JP2569921B2

JP2569921B2 - 切換機能を有する電磁比例減圧弁

Info

Publication number: JP2569921B2
Application number: JP2216043A
Authority: JP
Inventors: 均堀内
Original assignee: Daikin Industries Ltd
Current assignee: Daikin Industries Ltd
Priority date: 1990-08-15
Filing date: 1990-08-15
Publication date: 1997-01-08
Anticipated expiration: 2012-01-08
Also published as: JPH0497404A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明はアクチュエータなどの作動制御に好適な切換
機能と減圧機能とを有する電磁比例減圧弁に関する。

（従来の技術）従来、切換機能と減圧機能とを有する流体制御装置
は、実開昭55−81805号公報に示されているようにすで
に知られている。この流体制御装置は、第４図に示した
ように、電磁切換弁（Ｅ）と複合弁（Ｈ）とを用い、前
記電磁切換弁（Ｅ）のａラインに複合弁（Ｈ）を、ｂラ
インにアクチュエータ（Ｆ）のロッド側室をそれぞれ接
続したもので、前記複合弁（Ｈ）は、減圧弁（Ａ）と可
変絞り（Ｇ）及び減圧弁（Ａ）の二次側制御ライン
（Ｂ）の圧力を制御する圧力調整可能としたパイロット
弁（Ｃ）と、前記アクチュエータ（Ｆ）のヘッド側室に
接続する前記制御ライン（Ｂ）と前記ａラインとの間に
介装するチェック弁（Ｄ）から構成したものである。し
かして、アクチュエータ（Ｆ）のヘッド側室には、ポン
プから前記切換弁（Ｅ）、減圧弁（Ａ）及び減圧弁
（Ａ）にて圧力補償された可変絞り（Ｇ）を経て制御さ
れた流体が供給されるのであって、前記アクチュエータ
（Ｆ）の負荷側圧力が前記パイロット弁（Ｃ）の設定圧
以上に上昇しようとすると、前記パイロット弁（Ｃ）が
開動作して、制御ライン（Ｂ）の流体をタンクに排出す
る。よって、前記アクチュエータ（Ｆ）のヘッド側室
は、前記パイロット弁（Ｃ）で設定する設定圧に減圧さ
れ、又、前記アクチュエータ（Ｆ）は設定圧力で往動す
るのである。

また、前記アクチュエータ（Ｆ）を復動させるには、
前記切換弁（Ｅ）を切換え、前記アクチュエータ（Ｆ）
のヘッド側室を前記チェック弁（Ｄ）及びａラインを介
してタンクラインに連通し、ロッド側室をポンプライン
に連通させることにより行うようになっている。

（発明が解決しようとする課題）所が、以上の如く構成された前記複合弁は、アクチュ
エータ（Ｆ）に接続する制御ライン（Ｂ）の圧力が、前
記可変絞り（Ｇ）及びパイロット弁（Ｃ）で設定された
設定圧に減圧する機能しかないため、前記アクチュエー
タ（Ｆ）を復動させるには、前記複合弁（Ｈ）の一次側
ラインに、前記した複合弁（Ｈ）とは別個に、電磁切換
弁（Ｅ）を設ける必要があり、従って、流体回路が複雑
で、コスト高となる問題があり、また制御ライン（Ｂ）
の圧力は、手動操作ハンドルの操作で減圧圧力の設定圧
を調整できるようにしたパイロット弁の動作で制御され
るだけであるから、制御ラインの圧力を高精度に制御で
きないし、ヒステリシスも悪い問題があった。

本発明は以上の点に鑑み発明したもので、目的は、比
例ソレノイドとオン、オフソレノイドとの両方で作動す
る一つのスプールを用いることにより、切換ポートに接
続する制御ラインの圧力を減圧できると共に、ポートの
切換を行うことができて、流体回路で簡略化でき、しか
も、減圧弁として機能させる場合、制御ラインの圧力制
御を電流値に比例して高精度にでき、ヒステリシスを良
好にできるようにする点にある。

（課題を解決するための手段）しかして、本発明はポンプポート（12）と第１及び第
２切換ポート（13）（14）とをもつ弁本体（１）と、該
弁本体（１）の弁室（11）に内装するスプール（２）
と、該スプール（２）の一側に配設され、電流に比例し
て前記スプール（２）を作動させ前記第１切換ポート
（13）に接続する制御ライン（４）の圧力を制御する水
平吸引力特性をもつ比例ソレノイド（３）と、前記制御
ライン（４）の圧力制御時、圧力指令に基づいて前記比
例ソレノイド（３）に通電する電流値を水平吸引力特性
が得られる領域で調整して、前記制御ライン（４）の圧
力を制御するコントローラ（７）と、前記制御ライン
（４）の圧力を検出して前記コントローラ（７）に圧力
情報をフィードバックする圧力検出器（10）と、前記ス
プール（２）の他側に配設され、前記圧力指令とは別の
電圧切換用入力信号に応答して前記ポンプポート（12）
を前記第２切換ポート（14）に切換えるオン、オフソレ
ノイド（40）とを備えているものである。

（作用）前記比例ソレノイド（３）に所望の電流値を通電する
と、この電流値に見合う吸引力により、前記スプール
（２）は、前記ポンプポート（12）が第１切換ポート
（13）に連通する方向（第1,2図右方向）に移動し、該
スプール（２）の弁開度が比例的に制御されるので、こ
のスプール（２）が減圧弁として作用し前記第１切換ポ
ート（13）に接続する制御ライン（４）のスプール
（２）による減圧圧力を所望圧力に制御できるのであ
る。そして、この制御ライン（４）の圧力制御時、前記
制御ライン（４）の圧力が圧力検出器（10）により検出
され、この検出による検出情報がコントローラ（７）に
フィードバックされ、このコントローラ（７）により、
前記圧力指令に基づいて前記比例ソレノイド（３）に通
電する電流値が、水平吸引力特性が得られる領域で前記
フィードバックされた検出情報に基づいて調整されるの
である。従って、アクチュエータなどの負荷により前記
制御ライン（４）の圧力が所定圧以上に上昇しても、こ
の制御ライン（４）の圧力を前記検出情報に基づいて所
望の設定圧力に制御することができるのであり、しか
も、前記制御ライン（４）の圧力制御を高精度にでき、
また圧力指令値に対する制御ライン（４）における圧力
の制御がリニアーに行え制御の直線性が期待できると共
にヒステリスシを少なくできるのである。また、比例ソ
レノイド（３）の圧力指令とは別の電圧切換用入力信号
により前記オン、オフソレノイド（３）をオンにする
と、前記スプール（２）が第1,2図左方向に移動して、
ポンプポート（12）が第２切換ポート（14）に切換わる
切換弁の機能が得られるのであって、ポンプポート（1
2）の流体が負荷の他方側室に供給され、前記作動機は
復動する。

（実施例）第1,2図において、（１）は弁室（11）と、該弁室（1
1）に連続するポンプポート（12）と一対の切換ポート
（13）（14）及びタンクポート（15）とをもった弁本体
であって、前記弁室（11）に、前記ポンプポート（12）
を前記切換ポート（13）（14）の一方に切換えるスプー
ル（２）を移動自由に内装している。

又、前記弁本体（１）の第1,2図左側端部には圧力指
令に基づく電流値に比例して前記スプール（２）を作動
させ前記切換ポート（13）に接続する制御ライン（４）
の圧力を制御する水平吸引力特性をもつ比例ソレノイド
（３）を設け、第１図の如くこの比例ソレノイド（３）
の電磁コイル（31）を、入力軸に圧力指令器（５）を接
続し、この圧力指令器（５）からの圧力指令に基づいて
前記比例ソレノイド（３）に通電する電流値を調整して
前記制御ライン（４）の圧力を制御するコントローラ
（７）の出力側に接続するのである。また、このコント
ローラ（７）の入力側には、前記制御ライン（４）の圧
力を検出して、圧力情報をフィードバックするフィード
バック回路（８）を第１演算器（９）を介して接続する
のである。前記フィードバック回路（８）には、前記制
御ライン（４）の圧力を検出し、その圧力検出値を電圧
信号に変換して出力する圧力検出器（10）と、この圧力
検出器（10）により検出した圧力情報を電圧値に変換す
る圧力・電圧変換器（10a）とを設けて、この変換器（1
0a）で電圧に変換する圧力検出値を、前記フィードバッ
ク回路（８）から第１演算器（９）に入力し、前記圧力
指令値と圧力検出値とを演算し、補償回路（６）及びこ
の補償回路（６）からの出力で動作するスイッチ（S₁）
を介して、前記比例ソレノイド（３）に通電する電流値
を、前記制御ライン（４）の圧力が前記圧力指令値にな
るように調整するようにしている。

前記比例ソレノイド（３）は、可動鉄芯（32）と、こ
の可動鉄芯（32）を駆動する前記電磁コイル（31）と、
固定鉄芯（33）と、前記可動鉄芯（32）の端面に当接す
るプッシュロッド（34）とを備え、このプッシュロッド
（34）の先端を前記スプール（２）の左側端面に当接さ
せて、前記電磁コイル（31）の通電により、第３図に示
すような水平吸引力特性が得られるようにし、この吸引
力に対抗するオフセットバネ（20）を前記スプール
（２）の右端側に設けて、前記水平吸引力が得られる範
囲において、ある電流値に対し前記吸引力とオフセット
バネ（20）の押圧力とが所定の一箇所でバランスし、他
の電流値では他の箇所でバランスし、このバランス位置
に前記スプール（２）を制御するのであって、スプール
（２）の位置により第１切換ポート（13）に開口する弁
開度が比例的に制御されるのである。

又、前記弁本体（１）の第1,2図右側端部には、可動
鉄芯（41）と、この可動鉄芯（41）を駆動する電磁コイ
ル（42）と固定鉄芯（43）及び前記可動鉄芯（41）の端
面に当接するプッシュロッド（44）とを備えたオン、オ
フソレノイド（40）を設け、このオン、オフソレノイド
（40）のプッシュロッド（44）先端を前記スプール
（２）の右側端面に当接させると共に、前記電磁コイル
（42）を、電圧切換用信号を入力する入力器（21）に開
閉スイッチ（S₂）を介して接続し、前記電磁コイル（4
2）の通電により、前記可動鉄芯（41）の端面が前記固
定鉄芯（43）の端面に吸着され、前記スプール（２）を
オフセットバネ（22）に抗して第1,2図左方向に移動さ
せて、前記ポンプポート（12）を第２切換ポート（14）
に切換えるようにしている。

尚、前記スイッチ（S₁）（S₂）との間には、両方のス
イッチが同時にオン動作しないか、或は両方のスイッチ
が同時にオフ動作するように制御するインターロック回
路（図示せず）を設けている。

又、第１図中（23）は前記開閉スイッチ（S₁）の出力
側に設ける電圧／電流変換器、（24）はフィードバック
回路で、前記開閉スイッチ（S₁）と電圧／電流変換器
（23）との接続線路に、第２演算器（25）を介して接続
している。

本発明は以上の如く構成するもので、前記比例ソレノ
イド（３）及びオン、オフソレノイド（40）が何れも通
電されていない場合、前記スプール（２）は、オフセッ
トバネ（20）（22）により第1,2図の如く中立位置に停
止している。

しかして、圧力指令器（５）から圧力指令が出力さ
れ、前記スイッチ（S₁）のオン動作で比例切換ポート
（３）に所望の電流値が通電されると、前記可動鉄芯
（32）が固定鉄芯（33）に吸引され、オフセットバネ
（20）に抗して移動されるのであり、この移動によりス
プール（２）が第1,2図右方向に移動し、ポンプポート
（12）が第１切換ポート（13）に、第２切換ポート（1
4）がタンクポート（15）に開口するのである。

この開口により前記ポンプポート（12）から圧力流体
が第１切換ポート（13）に流れ、前記第２切換ポート
（14）から戻り流体がタンクポート（15）に流れるので
ある。

そして、第３図の如く前記比例ソレノイド（３）の水
平吸引力特性が得られる位置で前記吸引力とオフセット
バネ（20）の押圧力とがバランスし、このバランス位置
でスプール（２）の移動が停止する。この状態では、ポ
ンプからポンプライン（26）を経てポンプポート（12）
に供給された流体は、第１切換ポート（13）から制御ラ
イン（４）を経てアクチュエータ（Ｆ）のヘッド側室に
供給され、前記アクチュエータ（Ｆ）は第１図右方向に
移動される。この場合、制御ライン（４）の流体圧力は
圧力検出器（10）により検出され、該圧力検出器（10）
からコントローラ（７）に圧力情報が電圧信号としてフ
ィードバックされ、このコントローラ（７）から比例ソ
レノイド（３）に通電する電流値を、水平吸引力特性が
得られる領域で前記制御ライン（４）の圧力が前記圧力
指令値となるように調整するのである。従って、アクチ
ュエータ（Ｆ）の移動により前記制御ライン（４）の圧
力が所定圧以上に上昇しても、この制御ライン（４）の
圧力は前記検出情報に基づいて圧力指令値に見合う圧力
に減圧できるのである。また、前記制御ライン（４）の
圧力制御は、その圧力をフィードバックして行うもので
あるから高精度に制御できると共に、圧力指令値に対す
る圧力の制御はリニアーにでき、その直線性を高められ
るし、また、ヒステリシスを少なくできるのである。

次に、以上の如くポンプポート（12）が第１切換ポー
ト（13）に切換えられた状態で前記ポンプポート（12）
を第２切換ポート（14）に切換える場合、入力器（21）
への入力で、前記スイッチ（S₁）がオフして前記比例ソ
レノイド（３）がオフ動作し、オン、オフソレノイド
（40）がオン動作するのであって、このオン、オフソレ
ノイド（40）のオン動作による吸引力により前記スプー
ル（２）が第1,2図左方向に移動して、前記ポンプポー
ト（12）が第２切換ポート（14）に切換わり、ポンプポ
ート（12）の流体は前記第２切換ポート（14）を経てア
クチュエータ（Ｆ）のロッド側室に供給され、該アクチ
ュエータ（Ｆ）のヘッド側室はタンクポート（15）を経
てタンクに開放され、前記アクチュエータ（Ｆ）は第1,
2図左方向に復動する。

（発明の効果）以上の如く本発明によれば、圧力指令に基づいて比例
ソレノイド（３）に通電する電流値を、圧力検出器（1
0）で検出した制御ライン（４）の圧力検出情報に基づ
いて調整し、且つこの調整を、水平吸引力特性が得られ
る領域でするから、制御ライン（４）の圧力制御を高精
度にでき、圧力指令値に対する圧力の制御をリニアーに
でき、制御の良好な直線性が得られると共に、ヒステリ
シスを少なくできるのである。

しかも、比例ソレノイド（３）と、この比例ソレノイ
ドへの圧力指令とは別の電圧切換用入力信号に応答して
ポートを切換えるオン、オフソレノイド（40）とを用い
て、共通のスプール（２）を作動させるから、流体回路
を簡略にでき、さらにスプールの両側に配設するソレノ
イドのコスト、ひいては電磁比例減圧弁全体のコスト
を、流体回路を簡略にできることと相埃って低減できる
と共に、ポートの切換えを、容易に、且つ瞬時にできる
のである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明減圧弁の一実施例を示す制御回路図、第
２図は一部切欠正面図、第３図は比例ソレノイドの吸引
力−ストローク特性図、第４図は従来例を示す制御回路
図である。（１）……弁本体（11）……弁室（12）……ポンプポート（13）……第１切換ポート（14）……第２切換ポート（２）……スプール（３）……比例ソレノイド（４）……制御ライン（７）……コントローラ（10）……圧力検出器（40）……オン、オフソレノイド

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】ポンプポート（12）と第１及び第２切換ポ
ート（13）（14）とをもつ弁本体（１）と、該弁本体
（１）の弁室（11）に内装するスプール（２）と、該ス
プール（２）の一側に配設され、電流に比例して前記ス
プール（２）を作動させ前記第１切換ポート（13）に接
続する制御ライン（４）の圧力を制御する水平吸引力特
性をもつ比例ソレノイド（３）と、前記制御ライン
（４）の圧力制御時、圧力指令に基づいて前記比例ソレ
ノイド（３）に通電する電流値を水平吸引力特性が得ら
れる領域で調整して、前記制御ライン（４）の圧力を制
御するコントローラ（７）と、前記制御ライン（４）の
圧力を検出して前記コントローラ（７）に圧力情報をフ
ィードバックする圧力検出器（10）と、前記スプール
（２）の他側に配設され、前記圧力指令とは別の電気切
換用入力信号に応答して前記ポンプポート（12）を前記
第２切換ポート（14）に切換えるオン、オフソレノイド
（40）とを備えていることを特徴とする切換機能を有す
る電磁比例減圧弁。