JP3045960B2 - 油圧式サーボ制御装置 - Google Patents
油圧式サーボ制御装置Info
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- JP3045960B2 JP3045960B2 JP8104858A JP10485896A JP3045960B2 JP 3045960 B2 JP3045960 B2 JP 3045960B2 JP 8104858 A JP8104858 A JP 8104858A JP 10485896 A JP10485896 A JP 10485896A JP 3045960 B2 JP3045960 B2 JP 3045960B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この出願に係る発明は、異な
った流量特性を有する複数の油圧サーボ弁を用いた油圧
式サーボ制御装置に関するものである。
った流量特性を有する複数の油圧サーボ弁を用いた油圧
式サーボ制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来より、油圧サーボ弁を用いた油圧式
サーボ制御方法はあらゆる箇所で流量制御等を行うため
に利用されている。その一例として、例えば、図５の概
略模式図に示すような吹出式風洞試験装置における圧縮
空気の圧力制御に用いられている。以下、この吹出式風
洞試験装置を例に説明する。
サーボ制御方法はあらゆる箇所で流量制御等を行うため
に利用されている。その一例として、例えば、図５の概
略模式図に示すような吹出式風洞試験装置における圧縮
空気の圧力制御に用いられている。以下、この吹出式風
洞試験装置を例に説明する。
【０００３】図示するように、この吹出式風洞試験装置
は、圧縮空気を蓄える貯気槽Ａと、この貯気槽Ａの空気
を調圧して集合胴Ｂ内の圧力を所定圧力に保つ調圧弁Ｖ
と、集合胴Ｂ内の圧縮空気を所定の速度で噴出する可変
ノズルＣと、この可変ノズルＣから噴出された圧縮空気
で被試験体Ｄの測定試験を行う測定部Ｅと、測定後の圧
縮空気を膨張させる拡散筒Ｆと、その圧縮空気を大気放
出する消音塔Ｇとから構成されており、試験時には貯気
槽Ａに蓄えた圧縮空気を集合胴Ｂ内で一定圧にしながら
測定部Ｅ内へ吹き出し、被試験体Ｄが規定のマッハ数で
測定試験を行うものである。
は、圧縮空気を蓄える貯気槽Ａと、この貯気槽Ａの空気
を調圧して集合胴Ｂ内の圧力を所定圧力に保つ調圧弁Ｖ
と、集合胴Ｂ内の圧縮空気を所定の速度で噴出する可変
ノズルＣと、この可変ノズルＣから噴出された圧縮空気
で被試験体Ｄの測定試験を行う測定部Ｅと、測定後の圧
縮空気を膨張させる拡散筒Ｆと、その圧縮空気を大気放
出する消音塔Ｇとから構成されており、試験時には貯気
槽Ａに蓄えた圧縮空気を集合胴Ｂ内で一定圧にしながら
測定部Ｅ内へ吹き出し、被試験体Ｄが規定のマッハ数で
測定試験を行うものである。
【０００４】上記測定部Ｅにおける空気速度（マッハ
数）は、集合胴Ｂ内の圧縮空気圧力と可変ノズルＣの形
状および測定部Ｅ以降の形状によって決まるため、測定
部Ｅ以降の形状形成とともに、貯気槽Ａと集合胴Ｂとの
間に設けた調圧弁Ｖを油圧サーボ弁を用いた油圧式サー
ボ制御で開度調節することにより、集合胴Ｂ内の圧縮空
気圧力を規定圧力で保つようにしている。
数）は、集合胴Ｂ内の圧縮空気圧力と可変ノズルＣの形
状および測定部Ｅ以降の形状によって決まるため、測定
部Ｅ以降の形状形成とともに、貯気槽Ａと集合胴Ｂとの
間に設けた調圧弁Ｖを油圧サーボ弁を用いた油圧式サー
ボ制御で開度調節することにより、集合胴Ｂ内の圧縮空
気圧力を規定圧力で保つようにしている。
【０００５】このような風洞試験装置の圧力制御の特徴
は、起動時には集合胴圧力を短時間で規定圧力（又は以
上）まで上昇させ、規定圧力（又は以上）に達した後
は、一旦調圧弁Ｖを閉方向に動かし、その後、貯気槽Ａ
内の圧力低下に伴い調圧弁Ｖを開方向へ動かすように集
合胴Ｂ内の圧力制御を行っている。このように制御する
ことにより、集合胴Ｂ内を規定圧力に保持する時間を長
くし、測定試験の時間をできる限り長くするようにして
いる。
は、起動時には集合胴圧力を短時間で規定圧力（又は以
上）まで上昇させ、規定圧力（又は以上）に達した後
は、一旦調圧弁Ｖを閉方向に動かし、その後、貯気槽Ａ
内の圧力低下に伴い調圧弁Ｖを開方向へ動かすように集
合胴Ｂ内の圧力制御を行っている。このように制御する
ことにより、集合胴Ｂ内を規定圧力に保持する時間を長
くし、測定試験の時間をできる限り長くするようにして
いる。
【０００６】なお、この種サーボ弁の従来技術として、
特開昭５３−７０２８２号公報記載の発明があるが、こ
の発明は、パイロットサーボ弁によって複数の主サーボ
弁を選択的、又は同時に作動させることにより、広範囲
な油量を制御しようとするものであり、構造が複雑にな
るとともに、この出願に係る発明のように大流量の迅速
な制御から小流量の細かな制御までを連続的にサーボ制
御できるものではない。
特開昭５３−７０２８２号公報記載の発明があるが、こ
の発明は、パイロットサーボ弁によって複数の主サーボ
弁を選択的、又は同時に作動させることにより、広範囲
な油量を制御しようとするものであり、構造が複雑にな
るとともに、この出願に係る発明のように大流量の迅速
な制御から小流量の細かな制御までを連続的にサーボ制
御できるものではない。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記吹
出式風洞試験装置においては、前述のように起動時に集
合胴Ｂ内の圧力を一気に規定圧力（又は以上）まで上昇
させるために調圧弁Ｖを急速に開く大制御流量によるサ
ーボ制御が必要であるとともに、規定圧力となった後の
圧力制御時には貯気槽Ａ内の圧力降下に応じて集合胴Ｂ
内を所定圧力で保持するために調圧弁Ｖを微速で制御す
るような小制御流量によるサーボ制御が必要となる。
出式風洞試験装置においては、前述のように起動時に集
合胴Ｂ内の圧力を一気に規定圧力（又は以上）まで上昇
させるために調圧弁Ｖを急速に開く大制御流量によるサ
ーボ制御が必要であるとともに、規定圧力となった後の
圧力制御時には貯気槽Ａ内の圧力降下に応じて集合胴Ｂ
内を所定圧力で保持するために調圧弁Ｖを微速で制御す
るような小制御流量によるサーボ制御が必要となる。
【０００８】そのため、従来はこのようなサーボ制御が
行えるように、定格流量が大きく、且つ、小流量域での
流量特性の良い１台のサーボ弁を選択して行っている
が、大流量を取り扱うことと小流量域での制御性の良さ
とは相反するものであり、サーボ弁１台によって上記し
たような制御速度が大きく異なる大流量から小流量まで
の広範囲にわたる連続した制御は非常に困難である。
行えるように、定格流量が大きく、且つ、小流量域での
流量特性の良い１台のサーボ弁を選択して行っている
が、大流量を取り扱うことと小流量域での制御性の良さ
とは相反するものであり、サーボ弁１台によって上記し
たような制御速度が大きく異なる大流量から小流量まで
の広範囲にわたる連続した制御は非常に困難である。
【０００９】つまり、起動時の大流量をカバーすべく大
流量のサーボ弁のみを使用した場合、起動時と圧力制御
時の流量差が大きいので、圧力制御時における微小流量
時の制御精度が悪くなる傾向にある。
流量のサーボ弁のみを使用した場合、起動時と圧力制御
時の流量差が大きいので、圧力制御時における微小流量
時の制御精度が悪くなる傾向にある。
【００１０】また、経年変化によりサーボ弁内部（特に
スプールエッジ部）に磨耗等を生じて中立点におけるリ
ーク量が相対的に多くなったり、中立点シフト等で流量
特性に悪影響を及ぼし易くなってしまう。
スプールエッジ部）に磨耗等を生じて中立点におけるリ
ーク量が相対的に多くなったり、中立点シフト等で流量
特性に悪影響を及ぼし易くなってしまう。
【００１１】
【課題を解決するための手段】そこで、上記課題を解決
するために、この出願に係る発明は、所定のオーバーラ
ップ域を設けた流量特性の大容量サーボ弁とゼロラップ
の流量特性の小容量サーボ弁とを組合せた回路を共通の
制御信号によって制御することにより、大容量サーボ弁
のオーバーラップ域では小容量サーボ弁の流量特性で制
御し、オーバーラップ域を越えると大容量サーボ弁の流
量特性が加えられた流量特性で制御するようにしてい
る。これにより、大流量による迅速な制御と小流量によ
る細かな制御とを連続した流量特性によって広範囲かつ
連続的に行うことができる。
するために、この出願に係る発明は、所定のオーバーラ
ップ域を設けた流量特性の大容量サーボ弁とゼロラップ
の流量特性の小容量サーボ弁とを組合せた回路を共通の
制御信号によって制御することにより、大容量サーボ弁
のオーバーラップ域では小容量サーボ弁の流量特性で制
御し、オーバーラップ域を越えると大容量サーボ弁の流
量特性が加えられた流量特性で制御するようにしてい
る。これにより、大流量による迅速な制御と小流量によ
る細かな制御とを連続した流量特性によって広範囲かつ
連続的に行うことができる。
【００１２】
【発明の実施の形態】この出願に係る発明は、中立点に
所定のオーバーラップ域を設けた流量特性を有する大制
御流量の大容量サーボ弁と、ゼロラップの流量特性を有
する小制御流量の小容量サーボ弁とを設け、該小容量サ
ーボ弁の流量特性を前記大容量サーボ弁のオーバーラッ
プ域を含む中立点の流量特性に組合せるとともに、該大
容量サーボ弁のオーバーラップ域における最大制御信号
と小容量サーボ弁の最大制御信号とをほぼ一致させ、前
記調圧弁によって制御する調圧装置からのフィードバッ
ク信号と、制御装置からの設定信号との偏差信号をサー
ボアンプに入力し、該サーボアンプの合成流量特性が連
続特性となる制御信号によって前記大容量サーボ弁と小
容量サーボ弁とを制御して両サーボ弁の合成流量特性に
よって大流量から小流量までの制御流量を連続的に制御
している。このように、オーバーラップ域を設けた大容
量サーボ弁の中立点でゼロラップの流量特性を有する小
容量サーボ弁を組合せて使用することにより、大容量サ
ーボ弁のオーバーラップ域で小容量サーボ弁の小制御流
量による流量特性によって細かな制御ができ、このオー
バーラップ域を越えると小容量サーボ弁の流量と大容量
サーボ弁の流量との合成流量によって迅速な制御を行う
ことができる。
所定のオーバーラップ域を設けた流量特性を有する大制
御流量の大容量サーボ弁と、ゼロラップの流量特性を有
する小制御流量の小容量サーボ弁とを設け、該小容量サ
ーボ弁の流量特性を前記大容量サーボ弁のオーバーラッ
プ域を含む中立点の流量特性に組合せるとともに、該大
容量サーボ弁のオーバーラップ域における最大制御信号
と小容量サーボ弁の最大制御信号とをほぼ一致させ、前
記調圧弁によって制御する調圧装置からのフィードバッ
ク信号と、制御装置からの設定信号との偏差信号をサー
ボアンプに入力し、該サーボアンプの合成流量特性が連
続特性となる制御信号によって前記大容量サーボ弁と小
容量サーボ弁とを制御して両サーボ弁の合成流量特性に
よって大流量から小流量までの制御流量を連続的に制御
している。このように、オーバーラップ域を設けた大容
量サーボ弁の中立点でゼロラップの流量特性を有する小
容量サーボ弁を組合せて使用することにより、大容量サ
ーボ弁のオーバーラップ域で小容量サーボ弁の小制御流
量による流量特性によって細かな制御ができ、このオー
バーラップ域を越えると小容量サーボ弁の流量と大容量
サーボ弁の流量との合成流量によって迅速な制御を行う
ことができる。
【００１３】また、大容量サーボ弁のオーバーラップ域
の端部を境にして小容量サーボ弁のみの流量特性と、こ
の流量特性に大容量サーボ弁の流量特性を加えた合成流
量特性にすることができる。
の端部を境にして小容量サーボ弁のみの流量特性と、こ
の流量特性に大容量サーボ弁の流量特性を加えた合成流
量特性にすることができる。
【００１４】さらに、共通の偏差信号に応じてサーボア
ンプが連続特性となる合成流量特性の制御信号を出力し
て大容量サーボ弁と小容量サーボ弁とを連続的に制御す
ることができる。
ンプが連続特性となる合成流量特性の制御信号を出力し
て大容量サーボ弁と小容量サーボ弁とを連続的に制御す
ることができる。
【００１５】このサーボアンプの合成流量特性が連続特
性となる制御信号によって大容量サーボ弁と小容量サー
ボ弁とを制御するので、小容量サーボ弁による調圧弁の
細かな駆動や、小容量サーボ弁と大容量サーボ弁とによ
る調圧弁の迅速な駆動ができる。
性となる制御信号によって大容量サーボ弁と小容量サー
ボ弁とを制御するので、小容量サーボ弁による調圧弁の
細かな駆動や、小容量サーボ弁と大容量サーボ弁とによ
る調圧弁の迅速な駆動ができる。
【００１６】また、これらのように小流量から大流量ま
で制御できる油圧式サーボ制御装置によって吹出式風洞
試験装置の調圧弁を制御すれば、短時間での迅速な圧力
上昇や所定時間内での細かな圧力維持ができる。
で制御できる油圧式サーボ制御装置によって吹出式風洞
試験装置の調圧弁を制御すれば、短時間での迅速な圧力
上昇や所定時間内での細かな圧力維持ができる。
【００１７】
【実施例】以下、この出願に係る発明の一実施例を図面
に基づいて説明する。図１はこの出願に係る発明を適用
した吹出式風洞試験装置の要部を示す計装図であり、図
２(a) は大容量サーボ弁の要部拡大断面図、同図(b) は
小容量サーボ弁の要部拡大断面図である。図３(a) は大
容量サーボ弁の流量特性を示す線図で、同図(b) は小容
量サーボ弁の流量特性を示す線図であり、図４はこれら
大容量サーボ弁と小容量サーボ弁とを組合せた合成流量
特性を示す線図である。
に基づいて説明する。図１はこの出願に係る発明を適用
した吹出式風洞試験装置の要部を示す計装図であり、図
２(a) は大容量サーボ弁の要部拡大断面図、同図(b) は
小容量サーボ弁の要部拡大断面図である。図３(a) は大
容量サーボ弁の流量特性を示す線図で、同図(b) は小容
量サーボ弁の流量特性を示す線図であり、図４はこれら
大容量サーボ弁と小容量サーボ弁とを組合せた合成流量
特性を示す線図である。
【００１８】図示するように、高圧空気を蓄えた貯気槽
Ａの配管ａが遮断弁ｂを介して調圧弁Ｖに接続されてお
り、この調圧弁Ｖの後部には集合胴Ｂが一体的に形成さ
れている。この調圧弁Ｖによって貯気槽Ａから供給され
る圧縮空気ｄの流量を調節することによって集合胴Ｂ内
の圧力調節が行われる。この調圧弁Ｖは、円筒形のプラ
グ１をプラグ外筒２に沿って軸心方向に移動させること
により圧縮空気の流量調整を行うものである。
Ａの配管ａが遮断弁ｂを介して調圧弁Ｖに接続されてお
り、この調圧弁Ｖの後部には集合胴Ｂが一体的に形成さ
れている。この調圧弁Ｖによって貯気槽Ａから供給され
る圧縮空気ｄの流量を調節することによって集合胴Ｂ内
の圧力調節が行われる。この調圧弁Ｖは、円筒形のプラ
グ１をプラグ外筒２に沿って軸心方向に移動させること
により圧縮空気の流量調整を行うものである。
【００１９】このプラグ１の移動は、プラグ外筒２内に
設けられた油圧シリンダ３によって行われており、油圧
シリンダ３へ供給する制御油は油圧式サーボ制御装置Ｍ
によって制御されている。
設けられた油圧シリンダ３によって行われており、油圧
シリンダ３へ供給する制御油は油圧式サーボ制御装置Ｍ
によって制御されている。
【００２０】この油圧式サーボ制御装置Ｍには、大制御
流量の大容量サーボ弁４と、小制御流量の小容量サーボ
弁５とが並列に設けられ、これらサーボ弁４，５の出口
側４ａ，５ａが配管６，７によって油圧シリンダ３に連
結され、入口側４ｂ，５ｂが配管８，９によって油圧ポ
ンプ１０とタンク１１とに連結されている。
流量の大容量サーボ弁４と、小制御流量の小容量サーボ
弁５とが並列に設けられ、これらサーボ弁４，５の出口
側４ａ，５ａが配管６，７によって油圧シリンダ３に連
結され、入口側４ｂ，５ｂが配管８，９によって油圧ポ
ンプ１０とタンク１１とに連結されている。
【００２１】そして、大容量サーボ弁４と小容量サーボ
弁５とはそれぞれのサーボアンプ１２，１３によって別
々に制御されている。これらのサーボアンプ１２，１３
へ入力される信号は、図示しない制御装置からの設定信
号ｐと集合胴Ｂ内の圧力検出器１４からのフィードバッ
ク信号ｑとの偏差信号ｒが入力される。両サーボアンプ
１２，１３へ入力される偏差信号ｒは同一である。
弁５とはそれぞれのサーボアンプ１２，１３によって別
々に制御されている。これらのサーボアンプ１２，１３
へ入力される信号は、図示しない制御装置からの設定信
号ｐと集合胴Ｂ内の圧力検出器１４からのフィードバッ
ク信号ｑとの偏差信号ｒが入力される。両サーボアンプ
１２，１３へ入力される偏差信号ｒは同一である。
【００２２】大流量側サーボアンプ１２では、入力され
た偏差信号ｒに応じて所定の制御信号ｓ1 を大容量サー
ボ弁４に出力し、小流量側サーボアンプ１３では、入力
された偏差信号ｒに応じて所定の制御信号ｓ2 を小容量
サーボ弁５に出力している。これらサーボアンプ１２，
１３の制御出力信号はサーボ弁４，５の組合せに応じて
それぞれ最適値に設定されている。
た偏差信号ｒに応じて所定の制御信号ｓ1 を大容量サー
ボ弁４に出力し、小流量側サーボアンプ１３では、入力
された偏差信号ｒに応じて所定の制御信号ｓ2 を小容量
サーボ弁５に出力している。これらサーボアンプ１２，
１３の制御出力信号はサーボ弁４，５の組合せに応じて
それぞれ最適値に設定されている。
【００２３】また、上記大容量サーボ弁４は図２(a) に
示すように、中立点から所定の範囲ではリーク油以外の
油を吐出しないようにスプール４ｃとブッシング４ｄと
の間に所定のオーバーラップ量ｔが設けられている。こ
のスプール４ｃの端部がオーバーラップ量ｔを越えると
ポート４ｅが連通して制御油が流れることとなる。した
がって、この大容量サーボ弁４の流量特性は図３(a) に
示すように、中立点の前後所定範囲のオーバーラップ域
ｎでは入力電流ｉ1 が変化しても制御流量Ｑ1はほぼゼ
ロで、このオーバーラップ域ｎを越えると入力電流ｉ1
に応じた所定の制御流量Ｑ1 を吐出する流量特性を持っ
ている。この大容量サーボ弁４によれば、最大電流ｉ1m
axにおいて大制御流量の最大流量Ｑ1maxを吐出すること
ができる。この大容量サーボ弁４におけるオーバーラッ
プ域ｎ以外の直線の傾きは上記サーボアンプ１２の調整
によって最適値に設定することができる。
示すように、中立点から所定の範囲ではリーク油以外の
油を吐出しないようにスプール４ｃとブッシング４ｄと
の間に所定のオーバーラップ量ｔが設けられている。こ
のスプール４ｃの端部がオーバーラップ量ｔを越えると
ポート４ｅが連通して制御油が流れることとなる。した
がって、この大容量サーボ弁４の流量特性は図３(a) に
示すように、中立点の前後所定範囲のオーバーラップ域
ｎでは入力電流ｉ1 が変化しても制御流量Ｑ1はほぼゼ
ロで、このオーバーラップ域ｎを越えると入力電流ｉ1
に応じた所定の制御流量Ｑ1 を吐出する流量特性を持っ
ている。この大容量サーボ弁４によれば、最大電流ｉ1m
axにおいて大制御流量の最大流量Ｑ1maxを吐出すること
ができる。この大容量サーボ弁４におけるオーバーラッ
プ域ｎ以外の直線の傾きは上記サーボアンプ１２の調整
によって最適値に設定することができる。
【００２４】一方、上記小容量サーボ弁５は図２(b) に
示すように、中立点でスプール５ｃがブッシング５ｄの
ポート５ｅを切換える、いわゆるゼロラップに形成され
ている。したがって、この小容量サーボ弁５の流量特性
は、図３(b) に示すように、中立点を境にして入力電流
ｉ2 にほぼ比例した制御流量Ｑ2 を吐出する特性を持っ
ている。この小容量サーボ弁５によれば、最大電流ｉ2m
axにおいて小制御流量の最大流量Ｑ2maxを吐出すること
ができる。この実施例では入力電流ｉ2 にほぼ正比例し
た制御流量Ｑ2 を吐出する特性を例示している。この小
容量サーボ弁５における流量特性は、中立点にオーバー
ラップ域がなく入力電流ｉ2 に応じた制御流量Ｑ2 を吐
出するものであればよい。入力電流ｉ2 と制御流量Ｑ2
とによる直線の傾きは、上記サーボアンプ１３の調整に
よって最適値に設定することができる。
示すように、中立点でスプール５ｃがブッシング５ｄの
ポート５ｅを切換える、いわゆるゼロラップに形成され
ている。したがって、この小容量サーボ弁５の流量特性
は、図３(b) に示すように、中立点を境にして入力電流
ｉ2 にほぼ比例した制御流量Ｑ2 を吐出する特性を持っ
ている。この小容量サーボ弁５によれば、最大電流ｉ2m
axにおいて小制御流量の最大流量Ｑ2maxを吐出すること
ができる。この実施例では入力電流ｉ2 にほぼ正比例し
た制御流量Ｑ2 を吐出する特性を例示している。この小
容量サーボ弁５における流量特性は、中立点にオーバー
ラップ域がなく入力電流ｉ2 に応じた制御流量Ｑ2 を吐
出するものであればよい。入力電流ｉ2 と制御流量Ｑ2
とによる直線の傾きは、上記サーボアンプ１３の調整に
よって最適値に設定することができる。
【００２５】そして、これら大容量サーボ弁４と小容量
サーボ弁５との流量特性を組合せた合成流量特性は、図
４に示すように、大容量サーボ弁４のオーバーラップ域
ｎでは、小容量サーボ弁５による流量特性によって入力
電流ｉ0 にほぼ比例した制御流量Ｑ0 を吐出する小制御
流量での制御を行い、このオーバーラップ域ｎを越える
と、最大電流ｉ0maxにおける最大流量Ｑ0maxまで、大容
量サーボ弁４の流量特性に小容量サーボ弁５の流量を加
算した大制御流量によって制御を行う合成流量特性とな
る。
サーボ弁５との流量特性を組合せた合成流量特性は、図
４に示すように、大容量サーボ弁４のオーバーラップ域
ｎでは、小容量サーボ弁５による流量特性によって入力
電流ｉ0 にほぼ比例した制御流量Ｑ0 を吐出する小制御
流量での制御を行い、このオーバーラップ域ｎを越える
と、最大電流ｉ0maxにおける最大流量Ｑ0maxまで、大容
量サーボ弁４の流量特性に小容量サーボ弁５の流量を加
算した大制御流量によって制御を行う合成流量特性とな
る。
【００２６】以上のように構成された油圧式サーボ制御
装置Ｍによれば、図１に示す吹出式風洞試験装置におけ
る調圧弁Ｖを以下のように制御して集合胴Ｂ内の圧力を
制御する。
装置Ｍによれば、図１に示す吹出式風洞試験装置におけ
る調圧弁Ｖを以下のように制御して集合胴Ｂ内の圧力を
制御する。
【００２７】すなわち、貯気槽Ａに所定の圧力で蓄えら
れた圧縮空気ｄは、配管ａから遮断弁ｂを介して調圧弁
Ｖへと導かれるが、起動時には集合胴Ｂ内が大気圧のた
め、圧力検出器１４からのフィードバック信号ｑは設定
信号ｐよりも大幅に低く、大きな偏差信号ｒが両サーボ
アンプ１２，１３へと入力される。これらのサーボアン
プ１２，１３からは、制御信号ｓ1,ｓ2 を大容量サーボ
弁４と小容量サーボ弁５へ出力するが、偏差信号ｒが大
きい場合には迅速に集合胴Ｂ内の圧力を高める必要があ
るため、合成流量特性のオーバーラップ域ｎを越えた位
置での大制御流量によって油圧シリンダ３を迅速に駆動
しようとする。そのため、両サーボ弁４，５の合成流量
によって油圧シリンダ３を迅速に駆動してプラグ１を大
きく開放させる。これにより、プラグ１のシール部１ａ
隙間から大量の圧縮空気ｄが調圧弁Ｖを介して集合胴Ｂ
内へと供給されて短時間（例えば、２〜３秒）で集合胴
Ｂ内を規定圧力（又は以上）にすることができる。
れた圧縮空気ｄは、配管ａから遮断弁ｂを介して調圧弁
Ｖへと導かれるが、起動時には集合胴Ｂ内が大気圧のた
め、圧力検出器１４からのフィードバック信号ｑは設定
信号ｐよりも大幅に低く、大きな偏差信号ｒが両サーボ
アンプ１２，１３へと入力される。これらのサーボアン
プ１２，１３からは、制御信号ｓ1,ｓ2 を大容量サーボ
弁４と小容量サーボ弁５へ出力するが、偏差信号ｒが大
きい場合には迅速に集合胴Ｂ内の圧力を高める必要があ
るため、合成流量特性のオーバーラップ域ｎを越えた位
置での大制御流量によって油圧シリンダ３を迅速に駆動
しようとする。そのため、両サーボ弁４，５の合成流量
によって油圧シリンダ３を迅速に駆動してプラグ１を大
きく開放させる。これにより、プラグ１のシール部１ａ
隙間から大量の圧縮空気ｄが調圧弁Ｖを介して集合胴Ｂ
内へと供給されて短時間（例えば、２〜３秒）で集合胴
Ｂ内を規定圧力（又は以上）にすることができる。
【００２８】この間、集合胴Ｂ内の圧力は常に圧力検出
器１４で検出されてフィードバック信号ｑとして設定信
号ｐと比較され、その偏差信号ｒはサーボアンプ１２，
１３へと入力される。したがって、集合胴Ｂ内の圧力が
上昇するに伴ってサーボアンプ１２，１３から両サーボ
弁４，５へ出力する制御信号ｓ1,ｓ2 、すなわち図４に
示す入力電流ｉ0 は小さくなって制御流量Ｑ0 が減少す
る。そして、集合胴Ｂ内が規定圧力に近づくに伴って油
圧シリンダ３が調圧弁Ｖのプラグ１を閉鎖方向へ移動さ
せる。
器１４で検出されてフィードバック信号ｑとして設定信
号ｐと比較され、その偏差信号ｒはサーボアンプ１２，
１３へと入力される。したがって、集合胴Ｂ内の圧力が
上昇するに伴ってサーボアンプ１２，１３から両サーボ
弁４，５へ出力する制御信号ｓ1,ｓ2 、すなわち図４に
示す入力電流ｉ0 は小さくなって制御流量Ｑ0 が減少す
る。そして、集合胴Ｂ内が規定圧力に近づくに伴って油
圧シリンダ３が調圧弁Ｖのプラグ１を閉鎖方向へ移動さ
せる。
【００２９】その後は、圧縮空気ｄが集合胴Ｂから可変
ノズルＣ（図５参照）へ吐出された分を補充する圧力制
御となり、圧力検出器１４からのフィードバック信号ｑ
と設定信号ｐとの偏差信号ｒに応じて両サーボアンプ１
２，１３から大容量サーボ弁４および小容量サーボ弁５
へ制御信号ｓ1,ｓ2 が出力される。
ノズルＣ（図５参照）へ吐出された分を補充する圧力制
御となり、圧力検出器１４からのフィードバック信号ｑ
と設定信号ｐとの偏差信号ｒに応じて両サーボアンプ１
２，１３から大容量サーボ弁４および小容量サーボ弁５
へ制御信号ｓ1,ｓ2 が出力される。
【００３０】この時、フィードバック信号ｑと設定信号
ｐとの偏差信号ｒは小さいので、大容量サーボ弁４へ出
力される制御信号、すなわち入力電流ｉ0 は小さく、図
４に示すオーバーラップ域ｎの範囲内となる。したがっ
て、大容量サーボ弁４のスプール４ｃ（図２(a))が移動
したとしても、このオーバーラップ域ｎの範囲では制御
油を吐出することがないので、小容量サーボ弁５へ入力
された入力電流ｉ0 に応じた制御油のみによって油圧シ
リンダ３が駆動制御されることとなる。つまり、圧力制
御時には、小容量サーボ弁５のみの流量特性による小制
御流量の細かな制御を行うことができる。
ｐとの偏差信号ｒは小さいので、大容量サーボ弁４へ出
力される制御信号、すなわち入力電流ｉ0 は小さく、図
４に示すオーバーラップ域ｎの範囲内となる。したがっ
て、大容量サーボ弁４のスプール４ｃ（図２(a))が移動
したとしても、このオーバーラップ域ｎの範囲では制御
油を吐出することがないので、小容量サーボ弁５へ入力
された入力電流ｉ0 に応じた制御油のみによって油圧シ
リンダ３が駆動制御されることとなる。つまり、圧力制
御時には、小容量サーボ弁５のみの流量特性による小制
御流量の細かな制御を行うことができる。
【００３１】以上のように、起動時のように調圧弁Ｖの
プラグ１を迅速に移動させて集合胴Ｂ内を一気に高圧に
する場合には大容量サーボ弁４と小容量サーボ弁５とを
フルストロークさせた大制御流量によって制御し、圧力
制御時のようにプラグ１を細かく移動させて集合胴Ｂ内
の圧力を常に一定圧にする場合には小容量サーボ弁５の
みによる小制御流量によって制御するので、大制御流量
による制御から小制御流量による制御までを流量特性の
異なるサーボ弁を組合せた合成流量特性によって連続し
て制御することができる。
プラグ１を迅速に移動させて集合胴Ｂ内を一気に高圧に
する場合には大容量サーボ弁４と小容量サーボ弁５とを
フルストロークさせた大制御流量によって制御し、圧力
制御時のようにプラグ１を細かく移動させて集合胴Ｂ内
の圧力を常に一定圧にする場合には小容量サーボ弁５の
みによる小制御流量によって制御するので、大制御流量
による制御から小制御流量による制御までを流量特性の
異なるサーボ弁を組合せた合成流量特性によって連続し
て制御することができる。
【００３２】なお、上記実施例では、大容量サーボ弁４
と小容量サーボ弁５とを各１個設けた２個のサーボ弁構
成を説明したが、この出願に係る発明は、例えば、大容
量と小容量に加えて中容量のサーボ弁を組合せてもよ
く、さらに３個以上のサーボ弁を組合せた場合でも適用
することが可能であり、サーボ弁の個数は上記実施例に
限定されるものではない。
と小容量サーボ弁５とを各１個設けた２個のサーボ弁構
成を説明したが、この出願に係る発明は、例えば、大容
量と小容量に加えて中容量のサーボ弁を組合せてもよ
く、さらに３個以上のサーボ弁を組合せた場合でも適用
することが可能であり、サーボ弁の個数は上記実施例に
限定されるものではない。
【００３３】また、上記実施例では、吹出式風洞試験装
置を例に説明したが、この出願に係る発明は、大流量か
ら小流量までの広範囲の制御流量を連続的に制御する油
圧式サーボ制御を行うものであれば適用することがで
き、上記例に限定されるものではない。
置を例に説明したが、この出願に係る発明は、大流量か
ら小流量までの広範囲の制御流量を連続的に制御する油
圧式サーボ制御を行うものであれば適用することがで
き、上記例に限定されるものではない。
【００３４】
【発明の効果】この出願に係る発明は、以上説明したよ
うな形態で実施され、以下に記載するような効果を奏す
る。
うな形態で実施され、以下に記載するような効果を奏す
る。
【００３５】異なる流量特性を持つ複数のサーボ弁を組
合せた合成流量特性によって流量制御するため、大流量
から小流量まで広範囲の連続した流量特性の改善ができ
るので、小流量の細かな制御による圧力制御精度の向上
および大流量による迅速な起動が可能となる。
合せた合成流量特性によって流量制御するため、大流量
から小流量まで広範囲の連続した流量特性の改善ができ
るので、小流量の細かな制御による圧力制御精度の向上
および大流量による迅速な起動が可能となる。
【００３６】また、大容量サーボ弁による小流量の制御
を行わないので、サーボ弁内部（特にスプールエッジ
部）の磨耗等による経年変化で流量特性が変わることを
抑制することが可能となる。
を行わないので、サーボ弁内部（特にスプールエッジ
部）の磨耗等による経年変化で流量特性が変わることを
抑制することが可能となる。
【００３７】特に、吹出式風洞試験装置において利用す
れば、短時間での集合胴内の圧力上昇と所定時間の圧力
維持が容易にできるので、精度のよい風洞試験が可能と
なるとともに所定の計測時間を確保することが可能とな
る。
れば、短時間での集合胴内の圧力上昇と所定時間の圧力
維持が容易にできるので、精度のよい風洞試験が可能と
なるとともに所定の計測時間を確保することが可能とな
る。
【図１】この出願に係る発明を適用した吹出式風洞試験
装置の要部を示す計装図である。
装置の要部を示す計装図である。
【図２】(a) は大容量サーボ弁の要部拡大断面図であ
り、(b) は小容量サーボ弁の要部拡大断面図である。
り、(b) は小容量サーボ弁の要部拡大断面図である。
【図３】(a) は大容量サーボ弁の流量特性を示す線図で
あり、(b) は小容量サーボ弁の流量特性を示す線図であ
る。
あり、(b) は小容量サーボ弁の流量特性を示す線図であ
る。
【図４】大容量サーボ弁と小容量サーボ弁とを組合せた
合成流量特性を示す線図である。
合成流量特性を示す線図である。
【図５】従来から油圧式サーボ制御装置が適用されてい
る吹出式風洞試験装置の概略模式図である。
る吹出式風洞試験装置の概略模式図である。
１…プラグ ２…プラグ外筒 ３…油圧シリンダ ４…大容量サーボ弁 ５…小容量サーボ弁 ６，７，８，９…配管 １０…油圧ポンプ １１…タンク １２，１３…サーボアンプ １４…圧力検出器 ａ…配管 ｂ…遮断弁 ｄ…圧縮空気 ｎ…オーバーラップ域 ｐ…設定信号 ｑ…フィードバック信号 ｒ…偏差信号 ｓ1,ｓ2 …制御信号 ｔ…オーバーラップ量 ｉ0,ｉ1,ｉ2 …入力電流 Ｑ0,Ｑ1,Ｑ2 …流量 ｉ0max, ｉ1max, ｉ2max…最大電流 Ｑ0max, Ｑ1max, Ｑ2max…最大流量 Ａ…貯気槽 Ｂ…集合胴 Ｃ…可変ノズル Ｄ…被試験体 Ｅ…測定部 Ｆ…拡散筒 Ｇ…消音塔 Ｖ…調圧弁 Ｍ…油圧式サーボ制御装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−52202（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−68388（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−70282（ＪＰ，Ａ) （財）日本規格協会編，「ＪＩＳ工業 用語大辞典」，第３版，（財）日本規格 協会，1991年11月20日，ｐ．201 野見山紘一，“油圧電磁比例制御弁の コントローラ”，油空圧技術，日本工業 出版，1994年６年５月１日，第33巻，第 ５号，ｐｐ．37−43 (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F15B 13/04 - 13/044 F15B 11/00 - 11/22 F15B 9/00 - 9/17 G05D 7/00 - 7/06 G05D 16/00 - 16/20
Claims (1)
- 【請求項１】 起動時には集合胴圧力を短時間で規定圧
力まで上昇させ、この圧力に達した後は、一旦調圧弁を
閉方向に動かし、その後、貯気槽内の圧力低下に伴い調
圧弁を開方向へ動かすように集合胴内の圧力制御を行う
吹出式風洞試験装置の集合胴内に設けた調圧弁の制御装
置において、 中立点に所定のオーバーラップ域を設けた流量特性を有
する大制御流量の大容量サーボ弁と、ゼロラップの流量
特性を有する小制御流量の小容量サーボ弁とを設け、該
小容量サーボ弁の流量特性を前記大容量サーボ弁のオー
バーラップ域を含む中立点の流量特性に組合せるととも
に、該大容量サーボ弁のオーバーラップ域における最大
制御信号と小容量サーボ弁の最大制御信号とをほぼ一致
させ、前記調圧弁によって制御する調圧装置からのフィ
ードバック信号と、制御装置からの設定信号との偏差信
号をサーボアンプに入力し、該サーボアンプの合成流量
特性が連続特性となる制御信号によって前記大容量サー
ボ弁と小容量サーボ弁とを制御して両サーボ弁の合成流
量特性によって大流量から小流量までの制御流量を連続
的に制御したことを特徴とする油圧式サーボ制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8104858A JP3045960B2 (ja) | 1996-04-25 | 1996-04-25 | 油圧式サーボ制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8104858A JP3045960B2 (ja) | 1996-04-25 | 1996-04-25 | 油圧式サーボ制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09291905A JPH09291905A (ja) | 1997-11-11 |
| JP3045960B2 true JP3045960B2 (ja) | 2000-05-29 |
Family
ID=14391967
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8104858A Expired - Fee Related JP3045960B2 (ja) | 1996-04-25 | 1996-04-25 | 油圧式サーボ制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3045960B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4663856B2 (ja) * | 1999-12-03 | 2011-04-06 | 株式会社アマダ | 液圧シリンダの駆動方法および装置 |
| JP4772984B2 (ja) * | 2001-05-23 | 2011-09-14 | 株式会社オプトン | 曲げ加工用素材供給装置 |
-
1996
- 1996-04-25 JP JP8104858A patent/JP3045960B2/ja not_active Expired - Fee Related
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| （財）日本規格協会編，「ＪＩＳ工業用語大辞典」，第３版，（財）日本規格協会，１９９１年１１月２０日，ｐ．２０１ |
| 野見山紘一，"油圧電磁比例制御弁のコントローラ"，油空圧技術，日本工業出版，１９９４年６年５月１日，第３３巻，第５号，ｐｐ．３７−４３ |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09291905A (ja) | 1997-11-11 |
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