JPH08312824A - 制御弁 - Google Patents
制御弁Info
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- JPH08312824A JPH08312824A JP7122292A JP12229295A JPH08312824A JP H08312824 A JPH08312824 A JP H08312824A JP 7122292 A JP7122292 A JP 7122292A JP 12229295 A JP12229295 A JP 12229295A JP H08312824 A JPH08312824 A JP H08312824A
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- permanent magnet
- control valve
- yoke
- coil
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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
- F16K31/08—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic using a magnet, e.g. diaphragm valves, cutting off by means of a liquid using a permanent magnet
- F16K31/082—Actuating devices; Operating means; Releasing devices electric; magnetic using a magnet, e.g. diaphragm valves, cutting off by means of a liquid using a permanent magnet using a electromagnet and a permanent magnet
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- Electromagnetism (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Magnetically Actuated Valves (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 構成が簡単であり、振動が防止され、極めて
制御性に優れる。 【構成】 コイル２０により、ヨーク１２内のプランジ
ャ８を駆動して、前記プランジャ８の運動で弁部を開閉
するように構成された制御弁に、前記ヨーク１２の外周
に設けられた永久磁石２２と、この永久磁石２２を前記
ヨーク１２の外周所定位置に位置付けるための手段とを
具備し、永久磁石から出る磁界により、プランジャをダ
ンパーして、ハンチングを防止し、優れた制御性を得
る。
制御性に優れる。 【構成】 コイル２０により、ヨーク１２内のプランジ
ャ８を駆動して、前記プランジャ８の運動で弁部を開閉
するように構成された制御弁に、前記ヨーク１２の外周
に設けられた永久磁石２２と、この永久磁石２２を前記
ヨーク１２の外周所定位置に位置付けるための手段とを
具備し、永久磁石から出る磁界により、プランジャをダ
ンパーして、ハンチングを防止し、優れた制御性を得
る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、電磁制御による制御
弁に関し、各種のガスの流量制御に好適な制御弁に関す
るものである。
弁に関し、各種のガスの流量制御に好適な制御弁に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】従来のこの種の制御弁としては、特公平
３−５５４号公報に示されるように、コイルに通電する
ことにより、プランジャを磁気ギャップが少なくなる方
向に力を及ぼさせ、ディスクスプリングを変形させて移
動させる構造が知られている。係る制御弁は、構造がシ
ンプルでありながら、強い力を得やすいという特徴を有
している。
３−５５４号公報に示されるように、コイルに通電する
ことにより、プランジャを磁気ギャップが少なくなる方
向に力を及ぼさせ、ディスクスプリングを変形させて移
動させる構造が知られている。係る制御弁は、構造がシ
ンプルでありながら、強い力を得やすいという特徴を有
している。
【０００３】また、従来の制御弁の他の構成としては、
米国特許第４６９０３７１号公報に示されるように、プ
ランジャの中に永久磁石を設け、コイルで発生した磁界
により永久磁石の入ったプランジャを動かすようにした
ものも知られている。
米国特許第４６９０３７１号公報に示されるように、プ
ランジャの中に永久磁石を設け、コイルで発生した磁界
により永久磁石の入ったプランジャを動かすようにした
ものも知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記特
公平３−５５４号公報に示される制御弁によると、強い
力を得ることができるのであるが、この力がギャップ長
の２乗に反比例するため、制御弁としての制御、特にギ
ャップ長が小さい範囲における細かい制御、が難しいと
いう問題があった。また、この従来例の制御弁は、小形
で薄肉のディスクスプリングにより大きいプランジャを
保持する構造であるため、振動に弱く、クローズドルー
プの比較制御において用いると、一定周期の振動（ハン
チング）を生じ易いという問題があった。
公平３−５５４号公報に示される制御弁によると、強い
力を得ることができるのであるが、この力がギャップ長
の２乗に反比例するため、制御弁としての制御、特にギ
ャップ長が小さい範囲における細かい制御、が難しいと
いう問題があった。また、この従来例の制御弁は、小形
で薄肉のディスクスプリングにより大きいプランジャを
保持する構造であるため、振動に弱く、クローズドルー
プの比較制御において用いると、一定周期の振動（ハン
チング）を生じ易いという問題があった。
【０００５】つまり、図７に示されるように、コイルケ
ース７０１内に収納されたコイル７０２に通電してヨー
ク７０４内のプランジャ７０３をディスクスプリング７
０５から離れる方向に移動させるように構成された従来
の制御弁においては、コイル７０２に電流が流れ、プラ
ンジャ７０３が図の左方向に移動した後の時刻ｔ＝ｔ１
において、コイル７０２に対する印加電圧Ｖを０とした
時には、その後のプランジャ７０３の動きは以下の運動
方程式（１）の解となる。なお、ここでは、理解を容易
にするために、プランジャ７０３とヨーク７０４との間
の摩擦、コイル７０２に生じる逆起電力を無視する。
ース７０１内に収納されたコイル７０２に通電してヨー
ク７０４内のプランジャ７０３をディスクスプリング７
０５から離れる方向に移動させるように構成された従来
の制御弁においては、コイル７０２に電流が流れ、プラ
ンジャ７０３が図の左方向に移動した後の時刻ｔ＝ｔ１
において、コイル７０２に対する印加電圧Ｖを０とした
時には、その後のプランジャ７０３の動きは以下の運動
方程式（１）の解となる。なお、ここでは、理解を容易
にするために、プランジャ７０３とヨーク７０４との間
の摩擦、コイル７０２に生じる逆起電力を無視する。
【０００６】 ｍ（ｄ2 ｔ／ｄｔ2 ）＝−Ｋｘ・・・・（１） ここに、ｍ：プランジャ７０３の質量 Ｋ：ディスクスプリング７０５のばね定数 ｘ：プランジャ７０３が磁力により吸引されていない時
の値を０とする、プランジャ７０３の左方向への変位 とする。上記運動方程式（１）の解は、 ｘ＝Ａｓｉｎ｛（Ｋ／ｍ）1/2 ×ｔ＋ａ｝・・・・（２） となる。ここに、Ａ、ａは共に定数である。
の値を０とする、プランジャ７０３の左方向への変位 とする。上記運動方程式（１）の解は、 ｘ＝Ａｓｉｎ｛（Ｋ／ｍ）1/2 ×ｔ＋ａ｝・・・・（２） となる。ここに、Ａ、ａは共に定数である。
【０００７】上記の式（２）によれば、プランジャ７０
３は（Ｋ／ｍ）1/2 の角周波数、即ち、（Ｋ）1/2 ／2
π×（ｍ）1/2 の振動数により振動することになる。な
お、実際には、プランジャ７０３とヨーク７０２との間
の摩擦等によりエネルギーが失われ、或時には振動が停
止するのであるが、当該構成の制御弁は基本的に振動し
易い構造であることが判る。
３は（Ｋ／ｍ）1/2 の角周波数、即ち、（Ｋ）1/2 ／2
π×（ｍ）1/2 の振動数により振動することになる。な
お、実際には、プランジャ７０３とヨーク７０２との間
の摩擦等によりエネルギーが失われ、或時には振動が停
止するのであるが、当該構成の制御弁は基本的に振動し
易い構造であることが判る。
【０００８】一方、米国特許第４６９０３７１号公報に
示される制御弁においては、永久磁石が流体中に置かれ
るため、何等かのケースにより被覆しても、高腐食性の
流体には使用しにくい。また、構造が複雑であり、コス
トが高く、しかも、ストロークは大きいが、トルクが小
さいという問題がある。
示される制御弁においては、永久磁石が流体中に置かれ
るため、何等かのケースにより被覆しても、高腐食性の
流体には使用しにくい。また、構造が複雑であり、コス
トが高く、しかも、ストロークは大きいが、トルクが小
さいという問題がある。
【０００９】本発明は、このような従来の制御弁が有す
る問題点を解決せんとしてなされたもので、その目的
は、構成が簡単であり、振動が防止され、極めて制御性
の優れた制御弁を提供することである。
る問題点を解決せんとしてなされたもので、その目的
は、構成が簡単であり、振動が防止され、極めて制御性
の優れた制御弁を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】本願の請求項１に記載の
制御弁は、コイルにより発生された磁界により、ヨーク
内の磁性体からなるプランジャを駆動して、前記プラン
ジャの運動で弁部を開閉するように構成された制御弁に
おいて、永久磁石が、前記ヨークの外周に設けられ永久
磁石から出る磁界の少なくとも一部がプランジャを通る
ことを特徴とする。
制御弁は、コイルにより発生された磁界により、ヨーク
内の磁性体からなるプランジャを駆動して、前記プラン
ジャの運動で弁部を開閉するように構成された制御弁に
おいて、永久磁石が、前記ヨークの外周に設けられ永久
磁石から出る磁界の少なくとも一部がプランジャを通る
ことを特徴とする。
【００１１】本願の請求項２に記載の制御弁は、請求項
１の制御弁において、プランジャの永久磁石に対応する
位置に溝部が形成されていることを特徴とする。
１の制御弁において、プランジャの永久磁石に対応する
位置に溝部が形成されていることを特徴とする。
【００１２】本願の請求項３に記載の制御弁は、請求項
１乃至２のいずれかに記載の制御弁において、ヨークが
円筒状であり、永久磁石がこのヨークの外周を覆うリン
グ状に形成されていることを特徴とする。
１乃至２のいずれかに記載の制御弁において、ヨークが
円筒状であり、永久磁石がこのヨークの外周を覆うリン
グ状に形成されていることを特徴とする。
【００１３】本願の請求項４に記載の制御弁は、請求項
１乃至３のいずれかに記載の制御弁において、ヨークが
円筒状であり、永久磁石がこの外周を覆うリング状に形
成され、永久磁石は、リングの軸方向に着磁されてお
り、永久磁石のリング外周には空隙があることを特徴と
する。
１乃至３のいずれかに記載の制御弁において、ヨークが
円筒状であり、永久磁石がこの外周を覆うリング状に形
成され、永久磁石は、リングの軸方向に着磁されてお
り、永久磁石のリング外周には空隙があることを特徴と
する。
【００１４】
【作用】本願の請求項１に記載の制御弁は、以上の通り
に構成されるので、ヨークの外周に設けられている永久
磁石から出た磁界が、プランジャ内を通るため、プラン
ジャの動く速度に応じてプランジャ中にはこの動きを阻
止する方向にうず電流による磁界が発生する。つまり一
種のダンパーとして作用し、プランジャの振動をおさ
え、素早く所定位置で停止することが可能となる。
に構成されるので、ヨークの外周に設けられている永久
磁石から出た磁界が、プランジャ内を通るため、プラン
ジャの動く速度に応じてプランジャ中にはこの動きを阻
止する方向にうず電流による磁界が発生する。つまり一
種のダンパーとして作用し、プランジャの振動をおさ
え、素早く所定位置で停止することが可能となる。
【００１５】本願の請求項２に記載の制御弁は、以上の
通りに構成されるので、永久磁石から出る磁界がプラン
ジャに通るとき、永久磁石とプランジャの間の磁器回路
の抵抗が最も小さくなる位置にプランジャの溝部を保持
しようとするため万一ディスクスプリングが破損した場
合にもプランジャの脱落が防止できる。
通りに構成されるので、永久磁石から出る磁界がプラン
ジャに通るとき、永久磁石とプランジャの間の磁器回路
の抵抗が最も小さくなる位置にプランジャの溝部を保持
しようとするため万一ディスクスプリングが破損した場
合にもプランジャの脱落が防止できる。
【００１６】本願の請求項３に記載の制御弁は、以上の
通りに構成されるので、円筒状のヨークの外周にリング
状の永久磁石を配置することにより、容易に、磁界によ
るダンパーの機能が実現できる。
通りに構成されるので、円筒状のヨークの外周にリング
状の永久磁石を配置することにより、容易に、磁界によ
るダンパーの機能が実現できる。
【００１７】本願の請求項４に記載の制御弁は、以上の
通りに構成されるので、永久磁石の一方の磁極から出た
磁界をプランジャを通して永久磁石の別の磁極に、最短
距離で戻すことができ、プランジャ以外への磁界のもれ
を少なくして効率的に磁界によりにダンパーの機能が実
現できる。
通りに構成されるので、永久磁石の一方の磁極から出た
磁界をプランジャを通して永久磁石の別の磁極に、最短
距離で戻すことができ、プランジャ以外への磁界のもれ
を少なくして効率的に磁界によりにダンパーの機能が実
現できる。
【００１８】
【実施例】以下、添付図面を参照して本発明に係る制御
弁を説明する。各図において、同一の構成要素には同一
の符号を付し重複する説明を省略する。図１には、本発
明の実施例に係る制御弁の断面図が示されている。この
制御弁は、横長の直方体のベース１に円柱状のコイルケ
ース２が立設された構成を有する。ベース１には、円柱
状に繰り抜かれた弁室３が形成されており、この弁室３
に通じる入り側の穴４及び出側の穴５が穿設されてい
る。出側の穴５は、ベース１の端部において大径に形成
されている。
弁を説明する。各図において、同一の構成要素には同一
の符号を付し重複する説明を省略する。図１には、本発
明の実施例に係る制御弁の断面図が示されている。この
制御弁は、横長の直方体のベース１に円柱状のコイルケ
ース２が立設された構成を有する。ベース１には、円柱
状に繰り抜かれた弁室３が形成されており、この弁室３
に通じる入り側の穴４及び出側の穴５が穿設されてい
る。出側の穴５は、ベース１の端部において大径に形成
されている。
【００１９】ベース１の弁室３の底部には、出側の穴５
に通じる縦穴６が形成されている。縦穴６の上部内周に
は、ネジが形成されており、中央部に縦穴が形成された
弁座７が螺設されている。弁座７の上部には、プランジ
ャ８にアーム１０を介してディスクスプリング１４と結
合されている弁頭９が設けられ、プランジャの上方に
は、円柱状のヨーク上部１１が設けられ、このヨーク上
部１１には、下部においてフランジ部１３を有する中空
のヨーク下部１２が溶着されている。フランジ部１３の
周縁部中央には、リング１８を装着する溝部が形成され
ており、また、底面には適宜箇所に上方に向かうネジ穴
が形成されている。フランジ部１３の底面には、ディス
クスプリング１４が固定リング１５により押さえられ
て、ネジ１６により固定されている。
に通じる縦穴６が形成されている。縦穴６の上部内周に
は、ネジが形成されており、中央部に縦穴が形成された
弁座７が螺設されている。弁座７の上部には、プランジ
ャ８にアーム１０を介してディスクスプリング１４と結
合されている弁頭９が設けられ、プランジャの上方に
は、円柱状のヨーク上部１１が設けられ、このヨーク上
部１１には、下部においてフランジ部１３を有する中空
のヨーク下部１２が溶着されている。フランジ部１３の
周縁部中央には、リング１８を装着する溝部が形成され
ており、また、底面には適宜箇所に上方に向かうネジ穴
が形成されている。フランジ部１３の底面には、ディス
クスプリング１４が固定リング１５により押さえられ
て、ネジ１６により固定されている。
【００２０】ヨーク上部１１の頭部には周縁にネジが形
成されたネジ体１７が設けられ、ネジ自体１７には、内
周面及び外周面にネジが形成されたスパン調整用のリン
グネジ１９が螺合されている。このリングネジ１９は、
コイルケース２の上部中央の穴に形成されたネジに対し
ても螺合され、このリングネジ１９の捩じ込みにより、
ネジ自体１７から下方の弁頭９までを引上げまたは押し
込み、スパンを調整可能となっている。つまり、弁部を
開放するセット力を調整できる。コイルケース２の上部
にはコイル２０が設けられ、下部の内周部にはネジが形
成されている。ベース１の弁室３の上部には、上部に細
径のリングを下部に太径のリングとを重ねた如くの基部
リング２１が、図示せぬネジにより固定されている。基
部リング２１の上部外周面には、ネジが形成されてお
り、コイルケース２を螺合立設している。基部リング２
１の上部であって、ヨーク下部１２の外周所定位置に
は、リング状の軸方向に着磁された永久磁石２２が嵌め
込まれており、その永久磁石２２の上部には、永久磁石
２２から出る磁界をプランジャ側に導く磁性体のリング
２３が設けられている。つまり、コイルケース２の内部
で基部リング２１コイル２０とリング２３により、永久
磁石２２から出る磁界をプランジャ８に導く磁気回路を
構成している。また、プランジャ８の頭部には、センタ
リングスプリング２４が設けられ、更にその上方は磁気
ギャップ２５となっている。リング状の永久磁石２２と
コイルケース２との間には空隙が設けられ、永久磁石２
２から出た磁界がコイルケース２へ回り込むのを防止し
ている。
成されたネジ体１７が設けられ、ネジ自体１７には、内
周面及び外周面にネジが形成されたスパン調整用のリン
グネジ１９が螺合されている。このリングネジ１９は、
コイルケース２の上部中央の穴に形成されたネジに対し
ても螺合され、このリングネジ１９の捩じ込みにより、
ネジ自体１７から下方の弁頭９までを引上げまたは押し
込み、スパンを調整可能となっている。つまり、弁部を
開放するセット力を調整できる。コイルケース２の上部
にはコイル２０が設けられ、下部の内周部にはネジが形
成されている。ベース１の弁室３の上部には、上部に細
径のリングを下部に太径のリングとを重ねた如くの基部
リング２１が、図示せぬネジにより固定されている。基
部リング２１の上部外周面には、ネジが形成されてお
り、コイルケース２を螺合立設している。基部リング２
１の上部であって、ヨーク下部１２の外周所定位置に
は、リング状の軸方向に着磁された永久磁石２２が嵌め
込まれており、その永久磁石２２の上部には、永久磁石
２２から出る磁界をプランジャ側に導く磁性体のリング
２３が設けられている。つまり、コイルケース２の内部
で基部リング２１コイル２０とリング２３により、永久
磁石２２から出る磁界をプランジャ８に導く磁気回路を
構成している。また、プランジャ８の頭部には、センタ
リングスプリング２４が設けられ、更にその上方は磁気
ギャップ２５となっている。リング状の永久磁石２２と
コイルケース２との間には空隙が設けられ、永久磁石２
２から出た磁界がコイルケース２へ回り込むのを防止し
ている。
【００２１】永久磁石２２は上方がＮ極、下方がＳ極と
されている。このため、プランジャ８の近傍において
は、図２の矢印により示されるように、磁界は、永久磁
石２２から発して、リング２３を介してプランジャ８の
側面からプランジャ８内に入り、プランジャ８内を軸方
向に進み、再びプランジャ８の側面に抜けて永久磁石２
２に帰る。このとき、リング２３は、永久磁石２２によ
る磁界が外部に漏れて磁気ギャップ２５を通ることの無
いように設けられている。もし、磁界の漏れが多くな
り、磁界が磁気ギャップ２５側に回ると、コイル２０に
通電を行わぬ状態においても、プランジャ８が磁気ギャ
ップ２５方向に引き付けられ、所望の初期状態を得られ
なくなる。
されている。このため、プランジャ８の近傍において
は、図２の矢印により示されるように、磁界は、永久磁
石２２から発して、リング２３を介してプランジャ８の
側面からプランジャ８内に入り、プランジャ８内を軸方
向に進み、再びプランジャ８の側面に抜けて永久磁石２
２に帰る。このとき、リング２３は、永久磁石２２によ
る磁界が外部に漏れて磁気ギャップ２５を通ることの無
いように設けられている。もし、磁界の漏れが多くな
り、磁界が磁気ギャップ２５側に回ると、コイル２０に
通電を行わぬ状態においても、プランジャ８が磁気ギャ
ップ２５方向に引き付けられ、所望の初期状態を得られ
なくなる。
【００２２】上記構成の制御弁において、プランジャ８
が図３の矢印Ｘ方向に動くと、動く速度に応じてプラン
ジャ８の内部には、図示の通りの渦電流が生じる。この
渦電流は、プランジャ８の動きを阻止するように磁界を
発生させ、このときプランジャ８は移動速度に応じた反
力を受けることになる。従って、従来例における運動方
程式（１）は、ここでは、次の（３）式に代えられるこ
とになる。
が図３の矢印Ｘ方向に動くと、動く速度に応じてプラン
ジャ８の内部には、図示の通りの渦電流が生じる。この
渦電流は、プランジャ８の動きを阻止するように磁界を
発生させ、このときプランジャ８は移動速度に応じた反
力を受けることになる。従って、従来例における運動方
程式（１）は、ここでは、次の（３）式に代えられるこ
とになる。
【００２３】 ｍ（ｄ2 ｔ／ｄｔ2 ）＝−Ｋ1 ｘ−Ｋ2 （ｄｘ／ｄｔ）・・・・（３） これを変形すると、 （ｄ2 ｔ／ｄｔ2 ）＋（Ｋ2 ／ｍ）（ｄｘ／ｄｔ）＋（Ｋ1 ／ｍ）ｘ… (3)’ ここで、ディスクスプリング１４のバネ定数Ｋ1 は、前
述の反力よりも相当大きくなければ、バルブとして機能
しないことから、 （Ｋ1 ／ｍ）2 ＞（４Ｋ2 ／ｍ）・・・・（４） が成り立ち、このとき、式（３）の解は、 ｘ＝ｅｘｐ（−αｔ）×ｓｉｎ（βｔ＋γ）・・・・（５） ここに、α、β、γは、定数である。
述の反力よりも相当大きくなければ、バルブとして機能
しないことから、 （Ｋ1 ／ｍ）2 ＞（４Ｋ2 ／ｍ）・・・・（４） が成り立ち、このとき、式（３）の解は、 ｘ＝ｅｘｐ（−αｔ）×ｓｉｎ（βｔ＋γ）・・・・（５） ここに、α、β、γは、定数である。
【００２４】即ち、プランジャ８は式（５）により表さ
れるような減衰振動の運動を行い、ハンチングが生じに
くいことが判る。
れるような減衰振動の運動を行い、ハンチングが生じに
くいことが判る。
【００２５】また、上記実施例の制御弁のコイル２０に
通電すると、磁界は図４に矢印で示す如くに発生し、プ
ランジャ８が磁気ギャップ２５の方向に引き付けられ
る。このとき、永久磁石２２による磁界とコイル２０に
よる磁界とは、方向が逆であるとプランジャ８の吸引力
が弱まり、また、方向が同一であるときには、吸引力が
強まる。いずれの場合においても、永久磁石２２の磁界
がプランジャ８から外部に漏れる度合いが少なければ、
いずれの場合も、振動を減衰させる効果が生じることは
言うまでもない。従って、通電時にコイル２０に流す電
流の方向は、制御弁の制御の目的に応じて適宜選択し得
る。
通電すると、磁界は図４に矢印で示す如くに発生し、プ
ランジャ８が磁気ギャップ２５の方向に引き付けられ
る。このとき、永久磁石２２による磁界とコイル２０に
よる磁界とは、方向が逆であるとプランジャ８の吸引力
が弱まり、また、方向が同一であるときには、吸引力が
強まる。いずれの場合においても、永久磁石２２の磁界
がプランジャ８から外部に漏れる度合いが少なければ、
いずれの場合も、振動を減衰させる効果が生じることは
言うまでもない。従って、通電時にコイル２０に流す電
流の方向は、制御弁の制御の目的に応じて適宜選択し得
る。
【００２６】また、永久磁石２２の配置の位置が、プラ
ンジャ８の中央部からずれている場合などで、プランジ
ャ８の動きによりプランジャ８に生じる渦電流が外部に
磁界を生じるとき、或いは、永久磁石２２の磁界がプラ
ンジャ８外に漏れ、この磁界がプランジャ８の動きによ
り変化するときには、コイル２０に誘導起電力Ｅが発生
する。従って、この場合には、通電によりコイル２０に
流す電流の方向を、プランジャ８が吸引方向に動いたと
きに生ずる誘導起電力の向きと逆になるように、制御す
ることにより、プランジャ８のハンチングをより発生し
にくくできることになる。
ンジャ８の中央部からずれている場合などで、プランジ
ャ８の動きによりプランジャ８に生じる渦電流が外部に
磁界を生じるとき、或いは、永久磁石２２の磁界がプラ
ンジャ８外に漏れ、この磁界がプランジャ８の動きによ
り変化するときには、コイル２０に誘導起電力Ｅが発生
する。従って、この場合には、通電によりコイル２０に
流す電流の方向を、プランジャ８が吸引方向に動いたと
きに生ずる誘導起電力の向きと逆になるように、制御す
ることにより、プランジャ８のハンチングをより発生し
にくくできることになる。
【００２７】なお、上記実施例においては、コイル２０
に流す電流の方向を一定とし、その大きさによりバルブ
のリフト量を調整するようにしたが、他の実施例では、
プランジャ８の動きによってコイルに生じる誘導起電力
をコイル２０の図示せぬ電流駆動回路にフィードバック
するように構成する。このような構成によれば、プラン
ジャ８の動きによってコイルに生じる誘導起電力に応じ
てコイル２０の電流が制御され、プランジャ８の動きを
安定化させることが容易になる。
に流す電流の方向を一定とし、その大きさによりバルブ
のリフト量を調整するようにしたが、他の実施例では、
プランジャ８の動きによってコイルに生じる誘導起電力
をコイル２０の図示せぬ電流駆動回路にフィードバック
するように構成する。このような構成によれば、プラン
ジャ８の動きによってコイルに生じる誘導起電力に応じ
てコイル２０の電流が制御され、プランジャ８の動きを
安定化させることが容易になる。
【００２８】なお、図１の実施例のおいて、プランジャ
８の外径を１０ｍｍ、ディスクスプリングの厚みを0.3
ｍｍとしたとき、振動周波数は約３００Ｈｚである。永
久磁石２２は、プランジャ８外部への磁界の漏れを少な
くするため、小形で強力なストロンチウム（Ｓｒ）、ネ
オジウム（Ｎｄ）系の永久磁石が適している。更に、コ
イル２０は３０００ターンのものを用い、０．２Ａの通
電により最大で約３．５Ｋｇの吸引力を得ることができ
る。
８の外径を１０ｍｍ、ディスクスプリングの厚みを0.3
ｍｍとしたとき、振動周波数は約３００Ｈｚである。永
久磁石２２は、プランジャ８外部への磁界の漏れを少な
くするため、小形で強力なストロンチウム（Ｓｒ）、ネ
オジウム（Ｎｄ）系の永久磁石が適している。更に、コ
イル２０は３０００ターンのものを用い、０．２Ａの通
電により最大で約３．５Ｋｇの吸引力を得ることができ
る。
【００２９】図５には、本発明の他の実施例に係る制御
弁に用いられるプランジャ８Ａの構成が示されている。
このプランジャ８Ａには、永久磁石２２に対応する位置
に断面がＶ字状の溝部３０が形成されており、プランジ
ャ８が溝部３０の位置からずれると、溝部３０において
磁気抵抗が高くなることにより、この溝部３０の部分が
永久磁石２２の位置に戻る。この実施例によれば、ディ
スクスプリング１４が破壊した場合においても、コイル
２２の通電を停止することにより、プランジャの溝部３
０と永久磁石２２とが対向する位置に復帰し、故障の場
合の信頼性を向上させる。
弁に用いられるプランジャ８Ａの構成が示されている。
このプランジャ８Ａには、永久磁石２２に対応する位置
に断面がＶ字状の溝部３０が形成されており、プランジ
ャ８が溝部３０の位置からずれると、溝部３０において
磁気抵抗が高くなることにより、この溝部３０の部分が
永久磁石２２の位置に戻る。この実施例によれば、ディ
スクスプリング１４が破壊した場合においても、コイル
２２の通電を停止することにより、プランジャの溝部３
０と永久磁石２２とが対向する位置に復帰し、故障の場
合の信頼性を向上させる。
【００３０】図６には、本発明の実施例に係る制御弁５
０（図１または、図５のプランジャ８Ａを用いたもの）
を適用した流体流量制御システムが示されている。この
システムでは、流体の流路が形成されたベース６０に流
量センサ６１及び制御弁５０が設けられている。流量セ
ンサ６１により検出された検出流量信号はコンパレータ
５１の一方の入力端子に送出され、コンパレータ５１の
他方の入力端子には入力端子５２から設定流量信号が与
えられている。コンパレータ５１は、設定流量信号と流
量センサ６１からの検出流量信号との差に応じた電流
を、制御弁５０のコイル２０に対して流す。これによ
り、制御弁５０の弁部のオリフィスが、設定流量に等し
くなるように制御される。
０（図１または、図５のプランジャ８Ａを用いたもの）
を適用した流体流量制御システムが示されている。この
システムでは、流体の流路が形成されたベース６０に流
量センサ６１及び制御弁５０が設けられている。流量セ
ンサ６１により検出された検出流量信号はコンパレータ
５１の一方の入力端子に送出され、コンパレータ５１の
他方の入力端子には入力端子５２から設定流量信号が与
えられている。コンパレータ５１は、設定流量信号と流
量センサ６１からの検出流量信号との差に応じた電流
を、制御弁５０のコイル２０に対して流す。これによ
り、制御弁５０の弁部のオリフィスが、設定流量に等し
くなるように制御される。
【００３１】
【発明の効果】以上説明したように本願の請求項１に記
載の制御弁によれば、プランジャの動く速度に応じて発
生するうず電流による磁界の発生によるダンパー作用で
プランジャの振動を抑え、所定位置への素早い停止を実
現する。また構成も簡単である。
載の制御弁によれば、プランジャの動く速度に応じて発
生するうず電流による磁界の発生によるダンパー作用で
プランジャの振動を抑え、所定位置への素早い停止を実
現する。また構成も簡単である。
【００３２】以上説明したように本願の請求項２に記載
の制御弁によれば、永久磁石がプランジャの溝部の位置
を保持し、所定位置への復旧を適切に行うことができ
る。
の制御弁によれば、永久磁石がプランジャの溝部の位置
を保持し、所定位置への復旧を適切に行うことができ
る。
【００３３】以上説明したように本願の請求項３に記載
の制御弁によれば、円筒状のヨークとリング状の永久磁
石という簡単な構成で所定位置への復旧を行うことがで
きる。
の制御弁によれば、円筒状のヨークとリング状の永久磁
石という簡単な構成で所定位置への復旧を行うことがで
きる。
【００３４】以上説明したように本願の請求項４に記載
の制御弁によれば、軸方向へ向った磁界がプランジャか
ら最短距離でループし、構成が簡単でありながら、振動
を早く抑える効果がある。
の制御弁によれば、軸方向へ向った磁界がプランジャか
ら最短距離でループし、構成が簡単でありながら、振動
を早く抑える効果がある。
【図１】本発明の実施例に係る制御弁の構成を示す断面
図。
図。
【図２】本発明の実施例に係る制御弁のコイル非通電時
におけるプランジャ部分の磁束を示す図。
におけるプランジャ部分の磁束を示す図。
【図３】本発明の実施例に係る制御弁のプランジャの移
動時に生じる渦電流を示す図。
動時に生じる渦電流を示す図。
【図４】本発明の実施例に係る制御弁のコイル通電時に
おける磁束を示す図。
おける磁束を示す図。
【図５】本発明の他の実施例に係る制御弁のプランジャ
の構成を示す図。
の構成を示す図。
【図６】本発明の実施例に係る制御弁を適用した流体流
量制御システムの構成図。
量制御システムの構成図。
【図７】従来の制御弁の構成を示す図。
１ ベース ２ コイルケ
ース ３ 弁室 ７ 弁座 ８、８Ａ プランジャ ９ 弁頭 １１ ヨーク上部 １２ ヨーク
下部 ２０ コイル ２１ 基部リ
ング ２２ 永久磁石 ２３ リング
ース ３ 弁室 ７ 弁座 ８、８Ａ プランジャ ９ 弁頭 １１ ヨーク上部 １２ ヨーク
下部 ２０ コイル ２１ 基部リ
ング ２２ 永久磁石 ２３ リング
Claims (4)
- 【請求項１】 コイルにより発生された磁界により、ヨ
ーク内の磁性体からなるプランジャを駆動して、前記プ
ランジャの運動で弁部を開閉するように構成された制御
弁において、 永久磁石が、前記ヨークの外周に設けられ、前記永久磁
石から出る磁界の少なくとも一部がプランジャを通るこ
とを特徴とする制御弁。 - 【請求項２】 プランジャの永久磁石に対応する位置に
溝部が形成されていることを特徴とする請求項１に記載
の制御弁。 - 【請求項３】 ヨークが円筒状であり、永久磁石がこの
ヨークの外周を覆うリング状に形成されていることを特
徴とする請求項１乃至２のいずれかに記載の制御弁。 - 【請求項４】 ヨークが円筒状であり、永久磁石がこの
外周を覆うリング状に形成され、永久磁石は、リングの
軸方向に着磁してあり、永久磁石のリング外周には空隙
があることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記
載の制御弁。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12229295A JP3322772B2 (ja) | 1995-05-22 | 1995-05-22 | 制御弁 |
| US08/650,139 US5727769A (en) | 1995-05-22 | 1996-05-17 | Solenoid valve for flow rate control |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP12229295A JP3322772B2 (ja) | 1995-05-22 | 1995-05-22 | 制御弁 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08312824A true JPH08312824A (ja) | 1996-11-26 |
| JP3322772B2 JP3322772B2 (ja) | 2002-09-09 |
Family
ID=14832351
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12229295A Expired - Fee Related JP3322772B2 (ja) | 1995-05-22 | 1995-05-22 | 制御弁 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5727769A (ja) |
| JP (1) | JP3322772B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| JP5602969B1 (ja) * | 2014-03-06 | 2014-10-08 | 東フロコーポレーション株式会社 | 電磁アクチュエータ |
| JP5635207B1 (ja) * | 2014-07-09 | 2014-12-03 | 東フロコーポレーション株式会社 | 電磁アクチュエータ |
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| IT246635Y1 (it) * | 1999-04-09 | 2002-04-09 | Claber Spa | Solenoide di comando per elettrovalvola in particolare per il controllo di impianti di irrigazione |
| US6505812B1 (en) | 2000-11-17 | 2003-01-14 | Mks Instruments, Inc. | Solenoid valve |
| MXPA03010331A (es) * | 2001-05-14 | 2005-04-11 | Microheat Inc | Sistema y metodo para limpieza o deshielo de un parabrisas. |
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| US6912357B2 (en) | 2002-01-29 | 2005-06-28 | Valeo Electrical Systems, Inc. | Fluid heater |
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| US6952524B2 (en) | 2002-11-27 | 2005-10-04 | Valeo Electrical Systems, Inc. | Fluid heater temperature balancing apparatus |
| US6782196B1 (en) | 2003-02-28 | 2004-08-24 | Valeo Electrical Systems, Inc. | Fluid heater with freeze protection |
| US6839509B2 (en) * | 2003-02-28 | 2005-01-04 | Valeo Electrical Systems, Inc. | Fluid heater control apparatus and method with overtemperature protection |
| US6850699B2 (en) * | 2003-02-28 | 2005-02-01 | Valeo Electrical Systems, Inc. | Fluid heater temperature control apparatus and method |
| US6889005B2 (en) | 2003-04-04 | 2005-05-03 | Valeo Electrical Systems, Inc. | Fluid heater with compressible cover freeze protection |
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1995
- 1995-05-22 JP JP12229295A patent/JP3322772B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1996
- 1996-05-17 US US08/650,139 patent/US5727769A/en not_active Expired - Fee Related
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| JP3322772B2 (ja) | 2002-09-09 |
| US5727769A (en) | 1998-03-17 |
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