JP4668755B2 - Solenoid proportional valve - Google Patents
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Description
この発明は、電磁比例弁に関し、特に、微少量の流量制御を高精度に行う必要がある分析器等において用いられる電磁比例弁に関するものである。 The present invention relates to an electromagnetic proportional valve, and more particularly to an electromagnetic proportional valve used in an analyzer or the like that needs to perform a very small flow rate control with high accuracy.
クロマトグラフィー等の分析器に用いられる流量制御弁として、電磁比例弁が知られている。この種の電磁比例弁としては、弁室、弁ポートを有する弁ハウジングと、前記弁ハウジングに取り付けられたプランジャチューブ内に軸線方向に移動可能に設けられたプランジャを含むリニア型の電磁アクチュエータと、前記弁室内に設けられて前記プランジャに連結され、前記プランジャの軸線方向により前記弁ポートの開度を変化させる弁体と、前記プランジャ及び前記弁体の連結体と前記弁ハウジングとの間に組み込まれた板ばねとを有し、前記電磁アクチュエータが発生する電磁力と前記板ばねのばね力との平衡関係によって前記弁体の軸線方向移動位置が決まって前記弁体の開閉位置が決まり、前記電磁アクチュエータに供給する電流に比例した流量制御を行うものがある(例えば、特許文献1、2)。
An electromagnetic proportional valve is known as a flow control valve used in an analyzer such as chromatography. As this type of electromagnetic proportional valve, a valve housing, a valve housing having a valve port, and a linear electromagnetic actuator including a plunger movably provided in an axial direction in a plunger tube attached to the valve housing; A valve body provided in the valve chamber and connected to the plunger, the valve body changing an opening degree of the valve port according to an axial direction of the plunger, and being incorporated between the plunger and the connection body of the valve body and the valve housing; A plate spring, and an axial movement position of the valve body is determined by an equilibrium relationship between an electromagnetic force generated by the electromagnetic actuator and a spring force of the leaf spring, thereby determining an opening / closing position of the valve body, Some perform flow rate control in proportion to the current supplied to the electromagnetic actuator (for example,
上述の電磁比例弁で、個体ごとに流量制御にばらつきがなく、安定した高精度な微少量の流量制御を行うためには、電磁比例弁に組み込まれる板ばねが前記連結体に与えるばね荷重特性にばらつきがないこと、そして、流量制御動作時に前記板ばねが前記連結体に与えるばね荷重が不規則に変動せず、定常性を有していることが重要である。 In the electromagnetic proportional valve described above, there is no variation in flow control among individuals, and in order to perform stable and highly accurate flow control of a small amount, the spring load characteristic that the leaf spring incorporated in the electromagnetic proportional valve gives to the coupling body It is important that there is no variation, and that the spring load applied to the coupling body by the leaf spring during the flow rate control operation does not fluctuate irregularly and has continuity.
このことに対して、従来の電磁比例弁では、板ばねは、外縁側を固定リングを用いるなどして弁ハウジングに固定され、内縁側を弁体にかしめ等によって固定結合されているため、その固定状態のばらつき(組み付け誤差)によって初期ばね荷重特性に、ばらつきが生じる可能性がある。このことにより、従来の電磁比例弁では、個体ごとに流量制御特性がばらつき、安定した高精度な微少量の流量制御を行うことができない。 On the other hand, in the conventional electromagnetic proportional valve, the leaf spring is fixed to the valve housing by using a fixing ring on the outer edge side and fixedly coupled to the valve body by caulking or the like on the inner edge side. There may be variations in the initial spring load characteristics due to variations in the fixed state (assembly error). As a result, with the conventional electromagnetic proportional valve, the flow rate control characteristics vary from one individual to another, and it is not possible to perform a stable and highly accurate minute amount flow rate control.
また、プランジャチューブとプランジャとの間には、プランジャの軸線方向移動のために、不可避の径方向クリアランスがあるから、外部からの振動によってプランジャが不規則な動きをすることにより、流量制御特性が安定しない。 In addition, since there is an inevitable radial clearance between the plunger tube and the plunger due to the axial movement of the plunger, the flow control characteristics are improved by the plunger moving irregularly due to external vibration. Not stable.
このことに対して、プランジャの長さ(軸長)Hと直径Wとの比を、2:1〜3:1、好ましくは、2.4:1〜2.9:1に設定することにより、動作時の振動によるプランジャの傾きを抑制し、プランジャが安定して動作すること、プランジャの摺動抵抗が低減することにより、流量制御特性の安定化を図ったものがある(例えば、特許文献3)。 On the other hand, by setting the ratio of the plunger length (axial length) H to the diameter W to 2: 1 to 3: 1, preferably 2.4: 1 to 2.9: 1. In some cases, the flow rate control characteristics are stabilized by suppressing the inclination of the plunger due to vibration during operation, the plunger operating stably, and the sliding resistance of the plunger being reduced (for example, Patent Documents) 3).
また、板ばねをプランジャ及び弁体の連結体に対して固定連結せず、板ばねが連結体のフランジ端面に当接係合するだけの構造とすることにより、連結体と板ばねとの固定状態にばらつき(組み付け誤差)が生じないようにし、個体ごとに流量制御特性がばらつかないようにしたものがある(例えば、特許文献4)。
しかし、従来のものは、何れのものも、プランジャがプランジャチューブの内周面に当接するから、動作時に摺動抵抗が生じる。このため、流量制御特性にヒステリシスが生じ、出力流量が安定せず、安定した高精度な微少量の流量制御に限界がある。また、動作時の摺動抵抗によって発振が起き、このことによっても出力流量が安定しない。 However, in any of the conventional ones, the plunger comes into contact with the inner peripheral surface of the plunger tube, so that sliding resistance occurs during operation. For this reason, hysteresis occurs in the flow rate control characteristic, the output flow rate is not stable, and there is a limit to stable and highly accurate flow control of a small amount. Also, oscillation occurs due to sliding resistance during operation, and this also causes the output flow rate to be unstable.
この発明が解決しようとする課題は、電磁比例弁において、プランジャがプランジャチューブの内周面に当接することによって摺動抵抗が生じることを回避し、流量制御特性にばらつきがなく、安定した高精度な微少量の流量制御を行うことである。 The problem to be solved by the present invention is that, in an electromagnetic proportional valve, a sliding resistance is avoided when the plunger comes into contact with the inner peripheral surface of the plunger tube, and there is no variation in flow rate control characteristics, and stable high accuracy It is to perform a very small amount of flow control.
この発明による電磁比例弁は、弁室、弁ポートを有する弁ハウジングと、前記弁ハウジングに取り付けられた円筒状のプランジャチューブ内に軸線方向に移動可能に設けられた円柱状のプランジャを含むリニア型の電磁アクチュエータと、前記弁室内に設けられて前記プランジャに連結され、軸線方向移動により前記弁ポートの開度を変化させる弁体と、前記プランジャ及び前記弁体の連結体と前記弁ハウジングとの間に組み込まれた板ばねとを有し、前記電磁アクチュエータが発生する電磁力と前記板ばねのばね力との平衡関係によって前記弁体の軸線方向移動位置が決まり、流量制御を行う電磁比例弁において、前記板ばねは、円環状で、内周縁側で前記連結体の円周状の外周に遊嵌合し、その円環部の外周縁と内周縁との間に、外周縁側と内周縁側の各々に所定の径方向幅を残した形態で、複数個のスリットを開口形成されており、前記スリットは、所定の円周方向幅及び所定の径方向長さを有し放射線状に等間隔に設けられ、外周縁側と内周縁側の所定径方向幅寸法範囲内で、前記スリットの部分を含むことなく周方向に連続した面を有し、外周縁側の前記連続した面をもって、前記弁ハウジングに形成された円環状の端面に当接係合し、内周縁側の前記連続した面をもって、前記連結体に形成された円環状の端面に当接係合し、前記プランジャチューブの内径と前記プランジャの外径との差によって前記プランジャチューブと前記プランジャとの間に径方向クリアランスAが設けられ、前記板ばねが遊嵌合する部分の前記連結体の外径と前記板ばねの内径との差によって前記連結体と前記板ばねとの間に径方向クリアランスBが設けられ、前記板ばねが当接係合する部分の円周状の前記弁ハウジングの内径と前記板ばねの外径との差によって前記弁ハウジングと前記板ばねとの間に径方向クリアランスCが設けられ、前記径方向クリアランスAと前記径方向クリアランスBと前記径方向クリアランスCが、A>(B+C)の条件を満たすように設定されている。 An electromagnetic proportional valve according to the present invention includes a valve housing having a valve chamber and a valve port, and a linear plunger that is provided in a cylindrical plunger tube attached to the valve housing so as to be movable in the axial direction. An electromagnetic actuator, a valve body provided in the valve chamber and connected to the plunger, the opening degree of the valve port being changed by movement in an axial direction, a connection body of the plunger and the valve body, and the valve housing An electromagnetic proportional valve that controls the flow rate by determining the axial movement position of the valve body by an equilibrium relationship between the electromagnetic force generated by the electromagnetic actuator and the spring force of the leaf spring. in the plate spring, with an annular, it engages loosely circumferentially of the outer periphery of the connecting member at the inner periphery side, between the inner and outer circumferential edges of the ring portion, an outer peripheral edge A plurality of slits are formed in a form in which a predetermined radial width is left on each of the inner peripheral edge side and the slit has a predetermined circumferential width and a predetermined radial length. Jo the equally spaced, in a predetermined radial width range of the outer peripheral edge and inner peripheral edge side, has a continuous surface in the circumferential direction without including the portion of the slit, with the continuous surface of the outer peripheral edge , engaged along the end face of the annular formed in the valve housing, with the continuous surface of the inner peripheral edge side, engaged along the end face of the annular shape formed in the coupling body, the plunger tube The radial clearance A is provided between the plunger tube and the plunger due to the difference between the inner diameter of the plunger and the outer diameter of the plunger, and the outer diameter of the coupling body and the leaf spring at the portion where the leaf spring is loosely fitted Depending on the difference between the inner diameter of A radial clearance B is provided between the connecting body and the leaf spring, and a difference between an inner diameter of the circumferential valve housing and an outer diameter of the leaf spring at a portion where the leaf spring abuts and engages. A radial clearance C is provided between the valve housing and the leaf spring, and the radial clearance A, the radial clearance B, and the radial clearance C are set so as to satisfy the condition A> (B + C). Has been.
この発明による電磁比例弁は、好ましくは、前記プランジャの軸長Hと前記プランジャの外径Dbとの比H:Dbが1:1〜3:1である。 In the electromagnetic proportional valve according to the present invention, preferably, the ratio H: Db between the axial length H of the plunger and the outer diameter Db of the plunger is 1: 1 to 3: 1.
この発明による電磁比例弁は、好ましくは、前記板ばねは、前記連結体を弁閉方向に付勢する弁閉ばねとして設けられ、最大弁閉状態において、前記連結体の前記端面と前記弁ハウジングの前記端面との相対的な軸線方向位置の偏倚により円錐状に弾性変形して予荷重を与えられ、その円錐状の弾性変形により、板面が前記連結体の前記端面および前記弁ハウジングの前記端面に対して傾斜した状態で、これら端面に当接係合している。 In the electromagnetic proportional valve according to the present invention, preferably, the leaf spring is provided as a valve closing spring that urges the connecting body in a valve closing direction, and the end surface of the connecting body and the valve housing are in a maximum valve closed state. Is preliminarily deformed in a conical shape due to a deviation in the axial position relative to the end surface, and a preload is applied by the conical elastic deformation, so that the plate surface is the end surface of the coupling body and the valve housing. Abutting and engaging with these end faces in a state inclined with respect to the end faces.
この発明による電磁比例弁は、板ばねが、プランジャと弁体との連結体に対して固定連結されず、連結体のフランジ端面に当接係合するだけであるから、板ばねの固定状態に、ばらつき(組み付け誤差)が生じることがない。 In the electromagnetic proportional valve according to the present invention, the leaf spring is not fixedly connected to the connection body between the plunger and the valve body, but only abuts and engages with the flange end surface of the connection body. Variation (assembly error) does not occur.
この取付構造により、プランジャはプランジャチューブに対して径方向に自由に移動するが、径方向クリアランスAと径方向クリアランスBと径方向クリアランスCが、A>(B+C)の条件を満たすように設定されていることにより、プランジャがプランジャチューブに対して最大限(B+C)、径方向に移動しても、プランジャがプランジャチューブの内周面に接触することがない。これにより、動作時の摺動抵抗が皆無になり、流量制御特性にヒステリシスが生じることがなくなり、出力流量も安定する。 With this mounting structure, the plunger moves freely in the radial direction with respect to the plunger tube, but the radial clearance A, radial clearance B, and radial clearance C are set so as to satisfy the condition of A> (B + C). Therefore, even if the plunger moves in the radial direction to the maximum (B + C) with respect to the plunger tube, the plunger does not contact the inner peripheral surface of the plunger tube. As a result, there is no sliding resistance during operation, no hysteresis occurs in the flow rate control characteristics, and the output flow rate is stabilized.
この発明による電磁比例弁の一つの実施形態を、図1〜図4を参照して説明する。 One embodiment of an electromagnetic proportional valve according to the present invention will be described with reference to FIGS.
図1に示されているように、電磁比例弁は、弁ハウジング11を有する。弁ハウジング11は、ハウジング本体12と、ねじ部13によってハウジング本体12に固定された蓋部材14との組立体により構成されている。ハウジング本体12と蓋部材14とは、Oリング15Aによって気密された弁室16を画定する。弁室16にはOリング15Bを介して多孔質材等による円筒状のフィルタ部材17が配置されている。
As shown in FIG. 1, the electromagnetic proportional valve has a
ハウジング本体12には、第1の入出ポート18と、第2の入出ポート19とが形成されている。ハウジング本体12には円筒形状の弁座部材20がフィルタ部材17と同心に固定されている。弁座部材20は、内部通路(内筒部)21によって第2の入出ポート19と連通しており、上部にフィルタ部材17と同心の弁ポート22を有し、上面が弁座面23になっている。第1の入出ポート18は弁室16に直接連通している。
A first input /
弁ハウジング11の上部にはリニア型の電磁アクチュエータ31が取り付けられている。電磁アクチュエータ31は蓋部材14にろう付け固定された円筒状のプランジャチューブ32を有する。プランジャチューブ32は、下端側を蓋部材14に形成された中心貫通孔24に嵌合挿入されてフィルタ部材17と同心軸上に配置されている。なお、図1において、符号25はプランジャチューブ32のろう付け部分を示す。
A linear
プランジャチューブ32の上端側にはプラグを兼ねた吸引子33が嵌合固定されている。プランジャチューブ32の外側には、外凾34、ボビン35、巻線36等による電磁コイル部材37が止め輪38によって固定装着されている。
A
プランジャチューブ32内には円柱状のプランジャ39が軸線方向(弁開閉方向)に移動可能に設けられている。プランジャ39の下端にはホルダ収容孔40がフィルタ部材17と同心軸上に形成されており、ホルダ収容孔40には円筒状のホルダ部材41が、やはりフィルタ部材17と同心軸上に嵌合固定されている。
A
図2に示されているように、ホルダ部材41は、下端部に、円環状の内周側フランジ42と、同じく円環状の外周側フランジ43とを有し、内部(内筒部)41Aに、弁体44と、ステム部材45とを収容している。
As shown in FIG. 2, the
弁体44は、内周側フランジ42との係合によって抜け止めされ、ホルダ部材41を介してプランジャ39に連結されている。弁体44は、その下底面46をもって弁座面23に対向し、軸線方向(上下方向)の移動によって弁ポート22の開閉、開度調整を行う。
The
なお、この実施形態では、プランジャ39とホルダ部材41と弁体44とステム部材45とが一つの連結体をなしている。
In this embodiment, the
蓋部材14の下底面側には板ばね収容用の円形の大径部26がフィルタ部材17と同心軸上に形成されている。大径部26には円環状の板ばね51が配置されている。板ばね51は、円形の中心開口51A(図5参照)をもってホルダ部材41の円周状の外周41Bに遊嵌合しており、外周縁52側の上面にて大径部26の下底面がなす下向きの円環状の端面(弁ハウジング11側の端面)27に当接係合し、内周縁53側の下面にて外周側フランジ43の上面がなす上向きの円環状の端面(連結体側の端面)47に当接係合し、弁体44を弁閉方向に付勢している。これにより、板ばね51は弁閉ばねをなす。
On the lower bottom surface side of the
板ばね51は、端面27、47に当接係合するだけで、弁ハウジング11側にも、弁体44側、プランジャ32側の何れにも、締結固定されていないので、板ばね51の固定状態にばらつき(組み付け誤差)が生じることがない。
Since the
図1に示されているように、電磁アクチュエータ31は、電磁コイル部材37に通電が行われることにより励磁し、デューティ比制御等によって制御されるコイル電流値に応じた磁気的吸引力(電磁力)を吸引力33に発生し、弁体44を含むホルダ部材41とプランジャ39との連結体を上方、すなわち、弁開方向に駆動する。
As shown in FIG. 1, the
これにより、電磁アクチュエータ31が発生する電磁力と板ばね51のばね力との平衡関係によって弁体44の軸線方向位置が決まり、電磁アクチュエータ31に供給する電流に比例した流量制御が行われる。
As a result, the axial position of the
図2に示されているように、上述した構成では、板ばね51は、端面27、47に当接係合するだけで、弁ハウジング11側にも、弁体44側、プランジャ32側の何れにも、締結固定されておらず、プランジャ39とホルダ部材41と弁体44とステム部材45とによる連結体は、プランジャチューブ32に対して径方向に自由に移動可能になっている。
As shown in FIG. 2, in the above-described configuration, the
プランジャチューブ32の内径Daとプランジャ39の外径Dbとの差によってプランジャチューブ32とプランジャ39との間に径方向クリアランスAが設けられ、板ばね51が遊嵌合する部分のホルダ部材41の外径(端面47の内周縁の直径)Dcと板ばね51の内径Ddとの差によってホルダ部材41と板ばね51との間に径方向クリアランスBが設けられ、板ばね51が当接係合する部分の円周状の蓋部材14の内径(端面27の外周縁の直径)Dfと板ばね51の外径Deとの差によって弁ハウジング11と板ばね51との間に径方向クリアランスCが設けられる。
A radial clearance A is provided between the
この実施形態では、径方向クリアランスAと径方向クリアランスBと径方向クリアランスCが、A>(B+C)の条件を満たすように設定されている。 In this embodiment, the radial clearance A, the radial clearance B, and the radial clearance C are set so as to satisfy the condition of A> (B + C).
プランジャ39のプランジャチューブ32に対する径方向の最大限移動量は(B+C)であり、A>(B+C)であることにより、プランジャ39がプランジャチューブ32に対して最大限、径方向に移動しても、プランジャ39がプランジャチューブ32の内周面に接触することがない。
The maximum amount of movement of the
これにより、動作時の摺動抵抗が皆無になり、流量制御特性にヒステリシスが生じることがなくなり、出力流量も安定する。 As a result, there is no sliding resistance during operation, no hysteresis occurs in the flow rate control characteristics, and the output flow rate is stabilized.
上述の構成による電磁比例弁のプランジャチューブ32の内径Daとプランジャ39の外径Dbとの比に関する評価試験を行ったところ、図3に示されているように評価結果が得られた。この評価試験は、一定の一次圧力で、制御流量1200±0.25ml/min、サンプリング速度18secによるフィードバック流量制御を、試験時間440秒の範囲内で行い、試験開始後、制御流量が公差(±0.25ml/min)内を維持する時間(安定時間)をもって評価した。
When an evaluation test on the ratio between the inner diameter Da of the
これにより、上述の構成による電磁比例弁では、プランジャチューブ32の内径Daとプランジャ39の外径Dbとの比Da:Dbは、1.01:1〜1.3:1、好ましくは、安定時間180秒程度以上を得られる1.08:1〜1.22:1であることが好ましいことがわかった。
Thereby, in the electromagnetic proportional valve having the above-described configuration, the ratio Da: Db between the inner diameter Da of the
また、プランジャ39の軸長H(図1参照)とプランジャ39の外径Dbとの比H:Db(縦横比)について、同等の評価試験を行ったところ、図4に示されているように評価結果が得られた。
Further, when an equivalent evaluation test was performed on the ratio H: Db (aspect ratio) between the axial length H of the plunger 39 (see FIG. 1) and the outer diameter Db of the
これにより、プランジャ39の軸長Hとプランジャ39の外径Dbとの比H:Db(縦横比)は、1:1〜3:1、好ましくは、安定時間180秒程度以上を得られる1.5:1〜2.5:1に設定されていることがよいことがわかった。
As a result, the ratio H: Db (aspect ratio) between the axial length H of the
このような比とすることで、振動によってプランジャ39に作用するモーメントが小さくなり、動作時の振動によるプランジャ39の傾きが抑制され、プランジャ39がプランジャチューブ32の内周面に接触しないことと相まって、プランジャ39が安定して動作し、流量制御特性が安定する。
By setting such a ratio, the moment acting on the
図5に示されているように、板ばね51は、円形の中心開口51Aを有する円環板状のものであり、ばね性を有する金属材料により構成され、ばね定数の調整のために、外周縁52と内周縁53との間の円環部51Bに、外周縁52側と内周縁53側の各々に所定の径方向幅Wa、Wbを残した形態で、径方向長さLによる複数個のスリット54を等間隔に放射線状に有する。これにより、板ばね51は、外周縁52側と内周縁53側の各々に周方向に連続した径方向幅Wa、Wbによる円環帯状の連続面51D、51Eを有する。
As shown in FIG. 5, the
板ばね51の内径をDd、板ばね51の外径をDe、複数個のスリット54の内側の端部を結ぶ内側包絡円の直径をDi、複数個のスリット54の外側の端部を結ぶ外側包絡円の直径をDjとすると、スリット54の径方向長さLは、(Dj−Di)/2であり、円環部51Bの径方向寸法(De−Dd)/2より小さい。外周縁52側の連続面51Dの径方向幅Waは、(De−Dj)/2、内周縁53側の連続面51Eの径方向幅Wbは、(Di−Dd)/2となる。
The inside diameter of the
そして、外周側フランジ43の外径(端面47の外周縁の直径)をDg、蓋部材14の端面27の内周縁の直径をDhとすると、内側包絡円の直径Di、外側包絡円の直径Djは、下記条件を満たすように設定される。
Di>(Dg+B+C)
Dj<(Dh−B−C)
When the outer diameter of the outer peripheral flange 43 (the diameter of the outer peripheral edge of the end face 47) is Dg and the diameter of the inner peripheral edge of the
Di> (Dg + B + C)
Dj <(Dh-B-C)
これにより、板ばね51は、外周縁52側の所定径方向幅寸法(Wa)範囲内で、スリット54の部分を含むことなく、必ず円環帯状の連続面51Dをもって蓋部材14の端面27(図2参照)に当接係合し、内周縁53側の所定径方向幅寸法(Wb)範囲内で、スリット54の部分を含むことなく、必ず円環帯状の連続面51Eをもって外周側フランジ43の端面47(図2参照)に当接係合する。
Accordingly, the
このことにより、プランジャ39とホルダ部材41と弁体44とによる連結体がプランジャチューブ32の中心軸線に対して傾き、板ばね51が蓋部材14の端面27や外周側フランジ43の端面47に対して片当たりするような状態になっても、その片当たり状態が、必ず円環帯状の連続面52で行われ、スリット54を含む片当たりと、スリット54を含まない片当たりの、予測できない何れかの状態で行われることがなくなる。
As a result, the connecting body of the
これにより、弁体44に作用する板ばね51のばね力の不安定要素が排除され、片当たりが生じても、弁体44に作用する板ばね51のばね力がばらつくことがない。これは、スリット54を含む片当たりの場合と、スリット54を含まない片当たりの場合とで、弁体44に作用する板ばね51のばね力が変動するが、板ばね51が円環帯状の連続面51D、51Eをもって端面27、47に当接係合することにより、このようなことにならないことを意味する。
As a result, an unstable element of the spring force of the
図6の(a)は板ばね51に予荷重が与えられていない状態を、(b)は最大弁閉状態において板ばね51に予荷重が与えられている状態を、(c)最大弁開状態を各々示している。
6A shows a state in which a preload is not applied to the
図6(b)に示されているように、最大弁閉状態(弁体44が弁座面23に当接している状態)において、板ばね51は、蓋部材14の端面27と外周側フランジ43の端面47との相対的な軸線方向位置の偏倚により、円錐状に弾性変形して予荷重を与えられる。
As shown in FIG. 6B, in the maximum valve closed state (the state in which the
この蓋部材14の端面27と外周側フランジ43の端面47との相対的な軸線方向位置の偏倚量は、図1に示されているねじ部13による蓋部材14の弁ハウジング本体12に対するねじ込み量によって所要値に調整設定できる。
The relative axial displacement between the
この円錐状の弾性変形により、板ばね51は、板面が蓋部材14の端面27および外周側フランジ43の端面47に対して傾斜した状態で、これら端面27、47に、符号A、Bで示されているように、線接触によって当接係合する。動作時には、図6(c)に示されているように、板ばね51が更に撓み、板ばね51の端面27、47に対する線接触位置が変化するだけで、面接触による摺動抵抗を生じることがない。
Due to this conical elastic deformation, the
このことによっても、流量制御特性にヒステリシスが生じることがなくなり、出力流量が安定する。 This also eliminates the occurrence of hysteresis in the flow rate control characteristic and stabilizes the output flow rate.
この場合、蓋部材14の端面27、外周側フランジ43の端面47の角部は、面取り加工、R加工されていてもよい。
In this case, the corners of the
なお、板ばねの参考例として図7に示すものがある。図7(a)に示されているように、幅広スリット56が形成されているもの、図7(b)に示されているように、周方向にスリット57が形成されているもの、図7(c)に示されているように、三日月状にスリット58が形成されているもの、図7(d)に示されているように、スリットが形成されていないもの等がある。
A reference example of the leaf spring is shown in FIG. As shown in FIG. 7A, a
何れの場合も、板ばね51は、連続面をもって蓋部材14の端面27、外周側フランジ43の端面47に当接係合するものであればよい。
In any case, the
11 弁ハウジング
16 弁室
22 弁ポート
27 端面
31 電磁アクチュエータ
32 プランジャチューブ
39 プランジャ
44 弁体
47 端面
51 板ばね
51D、51E 連続面
54 スリット
DESCRIPTION OF
Claims (3)
前記弁ハウジングに取り付けられた円筒状のプランジャチューブ内に軸線方向に移動可能に設けられた円柱状のプランジャを含むリニア型の電磁アクチュエータと、
前記弁室内に設けられて前記プランジャに連結され、軸線方向移動により前記弁ポートの開度を変化させる弁体と、
前記プランジャ及び前記弁体の連結体と前記弁ハウジングとの間に組み込まれた板ばねとを有し、
前記電磁アクチュエータが発生する電磁力と前記板ばねのばね力との平衡関係によって前記弁体の軸線方向移動位置が決まり、流量制御を行う電磁比例弁において、
前記板ばねは、円環状で、内周縁側で前記連結体の円周状の外周に遊嵌合し、その円環部の外周縁と内周縁との間に、外周縁側と内周縁側の各々に所定の径方向幅を残した形態で、複数個のスリットを開口形成されており、前記スリットは、所定の円周方向幅及び所定の径方向長さを有し放射線状に等間隔に設けられ、外周縁側と内周縁側の所定径方向幅寸法範囲内で、前記スリットの部分を含むことなく周方向に連続した面を有し、外周縁側の前記連続した面をもって、前記弁ハウジングに形成された円環状の端面に当接係合し、内周縁側の前記連続した面をもって、前記連結体に形成された円環状の端面に当接係合し、
前記プランジャチューブの内径と前記プランジャの外径との差によって前記プランジャチューブと前記プランジャとの間に径方向クリアランスAが設けられ、
前記板ばねが遊嵌合する部分の前記連結体の外径と前記板ばねの内径との差によって前記連結体と前記板ばねとの間に径方向クリアランスBが設けられ、
前記板ばねが当接係合する部分の円周状の前記弁ハウジングの内径と前記板ばねの外径との差によって前記弁ハウジングと前記板ばねとの間に径方向クリアランスCが設けられ、
前記径方向クリアランスAと前記径方向クリアランスBと前記径方向クリアランスCが、A>(B+C)の条件を満たすように設定されている電磁比例弁。 A valve housing having a valve chamber and a valve port;
A linear electromagnetic actuator including a columnar plunger movably provided in an axial direction in a cylindrical plunger tube attached to the valve housing;
A valve body that is provided in the valve chamber and connected to the plunger, and changes an opening degree of the valve port by axial movement;
A leaf spring built in between the plunger and the connecting body of the valve body and the valve housing;
In the electromagnetic proportional valve for controlling the flow rate, the axial movement position of the valve body is determined by the equilibrium relationship between the electromagnetic force generated by the electromagnetic actuator and the spring force of the leaf spring.
The leaf spring is annular, loosely fitted to the outer periphery of the coupling body on the inner periphery side, and between the outer periphery and the inner periphery of the annular portion, on the outer periphery side and the inner periphery side. A plurality of slits are formed so as to leave a predetermined radial width in each of the slits, and the slits have a predetermined circumferential width and a predetermined radial length and are radially spaced at equal intervals. The valve housing has a continuous surface in the circumferential direction without including the slit portion within a predetermined radial width range on the outer peripheral edge side and the inner peripheral edge side, and has the continuous surface on the outer peripheral edge side in the valve housing. Abutting engagement with the formed annular end surface, with the continuous surface on the inner peripheral edge side, abutting engagement with the annular end surface formed on the coupling body,
A radial clearance A is provided between the plunger tube and the plunger due to the difference between the inner diameter of the plunger tube and the outer diameter of the plunger,
A radial clearance B is provided between the connecting body and the leaf spring due to a difference between an outer diameter of the connecting body and an inner diameter of the leaf spring at a portion where the leaf spring is loosely fitted,
A radial clearance C is provided between the valve housing and the leaf spring due to a difference between an inner diameter of the circumferential valve housing and an outer diameter of the leaf spring at a portion where the leaf spring abuts and engages.
An electromagnetic proportional valve in which the radial clearance A, the radial clearance B, and the radial clearance C are set so as to satisfy a condition of A> (B + C).
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