JPS6349886B2 - - Google Patents
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- JPS6349886B2 JPS6349886B2 JP55122752A JP12275280A JPS6349886B2 JP S6349886 B2 JPS6349886 B2 JP S6349886B2 JP 55122752 A JP55122752 A JP 55122752A JP 12275280 A JP12275280 A JP 12275280A JP S6349886 B2 JPS6349886 B2 JP S6349886B2
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- JP
- Japan
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- air
- coil
- magnet
- core coil
- proportional solenoid
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Links
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- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
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- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
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Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16K—VALVES; TAPS; COCKS; ACTUATING-FLOATS; DEVICES FOR VENTING OR AERATING
- F16K31/00—Actuating devices; Operating means; Releasing devices
- F16K31/02—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic
- F16K31/06—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic using a magnet, e.g. diaphragm valves, cutting off by means of a liquid
- F16K31/0682—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic using a magnet, e.g. diaphragm valves, cutting off by means of a liquid with an articulated or pivot armature
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Magnetically Actuated Valves (AREA)
- Electromagnets (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は回転磁石の回転力とリターンスプリン
グの力とのつり合いにより回転軸の回転角度が定
まる比例ソレノイドに関するものである。
グの力とのつり合いにより回転軸の回転角度が定
まる比例ソレノイドに関するものである。
従来、種々の装置に用いられる比例ソレノイド
は例えば第１図に示すように、円筒形のケース１
００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が設置されている。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、これが可動部を形成
している。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。なお、この比例ソレノイドは空気通路
１０６を備えており、空気流量の制御に用いられ
る。
は例えば第１図に示すように、円筒形のケース１
００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が設置されている。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、これが可動部を形成
している。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。なお、この比例ソレノイドは空気通路
１０６を備えており、空気流量の制御に用いられ
る。
上記のような構成のソレノイドでは、プランジ
ヤ１０３は５mm程度のストロークしか取れず、例
えば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１０４を開閉制御している
ので、振動を受けやすいという問題がある。
ヤ１０３は５mm程度のストロークしか取れず、例
えば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１０４を開閉制御している
ので、振動を受けやすいという問題がある。
さらに、電流値とプランジヤ１０３の移動量と
の関係が直線的ではなく、しかもヒステリシスが
大きいので、流量等の正確な制御を行なうことが
非常に難しいという大きな欠点がある。
の関係が直線的ではなく、しかもヒステリシスが
大きいので、流量等の正確な制御を行なうことが
非常に難しいという大きな欠点がある。
そこで本発明は、空心コイルと磁石とリターン
スプリングとにより軸の回転角を制御することに
より、電流値と軸の回転角との関係が直線的に変
化しかつヒステリシスが小さい比例ソレノイドを
提供することを目的とする。
スプリングとにより軸の回転角を制御することに
より、電流値と軸の回転角との関係が直線的に変
化しかつヒステリシスが小さい比例ソレノイドを
提供することを目的とする。
以下本発明を図に示す実施例により説明する。
第２図〜第４図は空気流量を制御する２方弁構
造を有する比例ソレノイドを示すもので、１はア
ルミニウム製のバルブハウジング、２はハウジン
グ１内に回動自在に載置されたステンレス製のバ
ルブロータであり、これらは流量制御弁の主要部
をなす。３はバルブロータ２に結合されたステン
レス製の回転軸、４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に圧入してあり、バル
ブブツシユ４とバルブロータ２との間隙は約0.04
mmである。５と６は回転軸３を支承するベアリン
グである。７はエンドプレートで、第４図に示す
ように３ケ所長穴７ａになつており、ネジ２２，
２３，２４によりバルブハウジング１に固定して
ある。そして、このエンドプレート７の中心の突
起状の部分でリターンスプリングをなすトーシヨ
ンバー８の一端を絞め固定してある。トーシヨン
バー８は例えば0.5φのステンレス線であり、他端
は回転軸３の先端で絞め固定してある。回転軸３
はベアリング５の内側とベアリング６の内側に圧
入されている。ベアリング５の外側はバルブハウ
ジング１に軽く圧入され、ベアリング６の外側は
エンドプレート７に同じく軽く圧入されている。
９，１０は対になつたボビンで、各ボビン９，１
０に夫々コイル１１，１２が巻かれ、２分割され
ている。この一対のボビン９，１０はカバー１６
と共に図示してないネジによりバルブハウジング
１に上方より固定してある。なお、このボビン
９，１０はコイル１１，１２の放熱を良くするた
めにアルミニウム製とし、その表面を絶縁コーテ
イングしている。回転磁石１３は回転軸３に圧入
され、しかも一対のボビン９，１０で形成された
空間に無接触状態で配置してある。１４，１５は
中継端子で、中継端子１４はボビン９に圧入さ
れ、中継端子１５はボビン１０に圧入してある。
コイル１１の巻き始めとリード線１８が中継端子
１４で共にハンダ付けしてある。コイル１１の巻
き終わりとコイル１２の巻き始めは接続し、コイ
ル１２の巻き終わりとリード線１９が中継端子１
５で共にハンダ付けしてある。１７はゴムブツシ
ユでカバー１６に取付けてある。２０，２１はパ
イプでバルブハウジング１に圧入してあり、内径
は14φ、外径は16φである。そして、このパイプ
２０，２１は例えば図示しないエンジンに２次空
気を導くための配管に接続される。
造を有する比例ソレノイドを示すもので、１はア
ルミニウム製のバルブハウジング、２はハウジン
グ１内に回動自在に載置されたステンレス製のバ
ルブロータであり、これらは流量制御弁の主要部
をなす。３はバルブロータ２に結合されたステン
レス製の回転軸、４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に圧入してあり、バル
ブブツシユ４とバルブロータ２との間隙は約0.04
mmである。５と６は回転軸３を支承するベアリン
グである。７はエンドプレートで、第４図に示す
ように３ケ所長穴７ａになつており、ネジ２２，
２３，２４によりバルブハウジング１に固定して
ある。そして、このエンドプレート７の中心の突
起状の部分でリターンスプリングをなすトーシヨ
ンバー８の一端を絞め固定してある。トーシヨン
バー８は例えば0.5φのステンレス線であり、他端
は回転軸３の先端で絞め固定してある。回転軸３
はベアリング５の内側とベアリング６の内側に圧
入されている。ベアリング５の外側はバルブハウ
ジング１に軽く圧入され、ベアリング６の外側は
エンドプレート７に同じく軽く圧入されている。
９，１０は対になつたボビンで、各ボビン９，１
０に夫々コイル１１，１２が巻かれ、２分割され
ている。この一対のボビン９，１０はカバー１６
と共に図示してないネジによりバルブハウジング
１に上方より固定してある。なお、このボビン
９，１０はコイル１１，１２の放熱を良くするた
めにアルミニウム製とし、その表面を絶縁コーテ
イングしている。回転磁石１３は回転軸３に圧入
され、しかも一対のボビン９，１０で形成された
空間に無接触状態で配置してある。１４，１５は
中継端子で、中継端子１４はボビン９に圧入さ
れ、中継端子１５はボビン１０に圧入してある。
コイル１１の巻き始めとリード線１８が中継端子
１４で共にハンダ付けしてある。コイル１１の巻
き終わりとコイル１２の巻き始めは接続し、コイ
ル１２の巻き終わりとリード線１９が中継端子１
５で共にハンダ付けしてある。１７はゴムブツシ
ユでカバー１６に取付けてある。２０，２１はパ
イプでバルブハウジング１に圧入してあり、内径
は14φ、外径は16φである。そして、このパイプ
２０，２１は例えば図示しないエンジンに２次空
気を導くための配管に接続される。
上記の構成でその作動を説明する。まず、固定
コイル１１，１２と回転磁石１３は２極モーター
として動作するもので、第５図を参酌して説明す
る。回転磁石１３は異方性磁石で図のように着磁
して位置してある。点線は磁束を示す。回転磁石
１３のＮ極の一番強い点、つまり極点をアとす
る。コイル１１，１２に電流を流すと第５図のよ
うにＮ、Ｓの磁界が発生するので矢印の方向に回
転磁石１３は回転する。そしてトーシヨンバー８
のねじれによる反発力との平衡した位置で停止す
る。回転磁石１３は180゜未満の範囲で回動可能で
あるが、この実施例では回転磁石１３の作動回転
角を60゜に設定しているので、コイル１１，１２
の電流がＯ(A)のとき極点アは一点鎖線より30゜前
の位置ａにあり、このとき当然トーシヨンバー８
の復元力は０である。そしてコイル１１，１２の
電流を増加するに従つて矢印の方向に回転してい
きMAX回転位置までいく。このMAX回転位置
は一点鎖線より30゜後の位置ｂである。なお、さ
らに電流を増加していくとMAX点よりも回転し
ていくがトーシヨンバー８の耐久性からも好まし
くない。この場合回転磁石１３に及ぼす力はコイ
ル１１，１２により発生する磁界のみであるの
で、コイル１１，１２に流れる電流と回転磁石１
３の回転角は１対１に対応している。回転軸３及
びバルブロータ２は回転磁石１３と一体であるの
で回転磁石１３と同じ回転をする。この場合トー
シヨンバー８の耐久性を向上させるためになるべ
くねじれ角の小さな所で使用した方が好ましい。
このため実施例ではなるべくトーシヨンバー８を
収納する回転軸３を長くしてある。
コイル１１，１２と回転磁石１３は２極モーター
として動作するもので、第５図を参酌して説明す
る。回転磁石１３は異方性磁石で図のように着磁
して位置してある。点線は磁束を示す。回転磁石
１３のＮ極の一番強い点、つまり極点をアとす
る。コイル１１，１２に電流を流すと第５図のよ
うにＮ、Ｓの磁界が発生するので矢印の方向に回
転磁石１３は回転する。そしてトーシヨンバー８
のねじれによる反発力との平衡した位置で停止す
る。回転磁石１３は180゜未満の範囲で回動可能で
あるが、この実施例では回転磁石１３の作動回転
角を60゜に設定しているので、コイル１１，１２
の電流がＯ(A)のとき極点アは一点鎖線より30゜前
の位置ａにあり、このとき当然トーシヨンバー８
の復元力は０である。そしてコイル１１，１２の
電流を増加するに従つて矢印の方向に回転してい
きMAX回転位置までいく。このMAX回転位置
は一点鎖線より30゜後の位置ｂである。なお、さ
らに電流を増加していくとMAX点よりも回転し
ていくがトーシヨンバー８の耐久性からも好まし
くない。この場合回転磁石１３に及ぼす力はコイ
ル１１，１２により発生する磁界のみであるの
で、コイル１１，１２に流れる電流と回転磁石１
３の回転角は１対１に対応している。回転軸３及
びバルブロータ２は回転磁石１３と一体であるの
で回転磁石１３と同じ回転をする。この場合トー
シヨンバー８の耐久性を向上させるためになるべ
くねじれ角の小さな所で使用した方が好ましい。
このため実施例ではなるべくトーシヨンバー８を
収納する回転軸３を長くしてある。
コイル１１，１２に流す電流が大きくなるとバ
ルブロータ２は第３図に示す如く矢印の方向に回
転する。バルブロータ２の開口部２ａと各パイプ
２０，２１の開口部分との重なつた部分が制御さ
れる空気の通路となる。従つてバルブロータ２の
開口部２ａの形状と各パイプ２０，２１のバルブ
ロータ２の側つまりバルブブツシユ４の通路形状
により、回転角に対する空気通路開口面積はいろ
いろな関数にできる。即ち、コイル１１，１２に
流す電流値に対して各パイプ２０，２１中を流れ
る空気流量は任意の特性にできる。
ルブロータ２は第３図に示す如く矢印の方向に回
転する。バルブロータ２の開口部２ａと各パイプ
２０，２１の開口部分との重なつた部分が制御さ
れる空気の通路となる。従つてバルブロータ２の
開口部２ａの形状と各パイプ２０，２１のバルブ
ロータ２の側つまりバルブブツシユ４の通路形状
により、回転角に対する空気通路開口面積はいろ
いろな関数にできる。即ち、コイル１１，１２に
流す電流値に対して各パイプ２０，２１中を流れ
る空気流量は任意の特性にできる。
なおトーシヨンバー８の代わりにコイルスプリ
ング等を用いることもできる。また本実施例では
回転磁石１３に対して磁界を発生させる方法とし
てコイル１１，１２のみにより発生させている
（即ち空心コイルを使用している）が、これに対
し磁束を集めて回転磁石１３により強く磁界を印
加するために磁性体のコアを使用する方法があ
る。しかしこのようにコアを使用するとコイルに
電流を流さない場合でも回転磁石１３と磁性体コ
アとの間に吸引作用が働き、結果として電流と軸
３の回転角（或いは流量）特性のヒステリシスが
大きくなつたり特性が歪んだりして良くない。
ング等を用いることもできる。また本実施例では
回転磁石１３に対して磁界を発生させる方法とし
てコイル１１，１２のみにより発生させている
（即ち空心コイルを使用している）が、これに対
し磁束を集めて回転磁石１３により強く磁界を印
加するために磁性体のコアを使用する方法があ
る。しかしこのようにコアを使用するとコイルに
電流を流さない場合でも回転磁石１３と磁性体コ
アとの間に吸引作用が働き、結果として電流と軸
３の回転角（或いは流量）特性のヒステリシスが
大きくなつたり特性が歪んだりして良くない。
第６図および第７図は、コイル１１，１２に流
す電流値に対する回転軸３等の回転角や空気流量
の関係を示すもので、実線は本実施例の特性を示
し、破線は上記したコア付きのソレノイドの特性
を示し、さらに一点錯線（第７図のみ）は第１図
のソレノイドの特性を示している。ただし、第７
図は両パイプ２０，２１間の圧力差を200mmHgに
設定した際の特性である。これらの図から明らか
なように、本実施例のものでは小さいヒステリシ
スで直線的な望ましい特性が得られる。さらに上
記実施例のものは流量制御弁としても優れた特徴
を備えている。即ち、耐振動性が良く、また流量
制御弁の入出力口間の圧力差の影響を受けること
なく、小型かつ簡単な構造で大容量の流量制御が
できる。
す電流値に対する回転軸３等の回転角や空気流量
の関係を示すもので、実線は本実施例の特性を示
し、破線は上記したコア付きのソレノイドの特性
を示し、さらに一点錯線（第７図のみ）は第１図
のソレノイドの特性を示している。ただし、第７
図は両パイプ２０，２１間の圧力差を200mmHgに
設定した際の特性である。これらの図から明らか
なように、本実施例のものでは小さいヒステリシ
スで直線的な望ましい特性が得られる。さらに上
記実施例のものは流量制御弁としても優れた特徴
を備えている。即ち、耐振動性が良く、また流量
制御弁の入出力口間の圧力差の影響を受けること
なく、小型かつ簡単な構造で大容量の流量制御が
できる。
以上述べたように本発明によれば、小型かつ簡
単な構造で電流値に対応した角度だけ回転軸を回
転でき、しかもコイルへの通電電流と回転角との
特性を非常に小さいヒステリシスで直線的なもの
にすることができるという優れた効果が得られ
る。
単な構造で電流値に対応した角度だけ回転軸を回
転でき、しかもコイルへの通電電流と回転角との
特性を非常に小さいヒステリシスで直線的なもの
にすることができるという優れた効果が得られ
る。
第１図は従来の比例ソレノイドの断面構成図、
第２図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３図は第２図のＡ−Ａ線
断面図、第４図は第２図の底面図、第５図は第２
図における駆動部の模式構成図、第６図および第
７図は作動説明に供する特性図である。 ３……軸、８……リターンスプリングをなすト
ーシヨンバー、１１，１２……空心コイル、１３
……磁石。
第２図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３図は第２図のＡ−Ａ線
断面図、第４図は第２図の底面図、第５図は第２
図における駆動部の模式構成図、第６図および第
７図は作動説明に供する特性図である。 ３……軸、８……リターンスプリングをなすト
ーシヨンバー、１１，１２……空心コイル、１３
……磁石。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 電流に応じた磁界を発生する固定の空心コイ
ルと、この空心コイル内に回動自在に設置されそ
の空心コイルの磁界を受けて180゜未満の範囲で回
動する磁石と、前記空心コイルを貫通して前記磁
石に固定された軸と、この軸に一端が連絡され、
前記空心コイルにより前記磁石に与えられる回転
力に対抗するリターンスプリングとを有すること
を特徴とする比例ソレノイド。 ２ 前記空心コイルをコイルの（巻）軸面の直角
方向で２分割にして、前記磁石を前記空心コイル
内に収納しやすくしたことを特徴とする特許請求
の範囲第１項に記載の比例ソレノイド。 ３ 前記リターンスプリングをトーシヨンバーで
構成したことを特徴とする特許請求の範囲第１項
若しくは第２項に記載の比例ソレノイド。 ４ 前記リターンスプリングをコイルスプリング
で構成したことを特徴とする特許請求の範囲第１
項若しくは第２項に記載の比例ソレノイド。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55122752A JPS5745908A (en) | 1980-09-03 | 1980-09-03 | Proportional solenoid |
| US06/296,805 US4496134A (en) | 1980-09-03 | 1981-08-27 | Rotary solenoid actuator |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55122752A JPS5745908A (en) | 1980-09-03 | 1980-09-03 | Proportional solenoid |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5745908A JPS5745908A (en) | 1982-03-16 |
| JPS6349886B2 true JPS6349886B2 (ja) | 1988-10-06 |
Family
ID=14843720
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP55122752A Granted JPS5745908A (en) | 1980-09-03 | 1980-09-03 | Proportional solenoid |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4496134A (ja) |
| JP (1) | JPS5745908A (ja) |
Families Citing this family (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58196377A (ja) * | 1982-05-11 | 1983-11-15 | Aisin Seiki Co Ltd | 電磁式流量制御弁装置 |
| JPS58196379A (ja) * | 1983-02-21 | 1983-11-15 | Aisin Seiki Co Ltd | 電磁式流量制御弁装置 |
| US4560969A (en) * | 1983-12-01 | 1985-12-24 | Bardle Servovalve Company | Electromagnetic positioner for a servovalve or the like |
| JPH0235060Y2 (ja) * | 1984-10-08 | 1990-09-21 | ||
| DE3761068D1 (de) * | 1987-03-25 | 1990-01-04 | Moog Inc | Doppelachsenleistungsmotor. |
| US4850322A (en) * | 1988-03-31 | 1989-07-25 | Eaton Corporation | Method and apparatus for positioning a torque motor armature |
| DE3926912A1 (de) * | 1989-08-16 | 1991-02-21 | Bosch Gmbh Robert | Elektromagnetischer drehsteller |
| US5129620A (en) * | 1990-03-26 | 1992-07-14 | Retro-Tech Corporation | Sealed magnetically operated flow control valve assembly |
| US5129619A (en) * | 1990-03-26 | 1992-07-14 | Retro-Tech Corporation | Sealed magnetically operated flow control valve assembly |
| US5842680A (en) * | 1997-09-11 | 1998-12-01 | Cts Corporation | Actuator using magnetic forces to reduce frictional forces |
| JP2002523704A (ja) * | 1998-08-21 | 2002-07-30 | パン ツァオケン | ロータリー・ガス・ソレノイド・バルブ |
| JP2000287405A (ja) * | 1999-03-30 | 2000-10-13 | Keihin Corp | 回転型電磁アクチュエータ |
| EP1353102B1 (en) * | 2002-04-12 | 2009-06-24 | Seiko Epson Corporation | Valve device |
| JP5380454B2 (ja) * | 2007-10-18 | 2014-01-08 | ブルクハルト コンプレッション アーゲー | 能動制御バルブおよび能動制御バルブの作動方法、ならびに能動制御バルブを備えたコンプレッサおよびピストン式コンプレッサ |
| US20120068094A1 (en) * | 2009-05-21 | 2012-03-22 | Kenneth Michael Terrell | Apparatus and Method for Remotely Operating Manual Valves |
| FR3036456B1 (fr) * | 2015-05-20 | 2017-12-22 | Valeo Systemes De Controle Moteur | Electrovanne de purge pour dispositif d'evacuation de vapeurs |
Citations (2)
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| JPS554608U (ja) * | 1978-06-23 | 1980-01-12 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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