JPH03155604A

JPH03155604A - リニヤーソレノイド

Info

Publication number: JPH03155604A
Application number: JP29544689A
Authority: JP
Inventors: Masaji Okawa; 大川　正次
Original assignee: Takano Corp
Current assignee: Takano Corp
Priority date: 1989-11-14
Filing date: 1989-11-14
Publication date: 1991-07-03

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（イ）ｍ梁上の利用分野本発明はガス等の流体の流量を自動制御するのに泪いら
れるリニヤ−ソレノイドに関するものである。

（ｒｌ）従来の技術従来ガス等の流体の流量を制御するために用いられでい
る、ニードルバルブのニードルや、フラットプラグバル
ブのフラットプラグをリニヤ−ソレノイドで駆動し、セ
ンサによって検出された流量出力信号と流量設定信号を
比較し、両者が一致するように、流入電力を白！Ｉ！ｌ
Ｊ：し制御するリニヤ−ソレノイドには、第３図側断面
図にその一例を示すようなリニヤーソレノイドが用いら
れている。

第３図に示すリニヤ−ソレノイドは、軟磁性材よりなる
プランジャ５１．プランジャ５１の端面５２と対向して
設けた、軟磁性材よりなる磁極５３．軟磁性材よりなる
ヨーク５４、プランジャ５１を貫通させた軟磁性材より
なるサイドヨーク５５２合成樹脂よりなるボビン５６．
ボビン５６にプランジャ５１を周回するように搭かれた
コイル５７、・プランジャ５１に固定されたスプリング
受５８、プランジャ５１の復帰用スプリング５９．スプ
リング受５８のストッパケース６０．プランジャ５１の
下端ストレート部６１．プランジャ５１の上端に固定さ
れた非磁性材よりなるガイドピン６２．プランジャ下端
ストレート部６１とガイドピン６２を支持摺動させるブ
ツシュ６３及び６４より構成されている。

プランジャ５１の先端６５で図示していないニードルバ
ルブのニードル又はフラットプラグバルブのフラットプ
ラグを下方に押し付ける。

スプリング受５８がストッパケース６０よりわづか離れ
た位置で、ニードル又はフラットプラグが流体圧によっ
て図の上方に押し上げられる力を制し、流体の流出を阻
止する。

この状態でコイル５７に直流電力を供給すると、磁極５
３はプランジャ５１を吸引し、ニードル又はフラットプ
ラグが流体圧で押し上げられ、バルブが開口し、流体が
流出する。

而してセンサによって検出された流量出力信号と流量設
定信号を比軟し、両者が一敗するように、コイル５７へ
の直流電力を自動制御している。

（ハ）発明が解決しようとする問題点コイル５７に直流電力を供給したとき発生する磁束は、
プランジャ５１−ｇ１気空隙６６−磁極５３−ヨーク５
４−サイドヨーク５５−磁気空隙６７−プランジャ５１
のように通過する。

磁気空隙６６を通過する磁束は、プランジャ５１を吸引
するのに有効に作用するが、磁気空隙６７を通過する磁
束は、全円周に亘って均一にすることがむづかしいので
、プランジャ５１はサイドヨーク５５に吸引される。

この横方向の吸引力を吸収するため、ブツシュ６３及び
６４によってプランジャ下端ストレート部６１とガイド
ピン６２を支持摺動するようにしであるしかし乍ら横方向の吸引力が異常に大きいため、ブツシ
ュ６３及び６４、特にブツシュ６３における摩擦力が異
常に大きくなり、プランジャ５１の動きと１ｇ１ｉ！動
力との関係は損失の大きなヒステリシス曲線を画き、自
動制御の閉回路が円滑に動作しなくなる欠点があった。

（ニ）問題点を解決するための手段本発明は、王妃欠点をなくし、安定に流体の流量を自１
１！！Ｉ　ｉ制御出来るリニヤ−ソレノイドを提供しよ
うとするもので、その特徴とするところは、プランジャ
復帰用スプリングを。

内周をプランジャの一端に固定し、外周をプランジャを
貫通させているサイドヨークの端面に固定させた、円環
状ダイヤフラムで構成したことにある。

（ホ）作用円環状ダイヤフラムは板）Ｄ一方向には容易にたわむが
、円周方向には殆んど変形しないので、プランジャに加
わる横方向の吸引力を殆んど吸収し、プランジャの他端
に設けたガイドピンとブツシュ間に働＜Ｊｌ！擦力が極
端に少なくなり、自動制御閉回路の動作が円滑に動作す
る作用がある。

（へ）実施例以下図面について詳細に説明する。

ｍ１図は本発明の一実施例を示す側断面図ｔｌｆｆｆＺ
図は円環状ダイヤプラムの動作を説明する図である。

ｍ１図に右いて、１１は軟磁性材よりなるプランジャ、
１２はプランジャ１１の端面、１３は軟磁性材よりなる
端面１２に対向するｍｓ、１４は軟磁性材よりなるヨー
ク、１５はプランジャ１１を貫通させている軟磁性材よ
りなるサイドヨーク、１６は合成樹脂よりなるボビン、
１７はプランジャ１１を周回するようにボビン１６に捲
かれたコイル、１８は、例えばＮ２９％、０７８％、Ｃ
ｏ９％、Ｍ　ｏ　４％、Ｉ　０６１％、Ｔ２Ｏ，４％、
Ｃ０１０１％賎りＦｅのＮ厄−Ｃｏ基合金の４板を４８
０＠０５時間程時効硬化させた材料よりなる円環状ダイ
ヤプラムで、その内周２ｂて、プランジャ１１の下端に
、クランプリング１９．クランプねじ２０で固定し、そ
の外周２ａではサイドヨーク１５の端面２１とクランプ
プレート２２及び小ねじ数本で固定しである。２４は非
磁性材よりなるガイドビンで、プランジャ１１の上端に
固定し、磁極１３に埋め込まれたブツシュ２３により支
持ｔＷ！ｌ！！ｌするようになっている。

第２図は円環状ダイヤフラム１８の動作原理を説明する
図で、外周を２ａ、内周を２ｂでクランプされた厚さｔ
、材料のヤング率がＥなる材料で出来た円環状ダイヤフ
ラムの外周を固定し、内周部に図に示すようにダイヤプ
ラムの厚さ方向にＰなる荷重を加えたとき内周部の変位
ωとダイヤプラム内部に生ずる応力の最大値σ１．ｘと
の関係は例えばＳ、ＴＩＭＯ８ＨＥＮＫＯ著、北畠顕正
１片山健太部共訳「材料力学」下巻Ｐ１０６コロナ社に
よれば夫々（１）（２）式の通りである。

Ｐａ２　　　　　　　　　　　　　・　　（１）ｗ＝Ｋ
・百 σ、、、＝＋＜、　−（内周部に生ずる）・　　・　（
２）慕２比例常数に、及びに２は夫々（３）及び（４）制し、流
体の流出を阻止するま１円環状ダイ式の通りである。

但し　γ＝　ｂ　／　ａ、　　シ：パアソン比即ち厚み
方向には容易にたわみ得るが、厚みと直角方向には殆ん
ど変形することがない。

第１図でプランジャ１１の先端２６で、図示していない
ニードルバルブのニードル又はフラットプラグバルブの
フラットプラグを下方に押し付け、ニードル又はフラッ
トプラグが流体圧によって上方に押し上げられる力をヤ
フラム１８を変形させる。

この状態でコイル１７に直流電力を供給すると、磁極１
３はプランジャ１１を吸引し、ニードル又はフラットプ
ラグが流体圧で押し上げられ、バルブが開口し、流体が
流出する。

而して、センサによって検出された流量出力信号と流量
設定信号を比軟し、両者が一敗するように、コイル１７
への直流電゛力を自動制御することが出来る。

（ト）　効　　呆コイル１７に直流電力を供給したとき発生する磁束は、
プランジャ１１−磁気空隙２７−ｍ極１３−ヨーク１４
−サイドヨーク１５−ｍ気空隙２８−プランジャ１１の
ように通過する。

磁気空隙２７を通過する磁束は、プランジャ１１を吸引
するのに有効に作ｍするが、磁気空隙２８を通過する磁
束は、プランジャ１１をサイドヨーク１５側に吸引する
ように作用する。

この横方向の吸引力をＦとすると、円環状ダイヤフラム
１８にはＦノミ／（ｌｔ＋７ｇ）、・ブツシュ２５には
Ｆノ、／（）ｌ＋、／２）のように分割されて印加され
る。ｍ１図では、サイドヨーク１５の端面２１に円環状
ダイヤフラム１８を固定しであるので！、＜１２とする
ことが出来るから、Ｆの大部分は円環状ダイヤフラム１
８が受けることになり、この方向の変形は殆んどない、
ブツシュ２５に加わる横方向の力は非常に小さくなるの
でこの部分での摩擦力を十分小さくすることが出来る。

従ってプランジャ１１の動きと、駆動力との関係は損失
の非常に小さいヒステリシス曲線を画くこととなり、自
動制御の閉回路を円滑に動作させる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明リニヤ−ソレノイドの一実施９例を示す
側断面図、第２図は円環状ダイヤフラムの動作を説明す
る図、第３図は従来のリニヤーソレノイドの側断面図で
ある。１１．５１・・・プランジャ、１２．５２・・・プラン
ジャの端面、１３．５３・・・磁極、１４．５４・°°
ヨーク、１５、ｓ５・・・サイドヨーク、１６．５６・
・・ボビン、１７．５７・・・コイル、１８・・・円環
状ダイヤフラム、１９・・・クランプリング、２０・・
・クランプねじ、２１川サイドヨーク１５の端面、２２
・・・クランププレート、２３・・・小ねじ、２４．６
２・・・ガイドビン、２５．６３．６４・・・ブツシュ
、２６．６５・・・プランジ、ヤ先喘、２７．２８．６
６．６７・・・磁気空隙、５８・・・スプリング受、５
９・・・スプリング、６０・・・スットパケース、６１
・・・プランジャストレート部

Claims

【特許請求の範囲】プランジャと、プランジャを周回して捲かれたコイルと、プランジャの一端を吸引する磁極と、プ
ランジャの他端を貫通させているサイドヨークと、磁極
とサイドヨークを連結するヨークと、プランジャを復帰
させるスプリングを具備するリニヤーソレノイドにおい
て、プランジャ復帰用スプリングを内周をプランジャの
一端に固定し、外周をプランジャを貫通させているサイ
ドヨークの端面に固定した円環状ダイヤフラムで構成し
たことを特徴とするリニヤーソレノイド。