JPS5846284A

JPS5846284A - 電磁比例弁

Info

Publication number: JPS5846284A
Application number: JP14507581A
Authority: JP
Inventors: Tatsuo Miyagi; 達夫宮城; Hideki Tsuchiya; 秀樹土屋
Original assignee: Kayaba Industry Co Ltd
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 1981-09-14
Filing date: 1981-09-14
Publication date: 1983-03-17

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】本発明はオン舎オフ型のソレノイドとスプリングとを組
合せた電磁比例弁に関する。

従来から、電流対圧力の人出力関係を比例的に制御する
ものとして電磁比例−リリーフ弁が提供されている。こ
の電磁比例リリーフ弁はプランジャの変位に対してソレ
ノイドの吸引力を一定にコントロールし、電流に比例し
てソレノイドによる吸引力を発生させ、この吸引力を圧
力に変換するものである。第１図はこの電磁比例リリー
フ弁の吸引力圧力および電流の特性図である。なお、こ
の図では流体力、摩擦力、通路しかしながら、かかる電
磁比例リリーフ弁にあっては、ソレノイドの形状を特殊
なものとな、シ、インダクタンスを大きくするため消費
電力が大きく、応答性が悪くなるばかりか、極めて高価
につくという問題があった。

゛本発明はかかる従来の間、照点に着目して成されたも
のであり、オン−オフ型のソレノイドにスプリングを付
設するだけで電流対圧力特性な比例的に制御するように
した電磁比例弁を提供することを目的とする。

第２図は本発明にか、かる電磁比例弁（リリーフ弁）を
、弁構造を切断して示したｆ面図である。同図において
、（１）は弁部、（２）はソレノイド部であり、弁部（
１）に設けられた貫通孔（３）内には。

この貫通孔（３）の左端部を閉塞し、かつ中心孔（４）
およびこれに直交する如く連通して延びる側孔（５）を
有する弁部材（６）が固定されている。前記中心孔（４
）および側孔（５）は前記貫通孔【３）に開口するも、
弁部材（６）の外周溝に嵌合したシール材＋７）にて、
その貫通孔（３）内の左右に分離されている。

（８）　（９１は貫通孔（３）、内にそれぞれ一端が臨
む流体の吸入口および吐出口で、吸入口（８）は中心孔
（４）開口部に臨み、吐出口（９）は側孔（５）ポート
に臨んでいる。０・は吐出口（９）左方の弁部材（６）
の外周溝に嵌合したシール材である。α力は前記弁部材
（６）端に螺合されて弁部（１）本体にこの弁部材（６
）を固定するナツトである。

一方、υは弁部材（６）右方の貫通孔（３）内を摺動す
る弁体で、先端が円錐状をなして中心孔（４）端捌口に
臨んでいる。この弁体（２）は後述するソレノイドのプ
ランジャθ場に係止されている。０４はこの弁体０■と
弁部材（６）との間に介在したコイルスプリングで、弁
体（２）を常時右方に付勢している。Ｑ９はソレノイド
コイルに電流を供給するコネクタである。

第３図は前記ソレノイド部（２）の断面図である。

同図において、Ｑｌ）は筒状のカバーで、このカバー（
ハ）の各端には、前記プランジャ（至）を円滑にガイド
するガイド孔（イ）を持った固定部材（ハ）およびスプ
リング荷重調節ねじ（ハ）をねじ込んだブラケット（至
）を保持する固定部材（ハ）が取り付けられて４いる。

（ロ）はねじ（財）の出入量を固定するナツト、（ハ）
はカバーＱ１Ｊと固定部材（ハ）との間を封止するシー
ル部材、凶はカバーＱ力内のエア抜き孔である。

また、（１）は固定部材−の中心孔０９内に収容した筒
状のスプリングガイドで、このスプリングガイド（ト）
の座面にコイルスプリングｃ３１）の一端部が係止され
ている。

一方、前記プランジャ（至）の右端には強磁性材からな
る鉄心Ｇ３が取り付けられ、これの外周にカバー（ハ）
内に突設した規制片持に対向するリング状の止板（ロ）
が取り付けられている。そしてこめ止板（ロ）の右側面
に前記スプリングＣ３ｌｌの他端が係止されている。

（至）は固定部材（至）の外周に嵌ぬ込んだ保持部材（
至）内に収容されたソレノイドコイルで、このソレノイ
ドコイル（至）とプランジャ（至）および鉄心（至）と
で電磁比例弁のソレノイドを構成している。

゛　このソレノイドは逢常のオン・オフ型のソレノイド
で、ボビンにソレノイドコイル（至）を巻装した単純な
ものが用いられる。なお、Ｃ３７１は前記コネクタα→
に接続される端子、（至）はダンパーオリフィスを挿入
する孔である。

次に、かかる構成たなる電磁比例弁の作用を説明する。

一般に、オン・オフ型ソレノイドの吸引力Ｃ押付力）ｆ
に対する変位δの大きさは、第４図に示す如く２次曲線
αの関係にあり、このソレノイドの特性をスプリングに
置き換えた場合の等価バネ定数は、点線６に示す如く比
例的直線関係になる。

一方、前記コイルスプリング０１１　（Ｌ４は第５′図
に示すように、押圧力および戻し力ｆに対して変位δが
直線ｃ、ｄに示すようになり、ある変位δｌ以下でプラ
ンジャ０１に対し相対的な力を作用せしめる。このため
、両コイルスプリングＣ１ｌ＋０４を合わせた等価バネ
定数は直線Ｃとなる。

この直線ｅと前記点線すとはｆ座標軸に対し相対的傾向
をなし、これらが児全な線対称直線であることが、変位
δに対し押付力ｆを一定となして、ソレノイドコイル（
ハ）へ流す電流対圧力を比例関係に維持する上で必要と
なる。

しかるに、オン・オフ型のソレノイド自体の変位対押付
力特性は第４図に示す如く２次曲線ａであるため、前記
ソレノイドとコイルスプリングａｉ＋α４とを合せた変
位対押付力の特性は第６図に示す曲線ｆどなる。これは
油圧を含まない電磁比例弁の特性であり、図に見る如く
変位δλ〜δ３の領域で押付力ｆが一定となる。すなわ
ちソレノイドコイルＧ鵠の大きさやコイルスプリングＣ
３１１０◆のバネ定数を適当に選定して押付力ｆがフラ
ットになるようにする。そしてこのフラットとなる部分
を使ってこれを動作範囲として！重用すれば、圧力Ｐを
電流乙によってほぼ比例的に制御でき、完全な電磁比例
弁として作用する。

この場合において、前記動作範囲を広げるためには、両
コイルスプリングのノ（ネ定数力Ｉ略等しく、力の方向
を逆にすればよく、さらにこれら両コイルスプリングの
合力とソレノイドの等価バネ定数と゛の合力が正しく相
対するものであるとき、押付力ｆは理論上完全に）ことができる。

オフ図は圧力Ｃ負荷）特性曲線Ｉとの関係を′示し、ソ
レノイドコイル（至）に加える電流ｉｔ　％　ｉｎを任
意に選定することにより、ある押付ガｆの□太１５を変
位ＪＫＮ、ｔ、？一定′維持するテ定本維持その一定と
なる範囲内で圧力を比例作動ぜ′しめつる。　　　　　
　　　　　　　　　、パルス幅変調信号にて駆動するこ
とができるが、定数により、完全矩形波でなく台形波電
流に応じた吸゛引特性を示すこととなるものである。

また、上記電磁比例弁は２つのスプリングＣｌ１ｌα４
としてバネ定数ｋが等しく力の方向が逆のも数がソレノ
イドの等価バネ定数と前記のように相対的関係になるよ
うにする必要があるが、１本のコイルスプリングＧ１１
の両端を可動プランジャ（至）側の止板（財）およびス
プリングガイド（１）の座面に困定して、ある量伸びた
ときは逆に戻し力がプランジャｅｔ場に作用し、ある量
縮んだとき引嬉力がそのプランジャ（至）に作用する如
くすることＫより、前記コイルスプリングα尋を省略す
ることができる。

かくして、第３図に示すソレノイド部イＪしく至）に電
流を流しこれを付勢したとき、その磁束を受゛けて鉄心
＠訃よびプランジャ（至）が電磁力な受け、例えば前記
コイルスプリング０４の引張力とともに、前記コイルス
プリング０１１の圧縮力に抗して右方に変位する。この
ため、弁体０は第２図中右方へ所定量変位し、前記中心
孔（４）の曲一端を開く。このため中心孔（４）を介し
て、貫通孔（３）内が吸入口（８）および吐出口（９）
に連通し、流体がリリーフされ流体制御系の流体の圧力
が所定レベルにコントロールされる。そしてこの流体の
圧力は前記電流１で比例した大きさで出力され。

電磁比例弁として作用することとなるのである。

以上説明したように、本発明によれば、流体通路を開閉
する弁体と、ソレノイドコイルしの付勢によって前記弁
体に連結されたプランジャを変位させるオン・オフ型ソ
レノイドと、該ソレノイドの等価バネ定数を補償するバ
ネ定数をもったスプリングとを備えて、前記ソレノイド
の吸引力をプランジャの変位量に対して略一定となるよ
うにしたことにより、オン・オフ型ソレノイドを利用し
ても、制御される流体の圧力である出力をソレノイドコ
イルに供給する電流の大きさ〔人力３に対して比例的関
係ならしめる電磁比例弁として有用である。また、従来
の比例型ソレノイド−に比較してインダクタンスを小さ
くできるため、コイル量を少くでき、応答性の向−上、
逆起電力の低下を図ることができるとともに、大幅にコ
ストの低減を図ることができるなどの諸効果が得られる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の電磁比例リリーフ弁の吸引力、圧力およ
び電流特性図、第２図は本発明の電磁比例弁の一部を切
断して示した正面図、第３図はソレノイド部の正面断面
図、第４図はオン・オフ型ソレノイドの変位対吸引力（
弁の押付力）の特性図、第５図は２つのスプリングの変
位対押付力および戻し力の特性図、第６図は第４図およ
び第５図の特性を合わせた変位対抑圧力の特性図、オフ
図は負荷特性との関係を示す変位、対抑圧力の物性図で
ある。（１）―・弁部、（２）・・・ソレノイド部、（４１＋
５１　（８１（９１・・ψ流体通路、（２）・・・弁体
、（２）・・・プランジャ。ａ４・・・スプリング、Ｃ３０・・・スプリング、（至
）・・・ソレノイドコイル。第３図第４図第５図第６図嘗ゆｌｌ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）　　流体通路を開閉する弁体と、ソレノイドコイ
ルの付赫によって前記弁体に連結したプランジャを変位
させるオン−・オフ型ソレノイドと、該ソレノイドの等
価バネ定数を補償するバネ定数を持ったスプリングとを
備え、前記ソレノイドの吸引力をプランジャの変位量に
対して略一定となるように構成してなる電磁比例弁。
（２）　　前記スプリングはバネ定数が略等しくかつ力
の方向が異る２つのスプリングからなる特許請求の範囲
第１項に記載の電磁比例弁。
（３）　　前記スプリングはプランジャ側に固定され、
このプラン、ジャの引張”り力および戻し力として作用
する一本のスプリングからなる特許請求の範囲第１項に
記載の電磁比例弁。