JPH0333950B2 - - Google Patents
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- JPH0333950B2 JPH0333950B2 JP57127364A JP12736482A JPH0333950B2 JP H0333950 B2 JPH0333950 B2 JP H0333950B2 JP 57127364 A JP57127364 A JP 57127364A JP 12736482 A JP12736482 A JP 12736482A JP H0333950 B2 JPH0333950 B2 JP H0333950B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- core
- fixed
- voltage
- electromagnetic
- point
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
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-
- 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
- F16K31/0644—One-way valve
- F16K31/0655—Lift valves
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Magnetically Actuated Valves (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は2つのコイルを使用した電気アクチユ
エータを2パルスにて制御する電磁駆動装置に関
する。
エータを2パルスにて制御する電磁駆動装置に関
する。
従来の電気アクチユエータは、1つのコイルと
スプリング及びムービングコアで形成されていた
為、スプリング力に打ち勝つだけのパワーを要す
ることから、比較的高い最低作動電圧を要し、か
つ温度変化により、コイルの抵抗も変化し外部補
償回路を設けない限り指令に対しリニアな制御は
不可能であつた。
スプリング及びムービングコアで形成されていた
為、スプリング力に打ち勝つだけのパワーを要す
ることから、比較的高い最低作動電圧を要し、か
つ温度変化により、コイルの抵抗も変化し外部補
償回路を設けない限り指令に対しリニアな制御は
不可能であつた。
本発明は、上記欠点を解消し、2コイルで、か
つ2パルスを用いることにより、電圧及びコイル
抵抗が変化しても、製品が自己バランスする為、
外部補償回路を設けなくとも、リニア制御が可能
となり、かつスプリングがいらなくなる為応答性
も早くなる電磁駆動装置にすることを目的とす
る。
つ2パルスを用いることにより、電圧及びコイル
抵抗が変化しても、製品が自己バランスする為、
外部補償回路を設けなくとも、リニア制御が可能
となり、かつスプリングがいらなくなる為応答性
も早くなる電磁駆動装置にすることを目的とす
る。
以下、本発明装置の一実施例について説明す
る。
る。
第1図の2パルス制御電磁アクチユエータは電
磁弁として構成された弁体制御用駆動部10と、
これに組合された流量制御弁部20とを備えてい
る。弁体制御用駆動部10において、円筒状をな
したヨーク11の内側には、ドーナツ板状の継鉄
板12をはさんで両側に第1、第2、の2個の電
磁コイル13A,13Bが内蔵されている。2個
の電磁コイルはいずれも円筒形でその内周には円
筒状のスリーブ14が固定されている。
磁弁として構成された弁体制御用駆動部10と、
これに組合された流量制御弁部20とを備えてい
る。弁体制御用駆動部10において、円筒状をな
したヨーク11の内側には、ドーナツ板状の継鉄
板12をはさんで両側に第1、第2、の2個の電
磁コイル13A,13Bが内蔵されている。2個
の電磁コイルはいずれも円筒形でその内周には円
筒状のスリーブ14が固定されている。
ヨーク11の一端(図で右側)には円板形で、
その中心に略円錐状の第1の固定鉄心16Aが固
定されている。またヨーク11の他端には継鉄部
を1体に形成した略円錐状の第2の固定鉄心16
Bが固定されている。
その中心に略円錐状の第1の固定鉄心16Aが固
定されている。またヨーク11の他端には継鉄部
を1体に形成した略円錐状の第2の固定鉄心16
Bが固定されている。
両固定鉄心16A,16Bはスリーブ14の内
側へ突出している。スリーブ14の内側で両固定
鉄心16A,16Bの間には、可動鉄心17が摺
動自在に配置されている。この可動鉄心17の両
端には、両固定鉄心16A,16Bとそれぞれ対
応した円錐状のくぼみによる吸引面171A,1
71Bが形成されている。
側へ突出している。スリーブ14の内側で両固定
鉄心16A,16Bの間には、可動鉄心17が摺
動自在に配置されている。この可動鉄心17の両
端には、両固定鉄心16A,16Bとそれぞれ対
応した円錐状のくぼみによる吸引面171A,1
71Bが形成されている。
出力軸18は、可動鉄心16Aを貫通し、流量
制御部20に突出し、軸受19により摺動自在に
支持されている。
制御部20に突出し、軸受19により摺動自在に
支持されている。
上記構成の駆動部10においては、第1の電磁
コイル13Aに通電すると、可動鉄心の第1の吸
引面171Aに吸引力が生じ、可動鉄心17すな
わち出力軸18は図で右方向に駆動され、逆に第
2電磁コイル13Bに通電すると第2吸引面17
1Bに吸引力が生じて出力軸18が図の左方向に
駆動される。
コイル13Aに通電すると、可動鉄心の第1の吸
引面171Aに吸引力が生じ、可動鉄心17すな
わち出力軸18は図で右方向に駆動され、逆に第
2電磁コイル13Bに通電すると第2吸引面17
1Bに吸引力が生じて出力軸18が図の左方向に
駆動される。
上記駆動部10に対して流量制御弁部20は、
そのハウジング21を固定鉄心16Aに密着させ
て、図示しないビス等により駆動部10に固定さ
れている。ハウジング21にはインレツトポート
23およびアウトレツトポート24が形成され、
アウトレツトポート24側には弁座27がある。
上記駆動部10の出力軸18は、固定鉄心16A
を介して、アウトレツトポート24側へ延びてい
る。
そのハウジング21を固定鉄心16Aに密着させ
て、図示しないビス等により駆動部10に固定さ
れている。ハウジング21にはインレツトポート
23およびアウトレツトポート24が形成され、
アウトレツトポート24側には弁座27がある。
上記駆動部10の出力軸18は、固定鉄心16A
を介して、アウトレツトポート24側へ延びてい
る。
この出力軸18の端部には弁体28が、出力軸
18の段部181とめによつて固定されてい
る。この弁体28は出力軸18と一緒に移動して
弁座27に対し当接および開離し、インレツトポ
ート23からアウトレツトポート24へ至る流体
流量を制御するものである。ここでは弁体28は
図で左方へ移動すると弁座27から離れて通路面
積を大きく、すなわち流体流量を増加させ、逆に
右方へ移動すると通路面積、流体流量を減少させ
る。
18の段部181とめによつて固定されてい
る。この弁体28は出力軸18と一緒に移動して
弁座27に対し当接および開離し、インレツトポ
ート23からアウトレツトポート24へ至る流体
流量を制御するものである。ここでは弁体28は
図で左方へ移動すると弁座27から離れて通路面
積を大きく、すなわち流体流量を増加させ、逆に
右方へ移動すると通路面積、流体流量を減少させ
る。
このように、上記実施例は駆動部10の両電磁
コイル13A,13Bの両方に電流を流し、両方
に発生する電磁力のバランスで弁体位置を制御す
る。
コイル13A,13Bの両方に電流を流し、両方
に発生する電磁力のバランスで弁体位置を制御す
る。
第2図に、2パルス制御の電磁アクチユエータ
を駆動する為の駆動回路30を示す。オペアンプ
A1とコンデンサC1と抵抗R2R3R4R5R6とで、ラン
プ波形Rをa点に得る。このランプ波形Rの波形
特性は第3図aに示し、波形Rの形状は、
R2R3R4の抵抗により決まり、波形Rの周波数は
R5R6の抵抗により決まる。そこで、このランプ
波形Rと、可変抵抗R1によつて電圧可変とされ
たアナログ指令電圧(R1の出力電圧)とを電圧
コンパレータA2によつて比較し、コイル13B
を駆動する電圧をb点に得る。
を駆動する為の駆動回路30を示す。オペアンプ
A1とコンデンサC1と抵抗R2R3R4R5R6とで、ラン
プ波形Rをa点に得る。このランプ波形Rの波形
特性は第3図aに示し、波形Rの形状は、
R2R3R4の抵抗により決まり、波形Rの周波数は
R5R6の抵抗により決まる。そこで、このランプ
波形Rと、可変抵抗R1によつて電圧可変とされ
たアナログ指令電圧(R1の出力電圧)とを電圧
コンパレータA2によつて比較し、コイル13B
を駆動する電圧をb点に得る。
このb点電圧(第3図bの波形b1)を電圧コン
パレータA3で反転させ、コイル13Aを駆動す
るC点の電圧を得る。これらb点とc点の電圧信
号は、第3図bに示し、図示の上側の波形b1はb
点信号、下側の波形C1はC点信号という具合に、
b点とc点との電圧信号はまつたく位相が逆であ
る。そして、b点、c点電圧を駆動用トランジス
タQ1,Q2のベースに印加し、コイル13B又は、
コイル13Aを駆動することにより、両コイルに
発生する電磁エネルギー比で弁体位置を制御する
ことを可能とする。
パレータA3で反転させ、コイル13Aを駆動す
るC点の電圧を得る。これらb点とc点の電圧信
号は、第3図bに示し、図示の上側の波形b1はb
点信号、下側の波形C1はC点信号という具合に、
b点とc点との電圧信号はまつたく位相が逆であ
る。そして、b点、c点電圧を駆動用トランジス
タQ1,Q2のベースに印加し、コイル13B又は、
コイル13Aを駆動することにより、両コイルに
発生する電磁エネルギー比で弁体位置を制御する
ことを可能とする。
なお、第2図のD1はツエナーダイオード、+B
はバツテリのプラス電極、G1DとG2Dとはダイオ
ードである。
はバツテリのプラス電極、G1DとG2Dとはダイオ
ードである。
そして、この場合、第3図bに示すように波形
b1の方が波形C1よりもデユーテイ比が小であり、
トランジスタQ1の方がトランジスタQ2よりもON
している割合が少なくなり、コイル13に発生す
る電磁力の方がコイル13Bに発生する電磁力よ
り大きくなつている。なお、第3図bにおいて
ON、OFFと記入しているのは各波形の場合のト
ランジスタQ1,Q2のON、OFF状態を示してい
る。
b1の方が波形C1よりもデユーテイ比が小であり、
トランジスタQ1の方がトランジスタQ2よりもON
している割合が少なくなり、コイル13に発生す
る電磁力の方がコイル13Bに発生する電磁力よ
り大きくなつている。なお、第3図bにおいて
ON、OFFと記入しているのは各波形の場合のト
ランジスタQ1,Q2のON、OFF状態を示してい
る。
この第1図の2パルス制御電気アクチユエータ
は、例えばエンジンの吸入空気流量を制御するた
めに使用される。その場合、制御弁はエンジンの
通常の吸入通路におけるスロツトルバルブをバイ
パスする形態で装着され、インレツトポート23
は、スロツトルバルブの上流に、またアウトレツ
トポート24は下流にそれぞれ接続される。この
結果、制御弁はスロツトルバルブをバイパスする
吸入空気、又は(混合気)流量を制御することに
なる。
は、例えばエンジンの吸入空気流量を制御するた
めに使用される。その場合、制御弁はエンジンの
通常の吸入通路におけるスロツトルバルブをバイ
パスする形態で装着され、インレツトポート23
は、スロツトルバルブの上流に、またアウトレツ
トポート24は下流にそれぞれ接続される。この
結果、制御弁はスロツトルバルブをバイパスする
吸入空気、又は(混合気)流量を制御することに
なる。
例えば、第2図のa点に得られるランプ波形
(第3図aのR)と第2図の可変抵抗R1によつて
指令されるアナログ指令電圧つまり第3図aの1
点鎖線に示す電圧Xとを第2図の電圧コンパレー
タA2に入力すると、電圧コンパレータA2が両入
力電圧を比較し、b点電圧が得られ、このb点電
圧は、第3図bの一点鎖線のb1信号を示し、もう
1方のC点電圧はb点の電圧b1を電圧コンパレー
タA3で反転させた電圧C1(第3図bの一点鎖線の
C1信号)を示す。
(第3図aのR)と第2図の可変抵抗R1によつて
指令されるアナログ指令電圧つまり第3図aの1
点鎖線に示す電圧Xとを第2図の電圧コンパレー
タA2に入力すると、電圧コンパレータA2が両入
力電圧を比較し、b点電圧が得られ、このb点電
圧は、第3図bの一点鎖線のb1信号を示し、もう
1方のC点電圧はb点の電圧b1を電圧コンパレー
タA3で反転させた電圧C1(第3図bの一点鎖線の
C1信号)を示す。
以上説明したように、b点とC点の電圧信号は
まつたく位相が逆であることを利用し、b点電圧
は駆動用トランジスタQ1に印加され、このトラ
ンジスタQ1の出力電流がコイル13B、つまり、
第1図の第2電磁コイル13Bに通電され、この
通電電流により可動鉄心17の第2の吸引面17
1Bに生じる吸引力によつて、G2のギヤツプが
小さくなろうとする。つまり弁体28が左方に移
動しようとし、流体通路面積が増加しようとする
為、流量は増加しようとする。
まつたく位相が逆であることを利用し、b点電圧
は駆動用トランジスタQ1に印加され、このトラ
ンジスタQ1の出力電流がコイル13B、つまり、
第1図の第2電磁コイル13Bに通電され、この
通電電流により可動鉄心17の第2の吸引面17
1Bに生じる吸引力によつて、G2のギヤツプが
小さくなろうとする。つまり弁体28が左方に移
動しようとし、流体通路面積が増加しようとする
為、流量は増加しようとする。
もう1方のC点電圧は駆動用トランジスタQ2
に印加され、コイル13Aつまり、第1図の第1
の電磁コイル13Aに通電され、この通電電流に
より可動鉄心17の第1の吸引面171Aに生じ
る吸引力によつて、G1のギヤツプが小さくなろ
うとする為、弁体28は右方に移動しようとし、
流体通路面積を小さくしようとする為、流量が減
少しようとする。このように2つの相反する作動
指令を第3図bの如く、b点信号b1は、電磁コイ
ル13Bに伝達しC点信号C1は電磁コイル13
Aに伝達する。そして、これらがくり返えされる
為、電磁コイル13A,13Bが発生する電磁力
のうち強い方、つまり今回の場合、電磁コイル1
3Aが強い為、弁体28は右方に移行し、閉弁近
くまで行く。
に印加され、コイル13Aつまり、第1図の第1
の電磁コイル13Aに通電され、この通電電流に
より可動鉄心17の第1の吸引面171Aに生じ
る吸引力によつて、G1のギヤツプが小さくなろ
うとする為、弁体28は右方に移動しようとし、
流体通路面積を小さくしようとする為、流量が減
少しようとする。このように2つの相反する作動
指令を第3図bの如く、b点信号b1は、電磁コイ
ル13Bに伝達しC点信号C1は電磁コイル13
Aに伝達する。そして、これらがくり返えされる
為、電磁コイル13A,13Bが発生する電磁力
のうち強い方、つまり今回の場合、電磁コイル1
3Aが強い為、弁体28は右方に移行し、閉弁近
くまで行く。
かりに、可変抵抗器R1から印加されるアナロ
グ指令電圧が、第3図aの実線のYの様であれば
b点C点電圧の特性は、第3図cの実線b2,c2と
なり、2つのパルスのデユーテイ比が等しくなる
ので制御電気アクチユエータである制御弁のG1
とG2のギヤツプはほとんど等しくなり、弁体2
8は第1図図示状態つまり、中立位置で停止され
ている。
グ指令電圧が、第3図aの実線のYの様であれば
b点C点電圧の特性は、第3図cの実線b2,c2と
なり、2つのパルスのデユーテイ比が等しくなる
ので制御電気アクチユエータである制御弁のG1
とG2のギヤツプはほとんど等しくなり、弁体2
8は第1図図示状態つまり、中立位置で停止され
ている。
又、仮に、可変抵抗器R1の指令するアナログ
電圧が、第3図aの点線Zの様になれば、b点C
点電圧の特性は第3図dの点線b3,C3となり、制
御弁の電磁コイル13Bに印加される電圧の実効
値の方が大となり、つまりコイル13Bの入力エ
ネルギが大きくなり、G2のギヤツプは小さくな
り、弁体28は左方に移動し、流体通路が増加
し、流体流量は全開に近くなる。
電圧が、第3図aの点線Zの様になれば、b点C
点電圧の特性は第3図dの点線b3,C3となり、制
御弁の電磁コイル13Bに印加される電圧の実効
値の方が大となり、つまりコイル13Bの入力エ
ネルギが大きくなり、G2のギヤツプは小さくな
り、弁体28は左方に移動し、流体通路が増加
し、流体流量は全開に近くなる。
故に、可変抵抗器R1から出力される指令電圧
を可変することにより、2つの電磁コイルの入力
エネルギ比に応じて作動する弁体28の位置を自
由に選ぶことが出来る。
を可変することにより、2つの電磁コイルの入力
エネルギ比に応じて作動する弁体28の位置を自
由に選ぶことが出来る。
なお、自動車に応用する場合は可変抵抗器R1
の代りに電子制御ユニツトを用いる。そして、エ
ンジンのスロツトルバルブをバイパスする吸入空
気又は混合気の流量を前記電子制御ユニツトのア
ナログ指令電圧により制御出来ることとなる。こ
のように、上記実施例は、スプリング等がいら
ず、エネルギーのムダがなく、かつ応答性が早
い。更に2つのコイル13A,13Bの入力エネ
ルギーを分配している為、温度によつて各部の抵
抗(例えばコイル抵抗)が上がつても、各々のコ
イル13A,13B間で相殺され、特性変化がほ
とんどない。
の代りに電子制御ユニツトを用いる。そして、エ
ンジンのスロツトルバルブをバイパスする吸入空
気又は混合気の流量を前記電子制御ユニツトのア
ナログ指令電圧により制御出来ることとなる。こ
のように、上記実施例は、スプリング等がいら
ず、エネルギーのムダがなく、かつ応答性が早
い。更に2つのコイル13A,13Bの入力エネ
ルギーを分配している為、温度によつて各部の抵
抗(例えばコイル抵抗)が上がつても、各々のコ
イル13A,13B間で相殺され、特性変化がほ
とんどない。
なお、コイル13A,13Bは上記一実施例の
場合、別々に巻いているが、2重巻きでも良い。
そして2重巻きの場合はコイル同士の発熱差が出
にくいという利点がある。
場合、別々に巻いているが、2重巻きでも良い。
そして2重巻きの場合はコイル同士の発熱差が出
にくいという利点がある。
以上述べたように本発明においては、第1と第
2の電磁コイルが発生する電磁力のアンバランス
によつて出力軸を駆動しているから従来のものの
如く、スプリングと電磁力のつり合いで駆動量を
制御しているものに比べると次の効果がある。
2の電磁コイルが発生する電磁力のアンバランス
によつて出力軸を駆動しているから従来のものの
如く、スプリングと電磁力のつり合いで駆動量を
制御しているものに比べると次の効果がある。
(1) スプリングが不要である。
(2) 電源電圧が変動したり、周囲温度の変動によ
りコイル抵抗等が変動しても、この変動は両方
の電磁コイルに作用するため、変動は相殺さ
れ、外部補償回路を設けなくても指令信号に対
して忠実な制御量が得られる。
りコイル抵抗等が変動しても、この変動は両方
の電磁コイルに作用するため、変動は相殺さ
れ、外部補償回路を設けなくても指令信号に対
して忠実な制御量が得られる。
(3) スプリングがないため、スプリング力に抗し
て出力軸を動かす必要がなくなり、応答性が早
くなる。
て出力軸を動かす必要がなくなり、応答性が早
くなる。
第1図は本発明装置の一実施例を示す電磁流量
制御弁の断面図、第2図は前記制御弁を駆動する
駆動回路図、第3図a,b,c,dは第2図図示
回路の各部の電圧波形図である。 18……出力軸、13A……第1電磁コイル、
13B……第2電磁コイル、10,20……電磁
アクチユエータ、30……駆動回路、28……弁
体、27……弁座。
制御弁の断面図、第2図は前記制御弁を駆動する
駆動回路図、第3図a,b,c,dは第2図図示
回路の各部の電圧波形図である。 18……出力軸、13A……第1電磁コイル、
13B……第2電磁コイル、10,20……電磁
アクチユエータ、30……駆動回路、28……弁
体、27……弁座。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 磁性材料よりなる第1固定鉄心と、 この第1固定鉄心と対向する位置に配され、磁
性材料よりなる第2固定鉄心と、 前記第1固定鉄心の外周囲に巻回された第1電
磁コイルと、 前記第2固定鉄心の外周囲に巻回された第2電
磁コイルと、 前記第1固定鉄心と前記第2固定鉄心との間を
移動可能に配され、前記第1固定鉄心および前記
第2固定鉄心のそれぞれに吸引される吸引面を有
する可動鉄心と、 この可動鉄心の移動によつて駆動される被駆動
部と、 前記第1電磁コイルにパルス電圧を印加して前
記可動鉄心を前記第1固定鉄心側に吸引させる磁
力を発生させ、前記第2電磁コイルに前記パルス
電圧とは逆位相のパルス電圧を印加して前記可動
鉄心を前記第2固定鉄心側に吸引させる磁力を発
生させる駆動回路とを備え、 前記可動鉄心は前記第1固定鉄心側に吸引され
る磁力及び前記第2固定鉄心側に吸引される磁力
の差によりその位置が決定される電磁駆動回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12736482A JPS5919783A (ja) | 1982-07-21 | 1982-07-21 | 電磁駆動装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12736482A JPS5919783A (ja) | 1982-07-21 | 1982-07-21 | 電磁駆動装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5919783A JPS5919783A (ja) | 1984-02-01 |
| JPH0333950B2 true JPH0333950B2 (ja) | 1991-05-20 |
Family
ID=14958128
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12736482A Granted JPS5919783A (ja) | 1982-07-21 | 1982-07-21 | 電磁駆動装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5919783A (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0158878U (ja) * | 1987-10-08 | 1989-04-13 | ||
| JPH0158880U (ja) * | 1987-10-08 | 1989-04-13 | ||
| JPH0158879U (ja) * | 1987-10-08 | 1989-04-13 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS534603Y2 (ja) * | 1972-05-08 | 1978-02-04 |
-
1982
- 1982-07-21 JP JP12736482A patent/JPS5919783A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5919783A (ja) | 1984-02-01 |
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