JPS6131343B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は制御弁のスプールが中立位置及びオフ
セツト位置において生じることが多い流体固着現
象を排除して確実性、応答性にすぐれた電気・油
圧変換装置の構成に関する。

（従来の技術） スプール形の電気・油圧比例制御弁において
は、非通電をノーマル状態とするものが多く、こ
の状態例えばスプール中立位置もしくはオフセツ
ト位置の各状態で油圧回路の圧力の影響を受けて
流体固着現象が発生することが屡々観察される。

この種の比例制御弁は、そのソレノイドに対し
て電流値が０となる非通電の中立位置状態から通
電による無段階的な変開度に制御する必要がある
が、この場合に非通電の中立位置状態では流体固
着現象が最も多く起るものであり、さらに、中立
位置以外のオフセツト位置で弁が固定している場
合にも当然流体現象が生じることから、それ等の
流体固着現象を排除しなくては円滑な起動ばかり
でなく良好な比例制御が行なえない問題があつ
た。

通常、上記の流体固着現象の問題を解消する手
段として、印加電流にデイザ波を効かせることが
従来からひろく行われているが、例えば交流電源
の整流器により全波整流した後、電磁比例弁のソ
レノイドとトランジスタ増幅器との直列になる回
路に脈流の直流電流を流通させて、スプール弁を
微振動させながら電流制御を行わせる装置が代表
的なものとしてあげられる。

この場合、電流の平均値を変えるためには、脈
流をそのまま加える最大電流値から設定レベル以
上の波高部分をカツトして得られる截頭脈流状の
任意の電流値で電流制御を行わせており、その制
御を無段階的に成すのが普通である。

（発明が解決しようとする問題点） ところが、かかる方式によつたのでは弁開度が
小さい領域の低電流の範囲では、脈流の波高値が
低いためにデイザ効果が弱くなつて所期の目的を
達成し難い問題があり、電磁比例弁の制御性能が
十分に発揮されなかつた。

さらに従来の方式は通電時にデイザ効果を発揮
させるだけのものであつたので、前述する中立位
置での流体固着現象の解消は何等成し得なく、こ
の中立位置から僅かな弁開度に制御しようとする
場合には、この流体固着力（静止魔擦）に打ち勝
つ操作力が得られないために制御が行えないのも
問題であつた。

本発明はかかる事実に対処してオフセツト位置
はもとより中立位置において生じる流体固着現象
は確実に排除させることが可能な新規な装置を発
明するに至り、起動の確実性及び制御高応答性の
実現を果す目的を達成しようとするものである。

（問題点を解決するための手段） しかして本発明は実施例についての後気説明に
よつても明らかな通り、ノコギリ波信号を発生す
るノコギリ波発生回路５と、信号のレベルを高低
調節し得る設定入力Ｓと、前記ノコギリ波発生回
路５が出力したノコギリ波を波高値が高く、かつ
一定の方形波に変換すると共に、前記設定入力Ｓ
のレベルの高低に応じて前記方形波のオン・オフ
時間比を大小制御するスイツチング回路６と、こ
のスイツチング回路６が出力した方形波を電力増
幅する出力増幅回路３と、この出力増幅回路３の
出力が印加されるスプール型電気・油圧比例制御
弁のソレノイド１とを備えた電気・油圧変換装置
であつて、前記設定入力Ｓを受けてその通電開始
時に作動してパルス信号を発生するコンパレータ
７と、前記コンパレータ７の前記パルス信号を受
けて作動し、ノコギリ波発生回路５が発生するノ
コギリ波信号に比し波高値が高いインパルスを１
回に限つて発生し、スイツチング回路６に出力す
るインパルス発生回路８とを付設せしめた構成と
したものである。

（作用） かかる構成を有せしめてなる本発明は通電開始
時に流体固着現象によつて動き難いスプールに対
し衝撃を与えるに足るインパルスを前記ソレノイ
ドに供給して油圧回路の圧力の影響による弁体移
動の拘束を解消することが可能であり、さらに弁
開度の小さい低電流域におけるオフセツト位置で
も強いデイザ効果を与えて流体固着現象を排除し
得る。

（実施例） 以下、本発明の実施例について添付図面にもと
づき詳細に説明する。

第１図は本発明電気・油圧変換装置に係る電気
回路の要部を示したブロツク線図であり、１は電
気油圧比例制御弁（以下比例弁と称す）のソレノ
イドで、出力増幅回路３を介して定電圧直流電源
２と連絡させて、平滑直流電圧から変成された所
定周波数を有するパルス巾制御の可能なパルス直
流電圧が給電されるようになつている。

このように、パルス直流電圧をソレノイド１に
印加することにより、比例弁はデイザ効果を発揮
する制御が可能である。

前記出力増幅回路３はトランジスタを要素とな
し、該トランジスタの出力側をソレノイド１と直
列に接続させて、この直列回路を直流定電圧電源
２に連絡しているが、出力増幅回路３の入力側に
連絡させた入力設定ラインにはデイザ発振回路
４、コンパレータ７およびインパルス発生回路８
を主要構成部材として信号処理装置を配設させて
いる。

デイザ発振回路４はノコギリ波発生回路５とス
イツチング回路６とからなり、ノコギリ波発生回
路５において発生した一定周波数のノコギリ波
を、スイツチング回路６の作動によつて波高値が
高く、かつ一定の方形波に変換した後、この方形
波を出力増幅回路３に付与させるが、信号レベル
を高低調節し得る設定入力Ｓの調整によつてスイ
ツチング回路６のオン・オフ時間比率を大小に変
化させ、パルス巾を制御してソレノイド１に流通
させる平均電流値を、方形波の波高値を高い状態
で一定状態とさせて略々０の状態から最大値まで
無段階的に制御させるようになつている。

一方、コンパレータ７とインパルス発生回路８
とは設定入力Ｓの送信端子とスイツチング回路６
の入力端子との間に直列回路を形成して介設させ
るが、両回路７，８の機能につき以下説明すれ
ば、コンパレータ７は設定入力Ｓの或る一つの設
定例えば信号０から信号がインプツトされたとき
の立上り現象に対して作動してパルス信号を出
し、一方、インパルス発生回路８はコンパレータ
７のパルス出力信号を受けて作動し、前記ノコギ
リ波発生回路５が発生するノコギリ波信号に比し
波高値が高いインパルスを１回に限つて発生し、
前記ノコギリ波信号の出力を実質的に無効にし得
る如き優先状態で前記インパルスをスイツチング
回路６を経て出力増幅回路３に与えるよう作動す
る。

上記回路構成としたことによつて、ソレノイド
１には、非通電のノーマル状態から制御状態に入
つた時点にインパルスを１回に限らせてソレノイ
ド１に与えてスプールに十分な駆動力を印加させ
ることが可能となる。

このときの通電状態は第２図において実線の電
流線図となり、インパルスを付与しない従来の通
電状態（破線）とは明確な差異を有する。

なお、インパルスの強さ、即ち最大波高値
（Io）と時間（to）によつて定まるエネルギーは
スプールの形状、寸法に応じた最適値を予め設定
しておけばよい。

例えばIoは比例弁に対する最大定格電流値に、
toは約0.02秒に選定すれば良い。

さらに弁中立時の不感帯（オールポートブロツ
ク）がある場合は、弁応答時間とオーバーラツプ
量とに応じてIoおよびtoを適宜変更すれば良く、
何れの場合にも弁出力量にオーバーシユートが生
じない程度のエネルギーを保有するインパルス効
果を挙げさせることが必要である。

かくして弁制御を開始する際の流体固着現象は
インパルスをソレノイドに付与することによつて
排除される。

（発明の効果） 本発明は以上述べたことから明らかなように、
流体固着現象を呈し易いスプール型電気・油圧比
例制御弁を作動せしめる電気・油圧変換装置にお
いて、通電開始に前記比例制御弁の出力油圧量に
オーバーシユートを生ぜしめない量のエネルギー
を保有するインパルスを１回に限つて発生させて
前記ソレノイド１に付与する如くしたから、弁静
止時に最も影響の大きい流体固着現象を確実に排
除することができて、全制御範囲において正確
度、応答性にすぐれた電気・油圧変換装置を提供
することが可能である。

さらに本発明はオフセツト位置における流体固
着現象を排除でき、特に弁開度が小さい領域でも
波高値の高い脈流を与えることによつてデイザ効
果を十分に発揮し得る。

かくして本発明は流体固着現象の解消、分解
能、ヒステリシス特性に対し、より良好な電気・
油圧変換装置を得ることができ、圧力制御回路の
単純化と精度の向上をはからせる上に極めて有用
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置例に係る電気回路要部のブ
ロツク示線図、第２図は本発明装置の特性を従来
装置と比較示した電流時間特性線図である。 １……ソレノイド、３……出力増幅回路、５…
…ノコギリ波発生回路、６……スイツチング回
路、７……コンパレータ、８……インパルス発生
回路、Ｓ……設定入力。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ノコギリ波信号を発生するノコギリ波発生回
   路５と、信号のレベルを高低調節可能に設定し得
   る設定入力Ｓと、前記ノコギリ波信号及び前記設
   定入力Ｓを受けて波高値が高く、かつ一定で設定
   入力Ｓのレベルの高低に応じてオン・オフ時間比
   が大小制御された方形波に変換し出力するスイツ
   チング回路６と、このスイツチング回路６が出力
   した方形波を電力増幅する出力増幅回路３と、こ
   の出力増幅回路３の出力が印加されるスプール型
   電気・油圧比例制御弁のソレノイド１とを備えた
   電気・油圧変換装置であつて、前記設定入力Ｓを
   受けてその通電開始時に作動してパルス信号を発
   生するコンパレータ７と、前記コンパレータ７の
   前記パルス信号を受けて作動し、ノコギリ波発生
   回路５が発生するノコギリ波信号に比して波高値
   が高いインパルスを１回に限つて発生し、スイツ
   チング回路６に出力するインパルス回路８とを付
   設せしめてなることを特徴とする電気・油圧変換
   装置。