JP2003021255A - ソレノイドバルブ - Google Patents

ソレノイドバルブ

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JP2003021255A
JP2003021255A JP2001210061A JP2001210061A JP2003021255A JP 2003021255 A JP2003021255 A JP 2003021255A JP 2001210061 A JP2001210061 A JP 2001210061A JP 2001210061 A JP2001210061 A JP 2001210061A JP 2003021255 A JP2003021255 A JP 2003021255A
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JP
Japan
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plunger
valve
solenoid
leaf spring
axial direction
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JP2001210061A
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Hideki Todoen
英樹 東堂園
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Nok Corp
Original Assignee
Nok Corp
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 摺動抵抗を低減し、ヒステリシスの増大や制
御の乱れを防止するソレノイドバルブを提供する。 【解決手段】 ロッド21左端を支持する軸受として板
バネ28を用いているので、プランジャ23には軸方向
と垂直な方向に吸引される、いわゆる横力が発生して
も、ロッド21を軸線上に維持し、摺動抵抗が発生せ
ず、制御時のヒステリシスとはならない。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば油圧機器や
自動車などに配設され、流体の圧力を制御するために用
いられるソレノイドバルブに関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、入出力を調節して圧力比例制御可
能とするソレノイドバルブがある。図6は、従来技術の
制御圧を制御するソレノイドバルブ101である。図6
に示すように、ソレノイドバルブ101はソレノイド部
102とバルブ部103とから構成される。
【0003】ソレノイド部102は、バルブ部103と
一体的に組み付けられるもので、内部にロッド121を
介してバルブ部に作動連結するプランジャ123と、プ
ランジャ123を取り囲むコイル124と、プランジャ
123の磁気吸引力による軸方向の移動側(図示左側)
でプランジャ123に対向するセンタポスト125と、
を備える。
【0004】プランジャ123は軸方向両側にロッド1
21,126が延出されており、その両側のロッド12
1,126がそれぞれ軸受127,128で支持される
ことにより、プランジャ123の移動方向が軸方向だけ
に規制されている。
【0005】このソレノイド部102では、コイル12
4に印加される電流の大きさに応じてプランジャ123
とセンタポスト125間に働く磁気吸引力でプランジャ
123を移動させることにより、バルブ部103へ向け
てプランジャ123から延出されたロッド121を図示
左側に移動させる。
【0006】一方、バルブ部103は、いわゆるスプー
ルバルブで構成されており、円筒状のバルブスリーブ1
31とバルブスリーブ131の内周に往復動可能に挿入
されるスプール132とを備えている。
【0007】バルブスリーブ131の側壁には、図示左
側から、流入ポート133、圧力制御ポート134、流
出ポート135が設けられている。流入ポート133
は、例えば油圧ポンプ等から加圧された供給圧Poの流
体をバルブ部103へ流入するためのものであり、圧力
制御ポート134はバルブ部103から制御圧Pcを出
力するためのものであり、流出ポート135は圧力制御
ポート134の制御圧Pcの流体を流出圧Drで排出す
るためのものである。
【0008】スプール132は、軸方向に離間してバル
ブスリーブ131の内周に摺接する仕切り部132a,
132bを2つ有しており、軸方向両端部にバルブスリ
ーブの内周に摺接してスプール132の姿勢を安定させ
る大径部132c,132dを有する。
【0009】このスプール132は、左端に開口した内
部の穴に嵌め込まれたスプリング136によってソレノ
イド部102方向に付勢されている。スプリング136
の付勢力は、バルブ部103の左端部に設けられたスク
リュ137によって調整される。
【0010】このため、ソレノイドバルブ101全体と
しては、プランジャ123とセンタポスト125間に働
く磁気吸引力と、仕切り部132a,132bにより仕
切った場合に圧力により発生する力及びスプリング13
6の付勢力と、が釣り合う位置にスプール132を移動
させる。すなわち、プランジャ123とセンタポスト1
25間に働く磁気吸引力によって、スプール132を移
動させることで、スプール132の仕切り部で閉じてい
る流入ポート133を開き、流入ポート133の供給圧
Poが圧力制御ポート134に伝達される。
【0011】このように、ソレノイドバルブ101はソ
レノイド部102の駆動でスプール132を移動させる
ことによって、バルブ部103の各ポート133,13
4,135間の開閉を行い圧力制御ポート134の制御
圧Pcを任意に制御していた。
【0012】また、図7は、図6と一部構成の異なる従
来技術の制御圧を制御するソレノイドバルブ101’で
ある。図7では、ソレノイド部102内のプランジャ1
23とセンタポスト125の配置が図6の構成と逆にな
っている。このため、プランジャ123が磁気吸引され
ると、ロッド121がバルブ部103から離れる方向に
移動する。この時、バルブ部103では、スプリング1
38の付勢力によってロッド121の移動方向と同様に
右方向へスプール132が移動する。
【0013】このソレノイドバルブ101’では、スプ
ール132の右方向への移動でスプール132の仕切り
部132eで閉じている流入ポート133を開くよう
に、スプール132には仕切り部132eが1つだけ存
在している。スプール132の仕切り部132eは、移
動により圧力制御ポート134の左右へ移動して、流入
ポート133か流出ポート135と圧力制御ポート13
4間のどちらかを仕切る構成となっている。
【0014】ソレノイドバルブ101’全体としては、
プランジャ123とセンタポスト125間に働く磁気吸
引力と、仕切り部132eにより仕切った場合に圧力に
より発生する力及びスプリング138,139の付勢力
と、が釣り合う位置にスプール132を移動させる。す
なわち、プランジャ123とセンタポスト125間に働
く磁気吸引力によって、スプール132に働く力を減少
させることで、スプリング138の付勢力でスプール1
32の仕切り部132eで閉じている流入ポート133
を開き、流入ポート133の供給圧Poが圧力制御ポー
ト134に伝達される。
【0015】
【発明が解決しようとする課題】上記のような従来技術
のソレノイドバルブのソレノイド部は、いずれもプラン
ジャの移動方向を軸方向だけに規制するために、プラン
ジャから軸方向両側に延出されるロッドをそれぞれ軸受
によって支持していた。
【0016】しかしながら、プランジャがセンタポスト
に磁気吸引される時に、プランジャには軸方向と垂直な
方向に吸引される、いわゆる横力が発生するため、ロッ
ドと軸受との間に摺動抵抗が発生しており、制御時のヒ
ステリシスとなっていた。
【0017】また、バルブ部側(図6でのセンタポスト
に磁気吸引される磁気吸引側)の軸受には、制御油中の
鉄粉などの磁性材からなるコンタミ(不純物)が付着し
やすく、ロッドと軸受の間の隙間にコンタミが入り込
み、摺動抵抗が増大し、ヒステリシスを増大させ、ま
た、ロッドがスティックスリップを引き起こし制御が乱
れるという問題があった。
【0018】本発明は上記の従来技術の課題を解決する
ためになされたもので、その目的とするところは、摺動
抵抗を低減し、ヒステリシスの増大や制御の乱れを防止
するソレノイドバルブを提供することにある。
【0019】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明にあっては、軸方向におけるセンタポスト側に
磁気吸引されるプランジャを有するソレノイドと、該ソ
レノイドで制御される弁部と、を備え、前記プランジャ
を軸方向両側の軸受で軸方向だけに移動可能に規制する
ソレノイドバルブであって、前記プランジャが前記セン
タポストに磁気吸引される磁気吸引側の軸受として板バ
ネを用いたことを特徴とする。
【0020】軸方向におけるセンタポスト側に磁気吸引
されるプランジャを有するソレノイドと、該ソレノイド
で制御される弁部と、を備え、前記プランジャを軸方向
両側の軸受で軸方向だけに移動可能に規制するソレノイ
ドバルブであって、前記弁部側の軸受として板バネを用
いたことを特徴とする。
【0021】前記軸受は、前記プランジャから軸方向両
側に延出するロッドを支持することによって、前記プラ
ンジャの移動方向を規制することが好適である。
【0022】軸方向におけるセンタポスト側に磁気吸引
されるプランジャを有するソレノイドと、該ソレノイド
で制御される弁部と、を備えたソレノイドバルブであっ
て、前記プランジャを軸方向だけに移動可能に支持する
板バネを備えたことを特徴とする。
【0023】前記板バネは、テーパ形状であることが好
適である。
【0024】したがって、板バネを用いていると、プラ
ンジャには軸方向と垂直な方向に吸引される、いわゆる
横力が発生しても、摺動抵抗が発生せず、制御時のヒス
テリシスとはならない。また、磁気吸引される磁気吸引
側などの弁部側でも制御油中の鉄粉などの磁性材からな
るコンタミ(不純物)が板バネの制動の弊害となること
はなく、摺動抵抗が増大することが防止でき、ヒステリ
シスが増大することがなく、また、プランジャから延出
されるロッドが軸受との間でスティックスリップを引き
起こし制御が乱れることもない。
【0025】また、板バネがテーパ形状であると、板バ
ネの可動部を長くすることができ、板バネのバネ定数の
低減を図ることができ、かつ最大応力の低減を図ること
ができる。
【0026】
【発明の実施の形態】以下に図面を参照して、この発明
の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただ
し、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、
材質、形状それらの相対配置などは、発明が適用される
装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきもので
あり、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣
旨のものではない。
【0027】(第1の実施の形態)図1、図2を用いて
第1の実施の形態を説明する。図1は、第1の実施の形
態の圧力比例制御可能とする制御圧を制御するソレノイ
ドバルブ1を説明する断面構成図である。図1に示すよ
うに、ソレノイドバルブ1は、ソレノイドを有するソレ
ノイド部2と弁部としてのバルブ部3とから構成され
る。
【0028】ソレノイド部2は、バルブ部3と一体的に
組み付けられるもので、内部にロッド21を介してバル
ブ部に作動連結するプランジャ23と、プランジャ23
を取り囲むコイル24と、プランジャ23の磁気吸引力
による軸方向の移動側(図示左側)でプランジャ23に
対向するセンタポスト25と、を備える。
【0029】すなわち、図1に示すソレノイドバルブ1
では、プランジャ23が磁気吸引される磁気吸引側のセ
ンタポスト25のさらに先にバルブ部3が接続されてい
る。
【0030】プランジャ23は軸方向両側にロッド2
1,26が延出されており、そのセンタポスト25とは
反対側のロッド26が軸受27で支持され、センタポス
ト25側(バルブ部3側)のロッド21がセンタポスト
25を疎通したセンタポスト25の図示左端を板バネ2
8で支持されることにより、プランジャ23の移動方向
が軸方向だけに規制されている。
【0031】このソレノイド部2では、コイル24に印
加される電流の大きさに応じてプランジャ23とセンタ
ポスト25間に働く磁気吸引力でプランジャ23を移動
させることにより、バルブ部3へ向けてプランジャ23
から延出されたロッド21を図1(b)に示すように左
側に移動させる。
【0032】一方、バルブ部3は、いわゆるスプールバ
ルブで構成されており、円筒状のバルブスリーブ31と
バルブスリーブ31の内周に往復動可能に挿入されるス
プール32とを備えている。
【0033】バルブスリーブ31の側壁には、図示左側
から、流入ポート33、圧力制御ポート34、流出ポー
ト35が設けられている。流入ポート33は、例えば油
圧ポンプ等から加圧された供給圧Poの流体をバルブ部
3へ流入するためのものであり、圧力制御ポート34は
バルブ部3から制御圧Pcを出力するためのものであ
り、流出ポート35は圧力制御ポート34の制御圧Pc
の流体を流出圧Drで排出するためのものである。
【0034】スプール32は、軸方向に離間してバルブ
スリーブ31の内周に摺接する仕切り部32a,32b
を2つ有しており、軸方向両端部にバルブスリーブ31
の内周に摺接してスプール32の姿勢を安定させる大径
部32c,32dを有する。
【0035】このスプール32は、左端に開口した内部
の穴をスプリング36によってソレノイド部2方向に付
勢されている。スプリング36の付勢力は、バルブ部3
の左端部に設けられたスクリュ37によって調整され
る。
【0036】このため、ソレノイドバルブ1全体として
は、プランジャ23とセンタポスト25間に働く磁気吸
引力と、仕切り部32a,32bにより仕切った場合に
圧力により発生する力及びスプリング36の付勢力と、
が釣り合う位置にスプール32を移動させる。すなわ
ち、プランジャ23とセンタポスト25間に働く磁気吸
引力によって、スプール32を左方向に移動させること
で、図1(b)に示すようにスプール32の仕切り部3
2aで閉じている流入ポート33を開き、流入ポート3
3の供給圧Poが圧力制御ポート34に伝達される。ま
た、この時には、仕切り部32bが流出ポート35を閉
じており、圧力制御ポート34から流出ポート35への
流出が防止される。
【0037】このように、ソレノイドバルブ1はソレノ
イド部2の駆動でスプール32を移動させることによっ
て、バルブ部3の各ポート33,34,35間の開閉を
行い圧力制御ポート34の制御圧Pcを任意に制御す
る。
【0038】ここで、本実施の形態のソレノイドバルブ
1では、バルブ部3側、つまりプランジャ23がセンタ
ポスト25に磁気吸引される側のソレノイド部2のロッ
ド21左端を支持する軸受として板バネ28を用いてい
る。
【0039】板バネ28は、ロッド21左端にガイド2
9を覆装し、そのガイド29の外周に取付けられてい
る。そして、板バネ28の外周端部をバルブスリーブ3
1のフランジ端部とコイル24左端のサイドリングとで
挟持固定する構成となっている。板バネ28は、図1
(b)に示すように、ロッド21を軸線上に維持させつ
つ、図示左の軸方向に移動させる。
【0040】この板バネ28は、軸方向断面の図2に示
すように、内外の2つの内側リング部28a、外側リン
グ部28bと、これらのリング部28a,28bを接続
するリング曲線に沿って渦を巻くように屈曲するアーム
部28cと、から構成された平板状をしている。
【0041】図2の板バネ28は、内側リング部28a
の中心孔にロッド21左端を覆装するガイド29が挿通
装着される。また、外側リング部28bの外周端部がバ
ルブスリーブ31のフランジ端部とサイドリングとで挟
持固定される。そして、各アーム部28c間は、空孔と
なっているので、制御油などが疎通可能となっている。
【0042】以上の本実施の形態では、ロッド21左端
を支持する軸受として板バネ28を用いているので、プ
ランジャ23には軸方向と垂直な方向に吸引される、い
わゆる横力が発生しても、ロッド21を軸線上に維持
し、摺動抵抗が発生せず、制御時のヒステリシスとはな
らない。また、磁気吸引される磁気吸引側などのバルブ
部3側でも制御油中の鉄粉などの磁性材からなるコンタ
ミ(不純物)は板バネ28を疎通することができ、板バ
ネ28の制動の弊害となることはなく、摺動抵抗が増大
することが防止でき、ヒステリシスが増大することがな
く、また、プランジャ23から延出されるロッド21が
板バネ28との間でスティックスリップを引き起こし制
御が乱れることもない。
【0043】(第2の実施の形態)図3、図4を用いて
第2の実施の形態を説明する。図3に示す第2の実施の
形態に係るソレノイドバルブ1’は、第1の実施の形態
と同様にプランジャ23のバルブ部3側に板バネ28’
を配設している。ただし、板バネ28’は、ロッド21
を支持せず、直接プランジャ23の左端に設けられた凸
部23aに装着され、プランジャ23を支持する。
【0044】また、板バネ28’は、第1の実施の形態
のような平板状ではなく、テーパ形状に設けられてい
る。
【0045】その他の構成および作用については第1の
実施の形態と同一なので、同一の構成部分については同
一の符号を付して、その説明は省略する。
【0046】板バネ28’は、図3に示すように、プラ
ンジャ23とプランジャ23が磁気吸引されるセンタポ
スト25との間に介在し、内径側がプランジャ23に設
けられた凸部23aに嵌合し、外径側がセンタポスト2
5の内向き環状部に係止する構成である。
【0047】この板バネ28’は、図4に示すように、
内側リング部28’a、外側リング部28’b、アーム
部28’cと、から構成される。ここで、アーム部2
8’cについてはテーパ形状に図示左側の軸方向へずれ
ながら拡径する。
【0048】以上の本実施の形態では、プランジャ23
の左側を支持する軸受として板バネ28’を用いている
ので、プランジャ23には軸方向と垂直な方向に吸引さ
れる、いわゆる横力が発生しても、プランジャ23を軸
線上に維持し、摺動抵抗が発生せず、制御時のヒステリ
シスとはならない。また、磁気吸引される磁気吸引側な
どのバルブ部3側でも制御油中の鉄粉などの磁性材から
なるコンタミ(不純物)は板バネ28’を疎通すること
ができ、板バネ28’の制動の弊害となることはなく、
摺動抵抗が増大することが防止でき、ヒステリシスが増
大することがなく、また、プランジャ23が板バネ2
8’との間でスティックスリップを引き起こし制御が乱
れることもない。
【0049】また、板バネ28’がテーパ形状であるの
で、板バネ28’の可動する可動部であるアーム部2
8’cを長くすることができ、板バネ28’のバネ定数
の低減を図ることができ、かつ最大応力の低減を図るこ
とができる。
【0050】(第3の実施の形態)図5を用いて第3の
実施の形態を説明する。図5に示す第3の実施の形態に
係るソレノイドバルブ1”は、第2の実施の形態と同様
な板バネ28’だけでプランジャ23を支持する。ま
た、ソレノイド部2のセンタポスト25が図示右端に配
置されており、プランジャ23がバルブ部3とは反対側
の図示右方向へ磁気吸引される。
【0051】その他の構成および作用については第1、
第2の実施の形態と同一なので、同一の構成部分につい
ては同一の符号を付して、その説明は省略する。
【0052】図5に示すソレノイドバルブ1”では、ソ
レノイド部2内のプランジャ23とセンタポスト25の
配置が第1、第2の実施の形態とは逆になっている。す
なわち、図5に図示するようにセンタポスト25が図示
右側に配置されており、バルブ部3と反対方向にプラン
ジャ23が磁気吸引される。このため、プランジャ23
が磁気吸引されると、バルブ部3から離れる方向に移動
する。この時、バルブ部3では、スプリング38によっ
てプランジャ23の移動方向と同様に右方向へスプール
32が移動する。
【0053】このソレノイドバルブ1”では、スプール
32の右方向への移動でスプール32の仕切り部32e
で閉じている流入ポート33を開くように、スプール3
2には仕切り部32eが1つだけ存在している。仕切り
部32eは移動により圧力制御ポート34の左右へ移動
して、流入ポート33か流出ポート35と圧力制御ポー
ト34間のどちらかを仕切る構成となっている。
【0054】ソレノイドバルブ1”全体としては、プラ
ンジャ23とセンタポスト25間に働く磁気吸引力と、
仕切り部32eにより仕切った場合に圧力により発生す
る力及びスプリング38,39の付勢力と、が釣り合う
位置にスプール32を移動させる。すなわち、プランジ
ャ23とセンタポスト25間に働く磁気吸引力によっ
て、スプール32に働く力を減少させることで、スプリ
ング38の付勢力でスプール32の仕切り部32eで閉
じている流入ポート33を開き、流入ポート33の供給
圧Poが圧力制御ポート34に伝達される。
【0055】ここで、本実施の形態で用いられる板バネ
28’は、図4に示す第2の実施の形態と同形状のもの
が、プランジャ23とセンタポスト25の間に介在す
る。板バネ28’は、内径側がプランジャ23に係止
し、外径側がセンタポスト25外周に張り出したコイル
24が巻きつけられたボビンの環状段差部に係止する構
成である。本実施の形態では、プランジャ23は、ロッ
ドがなく、板バネ28’だけに支持されて、軸線上に維
持されつつ、軸方向に移動可能となる。
【0056】以上の本実施の形態では、板バネ28’を
用いてプランジャ23を支持しているので、プランジャ
23には軸方向と垂直な方向に吸引される、いわゆる横
力が発生しても、プランジャ23を軸線上に維持し、摺
動抵抗が発生せず、制御時のヒステリシスとはならな
い。また、磁気吸引される磁気吸引側などのバルブ部3
側でも制御油中の鉄粉などの磁性材からなるコンタミ
(不純物)は板バネ28’を疎通することができ、板バ
ネ28’の制動の弊害となることはなく、摺動抵抗が増
大することが防止でき、ヒステリシスが増大することが
なく、また、プランジャ23でスティックスリップを引
き起こし制御が乱れることもない。
【0057】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
板バネを用いているので、プランジャには軸方向と垂直
な方向に吸引される、いわゆる横力が発生しても、摺動
抵抗が発生せず、制御時のヒステリシスとはならない。
また、磁気吸引される磁気吸引側などの弁部側でも制御
油中の鉄粉などの磁性材からなるコンタミ(不純物)が
板バネの制動の弊害となることはなく、摺動抵抗が増大
することが防止でき、ヒステリシスが増大することがな
く、また、プランジャから延出されるロッドが軸受との
間でスティックスリップを引き起こし制御が乱れること
もない。
【0058】また、板バネがテーパ形状であると、板バ
ネの可動部を長くすることができ、板バネのバネ定数の
低減を図ることができ、かつ最大応力の低減を図ること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1の実施の形態に係るソレノイドバルブを示
す断面構成図である。
【図2】第1の実施の形態に係る板バネを示す図であ
る。
【図3】第2の実施の形態に係るソレノイドバルブを示
す断面構成図である。
【図4】第2の実施の形態に係る板バネを示す図であ
る。
【図5】第3の実施の形態に係るソレノイドバルブを示
す断面構成図である。
【図6】従来技術のソレノイドバルブを示す断面構成図
である。
【図7】従来技術のソレノイドバルブを示す断面構成図
である。
【符号の説明】
1,1’,1” ソレノイドバルブ 2 ソレノイド部 3 バルブ部 21,26 ロッド 23 プランジャ 23a 凸部 24 コイル 25 センタポスト 27 軸受 28,28’ 板バネ 28a,28’a 内側リング部 28b,28’b 外側リング部 28c,28’c アーム部 29 ガイド 31 バルブスリーブ 32 スプール 33 流入ポート 34 圧力制御ポート 35 流出ポート

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】軸方向におけるセンタポスト側に磁気吸引
    されるプランジャを有するソレノイドと、該ソレノイド
    で制御される弁部と、を備え、 前記プランジャを軸方向両側の軸受で軸方向だけに移動
    可能に規制するソレノイドバルブであって、 前記プランジャが前記センタポストに磁気吸引される磁
    気吸引側の軸受として板バネを用いたことを特徴とする
    ソレノイドバルブ。
  2. 【請求項2】軸方向におけるセンタポスト側に磁気吸引
    されるプランジャを有するソレノイドと、該ソレノイド
    で制御される弁部と、を備え、 前記プランジャを軸方向両側の軸受で軸方向だけに移動
    可能に規制するソレノイドバルブであって、 前記弁部側の軸受として板バネを用いたことを特徴とす
    るソレノイドバルブ。
  3. 【請求項3】前記軸受は、前記プランジャから軸方向両
    側に延出するロッドを支持することによって、前記プラ
    ンジャの移動方向を規制することを特徴とする請求項1
    又は2に記載のソレノイドバルブ。
  4. 【請求項4】軸方向におけるセンタポスト側に磁気吸引
    されるプランジャを有するソレノイドと、該ソレノイド
    で制御される弁部と、を備えたソレノイドバルブであっ
    て、 前記プランジャを軸方向だけに移動可能に支持する板バ
    ネを備えたことを特徴とするソレノイドバルブ。
  5. 【請求項5】前記板バネは、テーパ形状であることを特
    徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載のソレノ
    イドバルブ。
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