the gap between the nozzle and the flapper, which may lead to repeated performance failure. Further, since the spool pressure receiving area ratio is 2: 1, there is a limit to the driving force when the valve is opened, and the limit value for the large flow rate control is determined by the fluid force.

【0006】さらに、弁の制御装置にあっては、コント
ローラのオープンループ制御とクローズドループ制御と
を手動により切り換えるようになっていたので、操作性
に問題があった。この発明は上記の点に鑑みてなされた
ものであり、作動液中の異物による繰り返し性能劣化を
防止するとともに、大流量制御を可能とする比例電磁式
方向流量制御弁及びその制御装置を提供することを目的
とする。
Further, in the valve control device, since the open-loop control and the closed-loop control of the controller are manually switched, there is a problem in operability. The present invention has been made in view of the above points, and provides a proportional electromagnetic directional flow control valve and a control device therefor that prevent repetitive performance deterioration due to foreign matter in a working fluid and enable large flow control. The purpose is to:

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】この発明は上記の目的を
達成するため、比例電磁アクチュエータの出力部材に同
動するフラッパと、主弁スプールと一体のノズルとから
構成されるノズル・フラッパ機構を介して上記出力部材
の動きを上記主弁スプールに伝える比例電磁式方向流量
制御弁において、上記フラッパの動きに追従して復帰方
向へ移動する上記主弁スプールを、その復帰途中で係止
するストッパと、上記主弁スプールの移動位置を検出す
る位置センサとを設けた比例電磁式方向流量制御弁を提
供するものである。
In order to achieve the above object, the present invention provides a nozzle flapper mechanism comprising a flapper cooperating with an output member of a proportional electromagnetic actuator and a nozzle integral with a main valve spool. A proportional electromagnetic directional flow control valve that transmits the movement of the output member to the main valve spool via the main valve spool. The stopper locks the main valve spool moving in the return direction following the movement of the flapper during the return. And a proportional electromagnetic directional flow control valve provided with a position sensor for detecting a movement position of the main valve spool.

【0008】そして、上記の比例電磁式方向流量制御弁
において、上記主弁スプールを弁開放方向へ駆動する第
1の受圧面と弁閉止方向へ駆動する第2の受圧面との面
積比を5:2以上に設定するのが好ましい。
In the above proportional electromagnetic directional flow control valve, the area ratio between the first pressure receiving surface for driving the main valve spool in the valve opening direction and the second pressure receiving surface for driving the main valve spool in the valve closing direction is 5%. : It is preferable to set to 2 or more.

【0009】また、上記の比例電磁式方向流量制御弁の
制御装置であって、上記比例電磁式方向流量制御弁を制
御するアナログ入力のコントローラへの入力電圧が所定
値より小さいときはオープンループ制御に、上記所定値
より大きいときはクローズドループ制御に、自動的に切
り換えられるようにした比例電磁式方向流量制御弁の制
御装置も提供する。
In the above-mentioned control device for a proportional solenoid type directional flow control valve, when the input voltage to an analog input controller for controlling the proportional solenoid type directional flow control valve is smaller than a predetermined value, open loop control is performed. Also provided is a control device for a proportional electromagnetic directional flow control valve which is automatically switched to closed loop control when the value is larger than the predetermined value.

【0010】さらに、上記の比例電磁式方向流量制御弁
の制御装置であって、上記比例電磁式方向流量制御弁を
制御する設定器付きのコントローラへの複数の切換信号
がすべて入力されていないときはオープンループ制御
に、切換信号が入力されているときはクローズドループ
制御に、自動的に切り換えられるようにすることも可能
である。
Further, in the control device for a proportional solenoid type directional flow control valve, when a plurality of switching signals are not all inputted to a controller having a setting device for controlling the proportional solenoid type directional flow control valve. It is also possible to automatically switch to open loop control and to closed loop control when a switching signal is input.

【0011】上記のような構成からなる比例電磁式方向
流量制御弁にあっては、その初期状態においてノズルと
フラッパとの間が大きく開くことにより、作動液中に万
一大きな異物が混入していても、流量制御時にノズル・
フラッパ間のギャップから流出させることができる。
In the proportional electromagnetic directional flow control valve having the above-described configuration, a large foreign matter is mixed in the working fluid by opening the gap between the nozzle and the flapper in an initial state. However, when controlling the flow rate,
It can be drained from the gap between the flapper.

【0012】そして、上記の比例電磁式方向流量制御弁
において、主弁スプールの第1,第2の受圧面の面積比
を従来の2:1より大きく5:2以上に設定すると、主
弁スプールの弁開放方向への駆動力を増加させて流体力
へ対抗することができ、小形の弁で大流量の制御が可能
になる。
In the above proportional electromagnetic directional flow control valve, when the area ratio of the first and second pressure receiving surfaces of the main valve spool is set to be larger than 2: 1 and 5: 2 or more, the main valve spool is provided. The driving force in the valve opening direction can be increased to counter the fluid force, and a large valve can be controlled with a small valve.

【0013】また、上記の比例電磁式方向流量制御弁の
制御装置をアナログ入力のコントローラにより制御する
制御装置であって、上記コントローラへの入力電圧が所
定値より小さいときはオープンループ制御に、上記所定
値より大きいときはクローズドループ制御に、自動的に
切り換えられるようにすると、すべての制御領域で入力
と出力とをほぼ1:1にすることができ、入力に対する
制御流量特性上の不感帯をほぼなくすることができる。
[0013] Also, a control device for controlling the control device for the proportional electromagnetic directional flow control valve by an analog input controller. If the value is larger than the predetermined value, the control can be automatically switched to the closed loop control, so that the input and the output can be made approximately 1: 1 in all the control areas, and the dead zone on the control flow rate characteristic with respect to the input can be substantially reduced. Can be eliminated.

【0014】さらに、上記の比例電磁式方向流量制御弁
の制御装置を設定器付きのコントローラにより制御する
制御装置であって、切換信号がすべて入力されていない
ときはオープンループ制御に、上記切換信号が入力され
ているときはクローズドループ制御に、自動的に切り換
えられるようにすると、切り換えを一層簡単で高精度に
行うことが可能になる。
Further, a control device for controlling the control device of the proportional electromagnetic directional flow control valve by a controller with a setting device, wherein when no switching signal is inputted, the switching signal is switched to open loop control. When is input, closed-loop control can be automatically switched, so that the switching can be performed more simply and with higher accuracy.

【0015】[0015]

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施形態を図面
に基づいて具体的に説明する。図1は、この発明の一実
施形態を示す側断面図であり、図8に対応する部分には
同一の符号を付して示し、その説明は省略する。
Embodiments of the present invention will be specifically described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a side sectional view showing an embodiment of the present invention, and portions corresponding to FIG. 8 are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.

【0016】この比例電磁式方向流量制御弁(以下「制
御弁」と略称する)100は、主弁1のボディ11の摺
動孔12の図1で左端部に設けたドレン連通油室23
を、ノズル・フラッパ室20とともにドレンラインYを
介してタンクに連通させ、上記ノズル・フラッパ室20
とドレン連通油室23の内側にそれぞれ第1,第2の油
室24,25を設けている。そして、第1の油室24に
パイロット減圧弁19及び絞り26を介してパイロット
圧力を導入するとともに、第2の油室25にパイロット
減圧弁19のみを介してパイロット圧力を導入し、主弁
スプール13の第1の受圧面13aの面積と第2の受圧
面13bの面積比を5:2以上と従来より大きく設定す
る。
The proportional electromagnetic directional flow control valve (hereinafter abbreviated as "control valve") 100 is provided with a drain communication oil chamber 23 provided at the left end of the sliding hole 12 of the body 11 of the main valve 1 in FIG.
Is communicated with the tank via the drain line Y together with the nozzle / flapper chamber 20.
The first and second oil chambers 24 and 25 are provided inside the oil communication chamber 23 and the drain communication oil chamber 23, respectively. The pilot pressure is introduced into the first oil chamber 24 via the pilot pressure reducing valve 19 and the throttle 26, and the pilot pressure is introduced into the second oil chamber 25 only via the pilot pressure reducing valve 19, and the main valve spool The area ratio of the first pressure receiving surface 13a to the second pressure receiving surface 13b is set to 5: 2 or more, which is larger than the conventional one.

【0017】また、摺動孔12の右端側にストッパ27
を設け、フラッパ16の右行に追従してノズル14と一
体の主弁スプール13が復帰するとき、主弁スプール1
3の第1の受圧面13aがストッパ27に当接してその
復帰が係止され、比例ソレノイド15の入力がない状態
では、図示のようにノズル14とフラッパ16との間に
初期ギャップΔZが形成されるようにストッパ27の位
置を設定する。なお、ボディ11に形成した環状溝12
p,12tは入口ポートP,Tを介して一次側入力が入
力され、環状溝12a,12bは出口ポートA,Bを介
して二次側出力が出力され、ボディ11の最左端側には
主弁スプール13の移動位置を検出する位置センサ28
が設けてある。
A stopper 27 is provided at the right end of the sliding hole 12.
When the main valve spool 13 integrated with the nozzle 14 returns following the rightward movement of the flapper 16, the main valve spool 1
3, the first pressure receiving surface 13a abuts against the stopper 27 and its return is locked, and in a state where there is no input of the proportional solenoid 15, an initial gap ΔZ is formed between the nozzle 14 and the flapper 16 as shown in the figure. The position of the stopper 27 is set such that The annular groove 12 formed in the body 11
Primary inputs are input to p and 12t via inlet ports P and T, and secondary outputs are output to annular grooves 12a and 12b via outlet ports A and B. Position sensor 28 for detecting the movement position of valve spool 13
Is provided.

【0018】この制御弁100は上記のような構成から
なり、比例ソレノイド15への入力電流が零である図1
の状態では、フラッパ16はスプリング18の付勢力に
より右行端にある。また、第1の油室24内へ流入した
パイロット圧油は、ノズル14の透孔14aを通ってノ
ズル・フラッパ室20内へ流出し、ドレンラインYへ排
出されるので、第1の油室24内の油圧は、減圧弁19
を介してパイロット圧油が供給される第2の油室25内
の油圧よりはるかに低くなっている。
The control valve 100 has the above-described configuration, and the input current to the proportional solenoid 15 is zero as shown in FIG.
In the state (1), the flapper 16 is at the right end by the urging force of the spring 18. The pilot pressure oil that has flowed into the first oil chamber 24 flows out into the nozzle flapper chamber 20 through the through hole 14a of the nozzle 14, and is discharged to the drain line Y. The hydraulic pressure in 24 is
Is much lower than the hydraulic pressure in the second oil chamber 25 to which the pilot pressure oil is supplied.

【0019】そのため、主弁スプール13は第2の油室
25へ供給されるパイロット油圧により右行し、第1の
受圧面13aがストッパ27に当接した位置で係止さ
れ、ノズル14とフラッパ16との間には従来より大き
な初期ギャップΔZが形成され、作動液中に混入した大
きな異物を流れ出させることが可能になる。
Therefore, the main valve spool 13 moves to the right by the pilot oil pressure supplied to the second oil chamber 25, is locked at a position where the first pressure receiving surface 13a is in contact with the stopper 27, and the nozzle 14 and the flapper An initial gap ΔZ larger than that of the conventional fluid is formed between the hydraulic fluid and the hydraulic fluid, so that a large foreign substance mixed in the working fluid can flow out.

【0020】この状態から比例ソレノイド15に通電す
ると、プッシュロッド15aを介してフラッパ16が左
方に変位し、それに伴ってノズル14とのギャップが挾
まってノズル背圧が上昇し、主弁スプール13を左方へ
移行させる推力が発生する。このとき、主弁スプール1
3の受圧面積比を5:2とすれば、ノズル背圧がパイロ
ット圧力の40%になる位置まで主弁スプール13が左
行し、受圧面積比を3:1とすれば、ノズル背圧がパイ
ロット圧力の33%となる位置まで主弁スプール13が
左行する。
When power is supplied to the proportional solenoid 15 from this state, the flapper 16 is displaced to the left via the push rod 15a, and the gap between the flapper 16 and the nozzle 14 is thereby sandwiched. A thrust is generated to shift 13 to the left. At this time, the main valve spool 1
If the pressure receiving area ratio of 3 is 5: 2, the main valve spool 13 moves to the left until the nozzle back pressure becomes 40% of the pilot pressure, and if the pressure receiving area ratio is 3: 1, the nozzle back pressure becomes The main valve spool 13 moves leftward to a position where the pilot pressure becomes 33% of the pilot pressure.

【0021】すなわち、例えば主弁スプール13の受圧
面積比を5:2とすることにより、受圧面積比が2:1
であった従来の制御弁に比して、ノズル背圧がパイロッ
ト圧力の50%とすれば、駆動力が25%増加して主弁
スプール13を左方へ駆動する力はより強力になり、流
体力に対抗した大流量制御が可能になるとともに、スト
ッパ27によるスプール13の係止と相俟ってコンタミ
ネーション効果も向上する。
That is, for example, by setting the pressure receiving area ratio of the main valve spool 13 to 5: 2, the pressure receiving area ratio becomes 2: 1.
If the nozzle back pressure is 50% of the pilot pressure as compared with the conventional control valve, the driving force increases by 25% and the driving force of the main valve spool 13 to the left becomes stronger, A large flow rate control against the fluid force becomes possible, and the contamination effect is also improved in combination with the engagement of the stopper 13 by the stopper 27.

【0022】次に図2は、上記の制御弁100の制御シ
ンボル図、図3は、その基本構成図である。図2におい
て、コントローラ3は、入力信号と位置センサ28から
の位置信号とを受けて比例ソレノイド15に出力電流I
を供給する。その出力電流Iの大きさに比例して図1に
示したスプール13が左行し、出口ポートA,Bから二
次側出力が出力されてアクチュエータとしてのシリンダ
4が駆動される。
Next, FIG. 2 is a control symbol diagram of the control valve 100, and FIG. 3 is a basic configuration diagram thereof. 2, the controller 3 receives an input signal and a position signal from the position sensor 28, and outputs the output current I to the proportional solenoid 15.
Supply. The spool 13 shown in FIG. 1 moves to the left in proportion to the magnitude of the output current I, the secondary output is output from the outlet ports A and B, and the cylinder 4 as an actuator is driven.

【0023】また、図3において、コントローラ3(図
2)から制御電流Iが比例ソレノイド15に入力される
と、その電流Iに比例した推力が発生し、パイロット圧
力がノズル・フラッパ位置追従方式油圧増幅機構を構成
するパイロット部2に入力されると、流量制御部を構成
する主弁1の主弁スプール13が移動して入口ポート
P,Tから流入する圧油を出口ポートA,Bからアクチ
ュエータであるシリンダ4(図2)へ供給する。このと
き、主弁スプール13の移動位置は位置センサ28から
センサ回路を通ってコントローラ3にフィードバックさ
れる。
In FIG. 3, when a control current I is input from the controller 3 (FIG. 2) to the proportional solenoid 15, a thrust proportional to the current I is generated, and the pilot pressure is changed to the nozzle / flapper position following type hydraulic pressure. When input to the pilot section 2 constituting the amplifying mechanism, the main valve spool 13 of the main valve 1 constituting the flow rate control section moves, and pressurized oil flowing from the inlet ports P, T is supplied from the outlet ports A, B to the actuator. To the cylinder 4 (FIG. 2). At this time, the movement position of the main valve spool 13 is fed back to the controller 3 from the position sensor 28 through a sensor circuit.

【0024】ところで、図1に示した制御弁100にお
いては、比例ソレノイド15への入力が大きいときは、
主弁スプール13はフラッパ16に追従して移動する
が、比例ソレノイド15への入力が小さいときは主弁ス
プール13はストッパ27に係止されてフラッパ16に
追従できなくなる。したがって、この制御弁100を制
御するコントローラ3は、その入力電圧に対して通常は
主弁スプール13の位置制御をクローズドループ制御と
するが、コントローラ3への入力電圧がきわめて小さい
ときは、コントローラ3が自動的にオープンループ制御
となり、ノズル14とフラッパ16の間が大きく開き得
るようにするのが好ましい。
In the control valve 100 shown in FIG. 1, when the input to the proportional solenoid 15 is large,
The main valve spool 13 moves following the flapper 16, but when the input to the proportional solenoid 15 is small, the main valve spool 13 is locked by the stopper 27 and cannot follow the flapper 16. Therefore, the controller 3 that controls the control valve 100 normally performs closed-loop control of the position of the main valve spool 13 with respect to the input voltage, but when the input voltage to the controller 3 is extremely small, the controller 3 Automatically becomes open loop control, so that the space between the nozzle 14 and the flapper 16 can be greatly opened.

【0025】図4及び図5は、クローズドループ制御と
オープンループ制御とを自動的に切り換える制御装置の
構成を示すブロック図であり、図4は、アナログ入力の
コントローラを用いた場合、図5は、設定器付きのコン
トローラを用いた場合をそれぞれ示している。
FIGS. 4 and 5 are block diagrams showing the configuration of a control device for automatically switching between closed loop control and open loop control. FIG. 4 shows a case where an analog input controller is used. , A case where a controller with a setting device is used.

【0026】図4に示すアナログ入力の場合は、入力電
圧Viと微小電位からなる比較値Vcがコンパレータ3
1に入力されると、切換出力A又は/Aが出力される
が、入力電圧Viが比較値Vcより小さいときは、切換
出力Aがハイで切換出力/Aがロー、入力電圧Viが比
較値Vcより大きいときは、切換出力Aがローで切換出
力/Aがハイになる。そして切換出力Aがハイのときは
第1のアナログスイッチ32がオン、第2のアナログス
イッチ33がオフの状態にあり、切換出力/Aがハイの
ときは第1のアナログスイッチ32がオフ、第2のアナ
ログスイッチ33がオンの状態にある。なお、切換出力
Aの前の「/」は反転を意味し、図中ではオーバライン
を付して示してある。
In the case of the analog input shown in FIG. 4, the comparison value Vc comprising the input voltage Vi and the minute potential is applied to the comparator 3
1, the switching output A or / A is output. When the input voltage Vi is smaller than the comparison value Vc, the switching output A is high, the switching output / A is low, and the input voltage Vi is the comparison value. When it is larger than Vc, the switching output A is low and the switching output / A is high. When the switching output A is high, the first analog switch 32 is on and the second analog switch 33 is off. When the switching output / A is high, the first analog switch 32 is off and the second analog switch 32 is off. The second analog switch 33 is on. Note that "/" before the switching output A means inversion, and is shown with an overline in the figure.

【0027】このようなアナログ入力のコントローラで
は、入力電圧Viが比較値Vcより小さいときは、第1
のアナログスイッチ32がオン、第2のアナログスイッ
チ33がオフとなるので、主弁スプール13の位置セン
サ28からのフィードバック電圧Vfには関係なく、入
力電圧Viは第1のアナログスイッチ32,加算器3
4,電圧/電流変換器35を介して、入力電圧Viのみ
に応じた出力電流Iが比例ソレノイド15に入力され、
オープンループ制御となる。
In such an analog input controller, when the input voltage Vi is smaller than the comparison value Vc, the first
Is turned on and the second analog switch 33 is turned off, the input voltage Vi is applied to the first analog switch 32 and the adder irrespective of the feedback voltage Vf from the position sensor 28 of the main valve spool 13. 3
4, an output current I corresponding to only the input voltage Vi is input to the proportional solenoid 15 via the voltage / current converter 35,
It becomes open loop control.

【0028】また、入力電圧Viが比較値Vcより大き
いときは、第1のアナログスイッチ32がオフ、第2の
アナログスイッチ33がオンとなるので、入力電圧Vi
と、位置センサ28からのフィードバック電圧Vfとが
減算器36に入力されてその差がとられ、その偏差が補
償回路37で精度を高められ、第2のアナログスイッチ
33,加算器34,電圧/電流変換器35を介して出力
電流Iが比例ソレノイド15に入力され、クローズドル
ープ制御となる。
When the input voltage Vi is larger than the comparison value Vc, the first analog switch 32 is turned off and the second analog switch 33 is turned on.
And the feedback voltage Vf from the position sensor 28 are input to a subtractor 36, and the difference is taken. The difference is improved in accuracy by a compensation circuit 37, and the second analog switch 33, adder 34, voltage / The output current I is input to the proportional solenoid 15 via the current converter 35, and the closed loop control is performed.

【0029】次に、図5に示す設定器付きのコントロー
ラの場合は、設定器38は複数例えば5チャンネルの設
定信号S1〜S5を設定することができ、入力側には5
チャンネルの切換信号C1〜C5が入力可能である。そ
して、5チャンネルの切換信号C1〜C5がすべて入力
されていないとき、アナログの切換出力Aがハイ、/A
がローとなり、切換信号C1〜C5信号が入っていると
き、切換出力Aがロー、/Aがハイとなる。なお、その
後の構成は図4と同様であり、前者の場合はオープンル
ープ制御、後者の場合はクローズドループ制御となる。
Next, in the case of the controller with a setting device shown in FIG. 5, the setting device 38 can set a plurality of setting signals S1 to S5 of, for example, five channels.
Channel switching signals C1 to C5 can be input. When all of the five channel switching signals C1 to C5 are not input, the analog switching output A is high,
Becomes low, and when the switching signals C1 to C5 are input, the switching output A becomes low and / A becomes high. The subsequent configuration is the same as that of FIG. 4. Open loop control is performed in the former case and closed loop control is performed in the latter case.

【0030】図6の(a),(b)は、この発明による
制御弁100をオープンループ制御した場合の電流−流
量特性及び電流−主弁スプール位置制御特性を示す線
図、図7の(a),(b)はクローズドループ制御した
場合の入力電圧−流量特性及び入力電圧−主弁スプール
位置制御特性を示す線図である。なお、図6の(a),
(b)では、横軸に電流Iを、縦軸に流量Q及び主弁ス
プール位置Sとフラッパ位置(一点鎖線)をとって示
し、図7の(a),(b)では、横軸に入力電圧Vを、
縦軸に流量Q及び主弁スプール位置Sとフラッパ位置
(一点鎖線)をとって示している。
FIGS. 6A and 6B are diagrams showing the current-flow rate characteristics and the current-main valve spool position control characteristics when the control valve 100 according to the present invention is subjected to open loop control, and FIG. FIGS. 7A and 7B are diagrams showing an input voltage-flow rate characteristic and an input voltage-main valve spool position control characteristic when closed loop control is performed. In addition, (a) of FIG.
7B, the horizontal axis represents the current I, and the vertical axis represents the flow rate Q, the main valve spool position S, and the flapper position (dashed-dotted line). In FIGS. 7A and 7B, the horizontal axis represents the current. Input voltage V
The vertical axis shows the flow rate Q, the main valve spool position S, and the flapper position (dashed line).

【0031】図6から分かるように、オープンループ制
御の場合には、流量Qは、電流Iが所定の値に達するま
で零で、その後はほぼ電流Iに比例して増加し、電流I
の減少時はややヒステリシス現象を生じて増加時とは別
の経路を描いて下降する。一方、主弁スプール位置Sは
電流Iにほぼ比例して主弁スプール13の位置が変化す
る。
As can be seen from FIG. 6, in the case of the open-loop control, the flow rate Q is zero until the current I reaches a predetermined value, and thereafter increases almost in proportion to the current I.
When the value decreases, a slight hysteresis phenomenon occurs, and the value decreases along a different path from that when the value increases. On the other hand, in the main valve spool position S, the position of the main valve spool 13 changes substantially in proportion to the current I.

【0032】また、図7に示すクローズドループ制御の
場合には、入力電圧Vが微小電位ΔV(例えばΔV/V
max=0.005)まではオープンループ制御であるの
で、流量Qは零であるがその後は入力電圧Vに比例して
増加し、電圧減少時にはヒステリシス現象を伴うことな
く流量Qが低下する。一方、主弁スプール位置Sは、入
力電圧Vが微小電位ΔVまではオープンループ制御によ
り入力電圧Vにほぼ比例して増加するが、入力電圧Vが
微小電位ΔVに達すると、オープンループ制御からクロ
ーズドループ制御に切り換えられるので、フラッパ位置
は瞬時にS1だけ移動し、その後は入力電圧Vに比例し
て変化する。
In the case of the closed-loop control shown in FIG. 7, the input voltage V is a small potential ΔV (for example, ΔV / V
Since the open-loop control is performed up to (max = 0.005), the flow rate Q is zero, but thereafter increases in proportion to the input voltage V. When the voltage decreases, the flow rate Q decreases without a hysteresis phenomenon. On the other hand, the main valve spool position S increases almost in proportion to the input voltage V by the open loop control until the input voltage V reaches the minute potential ΔV, but when the input voltage V reaches the minute potential ΔV, the main valve spool position S closes from the open loop control to the closed potential. Since the control is switched to the loop control, the flapper position moves instantaneously by S1 and thereafter changes in proportion to the input voltage V.

【0033】[0033]

【発明の効果】以上述べたように、この発明の請求項1
記載の比例電磁式方向流量制御弁によれば、初期状態に
おいて大きく開いたノズルとフラッパの間から通常の作
動状態では通過できない作動液中に混入した大きな異物
を容易に流出させることができ、コンタミネーションを
向上させて繰り返し性能を良好に保つことが可能にな
る。
As described above, the first aspect of the present invention is as follows.
According to the proportional electromagnetic directional flow control valve described above, large foreign matters mixed in the working fluid that cannot pass in the normal operating state can easily flow out from between the nozzle and the flapper that are largely opened in the initial state, and contamination can be easily achieved. The repetition performance can be kept good by improving the nation.

【0034】請求項2記載の比例電磁式方向流量制御弁
によれば、上記の効果に加えて主弁スプールを弁開放方
向へ駆動する駆動力を増加させて流体力へ対抗させるこ
とができ、小形の弁で大流量の制御が可能になる。
According to the proportional electromagnetic directional flow control valve of the second aspect, in addition to the above-described effects, the driving force for driving the main valve spool in the valve opening direction can be increased to oppose the fluid force. A large flow rate can be controlled with a small valve.

【0035】請求項3記載の比例電磁式方向流量制御弁
の制御装置によれば、クローズドループ制御とオープン
ループ制御とが入力電圧の大小により自動的に切り換え
られるので、入力と出力とが常にほぼ1:1になるよう
に制御することができ、入力に対する制御流量特性の不
感帯をなくすることが可能になる。請求項4記載の比例
電磁式方向流量制御弁の制御装置によれば、一層高精度
な制御の自動化が可能になる。
According to the control device for the proportional electromagnetic directional flow control valve according to the third aspect, the closed-loop control and the open-loop control are automatically switched according to the magnitude of the input voltage, so that the input and the output are almost always constant. The control can be performed so as to be 1: 1 and the dead zone of the control flow characteristic with respect to the input can be eliminated. According to the control device for the proportional electromagnetic directional flow control valve according to the fourth aspect, it is possible to automate the control with higher precision.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】この発明による比例電磁式方向流量制御弁の一
実施形態を示す側断面図である。
FIG. 1 is a side sectional view showing one embodiment of a proportional electromagnetic directional flow control valve according to the present invention.

【図2】同じくその制御装置の制御シンボル図である。FIG. 2 is a control symbol diagram of the control device.

【図3】同じくその基本構成図である。FIG. 3 is a basic configuration diagram of the same.

【図4】同じくその制御にアナログ入力のコントローラ
を用いた場合のオープンループ制御とクローズドループ
制御とを切り換える具体的回路の一例を示す回路図であ
る。
FIG. 4 is a circuit diagram showing an example of a specific circuit for switching between open-loop control and closed-loop control when an analog input controller is used for the control.

【図5】同じくその制御に設定器付きのコントローラを
用いた場合のオープンループ制御とクローズドループ制
御とを切り換える具体的回路の一例を示す回路図であ
る。
FIG. 5 is a circuit diagram showing an example of a specific circuit for switching between open-loop control and closed-loop control when a controller with a setting device is used for the control.

【図6】同じくそのオープンループ制御時の電流−流量
特性及び電流−主弁スプール位置特性,フラッパ位置特
性を示す線図である。
FIG. 6 is a diagram showing current-flow rate characteristics, current-main valve spool position characteristics, and flapper position characteristics during the open loop control.

【図7】同じくそのクローズドループ制御時の入力電圧
−流量特性及び入力電圧−主弁スプール位置特性,フラ
ッパ位置特性を示す線図である。
FIG. 7 is a diagram showing an input voltage-flow rate characteristic, an input voltage-main valve spool position characteristic, and a flapper position characteristic during the closed loop control.

【図8】従来の比例電磁式方向流量制御弁の一例を示す
側断面図である。
FIG. 8 is a side sectional view showing an example of a conventional proportional electromagnetic directional flow control valve.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1:主弁 2:パイロット部 3:コントローラ 11:ボディ 12:摺動孔 13:主弁スプール 13a:第1の受圧面 13b:第2の受圧面 14:ノズル 15:比例ソレノイド 16:フラッパ 19:パイロット減圧弁 20:ノズル・フラッパ室 27:ストッパ 28:位置センサ 31:コンパレータ 37:補償回路 100:比例電磁式方向流量制御弁 1: Main valve 2: Pilot section 3: Controller 11: Body 12: Sliding hole 13: Main valve spool 13a: First pressure receiving surface 13b: Second pressure receiving surface 14: Nozzle 15: Proportional solenoid 16: Flapper 19: Pilot pressure reducing valve 20: Nozzle / flapper chamber 27: Stopper 28: Position sensor 31: Comparator 37: Compensation circuit 100: Proportional electromagnetic directional flow control valve

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 比例電磁アクチュエータの出力部材に同
動するフラッパと、主弁スプールと一体のノズルとから
構成されるノズル・フラッパ機構を介して前記出力部材
の動きを前記主弁スプールに伝える比例電磁式方向流量
制御弁において、 前記フラッパの動きに追従して復帰方向へ移動する前記
主弁スプールを、その復帰途中で係止するストッパと、
前記主弁スプールの移動位置を検出する位置センサとを
設けたことを特徴とする比例電磁式方向流量制御弁。
1. A proportional valve for transmitting the movement of the output member to the main valve spool via a nozzle flapper mechanism comprising a flapper cooperating with an output member of a proportional electromagnetic actuator and a nozzle integral with the main valve spool. In the electromagnetic directional flow control valve, a stopper that locks the main valve spool, which moves in the return direction following the movement of the flapper, during its return,
A proportional electromagnetic directional flow control valve, further comprising a position sensor for detecting a movement position of the main valve spool.
【請求項2】 請求項1記載の比例電磁式方向流量制御
弁において、前記主弁スプールを弁開放方向へ駆動する
第1の受圧面と弁閉止方向へ駆動する第2の受圧面との
面積比を5:2以上に設定したことを特徴とする比例電
磁式方向流量制御弁。
2. The proportional electromagnetic directional flow control valve according to claim 1, wherein an area of a first pressure receiving surface that drives the main valve spool in a valve opening direction and a second pressure receiving surface that drives the main valve spool in a valve closing direction. A proportional electromagnetic directional flow control valve, wherein the ratio is set to 5: 2 or more.
【請求項3】 請求項1又は2記載の比例電磁式方向流
量制御弁の制御装置であって、 前記比例電磁式方向流量制御弁を制御するアナログ入力
のコントローラへの入力電圧が所定値より小さいときは
オープンループ制御に、前記所定値より大きいときはク
ローズドループ制御に、自動的に切り換えられるように
したことを特徴とする比例電磁式方向流量制御弁の制御
装置。
3. The control device for a proportional electromagnetic directional flow control valve according to claim 1, wherein an input voltage to an analog input controller for controlling the proportional electromagnetic directional flow control valve is smaller than a predetermined value. A control device for a proportional electromagnetic directional flow control valve, characterized in that the control is automatically switched to open loop control when the value is larger than the predetermined value and to closed loop control when the value is larger than the predetermined value.
【請求項4】 請求項1又は2記載の比例電磁式方向流
量制御弁の制御装置であって、 前記比例電磁式方向流量制御弁を制御する設定器付きの
コントローラへの複数の切換信号がすべて入力されてい
ないときはオープンループ制御に、前記切換信号が入力
されているときはクローズドループ制御に、自動的に切
り換えられるようにしたことを特徴とする比例電磁式方
向流量制御弁の制御装置。
4. The control device for a proportional electromagnetic directional flow control valve according to claim 1, wherein a plurality of switching signals to a controller having a setting device for controlling the proportional electromagnetic directional flow control valve are all provided. A control device for a proportional electromagnetic directional flow control valve, wherein the control is automatically switched to open-loop control when not input and to closed-loop control when the switching signal is input.
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