JPH05332466A - 制御弁 - Google Patents
制御弁Info
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- JPH05332466A JPH05332466A JP13327292A JP13327292A JPH05332466A JP H05332466 A JPH05332466 A JP H05332466A JP 13327292 A JP13327292 A JP 13327292A JP 13327292 A JP13327292 A JP 13327292A JP H05332466 A JPH05332466 A JP H05332466A
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- Japan
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- spool
- fluid
- valve
- control valve
- control
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Abstract
(57)【要約】
【構成】制御弁１４における流体の流れがスプール３の
ランド部３ａ，３ｂの制御オリフィス２ａ，２ｂからス
プール３のステム部３ｃの方向に内向きに流れるように
流路を構成し、これに弁体１のスプール３の速度を加振
手段７の入力信号にフィードバックする制御部１３をも
たせ、それをポジティブにフィードバックするものと
し、制御部に流体の温度に応じてゲインを調節する調節
部１５を持たせ、ばね要素を板ばね４とし、これをフレ
ーム部材５で固定しその支持を転がり軸受６で行う。 【効果】非定常流体力をスプールの移動と同方向に作用
させるので制御弁駆動の高効率化が可能となり、また、
共振倍率の任意設定、及び、外乱に対する補償ができ、
さらに、駆動ロスを極小化し、ばね系を小型軽量化でき
る。また、共振周波数を高くとれるため制御性の向上が
図れる。
ランド部３ａ，３ｂの制御オリフィス２ａ，２ｂからス
プール３のステム部３ｃの方向に内向きに流れるように
流路を構成し、これに弁体１のスプール３の速度を加振
手段７の入力信号にフィードバックする制御部１３をも
たせ、それをポジティブにフィードバックするものと
し、制御部に流体の温度に応じてゲインを調節する調節
部１５を持たせ、ばね要素を板ばね４とし、これをフレ
ーム部材５で固定しその支持を転がり軸受６で行う。 【効果】非定常流体力をスプールの移動と同方向に作用
させるので制御弁駆動の高効率化が可能となり、また、
共振倍率の任意設定、及び、外乱に対する補償ができ、
さらに、駆動ロスを極小化し、ばね系を小型軽量化でき
る。また、共振周波数を高くとれるため制御性の向上が
図れる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は流体の流量，圧力を制御
する制御弁に係り、特に、駆動エネルギの省エネルギ
化，制御性の向上を実現する制御弁の構造に関する。
する制御弁に係り、特に、駆動エネルギの省エネルギ
化，制御性の向上を実現する制御弁の構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の系の固有振動数の近傍で加振して
流体の圧力，流量を制御する制御弁は、特開昭63−2689
52号公報が知られている。この種の弁の構造を図８に示
す。制御弁１４は、図８に示すように、弁体はスリーブ
２に摺動可能に挿入されたスプール３，弁駆動源（例え
ば圧電素子）７，コイルばね９，９´で構成される。Ｐ
S，ＰCはそれぞれ流体の供給ポート，制御ポートを示
す。供給ポートＰS は流体が常に圧力源（図示せず）よ
り供給されているポート，制御ポートＰC は制御弁１４
の負荷側１５につながるポートである。ばね９，９´は
圧電素子７への入力がゼロのときスプールの定位を保持
するものであるのと同時に、圧電素子７へのスプール−
ばね系の固有振動数での入力によりスプールに共振変位
を起こさせる目的で配置されている。
流体の圧力，流量を制御する制御弁は、特開昭63−2689
52号公報が知られている。この種の弁の構造を図８に示
す。制御弁１４は、図８に示すように、弁体はスリーブ
２に摺動可能に挿入されたスプール３，弁駆動源（例え
ば圧電素子）７，コイルばね９，９´で構成される。Ｐ
S，ＰCはそれぞれ流体の供給ポート，制御ポートを示
す。供給ポートＰS は流体が常に圧力源（図示せず）よ
り供給されているポート，制御ポートＰC は制御弁１４
の負荷側１５につながるポートである。ばね９，９´は
圧電素子７への入力がゼロのときスプールの定位を保持
するものであるのと同時に、圧電素子７へのスプール−
ばね系の固有振動数での入力によりスプールに共振変位
を起こさせる目的で配置されている。
【０００３】この制御弁を駆動する際の、一連の動作の
様子を図９に示す。油圧源から流体がＰS に供給されて
いるとき、圧電素子７へスプール−ばね系の固有振動数
で制御指令が入力されると、スプール３はばね９を介し
て圧電素子７により加振されることで共振状態となり圧
電素子７の変位に対して共振倍率倍だけスプール変位が
拡大される。このとき圧電素子７に与える入力信号の振
幅を変えることでスプールの共振振幅を制御し、流体の
圧力，流量が制御される。すなわち、ここでは圧電素子
の変位が小さい欠点をカバーするために、変位拡大の手
段として共振を利用していたが、各種の外乱やパラメー
タの変化とは無関係にオープンループで弁を制御してい
た。
様子を図９に示す。油圧源から流体がＰS に供給されて
いるとき、圧電素子７へスプール−ばね系の固有振動数
で制御指令が入力されると、スプール３はばね９を介し
て圧電素子７により加振されることで共振状態となり圧
電素子７の変位に対して共振倍率倍だけスプール変位が
拡大される。このとき圧電素子７に与える入力信号の振
幅を変えることでスプールの共振振幅を制御し、流体の
圧力，流量が制御される。すなわち、ここでは圧電素子
の変位が小さい欠点をカバーするために、変位拡大の手
段として共振を利用していたが、各種の外乱やパラメー
タの変化とは無関係にオープンループで弁を制御してい
た。
【０００４】図８は、スプール３を支持するばねとして
コイルばね９，９´を使用していたが、一方のばね９´
はばね端面がスプール３と弁体で接触し、もう一方のば
ね９はばね端面がスプール３と圧電素子７に接触してお
り、ばね９及び圧電素子７は半径方向に拘束されること
なく宙に浮いた状態で配置されている。すなわち、ばね
系にはコイルばねを採用していたが、その当たり面，支
持方法については考慮されていない。
コイルばね９，９´を使用していたが、一方のばね９´
はばね端面がスプール３と弁体で接触し、もう一方のば
ね９はばね端面がスプール３と圧電素子７に接触してお
り、ばね９及び圧電素子７は半径方向に拘束されること
なく宙に浮いた状態で配置されている。すなわち、ばね
系にはコイルばねを採用していたが、その当たり面，支
持方法については考慮されていない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記従来技術は、流体
の流れに起因してスプールに軸方向の力を及ぼす非定常
流体力に対する考慮がなされていない。スプールの振動
する周波数が高くなるにつれ、この非定常流体力は無視
し難いほど大きなものとなるため、場合によっては共振
倍率が大きく減少してしまうという問題があった。
の流れに起因してスプールに軸方向の力を及ぼす非定常
流体力に対する考慮がなされていない。スプールの振動
する周波数が高くなるにつれ、この非定常流体力は無視
し難いほど大きなものとなるため、場合によっては共振
倍率が大きく減少してしまうという問題があった。
【０００６】本発明の目的は非定常流体力をスプールの
移動と同方向へ作用させ、共振倍率の増幅を図ることに
ある。
移動と同方向へ作用させ、共振倍率の増幅を図ることに
ある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の制御弁は、流体を制御する弁体を加振手段
とばね要素とで結合して、前記加振手段、前記弁体の可
動部と前記ばね要素から構成される系の固有振動数の近
傍で加振して流体を制御する方式の制御弁において、前
記弁体はスプールと前記スプールが摺動可能な円筒を持
つ弁体より構成され、加振振幅制御により流体の流量，
圧力を制御するスプール弁で、前記制御弁における流体
の流れが前記スプールのランド部の制御オリフィスから
前記スプールのステム部の方向に内向きに流れるように
流路を構成するようにした。
に、本発明の制御弁は、流体を制御する弁体を加振手段
とばね要素とで結合して、前記加振手段、前記弁体の可
動部と前記ばね要素から構成される系の固有振動数の近
傍で加振して流体を制御する方式の制御弁において、前
記弁体はスプールと前記スプールが摺動可能な円筒を持
つ弁体より構成され、加振振幅制御により流体の流量，
圧力を制御するスプール弁で、前記制御弁における流体
の流れが前記スプールのランド部の制御オリフィスから
前記スプールのステム部の方向に内向きに流れるように
流路を構成するようにした。
【０００８】
【作用】本発明では、制御弁は、系の固有振動数近傍で
加振して流体を制御する制御弁で、スプール弁と、スプ
ールを駆動する圧電素子などの加振手段、及びスプール
を支持するばねとからなっている。
加振して流体を制御する制御弁で、スプール弁と、スプ
ールを駆動する圧電素子などの加振手段、及びスプール
を支持するばねとからなっている。
【０００９】加振手段として通常の圧電素子を用いるな
らば、他の電気−機械変換アクチュエータに比べ、その
出力及び応答ははるかに高いものであるが、変位は非常
に小さいものである。また他の加振手段でも入力が小さ
いときは、出力変位も小さくなる。そこで、変位を拡大
するため、スプール駆動系の共振周波数を加振手段への
印加信号の基準周波数としている。通常共振倍率はスプ
ールが摺動するときの粘性抵抗にのみ依存するが、これ
に流体外乱である非定常流体力が作用すると流れ方向に
よっては共振倍率が大きく低下してしまう場合がある。
それに対して、制御弁における流体の流れがスプールの
ランド部の制御オリフィスからスプールのステム部の方
向に内向きに流れるように流路を構成することにより、
非定常流体力をスプールの移動方向と同じ方向に作用さ
せ、共振倍率の増幅を図ることができる。
らば、他の電気−機械変換アクチュエータに比べ、その
出力及び応答ははるかに高いものであるが、変位は非常
に小さいものである。また他の加振手段でも入力が小さ
いときは、出力変位も小さくなる。そこで、変位を拡大
するため、スプール駆動系の共振周波数を加振手段への
印加信号の基準周波数としている。通常共振倍率はスプ
ールが摺動するときの粘性抵抗にのみ依存するが、これ
に流体外乱である非定常流体力が作用すると流れ方向に
よっては共振倍率が大きく低下してしまう場合がある。
それに対して、制御弁における流体の流れがスプールの
ランド部の制御オリフィスからスプールのステム部の方
向に内向きに流れるように流路を構成することにより、
非定常流体力をスプールの移動方向と同じ方向に作用さ
せ、共振倍率の増幅を図ることができる。
【００１０】
【実施例】以下、本発明の実施例を図１から図７に示
す。
す。
【００１１】まず、第１の発明の実施例を図１から図４
を参照して説明する。
を参照して説明する。
【００１２】図１は、本発明の一実施例である制御弁の
断面図、図２は、本発明の各実施例に共通した制御弁の
基本構成を示すブロック図、図３は、弁部における流体
の流れ方向の説明図、図４は、スプールの駆動力と非定
常流体力の関係の説明図である。
断面図、図２は、本発明の各実施例に共通した制御弁の
基本構成を示すブロック図、図３は、弁部における流体
の流れ方向の説明図、図４は、スプールの駆動力と非定
常流体力の関係の説明図である。
【００１３】図２において、１１は一定圧力源、１２は
アキュムレータ、１３は制御弁への入力信号を発生する
制御部、１４は制御部からの信号に応じて開閉動作する
２方向の制御弁、１５は負荷である。
アキュムレータ、１３は制御弁への入力信号を発生する
制御部、１４は制御部からの信号に応じて開閉動作する
２方向の制御弁、１５は負荷である。
【００１４】ここで制御弁の構成及び動作を図１を参照
して説明する。実施例では加振手段として圧電素子を用
いた場合を示す。
して説明する。実施例では加振手段として圧電素子を用
いた場合を示す。
【００１５】図１において、１は弁体、２はスリーブ、
３は、ランド３ａ，３ｂ、及びステム３ｃよりなるスプ
ール、４，４´は、スプールを支持する板ばね、５は板
ばねを取り付けるフレーム、６はフレーム５をガイドす
るための転がり軸受、７は、スプール３を駆動するため
の圧電素子、８，８´は中立点調整ねじを示す。
３は、ランド３ａ，３ｂ、及びステム３ｃよりなるスプ
ール、４，４´は、スプールを支持する板ばね、５は板
ばねを取り付けるフレーム、６はフレーム５をガイドす
るための転がり軸受、７は、スプール３を駆動するため
の圧電素子、８，８´は中立点調整ねじを示す。
【００１６】図示の状態は、中立状態を示しており、制
御オリフィス２ａ，２ｂは閉じられている。スプール３
は、ばね，質量で定まる固有振動を持つ振動系となって
おり、このため、共振周波数ｆnによって圧電素子７を
振幅ｘoで駆動するよう、振幅Ｖcの電圧を圧電素子に印
加すれば、スプール３は共振倍率をαとするときαｘo
の振幅で振動する。これは、圧電素子７の変位が小さい
欠点をカバーするために設けた変位拡大機構の一つであ
る。
御オリフィス２ａ，２ｂは閉じられている。スプール３
は、ばね，質量で定まる固有振動を持つ振動系となって
おり、このため、共振周波数ｆnによって圧電素子７を
振幅ｘoで駆動するよう、振幅Ｖcの電圧を圧電素子に印
加すれば、スプール３は共振倍率をαとするときαｘo
の振幅で振動する。これは、圧電素子７の変位が小さい
欠点をカバーするために設けた変位拡大機構の一つであ
る。
【００１７】スプール３がαｘ0 の振幅で振動している
とき、制御ポートＰc からは間欠的に高圧流体が流出す
る。このとき、出力流量ｑは、スプール振幅αｘ0 に比
例する。従って、圧電素子７に印加する電圧の振幅Ｖc
を変えることにより、出力流量ｑを制御できる。また、
スプール３の駆動周波数が高い程、スプール振幅がαｘ
0 に至るまでの立上り時間が短縮され、結果として制御
性の向上が図られる。尚、板ばね４，４´及びフレーム
５は高周波で振動するためフレームが格納してある室内
に作動流体が満たされていたり、空気が密閉されている
と駆動に際してかなりの抵抗となるため、これを防ぐた
めドレンポートＴが弁体１に設けられている。
とき、制御ポートＰc からは間欠的に高圧流体が流出す
る。このとき、出力流量ｑは、スプール振幅αｘ0 に比
例する。従って、圧電素子７に印加する電圧の振幅Ｖc
を変えることにより、出力流量ｑを制御できる。また、
スプール３の駆動周波数が高い程、スプール振幅がαｘ
0 に至るまでの立上り時間が短縮され、結果として制御
性の向上が図られる。尚、板ばね４，４´及びフレーム
５は高周波で振動するためフレームが格納してある室内
に作動流体が満たされていたり、空気が密閉されている
と駆動に際してかなりの抵抗となるため、これを防ぐた
めドレンポートＴが弁体１に設けられている。
【００１８】ここで流体の流れ方向の設定によるスプー
ル振動への影響を図３ないし図４を参照して説明する。
ル振動への影響を図３ないし図４を参照して説明する。
【００１９】スプールに流体が流入，出するときスプー
ルには流体力と呼ばれる抵抗力が軸方向に加わる。慣性
項を無視したとき、ρを流体の密度、Ｑをスプールに流
入出する流量、ｖを流れの速度、φを流れの軸方向に対
する角度、Ｌを減衰長（図３中に記載）とすると流体力
Ｆfl0wは数１で表される。
ルには流体力と呼ばれる抵抗力が軸方向に加わる。慣性
項を無視したとき、ρを流体の密度、Ｑをスプールに流
入出する流量、ｖを流れの速度、φを流れの軸方向に対
する角度、Ｌを減衰長（図３中に記載）とすると流体力
Ｆfl0wは数１で表される。
【００２０】
【数１】
【００２１】この式の第１項目は定常項で流量Ｑに比
例、すなわち、ポート開度に比例して力を及ぼし、第２
項目は非定常項で流量Ｑの時間変化、すなわち、スプー
ル速度に比例して力を及ぼす。第２項目の符号が±とな
っているのは流体の流れの向きにより力のかかる方向が
逆になることを示す。
例、すなわち、ポート開度に比例して力を及ぼし、第２
項目は非定常項で流量Ｑの時間変化、すなわち、スプー
ル速度に比例して力を及ぼす。第２項目の符号が±とな
っているのは流体の流れの向きにより力のかかる方向が
逆になることを示す。
【００２２】制御弁１４は、高周波でスプール３を駆動
するため、スプール速度が速い、言い換えれば、スプー
ル振動の一周期間における出力流量の変動が大きい。こ
のためスプール３に対して軸方向に力を及ぼす非定常流
体力が増大し、スプール振幅に対して多大な影響を及ぼ
す。ここで、流体の流れ方向をスプール３のランド部３
ａ，３ｂの制御オリフィス２ａ，２ｂからスプール３の
ステム部３ｃの方向に内向きに流れるように流路を構成
することにより、第２項目の符号が負となり、非定常流
体力をスプールの移動と同方向へ作用させることができ
る。このことを図４を参照して説明する。
するため、スプール速度が速い、言い換えれば、スプー
ル振動の一周期間における出力流量の変動が大きい。こ
のためスプール３に対して軸方向に力を及ぼす非定常流
体力が増大し、スプール振幅に対して多大な影響を及ぼ
す。ここで、流体の流れ方向をスプール３のランド部３
ａ，３ｂの制御オリフィス２ａ，２ｂからスプール３の
ステム部３ｃの方向に内向きに流れるように流路を構成
することにより、第２項目の符号が負となり、非定常流
体力をスプールの移動と同方向へ作用させることができ
る。このことを図４を参照して説明する。
【００２３】共振時、スプール変位は加振力に対して９
０°位相が遅れる。また、非定常流体力はスプール速度
に比例するのでスプール変位を微分した振動の周期で働
く。ここで、流体の流れが内向き流れの場合、非定常流
体力はこれに負の符号を乗じたものになるので、図のよ
うに加振力と非定常流体力は同位相となり、二つの力を
足し合わせたものがスプールに働く実駆動力となる。こ
のため、スプール３を僅かに開いてやると流体の力がさ
らにスプール３を開かせようとするため、共振倍率αの
増大が図られ、圧電素子７への印加電圧の振幅Ｖc も小
さくでき駆動エネルギの省エネルギ化が図られる。
０°位相が遅れる。また、非定常流体力はスプール速度
に比例するのでスプール変位を微分した振動の周期で働
く。ここで、流体の流れが内向き流れの場合、非定常流
体力はこれに負の符号を乗じたものになるので、図のよ
うに加振力と非定常流体力は同位相となり、二つの力を
足し合わせたものがスプールに働く実駆動力となる。こ
のため、スプール３を僅かに開いてやると流体の力がさ
らにスプール３を開かせようとするため、共振倍率αの
増大が図られ、圧電素子７への印加電圧の振幅Ｖc も小
さくでき駆動エネルギの省エネルギ化が図られる。
【００２４】次に、本発明に係る第２の発明の実施例を
図５ないし図６を参照して説明する。
図５ないし図６を参照して説明する。
【００２５】図５は、本発明の一実施例の制御弁と制御
弁に入力信号を与える制御部との関係を説明するブロッ
ク図、図６は作動流体の温度が変化したときの共振倍率
の変化の説明図である。
弁に入力信号を与える制御部との関係を説明するブロッ
ク図、図６は作動流体の温度が変化したときの共振倍率
の変化の説明図である。
【００２６】図５において、１５は、作動流体の温度に
応じてフィードバックゲインを調節する調節部である。
応じてフィードバックゲインを調節する調節部である。
【００２７】図５において、流体力や摩擦などの外乱を
無視すれば、制御弁は機械振動系として図中のようなブ
ロック図で表される。スプールの共振倍率αを制御する
には制御弁の減衰係数ζの制御が必要となり減衰係数ζ
はスプールの移動速度ｄｘ／ｄｔに比例した抵抗、すな
わち、粘性抵抗係数ｃで決まる。通常この値は一定なの
で減衰係数ζは制御できないが、制御部１３で、スプー
ル速度ｄｘ／ｄｔを取り出し、これにゲインＫv を乗じ
て入力信号にフィードバックすることにより等価的に粘
性抵抗の操作ができる。このとき、速度信号を入力信号
にポジティブにフィードバックすることによって減衰係
数ζが減少され共振倍率の増幅を図ることができる。
無視すれば、制御弁は機械振動系として図中のようなブ
ロック図で表される。スプールの共振倍率αを制御する
には制御弁の減衰係数ζの制御が必要となり減衰係数ζ
はスプールの移動速度ｄｘ／ｄｔに比例した抵抗、すな
わち、粘性抵抗係数ｃで決まる。通常この値は一定なの
で減衰係数ζは制御できないが、制御部１３で、スプー
ル速度ｄｘ／ｄｔを取り出し、これにゲインＫv を乗じ
て入力信号にフィードバックすることにより等価的に粘
性抵抗の操作ができる。このとき、速度信号を入力信号
にポジティブにフィードバックすることによって減衰係
数ζが減少され共振倍率の増幅を図ることができる。
【００２８】図６は、制御弁のスプール振幅の周波数応
答を示すものであり、図示のように作動流体の温度が高
いときは粘性抵抗が減少するため共振点におけるスプー
ル振幅は大きくなり、逆に温度が低いときは粘性抵抗が
増大するためスプール振幅は小さくなる。このため、同
じ入力電圧振幅Ｖcに対してのスプール振幅αｘ0が使用
条件によって変化するという問題が起こるが、調節部１
５で、作動流体の温度Ｔfl0wに応じてフィードバックゲ
インＫv を調節することにより、温度変化の影響を補償
することが可能となり、圧電素子に印加する電圧振幅Ｖ
c に対し常に安定した共振倍率αが得られる。
答を示すものであり、図示のように作動流体の温度が高
いときは粘性抵抗が減少するため共振点におけるスプー
ル振幅は大きくなり、逆に温度が低いときは粘性抵抗が
増大するためスプール振幅は小さくなる。このため、同
じ入力電圧振幅Ｖcに対してのスプール振幅αｘ0が使用
条件によって変化するという問題が起こるが、調節部１
５で、作動流体の温度Ｔfl0wに応じてフィードバックゲ
インＫv を調節することにより、温度変化の影響を補償
することが可能となり、圧電素子に印加する電圧振幅Ｖ
c に対し常に安定した共振倍率αが得られる。
【００２９】次に、本発明の第３の実施例を図７を参照
して説明する。
して説明する。
【００３０】図７は、本発明の一実施例の制御弁のばね
及びその取付け方法を説明する部分斜視図である。
及びその取付け方法を説明する部分斜視図である。
【００３１】図７において、２１は硬球、２２は硬板、
２３，２３´は、ばねを固定するピン、２４，２４´は
ばね押さえ、２５は、圧電素子７に貼り付けるプレー
ト、２６は、圧電素子７を固定する台座である。
２３，２３´は、ばねを固定するピン、２４，２４´は
ばね押さえ、２５は、圧電素子７に貼り付けるプレー
ト、２６は、圧電素子７を固定する台座である。
【００３２】板ばね４はその両端をばね押さえ２３，２
３´によってフレーム５に固定され、フレーム軸は転が
り軸受６によって軸方向にガイドされ半径方向に拘束さ
れている。また、板ばね４の滑りを抑えるためピン２
３，２３´が打ち込んである。フレーム軸端面にはプレ
ート２４を介して圧電素子７の変位が伝えられる。スプ
ール３は端面に硬球２１を配して板ばね４の中央に接す
るように構成されている。ここでヘルツ応力により板ば
ね４が塑性変形を起こすのを防ぐため板ばね４には硬板
２２が貼り付けてある。
３´によってフレーム５に固定され、フレーム軸は転が
り軸受６によって軸方向にガイドされ半径方向に拘束さ
れている。また、板ばね４の滑りを抑えるためピン２
３，２３´が打ち込んである。フレーム軸端面にはプレ
ート２４を介して圧電素子７の変位が伝えられる。スプ
ール３は端面に硬球２１を配して板ばね４の中央に接す
るように構成されている。ここでヘルツ応力により板ば
ね４が塑性変形を起こすのを防ぐため板ばね４には硬板
２２が貼り付けてある。
【００３３】このような構成にすることで、圧電素子−
ばね−スプール間のがたを減少させ圧電素子の微小な変
位を確実に伝達することができる。また、スプール−ス
リーブ間のクーロン摩擦以外の摩擦はほとんど除去され
るため最大限、圧電素子の変位を有効に利用できる。こ
の一方で、ばねを両端固定の板ばねとすることで、ばね
の軽量化が図れ、スプール−ばね系の等価質量が減少さ
れるため、より小さなばねで固有振動数を高くとること
ができる。固有周波数を高くすることで、スプール振幅
がαｘ0 に至るまでの立上り時間が短縮され、この点か
らも制御性が向上する。
ばね−スプール間のがたを減少させ圧電素子の微小な変
位を確実に伝達することができる。また、スプール−ス
リーブ間のクーロン摩擦以外の摩擦はほとんど除去され
るため最大限、圧電素子の変位を有効に利用できる。こ
の一方で、ばねを両端固定の板ばねとすることで、ばね
の軽量化が図れ、スプール−ばね系の等価質量が減少さ
れるため、より小さなばねで固有振動数を高くとること
ができる。固有周波数を高くすることで、スプール振幅
がαｘ0 に至るまでの立上り時間が短縮され、この点か
らも制御性が向上する。
【００３４】また、圧電素子に対する負荷重量の軽減の
ため、フレームの肉抜きをしたり、フレーム材質にセラ
ミックを使用したり、板ばねを、直接、フレームに溶接
する方法がある。この他に、図示していないがフレーム
は平板に限らず、コーン形状でもよい。こうすること
で、軽量化と高剛性が同時に得られる。
ため、フレームの肉抜きをしたり、フレーム材質にセラ
ミックを使用したり、板ばねを、直接、フレームに溶接
する方法がある。この他に、図示していないがフレーム
は平板に限らず、コーン形状でもよい。こうすること
で、軽量化と高剛性が同時に得られる。
【００３５】
【発明の効果】本発明によれば、非定常流体力をスプー
ルの移動と同方向に作用させることができるので制御弁
駆動の高効率化が可能となり、また、共振倍率の任意設
定、及び、外乱に対する補償ができ、さらに、駆動ロス
を極小化し、ばね系を小型軽量化できる。また、共振周
波数を高くとれるため制御性の向上が図れる。
ルの移動と同方向に作用させることができるので制御弁
駆動の高効率化が可能となり、また、共振倍率の任意設
定、及び、外乱に対する補償ができ、さらに、駆動ロス
を極小化し、ばね系を小型軽量化できる。また、共振周
波数を高くとれるため制御性の向上が図れる。
【図１】本発明の一実施例である制御弁の断面図。
【図２】本発明の各実施例に共通した制御弁のブロック
図。
図。
【図３】弁部における流体の流れ方向の説明図。
【図４】スプールの駆動力と非定常流体力の関係の説明
図。
図。
【図５】制御部におけるフィードバックの様子を説明す
るブロック図。
るブロック図。
【図６】作動流体の温度が変化したときの共振振幅の変
化の説明図。
化の説明図。
【図７】図１のばね及びばね取付け部の部分斜視図。
【図８】従来の制御弁の一例を説明する制御弁の断面
図。
図。
【図９】本発明の一実施例である制御弁の一連の駆動の
説明図。
説明図。
１…弁体、２…スリーブ、２ａ，２ｂ…制御オリフィ
ス、３…スプール、３ａ，３ｂ…ランド、３ｃ…ステ
ム、４…板ばね、５…フレーム、６…転がり軸受、７…
圧電素子、１３…制御部、１４…制御弁、１５…調節
部。
ス、３…スプール、３ａ，３ｂ…ランド、３ｃ…ステ
ム、４…板ばね、５…フレーム、６…転がり軸受、７…
圧電素子、１３…制御部、１４…制御弁、１５…調節
部。
Claims (1)
- 【請求項１】流体を制御する弁体を加振手段とばね要素
とで結合して、前記加振手段、前記弁体の可動部と前記
ばね要素から構成される系の固有振動数の近傍で加振し
て流体を制御する方式の制御弁において、 前記弁体はスプールと前記スプールが摺動可能な円筒を
もつ弁本体より構成され、加振振幅制御により流体の流
量，圧力を制御するスプール弁で、制御弁における流体
の流れが前記スプールのランド部の制御オリフィスから
前記スプールのステム部の方向に内向きに流れるように
流路を構成したことを特徴とする制御弁。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13327292A JPH05332466A (ja) | 1992-05-26 | 1992-05-26 | 制御弁 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13327292A JPH05332466A (ja) | 1992-05-26 | 1992-05-26 | 制御弁 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05332466A true JPH05332466A (ja) | 1993-12-14 |
Family
ID=15100753
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13327292A Pending JPH05332466A (ja) | 1992-05-26 | 1992-05-26 | 制御弁 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05332466A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4116682A1 (de) * | 1990-05-23 | 1991-11-28 | Fuji Heavy Ind Ltd | Transmissionsanlage fuer kraftfahrzeuge mit vierradantrieb |
| DE4116233A1 (de) * | 1990-05-23 | 1991-11-28 | Fuji Heavy Ind Ltd | System zur kraftuebertragung von einer brennkraftmaschine auf die vorder- und hinterraeder eines kraftfahrzeugs |
| KR100394684B1 (ko) * | 2001-10-23 | 2003-08-14 | 현대자동차주식회사 | 자동 변속기 유압 제어 시스템의 레귤레이터 밸브 |
| KR100453993B1 (ko) * | 2001-10-09 | 2004-10-20 | 경원훼라이트공업 주식회사 | 압전밸브 |
| CN110319238A (zh) * | 2019-08-05 | 2019-10-11 | 安徽理工大学 | 一种大流量电液比例换向激振两用阀 |
-
1992
- 1992-05-26 JP JP13327292A patent/JPH05332466A/ja active Pending
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4116682A1 (de) * | 1990-05-23 | 1991-11-28 | Fuji Heavy Ind Ltd | Transmissionsanlage fuer kraftfahrzeuge mit vierradantrieb |
| DE4116233A1 (de) * | 1990-05-23 | 1991-11-28 | Fuji Heavy Ind Ltd | System zur kraftuebertragung von einer brennkraftmaschine auf die vorder- und hinterraeder eines kraftfahrzeugs |
| KR100453993B1 (ko) * | 2001-10-09 | 2004-10-20 | 경원훼라이트공업 주식회사 | 압전밸브 |
| KR100394684B1 (ko) * | 2001-10-23 | 2003-08-14 | 현대자동차주식회사 | 자동 변속기 유압 제어 시스템의 레귤레이터 밸브 |
| CN110319238A (zh) * | 2019-08-05 | 2019-10-11 | 安徽理工大学 | 一种大流量电液比例换向激振两用阀 |
| CN110319238B (zh) * | 2019-08-05 | 2024-03-22 | 安徽理工大学 | 一种大流量电液比例换向激振两用阀 |
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