JPS5926835B2 - solenoid control valve - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の対象〕 本発明は、電気コイルの軸心に固定磁性体コアと可動磁
性体コアを配置し、固定磁性体コアに対して可動磁性体
コアを軸心に沿う方向に可動とした電磁制御弁に関する
ものである。[Detailed Description of the Invention] [Object of the Invention] The present invention provides a fixed magnetic core and a movable magnetic core arranged at the axial center of an electric coil, and a movable magnetic core arranged at the axial center with respect to the fixed magnetic core. This invention relates to an electromagnetic control valve that is movable in the direction along the line.

〔本発明の利用分野〕[Field of application of the present invention]

本発明は、電気コイルの通電レベルで流路開口の大きさ
を設定する電磁制御弁として主に自動車の排気浄化系装
置に利用される。INDUSTRIAL APPLICATION This invention is mainly utilized for the exhaust purification system apparatus of a motor vehicle as an electromagnetic control valve which sets the size of a flow path opening by the energization level of an electric coil.

〔従来技術〕[Prior art]

本願に係る従来技術として第２ａ図、第３ａ図、第４ａ
図のものがある。2a, 3a, and 4a as prior art related to the present application.
There is a picture.

又第２ｂ図、第３ｂ図、第４ｂ図は各々第２ａ図、第３
ａ図、第４ａ図のギャップ（すなわち可動コアのストロ
ーク）に対するコア間吸引力を示す特性図である。Also, Figures 2b, 3b, and 4b are similar to Figures 2a and 3, respectively.
FIG. 4 is a characteristic diagram showing the attraction force between the cores with respect to the gap (that is, the stroke of the movable core) in FIGS.

以下順次説明していくと、第２ａ図は固定コアと可動コ
アの形成するギャップ面を円錐形としたものでその吸引
力特性は第２ｂ図に示す如く指数曲線となる。The explanation will be given below in sequence. Fig. 2a shows a gap surface formed by a fixed core and a movable core in a conical shape, and its attraction force characteristic becomes an exponential curve as shown in Fig. 2b.

第３ａ図は円筒状の固定コア内に半径方向一定すきまを
もって可動コアが挿入されたもので、ストロークに対し
て対向円筒面面積が増減するため、その吸引力特性は第
３ｂ図に示す如く略直線的に減少する。Figure 3a shows a movable core inserted into a cylindrical fixed core with a constant gap in the radial direction, and since the area of the opposing cylindrical surface increases or decreases with the stroke, its suction force characteristics are approximately as shown in Figure 3b. Decrease linearly.

ただし、取付位置である対向円筒面面積がＯとなる付近
で吸引力最大となり逆方向ストロークが増す（第３ａ図
の位置から両コアが相離れる方向）と吸引力は再び減少
する。However, the suction force becomes maximum near the mounting position where the area of the opposing cylindrical surfaces becomes O, and as the reverse stroke increases (in the direction in which both cores separate from the position shown in FIG. 3a), the suction force decreases again.

すなわち第３ａ図の位置を中心に山型な吸引力特性とな
る。In other words, the suction force characteristic is mountain-shaped around the position shown in FIG. 3a.

第４ａ図は第２ａ図、第３ａ図を合成したコア形状すな
わち断面で固定コアを山の字形とし中央部を円錐形、両
端部を円筒形とし、可動コアを凹形とし内面を円錐形、
外面を円筒形としている。Figure 4a is a core shape or cross section that is a composite of Figures 2a and 3a; the fixed core is mountain-shaped, the central part is conical, both ends are cylindrical, the movable core is concave, and the inner surface is conical;
The outer surface is cylindrical.

この吸引力特性は第４ｂ図に示すように第２ｂ図、第３
ｂ図を合成したような特性となり吸引力はストロークの
変化によって図２ｂ図、第３ｂ図はど極端な強弱はない
が全体にうねりを生じている。This attraction force characteristic is shown in Figures 2b and 3 as shown in Figure 4b.
The characteristics are similar to those shown in Fig. b, and the suction force is not extremely strong or weak in Figs. 2b and 3b due to changes in stroke, but undulations occur overall.

尚、第４ｂ図の特性は凹形コアの外形をφ９、該径と相
対する山の字形コアの外側突部の内径なφ１０とし、円
錐面の軸線とのなす角度を２０゜とした実験データであ
る。The characteristics shown in Fig. 4b are based on experimental data in which the outer diameter of the concave core is φ9, the inner diameter of the outer protrusion of the mountain-shaped core opposing this diameter is φ10, and the angle formed with the axis of the conical surface is 20°. It is.

〔従来技術の問題点及びその技術的分析〕電磁制御弁は
可動コアを付勢するスプリング力が存在するがこれを第
２ｂ図、第３ｂ図、第４ｂ図に破線にて印す。[Problems with the Prior Art and Technical Analysis thereof] The electromagnetic control valve has a spring force that biases the movable core, and this is indicated by broken lines in FIGS. 2b, 3b, and 4b.

電磁制御弁は電気コイルに電流を流してその電流レベル
で固定磁性体コアと可動磁性体コアの距離を定める。The electromagnetic control valve causes a current to flow through an electric coil, and the current level determines the distance between the fixed magnetic core and the movable magnetic core.

しこうして弁開度は、可動磁性体コアに及ぼされる吸引
力とコイルスプリングの反撥力が等しくなる可動および
固定コア間の軸方向ギヤツプすなわち固定コアに対する
可動コアのストローク位置で定まる。Thus, the valve opening degree is determined by the axial gap between the movable and fixed cores where the attractive force exerted on the movable magnetic core and the repulsive force of the coil spring are equal, that is, the stroke position of the movable core relative to the fixed core.

ギャップ（別の見地からすればコイルスプリングの圧縮
長）に対してコイルスプリングの反撥力は当然のことな
がら比例関係にあるので、電流レベルに対して吸引力が
一義的に定まるならば（すなわち吸引力がギャップに無
関係であれば）、電流レベルに対してギャップがリニア
（つまりギャップが電流に比例）になり、弁開口制御を
リニアにおこないうる。Naturally, the repulsive force of a coil spring is proportional to the gap (compressed length of the coil spring from another point of view), so if the attractive force is uniquely determined with respect to the current level (i.e., the compressed length of the coil spring) If the force is independent of the gap), the gap is linear with respect to the current level (that is, the gap is proportional to the current), and the valve opening control can be performed linearly.

第２ｂ図、第３ｂ図、第４ｂ図のｘ、ｙ、ｚ点は各電流
レベルにおける吸引力とコイルスプリング反撥力との交
点を表す。The x, y, and z points in Figures 2b, 3b, and 4b represent the intersection of the attractive force and the coil spring repulsive force at each current level.

尚、図中、電流値ｉ、ストローク値、吸引値は便宜上付
したものである６以下者点の長さをスパンと表現すると
第２ｂ図ではスパンＹＺはスパンＸＹより大きくなる。Note that in the figure, the current value i, stroke value, and suction value are added for convenience.If the length of 6 or less points is expressed as a span, then in FIG. 2b, the span YZ is larger than the span XY.

これを等しくしようとするギヤツブ大、すなわち取付は
位置０を図で曲線が略直線となる右方に設定しなげれば
ならない。In order to equalize this, the gear size, that is, the installation, must be set so that position 0 is to the right where the curve is approximately straight in the diagram.

しかしながらこれでも直線が平行となることはなく、ま
た、吸引力が低下するため、初期の所望吸引力を得るま
で電気コイルの容量を上げなげればならず、結局コイル
巻数を増さなければならない等の問題が出る。However, even with this, the straight lines are not parallel, and the attraction force decreases, so the capacity of the electric coil must be increased until the initial desired attraction force is obtained, and the number of turns of the coil must be increased. Problems such as this occur.

第３ｂ図では各電流レベル線が略直線となるものの相互
的には略放射状に広がるためスパンＹＺはスパンＸＹよ
り小さくなり、結局スパンの等しくなる範囲がない。In FIG. 3b, each current level line is substantially straight, but since they mutually spread out substantially radially, the span YZ becomes smaller than the span XY, and as a result, there is no range in which the spans are equal.

第４ｂ図は各電流レベル線にうねりを生じているため狭
い範囲ではスパンな略等しくすることも可能であるが、
コイルスプリングのばね剛さを高くしスｌ−ｏ−りを短
（しなければならない（例えばＸ 、 Ｙ’、 Ｚ’）
ため、誤差が大きくなってしまい各構成部品の精度面上
等で限界がある。In Figure 4b, each current level line has undulations, so it is possible to make the spans approximately equal in a narrow range, but
It is necessary to increase the spring stiffness of the coil spring and shorten the l-o-(for example, X, Y', Z')
Therefore, the error becomes large, and there is a limit in terms of accuracy of each component.

〔技術的課題〕[Technical issues]

そこで本発明は、小容量コイルの実用的使用範囲でもっ
て、各電流レベルに対しギャップに関係なく両コアの対
向面形状のテーパや直線の組合せで吸引力が一定となる
ようにすることをその技術的課題とするものである。Therefore, the present invention aims to make the attractive force constant by combining the taper and straight lines of the opposing surfaces of both cores regardless of the gap for each current level within the practical use range of small capacity coils. This is a technical issue.

〔技術的手段〕[Technical means]

上記技術的課題を解決するために講じた技術的手段は、
固定磁性体コアと可動磁性体コアの山の字形の両端突部
内側面もしくは凹形の両端突部外側面にテーパを付すこ
とである。The technical measures taken to solve the above technical problems are:
The method is to taper the inner surfaces of the chevron-shaped protrusions at both ends or the outer surfaces of the concave protrusions at both ends of the fixed magnetic core and the movable magnetic core.

〔技術的手段の作用〕[Effect of technical means]

上記技術的手段は次のように作用する。 The above technical means works as follows.

すなわち、ストロークが大きくするにつれ、固定磁性体
コアもしくは可動磁性体コアの前記テーパ面のため前記
両コアの半径方向すきまが急速に小さくなり結果吸引力
が大きくなる。That is, as the stroke increases, the radial clearance between the two cores rapidly decreases due to the tapered surface of the fixed magnetic core or the movable magnetic core, and as a result, the attractive force increases.

従って第４ｂ図で吸引力の低い（各電流レベル線のうね
りの底部）部分に前記テーパ効果を補充するように設定
すれば、各電流レベルで吸引力（訃一定となる。Therefore, if the taper effect is set to be supplemented to the portion where the attractive force is low (at the bottom of the undulation of each current level line) in FIG. 4b, the attractive force (at the bottom of each current level line) will be constant.

実施例 以下、上記技術的手段の−実施例について説明する。Example Examples of the above technical means will be described below.

第１ａ図に本発明の一実施例の平面図を、第１ｂ図に右
側面図を、第１ｃ図に左側面図を、また第１ｄ図に拡大
縦断面図を示す。FIG. 1a shows a plan view of an embodiment of the present invention, FIG. 1b shows a right side view, FIG. 1c shows a left side view, and FIG. 1d shows an enlarged longitudinal sectional view.

これらの図面を参照すると磁性制御弁１０の弁ハウジン
グ１１に第１のボート１２と第２のポート１３が形成さ
れている。Referring to these drawings, a first boat 12 and a second port 13 are formed in a valve housing 11 of a magnetic control valve 10.

・・ウジング１１の内空間は弁座１４で第１のボート１
２に連通ずる第１の内室１５と第２のポート１３に連通
ずる第２の内室６に区分されている。...The inner space of the Uzing 11 is the valve seat 14 and the first boat 1
The first internal chamber 15 communicates with the port 2 and the second internal chamber 6 communicates with the second port 13.

弁ハウジング１１にはシール材１７を介して磁性体コイ
ルケース１８が固着されている。A magnetic coil case 18 is fixed to the valve housing 11 with a sealing material 17 interposed therebetween.

ケース１８内にはコイ１９を巻回したコイルボビン２０
が挿入されており、これを磁性体ベース２１．２２が支
持している。Inside the case 18 is a coil bobbin 20 on which a coil 19 is wound.
is inserted, and is supported by magnetic bases 21 and 22.

ベース２１には固定磁性体コア２が固着されている。A fixed magnetic core 2 is fixed to the base 21.

コア２３は中空であり、それを非磁性体ガイドロンド２
４が貫通している。The core 23 is hollow and is connected to the non-magnetic guide iron 2.
4 is passing through.

ロッド２４には可動磁性体コア２５が固着されている。A movable magnetic core 25 is fixed to the rod 24 .

ロッド２４の一端はコイルスプリング２６で左方に押さ
れている。One end of the rod 24 is pushed to the left by a coil spring 26.

ロッド２４の他端は軸受け２１およびベローズ２８を貫
通し、その端部に弁体２９が固着されている。The other end of the rod 24 passes through the bearing 21 and the bellows 28, and a valve body 29 is fixed to the end.

ベローズ２８の内空間は、小孔３０および３１を通して
第１の内室１５（図示状態）又は第２の内室１６（ロッ
ド２４が右方に駆動されたとき）に連通ずる。The interior space of the bellows 28 communicates through small holes 30 and 31 with the first interior chamber 15 (as shown) or the second interior chamber 16 (when the rod 24 is driven to the right).

コイル１９が付勢されると、コア２３−コア２５−ベー
ス２２−ケース１８−ベース２１−コア２３と循環する
磁束を生じ、コア２５にコア２３に向けての吸引力が作
用し、ロッド２４が、この吸引力とコイルスプリング２
６の反撥力とがバランスする点まで右方に移動し、弁体
２９が弁座１４より、吸引力に応じた距離離れる。When the coil 19 is energized, a magnetic flux is generated that circulates through the core 23 - core 25 - base 22 - case 18 - base 21 - core 23, and an attractive force acts on the core 25 toward the core 23, causing the rod 24 However, this attraction force and coil spring 2
The valve body 29 moves to the right to a point where the repulsive force of the valve 6 is balanced, and the valve body 29 is separated from the valve seat 14 by a distance corresponding to the suction force.

コア２３の端面２３ａは山の字形であり、コア２５の端
面２５ａはその中央突部を受ける凹形であり、しかも山
の字形の両端突部内側面２３ｂにはテーパが付されてい
る。The end surface 23a of the core 23 is in the shape of a mountain, and the end surface 25a of the core 25 is concave to receive the central projection, and the inner surfaces 23b of the projections at both ends of the mountain shape are tapered.

このテーパの存在により、その特性は第５ｂ図に示され
るように吸引力が一定となるストローク範囲が広く、ス
パンＸＹどスパンＹＺが等しくなる範囲が広い。Due to the existence of this taper, the stroke range in which the suction force is constant is wide, and the range in which the spans XY and Span YZ are equal, as shown in FIG. 5b, is wide.

従って、第１ｄ図に示す実施例は電流レベルで広い範囲
にわたる弁開口制御を容易かつ安定しておこないうる。Therefore, the embodiment shown in FIG. 1d can easily and stably control the valve opening over a wide range of current levels.

尚、第５ｂ図は第４ｂ図のものと基本が同じ凹形コアの
外径がφ９、山の字形コアの両端突部内側面の根元径が
φ１０であり、この根元から軸線に対し１０°のテーパ
而を形成したものによる実測データである。In addition, in Fig. 5b, the outer diameter of the concave core is basically the same as that in Fig. 4b, φ9, and the root diameter of the inner surface of the protrusion at both ends of the mountain-shaped core is φ10. This is actual measurement data obtained by forming a taper.

第６図に本発明の他の実施例におけるコア２３゜２５０
縦断面形状を示す。FIG. 6 shows a core 23°250 in another embodiment of the present invention.
Shows the longitudinal cross-sectional shape.

この例では、コア２３にテーパ２３ｂを付すのに代えて
コア２５の先端部外側面にテーパ２５ｂを付している。In this example, instead of providing the core 23 with the taper 23b, the outer surface of the tip end of the core 25 is provided with a taper 25b.

この例でも第５ｂ図に示すような特性が得られる。In this example as well, the characteristics shown in FIG. 5b can be obtained.

本発明によれば、テーパ２３ｂ、２５ｂは直Ｈ斜線状す
なわち平面状のもののみならず、弧状すなわち曲面状の
ものであってもよく、本明細書においてはテーパはこれ
をも含む。According to the present invention, the tapers 23b and 25b may be not only straight-H oblique, ie, planar, but also arcuate, ie, curved, and in this specification, the term "taper" includes this.

又、テーパは軸方向一部のみとしてもよし・０ 又、実施例では可動コア２３を凹形、固定コブ２５を山
の字形としたが逆でもよい。Further, the taper may be formed only partially in the axial direction.Also, in the embodiment, the movable core 23 is concave and the fixed knob 25 is mountain-shaped, but the opposite may be used.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第１ａ図は本発明の一実施例の平面図、第１ｂ図は右側
面図、第１ｃ図は左側面図、第１ｄ図は拡大縦断面図で
ある。 第２ａ図、第３ａ図および第４ａ図は、それぞれ従来の
電磁制御弁のコア形状を示す取付位置での縦断面図であ
る。 第２ｂ図、第３ｂ図および第４ｂ図は、それぞれ第２ａ
図、第３ａ図および第４ａ図のコア形状での、スＩ・ロ
ーフに対するコア間吸引力を示すグラフおよび説明図で
ある。 第５ａ図は第１ｄ図に示すコア２３゜２５０相対配置関
係を示す縦断面図、第５ｂ図はそれにおける、ストロー
ク対コア間吸引力を示すグラフである。 ２、第６図は本発明の他の実施例要部を示す縦断面図で
ある。 １０・・・・・・電磁制御弁、１１・・・・・・弁・・
ウジング、１２．１３・・・・・・ポート、１４・・・
・・・弁座、１５゜１６・・・・・・内室、１７・・・
・・・シール材、１８・・・・・・コイルケース、１９
・・・・・・コイル、２０・・・・・・ボビン、２Ｌ２
２・・・・・・磁性体ベース、２３・・・・・・固定磁
性体コア、２４・・・・・・ガイドロッド、２５・・・
・・・可動磁性体コア、２６・・・・・・コイルスプリ
ング、２γ・・・・・・軸受、２８・・・・・・ベロー
ズ、２９・・・・・・弁体、３０゜３１・・・・・・小
孔。FIG. 1a is a plan view of an embodiment of the present invention, FIG. 1b is a right side view, FIG. 1c is a left side view, and FIG. 1d is an enlarged longitudinal sectional view. FIGS. 2a, 3a, and 4a are longitudinal cross-sectional views showing the core shape of a conventional electromagnetic control valve at an installation position, respectively. Figures 2b, 3b and 4b are respectively
FIG. 4 is a graph and an explanatory diagram showing the inter-core suction force for the loaf in the core shapes of FIGS. 3a and 4a; FIG. Fig. 5a is a vertical sectional view showing the relative arrangement of the cores 23°250 shown in Fig. 1d, and Fig. 5b is a graph showing the stroke versus the suction force between the cores. 2 and FIG. 6 are longitudinal sectional views showing essential parts of another embodiment of the present invention. 10...Solenoid control valve, 11...Valve...
Uzing, 12.13... Port, 14...
...Valve seat, 15°16...Inner chamber, 17...
... Seal material, 18 ... Coil case, 19
・・・・・・Coil, 20・・・Bobbin, 2L2
2... Magnetic base, 23... Fixed magnetic core, 24... Guide rod, 25...
...Movable magnetic core, 26...Coil spring, 2γ...Bearing, 28...Bellows, 29...Valve body, 30°31. ...Small hole.

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] １ 電気コイルの軸心に固定磁性体コアと可動磁性体コ
アを配置し、固定磁性体コアに対して可動磁性体コアを
軸心に沿う方向に可動とした電磁制御弁の固定磁性体コ
アと可動磁性体コアの互いに対向する面の一方を断面山
の字形とし他方をその中央突部を受ける断面凹形とし、
該山の字形の中央突部と該凹形の両端突部内側面を円錐
対向面とした電磁制御弁において、固定磁性体コアと可
動磁性体コアの前記山の字形の両端突部内側面もしくは
前記凹形の両端突部外側面にテーパを付したことを特徴
とする電磁制御弁。1. A fixed magnetic core and a movable magnetic core of an electromagnetic control valve in which a fixed magnetic core and a movable magnetic core are arranged at the axis of an electric coil, and the movable magnetic core is movable in a direction along the axis with respect to the fixed magnetic core. One of the mutually opposing surfaces of the movable magnetic core has a chevron-shaped cross section, and the other has a concave cross-section that receives the central protrusion,
In the electromagnetic control valve in which the inner surfaces of the mountain-shaped central protrusion and the concave end projections are conical opposing surfaces, the inner surfaces of the mountain-shaped both end projections of the fixed magnetic core and the movable magnetic core or the recess An electromagnetic control valve characterized by a tapered outer surface of the protrusions at both ends.