JPS61262280A

JPS61262280A - 制御弁

Info

Publication number: JPS61262280A
Application number: JP9348186A
Authority: JP
Inventors: ジョアヒム　ケー．エッチ．ヒーザー
Original assignee: BITSUKAAZU SYST Ltd
Current assignee: BITSUKAAZU SYST Ltd
Priority date: 1985-04-26
Filing date: 1986-04-24
Publication date: 1986-11-20
Also published as: EP0201229A1; GB8510665D0

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】（産業上の利用分野）本発明は制御弁、特に流体制御弁に関するものである。

（従来技術）従来例えば比例制御弁ではその流体流制御部材の位置を
検知し、この位置に対応した電気信号をつくりこれを制
御弁のための制御増幅器に帰還せしめる必要がある。こ
の帰還信号は通常位置変換器から得ており、この位置変
換器は制御増幅器からの指令信号に応答して流体流制御
部材を位置決めするソレノイド等のアクチェエータの一
端に設けられている。帰還動作は技術的には満足すべき
状態でなされるがコスト、適用範囲の制限その他種々の
問題がある。即ち（１）変換器は制御弁の一端に設けたソレノイド又は他
のアクチュエータと一線をなすよう制御弁の軸方向に一
線をなして設けなければならないがこれは一般に困難で
ある。

（２）アクチュエータ又はハウジングに対する変換器の
取付け。

（３）各構成部品の許容誤差の蓄積。

（４）零位置の機械的調整。

（５）変換器の露出部の損傷。

（６）制御増幅器に対する変換器の電気配線の露出部の
損傷。

（７）変換器の全長及び適用範囲の増加。

比例制御弁に用いる共通の位置変換器は直線変位変換器
（ＬＶＤＴ）であり、この変換器はアクチュエータに関
連する流体流制御部材の移動に応答するためソレノイド
又は他のアクチュエータの一端に取り付けられている。

（発明の目的）本発明の目的はハウジングと、このハウジング内に摺動
自在に設けられた、弁を通して流れる流体を制御弁する
ための流体流制御部材と、ハウジング内に設けられ、流
体流制御部材の位置を検知してこれに応じた電気的帰還
信号を作る位置変換器とより成る制御弁を得るにある。

本発明の他の目的はその位置変換器が帰還信号の精度を
増加するため流体流制御部材上に直接取り付けた一方の
部分とハウジング内に設けた他方の部分とを有する制御
弁を得るにある。

本発明によれば所定のハウジング及びその環境による大
きさの制限に関わらず種々の異なる型の位置変換器を用
いることができる。この位置変換器としては下記のよう
なものがある。

（１）ポテンショメータ機構（２）モアレ縞光学機構（３）絶対光学エンコーダ（４）ＬＶＤＴ（５）容量機構（６）磁気機構本発明制御弁では位置変換器をハウジング内に設けるた
め下記のような種々の利益が得られる。

（１）変換器とその附属電子回路部分の温度を十分減少
することができる。

（２）位置変換器電子回路部の零調整を乱すことなくソ
レノイドや他のアクチュエータを交換できる。

（３）位置変換器が制御弁の外端部に取り付けられてい
ないのでアクチュエータの端部に接近して流体流制御部
材のための手動操作機構を設けることができる。

（４）位置変換器が制御弁の外端部に設けられていない
ので流体流制御部材のための調節可能な位置決め機構を
設けることができる。

制御増幅器を含む位置変換器のための電子回路部を制御
弁に一体に設けることができ、全体形状が小型となり変
換器と電子回路部間の配線も露出されることがない。

（発明の実施例）以下図面によって本発明の詳細な説明する。

第１図、第２図に示すものは単一段、２ソレノイド比例
流体制御弁を示す。

この制御弁はハウジング１と、このハウジング１内に摺
動自在に設けられたスプール２より成る流体流制御部材
とを有する。前記制御部材は圧力流体人口４から２つの
出口５の１つに流れる流体の流れを制御するランド３を
有する。成る時点で圧力流体人口４に連結されていない
出口５はタンク孔６を介してタンクに連通されている。

２つのタンク孔６は内側通路７を介して連通されている
。

ソレノイド附勢子１１に連結したブツシュロッド９を介
してスプール２の対応する端部を押すように作用せしめ
るための２つのソレノイド８によって負荷（図示せず）
に流す流体が制御される。スプール２の小径端部に設け
られたスリーブ１５．１６の２つのフランジ１３．１４
間に作用せしめた二重作動圧縮スプリング１２によって
スプール２の作動が抑制される。スリーブ１５は円形ク
リップ１７によってスプール２に固定され、スリーブ１
６は段部１８によってハウジング１に抑止されている。

スプール２の端部ランド２２より漏洩する流体によって
満たされる端部室２１がハウジング１に固定した端部キ
ャップ１９によってハウジング１内に形成され、前記ソ
レノイド８はこの端部キャップ１９内に設けられている
。これらの構成は従来のものと同様である。

本発明における制御弁はハウジング１内のスプール２の
位置を検知しこれに応じた電気的帰還信号を作る位置変
換器２３をハウジング１内に有することを特徴とする。

この帰還信号は制御増幅器を含む電子回路部２５に配線
２４を介して加えられる。

この電子回路部２５は直接ハウジング１に取り付けられ
制御弁全体のサイズが小さくなるようにされている。

前記位置変換器２３はボテンシッメータであり、スプー
ル２に直接取り付けられた部分と、ハウジング１内に固
定された他の部分とより成る。スプール２に取り付けら
れた部分はかぎ穴溝２７を有する軸方向に延びる合成樹
脂の筒状体より成るキャリア２６より成り、このキャリ
ア２６はスプール２の小径端部に係合される。このスプ
ール２の小径端部の反対側の小径端部には前記スプリン
グ１２が設けられている。第２図に示すようにキャリア
２６には摺動子２９を取り付ける平坦部２８が形成され
ており、又キャリア２６はスプール２に対しその半径方
向又は軸方向に相対的に移動しないようにされている。

即ち相対的半径方向の移動はかぎ穴溝２７によって阻止
され、軸方向の移動はキャリア２６上に形成した（かぎ
穴溝２７によって遮断される）環状リプ３１とスプール
２の小径端部に設けた環状溝３２との保合によって阻止
される。

前記位置変換器２３の他の部分はハウジング１内の孔３
５に受容される筒状部分３４を有するキャリア３３より
成る。前記孔３５は関連する端部室２１と、電子回路部
２５によってカバーされてはいるが大気に連通している
室３６に延びている。前記筒状部分３４は孔３５内に０
リング３７によって液密に封入されており、流体が端部
室２１から外部に漏出することがなく又ハウジング１の
隣接面に係合するキャリア３３の頭部３９を引っ張るよ
うに曲げられる円形クリップ３８によって端部室２１内
に維持されている。前記頭部３９はスプール２の移動の
際摺動子２９によって摺動される抵抗トラック４１を支
持する。

指令信号が制御増幅器に加えられ位置変換器２３・　　
からの帰還信号（電圧又は電流）と比較され誤差信号を
作り、これによってソレノイド８の１つが附勢される。

ソレノイド８が附勢されればこの誤差信号を減少する方
向にスプール２が移動される。

例えばスプール２が粘着した場合にはハウジング１の端
部に設けたプランジャより成る手動操作機構４２によっ
てソレノイド附勢子１１及びブツシュロッド９を介して
スプール２を移動することができる。

第３図〜第５図は第１図の位置変換器２３の変形を示す
。第３図の実施例においては位置変換器２３はモアレ（
Ｍｏｉｒｅ）縞光学タイプのものであり、スプールに固
定した部分であるキャリア４３は端部ランド２２とスプ
ールの小径部分間に配置したスプール２の段部４４に係
合した点を除いて第１図の場合のキャリア２６と略同−
である。前記段部４４の直径は前記端部ランド２２の直
径より小さく前記スプール２の小径端部の直径より大き
い値である。キャリア４３には光学的格子４５が設けら
れている。キャリア４３をスプール２上に固定するため
のかぎ穴溝が半径方向フランジ５０に設けられている。

この半径方向フランジ５０の内面はスプールの小径端部
上の溝３２に係合する。光学的格子４５が第１図の摺動
子２９より小さいスペースを望む場合には補強のため段
部４４の厚さを大きくできる。位置変換器の他の部分で
あるキャリア４６は第１図のキャリア３３と同一である
がキャリア内に設けた光学変換器４７及び光学的格子４
０に対し光を入射できるようそれ自体透明とするか又は
透明な窓を設ける。

第３図の実施例ではスプール２が第１図の中心位置又は
所定のオフセット位置にあるとき零又は基準位置となる
。制御弁の操作においてスプール２が移動すれば光学的
格子４０を介して光学的格子４５に光が入り且つ反射し
、干渉縞が現れ、この数が光学変換器４７によって数え
られ、この数は零又は基準位置からのスプール２の移動
量に比例する。

この数に応じて電気的帰還信号が発生する。

第４図の例では、制御電子回路部内に延びる位置変換器
（ＬＶＤＴ）を他の実施例と同様ハウジングの孔３５内
に封入した筒状のキャリア４８内に設ける。

この位置変換器２３は固定コイル４９と、スプリング５
３によって押圧される、プランジャ５２を支持する可動
コア５１とより成る。この実施例ではスプール上にはキ
ャリアを設ける必要はない。然しながらスプール２の端
部は傾斜しておリプランジャ５２はこの傾斜部に接しス
プール２が一方向又は他方向に移動したときプランジャ
５２がコア５１と共に固定コイル４９内に人出する。こ
のコア５１の移動によりスプール２の位置に対応する電
気的帰還信号が生ずる。

第５図の実施例における変換器は電磁制限機構でありス
プールに取り付けた部分は第４図のキャリア４３と同様
のキャリア５４であって低出力マグネット５５を支持す
るものである。ハウジング１内に設けた変換器の他の部
分はキャリア３３．４６．４８と同様のキャリア５６で
あり、その両端に電位差を形成せしめた抵抗トラック５
７を支持する。制御弁の操作においてスプール２が移動
すればトラック５７の中心タップに電位差を生じスプー
ルの位置に対応した帰還信号が作られるようになる。

第１図〜第５図の単−膜制御弁は第６図に示すように主
弁５８のためのパイロット段として使用できる。

前記実施例においては二重作動スプリング１２の代わり
に関連する端部室２１内に配置されスプール２の両端部
に作用する２つの単一作動スプリングを用いることがで
きる。スプリングの補助として１つ以上のソレノイドや
アクチェエータを用いることができる。この場合には例
えば弁が零位置でもソレノイドには低電流を流す。

位置変換器２３はハウジング１内の任意の位置に設ける
ことができ、又スプール２の一端に関連せしめる必要は
無い。例えばスプール２の中央に設けても良い。スプー
ル２に取り付けた位置変換器２３のキャリアは溝やリブ
以外によって例えばスプリング等によっても固定するこ
とができる。

本発明の制御弁は特殊な構成を必要とせず、変換器のキ
ャリアに適合する孔をあけ、適当なスプールを用いるの
みで良い。ハウジングは対称的な形状であり高価な部品
を必要としない。

位置変換器をハウジング内へ配置することはその悪い環
境やスペースの点で困難であると考えられたが位置変換
器２３は油中で十分に作動し、油により変換器を従来の
ように外部に配置する場合より十分低い温度に維持する
ことができる利点のあることが判明した。油は通常約５
０℃に維持され、時々最大８０℃に上昇した。これに対
しソレノイドや他のアクチュエータと一体ならしめた変
換器では１００℃以上に上昇した。

本発明の制御弁の全長は従来のものより変換器に相当す
る長さ７０ｃｍだけ短い利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明制御弁の一部を断面とした側面図、第２
図はその要部の端面図、第３図〜第５図は本発明の他の
実施例の要部の断面図、第６図は本発明の更に他の実施
例を示す側面図である。１・・・ハウジング、２・・・スプール、８・・・ソレ
ノイド、９・・・プッシュロフド、１１・・・ソレノイ
ド附勢子、２１・・・端部室、２３・・・位置変換器、
２４・・・配線、２５・・・電子回路部、２６．３３・
・・キャリア、２７・・・かぎ穴溝、２８・・・平坦部
、２９・・・摺動子、３４・・・筒状部分、３５・・・
孔、３９・・・頭部、４０．４５・・・光学的格子、４
１．５７・・・抵抗トラック、４２・・・手動操作機構
、４７・・・光学変換器、４９・・・固定コイル、５１
・・・コア、５２・・・プランジャ、５５・・・マグネ
ット。＋。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ハウジングと、このハウジング内に摺動自在に設
けた流体流制御部材と、この流体流制御部材の位置を検
知してこれに対応する電気的帰還信号を作る位置変換器
とより成り、この位置変換器が前記ハウジング内に位置
されていることを特徴とする制御弁。
（２）前記位置変換器２３が流体流制御部材２上に設け
られた一方の部分２６，４３，５４と、前記ハウジング
１内に固定された他方の部分３３，４６，４８，５６と
を有する特許請求の範囲第１項記載の制御弁。
（３）前記位置変換器２３がポテンショメータであり流
体流制御部材２上又はハウジング１内に設けた摺動子２
９と、ハウジング１内又は流体流制御部材２上に設けた
抵抗体４１とより成り、前記摺動子が流体流制御部材の
移動によって抵抗体上を摺動するように配置されている
特許請求の範囲第２項記載の制御弁。
（４）前記位置変換器２３が光学機構であって流体流制
御部材２上又はハウジング１内に設けた光学的変換器４
７と、ハウジング１内又は流体流制御部材上に設けた反
射機構４５とより成り、前記光学的変換器が直接光を反
射機構に照射しそれからの反射光を受け取り、位置帰還
信号を作る特許請求の範囲第２項記載の制御弁。
（５）前記位置変換器２３がモアレ縞光学機構であり、
前記反射機構が光学格子４５を有する特許請求の範囲第
４項記載の制御弁。
（６）前記位置変換器２３が光学エンコーダである特許
請求の範囲第４項記載の制御弁。
（７）前記位置変換器２３が電磁制限機構であり、流体
流制御部材上又はハウジング１内に設けられたマグネッ
ト５５と、ハウジング１内又は流体流制御部材上に設け
られた抵抗体５７とより成り、流体流制御部材の移動に
よる前記マグネットと抵抗体間の相対移動に応じて位置
帰還信号が作られる特許請求の範囲第２項記載の制御弁
。
（８）前記位置変換器２３が流体流制御部材２の移動に
応答してコア５１が移動し位置帰還信号を作る直線変位
トランスフォーマーである特許請求の範囲第１項記載の
制御弁。
（９）前記位置変換器２３が可動コア５１を支持するプ
ランジャ５２を有し、このプランジャの一端が流体流制
御部材２の傾斜部分に係合する特許請求の範囲第８項記
載の制御弁。
（１０）ハウジング１内に設けられた変換器のキャリア
３３，４６，４８，５６が孔３５内に液密に封入されて
いる特許請求の範囲第２項、第３項、第４項、第５項第
６項、第７項、第８項又は第９項記載の制御弁。
（１１）キャリア３３，４６，４８，５６がこれをハウ
ジング１の内面に押圧するよう曲げられる円形クリップ
によって固定されている特許請求の範囲第１０項記載の
制御弁。
（１２）流体流制御部材上に設けられた変換器のキャリ
ア２６，４３，５４が流体流制御部材の一部に固定され
たかぎ穴溝２７を有する筒状のキャリアであり、キャリ
アと流体流制御部材間の半径方向の相互移動が阻止され
ている特許請求の範囲第２項、第３項、第４項、第５項
第６項又は第７項記載の制御弁。
（１３）キャリアが流体流制御部材内の環状溝３２に係
合する軸方向に延びる部材３１を有し、両者間の相対的
軸方向移動が阻止されている特許請求の範囲第１２項記
載の制御弁。
（１４）ハウジング１が電子回路部２５を有している特
許請求の範囲第１項記載の制御弁。
（１５）位置変換器２３によって作られる位置帰還信号
が配線を介して電子回路部２５に加えられている特許請
求の範囲第１４項記載の制御弁。
（１６）流体流制御部材２が手動機構４２によって操作
される特許請求の範囲第１項記載の制御弁。
（１７）制御弁が単一段のものである特許請求の範囲第
１項記載の制御弁。
（１８）パイロット段が複数段である特許請求の範囲第
１項記載の制御弁。