JPH07110078A - Proportional electromagnetic control valve - Google Patents

Proportional electromagnetic control valve

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JPH07110078A
JPH07110078A JP27731193A JP27731193A JPH07110078A JP H07110078 A JPH07110078 A JP H07110078A JP 27731193 A JP27731193 A JP 27731193A JP 27731193 A JP27731193 A JP 27731193A JP H07110078 A JPH07110078 A JP H07110078A
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current
control valve
exciting current
solenoid plunger
valve device
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孝一 大場
Ryuji Katase
龍治 片瀬
Taku Nagano
卓 永野
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Abstract

PURPOSE:To obtain high-speed responsiveness by taking a movable part of an electromagnetic solenoid plunger device as a movable element not showing any damping property in relation to the oil-in movement and limiting increase of exciting current so as to restrain the vibration in stopping of the movable element following the rising of exciting current. CONSTITUTION:An electromagnetic solenoid plunger device 1 is composed of a movable element wherein a movable iron core 15 and rods 16a, 16b do not show any damping property in relation to the oil-in movement, and having a light mass. A current driver device 4 supplies exciting current to a solenoid coil 11, the exciting current is detected by a current detecting resistance 44, and a comparison input is input to a feedback element 46 from a comparing circuit 45 when the detected current exceeds the reference, and a negative feedback signal of amplitude according to it is given to an adding circuit 42, and the exciting current of an amplifier 43 is restrained to the specific upper limit. Accordingly, vibration at the time that the movable element is stopped following rising of the exciting current is restained and matched to the optimum vibration damping property by only the adjustment of an electric system, and high-speed responsiveness of the target equipment can be exhibited.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、例えば油圧流体の圧力
または流量を指令信号に応じて所望値に制御するための
比例電磁制御弁装置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a proportional electromagnetic control valve device for controlling the pressure or flow rate of hydraulic fluid to a desired value in response to a command signal.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の比例電磁制御弁装置は、励磁電流
に比例した機械的出力を生じる平行吸引力特性の油浸型
電磁ソレノイドプランジャ装置と、前記機械的出力によ
ってバネ力を介して変位することにより流体の圧力また
は流量を制御する流体制御弁装置と、予め与えられる入
力信号に応じた出力電流を前記励磁電流として前記電磁
ソレノイドプランジャ装置に供給する電流ドライバ装置
とから構成され、特に負荷へ供給される制御弁の流体出
力情報を検知してこれを電気系にフィードバックする閉
ループ制御を組んだものは、例えば可変容量型油圧ポン
プの吐出量および吐出圧の制御等、安定した電気−油圧
制御弁装置としてサーボ弁に代わって広く用いられてい
る。
2. Description of the Related Art A conventional proportional electromagnetic control valve device is an oil immersion type electromagnetic solenoid plunger device having a parallel attractive force characteristic that produces a mechanical output proportional to an exciting current, and is displaced by a spring force by the mechanical output. A fluid control valve device for controlling the pressure or flow rate of the fluid, and a current driver device for supplying an output current corresponding to a pre-given input signal to the electromagnetic solenoid plunger device as the exciting current, particularly to a load. The closed loop control that detects the fluid output information of the supplied control valve and feeds it back to the electric system is a stable electro-hydraulic control such as the control of the discharge amount and the discharge pressure of the variable displacement hydraulic pump. It is widely used as a valve device instead of the servo valve.

【0003】制御系としてみるとき、比例電磁制御弁装
置は、電磁ソレノイドプランジャ装置の可動鉄心から流
体制御弁装置を含む機械系と、電流ドライバ装置から電
磁ソレノイドプランジャ装置のコイルを含む電気系とか
らなる複合系である。従来の比例電磁制御弁装置では、
機械系はそれ独自で過度特性の安定を保持するように設
計され、電気系は過度状態において負荷に過大な電流が
流れないように電流制限回路を含むように構成されてい
る。
When viewed as a control system, a proportional electromagnetic control valve device includes a mechanical system including a fluid control valve device from a movable iron core of the electromagnetic solenoid plunger device, and an electric system including a current driver device and a coil of the electromagnetic solenoid plunger device. It is a complex system. In the conventional proportional solenoid control valve device,
The mechanical system is designed to maintain the stability of transient characteristics by itself, and the electrical system is configured to include a current limiting circuit so that excessive current does not flow to the load in the transient state.

【0004】即ち、機械系について言えば、一般的な従
来の比例電磁制御弁装置では、油浸型電磁ソレノイドプ
ランジャ装置の可動鉄心に軸方向の貫通油路を設け、こ
の油路に適度な固定絞りを配置することにより、可動鉄
心の移動開始および停止時に振動のない滑らかな動きを
与え、また可動鉄心と共に移動するプランジャロッド
(ピン)を滑り軸受で支承するなど、機械系自体に振動
抑制のためのダンピング機能を持たせており、また電気
系については、電流ドライバ装置の出力段の前段に電流
リミッタ回路を挿入し、入力信号の立上り時に過大な出
力電流が生じないようにしている。
That is, as for the mechanical system, in a general conventional proportional solenoid control valve device, an axially penetrating oil passage is provided in a movable iron core of an oil immersion type electromagnetic solenoid plunger device, and this oil passage is appropriately fixed. By arranging the diaphragm, smooth movement without vibration is given at the time of starting and stopping the movement of the movable iron core, and the plunger rod (pin) that moves with the movable iron core is supported by sliding bearings to suppress vibrations in the mechanical system itself. For the electric system, a current limiter circuit is inserted before the output stage of the current driver device so that an excessive output current does not occur when the input signal rises.

【0005】この種の比例電磁制御弁装置は、先に述べ
た可変容量型油圧ポンプ等の制御対象機器と組み合わせ
て使用されるものであり、従って従来の比例電磁制御弁
装置においては、機械系のダンピング特性は制御対象機
器の定格や特性および動作条件などに適合するように予
め個々に設計・調整されている。
This type of proportional electromagnetic control valve device is used in combination with the controlled object equipment such as the variable displacement hydraulic pump described above. Therefore, in the conventional proportional electromagnetic control valve device, a mechanical system is used. The damping characteristics of are designed and adjusted individually in advance so as to meet the ratings and characteristics of the control target equipment and operating conditions.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】前述のように、従来の
比例電磁制御弁装置における考え方では、機械系はそれ
自体で安定なダンピング特性を備えるように、また電気
系はそのような機械系に対して最適な駆動電流を与える
ように設計されるべきであるとされている。
As described above, according to the conventional concept of the proportional solenoid control valve device, the mechanical system has stable damping characteristics by itself, and the electrical system has such a mechanical system. It should be designed to give the optimum drive current.

【0007】このような考え方で設計された従来の比例
電磁制御弁装置では、可変容量型油圧ポンプ等の制御対
象機器と組み合わせて用いる場合、制御対象機器に対す
る制御機能は対象機器の特定の使用条件下においては最
適となるものの、例えば前記ポンプを駆動源とする射出
成形機において成形条件を変更する場合のように、対象
機器によって動作される負荷の条件が変更される場合に
は、その都度、変更された条件での制御対象機器の動作
に適合するように比例電磁制御弁装置の機械系の改造ま
たは交換と電気系の再調整とを行うことが余儀なくさ
れ、制御弁装置の供給者にとってはユーザー側での係る
要求に対処するために現場へ出向く調整保守要員を常に
確保しておく必要がある。
In the conventional proportional solenoid control valve device designed based on such a concept, when used in combination with a control target device such as a variable displacement hydraulic pump, the control function for the control target device has a specific use condition of the target device. Although it is optimal under the following conditions, for example, when the conditions of the load operated by the target device are changed, such as when changing the molding conditions in an injection molding machine using the pump as a drive source, each time, It is inevitable that the mechanical system of the proportional solenoid control valve device will be modified or replaced and the electrical system will be readjusted to suit the operation of the controlled device under the changed conditions. It is necessary to always have a coordinating and maintenance person who goes to the site to deal with the request from the user side.

【0008】本発明は係る問題点に鑑みてなされたもの
であり、その目的とするところは、種々の条件下で使用
される制御対象機器に組み合わせて使用する場合に、電
気系の調整のみで対処することができ、しかも何れにせ
よステップ入力信号に対する流体制御出力の高い応答性
を実現して制御対象機器の高速応答性を充分に発揮させ
ることのできる比例電磁制御弁装置を提供することにあ
る。
The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to adjust an electric system only when it is used in combination with a control target device used under various conditions. To provide a proportional electromagnetic control valve device capable of coping with the above, and in any case realizing a high responsiveness of a fluid control output with respect to a step input signal and sufficiently exhibiting a high-speed responsiveness of a controlled device. is there.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】請求項1の発明による比
例電磁制御弁装置は、励磁電流に比例した機械的出力を
可動部分に生じる油浸型電磁ソレノイドプランジャ装置
と、前記機械的出力によってバネ力を介して変位するこ
とにより流体の圧力または流量を制御する流体制御弁装
置と、予め与えられる入力信号に応じた出力電流を前記
励磁電流として前記電磁ソレノイドプランジャ装置に供
給する電流ドライバ装置とを備え、特に前述の課題を達
成するために、前記電磁ソレノイドプランジャ装置の可
動部分を油中での移動に対して実質的にダンピング特性
を示さない可動要素から構成し、前記電流ドライバ装置
には、前記励磁電流の立上りに伴う前記可動要素の移動
の停止時における前記可動要素の振動を抑制するように
前記励磁電流の増加を制限する電流制御回路をフィード
バック系に設けたことを特徴とするものである。
A proportional electromagnetic control valve device according to the invention of claim 1 is an oil immersion type electromagnetic solenoid plunger device for producing a mechanical output proportional to an exciting current in a movable part, and a spring by the mechanical output. A fluid control valve device that controls the pressure or flow rate of the fluid by displacing through force, and a current driver device that supplies an output current according to a pre-given input signal to the electromagnetic solenoid plunger device as the exciting current. In order to achieve the above-mentioned problems, in particular, the movable part of the electromagnetic solenoid plunger device is composed of a movable element that does not exhibit substantially damping characteristics against movement in oil, and the current driver device includes: The increase of the exciting current is suppressed so as to suppress the vibration of the movable element when the movement of the movable element is stopped due to the rising of the exciting current. It is characterized in that provided in the feedback system of the current control circuit for limiting.

【0010】また請求項2の発明による比例電磁制御弁
装置では、請求項1による比例電磁制御弁装置におい
て、前記電流制限回路に、前記電磁ソレノイドプランジ
ャ装置に流れる励磁電流の大きさに対応した検出出力を
生じる検出手段と、前記検出出力を予め定められた基準
電圧と比較して前記検出出力の大きさが前記基準電圧を
超えた時には前記励磁電流の増加を制限するためのフィ
ードバック信号を前記電流ドライバ装置の入力側に与え
る電流制限用フィードバック回路とが設けられている。
Further, in the proportional electromagnetic control valve device according to a second aspect of the invention, in the proportional electromagnetic control valve device according to the first aspect, the current limiting circuit detects the magnitude of an exciting current flowing through the electromagnetic solenoid plunger device. When the magnitude of the detection output exceeds the reference voltage by comparing the detection output with a detection unit that produces an output and a predetermined reference voltage, a feedback signal for limiting an increase in the exciting current is applied to the current. A current limiting feedback circuit provided to the input side of the driver device is provided.

【0011】また請求項3の発明による比例電磁制御弁
装置では、請求項2による比例電磁制御弁装置におい
て、前記電流制限用フィードバック回路に位相進み補償
のための遅延回路要素が設けられている。
Further, in the proportional electromagnetic control valve device according to the invention of claim 3, in the proportional electromagnetic control valve device according to claim 2, the current limiting feedback circuit is provided with a delay circuit element for phase lead compensation.

【0012】また請求項4の発明による比例電磁制御弁
装置では、請求項1による比例電磁制御弁装置におい
て、前記電磁ソレノイドプランジャ装置の可動要素がこ
ろがり軸受手段によって支承案内されている。
According to a fourth aspect of the present invention, in the proportional solenoid control valve device according to the first aspect, the movable element of the electromagnetic solenoid plunger device is supported and guided by the rolling bearing means.

【0013】また請求項5の発明による比例電磁制御弁
装置では、請求項1による比例電磁制御弁装置におい
て、前記電磁ソレノイドプランジャ装置の可動要素が移
動抵抗の軽減化と質量の軽量化のための空洞部を有して
いる。
According to a fifth aspect of the present invention, in the proportional electromagnetic control valve device according to the first aspect, the movable element of the electromagnetic solenoid plunger device reduces movement resistance and reduces weight. It has a cavity.

【0014】[0014]

【作用】請求項1の発明によれば、前記油浸型電磁ソレ
ノイドプランジャ装置の可動部分が油中での移動に対し
て実質的にダンピング特性を示さない可動要素から構成
されており、これは、油浸型電磁ソレノイドプランジャ
装置の筒状コイルの空孔内に嵌入された密閉パイプ内で
固定鉄心と継鉄による磁気吸引力によって軸方向移動す
る可動鉄心とそれに追従移動するプランジャロッドを油
中での機械的な移動負荷として軽い移動質量にすること
を意味する。即ち、このような移動負荷の構成は、機械
系としてみるときに過度状態における振動に対するダン
ピング定数が好ましくは1よりも小さく、それ自体では
過度状態での振動の減衰に長時間を要するような系であ
る。
According to the invention of claim 1, the movable part of the oil-immersed electromagnetic solenoid plunger device is composed of a movable element which does not exhibit substantially damping characteristics against movement in oil. , A movable iron core that moves axially by a fixed iron core and a magnetic attraction force of a yoke in a closed pipe fitted in the hole of a cylindrical coil of an oil immersion type electromagnetic solenoid plunger device, and a plunger rod that moves following it in oil It means a light moving mass as the mechanical moving load. That is, in such a moving load configuration, a damping constant for vibration in a transient state is preferably smaller than 1 when viewed as a mechanical system, and it takes a long time for itself to damp the vibration in the transient state. Is.

【0015】一方、このような機械系を電磁力によって
駆動する前記電流ドライバ装置は、前記励磁電流の立上
りに伴う前記可動要素の移動の停止時における前記可動
要素の振動を抑制するように前記励磁電流の増加を制限
する電流制御回路をフィードバック系に備えている。即
ち、電流ドライバ装置へ与えられるステップ入力信号が
立ち上がったとき、前述のように軽い移動負荷である可
動要素は直ちに移動を開始して励磁電流の立上り速度に
ほぼ追従する高い応答速度で移動を始め、入力電流が予
め定められた設定レベルに達すると、励磁電流が対応す
るレベル以上には増加しないように前記電流制限回路に
よって急激に抑制される。
On the other hand, the current driver device for driving such a mechanical system by electromagnetic force suppresses the vibration of the movable element when the movement of the movable element is stopped due to the rise of the exciting current. The feedback system is provided with a current control circuit that limits an increase in current. That is, when the step input signal given to the current driver device rises, the movable element, which is a light moving load as described above, immediately starts moving and starts moving at a high response speed that almost follows the rising speed of the exciting current. When the input current reaches a predetermined set level, the exciting current is sharply suppressed by the current limiting circuit so as not to increase above the corresponding level.

【0016】この電流制限回路は電流ドライバ装置のフ
ィードバック系に設けられており、ソレノイドコイルに
流れる励磁電流そのものがフィードバック情報である。
このため、従来のように電流ドライバ装置の出力回路の
前段側に電流リミッタ回路を設ける場合と異なり、電流
制限動作の制御対象である励磁電流自体の変化を監視し
てその増加を制限するフィードバック制御が行われ、例
えば一般的なオペアンプが出力回路に使用されていて
も、フィードバック回路のループゲインを適当に選ぶこ
とにより、機械系の小さなダンピング定数の移動負荷に
対して電気系によって広範囲に調整可能な所望のダンピ
ング特性を与えることができる。
This current limiting circuit is provided in the feedback system of the current driver device, and the exciting current itself flowing in the solenoid coil is the feedback information.
Therefore, unlike the conventional case where the current limiter circuit is provided in the preceding stage of the output circuit of the current driver device, the feedback control which monitors the change of the exciting current itself which is the control target of the current limiting operation and limits its increase. Even if a general operational amplifier is used in the output circuit, by appropriately selecting the loop gain of the feedback circuit, it is possible to adjust a wide range by the electric system for a moving load with a small damping constant of the mechanical system. It is possible to provide a desired damping characteristic.

【0017】このように本発明においては可能な限り軽
い負荷とした可動要素を電流ドライバ装置の電流制御に
よって所望のダンピング特性で高い応答速度にて駆動制
御するものであり、電流ドライバ装置の電流制限特性は
フィードバック回路のゲイン調整で可能であるので、機
械系の改造・交換を行うことなく種々の条件下での使用
に簡単な調整作業のみで対応可能であり、例えば電流制
限回路の制御系をデジタル回路で構成すれば、この調整
作業自体も単なるプログラムデータの書き換えで済ませ
ることができるようになる。
As described above, according to the present invention, the movable element, which has a load as light as possible, is driven and controlled at a high response speed with a desired damping characteristic by the current control of the current driver device. Since the characteristics can be adjusted by adjusting the gain of the feedback circuit, it can be used under various conditions without modification or replacement of the mechanical system by simple adjustment work. If it is configured by a digital circuit, this adjustment work itself can be completed by simply rewriting the program data.

【0018】前記電磁ソレノイドプランジャ装置の可動
要素は当然のことながら流体制御弁装置の弁体および弁
バネを含む弾性負荷と制御流体のフローフォースを含む
動的負荷を担うものである。この場合、流体制御弁装置
の弁バネの力を従来の一般的な比例電磁制御弁よりも例
えば50%増しと大きくし、それに対応して電磁ソレノ
イドプランジャ装置のコイルを例えば従来の同等品の6
0%程度に低下させて大電流化することにより、装置全
体としての応答性を例えば50msec以下の立上り・
立下がり時間のように高応答とすることができる。
The movable element of the electromagnetic solenoid plunger device naturally bears the elastic load including the valve body and the valve spring of the fluid control valve device and the dynamic load including the flow force of the control fluid. In this case, the force of the valve spring of the fluid control valve device is increased by, for example, 50% more than that of the conventional general proportional electromagnetic control valve, and the coil of the electromagnetic solenoid plunger device is correspondingly increased by, for example, 6 of the conventional equivalent product.
By lowering the current to about 0% and increasing the current, the response of the entire device rises to 50 msec or less.
It can be as fast as the fall time.

【0019】請求項2の発明においては、前記電流制限
回路は、前記電磁ソレノイドプランジャ装置に流れる励
磁電流の大きさに対応した検出出力を生じる検出手段
と、前記検出出力を予め定められた基準電圧と比較して
前記検出出力の大きさが前記基準電圧を超えた時には前
記励磁電流の増加を制限するためのフィードバック信号
を前記電流ドライバ装置の入力側に与える電流制限用フ
ィードバック回路とを備えている。
According to another aspect of the present invention, the current limiting circuit has a detecting means for producing a detection output corresponding to the magnitude of the exciting current flowing through the electromagnetic solenoid plunger device, and the detection output has a predetermined reference voltage. And a current limiting feedback circuit for giving a feedback signal for limiting the increase of the exciting current to the input side of the current driver device when the magnitude of the detection output exceeds the reference voltage. .

【0020】前記検出手段は、例えば電磁ソレノイドプ
ランジャ装置のコイルに直列に挿入された電流検出抵抗
によって構成することができる。コイルに流れる励磁電
流の大きさは、前記電流検出抵抗の両端間の電圧降下と
して検出される。この検出電圧は、電流制限フィードバ
ック回路内の例えば電圧比較器によって基準電圧と比較
され、検出電圧が基準電圧を超えたときには電流フィー
ドバック回路から前記電流ドライバ装置の入力側に前記
励磁電流の増加を制限するためのフィードバック信号が
与えられる。従って、好ましくはこのフィードバック回
路は1より大きな比較的高いゲインをもち、これによっ
て電圧比較器が出力を生じたときに充分な負帰還信号を
電流ドライバ装置に与えるように設計される。
The detecting means can be composed of, for example, a current detecting resistor inserted in series with the coil of the electromagnetic solenoid plunger device. The magnitude of the exciting current flowing through the coil is detected as a voltage drop across the current detecting resistor. The detected voltage is compared with a reference voltage by, for example, a voltage comparator in a current limiting feedback circuit, and when the detected voltage exceeds the reference voltage, the current feedback circuit limits the increase of the exciting current to the input side of the current driver device. A feedback signal is provided to do so. Therefore, this feedback circuit is preferably designed to have a relatively high gain of greater than one, thereby providing a sufficient negative feedback signal to the current driver device when the voltage comparator produces an output.

【0021】請求項3の発明においては、前記電流制限
用フィードバック回路が位相進み補償のための遅延回路
要素を含んでいる。この遅延回路要素は、電流ドライバ
装置の負荷が誘導性であることから、検出手段の検出出
力に基づくフィードバック信号に最適な位相遅れを与え
て、電流制限動作が高い応答性で行われるように、予め
負荷インダクタンスに応じた時定数を与えられている。
In the invention of claim 3, the current limiting feedback circuit includes a delay circuit element for phase lead compensation. This delay circuit element, since the load of the current driver device is inductive, gives an optimal phase delay to the feedback signal based on the detection output of the detection means, so that the current limiting operation is performed with high responsiveness, A time constant according to the load inductance is given in advance.

【0022】請求項4の発明においては、前記電磁ソレ
ノイドプランジャ装置の可動要素がころがり軸受手段に
よって支承案内されている。即ち、具体的には、油浸型
電磁ソレノイドプランジャ装置の可動鉄心と共に移動す
るプランジャロッド(ピン)を例えばリニアボールベア
リングなどの転がり軸受で支承することにより、可動要
素の軸方向移動に対する摺動摩擦を実質的になくすこと
ができる。
In the invention of claim 4, the movable element of the electromagnetic solenoid plunger device is supported and guided by the rolling bearing means. That is, specifically, by supporting a plunger rod (pin), which moves together with the movable iron core of the oil-immersed electromagnetic solenoid plunger device, with a rolling bearing such as a linear ball bearing, sliding friction against the axial movement of the movable element is reduced. It can be virtually eliminated.

【0023】請求項5の発明においては、前記電磁ソレ
ノイドプランジャ装置の可動要素が移動抵抗の軽減化と
質量の軽量化のための空洞部を有している。この空胴部
は、油浸型電磁ソレノイドプランジャ装置の可動鉄心に
実質的な流体絞り効果を生じない比較的大口径の軸方向
貫通油路を設けることにより達成でき、さらに必要に応
じて可動鉄心外周近傍の肉厚部分以外の部分に減肉部を
形成して軽量化を図ってもよい。この場合、可動鉄心の
外周近傍の肉厚部分を残すのは、可動鉄心の移動に寄与
する磁束の殆どがこの外周近傍の肉厚部分を通るからで
あり、他の部分は磁気吸引力に殆ど寄与しないからであ
る。
In the fifth aspect of the invention, the movable element of the electromagnetic solenoid plunger device has a hollow portion for reducing the movement resistance and reducing the weight. This cavity can be achieved by providing the movable iron core of the oil-immersed electromagnetic solenoid plunger device with a relatively large diameter axial through oil passage that does not cause a substantial fluid throttling effect. It is also possible to reduce the weight by forming a thinned portion in a portion other than the thickened portion near the outer circumference. In this case, the thick portion near the outer periphery of the movable iron core is left because most of the magnetic flux that contributes to the movement of the movable iron core passes through the thick portion near the outer periphery, and the other portions are almost free from the magnetic attraction force. This is because it does not contribute.

【0024】このようにして、本発明による比例電磁制
御弁装置によれば、種々の条件下で使用される制御対象
機器に組み合わせて使用する場合に、電気系の調整のみ
で最適な振動ダンピング特性に合わせることができ、何
れにせよステップ入力信号に対する流体制御出力の高い
応答性を実現して制御対象機器の高速応答性を充分に発
揮させることができる。
As described above, according to the proportional electromagnetic control valve device of the present invention, when used in combination with the equipment to be controlled which is used under various conditions, the optimum vibration damping characteristic is obtained only by adjusting the electric system. In any case, a high response of the fluid control output to the step input signal can be realized and the high-speed response of the control target device can be sufficiently exhibited.

【0025】[0025]

【実施例】本発明の好適な実施例を図面と共に説明する
と、図1は本発明の一実施例に係る比例電磁制御弁装置
の構造を主要部分について断面で示し、図2は電気系の
回路構成の一例を示している。図1において、本実施例
の比例電磁制御弁装置は、励磁電流に比例した機械的出
力を可動部分に生じる油浸型電磁ソレノイドプランジャ
装置1と、前記機械的出力によってバネ力を介して変位
することにより流体の圧力または流量を制御する流体制
御弁装置2と、予め与えられる入力信号に応じた出力電
流を前記励磁電流として前記電磁ソレノイドプランジャ
装置1に供給する電流ドライバ装置を内蔵した電装ボッ
クス3とから構成されている。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS A preferred embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 shows the structure of a proportional electromagnetic control valve device according to one embodiment of the present invention in a cross section with respect to the main part, and FIG. The example of a structure is shown. In FIG. 1, the proportional electromagnetic control valve device of the present embodiment is displaced by an oil immersion type electromagnetic solenoid plunger device 1 that produces a mechanical output proportional to an exciting current in a movable part and a spring force by the mechanical output. And a fluid control valve device 2 for controlling the pressure or flow rate of the fluid, and an electric equipment box 3 having a built-in current driver device for supplying the electromagnetic solenoid plunger device 1 with an output current corresponding to an input signal given in advance as the exciting current. It consists of and.

【0026】前記電磁ソレノイドプランジャ装置1は、
筒状のソレノイドコイル11の内孔中で一連の密閉チュ
ーブを形成する固定鉄心12および筒状継鉄13を備
え、筒状継鉄13の尾端は端栓14によって封止されて
いる。前記密閉チューブの内部は制御弁装置2側からの
作動油で満たされ、この油浸密閉チューブ内には、可動
部分としての可動鉄心15が遊動可能に配置されてい
る。可動鉄心15は比較的大径の軸方向貫通孔18を有
し、該可動鉄心15の両端面には夫々プランジャロッド
16a,16bが同軸状に一体化されている。これら両
端のロッド16a,16bは、固定鉄心12の軸心孔お
よび筒状継鉄13の内面に固定されたリニアボールベア
リング17a,17bに夫々支承案内されている。この
ような構成によって、可動鉄心15と各ロッド16a,
16bが油中での移動に対して実質的にダンピング特性
を示さない質量の比較的軽い可動要素を構成している。
The electromagnetic solenoid plunger device 1 is
The cylindrical solenoid coil 11 is provided with a fixed iron core 12 and a tubular yoke 13 which form a series of closed tubes in the inner hole, and the tail end of the tubular yoke 13 is sealed by an end plug 14. The inside of the sealed tube is filled with hydraulic oil from the control valve device 2 side, and a movable iron core 15 as a movable part is movably arranged in the oil-immersed sealed tube. The movable iron core 15 has an axial through hole 18 having a relatively large diameter, and plunger rods 16a and 16b are coaxially integrated with both end faces of the movable iron core 15, respectively. The rods 16a and 16b at both ends are supported and guided by linear ball bearings 17a and 17b fixed to the axial center hole of the fixed iron core 12 and the inner surface of the tubular yoke 13, respectively. With such a configuration, the movable iron core 15 and the rods 16a,
16b constitutes a relatively light-mass moving element which exhibits substantially no damping properties against movement in oil.

【0027】流体制御弁装置2は、流体制御部を構成す
る弁座21およびポペット弁体22を内蔵し、ポペット
弁体22は直列配置の弁バネ23を介して前記プランジ
ャロッド16bにより変位駆動される。尚、この流体制
御弁自体の基本的構造は良く知られた比例電磁制御弁と
ほぼ同様であるが、高応答性を得るためには流体制御部
の流量ゲインを比較的大きくしておくことが望ましい。
The fluid control valve device 2 incorporates a valve seat 21 and a poppet valve body 22 which constitute a fluid control section, and the poppet valve body 22 is driven to be displaced by the plunger rod 16b via a valve spring 23 arranged in series. It The basic structure of the fluid control valve itself is almost the same as that of the well-known proportional electromagnetic control valve, but in order to obtain high response, the flow rate gain of the fluid control unit should be relatively large. desirable.

【0028】前記電装ボックス3内の電流ドライバ装置
の回路構成の一例は図2に示されている。この電流ドラ
イバ装置4は、図示しない制御アンプ装置からの指令入
力信号INに応じてソレノイドコイル11に励磁電流を
供給する電力増幅器であり、入力回路41と、加算回路
42と、電流アンプ43と、電流検出抵抗44と、比較
回路45と、フィードバック要素46とを含んでいる。
An example of the circuit configuration of the current driver device in the electrical equipment box 3 is shown in FIG. The current driver device 4 is a power amplifier that supplies an exciting current to the solenoid coil 11 in response to a command input signal IN from a control amplifier device (not shown), and includes an input circuit 41, an adding circuit 42, a current amplifier 43, and It includes a current detection resistor 44, a comparison circuit 45, and a feedback element 46.

【0029】入力回路41は指令入力信号INがアナロ
グ信号であれば所定の比例定数Kを有するプリアンプと
することができ、また指令入力信号がデジタル信号であ
れば所定のデジタル/アナログ変換機能を持つ回路とす
ることができる。入力回路41から出力される信号は加
算回路42を介して電流アンプ43を励振し、これによ
り電流アンプ43からは入力に比例した励磁電流がソレ
ノイドコイル11に供給される。
The input circuit 41 can be a preamplifier having a predetermined proportional constant K if the command input signal IN is an analog signal, and has a predetermined digital / analog conversion function if the command input signal IN is a digital signal. It can be a circuit. The signal output from the input circuit 41 excites the current amplifier 43 via the adder circuit 42, whereby an exciting current proportional to the input is supplied to the solenoid coil 11 from the current amplifier 43.

【0030】この励磁電流は電流検出抵抗44によって
電圧降下として検出され、この検出電圧は比較回路45
に入力されている。比較回路45には図示しない制御ア
ンプから基準電圧REFも入力されており、電流検出抵
抗44による検出電圧がこの基準電圧を超えるとフィー
ドバック要素46に比較出力が与えられる。
This exciting current is detected as a voltage drop by the current detection resistor 44, and this detected voltage is detected by the comparison circuit 45.
Has been entered in. A reference voltage REF is also input to the comparison circuit 45 from a control amplifier (not shown), and when the detection voltage of the current detection resistor 44 exceeds this reference voltage, a comparison output is given to the feedback element 46.

【0031】フィードバック要素46は1より高い比較
的高ゲインの能動回路であり、しかも入出力の伝達特性
に予め設定された遅延を与える時定数要素を含んでい
る。従って、比較回路45から比較出力がフィードバッ
ク要素46に入力されると、フィードバック要素は、設
定された遅延時間の後に急峻な立上りで比較出力に応じ
た振幅の負のフィードバック信号を加算回路42に与え
る。その結果、加算回路42から電流アンプ43に与え
られている入力信号が基準電圧に応じた値に直ちに抑制
され、アンプ43から出力される励磁電流も所定の上限
値に直ちに抑制される。
The feedback element 46 is an active circuit having a relatively high gain of higher than 1, and further includes a time constant element for giving a preset delay to the input / output transfer characteristic. Therefore, when the comparison output from the comparison circuit 45 is input to the feedback element 46, the feedback element provides the addition circuit 42 with a negative feedback signal having an amplitude corresponding to the comparison output at a steep rise after the set delay time. . As a result, the input signal given from the adder circuit 42 to the current amplifier 43 is immediately suppressed to a value corresponding to the reference voltage, and the exciting current output from the amplifier 43 is immediately suppressed to a predetermined upper limit value.

【0032】このようなフィードバックループの動作に
よって誘導性負荷であるソレノイドコイル11の前記励
磁電流の増加が進み位相補償と共に応答性よく制限さ
れ、これによって前記励磁電流の立上りに伴う前記可動
要素の移動の停止時における前記可動要素の振動が抑制
される。この場合、電流ドライバ装置4による励磁電流
の上限レベルは基準電圧の値を変更することによって任
意に設定可能であり、また、フィードバック要素に与え
る遅れ要素の時定数も例えば可変抵抗器によって容易に
調整でき、これによって装置全体のダンピング特性を所
望に調整可能である。
Due to the operation of the feedback loop, the increase of the exciting current of the solenoid coil 11, which is an inductive load, is advanced and the response is limited together with the phase compensation, whereby the movement of the movable element accompanying the rising of the exciting current is caused. The vibration of the movable element at the time of stop is suppressed. In this case, the upper limit level of the exciting current by the current driver device 4 can be arbitrarily set by changing the value of the reference voltage, and the time constant of the delay element given to the feedback element can be easily adjusted by, for example, a variable resistor. Therefore, the damping characteristics of the entire device can be adjusted as desired.

【0033】[0033]

【発明の効果】以上に述べたように、本発明の比例電磁
制御弁装置によれば、種々の条件下で使用される制御対
象機器に組み合わせて使用する場合に、電気系の調整の
みで最適な振動ダンピング特性に合わせることができ、
何れにせよステップ入力信号に対する流体制御出力の高
い応答性を実現して制御対象機器の高速応答性を充分に
発揮させることができる。
As described above, according to the proportional solenoid control valve device of the present invention, when it is used in combination with a controlled device used under various conditions, it is optimal only by adjusting the electric system. Can be adjusted to various vibration damping characteristics,
In any case, it is possible to realize a high responsiveness of the fluid control output with respect to the step input signal and to sufficiently exhibit the high-speed responsiveness of the controlled device.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施例に係る比例電磁制御弁装置の
構造を主要部分について断面で示す説明図である。
FIG. 1 is an explanatory view showing a structure of a proportional electromagnetic control valve device according to an embodiment of the present invention in cross section with respect to a main part.

【図2】本発明の一実施例に係る比例電磁制御弁装置の
電気系の構成例を示す回路図である。
FIG. 2 is a circuit diagram showing a configuration example of an electric system of a proportional electromagnetic control valve device according to an embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 油浸型電磁ソレノイドプランジャ装置 2 流体制御弁装置 3 電装ボックス 4 電流ドライバ装置 11 ソレノイドコイル 12 固定鉄心 13 筒状継鉄 14 端栓 15 可動鉄心 16a,16b プランジャロッド 17a,17b リニアボールベアリング 18 軸方向貫通孔 21 弁座 22 ポペット弁体 23 弁バネ 41 入力回路 42 加算回路 43 電流アンプ 44 電流検出抵抗 45 比較回路 46 フィードバック要素 1 Oil-immersion type electromagnetic solenoid plunger device 2 Fluid control valve device 3 Electrical equipment box 4 Current driver device 11 Solenoid coil 12 Fixed iron core 13 Cylindrical yoke 14 End plug 15 Movable iron core 16a, 16b Plunger rod 17a, 17b Linear ball bearing 18 Shaft Directional through hole 21 Valve seat 22 Poppet valve body 23 Valve spring 41 Input circuit 42 Adder circuit 43 Current amplifier 44 Current detection resistor 45 Comparison circuit 46 Feedback element

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 励磁電流に比例した機械的出力を可動部
分に生じる油浸型電磁ソレノイドプランジャ装置と、前
記機械的出力によってバネ力を介して変位することによ
り流体の圧力または流量を制御する流体制御弁装置と、
予め与えられる入力信号に応じた出力電流を前記励磁電
流として前記電磁ソレノイドプランジャ装置に供給する
電流ドライバ装置とを含む比例電磁制御弁装置におい
て、 前記電磁ソレノイドプランジャ装置の可動部分が油中で
の移動に対して実質的にダンピング特性を示さない可動
要素からなり、 前記電流ドライバ装置が、前記励磁電流の立上りに伴う
前記可動要素の移動の停止時における前記可動要素の振
動を抑制するように前記励磁電流の増加を制限する電流
制御回路をフィードバック系に備えていることを特徴と
する比例電磁制御弁装置。
1. An oil-immersed electromagnetic solenoid plunger device that produces a mechanical output in a movable part in proportion to an exciting current, and a fluid that controls the pressure or flow rate of the fluid by being displaced by a spring force by the mechanical output. A control valve device,
In a proportional electromagnetic control valve device including a current driver device that supplies an output current according to a pre-given input signal to the electromagnetic solenoid plunger device as the exciting current, a movable part of the electromagnetic solenoid plunger device moves in oil. To the excitation element, the current driver device suppresses the vibration of the movable element when the movement of the movable element is stopped due to the rise of the excitation current. A proportional electromagnetic control valve device comprising a current control circuit for limiting an increase in current in a feedback system.
【請求項2】 前記電流制限回路が、前記電磁ソレノイ
ドプランジャ装置に流れる励磁電流の大きさに対応した
検出出力を生じる検出手段と、前記検出出力を予め定め
られた基準電圧と比較して前記検出出力の大きさが前記
基準電圧を超えた時には前記励磁電流の増加を制限する
ためのフィードバック信号を前記電流ドライバ装置の入
力側に与える電流制限用フィードバック回路とを備えた
ことを特徴とする請求項1に記載の比例電磁制御弁装
置。
2. The detection means, wherein the current limiting circuit produces a detection output corresponding to the magnitude of the exciting current flowing in the electromagnetic solenoid plunger device, and the detection output by comparing the detection output with a predetermined reference voltage. A current limiting feedback circuit for providing a feedback signal for limiting an increase in the exciting current to an input side of the current driver device when the magnitude of the output exceeds the reference voltage. 1. The proportional electromagnetic control valve device according to 1.
【請求項3】 前記電流制限用フィードバック回路が位
相進み補償のための遅延回路要素を含むことを特徴とす
る請求項2に記載の比例電磁制御弁装置。
3. The proportional electromagnetic control valve device according to claim 2, wherein the current limiting feedback circuit includes a delay circuit element for phase lead compensation.
【請求項4】 前記電磁ソレノイドプランジャ装置の可
動要素がころがり軸受手段によって支承案内されている
ことを特徴とする請求項1に記載の比例電磁制御弁装
置。
4. The proportional electromagnetic control valve device according to claim 1, wherein the movable element of the electromagnetic solenoid plunger device is supported and guided by rolling bearing means.
【請求項5】 前記電磁ソレノイドプランジャ装置の可
動要素が移動抵抗の軽減化と質量の軽量化のための空洞
部を有することを特徴とする請求項1に記載の比例電磁
制御弁装置。
5. The proportional electromagnetic control valve device according to claim 1, wherein the movable element of the electromagnetic solenoid plunger device has a cavity for reducing movement resistance and reducing weight.
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