JPS59223820A

JPS59223820A - 可動部材位置表示装置

Info

Publication number: JPS59223820A
Application number: JP6311284A
Authority: JP
Inventors: Debitsuto Buriton Jiyon; ジヨン・デビツト・ブリトン
Original assignee: NIPPON MUUGU KK
Current assignee: NIPPON MUUGU KK
Priority date: 1983-03-31
Filing date: 1984-03-30
Publication date: 1984-12-15
Also published as: EP0124242A2; EP0124242A3

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】本−Ａ明は位置トランスジューサに関し、そして制約的
ではないが特にザーボ弁内のスプールの位置を決定する
ためのトランスジューサに関する。

従来型式のサーボ弁において、スゾール〃ζトルクモー
タのアーマチュアの動きで制御される液圧増幅装置によ
って動かされ、そしてそのスプールの位置の変化が、該
アーマチュアに復原力を与える片持ち装架ばねによって
検知される。このようにしてスプールはモータを通る電
、泥によって決められる位置に設定される。そのような
構成はそれなシに充分な操作を行うものではあるが、ば
ねを正確に位置決めして装架しなければならず、そして
その場合でも弁の精度は機械的フィーＰバック装置によ
って限定される。

本発明によれば、可動部材の位置を表示するための装置
が、いずれか一方が該可動部材と共に動くように装架さ
れるピックアップコイルと磁性材料部材、及び該コイル
のインダクタンスの変化を測定する装置をψ１ηえる。

該磁性材料部材が該可ａＪ部材上またはこれの延長部上
に装架されてよい。

該測定装置は、該ピンクアップコイルのインダクタンス
によって発振周波数が決められるオシレータを備えるこ
とができる。

該オシレータはコルピッツオシレータにされよう。

本発明を実施する位置トランスジューサは特に、ピック
アップコイルまたは磁性材料部材が仕事流体の中に漬ゆ
られるような用途に通している。

本発明の他の特徴によれば、サーボ弁が弁スプールの位
置を表示するための装置を備え、この表示装置は、いず
れか一方が該スツールと共に動くように装架されるピッ
クアップコイルと磁性材料部材、及び該コイルのインダ
クタンスの変化全測定する装置を備える。

次に実例として、添付図面を参照に本発明を実施するサ
ーボ弁ｆ：詳細に説明する。

第１図に示されるように、サーボ弁スツール１が弁体部
３内のスライドウェイ２の中に長手方向に動くように装
架される。スプール１と弁体部３とは一部のみ示される
。

スプール１の延長部４が小さなフェライトコア５を担持
している。体部３の端壁に固定される端　　　　゛部キ
ャップ８の端部に設けられた孔７の中に設置されるフォ
ーマ上にピックアップコイル６０層が巻かれ、そして上
記フェライトコア５は、スツール１が図示の「休止」の
位置に在るとき、ピックアップコイル６に対し中心に位
置する。孔７はシール９によって閉じられ、そのシール
にコイル６からの出力リード１０が通される。シール１
１がスライドウェイ２から液圧流体の漏洩するのを防ぐ
。

使用において、スツール１の動きによってフェライトコ
ア５がピックアップコイル６に対して動かされ、これに
よってコイル６のインダクタンスに変化が生じ、この変
化が測定されることによシスノール１の動きの大きざが
表示される。そのインダクタンス変化から発せられる制
御信号が後述のように使用されるフィードバック信号と
なってスプール１の位置決めを助けるのである。

第２図は、コイル６のインダクタンスの変化を測定し、
そこから制御信号を発するための回路のダイアダラムで
ある。

コイル６はキャパシタ（Ｃ２）及び（Ｃ６）と連繋して
、トランクδり（ＴＲ１）を含むコルピッツオシレータ
の同調回路を作る。そのオシレータの諸パラメータは、
スプール１が中央休止位置に在シ、従ってコア５がピッ
クアップコイル６の中心に在るとき、成る既知の周波数
を持つように設計される。

スツール１が第１図で左かまた鉱石へ動くとオシレータ
の発振周波数に変化が生じる。

オシレータの出力は、エミッタホロワとしてＪ巣作する
増幅段（ＴＲ２）により緩衝されてから、レジスタ（Ｒ
５）　’ｅ通シ、液圧リミッタとして」条部する集積回
路（ＩＣ１）の入力の１つに接続され、そしてその集積
回路（ＩＣ１）の出力はキャパシタ（Ｃ４）　ｆ通って
位相ロックループ集積回路（ＩＣ２）を駆動する。ダイ
オード（Ｄｌ）と（Ｄ２）は集積回路（ＩＣ２）に加え
られる最大入力′液圧スイングを制限する。

集積回路（ＩＣ２）の出力はレジスタ（Ｒ１２）を介し
て位相コンパレータ集積回路（ＩＣろ）へ送られる。

この集積回路（ＩＣ５）の出力信号のマグニチュードは
、コルピッツオシレータの周及数変化に対応して変化す
る。

長さ’７＋ｍ１外径６．５朋の非磁性７オーマ上に巻か
れた２層の２　Ｅ３　ｓｗｇワイヤで成るピックアップ
コイル６と連繋する長さ８朋、直径４．５ｍｍの円筒形
フェライトコア５、及び、スプール１が中央零位置に在
り、コイル６がコア５に対し中心且つ同軸になっている
とき７５　Ｑ　ｋＨｚで発振するように設計されたコル
ピッツオシレータを使用した場合、スプール１の長手方
向位置が１．２５ｍｍ変化すると、発振周波数に７５　
ｋＨｚの式化が生じる。オシレータ同調に対する漂遊キ
ャパシタンスの効果を最少にするため、オシレータのＬ
Ｃ比は最小のインダクタンスをもつものとされる。これ
によってスプールの動きによるキャパシタンス効果が峡
少にされ、サーボ弁全爆発の危険性のある雰囲気中でも
使用できるようにする内在的な安全性が備えられる。ま
たコイル６の層状の巻線は、スプールの動きとオシレー
タ周波数との間に良好な線形関係を作るのを助ける。

（ＩＣＩ）は６１４０型、そして（ＩＣ２）は５ｍ５６
５型にすることができよう。（ＩＣ１）は（ＩＣ２）へ
＋／−５００ｍｖの範囲内の出力を送る。（ＩＣ２）の
電圧制御されるオシレータの周波数はキャパシタ（Ｃ５
）及びレジスタ（ＲＩＯ）と連累する成位差計（ＶＲｌ
）によって決定される。そのループの捕捉範囲は呼称中
央周波数の＋／−５０％である。

１０のゲインを採る６１４０型の（ＩＣ３）は、スプー
ルの動き０．０２５ｍｍ当り１０ｔｎＶの全システムの
伝達関数にする。

上述のようなシステムはスゾール動きの非常に高感度で
正確な表示を行う。該システムの更に別の長所として、
永久磁気路が無いため、使用液圧流体中に存在すること
のある鉄全含有する破片がコイルとコアの近傍に溜祉る
傾向がなくなる。

上記のようなコアまたはコイルの動きを検出する装置を
組込んだサーボ弁が第６図に断面示される。スプール１
がスリーブ組立体１２内に長手方向に動くよう装架され
る。そのスリーブ１２は体部３内でｒｏｌリング上に浮
動装架され、これによって、スプール１が僅かな凹凸の
あるマニホルド内に装架された場合に加わるような副方
向の荷重からスプールを隔絶する。スリーブ１２は偏心
ピン（図示せず）によって所定位置に正確に設定される
。

スプールは゛供給口１３から来る液圧流体全制御して管
状フィルタ１４ｆｆ：通し、スリーブ１２の出力口１７
．１８’を介して２つの出力制御口１５゜１６のいずれ
か一方へ送る。

スツール１はこれの両端面における流体圧力差によって
作動される。その圧力差は、体部２に取付けられるハウ
ジング２１内の磁気モータのアーマチュア２０に取イ」
ケられた７ラツパ１９によって制御される。そのモータ
は、２４で概略的に図示される付勢巻線と磁石をもった
上下極ピース２２．２３を備える。アーマチュア２０は
、体部２上に装架される可撓管２５上に支持される。フ
ラッパ１９は可撓管２５内に延在し、そしてノズル２６
．２７と共同して、スツール１に掛かる圧力差を制御す
る。

このシステムは、通常の閉じループ制御装置において、
操作する。現在のスプール位置を表示する（工Ｃ３）か
らの出力が所要スプール位置を表示する信号と比較され
、そしてその結果の誤差信号が、必要に応じて増幅され
て、電磁石の巻線を付勢するために送られる電流全決定
する。

スプールの動きの上述のようにして得られる表示が正確
であるほど、サーボ弁はより正鉋且つ精密に操作する。

第４図は本発明のサーボ弁の第２実施例の、第１図と同
様な断面図を示す。第４図において、第１図の部品と対
応する部品には同じ参照番号が付けられる。

第４図に示される実施例において、フェライトコア５は
短かいロンド状の支持２８の一方のｙＪ部に担持される
。この支持２８は、これの他端郡に近い方の個所に固定
されたディスク３１と端部キャップ８の端壁３０との間
に設置されるばね２９によって荷重を掛けられている。

ばね２９は支持２８を、これがスプール１の端面３２と
接触するように保持し、従って支持２８はスプール１と
一緒に動く。ばね２９の荷重は、支持２８を常にスプー
ル１と］妾触させておくだけのものであればよい。

ここに記述してきたコイル／コア構成は、サーボ弁以外
の型式の弁のスプールの動＠全表示するのにも利用でき
ることは理解されよう。

例えば、直接、１ハ動弁において、スプールはリニア電
気モータによって直接駆動される。ここに述べてきたよ
うなコア／コイル構成を組込むことによ勺、スプールの
位置を任意の時点で表示でき、あるいはまたその検出装
置の出力を利用して制御ループを閉じ、こうしてサーボ
システムを形成することができよう。

更に本発明のコア／コイル式検出装置は、弁以外の装置
の可動要素の位置の表示や動きの測定を行うのに利用で
きる。例えば、その検出装置を使って短ストローク液圧
作動器または液圧モータの監視を行うことができよう。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１サーボ弁の部分のＲ略ＩＥｆ面図、第２図
は回路ダイアダラム、第６図は第１図のサーボ弁の詳細
断面図、第４図は第２サーボ弁の部分の概略断面図であ
る。１・・・サーボ弁スプール、２・・・スライドウェイ、
３・・・弁体部、４・・・スプール延長部、５・・・フ
ェライトコア、６・・・ピックアップコイル、８・・・
端部キャップ、１０・・・出力リード、１２・・・スリ
ーブｉ且立体、１３・・・激圧流体供給口、１５．１６
・・・出力制御口、１９・・・フラッパ、２０・・・磁
気モータアーマチュア、２１・・・磁気モータノ・ウジ
ング、２２．２３・・・極ピース、２４・・・巻；腺、
２５・・・可撓’＃ｓ２６，２７・・・ノズル、２８・
・・フェライトコア支持、２９・・・ばね、３２・・・
スプール端面。代理人　浅　村　　　皓

Claims

【特許請求の範囲】

（１）可動部材の位ｔ’を表示するための装置において
、いずれか一方が該可動部材と共に動くように装架され
るピックアップコイルと磁性材料部材、及び該コイルの
インダクタンスの変化を測定する装置を備える装置。
（２）　　特許請求の範囲第１項の装置において、該磁
性材料部材が該可動部材上またはこれの延長部上に装架
される、装置。
（３）特許請求の範囲第１：ｌＪｔまたは第２項の装置
において、該コイルまたは該磁性材料部材が、該可動部
材から分離されているがそれと共に動くように植成され
た支持によって担持される、装置。
（４）特許請求の範囲第１項、第２　ＪＡ％　または第
３項の装置において、該測定装置が、該ピックアップコ
イルのインダクタンスにょっ＜’４振周波畝が決められ
るオシレータを備える、装置。
（５）特許請求の範囲第４項の装置において、該オシレ
ータがコルピッツオシレータである、装置。
（６）特許請求の範囲第４項または第５項の装置におい
て、該ピックアップコイルのインダクタンスが最小限度
のものとされる、装置。
（７）弁スプールの動！’ｔｍ１１屋するための特許請
求の範囲前記任慧１′ＪＡの装置を備える弁。
（８）特許請求の範囲第７項の弁において、該磁性材料
部材が該弁スプール上またはこれの延長部上に装架され
る、弁。
（９）４￥−許請求の範囲第８唄の弁において、該磁性
材料部材が管形状にされ、該ピックアップコイル力４亥
磁性材料部材に対し同軸的に装架される、装置０