JPS5817175Y2 - Three-port type voice coil type flow rate proportional control valve - Google Patents

Three-port type voice coil type flow rate proportional control valve

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Publication number
JPS5817175Y2
JPS5817175Y2 JP69479U JP69479U JPS5817175Y2 JP S5817175 Y2 JPS5817175 Y2 JP S5817175Y2 JP 69479 U JP69479 U JP 69479U JP 69479 U JP69479 U JP 69479U JP S5817175 Y2 JPS5817175 Y2 JP S5817175Y2
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JP
Japan
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flow rate
control valve
input port
coil type
voice coil
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Application number
JP69479U
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Japanese (ja)
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JPS55100770U (en
Inventor
計宏 桜井
保夫 倉橋
武晴 大海
響 服部
Original Assignee
アイシン精機株式会社
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Publication date
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Description

【考案の詳細な説明】 この考案は、流体の動圧の影響を受けずに正確な作動が
行われるスリーボートタイプのボイスコイル式流量比例
制御弁に関する。
[Detailed Description of the Invention] This invention relates to a three-boat type voice coil type flow rate proportional control valve that operates accurately without being affected by the dynamic pressure of fluid.

電磁的に作動するりニアモータによって、スライドバル
ブの開閉動作をなし、流通流量を制御するスリーボート
タイプのボイスコイル式流量比例制御弁は、印加電流値
にほぼ比例した流量を給送できることから、例えば、自
動車エンジンの排気ガス浄化システム等に利用されてい
る。
A three-boat type voice coil type flow rate proportional control valve, which uses an electromagnetically operated linear motor to open and close a slide valve to control the flow rate, can feed a flow rate that is approximately proportional to the applied current value, so for example, , used in automobile engine exhaust gas purification systems, etc.

この排気ガス浄化システムにこの種の制御弁を用いる場
合、ボイスコイル式流量比例制御弁の入力ポートをエア
ポンプに且つ出力ポートを排気系の三元触媒の上流側に
連結させ、エンジンの温度・負圧・回転数等に応じた信
号によりボイスコイル式流量比例制御弁への印加電流を
変え、ボイスコイル式流量比例制御弁が、触媒にとって
最もよい排気ガス濃度にさせるに必要な空気を、排気ガ
ス浄化系に送気できるようにしている。
When using this type of control valve in this exhaust gas purification system, the input port of the voice coil type flow rate proportional control valve is connected to the air pump, and the output port is connected to the upstream side of the three-way catalyst in the exhaust system. The current applied to the voice coil type flow rate proportional control valve is changed by signals according to pressure, rotation speed, etc., and the voice coil type flow rate proportional control valve distributes the air necessary to achieve the best exhaust gas concentration for the catalyst. This allows air to be supplied to the purification system.

このような作動が要求されるスリーボートタイプのボイ
スコイル式流量比例制御弁としては、出願人の先願に係
る特願昭53−58108号の発明があるが、このもの
は、第4図と第5図に示す如く、第2の連通孔29の合
計通路断面積と、二つの永久磁石24,25め端面と磁
性体ヨーク26とで形成される土ア通路100′の通路
断面積とが略等しい。
As a three-boat type voice coil type flow rate proportional control valve that requires such an operation, there is an invention in Japanese Patent Application No. 53-58108 related to the applicant's earlier application, which is shown in Fig. 4. As shown in FIG. 5, the total passage cross-sectional area of the second communication hole 29 and the passage cross-sectional area of the earth passage 100' formed by the two permanent magnets 24 and 25 second end faces and the magnetic yoke 26 are as follows. Almost equal.

この従来の制御弁では、入力ポート11からの流体の流
入量が小さいときは問題はないが、同流速が大きい時に
は、電流に対する第1出力ポート12の流量の関係は第
3図の点線1′〔また、入力ポート11からの流体の圧
力が小さい時には、電流に対する流量の関係は点線2′
lの如くなり、前記1′と2′との間の特性のズレ(記
号×)が大きく、正確な比例制御がなされないという問
題がある。
With this conventional control valve, there is no problem when the amount of fluid flowing in from the input port 11 is small, but when the flow rate is large, the relationship between the flow rate of the first output port 12 and the current is indicated by the dotted line 1' in FIG. [Also, when the pressure of the fluid from the input port 11 is small, the relationship between the flow rate and the current is as shown by the dotted line 2'
1, and there is a large deviation (symbol x) in the characteristics between 1' and 2', and there is a problem that accurate proportional control cannot be performed.

これは入力ポート11から流入する流体の流量が大きく
なると、工″ア通路100’を流れる流体の流速が大き
くなり〔第3図の点線1つ、ボビン22はそのスプリン
グ保持部22 aエア通路100′の流体の動圧の影響
を受けて開弁方向の強い力を受ける。
This is because when the flow rate of the fluid flowing in from the input port 11 increases, the flow rate of the fluid flowing through the air passage 100' increases [one dotted line in Fig. 3, the bobbin 22 is connected to the spring holding portion 22a of the air passage 100'. It receives a strong force in the valve opening direction due to the influence of the dynamic pressure of the fluid.

この力が太きくなるとスライドバルブ27はバネ31.
32に抗して開弁方向に動作してしまうことになる。
When this force increases, the slide valve 27 is moved by the spring 31.
32 and moves in the valve opening direction.

これを第3図に基づいて説明すると、電流がゼロの場合
に記号Qで示す如き流量が生ずることが実験で確かめら
れた。
To explain this based on FIG. 3, it has been experimentally confirmed that a flow rate as shown by symbol Q occurs when the current is zero.

このことは、ボイスコイルに送った信号とは比例しない
流量が第1、第2出力ポート12゜14から流出するこ
とになり、入力ポート11から流入する流体の流量が大
で、且つ上記エア通路100′の流速が速い場合におい
て、正確な制御弁の動作が得られないということを意味
する。
This means that a flow rate that is not proportional to the signal sent to the voice coil flows out from the first and second output ports 12 and 14, and the flow rate of the fluid flowing in from the input port 11 is large, and This means that when the flow rate of 100' is high, accurate control valve operation cannot be obtained.

そこで、本考案は、入力ポートからの流体の流入量が大
きくなっても、上記エア通路内の流体の流速が高くなら
ないようにすることをその技術的課題とするものである
Therefore, the technical object of the present invention is to prevent the flow velocity of the fluid in the air passage from increasing even if the amount of fluid flowing in from the input port increases.

このために講じた本考案の技術的手段は、可動コイル型
リニアモータの外周部の磁性体ヨークとケースの内面と
の間に、入力ポートと第2の連通孔の外周の空間(以下
第2の流入室という)とを直接連通させるバイパス通路
を設けたことである。
The technical means of the present invention taken for this purpose is to create a space between the input port and the outer periphery of the second communication hole (hereinafter referred to as the second This is because a bypass passage is provided that directly communicates with the inlet chamber (referred to as the inlet chamber).

この手段は次のように作用する。This means works as follows.

即ち、入力ポートから流体を供給すると、先ず、流体は
エア通路と前記バイパス通路とに分流し、次いで、前記
第2の流入室において合流し、更に、スライドバルブに
よって流量制御された後、第2の連通孔から第2の出力
ポートへ送られる。
That is, when fluid is supplied from the input port, the fluid first divides into the air passage and the bypass passage, then joins in the second inflow chamber, and further, after the flow rate is controlled by the slide valve, the fluid flows into the air passage and the bypass passage. is sent from the communication hole to the second output port.

したがって、前記エア通路を流れる流体の流量は、前記
従来のものに比して著しく小さくなるので、入力ポート
からの流体の流量が大きくなってもエア通路内の流体の
流速は大きくならない。
Therefore, the flow rate of fluid flowing through the air passage is significantly smaller than that of the conventional system, so even if the flow rate of fluid from the input port increases, the flow rate of fluid within the air passage does not increase.

本考案によるスリーポートタイプのボイスコイル式流量
比例制御弁は、入力ポートからの流体の流量が大きい時
には、電流に対する流量の関係は、第3図実線1の如く
なり、また、入力ポートからの流体の流量が小さい時に
は、電流に対する流量の関係は、第3図実線2の如くな
る。
In the three-port type voice coil proportional flow rate control valve according to the present invention, when the flow rate of fluid from the input port is large, the relationship between the flow rate and the current is as shown by solid line 1 in Figure 3, and the flow rate of fluid from the input port is When the flow rate is small, the relationship between the flow rate and the current is as shown by the solid line 2 in FIG.

この第3図から明らかなように、前記実線1と2の間の
特性のズレ(記号Y)は小さい。
As is clear from FIG. 3, the difference in characteristics (symbol Y) between the solid lines 1 and 2 is small.

本考案は次の特有の効果を生ずる。The present invention produces the following unique effects.

すなわち、従来のものにおいて、エア通路が小さいため
に、一対の永久磁石の円周方向の一部を切り欠いて該エ
ア通路を大きくすることによっても、本考案の前述の技
術的課題を解決できるが、これでは逆に前記一対の永久
磁石の作用面の巾が小さくなって磁力を弱めてしまう。
That is, since the air passage in the conventional magnet is small, the above-mentioned technical problem of the present invention can also be solved by cutting out a part of the pair of permanent magnets in the circumferential direction to enlarge the air passage. However, this conversely reduces the width of the working surfaces of the pair of permanent magnets, weakening the magnetic force.

これに対し、本考案は、バイパス通路を可動コイル型リ
ニアモータの外周の磁性体ヨークとケースの内面との間
に設けたから、前記ケースの磁性体ヨーク支え部を小さ
くすることにより、このバイパス通路を必要なだけ大き
くとれるので、永久磁石の作用面の巾を犠牲にすること
はない。
In contrast, in the present invention, since the bypass passage is provided between the magnetic yoke on the outer periphery of the moving coil type linear motor and the inner surface of the case, the bypass passage can be formed by reducing the size of the magnetic yoke support part of the case. can be made as large as necessary, without sacrificing the width of the working surface of the permanent magnet.

また、このようにして流体の流速が下がることにより、
流入する流体中に、エアポンプ内で発生した鉄粉が混入
していても、前記エア通路、バイパス通路内の流速が小
さくなるので、前記鉄粉の磁性体ヨークに吸着されやす
く、永久磁石の表面・中空鉄心の外周部に付着してスラ
イドバルブの左右方向の円滑な動きを阻害することが軽
減されるとともに、第2出力ポートに接続されている機
器への前記鉄粉の流入を防ぐことができる。
Also, by reducing the fluid flow velocity in this way,
Even if iron powder generated in the air pump is mixed into the inflowing fluid, the flow velocity in the air passage and bypass passage is reduced, so the iron powder is easily attracted to the magnetic yoke, and the surface of the permanent magnet is・It is possible to reduce the possibility of the iron powder adhering to the outer periphery of the hollow iron core and obstructing the smooth movement of the slide valve in the left and right direction, and to prevent the iron powder from flowing into the equipment connected to the second output port. can.

本考案の実施例を説明する。An embodiment of the present invention will be described.

第1図に示すスリーポートタイプのボイスコイル式流量
比例制御弁1は、入力ポート2と第1の出力ポート3を
有するケース4を有し、該ケース4内に可動コイル型リ
ニアモータ5が収容される。
A three-port type voice coil type proportional flow rate control valve 1 shown in FIG. 1 has a case 4 having an input port 2 and a first output port 3, and a moving coil type linear motor 5 is accommodated in the case 4. be done.

ケース4の側方開口部に、第2の出力ポートロを有する
カバー7がボルト8により一体的に結合される。
A cover 7 having a second output port is integrally connected to the side opening of the case 4 with bolts 8 .

ケース4内に収納されるスライドバルブ9は、リニアモ
ータ5により作動変位し、人力ポート2からの流体を、
第1の出力ポート3および第2の出力ポートロへと選択
的にその流量を制御する。
A slide valve 9 housed in the case 4 is actuated and displaced by a linear motor 5 to direct fluid from the manual port 2.
selectively controlling the flow to the first output port 3 and the second output port 3;

可動コイル型リニアモータ5は、第1と第2の出力ポー
ト3,6の軸心と同心に配される中空鉄心10を有する
が、この中空鉄心10の内側中空部は、遮断壁11によ
って第1の出力室12と第2の出力室13とに区画され
ている。
The moving coil type linear motor 5 has a hollow core 10 arranged concentrically with the axes of the first and second output ports 3 and 6. It is divided into a first output chamber 12 and a second output chamber 13.

第1の出力室12は第1の出力ポート3に連通し、第1
の出力室12を形成する中空鉄心10の円筒壁には第1
の連通孔14が設けられる。
The first output chamber 12 communicates with the first output port 3 and
The cylindrical wall of the hollow core 10 forming the output chamber 12 has a first
A communication hole 14 is provided.

第2の出力室13は、第2の出力ポートロに連通し、第
2の出力室13を形成する中空鉄心10の円筒壁には第
2の連通孔15が設けられる。
The second output chamber 13 communicates with the second output port, and a second communication hole 15 is provided in the cylindrical wall of the hollow core 10 forming the second output chamber 13 .

中空鉄心10上に非磁性体からなり且つ電磁コイル16
を巻いているボビン17が摺動可能に配設される。
A hollow iron core 10 is provided with an electromagnetic coil 16 made of a non-magnetic material.
A bobbin 17 wound with is slidably disposed.

該電磁コイル16の巻線に対し直角方向に磁束が通るよ
うに一対の永久磁石23が配される。
A pair of permanent magnets 23 are arranged so that magnetic flux passes in a direction perpendicular to the windings of the electromagnetic coil 16.

永久磁石23の磁気回路を鉄心10と共に形成する磁性
体ヨーク18をケース4の内壁に沿って配置する。
A magnetic yoke 18 that forms the magnetic circuit of the permanent magnet 23 together with the iron core 10 is arranged along the inner wall of the case 4.

ボビン17はコイルスプリング19.20の付勢力を受
け、電磁コイル16に電流が印加されない時は、第1図
に示すように左方に位置し、中空鉄心10とボビン17
との間にあって且つボビン17に固定されたスライドバ
ルブ゛9が、第1の出力室12と入力ポート2とを連通
させる第1の連通孔14を閉じる。
The bobbin 17 receives the urging force of the coil springs 19 and 20, and when no current is applied to the electromagnetic coil 16, the bobbin 17 is located on the left side as shown in FIG.
A slide valve 9 located between and fixed to the bobbin 17 closes the first communication hole 14 that communicates the first output chamber 12 and the input port 2.

この状態では、第2の出力室13を形成する鉄心の円筒
壁の第2の連通孔15は開となっており、入力ポート2
からの流体は、後述するバイパス通路22、流入室20
0、第2の連通孔15および第2の出力室13を介して
、第2の出力ポートロから吐出される。
In this state, the second communication hole 15 in the cylindrical wall of the iron core forming the second output chamber 13 is open, and the input port 2 is open.
The fluid from the bypass passage 22 and the inflow chamber 20, which will be described later,
0, is discharged from the second output port through the second communication hole 15 and the second output chamber 13.

可動コイル型リニアモータ5の外周部との磁性体ヨーク
18とケース4の内壁との間には、入力ポート2と第2
の連通孔15の外周の空間、つまり流入室200とを直
接連通させるバイパス通路22を設ける。
An input port 2 and a second
A bypass passage 22 is provided that directly communicates the space around the outer periphery of the communication hole 15, that is, the inflow chamber 200.

このバイパス通路22は、第2図に示すように、3つ互
いに連通させるように配する。
As shown in FIG. 2, three bypass passages 22 are arranged so as to communicate with each other.

また、前記バイパス通路22は、前記第1又は第2の連
通孔14,15の合計通路断面積に対して、その合計通
路断面積が2倍以上大きいことが好しいことが実験によ
り確かめられた。
Furthermore, it has been confirmed through experiments that the total passage cross-sectional area of the bypass passage 22 is preferably at least twice as large as the total passage cross-sectional area of the first or second communication holes 14 and 15. .

入力ポート2より流入した流体は、このバイパス通路2
2に入り圧力調整が威される。
The fluid flowing in from the input port 2 flows through this bypass passage 2.
Entering 2, pressure adjustment is required.

このため、たとえば、入力ポート2の圧力が高くなり、
流体の流速が大きくなっても、このバイパス通路22で
流速が下がるので、ボビン17への動圧の影響が小さく
なる。
For this reason, for example, the pressure at input port 2 increases,
Even if the fluid flow rate increases, the flow rate decreases in this bypass passage 22, so the influence of dynamic pressure on the bobbin 17 is reduced.

従って、ボビン17の予期しない作動変位はなく、スラ
イドバルブ9が与えた信号通りに動作可能となり、弁の
正確な働きが得られる。
Therefore, there is no unexpected operational displacement of the bobbin 17, and the slide valve 9 can operate according to the signal given, so that the valve can operate accurately.

第1図に示す非通電時は、永久磁石から、発生する磁束
により中空鉄心10及び磁性体ヨーク18を介する閉ル
ープの磁気回路が形成され、その一部は電磁コイル16
に通じているが、電磁コイル16に電流が印加されると
、フレミング左手の法則により第1図でみて右方向に電
流値に比例した力が発生し、ボビン17は、コイルスプ
リング19.20の付勢力に抗して右方向へ作動変位し
、スライドバルブ9が第1の連通孔14を印加電流値に
応じた分だけ開放し、入力ポート2からバイパス通路2
2、エア通路100、第1の連通孔14、および第1の
出力室12を介して第1の出力ポート3への流体の流れ
を許容する。
When the current is not energized as shown in FIG.
However, when a current is applied to the electromagnetic coil 16, a force proportional to the current value is generated in the right direction as seen in FIG. 1 according to Fleming's left hand rule, and the bobbin 17 is The slide valve 9 is actuated and displaced to the right against the biasing force, and the first communication hole 14 is opened by an amount corresponding to the applied current value, and the bypass passage 2 is opened from the input port 2.
2. Allows fluid to flow to the first output port 3 via the air passage 100, the first communication hole 14, and the first output chamber 12.

電磁コイル16への印加電流に比例するスライドバルブ
9の作動変位、即ち第1の連通孔14の開度は、制御さ
れた所定流量を第1の出力ポート3に流すことを可能に
する。
The actuation displacement of the slide valve 9 that is proportional to the current applied to the electromagnetic coil 16, ie, the opening degree of the first communication hole 14, allows a controlled predetermined flow rate to flow into the first output port 3.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はこの考案の実施例による制御弁の側断面図、第
2図は第1図の矢視II−IIよりみた断面図、第3図
は、本考案と従来の制御弁の電流と流体の流量の関係を
示すグラフ、第4図は従来の制御弁の側断面図、そして
第5図は第4図の矢視AAより見た断面図である。 図中:1・・・・・・制御弁、2・・・・・・入力ポー
ト、3,6・・・・・・出力ポート、4・・・・・・ケ
ース、5・・・・・・可動コイル型リニアモータ、9・
・・・・・スライドバルブ、10・・・・・・中空鉄心
、14・・・・・・第1の連通孔、15・・・・・・第
2の連通孔、17・・・・・・ボビン、18・・・・・
・磁性体ヨーク、22・・・・・・バイパス通路、10
0・・・・・・エア通路、200・・・・・・流入室。
Fig. 1 is a side sectional view of a control valve according to an embodiment of the present invention, Fig. 2 is a sectional view taken from arrow II-II in Fig. 1, and Fig. 3 is a diagram showing the current relationship between the control valve of the present invention and the conventional control valve. A graph showing the relationship between fluid flow rates, FIG. 4 is a side sectional view of a conventional control valve, and FIG. 5 is a sectional view taken from arrow AA in FIG. 4. In the diagram: 1... Control valve, 2... Input port, 3, 6... Output port, 4... Case, 5...・Moving coil type linear motor, 9・
...Slide valve, 10...Hollow iron core, 14...First communication hole, 15...Second communication hole, 17...・Bobbin, 18...
・Magnetic material yoke, 22...Bypass passage, 10
0...Air passage, 200...Inflow chamber.

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】[Scope of utility model registration request] 入力ポートと二つの出力ポートを有するケース内に収納
された可動コイル型リニアモニタが、該可動コイル型リ
ニアモータを構成する中空鉄心の第1と第2の連通孔を
開閉するための文ライドバルブと該スライドバルブに固
定されたボビンとを作動させ、前記入力ポートと前記二
つの出力ポートとの連通を制御させるスリーボートタイ
プのボイスコイル式流量比例制御弁において、前記可動
コイル型リニアモータの外周部の磁性体ヨークとケース
の内面との間に、前記入力ポートと第2の流入室とを直
接連通させるバイパス通路を設けたスリーボートタイプ
のボイスコイル式流量比例制御弁。
A movable coil type linear monitor housed in a case having an input port and two output ports serves as a slide valve for opening and closing the first and second communication holes of the hollow core that constitutes the movable coil type linear motor. and a bobbin fixed to the slide valve to control communication between the input port and the two output ports, the outer periphery of the moving coil linear motor. A three-boat type voice coil type proportional flow rate control valve, which is provided with a bypass passage that directly communicates the input port and the second inflow chamber between the magnetic yoke of the part and the inner surface of the case.
JP69479U 1979-01-05 1979-01-05 Three-port type voice coil type flow rate proportional control valve Expired JPS5817175Y2 (en)

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JPS55100770U JPS55100770U (en) 1980-07-14
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