JP2014194252A - Energizing force variable valve device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ばね力により弁体が弁座に対して付勢されている弁であって、磁気粘性流体の作用によって、実質的にばね力を変更することができる弁装置に関する。 The present invention relates to a valve device in which a valve body is urged against a valve seat by a spring force, and the spring force can be substantially changed by the action of a magnetorheological fluid.
従来油圧機器で用いられている調整弁として、弁体をばねで弁座側へ付勢する形式のものが知られている。この調整弁装置では、付勢ばね固有のばね力により流体の流量を調整する。
一方、磁性流体を用いた電磁弁として、特許文献1に記載されたものが知られている。この電磁弁は、ソレノイドによって流路の切換操作を行う電磁弁において、可動鉄心と固定鉄心との吸着面の損耗及び衝突音の原因である両鉄心の吸着速度を抑えると共に、可動鉄心と磁気板との間の磁路のギャップによる磁気抵抗を低減させ、ソレノイドの省電力化を図ることを目的とするもので、磁気板と可動鉄心との間の隙間に、磁性流体を充填すると共に、磁気枠に磁性流体の保持に必要な磁性を持たせるものである。
2. Description of the Related Art Conventionally, as a regulating valve used in hydraulic equipment, a type that urges a valve body toward a valve seat with a spring is known. In this adjusting valve device, the flow rate of the fluid is adjusted by the spring force inherent to the biasing spring.
On the other hand, what was described in patent document 1 is known as an electromagnetic valve using a magnetic fluid. This solenoid valve is a solenoid valve that performs switching operation of the flow path by a solenoid, and suppresses the adsorption speed of both iron cores, which cause wear and collision noise between the movable iron core and the fixed iron core, and the movable iron core and the magnetic plate. The magnetic resistance due to the magnetic path gap between the magnetic plate and the solenoid is reduced, and the solenoid is designed to save power. The gap between the magnetic plate and the movable iron core is filled with magnetic fluid and magnetic The frame is provided with magnetism necessary for holding the magnetic fluid.
弁体をばねで弁座側へ付勢する形式の調整弁では、その特性が、ばねの特性により定まるため、ばねを変更しない限り、弁の特性を変更することはできない。
上記磁性流体を用いた電磁弁は、ソレノイドに印加する電流の大きさに関わらず、ON/OFFの動作しかしない。
本発明は、ばね力により弁体が弁座に対して付勢されている弁装置であって、磁気粘性流体の作用によって、実質的にばね力を変更することができるものを提供することを目的としている。
In an adjustment valve of a type in which the valve body is urged to the valve seat side by a spring, the characteristic is determined by the characteristic of the spring. Therefore, the characteristic of the valve cannot be changed unless the spring is changed.
The solenoid valve using the magnetic fluid has only ON / OFF operation regardless of the magnitude of the current applied to the solenoid.
The present invention provides a valve device in which a valve body is urged against a valve seat by a spring force, which can substantially change the spring force by the action of a magnetorheological fluid. It is aimed.
以下、添付図面の符号を参照して説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
上記課題を解決するための、本発明の付勢力可変弁装置1においては、弁体2が、ばね力により弁座4に対して押圧される。弁体2は、鉄製のプランジャ6の一端に結合され、このプランジャ6は、付勢力調整機構5に軸線方向移動自在に受け入れられる。付勢力調整機構5は、プランジャ6を気密に受け入れるケーシング7と、このケーシング7内にプランジャ6の外周を囲むように設けられるヨーク8及びこのヨーク8を磁化するソレノイド9と、プランジャ6の外周とヨーク8との間に形成される流体室10と、この流体室10内に充填される磁気粘性流体11とを具備する。ソレノイド9の磁界により、磁気粘性流体中に散在する磁性粉が磁界方向に揃うと、磁性粉クラスタを形成する。プランジャ6の移動に伴い、磁性粉クラスタのせん断応力による粘性抵抗が生じ、プランジャ6の移動を妨げる方向の移動荷重を生じる。ソレノイド9へ流す電流の変化により、プランジャ6の移動に対する粘性抵抗を増減し、見かけ上のばね力を可変とする。
Hereinafter, the present invention will be described with reference to the accompanying drawings, but the present invention is not limited thereto.
In the biasing force variable valve device 1 of the present invention for solving the above-described problem, the
本発明の付勢力可変弁は、ソレノイドへ流す電流の変化により、磁気粘性流体の粘性抵抗を増減し、弁体を付勢するばねの見かけ上のばね力を容易かつ正確に調整できる。 The biasing force variable valve of the present invention can easily and accurately adjust the apparent spring force of the spring that biases the valve body by increasing or decreasing the viscosity resistance of the magnetorheological fluid by changing the current flowing to the solenoid.
図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図1において、付勢力可変弁装置1における弁体2は、ばね3により弁座4に対して付勢される。弁体2は、磁性体製のプランジャ6の一端に結合され、プランジャ6は付勢力調整機構5に軸線方向移動自在に受け入れられる。
Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
In FIG. 1, the
付勢力調整機構5は、プランジャ6を気密に受け入れる磁性体からなるケーシング7と、このケーシング7内にプランジャ6の外周を囲むように設けられるヨーク8及びこのヨーク8を磁化するソレノイド9とを具備する。プランジャ6の外周とヨーク8との間には、流体室10が形成され、この流体室10内に磁気粘性流体11が充填される。ソレノイド9に電流を流すと、矢印のように磁界が生じ、この磁界により、磁気粘性流体11中に散在する磁性粉が磁界方向に揃い、磁性粉クラスタを形成する。ケーシング7に対してプランジャ6が移動するとき、磁性粉クラスタのせん断応力が、粘性抵抗となり、プランジャ6の移動を妨げる方向の荷重を生じる。ソレノイド9へ流す電流の変化により、磁気粘性流体11の粘性を変化させ、プランジャ6の移動に対する抵抗を増減できる。これにより、見かけ上のばね力を変更する。
The urging
図2に示す実施形態において、弁装置1は、弁体2を内装するほぼ円筒形の弁ケース12と、付勢力調整機構5を構成する同じくほぼ円筒形のケーシング7及びばね受け筒13を具備する。弁ケース12は、アウタケース121とインナケース122とからなり、一端側において油圧機器のシリンダカバー101に気密に固着され、他端側においてケーシング7の一端側に接続される。ばね受け筒13は、ケーシング7の他端側に接続される。
In the embodiment shown in FIG. 2, the valve device 1 includes a substantially
弁ケース12のアウタケース121は、一端側に、シリンダカバー101の油通路102に連通する第1ポート121aを有し、中間部に送油管14,15が接続される。
The
インナケース122は、アウタケース121内に気密に嵌合され、アウタケース121の他端側に抜き取り可能である。インナケース122の一端側には、第1ポート121aに臨むように、弁座4が気密に嵌合され、止め輪16で一端側に抜け止めされる。インナケース122の中間部には、それぞれ送油管14,15に連通する第2,第3のポート121b,121cが設けられる。インナケース122の内側に形成される弁室17内に弁体2が挿入される。弁体2は、プランジャ6を介してばね3により、ポート121aを閉じるように弁座4に対して付勢される。
The
付勢力調整機構5のケーシング7は、磁性体で円筒形のシリンダ71と、その両端を気密に閉じるシリンダカバー72,73と、それらの外側に気密に固着されるロッドカバー74,75とを具備する。23は滑りブッシュ、24はシール材等の密封要素である。シリンダカバー72,73は、それぞれ磁気粘性流体11を供給するための給油口72a,73aを有する。給油口72a,73aは、鋼球72b,73bとボルト72c,73cで閉じられる。一端側のロッドカバー74は、ボルトで接続フランジ18に固着され、接続フランジ18は、図示しないボルトでアウタケース121に固着される。
The
プランジャ6は、一端側においてロッドカバー74,75、シリンダカバー72,73をそれぞれ気密に軸線方向移動自在に貫通する。弁室17内に突出するプランジャ6の一端に、弁体2が着脱自在に取り付けられる。ばね受け筒13内へ突出したプランジャ6の他端部には、ばね受け座を兼ねた抜け止め部材61が固着される。
Plunger 6 penetrates rod covers 74 and 75 and cylinder covers 72 and 73 on one end side so as to be movable in the axial direction in an airtight manner. The
シリンダ71内に、プランジャ6の外周を囲むように、ヨーク8及びこのヨーク8を磁化するソレノイド9が設けられる。91はコイル、92は非磁性のボビンである。プランジャ6の外周とヨーク3及びボビン92との間には、流体室10が形成され、この流体室10内に磁気粘性流体11が充填される。
A
ばね受け筒13は、内周にねじ部131を有し、これにばね受け円板19と回り止め円板20が螺合され、相互間が間隔を置いてボルト21で結合される。ばね受け座61とばね受け円板19との間にばね3が挿入される。
The
図3に示す他の実施形態においては、先の実施形態におけるシール材24に代わるシール材として、ダイヤフラムやベロフラム等のゴム膜25が用いられる。
In another embodiment shown in FIG. 3, a
ゴム膜25の一端側をプランジャ6の外周に固着するため、ステイリング26と押さえロッド27がプランジャ6の両端に装着される。プランジャ6の両端にステイリング26を介して押さえロッド27が螺合され、ステイリング26と押さえロッド27との間にゴム膜25が挟み込まれる。
In order to fix one end side of the
ロッドカバー74,75は、本体741,751と押さえカバー742,752とから構成され、両者間にゴム膜25の他端側が挟み込まれ、ボルトで気密に締め付けられる。ロッドカバー本体741,751は、それぞれ磁気粘性流体11を供給するための給油口741a,751aを有する。給油口741a,751aは、鋼球741b,751bとボルト741c,751c で閉じられる。ロッドカバー74,75の貫通孔は、プランジャ6の外周との間に隙間28を形成するように設定され、この隙間28にゴム膜25が折り返すように装着される。プランジャ6は、ゴム膜25の伸張する範囲で軸線方向に移動する。
The rod covers 74 and 75 are composed of
この実施形態の場合、プランジャ6とロッドカバー74,75との間の密封要素としてゴム膜25を用いるため、摺動抵抗がなく、弁体2の動きに対する抵抗をソレノイド9に流す電流により、より精密に制御することができる。磁気粘性流体に含まれる鉄粉が摺動部に侵入してシール材を摩耗させるおそれもない。
In the case of this embodiment, since the
1 弁装置
2 弁体
3 ばね
4 弁座
5 調整機構
6 プランジャ
61 抜け止め部材
7 ケーシング
71 シリンダ
72 シリンダカバー
721 給油口
722 鋼球
723 ボルト
73 シリンダカバー
731 給油口
732 鋼球
733 ボルト
74 ロッドカバー
741 ロッドカバーの本体
742 押さえカバー
75 ロッドカバー
751 ロッドカバーの本体
752 押さえカバー752
8 ヨーク
9 ソレノイド
10 流体室
11 磁気粘性流体
12 弁ケース
13 ばね受け筒
14 送油管
15 送油管
16 止め輪
17 弁室
18 接続フランジ
19 ばね受け円板
20 回り止め円板
21 ボルト
22 ボルト
23 滑りブッシュ
24 シール材
25 ゴム膜
26 ステイリング
27 押さえロッド
28 隙間
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
8
Claims (5)
前記弁体は、付勢力調整機構に軸線方向移動自在に受け入れられる鉄製のプランジャの一端に結合され、
前記付勢力調整機構は、前記プランジャを気密に受け入れるケーシングと、このケーシング内にプランジャの外周を囲むように設けられるヨーク及びこのヨークを磁化するソレノイドと、プランジャの外周とヨークとの間に形成される流体室と、この流体室内に充填される磁気粘性流体とを具備し、
ソレノイドへ流す電流の変化により前記プランジャの移動に対する粘性抵抗を増減し、見かけ上のばね力を可変とすることを特徴とする付勢力可変弁装置。 The valve body is pressed against the valve seat by a spring force,
The valve body is coupled to one end of an iron plunger that is movably received in the axial direction by the biasing force adjusting mechanism,
The biasing force adjusting mechanism is formed between a casing for airtightly receiving the plunger, a yoke provided in the casing so as to surround the outer periphery of the plunger, a solenoid for magnetizing the yoke, and the outer periphery of the plunger and the yoke. A fluid chamber and a magnetorheological fluid filled in the fluid chamber,
A biasing force variable valve device characterized in that the apparent spring force is variable by increasing or decreasing the viscous resistance to the movement of the plunger by changing the current flowing to the solenoid.
前記ロッドカバーは、前記プランジャの外周との間に間隙を形成して当該プランジャを貫通させる貫通孔を具備し、
前記間隙は、中間部が当該間隙内に折り返し挿入されるゴム膜によって気密に封止されることを特徴とする請求項1に記載の付勢力可変弁装置。 The casing of the urging force adjusting mechanism includes a rod cover that allows the plunger to penetrate airtightly,
The rod cover includes a through hole that forms a gap with the outer periphery of the plunger and allows the plunger to pass through.
2. The urging force variable valve device according to claim 1, wherein the gap is hermetically sealed by a rubber film whose intermediate portion is folded and inserted into the gap.
前記ケーシングの外側に、前記プランジャの他端側を受け入れるばね受け部が設けられ、
前記ばね受け部内に、前記プランジャの他端を一端側へ押圧するばねが設けられることを特徴とする請求項1に記載の付勢力可変弁装置。 The plunger penetrates the casing of the biasing force adjusting mechanism in an airtight manner, and the other end protrudes from the casing.
On the outside of the casing, a spring receiving portion for receiving the other end side of the plunger is provided,
The urging force variable valve device according to claim 1, wherein a spring that presses the other end of the plunger toward one end side is provided in the spring receiving portion.
前記ばね座の進退調整により、前記ばねの初期たわみ量を調整可能に構成されることを特徴とする請求項3に記載の付勢力可変弁装置。 The spring receiving portion includes a cylindrical spring receiving tube that is concentrically fixed to the plunger on the outside of the casing, and a spring seat that is screwed to the spring receiving tube so as to be movable forward and backward in the axial direction.
The urging force variable valve device according to claim 3, wherein an initial deflection amount of the spring can be adjusted by adjusting the advance and retreat of the spring seat.
前記弁体と弁座は、機器本体に固着される円筒状弁ケースの内側に挿脱自在に嵌合される円筒状のインナケース内に設けられ、
前記弁座は、前記インナケースの機器本体側である内側端に着脱自在に接続され、
前記弁体は、前記インナケース内に突出する前記プランジャの一端に着脱自在に接続され、
前記ロッドカバーは、前記インナケースの外側端に着脱自在に接続されることを特徴とする請求項1に記載の付勢力可変弁装置。 The casing of the biasing force adjusting mechanism includes a rod cover that allows the plunger to pass through in an airtight manner on one end side,
The valve body and the valve seat are provided in a cylindrical inner case that is removably fitted inside a cylindrical valve case that is fixed to the apparatus body.
The valve seat is detachably connected to the inner end of the inner case on the device main body side,
The valve body is detachably connected to one end of the plunger protruding into the inner case,
The urging force variable valve device according to claim 1, wherein the rod cover is detachably connected to an outer end of the inner case.
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