JPS61218802A - Negative pressure actuator - Google Patents
Negative pressure actuatorInfo
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明は、負圧源を用いてピストンを駆動する負圧アク
チュエータに関するもので、例えば、自動車において、
エンジンのスロットル位置制御、空気調和制御装置の温
度制御等に利用される負圧アクチュエータに関するもの
である。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to a negative pressure actuator that drives a piston using a negative pressure source, for example, in an automobile.
The present invention relates to a negative pressure actuator used for controlling the throttle position of an engine, controlling the temperature of an air conditioning control device, etc.
[従来の技術]
従来のこの種の負圧アクチュエータとして特開昭51−
149634号公報の技術を挙げることができる。[Prior art] A conventional negative pressure actuator of this type is disclosed in Japanese Patent Application Laid-open No. 1983-
The technique disclosed in Japanese Patent No. 149634 can be mentioned.
上記技術は、ダイアフラムの如き気密性のある薄膜によ
り、負圧室と大気室とが仕切られ、前記負圧室の圧力変
化に伴って前記ダイアフラムと密着応動するピストンを
有する負圧アクチュエータにおいて、前i2!負圧室内
に前記ピストンの位置を連続的に検出して電気的信号を
発生するインダクタンスを内蔵したことを特徴とするも
のであり、前記インダクタンスは負圧室内に静的に固定
されたコイル内を鉄心がストロークする構造をなし、前
記鉄心は少なくとも第一スプリングと第ニスプリングの
力の均衡点に保たれ、第一スプリングは一端を静止部分
に、第ニスプリングは一端を前記ビス1〜ンに各々接す
るように構成されている。The above technology is a negative pressure actuator in which a negative pressure chamber and an atmospheric chamber are partitioned by an airtight thin film such as a diaphragm, and a piston that closely responds to the diaphragm as pressure changes in the negative pressure chamber. i2! The device is characterized in that an inductance that continuously detects the position of the piston and generates an electrical signal is built in the negative pressure chamber, and the inductance is connected to a coil that is statically fixed in the negative pressure chamber. The iron core has a structure in which the iron core strokes, and the iron core is maintained at a balance point between the forces of at least the first spring and the second spring, one end of the first spring is connected to the stationary part, and one end of the second spring is connected to the screws 1 to 1. They are configured so that they are in contact with each other.
上記のような従来の負圧アクチュエータにおいては、ピ
ストンと連動するインダクタンスの変化を、負圧アクチ
ュエータへの負圧を調整している電気制御装置へフィー
ドバックすることにより、電気制御装置の出力に見合っ
たロッドの作動量が負圧アクチュエータに得られない場
合、電気制御装置の信号を自動的に補正し、負圧室の圧
力を変化させて負圧アクチュエータのロッドの突出位置
を是正することかできる。In conventional negative pressure actuators such as those mentioned above, changes in inductance that are linked to the piston are fed back to the electric control device that adjusts the negative pressure to the negative pressure actuator. If the actuation amount of the rod cannot be obtained by the negative pressure actuator, the signal of the electric control device can be automatically corrected to change the pressure in the negative pressure chamber to correct the protruding position of the rod of the negative pressure actuator.
[発明が解決しようとする問題点1
しかし、従来のこの種の負圧アクチュエータでは、機械
的不平衡を電気的に検出し、それを電気的に信号処理し
、再びそれを機械的変位に変換してフィードバックして
いたから、補正のための構成、特に、電気制御装置等が
複雑となり、かつ、高価にならざるを得なかった。[Problem to be solved by the invention 1 However, in conventional negative pressure actuators of this type, mechanical imbalance is electrically detected, electrically processed as a signal, and then converted back into mechanical displacement. Therefore, the configuration for correction, especially the electric control device, etc., became complicated and expensive.
そこで、本発明は上記問題点を解決し、電気的制御系を
使用することなく、ヒスプリシス誤差を少なくした負圧
アクチュエータの提供をその目的とするものである。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems and provide a negative pressure actuator that reduces hysteresis errors without using an electrical control system.
[問題点を解決するための手段]
本発明に係る負圧アクチュエータは、ダイアフラムの如
き気密性の薄膜で仕切られた負圧室及び大気室と、前記
負圧室内に配設された第一附勢手段と、前記負圧室の圧
力変化に伴って前記薄膜と密着応動するピストンと、前
記負圧室に負圧を導入する入力ポートとを有する負圧ア
クチュエータ本体部と、前記入力ポートを開閉する弁体
と、前記弁体を移動させるプランジャーと、前記プラン
ジp−をその発生する磁力によって駆動するコイルとを
有する電磁式圧力弁と、前記プランジャーと前記ピスト
ンとの間に挟持され、前記弁体を附勢するロッド及び附
勢スプリングからなる第二附勢手段を有する電磁式圧力
制御弁から構成されるものである。[Means for Solving the Problems] The negative pressure actuator according to the present invention includes a negative pressure chamber and an atmospheric chamber partitioned by an airtight thin film such as a diaphragm, and a first attachment disposed within the negative pressure chamber. a negative pressure actuator main body having a pressure means, a piston that closely responds to the thin film as pressure changes in the negative pressure chamber, and an input port that introduces negative pressure into the negative pressure chamber; and a negative pressure actuator body that opens and closes the input port. an electromagnetic pressure valve having a valve body that moves the valve body, a plunger that moves the valve body, and a coil that drives the plunger p by the magnetic force generated by the plunger p-, which is sandwiched between the plunger and the piston, This is an electromagnetic pressure control valve having a second biasing means consisting of a rod and a biasing spring that biases the valve body.
[作用]
本発明においては、負圧アクチュエータ本体部のピスト
ンと電磁式圧力制御弁のプランジャーとの間に、第二附
勢手段を挾持させたものであるから、ピストン側の負荷
等の影響によって、ピストン位置が本来の停止位置に復
帰しないで止まろうとしたとき、止まろうとしたピスト
ン位置と本来復帰すべきピストン位置との距離差が、前
記ピストンとプランジャー間に挾持された第二附勢手段
の附勢力の変化となって現われ、前記止まろうとしたビ
ス(−ンを本来復帰させるべく負圧室の負圧を変化させ
、前記ピストンを本来復帰すべき位置に戻すものである
。[Function] In the present invention, since the second biasing means is sandwiched between the piston of the negative pressure actuator main body and the plunger of the electromagnetic pressure control valve, the influence of load etc. on the piston side is avoided. When the piston position does not return to its original stop position and attempts to stop, the distance difference between the piston position where it attempts to stop and the piston position where it should originally return is determined by the second bias held between the piston and the plunger. This appears as a change in the biasing force of the means, and changes the negative pressure in the negative pressure chamber in order to return the screw that was about to stop to its original position, thereby returning the piston to its original position.
[実施例]
第1図は本発明の一実施例の負圧アクチュエータの断面
図を示すものである。[Embodiment] FIG. 1 shows a sectional view of a negative pressure actuator according to an embodiment of the present invention.
図において、負圧アクチュエータ本体部1はアクチュエ
ータハウジング2、気密性の薄膜等からなるダイアフラ
ム3と一体となって変位するピストン4、前記ピストン
4とアクチュエータハウジング2との間に介在し、前記
ピストン4を附勢する第一附勢手段の負圧室用圧縮スプ
リング5°、前記ダイアフラム3及びピストン4の中央
から、前記ピストン4の変位をスロットルバルブ等の負
荷に導くケーブル6、前記アクチュエータハウジング2
の開口側、即ち、ダイアフラム側に配設されたダイアフ
ラムカバー7から構成されている。In the figure, a negative pressure actuator main body 1 includes an actuator housing 2, a piston 4 that is displaced integrally with a diaphragm 3 made of an airtight thin film, etc., and a piston 4 that is interposed between the piston 4 and the actuator housing 2. a compression spring 5° for the negative pressure chamber of the first energizing means, a cable 6 that leads the displacement of the piston 4 from the center of the diaphragm 3 and the piston 4 to a load such as a throttle valve, and the actuator housing 2.
It consists of a diaphragm cover 7 disposed on the opening side, that is, on the diaphragm side.
前記ダイアフラム3は、アクチュエータハウジング2と
ダイアフラムカバー7の間に介在されていて、ダイアフ
ラムカバー7をアクチュエータハウジング2にかしめ等
により固着すると共に封止している。また、前記ダイア
フラム3は部分的に歪が生じないように、密着応動する
ピストン4によってガイドされている。The diaphragm 3 is interposed between the actuator housing 2 and the diaphragm cover 7, and fixes and seals the diaphragm cover 7 to the actuator housing 2 by caulking or the like. Further, the diaphragm 3 is guided by a piston 4 that closely responds to the diaphragm 3 so that no distortion occurs locally.
このようにして、前記ダイアフラム3の内面とアクチュ
エータハウジング2によって負圧室Aが構成され、前記
ダイアフラム3の外面とダイアフラムカバー7及びダイ
アフラムカバー7に設けられた穴部によって大気室8が
構成される。In this way, a negative pressure chamber A is constituted by the inner surface of the diaphragm 3 and the actuator housing 2, and an atmospheric chamber 8 is constituted by the outer surface of the diaphragm 3, the diaphragm cover 7, and the hole provided in the diaphragm cover 7. .
アクチュエータハウジング2に配設したダイアフラム3
の反対側には、電磁式圧力制御弁10が前記アクチュエ
ータハウジング2に固着されており、しかも、その間を
Oリング等のシール部材によって封止している。Diaphragm 3 arranged in actuator housing 2
On the opposite side, an electromagnetic pressure control valve 10 is fixed to the actuator housing 2, and the gap therebetween is sealed with a sealing member such as an O-ring.
前記電磁式圧力制御弁10は、′?ti磁制御部及び弁
体部で構成される。The electromagnetic pressure control valve 10 is ?? It is composed of a magnetic control section and a valve body section.
前記電磁制御部は合成樹脂等からなるボビン11にコイ
ル12を巻回してなるソレノイドと、前記ソレノイドの
軸心、即ち、ボビン11の内側に配設された固定鉄心1
3と、前記ソレノイドの周囲に配設され、コイル12が
励磁されたとき、前記固定鉄心13に効率良く磁路を形
成させるヨーク14によって構成される。The electromagnetic control section includes a solenoid formed by winding a coil 12 around a bobbin 11 made of synthetic resin or the like, and a fixed iron core 1 disposed at the axis of the solenoid, that is, inside the bobbin 11.
3, and a yoke 14 disposed around the solenoid to efficiently form a magnetic path in the fixed iron core 13 when the coil 12 is excited.
前記電磁制御部の先端部には、第2図の弁体部分の拡大
断面図に示すように、弁体部が設けられている。A valve body portion is provided at the tip of the electromagnetic control portion, as shown in an enlarged sectional view of the valve body portion in FIG.
前記弁体部は、端部に取付補助部材21を固着したプラ
ンジャー20、前記プランジ<p −20内に挟持され
た弁附勢用圧縮スプリング22によって附勢されたポペ
ット弁23、前記ポペット弁23でその端部を開閉され
る入力ポート31、前記プランジャー20に穿設した連
通孔25、取付補助部材21と弁体ハウジング30との
間に配設したダイアフラム24、及び、大気ポート32
、出力ポート33によって構成される。The valve body portion includes a plunger 20 having an attachment auxiliary member 21 fixed to the end thereof, a poppet valve 23 energized by a valve energizing compression spring 22 held within the plunger, and the poppet valve. an input port 31 whose end is opened and closed at 23; a communication hole 25 formed in the plunger 20; a diaphragm 24 disposed between the auxiliary mounting member 21 and the valve body housing 30; and an atmospheric port 32.
, and an output port 33.
即ち、前記弁体部は端部に取付補助部材21を固着した
プランジ*y −20内に挾持された弁附勢用圧縮スプ
リング22によって附勢されたポペット弁23が配設さ
れている。前記弁附勢用圧縮スプリング22は入力ポー
ト31を閉塞する閉弁力を付与するものである。入力ポ
ート31とポペット弁23との開閉は、入力ポート31
からポペット弁23を取付補助部材21が引き離すこと
により、その開弁が行われるものであり、また、ボベ弁
23と入力ポート31とが当接し、取付補助部材21と
が離れることにより、その閉弁が行われるから、前記弁
附勢用圧縮スプリング22は入力ポート31の開閉には
直接関与しない。前記取付補助部材21にはダイアフラ
ム24の内周が焼付固着されていて、その外周が前記ポ
ペット弁23まで、或いは、その附近まで各ポートを導
く合成樹脂等で形成された弁体ハウジング30に固着さ
れており、前記弁体ハウジング30と取付補助部材21
との間は、前記ダイアフラム24により封止状態にある
。前記弁体ハウジング30の入力ポート31には、図示
しないバキュームポンプ或いは負圧を蓄積したサージタ
ンクが接続され、前記ポペット弁23によって開閉され
る入力ポート31、大気圧をプランジtF −20及び
ポペット弁23の入力ポート31の反対側に導く大気ポ
ート32、前記入力ポート31及び大気ポート32の圧
力をポペット弁23の制御によって負圧アクチュエータ
本体部1の負圧室Aに導く出力ポート33が設けられて
いる。前記大気ポート32の大気側にはエアーフィルタ
35を内蔵したエアーフィルタヘッド34がゴム系等の
シール部材36を介在させて堅固に取り付けられている
。また、出力ポート33と負圧室Aとの間はゴムまたは
合成樹脂等からなる案内管37によって連通されている
。That is, the valve body portion has a poppet valve 23 energized by a valve energizing compression spring 22 held in a plunger *y-20 to which an auxiliary attachment member 21 is fixed at the end. The valve biasing compression spring 22 applies a valve closing force to close the input port 31. The input port 31 and the poppet valve 23 are opened and closed by the input port 31.
The poppet valve 23 is opened when the mounting auxiliary member 21 pulls it away from the poppet valve 23 , and the poppet valve 23 is opened when the input port 31 comes into contact with the poppet valve 23 and the poppet valve 23 is separated from the mounting auxiliary member 21 to close the poppet valve 23 . Since the valve is activated, the valve biasing compression spring 22 does not directly involve in opening and closing the input port 31. The inner periphery of a diaphragm 24 is baked and fixed to the mounting auxiliary member 21, and the outer periphery is fixed to a valve housing 30 made of synthetic resin or the like that guides each port up to or near the poppet valve 23. The valve body housing 30 and the mounting auxiliary member 21 are
The space between them is sealed by the diaphragm 24. A vacuum pump (not shown) or a surge tank storing negative pressure is connected to the input port 31 of the valve body housing 30, and the input port 31 is opened and closed by the poppet valve 23, and atmospheric pressure is connected to the plunge tF-20 and the poppet valve. An atmospheric port 32 that leads to the opposite side of the input port 31 of 23, and an output port 33 that leads the pressure of the input port 31 and the atmospheric port 32 to the negative pressure chamber A of the negative pressure actuator main body 1 under the control of the poppet valve 23 are provided. ing. An air filter head 34 having a built-in air filter 35 is firmly attached to the atmospheric side of the atmospheric port 32 with a sealing member 36 made of rubber or the like interposed therebetween. Further, the output port 33 and the negative pressure chamber A are communicated through a guide tube 37 made of rubber, synthetic resin, or the like.
前記固定鉄心13の軸心部には、ピストン4とプランジ
ャー20との間にロッド40及び圧縮スプリングからな
る附勢スプリング41が挿着されており、前記ロッド4
0と附勢スプリング41はピストン4及びプランジャー
20の相互に作用力を与える第二附勢手段を構成する。An energizing spring 41 consisting of a rod 40 and a compression spring is inserted between the piston 4 and the plunger 20 at the axial center of the fixed iron core 13.
0 and the biasing spring 41 constitute a second biasing means that applies a mutually acting force to the piston 4 and the plunger 20.
しかし、附勢スプリング41に比較して負圧室用圧縮ス
プリング5の弾性力が大に設定されているから、附勢ス
プリング41の弾性力はプランジャー20側に現れる。However, since the elastic force of the negative pressure chamber compression spring 5 is set to be larger than that of the energizing spring 41, the elastic force of the energizing spring 41 appears on the plunger 20 side.
次に、上記の如く構成された本実施例の負圧アクチュエ
ータの動作を説明する。Next, the operation of the negative pressure actuator of this embodiment configured as described above will be explained.
まず、ロッド40が固定鉄心13に固定されていて、ピ
ストン4を拘束しない場合を前提に基本的動作の説明を
する。First, the basic operation will be explained on the assumption that the rod 40 is fixed to the fixed iron core 13 and the piston 4 is not restrained.
コイル12が非励磁のとき、附勢スプリング41によっ
てプランジャー20が、入力ポート31側に押圧され、
弁附勢用圧縮スプリング22の附勢力によってポペット
弁23が入力ポート31の端部を閉塞する。したがって
、大気圧がエアーフィルタヘッド34のエアーフィルタ
35、大気ポート32、連通孔25、出力ポート33を
介して負圧室Aに導かれるから、ピストン4は第一附勢
手段である負圧室用圧縮スプリング5の附勢力により移
動し、負荷に接続されたケーブル6は矢印a方向に移a
づる。When the coil 12 is de-energized, the plunger 20 is pressed toward the input port 31 by the energizing spring 41,
The poppet valve 23 closes the end of the input port 31 by the biasing force of the valve biasing compression spring 22 . Therefore, since atmospheric pressure is guided to the negative pressure chamber A through the air filter 35 of the air filter head 34, the atmospheric port 32, the communication hole 25, and the output port 33, the piston 4 is moved into the negative pressure chamber A as the first energizing means. The cable 6 connected to the load moves in the direction of arrow a.
Zuru.
逆に、コイル12が最も強く励磁されたとき、固定鉄心
13とプランジ1−−20との吸引力により、第二附勢
手段の附勢スプリング41の附勢力に抗して7ランジt
7−20が固定鉄心13側に移動する。このとき、プラ
ンジャー20が第1図及び第2図において左側に移動し
、プランジャー20の端部に配設された取付補助部材2
1はポペット弁23の外周部と当接し、ボペッ1−弁2
3を図の左方向に移動させるから、弁附勢用圧縮スプリ
ング22の附勢力によって、ポペット弁23は取付補助
部材21の内周面で閉塞され、大気ポート32は閉塞状
態となる。一方、ポペット弁23は入力ポート31の端
部を開口する。したがって、入力ポート31側の負圧源
によって、出力ポート33、案内管37を介して負圧室
A内の負圧を増加させるから、ピストン4は負圧室用圧
縮スプリング5の附勢力に抗して移動し、ケーブル6を
矢印aとは反対方向に移動させる。Conversely, when the coil 12 is most strongly excited, the attractive force between the fixed iron core 13 and the plungers 1--20 causes the seventh lunge t to resist the urging force of the urging spring 41 of the second urging means.
7-20 moves to the fixed iron core 13 side. At this time, the plunger 20 moves to the left in FIGS. 1 and 2, and the attachment auxiliary member 2 disposed at the end of the plunger 20
1 is in contact with the outer periphery of the poppet valve 23, and the poppet 1-valve 2
3 is moved to the left in the figure, the poppet valve 23 is closed by the inner circumferential surface of the auxiliary attachment member 21 by the urging force of the valve urging compression spring 22, and the atmospheric port 32 is closed. On the other hand, the poppet valve 23 opens the end of the input port 31. Therefore, since the negative pressure source on the input port 31 side increases the negative pressure in the negative pressure chamber A via the output port 33 and the guide pipe 37, the piston 4 resists the biasing force of the compression spring 5 for the negative pressure chamber. and move the cable 6 in the direction opposite to the arrow a.
コイル12に通電される電流値によって弁体部を制御す
るとき、固定鉄心13とプランジャー20との間の吸引
力により、第二附勢手段の附勢スプリング41の附勢力
に抗してプランジv−20が固定鉄心13側に移動し、
取付補助部材21とポペット弁23とが当接封止し、エ
アーフィルタヘッド34、大気ポート32、連通孔25
を経てプランジャー20内に入り込んだ大気圧が取付補
助部材21とポペット弁23との当接封止により出力ポ
ート33側への大気圧の導入を遮断する。When the valve body portion is controlled by the current value applied to the coil 12, the attraction force between the fixed core 13 and the plunger 20 causes the plunger to resist the urging force of the urging spring 41 of the second urging means. v-20 moves to the fixed core 13 side,
The auxiliary installation member 21 and the poppet valve 23 are brought into contact and sealed, and the air filter head 34, the atmospheric port 32, and the communication hole 25 are sealed.
The atmospheric pressure that has entered the plunger 20 through the auxiliary mounting member 21 and the poppet valve 23 are sealed against each other, thereby blocking the atmospheric pressure from being introduced into the output port 33 side.
そして、コイル12の励磁電流の大きさに応じてプラン
ジャー20は入力ポート31とポペット弁23との距離
を離す。入力ポート31とポペット弁23とが離れると
、出力ポート33を介して負圧室Aに負圧が導かれ、負
圧室Aでは第一附勢手段の負圧室用圧縮スプリング5の
附勢力に抗してピストン4を矢印aの反対方向に移動さ
せる。このとき、ダイアフラム24には、出力ポート3
3側の負圧及び大気ポート32側の大気圧によって取付
補助部材21を図の右方向に移動する力が生じる。Then, the plunger 20 increases the distance between the input port 31 and the poppet valve 23 in accordance with the magnitude of the excitation current of the coil 12. When the input port 31 and the poppet valve 23 are separated, negative pressure is introduced to the negative pressure chamber A through the output port 33, and in the negative pressure chamber A, the urging force of the negative pressure chamber compression spring 5 of the first urging means is applied. The piston 4 is moved in the opposite direction of the arrow a. At this time, the diaphragm 24 has the output port 3.
The negative pressure on the 3 side and the atmospheric pressure on the atmospheric port 32 side generate a force that moves the attachment auxiliary member 21 to the right in the figure.
即ち、コイル12によるプランジャー20の吸引力と、
前記大気ポート32と出力ポート33との圧力差による
ダイアフラム24の有効径あたりに作用する力及び第二
附勢手段である附勢スプリング41の附勢力と比較した
とき、ダイアフラム24の有効径あたりに作用する力が
大きくなると、プランジャー20が図の右方向に移動し
、それに伴って取付補助部材21及びポペット弁23も
右に移動し、入力ポート31をポペット弁23で封止す
る。ポペット弁23は入力ポート31を封止することで
移動が停止させられるが、プランジャー20が更に附勢
スプリング41の附勢力及びダイアフラム24の有効径
あたりに作用する力によって右方向に移動させられると
、取付補助部材21とポペット弁23との封止が解かれ
、大気圧がエアーフィルタ35、大気ポート32、連通
孔25を介して前記取付補助部材21とポペット弁2、
3との間を通り、出力ポート33を介して負圧室Aに
導かれる。それによって、出力ポート33側と大気ポー
ト32側との圧力差が少なくなると、ダイアフラム24
の有効径あたりに作用する力が小さくなり、コイル12
によるプランジャー20その吸引力の方が大となるから
、再び、取付補助部材21とポペット弁23とが当接封
止状態となる。そして、出力ポート33側の負圧が減少
すると、ダイアフラム24の有効径あたりに作用する圧
力差が減少するから、ポペット弁23と入力ポート31
とが開き、出力ポート33を介して負圧室Aに再び負圧
を導くことになる。That is, the attraction force of the plunger 20 by the coil 12;
When compared with the force acting on the effective diameter of the diaphragm 24 due to the pressure difference between the atmospheric port 32 and the output port 33 and the biasing force of the biasing spring 41 which is the second biasing means, the force acting on the effective diameter of the diaphragm 24 is When the applied force increases, the plunger 20 moves to the right in the figure, and the attachment auxiliary member 21 and the poppet valve 23 also move to the right, and the input port 31 is sealed by the poppet valve 23. The movement of the poppet valve 23 is stopped by sealing the input port 31, but the plunger 20 is further moved to the right by the urging force of the urging spring 41 and the force acting on the effective diameter of the diaphragm 24. Then, the seal between the auxiliary mounting member 21 and the poppet valve 23 is released, and atmospheric pressure flows through the auxiliary mounting member 21 and the poppet valve 2 through the air filter 35, the atmospheric port 32, and the communication hole 25.
3 and is led to the negative pressure chamber A via the output port 33. As a result, when the pressure difference between the output port 33 side and the atmospheric port 32 side decreases, the diaphragm 24
The force acting on the effective diameter of the coil 12 becomes smaller.
Since the suction force of the plunger 20 is greater, the attachment auxiliary member 21 and the poppet valve 23 are brought into contact and sealed state again. When the negative pressure on the output port 33 side decreases, the pressure difference acting around the effective diameter of the diaphragm 24 decreases, so between the poppet valve 23 and the input port 33.
is opened, and negative pressure is introduced into the negative pressure chamber A again through the output port 33.
したがって、この種の負圧アクチュエータはコイル12
の励!1ffl流による固定鉄心13とプランジャー2
0との吸引力と、前記大気ポート32と出力ポート33
との圧力差によるダイアフラム24の有効径あたりに作
用する力及び第二附勢手段である附勢スプリング41と
の力関係で負圧室Aの負圧が決定されることになる。Therefore, this type of negative pressure actuator has a coil 12
Encouragement! Fixed iron core 13 and plunger 2 by 1ffl flow
0 and the atmospheric port 32 and the output port 33
The negative pressure in the negative pressure chamber A is determined by the force acting on the effective diameter of the diaphragm 24 due to the pressure difference between the diaphragm 24 and the force relationship with the biasing spring 41, which is the second biasing means.
このときの、前記ダイアフラム3の作用力と、ピストン
4の移!J+ m、即ち、ケーブル6のストローク量は
第3図に示す負圧アクチュエータの特性図に示すように
作動する。At this time, the acting force of the diaphragm 3 and the movement of the piston 4! J+m, that is, the stroke amount of the cable 6 operates as shown in the characteristic diagram of the negative pressure actuator shown in FIG.
今までの本実施例の説明では、ロッド40と固定鉄心1
3とを固定し、しかも、ロッド40がピストン4の移動
を拘束することのない条件であったが、この場合には、
第3図の特性図に示すように、負圧アクチュエータ本体
部1の負圧室Aの負圧が漸次増大し、その作用力がコイ
ル12の励磁電流に略比例して、paからpbに変化す
るとき、その途中の作用力P2でのケーブル6のストロ
ーク量はSlとなる。ところが、作用力P2より大きい
値のpbまで上昇し、その後、負圧室Aの負圧をPb、
Pcからpdと漸次減少させても、作用力P2ではケー
ブル6のストローク量が82(SlくS2)となり、ス
トローク量を81とするには、負圧室Aの負圧を更に減
じてPlまで下げなくてはならなくなる。即ち、ケーブ
ル6に接続された負荷、可動部分の接触抵抗、ダイアフ
ラムの弾性度等の影響により、ヒステリシスを有するこ
とになる。In the explanation of this embodiment so far, the rod 40 and the fixed iron core 1 are
3 is fixed, and the rod 40 does not restrict the movement of the piston 4, but in this case,
As shown in the characteristic diagram of FIG. 3, the negative pressure in the negative pressure chamber A of the negative pressure actuator main body 1 gradually increases, and its acting force changes from pa to pb approximately in proportion to the excitation current of the coil 12. At this time, the stroke amount of the cable 6 at the acting force P2 in the middle becomes Sl. However, the force increases to pb, which is larger than the acting force P2, and then the negative pressure in the negative pressure chamber A becomes Pb,
Even if it is gradually decreased from Pc to pd, the stroke amount of the cable 6 will be 82 (Sl × S2) at the acting force P2, and in order to make the stroke amount 81, the negative pressure in the negative pressure chamber A must be further reduced to Pl. It will have to be lowered. That is, it has hysteresis due to the influence of the load connected to the cable 6, the contact resistance of the movable part, the elasticity of the diaphragm, etc.
前記ヒステリシスは、第3図からも判るように、例えば
、作用力を減するとぎのみ、負圧室Aの内圧を作用力p
bと作用力Pcに相当する差圧だけ負圧室Aの負圧を減
じてピストン4に与えれば、本実施例の負圧アクチュエ
ータの特性はPa、Pbによって現わされることになる
。同様に、作用力を増加するときのみ、負圧室Aの内圧
を作用力pbと作用力pcに相当する差圧だけ負圧室A
の負圧を増加して、ピストン4に与えれば、本実施例の
負圧アクチュエータの特性は、Pc 、Pdによって現
わされることになる。As can be seen from FIG. 3, the hysteresis is, for example, only when the acting force is reduced, the internal pressure of the negative pressure chamber A is reduced by the acting force p.
If the negative pressure in the negative pressure chamber A is reduced by the differential pressure corresponding to b and the acting force Pc and applied to the piston 4, the characteristics of the negative pressure actuator of this embodiment will be expressed by Pa and Pb. Similarly, only when increasing the acting force, the internal pressure of the negative pressure chamber A is increased by the differential pressure corresponding to the acting force pb and the acting force pc.
If the negative pressure is increased and applied to the piston 4, the characteristics of the negative pressure actuator of this embodiment will be expressed by Pc and Pd.
そこで、本実施例では、プランジャー20とピストン4
との間に附勢手段として、ロッド40と附勢スプリング
41を挾持させることによって、次のように動作させる
ことができる。Therefore, in this embodiment, the plunger 20 and the piston 4
By sandwiching the rod 40 and the biasing spring 41 as biasing means between them, the following operation can be performed.
第3図の特性図に示すように、一旦、負圧室Aの負圧を
増加し、ケーブル6により負荷の変位を矢印aの反対方
向に行った後、ピストン4が本来復帰すべきピストン位
置まで戻らないままに止まつだとすると、ピストン4と
プランジャー20間に挿着された第二附勢手段は、ロッ
ド40によって附勢スプリング41が前記附勢スプリン
グ41の附勢力に抗して圧縮された状態にある。このと
き、プランジャー20に加わる作用力は図の右方向の力
となり、本来復帰すべきピストン位置のときの附勢スプ
リング41の附勢力よりも大となる。As shown in the characteristic diagram of FIG. 3, once the negative pressure in the negative pressure chamber A is increased and the load is displaced in the opposite direction of the arrow a using the cable 6, the piston 4 is returned to its original position. If the second biasing means inserted between the piston 4 and the plunger 20 is compressed by the rod 40, the biasing spring 41 is compressed against the biasing force of the biasing spring 41. is in a state of At this time, the acting force applied to the plunger 20 becomes a force in the right direction in the figure, which is larger than the biasing force of the biasing spring 41 when the piston is at the position where it should originally return.
したがって、コイル12によるプランジャー20の吸引
力と、前記大気ポート32と出力ポート33との圧力差
によるダイアフラム24の有効径あたりに作用する力及
び第二附勢手段である附勢スプリング41の附勢力の力
関係は、ピストン4が変位していない分だけ、附勢スプ
リング41の附勢力が大となり、見掛は上、負圧室Aの
負圧が大となり、ポペット弁23が入力ポート31を閉
塞し、プランジャー20とポペット弁23との当接封止
状態が解けて、大気圧が、大気ポート32から出力ポー
ト33を介して、負圧室Aに導かれる。Therefore, the attraction force of the plunger 20 by the coil 12, the force acting on the effective diameter of the diaphragm 24 due to the pressure difference between the atmospheric port 32 and the output port 33, and the biasing force of the biasing spring 41, which is the second biasing means. The force relationship is such that the biasing force of the biasing spring 41 increases by the amount that the piston 4 is not displaced. When the plunger 20 and the poppet valve 23 are closed, the sealing state between the plunger 20 and the poppet valve 23 is released, and atmospheric pressure is introduced from the atmospheric port 32 to the negative pressure chamber A via the output port 33.
これによって負圧室Aの負圧が減じられ、ケーブル6を
矢印aの方向に、コイル12によるプランジャー20の
吸引力と、前記大気ポート32と出力ポート33との圧
力差によるダイアフラム24の有効径あたりに作用する
力及び第二附勢手段である附勢スプリング41の附勢力
の力の均衡が取れる位置まで移動されることになる。As a result, the negative pressure in the negative pressure chamber A is reduced, and the cable 6 is moved in the direction of arrow a. It is moved to a position where the force acting on the diameter and the biasing force of the biasing spring 41, which is the second biasing means, are balanced.
また。ピストン4を前者とは逆方向に移動させた場合、
即ち、一旦、負圧室Aの負圧を減少し、ケーブル6によ
り負荷の変位を矢印aの方向に行った後、ピストン4が
本来復帰すべきピストン位置まで戻らないままに止まっ
たとすると、ピストン4とプランジャー20間に挿着さ
れた第二附勢手段の附勢スプリング41は本来圧縮され
ているべき前記附勢スプリング41の附勢力よりも、膨
張された状態にある。Also. When piston 4 is moved in the opposite direction to the former,
That is, if the piston 4 stops without returning to the original piston position after reducing the negative pressure in the negative pressure chamber A and displacing the load in the direction of arrow a using the cable 6, then the piston The biasing spring 41 of the second biasing means inserted between the plunger 4 and the plunger 20 is expanded more than the biasing force of the biasing spring 41, which should originally be compressed.
このようにして、]コイル2によるプランジャー20の
吸引力と、前記大気ポート32と出力ポート33との圧
力差によるダイアフラム24の有効径あたりに作用する
力及び第二附勢手段である附勢スプリング41の附勢力
の力関係は、ピストン4が変位していない分だけ、附勢
スプリング41の附勢力が小となり、見掛は上、負圧室
Aの負圧が小となり、プランジp−20とポペット弁2
3との当接封止状態となり、更にポペット弁23が入力
ポート31を開き、負圧が入力ポート31から出力ポー
ト33を介して、負圧室Aに導かれる。これによって負
圧室Aの負圧が増加し、ケーl プル6を矢印a
の方向と反対方向に、附勢スプリング41の附勢力が小
となった分だけ移動させることになる。In this way,] the suction force of the plunger 20 by the coil 2, the force acting on the effective diameter of the diaphragm 24 due to the pressure difference between the atmospheric port 32 and the output port 33, and the energizing force which is the second energizing means. The force relationship of the biasing force of the spring 41 is such that the biasing force of the biasing spring 41 becomes smaller by the amount that the piston 4 is not displaced, the appearance is upward, the negative pressure in the negative pressure chamber A becomes small, and the plunge p- 20 and poppet valve 2
3, the poppet valve 23 opens the input port 31, and negative pressure is introduced from the input port 31 to the negative pressure chamber A via the output port 33. As a result, the negative pressure in the negative pressure chamber A increases, and the cable pull 6 is indicated by the arrow a.
The biasing force of the biasing spring 41 is reduced in the direction opposite to the direction shown in FIG.
したがって、コイル12によるプランジャー20の吸引
力と、前記大気ポート32と出力ポート33との圧力差
によるダイアフラム24の有効径あたりに作用する力及
び第二附勢手段である附勢スプリング41の附勢力の力
の均衡が、ヒステリシスによってピストン4の位置が変
位するストローク量に等しくなるように、第二附勢手段
である附勢スプリング41の附勢力を設定すればよい。Therefore, the attraction force of the plunger 20 by the coil 12, the force acting on the effective diameter of the diaphragm 24 due to the pressure difference between the atmospheric port 32 and the output port 33, and the biasing force of the biasing spring 41, which is the second biasing means. The biasing force of the biasing spring 41, which is the second biasing means, may be set so that the balance of forces is equal to the stroke amount by which the position of the piston 4 is displaced due to hysteresis.
このときの附勢スプリング41の附勢力を第3図のスト
ローク量の差、即ち、補正すべきヒステリシス幅の作用
力が得られるように設定すれば、附勢スプリング41に
よって、前記ヒステリシスを補正することができる。If the biasing force of the biasing spring 41 at this time is set so as to obtain the difference in stroke amount shown in FIG. be able to.
なお、本実施例では、第二附勢手段の附勢力を圧縮スプ
リングを用いて得ているが、本発明を実施する場合には
、圧縮スプリングに限定されるものでなく、伸張スプリ
ング或いは圧縮・伸張スプリングを用いても同様に機能
することができる。In this embodiment, the biasing force of the second biasing means is obtained using a compression spring, but when implementing the present invention, the present invention is not limited to a compression spring, and an extension spring or a compression spring may be used. A tension spring can also be used to function similarly.
また、本実施例では第二附勢手段として、附勢スプリン
グ41とロッド40とを用いたが、ピストン側にスプリ
ングガイド等の附勢スプリングの案内筒を取り付ければ
、附勢スプリングのみで、本発明の前記第二附勢手段の
機能を充足させることができる。勿論、前記実施例で示
したロッド40をピストン4側に固着しても同様な機能
を有する。Further, in this embodiment, the biasing spring 41 and the rod 40 are used as the second biasing means, but if a guide tube for the biasing spring such as a spring guide is attached to the piston side, only the biasing spring can be used. The function of the second energizing means of the invention can be fulfilled. Of course, the same function can be achieved even if the rod 40 shown in the above embodiment is fixed to the piston 4 side.
しかし、ロッド40をピストン4側に固着しない方が組
み立て上有利である。However, it is more advantageous for assembly if the rod 40 is not fixed to the piston 4 side.
[発明の効果]
以上のように本発明は、負圧アクチュエータ本体部と一
体に設けた電流値に応じてその弁体の開度をIII m
する電磁式圧力制御弁とからなり、前記電磁式圧力制御
弁の弁体を移動するプランジャーと前記負圧アクチュエ
ータ本体部のピストンとの間に、第二附勢手段を挾持さ
せ、それによってヒステリシスを補正するものであるか
ら、電気的制御系を使用することなく構成でき、補正の
ための構成を簡単化することができ、かつ、廉価にでき
る。[Effects of the Invention] As described above, the present invention adjusts the opening degree of the valve body integrally with the negative pressure actuator main body according to the current value.
a second biasing means is sandwiched between a plunger that moves a valve body of the electromagnetic pressure control valve and a piston of the negative pressure actuator body, thereby reducing hysteresis. Since it corrects this, it can be configured without using an electrical control system, and the configuration for correction can be simplified and inexpensive.
第1図は本発明の一実施例の負圧アクチュエータの断面
図、第2図は第1図の弁体部分の拡大断面図、第3図は
負圧アクチュエータのヒステリシス特性図を示すもので
ある。
図において、
1・・・負圧アクチュエータ本体部、
3・・・ダイアフラム、 4・・・ピストン、
10・・・電磁式圧力制御弁、
20・・・プランジャー、
22・・・弁附勢用圧縮スプリング、
A・・・負圧室、 B・・・大気室、であ
る。
なお、図中、同−符号及び同一記号は、同一または相当
部分を示す。Fig. 1 is a sectional view of a negative pressure actuator according to an embodiment of the present invention, Fig. 2 is an enlarged sectional view of the valve body portion of Fig. 1, and Fig. 3 is a hysteresis characteristic diagram of the negative pressure actuator. . In the figure, 1... Negative pressure actuator main body, 3... Diaphragm, 4... Piston,
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10... Electromagnetic pressure control valve, 20... Plunger, 22... Compression spring for valve bias, A... Negative pressure chamber, B... Atmospheric chamber. In addition, in the figures, the same reference numerals and the same symbols indicate the same or equivalent parts.
Claims (2)
前記負圧室内に配設された第一附勢手段と、前記負圧室
の圧力変化に伴って前記薄膜と密着応動するピストンと
、前記負圧室に負圧を導入する入力ポートと、 前記入力ポートを開閉する弁体と、前記弁体を移動さ
せるプランジャーと、前記プランジャーをその発生する
磁力によって駆動するコイルと、 前記プランジャーと
前記ピストンとの間に挟持され、前記弁体を附勢する第
二附勢手段からなることを特徴とする負圧アクチュエー
タ。(1) A negative pressure chamber and an atmospheric chamber separated by an airtight thin film,
a first energizing means disposed within the negative pressure chamber; a piston that closely responds to the thin film as pressure changes in the negative pressure chamber; and an input port that introduces negative pressure into the negative pressure chamber; A valve element that opens and closes the input port, a plunger that moves the valve element, a coil that drives the plunger by the magnetic force generated by the plunger, and a coil that is held between the plunger and the piston and that moves the valve element. A negative pressure actuator comprising a second energizing means for energizing.
せた第二附勢手段を、前記ピストンと連動するロッド及
び附勢スプリングとしたことを特徴とする特許請求の範
囲第1項に記載の負圧アクチュエータ。(2) The second biasing means held between the plunger and the piston is a rod and a biasing spring that interlock with the piston. Negative pressure actuator.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5919885A JPS61218802A (en) | 1985-03-22 | 1985-03-22 | Negative pressure actuator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5919885A JPS61218802A (en) | 1985-03-22 | 1985-03-22 | Negative pressure actuator |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61218802A true JPS61218802A (en) | 1986-09-29 |
Family
ID=13106483
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5919885A Pending JPS61218802A (en) | 1985-03-22 | 1985-03-22 | Negative pressure actuator |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61218802A (en) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5021632A (en) * | 1973-06-25 | 1975-03-07 | ||
| JPS5733441A (en) * | 1980-08-07 | 1982-02-23 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Optical information recorder and reproducer |
| JPS5821001A (en) * | 1981-07-24 | 1983-02-07 | Nippon Air Brake Co Ltd | Electromagnetically controlled working equipment |
| JPS6023302B2 (en) * | 1979-04-14 | 1985-06-06 | 松下電工株式会社 | ionization smoke detector |
-
1985
- 1985-03-22 JP JP5919885A patent/JPS61218802A/en active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5021632A (en) * | 1973-06-25 | 1975-03-07 | ||
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