JPH0450571A - 流量制御弁 - 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 本発明は流体の流量を制御する流量制御弁に関するもの
である。

従来の技術 従来この種の流量制御弁は第８図に示すようなものがあ
った。

第８図において、ソレノイド１と、前記ソレノイド１内
部を摺動するプランジャ２と、前記ブランジャ２を外部
に押し出す方向に付勢する第１のスプリング３と、流入
路４と流出路５を有する弁筐体６と、前記弁筐体６内部
を摺動するシリンダ７があり、このシリンダ７は複数の
ｌｉｉ＃孔８を有しており前記プランジャ２と連動して
いる。このシリンダ７の調節孔８が流入路４に臨む面積
により、シリンダ７の円周方向から中心に問かって流入
する液体の流量を調節する構成である。

前記シリンダ７内に設けた受圧体９であるピストン１０
と、流出路５への開口部を構成する弁体１１と、弁軸１
２が一体で構成している。ピストンｌＯの周囲から微少
にリークしながら流入路４の１火室１３と仕切られた背
圧室１４と、前記弁軸１２には背圧室１４と弁体１１の
下流の流出路５につながる２火室１５を連通ずる連通孔
１６を設けている。ピストン１０には、弁体１１が対応
する弁座１７に当該する方向に付勢する第２のスプリン
グ１８を設けている。また、前記弁軸１２内の背圧室１
４側にあって、前記連通孔１６を開閉するパイロット弁
１９を設け、前記パイロット弁１９はプランジャ２と連
結している。ソレノイド１に通電すると、第１のスプリ
ング３の付勢力に抗してプランジャ２が吸引されパイロ
ット弁１９はリフトし連通孔１６を開く。その時背圧室
１４の圧力が低下し、ピストン１０は背圧室１４と１火
室１３の差圧により第２のスプリング１８にうち勝って
押し上げられ、同時に弁体１１が弁座１７から離脱して
流出路５への開口部が形成される。ソレノイド１への通
電をさらに増すとパイロット弁１９のリフト量が増し、
シリンダ７をリフトさせ、シリンダ７の調節孔８が流入
路４に臨み、シリンダ７の円周方間から中心方向に向か
って流入する流体の流量が増え始める、つまり、ソレノ
イド１へ流す電流値を加減することでシリンダ７のリフ
ト量の変化が、シリンダ７の調節孔８が流入路５に臨む
面積の変化になり、流体の流量をｌｉ１節するものであ
る。

設定手段２１はこのソレノイドの電流を設定しこれを制
御手段２０に送る。制御手段２０は設定手段２１からの
信号によりソレノイドの電流量を加減して流体の流量を
調節している。

発明が解決しようとする課題 しかしながら上記のような構成では、制御手段２０が電
流値を変化してもプランジ＋２の慣性力や弁体１１の特
性により流量はすぐに変化しない。

（第９図参照） 本発明はかかる従来の課題を解消するもので流量を変更
する際、コイル電流を現在の電流値から設定手段の要求
する電流値の方向に一定量一定時間設定値より行き過ぎ
た後設定手段の電流値にすることにより、流量制御弁を
安定に早く動作することを目的とする。

課題を解決するための手段 上記課題を解決するために本発明の流量制御弁は、電磁
力発生手段と、流入路と流出路を有する弁筐体と、前記
電磁力発生手段の付勢力で前記弁筐体内部を摺動して流
量を！Ｉ１ｗＪするシリンダと、前記電磁力発生手段の
電流を設定する設定手段と、前記電磁力発生手段の電流
を調節する制御手段とからなり、前記制御手段は、前記
設定手段からの電流の変化を要求する信号により現在の
電流値がら設定手段の要求する電流値の方向に一定量設
定値より行き過ぎる電流値を一定時間出力する第１の電
流制御手段と、電流値を設定手段の値にする第２の電流
制御手段とを備えた構成としたものである。

作用 以上の構成により、設定手段からの電流の変化を要求す
る信号によりコイル電流を一定量一定時間だけ設定値よ
り行き過ぎた後設定手段の値にする。

実施例 以下、本発明の一実施例を図面を用いて説明する。なお
、第１図は流量制御弁の断面図で第８図と同一部品につ
いては同一番号を付している。

ソレノイド１とプランジャ２により電磁力発生手段２２
を形成している。流量は流量検出手段２３によって検出
する。２１は流量を設定する設定手段である。

第２図は制御手段２０の例である。２４は主制御手段で
、２５は第１の電流制御手段で、２６は第２の電流制御
手段で、２７は交流信号発生手段である。

次に本発明の構成の動作を説明する。

従来の技術で説明したのと同様に電磁力発生手段２２に
流す電流により流量を調節している。制御手段２０は流
量検出手段２２の信号と設定手段２１の信号を入力する
ことにより流量が設定流量になるように電磁力発生手段
２２に流す電流を可変しシリンダ７のリフト量を変え、
シリンダ７のｗ４節孔８が流入路４に臨む面積の変化で
流体の流量を！ｉ１１！１５する。

第９図において流量を変更するため電磁力発生手段２２
に流す電流を例えば１１から１２に変更してもプランジ
ャ２の慣性力等により弁体１１はすぐに動作せず流量が
ＱｌからＱ２に変化するのに時間がかかっている。

上記の現象を防ぐ手段を以下に説明する。

第３図の時刻Ｔ１において流量をＱｌからＱ２に変更す
るために設定手段２１から電磁力発生手段２２の設定電
流値の変更を求める信号を制御手段２０が入力すると、
主制御手段２４は現在電磁力発生手段２２に流れている
電流（１１）と設定手段から要求されている電流値（Ｉ
２）を比べ電流を増加するのか減少するのかを検出し第
１の電流制御手段２５に信号を送る。

第１の電流制御手段２５は主制御手段２４からの信号に
より現在の電流値（Ｉ１）から設定手段の要求する電流
値（Ｉ２）の方向に一定量設定値より行き過ぎる（この
場合増加する方向に）電流値（＋２＋ｄｌ）を一定時間
（ｄＴ）電磁力発生手段２２に出力する。主制御手段２
４は第１の電流制御手段２５に信号を出力してから一定
時間ＣｄＴ）経過後筒２の電流制御手段２６に信号を出
す。第２の電流制御手段２６は主制御手段２４からの信
号により設定手段２１の要求する電流値（Ｉ２）を電磁
力発生手段２２に出力する。

これにより流量を変更する際一定時間だけ設定電流より
行きすぎる電流を流すことによりグランジャ２の慣性力
等に打ち勝つ力を電磁力発生手段２２が発生することが
できプランジャ２から弁体１１までの可動部を早く動作
し流量を高速に変更できる。

次に本発明の他の実施例を説明する。

第４図（ａ）において時刻Ｔｌにおいて流量をＱｌから
Ｑ２に変更するために設定手段２１から電磁力発生手段
２２の設定電流値の変更を求める信号を制御手段２０が
人力すると、主制御手段２４は現在電磁力発生手段２２
に流れている電流（１１）と設定手段から要求されてい
る電流値（１２）を比べ電流を増加するのか減少するの
かを検出し第１の電流制御手段２５に信号を送る。

第１の電流制御手段２５は主制御手段２４からの信号に
より電流差（１２−ＩＩ）の応じて現在の電流値（１１
）から設定手段の要求する電流値（Ｉ２）の方向に一定
量設定値より行き過ぎる（この場合増加する方向に）電
流値（１２＋ｄｌｌ）を一定時間（ｄＴ）電磁力発生手
段２２に出力する。

主制御手段２４は第１の電流制御手段２５に信号を出力
してから一定時間（ｄＴ）経過後筒２の電流制御手段２
６に信号を出す。第２の電流制御手段２６は主制御手段
２４からの信号により設定手段２１の要求する電流値（
Ｉ２）を電磁力発生手段２２に出力す同様に第４図（ｂ
）においては、第１の電流制御手段２５は主制御手段２
４からの信号により電流差（■３−１１）の応じて現在
の電流値（Ｉ１）から設定手段の要求する電流値（Ｉ３
）の方向に一定量設定値より行き過ぎる（この場合増加
する方向に）電流値（１３＋ｄ　Ｉ　２）を一定時間（
ｄＴ）ｉ！磁力発生手段２２に出力する。第４図（ａ）
に比べ電流差が小さいためｄ１２はｄｌｌより小さい。

このように、現在電磁力発生手段２２に流れている電流
と設定手段から要求されている電流値の差に応じて現在
の電流値から設定手段の要求する電流値の方向に一定量
設定値より行き過ぎる電流値を一定時間電磁力発生手段
２２に出力するため、プランジャ２の慣性力等に打ち勝
つ力を流量変更量に応じて電磁力発生手段２２が発生す
ることができプランジャ２から弁体１１までの可動部を
早く動作しかつオーバシュドすること無く流量を高速に
変更できる。

上記の実施例では、第１の電流制御手段は設定手段によ
る電流値と現在の電流値との変化の大きさにより電流の
行き過ぎ量を可変しているが、行き過ぎる時間を可変し
ても良い。

次に本発明のさらに他の実施例を説明する。

第５図に設定手段２１の他の実施例を示す。２１１は第
１の電流値設定手段で、２１２は第２の電流値設定手段
で、２１３は主設定手段で、２１４はタイマ手段である
。動作を第６図（ａ）を用いて説明する。

流量を連続して切換える場合、設定手段２１はタイマ手
段２１４を用いて複数の電流値設定手段（第１の電流値
設定手段２１１、第２の電流値設定手段２１・・・）を
切り替え電磁力発生手段の電流を設定する。例えば第６
図において流量をＱｌとＱ２の間で繰り返す場合、時刻
ＴＩにおいて主設定手段２１３は第１の電流値設定手段
２１１の出力を主制御手段２４の送る。この時、主設定
手段２１３はタイマ手段２１４にも信号を出す。タイマ
手段２１４はあらかじめ設定しである時間を経過すると
主設定手段２１３に信号を出す（第６図（ａ）Ｔ２点）
。主設定手段２１３はこのタイマ手段２１４からの信号
により主制御手段２４の送る信号を第２の電流値設定手
段２１２の出力に切換える。この際、主設定手段２１３
は再度タイマ手段２１４に信号を出し以下この動作を繰
り返す。主制御手段は上記の実施例で説明したのと同様
に電流値を切換える時ｄｉだけ設定電流値をオーバし流
量の変更を高速に行なっている。

ＴＩからＴ２の時間間１ｉｄＴ１をだんだん短くしてい
くと第６図（ｂ）のようになる。従来の制御のようにｄ
Ｔだけ行きすぎる処理を行なわないと電流値設定手段を
切換えても（３）のように流量が追随しなくなり狭い流
量範囲で脈動しているだけになってしまう。しかし、（
１）のようにｄＴだけ行きすぎる電流制御を行なってい
ると流量は（２）のように追随し、希望の流量変動を得
られる。

本実施例ではタイマ手段２１４の出力は一定周期として
いるが複数の時間を切換えても良い。

次に本発明のさらに他の実施例を説明する。

第５図において主設定手段２１３は電流値設定手段の出
力とタイマ手段２１４の信号を主制御手段２４に送る。

主設定手段２１３からの信号を主制御手段２４が入力す
る時現在電磁力発生手段２２に流れている電流と設定手
段から要求されている電流値を比べ電流を増加するのか
減少するのかを検出し第１の電流制御手段２５に信号を
送る。この時、タイマ手段２１４の信号も第１の電流制
御手段２５に送る。

第１の電流制御手段２５は主制御手段２４からの信号に
より現在の電流１）から設定手段の要求する電流値の方
向に一定量設定値より行き過ぎる電流値をタイマ手段の
出力に応じて一定時間電磁力発生手段２２に出力する。

第７図に一例を示す。従来の制御のようにｄＴだけ行き
すぎる処理を行なわなかったり、ｄｉを一定量とすると
高速に流量を切換えた場合（３）のように流量が追随し
なくなる。しかし、（１）のようにタイマ手段２１４の
出力により電流の行きすぎる量ｄｉを時間が短い時は大
きくし、時間が長いときは小さ（する電流制御を行なっ
ていると流量は（２）のように追随し、希望の流量変動
を得られる。

もし、流量変動幅が（３）のように追随しなくなると流
量検出手段２３によりその現象を検出できる。

したがって、この時は電流の行きすぎｌｄｌをさらに大
きくしたり、またはタイマ手段２１４の周期を変化した
りして電流の変化に対して流量の追随を良くすることが
できる。

このように流量を変更する際、設定電流より行きすぎる
電流を流すことによりプランジャ２の慣性力等に打ち勝
つ力を電磁力発生手段２２が発生することができプラン
ジャ２から弁体１１までの可動部を早く動作し流量を高
速に変更できる。

また、上記の実施例では電磁力発生手段としてソレノイ
ドとプランジャをもちいているが、ソレノイドと鉄心を
用いた構成としシリンダに磁石を備え付勢力を非接触で
伝えるようにしてもよい。

制御手段２０は電磁力発生手段２２に電流を流す際に交
流信号発生手段２７により微小交流信号を重畳している
。これはソレノイド１とプランジャ２からなる磁気回路
のヒステリシス特性や駆動開始時の摺動抵抗を軽減する
ためである。

発明の効果 以上のように本発明の流量制御弁は、電磁力発生芋段と
、流入路と流出路を有する弁筐体と、前記電磁力発生手
段の付勢力で前記弁筐体内部を摺動して流量を調節する
シリンダと、前記電磁力発生手段の電流を設定する設定
手段と、前記電磁力発生手段の電流を調節する制御手段
とからなり、前記制御手段は、前記設定手段からの電流
の変化を要求する信号により現在の電流値から設定手段
の要求する電流値の方向に一定量設定値より行き過ぎる
電流値を一定時間出力する第１の電流制御手段と５電流
値を設定手段の値にする第２の電流制御手段とを備えた
構成からなり以下の効果を有する。

（１）流量を変更する際、必要な電流値以上の電流を一
定時間流すことによりプランジャの慣性力等に打ち勝つ
力を電磁力発生手段が発生することができプランジャか
ら弁体までの可動部を早く動作し流量を高速に変更でき
る。

（２）変更する流量幅に応じて行き過ぎる電流値を可変
するためプランジャ２から弁体１１までの可動部をオー
バシュドすること無く安定に動作できる。

（３）　　ｆＪｔ量を連続して変更する際、タイマ手段
の出力により行き過ぎる電流値を可変するためプランジ
ャ２から弁体１１までの可動部の追随が良くなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例の流量制御弁の断面図、第２
図は同流量制御弁の制御ブロック図、第３図は制御手段
の出力特性図、第４図は第２の実施例の制御手段の出力
特性図、第５図は第３の実施例の設定手段のブロック図
、第６図は第３の実施例の制御手段の出力特性図、第７
図は第４の実施例の制御手段の出力特性図、第８図は従
来の流量制御弁の断面図、第９図は従来の制御手段の出
力特性図である。 ｌ・・・・・・ソレノイド、２・・・・・・プランジャ
、３・・・・・・第１のスプリング、４・・・・・・流
入路、５・・・・・・流出路、６・・・・・・弁筐体、
７・・・・・・シリンダ、９・・・・・・受圧体、１１
・・・・・・弁体、１２・・・・・・弁軸、１４・・・
・・・背圧室、１６・・・・・・連通孔、１日・・・・
・・第２のスプリング、１９・・・・・・バイロフト弁
、２０・・・・・・制御手段、２１・・・・・・設定手
段、２２・・・・・・電磁力発生手段。 第 図 し 第 図 万 □時間 第 図 （ｂン Ｔず →時間 −ｑ埒問 第 図 第 図 一時閘 第 図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）電磁力発生手段と、流入路と流出路を有する弁筐
   体と、前記電磁力発生手段の付勢力で前記弁筐体内部を
   摺動して流量を調節するシリンダと、前記電磁力発生手
   段の電流を設定する設定手段と、前記電磁力発生手段の
   電流を調節する制御手段とからなり、前記制御手段は、
   前記設定手段からの電流の変化を要求する信号により現
   在の電流値から設定手段の要求する電流値の方向に一定
   量設定値より行き過ぎる電流値を一定時間出力する第１
   の電流制御手段と、電流値を設定手段の値にする第２の
   電流制御手段とを有する流量制御弁。
2. （２）第１の電流制御手段は設定手段による電流値と現
   在の電流値との変化の大きさにより電流の行き過ぎ量、
   または行き過ぎる時間の少なくとも１つを変化する特許
   請求の範囲第１項記載の流量制御弁。
3. （３）設定手段はタイマ手段と、複数の電流値設定手段
   を有し、タイマ手段の出力により前記複数の電流値設定
   手段を切り替え電磁力発生手段の電流を設定する特許請
   求の範囲第１項記載の流量制御弁。
4. （４）第１の電流制御手段は特許請求の範囲第３項記載
   のタイマ手段の出力により、設定手段による電流値と現
   在の電流値との変化の大きさにより電流の行き過ぎ量、
   または行き過ぎる時間の少なくとも１つを変化する特許
   請求の範囲第１項記載の流量制御弁。