JP2014211217A - 油圧バルブのモーター駆動による流量制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、簡易、安価で信頼性の高い油圧バルブのモーター駆動による流量制御装置の提供にある。【解決手段】流量を制御する流量制御用スロットルバルブ２と、該流量制御用スロットルバルブ２を回転させるための油圧バルブ回転用ギヤ３と、該油圧バルブ回転用ギヤ３を回転させるためのモーター４と、流量制御用スロットルバルブ２の開閉状態を電気的に検知させるための開閉状態検知ギヤ５と、該開閉状態検知ギヤ５の位置を電気的に検知するための全開検知リミットスイッチ６及び全閉検知リミットスイッチ７からなる油圧バルブのモーター駆動による流量制御装置。【選択図】図１

Description

本発明は、油圧バルブのモーター駆動による流量制御装置に関するものである。

特許文献１は、弁ケース１０の一部となる肉厚円板状の弁座５の平面部に第１配管孔１、第２配管孔２、第３配管孔３及び第４配管孔４を同心円上に順次所定のピッチにて設け、この弁座５の上面に、前記４つの配管孔のうち隣接する２つの配管孔を独立状につなぐ少なくとも１つの連通溝６を備えたロータリーバルブ９を回転可能に設け、このロータリーバルブ９を回転させることにより冷房運転と暖房運転を切り換えるようにしたことを特徴とする空気調和機用の四方切換弁が開示されている。

特許文献２は、弁箱の外部に配設された駆動源と弁箱内部の作動部である弁部とを機械的に連結せず、弁箱隔壁を挟んで弁箱内・外に配置された相対する一対の磁石の磁力を利用して弁箱外の一次側磁石による弁の切換力を弁箱内の二次側磁石に伝達することにより、該弁をスライド又は回転可能に駆動するように構成されてなることを特徴とする流体制御用バルブが開示されている。

特許文献３は、精密な流量制御が可能で、劣悪な環境下でも誤作動を生じず、コンパクトな電動バルブを提供することを目的とし、電動バルブのバブル軸（１）に、シリコン鉄磁性体繊維を用いたコイル（６）と、磁石（７）による電磁誘導を利用した開度センサーを連動させる構成が開示されている。

特許文献４は、車両側と昇降プラットホーム側間を平行リンクで連結した昇降装置が有している前記平行リンクを回動させる昇降用油圧シリンダ４及び前記プラットホームを開閉する開閉用油圧シリンダ４０を制御する場合において、前記昇降用油圧シリンダ４又は前記開閉用油圧シリンダ４０に電磁弁６１，６３を介して作動油を供給するパワーユニット５０と、昇降用油圧シリンダ４に接続している油圧配管の圧力を検出する第１の圧力スイッチＰＳ１とを備え、前記第１の圧力スイッチＰＳ１で前記プラットホームの昇降動作における上昇限位置を検出して、前記昇降用油圧シリンダ４への作動油供給を停止する構成が開示されている。

特開平６−２２１７２３号公報 特開平８−１２８５５３号公報 特開平７−２１７７６１号公報 特開２０００−２５５３０６号公報

前記特許文献１に開示される発明は、ロータリーバルブ９を回転させる手段として小型ＤＣモーターの回転を歯車により減速して、ロータリーバルブ９の中心上部に設けた作動軸８を回転させる手段が図示される。

前記特許文献２に開示される発明は、弁箱の外部に配設された駆動源と弁箱内部の作動部である弁部とを弁箱隔壁を挟んで弁箱内・外に配置されて相対する一対の磁石の磁力を利用して弁箱外の一次側の切換力を弁箱内の二次側に伝達することにより、該弁をスライド又は回転可能に駆動するものであるから、制御流体の漏洩がないものである。

前記特許文献３に開示される発明は、開度センサーはコンパクトで精密な流量制御が可能であるが、開度センサーに接続する電気制御回路は複雑になりコストアップをさけることができないものである。

前記特許文献４に開示される発明は、平行リンクを回動させる昇降用油圧シリンダ４及び前記プラットホームを開閉する開閉用油圧シリンダ４０を駆動するパワーユニット５０の無駄な運転を回避し、車載バッテリーの電力消費の低減、パワーユニットのモーター空転防止、パワーユニットの長寿命化を図るものである。しかし、第１の圧力スイッチＰＳ１により油圧配管の圧力を検出し、また、前記プラットホームの昇降動作における上昇限位置を検出して、前記昇降用油圧シリンダ４への作動油供給を突然に停止する構成であるから、昇降用油圧シリンダ４への作動ショックは免れないものである。

本発明は高価な油圧機器を使用することなく油圧の流量制御を行うことを可能とし、油圧制御対象物への作動ショックの低減とスムーズな作動を行うことを目的とする。

流量を制御する流量制御用スロットルバルブと、該流量制御用スロットルバルブを回転させるための油圧バルブ回転用ギヤと、該油圧バルブ回転用ギヤを回転させるためのモーターと、流量制御用スロットルバルブの開閉状態を電気的に検知させるための開閉状態検知ギヤと、該開閉状態検知ギヤの位置を電気的に検知するための全開検知リミットスイッチ及び全閉検知リミットスイッチからなる油圧バルブのモーター駆動による流量制御装置にある。

前記油圧バルブ回転用ギヤは、流量制御用スロットルバルブのハンドル軸に取付けられ、モーターの出力ギヤと噛合し、モーターによって回転させることにより流量を可変させてもよいものである。

前記開閉状態検知ギヤは、半円形に形成され、その半裁側面の円周縁寄りに全開接面部と全閉接面部が形成され、開閉状態検知ギヤが回転し、全開接面部が全開検知リミットスイッチの全開接点板の先端と、全閉接面部が全閉検知リミットスイッチの全閉接点板の先端とに夫々接触可能に設けてもよいものである。

前記開閉状態検知ギヤはラックギヤ型に形成され、該開閉状態検知ギヤの一方の端面に全開接面部が、他方の端面に全閉接面部が夫々形成され、該開閉状態検知ギヤがスライドして全開接面部が全開検知リミットスイッチの全開接点板の先端と、全閉接面部が全閉検知リミットスイッチの全閉接点板の先端とに夫々接触可能に設けられてなるものとしてもよいものである。

上記本発明の油圧バルブのモーター駆動による流量制御装置のいずれか一つとＰＬＣ（プログラマブルコントローラ）を組み合わせ、モーターはエンコーダやエンコーダ内臓のものを使用し、油圧バルブ回転用ギヤの作動をモニタすることによりギヤ比を変えずにバルブ開度を自由に設定してなる油圧バルブのモーター駆動による流量制御装置としてもよいものである。

本発明の油圧バルブのモーター駆動による流量制御装置にモーターの速度制御可能なコントロールユニットや、速度可変可能なモーター等を組わせれば、流量制御用スロットルバルブの開閉速度を任意に変更することも可能となるなど拡張性が高いものである。

本発明の油圧バルブのモーター駆動による流量制御装置とＰＬＣ（プログラマブルコントローラ）などを組み合わせ、エンコーダやエンコーダ内臓のモーターを使用しギヤ作動をモニタすることによりギヤ比を変えずにバルブ開度を自由に設定することが可能となる。

油圧制御を行う機器を電気的に制御する際、ＰＬＣなどの使用が一般的な現在、ＰＬＣの一部機能で油圧流量制御が可能な本発明の油圧バルブのモーター駆動による流量制御装置を使用することが可能であり、専用コントローラーを使うことによりコスト性や信頼性において優れるものである。

本発明の第１実施例の油圧バルブのモーター駆動による流量制御装置を示す平面図である。 本発明の第２実施例の油圧バルブのモーター駆動による流量制御装置を示す平面図である。 本発明の第１実施例及び第２実施例の制御回路図である。 本発明の油圧バルブのモーター駆動による流量制御装置と市販のＰＬＣ（プログラマブルコントローラ）を組合せた回路図である。

流量を制御する流量制御用スロットルバルブと、該流量制御用スロットルバルブを回転させるための油圧バルブ回転用ギヤと、該油圧バルブ回転用ギヤを回転させるためのモーターと、流量制御用スロットルバルブの開閉状態を電気的に検知させるための開閉状態検知ギヤと、該開閉状態検知ギヤの位置を電気的に検知するための全開検知リミットスイッチ及び全閉検知リミットスイッチから構成し、前記油圧バルブ回転用ギヤは、流量制御用スロットルバルブのハンドル軸に取付けられ、モーターの出力ギヤと噛合し、モーターによって回転させることにより流量を可変させ、前記開閉状態検知ギヤは、半円形に形成され半裁側面の円周縁寄りに全開接面部と全閉接面部が形成され、開閉状態検知ギヤが回転し、全開接面部が全開検知リミットスイッチの全開接点板の先端と、全閉接面部が全閉検知リミットスイッチの全閉接点板の先端とに夫々接触可能に設けてなる油圧バルブのモーター駆動による流量制御装置。

本発明の油圧バルブのモーター駆動による流量制御装置を図面の図１に示す第１実施例の油圧バルブのモーター駆動による流量制御装置１により説明すると、流量を制御する流量制御用スロットルバルブ２、該流量制御用スロットルバルブ２を回転させるための油圧バルブ回転用ギヤ３、該油圧バルブ回転用ギヤ３を回転させるためのモーター４、流量制御用スロットルバルブ２の開閉状態を電気的に検知させるための開閉状態検知ギヤ５、該開閉状態検知ギヤ５の位置を電気的に検知するための全開検知リミットスイッチ６及び全閉検知リミットスイッチ７から構成されるものである。

前記油圧バルブ回転用ギヤ３は、流量制御用スロットルバルブ２のハンドル軸２ａに取付けられ、モーター４の出力ギヤ８と噛合している。モーター４によって回転させることにより流量を可変させる。

前記開閉状態検知ギヤ５は、半円形に形成され半裁側面の周縁よりに全開接面部５ａと全閉接面部５ｂが形成され、開閉状態検知ギヤ５が回転し、全開接面部５ａが全開検知リミットスイッチ６の全開接点板６ａの先端と、全閉接面部５ｂが全閉検知リミットスイッチ７の全閉接点板７ａの先端とに夫々接触可能に設けられる。

図２は、第２実施例の油圧バルブのモーター駆動による流量制御装置９を示し、流量制御用スロットルバルブ２の開閉状態を電気的に検知させるための開閉状態検知ギヤ１０はラックギヤ型である。そして、前記開閉状態検知ギヤ１０の一方の端面に全開接面部１０ａが、他方の端面に全閉接面部１０ｂが夫々形成され、第１実施例の油圧バルブのモーター駆動による流量制御装置１と同様に開閉状態検知ギヤ１０がスライドして全開接面部１０ａが全開検知リミットスイッチ６の全開接点板６ａの先端と、全閉接面部１０ｂが全閉検知リミットスイッチ７の全閉接点板７ａの先端とに夫々接触可能に設けられるものである。

前記油圧バルブのモーター駆動による流量制御装置１及び第２実施例の油圧バルブのモーター駆動による流量制御装置９の制御方法の一例として図３の回路により作動について説明すると、「ＳＴＡＲＴ」スイッチを押すことにより油圧ユニット１１が作動を開始する。同時にモーター４により流量制御用スロットルバルブ２を開き作動が開始する。流量制御用スロットルバルブ２の開きが大きくなり、徐々に例えば、油圧シリンダ（図示しない。）等へ油圧流量が増えていく。

モーター４の作動により開閉状態検知ギヤ５、開閉状態検知ギヤ１０が作動し、開閉状態検知ギヤ５の全開接面部５ａが全開検知リミットスイッチ６の全開接点板６ａの先端、開閉状態検知ギヤ１０の全開接面部６ａが全開検知リミットスイッチ６の全開接点板６ａの先端に接触して作動し、モーター４の作動を停止する。

油圧ユニット１１を停止させる場合は、「ＳＴＯＰ」スイッチを押すことによりモーター４が流量制御用スロットルバルブ２を閉じる方向へ回転を開始し、流量制御用スロットルバルブ２が閉じられ、油圧流量が徐々に減少する。

モーター４の作動により開閉状態検知ギヤ５、開閉状態検知ギヤ１０が作動し、開閉状態検知ギヤ５の全閉接面部５ｂが全閉検知リミットスイッチ７の全閉接点板７ａの先端、開閉状態検知ギヤ１０の全閉接面部１０ｂが全閉検知リミットスイッチ７の全閉接点板７ａの先端に接触して作動し、モーター４を停止する。油圧ユニット１１の作動が停止する。

油圧流量等の調整が必要な場合は、油圧バルブ回転用ギヤ３のギヤ比を変更することにより流量制御用スロットルバルブ２の開度を自由に変更することが可能である。

本発明の油圧バルブのモーター駆動による流量制御装置にモーター４の速度制御可能なコントロールユニットや、速度可変可能なモーター等を組合すと、流量制御用スロットルバルブ２の開閉速度を任意に変更することも可能となるなど拡張性が高いものである。

図４に示すように、本発明の油圧バルブのモーター駆動による流量制御装置とＰＬＣ（プログラマブルコントローラ）１２などを組み合わせ、エンコーダやエンコーダ内臓のモーター４を使用し、油圧バルブ回転用ギヤ３の作動をモニタすることによりギヤ比を変えずにバルブ開度を自由に設定することが可能となる。

油圧制御を行う機器を電気的に制御する際、ＰＬＣなどの使用が一般的な現在、ＰＬＣの一部機能で油圧流量制御が可能な本発明の油圧バルブのモーター駆動による流量制御装置を使用することが可能であり、専用コントローラーを使うことよりコスト性や信頼性において優れるものである。

手動にて流量を制御するために使用する油圧バルブを、自動車用ウインドウモーター等を使い制御することにより、安価で単純な構造の流量制御装置となる。

市販の製品では、専用の電磁弁やそれを制御するための専用コントローラーなどを使用しなければならないが、それらの部品は構造が複雑で、高価な部品が多い。本発明の油圧バルブのモーター駆動による流量制御装置で使用する部品はいずれも簡単な構造のもので、比較的安価で信頼性が高いから車両用昇降装置の油圧シリンダー等、産業上の利用可能性が高いものである。

１ 第１実施例の油圧バルブのモーター駆動による流量制御装置
２ 流量制御用スロットルバルブ
２ａ ハンドル軸
３ 油圧バルブ回転用ギヤ
４ モーター
５ 開閉状態検知ギヤ
５ａ 全開接面部
５ｂ 全閉接面部
６ 全開検知リミットスイッチ
６ａ 全開接点板
７ 全閉検知リミットスイッチ
７ａ 全閉接点板
８ 出力ギヤ
９ 第２実施例の油圧バルブのモーター駆動による流量制御装置
１０ 開閉状態検知ギヤ
１０ａ 全開接面部
１０ｂ 全閉接面部
１１ 油圧ユニット
１２ ＰＬＣ

Claims (5)

1. 流量を制御する流量制御用スロットルバルブと、該流量制御用スロットルバルブを回転させるための油圧バルブ回転用ギヤと、該油圧バルブ回転用ギヤを回転させるためのモーターと、流量制御用スロットルバルブの開閉状態を電気的に検知させるための開閉状態検知ギヤと、該開閉状態検知ギヤの位置を電気的に検知するための全開検知リミットスイッチ及び全閉検知リミットスイッチからなる油圧バルブのモーター駆動による流量制御装置。
2. 前記油圧バルブ回転用ギヤは、流量制御用スロットルバルブのハンドル軸に取付けられ、モーターの出力ギヤと噛合し、モーターによって回転させることにより流量を可変させるものである請求項１の油圧バルブのモーター駆動による流量制御装置。
3. 前記開閉状態検知ギヤは、半円形に形成され、その半裁側面の円周縁寄りに全開接面部と全閉接面部が形成され、開閉状態検知ギヤが回転し、全開接面部が全開検知リミットスイッチの全開接点板の先端と、全閉接面部が全閉検知リミットスイッチの全閉接点板の先端とに夫々接触可能に設けられる請求項１の油圧バルブのモーター駆動による流量制御装置。
4. 前記開閉状態検知ギヤはラックギヤ型に形成され、該開閉状態検知ギヤの一方の端面に全開接面部が、他方の端面に全閉接面部が夫々形成され、該開閉状態検知ギヤがスライドして全開接面部が全開検知リミットスイッチの全開接点板の先端と、全閉接面部が全閉検知リミットスイッチの全閉接点板の先端とに夫々接触可能に設けられてなる請求項１又は請求項２の油圧バルブのモーター駆動による流量制御装置。
5. 本発明の請求項１乃至請求項４のいずれか1とＰＬＣ（プログラマブルコントローラ）を組み合わせ、モーターはエンコーダやエンコーダ内臓のものを使用し、油圧バルブ回転用ギヤの作動をモニタすることによりギヤ比を変えずにバルブ開度を自由に設定してなる油圧バルブのモーター駆動による流量制御装置。

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