JPH04157270A - 直流作動式比例制御弁 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は直流作動式比例制御弁、詳しくは、電流に比例
してスプールを作動させる水平吸引力特性をもつ比例ソ
レノイドと、該ツレメイドの吸引力に対抗する押圧手段
とをもち、電流制御により流量制御を可能とした直流作
動式比例制御弁に関する。

（従来の技術） 従来、水平吸引力特性をもつ比例ソレノイドを備えた比
例制御弁は、特公昭６０−４４５４０号公報に示されて
いるように既に知られている。この比例制御弁は、第８
図に示したように、ポンプポート（Ｐ）と第１及び第２
制御ポー）　（Ｋｉ　）（Ｋ２）とをもつ弁本体（Ａ）
と、該弁本体（Ａ）の弁室に内装するスプール（Ｓ）と
、該スプール（Ｓ）の一側に、電流に比例して前記スプ
ール（Ｓ）を一方向に作動させる水平吸引力特性をもツ
比例ソレノイド（Ｂ）を設けると共に、該ソレノイド（
Ｂ）の吸引力に対抗し、前記スプール（Ｓ）を他方向に
付勢する一つのスプリング（Ｃ）を設け、第９図の如く
前記比例ソレノイド（Ｂ）の水平吸引力が得られる範囲
において、比例ソレノイド（Ｂ）に通電する電流値の制
御により前記比例ソレノイド（Ｂ）の吸引力（Ｆ）と前
記スプリング（Ｃ）の力とをバランスさせ、このバラン
ス位置で前記スプール（Ｓ）の作動を停止し、該スプー
ル（Ｓ）の前記制御ポー）　ＣＫ１）又は（Ｋ１）に対
する弁開度を可変として前記電流値に比例した流量制御
ができるように構成されている。また、前記比例ソレノ
イド（Ｂ）は、その可動子（Ｂ１）を案内する案内筒（
Ｂ４）と固定子（Ｂ２）との間に三角形状の非磁性体（
Ｂ１）を接合して前記水平吸引力特性が得られるように
する一方、前記可動子（Ｂ１）のストロークが、前記水
平吸引力が得られる範囲のストロークを越えて大きくな
ると、つまり、可動子（Ｂ１）と固定子（Ｂ２）との間
の間隔が小さくなると、吸引力が前記水平吸引力に対し
大きく増加して電流値に比例した流量制御ができなくな
るため、前記固定子（Ｂ２）と可動子（Ｂ□）との吸着
面間に非磁性のスペーサ（Ｂ３）を介装して、前記可動
子（Ｂ１）の移動範囲を規制しているのである。

（発明が解決しようとする課題） 所が、以上の如く構成される比例制御弁では、前記可動
子（Ｂ１）を、前記水平吸引力が得られる範囲を越えて
固定子（Ｂ２）側に移動させることができないように、
前記スペーサ（Ｂ１）で規制している。つまり、可動子
（Ｂ１）が固定子（Ｂ１）に吸着する位置まで移動させ
ることができないように規制している。このため、スプ
ール（Ｓ）の前記制御ポート（Ｋ１）又は（Ｋ２）に対
する開度が全開になる位置まで作動させることができな
（て、大流量に制御てきなかったのである所で、前記比
例ソレノイＦ　（Ｂ）におけるスペーサ（Ｂ３）をな（
して、前記スプール（Ｓ）を、その弁開度が全開になる
位置まで作動可能に構成することにより、比例ソレノイ
ド（Ｂ）への印加電流値を高め、その吸引力を、前記水
平吸引力とスプリング（Ｃ）の力とがバランスする電流
値よりも高くすると、前記スプール（Ｓ）を、全開位置
まで移動させることができて、大流量に制御できるので
あるが、その反面、前記比例ソレノイド（Ｂ）への通電
を遮断しても、全開位置まで移動した前記スプール（Ｓ
）を、中立位置（全閉位置）側に切換えることができな
い問題がある。即ち、前記スプール（Ｓ）を全開位置に
位置させると、ポンプポート（Ｐ）から制御ポー）（Ｋ
ｌ）。

へ、制御ポート（Ｋ２）からタンクポート（Ｔ）へ流体
流れが生ずる。このとき、制御ポー）（Ｋ２）とタンク
ポート（Ｔ）間に位置する右端室（Ａ１）は、タンクポ
ート（Ｔ）の合流点（Ｘ）より上流側に位置するので、
合流点（Ｘ）の圧力よりも高くなる。これに対して左端
室（Ａ２）は流体の洸れがなく、静圧であるから、前記
合流点（Ｘ）の圧力と同一である。従って、スプール（
Ｓ）の両端には、圧力差が発生し、この圧力差による押
圧力が、前記スプリング（Ｃ）の力に対抗することにな
る。所が、このスプリング（Ｃ）は、比例ソレノイド（
Ｂ）の吸引力のみに対抗するものであるから、このスプ
リングＣＣ’）に押圧力が作用すると、前記比例ソレノ
イド（Ｂ）への通電を遮断しても、全開位置にあるスプ
ール（Ｓ）は、前記押圧力により、その移動が阻止され
、中立位置に復帰できない。従って、スプール（Ｓ）を
中立位置に復帰させるには、前記スプリング（Ｃ）の力
を、前記圧力差による押圧力に打ち勝つ大きさに設定す
る必要がある。所が、前記スプリング（Ｃ）の力は、第
９図の如くスプール（Ｓ）の弁開度が大きくなるに従い
直線的に増加するため、以上のようにスプリング（Ｃ）
の力を大きく設定すると、スプール（Ｓ）の弁開度を比
例制御する場合の電流値を高く設定する必要があり、し
かも、可動子（Ｂ１）が固定子（Ｂ２）に吸着する位置
まで移動させる場合には、比例制御する場合の電流値よ
り更に高く設定する必要が生ずるのである。所が、前記
比例ソレノイド（Ｂ）の印加電流値を高くする場合、電
力消費はそれだけ大きくなり、動力損失も大きくなるだ
けでなく、比例ソレノイド（Ｂ）の発熱量も多くなって
焼損の原因となる。従って、従来の比例制御弁では、前
記したスペーサ（Ｂ３）をなくシ、前記スプリング（Ｃ
）の力を大きく設定しても上記のような問題がある。

本発明は以上の点に鑑み発明したもので、目的は、印加
電流値を所定以上に大きくすることなく電流値に比例し
た流量制御ができながら、しかも、可動子が固定子に吸
着する位置まで移動させる場合における印加電流値も所
定以上に大きくすることなくスプールの弁開度を全開又
は全開に切換えができるようにするものである。

（課題を解決するための手段） しかして、本発明は、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）を作動させる水平吸引力特性をもつ比例ソレノイド
（３）と、該ソレノイド（３）の吸引力に対抗する押圧
手段とをもち、電流制御により流量制御を可能とした直
流作動式比例制御弁において、前記押圧手段を、流量制
御時の前記スプール（２）の作動に対抗して作用する第
１ばね部（４１）と、前記比例ソレノイド（３）の可動
子（３２）が固定子（３３）に吸着する直前近くにおけ
る前記スプール（２）の作動に対抗し、前記第１ばね部
（４１）と協動して作用する第２ばね部（４２）とを備
え、前記スプール（２）の作動による撓み量に対する荷
重変化を非線形特性としたばねにより構成したのである
。

又、比例ソレノイド（３）における可動子（３２）は、
大径部（３２ａ）と、該大径部（３２ａ）の端面から前
記可動子（３２）の移動方向中心線と平行杖に突出する
小径部（３２ｂ）とを備え、この可動子（３２）の吸着
面は、前記中心線に対し直交する前記大径部（３２ａ）
の直角端面（Ｅ□）及び前記小径部（３２ｂ）の直角端
面（Ｂ２）と小径部（３２ｂ）の周面（Ｓ１）とから成
り、また、前記固定子（３３）は、その中心部に、前記
固定子端面（３３ａ）から前記中心線と平行杖に凹入し
、前記小径部（３２ｂ）を受入れる凹入部（３３ｂ）を
備え、この固定子（３３）の吸着面は、前記中心線に対
し直交する前記固定子端面（３３ａ）及び前記凹入部（
３３ｂ）の底面（３３ｃ）と、前記凹入部（３３ｂ）の
周面（３３ｄ）とから成り、更に、前記可動子（３２）
における大径部（３２ａ）の外径（ｄ）と小径部（３２
ｂ）の外径（ａ）との比（ａ／ｄ）及び大径部（３２ａ
）の外径（ｄ）と小径部周面（Ｓｌ）の長さ（ｂ）との
比（ｂ／ｄ）を、前記可動子（３２）の所定ストローク
範囲において水平吸引力特性が得られる比にするのが好
ましい。

（作用） 前記比例ソレノイド（３）にある値の電流を印加すると
、この比例ソレノイド（３）の吸引力により、前記スプ
ール（２）は、第１ばね部（４１）に抗して移動し、前
記比例ソレノイド（３）の水平吸引力と第１ばね部（４
１）の押圧力とがバランスする位置で前記スプール（２
）の移動が停止するのであって、該スプール（２）の弁
開度を比例的に制御でき、流量制御が行えるのである。

又、前記電流値を、前記水平吸引力と第１ばね部（４１
）の押圧力とがバランスする電流値よりも更に高く設定
すると、第２図のごとく比例ソレノイド（３）の吸引力
が前記水平吸引力に対し急激に大きくなって、前記スプ
ール（２）は、第１ばねｇ（４１）とＪＩ２ばね部（４
２）との押圧力に抗して比例ソレノイド（３）の可動子
（３２）が固定子（３３）に吸着する位置まで移動する
のであって、このスプール（２）の弁開度を全開まで制
御できるのである。このように、スプール（２）の弁開
度が全開になると、スプール（２）の両端に発生する圧
力差による押圧力が増大することになるが、この圧力差
による押圧力に、前記第１及び第２ばね部（４１）（４
２）の押、圧力が対抗することになるため、前記ソレノ
イド（３）への通電を遮断すれば、前記スプール（２）
は、前記第１及び第２ばね部（４１）（４２）の押圧力
により中立位置（全閉位置）に復帰させることができる
。

又、比例ソレノイド（３）における可動子（３２）は、
大径部（３２ａ）と、該大径部（３２ａ）の端面から前
記可動子（３２）の移動方向中心線と平行状に突出する
小径部（３２ｂ）とを備え、この可動子（３２）の吸着
面は、前記中心線に対し直交する前記大径部（３２ａ）
の直角端面（Ｅ１）及び前記小径部（３２ｂ）の直角端
面（Ｅ２）と小径部（３２ｂ）の周面（Ｓ２）とから成
り、また、前記固定子（３３）は、その中心部に、前記
固定子端面（３３ａ）から前記中心線と平行状に凹入し
、前記小径部（３２ｂ）を受入れる凹入部（３３ｂ）を
備え、この固定子（３３）の吸着面は、前記中心線に対
し直交する前記固定子端面（３３ａ）及び前記凹入部（
３３ｂ）の底面（３３ｃ）と、前記凹入［（３３ｂ）の
周面（３３ｄ）とから成り、更に、前記可動子（３２）
における大径部（３２ａ）の外径（ｄ）と小径部（３２
ｂ）の外径（ａ）との比（ａ／ｄ）及び大径部（３２ａ
）の外径（ｄ）と小径部周面（Ｓｌ）の長さ（ｂ）との
比（ｂ／ｄ）を、前記可動子（３２）の所定ストローク
範囲において水平吸引力特性が得られる比とすることに
より、第８図の如く可動子を案内する案内筒と固定子と
の間に三角形吠の非磁性体を接合してなる従来の比例制
御弁に比べて、水平吸引力を得る部分の加工が行い易（
、それだけコストダウンを図ることができるのであり、
又、同一機種間の吸引力特性のバラツキを減少できると
共に、吸引力特性の再現性を向上できるのである。

（実施例） 第１図に勿いて、（１）は弁室（１１）と、該弁室（１
１）に連通ずるポンプポー）（１２）と一対の制御ポー
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、前記制御ボー
ト（１３）（１４）の一方を前記ポンプボー）（１２）
に、また他方をタンクボート（１５）に、所定開度で開
閉するスプール（２）を移動自由に内装している。

そして、前記弁本体（１）の第１図右側端部には、印加
電流値に比例して前記スプール（２）を作動させ、該ス
プール（２）の弁開度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、また、弁本体（１）の
第１図左側端部には、前記吸引力により作動するスプー
ル（２）の作動に対抗するばね（４）から成る押圧手段
と、前記スプール（２）の作動量を検出して、該作動量
に見合う検出信号を出力する差動トランス（５）とを設
けている。そして、第４５ｉ１のごとくスプール移動の
指令電圧を入力する入力部（６）から出力される出力値
を、前記差動トランス（５）に接続のフィードバック回
路（９）からのフィードバック値とを第１演算器（８）
に入力し、この第１演算器（８）の出力側に位相を補償
する補償回路（１０）を介して電圧／電流交換器（７）
を接続し、この変換器（７）から比例ソレノイド（３）
へ所定の電流を印加するようにしている。

又、前記比例ソレノイド（３）は、可動子（３２）と、
この可動子（３２）を駆動する前記電磁コイル（３１）
と、固定子（３３）と、この固定子（３３）の中心部を
貫通して前記可動子（３２）の端面中心部に当接するブ
ツシュロッド（３４）とを備え、このブツシュロッド（
３４）の先端を前記スプール（２）の右側端面に当接さ
せるのである。また、前記可動子（３２）は、大径部（
３２ａ）と、該大径部（３２ａ）の端面から前記可動子
（３２）の移動方向中心線と平行状に突出する小径部（
３２ｂ）とを備え、この可動子（３２）の吸着面は、第
１，５図の如く前記中心線に対し直交する前記大径部（
３２ａ）の直角端面（Ｅ□）及び前記小径部（３２ｂ）
の直角端面（Ｅ２）と小径部（３２ｂ）の周面（Ｓ１）
とから成り、また、前記固定子（３３）は、その中心部
に、前記固定子端面（３３ａ）から前記中心線と平行状
に凹入し、前記小径部（３２ｂ）を受入れる凹入部（３
３ｂ）を備え、この固定子（３３）の吸着面は、第１，
５図の如く前記可動子（３２）の吸着面と対向するし、
前記中心線に対し直交する前記固定子端面（３３ａ）及
び前記凹入部（３３ｂ）の底面（３３ｃ）と、前記凹入
部（３３ｂ）の周面（３３ｄ）とから成る。そして、前
記可動子（３２）における大径部（３２ａ）の外径（ｄ
）と小径部の外径（ａ）との比（ａ／ｄ）及び大径部（
３２ａ）の外径（ｄ）と小径部（３２ｂ）の外径（ａ）
との比（ａ／ｄ）及び大径部（３２ａ）の外径（ｄ）と
小径部周面（Ｓｌ）の長さ（ｂ）との比（ｂ／ｄ）を、
前記可動子（３２）の所定ストローク範囲において水平
股引力特性が得られる比とするのである。具体的には、
ａ／ｄ＝０．６２、ｂ／ｄ＝０．１８とした場合、第２
図に示すような吸引力特性、即ち吸引開始位置側と、可
動子（３２）の端面が固定子（３３）の端面に吸着する
吸着位置側とにおいてはストロークに対し吸引力が大き
く増加し、中間位置（Ｈ）においては、ストロークに対
し吸引力の変化が殆どない水平吸引力が得られる。更に
詳述すると、前記可動子（３２）の吸引力は、前記大径
部（３２ａ）の直角端面（Ｅ□）、小径部（３２ｂ）の
直角端面（Ｅ２　）　、小径部（３２ｂ）の周面（Ｓ□
）の吸引力を個別に計算した合計として求めることがで
きるのであって、（Ｅ□）（Ｅ２）の各直角端面はａ／
ｄの値がそのまま吸着面積に反映するため、これら直角
端面（Ｅ□）（Ｅ１）の吸引力は、ａ／ｄの影響が支配
的であり、また、周面（Ｓ１）はａ／ｄにほぼ無関係で
、ｂ／ｄの影響だけを受けるので、ｂ／ｄの値が大きく
なるにつれ、磁束が直角端面（Ｅ２）から抜けずに周面
（Ｓ１）を介して固定子（３３）へ抜ける磁束が増加す
るため、大きなストローク位置で周面（Ｓ□）の吸引力
が最大値をもつことになる。また、ストロークが小さ（
なるにつれて、可動子（３２）の吸引力全体に占める直
角端面（Ｅ１）（Ｅ２　）の吸引力の割合が急増し、周
面（Ｓｌ）の割合は少なくなる。従って、吸引力曲線に
水平な範囲を与えるためには、直角端面（Ｅｌ　）　　
（Ｅ２　）がａ／ｄの影響が大きく、周面（Ｓｌ）はそ
の影響が小さいことを利用して大きなストローク位置で
周面（Ｓ１）が最大値をもつような比にするのである。

因に前記ａ／ｄ及びｂ／ｄを下記の表のように様々に変
えて、ストロークに対する吸引力の変化を調べた結果、
第８図（イ）（ロ）（ハ）に示すような吸引カーストロ
ーク特性が得られたのである。

また、前記ばね（４）は、前記スプール（２）の作動に
よる撓み量に対する荷重変化が小さくて長さの長い第１
ばね部（４１）と、スプール（２）の作動による挟み量
に対する荷重変化が大きくて長さの短い第２ばね部（４
２）とから成り、これら第１及び第２ばね部（４１）（
４２）を、前記弁本体（１）の第１図左側端部に設ける
ばね収容室（１８）に二重状に内装して、その各一端を
前記収容室（１６）の内奥部に支持すると共に、第１ば
ね部（４１）の他端を、前記スプール（２）の左側端部
にばね受け（２０）を介して支持し、第２ばね部（４２
）の他端と前記ばね受け（２０）との間には隙間ができ
るようにして、スプール（２）の移動開始から所定範囲
に亘っては第１ばね部（４１）のみが作用し、所定範囲
を越えて作動するとき、第１及び第２ばね部（４１）（
４２）が協動して作用し、スプール（２）の作動による
挟み量に対する荷重変化が非線形特性となるようにする
のである。つまり、前記第１ばね部（４１）は、前記比
例ソレノイド（３）の水平吸引力が得られる範囲におい
て　前記第１ばね部（４１）を前記水平吸引力と対抗さ
せ、ある電流値に対し前記水平吸引力と第１ばね部（４
１）のばね荷重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、このバランス位置で前
記スプール（２）の作動を停止し、スプール（２）の弁
開度を可変として前記電流値に比例した流量制御ができ
る線形特性に形成する０であり、又、前記第２ばね部（
４２）は、比例ソレノイド（３）への電流値が、前記水
平吸引力と第１ばね部（４１）のばね荷重とがバランス
する電流値以上になって、前記可動子（３２）が固定子
（３３）に吸着する位置に移動したときのスプール（２
）の作動に対抗し、このスプール（２）の作動に、第１
及び第２ばね部（４１）（４２）のばね荷重が協動して
作用する線形特性に形成するのである。即ち、第２ばね
部（４２，）は、スプール（２）の弁開度が全開になっ
て、制御ポート（１４）からタンクポー）（１５）への
、流体流れにより、制御ポート（１４）とタンクポート
（１５）との間に位置する右端室（１１ａ）の圧力が左
端室（１１ｂ）の圧力よりも高くなってスプール（２）
の第１図左方向への押圧力が増−大したときのスプール
（２）の作動に対抗する線形特性にするのであって、こ
れら第１及び第２ばね部（４１）（４２）から成るばね
（４）の特性が、第２図に示す如く前記スプール（２）
の作動による撓み量に対する荷重変化が非線形特性とな
るようにするのである。

尚、前記差動トランス（５）は、検出コイルと、該検出
コイル内に挿嵌する検出鉄芯とを備え、該検出鉄芯をロ
ッド（５１）を介して前記スプール（２）の左側端部に
連結し、このスプール（２）の作動に伴う前記検出鉄芯
の移動を前記検出フィルで検出することにより、前記ス
プール（２）の作動位置を検出し、この検出信号をフィ
ード／イックするようにしている。

又、第１図中、（２１）は前記スプール（２）の右側端
部に設けるオフセットばねで、前記比例ソレノイド（３
）への通電遮断時、このオフセットばね（２１）と前記
第１ばね部（４１）とで前記スプール（２）を中立位置
、即ち、前記制御ポート（１３）（１４）がポンプポー
ト（１２）及びタンクポー）（１５）に対し全閉となる
位置に維持するようにしている。又、（２２）はフイ７
Ｆバック回路で、前記補償回路（１０）と電圧／電流変
換器（７）との接続線路に、第２演算器（２３）を介し
て接続している。尚、この第２演算器（２３）は、前記
補償回路（１０）からの出力信号と、前記比例ソレノイ
ド（３）からのフィードバック信号とを比較演算しなが
ら、前記変換器（７）を介して前記比例ソレノイド（３
）側に出力信号を出力するものである。

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）が通電されていない場合、前記スプール（２）
は、第１ばね部（４１）とオフセットバネ（２１）とに
より第１図の如く前記中立位置（全閉位置）に停止して
いる。

この状態で前記入力部（８）から出力する指令電圧に基
づいて前記比例ソレノイド（３）に所望の電流値が通電
されると、前記可動子（３２）が固定子（３３）に吸引
され、第１ばね部（４１）のばね力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図左方
向に作動し、制御ポート（１３）がポンプポート（１２
）に、制御ポー）（１４）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
が制御ポート（１３）に流れ、前記制御ポート（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２図の如く前記比例ソレノイド（３）の水平
吸引力が得られる位置で該水平吸引力と第１ばね部（４
１）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）の作動が停止し、前記制御ポート（１３）が
ポンプポート（１２）に対し所定開度で開口し、この開
度に相当する流量が得られるのである。この場合、前記
比例ソレノイド（３）への印加電流値を大きくすると、
前記スプール（２）が更に左動し、前記電流値により得
られる水平吸引力の位置で該吸引力と第１ばね部（４１
）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）の作動が停止し、弁開度に相当する流量が得ら
れるのである。即ち、前記印加電流値を高くするにつれ
て、可動子（３２）のストロークが大となり、これに連
動するスプール（２）の作動量が大となり、制御ポート
（１３）との間に形成される弁開度が大となって流量が
多くなるのであり、前記電流値に比例した流量制御がで
きるのである。またこの場合、前記スプール（２）の作
動位置は、差動トランス（５）により検出され、該差動
トランス（５）からのフィードバック信号により前記比
例ソレノイド（３）への印加電流値を制御できるので、
前記スプール（２）を、前記水平吸引力と第１ばね部（
４１）とがバランスする位置で安定性よく停止させるこ
とができ、高精度の流量制御ができるのである次に、前
記印加電流値を、前記水平吸引力と第１ばね部（４１）
の押圧力とがバランスする電流値よりも高くすると、前
記第２ばね部（４２）が押圧され、この第２ばね部（４
２）と前記第１ばね部（４１）とが協動して前記スプー
ル（２）の作動に対抗することになる。この場合、前記
可動子（３２）は固定子（３３）に吸着する位置に移動
し、これに連動するスプール（２）は前記制御ポー）（
１３）のポンプポート（１２）に対する弁開度が全開位
置まで移動して弁開度が大となっており、大流量が得ら
れるのである。

又、このようにスプール（２）の弁開度が全開位置にな
ると、制御ポート（１４）からタンクポー）（１５）へ
の流体流れにより、前記右端室（１１ａ）の圧力が左端
室（ｆｌｂ）の圧力よりも高くなって、前記スプール（
２）の第１図左方向への押圧力が増大することになるが
、第２ばね部（４２）と第１ばね部（４１）とが協動し
て前記スプール（２）の作動に対抗することになるため
、前記比例ソレノイド（３）への通電を遮断すると、前
記スプール（２）は、前記第１及び第２ばね部（４１）
（４２）の協動による押圧力で第１図右方へ付勢され、
前記中立位置に復帰するのであり、この結果前記弁開度
を大流量の全開位置と、全閉する中立位置（全閉位置）
とに切換ができるのである。

尚、以上説明した実施例では、差動トランス（５）を用
いてスプール（２）を安定性よく停止できて、高精度の
流量制御ができるようにしたが、その他、前記差動トラ
ンス（５）に代えて、第７図に示す如く前記比例ソレノ
イド（３）の制御回路に、前記入力部（θ）から出力さ
れた出力信号に時定数をかける時定数回路（２４）を接
続して、前記比例ソレノイド（３）における可動子（３
２）の移動速度、即ち、前記スプール（２）の切換速度
を制御するように構成してもよい。つまり、前記入力部
（６）に指令電圧が入力された場合、前記スプール（２
）が開き始めるまでは、スプール（２）を早く作動させ
、開き始めてから所定範囲までは時定数をきかせて緩や
かに作動させるように構成するのであって、斯く構成す
ることにより、弁開度の変化を小さくできて、流体の流
れも緩やかにできるので、弁開度が大となる場合の切換
シロツクを小さくできるのであり、また、スプール（２
）を弁開度が大の位置から中立位置に切換える場合の切
換ショックも小さくできるのである。

尚、以上説明した実施例では、大径部（３２ａ）と、該
大径部（３２ａ）の端面から前記可動子（３２）の移動
方向中心線と平行杖に突出する小径部（３２ｂ）とを備
えた可動子（３２）と、中６部に固定子端面（３３ａ）
から前記中心線と平行状に凹入し、前記小径部（３２）
を受入れる凹入部（３３ｂ）を備えた固定子（３３）と
を有する比例ソレノイド（３）を用いたが、この比例ソ
レノイドは、その他、可動子（３２）を案内する案内筒
と固定子（３３）との間に三角形状の非磁性体を接合し
てなる従来の比例制御弁を用いてもよい。

この場合、固定子と可動子との吸着面間には非磁性のス
ペーサを設けないのである。

尚、以上の実施例では、弁本体（１）の第１図右側端部
にのみ比例ソレノイド（３）を設けたが、その他、弁本
体（１）の第１図右側端部と左側端部との両側に前記比
例ソレノイド（３）を設けてもよい。この場合、前記オ
フセットばね（２１）をなくシ、このオフセットばね（
２１）に代えて前記第１ばね部（４１）と第２ばね部（
４２）とから成るばね（４）を設けるのである。

（発明の効果） 以上の如く本発明は、比例ソレノイド（３）の吸引力に
対抗する押圧手段を、比例流量制御時の前記スプール（
２）の作動に対抗して作用する第１ばね部（４１）と、
前記比例ソレノイド（３）の可動子（３２）が固定子（
３３）に吸着する位置における前記スプール（２）の作
動に対抗し、前記第１ばね部（４１）と協動して作用す
る第２ばね部（４２）とを備え、前記スプール（２）の
作動による挟み量に対する荷重変化を非線形特性とした
ばねにより構成しているから、比例ソレノイド（３）へ
の印加電流値を所定以上に大きくすることなく、水平吸
引力が得られる範囲で電流値に比例した流量制御がで、
き、しかも、前記可動子（３２）が固定子（３３）に吸
着する位置まで移動させる場合における印加電流値も小
さくできて、前記スプール（２）を、その弁開度の全開
位置まで作動させて、大流量の制御ができるのであり、
更に、この大淀量の全開位置から全閉する中立位置への
切換えもできるのである。

又、比例ソレノイド（３）における比例ソレノイド（３
）における可動子（３２）は、大径部（３２ａ）と、該
大径部（３２ａ）の端面から前記可動子（３２）の移動
方向中心線と平行状に突出する小径部（３２ｂ）とを備
え、この可動子（３２）の吸着面は、前記中心線に対し
直交する前記大径部（３２ａ）の直角端面（Ｅ１）及び
前記小径部（３２ｂ）の直角端面（Ｅ２）と小径部（３
２ｂ）の周面（Ｓｌ）とから成り、また、前記固定子（
３３）は、その中心部に、前記固定子端面（３３ａ）か
ら前記中心線と平行状に凹入し、前記小径部（３２ｂ）
を受入れる凹入部（３３ｂ）を備え、この固定子（３３
）の吸着面は、前記中心線に対し直交する前記固定子端
面（３３ａ）及び前記凹入部（３３ｂ）の底面（８３ｃ
）と、前記凹入部（：３３ｂ）の周面（３３ｄ）とから
成り、更に、前記可動子（３２）に詔ける大径部（３２
ａ）の外径（ｄ）と小径部（３２ｂ）の外径（ａ）との
比（ａ／ｄ）及び大径部（３２ａ）の外径（ｄ）と小径
部局面（Ｓ１）の長さ（ｂ）との比（−ｂ　／　ｄ　）
を、前記可動子（３２）の所定ストローク範囲において
水平吸引力特性が得られる比とすることにより、可動子
を案内する案内筒と固定子との間に三角形状の非磁性体
を接合してなる従来の比例制御弁に比べて水平吸引力を
得る部分の加工が行い易く、それだけコストダウンを図
ることができるのであり、又、同一機種間の吸引力特性
のバラツキを減少できると共に、吸引力特性の再現性を
向上できるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明比例制御弁の一実施例を示す一部切欠正
面図、第２図はスプールのストロークと比例ソレノイド
の吸引力と第１及び第２ばね部の押圧力との関係を示す
特性図、第３図は比例ソレノイドの印加電流値と水平吸
引力との関係を示す特性図、第４図は制御回路図、第５
図は比例ソレノイドにおける可動子及び固定子の吸着面
部の拡大断面図、第６図は前記吸着面のａ／ｄ及びｂ／
ｄの比を変えた場合の吸引力特性を示す説明図、第７図
は別の実施例を示す制御回路図、第８図は従来例におけ
る制御弁の断面図、第９図は同制御弁におけるスプール
のストロークと比例ソレノイドの吸引力とばねの押圧力
との関係を示す特性図である。 （２）・・・・スプール （３）・・・・比例ソレノイド （３２）・・・・可動子 （３３）・・・・固定子 （３２ａ）・・・・大径部 （３２ｂ）・・・・小径部 （４）・・・・ばね （４１）・・・・第１ばね部 （４２）・・・・第２ばね部 （Ｅｌ）（Ｅ２）・・・・直角端面 （Ｓ□）・・・・小径部周面 （３３ａ）・・・・固定子端面 （３３ｂ）・・・・凹入部 （３３ｃ）・・・・凹入部底面 （３３ｄ）・・・・凹入部周面 □　ストＤ−２（Ｉｎｍ） ５　　　Ｋｈ＝、Ｎｋき

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）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）を作動させる
   水平吸引力特性をもつ比例ソレノイド（３）と、該ソレ
   ノイド（３）の吸引力に対抗する押圧手段とをもち、電
   流制御により流量制御を可能とした直流作動式比例制御
   弁において、前記押圧手段を、流量制御時の前記スプー
   ル（２）の作動に対抗して作用する第１ばね部（４１）
   と、前記比例ソレノイド（３）の可動子（３２）が固定
   子（３３）に吸着する直前近くにおける前記スプール（
   ２）の作動に対抗し、前記第１ばね部（４１）と協動し
   て作用する第２ばね部（４２）とを備え、前記スプール
   （２）の作動によるたわみ量に対する荷重変化を非線形
   特性としたばねにより構成している直流作動式比例制御
   弁。 ２）比例ソレノイド（３）における可動子（３２）は、
   大径部（３２ａ）と、該大径部（３２ａ）の端面から前
   記可動子（３２）の移動方向中心線と平行状に突出する
   小径部（３２ｂ）とを備え、この可動子（３２）の吸着
   面は、前記中心線に対し直交する前記大径部（３２ａ）
   の直角端面（Ｅ＿１）及び前記小径部（３２ｂ）の直角
   端面（Ｅ＿２）と小径部（３２ｂ）の周面（Ｓ＿１）と
   から成り、また、前記固定子（３３）は、その中心部に
   、前記固定子端面（３３ａ）から前記中心線と平行状に
   凹入し、前記小径部（３２ｂ）を受入れる凹入部（３３
   ｂ）を備え、この固定子（３３）の吸着面は、前記中心
   線に対し直交する前記固定子端面（３３ａ）及び前記凹
   入部（３３ｂ）の底面（３３ｃ）と、前記凹入部（３３
   ｂ）の周面（３３ｄ）とから成り、更に、前記可動子（
   ３２）における大径部（３２ａ）の外径（ｄ）と小径部
   （３２ｂ）の外径（ａ）との比（ａ／ｄ）及び大径部（
   ３２ａ）の外径（ｄ）と小径部周面（Ｓ＿１）の長さ（
   ｂ）との比（ｂ／ｄ）を、前記可動子（３２）の所定ス
   トローク範囲において水平吸引力特性が得られる比とし
   た請求項１記載の直流作動式比例制御弁。