JPH01158202A - 圧力制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の目的 （産業上の利用分野） 本発明は流体の圧力をフィードバック制御する装置に関
するものである。

（従来の技術） 発泡スチロールあるいはプラスチック等の原料を型枠内
に送り込む蒸気の供給圧力の制御は良好な成形品を得る
上で重要であり、精度の高い圧力制御が必要である。こ
の圧力制御を行なう手段として用いられるダイヤフラム
弁機構における圧力制御では操作流体としてエアを用い
、蒸気の圧力を左右するダイヤフラム弁機構の弁開放量
がエア圧により決定される。ダイヤフラム弁に作用する
エア圧は入力信号値に応じたエア圧に制御する比例制御
弁機構、電空レギュレータ等の電空変換器を用いて行わ
れ、この電空変換器は比較調節器からの電気的指令信号
に基づいて制御される。そして、比較調節器は予め設定
され九エア圧に対応する電圧値と前記圧カドランジュー
サからの検出電圧値との比較に基づいて電気的指令信号
を電空変換器に出力し、これによりエア圧が設定された
圧力に維持される。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、蒸気圧の高精度制御を達成する上で高い
変換精度を要求される圧カドランジューサ及び電空変換
器、さらにはフィードバック電圧信号と設定電圧信号と
の高い比較精度を要求される比較調節器は高価であり、
このような高価な装置の多数個の使用は圧力制御システ
ムの構築の上で極めて不利である。しかも、このような
システムエレメントの増加はシステム自体の複雑化を招
く。

発明の構成 （問題点を解決するための手段） そこで本発明では、制御対象流体の供給経路上に圧力制
御弁機構を介在すると共に、この圧力制御弁機構の制御
ポートに接続する操作流体供給経路上に入力ポート、出
力ポート及び排気ポートを備えた比例電磁三方弁機構を
介在し、この比例電磁三方弁機構の入力ポートと出力ポ
ートとを連通ずる方向へ駆動される弁体の駆動力に対し
て圧力制御弁機構の出力側の制御対象流体圧力を比例電
磁三方弁機構の弁体を介して対抗させる圧力フィードバ
ック機構を圧力制御弁機構と比例電磁三方弁機構との間
に介在した。

（作用） 即ち、制御対象流体の予め設定された圧力に対応する電
流を比例電磁三方弁機構に入力すれば、前記弁体が入力
ポートと出力ポートとを連通ずる位置へ変位し、操作流
体が比例電磁三方弁機構を経由して圧力制御弁機構の制
御ポートへ供給される。これ、により圧力制御弁機構が
制御対象流体を所定の供給先へ通し、この供給先までの
途中の制御対象流体の圧力が圧力フィードバック機構へ
直接取りこまれる。圧力フィードバック機構へ取り込ま
れた圧力は排気ポートと出力ポートとを連通ずる方向へ
弁体を変位させる力として作用し、この作用圧が高けれ
ば出力ポートと排気ポートとが連通し、圧力制御弁機構
内の操作流体の一部が比例電磁三方弁機構を経由して排
出される。

（実施例） 以下、本発明を発泡スチロール成形システムに具体化し
た一実施例を図面に基づいて説明する。

第１．２図に示すように、制御対象流体としての蒸気供
給源１と成形用型２とを接続する供給経路３上にはダイ
ヤフラム弁機構４が介在されており、ダイヤフラム弁機
構４の弁開放量を制御する操作流体としてのエアの供給
源５とダイヤフラム弁機構４とを接続する供給経路２３
上には比例電磁三方弁機構６が介在されている。ダイヤ
フラム弁機構４の出力側、即ちダイヤフラム弁機構４と
成形用型２との間の供給経路３にはフィードバック経路
７が接続されていると共に、フィードバック経路７の末
端にはダイヤフラム機構８が接続されており、このダイ
ヤフラム機構８は比例電磁三方弁機構６を遮断する方向
に作用する。

第３図にダイヤフラム弁機構４、比例電磁三方弁機構６
及びダイヤフラム機構８の内部構造を示す。ダイヤフラ
ム弁機構４は、バルブハウジング９内の弁体１０に制御
室１１内のダイヤフラム１２を連結し、弁体１０を閉成
位置側へ付勢する押圧ばね１３の作用圧に対して制御室
１１の制御ボー）ｌｌａから制御室１１内へ入力された
エア圧を対抗させるようになっている。

比例電磁三方弁機構６とダイヤフラム機構８とは一体的
に連結されており、バルブハウジング２０内の弁体１７
の下端はダイヤフラム機構８のハウジング２１内に突出
し、押圧ばね１８の作用を受けている。比例電磁三方弁
機構６のコイル１４への通電によりコア１５に吸引され
るプランジャ１６の駆動力はバルブハウジング２０内の
弁体１７を介して押圧ばね１８に対抗し、プランジャ１
６を介して弁体１７に付与される駆動力は予め設定され
た蒸気圧に対応して入力設定装置１９により設定入力さ
れる駆動電流値に比例する。弁体１７はバルブハウジン
グ２０の入力ポート２０ａと出力ポート２０ｂとの連通
遮断及び出力ポート２０ｂと排気ボー）２０ｃとの連通
遮断の切換を行ない、これによりエア供給源５からダイ
ヤフラム弁機構４の制御室１１へのエア供給及び制御室
１１内のエア排出が行われる。ハウジング２１内のダイ
ヤフラム２２の中央部には受承片２２ａが配設されてお
り、弁体１７の下端が受承片２２ａに当接し得るように
なっている。

発泡スチロール原料を成形用型２内へ送り込む蒸気はダ
イヤフラム弁機構４の弁体１０の下動開放量に応じた圧
力制御を受け、弁体１０の下動開放量は比例電磁三方弁
機構６に入力される駆動電流値に左右される。比例電磁
三方弁機構６の弁体１７は駆動電流値に比例した駆動力
を受け、押圧ばね１８及びダイヤフラム２２に作用する
フィードバック経路７内の蒸気圧の総和圧と均衡する位
置へ下動し、第１図に示すように入カポ−）２０ａと出
力ポート２０ｂとが連通ずる。これにより制御室１１に
おいてダイヤフラム１２に対するエア圧が高まり、弁体
１０がこのエア圧に応じて下動する。

この下動開放量に応じて制御された蒸気圧はフィードバ
ック経路７を介してダイヤフラム機構８のダイヤフラム
２２に作用し、フィードバック経路７内の蒸気圧が高ま
れば弁体１７が押し上げられ、第２図に示すように入力
ポート２０ａと出カポ−）２０ｂとが遮断すると共に、
出力ポート２ｏｂと排気ポート２０ｃとが連通ずる。こ
れにより制御室１１内のエアの一部が比例電磁三方弁機
構６を経由して排出され、これに伴ってダイヤフラム弁
機構４の弁体１０が上動する。従って、ダイヤフラム弁
機構４から出力される蒸気圧が低減方向の制御を受け、
この圧力低減がフィードバック経路７を介してダイヤフ
ラム機構８に反映する。

このフィードバックにより比例電磁三方弁機構６の弁体
１７が押圧ばね１８及びダイヤフラム２２に作用するフ
ィードバック経路７内の蒸気圧の総和圧と均衡する位置
へ再び下動する。

フィードバック経路７内の蒸気圧が低下すれば弁体１７
が下動し、制御室１１へのエア供給量が増える。これに
より制御室１１内のダイヤフラム１２に作用するエア圧
が高まり、弁体１０の下動量が大きくなって蒸気圧が増
大方向の制御を受ける。

このように蒸気圧を電気信号に変換することなく直接フ
ィードバックする構成は圧力を電気信号に変換してフィ
ードバックする従来のフィードバックシステムに比して
システム全体の簡素化に繋がる。しかも、従来システム
において必要とされた変換装置、及び変換信号と設定信
号との比較調節器といった高価な装置類が本実施例では
比例電磁三方弁機構６及びダイヤフラム機構８からなる
構成部品数の少ない圧力フィードバック機構に置き換え
られることから、圧力制御システム全体のコストは大幅
に低減する。

本発明は勿論前記実施例にのみ限定されるものではなく
、例えば制御対象流体として蒸気、エア等のガス流体以
外にも液体を用いる圧力制御システム、あるいは操作流
体としてエア以外にもオイル等の液体を用いる圧力制御
システムに本発明を適用することができる。又、圧力フ
ィードバック機構を構成するダイヤフラム機構に代えて
ピストン−シリンダ機構を採用し、ピストンを介して制
御対象流体のフィードバック圧力を比例電磁三方弁機構
の弁体に作用させたり、さらには圧力制御弁機構として
のダイヤフラム弁機構のダイヤフラム機構に代えてピス
トン−シリンダ機構を採用する等の実施例も可能である
。

発明の効果 以上詳述したように本発明は、圧力制御弁機構への操作
流体の供給制御を行なう比例電磁三方弁機構の弁体に制
御対象流体圧を直接フィードバックしたので、圧力−電
気信号の変換のない簡素な圧力フィードバックシステム
を構築することができ、圧力制御システム全体の低コス
ト化を図り得るという優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明を具体化した一実施例を示し、第１図は比
例電磁三方弁機構連通状態を示す圧力システム図、第２
図は比例ＴＭ、Ｖ；１三方弁機構遮断状態を示す圧力シ
ステム図、第３図は比例電磁三方弁機構及び圧力制御弁
機構の内部構造を示す縦断面図である。 制御対象流体としての蒸気の供給源Ｉ、制御対象流体を
供給するための供給経路３、圧力制御弁機構としてのダ
イヤフラム弁機構４、操作流体としてのエアの供給源５
、比例電磁三方弁機構６、フィードバック機構を構成す
るダイヤフラム機構８、比例電磁三方弁機構６の弁体１
７、比例電磁三方弁機構６の入出カポ−）２０ａ、２０
ｂ及び排気ポート２０Ｃ１操作流体を供給するための供
給経路２３゜

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １　圧力制御を受ける制御対象流体の供給経路上に圧力
   制御弁機構を介在すると共に、この圧力制御弁機構の制
   御ポートに接続する操作流体供給経路上に入力ポート、
   出力ポート及び排気ポートを備えた比例電磁三方弁機構
   を介在し、この比例電磁三方弁機構の入力ポートと出力
   ポートとを連通する方向へ駆動される弁体の駆動力に対
   して圧力制御弁機構の出力側の制御対象流体圧力を比例
   電磁三方弁機構の弁体を介して対抗させる圧力フィード
   バック機構を圧力制御弁機構と比例電磁三方弁機構との
   間に介在したことを特徴とする圧力制御装置。