JP2972398B2 - 比例ソレノイド弁 - Google Patents

比例ソレノイド弁

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JP2972398B2 JP3187458A JP18745891A JP2972398B2 JP 2972398 B2 JP2972398 B2 JP 2972398B2 JP 3187458 A JP3187458 A JP 3187458A JP 18745891 A JP18745891 A JP 18745891A JP 2972398 B2 JP2972398 B2 JP 2972398B2
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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Magnetically Actuated Valves (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は比例ソレノイド弁に関
し、更に詳細には、長いカップ状アーマチュア及び磁束
密度の最も高い区域の近くに配置された非磁性シートを
利用しかつゼロバイアスすなわちソレノイドの電気巻線
に電流が流れていないとき実質的にゼロの圧力差を与え
る比例ソレノイド弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】液体又は空気の流れを制御するために電
磁力が使用される種々のソレノイド弁が開発されてき
た。典型的に、このような弁はオン・オフ様式で流れを
制御するようにしている。調節する必要がある場合、タ
イミング及び二つの入力の関数である出力を与えるため
に二つの弁がタイミングが取られた交互の動作でしばし
ば使用される。
【０００３】この同じ形式の調節は、大気圧における流
体と高圧又は低圧における流体との混合を許容するため
に弁のアーマチュアが二つの対向して配置されたシート
間で動作する単一の装置で達成されてきた。このような
弁において、大きな質量の鉄のアーマチュアが第１のシ
ートに対してばねで偏倚されかつシートを通して流体の
流れを阻止するために使用される。この位置にあると
き、大気圧における流体は第２のシートを通して弁に入
ることができる。適当な時期に、電気巻線に電流が供給
されかつアーマチュアに対するばね力は磁束に打ち負か
されてアーマチュアは弁の反対側に配置された第２のシ
ートに接触するまでエアギャップを横切る。アーマチュ
アが第２のシートに接触すると、大気圧の流体は第２の
シートを介して弁内に入るのが阻止される。高圧（大気
圧以上）源又は真空（大気圧より低い圧力）源における
流体は第１のシートを介して弁内に入る。
【０００４】サイクルの後期において、巻線の電流は減
少されかつソレノイドは附勢が解除され、ばね力はアー
マチュアに作用するあらゆるヒステリシス効果に打ち勝
ってアーマチュアをエアギャップを横切って第１のシー
トまで戻す。これにより高圧流体源又は真空源からの第
１のシートを通す流れを阻止し、かつ大気圧の流体が第
２のシートを介して弁に入るのを許容する。このオンー
オフ様式において、アーマチュアは、流体が第１のシー
ト及び第２のシートを介して弁に入るのを交互にかつ周
期的に許容する。第１及び第２のシートを介した取り入
れを交互に開閉するように制御されたデューテイサイク
ルを作用させることによって、弁は所望の出力圧力の近
似値を与えようとする。しかしながら、このような弁は
このオンーオフ電子調整能力を介する出力圧力の適切な
速度又は制御を与えることができず、巻線への電流入力
と弁からの差圧出力との間に直線関係をもたらすことが
できない。このような装置はしばしばフィードバック又
は閉ループ動作を必要とする。
【０００５】これらの従来の弁はボール弁と関連して動
作する複合組立体を使用する。これらの従来の弁の他の
形式は流体の流れに対して電磁力を釣り合わせるように
試みるフラッパ型の弁を利用する。
【０００６】これらの従来技術のソレノイド弁の欠点及
び複雑さが米国特許第４，５３４，３７５号及び第４，
７１５，３９６号の比例ソレノイド弁の開発によって除
去された。前述の比例ソレノイド弁の開発によって、電
磁石組立体の電気巻線の附勢レベルを変えることによっ
て真空源と大気との間のチャンバ内の差圧を調整するた
めの機構が提供される。この弁は真空源と差圧チャンバ
との間の流体導管内に制限部を有している。このような
制限部は動作に必要な流体の流れを実質的に減少する。
従来技術の弁の大きな質量のアーマチュアは小さな質量
のアーマチュアと取り換えられ、かれにより敏速な応答
が得られかつ比例制御及び電気巻線と出力差圧との間に
近似の直線関係が達成される。
【０００７】比例ソレノイド弁の開発により磁束回路の
一連のセグメントのうち一つのセグメントの調整を許容
する弁が提供された。セグメントの調整は電流対差圧曲
線の設定点の変化を許容した。結果的には電流対差圧の
関係にわたって制御が大幅に改良された。調整のための
フィードバック及び閉ループ動作の要件を除去する。
【０００８】本発明のゼロバイアス比例ソレノイド弁
は、比例ソレノイド弁の新規な解決策を提供する。本発
明の弁は、非磁性のシートを最も磁束密度の高い点に接
近してであるがその点とアーマチュアとの間に配置する
ことによって、敏速な応答性及び反復性を有する弁を提
供する。更に、基部に平らなディスク部材を有する長い
アーマチュアを使用するもとにより、或いは真空源への
開口に接触する平らな部分を使用することによって、ゼ
ロバイアスを有する最も効率の良い弁、すなわち、弁が
ソレノイドの電気巻線に電流が流れていないときの真空
源からの流体の漏れの実質的な除去することが提供され
る。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、磁束
回路の最も磁束密度の高い領域と関連した効率を有効に
使用する比例ソレノイド弁を提供することである。本発
明の特別の目的は、非磁性弁シートを有し、そのシート
を有するアーマチュアの一部が磁束回路の最も磁束密度
の高い領域において巻線の中央に配置される比例ソレノ
イド弁を提供することである。
【０００１０】本発明の更に特別の目的は、ゼロ電流に
おいてゼロ差圧を与えるように成形されたアーマチュア
を備える比例ソレノイド弁を提供することである。本発
明の他の目的は、上述の目的を満たしかつ製造費を最小
にする比例ソレノイド弁の製造方法を提供することであ
る。
【０００１１】本発明の更に他の目的は、製造後特定の
圧力入力及び制御電流に対し与えられた特定の圧力出力
を供給するように容易に調整できる比例ソレノイド弁を
提供することである。本発明の更に他の目的は、前述の
目的を満たしかつ比例ソレノイド弁の低流量特性を保持
する一方で応答速度及び出力の力を最適にする比例ソレ
ノイド弁を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本願の一つの発明の電気
機械式弁装置は、軸方向区域を有する電気巻線と、複数
の隣接する磁気セグメントを含む磁束通路を限定する前
記巻線用の磁束回路であって、前記磁気セグメントが流
体通路を限定する前記軸方向区域の一部に亙って伸びる
ほぼ円筒状の中央セグメント、外側セグメント及び流体
通路の第１の端部に隣接する端部セグメントを備える磁
束回路と、前記軸方向区域内において流体通路の他端と
整合されかつその他端近くに配置された中央開口を有す
る環状の非磁性のシート手段と、前記セグメントの一つ
を備え、非磁性のシート手段に隣接して配置されかつ前
記軸方向区域に沿って移動可能な磁気閉鎖手段であっ
て、流体通路及びシート手段の中央開口を介して所定の
圧力差によって偏倚される流体の流れが電気巻線の附勢
レベルを変えることによって調節され得るように磁気通
路を完成する磁気閉鎖手段と、前記磁気閉鎖手段を包囲
するようにかつ前記磁気閉鎖手段の運動を強制的に前記
軸方向区域にほぼ平行にするように前記シート手段に隣
接して円筒状部分を有するチャンバを限定する手段と、
を備え、前記外側セグメントの少なくとも一部が、その
外側セグメントの一部を前記磁束通路内で調整しかつ外
側セグメントに隣接するエアギャップの大きさを調整す
るために前記磁束通路に沿って前記弁装置内で物理的に
移送可能であり、前記閉鎖手段が少なくとも部分的に前
記軸方向区域内にありかつ前記シート手段に対抗する位
置とそこから離れた位置との間で移動可能に構成されて
いる。本願の他の発明は、軸方向区域を有する電気巻線
と、複数の隣接する磁気セグメントを含む磁束通路を限
定する前記巻線用の磁束回路であって、前記磁気セグメ
ントが流体通路を限定する前記軸方向区域の一部に亙っ
て伸びるほぼ円筒状の中央セグメント、外側セグメント
及び流体通路の第１の端部に隣接する端部セグメントを
備える磁束回路と、前記軸方向区域内において流体通路
の他端と整合されかつその他端近くに配置された中央開
口を有する環状の非磁性のシート手段と、前記セグメン
トの一つを備え、非磁性のシート手段に隣接して配置さ
れかつ前記軸方向区域に沿って移動可能な磁気閉鎖手段
であって、流体通路及びシート手段の中央開口を介して
所定の圧力差によって偏倚される流体の流れが電気巻線
の附勢レベルを変えることによって調節され得るように
磁気通路を完成する磁気閉鎖手段と、前記磁気閉鎖手段
を包囲するようにかつ前記磁気閉鎖手段の運動を強制的
に前記軸方向区域にほぼ平行にするように前記シート手
段に隣接して円筒状部分を有するチャンバを限定する手
段と、を備え、前記外側セグメントが前記弁装置内で相
対的に移動可能な部分を有し、前記外側セグメントが、
更に、複数のセクションを備え、前記セクションの一つ
が前記磁束通路に実質的に沿って方向が決められ、前記
方向決めされたセクションが二つの隔てられた端部を有
し、前記外側部材の前記可動部分が、前記隔てられた端
部の間の距離を実質的にわたるようにかつ前記外側部材
の前記可動部分と前記端部の一つとの間でエアギャップ
距離を形成するように、前記方向決めされた部分に実質
的に平行にかつ前記隔てられた端部間で位置決めされ、
前記外側部材の前記可動部分が、前記磁束通路内の前記
セグメントの部分を調整しかつ前記可動部分に隣接した
前記エアギャップの大きさを調整するように物理的に移
動可能であり前記閉鎖手段が少なくとも部分的に前記軸
方向区域内にありかつ前記シート手段に対抗する位置と
そこから離れた位置との間で移動可能に構成されてい
る。本願の別の発明は、弁装置と調整装置とを備えた電
気機械式弁装置調整機構において、前記弁装置が、軸方
向区域を有する電気巻線と、複数の隣接する磁気セグメ
ントを含む磁束通路を限定する前記巻線用の磁束回路で
あって、前記磁気セグメントが流体通路を限定する前記
軸方向区域の一部に亙って伸びるほぼ円筒状の中央セグ
メント、外側セグメント及び流体通路の第１の端部に隣
接する端部セグメントを備える磁束回路と、前記軸方向
区域内において流体通路の他端と整合されかつその他端
近くに配置された中央開口を有する環状の非磁性のシー
ト手段と、前記セグメントの一つを備え、非磁性のシー
ト手段に隣接して配置されかつ前記軸方向区域に沿って
移動可能な磁気閉鎖手段であって、流体通路及びシート
手段の中央開口を介して所定の圧力差によって偏倚され
る流体の流れが電気巻線の附勢レベルを変えることによ
って調節され得るように磁気通路を完成する磁気閉鎖手
段と、前記磁気閉鎖手段を包囲するようにかつ前記磁気
閉鎖手段の運動を強制的に前記軸方向区域にほぼ平行に
するように前記シート手段に隣接して円筒状部分を有す
るチャンバを限定する手段と、を備え、前記外側セグメ
ントが前記弁装置内で相対的に移動可能な部分を有し、
前記外側セグメントが、更に、複数のセクションを備
え、前記セクションの一つが前記磁束通路に実質的に沿
って方向が決められ、前記方向決めされたセクションが
二つの隔てられた端部を有し、前記外側部材の前記可動
部分が、更に駆動係合装置が設けられ、かつ前記隔てら
れた端部の間の距離を実質的にわたるようにかつ前記外
側部材の前記可動部分と前記端部の一つとの間でエアギ
ャップ距離を形成するように、前記方向決めされた部分
に実質的に平行にかつ前記隔てられた端部間で位置決め
され、前記外側部材の前記可動部分が、前記磁束通路内
の前記セグメントの部分を調整しかつ前記可動部分に隣
接した前記エアギャップの大きさを調整するように物理
的に移動可能であり、前記閉鎖手段が少なくとも部分的
に前記軸方向区域内にありかつ前記シート手段に対抗す
る位置とそこから離れた位置との間で移動可能であり、
前記調整装置が、前記駆動係合手段を係合するための磁
気駆動手段と、前記エアギャップの距離をかつこれによ
り磁束回路の磁気抵抗を変えて所与の圧力差を与えるべ
く電気巻線の所与の附勢レベルに対して弁装置の所定の
応答を得るように前記外側セグメントの前記可動部分の
移動を制御するための制御手段とを備えて構成されてい
る。
【００１３】
【作用】本発明の一つの実施例によれば、電気機械式弁
装置は電気巻線及び複数の磁気セグメントを含む磁束通
路を限定する巻線のための磁束回路を有する。セグメン
トはほぼ円筒状の中央セグメントと、外側セグメント
と、端部セグメントとを備えている。端部セグメントは
流体通路の一端に隣接しており、その流体通路は少なく
とも部分的に中央セグメントによって限定されている。
セグメントの少なくとも一つは弁穴内で物理的に移動し
て、磁束通路内にある磁気セグメントの一つのセグメン
トの一部及び移動可能なセグメントに隣接したエアギャ
ップの長さを調整できるようになっている。物理的に移
動可能とは、あらゆる調節、回転、移動、運動又は本発
明の目的を達成する別の運動を意味する。用語「エアギ
ャップ」は、エア、非磁性の固体又はその組み合わせを
含む磁束通路内のあらゆる非磁性のギャップを含む。
【００１４】装置は、流体通路の出力端部と整合されか
つその端部近くに配置された中央開口を有する非磁性の
シート部材を備えている。シート部材は、ボビンその他
の電気巻線用の支持体の中央と通過する垂直すなわち長
手軸線のほぼ中央近くに配置される。装置は、また非磁
性のシート部材に隣接して配置されかつ最大磁束の位置
及び中央セグメントから有効にずらされた磁気閉鎖部材
を備えている。閉鎖部材は磁気セグメントの一つを備え
かつ磁束通路を完成する。シート部材及び閉鎖部材によ
って与えられる開口は、チャンバ内の所定の圧力差が電
気巻線の附勢レベルを変えることによって調整されるよ
うに、差圧チャンバと連通している。調整可能セグメン
トの磁束通路に沿った移動は磁束通路の磁気抵抗及びエ
アギャップ距離を変えるのに有効であり、対応して所与
の圧力差を与えるための電気巻線の所与附勢レベルに対
する弁装置の応答と調整するのに有効である。
【００１５】本発明の装置は、非磁性のシート部材を囲
みかつそのシート部材によって部分的に限定されたチャ
ンバと、磁気閉鎖部材の少なくとも一部又はアーマチュ
アとを備えている。チャンバは、好ましくは壁によって
少なくとも部分的に限定され、その壁は円筒状でかつ磁
束源の長手方向軸線にほぼ平行なアーマチュアの運動を
抑制し、かつ好ましくは電気巻線を支持するボビンを備
える。アーマチュアは好ましくは質量の小さな長い部材
である。アーマチュアは平らな端部と基部で終わる長い
壁部分とを備えている。壁部材には基部近くに切欠きが
形成され、アーマチュアの基部を通して流体が流れるの
を許容している。
【００１６】弁装置の他の実施例はアーマチュアの基部
に平らなディスク部材を備えている。平らなディスク部
材は一連のぎざぎざによりアーマチュア内に保持されて
いる。巻線に電流が流れないとき、平らなディスク部材
はアーマチュアのシートに対して着座しかつエアが差圧
チャンバ内に又はその外に漏れるのを阻止する。他の実
施例において、オリフィス制限部はアーマチュアシート
内に配置されている。他の実施例において、アーマチュ
アはその端部がアーマチュアシートと接触して真空源と
差圧チャンバとの間の流れを阻止するように形成されて
いる。
【００１７】更に別の実施例において、弁装置は可動部
分及び軸方向エアギャップを備える外側セグメントが設
けられている。外側セグメントが磁束回路の一部を限定
するので、外側セグメントの可動部分の軸方向エアギャ
ップを変える移動は補助エアギャップの透過性を変えか
つそのように磁束回路を変えるのに有効である。それ
故、外側セグメントの可動部分の移動は、弁装置の電磁
特性を変えるのに使用されかつ所与の圧力差を与えるよ
うに電磁巻線の所与の附勢レベルに対する弁装置の応答
の調整を容易にする。この実施例は、外側セグメントの
可動部分の機械的移動を経て弁装置の設定点の精密かつ
自動の調整を許容するように、閉ループ調整装置と容易
に連結され得る。
【００１８】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施例につい
て説明する。図１及び図２は電気機械式弁装置１０を示
している。弁装置は、この示された実施例において、大
気圧の流体を弁に取り入れる上ポート１２と、真空源
（大気圧より低い）から又はそこへ流体を送るポート１
４とを備えている。出口ポート１６は弁装置内の差圧と
取り出すための手段である。圧力差を取り出すための手
段は真空モータ、ダイヤフラム作動組立体又はその他の
形式の圧力応答装置を動作するために利用される。
【００１９】電気機械式弁装置は、図３に詳細に示され
るように、磁束通路を有する磁束回路を限定するように
作用する複数の隣接する磁気セグメントを有する。セグ
メントは鉄の外側部材すなわち取り付けブラケット１８
を備え、そのブラケットは好ましくは上セクション２０
と下セクション２２の二つの端部を有している。磁束回
路にはほぼ円筒状の中央部材２４がある。中央部材は入
口ポート２８と出口すなわち出力ポート３０を有する流
体通路２６を限定する中空通路を有する。中空部材は鉄
又は強磁性材料である。
【００２０】中央部材は図４により詳細に示されてい
る。中央部材は複数の円筒状の部分すなわちセクション
３１、３２、３３、３４、３５、３６が形成されてい
る。内側部分３２、３３、３４、３５は好ましくは段状
に又はテーパ状に接続されている。中央部材の第１の端
部すなわち上部分３１は円筒状でかつその中央セクショ
ンまで伸びるスロット３８を備えている。スロット３８
は上部分３１の上表面４０から内側セクション３２の上
表面４２まで伸びている。
【００２１】中央部材の第２の端部すなわち下部分３６
は円筒状の構造でありかつ好ましくは丸い非磁性のシー
ト部材４４の内側内で鉛直軸線に沿って滑ることができ
るのに十分な直径である。中央部材はリブ４７、４８を
含みかつ非磁性のシート部材は弁組立体内に締まり嵌め
するようにリブ４９を含んでいる。非磁性のシート部材
４４は下面５０及び上面５１を備えている。シート部材
４４は中央を通る通路すなわち穴５２を備えている。中
央部材の下部分３６は非磁性のシート部材４４のこの通
路内で鉛直軸線に沿って滑る。
【００２２】電気巻線５４は、図６に最も良く示される
ように、中央部材及び非磁性のシート部材（以下シー
ト）の回りに取り付けられている。シートは好ましくは
巻線の鉛直軸線の中央に配置される。巻線５４は全体と
してプラスチック又は非磁性材料のボビン５６の上、下
及び内側直径表面で包囲されている。ボビンは、中央部
材及び非磁性のシートを含むように使用される円筒状チ
ャンバ５８を形成する。中央部材２４は、非磁性のシー
トの上面と接触するように又は非磁性のシートの上の位
置に動くように巻線の鉛直軸線に沿って調整可能又は移
動可能である。
【００２３】電気巻線は図７に示される一対の端子６
０、６２に接続される。端子は適当な動力供給源に接続
され、その動力供給源は巻線５４に電流を供給できる。
動力供給源は直流電源、方形波発生器、可変抵抗器、パ
ルス幅変調器又は信号源として機能する自動車搭載コン
ピュータである。
【００２４】端子６０、６２及びボビン５６はハウジン
グ６４によって動作関係に保持されている。ハウジング
６４は、好ましくはプラスチックでつくられ、ボビン及
びそのボビンの上の中央部材用の構造上の支持体を形成
している。ハウジングは外側部材１８の回りで伸びかつ
外側部材用の支持体及びカバーを形成する横方向部分６
６を有している。ハウジングはまた基部６８を有し、そ
の基部に二つの導管が形成されている。第１の流体導管
７０はポート１６で終わっている。第２の流体導管７２
はポート１４で終わっている。二つの導管７０、７２は
流体チャンバ７４を交差している。
【００２５】制限部すなわちオリフィス７５は第２の導
管７２に形成されている。制限部７５は、中央部分を通
る流体通路２６の断面積より実質的に小さい断面積を有
している。
【００２６】中央部材２４の上にはフィルタ７６があ
り、そのフィルタは中央部材の上部３１の回りに嵌まっ
ている。フィルタは物体が不適当に弁装置内に入るのを
阻止する。フィルタの上にはキャップ７８があり、その
キャップは弁の内側部品を調整するためにハウジング６
４から取り外し可能である。弁装置の取り付け又はその
他の保持のためにクリップ８０がハウジング６４内に形
成されている。
【００２７】非磁性のシートの下には磁性閉鎖部材すな
わちアーマチュア部材８２がある。図４及び図５に示さ
れるように、アーマチュアは、好ましくは、平らな上部
すなわち端部８４と壁部材８６を有する長いキャップ部
材である。壁部材は端部８６から基部８８まで垂れ下が
っている。切欠き９０が基部８８近くで壁部材に形成さ
れて脚部９２を形成している。好ましい実施例におい
て、アーマチュアは四つの脚部を有している。壁部材は
アーマチュアの中空の内側部分を限定している。この中
空の内側部分は図８に示されている流体チャンバすなわ
ち差圧チャンバ７４を与える。差圧チャンバ７４は流体
の流れを許容するように第１及び第２の導管７０、７２
に接続されている。アーマチュアはアーマチュアシート
部材９６に着座する。アーマチュアシート部材９６はハ
ウジングの基部６８と一体的に形成されている。長いア
ーマチュア部材を使用することにより、従来技術のソレ
ノイド弁におけるようにアーマチュアを動作位置に保つ
ためにばね部材を必要としない。
【００２８】一般的に、シート４４は真ちゅうのような
柔らかい材料であり、かつアーマチュアは、硬い材料と
接触する柔らかい材料の組み合わせが上質シールを形成
するように、鉄又は鋼のような硬い材料である。シート
は非磁性ステンレススチールのような硬い材料又はプラ
スチックでもよい。
【００２９】アーマチュアの別の実施例が図８、図９及
び図１０に示されている。この実施例において、アーマ
チュア部材８２ａは平らなディスク部材９８を備えてい
る。平らなディスク部材は、アーマチュアの基部に沿っ
た複数のぎざぎざ１００、１０２によってアーマチュア
８２ａの基部８８ａ内に保持されている。平らなディス
ク部材は形が環状でかつぎざぎざの内側に保持されてい
るがぴったりとは嵌まっていない。
【００３０】図９の別の実施例において、第２の導管の
制限部すなわちオリフィス７５ａはアーマチュア８２ａ
の基部のすぐ下に置かれている。この位置において、オ
リフィス７５ａはアーマチュアシート部材９６ａとして
作用する。平らなディスク部材９８とオリフィス７５ａ
との間のシールは、アーマチュアがアーマチュアシート
９６ａに対して着座位置にあるとき第２の導管部材から
流体チャンバ９４内への流体の漏れを阻止するのに十分
である。
【００３１】弁の更に他の実施例が図１１に示されてい
る。この実施例において、アーマチュア部材８２ｂは長
さが短くされている。アーマチュアは、好ましくは、磁
束回路を完成するために外側部材の端部を少なくとも越
えて伸びている。アーマチュア部材の基部の切欠きはこ
の実施例では必要ない。
【００３２】この実施例にいて、平らなディスク部材は
除去されている。その場所には制限部すなわちオリフィ
ス７５ｂがアーマチュア８２ｂ内で伸びている。これは
アーマチュアシート部材９６ｂをアーマチュア部材８２
ｂの内側内に置く。アーマチュア８２ｂとオリフィス７
５ｂとの間のシールは、アーマチュアがアーマチュアシ
ート９６ｂに対して着座位置にあるとき第２の導管部材
から流体チャンバ内への流体の漏れを阻止するのに十分
である。漏れの阻止により本発明のゼロバイアス特性が
得られる。アーマチュア内へのアーマチュアシートの延
長によりオリフィスを備える必要がない。すなわち、ア
ーマチュアシートは伸ばされることができるが、オリフ
ィスはポート１４の近くの位置に保持される。
【００３３】三つの全ての実施例において、アーマチュ
ア８２の平らな上部８４は非磁性のシート部材４４の下
面５０の開口に対して作用する。アーマチュアは、アー
マチュアが非磁性のシート４４に対して着座される十分
に閉じた位置と、アーマチュア８２がシリンダチャンバ
５８の最下位の可能な位置ある十分に開きかつアーマチ
ュアシート９６に対して着座する位置との間及びこれら
を含む位置の、種々の位置で動作し得る。アーマチュア
が鉛直の下方向に移動することによりアーマチュアが開
口すると、流体通路２６及び非磁性のシート４４を通し
かつ円筒状のチャンバ５８を通すアーマチュアの壁部材
８６の外側の回りを通しかつ流体チャンバ７４内への流
体の流れが許容される。アーマチュアの下方向の移動に
より、このように非磁性のシートの下面５０とアーマチ
ュアの上部８４との間に限定される流体開口が形成され
る。流体チャンバ７４内の流体は第１及び第２の導管７
０、７２によって得られる。
【００３４】流体通路２６の断面直径は、好ましくは、
約２．５４ｍｍ（０．１００インチ）の単位である。非
磁性のシートの断面の内径は、好ましくは、約５．０８
ｍｍ（０．２００インチ）の単位である。これらの直径
はオリフィス７５の断面直径より実質的に大きく、その
オリフィスの直径は、好ましくは、約０．５０８ｍｍ
（０．０２０インチ）の単位である。
【００３５】上述のように、非磁性のシート４４は、好
ましくは、電気巻線５４の鉛直軸線の中心近くに配置さ
れ、それは巻線の最も磁束密度の高い点近くである。ア
ーマチュアはそれ故最も磁束密度の高いこの同じ点近く
に配置される。アーマチュアの壁部分は、好ましくは、
磁束回路を完成するようにこの中心点から下に伸びる。
その長さは少なくとも外側部材１８の底すなわちセクシ
ョン２２の点である。
【００３６】中央部材２４は円筒状のチャンバ５８内で
滑り可能である。中央部材の鉛直方向への移動により、
中央部材の底部分すなわちセクション３６の下側とアー
マチュアの平らな上部８４との間のエアギャップの距離
が有効に変えられる。このエアギャップ距離の変化は中
央部材、アーマチュア及び外側部材の磁束回路の磁気抵
抗を変化させかつ弁装置を調整するのに有用である。中
央部材はボビン５６の内側に締まり嵌めされているリブ
４７及び４８によって最終の移動位置に保持される。中
央部材への接近は取り外し可能なキャップ７８によって
可能である。中央部材の適切な配置が達成されると、中
央部材は溶接のような技術的に知られた手段又はカプセ
ル化の利用により適所に固定される。
【００３７】動作において、磁気閉鎖部材すなわちアー
マチュア８２は、電気巻線を流れる電流によって誘導さ
れる磁束に急速に応答する。磁束は中央部材、アーマチ
ュア、外側部材及びアーマチュアと中央部材との間のエ
アギャップの磁束回路内の巻線によって発生される。電
流が巻線を流れるとアーマチュア８２はシート４４に向
かって引かれる。電流が切られるとアーマチュアは重力
及び中央部材を通る流体の力によりアーマチュアシート
９６に向かって落下する。
【００３８】大気圧より低い圧力（すなわち真空圧）が
ポート１４に加えられると、真空状態がオリフィス制限
部７５及び流体導管７２を通して流体チャンバ７４に連
通される。大気圧の流体が中央部材の入口ポート２８、
流体通路２６を通して中にかつ中央部材の出口ポート３
０を通して外に流れることによって、差圧が流体チャン
バ７４内に生起される。流体は非磁性のシート４４の通
路５２、シート４４とアーマチュア８２との間に形成さ
れた流体開口を通してかつ円筒状のチャンバ５８内のア
ーマチュアの壁部材の外側に沿ってアーマチュアの切欠
き９０を通して、かつ流体チャンバ７４内に続く。流体
チャンバ内の差圧は流体導管７０及びポート１６を介し
て得られる。
【００３９】流体チャンバ７４内の差圧は電気巻線の電
流の附勢レベルの変化に応答するアーマチュアの移動に
よって変えられる。このアーマチュアの移動は大気圧の
流体の流体チャンバとの連通の量を変える。電気巻線を
附勢するとアーマチュアは中央部材に向かって引き付け
られ、重力の力及びシートの流体開口を通る流体の流れ
に打ち勝つ。アーマチュアの上方向への移動は非磁性の
シートによって制限される。
【００４０】本発明に対する電流（ミリアンペア）の関
数としての差圧（水銀柱でインチで表した真空）の変化
の実験的な説明が図１２に示されている。このデータは
本発明のソレノイド弁の一つの実施例のサンプルプロッ
トの表示に過ぎず、本発明の弁の全体的に予期された性
能以外のいかなる特定の結果を示すことを意図するもの
ではない。
【００４１】弁装置の中央部材の磁束通路に沿った移動
は磁束通路内にある中央セグメントの部分を変える。こ
のような移動はアーマチュアと中央部材との間のエアギ
ャップ距離を変えかつそれ故磁束回路の磁気抵抗を変え
る。中央部材は鉛直軸線に沿って移動されて弁の動作に
対する適切な設定点を見つける。一度この設定点が見つ
かると、中央部材はその位置に固定されかつ弁はその設
定点に対する電流対差圧曲線に沿って動作される。
【００４２】動作するとき、アーマチュアはボビンによ
って形成されたチャンバ内で鉛直に動く。アーマチュア
の壁部材の外側の周囲の流体の流れはアーマチュアの移
動のためのスリーブとして作用する。流れ制限部すなわ
ちオリフィス７５を使用することによって、弁の小流量
特性が得られかつ流体チャンバ内の差圧の変化を与える
のにアーマチュアの運動が制限される。
【００４３】アーマチュアシート９６に対向するアーマ
チュアの基部において平らなディスク部材９８を使用す
ることによって、アーマチュアがアーマチュアシートに
対する着座位置にありかつ電流が切られたとき真空源か
らチャンバ内への流体の漏れが阻止される。これは本発
明の弁にゼロバイアス特性すなわち電流ゼロの状態でゼ
ロの出力圧力差を与える。この関係は図１２のグラフに
示されている。更に、平らなディスク部材９８の下のア
ーマチュアシート９６の点におけるオリフィス７５ａの
配置によりヒステリシスの影響が減少される。これによ
りその点における流体導管を小さくできる。
【００４４】電気巻線内の磁束密度が最も高い点に又は
その近くにシート４４を配置することによって、本発明
の弁の圧力差対電流特性の大きな制御性及び反復性を与
える。この磁束密度が最も高い点又はその近くでアーマ
チュアと中央部材との間にエアギャップを与えることに
よって、より有効で応答性の良い弁が提供される。これ
により質量の小さなアーマチュアを使用できる。しかし
ながら、アーマチュアの壁部分は、アーマチュアの全動
作位置に対してアーマチュアが磁束通路内に留まるよう
に適切な長さでなければならない。すなわち、アーマチ
ュアの壁部分はアーマチュアの全動作位置に対して外側
部材の少なくとも底まで伸びなければならない。
【００４５】弁は磁気セグメントを組み立てて磁束回路
を形成することによってつくられる。アーマチュアは最
初に上から弁内に挿入され、ハウジングの基部上のアー
マチュアシートに対して着座するのが許容される。非磁
性のシート４４はボビンによって限定されるチャンバの
中央内に押し込まれる。非磁性のシートは、好ましく
は、電気巻線の中央を通る長手方向軸線の中間点すなわ
ち磁束密度が最も高い点に可能な限り近く配置される。
シートに沿うリブはシートを適所に保持するのに必要な
締まり嵌めを与える。
【００４６】中央部材は弁の中央内でシートの上に押し
込まれる。電流が巻線に流されかつ真空源が真空源ポー
ト１４に接続される。流体チャンバ内の圧力差がポート
１６を介して得られかつ測定される。所与の真空圧に対
する出力差圧の適当な設定点になるまで中央部材は更に
弁中央内に押し込まれかつ測定が行われる。その点にお
いて、中央部材の位置は溶接又はその他の適当な手段に
よって固定され、弁の残りの部分はフィルタ及び中央部
材の上部に置かれたキャップとともに組み立てられる。
【００４７】電気機械式弁装置の別の実施例が全体を１
１０で図１３に示されている。好ましい実施例で示され
ているように、弁装置１１０は、図１４で最も良くわか
る大気圧の流体を弁内に取り入れるための上ポート１１
２と、真空（大気圧より低い）源から又はそこへ流体を
送るためのポート１１４とを備えている。出口ポート１
１６は弁装置１１０内の差圧を入手すための手段を与え
る。上述のように、圧力を入手するための手段は真空モ
ータ、ダイヤフラム作動組立体又はその他の形式の圧力
応答装置を動作するために利用され得る。
【００４８】電気機械式弁装置１１０は、図１４、図１
５及び図１６に詳細に示されるように、磁束通路を有す
る磁束回路を限定するように作用する複数の隣接する磁
気セグメントを備えている。セグメントは、弁装置の軸
線とほぼ平行に向けられた中間セクション１１９と好ま
しくは上セクション１２０及び下セクション１２２を含
む二つの端部セクションを有する鉄の外側部材すなわち
取り付けブラケット１１８を備えている。外側部材は更
に移動可能な調整板１２３を備えている。磁束回路には
ほぼ円筒状の中央部材１２４がある。中央部材１２４は
入口ポート１２８と出口すなわち出力ポート１３０のあ
る流体通路１２６を限定する中空の通路を有している。
中央部材１２４は鉄又はその他の強磁性材料でつくられ
かつ密封するための公知の構造の０リング１３４を受け
る切欠き１３２が設けられている。中央部材１２４の底
には非磁性の弁シート１３６が取り付けられている。
【００４９】電気巻線１５４は中央部材１２４の上に取
り付けられている。非磁性の弁シート１３６は、好まし
くは、巻線１５４の鉛直軸線の中央近くに配置される。
巻線１５４は上表面、下表面及び内径表面がボビン１５
６に収容され、そのボビンはプラスチックその他の非磁
性材料でつくられる。ボビン１５６は中央部材１２４を
収容するのに利用される円筒状のチャンバ１５８を形成
する。中央部材１２４は、他の実施例と比較して、磁束
回路内で単独の調整可能な部材ではない。もっとも、中
央部材は初期のエアギャップの透過性の調整を可能にす
るように巻線１５４の鉛直軸線に沿って移動可能であ
る。
【００５０】電気巻線１５４は図１３及び図１５に示さ
れる一対の端子１６０、１６２に接続される。端子１６
０、１６２は巻線１５４に電流を供給できる適当な電源
に接続される。上述のように、電源は直流電源、方形波
発生器、可変抵抗器、パルス幅変調回路又は信号源とし
て機能する自動車搭載コンピュータであり得る。
【００５１】端子１６０、１６２及びボビン１５６はハ
ウジング１６４によって動作関係に保持されている。ハ
ウジング１６４は、好ましくはプラスチックで形成さ
れ、ボビン１５６及びそのボビン１５６の上の中央部材
１２４のための構造的支持体を与える。ハウジング１６
４は外側部材１１８の回りで伸びる横部分１６６を有し
かつ外側部材１１８用の支持体及び被いを形成する。ハ
ウジング１６４はまた基部１６８を備え、その基部内に
二つの導管が形成されている。第１の流体導管１７０は
オリフィス１７３で始まりかつポート１１４で終わる。
第２の流体導管１７２はポート１１６で終わる。二つの
導管１７０、１７２は流体チャンバ１７４内で交差す
る。オリフィス１７３は弁組立体１１０内の流体の流れ
を制限するように内径が約５．５０８ｍｍ（０．０２０
インチ）である。オリフィス１７３の制限は、中央部材
１２４を通る流体通路１２６の横断面積より実質的に小
さい横断面積である。
【００５２】中央部材１２４の上にはフィルタ１７６が
あり、そのフィルタは中央部材１２４の上部の回りに嵌
まっている。フィルタは物体が弁装置１１０内に不適当
に入るのを阻止する。フィルタ１７６の上にはキャップ
１７８があり、そのキャップはハウジングから取り外し
可能である。クリップ１８０がハウジング１６４に形成
されて弁装置１１０の取り付け又はその他の保持を可能
にしている。
【００５３】非磁性の弁シート１３６の下には弁閉鎖部
材すなわちアーマチュア部材１８２がある。アーマチュ
ア１８２は図４及び図５に示されるアーマチュア８２と
又は図８、図９、図１０及び図１１に示される別のアー
マチュアの構造８２ａ及び８２ｂと同じ構造でもよい。
【００５４】図１４及び図１５に見られるように、アー
マチュア１８２の平らな上部１８４は非磁性の弁シート
１３６の開口に対して作用する。アーマチュア１８２
は、アーマチュア１８２が非磁性の弁シート１３６に対
して着座する完全に閉じた位置と、アーマチュア１８２
が円筒状のチャンバ１５８内の可能な最も下の位置にあ
りかつアーマチュアシート１９６に着座している完全に
開いた位置との間及びそれを含む位置の種々の位置で動
作する。アーマチュア１８２が鉛直方向下に移動してア
ーマチュア１８２が開くと、流体は流体通路１２６及び
非磁性のシート１３６を通してかつ円筒状のチャンバ１
５８を通るアーマチュア１８２の壁部材１８６の外側の
回りを通して流体チャンバ１７４内に流れる。アーマチ
ュアが下方向に動くと、非磁性の弁シート１３６の下面
とアーマチュア１８２の平らな上部との間に限定される
流体開口が形成される。流体チャンバ１７４内の流体は
第１及び第２の導管１７０、１７２によって入手され
る。
【００５５】流体通路１２６の横断面直径は、好ましく
は、２．５４ｍｍ（０．１００インチ）の単位である。
非磁性の弁シート１３６の横断面の内径は、好ましく
は、５．０８ｍｍ（０．２００インチ）の単位である。
これらの直径はオリフィス１７３の横断面直径より実質
的に大きく、そのオリフィスの直径は、好ましくは、
０．５０８ｍｍ（０．０２０インチ）の単位である。
【００５６】上述のように、非磁性の弁シート１３６
は、好ましくは、電気巻線１５４の鉛直軸線の中央近く
に配置され、それは巻線１５４の磁束密度が最も高い点
又はその近くである。それ故アーマチュア１８２は磁束
密度の最も高いこの同じ点近くに配置される。アーマチ
ュア１８２の壁部分１８６は、好ましくは、磁束回路を
完成するためにこの中央点から下に伸びる。その長さ
は、好ましくは、少なくとも外側部材１１８の下部分１
２２の点までである。
【００５７】中央部材１２４の下の位置、非磁性の弁シ
ート１３６及びアーマチュア１８２の上の位置は第１す
なわち初期のエアギャップ（又は磁気透過性材料が実質
的にない部分）を限定する。このエアギャップを調節す
ると、中央部材１２４、アーマチュア１８２及び外側部
材１１８の磁束回路の磁気抵抗を部分的に変える。中央
部材１２４は一度所定の位置に置かれると、ボビン１５
６の内側及び中央部材１２４の外側との締まり嵌めによ
って適所に保持される。
【００５８】外側部材１１８の形状により補助ギャップ
が設けられる。外側部材１１８は、装置１１０の軸線に
平行な平面内でかつ磁束回路内で、図１７に最も良く見
られるようにほぼ長方形のセグメント１１９を形成す
る。セグメント１１９の中央近くでセグメント１１９か
ら強磁性材料が取り除かれて、バー１２１を形成してい
る。バー１２１は外側部材１１８の構造的支持体を与え
かつ上部分１２０及び下部分１２２を固定の関係に保
つ。外側部材１１８に隣接して配置された移動可能な調
整板１２３は少なくとも一方の縁に駆動歯１２９のラッ
クが設けられ、図１６に最も良く示されるように、リテ
ーナ１３３によってハウジング１６４内に成形された空
洞１３１内の位置に保持されている。移動可能な調整板
１２３は、その調整板が外側部材１１８のセグメント１
１９に隣接して位置決めされるまで、最初に空洞１３１
内に押される。ほぼ円筒状の調整空洞１３７は空洞１３
１の側部に配置されかつ非磁性の調整駆動歯車２０２を
受けている。移動可能な調整板１２３は概して静止して
いるが、移動可能な調整板１２３の駆動歯１２９のラッ
クと係合する非磁性の調整駆動歯車２０２を介して加え
られるトルクのような外部の力によって、弁装置１１０
の軸線に平行な通路内で、その通路のハウジング１６４
の軟らかい材料を切り取ることによって移動可能であ
る。その結果のセグメント１１９の主要部分と移動可能
な調整板１２３との間のエアギャップは、中央部材１２
４、アーマチュア１８２及び外側部材１１８の磁束回路
の磁気抵抗を別の部分で確立する補助のエアギャップを
形成する。
【００５９】動作において、磁気閉鎖部材すなわちアー
マチュア１８２は電気巻線１５４を流れる電流から誘導
される磁束に急速に応答する。磁束は中央部材１２４、
アーマチュア１８２、外側部材１１８及びアーマチュア
１８２と中央部材１２４との間のエアギャップによって
限定される磁束回路を経て巻線１５４によって発生され
る。電流が巻線１５４を通して流れると、アーマチュア
１８２は非磁性の弁シート１３６に向かって引かれる。
電流が切られると、アーマチュア１８２は重力及び中央
部材１２４を通る流体の力によってアーマチュアシート
１９６に向かって降下する。ばねのような弾性部材が中
央部材１２４とアーマチュア１８２との間に随意に配置
されてアーマチュア１８２を非磁性の弁シート１３６か
ら離す方向に偏倚できる。
【００６０】大気圧より低い圧力（すなわち真空）がポ
ート１１４に加えられると、真空状態は流体導管１７０
及び１７２を通して流体チャンバ１７４に連通される。
大気圧の流体が中央部材の入口ポート１２８、流体通路
１２６を通して中にかつ中央部材の出力ポート１３０を
通して外に流れることによって流体チャンバ１７４内に
差圧が生起される。流体は、非磁性の弁シート１３６内
に形成された流体開口を通し、円筒状のチャンバ１５８
内のアーマチュア１８２の壁部材１８６の外側の回りを
通しかつ流体チャンバ１７４内に続く。流体チャンバ内
の差圧は流体導管１７２及び１１６を介して入手され
る。
【００６１】流体チャンバ１７４内の圧力差は電気巻線
１５４を流れる電流の附勢レベルの変化に応答するアー
マチュア１８２の運動によって変えられる。このアーマ
チュア１８２の運動は大気圧の流体が流体チャンバ１７
４と連通する程度を変化する。電気巻線１５４を附勢す
ると、アーマチュア１８２は中央部材１２４に向かって
引き付けられ、重力及び非磁性の弁シート１３６の流体
開口を通る流体の流れの力に打ち勝つ。アーマチュア１
８２の上方向の運動はこのように非磁性の弁シート１３
６によって制限される。
【００６２】弁装置の中央部材１２４が取り付けられて
固定された後、磁束通路に沿った移動可能な調整部材１
２３の移動により外側セグメント１１８が変化し、磁束
通路の透過性が変わる。移動可能な調整部材１２３の移
動により外側部材のセグメント１１９と調整板すなわち
調整部材１２３との間の補助エアギャップ距離が変わる
ので、磁束回路の磁気抵抗が変えられ得る。調整板１２
３は鉛直軸線に沿って移動して弁装置１１０の動作に対
する適切な設定点を見つける。一度設定点が見つかる
と、調整板は溶接又はカプセル化（ｅｎｃａｐｓｕｌａ
ｔｅ）の使用のような技術的に知られた手段によってそ
の位置に固定される。ダストカバー１４１がその後調整
板１２３及び空洞１３１、１３７の上の被せられて調整
を保護しかつ円形のカラー１４３内に嵌められる。この
ように、弁装置１１０はその設定点に対する電流対圧力
差曲線に沿って連続的に動作される。
【００６３】非磁性の弁シート１３６を電気巻線１５４
内の磁束密度が最も高い点又はその近くに配置すること
により、本発明の弁装置の圧力差対電流特性の優れた制
御性及び反復性が得られる。磁束密度が最も高い点又は
その近くでアーマチュア１８２と中央部材１２４との間
に主なエアギャップを与えることによって、より効率の
良いかつ応答性の良い弁装置が提供される。これにより
小さな質量のアーマチュア１８２の使用が許容され、高
周波数入力電流の弁装置の使用が許容される。しかしな
がら、アーマチュア１８２の壁部分は、アーマチュア１
８２の全ての動作位置に対してアーマチュア１８２が磁
束通路内に残るように適当な長さでなければならない。
すなわち、アーマチュアの壁部分１８６は少なくともア
ーマチュア１８２の全ての動作位置に対して外側部材１
１８の下部分１２２まで伸びる。
【００６４】弁装置１１０のこの別の実施例は磁気セグ
メントを磁束回路を形成するように組み立てることによ
ってつくられる。始めに、非磁性のボビン１５６に適当
な空洞、導管及びオリフィスが成形される。この時電極
１６０、１６２がボビン１５６内に成形される。巻線１
５４が好ましい巻数が得られるまでボビン１５６の回り
で巻かれ、巻数１５４の緩み端部は電極１６０及び１６
２にはんだ付けされる。アーマチュアは、それから、ボ
ビン１５６内にその上部から挿入されかつボビン１５６
の基部のアーマチュアシート１９８に対して着座でき
る。
【００６５】外側部材１１８は、調整板１２３なしでボ
ビン１５６の回りに位置決めされる。平らな上部１２０
は穴１２５が設けられかつボビン１５６の上表面上で滑
り、下部分１２２はボビン１５６の基部の適当に成形さ
れた切欠きを囲むヨーク（ｙｏｌｋ）１２７が設けられ
ている。中央部材１２４はそれから穴１２５を通してボ
ビン１５６内に押し込まれ、弁装置１１０の中央内及び
アーマチュア１８２の上に押し込まれる。ハウジング１
６４がその後組立体の回りで成形されて弁装置１１０の
残りの外観を形成する。
【００６６】移動可能な調整板１２３は図１８に示され
るように空洞１３１内に嵌められる。調整装備２２０及
び弁装置１１０を備える電気機械式弁装置の調整機構２
２２が移動可能な調整板１２３を最終的に位置決めする
ために使用される。調整装備のステップモータ２０６の
非磁性の駆動軸２０４に取り付けられた非磁性の駆動歯
車２０２はほぼ円筒状の空洞１３７内に手動で又は自動
的に装入される。非磁性駆動歯車２０２は移動可能な調
整板１２３の一方の縁の駆動歯のラックと係合される。
制御電流がマイクロプロセッサ２０８の制御の下で巻線
に流されかつ固定の真空源が真空源ポート１１４に接続
される。流体チャンバ１７４内の差圧がポート１１６を
介して入手されかつセンサ２１０によって測定される。
調整板１２３は非磁性の駆動歯車２０２の回転によって
移動されて、固定の真空圧力に対する出力差圧の適切な
設定点が得られるまで、センサ２１０により差圧から得
られた測定値に基づいて補助エアギャップを変える。そ
の点において、調整板１２３の位置は溶接又はその他の
適当な手段によって固定され、弁装置１１０の残りの部
分が組み立てられる。
【００６７】
【発明の効果】本発明の幾つかの実施例が説明されて来
たが、本発明はこれらの実施例に限られない。本発明の
属する分野の技術者は本発明の範囲内で改良、変更が可
能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の比例ソレノイド弁の側立面図である。
【図２】本発明の比例ソレノイド弁の上平面図である。
【図３】磁束回路を示す、図２の線３−３に沿って切断
した断面図である。
【図４】磁束回路の幾つかの要素の展開斜視図である。
【図５】図４の線５−５に沿って切断した断面図であ
る。
【図６】本発明の弁の内側部分の側立面図である。
【図７】図６に示された弁部分の上平面図である。
【図８】アーマチュアの基部に平らなディスク部材を有
する本発明の別の実施例の側立面図である。
【図９】図８の実施例の磁束回路の幾つかの要素の展開
斜視図である。
【図１０】図９の線１０−１０に沿って切断した断面図
であって一部を取り除いて示す図である。
【図１１】アーマチュアシートと接触するようにつくら
れたアーマチュアの端部を有する本発明の他の実施例の
側立面図である。
【図１２】電流の関数としての圧力差に対する実験的デ
ータのプロットを示すグラフである。
【図１３】組み立て後の装置の精密な調整のための移動
可能調整板が設けられた本発明の比例ソレノイド弁の実
施例の側立面図である。
【図１４】図１３の線１４−１４に沿って見た断面図で
あって、本発明の精密な調整のための移動可能調整板の
詳細を示す図である。
【図１５】図１４の線１５−１５に沿って見た断面図で
あって、本発明の内部の構成要素を示す図である。
【図１６】図１４の線１６−１６に沿って見た断面図で
あって、本発明の精密な調整のための移動可能調整板の
詳細を示す図である。
【図１７】移動可能調整板、外側部材すなわち磁束回路
のセグメントを形成する取り付けブラケット、及び本発
明の精密な調整のための調整装備の一部の斜視図であ
る。
【図１８】本発明の調整のための調整装備の単純化した
ブロック線図である。
【符号の説明】
１０ 弁装置 １２ 上ポート １４ ポート １６ 出口ポー
ト １８ ブラケット ２０、２２ セ
クション ２４ 中央部材 ２６ 流体通を ２８ 入力ポート ３０ 出力ポー
ト ４４ シート部材 ５４ 巻線 ５６ ボビン ５８ チャンバ ６４ ハウジング ７４ 差圧チャ
ンバ ７５ オリフィス ８２、８２ａ、８２ｂ アーマチュア部材 ９６、９６ａ、９６ｂ アーマチュアシート部材 １１０ 弁装置 １１２ 上ポー
ト １１４ ポート １１６ 出口ポ
ート １１８ 外側部材 １２４ 中央部
材 １１９ セグメント １２３ 調整板 １３１ 空洞 １３６ 弁シー
ト １３７ 調整空洞 １５４ 巻線 １５８ チャンバ １７４ 差圧チ
ャンバ １８２ アーマチュア部材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ティボー・バロン アメリカ合衆国イリノイ州61021，ディ クソン，メディナー・コート 704，ア パートメント ビー (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F16K 31/00 - 31/11

Claims (12)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 軸方向区域を有する電気巻線と、 複数の隣接する磁気セグメントを含む磁束通路を限定す
    る前記巻線用の磁束回路であって、前記磁気セグメント
    が流体通路を限定する前記軸方向区域の一部に亙って伸
    びるほぼ円筒状の中央セグメント、外側セグメント及び
    流体通路の第１の端部に隣接する端部セグメントを備え
    る磁束回路と、 前記軸方向区域内において流体通路の他端と整合されか
    つその他端近くに配置された中央開口を有する環状の非
    磁性のシート手段と、 前記セグメントの一つを備え、非磁性のシート手段に隣
    接して配置されかつ前記軸方向区域に沿って移動可能な
    磁気閉鎖手段であって、流体通路及びシート手段の中央
    開口を介して所定の圧力差によって偏倚される流体の流
    れが電気巻線の附勢レベルを変えることによって調節さ
    れ得るように磁気通路を完成する磁気閉鎖手段と、 前記磁気閉鎖手段を包囲するようにかつ前記磁気閉鎖手
    段の運動を強制的に前記軸方向区域にほぼ平行にするよ
    うに前記シート手段に隣接して円筒状部分を有するチャ
    ンバを限定する手段と、 を備え、前記外側セグメントの少なくとも一部が、その
    外側セグメントの一部を前記磁束通路内で調整しかつ外
    側セグメントに隣接するエアギャップの大きさを調整す
    るために前記磁束通路に沿って前記弁装置内で物理的に
    移送可能であり、前記閉鎖手段が少なくとも部分的に前
    記軸方向区域内にありかつ前記シート手段に対抗する位
    置とそこから離れた位置との間で移動可能である電気機
    械式弁装置。
  2. 【請求項２】 与えられた圧力差を付与するために電気
    巻線の与えられた附勢レベルに対して弁装置の応答を対
    応して調整するように、前記磁束通路に沿っての前記外
    側セグメントの移送により前記磁束通路内での前記セグ
    メントの前記部分及びエアギャップの距離が変わってそ
    れによって磁束通路の磁気抵抗が変わる請求項１に記載
    の電気機械式弁装置。
  3. 【請求項３】 前記外側セグメントの前記部分が、前記
    外側部材の前記部分と前記外側部材との間のエアギャッ
    プを調整するために前記弁穴内で相対的に移動可能であ
    る請求項１に記載の電気機械式弁装置。
  4. 【請求項４】 前記外側セグメントが複数のセクション
    を備え、前記セクションの一つが前記磁束通路に沿った
    位置に実質的に方向が決められ、 前記方向決めされたセクションが二つの隔てられた端部
    を備え、 前記外側部材の前記可動部分が、前記隔てられた端部の
    間の距離を実質的にわたるようにかつ前記可動部分と前
    記端部の一つとの間でエアギャップ距離を形成するよう
    に、前記方向決めされたセクションに実質的に平行にか
    つ前記隔てられた端部間で位置決めされている請求項３
    に記載の電気機械式弁装置。
  5. 【請求項５】 前記外側セグメントが前記隔てられた端
    部の間に中央部分を備え、前記可動部分が前記中央部分
    に隣接して配置されている請求項４に記載の電気機械式
    弁装置。
  6. 【請求項６】 軸方向区域を有する電気巻線と、 複数の隣接する磁気セグメントを含む磁束通路を限定す
    る前記巻線用の磁束回路であって、前記磁気セグメント
    が流体通路を限定する前記軸方向区域の一部に亙って伸
    びるほぼ円筒状の中央セグメント、外側セグメント及び
    流体通路の第１の端部に隣接する端部セグメントを備え
    る磁束回路と、 前記軸方向区域内において流体通路の他端と整合されか
    つその他端近くに配置された中央開口を有する環状の非
    磁性のシート手段と、 前記セグメントの一つを備え、非磁性のシート手段に隣
    接して配置されかつ前記軸方向区域に沿って移動可能な
    磁気閉鎖手段であって、流体通路及びシート手段の中央
    開口を介して所定の圧力差によって偏倚される流体の流
    れが電気巻線の附勢レベルを変えることによって調節さ
    れ得るように磁気通路を完成する磁気閉鎖手段と、 前記磁気閉鎖手段を包囲するようにかつ前記磁気閉鎖手
    段の運動を強制的に前記軸方向区域にほぼ平行にするよ
    うに前記シート手段に隣接して円筒状部分を有するチャ
    ンバを限定する手段と、を備え、 前記外側セグメントが前記弁装置内で相対的に移動可能
    な部分を有し、 前記外側セグメントが、更に、複数のセクションを備
    え、前記セクションの一つが前記磁束通路に実質的に沿
    って方向が決められ、 前記方向決めされたセクションが二つの隔てられた端部
    を有し、 前記外側部材の前記可動部分が、前記隔てられた端部の
    間の距離を実質的にわたるようにかつ前記外側部材の前
    記可動部分と前記端部の一つとの間でエアギャップ距離
    を形成するように、前記方向決めされた部分に実質的に
    平行にかつ前記隔てられた端部間で位置決めされ、 前記外側部材の前記可動部分が、前記磁束通路内の前記
    セグメントの部分を調整しかつ前記可動部分に隣接した
    前記エアギャップの大きさを調整するように物理的に移
    動可能であり前記閉鎖手段が少なくとも部分的に前記軸
    方向区域内にありかつ前記シート手段に対抗する位置と
    そこから離れた位置との間で移動可能である電気機械式
    弁装置。
  7. 【請求項７】 更に、前記外側セグメントの前記可動部
    分を前記磁束回路に沿って移動させるための駆動係合手
    段を備え、 前記弁装置は、前記可動部分を前記弁装置内で移動しか
    つ前記エアギャップの距離を変えかつこのようにして磁
    束回路の磁気抵抗を変えて所与の圧力差を与えるべく電
    気巻線の所与の附勢レベルに対する弁装置の所定の応答
    を与えるように、前記可動部分の前記駆動係合手段に力
    を加えることによって調整される請求項６に記載の電気
    機械式弁装置。
  8. 【請求項８】 前記駆動係合手段が前記可動部分の少な
    くとも一方の縁に沿って配置された歯車の歯を備える請
    求項７に記載の電気機械式弁装置。
  9. 【請求項９】 前記可動部分に配置された前記歯車の歯
    に加えられる力が非磁性歯車駆動手段によって発生され
    る請求項８に記載の電気機械式弁装置。
  10. 【請求項１０】 弁装置と調整装置とを備えた電気機械
    式弁装置調整機構において、 前記弁装置が、 軸方向区域を有する電気巻線と、 複数の隣接する磁気セグメントを含む磁束通路を限定す
    る前記巻線用の磁束回路であって、前記磁気セグメント
    が流体通路を限定する前記軸方向区域の一部に亙って伸
    びるほぼ円筒状の中央セグメント、外側セグメント及び
    流体通路の第１の端部に隣接する端部セグメントを備え
    る磁束回路と、 前記軸方向区域内において流体通路の他端と整合されか
    つその他端近くに配置された中央開口を有する環状の非
    磁性のシート手段と、 前記セグメントの一つを備え、非磁性のシート手段に隣
    接して配置されかつ前記軸方向区域に沿って移動可能な
    磁気閉鎖手段であって、流体通路及びシート手段の中央
    開口を介して所定の圧力差によって偏倚される流体の流
    れが電気巻線の附勢レベルを変えることによって調節さ
    れ得るように磁気通路を完成する磁気閉鎖手段と、 前記磁気閉鎖手段を包囲するようにかつ前記磁気閉鎖手
    段の運動を強制的に前記軸方向区域にほぼ平行にするよ
    うに前記シート手段に隣接して円筒状部分を有するチャ
    ンバを限定する手段と、を備え、 前記外側セグメントが前記弁装置内で相対的に移動可能
    な部分を有し、 前記外側セグメントが、更に、複数のセクションを備
    え、 前記セクションの一つが前記磁束通路に実質的に沿って
    方向が決められ、前記方向決めされたセクションが二つ
    の隔てられた端部を有し、 前記外側部材の前記可動部分が、更に駆動係合装置が設
    けられ、かつ前記隔てられた端部の間の距離を実質的に
    わたるようにかつ前記外側部材の前記可動部分と前記端
    部の一つとの間でエアギャップ距離を形成するように、
    前記方向決めされた部分に実質的に平行にかつ前記隔て
    られた端部間で位置決めされ、 前記外側部材の前記可動部分が、前記磁束通路内の前記
    セグメントの部分を調整しかつ前記可動部分に隣接した
    前記エアギャップの大きさを調整するように物理的に移
    動可能であり、 前記閉鎖手段が少なくとも部分的に前記軸方向区域内に
    ありかつ前記シート手段に対抗する位置とそこから離れ
    た位置との間で移動可能であり前記調整装置が、前記駆
    動係合手段を係合するための磁気駆動手段と、前記エア
    ギャップの距離をかつこれにより磁束回路の磁気抵抗を
    変えて所与の圧力差を与えるべく電気巻線の所与の附勢
    レベルに対して弁装置の所定の応答を得るように前記外
    側セグメントの前記可動部分の移動を制御するための制
    御手段とを備えている電気機械式弁装置調整機構。
  11. 【請求項１１】 前記制御手段は、前記弁装置の前記圧
    力差を測定するように前記検出手段の出力を比較し、か
    つ前記駆動手段に前記弁装置内の前記外側セグメントの
    前記可動部分の位置を調整させて前記エアギャップの距
    離をかつこれにより磁束回路の磁気抵抗を変えて所与の
    圧力差を与えるべく電気巻線の所与の附勢レベルに対し
    て弁装置の所定の応答を得る請求項１０に記載の電気機
    械式弁装置調整機構。
  12. 【請求項１２】 前記制御手段は、前記弁装置の前記圧
    力差を測定するように前記検出手段の出力を比較しかつ
    前記駆動手段に前記弁装置内の前記外側セグメントの前
    記可動部分の位置を調整させて前記エアギャップの距離
    をかつこれにより磁束回路の磁気抵抗を変えて所与の圧
    力差を与えるべく電気巻線の所与の附勢レベルに対して
    弁装置の所定の応答を得るマイクロプロセッサで制御さ
    れる装置である請求項１１に記載の電気機械式弁装置調
    整機構。
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