JPH09119557A

JPH09119557A - 圧力比例制御弁における圧力制御方法及び圧力比例制御弁

Info

Publication number: JPH09119557A
Application number: JP28084395A
Authority: JP
Inventors: Midori Nishigaki; 緑西垣
Original assignee: CKD Corp
Current assignee: CKD Corp
Priority date: 1995-10-27
Filing date: 1995-10-27
Publication date: 1997-05-06

Abstract

(57)【要約】【課題】負荷に供給する圧力を外部圧力の近傍の圧力
に制御するときにも迅速かつ確実に制御する。【解決手段】圧力比例制御弁１の排気用電磁弁２２の
排気ポートは、負圧発生部２に連通されている。負圧発
生部２は、電磁弁２７が作動すると供給圧力ＰIを導入
して排気ポートが連通される負圧室に負圧を発生する。
制御部２４は、実圧力信号ＶO が予め設定される基準電
圧ＶC1よりも小さいときに電磁弁２７を作動する駆動信
号ＶD2を出力する比較器４４を備えている。目標圧力が
大気圧近傍の圧力に設定されてパイロット圧ＰP が下降
し、それにより実圧力ＰO が大気圧近傍の圧力に制御さ
れるとパイロット室１８が負圧源に連通される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、圧力比例制御弁に
おける圧力制御方法及び圧力比例制御弁に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】図５及び図６に示す圧力比例制御弁６０
は、主弁を構成する弁体６１，６２が外部の圧力源から
入力ポート６３に供給される圧力ＰI の供給エアを出力
ポート６４に導入、あるいは、出力ポート６４の実圧力
（即ち、負荷に供給する圧力）ＰO を大気に連通される
排気ポート６５に排気する。この両弁体６１，６２はダ
イアフラム６６に連結されるロッド６７にて操作され
る。ダイアフラム６６には給気用電磁弁６８及び排気用
電磁弁６９にて制御されるパイロット室７０のパイロッ
ト圧と、出力ポート６４のエアが帰還されるフィードバ
ック室７１のフィードバック圧とが対向するように印加
されている。そして、ダイアフラム６６は、パイロット
圧とフィードバック圧との差圧により操作される。

【０００３】給気用電磁弁６８は入力ポート６３からパ
イロット室７０に供給エアを導入し、排気用電磁弁６９
はパイロット室７０から大気にエアを排気する。従っ
て、パイロット圧は、大気圧と供給圧力との間の圧力範
囲で生成される。給気用電磁弁６８が作動してパイロッ
ト圧が上昇すると、パイロット圧とフィードバック圧と
の差圧がダイアフラム６６に対して給気方向（図５，６
において下向き）に作用する。すると、弁体６１が移動
して出力ポート６４の実圧力ＰO が目標圧力に向かって
上昇する。反対に、排気用電磁弁６９が作動してパイロ
ット圧が下降すると、パイロット圧とフィードバック圧
との差圧がダイアフラム６６に対して排気方向（図５，
６において上向き）に作用する。すると、弁体６２が移
動して実圧力ＰO が目標圧力に向かって下降する。

【０００４】尚、両弁体６１，６２の移動量は、パイロ
ット圧とフィードバック圧との差圧に応じた大きさにな
る。従って、実圧力ＰO が目標圧力に近づくと、パイロ
ット圧とフィードバックとの差圧が小さくなるため、両
弁体６１，６２の移動量は小さくなる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記の圧力
比例制御弁６０において、実圧力ＰO が高い圧力に制御
されているときに、目標圧力を大気圧に近い圧力に設定
したとする。すると、排気用電磁弁６９が作動してパイ
ロット室７０からエアが大気に排気されるため、パイロ
ット圧は目標圧力に向かって下降する。そして、パイロ
ット圧とフィードバック圧との差圧が生じ、その差圧に
より弁体６２が上動するため、出力ポート６４からエア
が排気されて実圧力ＰO が下降する。

【０００６】パイロット圧が大気圧に近づくと、パイロ
ット圧と大気圧との差圧が小さくなるため、単位時間当
たりのパイロット圧の下降量が低下する。その結果、下
降してくるフィードバック圧との差圧が小さくなり弁体
６２の移動量が小さくなるため、出力ポート６４からの
単位時間当たりのエア排気量が減少する。従って、目標
圧力が大気圧近傍に設定された場合、排気動作に時間が
かかることになる。

【０００７】又、実圧力ＰO が大気圧近傍に制御されて
いるときに新たに目標圧力を大気圧に設定した場合に
は、パイロット圧とフィードバック圧との差圧は小さく
なる。その結果、弁体６２がその差圧に応じた移動量だ
け移動しなくなることがある。何故なら、弁体６２は、
ばね７２にて出力ポート６４の圧力を放出しない位置に
保持されている。この弁体６２に差圧が加わったとき、
ばね７２の初期付勢力、ロッド６７の摺動抵抗等の理由
により小さい差圧に対する作動性が悪くなるためであ
る。従って、弁体６２にて排気動作が行われず、出力ポ
ート６４の圧力がパイロット圧（即ち、目標圧力）に制
御されなくなる。この結果、圧力比例制御弁６０でタン
ク等の負荷に圧力を供給している場合には、負荷に供給
する圧力ＰOが目標圧力まで排気されず、余分な圧力
（残圧）が印加されたままになる問題がある。

【０００８】本発明は、上記問題点を解決するためにな
されたものであって、その目的は、負荷に供給する圧力
を外部圧力の近傍の圧力に制御するときにも迅速かつ確
実に制御することができる圧力比例制御弁を提供するこ
とにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め、請求項１に記載の発明は、入力ポート側から供給さ
れる供給圧力を出力ポートに導入、あるいは、出力ポー
ト側の実圧力を外部に導出する主弁を、パイロット圧と
出力ポートから帰還されるフィードバック圧との差圧に
基づいて操作して、実圧力を供給圧力と外部圧力との間
においてパイロット圧に比例した圧力に制御する圧力比
例制御弁における圧力制御方法において、パイロット圧
を、供給圧力と、前記外部圧力よりも低圧のパイロット
用低圧源の圧力により生成するようにした。

【００１０】請求項２に記載の発明は、入力ポート側か
ら供給される供給圧力を出力ポートに導入、あるいは、
出力ポート側の実圧力を外部に排気する主弁を、パイロ
ット圧と出力ポートから帰還されるフィードバック圧と
の差圧に基づいて操作して、実圧力を供給圧力と外部圧
力との間においてパイロット圧に比例した圧力に制御す
る圧力比例制御弁において、負圧を生成する負圧生成手
段を備え、パイロット圧を前記負圧生成手段が生成する
負圧により制御するようにした。

【００１１】請求項３に記載の発明は、請求項２に記載
の発明において、負圧生成手段は、供給圧力にて負圧を
生成するものとした。請求項４に記載の発明は、請求項
２又は請求項３に記載の発明において、出力ポートから
負荷に供給される実圧力の検出値である圧力検出信号、
あるいは、外部から入力される目標圧力に対応する目標
圧力信号を、実圧力が大気圧に近づいたことを判断する
ために予め設定した基準値と比較する比較手段と、前記
比較手段の比較結果に基づき、前記圧力検出信号あるい
は目標圧力信号が基準値よりも小さくなったとき、負圧
生成手段が生成する負圧によりパイロット圧を制御する
制御手段とを備えた。

【００１２】従って、請求項１又は請求項２に記載の発
明によれば、パイロット圧を低く制御するために、パイ
ロット圧を実圧力が排気される外部圧力よりも低圧のパ
イロット用低圧源に導出すると、パイロット圧が外部圧
力に近い圧力になったときでもパイロット圧は急速に下
降する。その結果、パイロット圧とフィードバック圧と
の差圧が大きくなるため、主弁が確実に、又、大きく操
作される。すると、実圧力は、外部圧力に向かって急速
に下降する。従って、実圧力を外部圧力の近傍の圧力に
制御するときでも、迅速かつ確実に制御することが可能
になる。

【００１３】請求項３に記載の発明によれば、請求項２
に記載の発明の作用に加えて、負圧生成手段が供給圧力
から負圧を生成するため、外部に負圧源を必要とせず、
しかも、簡単な構成で負圧を生成することができる。

【００１４】請求項４に記載の発明によれば、請求項２
又は請求項３に記載の発明の作用に加えて、比較手段
は、出力ポートから負荷に供給される実圧力の検出値で
ある圧力検出信号、あるいは、外部から入力される目標
圧力に対応する目標圧力信号を、実圧力が大気圧に近づ
いたことを判断するために予め設定した基準値と比較す
る。制御手段は、比較手段の比較結果に基づき、圧力検
出信号、あるいは、目標圧力信号が基準値よりも小さく
なったとき、負圧生成手段が生成する負圧によりパイロ
ット圧を制御する。その結果、パイロット圧が大気圧に
近づくと、パイロット圧が負圧生成手段にて生成される
負圧にて制御され下降する。従って、パイロット圧の下
降率が低下したときにのみ負圧手段にて供給圧力が消費
されるため、供給圧力の無駄な消費を抑制することが可
能になる。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した一実施
の形態を図１〜図４に従って説明する。図１は圧力比例
制御弁１の側断面を、図２は同じく正面側断面を示して
いる。この圧力比例制御弁１の後部には、負圧発生部２
が配設されている。圧力比例制御弁１の左側面には外部
のエア供給源Ｓから圧力ＰI の供給エアが導入される入
力ポート３が開口され、右側面には負荷Ｌに接続される
出力ポート４が開口されている。両ポート３，４間に
は、円筒状のエア室５が形成され、エア室５の内部には
筒状の弁部６が形成されている。弁部６の上端には排気
側弁座７が、下端には給気側弁座８が形成されている。
弁部６の内部は、前記出力ポート４に連通されている。

【００１６】エア室５は、弁部６との間の空間部が排気
室９及び給気室１０に区画されている。排気室９は弁部
６の排気側弁座７を介して、圧力比例制御弁１の後部に
設けられる排気ポート９ａに連通され、給気室１０は弁
部６の給気側弁座８を介して入力ポート３に連通されて
いる。排気ポート９ａは、外部の大気に連通されてい
る。

【００１７】弁部６の下側には弁体１１が配設され、弁
体１１はばね１２にて給気側弁座８に当接して閉塞する
ように付勢されている。弁部６の上側には弁体１３が配
設され、弁体１３はばね１４にて排気側弁座７に当接し
て閉塞するように付勢されている。

【００１８】弁部６の上方には圧力室１５が形成され、
圧力室１５にはダイアフラム１６が一対の受圧体１７に
て挟持された状態で配設されている。ダイアフラム１６
は圧力室１５を区画して、上側にパイロット室１８、下
側にフィードバック室１９を形成している。両受圧体１
７には、前記弁体１３及び弁部６に挿通するロッド２０
が連結されている。本実施の形態では、弁体１１，１
３、ロッド２０等により、主弁が構成されている。

【００１９】パイロット室１８には、給気側電磁弁２１
を介して入力ポート３が連通されている。又、パイロッ
ト室１８は、排気側電磁弁２２を介して前記負圧発生部
２に連通されている。フィードバック室１９は、出力ポ
ート４に連通されている。又、フィードバック室１９
は、その圧力を検出する圧力センサ２３に連通されてい
る。両電磁弁２１，２２及び圧力センサ２３は、圧力比
例制御弁１の内部の制御部２４にそれぞれ接続されてい
る。圧力センサ２３は、フィードバック室の圧力（以
下、フィードバック圧ＰF という）、即ち、出力ポート
４から負荷Ｌに供給される圧力（以下、実圧力ＰO とい
う）の検出値である実圧力信号ＶO を制御部２４に出力
する。

【００２０】パイロット室１８の圧力（以下、パイロッ
ト圧ＰP という）とフィードバック室１９の圧力（以
下、フィードバック圧ＰF という）とが均衡するとき
は、ロッド２０は中立位置に配置される。中立位置は、
ロッド２０が給気側弁座８に当接する弁体１１を下方に
移動させず、かつ、排気側弁座７に当接する弁体１３を
上方に移動させない位置である。パイロット圧ＰP がフ
ィードバック圧ＰF よりも大きくなると、ロッド２０が
中立位置から下動して弁体１１が給気側弁座８から下方
に離間する。このとき、弁体１３は排気側弁座７に当接
したままになる。すると、出力ポート４には、入力ポー
ト３が連通される。反対に、パイロット圧ＰP がフィー
ドバック圧ＰF よりも小さくなると、ロッド２０が中立
位置から上動して弁体１３が排気側弁座７から上方に移
動する。このとき、弁体１１は給気側弁座８に当接した
ままになる。すると、出力ポート４には、排気ポート９
ａが連通される。

【００２１】入力ポート３は、流路２５にて負圧発生部
２に連通されている。図３に示すように、前記負圧発生
部２は、負圧発生手段としての発生部本体２６、及び、
制御手段としての電磁弁２７にて構成されている。発生
部本体２６には、その右側に収容孔２８が形成され、左
側に収容孔２８に連通するディフューザ２９が形成され
ている。ディフューザ２９は、右端（基端）から左端
（先端）にいくほど拡開する形状に形成されている。収
容孔２８の中央部にはノズル３０が係止環３１にて固定
されている。ノズル３０とディフューザ２９との間（即
ち、収容孔２８の先端部）には、パイロット用低圧源と
しての負圧室３２が形成されている。負圧室３２には、
排気側電磁弁２２の排気ポートからの流路３３が開口さ
れている。そして、排気側電磁弁２２が作動すると、負
圧室３２がパイロット室１８に連通される。

【００２２】ノズル３０の内部には流路３４が形成さ
れ、流路３４の右端は閉塞され、流路３４の左端は噴射
孔３５を介してディフューザ２９側に開口されている。
又、ノズル３０には、流路３４をノズル３０の外周側に
連通する流路３６が形成されている。流路３６はノズル
３０の外周に沿って形成される周溝３７の内部に開口さ
れている。

【００２３】電磁弁２７の一方のポートは、流路３８に
て前記流路２５に連通され、他方のポートは流路３９に
て周溝３７に連通されている。従って、電磁弁２７が作
動すると、入力ポート３から流路３４にエアが導入され
る。

【００２４】次に、制御部２４の構成を図４に従って説
明する。制御部２４は、減算器４０、増幅器４１、パル
ス幅変調回路部（以下、ＰＷＭ（Pulse Width Modulati
on）回路部という）４２、電圧設定部４３及び比較器４
４とから構成されている。

【００２５】減算器４０は、外部装置４５から目標圧力
信号ＶS を入力する。目標圧力信号ＶS は、設定しよう
とする出力ポート４の圧力（即ち、実圧力ＰO に対して
特に区別するために目標圧力ＰS という）を指定するた
めの信号であって外部装置４５にて生成される。又、減
算器４０は、前記圧力センサ２３から実圧力信号ＶOを
入力し、目標圧力信号ＶS から実圧力信号ＶO を減じ
て、その差を偏差信号ΔＶ（＝ＶS −ＶO ）として増幅
器４１に出力する。増幅器４１は、偏差信号ΔＶを電力
増幅し、この増幅した信号を制御偏差信号ΔＶCRとして
ＰＷＭ制御部４２に出力する。

【００２６】ＰＷＭ制御部４２は、図示しないキャリア
三角波発生回路、比較器、駆動回路等からなる公知の回
路構成で形成されている。ＰＷＭ制御部４２は、制御偏
差信号ΔＶCRにて一義的に決定されるデューティ比のパ
ルス列からなる制御駆動信号ＶD を給気用電磁弁２１又
は排気用電磁弁２２に出力する。即ち、ＰＷＭ制御部４
２は、制御偏差信号ΔＶCRが正であるときは、その制御
偏差信号ΔＶCRの大きさに対応して大きくなるデューテ
ィ比の制御駆動信号ＶD を給気用電磁弁２１に出力す
る。又、ＰＷＭ制御部４２は、制御偏差信号ΔＶCRが負
であるときは、その制御偏差信号ΔＶCRの大きさに対応
して大きくなるデューティ比の制御駆動信号ＶD を排気
用電磁弁２２に出力する。給気側電磁弁２１は、制御駆
動信号ＶDを入力する間だけ入力ポート３とパイロット
室１８とを連通する。又、排気側電磁弁２２は、制御駆
動信号ＶD を入力する間だけパイロット室１８を負圧発
生部２の負圧室３２に連通する。

【００２７】電圧設定部４３は、所定の電圧ＶC が印加
される可変抵抗からなる。電圧設定部は、所定の電圧Ｖ
C から基準電圧ＶC1を生成する。この基準電圧ＶC1は、
実圧力信号ＶS に応じて電磁弁２７を制御するための電
圧である。基準電圧ＶC1は、ダイアフラム１６が確実に
変位するために必要な最低の差圧が得られる実圧力ＰO
に対応する実圧力信号ＶO 、及び、負圧発生部２に供給
圧力ＰI が導入されてから所定の真空度に到達するまで
の時間に基づいて設定されている。尚、所定の真空度に
到達するまでの時間は、負圧室３２の容量をＶ、所定の
真空度により決定される定数をＣ、到達時間をＴとする
と、Ｔ＝（Ｖ／Ｃ）^1/A（Ａは定数）で求められる。

【００２８】比較手段としての比較器４４は、圧力セン
サ２３から実圧力信号ＶO を入力し、電圧設定部４３か
ら基準電圧ＶC1を入力する。比較器４４は、実圧力信号
ＶOが基準電圧ＶC1よりも小さくなると、電磁弁２７に
駆動信号ＶD2を出力する。電磁弁２７は、駆動信号ＶD2
を入力する間だけ、流路３８，３９を介して入力ポート
３と流路３４とを連通する。

【００２９】次に、以上のように構成された圧力比例制
御弁の作用について説明する。今、圧力比例制御弁１か
ら負荷Ｌに対して、大気圧よりも十分に高い実圧力ＰO
が供給されているものとする。従って、このとき、パイ
ロット圧ＰP は、実圧力ＰO に等しい。この状態で、新
たに外部装置４５から圧力値０（即ち、大気圧）に対応
する目標圧力信号ＶS が出力されると、減算器４０はそ
の目標圧力信号ＶS から、実圧力ＰO の検出値である実
圧力信号ＶO を減じて得られる偏差信号ΔＶ（＝ＶS −
ＶO ）を増幅器４１を介してＰＷＭ回路部４２に出力す
る。この場合、目標圧力ＰS は実圧力ＰO よりも低いた
め、偏差信号ΔＶは負になる。従って、ＰＷＭ回路部４
２は、負の偏差信号ΔＶに対応するデューティ比の制御
駆動信号ＶD を排気用電磁弁２２に出力する。

【００３０】制御駆動信号ＶD により排気用電磁弁２２
が作動すると、パイロット室１８のエアが負圧室３２及
びディフューザ２９を介して大気に排気される。この結
果、パイロット圧ＰP は実圧力ＰO から降下してフィー
ドバック圧ＰF よりも低くなるため差圧が生じ、その差
圧によりダイアフラム１６が排気側に変位する。このた
め、ロッド２０が中立位置から上方に駆動されるため、
弁体１３が排気側弁座７から上方に離間する。その結
果、出力ポート４からエアが排気ポート９ａを介して大
気に排気されるため、実圧力ＰO が初期の圧力から下降
する。このとき、比較器４４には下降する実圧力ＰO に
対応する実圧力信号ＶO が逐次入力される。

【００３１】パイロット圧ＰP が大気圧近くの圧力にま
で下降して、実圧力ＰO が大気圧近くの圧力まで下降す
ると、比較器４４に入力される実圧力信号ＶO が基準電
圧ＶC1よりも小さくなる。すると、比較器４４は電磁弁
２７に駆動信号ＶD2を出力するため、電磁弁２７が作動
してノズル３０の流路３４に入力ポート３から供給圧力
ＰI のエアが導入される。流路３４内に導入されたエア
は、噴射孔３５から負圧室３２に噴射され、負圧室３２
からディフューザ２９に導出される。このとき、負圧室
３２を通過し、ディフューザ２９に流れる噴射流によ
り、負圧室３２のエアがディフューザ２９に排出される
ため、負圧室３２に負圧が発生する。

【００３２】このとき、パイロット圧ＰP は大気圧に近
い圧力にまで下降しているが、負圧室３２に負圧が生成
されるため、パイロット圧ＰP と負圧との圧力差が大き
くなる。その結果、その圧力差によりパイロット室１８
からエアが負圧室３２に急速に排気されるため、パイロ
ット圧ＰP は急速に下降する。

【００３３】パイロット圧ＰP が急速に下降すると、フ
ィードバック圧ＰF との差圧が大きくなるため、ダイア
フラム１９には差圧に基づく大きな操作力が作用する。
その結果、ロッド２０は中立位置から確実に上方に駆動
されるため、出力ポート４からのエアの排気が確実に行
われる。従って、パイロット圧ＰP が大気圧近くの圧力
にまで下降した状態でも、実圧力ＰO は迅速かつ確実に
下降して目標圧力ＰS（即ち、大気圧）に制御される。

【００３４】尚、実圧力ＰO に対して高い目標圧力ＰS
が設定される場合は、実圧力信号ＶO が基準電圧ＶC1よ
り低いときであっても、排気用電磁弁２２は作動されな
いため、発生する負圧によりパイロット圧ＰP の上昇が
阻害されることはない。

【００３５】次に、圧力比例制御弁１にて負荷Ｌに大気
圧に近い圧力の実圧力ＰO が供給されているときに（従
って、パイロット圧ＰP も大気圧近傍の圧力である）、
実圧力ＰO を大気圧に制御する場合を説明する。

【００３６】外部装置４５から目標圧力信号ＶS （即
ち、大気圧に対応する）が出力されると、この目標圧力
信号ＶS から実圧力信号ＶO を減じた偏差信号ΔＶにて
排気用電磁弁２２が作動される。

【００３７】このとき、実圧力信号ＶO が基準電圧ＶC1
よりも小さいと、電磁弁２７が作動する。その結果、大
気圧に近い圧力のパイロット圧ＰP は負圧になる。する
と、パイロット圧ＰP とフィードバック圧ＰF との差圧
が大きくなるため、ダイアフラム１９が確実に排気側に
変位する。そのため、排気ポート９ａからのエアの排気
が確実に行われるため、実圧力ＰO は大気圧まで下降す
る。従って、低い実圧力ＰO を大気圧に制御するときに
も、実圧力ＰO を確実に大気圧に制御することができる
ため、負荷に余分な圧力が加わったままになることはな
い。

【００３８】以上詳述した本実施の形態の圧力比例制御
弁によれば、以下の効果を得ることができる。（ａ）圧力比例制御弁１に負圧発生部２を設け、電磁
弁２７の作動により入力ポート３から供給圧力ＰI を導
入して負圧室３２に負圧を発生するようにした。又、排
気用電磁弁２２の排気側のポートを負圧室３２に連通し
た。そして、実圧力信号ＶO を比較器４４にて予め設定
した基準電圧ＶC1と比較して、実圧力信号ＶO が基準電
圧ＶC1よりも小さくなると（即ち、実圧力ＰO が大気圧
に近い圧力になると）電磁弁２７を作動するようにし
た。その結果、目標圧力ＰS が大気圧に近い圧力に設定
されたとき、圧力比例制御弁１の作動により実圧力ＰO
が大気圧に近い圧力まで制御されると、電磁弁２７が作
動してパイロット圧ＰP が負圧源に排気される。従っ
て、大気圧に近くなったパイロット圧ＰP の排気が急速
に行われるため、フィードバック圧ＰF との差圧を大き
くすることができる。そして、大きな差圧によりロッド
２０及び弁体１３を確実に作動させることができるた
め、実圧力ＰO を目標圧力ＰS に迅速かつ確実に制御す
ることができる。

【００３９】又、負荷Ｌに大気圧近傍の実圧力ＰO を供
給した状態で、目標圧力ＰS を大気圧に設定したとき、
パイロット圧ＰP が負圧になるため、フィードバック圧
ＰFとの差圧を大きくすることができる。そして、大き
な差圧によりロッド２０及び弁体１３を確実に作動させ
て実圧力ＰO を大気圧に確実に制御することができるた
め、負荷Ｌに余分な圧力が加わったままになることはな
い。

【００４０】（ｂ）実圧力ＰO が大気圧に近い圧力の
ときにも大きな差圧を得るために、パイロット圧ＰP を
負圧に制御するようにした。従って、予めダイアフラム
１９を排気側に余分に付勢しないため、その余分な付勢
力分だけ負荷に供給する実圧力ＰO の最高値が供給圧力
ＰI よりも低くなることはない。

【００４１】又、予め排気側に余分に付勢力を加えてい
ないため、パイロット圧ＰP とフィードバック圧ＰF と
の差圧により生成される操作力に対して、給気側と排気
側とでダイアフラム１９の作動量が異なることはない。
従って、制御性の悪化を防止することができる。

【００４２】（ｃ）負圧発生部２には、実圧力信号Ｖ
O が基準電圧ＶC1よりも小さくなったときにのみ入力ポ
ート３からエアを導入するようにしたので、実圧力ＰO
が大気圧の近傍に制御されるとき以外は、入力ポート３
からエアを導入することはない。従って、エアの無駄な
消費を低減することができる。

【００４３】（ｄ）圧力比例制御弁１に負圧発生部２
を設け、入力ポート３からエアを導入することにより負
圧を生成するようにしたので、別に負圧源を用意する必
要がない。従って、圧力比例制御弁１が使用される製造
工程等への設置を容易に行うことができる。

【００４４】尚、本発明は上記実施の形態に限定される
ものではなく、以下のように構成することもできる。（１）排気ポート９ａが大気に連通される場合に限ら
ず、大気圧よりも低圧な圧力源、あるいは、大気圧より
も高圧の圧力源に連通される場合に実施してもよい。即
ち、実圧力ＰO は、供給圧力ＰI とその低圧源の圧力と
の間の圧力範囲で制御される。このときは、排気用電磁
弁２２の排気ポートを排気ポート９ａが連通される圧力
源の圧力よりも低圧の圧力源に接続する。この場合にお
いても、実圧力ＰO を排気ポート９ａが連通される圧力
源の圧力近傍に制御するときには、実圧力ＰO を急速か
つ確実に制御することができる。

【００４５】（２）負圧発生部２に常時エアを供給す
ることにより、排気用電磁弁２２の作動時には常時パイ
ロット圧ＰP が負圧源に放出されるようにしてもよい。
この場合、パイロット圧ＰP と排気側との圧力差を常時
大きくすることができるため、パイロット圧ＰP を急速
に下降させることができる。従って、パイロット圧ＰP
とフィードバック圧ＰF との差圧を大きくし、ロッド２
０及び弁体１３の変位量を大きくすることができるた
め、実圧力ＰO を迅速に目標圧力ＰS に制御することが
できる。

【００４６】（３）圧力比例制御弁１を使用する環境
に負圧源が有る場合は、排気側電磁弁２２の排気ポート
をその負圧源に接続するようにしてもよい。この場合、
圧力比例制御弁１に、負圧源を排気用電磁弁２２の排気
ポートに接続するための連結部を設ける。尚、このと
き、排気用電磁弁２２の排気ポートを常時負圧源に接続
するようにしてもよく、又、実圧力信号ＶO が基準電圧
ＶC1よりも小さくなったときにのみ連通し、それ以外の
ときは大気に連通するようにしてもよい。

【００４７】（４）負圧発生部２に、圧力比例制御弁
１の外部の圧力源からエアを供給することにより、負圧
を生成するようにしてもよい。（５）実圧力信号ＶO と基準電圧ＶC1との比較結果に
より、電磁弁２７を制御する代わりに、目標圧力信号Ｖ
S と基準電圧ＶC1との比較結果により、電磁弁２７を制
御するようにしてもよい。

【００４８】（６）実圧力ＶO を検出し、その検出値
である実圧力信号ＶO と目標圧力信号ＶS との偏差によ
り、給気用電磁弁２１及び排気用電磁弁２２を制御し
て、パイロット圧ＰP を変更するタイプの圧力比例制御
弁に実施した。これを、実圧力ＶO を検出せず、一方的
にパイロット圧ＰP を設定するタイプの圧力比例制御弁
１に実施してもよい。この場合、目標圧力信号ＶS に基
づいて電磁弁２７を制御するか、別に設けた圧力センサ
で負荷Ｌに供給される実圧力ＶO を検出し、その検出値
に基づいて電磁弁２７を制御する。

【００４９】（７）負圧生成手段を電力で駆動される
エアポンプ等で構成してもよい。（８）パイロット圧ＰP を制御するための機構として
は、給気用電磁弁２１及び排気用電磁弁２２の組み合わ
せに限らず、その他、ノズルフラッパ機構、３ポート２
位置切換弁等によるものであってもよい。

【００５０】（９）実圧力ＰO が大気圧に達したこと
を判断するための基準値ＶC2を予め設定し、この基準値
ＶD2と圧力検出信号ＶO との比較結果に基づき駆動信号
ＶD2を停止するように構成してもよい。即ち、圧力検出
信号ＶO が基準値ＶD1とＶD2の間にあるときのみ負圧が
生成されるように構成する。この構成によれば、実圧力
ＰO が大気圧に制御された状態では、負圧を生成するた
めのエアの消費を低減することができる。

【００５１】（１０）パイロット室１８側の受圧面積
と、フィードバック室１９側の受圧面積が異なる圧力比
例制御弁であってもよい。上記実施の形態から把握でき
る請求項以外の技術的思想について、以下にその効果と
ともに記載する。

【００５２】（１）請求項２に記載の圧力比例制御弁
において、負圧生成手段は、供給圧力ＰI のエアを導入
して噴射するノズル３０と、ノズル３０から噴射される
エアを大気に拡散するディフューザ２９と、ノズル３０
とディフューザ２９との間に形成され、ノズル３０から
ディフューザ２９に噴射されるエアにて負圧を生成する
負圧室３２とを備えている。この構成によれば、供給圧
力ＰI を利用して簡単な構成で負圧を生成することがで
きる。

【００５３】（２）請求項４に記載の圧力比例制御弁
において、比較手段４４は、圧力検出信号ＶO を実圧力
ＰO が大気圧に達したことを判断するための基準値ＶC2
と比較し、圧力検出信号ＶO が基準値ＶC2よりも小さく
なったとき負圧によるパイロット圧ＰP の制御を停止す
る。この構成によれば、実圧力ＰO が大気圧に制御され
た状態では、負圧の生成するための供給圧力、電気等の
消費が停止される。

【００５４】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１及び請求
項２に記載の発明によれば、負荷に供給する圧力を外部
圧力の近傍の圧力に制御するときにも迅速かつ確実に制
御することができる。

【００５５】請求項３に記載の発明によれば、請求項２
に記載の発明の効果に加えて、供給圧力から負圧を生成
するため、外部に負圧源を必要とせず、しかも、簡単な
構成で小型の負圧生成手段を構成することができる。従
って、圧力比例制御弁本体に対して容易に一体化するこ
とができる。

【００５６】請求項４に記載の発明によれば、請求項２
又は請求項３に記載の発明の効果に加えて、負圧を得る
ために使用する供給流体の無駄な消費を抑制することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】圧力比例制御弁の側断面図。

【図２】同じく正面側断面図。

【図３】負圧発生部の断面図。

【図４】圧力比例制御弁の空圧回路及び制御部のブロ
ック図。

【図５】従来例の圧力比例制御弁の正面側断面図。

【図６】同じく側断面図。

【符号の説明】

３…入力ポート、４…出力ポート、１１，１３…主弁を
構成する弁体、２０…同じくロッド、２６…負圧生成手
段としての発生部本体、２７…制御手段としての電磁
弁、３２…パイロット用低圧源としての負圧室、４４…
比較手段としての比較器、Ｌ…負荷、ＰF …フィードバ
ック圧、ＰI …供給圧力、ＰO …実圧力、ＰP …パイロ
ット圧、ＶC1…基準値としての基準電圧、ＶO …圧力検
出信号、ＶS …目標圧力信号。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】入力ポート（３）側から供給される供給
圧力（ＰI ）を出力ポート（４）に導入、あるいは、出
力ポート（４）側の実圧力（ＰO ）を外部に導出する主
弁（１１，１３，２０）を、パイロット圧（ＰP ）と出
力ポート（４）から帰還されるフィードバック圧（ＰF
）との差圧に基づいて操作して、実圧力（ＰO ）を供
給圧力（ＰI ）と外部圧力との間においてパイロット圧
（ＰP ）に比例した圧力に制御する圧力比例制御弁にお
ける圧力制御方法において、パイロット圧（ＰP ）を、供給圧力（ＰI ）と、前記外
部圧力よりも低圧のパイロット用低圧源（３２）の圧力
により制御するようにした圧力比例制御弁における圧力
制御方法。
【請求項２】入力ポート（３）側から供給される供給
圧力（ＰI ）を出力ポート（４）に導入、あるいは、出
力ポート（４）側の実圧力（ＰO ）を外部に排気する主
弁（１１，１３，２０）を、パイロット圧（ＰP ）と出
力ポート（４）から帰還されるフィードバック圧（ＰF
）との差圧に基づいて操作して、実圧力（ＰO ）を供
給圧力（ＰI ）と外部圧力との間においてパイロット圧
（ＰP ）に比例した圧力に制御する圧力比例制御弁にお
いて、負圧を生成する負圧生成手段（２６）を備え、パイロット圧（ＰP ）を前記負圧生成手段（２６）が生
成する負圧により制御するようにした圧力比例制御弁。
【請求項３】負圧生成手段（２６）は、供給圧力（Ｐ
I ）にて負圧を生成するものである請求項２に記載の圧
力比例制御弁。
【請求項４】出力ポート（４）から負荷（Ｌ）に供給
される実圧力（ＰO）の検出値である圧力検出信号（ＶO
）、あるいは、外部から入力される目標圧力（ＰO ）
に対応する目標圧力信号（ＶS ）を、実圧力（ＰO ）が
大気圧に近づいたことを判断するために予め設定した基
準値（ＶC1）と比較する比較手段（４４）と、比較手段（４４）の比較結果に基づき、前記圧力検出信
号（ＶO ）、あるいは、目標圧力信号（Ｖ）が基準値
（ＶC1）よりも小さくなったとき、負圧生成手段（２
６）が生成する負圧によりパイロット圧（ＰP ）を制御
する制御手段（２７）とを備えた請求項２又は請求項３
に記載の圧力比例制御弁。