JPS5926835B2 - 電磁制御弁 - 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。

〔本発明の利用分野〕

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。

〔従来技術〕

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

〔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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

〔技術的課題〕

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。

〔技術的手段〕

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。

〔技術的手段の作用〕

上記技術的手段は次のように作用する。

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。

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。

実施例 以下、上記技術的手段の−実施例について説明する。

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。

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。

・・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。

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。

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。

ベース２１には固定磁性体コア２が固着されている。

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。

ロッド２４には可動磁性体コア２５が固着されている。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

この例でも第５ｂ図に示すような特性が得られる。

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。

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。

【図面の簡単な説明】

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。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 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。