JPH03169274A - 圧力比例制御装置 - 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】 ｒ産業ヒの利用分町〕 本発明は圧力比例制御装置６こ関し、特に、磁気歪素子
を川いた圧力比例制？ａｌｌ　父置乙こ関一づる４）の
である。

〔従来技術および解決し、Ｉ、うとする課題〕従来、柚
圧回路、または空圧回路などの圧力制御系（１二川いＣ
ちれζ、作川−’ｌ；！Ｊ　ＹＦ力の大きさ乙こ応（−
７７弁τＦたはソリンダーｉＩ゛どイ−作・υｊするｌ
下力化例制御装置は、第３　１ＰＪ　ｔｘ示すよう６こ
構或されている。

すなわち　この圧ノＪ比例制御装置は、電源１１に接続
され”で作用１る圧力の大きさに応じて電気信号を出力
する圧カセンサ１２と、ごの『力セン→ノ１２からＯ）
′ｌ′．Ｊ．気｛Ａ号を入力してその電気信月に応じた
大きさの磁力を発ど＋するフイル１３と、ごのコイル１
３の巻軸中心乙こ配没される可動鉄心［４と、その可動
鉄心１４に連動するプランシャ１５を介して主弁（図示
せず）が移動して油圧同路１６を制御する切換弁１７と
、この切換弁１７の油圧回路１６により作動する作動部
材１８とを具えている。

上記の圧力比例制御装置の作動は、前記作動部月１８に
よる作動圧力を前記圧力セン−’Ｊ−　１　２によって
検知し、この検知圧力が設定値となるように前記作動部
材１８を作動させるようにその圧カセンサｌ２の圧力の
大きさに応じた電気信−５号を出ノｊし、その出力した
電気信号をコイル３６，二入力する。

前記電気信号が入力されたコイルＩ３は、入力した電気
信号の大きさに応じて磁力を発生するとともに、その磁
力の大きさに応じて前記可動鉄心１４を移動する。

そして、上記の可動鉄心１４に連結されるプランジャ】
５を介して切換弁１７の主弁（図示せず）を移動し、切
換弁１７の油圧回路１６を切り換えて作動部材１８を作
動する。

しかしながら、上記のように構威した圧力比例制御装置
にあっては、油圧回路１６を有する切換弁１７を用いて
いるので装置として大掛かりなものとなるという問題点
を有している。

また、他の圧力比例制御装置としては、第４図に示すよ
うなものがある。

この圧力比例制御装置は、電ｔＡ２１に接続されて作用
する圧力の大きさに応じて電気信号を出力する圧力セン
→ノ２２と、この圧カセンサ２２からの電気信号を増幅
する増幅器２３と、この増幅器２３により増幅された電
気信号を入力してその入力信号に応じた大きさの俳力を
発生ずるコイル２４と、このコイル２４（こ発生した磁
力により作動する可動鉄心２５と、その可動鉄心２５に
連結した作動部材２６とを具えている。

−１−記の圧力比例制御装置の作動は、前記作動部材２
６による作動圧力が前記圧カセンサ２２に作用すると、
その大きさに応じた電気信号を出力し、その出力した電
気信号は増幅器２３で増幅されてコイル２４に入力され
る。

そして、前記電気信号が入力されたコイル２４は、入力
した電気信号の大きさに応じて磁力を発生し、そのコイ
ル２４の巻軸中心に配設される可動鉄心２５に連結され
た作動部材２６を作動する。

しかしながら、上記のように構威した圧力制御装置にお
いては、作動部材２６を作動するコイル２４に大きな磁
力を発生させるための増幅器２３が必要となるため、装
置が複雑になるとともに、前記コイル２４によって可動
鉄心２５を介して作動部材２６を作動する精度、すなわ
ち、コイル２４に発生する磁力によって可動鉄心２５を
移動する位置の精度が悪く、すなわち、ヒステリシスが
大きく、正確な作動部材２６の作動を得ることができな
いものである。

本発明は前記のような従来のもののもつ問題点を解決し
たものであって、非常に簡単な構戒で、作用する圧力の
大きさに応じて作動させる作動部材の作動精度を向」二
するとともに、増幅器などのエネルギー変換のための部
材が必要ない圧力比例制御装置を提供することを目的と
している。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的を達威するために本発明は、圧力センサに作
用する圧力の大きさに応じて作動部材を作動する圧力比
例制御装置であって、この圧力比例制御装置は、作用す
る圧力の大きさに応じた電気信号を出力する圧カセンサ
と、その圧カセンサからの電気信号を入力し、その電気
信号に応じた大きさの磁力を発生ずるコイルと、このコ
イルの近傍に配設されてコイルの磁力により伸縮する磁
気歪素子と、この磁気歪素子の伸縮に応じて作動する作
動部材とを具えた横戒を有しており、前記磁気歪素子は
、テルビウム（Ｔｂ）とジスブロシウム（Ｄｙ）と鉄（
Ｆｅ）との合金からなることが好ましい。

〔作用〕

本発明はＬ記の構或を採用したことにより、作用する圧
力の強さに応じて出力する圧カセンサからの電気信号に
応じてコイルが磁力を発生し、この磁力に応じて磁気歪
素子が伸縮し、この伸縮によって作動部材が前記圧カセ
ンサで検知した圧力に応じた作動を行うことができるこ
ととなる。

〔実施例〕

以下、図面に示す木発明の実施例について説明する。

第１図には本発明による圧力比例制御装置の一実施例が
示されている。

すなわち、この圧力比例制御装置は、電＃ｌに接続され
て作用する圧力の大きさに応じて電気信号を出力する圧
カセンサ２と、その圧力センサ２からの電気信号を入力
してその電気信号に応じた磁力を発生するコイル３と、
このコイル３の巻軸中心に配設されてコイル３の磁力に
より伸縮する磁気歪素子４と、この磁気歪素子４の伸縮
に応じて作動する作動部材５とを具えている。

上記のように構威した本発明による圧力比例制御装置の
作動は、前記圧カセンサ２に前記作動部材５の作動圧力
が作用すると、その圧カセンサ２は圧力の大きさに応じ
た電気信号を出力し、その出力した電気信号をコイル３
に入力する。

前記電気信号が入力されたコイル３では、入力した電気
信号の大きさＣこ応じて磁力を発ヰし、コイル３の巻軸
中心に配設される前記磁気歪素子４に前記磁力の大きさ
に応じた磁気歪みを発生させ伸縮さ−ヒる。

そして、七記の磁気歪素子４は、＋ｉ気歪素子４に連結
した作動部材５にその伸縮を伝達して作動部材５を伸縮
力に応じて作動することとなり、このようにして圧カセ
ンサ２によって検知される作動部材５の作動圧力が設定
値になるまで繰返し行われるものである。

したがって、本発明による圧力比例制御装置にあっては
、圧カセンサ２に作用した圧力の強さに応じて、ｉｘ′
Ｉ気歪素子４を介して作動部材５を作動できることとな
り、このようにして前記圧カセンサ２によって検出され
る前記作動部材５の作動圧力が設定値になるまで繰り返
し行われるものである。

前記圧力センサ２としては、作用する圧力を感知してそ
の圧力の強さに応じて電気信号を出力するものであれば
いずれのものでもよいが、好ましくは、半導体圧力セン
ってあり、具体的には、シリコンの母材をダイアフラム
とし、その母材の内にゲージ抵抗と称するビエゾ効果で
圧力電気変換をさせる抵抗体を埋め込んであるもので、
これを圧力ボートに組み込んだものからなるものである
。

前記磁気歪素子４としては、磁力により歪む素子であれ
ばいずれのものでもよいが、本発明においては、磁力に
より歪みが大きく、その感度が良好な、テルビウム（Ｔ
ｂ）とジスブロシウム（Ｄｙ）と鉄（Ｆｅ）との合金か
らなる磁気歪素子（商品名Ｔｅｒｆｅｎｏｌ−Ｄ，グン
ゼ産業社製）が好ましい。

以下の表−１には−Ｌ記のテルビウム（Ｔｂ）とジスプ
ロシウム（Ｄｙ）と鉄（Ｆｅ）との合金（　Ｔｂ　ｏ．
ｚ７Ｄ　’ｊ　ａ．７ｚＦ　ｅ　２−Ｘ　）からナル６
１気歪素子の諸特性を示し、さらに、第２図には磁場の
強さと磁気歪素子の歪率との関係を磁気歪素子に所定の
応力を作用した状態で調べた結果を示す。

表−１ 特性項目　　　　　　　　　　特　　　性　　　値機械
特性 密度 ヤング率（Ｙ’ （ＹＢ 引張強度（Ｐ． 圧力強度（Ｐｃ ９．２５　Ｘ　１０３ ２．６５Ｘ１０１０ ５．５０Ｘ１０” ２９　Ｘ　１０’ ７００　Ｘ　１０６ （ｋｇｍ−３） （Ｎｍ−２） （　Ｎ　ｍ−２） （Ｐａ） （Ｐａ） 熱特性 熱膨張係数 １２ＸＩ０６ ／　’Ｃ 電気特性 抵抗 （　ρ８ ６０Ｘ１０ （ ｃｍ） ｌ ０ −１二記の表−１および第２図に示したデータから本発
明の圧力比例制御装置に用いる磁気歪素子は、ル２シカ
に応じてその伸縮する歪率が大きく、作動部材を作動す
るのに充分な出力を有するものである。

上記のように構或した本発明による圧力比例制御装置に
おいては、従来の圧力比例制御装置に比べて、油圧回路
を有する切換弁を用いる必要がないので、非常に簡単な
構或となり、また、増幅器を用いる必要がないので、そ
のｍ構も簡単なものとなる。

さらに、コイル３に発生する磁力を磁気歪素子４に作用
して、その磁気歪素子４が磁力の大きさに応じて伸縮す
る伸縮力を直接、作動部材５に作用して作動させるので
、従来のコイルを用いたソレノイド機構のようなヒステ
リシスの不安定要因がなくなり、作動部材の移動精度が
向１−シ、作動部利の制御の精度が大幅に向上すること
となる。

１１ 〔発明の効果〕 本発明は前記のように構威したので、従来の序力比例制
御父’＋”：に比べて、？＋ｌ＋　Ｆ＋−Ｍ路を有する
切換弁を用いる必要がなく、非常に簡巾な構成となり、
また、増幅器を用いる必要がないので、その機構も節虫
となり、さらに、コイルに発律する研力を磁気歪素子に
作用して、その磁気歪素子が磁力の大きさ応じて伸縮す
る伸縮力を直接、作動部材に作用して作動しているので
、従来のものに比べて作動部材の制御の精度が大幅に向
ｌ一するｔ（どのずくれた効果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による圧力比例制御装置の一実施例の概
略説明図、第２図は本発明の圧力比例制御装置に用いる
磁気歪素子の磁場と歪率との関係を示すグラフ、第３図
および第４図はそれぞれ従来の圧力比例制御装置の概略
説明図である。 １　、　１　１　、　２　ｌ　・・・・・・電源２ ２、１２、２２・・・・・・圧カセンサ３、１３、２４
・・・・・・コイル ４・・・・・・磁気歪素子 ５、１８、２６・・・・・作動部材 １４、２５・・・・・・可動鉄心 １５・・・・・プランジャ ｌ６・・・・・・油圧回路 １７・・・・・・切換弁 ２３・・・・・・増幅器 ｛ ３

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）圧力センサに作用する圧力の大きさに応じて作動
   部材を作動する圧力比例制御装置であって、この圧力比
   例制御装置は、作用する圧力の大きさに応じた電気信号
   を出力する圧力センサと、その圧力センサからの電気信
   号を入力し、その電気信号に応じた大きさの磁力を発生
   するコイルと、このコイルの近傍に配設されてコイルの
   磁力により伸縮する磁気歪素子と、この磁気歪素子の伸
   縮に応じて作動する作動部材とを具えたことを特徴とす
   る圧力比例制御装置。
2. （２）前記磁気歪素子は、テルビウム（Ｔｂ）とジスプ
   ロシウム（Ｄｙ）と鉄（Ｆｅ）との合金からなる請求項
   １記載の圧力比例制御装置。