JPS6240593B2 - - Google Patents

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JPS6240593B2
JPS6240593B2 JP55015171A JP1517180A JPS6240593B2 JP S6240593 B2 JPS6240593 B2 JP S6240593B2 JP 55015171 A JP55015171 A JP 55015171A JP 1517180 A JP1517180 A JP 1517180A JP S6240593 B2 JPS6240593 B2 JP S6240593B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
armature
coil
output port
input port
valve
Prior art date
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Expired
Application number
JP55015171A
Other languages
English (en)
Other versions
JPS56113874A (en
Inventor
Hisashi Kawai
Takeshi Matsui
Koji Idogaki
Hibiki Hatsutori
Kazuhiro Sakurai
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyota Motor Corp
Soken Inc
Original Assignee
Nippon Soken Inc
Toyota Motor Corp
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Publication date
Application filed by Nippon Soken Inc, Toyota Motor Corp filed Critical Nippon Soken Inc
Priority to JP1517180A priority Critical patent/JPS56113874A/ja
Publication of JPS56113874A publication Critical patent/JPS56113874A/ja
Publication of JPS6240593B2 publication Critical patent/JPS6240593B2/ja
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は回転運動により流体の流量を制御する
弁構造を備えた比例ソレノイドに関し、例えば自
動車の排気ガス制御装置に用いるのに好適であ
る。
〔従来の技術〕
従来、流体の流量を制御する装置は第1図に示
すように、円筒形のケース100内に中空円筒の
コイル101が設けられその中心部にコア102
が設置される。そしてコア102と一定のエアギ
ヤツプ104を介してプランジヤ103が設置さ
れ、その先端には制御用ニードルが形成されこれ
らが可動部を形成する。105は含油プラスチツ
ク部材でコア102の中心に設けられプランジヤ
103を支持している。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上記のような構成の装置を自動車の排気ガス制
御装置等に用いる場合、0〜600/分の流量制
御を行なわなければならないため空気通路106
を14φ以上にする必要があり、装置全体が非常に
大型になつてしまうという問題がある。また、プ
ランジヤ103の直線運動によりエアギヤツプ1
04を開閉制御しているので、自動車の振動を受
けやすく、さらに入力側と出力側の圧力差の影響
を受けやすいという問題がある。
本発明は上記問題点を解決するためになされ、
プランジヤ型の直線運動ではなく回転運動による
弁構造にし、その駆動部は2極モータ構造にする
ことにより、小型で大容量の流量制御ができ、振
動や入出力間の圧力差の影響を受けにくい比例ソ
レノイドの提供を目的としている。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明においては、比例ソレノイドであつて、
一対の永久磁石を異極対向させてハウジングに固
定し、磁性体よりなるコアにコイルを巻装した2
極電機子を前記永久磁石の間に回転のみ可能に配
置し、前記電機子の回転を妨げ、かつ前記コイル
へ電流を供給するための一対のスプリングを備
え、前記コイルに流す電流に応じて前記電機子の
回転角度が定まる駆動部と、 外周部から中心方向に貫通した入力口および少
なくとも一つの出力口を備え内側にはこの入力口
および出力口が開口する円筒状の穴を持つたバル
ブハウジングと、 このバルブハウジングの前記円筒状の穴に対し
一定の隙間を保つて嵌挿され外周部から中心方向
に貫通穴を持ち前記電機子と一体に回転するバル
ブロータとを備え、 このバルブロータの回転により前記入力口と出
力口との連通状態を変化させこの入力口より出力
口に流れる流体の流量を制御するという技術的手
段を採用した。
〔作用〕
上記構成によれば、2極電機子のコイルにスプ
リングを介して電流が供給されると、一対の永久
磁石との間に吸引力と反発力が生じ、2極電機子
は回転力のみを与えられる。その回転力は、永久
磁石の磁束が一定であるため、コイルに流れる電
流の強さに比例する。一方、スプリングは2極電
機子が回転するにしたがつて、電機子にそれに比
例した復元力を作用させ、この結果電機子と結合
されたバルブロータは電流に比例した回転角が得
られる。ここで、電機子は回転方向にのみ移動可
能に配置されており、軸方向には移動しないので
振動の影響を受け難い。また、バルブロータの貫
通穴により流量制御をしているので、貫通穴には
均等に力が加わり、入力口と出力口の圧力差の影
響を受けない。
以下本発明を図に示す実施例により説明する。
第2図は3方弁構造を有する比例ソレノイドを示
し、第2図aはその縦断面図であり、第2図bは
第2図aのA―A線に沿つた断面図である。以下
第2図a,bについてその構造を説明すると、1
はバルブハウジングであり材質はアルミニウムで
ある。2はステンレス製のバルブロータであり、
3はステンレス製のシヤフトである。4はタング
ステン製のプレート、5はシヤフト3を支持する
ベアリング、6は鋼球であり直径2φのものを使
用している。この鋼球6はシヤフト3に打込まれ
ている。7はステンレス製のバルブブツシユでバ
ルブハウジング1に圧入されている。8,9,1
0はパイプでバルブハウジング1に圧入されてお
り、パイプの内径は14φ、外径は16φである。パ
イプ8は入力口、パイプ9はドレイン口、パイプ
10は出力口になつている。11は電機子でシヤ
フト3に圧入されており、コイル12が左右同じ
向きに巻かれており、2極電機子を構成してい
る。13は磁性体材料よりなる管状のハウジング
でバルブハウジング1に圧入されている。14
a,14bは永久磁石であり、円弧状で互いに向
い合い、内側―外側がそれぞれN―S極、S―N
極に着磁してあり、接着材にてハウジング13に
永久磁石14aのN極と永久磁石14bのS極と
が対向するよう、即ち異極対向するよう固定され
ている。15はリングホルダでベークライトで出
来ており、2ケ所をネジで固定されている。なお
この部分のハウジングには円周方向に巾3.5mm、
長さ10mmの長穴が加工してあり、リングホルダは
ハウジングの円周方向に多少移動出来るようにな
つている。16は真ちゆう製の第1のスプリング
ボルダで、リターンスプリング17を固定すると
共にリード線22からコイル12への給電を行な
つている。このスプリングホルダ16は図示しな
いネジでリングホルダ15に固定されている。な
おリターンスプリング17の材質はSK材であ
り、このリターンスプリング17に関し注意する
点は摩擦をなくするために最大変位しても線間お
よび他の部品に接触しない構造とする点である。
18は給電スプリングでありバネ定数の非常に小
さいものでリン青銅で作られている。この給電ス
プリング18の一端はインシユレータサブアツシ
イ19に固定され、他端は第2のスプリングホル
ダ20にハウジング付けで固定されている。21
はコードブツシユでリード線22を保持してお
り、リード線22は2本の電線からなり1本は第
1のスプリングホルダ16に、他の1本は第2の
スプリングホルダ20にそれぞれハンダ付けされ
ている。
なお、バルブブツシユ7とバルブロータ2との
間隙は0.02mmである。バルブロータ2の貫通穴は
第2図bの斜線のない部分であつて、Bの部分は
14φの穴になつており、この貫通穴の入力口側は
断面が扇形形状になつている。電機子11のコイ
ル12に給電しない場合はBの部分がドレイン口
9に接続され、出力口10は全閉になつた状態に
保たれ、リターンスプリング17の復原力は0g
にセツトされている。このセツトはリングホルダ
15を円周方向に回転することにより出来る。
上記構成においてその作動を説明すると、駆動
部は2極モータとして動作する。磁路は永久磁石
14aのN極から出て電機子11を介して永久磁
石14bのS極、N極、ハウジング13、永久磁
石14aのS極の順になつている。動作原理図を
第3図に示す。いまコイル12に電流が流れると
電機子11は電磁石となり、図のようにN極とS
極になる。一方永久磁石14aは電機子11のS
極を吸引し、永久磁石14bは遠ざけようとす
る。電機子11のN極に対しては永久磁石14b
は吸引しようとし、永久磁石14aは遠ざけよう
とする。従つて第3図の矢印の方向に回転しよう
とする。その回転力は、永久磁石の磁束は一定で
あるので電機子11の磁力つまりコイル12に流
れる電流の強さに比例する。一方、リターンスプ
リング17は第3図の矢印の方向に回転するに従
つて復元力は大きくなる。つまり回転角に比例し
た大きさで矢印の逆方向にもどす力が働く。従つ
てコイル12に流す電流値に比例した回転角が得
られ、本実施例では最大回転角は約72゜である。
そしてバルブロータ2は電機子11と一体のシヤ
フト3に固定されているので電機子11と同じ回
転をする。第2図bにおいてコイル12に流す電
流が大きくなるとバルブロータ2は矢印の方向に
回転する。バルブロータ2の開口部分Bと出力口
10の開口部分との重なつた部分が制御される流
体の通路面となる。
従つて、バルブロータ2の貫通穴形状と出力口
10のバルブロータ2側つまりバルブブツシユ7
の通路形状とにより、回転角に対する重さなつた
開口面積はいろいろな関数にできる。即ちコイル
12に流す電流値Aに対して入力口8から出力口
10に流れる流体の流量Qは任意の特性にでき
る。
第4図は本実施例の比例ソレノイドにおいて空
気の流量を制御した場合のコイル12の電流値A
に対する流量Qの特性を示す。ここで入力口8と
出力口10との圧力差は200mmHgであり、実線は
本実施例の、点線は従来の比例ソレノイドの特性
を示す。この図から明らかなように本発明の比例
ソレノイドは従来の比例ソレノイドに比べて非常
に良い直線性を示している。この理由は従来の比
例ソレノイドはプランジヤ型であるため5mm程度
のストロークしか原理的に取れないのに対して、
本発明になる比例ソレノイドの駆動部は2極モー
タであるのでシヤフト3が70゜回転するとバルブ
ロータ2の円周方向先端は約15mm動かせることが
出来るからである。
第5図は本発明の他の実施例の断面図(上記実
施例と同一位置)を示し、バルブハウジング1と
バルブロータ2を2方弁構造としたものであり、
バルブロータの駆動部および他の構成要素は上記
実施例と同様である。入力口8より入つた流体は
バルブロータ2の貫通穴を通つて出力口10へ流
出するが、この流量はバルブロータ2の回転角つ
まりコイル12へ流す電流の強さにより定まる。
第6図は従来のプランジヤ型比例ソレノイドお
よび本発明になる比例ソレノイドの原理図を示
し、aのプランジヤ型比例ソレノイドでは入力側
と出力側に圧力差があると矢印のようにプランジ
ヤに一方的に力を受けるので圧力差に応じて流量
特性が変わつてしまうのに対し、bの回転型の比
例ソレノイドでは矢印のように均等に力が加わる
ので圧力差の影響を受けない。
以上述べたように本発明は、回転運動により流
量を制御する弁構造を有すると共にその駆動部は
2極モータ構造になつているので、駆動部のコイ
ルに流す電流と被制御流体の流量との特性を良好
にでき、耐振動性が良く、また入力口と出力口と
の流体の圧力差による影響を受けることもなく、
しかも小型で大容量の流量制御ができるという優
れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来の比例ソレノイドの断面構成図、
第2図aは本発明になる比例ソレノイドの一実施
例を示す縦断面構成図、第2図bは第2図aのA
―A線断面図、第3図は本発明の作動説明に供す
る模式図、第4図は本発明の作動説明に供する特
性図、第5図は本発明の他の実施例を示す断面
図、第6図a,bは従来および本発明になる比例
ソレノイドの原理図である。 1…バルブハウジング、2…バルブロータ、7
…バルブブツシユ、8…入力口、10…出力口、
11…電機子、12…コイル、13…ハウジン
グ、14a,14b…永久磁石、17…リターン
スプリング、18…給電スプリング。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 1対の永久磁石を異極対向させてハウジング
    に固定し、磁性体よりなるコアにコイルを巻装し
    た2極電機子を前記永久磁石の間に回転のみ可能
    に配置し、前記電機子の回転を妨げ、かつ前記コ
    イルへ電流を供給するための1対のスプリングを
    備え、前記コイルに流す電流に応じて前記電機子
    の回転角度が定まる駆動部と、 外周部から中心方向に貫通した入力口および少
    なくとも一つの出力口を備え内側にはこの入力口
    および出力口が開口する円筒状の穴を持つたバル
    ブハウジングと、 このバルブハウジングの前記円筒状の穴に対し
    一定の隙間を保つて嵌挿され外周部から中心方向
    に貫通穴を持ち前記電機子と一体に回転するバル
    ブロータとを備え、 このバルブロータの回転により前記入力口と出
    力口との連通状態を変化させこの入力口より出力
    口に流れる流体の流量を制御することを特徴とす
    る比例ソレノイド。
JP1517180A 1980-02-08 1980-02-08 Proportional solenoid Granted JPS56113874A (en)

Priority Applications (1)

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JP1517180A JPS56113874A (en) 1980-02-08 1980-02-08 Proportional solenoid

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JP1517180A JPS56113874A (en) 1980-02-08 1980-02-08 Proportional solenoid

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Publication Number Publication Date
JPS56113874A JPS56113874A (en) 1981-09-08
JPS6240593B2 true JPS6240593B2 (ja) 1987-08-28

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ID=11881355

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JP1517180A Granted JPS56113874A (en) 1980-02-08 1980-02-08 Proportional solenoid

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WO2020223864A1 (en) * 2019-05-06 2020-11-12 Wacker Chemie Ag Polyorganosiloxane and thermally conductive silicone composition thereof

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JPS56113874A (en) 1981-09-08

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