JP3478997B2 - Proportional control valve - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、例えば、コントロ
ーラ等の制御部から導出される入力信号に比例した圧力
流体の流量を出力することが可能な比例制御弁に関す
る。 【０００２】 【従来の技術】従来から、例えば、シリンダのピストン
の変位速度を制御するために、前記シリンダに供給・排
出される圧力流体の流量を制御する比例制御弁が用いら
れている。この比例制御弁は、例えば、コントローラ等
の制御部から導出される入力信号（電圧または電流）に
比例した圧力流体の流量を流体圧アクチュエータに対し
て供給することにより、シリンダ室に沿って往復動作す
るピストンの変位速度を制御している。 【０００３】ここで、従来技術に係る比例制御弁（例え
ば、米国特許第５２３２１９６号参照）を図１０に示
す。この比例制御弁１は、コイル２が複数巻回されたボ
ビン３と前記ボビン３の貫通する孔部内に固定された固
定鉄心４とを有するソレノイド部５と、圧力流体供給ポ
ート６および圧力流体排出ポート７が形成されたバルブ
ボデイ８とを備える。 【０００４】前記ボビン３の孔部内には、コイル２の励
磁作用下に固定鉄心４側に向かって変位するプランジャ
９が設けられ、前記プランジャ９の一端部には板ばね１
０およびコイルスプリング１１が装着されている。ま
た、前記プランジャ９の一端部には、バルブボデイ８に
形成された着座部１２に着座しあるいは着座部１２から
離間することにより、オリフィス１３を開閉する弁体１
４が設けられている。なお、前記弁体１４と着座部１２
によってポペット弁が構成される。 【０００５】前記プランジャ９には、環状溝１５を介し
てゴム製のダンパ部材１６が装着され（図１１参照）、
コイル２の励磁作用下にプランジャ９が固定鉄心４側に
変位した際、プランジャ９が固定鉄心４に当接するのを
防止する機能を営む。 【０００６】従来技術に係る比例制御弁１の概略動作を
説明すると、図示しないコントローラからの入力信号
（電圧または電流）がコイル２に供給されることによ
り、前記コイル２が励磁される。前記コイル２の励磁作
用下にプランジャ９は板ばね１０のばね力に打ち勝って
固定鉄心４側に変位し、前記プランジャ９と一体的に弁
体１４も変位する。この場合、図１２に示されるよう
に、ダンパ部材１６の摺動作用によってプランジャ９の
一端部が固定鉄心４に当接することが阻止される。 【０００７】弁体１４がプランジャ９と一体的に変位し
て着座部１２から離間することによりオリフィス１３が
開成され、圧力流体供給ポート６と圧力流体排出ポート
７とが連通する。この結果、入力信号に比例した圧力流
体の流量を圧力流体排出ポート７に連通接続されたシリ
ンダ等の流体圧機器（図示せず）に供給することができ
る。 【０００８】なお、前記コイル２に対する励磁作用を解
除して非励磁状態とすることにより、前記プランジャ９
は、板ばね１０のばね力によって固定鉄心４から離間す
る方向に変位し、弁体１４が着座部１２に着座してオリ
フィス１３が閉塞される。この場合、弁体１４は、コイ
ルスプリング１１の弾発力によって着座部１２に押圧さ
れ、オリフィス１３が気密に閉塞される。 【０００９】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来技
術に係る比例制御弁では、プランジャにゴム製のダンパ
部材を装着することにより、摺動抵抗が増大してヒステ
リシスが大きくなる。従って、前記ヒステリシスが大き
くなることにより、圧力流体の流量制御に誤差が発生す
るという不都合がある。なお、前記ヒステリシスとは、
入力信号と出力流量との入出力静特性を示すヒステリシ
スループにおいて、出力流量の差の最大値をいう。 【００１０】本発明は、前記の不具合を考慮してなされ
たものであり、ダンパ部材を不要とすることにより部品
点数を削減して製造コストを低減するとともに、ヒステ
リシスを小さくすることにより流量制御の精度を向上さ
せることが可能な比例制御弁を提供することを目的とす
る。 【００１１】 【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに、本発明は、入力信号に比例した圧力流体の流量を
出力する比例制御弁において、ケーシング内に配設さ
れ、コイルに対する励磁作用下に固定鉄心側にプランジ
ャを吸引するソレノイド部と、圧力流体供給ポートおよ
び圧力流体排出ポートが形成され、前記ケーシングと一
体的に連結されるバルブボデイと、前記プランジャの一
端部に連結されたキャップ部材を介して保持され、着座
部に着座することにより圧力流体供給ポートと圧力流体
排出ポートとの連通を遮断する弁体と、前記プランジャ
の軸線方向に沿って延在する孔部内に配設され、一端部
が、該プランジャから突出して、常時、固定鉄心に当接
するように設けられたピン部材と、前記ピン部材の他端
部と前記弁体との間に介装され、弾発力の作用下に弁体
を着座部側に向かって押圧するとともに、ピン部材を固
定鉄心側に向かって押圧するコイルスプリングと、前記
プランジャに外嵌され、該プランジャと一体的に変位す
るキャップ部材が係合する板ばねと、を備え、前記プラ
ンジャは、ピン部材が固定鉄心に当接した状態を保持し
ながら、コイルの励磁作用下に、板ばねのばね力に打ち
勝って固定鉄心側に変位することにより、前記プランジ
ャと一体的に変位する弁体が着座部から離間するように
設けられ、 前記板ばねは、円板状を呈し、略円形状の中
心孔と、前記中心孔から相互に直交する半径外の４方向
に向かって延在する複数のスリットとを有し、 前記板ば
ねに荷重が付与された際、前記キャップ部材に係合する
前記中心孔の周縁部のみが撓み、続いて前記中心孔の周
縁部を含む他の部分が撓むことにより、ばね定数が二段
に変化するように設定されていることを特徴とする。 【００１２】 【００１３】本発明によれば、ピン部材が固定鉄心に当
接した状態を保持しながら、コイルの励磁作用下に、板
ばねのばね力に打ち勝って固定鉄心側に変位することに
より、前記プランジャと一体的に変位する弁体が着座部
から離間するように設けられているため、ダンパ部材が
不要となる。また、円板状からなる板ばねに対して略円
形状の中心孔と、前記中心孔から相互に直交する半径外
の４方向に向かって延在する複数のスリットとを形成
し、前記板ばねに荷重が付与された際、キャップ部材に
係合する前記中心孔の周縁部のみが撓み、続いて前記中
心孔の周縁部を含む他の部分が撓むことにより、ばね定
数が二段に変化するように設定されている。従って、プ
ランジャの変位によって摺動抵抗が増大することがな
く、ヒステリシスを抑制することができる。 【００１４】 【発明の実施の形態】本発明に係る比例制御弁について
好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以
下詳細に説明する。 【００１５】図１において、参照数字２０は、本発明の
実施の形態に係る比例制御弁を示す。 【００１６】この比例制御弁２０は、軸線方向に沿って
延在する断面円形状の孔部２２が形成されたケーシング
２４と、圧力流体供給ポート２６および圧力流体排出ポ
ート２８が形成されたバルブボデイ３０とを有し、二方
弁として機能するものである。前記ケーシング２４の一
側面には、図２に示されるように、複数の取付用突起部
３２が突出して形成され、前記取付用突起部３２に係合
する取付用ピン３４によってケーシング２４とバルブボ
デイ３０とが一体的に連結される。なお、ケーシング２
４とバルブボデイ３０との連結面には気密性を保持する
ためにシール部材３６が設けられる。 【００１７】前記ケーシング２４の内部に形成された孔
部２２には、図１に示されるように、非磁性材料によっ
て形成された有底円筒状部材３８が挿入され、前記有底
円筒状部材３８の内部にはソレノイド部４０が配設され
る。 【００１８】このソレノイド部４０は、軸線方向に沿っ
て貫通する孔部４２が形成されコイル４４が複数巻回さ
れたボビン４６と、前記有底円筒状部材３８の孔部４８
内に一端部５０が係止されることにより前記ボビン４６
の孔部４２内に固定される固定鉄心５２とを有する。前
記ボビン４６の孔部４２内には、前記固定鉄心５２と同
軸状に略円筒状のプランジャ５４が変位自在に挿入さ
れ、前記プランジャ５４は、例えば、磁性を帯びたステ
ンレス鋼によって形成されている。なお、前記ボビン４
６は、有底円筒状部材３８の開口部に嵌合するリング体
５６によって保持されている。 【００１９】前記プランジャ５４の内部には、図１およ
び図３に示されるように、軸線方向に沿って延在する孔
部５８が形成され、前記孔部５８内には、例えば、樹脂
製材料によって形成されたピン部材６０が挿入されてい
る。小径に形成された前記ピン部材６０の一端部６２
は、プランジャ５４に形成された小孔６４を介して外部
に露呈し、後述するコイルスプリング６６の弾発力によ
って、常時、固定鉄心５２に当接するように設けられて
いる。 【００２０】前記プランジャ５４の一端部にはキャップ
部材６８が加締められて固定され、前記キャップ部材６
８の内部には、ゴム製の弁体７０と非磁性材料によって
形成されたばね受部材７２とが保持される。前記弁体７
０とばね受部材７２は、一体的に固着されている。前記
ピン部材６０の他端部とばね受部材７２との間には、コ
イルスプリング６６が介装されている。前記弁体７０の
一部は、キャップ部材６８から突出してバルブボデイ３
０に形成された着座部７４に着座するように設けられて
いる。なお、バルブボデイ３０には、着座部７４に連続
し圧力流体供給ポート２６に連通するオリフィス７６が
形成されている。 【００２１】前記プランジャ５４には、その外周面を囲
繞するように環状部材７８が装着され、前記環状部材７
８には、環状凹部とプランジャ５４が挿通する孔部とが
形成されている。また、前記プランジャ５４には略円形
状の板ばね８０が外嵌され、前記板ばね８０は、環状部
材７８の環状凹部とキャップ部材６８のフランジ部８２
との間に介装されている。 【００２２】前記板ばね８０は、図９に示されるよう
に、略円形状に形成された中心孔８４と、前記中心孔８
４から相互に直交する４方向（半径外方向）に向かって
延在するスリット８６が形成されている。このように、
板ばね８０を円板状に形成し、しかも複数のスリット８
６を設けることにより、プランジャ５４の微小な変位量
を微小荷重によってコントロールして制御性を向上させ
ることができるという利点がある。 【００２３】すなわち、図８から諒解されるように、ス
リット８６を設けていない板ばね（図示せず）を用いた
場合、付与される荷重に対応してばね定数が大きくなっ
てしまうという不具合がある。これに対して、板ばね８
０にスリット８６を設けることにより、始めにＢ部分
（キャップ部材６８のフランジ部８２が当接する部位）
が撓むときにはスリット８６によって容易に変形し、さ
らに板ばね８０が撓むとＢ部分とＣ部分とが加算された
範囲でばね定数が変化する。このように、板ばね８０に
スリット８６を設けることにより、プランジャ５４の微
小な変位量を精度良くコントロールすることができる。
なお、前記環状部材７８には、板ばね８０が変形しやす
いようにテーパ面８８が形成されている。 【００２４】本発明の実施の形態に係る比例制御弁２０
は、基本的には以上のように構成されるものであり、次
にその動作並びに作用効果について説明する。なお、以
下の説明では、図１に示されるように、コイル４４に電
圧が印加されていない非励磁状態にあって弁体７０が着
座部７４に着座した状態を初期位置として説明する。 【００２５】先ず、本実施の形態に係る一組の比例制御
弁２０ａ、２０ｂを組み込んで、シリンダ９０のピスト
ン９２の変位速度を制御する流体回路９４を構成する。
この流体回路９４は、圧力流体供給源９６に対してそれ
ぞれ直列に接続されるドレン排出付フィルタ９８および
リリーフ付減圧弁１００と、前記リリーフ付減圧弁１０
０の出力側に分岐通路１０２ａ、１０２ｂを介して並列
に接続される一組の比例制御弁２０ａ、２０ｂとを含
む。 【００２６】また、流体回路９４は、前記一組の比例制
御弁２０ａ、２０ｂの圧力流体排出ポート２８に接続さ
れるシリンダ９０と、前記一組の比例制御弁２０ａ、２
０ｂにそれぞれ入力信号を導出する一組のコントローラ
１０４ａ、１０４ｂと、各コントローラ１０４ａ、１０
４ｂに指令信号を導出する制御回路１０６と、ピストン
９２の位置を検出してその検出信号を前記制御回路１０
６に向かって導出する一組のセンサ１０８ａ、１０８ｂ
とを有する。 【００２７】図１に示す初期位置において、コントロー
ラ１０４ａ（１０４ｂ）は、制御回路１０６の指令信号
に基づいて比例制御弁２０ａ（２０ｂ）に対して入力信
号を導出することにより、前記比例制御弁２０ａ（２０
ｂ）がオン状態となる。なお、前記入力信号は、コイル
４４に印加される電圧またはコイル４４に通電される電
流のいずれであってもよい。前記入力信号に基づいてコ
イル４４が励磁され、プランジャ５４は固定鉄心５２側
に向かって吸引される。 【００２８】すなわち、プランジャ５４およびキャップ
部材６８は、固定鉄心５２に対してピン部材６０の一端
部６２が当接した状態を保持しながら、板ばね８０のば
ね力およびコイルスプリング６６の弾発力に打ち勝って
一体的に固定鉄心５２側に向かって変位する。この結
果、キャップ部材６８に保持された弁体７０が着座部７
４から離間してオリフィス７６が開口することにより、
圧力流体供給ポート２６と圧力流体排出ポート２８とが
連通する。 【００２９】前記プランジャ５４およびキャップ部材６
８が一体的に変位する際、キャップ部材６８のフランジ
部８２が板ばね８０を変位方向に向かって押圧するため
に、図５に示されるように、板ばね８０は、変位方向側
に向かって、しかも、環状部材７８のテーパ面８８に沿
って変形する。 【００３０】このようにして、シリンダ９０の一方のシ
リンダ室には、比例制御弁２０ａの圧力流体排出ポート
２８を介して、入力信号に比例した圧力流体の流量が供
給され、前記圧力流体の作用下にピストン９２が変位終
端位置まで移動する。前記ピストン９２が変位終端位置
に到達すると、センサ１０８ｂによって検出され、該セ
ンサ１０８ｂから出力される検出信号によって制御回路
１０６は、ピストン９２が変位終端位置に到達したこと
を確認する。 【００３１】コントローラ１０４ａ（１０４ｂ）から比
例制御弁２０ａ（２０ｂ）に対して導出される入力信号
に基づいて、比例制御弁２０ａ（２０ｂ）をオン状態か
らオフ状態とすることにより、コイル４４の励磁作用が
解除される。従って、プランジャ５４およびキャップ部
材６８は、板ばね８０のばね力とコイルスプリング６６
の弾発力との共働作用下に、固定鉄心５２から離間する
方向に向かって変位し、弁体７０が着座部７４に着座し
て圧力流体供給ポート２６と圧力流体排出ポート２８と
が非連通状態となる初期位置に復帰する。 【００３２】本実施の形態では、プランジャ５４の内部
に固定鉄心５２に常時当接するピン部材６０を挿入し、
前記ピン部材６０が固定鉄心５２に当接した状態でプラ
ンジャ５４が固定鉄心５２側に向かって変位するように
設けることにより、従来技術におけるダンパ部材が不要
となる。従って、部品点数を削減することにより、製造
コストを低減することができる。 【００３３】また、本実施の形態では、従来技術と比較
して、プランジャ５４が変位する際の摺動抵抗を抑制す
ることにより、ヒステリシスを小さくすることができ、
このことは、図７に示されるように、本実施の形態に係
る比例制御弁２０、２０ａ、２０ｂを用いた実験結果に
よって確認することができた。この結果、流量制御にお
ける誤差の発生を抑制することにより、入力信号に対す
る圧力流体の流量制御の精度を向上させることができ
る。 【００３４】 【発明の効果】本発明によれば、以下の効果が得られ
る。 【００３５】すなわち、ピン部材が固定鉄心に当接した
状態を保持しながらプランジャを固定鉄心側に向かって
変位自在に設けることにより、ダンパ部材が不要とな
る。従って、部品点数を削減して製造コストを低減する
ことができる。 【００３６】また、従来技術と比較して、プランジャが
変位する際の摺動抵抗を減少させることにより、ヒステ
リシスを小さくして流量制御の精度を向上させることが
できる。Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a proportional control capable of outputting a flow rate of a pressure fluid proportional to an input signal derived from a control unit such as a controller. About the valve. 2. Description of the Related Art Conventionally, for example, in order to control the displacement speed of a piston of a cylinder, a proportional control valve for controlling a flow rate of a pressure fluid supplied to and discharged from the cylinder has been used. This proportional control valve reciprocates along a cylinder chamber by supplying a flow rate of a pressure fluid to a fluid pressure actuator in proportion to an input signal (voltage or current) derived from a control unit such as a controller, for example. Controlling the displacement speed of the moving piston. Here, a proportional control valve according to the prior art (for example, see US Pat. No. 5,232,196) is shown in FIG. The proportional control valve 1 includes a solenoid part 5 having a bobbin 3 on which a plurality of coils 2 are wound and a fixed iron core 4 fixed in a hole penetrating the bobbin 3, a pressure fluid supply port 6 and a pressure fluid discharge port. A valve body 8 having a port 7 formed therein. A plunger 9 which is displaced toward the fixed iron core 4 under the exciting action of the coil 2 is provided in the hole of the bobbin 3. One end of the plunger 9 is provided with a leaf spring 1.
0 and a coil spring 11 are mounted. A valve element 1 that opens and closes an orifice 13 at one end of the plunger 9 by sitting on or separated from a seat 12 formed on the valve body 8.
4 are provided. The valve body 14 and the seat 12
Constitutes a poppet valve. A rubber damper member 16 is mounted on the plunger 9 through an annular groove 15 (see FIG. 11).
When the plunger 9 is displaced toward the fixed core 4 under the excitation of the coil 2, the plunger 9 functions to prevent the plunger 9 from contacting the fixed core 4. The general operation of the proportional control valve 1 according to the prior art will be described. When an input signal (voltage or current) from a controller (not shown) is supplied to the coil 2, the coil 2 is excited. Under the action of the coil 2, the plunger 9 is displaced toward the fixed iron core 4 by overcoming the spring force of the leaf spring 10, and the valve body 14 is also displaced integrally with the plunger 9. In this case, as shown in FIG. 12, the sliding action of the damper member 16 prevents one end of the plunger 9 from coming into contact with the fixed iron core 4. When the valve element 14 is displaced integrally with the plunger 9 and separates from the seat portion 12, the orifice 13 is opened, and the pressure fluid supply port 6 communicates with the pressure fluid discharge port 7. As a result, a flow rate of the pressure fluid proportional to the input signal can be supplied to a fluid pressure device (not shown) such as a cylinder connected to the pressure fluid discharge port 7. [0008] By releasing the exciting action on the coil 2 to bring it into a non-excited state, the plunger 9 is released.
Is displaced in a direction away from the fixed iron core 4 by the spring force of the leaf spring 10, the valve element 14 is seated on the seat portion 12, and the orifice 13 is closed. In this case, the valve element 14 is pressed by the seat portion 12 by the elastic force of the coil spring 11, and the orifice 13 is airtightly closed. However, in the proportional control valve according to the prior art, when a rubber damper member is mounted on the plunger, the sliding resistance increases and the hysteresis increases. Accordingly, there is a disadvantage that an error occurs in the flow rate control of the pressure fluid due to the increase in the hysteresis. Note that the hysteresis is
It refers to the maximum value of the difference between the output flow rates in a hysteresis loop indicating the input / output static characteristics between the input signal and the output flow rate. The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and reduces the number of parts by eliminating the need for a damper member, thereby reducing the manufacturing cost, and reducing the hysteresis to control the flow rate. An object is to provide a proportional control valve capable of improving accuracy. In order to achieve the above object, the present invention provides a proportional control valve for outputting a flow rate of a pressure fluid in proportion to an input signal, wherein the proportional control valve is disposed in a casing and includes a coil. A solenoid portion for attracting the plunger to the fixed iron core side under the action of excitation, a pressure fluid supply port and a pressure fluid discharge port are formed, and a valve body integrally connected to the casing; and a valve body connected to one end of the plunger. A valve body which is held via the cap member and which is seated on the seating portion to cut off communication between the pressure fluid supply port and the pressure fluid discharge port, and which is disposed in a hole extending along the axial direction of the plunger. A pin member having one end protruding from the plunger and being always in contact with the fixed iron core; A coil spring interposed between the valve body and the spring for pressing the valve body toward the seat under the action of the elastic force and pressing the pin member toward the fixed iron core; A leaf spring that is engaged with a cap member that is displaced integrally with the plunger, wherein the plunger holds the pin member in contact with the fixed iron core, By overcoming the spring force of the leaf spring and displacing to the fixed iron core side, the valve body displaced integrally with the plunger is provided so as to be separated from the seating portion , and the leaf spring has a disk shape, Inside a circular shape
Core hole and four directions outside the radius orthogonal to each other from the center hole
And a plurality of slits extending toward the plate if
Engages the cap member when a load is applied
Only the periphery of the center hole is deflected, followed by the periphery of the center hole.
The spring constant is double-stepped by bending other parts including the edge.
Characterized that you have been set to vary. According to the present invention, while maintaining the state in which the pin member is in contact with the fixed core, the pin member is displaced toward the fixed core by overcoming the spring force of the leaf spring under the exciting action of the coil. Since the valve body displaced integrally with the plunger is provided so as to be separated from the seating portion, a damper member is not required. In addition, a substantially circular shape is
A central hole having a shape, and a radius outside of the central hole that is orthogonal to the central hole.
Forming a plurality of slits extending in four directions
When a load is applied to the leaf spring, the cap member
Only the peripheral edge of the central hole engaged is bent,
Other parts, including the perimeter of the mandrel, bend, resulting in spring retention.
The number is set to change in two steps. Therefore, the sliding resistance does not increase due to the displacement of the plunger, and the hysteresis can be suppressed. A preferred embodiment of a proportional control valve according to the present invention will be described below in detail with reference to the accompanying drawings. In FIG. 1, reference numeral 20 indicates a proportional control valve according to an embodiment of the present invention. The proportional control valve 20 has a casing 24 in which a hole 22 having a circular cross section extending in the axial direction is formed, and a valve body 30 in which a pressure fluid supply port 26 and a pressure fluid discharge port 28 are formed. And functions as a two-way valve. As shown in FIG. 2, a plurality of mounting projections 32 project from one side surface of the casing 24, and the casing 24 and the valve body 30 are fixed to each other by mounting pins 34 that engage with the mounting projections 32. Are integrally connected. The casing 2
A seal member 36 is provided on the connection surface between the valve body 4 and the valve body 30 to maintain airtightness. As shown in FIG. 1, a bottomed cylindrical member 38 made of a non-magnetic material is inserted into the hole 22 formed inside the casing 24. Is provided with a solenoid portion 40. The solenoid portion 40 includes a bobbin 46 in which a hole 42 penetrating along the axial direction is formed and a plurality of coils 44 are wound, and a hole 48 of the bottomed cylindrical member 38.
The one end 50 is locked in the
And a fixed iron core 52 that is fixed in the hole 42. A substantially cylindrical plunger 54 is inserted into the hole 42 of the bobbin 46 so as to be displaceable coaxially with the fixed iron core 52. The plunger 54 is formed of, for example, magnetic stainless steel. . The bobbin 4
6 is held by a ring body 56 that fits into the opening of the bottomed cylindrical member 38. As shown in FIGS. 1 and 3, a hole 58 extending in the axial direction is formed inside the plunger 54. In the hole 58, for example, a resin material is formed. Is inserted. One end 62 of the pin member 60 formed in a small diameter
Is exposed to the outside through a small hole 64 formed in the plunger 54, and is provided so as to always contact the fixed iron core 52 by the elastic force of a coil spring 66 described later. A cap member 68 is fixed to one end of the plunger 54 by caulking.
Inside of 8, a rubber valve body 70 and a spring receiving member 72 formed of a non-magnetic material are held. The valve body 7
0 and the spring receiving member 72 are integrally fixed. A coil spring 66 is interposed between the other end of the pin member 60 and the spring receiving member 72. A part of the valve body 70 protrudes from the cap member 68 to protrude from the valve body 3.
It is provided so as to be seated on a seating portion 74 formed at zero. The valve body 30 has an orifice 76 connected to the seating portion 74 and communicating with the pressure fluid supply port 26. An annular member 78 is attached to the plunger 54 so as to surround the outer peripheral surface thereof.
8 has an annular recess and a hole through which the plunger 54 is inserted. A substantially circular leaf spring 80 is externally fitted to the plunger 54. The leaf spring 80 is formed by an annular concave portion of an annular member 78 and a flange portion 82 of a cap member 68.
It is interposed between and. As shown in FIG. 9, the leaf spring 80 has a center hole 84 formed in a substantially circular shape,
Slits 86 extending from four in four directions (radial outward directions) orthogonal to each other are formed. in this way,
The leaf spring 80 is formed in a disk shape, and the plurality of slits 8 are formed.
By providing 6, there is an advantage that the controllability can be improved by controlling the minute displacement amount of the plunger 54 with a minute load. That is, as will be understood from FIG. 8, when a leaf spring (not shown) having no slit 86 is used, there is a problem that the spring constant increases in accordance with the applied load. is there. On the other hand, the leaf spring 8
By providing the slit 86 in the portion 0, first, the portion B (the portion where the flange portion 82 of the cap member 68 contacts)
When the plate spring 80 is bent, it is easily deformed by the slit 86. Further, when the plate spring 80 is bent, the spring constant changes in a range where the portion B and the portion C are added. Thus, by providing the slit 86 in the leaf spring 80, the minute displacement amount of the plunger 54 can be controlled with high accuracy.
Note that a tapered surface 88 is formed on the annular member 78 so that the leaf spring 80 is easily deformed. The proportional control valve 20 according to the embodiment of the present invention
Is basically configured as described above. Next, its operation and effect will be described. In the following description, as shown in FIG. 1, a state in which no voltage is applied to the coil 44 and the valve body 70 is seated on the seating portion 74 in a non-excited state will be described as an initial position. First, a fluid circuit 94 for controlling the displacement speed of the piston 92 of the cylinder 90 is constructed by incorporating the set of proportional control valves 20a and 20b according to the present embodiment.
The fluid circuit 94 includes a filter 98 with a drain discharge and a pressure reducing valve 100 with a relief connected in series to a pressure fluid supply source 96, and a pressure reducing valve 10 with a relief.
0 includes a pair of proportional control valves 20a, 20b connected in parallel via branch passages 102a, 102b to the output side. The fluid circuit 94 includes a cylinder 90 connected to the pressure fluid discharge port 28 of the set of proportional control valves 20a and 20b, and the set of proportional control valves 20a and 20b.
0b, and a pair of controllers 104a, 104b for deriving an input signal, respectively, and each of the controllers 104a, 104b.
A control circuit 106 for deriving a command signal to the control circuit 4b;
6, a set of sensors 108a, 108b leading out
And In the initial position shown in FIG. 1, the controller 104a (104b) derives an input signal to the proportional control valve 20a (20b) based on a command signal from the control circuit 106, thereby obtaining the proportional control valve 20a. (20
b) is turned on. The input signal may be either a voltage applied to the coil 44 or a current supplied to the coil 44. The coil 44 is excited based on the input signal, and the plunger 54 is attracted toward the fixed core 52. That is, the plunger 54 and the cap member 68 maintain the state where the one end 62 of the pin member 60 is in contact with the fixed iron core 52, while the spring force of the leaf spring 80 and the elastic force of the coil spring 66. And is displaced integrally toward the fixed iron core 52 side. As a result, the valve body 70 held by the cap member 68 is
By opening the orifice 76 at a distance from 4,
The pressure fluid supply port 26 and the pressure fluid discharge port 28 communicate with each other. The plunger 54 and the cap member 6
Since the flange portion 82 of the cap member 68 presses the leaf spring 80 toward the displacement direction when the displacement of the body 8 is performed integrally, the leaf spring 80 moves toward the displacement direction side as shown in FIG. Moreover, it deforms along the tapered surface 88 of the annular member 78. Thus, the flow rate of the pressure fluid proportional to the input signal is supplied to one cylinder chamber of the cylinder 90 via the pressure fluid discharge port 28 of the proportional control valve 20a, and the action of the pressure fluid is performed. The piston 92 moves downward to the displacement end position. When the piston 92 reaches the displacement end position, it is detected by the sensor 108b, and the control circuit 106 confirms that the piston 92 has reached the displacement end position based on a detection signal output from the sensor 108b. When the proportional control valve 20a (20b) is turned off from the on state based on an input signal derived from the controller 104a (104b) to the proportional control valve 20a (20b), the coil 44 is excited. The action is released. Therefore, the plunger 54 and the cap member 68 are combined with the spring force of the leaf spring 80 and the coil spring 66.
Under the cooperative action with the resilient force, the valve body 70 is displaced in the direction away from the fixed iron core 52, the valve body 70 is seated on the seating portion 74, and the pressure fluid supply port 26 and the pressure fluid discharge port 28 It returns to the initial position where communication is established. In this embodiment, a pin member 60 which is always in contact with the fixed iron core 52 is inserted into the plunger 54,
By providing the plunger 54 so as to be displaced toward the fixed core 52 in a state where the pin member 60 is in contact with the fixed core 52, the damper member in the prior art becomes unnecessary. Therefore, the manufacturing cost can be reduced by reducing the number of parts. Further, in the present embodiment, the hysteresis can be reduced by suppressing the sliding resistance when the plunger 54 is displaced, as compared with the prior art.
This could be confirmed by the experimental results using the proportional control valves 20, 20a, 20b according to the present embodiment, as shown in FIG. As a result, by suppressing the occurrence of an error in the flow rate control, the accuracy of the flow rate control of the pressure fluid with respect to the input signal can be improved. According to the present invention, the following effects can be obtained. That is, by providing the plunger so as to be displaceable toward the fixed core while maintaining the state in which the pin member is in contact with the fixed core, a damper member is not required. Therefore, the number of parts can be reduced, and the manufacturing cost can be reduced. Also, as compared with the prior art, by reducing the sliding resistance when the plunger is displaced, it is possible to reduce the hysteresis and improve the accuracy of the flow control.

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の実施の形態に係る比例制御弁の軸線方
向に沿った縦断面図である。 【図２】図１に示す比例制御弁の分解斜視図である。 【図３】プランジャおよびキャップ部材の軸線方向に沿
った縦断面図である。 【図４】図３の矢印Ａ方向からみた矢視図である。 【図５】図１に示すオフ状態からオン状態に変位したプ
ランジャの縦断面図である。 【図６】図１に示す比例制御弁が組み込まれた流体回路
の構成図である。 【図７】印加電圧と流量との関係に係るヒステリシスル
ープを示す説明図である。 【図８】スリットを設けた板ばねと前記スリットを設け
ていない板ばねとの撓み量を示す説明図である。 【図９】板ばねのスリットの形状を示すとともに、図８
の説明に供される図である。 【図１０】従来技術に係る比例制御弁の軸線方向に沿っ
た縦断面図である。 【図１１】図１０の部分拡大断面図である。 【図１２】図１１の状態からプランジャが変位してダン
パ部材が変形した状態を示す部分拡大断面図である。 【符号の説明】 ２０、２０ａ、２０ｂ…比例制御弁 ２２、４２、４
８、５８…孔部 ２４…ケーシング ２６…圧力流体供
給ポート ２８…圧力流体排出ポート ３０…バルブボデ
イ ４０…ソレノイド部 ４４…コイル ４６…ボビン ５２…固定鉄心 ５４…プランジャ ５６…リング体 ６０…ピン部材 ６４…小孔 ６６…コイルスプリング ６８…キャップ部
材 ７０…弁体 ７４…着座部 ７６…オリフィス ７８…環状部材 ８０…板ばね ８２…フランジ部 ８８…テーパ面BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a longitudinal sectional view of a proportional control valve according to an embodiment of the present invention, taken along an axial direction. FIG. 2 is an exploded perspective view of the proportional control valve shown in FIG. FIG. 3 is a longitudinal sectional view along an axial direction of a plunger and a cap member. 4 is a view as seen from the direction of arrow A in FIG. 3; 5 is a longitudinal sectional view of the plunger displaced from an off state to an on state shown in FIG. FIG. 6 is a configuration diagram of a fluid circuit in which the proportional control valve shown in FIG. 1 is incorporated. FIG. 7 is an explanatory diagram showing a hysteresis loop relating to a relationship between an applied voltage and a flow rate. FIG. 8 is an explanatory diagram showing the amount of deflection between a leaf spring provided with a slit and a leaf spring not provided with the slit. FIG. 9 shows the shape of the slit of the leaf spring and FIG.
It is a figure provided for explanation. FIG. 10 is a longitudinal sectional view along the axial direction of a proportional control valve according to the related art. 11 is a partially enlarged sectional view of FIG. 12 is a partially enlarged sectional view showing a state in which the plunger is displaced from the state of FIG. 11 and the damper member is deformed. [Description of reference numerals] 20, 20a, 20b ... proportional control valves 22, 42, 4
8, 58 ... Hole 24 ... Casing 26 ... Pressure fluid supply port 28 ... Pressure fluid discharge port 30 ... Valve body 40 ... Solenoid 44 ... Coil 46 ... Bobbin 52 ... Fixed iron core 54 ... Plunger 56 ... Ring body 60 ... Pin member 64 ... Small hole 66. Coil spring 68. Cap member 70.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−240474（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−135817（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−229080（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−170675（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−67479（ＪＰ，Ａ) 実開 平２−143580（ＪＰ，Ｕ) 実開 平４−80977（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16K 31/06 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-2-240474 (JP, A) JP-A-9-135817 (JP, A) JP-A-3-229080 (JP, A) JP-A-9-99 170675 (JP, A) JP-A-63-67479 (JP, A) JP-A-2-143580 (JP, U) JP-A-4-80977 (JP, U) (58) Fields investigated (Int. Cl. ⁷ , DB name) F16K 31/06

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 【請求項１】入力信号に比例した圧力流体の流量を出力
する比例制御弁において、 ケーシング内に配設され、コイルに対する励磁作用下に
固定鉄心側にプランジャを吸引するソレノイド部と、 圧力流体供給ポートおよび圧力流体排出ポートが形成さ
れ、前記ケーシングと一体的に連結されるバルブボデイ
と、 前記プランジャの一端部に連結されたキャップ部材を介
して保持され、着座部に着座することにより圧力流体供
給ポートと圧力流体排出ポートとの連通を遮断する弁体
と、 前記プランジャの軸線方向に沿って延在する孔部内に配
設され、一端部が、該プランジャから突出して、常時、
固定鉄心に当接するように設けられたピン部材と、 前記ピン部材の他端部と前記弁体との間に介装され、弾
発力の作用下に弁体を着座部側に向かって押圧するとと
もに、ピン部材を固定鉄心側に向かって押圧するコイル
スプリングと、 前記プランジャに外嵌され、該プランジャと一体的に変
位するキャップ部材が係合する板ばねと、 を備え、 前記プランジャは、ピン部材が固定鉄心に当接した状態
を保持しながら、コイルの励磁作用下に、板ばねのばね
力に打ち勝って固定鉄心側に変位することにより、前記
プランジャと一体的に変位する弁体が着座部から離間す
るように設けられ、 前記板ばねは、円板状を呈し、略円形状の中心孔と、前
記中心孔から相互に直交する半径外の４方向に向かって
延在する複数のスリットとを有し、 前記板ばねに荷重が付与された際、前記キャップ部材に
係合する前記中心孔の周縁部のみが撓み、続いて前記中
心孔の周縁部を含む他の部分が撓むことにより、ばね定
数が二段に変化するように設定されてい ることを特徴と
する比例制御弁。(57) [Claim 1] In a proportional control valve for outputting a flow rate of a pressure fluid in proportion to an input signal, a plunger is provided in a casing, and a plunger is provided on a fixed iron core side under an exciting action on a coil. A solenoid part for sucking, a pressure fluid supply port and a pressure fluid discharge port are formed, a valve body integrally connected to the casing, and a seating part held via a cap member connected to one end of the plunger. A valve body that blocks communication between the pressure fluid supply port and the pressure fluid discharge port by being seated on the plunger; and a valve body that is disposed in a hole extending along the axial direction of the plunger, and has one end protruding from the plunger. And always
A pin member provided so as to be in contact with the fixed iron core; and a valve member interposed between the other end portion of the pin member and the valve body, and presses the valve body toward the seat portion under the action of an elastic force. A coil spring that presses the pin member toward the fixed core side; and a leaf spring that is externally fitted to the plunger and engages a cap member that is integrally displaced with the plunger. While maintaining the state where the pin member is in contact with the fixed core, the valve body that is displaced integrally with the plunger by being displaced toward the fixed core by overcoming the spring force of the leaf spring under the exciting action of the coil. The leaf spring is provided so as to be separated from the seat portion , and the leaf spring has a disk shape, and has a substantially circular center hole and a front hole.
From the center hole to four directions outside the mutually perpendicular radius
A plurality of slits extending, and when a load is applied to the leaf spring, the cap member
Only the peripheral edge of the central hole engaged is bent,
Other parts, including the perimeter of the mandrel, bend, resulting in spring retention.
A proportional control valve characterized in that the number is set to change in two steps .