JPH0660700B2 - 油圧制御用閉ル−プ式比例電磁弁 - Google Patents
油圧制御用閉ル−プ式比例電磁弁Info
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- JPH0660700B2 JPH0660700B2 JP60066501A JP6650185A JPH0660700B2 JP H0660700 B2 JPH0660700 B2 JP H0660700B2 JP 60066501 A JP60066501 A JP 60066501A JP 6650185 A JP6650185 A JP 6650185A JP H0660700 B2 JPH0660700 B2 JP H0660700B2
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- Japan
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- feed back
- back chamber
- shaft
- outlet port
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- 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
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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
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- 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
- F16K31/0603—Multiple-way valves
- F16K31/061—Sliding valves
- F16K31/0613—Sliding valves with cylindrical slides
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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
- F16H—GEARING
- F16H61/00—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing
- F16H61/02—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing characterised by the signals used
- F16H61/0202—Control functions within control units of change-speed- or reversing-gearings for conveying rotary motion ; Control of exclusively fluid gearing, friction gearing, gearings with endless flexible members or other particular types of gearing characterised by the signals used the signals being electric
- F16H61/0251—Elements specially adapted for electric control units, e.g. valves for converting electrical signals to fluid signals
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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
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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
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- 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
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- F16K31/0696—Shock absorbing, e.g. using a dash-pot
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- G—PHYSICS
- G05—CONTROLLING; REGULATING
- G05D—SYSTEMS FOR CONTROLLING OR REGULATING NON-ELECTRIC VARIABLES
- G05D16/00—Control of fluid pressure
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- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
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- Y10T137/8593—Systems
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- Magnetically Actuated Valves (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔発明の利用分野〕 本発明は、油圧制御電磁弁に係り、特にスプールバルブ
の共振防止構造を改良した油圧制御用閉ループ式比例電
磁弁に関するものである。
の共振防止構造を改良した油圧制御用閉ループ式比例電
磁弁に関するものである。
従来この種装置に関連し、米国特許4250922号が知られ
ているが、この構造では、インレツトポートより流れ込
む流体がスプールバルブによつて流れを変えられるた
め、流体力がスプールバルブの軸方向に加わり、釣合い
が不安定になり可動部が共振する問題がある。これを解
決するため、減衰力や新設する方法として、特公４９−
2217号に記載される方法がある。しかし、この方法は、
プランジヤ可動部室に流体を充満せねばならず、かつプ
ランジャ外周のクリアランス寸法及びプランジヤ部オリ
フイス寸法により減衰効果を持たせるため、吸引力を決
定するプランジヤ部寸法が限定されてしまう問題があ
る。
ているが、この構造では、インレツトポートより流れ込
む流体がスプールバルブによつて流れを変えられるた
め、流体力がスプールバルブの軸方向に加わり、釣合い
が不安定になり可動部が共振する問題がある。これを解
決するため、減衰力や新設する方法として、特公４９−
2217号に記載される方法がある。しかし、この方法は、
プランジヤ可動部室に流体を充満せねばならず、かつプ
ランジャ外周のクリアランス寸法及びプランジヤ部オリ
フイス寸法により減衰効果を持たせるため、吸引力を決
定するプランジヤ部寸法が限定されてしまう問題があ
る。
本発明は上記の状況に鑑みなされたものであり、スプー
ルバルブの共振を防止できると共にプランジヤ寸法が限
定されることがない油圧制御用閉ループ式比例電磁弁を
提供することを目的としたものである。
ルバルブの共振を防止できると共にプランジヤ寸法が限
定されることがない油圧制御用閉ループ式比例電磁弁を
提供することを目的としたものである。
本発明による油圧制御用閉ループ式比例電磁弁は、実用
上使用可能な応答時間以内で、コイルケース内に配設さ
れたスプリングの張力に抗し励磁時にプランジヤを吸引
可能に取り付けられたコイルと、上記プランジヤ軸心に
貫通固定されて上記コイルケースに固定されたボデイ内
に変位自在に配設され該ボデイのインレツトポート及び
エキゾーストポートを開閉するシヤフトより大径に形成
された第１，第２スプールバルブを有する上記シヤフト
と、該第１，第２スプールバルブ間の該シヤフトの外周
部に連通し上記ボデイに設けられたアウトレツトポート
と、該シヤフトの該外周部に対しフイードバツク通路を
介し連通され上記第１スプールバルブの上記第２スプー
ルバルブ側を一方の端面とする他方の端面側が内部に突
設され該第１スプールバルブより大径に形成されたフイ
ードバツク室とを設けてなり、上記第１スプールバルブ
の上記フイードバツク室内に突出された端面部に板状部
材が固着され、上記フイードバツク室内壁と該板状部材
の外周とにより形成する流路の絞り部面積が、該板状部
材の面積の２／５０以下に形成されているものである。
上使用可能な応答時間以内で、コイルケース内に配設さ
れたスプリングの張力に抗し励磁時にプランジヤを吸引
可能に取り付けられたコイルと、上記プランジヤ軸心に
貫通固定されて上記コイルケースに固定されたボデイ内
に変位自在に配設され該ボデイのインレツトポート及び
エキゾーストポートを開閉するシヤフトより大径に形成
された第１，第２スプールバルブを有する上記シヤフト
と、該第１，第２スプールバルブ間の該シヤフトの外周
部に連通し上記ボデイに設けられたアウトレツトポート
と、該シヤフトの該外周部に対しフイードバツク通路を
介し連通され上記第１スプールバルブの上記第２スプー
ルバルブ側を一方の端面とする他方の端面側が内部に突
設され該第１スプールバルブより大径に形成されたフイ
ードバツク室とを設けてなり、上記第１スプールバルブ
の上記フイードバツク室内に突出された端面部に板状部
材が固着され、上記フイードバツク室内壁と該板状部材
の外周とにより形成する流路の絞り部面積が、該板状部
材の面積の２／５０以下に形成されているものである。
以下本発明の油圧制御用閉ループ式比例電磁弁を実施例
を用い第１図，第２図により説明する。第１図は縦断面
図、第２図は第１図のII−II矢視断面図である。図にお
いて、１はコイルケース、２はボデイでボデイ２はコイ
ルケース１に固定されている。コイルケース１内には、
コイル６と、スプリング７と、コイル６が励磁されたと
きスプリング７の張力に抗し吸引されるように形成さ
れ、大径部がコイルケース１内に配設されたプランジヤ
５とが設けられている。また、ボデイ２内にはプランジ
ャ５の軸心を貫通固定したシヤフト１２が軸方向へ変位
自在に配設され、シヤフト１２にはボデイ２に開口され
たインレツトポート１３、エキゾーストポート３を開閉
する第１スプールバルブ４ａ、第２スプールバルブ４ｂ
が固着され、第１，第２スプールバルブ４ａ，４ｂはシ
ヤフト１２より大径に形成されている。また、ボデイ２
には第１，第２スプールバルブ４ａ，４ｂ間のシヤフト
１２の第１，第２スプールバルブ４ａ，４ｂより細径部
の外周部と連通するアウトレツトポート１１が設けられ
ている。
を用い第１図，第２図により説明する。第１図は縦断面
図、第２図は第１図のII−II矢視断面図である。図にお
いて、１はコイルケース、２はボデイでボデイ２はコイ
ルケース１に固定されている。コイルケース１内には、
コイル６と、スプリング７と、コイル６が励磁されたと
きスプリング７の張力に抗し吸引されるように形成さ
れ、大径部がコイルケース１内に配設されたプランジヤ
５とが設けられている。また、ボデイ２内にはプランジ
ャ５の軸心を貫通固定したシヤフト１２が軸方向へ変位
自在に配設され、シヤフト１２にはボデイ２に開口され
たインレツトポート１３、エキゾーストポート３を開閉
する第１スプールバルブ４ａ、第２スプールバルブ４ｂ
が固着され、第１，第２スプールバルブ４ａ，４ｂはシ
ヤフト１２より大径に形成されている。また、ボデイ２
には第１，第２スプールバルブ４ａ，４ｂ間のシヤフト
１２の第１，第２スプールバルブ４ａ，４ｂより細径部
の外周部と連通するアウトレツトポート１１が設けられ
ている。
９はフイードバツク室であり、第１スプールバルブ４ａ
の第２スプールバルブ４ｂが固定された側と反対側の端
面が内部に突出され、この内部に突設された端面には板
状部材の薄板１０が固定されており、フイードバツク室
９はアウトレツトポート１１が連通されたシヤフト１２
の外周部とフイードバツク室８により連通されている。
そして、薄板１０の外周面とフイードバツク室９内壁と
により油圧流体の流路が形成され、この流路の絞り部面
積Ｓ２が薄板101の面積Ｓ１の、２／50以下に形成され
ている。尚、１４はスラスト軸受でありプランジヤ５を
軸方向に摺動自在に支持しており、１５はシヤフト１２
と一体に形成された軸である。そして、この電磁弁は比
例式電磁弁である。
の第２スプールバルブ４ｂが固定された側と反対側の端
面が内部に突出され、この内部に突設された端面には板
状部材の薄板１０が固定されており、フイードバツク室
９はアウトレツトポート１１が連通されたシヤフト１２
の外周部とフイードバツク室８により連通されている。
そして、薄板１０の外周面とフイードバツク室９内壁と
により油圧流体の流路が形成され、この流路の絞り部面
積Ｓ２が薄板101の面積Ｓ１の、２／50以下に形成され
ている。尚、１４はスラスト軸受でありプランジヤ５を
軸方向に摺動自在に支持しており、１５はシヤフト１２
と一体に形成された軸である。そして、この電磁弁は比
例式電磁弁である。
上記の構造において、ボデイ２内を摺動する第１スプー
ルバルブ４ａの位置でインレトポート１３からの油圧の
入力流量を、第２スプールバルブ４ｂの位置でエキゾー
ストポート３からの洩れ流量をそれぞれ決定し、アウト
レツトポート１１から減圧した所定圧力を出力する。ま
た、この減圧された所定圧力は、フイードバツク通路８
を通りフイードバツク室９に供給される。このフイード
バツク室９に供給された圧力により第１スプールバルブ
４ａは矢印１方向に押され、また、シヤフト１２もコイ
ル６により吸引されるプランジヤ５を介し矢印Ａ方向に
吸引され、この合力に抗するスプリング７の矢印Ｂ方向
の力と釣り合うまで移動し釣り合わされる。そして、ア
ウトレツトポート２における流量増加などにより出力さ
れる圧力が低下すると、フイードバツク室９に供給され
る圧力も低下し、スプールバルブは釣り合が保てなくな
り矢印Ｂ方向へ移動する。このため、インレツトポート
１３の入力量は増加すると共にエキゾーストポート３か
らの洩れ量は減少する。結果として、フイードバツク室
９の圧力が上記所定圧力になるまで第１，第２スプール
バルブ４ａ，４ｂは移動する。この場合にフイードバツ
ク室９内においては流体が薄板１０の外周とフイードバ
ツク室９の内壁との間の狭い流路で流体の移動が拘束さ
れて減衰作用が加えられる。
ルバルブ４ａの位置でインレトポート１３からの油圧の
入力流量を、第２スプールバルブ４ｂの位置でエキゾー
ストポート３からの洩れ流量をそれぞれ決定し、アウト
レツトポート１１から減圧した所定圧力を出力する。ま
た、この減圧された所定圧力は、フイードバツク通路８
を通りフイードバツク室９に供給される。このフイード
バツク室９に供給された圧力により第１スプールバルブ
４ａは矢印１方向に押され、また、シヤフト１２もコイ
ル６により吸引されるプランジヤ５を介し矢印Ａ方向に
吸引され、この合力に抗するスプリング７の矢印Ｂ方向
の力と釣り合うまで移動し釣り合わされる。そして、ア
ウトレツトポート２における流量増加などにより出力さ
れる圧力が低下すると、フイードバツク室９に供給され
る圧力も低下し、スプールバルブは釣り合が保てなくな
り矢印Ｂ方向へ移動する。このため、インレツトポート
１３の入力量は増加すると共にエキゾーストポート３か
らの洩れ量は減少する。結果として、フイードバツク室
９の圧力が上記所定圧力になるまで第１，第２スプール
バルブ４ａ，４ｂは移動する。この場合にフイードバツ
ク室９内においては流体が薄板１０の外周とフイードバ
ツク室９の内壁との間の狭い流路で流体の移動が拘束さ
れて減衰作用が加えられる。
また、インレツトポート１３から流入する流体が第２ス
プールバルブ４ｂによつて進行方向を変えられると矢印
Ａ方向に流体力が作用する。この力が上記した釣り合い
を不安定にし共振状態となり、このときの共振は、油圧
制御上第１，第２スプールバルブ４ａ，４ｂが移動する
全ストロークとなる。共振周波数は一自由系の固有振動
数が支配的であり可動部重量とスプリング７のばね定数
で決まり通常３０〜１００Hzである。これらの重量とば
ね定数を大きく変えることは機能上不可能であるが、本
実施例においては、第１スプールバルブ４ａの薄板１０
とフイードバツク室９の内径で形成された絞り部により
第１スプールバルブ４ａが減衰作用を受け、一自由度系
の固有振動数まで行くことなく共振をなくすことができ
る。
プールバルブ４ｂによつて進行方向を変えられると矢印
Ａ方向に流体力が作用する。この力が上記した釣り合い
を不安定にし共振状態となり、このときの共振は、油圧
制御上第１，第２スプールバルブ４ａ，４ｂが移動する
全ストロークとなる。共振周波数は一自由系の固有振動
数が支配的であり可動部重量とスプリング７のばね定数
で決まり通常３０〜１００Hzである。これらの重量とば
ね定数を大きく変えることは機能上不可能であるが、本
実施例においては、第１スプールバルブ４ａの薄板１０
とフイードバツク室９の内径で形成された絞り部により
第１スプールバルブ４ａが減衰作用を受け、一自由度系
の固有振動数まで行くことなく共振をなくすことができ
る。
ここで、絞り部の面積Ｓ２と、薄板１０の面積Ｓ１との
比Ｓ２／Ｓ１を横軸にとり、縦軸に応答時間をとつて示
した第３図により、本実施例における任意の出力圧力か
ら設定出力圧力に達するまでの応答時間を示す。第３図
において、斜線部は共振領域であり、ｔは使用可能な応
答上限であり、ｔより長い応答時間は実用的でなくな
る。曲線Ｃは応答時間曲線である。これは実験の結果で
あり、面積比Ｓ２／Ｓ１が、２／５０以上では共振領域
となり使用不可能である。このため、２／５０以下であ
ることが必要である。しかしながら、２／５０より著し
く小さくすると応答時間曲線Ｃが使用可能な応答上限を
超えるので、共振領域以下の面積比で、かつ、応答時間
ｔ以下の曲線ＣのＤ部分を使用することにより、共振を
生じることなく実用的な応答時間内で、任意の出力圧力
から設定圧力に安定した状態で出力圧力を制御すること
ができる。そして、特公昭４９−2217号にあるようなプ
ランジヤの寸法を限定されることがない。
比Ｓ２／Ｓ１を横軸にとり、縦軸に応答時間をとつて示
した第３図により、本実施例における任意の出力圧力か
ら設定出力圧力に達するまでの応答時間を示す。第３図
において、斜線部は共振領域であり、ｔは使用可能な応
答上限であり、ｔより長い応答時間は実用的でなくな
る。曲線Ｃは応答時間曲線である。これは実験の結果で
あり、面積比Ｓ２／Ｓ１が、２／５０以上では共振領域
となり使用不可能である。このため、２／５０以下であ
ることが必要である。しかしながら、２／５０より著し
く小さくすると応答時間曲線Ｃが使用可能な応答上限を
超えるので、共振領域以下の面積比で、かつ、応答時間
ｔ以下の曲線ＣのＤ部分を使用することにより、共振を
生じることなく実用的な応答時間内で、任意の出力圧力
から設定圧力に安定した状態で出力圧力を制御すること
ができる。そして、特公昭４９−2217号にあるようなプ
ランジヤの寸法を限定されることがない。
このように本実施例の油圧制御用閉ループ式比例電磁弁
は、フイードバツク室内の第１スプールバルブの端面に
薄板を固着し、この薄板外周及びフイードバツク室内周
との間の面積Ｓ２と薄板の面積Ｓ１との比を２／５０以
下とするフイードバツク室内に流体の絞り機構を設けて
スプールバルブを制動し共振を防止するようにしたの
で、インレツトポートから入つた流体が第２スプールバ
ルブを流体力で振動を生じさせ共振を起こすことを防止
できる。また、プランジヤの寸法が拘束されることもな
い。
は、フイードバツク室内の第１スプールバルブの端面に
薄板を固着し、この薄板外周及びフイードバツク室内周
との間の面積Ｓ２と薄板の面積Ｓ１との比を２／５０以
下とするフイードバツク室内に流体の絞り機構を設けて
スプールバルブを制動し共振を防止するようにしたの
で、インレツトポートから入つた流体が第２スプールバ
ルブを流体力で振動を生じさせ共振を起こすことを防止
できる。また、プランジヤの寸法が拘束されることもな
い。
以上記述した如く本発明の油圧制御用閉ループ式比例電
磁弁は、スプールバルブの共振を防止できると共にプラ
ンジヤ寸法が拘束されることがない効果を有するもので
ある。
磁弁は、スプールバルブの共振を防止できると共にプラ
ンジヤ寸法が拘束されることがない効果を有するもので
ある。
第１図は本発明の油圧制御用閉ループ式比例電磁弁の実
施例の縦断面図、第２図は第１図のII−II矢視部断面
図、第３図は第１図の電磁弁の薄板周囲の絞り部の隙間
面積と薄板面積の比、及び応答時間の関係説明図であ
る。 １……コイルケース、２……ボデイ、３……エキゾース
トポート、４ａ……第１スプールバルブ、４ｂ……第２
スプールバルブ、５……プランジヤ、６……コイル、７
……スプリング、８……フイードバツク通路、９……フ
イードバツク室、１０……薄板、１１……アウトレツト
ポート、１２……シヤフト、１３……インレツトポー
ト。
施例の縦断面図、第２図は第１図のII−II矢視部断面
図、第３図は第１図の電磁弁の薄板周囲の絞り部の隙間
面積と薄板面積の比、及び応答時間の関係説明図であ
る。 １……コイルケース、２……ボデイ、３……エキゾース
トポート、４ａ……第１スプールバルブ、４ｂ……第２
スプールバルブ、５……プランジヤ、６……コイル、７
……スプリング、８……フイードバツク通路、９……フ
イードバツク室、１０……薄板、１１……アウトレツト
ポート、１２……シヤフト、１３……インレツトポー
ト。
フロントページの続き (72)発明者 内田 忠夫 茨城県勝田市大字高場2520番地 株式会社 日立製作所佐和工場内
Claims (1)
- 【請求項１】コイルケース内に配設されたスプリングの
張力に抗し励磁時にプランジヤを吸引可能に取り付けら
れたコイルと、 前記プランジヤ軸心に貫通固定されて前記コイルケース
に固定されたボデイ内に変位自在に配設されたシヤフト
と、 該シヤフトに設けられ、該シヤフトの外径より大径に形
成され、前記ボデイのインレツトポート、及びエキゾー
ストポートを開閉する第１スプールバルブ、及び第２ス
プールバルブと、 該第１スプールバルブ、及び、該第２スプールバルブの
間の前記シヤフトの外周部に連通し前記ボデイに設けら
れたアウトレツトポートと、 前記第１スプールバルブの前記第２スプールバルブ側と
反対側の端面部が内部に突出し、前記第１スプールバル
ブの外径よりも大径に内径が形成されたフイードバツク
室と、 前記ボデイに設けられ、前記アウトレツトポートと前記
フイードバツク室とを接続するフイードバツク通路とが
設けられるとともに、 前記第１スプールバルブ、及び、前記第２スプールバル
ブの移動によって前記アウトレツトポートから出力され
る圧力を変化させるものにおいて、 前記アウトレツトポートから出力される圧力の値が、前
記第１スプールバルブ、及び、前記第２スプールバルブ
の移動前の圧力から目的とする設定圧力に到達するまで
の応答時間が、あらかじめ定められた時間よりも小さ
く、 かつ、前記第１スプールバルブの前記フイードバツク室
内に突出した前記端面部に板状部材が固定され、前記フ
イードバツク室の内壁と前記板状部材の外周とによって
形成される流体の流路の絞り部の面積が、前記板状部材
の面積の２／５０以下に形成されていることを特徴とす
る油圧制御用閉ループ式比例電磁弁。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60066501A JPH0660700B2 (ja) | 1985-04-01 | 1985-04-01 | 油圧制御用閉ル−プ式比例電磁弁 |
| EP86103617A EP0199959B1 (en) | 1985-04-01 | 1986-03-18 | Closed loop type proportional electromagnetic valve for hydraulic control |
| DE8686103617T DE3663990D1 (en) | 1985-04-01 | 1986-03-18 | Closed loop type proportional electromagnetic valve for hydraulic control |
| KR1019860002315A KR900002431B1 (ko) | 1985-04-01 | 1986-03-28 | 유압제어용 폐루우프식 비례전자밸브 |
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