JPS6283572A - 比例電磁弁 - Google Patents

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】 ［産業上の利用分野］ この発明は比例電磁弁に関するものである。

［従来技術］ 比例電磁弁として例えば実願昭５９−１１９９１０Ｋが
提案されている。この比例電磁弁は、第７図に示す如く
弁体１０１内に複数のボートＰを右するスリーブ１０３
が組付けられ、該スリーブ１０３内を摺動する可動弁体
１０５は、空心コイル１０７を有する」イルボビン１０
９と連結し、ばね１１１によって常時中立位置（実線）
にイ・］勢されている。　コイルボビン１０９空心コイ
ル１０７部は、磁石１１３を挾持した第１・第２ヨーク
１１５・１１７の間隔内に臨み、空心コイル１０７に印
加電圧が加わることでコイルボビン１０９が往復動自在
に制御されるようになっている。

したがって、ｎＪ勤弁体１０５の右方（矢印イ）への変
位で、油圧ポンプ１１９の吐出口側へ続く第１インレッ
トポー＋−１２１とパワシリング１２３の第１室Ｐ１へ
続く第２アウトレツトポート１２９がそれぞれ）１■通
し、第２室Ｐ２内へ油圧ポンプ１１９からの油圧が送り
込まれるようになる。

これにより、第２１ｆＰ２側のピストンロッド１２７は
伸長し、第１　室Ｐ　＋側のピストンロッド１２７の縮
小（矢印口）が可能となる。

また、可動弁体１０５が前記とは逆（矢印イと反対方向
）へ変位することで、前記第１インレツトポート１２１
はパワーシリンダ１２３の第１室Ｐ１へ続く第１アウト
レツトボート１２５と連通ずる。また、前記第２アウト
レツトポート１２９゛は、タンク１３１へ続くドレイン
ポート１３３とそれぞれ連通ずるようになる。これによ
り、第１室Ｐ１内に油圧が供給されることで第１室Ｐ１
側のピストンロッド１２７が伸長し、第２室Ｐ２側のピ
ストンロッド１２７の縮小が可能となる。なお、可動弁
体１０５が前後に設けられた第１・第２ストッパ部材Ｓ
１　・Ｓ２に当接することで各ポートの開口面積が最大
となるよう設定されている。

［発明が解決しようとする問題点］ かかる比例電磁弁において、可動弁体１０５はコイルボ
ビン１０９の空心コイル１０７に印加電圧が加わること
で、ばね１１１力に抗して変位し目標位置に到達する。

この場合、可動弁体１０５の到達時の運動系は前記可動
弁体１０５の慣性質惜と可動弁体復帰用のばね１１１で
構成され、可動弁体１０５には目標位置へ向けて急速に
変位する変位時に慣性力が動くため可動弁体１０５の収
束に時間がかかる不具合が起きる。この不具合は空心コ
イル１０７に加わる印加電圧を解除した時にも同様で印
加電圧の解除時、可動弁体１０５はばね１１１の作用で
中立位置へ急速に復帰するため復帰時の慣性力で収束に
時間がかかり、安定した流体の制御ができにくい問題が
あった。

［発明の目的］ そこで、この発明は、簡単な工夫によって安定した流体
の制御が行なえるようにした比例電磁弁を提供すること
を目的としている。

［問題点を解決するための手段］ 前記目的を達成するために、この発明にあっては、空心
コイル部を有すると共に該コイル部が第１ヨークと第２
ヨークの間隙内を往復動するコイルボビンに、弁本体内
に設けられ前記コイルボビンの往復動で変位可能な可動
弁体を連結し、該可動弁体の変位により流体を制御する
比例電磁弁において、前記空心コイル部が臨む前記間隙
を磁性流体で閉塞してコイルボビンのボビン本体と第２
ヨークとの間に閉空間を形成し、該閉空間と外部との連
通を図る連通孔を前記ボビン本体に穿設しである。

［作用］ かかる比例電磁弁において、空心コイルに例えば、正の
印加電圧を加えるとコイルボビンは電磁力の作用で往動
すると共に可動弁体は目標位置へ向けて変位し、流体の
制御が行なわれる。一方、可動弁体の往動時、又は復動
時の慣性力はコイルボビンに設けられた連通孔を介して
出入する閉空間内の空気抵抗によって吸収され目標位置
で急速に収束されるようになる。

［実施例］ 双手、第１図から第６図の図面を参照しながらこの発明
の一実施例を詳細に説明する。

図中１は比例電磁弁３の弁本体を示しており、該本体１
内には複数のポートＰを有するスリーブ５が組付けられ
ている。弁本体１の一側にはサイドカバー５が、伸側に
はケース７がそれぞれ嵌着している。

弁本体１には、ポンプ９へ続く第１インレットボート１
１とタンク１３へ続くドレンポート１５とパワーシリン
ダ１７の第１室１７ａと第２室１７ｂへ続く２つの第１
・第２アウトレツトポート１９．２１がそれぞれ形成さ
れている。スリーブ５には、第１インレツトボート１１
に連通した環状溝５ａ、ドレンボート１５に連通した２
つの環状溝５ｂ・５Ｃおよび第１・第２アウトレットポ
ート１９．２１に連通した２つの環状溝５ｄ、５ｅがそ
れぞれ形成されている。また、スリーブ５内には可動弁
体２３（スプール）が摺動自在に嵌入され、該可りＪ弁
体２３には、前記スリーブ５の環状溝５ｄ、５ｅに対応
した２つの突条２３ａ。

２３ｂが形成され、該突状２３ａ　、２３ｂにより３つ
の条溝２７．２９ａ　、２９ｂ　ｈ＜設定されテいる。

コレら条溝２７．、２９ａ　、　２９ｂ　Ｇｔ、可動弁
体２３の変位に応じて、各環状溝５ｄ　、５ｅを環状溝
５ａあるいは環状溝５ｂ、５ｃに選択的に連通し、各ア
ウトレットポート１９．２１を第２インレットボート１
１あるいはドレンポート１５に連通する。また、可動弁
体２３の一側には、フランジ３１ａを有するコイルボビ
ン３１が一体的に連結されている。ロイルボビン３１は
、ケース７内に軸心方向に沿って移動可能に収容され、
フランジ３１ａの外周上には導線を巻線した空心コイル
３３が設けられている。

空心コイル３３は、その両端部が後述するサーボアンプ
などの駆動回路に結線され、該コイル３３に印加電圧が
加わるとフレミング左手の法則に表されるように、該電
流および永久磁石３９の磁束の方向に対して、直角方向
に作用する電磁力３つの磁束の方向に対して、直角方向
に作用する電磁力が発生する。このため、空心コイル３
３、すなわち可動弁体２３は、電磁ノＪによりイ・」勢
される。

なお、この時の推力Ｆは Ｂ：ギャップの磁束密度 Ｆ＝Ｂ−ｉ　　−史・・・・・・（＋）　　ｉ：コイル
に流れる電流愛二コイル長 となり、また可動弁体１０５に働く力の運動方程式は フォース［〜夕■カーばね力の関係式となる。即Ｉう　
、 Ｂ１髪−Ｋｘ　　　　　　Ｋ：バネ宗教Ｄｉ　Ｏ−・・
・（２）　　　　　　　　Ｘ　：変（θ×＝□ （２）式より変位は空心コイル３３に加える電流に比例
することがわかる。

第６図に電流と可動弁本体２３の関係図を示している。

即ら、図面で示す如く可動弁体２３の変位は、順方向及
び逆方向の電流に比例して動くようになり、破線で示す
所定値Ｘｏ　　（オーバーラツプ吊）を超えると、前述
したように可動弁体２３の変位に応じた開口面積が得ら
れる。これにより、第１アウトレツトポート１つと第１
インレッ１−ポート１１が連通ずるとともに第２アウト
レッ１−ポート２１とドレインポート１５がそれぞれ連
通状態となる。なお、各ポートの開口面積はサイドカバ
ー５に螺着２５された第１ストツパ＄１及び後述する第
２ストツパＳ２に当接することで最大となろように設定
されている。（１＋） また、破線で示す所定値−Ｘ、（オーバーラツプ箔）を
超えた場合も同様で前）ホした場合とは逆に、第２アウ
トレツトポート２１が第１インレツトボート１１と連通
し第１アウトレツトボート１つがドレインポート１５に
連通ずるようになる。

なお、３５は可動弁体２３の図中右端とサイドカバー５
との間に設置Ｊられて流体の漏洩を防止する第１シール
、同様に、３７は可動弁体２３の図中左方でコイルボビ
ン３１とケース７との間に設置ノられて流体の漏洩を防
止する第２シールである。

一方、ケース７内には、略環状の永久磁石３９と該永久
磁石３９の左右両側にそれぞれ配置された第１ヨーク４
１と第２ヨーク４３とが設けられている。第１ヨーク４
１は、略環状を成し、中央の間口部には第２ヨーク４３
の軸部４３が臨んでいる。これにより軸部４３ａと前記
間口部とにより間隙が形成され、該間隙には前記空心コ
イル３３部が往復動自在に嵌入している。

前記空心コイル３３が嵌入された間隙は磁性流体４５に
よって閉鎖され、第２ヨーク４３の軸部４３ａとコイル
ボビン３１のボビン本体との間に閉空間４７が形成され
ている。コイルボビン３１のボビン本体には１）η２閉
空間４７に通じろ８１通した連通孔４つが４箇所に対向
して設けられている。

連通孔４９は、コイルボビン３１の往復動時に閉空間４
７内の空気が出入する空気抵抗でコイルｉｔ＜ビン３１
にダンピングが得られるようになっている。即ち、ダン
ピング係数ＣＰは、 ＣＰ＝Ａ２Ｒν・・・（１）　　　△：コイルボビンの
内径Ｒシ：粘ｆ「抵抗 り二コイルボビンの厚ざ ｄ　：連通孔の径 の式で表わされるところから前記連通孔４９の径を適当
に設定づることによりコイルボビン３１の最適なグンビ
ング効宋が得られる調節が可能となる。

また、前記永久磁石３９．第１３−ク４１おＪ。

び第２ヨーク４３とで磁気回路５１を構成している。な
お、前記磁気回路５１と該回路に臨む空心コイル３３と
で可動弁体２３を駆動するりニアモータ４５を構成して
いる。

また、第２ヨーク４３には軸心に沿ってΩ通する３通孔
が形成され、該貫通孔内にケース７に螺合してロックナ
ツト５３によりケース７に固定される中空形状のスプリ
ングホルダ５５が挿入されている。このスプリングホル
ダ５５内には、コイルボビン３１の図中左端部に当接可
能な第２ストツパＳ２がロックナツト５７によるスプリ
ングホルダ５５へ締結可能に螺合している。この第２ス
トツパＳ２は、可動弁体２３の図中左方向の最大変位を
規制する。なお、５９はコイルボビン３１とスプリング
ホルダ５５との間に縮装された第１セントラルばね、６
１はケース７とコイルボビン３１との間に縮装された第
２セントラルばねであり、これら第１セントラルばね５
９および第２セントラルばね６１は可動弁体２３を中立
位置へ付勢する。

なお、前記パワーシリンダ１７の第１室１７ａ及び第２
室１７ｂより延長突出されたピストンロッド６３・６５
はサイドロッド６７・ナックルアーム５６９を介して車
輪７１と伝導連結されている。したがって前記ピストン
ロッド６３・６５の伸縮で車輪７１の向き、即ち、操舵
が可能となる。

また、Ｂはバッテリー、７３はアキュームレータ、７５
は制御回路をそれぞれ示して”いる。制御回路７５は、
車速センサ７７、舵角センサ７９．ヨーレートセンサ８
１からの入力信号により目標操舵角を演算決定する。ま
たサーボアンプ８３は制御回路７５からの目標操舵角と
シリンダ位置を検出する変位センサ８３のアンプ８５の
出力との偏差に比例した電流を出力し、前記比例電磁弁
３を駆動するようになる。

このように構成された比例電磁弁３において、空心コイ
ル３３に第４図（ａ）に示す如く時刻ｔｌでステップ状
の印加電圧を加えるど電磁力によってコイルボビン３１
は往動する。往動時の慣性力は、連通孔４９を介して閉
空間４７内の空気が出入する出入時の空気抵抗によって
吸収され可動弁体２３は第４図（ｂ）に示す如く短時間
で収束され、この時の収束時間は従来例（第４図〈Ｃ）
）に比べて大巾に向上するようになる。この結果、安定
した流体の制御が行なえる。この場合、流体が例えば、
第１室１７ａ内へ供給されると第１室１７ａのビス［−
ンロツド６３が伸長く左方向に移動）し、第２室１７ｂ
のピストンロッド６５が縮小することで車輪７１の操舵
が可能となる。

［発明の効果］ 以上、説明したようにこの発明の比例電磁弁によれば、
可動弁体を目標位置で短時間の内に収束することができ
るため安定した流体の制御が行なえるようになる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の比例電磁弁の切断面図、第２図は要
部の拡大図、第３図は第２図の■−■線断面図、第４図
は動作説明図、第５図は比例電磁弁を車両の操舵装置に
用いた全体の８！！要説明図、第６図は動作説明図、第
７図は従来例を示した第１図と同様の切断面図−である
。 ４、図面の簡単な説明 １・・・弁本体　　　　　　　３・・・比例電磁弁２３
・・・可動弁体 ３１・・・コイルボビン　　　３３・・・空心コイル４
１・・・第１ヨーク　　　　４３・・・第２ヨーク４５
・・・磁性流体　　　　　４７・・・閉空間４９・・・
連通孔 特許出願人　　　　　日産自動車株式会社・□、ご二１
゛ 第８図 智 第８図 第５９図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 空心コイル部を有すると共に該コイル部が第１ヨークと
   第２ヨークの間隙内を往復動するコイルボビンに、弁本
   体内に設けられ前記コイルボビンの往復動で変位可能な
   可動弁体を連結し、該可動弁体の変位により流体を制御
   する比例電磁弁において、前記空心コイル部が臨む前記
   間隙を磁性流体で閉塞してコイルボビンのボビン本体と
   第２ヨークとの間に閉空間を形成し、該閉空間と外部と
   の連通を図る連通孔を前記ボビン本体に穿設したことを
   特徴とする比例電磁弁。