JPH0542296Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は流体の圧力を電気信号により比例制御
する圧力制御弁に関するものである。

［従来の技術］ 従来のこの種の圧力制御弁としては電気−力変
換部に比例ソレノイドを用いてスプール弁を駆動
する方式と、電気−力変換部にムービングコイル
又は圧電素子を用いたノズルフラツパ機構により
力増幅し、ダイヤフラムによりポペツト弁を駆動
する方式とがある。

［考案が解決しようとする課題］ ところが、前記従来装置のうちスプール弁を使
用する方式においてはスプール弁のシールがメカ
ニカルシールで構成されているため、スプールが
移動する際におけるスプールと摺動壁面との間の
シールを完全にすることは難しかつた。又、ノズ
ルフラツパ機構を採用したものでは、パイロツト
圧の調整を行うため常に少量の流体が外部に流出
する構成となつている。そのため、圧縮気体ボン
ベ等を圧力流体の供給源として使用する場合に
は、短期間にボンベの交換を行う必要があるとい
う問題があつた。

本考案は前記の問題に鑑みてなされたものであ
つて、その目的は余分な流体の消費や漏洩がな
く、電気信号に対応した圧力制御が可能な圧力制
御弁を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 前記の目的を達成するため本考案においては、
入力ポートに連通する第１の室と出力ポートに連
通する第２の室とを区画する壁に両室を連通させ
る連通孔を形成し、同連通孔の第１の室側端部に
弁座を形成し、比例ソレノイドのプランジヤに装
着された作動ロツドにはその先端に前記第１の室
内に収容されると共に先端が圧力反室に嵌挿され
る弁体を前記弁座と当接可能に固定し、前記連通
孔と対向する位置には作動ロツドと一体移動可能
な受圧部を前記弁体及び受圧部に作用する前記第
２の室の圧力がバランスする状態に設け、前記作
動ロツド及び弁体には前記第２の室と圧力反室と
を連通させる流路を設け、前記比例ソレノイドの
操作力と圧力反室の圧力との対抗により弁の開度
を制御するようにした。

［作用］ 本考案の圧力制御弁の弁体を作動させる駆動部
である比例ソレノイドは、コイルに通電される電
流に比例した力がプランジヤのストロークにかか
わらず一定に出力されて弁体に操作力として作用
する。出力ポートに連通する第２の室内の流体が
弁体の弁座と対応する側に作用する圧力は、受圧
部に作用する圧力と釣り合つた状態となる。従つ
て、弁体は比例ソレノイドによる操作力と圧力反
室から受ける圧力による力の偏差により弁体の変
位位置が定まり、流体の流入・流出が行なわれ
る。このようにして偏差をゼロにするような動作
が行なわれることにより最終的に、操作力に見合
つた圧力に調整される。よつて比例ソレノイドに
通電される電流の大きさを制御することにより出
力ポートの圧力が制御される。

［実施例 １］ 以下本考案を具体化した第１の実施例を第１〜
４図に従つて説明する。２個のブロツクからなる
バルブハウジング１には入力ポート２に連通する
第１の室３と出力ポート４に連通する第２の室５
とが形成され、第１の室３と第２の室５とを区画
する壁６には両室３，５を連通させる連通孔７が
形成されている。又、第２の室５を挟んで第１の
室３と反対側には排気ポート８に連通する第３の
室９が形成され、第２の室５と第３の室９とを区
画する壁１０には両室５，９を連通させる連通孔
１１が形成されている。連通孔７，１１には先端
が第１の室３あるいは第３の室９内に突出可能
に、同一内径の円筒状に形成された弁座１２，１
３がその基端フランジ部１２ａ，１３ａが第２の
室５内に位置する状態で摺動可能に嵌挿されてい
る。両弁座１２，１３は両フランジ部１２ａ，１
３ａ間に介装されたばね１４により互いに離間す
る方向に付勢され、各フランジ部１２ａ，１３ａ
が第２の室５の壁面に当接することにより、各弁
座１２，１３の先端が第１の室３あるいは第３の
室９内に突出する状態に保持可能となつている。

第３の室９の壁１０と反対側にはコイル１５に
通電される電流に比例した力がプランジヤ１６の
ストロークにかわらず一定に出力される比例ソレ
ノイド１７が配設されている。プランジヤ１６に
は作動ロツド１８が一体移動可能に装着され、作
動ロツド１８の先端には前記第１の室３内に収容
されるとともに先端が圧力反室１９に嵌挿される
弁体２０が固定されている。又、作動ロツド１８
の基端には弁体２０と同様な形状の受圧部２１
が、作動ロツド１８と一体移動可能に固定された
状態で第３の室９内に収容されている。弁体２０
及び受圧部２１はそれぞれ弾性力の弱いばね２
２，２３により前記弁座１２，１３に当接する方
向に付勢されている。又、作動ロツド１８の先端
及び弁体２０には前記第２の室５を圧力反室１９
に連通させる流路２４が形成され、圧力反室１９
内の圧力が第２の室５内の圧力と同一となるよう
に構成されている。

次に前記のように構成された圧力制御弁の作用
を説明する。

第１図は弁体２０及び受圧部２１が各室３，
５，９内の流体から受ける圧力と、比例ソレノイ
ド１７の操作力とが釣り合つて、入力ポート２と
出力ポート４を連通させる弁部と、出力ポート４
と排気ポート８を連通させる弁部とが共に閉成状
態に保持されている状態を示す。弁座１２，１３
の内径が同一に形成されているため、弁体２０と
受圧部２１に対して作用する第２の室５内の圧力
は釣り合いが取れた状態となつている。従つて、
作動ロツド１８は弁体２０が圧力反室１９から受
ける力と、比例ソレノイド１７の操作力との偏差
により、第１図に示す状態から上方又は下方へと
移動される。

比例ソレノイド１７の操作力と圧力反室１９の
圧力による力の偏差と、弁開度との関係は第４図
に示す状態となり、偏差がプラスすなわち比例ソ
レノイド１７の操作力が圧力反室１９の圧力によ
る力より大きくなると、作動ロツド１８と共に弁
体２０が第１図の状態から下方へ移動されて弁座
１２から離れ、第２図に示すように第１の室３と
第２の室５とが連通状態となる。このとき受圧部
２１も弁座１３に当接した状態で作動ロツド１８
と一体に移動し、出力ポート４と排気ポート８を
連通させる弁部が閉成状態に保持されたまま、比
例ソレノイド１７の操作力の強さに対応して入力
ポート２と出力ポート４を連通させる弁部の開度
が変化する。偏差が零付近に偏差が変化しても弁
開度が変化しない不感領域があるが、これはばね
１４の付勢力によるためである。

一方、比例ソレノイド１７の操作力が圧力反室
１９の圧力による力より小さくなる場合には、弁
体２０及び受圧部２１が第１図の状態から上方へ
移動されて第３図に示す状態となり、前記とは逆
に入力ポート２と出力ポート４とを連通させる弁
部が閉成されたまま、出力ポート４と排気ポート
８とを連通させる弁部が開状態となる。そして、
出力ポート４と排気ポート８とを連通させる弁部
の開度は偏差の値に対応して変化する。この偏差
によつて得られた弁の変位により流体の流入・流
出が行なわれ、この偏差を小さくする方向へ作用
する。このことにより、出力ポートの圧力は操作
力に見合つた圧力に調整される。従つて、比例ソ
レノイド１７の操作力すなわちコイル１５に通電
する電流の強さを制御することにより出力ポート
４からの出力圧力が比例ソレノイド１７の操作力
に対応した圧力に制御される。

［実施例 ２］ 次に第２の実施例を第５図に従つて説明する。
この実施例の圧力制御弁は排気ポート８が無い点
が前記実施例の装置と大きく異つており、それに
対応して弁座及び受圧部の構成が異つている。す
なわち、弁体２０と対応する弁座１２はその先端
が第１の室３内に突出する所定位置に固定されて
いる。又、受圧部２１はその先端に弁座１２と同
一内径の筒部２１ａが突設されるとともに筒部２
１ａが連通孔１１に嵌挿されている。従つて、こ
の実施例の装置では出力ポート４に接続されるパ
イプの途中に、流体を大気へ放出する切換えバル
ブが設けられる。そして、切替えバルブが大気と
連通されて第２の室５内が大気圧と同一になつた
状態で、しかも比例ソレノイド１７の操作力がゼ
ロの場合に弁体２０が弁座１２と当接する閉成状
態となる。この状態からコイル１５に通電される
と、プランジヤ１６とともに作動ロツド１８が第
５図の下方へ移動されて入力ポート２と出力ポー
ト４とを連通させる弁部が開状態となる。弁部が
開状態となつた後は、比例ソレノイド１７の操作
力と圧力反室１９との圧力による力の偏差により
弁部の開度が制御される。

［考案の効果］ 以上詳述したように、本考案によれば入力ポー
トと出力ポートとを連通状態にする弁部の開度が
弁体に作用する圧力反室の圧力と比例ソレノイド
の操作力とにより設定され、従来装置と異なり流
体の不要な消費を必要とせずに圧力制御を行うこ
とができる。又、従来のメタルスプールによる構
成と異なり、リークを少なくするための加工精度
を上げる必要がなくなることと、比較的流体中の
ゴミの影響・流体の質に影響されなくなる。

【図面の簡単な説明】

第１〜４図は本考案を具体化した第１の実施例
を示すものであつて第１図は比例ソレノイドの操
作力と圧力反室との力とがバランスして弁部が閉
じた状態を示す断面図、第２図は比例ソレノイド
の操作力が大きな状態を示す断面図、第３図は比
例ソレノイドの操作力が小さな状態を示す断面
図、第４図は弁開度と偏差との関係を示す線図、
第５図は第２の実施例の断面図である。 入力ポート２、第１の室３、出力ポート４、第
２の室５、壁６、連通孔７、弁座１２、ばね１
４、プランジヤ１６、比例ソレノイド１７、作動
ロツド１８、圧力反室１９、弁体２０、受圧部２
１、流路２４。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 入力ポート２に連通する第１の室３と出力ポー
   ト４に連通する第２の室５とを区画する壁６に両
   室３，５を連通させる連通孔７を形成し、同連通
   孔７の第１の室３側端部に弁座１２を形成し、比
   例ソレノイド１７のプランジヤ１６に装着された
   作動ロツド１８にはその先端に前記第１の室３内
   に収容されると共に先端が圧力反室１９に嵌挿さ
   れる弁体２０を前記弁座１２と当接可能に固定
   し、前記連通孔７と対向する位置には作動ロツド
   １８と一体移動可能な受圧部２１を前記弁体２０
   及び受圧部２１に作用する前記第２の室５の圧力
   がバランスする状態に設け、前記作動ロツド１８
   及び弁体２０には前記第２の室５と圧力反室１９
   とを連通させる流路２４を設け、前記比例ソレノ
   イド１７の操作力と圧力反室１９の圧力との対抗
   により弁の開度を制御するようにしたことを特徴
   とする圧力制御弁。