JPS6220786Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は流体の流量を印加電流に比例するよう
に制御する流量制御用の比例電磁弁に関する。

第１図は従来の比例電磁弁の縦断面図である。
ソレノイド２はボビン１に巻かれている。ボビン
１はその内部のコアー４、その上部のコアープレ
ート５及びその外部のカバー３と夫々機械的に固
定されている。ブロツク９には流体の通路１０、
通路１１が形成され、カバー３とボルト３ａによ
り固定されている。

筒状シート１２はカバー３とブロツク９に嵌入
固定され、該シート１２の側壁に設けられた流量
制御口１３により、通路１０と通路１１とが通じ
ている。非磁性材からなるガイド６はボビン１と
筒状シート１２に嵌入固定され、プランジヤー７
およびプランジヤー７に固定され一体移動するバ
ルブ８大径部の摺動面を形成している。プランジ
ヤー７、コアー４、コアープレート５、カバー
３、シート１２は磁気回路を形成するので、プラ
ンジヤー７とコアー４との間にソレノイド２内を
流れる電流に比例した吸引力が発生する。コアー
４とプランジヤー７の間にスプリング１４が挿入
されていて、磁気吸引力とスプリングの反撥力と
の釣合により、電流に比例したバルブ８のストロ
ークが生起し、従つて流量制御口１３を印加電流
に比例した流量の流体が通過する。即ちソレノイ
ド２に通電しないときはスプリング１４の反撥力
で、バルブ８は押下げられ、シート１２の流量制
御口１３は閉じている。次にソレノイド２に通電
すると印加電流により磁気吸引力が生じ、プラン
ジヤー７、従つて、バルブ８が上昇し、流量制御
口１３が開き、ソレノイド２への印加電流に対応
した流量が発生する。尚、バルブ８とプランジヤ
ー７とよりなる可動体の移動が封じ込められた流
体圧または負圧により邪げられないようにするた
め、連通穴１５，１６が設けてある。

さて一般に要求される電流・流量特性は第２図
破線の如く、最大流量Ｑに達するまでは、流量は
ソレノイド２に印加する電流に比例する。即ち直
線特性であり、最大流量Ｑに到達すれば以後電流
が増加しても流量は一定になるという特性が要求
される。所が第１図実線矢印で示す流れ方向の実
施例ではａ領域では電流と流量が比例し、最大流
量Ｑに達した後のｂ，ｃ領域では実線で示す如
く、流量振動を生じていた。この原因は第３図
ａ，ｂ，ｃに図示した通り、第３図ａでは流量制
御口１３の開口面積を変えると、電流と流量が比
例するａ領域を形成するが、次に電流が増加し、
流量制御口１３の上端よりバルブ８の下端が上の
位置になると、開口面積は変化しないが第３図ｂ
のようになり流れの一部はバルブ８の下面に付着
（コアンダ効果）して流れ、第２図に示す様に△
Ｑだけ多く流れる。この時の流れは不安定とな
り、少しの外乱でも流れの付着が変るため、流量
に乱れが生じる。これが第２図ｂ領域である。更
に電流が増加して、第３図ｃの様にバルブ８の下
端が流量制御口１３の上端よりさらに上の位置に
なると依然として開口面積は変化しないが流体が
バルブ８の下面に付着できなくなり渦が発生し
て、流量の振動が生じる。

次に第１図で流体の流れの方向を逆（破線矢印
で示す流れ方向）にすると、即ち、通路１１を流
入側、通路１０を流出側とすると、第４図は第２
図に相対比したものであるが、そのａ領域は比例
領域で第５図ａの状態である。第４図のｂ領域で
は第５図ｂの如く小さい渦流が発生し、第４図の
ｃ領域では第５図ｃの如く大きい渦流が発生す
る。その結果第４図ｂ領域で流量振動が発生し、
ｃ領域ではその渦流に従つて、流量振動が増加す
る。

本考案は従来の比例電磁弁のかかる欠点を解消
し、流量の振動が生じない安定した流量特性をも
つ比例電磁弁を提供することを目的とする。

その目的を達成するため本考案は、側壁に流量
制御口を有する筒状シートと、電磁吸引力により
筒状シートの内周面に摺接しつつばね力に抗して
移動するバルブとを備え、バルブの先端部にて流
量制御口の開口面積を制御することにより印加電
流に比例した流量を得るようにした比例電磁弁に
おいて、バルブの先端に突起を設け、該突起の横
断面積を、ほぼ筒状シートの内径部横断面積から
流量制御口の面積を減じた値となるように設定す
るとともに、該突起の軸線方向長さをバルブのス
トロークにほぼ等しいか又はそれよりも長く設定
したことを特徴とするものである。

その作用を述べると、ソレノイドへの電流の印
加により、バルブが電流に応じた吸引力を受け、
スプリングの反撥力に抗して移動し、バルブの先
端部で流量制御口の開口面積を制御することによ
り電流に比例した空気流量を得るとともに、流量
制御口の開口面積がほぼ全開になつた後さらにバ
ルブが移動した場合に従来生じていたバルブへの
空気の付着や渦流の発生はバルブ先端に設けた突
起の存在により効果的に防止でき、第２図又は第
４図の破線で示す所望の電流・流量特性を満たす
ことができる。

第６図は本考案の実施例を示す。図に於て符号
１〜１６までは第１図と同様であるが、バルブ８
の下端に突起２０を設け、付着流および渦流の発
生を防止するものである。即ちバルブ８下端の突
起は流路内に於ける渦流の起るスペースを無く
し、流れがバルブ８に付着しない構造としたもの
である。この目的を達成するためには、突起２０
の横断面積を、ほぼ筒状シート１２の内径部横断
面積から流量制御口１３の面積を減じた値に設定
するとともに、突起２０の軸線方向長さをバルブ
８のストローク長さにほぼ等しいか又はそれより
も長い値に設定するものである。第６図で流体の
流れ方向が実線矢印の場合、通路１０は流入側、
通路１１は流出側である。これに対応した流体の
バルブ８、突起２０近傍の流れの状態を第７図に
示す。第７図のａ，ｂ，ｃ図は第３図のａ，ｂ，
ｃ図に対応したもので、ａ，ｂ，ｃ領域共に渦
流、付着流が発生せず、第２図の電流・流量特性
の破線に示す要求特性を満足する。また第６図の
破線矢印で示す方向の流れ、即ち通路１１を流入
側、通路１０を流出側にしたバルブ８、突起２０
近傍の流体の流れの状態は第８図に示す。第８図
のａ，ｂ，ｃ図は夫々従来型の実施例の流体の流
れの状態を示す第５図のａ，ｂ，ｃに対応してい
る。且つ第２図、第４図で示す領域ａ，ｂ，ｃに
もそのまゝ夫々対応している。この第８図のａ，
ｂ，ｃ図の各場合に於ても、バルブの突起２０が
あるため、付着流または、渦流が起らないため、
第４図に示す破線の特性が得られる。即ち本考案
による比例電磁弁の電流・流量特性は要求特性を
満足している。

この特性改善の効果は突起２０の外径が小さ過
ぎると少なく、大き過ぎると流体抵抗を大きく
し、所望の流量が得られない。それで、本考案に
おいては前述したように、突起２０の横断面積
を、ほぼ筒状シート１２の内径部横断面積から流
量制御口１３の面積を減じた値に設定してあるの
である。このように設定したことにより、付着流
や渦を生じさせるような余計な空間がなくなり、
滑らかな流れが得られる。

また、突起２０の軸線方向長さについても、余
りに短かいと、バルブ８が流量制御口１３を全開
した後さらに上方に上昇した場合の特性改善の効
果が少なくなる。それで、本考案においては前述
したように、突起２０の軸線方向長さを、バルブ
８のストローク長さにほぼ等しいかまたはそれよ
り長くなるように設定してあるのである。

なお、突起２０の形状は図示のように円柱状に
形成しても、あるいは多角柱状に形成しても良
く、またテーパ形に形成しても良い。

以上述べたように、本考案によれば、その構成
を、側壁に流量制御口を有する筒状シートの内周
面に摺接しつつばね力に抗して移動するバルブの
該流量制御口の開口面積を制御することにより印
加電流に比例した流量を得るようにした比例電磁
弁において、バルブの先端に突起を設け、該突起
の横断面積を、ほぼ筒状シートの内径部横断面積
から流量制御口の面積を減じた値となるように設
定するとともに、該突起の軸線方向長さをバルブ
のストロークにほぼ等しいかまたはそれよりも長
く設定したので、バルブの端部による流量制御口
の開閉制御に際し、最大流量に達した後の流量の
増減及び流量の振動がない安定した流量特性が得
られるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の比例電磁弁の縦断面図、第２図
は第１図の実線矢印方向流れによる実施例の電
流・流量特性線図、第３図ａ、第３図ｂ、第３図
ｃは第１図実線矢印方向流れによるバルブ近傍の
流体流れを示す縦断面図、第４図は第１図破線矢
印方向流れによる実施例の電流・流量特性線図、
第５図ａ、第５図ｂ、第５図ｃは第１図破線矢印
方向流れによるバルブ近傍の流体流れを示す縦断
面図、第６図は本考案の実施例の縦断面図、第７
図は第６図実線矢印方向流れによるバルブ端部及
び突起近傍の流体流れを示す縦断面図、第８図
ａ、第８図ｂ、第８図ｃは第６図破線矢印方向流
れによるバルブ先端及び突起近傍の流体流れを示
す縦断面図である。 ８……バルブ、２０……突起。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 側壁に流量制御口１３を有する筒状シート１２
   と、電磁吸引力により前記筒状シート１２の内周
   面に摺接しつつばね力に抗して移動するバルブ８
   とを備え、バルブ８の先端部にて流量制御口１３
   の開口面積を制御することにより印加電流に比例
   した流量を得るようにした比例電磁弁において、
   バルブ８の先端に突起２０を設け、該突起の横断
   面積を、ほぼ筒状シート１２の内径部横断面積か
   ら流量制御口１３の面積を減じた値となるように
   設定するとともに、該突起の軸線方向長さをバル
   ブ８のストロークにほぼ等しいか又はそれよりも
   長く設定したことを特徴とする比例電磁弁。