特許ウォッチ

公開番号2024132426
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-10-01
出願番号2023043178
出願日2023-03-17
発明の名称比例弁制御装置、及び比例弁制御方法
出願人CKD株式会社
代理人個人,個人
主分類F16K 31/06 20060101AFI20240920BHJP(機械要素または単位;機械または装置の効果的機能を生じ維持するための一般的手段)
要約【課題】流量制御の精度を向上できる比例弁制御装置、及び比例弁制御方法を提供する。
【解決手段】比例弁制御装置57は、バランス型の比例弁1においてコイル8を制御することにより、弁部の弁開度を設定する。比例弁制御装置57は、コイル8にパルス電圧Vplを印加してプランジャを駆動する駆動部58と、弁部の弁開度を制御する制御部59と、を備える。制御部59は、弁開度の指令値Vinに応じた振幅を有するパルス電圧Vplを駆動部58からコイル8に印加し、パルス電圧Vplに応じた電流をコイル8に流して、弁部の弁開度を制御する。
【選択図】図6
特許請求の範囲【請求項１】
コイルの起磁力と弾性部の弾性力とに基づき動いて弁部を開閉させるプランジャに作用する圧力と、前記弁部に作用する圧力と、が同圧に設定されたバランス型の比例弁において、前記コイルを制御することにより、前記弁部の弁開度を設定する比例弁制御装置であって、
前記コイルにパルス電圧を印加して前記プランジャを駆動する駆動部と、
弁開度の指令値に応じた振幅を有する前記パルス電圧を前記駆動部から前記コイルに印加し、前記パルス電圧に応じた電流を前記コイルに流して、前記弁部の弁開度を制御する制御部と、を備えた比例弁制御装置。
続きを表示（約 970 文字）【請求項２】
前記パルス電圧は、前記振幅に関係なく一定の周期を有する、請求項１に記載の比例弁制御装置。
【請求項３】
前記制御部は、同じ電流であっても弁開度を大きくするときと弁開度を小さくするときとで弁開度が異なってしまう現象に対応する前記パルス電圧を前記駆動部に出力させる、請求項１に記載の比例弁制御装置。
【請求項４】
前記振幅は、前記弁部の全閉付近及び全開付近では小さく設定され、弁開度の中間付近では大きく設定されている、請求項１に記載の比例弁制御装置。
【請求項５】
前記駆動部は、一定電圧を出力するレギュレータと、前記レギュレータの出力を調整するための分圧回路と、を備え、
前記分圧回路は、一定の抵抗値を有する定抵抗と、前記制御部からの制御信号によって抵抗値を可変可能な可変抵抗と、を備え、
前記制御部は、前記指令値に基づいて前記可変抵抗の抵抗値を切り替えることにより、前記振幅を制御する、請求項１に記載の比例弁制御装置。
【請求項６】
前記可変抵抗は、デジタル信号の前記制御信号により抵抗値を可変可能なデジタルポテンショメータである、請求項５に記載の比例弁制御装置。
【請求項７】
前記制御部は、前記振幅のボトム及びピークの一方を固定値として、これらの他方を可変の対象とする処理により、前記振幅を変化させる、請求項１に記載の比例弁制御装置。
【請求項８】
前記制御部は、前記振幅のボトム及びピークの両方を可変の対象とする処理により、前記振幅を変化させる、請求項１に記載の比例弁制御装置。
【請求項９】
コイルの起磁力と弾性部の弾性力とに基づき動いて弁部を開閉させるプランジャに作用する圧力と、前記弁部に作用する圧力と、が同圧に設定されたバランス型の比例弁において、前記コイルを制御することにより、前記弁部の弁開度を設定する比例弁制御方法であって、
前記コイルに電圧を印加して前記プランジャを駆動する駆動部から、弁開度の指令値に応じた振幅を有するパルス電圧を前記コイルに印加することにより、前記パルス電圧に応じた電流を前記コイルに流して、前記弁部の弁開度を制御する、比例弁制御方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、比例弁制御装置、及び比例弁制御方法に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１に開示されるように、ソレノイドを使用して流量や圧力を制御する電磁比例制御弁が周知である。特許文献１では、ソレノイドの励磁電流とスプールの変位位置との間に生じるヒステリシスについて問題が提起されている。ヒステリシスは、一般的に、同じ励磁電流でもスプールの変位位置が異なる現象を言う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開平９－１５２０５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、ヒステリシスは、流量の正確な制御を妨げる。よって、ヒステリシスをより低減することによって、より精度のよい流量制御が可能な技術の開発が望まれていた。
本発明の目的は、流量制御の精度を向上できる比例弁制御装置、及び比例弁制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記課題を解決する比例弁制御装置は、コイルの起磁力と弾性部の弾性力とに基づき動いて弁部を開閉させるプランジャに作用する圧力と、前記弁部に作用する圧力と、が同圧に設定されたバランス型の比例弁において、前記コイルを制御することにより、前記弁部の弁開度を設定する装置であって、前記コイルにパルス電圧を印加して前記プランジャを駆動する駆動部と、弁開度の指令値に応じた振幅を有する前記パルス電圧を前記駆動部から前記コイルに印加し、前記パルス電圧に応じた電流を前記コイルに流して、前記弁部の弁開度を制御する制御部と、を備えた。
【０００６】
前記課題を解決する比例弁制御方法は、コイルの起磁力と弾性部の弾性力とに基づき動いて弁部を開閉させるプランジャに作用する圧力と、前記弁部に作用する圧力と、が同圧に設定されたバランス型の比例弁において、前記コイルを制御することにより、前記弁部の弁開度を設定する方法であって、前記コイルに電圧を印加して前記プランジャを駆動する駆動部から、弁開度の指令値に応じた振幅を有するパルス電圧を前記コイルに印加することにより、前記パルス電圧に応じた電流を前記コイルに流して、前記弁部の弁開度を制御する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明は、比例弁において流量制御の精度を向上できる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
一実施形態の比例弁の断面図である。
プラグの側面図である。
閉弁状態の比例弁の断面図である。
電流に対する流量変化曲線図である。
パルス電圧の具体値と各パルス電圧で流れる電流とを示す波形図である。
比例弁制御装置の電気構成図である。
振幅を説明するためのパルス電圧の波形図である。
パルス電圧の時間変化を示す波形図である。
比例弁の制御の流れを示すフローチャートである。
各圧力における流体の流量変化曲線図である。
別例のパルス電圧の決め方を示す波形図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本開示の一実施形態を説明する。
（比例弁１）
図１に示すように、比例弁１は、流体の流路を切り替える弁部２と、弁部２を駆動するソレノイド３と、を備える。弁部２及びソレノイド３は、例えば、ボルトやねじ等を用いた取付構造（図示略）によって、一体的に取付けられている。比例弁１のハウジング４は、例えば、ソレノイド３のフレーム５と、弁部２のボディ６と、を有する。比例弁１は、ソレノイド３によって弁部２の開閉が電磁的に切り替えられる電磁比例弁である。流体は、例えば、正圧空気である。
【００１０】
（ソレノイド３）
図１に示す通り、ソレノイド３は、コイル８、固定子９、及びプランジャ１０を有する。コイル８、固定子９、及びプランジャ１０は、フレーム５の内部に収容されている。コイル８は、筒状のボビン１１に複数周巻回されている。コイル８は、磁性材料により構成された第１磁気フレーム１２及び第２磁気フレーム１３によってシールドされている。ボビン１１は、コイル８の軸方向（図１のＸ軸方向）に沿って延びる孔１４を有する。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許