JP2906318B2 - 比例電磁制御弁装置 - Google Patents
比例電磁制御弁装置Info
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- JP2906318B2 JP2906318B2 JP27731193A JP27731193A JP2906318B2 JP 2906318 B2 JP2906318 B2 JP 2906318B2 JP 27731193 A JP27731193 A JP 27731193A JP 27731193 A JP27731193 A JP 27731193A JP 2906318 B2 JP2906318 B2 JP 2906318B2
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば油圧流体の圧力
または流量を指令信号に応じて所望値に制御するための
比例電磁制御弁装置に関するものである。
または流量を指令信号に応じて所望値に制御するための
比例電磁制御弁装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来の比例電磁制御弁装置は、励磁電流
に比例した機械的出力を生じる平行吸引力特性の油浸型
電磁ソレノイドプランジャ装置と、前記機械的出力によ
ってバネ力を介して変位することにより流体の圧力また
は流量を制御する流体制御弁装置と、予め与えられる入
力信号に応じた出力電流を前記励磁電流として前記電磁
ソレノイドプランジャ装置に供給する電流ドライバ装置
とから構成され、特に負荷へ供給される制御弁の流体出
力情報を検知してこれを電気系にフィードバックする閉
ループ制御を組んだものは、例えば可変容量型油圧ポン
プの吐出量および吐出圧の制御等、安定した電気−油圧
制御弁装置としてサーボ弁に代わって広く用いられてい
る。
に比例した機械的出力を生じる平行吸引力特性の油浸型
電磁ソレノイドプランジャ装置と、前記機械的出力によ
ってバネ力を介して変位することにより流体の圧力また
は流量を制御する流体制御弁装置と、予め与えられる入
力信号に応じた出力電流を前記励磁電流として前記電磁
ソレノイドプランジャ装置に供給する電流ドライバ装置
とから構成され、特に負荷へ供給される制御弁の流体出
力情報を検知してこれを電気系にフィードバックする閉
ループ制御を組んだものは、例えば可変容量型油圧ポン
プの吐出量および吐出圧の制御等、安定した電気−油圧
制御弁装置としてサーボ弁に代わって広く用いられてい
る。
【０００３】制御系としてみるとき、比例電磁制御弁装
置は、電磁ソレノイドプランジャ装置の可動鉄心から流
体制御弁装置を含む機械系と、電流ドライバ装置から電
磁ソレノイドプランジャ装置のコイルを含む電気系とか
らなる複合系である。従来の比例電磁制御弁装置では、
機械系はそれ独自で過度特性の安定を保持するように設
計され、電気系は過度状態において負荷に過大な電流が
流れないように電流制限回路を含むように構成されてい
る。
置は、電磁ソレノイドプランジャ装置の可動鉄心から流
体制御弁装置を含む機械系と、電流ドライバ装置から電
磁ソレノイドプランジャ装置のコイルを含む電気系とか
らなる複合系である。従来の比例電磁制御弁装置では、
機械系はそれ独自で過度特性の安定を保持するように設
計され、電気系は過度状態において負荷に過大な電流が
流れないように電流制限回路を含むように構成されてい
る。
【０００４】即ち、機械系について言えば、一般的な従
来の比例電磁制御弁装置では、油浸型電磁ソレノイドプ
ランジャ装置の可動鉄心に軸方向の貫通油路を設け、こ
の油路に適度な固定絞りを配置することにより、可動鉄
心の移動開始および停止時に振動のない滑らかな動きを
与え、また可動鉄心と共に移動するプランジャロッド
（ピン）を滑り軸受で支承するなど、機械系自体に振動
抑制のためのダンピング機能を持たせており、また電気
系については、電流ドライバ装置の出力段の前段に電流
リミッタ回路を挿入し、入力信号の立上り時に過大な出
力電流が生じないようにしている。
来の比例電磁制御弁装置では、油浸型電磁ソレノイドプ
ランジャ装置の可動鉄心に軸方向の貫通油路を設け、こ
の油路に適度な固定絞りを配置することにより、可動鉄
心の移動開始および停止時に振動のない滑らかな動きを
与え、また可動鉄心と共に移動するプランジャロッド
（ピン）を滑り軸受で支承するなど、機械系自体に振動
抑制のためのダンピング機能を持たせており、また電気
系については、電流ドライバ装置の出力段の前段に電流
リミッタ回路を挿入し、入力信号の立上り時に過大な出
力電流が生じないようにしている。
【０００５】この種の比例電磁制御弁装置は、先に述べ
た可変容量型油圧ポンプ等の制御対象機器と組み合わせ
て使用されるものであり、従って従来の比例電磁制御弁
装置においては、機械系のダンピング特性は制御対象機
器の定格や特性および動作条件などに適合するように予
め個々に設計・調整されている。
た可変容量型油圧ポンプ等の制御対象機器と組み合わせ
て使用されるものであり、従って従来の比例電磁制御弁
装置においては、機械系のダンピング特性は制御対象機
器の定格や特性および動作条件などに適合するように予
め個々に設計・調整されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】前述のように、従来の
比例電磁制御弁装置における考え方では、機械系はそれ
自体で安定なダンピング特性を備えるように、また電気
系はそのような機械系に対して最適な駆動電流を与える
ように設計されるべきであるとされている。
比例電磁制御弁装置における考え方では、機械系はそれ
自体で安定なダンピング特性を備えるように、また電気
系はそのような機械系に対して最適な駆動電流を与える
ように設計されるべきであるとされている。
【０００７】このような考え方で設計された従来の比例
電磁制御弁装置では、可変容量型油圧ポンプ等の制御対
象機器と組み合わせて用いる場合、制御対象機器に対す
る制御機能は対象機器の特定の使用条件下においては最
適となるものの、例えば前記ポンプを駆動源とする射出
成形機において成形条件を変更する場合のように、対象
機器によって動作される負荷の条件が変更される場合に
は、その都度、変更された条件での制御対象機器の動作
に適合するように比例電磁制御弁装置の機械系の改造ま
たは交換と電気系の再調整とを行うことが余儀なくさ
れ、制御弁装置の供給者にとってはユーザー側での係る
要求に対処するために現場へ出向く調整保守要員を常に
確保しておく必要がある。
電磁制御弁装置では、可変容量型油圧ポンプ等の制御対
象機器と組み合わせて用いる場合、制御対象機器に対す
る制御機能は対象機器の特定の使用条件下においては最
適となるものの、例えば前記ポンプを駆動源とする射出
成形機において成形条件を変更する場合のように、対象
機器によって動作される負荷の条件が変更される場合に
は、その都度、変更された条件での制御対象機器の動作
に適合するように比例電磁制御弁装置の機械系の改造ま
たは交換と電気系の再調整とを行うことが余儀なくさ
れ、制御弁装置の供給者にとってはユーザー側での係る
要求に対処するために現場へ出向く調整保守要員を常に
確保しておく必要がある。
【０００８】本発明は係る問題点に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、種々の条件下で使用
される制御対象機器に組み合わせて使用する場合に、電
気系の調整のみで対処することができ、しかも何れにせ
よステップ入力信号に対する流体制御出力の高い応答性
を実現して制御対象機器の高速応答性を充分に発揮させ
ることのできる比例電磁制御弁装置を提供することにあ
る。
であり、その目的とするところは、種々の条件下で使用
される制御対象機器に組み合わせて使用する場合に、電
気系の調整のみで対処することができ、しかも何れにせ
よステップ入力信号に対する流体制御出力の高い応答性
を実現して制御対象機器の高速応答性を充分に発揮させ
ることのできる比例電磁制御弁装置を提供することにあ
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明による比
例電磁制御弁装置は、励磁電流に比例した機械的出力を
可動部分に生じる油浸型電磁ソレノイドプランジャ装置
と、前記機械的出力によってバネ力を介して変位するこ
とにより流体の圧力または流量を制御する流体制御弁装
置と、予め与えられる入力信号に応じた出力電流を前記
励磁電流として前記電磁ソレノイドプランジャ装置に供
給する電流ドライバ装置とを備え、特に、前述の課題を
達成するために、前記電磁ソレノイドプランジャ装置の
可動部分が油中での移動に対して実質的にダンピング特
性を示さない可動要素から構成し、前記電流ドライバ装
置が、前記励磁電流の立上りに伴う前記可動要素の移動
の停止時における前記可動要素の振動を抑制するように
前記励磁電流の増加を制限する電流制限回路をフィード
バック系に備え、前記電流制限回路は、前記電磁ソレノ
イドプランジャ装置に流れる励磁電流の大きさに対応し
た検出出力を生じる検出手段と、前記検出出力を予め定
められた基準電圧と比較して前記検出出力の大きさが前
記基準電圧を超えた時には前記励磁電流の増加を制限す
るためのフィードバック信号を前記電流ドライバ装置の
入力側に与える電流制限用フィードバック回路とを備え
ていることを特徴とするものである。
例電磁制御弁装置は、励磁電流に比例した機械的出力を
可動部分に生じる油浸型電磁ソレノイドプランジャ装置
と、前記機械的出力によってバネ力を介して変位するこ
とにより流体の圧力または流量を制御する流体制御弁装
置と、予め与えられる入力信号に応じた出力電流を前記
励磁電流として前記電磁ソレノイドプランジャ装置に供
給する電流ドライバ装置とを備え、特に、前述の課題を
達成するために、前記電磁ソレノイドプランジャ装置の
可動部分が油中での移動に対して実質的にダンピング特
性を示さない可動要素から構成し、前記電流ドライバ装
置が、前記励磁電流の立上りに伴う前記可動要素の移動
の停止時における前記可動要素の振動を抑制するように
前記励磁電流の増加を制限する電流制限回路をフィード
バック系に備え、前記電流制限回路は、前記電磁ソレノ
イドプランジャ装置に流れる励磁電流の大きさに対応し
た検出出力を生じる検出手段と、前記検出出力を予め定
められた基準電圧と比較して前記検出出力の大きさが前
記基準電圧を超えた時には前記励磁電流の増加を制限す
るためのフィードバック信号を前記電流ドライバ装置の
入力側に与える電流制限用フィードバック回路とを備え
ていることを特徴とするものである。
【００１０】
【００１１】また請求項２の発明による比例電磁制御弁
装置では、請求項１による比例電磁制御弁装置におい
て、前記電流制限用フィードバック回路が位相進み補償
のための遅延回路要素が設けられている。
装置では、請求項１による比例電磁制御弁装置におい
て、前記電流制限用フィードバック回路が位相進み補償
のための遅延回路要素が設けられている。
【００１２】また請求項３の発明による比例電磁制御弁
装置では、請求項１による比例電磁制御弁装置におい
て、前記電磁ソレノイドプランジャ装置の可動要素がこ
ろがり軸受手段によって支承案内されている。
装置では、請求項１による比例電磁制御弁装置におい
て、前記電磁ソレノイドプランジャ装置の可動要素がこ
ろがり軸受手段によって支承案内されている。
【００１３】また請求項４の発明による比例電磁制御弁
装置では、請求項１による比例電磁制御弁装置におい
て、前記電磁ソレノイドプランジャ装置の可動要素が移
動抵抗の軽減化と質量の軽量化のための空洞部を有して
いる。
装置では、請求項１による比例電磁制御弁装置におい
て、前記電磁ソレノイドプランジャ装置の可動要素が移
動抵抗の軽減化と質量の軽量化のための空洞部を有して
いる。
【００１４】
【作用】請求項１の発明によれば、前記油浸型電磁ソレ
ノイドプランジャ装置の可動部分が油中での移動に対し
て実質的にダンピング特性を示さない可動要素から構成
されており、これは、油浸型電磁ソレノイドプランジャ
装置の筒状コイルの空孔内に嵌入された密閉パイプ内で
固定鉄心と継鉄による磁気吸引力によって軸方向移動す
る可動鉄心とそれに追従移動するプランジャロッドを油
中での機械的な移動負荷として軽い移動質量にすること
を意味する。即ち、このような移動負荷の構成は、機械
系としてみるときに過度状態における振動に対するダン
ピング定数が好ましくは１よりも小さく、それ自体では
過度状態での振動の減衰に長時間を要するような系であ
る。
ノイドプランジャ装置の可動部分が油中での移動に対し
て実質的にダンピング特性を示さない可動要素から構成
されており、これは、油浸型電磁ソレノイドプランジャ
装置の筒状コイルの空孔内に嵌入された密閉パイプ内で
固定鉄心と継鉄による磁気吸引力によって軸方向移動す
る可動鉄心とそれに追従移動するプランジャロッドを油
中での機械的な移動負荷として軽い移動質量にすること
を意味する。即ち、このような移動負荷の構成は、機械
系としてみるときに過度状態における振動に対するダン
ピング定数が好ましくは１よりも小さく、それ自体では
過度状態での振動の減衰に長時間を要するような系であ
る。
【００１５】一方、このような機械系を電磁力によって
駆動する前記電流ドライバ装置は、前記励磁電流の立上
りに伴う前記可動要素の移動の停止時における前記可動
要素の振動を抑制するように前記励磁電流の増加を制限
する電流制御回路をフィードバック系に備えている。即
ち、電流ドライバ装置へ与えられるステップ入力信号が
立ち上がったとき、前述のように軽い移動負荷である可
動要素は直ちに移動を開始して励磁電流の立上り速度に
ほぼ追従する高い応答速度で移動を始め、入力電流が予
め定められた設定レベルに達すると、励磁電流が対応す
るレベル以上には増加しないように前記電流制限回路に
よって急激に抑制される。
駆動する前記電流ドライバ装置は、前記励磁電流の立上
りに伴う前記可動要素の移動の停止時における前記可動
要素の振動を抑制するように前記励磁電流の増加を制限
する電流制御回路をフィードバック系に備えている。即
ち、電流ドライバ装置へ与えられるステップ入力信号が
立ち上がったとき、前述のように軽い移動負荷である可
動要素は直ちに移動を開始して励磁電流の立上り速度に
ほぼ追従する高い応答速度で移動を始め、入力電流が予
め定められた設定レベルに達すると、励磁電流が対応す
るレベル以上には増加しないように前記電流制限回路に
よって急激に抑制される。
【００１６】この電流制限回路は電流ドライバ装置のフ
ィードバック系に設けられており、ソレノイドコイルに
流れる励磁電流そのものがフィードバック情報である。
このため、従来のように電流ドライバ装置の出力回路の
前段側に電流リミッタ回路を設ける場合と異なり、電流
制限動作の制御対象である励磁電流自体の変化を監視し
てその増加を制限するフィードバック制御が行われ、例
えば一般的なオペアンプが出力回路に使用されていて
も、フィードバック回路のループゲインを適当に選ぶこ
とにより、機械系の小さなダンピング定数の移動負荷に
対して電気系によって広範囲に調整可能な所望のダンピ
ング特性を与えることができる。
ィードバック系に設けられており、ソレノイドコイルに
流れる励磁電流そのものがフィードバック情報である。
このため、従来のように電流ドライバ装置の出力回路の
前段側に電流リミッタ回路を設ける場合と異なり、電流
制限動作の制御対象である励磁電流自体の変化を監視し
てその増加を制限するフィードバック制御が行われ、例
えば一般的なオペアンプが出力回路に使用されていて
も、フィードバック回路のループゲインを適当に選ぶこ
とにより、機械系の小さなダンピング定数の移動負荷に
対して電気系によって広範囲に調整可能な所望のダンピ
ング特性を与えることができる。
【００１７】このように本発明においては可能な限り軽
い負荷とした可動要素を電流ドライバ装置の電流制御に
よって所望のダンピング特性で高い応答速度にて駆動制
御するものであり、電流ドライバ装置の電流制限特性は
フィードバック回路のゲイン調整で可能であるので、機
械系の改造・交換を行うことなく種々の条件下での使用
に簡単な調整作業のみで対応可能であり、例えば電流制
限回路の制御系をデジタル回路で構成すれば、この調整
作業自体も単なるプログラムデータの書き換えで済ませ
ることができるようになる。
い負荷とした可動要素を電流ドライバ装置の電流制御に
よって所望のダンピング特性で高い応答速度にて駆動制
御するものであり、電流ドライバ装置の電流制限特性は
フィードバック回路のゲイン調整で可能であるので、機
械系の改造・交換を行うことなく種々の条件下での使用
に簡単な調整作業のみで対応可能であり、例えば電流制
限回路の制御系をデジタル回路で構成すれば、この調整
作業自体も単なるプログラムデータの書き換えで済ませ
ることができるようになる。
【００１８】前記電磁ソレノイドプランジャ装置の可動
要素は当然のことながら流体制御弁装置の弁体および弁
バネを含む弾性負荷と制御流体のフローフォースを含む
動的負荷を担うものである。この場合、流体制御弁装置
の弁バネの力を従来の一般的な比例電磁制御弁よりも例
えば５０％増しと大きくし、それに対応して電磁ソレノ
イドプランジャ装置のコイルを例えば従来の同等品の６
０％程度に低下させて大電流化することにより、装置全
体としての応答性を例えば５０ｍｓｅｃ以下の立上り・
立下がり時間のように高応答とすることができる。
要素は当然のことながら流体制御弁装置の弁体および弁
バネを含む弾性負荷と制御流体のフローフォースを含む
動的負荷を担うものである。この場合、流体制御弁装置
の弁バネの力を従来の一般的な比例電磁制御弁よりも例
えば５０％増しと大きくし、それに対応して電磁ソレノ
イドプランジャ装置のコイルを例えば従来の同等品の６
０％程度に低下させて大電流化することにより、装置全
体としての応答性を例えば５０ｍｓｅｃ以下の立上り・
立下がり時間のように高応答とすることができる。
【００１９】本発明においては、前記電流制限回路は、
前記電磁ソレノイドプランジャ装置に流れる励磁電流の
大きさに対応した検出出力を生じる検出手段と、前記検
出出力を予め定められた基準電圧と比較して前記検出出
力の大きさが前記基準電圧を超えた時には前記励磁電流
の増加を制限するためのフィードバック信号を前記電流
ドライバ装置の入力側に与える電流制限用フィードバッ
ク回路とを備えている。
前記電磁ソレノイドプランジャ装置に流れる励磁電流の
大きさに対応した検出出力を生じる検出手段と、前記検
出出力を予め定められた基準電圧と比較して前記検出出
力の大きさが前記基準電圧を超えた時には前記励磁電流
の増加を制限するためのフィードバック信号を前記電流
ドライバ装置の入力側に与える電流制限用フィードバッ
ク回路とを備えている。
【００２０】前記検出手段は、例えば電磁ソレノイドプ
ランジャ装置のコイルに直列に挿入された電流検出抵抗
によって構成することができる。コイルに流れる励磁電
流の大きさは、前記電流検出抵抗の両端間の電圧降下と
して検出される。この検出電圧は、電流制限フィードバ
ック回路内の例えば電圧比較器によって基準電圧と比較
され、検出電圧が基準電圧を超えたときには電流フィー
ドバック回路から前記電流ドライバ装置の入力側に前記
励磁電流の増加を制限するためのフィードバック信号が
与えられる。従って、好ましくはこのフィードバック回
路は１より大きな比較的高いゲインをもち、これによっ
て電圧比較器が出力を生じたときに充分な負帰還信号を
電流ドライバ装置に与えるように設計される。
ランジャ装置のコイルに直列に挿入された電流検出抵抗
によって構成することができる。コイルに流れる励磁電
流の大きさは、前記電流検出抵抗の両端間の電圧降下と
して検出される。この検出電圧は、電流制限フィードバ
ック回路内の例えば電圧比較器によって基準電圧と比較
され、検出電圧が基準電圧を超えたときには電流フィー
ドバック回路から前記電流ドライバ装置の入力側に前記
励磁電流の増加を制限するためのフィードバック信号が
与えられる。従って、好ましくはこのフィードバック回
路は１より大きな比較的高いゲインをもち、これによっ
て電圧比較器が出力を生じたときに充分な負帰還信号を
電流ドライバ装置に与えるように設計される。
【００２１】請求項２の発明においては、前記電流制限
用フィードバック回路が位相進み補償のための遅延回路
要素を含んでいる。この遅延回路要素は、電流ドライバ
装置の負荷が誘導性であることから、検出手段の検出出
力に基づくフィードバック信号に最適な位相遅れを与え
て、電流制限動作が高い応答性で行われるように、予め
負荷インダクタンスに応じた時定数を与えられている。
用フィードバック回路が位相進み補償のための遅延回路
要素を含んでいる。この遅延回路要素は、電流ドライバ
装置の負荷が誘導性であることから、検出手段の検出出
力に基づくフィードバック信号に最適な位相遅れを与え
て、電流制限動作が高い応答性で行われるように、予め
負荷インダクタンスに応じた時定数を与えられている。
【００２２】請求項３の発明においては、前記電磁ソレ
ノイドプランジャ装置の可動要素がころがり軸受手段に
よって支承案内されている。即ち、具体的には、油浸型
電磁ソレノイドブランジャ装置の可動鉄心と共に移動す
るプランジャロッド（ピン）を例えばリニアボールベア
リンクなどの転がり軸受で支承することにより、可動要
素の軸方向移動に対する摺動摩擦を実質的になくすこと
ができる。
ノイドプランジャ装置の可動要素がころがり軸受手段に
よって支承案内されている。即ち、具体的には、油浸型
電磁ソレノイドブランジャ装置の可動鉄心と共に移動す
るプランジャロッド（ピン）を例えばリニアボールベア
リンクなどの転がり軸受で支承することにより、可動要
素の軸方向移動に対する摺動摩擦を実質的になくすこと
ができる。
【００２３】請求項４の発明においては、前記電磁ソレ
ノイドプランジャ装置の可動要素が移動抵抗の軽減化と
質量の軽量化のための空洞部を有している。この空胴部
は、油浸型電磁ソレノイドプランジャ装置の可動鉄心に
実質的な流体絞り効果を生じない比較的大口径の軸方向
貫通油路を設けることにより達成でき、さらに必要に応
じて可動鉄心外周近傍の肉厚部分以外の部分に減肉部を
形成して軽量化を図ってもよい。この場合、可動鉄心の
外周近傍の肉厚部分を残すのは、可動鉄心の移動に寄与
する磁束の殆どがこの外周近傍の肉厚部分を通るからで
あり、他の部分は磁気吸引力に殆ど寄与しないからであ
る。
ノイドプランジャ装置の可動要素が移動抵抗の軽減化と
質量の軽量化のための空洞部を有している。この空胴部
は、油浸型電磁ソレノイドプランジャ装置の可動鉄心に
実質的な流体絞り効果を生じない比較的大口径の軸方向
貫通油路を設けることにより達成でき、さらに必要に応
じて可動鉄心外周近傍の肉厚部分以外の部分に減肉部を
形成して軽量化を図ってもよい。この場合、可動鉄心の
外周近傍の肉厚部分を残すのは、可動鉄心の移動に寄与
する磁束の殆どがこの外周近傍の肉厚部分を通るからで
あり、他の部分は磁気吸引力に殆ど寄与しないからであ
る。
【００２４】このようにして、本発明による比例電磁制
御弁装置によれば、種々の条件下で使用される制御対象
機器に組み合わせて使用する場合に、電気系の調整のみ
で最適な振動ダンピング特性に合わせることができ、何
れにせよステップ入力信号に対する流体制御出力の高い
応答性を実現して制御対象機器の高速応答性を充分に発
揮させることができる。
御弁装置によれば、種々の条件下で使用される制御対象
機器に組み合わせて使用する場合に、電気系の調整のみ
で最適な振動ダンピング特性に合わせることができ、何
れにせよステップ入力信号に対する流体制御出力の高い
応答性を実現して制御対象機器の高速応答性を充分に発
揮させることができる。
【００２５】
【実施例】本発明の好適な実施例を図面と共に説明する
と、図１は本発明の一実施例に係る比例電磁制御弁装置
の構造を主要部分について断面で示し、図２は電気系の
回路構成の一例を示している。図１において、本実施例
の比例電磁制御弁装置は、励磁電流に比例した機械的出
力を可動部分に生じる油浸型電磁ソレノイドプランジャ
装置１と、前記機械的出力によってバネ力を介して変位
することにより流体の圧力または流量を制御する流体制
御弁装置２と、予め与えられる入力信号に応じた出力電
流を前記励磁電流として前記電磁ソレノイドプランジャ
装置１に供給する電流ドライバ装置を内蔵した電装ボッ
クス３とから構成されている。
と、図１は本発明の一実施例に係る比例電磁制御弁装置
の構造を主要部分について断面で示し、図２は電気系の
回路構成の一例を示している。図１において、本実施例
の比例電磁制御弁装置は、励磁電流に比例した機械的出
力を可動部分に生じる油浸型電磁ソレノイドプランジャ
装置１と、前記機械的出力によってバネ力を介して変位
することにより流体の圧力または流量を制御する流体制
御弁装置２と、予め与えられる入力信号に応じた出力電
流を前記励磁電流として前記電磁ソレノイドプランジャ
装置１に供給する電流ドライバ装置を内蔵した電装ボッ
クス３とから構成されている。
【００２６】前記電磁ソレノイドプランジャ装置１は、
筒状のソレノイドコイル１１の内孔中で一連の密閉チュ
ーブを形成する固定鉄心１２および筒状継鉄１３を備
え、筒状継鉄１３の尾端は端栓１４によって封止されて
いる。前記密閉チューブの内部は制御弁装置２側からの
作動油で満たされ、この油浸密閉チューブ内には、可動
部分としての可動鉄心１５が遊動可能に配置されてい
る。可動鉄心１５は比較的大径の軸方向貫通孔１８を有
し、該可動鉄心１５の両端面には夫々プランジャロッド
１６ａ，１６ｂが同軸状に一体化されている。これら両
端のロッド１６ａ，１６ｂは、固定鉄心１２の軸心孔お
よび筒状継鉄１３の内面に固定されたリニアボールベア
リング１７ａ，１７ｂに夫々支承案内されている。この
ような構成によって、可動鉄心１５と各ロッド１６ａ，
１６ｂが油中での移動に対して実質的にダンピング特性
を示さない質量の比較的軽い可動要素を構成している。
筒状のソレノイドコイル１１の内孔中で一連の密閉チュ
ーブを形成する固定鉄心１２および筒状継鉄１３を備
え、筒状継鉄１３の尾端は端栓１４によって封止されて
いる。前記密閉チューブの内部は制御弁装置２側からの
作動油で満たされ、この油浸密閉チューブ内には、可動
部分としての可動鉄心１５が遊動可能に配置されてい
る。可動鉄心１５は比較的大径の軸方向貫通孔１８を有
し、該可動鉄心１５の両端面には夫々プランジャロッド
１６ａ，１６ｂが同軸状に一体化されている。これら両
端のロッド１６ａ，１６ｂは、固定鉄心１２の軸心孔お
よび筒状継鉄１３の内面に固定されたリニアボールベア
リング１７ａ，１７ｂに夫々支承案内されている。この
ような構成によって、可動鉄心１５と各ロッド１６ａ，
１６ｂが油中での移動に対して実質的にダンピング特性
を示さない質量の比較的軽い可動要素を構成している。
【００２７】流体制御弁装置２は、流体制御部を構成す
る弁座２１およびポペット弁体２２を内蔵し、ポペット
弁体２２は直列配置の弁バネ２３を介して前記プランジ
ャロッド１６ｂにより変位駆動される。尚、この流体制
御弁自体の基本的構造は良く知られた比例電磁制御弁と
ほぼ同様であるが、高応答性を得るためには流体制御部
の流量ゲインを比較的大きくしておくことが望ましい。
る弁座２１およびポペット弁体２２を内蔵し、ポペット
弁体２２は直列配置の弁バネ２３を介して前記プランジ
ャロッド１６ｂにより変位駆動される。尚、この流体制
御弁自体の基本的構造は良く知られた比例電磁制御弁と
ほぼ同様であるが、高応答性を得るためには流体制御部
の流量ゲインを比較的大きくしておくことが望ましい。
【００２８】前記電装ボックス３内の電流ドライバ装置
の回路構成の一例は図２に示されている。この電流ドラ
イバ装置４は、図示しない制御アンプ装置からの指令入
力信号ＩＮに応じてソレノイドコイル１１に励磁電流を
供給する電力増幅器であり、入力回路４１と、加算回路
４２と、電流アンプ４３と、電流検出抵抗４４と、比較
回路４５と、フィードバック要素４６とを含んでいる。
の回路構成の一例は図２に示されている。この電流ドラ
イバ装置４は、図示しない制御アンプ装置からの指令入
力信号ＩＮに応じてソレノイドコイル１１に励磁電流を
供給する電力増幅器であり、入力回路４１と、加算回路
４２と、電流アンプ４３と、電流検出抵抗４４と、比較
回路４５と、フィードバック要素４６とを含んでいる。
【００２９】入力回路４１は指令入力信号ＩＮがアナロ
グ信号であれば所定の比例定数Ｋを有するプリアンプと
することができ、また指令入力信号がデジタル信号であ
れば所定のデジタル／アナログ変換機能を持つ回路とす
ることができる。入力回路４１から出力される信号は加
算回路４２を介して電流アンプ４３を励振し、これによ
り電流アンプ４３からは入力に比例した励磁電流がソレ
ノイドコイル１１に供給される。
グ信号であれば所定の比例定数Ｋを有するプリアンプと
することができ、また指令入力信号がデジタル信号であ
れば所定のデジタル／アナログ変換機能を持つ回路とす
ることができる。入力回路４１から出力される信号は加
算回路４２を介して電流アンプ４３を励振し、これによ
り電流アンプ４３からは入力に比例した励磁電流がソレ
ノイドコイル１１に供給される。
【００３０】この励磁電流は電流検出抵抗４４によって
電圧降下として検出され、この検出電圧は比較回路４５
に入力されている。比較回路４５には図示しない制御ア
ンプから基準電圧ＲＥＦも入力されており、電流検出抵
抗４４による検出電圧がこの基準電圧を超えるとフィー
ドバック要素４６に比較出力が与えられる。
電圧降下として検出され、この検出電圧は比較回路４５
に入力されている。比較回路４５には図示しない制御ア
ンプから基準電圧ＲＥＦも入力されており、電流検出抵
抗４４による検出電圧がこの基準電圧を超えるとフィー
ドバック要素４６に比較出力が与えられる。
【００３１】フィードバック要素４６は１より高い比較
的高ゲインの能動回路であり、しかも入出力の伝達特性
に予め設定された遅延を与える時定数要素を含んでい
る。従って、比較回路４５から比較出力がフィードバッ
ク要素４６に入力されると、フィードバック要素は、設
定された遅延時間の後に急峻な立上りで比較出力に応じ
た振幅の負のフィードバック信号を加算回路４２に与え
る。その結果、加算回路４２から電流アンプ４３に与え
られている入力信号が基準電圧に応じた値に直ちに抑制
され、アンプ４３から出力される励磁電流も所定の上限
値に直ちに抑制される。
的高ゲインの能動回路であり、しかも入出力の伝達特性
に予め設定された遅延を与える時定数要素を含んでい
る。従って、比較回路４５から比較出力がフィードバッ
ク要素４６に入力されると、フィードバック要素は、設
定された遅延時間の後に急峻な立上りで比較出力に応じ
た振幅の負のフィードバック信号を加算回路４２に与え
る。その結果、加算回路４２から電流アンプ４３に与え
られている入力信号が基準電圧に応じた値に直ちに抑制
され、アンプ４３から出力される励磁電流も所定の上限
値に直ちに抑制される。
【００３２】このようなフィードバックループの動作に
よって誘導性負荷であるソレノイドコイル１１の前記励
磁電流の増加が進み位相補償と共に応答性よく制限さ
れ、これによって前記励磁電流の立上りに伴う前記可動
要素の移動の停止時における前記可動要素の振動が抑制
される。この場合、電流ドライバ装置４による励磁電流
の上限レベルは基準電圧の値を変更することによって任
意に設定可能であり、また、フィードバック要素に与え
る遅れ要素の時定数も例えば可変抵抗器によって容易に
調整でき、これによって装置全体のダンピング特性を所
望に調整可能である。
よって誘導性負荷であるソレノイドコイル１１の前記励
磁電流の増加が進み位相補償と共に応答性よく制限さ
れ、これによって前記励磁電流の立上りに伴う前記可動
要素の移動の停止時における前記可動要素の振動が抑制
される。この場合、電流ドライバ装置４による励磁電流
の上限レベルは基準電圧の値を変更することによって任
意に設定可能であり、また、フィードバック要素に与え
る遅れ要素の時定数も例えば可変抵抗器によって容易に
調整でき、これによって装置全体のダンピング特性を所
望に調整可能である。
【００３３】
【発明の効果】以上に述べたように、本発明の比例電磁
制御弁装置によれば、種々の条件下で使用される制御対
象機器に組み合わせて使用する場合に、電気系の調整の
みで最適な振動ダンピング特性に合わせることができ、
何れにせよステップ入力信号に対する流体制御出力の高
い応答性を実現して制御対象機器の高速応答性を充分に
発揮させることができる。
制御弁装置によれば、種々の条件下で使用される制御対
象機器に組み合わせて使用する場合に、電気系の調整の
みで最適な振動ダンピング特性に合わせることができ、
何れにせよステップ入力信号に対する流体制御出力の高
い応答性を実現して制御対象機器の高速応答性を充分に
発揮させることができる。
【図１】本発明の一実施例に係る比例電磁制御弁装置の
構造を主要部分について断面で示す説明図である。
構造を主要部分について断面で示す説明図である。
【図２】本発明の一実施例に係る比例電磁制御弁装置の
電気系の構成例を示す回路図である。
電気系の構成例を示す回路図である。
１ 油浸型電磁ソレノイドプランジャ装置 ２ 流体制御弁装置 ３ 電装ボックス ４ 電流ドライバ装置 １１ ソレノイドコイル １２ 固定鉄心 １３ 筒状継鉄 １４ 端栓 １５ 可動鉄心 １６ａ，１６ｂ プランジャロッド １７ａ，１７ｂ リニアボールベアリング １８ 軸方向貫通孔 ２１ 弁座 ２２ ポペット弁体 ２３ 弁バネ ４１ 入力回路 ４２ 加算回路 ４３ 電流アンプ ４４ 電流検出抵抗 ４５ 比較回路 ４６ フィードバック要素
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平１−319811（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−156302（ＪＰ，Ａ) 実開 平５−67880（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−152974（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G05D 7/06 F16K 31/06 305 F16K 31/06 325
Claims (4)
- 【請求項１】 励磁電流に比例した機械的出力を可動部
分に生じる油浸型電磁ソレノイドプランジャ装置と、前
記機械的出力によってバネ力を介して変位することによ
り流体の圧力または流量を制御する流体制御弁装置と、
予め与えられる入力信号に応じた出力電流を前記励磁電
流として前記電磁ソレノイドプランジャ装置に供給する
電流ドライバ装置とを含む比例電磁制御弁装置におい
て、前記電磁ソレノイドプランジャ装置の可動部分が油
中での移動に対して実質的にダンピング特性を示さない
可動要素からなり、 前記電流ドライバ装置が、前記励磁電流の立上りに伴う
前記可動要素の移動の停止時における前記可動要素の振
動を抑制するように前記励磁電流の増加を制限する電流
制限回路をフィードバック系に備え、前記電流制限回路は、前記電磁ソレノイドプランジャ装
置に流れる励磁電流の大きさに対応した検出出力を生じ
る検出手段と、前記検出出力を予め定められた基準電圧
と比較して前記検出出力の大きさが前記基準電圧を超え
た時には前記励磁電流の増加を制限するためのフィード
バック信号を前記電流ドライバ装置の入力側に与える電
流制限用フィードバック回路と を備えていることを特徴
とする比例電磁制御弁装置。 - 【請求項２】 前記電流制限用フィードバック回路が位
相進み補償のための遅延回路要素を含むことを特徴とす
る請求項１に記載の比例電磁制御弁装置。 - 【請求項３】 前記電磁ソレノイドプランジャ装置の可
動要素がころがり軸受手段によって支承案内されている
ことを特徴とする請求項１に記載の比例電磁制御弁装
置。 - 【請求項４】 前記電磁ソレノイドプランジャ装置の可
動要素が移動抵抗の軽減化と質量の軽量化のための空洞
部を有することを特徴とする請求項１に記載の比例電磁
制御弁装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27731193A JP2906318B2 (ja) | 1993-10-12 | 1993-10-12 | 比例電磁制御弁装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27731193A JP2906318B2 (ja) | 1993-10-12 | 1993-10-12 | 比例電磁制御弁装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07110078A JPH07110078A (ja) | 1995-04-25 |
| JP2906318B2 true JP2906318B2 (ja) | 1999-06-21 |
Family
ID=17581777
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27731193A Expired - Fee Related JP2906318B2 (ja) | 1993-10-12 | 1993-10-12 | 比例電磁制御弁装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2906318B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008168980A (ja) * | 2007-01-10 | 2008-07-24 | Hitachi Ltd | エレベータ乗りかごの縦振動抑制装置 |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4672043B2 (ja) | 2008-04-18 | 2011-04-20 | 日精樹脂工業株式会社 | 射出成形機の油圧駆動装置 |
| JP4672042B2 (ja) * | 2008-04-18 | 2011-04-20 | 日精樹脂工業株式会社 | 射出成形機のスクリュ駆動方法及び装置 |
| JP6054708B2 (ja) * | 2012-11-05 | 2016-12-27 | 日本電子株式会社 | 荷電粒子ビームの偏向装置及びそれを備えた荷電粒子ビーム装置 |
| KR102354733B1 (ko) * | 2020-09-28 | 2022-01-25 | 주식회사 현대케피코 | 인젝터 구동회로 및 방법 |
| CN112834815A (zh) * | 2021-01-06 | 2021-05-25 | 唐新颖 | 一种基于脉冲幅度检测法的磁通门数字电流传感器 |
-
1993
- 1993-10-12 JP JP27731193A patent/JP2906318B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008168980A (ja) * | 2007-01-10 | 2008-07-24 | Hitachi Ltd | エレベータ乗りかごの縦振動抑制装置 |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH07110078A (ja) | 1995-04-25 |
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