JPS6016734B2 - 可動プランジヤ形電磁流量制御装置 - Google Patents

可動プランジヤ形電磁流量制御装置

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JPS6016734B2
JPS6016734B2 JP1832979A JP1832979A JPS6016734B2 JP S6016734 B2 JPS6016734 B2 JP S6016734B2 JP 1832979 A JP1832979 A JP 1832979A JP 1832979 A JP1832979 A JP 1832979A JP S6016734 B2 JPS6016734 B2 JP S6016734B2
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flow control
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    • F16KVALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
    • F16K31/00Actuating devices; Operating means; Releasing devices
    • F16K31/02Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic
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    • F16K31/0644One-way valve
    • F16K31/0655Lift valves
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D31/00Use of speed-sensing governors to control combustion engines, not otherwise provided for
    • F02D31/001Electric control of rotation speed
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    • F02M3/00Idling devices for carburettors
    • F02M3/06Increasing idling speed
    • F02M3/07Increasing idling speed by positioning the throttle flap stop, or by changing the fuel flow cross-sectional area, by electrical, electromechanical or electropneumatic means, according to engine speed
    • F02M3/075Increasing idling speed by positioning the throttle flap stop, or by changing the fuel flow cross-sectional area, by electrical, electromechanical or electropneumatic means, according to engine speed the valve altering the fuel conduit cross-section being a slidable valve
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は気体流量もしくは流体流量を入力電気量に応じ
て比例的に制御する可動プランジャ形電磁流量制御装置
に関するものである。
従来の可動プランジャ形電磁流量制御装置においては、
プランジャの移動距離、即ちストロークに対する吸引力
の特性曲線は、起磁力(アンペアターン)をパラメータ
とすると第1図の如くx,ATでは曲線a,x,より所
定値だけ多い舷ATでは曲線b、以下同じ所定値だけ起
磁力を増加するに従い曲線c,dのようになり、又、起
磁力を一定にした場合、ストロークが短くなるに従い吸
引力が増加するものである。
ところでプランジャを偏橋するスプリングの特性は直線
eであり、従ってスプリングの特性直線とプランジャの
特性曲線との交点、即ち吸引力とスプリングの偏俺力と
がバランスしてプランジャが静止する位置の間隔f,g
,h,iは第1図の点線部の拡大図である第2図の如く
同一長とならない。即ち、入力電流に対するプランジャ
の変位は比例関係とはならない問題がある。そこで、起
磁力を一定にした場合、ストロークの変化に対して吸引
力変化を少なくし、入力電流に対する吸引力の関係を第
3図の如く等間隔にすると比例特性となることは良く知
られているが、そのような特性を得るための対策として
は未知の部分が多い。
第3図に示したような比例特性を得る対策の一つとして
、プランジャのコァとの対向部分を凸状の実質的な円錐
形とし、かつコアのプランジャとの対向部をプランジャ
の円錐部と相補的な凹状の実質的な円錐形とし、これに
よりストロークの変化に対するパーミアソスの変化を小
さくし、かつ無効超磁力分の関数であるラップ量をプラ
ンジャのストロークに応じて変化させフラットな起磁力
を得る方法などがある。
しかし、ストロークと円錐角度の関係に対しては未だ良
く知られていず、上記の方法によっても十分な比例特性
を得ることはできないものであった。いま吸引力をF(
N),最大ストロークをx(m),起磁力をU(AT)
,コアに対するプランジヤ部の磁束通過面の断面積をS
(〆),空気中の透磁率をムとしたとき、F=−弁・鱒
(N) となり、ノ;は直径に比例し、xは麹方向寸法に比例す
ることが知られている。
したがって最も電磁効率の良い円錐部の角度Qを決定す
るインデックス数はノF/xとして求められる。このよ
うなインデックス数によって大略の角度Qは求められる
が、実用面ではプランジャの直径、最大ストロークx、
磁気回路の材質、構成等で一義的には求められないのが
現状である。
しかもこの方法で求めた円錐角度Qは電磁効率、即ち起
磁力に対するストロークの観点から求めたものであり、
このような円錐角度Qの決定方法では電磁弁の外形寸法
(直径、軸長)やコイル巻数を規定して電磁弁として総
合的に見た場合漏れ磁束が多く磁束が有効に活用されず
吸引力が最大限に得られないという問題があった。例え
ば、自動車に搭載されているエンジンの制御のために用
いられるものでは、エンジンルーム内がせまいため外形
寸法が小型のものが要求されている。
そして、この小型化のためコイル巻数を少なくすると前
述したように吸引力が最大限に得られないことから必然
的にスプリングの荷重を小さくしなければならない。し
かしながら、このような仕様を採用すると機械的振動の
ような外乱によってプランジャの位置が安定せず、入力
電気量−ストローク特性の直線性が得られないという問
題が生じる。本発明の目的は外形寸法やコイルの巻線を
変更することないこ吸引力を最大限に取り出し得ること
ができ、その結果良好な入力電気量−ストローク特性が
得られる可動プランジャ形電磁流量制御装置を提供する
ことにある。本発明の特徴は、プランジャの円錐角度と
最大ストロークに注目して、その関係をコアとプランジ
ャの円錐角度を、ストロークが3肋以下のときは300
以上700以下、ストロークが3柳以上7側以下のとき
は20o以上500以下、ストロークが7蝋以上のとき
は100以上300以下とするようにしたところにある
。以下、本発明を図に示す実施例に基づき詳細に説明す
る。
第4図は本発明による可動プランジャ形電磁流量制御装
置の一実施例を示す横断面図であり、1は中心部にコア
2が形成されたヨークで、これはケースを兼ねている。
コア2のプランジャに対向する部分は凹状の実質的な円
錐形(好ましくは円錐台形)に形成され且つ内部には軸
受3が装着される。4はコイルボビンで一側周面は袋状
に形成され、その外周部にはコイル5が巻回される。
コイル5の巻始め端および巻終り端には電源端子6,7
が接続される。8は磁性体のサイドヨークで前記ボビン
4の袋状外周部に装着される。
9はボビン4、コイル5、端子6,7、サイドヨーク8
を一括して外装する樹脂部材である。
10はボビン4の中空部に設けられたプランジヤで、そ
の一側面は前記コア2の一側面と対向する。
しかもその対向面は適宜の角度から成るコアの円錐形部
と相補的な凸状の実質的な円錐形(好ましくは円錐台形
)に形成される。プランジャ1川こは適当な出力軸14
が固着され、コア2内に設けた軸受3によって支承され
る。出力軸14には適当な制御弁12が係合し、該制御
弁12にはスプリング13によって所定の荷重が与えら
れている。
かかる構成において、図示しない直流電源から端子6,
7を介してコイル5に適宜の入力電流が与えられると、
電流に対応して起磁力が発生し、プランジャ10はスプ
リング13の反力と釣り合う位置までその位置を変換す
る。
このとき、入力電流とプランジャ10の位置とが比例関
係を有するようにしたものが可動プランジャ形電磁流量
制御装置である。第5図は第4図においてプランジャと
コアの部分を拡大した図であり、第5図において、プラ
ンジャ10の直径をD、サイドヨーク8とプランジヤ1
0のギヤツプを6、サイドヨーク8とプランジャ10の
ラップ量をh、プランジャ10の角度をB、コア2内に
挿入されたプランジャー0の平均半径をr、プランジャ
10の円錐部長ごを日、プランジャ10とコアの空隙(
ストローク)をxとしたとき、有効パーミアンスPgは Pg=麓崇(S為S流)・r 無効パーミアンスPSは PS:2灯小子6)X となる。
よってプランジ竹こ作用する吸引力Fは F=之S岸蓑暴き3(P;章Eぴ) ¥(rド)(毒;帆 となる。
以上の式から吸引力を所望の設計値に設定し、更に電磁
弁の長さ、直径、コイルに流す最大電流を設定し、電磁
石の大きさを限定したときの、最良の比例特性を得るた
めの、種々の最大ストロークに対するプランジヤ10の
円錐形部の円錐角度Qとコア2の円錐形部の円錐角度Q
′の最適値を実験して求めた結果、第6図乃至第8図の
ような関係が得られた。
即ちここでは電磁石の長さ5仇舷、直径3物舷、最大電
流1.船とする。
第6図は最大ストローク×が3側以下の場合、起磁力2
50AT〜1000ATにおいて、円錐角度Q,Q′を
パラメータとした場合に得られたストローク対吸引力の
関係を示したものである。
図から明らかなように円錐角度を増加するに従い吸引力
は増加する(起磁力一定の場合)が、この結果入力電流
に対するストロークの関係が実用上満足しうる比例関係
となる円錐角度Q,Q′の範囲はほぼ30o〜70oで
あることが判明した。
ここでTは目標値、Pは許容範囲を示している。即ちこ
の範囲では入力電流に対する吸引力の関係がほぼ等間隔
となることが判明した。同様に、最大ストロークが3側
〜7脚の場合においては、第7図に示すように入力電流
に対するストロークの関係が実用上流足しうる比例関係
となる円錐角度の範囲はほぼ200〜500 であり、
最大ストロークが7側以上の場合においては、第8図に
示すようにほぼ100〜30o であることが判明した
即ち、最大ストロークを長くすればする程円錐角度を小
さくすればよいことが判明した。
このような関係は従来の電磁効率からみたストロークと
円錐角度の関係からは得られない新しいものである。以
上述べた通り、本発明によれば、プランジャの最大スト
ロークに対する円錐角度を最適の関係に決定したので、
外形寸法やコイル巻数を変更することないこ電磁弁とし
て総合的に見た場合磁束を有効に活用できるので吸引力
を最大限に取り出し得ることができ、この結果機械振動
等による外乱があっても入力電気量ーストロークの比例
関係が良好に得られるものである。
【図面の簡単な説明】
第1,2図は従来の可動プランジャ形電磁流量制御装置
の典型例における起磁力をパラメータとした場合のスト
ロークと吸引力との関係を示した図、第3図はストロー
クと吸引力との理想的な比例特性を示す図、第4図は本
発明による可動プランジャ形電磁流量制御装置の典型的
実施例の横断面図、第5図は第4図の一部拡大図、第6
図乃至第8図は本発明による可動プランジャ形電磁流量
制御装置においてストロークに対する吸引力の関係を示
した図である。 1…・・・ヨーク、2・・・・・・コア、3・・・・・
・軸受、4・・・.・・コイルボビン、6,7・・・…
電流端子、8・・・・・・サイドヨーク、10……プラ
ンジヤ。 多J因 芥′菌 多2函 多j菌 多々菌 多5図 券7図 多a図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 コイルが巻回された中空円筒状のコイルボビンと、
    前記コイルボビンの中空部内に配置され相対する面が相
    補的な円錐形状に形成されたコアおよびプランジヤと、
    前記コイルの外周囲に配置され前記コアと磁気的に接続
    されるヨークと、前記ヨークと磁気的に接続され前記プ
    ランジヤの移動によつて磁気抵抗が変化するように前記
    プランジヤの外周囲に配置されたサイドヨークとより構
    成され、前記コイルに供給される入力電気量に対して前
    記プランジヤのストロークが比例関係を有する電磁駆動
    体を主要素とする可動プランジヤ形電磁流量制御装置に
    おいて、前記コアとプランジヤの円錐角度を、ストロー
    クが3mm以下のときは30°以上70°以下、ストロ
    ークが3mm以上7mm以下のときは20°以上50°
    以下、ストロークが7mm以上のときは10°以上30
    °以下とするようにしたことを特徴とする可動プランジ
    ヤ形電磁流量制御装置。
JP1832979A 1979-02-21 1979-02-21 可動プランジヤ形電磁流量制御装置 Expired JPS6016734B2 (ja)

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GB8005140A GB2044541B (en) 1979-02-21 1980-02-15 Movable plunger type electromagnetic valve
DE19803006302 DE3006302A1 (de) 1979-02-21 1980-02-20 Magnetventil mit beweglichem kolben

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JPS55111107A JPS55111107A (en) 1980-08-27
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Also Published As

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GB2044541A (en) 1980-10-15
DE3006302A1 (de) 1980-09-04
GB2044541B (en) 1984-01-11
JPS55111107A (en) 1980-08-27

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