JPS5930951B2 - 電磁比例弁駆動装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は電磁比例弁の駆動装置に関し、特に励磁電流を
安定に制御するようにしたものである。

電磁比例弁は、本体ケース内に軸方向に摺動可能に設け
られたスプールを電磁的に摺動させることにより、流体
通路の流量調整を行うように成されている。スプールは
端部をバネによつて軸方向に付勢されており、流量調整
は、励磁コイルの電流を制御し電磁力とバネの付勢力と
がバランスする位置までスプールを摺動させることによ
り行うようにしている。この場合、スプールの周面とこ
の周面が接するケースの孔の内壁面との間に摩擦力が作
用し、この摩擦力の大きさは加工の精度等の原因により
スプールの位置、温度等によつてぱらつきがある。この
ため、励磁電流を若干変化させて電磁力を若干変化させ
ても、スプールが上記摩擦によつて摺動できず上記孔の
内壁面に固着した状態となり、電磁力の変化分が摩擦力
に打勝つたとき始めてスプールが動くと云う現象を生じ
る。しかも摩擦力にばらつきがあるため、励磁電流の変
化分とスプールとの変位とが対応せず、このためスプー
ルの位置制御の精度及び分解能が低下する。この対策と
して従来より、脈流あるいは脈流が重畳された直流を励
磁電流として用いることによりスプールを常に振動させ
ておき、これによつて励磁電流の変化に対するスプール
の変位の直線性を改善する方法が知られている。このよ
うに励磁電流に脈流を持たせることをディザ−をかける
と称している。ディザ−をかける方法として、従来より
、商用交流電源を全波整流回路で整流して得られる脈流
を用いる方法がある。しかしながらこの方法は電源変動
による励磁電流の変動があり、また温度によるコイルの
抵抗変化に基く励磁電流の変動がある。これらの電流変
動は、電磁比例弁の出力流量、圧力の変動となつて表わ
れる。そこで上記整流出力を定電圧回路で定電圧化した
後、この定電圧をディザ−回路で所定周波数のパルス列
に変換し、このパルス列を可変抵抗を通じて励磁コイル
に加えるようにする方法が用いられている。この方法は
電源変動による電流変動はなくなるが、温度による電流
変動は避けられない。特に励磁電流を調整するための上
記可変抵抗として、複数個の可変抵抗を並列接続し、こ
れらをリレーで切換えるようにしたものでは、電流の切
換えがステップ的に行われるため、切換え時のショック
が生じる。尚、上記温度による電流変動を抑えるために
、従来より電磁比例弁の使用前に一定時間コイルに電流
を流しコイル温度を上限まで飽和させてから運転を開始
する方法が知られているが、運転開始までの準備に非常
に時間がかかつていた。また従来の電磁比例弁では、運
転中に流体温度が変化するとコイル温度がその影響を受
けるため出力変動を生じることがあつた。本発明は上記
の問題を解決するためのもので、以下本発明を図面と共
に説明する。

第１図において、１は供給電圧を調整するための可変抵
抗器で、上限設定可変抵抗１８、下限設定可変抵抗９、
並列接続された分圧抵抗１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０
ｄ１リレー接点１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ及びリ
レーコイル１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ等で図示の
ように構成されている。

リレーコイル１２ａ〜１２ｄはチヤンネル選択釦ＣＨａ
，ＣＨｂ，ＣＨｃ，ＣＨｄを選択的に押すことにより選
択的に通電されて、対応する接点１１ａ〜１１ｄが閉ざ
されるように成されている。２は時定数調整可能な積分
器で、可変抵抗１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ及びコ
ンデンサ１４で図示のように構成されている。

３は所定周波数の三角波発振器、４は電圧比較器で、上
記積分器２の積分出力と上記発振器３の発振出力とを比
較し、積分出力レベルが発振出力レベルを越えたとき「
１」（高レベル）の信号を出力する。

５は定電流増巾器で、増巾器６、トランジスタ７等で構
成されている。

８は電磁比例弁の励磁コイルで、定電流駆動されるトラ
ンジスタ７のスイツチングにより励磁電流が流される。

次に上記構成による回路の動作を第２図を参照して説明
する。

尚、以下の説明では簡単のためにＡ，ｂ，ｃの３チヤン
ネルを調整する場合について述べる。先ず、上限設定可
変抵抗１８を調整して各分圧抵抗１０ａ，１０ｂ，１０
ｃの出力電圧の最大電圧を設定すると共に、下限設定可
変抵抗９を調整して、各分圧抵抗の出力電圧の最小電圧
を設定する。

次に分圧抵抗１０ａ，１０ｂ，１０ｃを調整して、Ａ，
ｂ，ｃ各チヤンネルの供給電圧Ｖａ，Ｖｂ，Ｖｃを設定
する。次に可変抵抗１３ａ，１３ｂ，１３ｃを調整して
、各チヤンネルの積分時定数を例えば数１００ｍｓｅｃ
〜数１０ｓｅｃに設定する。以上の状態で、先ずチヤン
ネル選択釦ＣＨａが押され、第２図のｔ１時点で同図Ｂ
のようにリレー接点１１ａが閉じ、チヤンネルａが選択
されると、可変抵抗１０ａの出力電圧が、積分器２に加
えられる。これにより、積分出力は第２図Ａに示すよう
に抵抗１０ａで設定された電圧Ｖａまで、抵抗１３ａの
抵抗値とコンデンサ１４の容量とで決定される傾斜ａで
立上る。この積分出力は比較器４で三角波発生器３の出
力電圧Ｖｓと比較される。この比較器４は第２図Ｅに示
すように、積分出力が上記電圧Ｖｓよりも高くなつたと
き「１」、低くなつたとき「Ｏ」のパルスを出力する。
このパルスは図示のように分圧抵抗１０ａの出力電圧を
抵抗１３ａの抵抗値とコンデンサ１４の容量により決定
される時定数による積分出力電圧に比例したデユーテイ
サイクルを持つたパルスとなる。このパルスにより定電
流増巾器５が駆動されて定電流パルスが電磁比例弁の励
磁コイル８に流れる。これによつて、スプールにデイザ
一がかけられた状態となり、また、定電流パルスのデユ
ーテイサイクルに応じた流量制御が行われる。次にＴ２
時点でリレー接点１１ａが開放され、第２図Ｃのように
リレー接点１１ｂが閉じてチヤンネルｂが選択されると
、抵抗１０ｂの出力電圧が積分器２に加えられる。

これにより積分出力は抵抗１０ｂで設定された電圧Ｖｂ
まで抵抗１３ｂの抵抗値とコンデンサ１４の容量で決定
される傾斜ｂで立下る。この積分出力は比較器４で三角
波発生器出力電圧Ｖｓと比較され、積分出力が上記電圧
Ｖｓより高くなつたときに定電流増巾器５が駆動され、
積分出力に比例したデユーテイサイクルを持つた定電流
パルスが励磁コイル８に流れる。次にＴ３時点でリレー
接点１１ｂが開放され第２図Ｃに示すようにリレー接点
１１ｃが閉じてチヤンネルｃが選択されると、抵抗１０
ｃの出力電圧が積分器に加えられる。これにより積分出
力は抵抗１３ｃの抵抗値とコンデンサ１４の容量で決定
される傾斜ｃで立下る。この積分出力は比較器４で三角
波発生器出力電圧Ｖｓと比較されることにより、上述と
同様にして定電流増巾器５が駆動され、積分出力に比例
したデユーテイサイクルを持つた定電流パルスが励磁コ
イル８に流れる。次にＴ４時点でリレー接点１１ｃを開
放するとコンデンサ１４に充電されている電荷が抵抗１
３ｃ，１０ｃ，９を通つて放電し、積分出力は最初の状
態に復帰する。以上述べたように本発明は、積分器の入
力電圧及び時定数をチヤンネルセレクタ一により選択す
ることにより、この積分器の出力電圧の大きさ及びその
立上り立下りの速さを選択するように成すと共に、三角
波発生器と、この三角波発生器の出力電圧と上記積分器
の出力電圧とを比較し一方の電圧が他方の電圧を越えた
ときその出力が反転する比較器と、この比較器の出力で
駆動される定電流回路とを設け、上記比較器の出力で上
記定電流回路を１駆動し、その定電流出力を励磁コイル
に供給するようにしたことを特徴とする電磁比例弁駆動
装置に係るものである。

従つて本発明によれば、選択された時定数に応じた傾斜
を持つ積分出力電圧に比例したデユーテイサイクルを持
つ定電流パルスが電磁比例弁の励磁コイルに流れ、この
定電流パルスの波高値は励磁コイルの抵抗が変化しても
常に一定電流に保たれるのでコイル温度又は流体温度の
変動が、電磁比例弁の出力流量、圧力に影響を与えるこ
とがない。

また、積分器を通して定電流パルスのデユーテイサイク
ルを変化させているので、励磁コイルの励磁電流の急激
な変化がなく電磁比例弁の出力流量、圧力の制御が円滑
に行なえる利点がある。さらに、励磁電流は定電流パル
スのため従来のようなデイザ一装置は不要となる等の利
点を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置のプロツク線図、第２図は第１図の
要部の出力波形を示す波形図である。 １・・・・・・供給電圧可変抵抗、２・・．・・・積分
器、３・．．・・・三角波発生器、４・・・・・・比較
器、５・・・・・・定電流増巾器、８・・・・・・電磁
比例弁励磁コイル。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 時定数の変更が可能な積分器と、この積分器の入力
   電圧及び上記時定数を選択してその積分出力電圧の大き
   さ及びその立上り・立下りの速さを選択するチャンネル
   セレクターと、三角波発生器と、この三角波発生器の出
   力電圧と上記積分器の積分出力電圧とを比較し一方の電
   圧が他方の電圧を越えたときその出力が反転する比較器
   と、この比較器の出力で駆動される定電流回路と、この
   定電流回路の定電流出力が供給される励磁コイルとを設
   けたことを特徴とする電磁比例弁駆動装置。