JPH03278206A - 電磁流量制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、車両用の操舵装置やその他産業機器等の作
動油の流量を電気的に制御する電磁流量制御装置に関す
るものである。

〔従来の技術〕

第４図は従来のこの種の電磁流量制御装置の断面図であ
り、第５図はそのソレノイドおよびコントローラの部分
の断面図である。

この第４図、第５図の両図において、１はバルブボディ
で、バルブ穴２が明けられている。このバルブ穴２には
、第１の出力ポート３ａおよび第２の出力ポート３ｂが
形成され、これら二つの第１出力ボート３ａ、第２出力
ボート３ｂの中間には、油圧ポンプ１０に接続された供
給ポート３Ｃが形成されている。

また、第１出力ポート３ａ、第２出力ボート３ｂの外側
位置には、フィルタ１１を経由してオイルタンク１２に
接続されたドレーンボート３ｄが形成されている。

前記バルブ穴２には、バルブスプール４が摺動可能に内
蔵されている。このバルブスプール４はバルブ穴２とア
ンダラップ状態で設けられている。

また、バルブスプール４は両端をセンタリングスプリン
グ５ａ、５ｂで弾性支持されて図に示す中立位置に配置
されるよう付勢されている。

センタリングスプリング５ａ、５ｂとバルブスプール４
との間には、リテーナ６ａ、６ｂが介在されている。こ
のリテーナ６ａ、６ｂはバルブスプール４が中立位置か
ら離れる方向へ移動した状態では他方のスプリングの付
勢力がバルブスプール４へ伝達されないようになってい
る。

バルブボディ１の一端には、バルブスプール４を駆動す
るソレノイド２１が設けられている。

２２は中空円筒状のヨークで、両端部に第１のコア２３
および第２のコア２４が固定されている。

また、前記ヨーク２２の内側中央部に径方向に着磁され
た永久磁石２５が設けられ、この永久磁石２５と前記第
１のコア２３の間には、第１のコイル２６が巻装された
ボビン２８が装着され、前記永久磁石２５と前記第２の
コア２４の間には、第２のコイル２７が巻装されたポビ
ン２９が装着されている。

これら第１のコイル２６と第２のコイル２７は第５図よ
り明らかなように、電気的に直列に接続されている。

３０は前記永久磁石２５の内面に装着された第３のコア
で、内面にスリーブ軸受３１が圧入されている。

このスリーブ軸受３１の内面には、約０．３　ｍｍ厚の
テフロン層が形成され、内面で摺動するプランジャ３２
の摩擦係数を低減し、円筒状の磁気ギャップ（摺動ギャ
ップ）を保持している。

また、第１のコア２３および第２のコア２４のプランジ
ャ３２の端面と対向する部分には、プランジャ３２の直
径より大きい円筒部３３．３４が形成され、プランジャ
３２の移動によって円筒状の吸引ギャップの軸方向長さ
が変化するようになっている。４１はコントローラであ
り、直流電源４２の直流電圧をチョッピングして、その
０ＮＯＦＦ比（デユーティ）を変化させ、ソレノイド２
１の通電電流を制御する。

次に動作について説明する。ソレノイド２１の第１およ
び第２のコイル２６．２７に通電しないとき、第４図の
破線の磁束Φ。がなく、永久磁石２５のＮ極から出た磁
束はヨーク２２→第１のコア２３→円筒部３３→プラン
ジャ３２→スリーブ軸受３１→第３のコア３０を通って
永久磁石２５のＳ極に入る磁束Φ、の閉磁路と、ヨーク
２２→第２のコア２４→円筒部３４→プランジャ３２→
スリーブ軸受３１→第３のコア３０を通って永久磁石２
５のＳ極に入る磁束Φ、２の閉磁路を形成する。

磁束Φ、１により、円筒部３３とプランジャ３２の左端
部の間には左向きの吸引力が働き、反対に磁束Φ、２に
より円筒部３４とプランジャ３２の右端の間には右向き
の吸引力が働くが、左右の吸弓力がほぼ等しく、またセ
ンタリングスプリング５ａ、５ｂの付勢力により、バル
ブスプール４は中立位置に保持され、供給ボート３０か
ら導かれた高圧の作動油は供給側の絞り７ａ、７ｂを通
過してそれぞれドレーン側の絞り８ａ、８ｂからドレー
ンボート３ｄを通り、オイルタンク１２へ還流される。

このとき、左右の各絞りが等しいため、両出力ポート３
ａ、３ｂの圧力は等しく保たれ、パワーシリンダ１３の
ピストン１４の位置は保持される。

次に、ソレノイド２１の第１と第２のコイル２６．２７
に第４図の破線で示す向きに磁束が発生するよう通電励
磁すると、ヨーク２２→第１のコア２３→円筒部３３→
プランジャ３２→円筒部３４→第２のコア２４を磁路と
する磁束Φ。が形成される。

このとき、第１のコア２３の円筒部３３とプランジャ３
２の左端部を通る磁束は永久磁石２５による磁束Φ、１
と、第１と第２のコイル２６．２７による磁束Φ。の和
となり、プランジャ３２に働く左向きの吸引力が増大す
る。

反対に、第２のコア２４の円筒部３４とプランジャ３２
の右端部を通る磁束は永久磁石２５による磁束Φ、２と
、コイル２６．２７による磁束Φ。

の差となり、プランジャ３２に働く右向きの吸弓力が減
少する。

プランジャ３２は左端で発生する左向きの吸弓力と、右
端で発生する右向きの吸引力の差により左向きに駆動力
が発生し、バルブスプール４を介してセンタリングスプ
リング５ａの反力と釣り合う位置まで左方向に移動する
。

このとき、吸引部磁気ギャップが円筒状であるため、第
３図に示すように、中立位置より左にプランジャ３２が
位置するとき、はぼ平坦な吸引力が発生する。

ソレノイド２１の発生力によりバルブスプール４が左方
向に移動すると、供給側の絞り７ａが広くなり、供給側
の絞り７ｂが狭くなる。

また、ドレーン側の絞り８ａが狭くなり、ドレーン側の
絞り８ｂが広くなる。

これにより、第１の出力ポート３ａの油圧が上昇し、第
２の出力ポート３ｂの油圧が低下するので、パワーシリ
ンダ１３のピストン１４は右方向へ移動する。

また、ソレノイド２１の第１、第２のコイル２６２７に
第４図の磁束Φ。と逆向きに磁束が発生するよう通電方
向を切り換えた場合には、前記説明と逆の作動となるの
で、その説明は省略する。

〔発明が解決しようとする課題〕

従来の電磁流量制御装置は、以」二のように構成されて
いるので、作動油中のダストによりバルブスプール４が
ロックした場合、ダストをせん断してバルブスプール４
を強引に作動させるためにはソレノイド２１のコイル仕
様を過大な駆動力が発生するよう大電流型にしなければ
ならないが、そのとき、通常流量制御時のソレノイド通
電電流が小さくなり、流体の流量制御性が悪化するとい
う問題点があった。

この発明は上記のような問題点を解消するためになされ
たもので、通常流量制御時の制御性と、ダストかみこみ
等非常時の大駆動力を両立できる電磁流量制御装置を得
ることを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

この発明に係る電磁流量制御装置は、永久磁石の両側に
巻装された２個のコイルを、通常流量制御時は電気的に
直列に接続し、大きな駆動力を必要とする非常時は電気
的に並列に接続するように切り換えられる切換手段を設
けたものである。

〔作　用］ この発明における電磁流量制御装置は、大きな駆動力を
必要とする非常時には通常の切換手段でコイルの電気的
接続を直列から並列に切り換えることにより、電気抵抗
がＺになるので、ソレノイドの各コイルに通電可能な電
流値が大きくなり、電流値に対応して発生する駆動力も
大きくなる。

〔実施例〕

以下、この発明の電磁流量制御装置の実施例を図につい
て説明する。第１図はその一実施例の構成を示す断面図
であり、第２図はそのソレノイドおよびコントローラの
部分の断面図であり、この第１図および第２図において
、従来の電磁流量制御装置と同一部分については説明を
省略する。

この第１図、第２図を第４図、第５図と比較しても明ら
かなように、第１図、第２図では、符号１〜１４．２１
〜３４．４１．４２は第４図、第５図と同じである。

すなわち、この第１図、第２図の実施例では、第４図、
第５図の従来例の構成に新たに以下に述べる部分が付加
されたものであり、第１図、第２図において、１０１は
切換手段であり、第２図に示すように、第１のスイッチ
１０２と第２のスイッチ１０３から構成されている。第
１および第２のスイッチ１０２，１０３は連動して切り
換わるようになっており、第１のスイッチ１０２の共通
端子１０２ａは第２のコイル２７の一端に、第２のスイ
ッチ＋０３の共通端子１０３ａは第１のコイル２６の他
端にそれぞれ接続されている。

また、第１のスイッチ１０２のＮＣ端子１０２ｂ０ は第２のスイッチ１０３のＮＣ端子１０３ｂに、第１の
スイッチ１０２のＮｏ端子１０２ｃは第１のコイル２６
の一端とコントローラ４１の結線に、第２のスイッチ１
０３のＮｏ端子１０３ｃは第２のコイル２７の一端とコ
ントローラ４１の結線にそれぞれ接続されている。

第１のコイル２６と第２のコイル２７の巻方向は同一で
、第２のコイル２７の巻初めが切換手段１０１を介して
コントローラ４１に、巻終りが第１のスイッチ１０２の
共通端子１０２ａに、第１のコイル２６の巻初めが第２
のスイッチ１０３の共通端子１０３ａに、巻終りが切換
手段１０１を介してコントローラ４１に接続されている
。

ここで、通常の流量制御時は第１のスイッチ１０２の共
通端子１０２ａがＮＣ端子１０２ｂに、第２のスイッチ
１０３の共通端子１０３ａがＮＣ端子１０３ｂに接続さ
れている。

このとき、コントローラ４１の駆動電流は第２のコイル
２７→第１のスイッチ１０２−シ第２のスイッチ１０３
→第１のコイル２６を流れて、コン１ トローラ４１へ戻る。

ここで、例えばバッテリ４２の電圧を１２Ｖ、コントロ
ーラ４１のデユーティを５０％、第１および第２のコイ
ル２６．２７の電気抵抗をそれぞれ３Ωとすると、ソレ
ノイド２１の電気抵抗は第１および第２のコイル２６．
２７が電気的に直列に接続されていることから、６Ωと
なり、駆動電流の平均値はＩＡとなり、第３図より約２
ｋｇｆの吸引力が発生する。

コントローラ４１のＯＮデユーティ（通電時間／駆動周
波数の１周期）を１００％として、バッテリ４２の電圧
と同等の電圧をソレノイド２１に印加すると、２Ａの電
流が流れて最大約４ｋｇｆの吸引力が発生ずるが、ＯＮ
デユーティが１００％に近くなると、吸引力特性のヒス
テリシス（電流またはストロークを往復させたときの推
力の往復差）が大きくなり、流量の制御性が悪化する。

上記のような通常の流量制御時に作動油中のダスト等に
より、バルブスプール４がロックし、ＯＮデユーティ１
００％の約４ｋｇｆ　の吸引力でダ２ ストをせん断して正常状態に復帰できない場合、第１の
スイッチ１０２の共通端子１０２ａをＮｏ端子１０２ｃ
に、第２のスイッチ１０３の共通端子１０３ａをＮｏ端
子１０３ｃに接続を切り換える。

このとき、ソレノイド２１の電気抵抗は第１および第２
のコイル２６．２７が電気的に並列に接続されることか
ら１．５Ωとなり、バッテリ４２の電圧と同等の電圧を
ソレノイド２１に印加すると、第１および第２のコイル
２６．２７に流れる電流は８Ａとなり、１０ｋｇｆ以上
の吸引力が発生し、ゲストをせん断して正常状態に復帰
することができる。

なお、上記実施例では、切換手段として機械的スイッチ
を用いた場合を説明したが、トランジスタ等を用いた電
子回路で切り換えるようにしても同様の効果が得られる
。

［宅明の効果〕 以■ｌのように、この発明によれば、切換手段により永
久磁石の両側に巻装された２個のコイルを、３ 通常流量制御時は電気的に直列に接続し、大きな駆動力
を必要とする非常時は電気的に並列に接続するように構
成したので、非常時のソレノイドの電気抵抗が通常時の
スとなり、通常時の流量制御性と非常時の大駆動力を両
立できるものが得られる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例による電磁流量制御装置の
構成を示す断面図、第２図は同上実施例におけるソレノ
イドとコントローラの部分のブロック図、第３図はスト
ロークに対する吸引力の関係を示す説明図、第４図は従
来の電磁流量制御装置の構成を示す断面図、第５図は第
４図の電磁流量制御装置におけるソレノイドとコントロ
ーラの部分のブロック図である。 １・・バルブボディ、３ａ・・・第１の出力ポート、３
ｂ・・・第２の出力ポート、４・・・バルブスプール、
１０・・・油圧ポンプ、１２・・・オイルタンク、１３
・・・パワーシリンダ、］４・・・ピストン、２１・・
・ソレノイド、２２・・・ヨーク、２３・・・第１のコ
ア、２４・・・４ 第２のコア、２５・・・永久磁石、２６・・・第１のコ
イル、２７・・・第２のコイル、３０・・・第３のコア
、３２・・・プランジャ、１０１・・・切換手段。 なお、図中、同一符号は同一、又は相当部分を示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 油圧ポンプに連通する供給ポートおよびパワーシリンダ
   に連通する出力ポートを有するとともに、これらの供給
   ポートと出力ポートを閉塞または開口するために軸方向
   に移動可能のバルブスプールを有するバルブボディと、
   中空円筒状のヨークと、このヨークの両端部で磁気的に
   接続された第１および第２のコアと、前記ヨークの内側
   と磁気的に接続され、径方向に着磁された永久磁石と、
   この永久磁石と前記第１のコアとの間に配設された第１
   のコイルと、前記永久磁石と前記第２のコイルとの間に
   配設された第２のコイルと、前記永久磁石の内側と磁気
   的に接続された第３のコアと、上記バルブスプールに一
   端が連結され上記第３のコアの内側に一定長さの円筒状
   磁気ギャップを保持して上記バルブスプールとともに軸
   方向に移動可能に配設されたプランジャと、前記第１の
   コイルと第２のコイルを並列または直列に接続を切り換
   える切換手段と、この切換手段を介して上記第１および
   第２のコイルの通電制御を行うコントローラとを備えた
   電磁流量制御装置。