JPH10214715A - 比例電磁石 - Google Patents

比例電磁石

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JPH10214715A
JPH10214715A JP10031967A JP3196798A JPH10214715A JP H10214715 A JPH10214715 A JP H10214715A JP 10031967 A JP10031967 A JP 10031967A JP 3196798 A JP3196798 A JP 3196798A JP H10214715 A JPH10214715 A JP H10214715A
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JP
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shaft
movable
hole
iron core
electromagnet
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JP10031967A
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Kenji Masuda
健二 増田
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 この発明は、軸直角方向に働くアンバランス
な電磁力があっても軸20と穴70とが接触しないよう
にして、クーロン摩擦を取り去るとともにこの接触部に
係わる寿命問題を磁路抵抗に関係することなく解消し、
更に吸引力特性を実質補正し、更にまたダンピング効果
を悪化させないようにし、もってコンパクトにして耐久
性と制御性とを向上させた比例電磁石を提供する。 【構成】 軸20と、可動鉄心19と、ソレノイド室7
3を区画するカートリッジ22と、コイル17を囲む一
方で穴70のある吸着面71を有する一連の継鉄とで油
浸構造の電磁石を構成し、上記軸20の出軸端部82を
板ばね24でまた上記軸20の他端部83をボールベア
リング23で各々支えるとともに電流一定時上記可動鉄
心19が吸引方向に移動するにつれて見掛けの吸引力が
減少する特性とする比例電磁石。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、流体を制御するため
の比例電磁制御弁用の比例電磁石に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、この種の比例電磁石として、例え
ば図6に示すごときものが知られている。この比例電磁
石は、文献(雑誌:油圧と空気圧、Vol.22、N
o.1、52頁参照)に見られるごとく、非透磁性材で
ある軸20″を圧入一体とし可動鉄心内油通路75と吸
着面72とを有する可動鉄心19″と、カートリッジ透
磁性材部76と切欠部材であるカートリッジ非透磁性材
部18とを有するカートリッジ22と、上記カートリッ
ジ非透磁性材部18とロー付けなどで一体となる磁気漏
洩部78と吸着面71に明けられた穴70と上記吸着面
71に明けられた油通路74とを有する継鉄77と、上
記継鉄77と上記カートリッジ透磁性材部76とを磁気
的につないでコイル17を囲むカップ状継鉄79と、上
記カートリッジ22の右端を図示しない適切な気密部材
で閉じて上記継鉄77とで区画する外部から密閉された
ソレノイド室73と、上記吸着面71と上記吸着面72
との間に位置する非透磁性材であるスペーサ81と、上
記継鉄77の上記穴70に収められたベアリング80等
で構成する。なお、上記継鉄77と上記カップ状継鉄7
9とで一連の継鉄となし、上記ソレノイド室73内には
外部からの作動流体が充満する。上記比例電磁石は、以
上の構成によってコイル17を付勢すると電流にほぼ比
例した吸引する電磁力が可動鉄心19″上に発生し、こ
の吸引力は軸20″に伝わって、図示しない外部の負荷
を駆動するようになる。この際、可動鉄心19″は加工
誤差やカートリッジ22との間の隙間の影響を受けて磁
気的にも偏心するので、可動鉄心19″には軸直角方向
にアンバランスな電磁力も発生し、これが原因で可動部
すなわち軸20″と可動鉄心19″とは軸直角方向に押
し付けられてベアリング80とカートリッジ22とに各
々接触しつつ変位する。ここで、磁気漏洩部78の作用
により可動鉄心19″が吸引力有効範囲内で変位しても
電流が一定であれば吸引する電磁力はほぼ一定値を保つ
ことは言うまでもない。なお、可動鉄心19″を取り巻
く作動流体は容積が過大でなくまた空気抜きを阻害する
ような過度の空気だめを伴わないので適度のダンピング
効果を与えて効果的でる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
比例電磁石は、その可動部が変位する際、軸直角方向に
働くアンバランスな電磁力によってベアリング80部に
はクーロン摩擦が生じ制御性を損なうばかりでなくベア
リング80の寿命をも損なうものであった。またベアリ
ング80を仮にボールベアリングとするにしても占有す
る空間が大きくなり継鉄77の磁路抵抗に悪影響を与え
てなおクーロン摩擦が残存する欠点があった。また制御
電流を一定とする場合の可動鉄心19″の変位に対する
吸引力特性は加工誤差等のため凸型、凹型、右上がり
型、左上がり型、またこれらの混合型があり必ずしも制
御性としては良くなかった。そこで、本発明の目的は、
軸直角方向に働くアンバランスな電磁力があっても軸2
0″と穴70とが間接的にも接触しないようにして、ベ
アリング80部のクーロン摩擦を取り去るとともにベア
リング80に係わる寿命問題を磁路抵抗に関係すること
なく解消し、更に吸引力特性を実質補正し、更にまたダ
ンピング効果を悪化させないようにし、もってコンパク
トにして耐久性と制御性とを向上させた比例電磁石を提
供することである。
【0004】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明の比例電磁石は基本的には図1に例示するよ
うに、軸20″と一体で吸着面72を有する可動鉄心1
9″と、コイル17を囲む一方で穴70のある吸着面7
1を有する一連の継鉄と、上記可動鉄心19″を納める
ソレノイド室73を上記コイル17側から気密に区画す
るカートリッジ22と気密部材とから成る油浸構造の電
磁石において、可動鉄心19の両側に突き出た軸20の
出軸端部82を板ばね24でまた上記軸20の他端部8
3をボールベアリング23を介在して上記気密部材で各
々支えるようにして上記出軸端部82に連なる部分が上
記穴70と間接的にも接触しないようにするとともに電
流一定時上記可動鉄心19が吸引方向に移動するにつれ
て見掛けの吸引力が減少する特性とすることを特徴とす
る。
【0005】
【作用】上記構成において、コイル17を付勢すると、
電流にほぼ比例して可動鉄心19上に発生する吸引方向
の電磁力が軸20を介して板ばね24と外部の負荷とに
作用して、力の釣り合い点まで可動部つまり軸20と可
動鉄心19とは変位して静止する。この際、可動鉄心1
9には軸直角方向のアンバランスな電磁力が発生してい
て可動部を側方向に押し付ける。この側方向の力は軸2
0を介して板ばね24とボールベアリング23とで受け
て、軸20の出軸端部82に連なる部分と穴70とは間
接的にも接触しない。また変位にたいする吸引力特性が
制御性に対して必ずしも良好でなくても、板ばね24の
ばね特性は実質これを補正して見掛けの吸引力特性を改
善する、つまり可動鉄心19が吸引方向に移動するにつ
れて見掛けの吸引力が減少して改善するように働くので
ある。ここで、軸直角方向に働くアンバランスな電磁力
があっても軸20と穴70とが間接的にも接触しないの
で穴70でのクーロン摩擦を廃することができるととも
に寿命問題を解消し、更に付加的手段は吸引力特性を実
質補正でき、更にまたダンピング効果を悪化させること
がなく、もってコンパクトにして耐久性と制御性とを改
善することができる。
【0006】
【実施例】以下、本発明を図示の実施例に基づいて詳細
に説明する。図1は比例電磁石の基本的実施例を示して
おり、この比例電磁石は、吸着面72のある可動鉄心1
9に圧入して両側に突き出た非透磁性材である軸20
と、軸受け兼用で穴16のある板ばね24と、上記板ば
ね24の一端を上記軸20の出軸端部82に固定するナ
ット25と、上記軸20の他端部83を支えるボールベ
アリング23と、上記ボールベアリング23を受ける非
透磁性材である軸受箱29と、カートリッジ透磁性材部
76と比例特性を得るための切欠部材であるカートリッ
ジ非透磁性材部18とを有するカートリッジ22と、吸
着面71に穴70を有して上記カートリッジ非透磁性材
部18とロー付けなどで一体となる継鉄77と、ソレノ
イド室73と、コイル17を取り巻いてカップ状継鉄7
9となるリング状継鉄27及び円筒状継鉄28と、上記
軸受箱29を圧入したソレノイドカバー35と、Oリン
グ39、39、40と、取付ボルト37と、上記他端部
83に圧入したロッド部を有する差動変圧器用可動鉄心
32と、上記ソレノイドカバー35を貫通して上記軸受
箱29と一体の非透磁性材である差動変圧器用カートリ
ッジ31と、差動変圧器用コイル33と、上記コイル3
3を納めたカバー34とより成り、上記軸受箱29と上
記差動変圧器用カートリッジ31と上記ソレノイドカバ
ー35と上記Oリング40とで上記ソレノイド室73の
ための気密部材となし、上記取付ボルト37にて上記板
ばね24の他端と上記継鉄77と上記円筒状継鉄28と
上記ソレノイドカバー35と上記カバー34とを挟んで
本体1に組み立てるとともに上記ソレノイド室73とこ
れにつながる上記差動変圧器用可動鉄心32を取り巻く
空間とをドレン室15の作動流体で満たす。なお、上記
継鉄77と上記カップ状継鉄79とで一連の継鉄とな
し、上記本体1においてボール26、26′を持つサー
ボ弁スプール2とドレン室15、15′につながるドレ
ン流路Dr、Drともう一方の比例電磁石4とを収容
し、上記ボール26、26′と上記サーボ弁スプール2
と上記比例電磁石4の可動部とで外部の負荷となる。上
記構成の比例電磁石の動作について次に述べる。コイル
17を付勢すると、可動鉄心19上に吸引方向の電磁力
が発生し、軸20を介して板ばね24と外部の負荷とに
作用し、力の釣り合い点まで可動部つまり板ばね24と
ナット25と軸20と可動鉄心19と差動変圧器用可動
鉄心32とを変位させて静止する。この際、ドレン室1
5内の作動流体は差動変圧器用可動鉄心32を取り巻く
空間に引き込まれて空洞の発生が無く、一方可動鉄心1
9には軸直角方向のアンバランスな電磁力が発生してい
て可動部を側方向に押し付けるが、この側方向の力は軸
20を介して板ばね24とボールベアリング23とで受
けるので、軸20の出軸端部82に連なる部分と穴70
とは間接的にも接触しないし、更に変位にたいする吸引
力特性が制御性に対して必ずしも良くなくても、板ばね
24のばね特性は実質これを補正して見掛けの吸引力特
性これは吸引する電磁力から板ばね24の力を引いたも
のを改善できつまり可動鉄心19が吸引方向に移動する
につれて見掛けの吸引力が減少するように改善できる
(図2参照)。なお、板ばね24は出軸端部82側に位
置するのでボールベアリング23を取り巻く空間つまり
可動鉄心19の背後室には過度の空気だめを作らず、可
動部に適度のダンピング効果を付与するのに効果的であ
る。ここで、軸直角方向に働くアンバランスな電磁力が
あっても軸20と穴70とが間接的にも接触しないので
穴70でのクーロン摩擦を廃することができるとともに
寿命問題を解消し、しかもダンピング効果を悪化させる
ことがなく、更に付加的手段は吸引力特性を実質補正す
るので、コンパクトにして耐久性とともに制御性を改善
することができて、特に変位量の小さい弁体である外部
の負荷例えばサーボ弁に適用して安定した制御が得られ
る。また、図3は本発明の比例電磁石を変位量の小さい
弁体に適用した他の実施例で、圧力制御弁である比例電
磁式のパイロットリリーフ弁を示す。図1と同じ部材に
は同一の番号を付して説明を省略する。軸受箱29′を
圧入するソレノイドカバー35′と調整軸87とOリン
グ40、88、97とでソレノイド室73のための気密
部材とし、部材20′、19、24、25とスプリング
受91とスプリング84とで可動部とし、上記軸20′
は他端部83′を有し、上記調整軸87にはナット89
と袋ナット90とをねじ止めし、押さえ板85とウエー
ブばね86とで板ばね24(図3a参照)の外周端を押
さえ、本体1′はポペット型弁体92と圧油口93と戻
り室95につながる戻り口94とを収容する。なお部材
74、75、78、81は従来の図6と同じである。動
作については弁体部分が異なるのみで基本的には図1と
同じである。従って変位量の小さい弁体である外部の負
荷つまりポペット型弁体92を外部手段に依存すること
無く容易に高圧力まで安定して制御できて圧油口93の
圧力を電磁式にアナログ制御する。なお板ばね24と押
さえ板85とは従来の図6と比べて長手方向に実質数m
m程度大きくなるに過ぎないのでコンパクト性は失われ
ない。なお、調整軸87は非励磁時における最小制御圧
力の調整または緊急時における圧力の手動設定のために
使用する。また、図4は本発明の比例電磁石の更に他の
実施例で、磁気漏洩部78′′′を段付きである吸着面
71′′′上に設けて、関連する部材すなわち可動鉄心
19′′′と継鉄77′′′とカートリッジ非透磁性材
部96とカートリッジ22′′′とが図1もしくは図3
と異なる。このように磁気漏洩部を段付きとしても電流
にほぼ比例する電磁力が得られて本発明の目的は達せら
れる。また、図5は本発明の比例電磁石の他の圧力制御
弁への適用例で、比例電磁式のパイロット減圧弁を構成
するとともに絞り用のメインスプールの変位を操作す
る。本パイロット減圧弁は本発明の図3に示す比例電磁
石と、減圧用のパイロットスプール100と、パイロッ
ト圧油ライン101と、減圧ライン102と、ドレン連
絡ライン104に常時通じるドレンライン103と、上
記減圧ライン102の圧力を受けてフィードバックスプ
リング106を介して上記パイロットスプール100に
力フィードバックするための絞り用のメインスプール1
05とで構成する。上記構成のパイロット減圧弁の動作
は、制御電流にほぼ比例する減圧ライン102に生ずる
減圧圧を制御するもので、付勢時、パイロット圧油ライ
ン101の圧油はパイロットスプール100の一側の制
御部を通過後、減圧ライン102に入り減圧圧となる。
この時、減圧圧が過大であればメインスプール105と
フィードバックスプリング106とを介してパイロット
スプール100を右動して減圧ライン102の圧油をパ
イロットスプール100の端側の制御部を通してドレン
ライン103に放出する。ここで上記比例電磁石は上記
パイロットスプール100とメインスプール105とフ
ィードバックスプリング106とを介して減圧ライン1
02の減圧圧を安定してアナログ式に制御することがで
きると同時に主流れによる流体力外乱の働く変位量の大
きいメインスプール105も安定して操作できる。な
お、フィードバックスプリング106を省いてメインス
プール105を主流れの無い単なるピストンとした上で
パイロットスプール100と一体としても全体は減圧弁
として機能する。また、図5aは図5のパイロット減圧
弁の他の例で、パイロットスプール100′に新たにラ
ンド107を設けて減圧ライン102からの排出油を上
記パイロットスプール100′上に設けた穴108と通
路109とを通ってドレン室15からドレン連絡ライン
104側に、上記パイロットスプール100′内を迂回
するごとくして、放出する点が異なる。また、磁気漏洩
部の電磁気的な働きが退化して吸引する毎に増大する吸
引力特性を有するごとき電磁石であっても、板ばね24
の特性がこれを実質補正すれば本発明は図示の実施例に
限らない。
【0007】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明の
比例電磁石は、可動鉄心19の背後室に過度な空気だめ
を伴うこと無く軸20の出軸端部82を板ばね24でま
た上記軸20の他端部83をボールベアリング23で各
々支えて上記軸20の上記出軸端部82に連なる部分を
穴70と接触しないようにするとともに電流一定時上記
可動鉄心19が吸引方向に移動するにつれて見掛けの吸
引力が減少する特性としたから、ダンピング効果の悪化
を防止しつつ、軸直角方向に働くアンバランスな電磁力
があっても軸20と穴70とが間接的にも接触しないで
穴70でのクーロン摩擦を廃することができるとともに
寿命問題を解消し、更に吸引力特性を実質補正すること
ができて、もってコンパクトにして耐久性と制御性とを
改善する効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の比例電磁石の基本的実施例を示す断面
【図2】図1の見掛けの吸引力特性図
【図3】本発明の比例電磁石の他の実施例を示す断面図
【図3a】図3のA−A断面図
【図4】本発明の比例電磁石の更に他の実施例を示す部
分断面図
【図5】本発明の比例電磁石の適用例を示す比例電磁式
のパイロット減圧弁原理図
【図5a】図5のパイロット減圧弁の他の例を示す原理
【図6】従来の比例電磁石を示す断面図
【符号の説明】
82…出軸端部、83…他端部、24…板ばね、23…
ボールベアリング、70…穴、71…吸着面、72…吸
着面、73…ソレノイド室、19…可動鉄心、17…コ
イル、22…カートリッジ、20…軸。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 軸20″と一体で吸着面72を有する可
    動鉄心19″と、コイル17を囲む一方で穴70のある
    吸着面71を有する一連の継鉄と、上記可動鉄心19″
    を納めるソレノイド室73を上記コイル17側から気密
    に区画するカートリッジ22と気密部材とから成る油浸
    構造の電磁石において、可動鉄心19の両側に突き出た
    軸20の出軸端部82を板ばね24でまた上記軸20の
    他端部83をボールベアリング23を介在して上記気密
    部材で各々支えるようにして上記出軸端部82に連なる
    部分が上記穴70と間接的にも接触しないようにすると
    ともに電流一定時上記可動鉄心19が吸引方向に移動す
    るにつれて見掛けの吸引力が減少する特性とする比例電
    磁石。
JP10031967A 1998-01-05 1998-01-05 比例電磁石 Pending JPH10214715A (ja)

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