JPH0549871B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 (イ) 産業上の利用分野 本発明はダイヤフラム作動弁と併用して流体制
御するように作動する電磁ソレノイド弁に有用な
電磁弁組立体に関する。

(ロ) 従来技術 この種のソレノイド弁は知られていて、液圧又
は空気圧流を制御するために使用される。そのよ
うな弁の組合わせは、ばね負荷され、接続棒又は
ボール弁と関連して動作可能な、或は特殊な材料
で作つた可撓性ダイヤフラムを有数る複合組立体
である。これら装置はソレノイドを通る電流又は
電圧の変化に応答して流体が流体の流れ又は圧力
の関数として弁を流れるのを許容する。これら弁
のあるものは定常状態で（すなわち、特定の電圧
での直流の流れ）で動作し、この状態では機械的
ばね偏倚、電界又は流体圧もしくはそれらすべて
が平衡にされるか調節され、弁が特定のモードで
作動できるようにする。これらの弁は一般に電気
的に調節できない。しかしながら、少くとも一つ
の場合には、ねじの如き可調節手段がありばねの
偏倚力に抗して作用する流体流と圧力とを変えそ
れにより弁の作用を変える。これら種々の装置の
偏倚ばねはソレノイドコイルの巻数、構成材料及
び組立体の寸法の如きものを変えることができ
る。これら装置は幾分複雑で組み立てに比較的費
用がかさむ。

そのようなソレノイド弁は排ガスの酸素含有
量、車両速度、エンジンの回転数（RPM）、エン
ジン温度等の如き物理的パラメータを表示する入
力信号を受ける種々のマイクロプロセツサを装備
した近代の自動車に特に使用される。そのような
マイクロプロセツサはこれら入力データ信号を受
け、データを評価又は比較し若しくは評価及び比
較し、燃料入力、火花発生又はその他の動作パラ
メータを制御できる信号を発生する。この場合
に、そのようなマイクロプロセツサはソレノイド
弁を特定の電流振幅で作動させる出力信号を発生
してマニホルド真空の如き可変の流体源から予見
できる、すなわち所望の出力を出すことがてき
る。前記した自動車のマイクロプロセツサは方形
波信号の動作周期すなわちオン時間を制御して流
体圧力すなわち真空出力を特定のアンペア数信号
に対し所望のレベルに保持できる。この制御はエ
ンジン隔室とソレノイドとの温度が変化しても達
成できる。電流信号はまた閉ループ制御を必要と
しない場合には信号発生器又は簡単な給電装置の
如きもつと簡単な装置からも得られる。

(ハ) 発明が解決しようとする問題点 本発明の目的は、特に、変化する入力電気信号
に電磁的に応答し、磁束を調節可能である、構造
の簡単な電磁弁組立体を得ることである。

(ニ) 問題点を解決するための手段 本発明による電磁弁組立体は、頂部及び底部を
有する磁性材の第１の部材と、第１の部材の頂部
付近に取り付けられた磁性材の頂部部材と、前記
頂部部材を貫通して延びている磁性材の中心部材
と、中心部材を越えて延びている弁座と、第１の
部材の底部に取り付けられ弁座の付近に室を形成
する基部部材と、室内で弁座から所定の距離に位
置決めされた磁性の閉鎖部材であつて、第１の部
材、頂部部材及び中心部材と共に磁性の閉鎖部材
と中心部材との間に形成されたエアギヤツプＸを
含む磁束経路を完成する磁性の閉鎖部材と、 磁束経路を通る磁束の流れを形成する手段と、
を備えて成り、前記頂部部材が少くとも２つの部
分から成り、電磁経路の磁気抵抗を変えるため前
記頂部部材の部分の少くとも一方が他方の部分に
関して相対的に可動に構成させている。

(ホ) 作用 本発明は出口ポートを有する内部の中心室内の
非磁性の弁座で終る中心孔を有する電磁ソレノイ
ド弁組立体に有用である。この室内で非磁性の弁
座に接触し、従つて孔と出口ポートとの間の流れ
を密封する作用を行う平たいデイスクのアーマチ
ユアすなわち閉鎖部材が設けてある。この装置は
中心孔と出口ポートとの間に特定の圧力差を保持
するよう作用する。磁性の閉鎖部材を作用させる
ために必要な磁気的に誘導された力は磁性の閉鎖
部材の質量と非磁気の弁座の直径とに影響を受け
る。中心孔と出口ポートとの間をこの部材を通し
て流体の流れを連通させるため、閉鎖部材は穿
孔、のこぎり歯状にするがその他の凹部を付ける
ことができる。本発明は既知の弁手段と併用でき
る。更にまた、ソレノイドは真空作動が圧力作動
の装置を制御するため流体圧力を使用する場合に
作用せしめられるようにすることができる。

特に、本発明によれば、組み立ての最終段階に
おいて電磁ソレノイド弁すなわち電磁弁組立体の
磁気抵抗を調節してそのような電磁弁組立体に伴
うエアギヤツプを正確に決める手段が設けてあ
る。

(ヘ) 実施例 同じ符号が同じ部品を示す添付図面を参照して
以下に本発明の実施例を説明する。

本発明に関連する電磁弁組立体１０が第１図に
おいて垂直に配向されて示されかつダイヤフラム
作動の弁組立体１２と協働して自動車又はその他
の装置に使用する動作組合せ体１１を形成するよ
うにして示してある。動作組合せ体１１は真空源
３００と真空作動モータ３０１との間に連結され
ている。本発明に使用した意味での真空は大気圧
以下の圧力である。電磁弁組立体１０は頂部１３
と底部１５とを有する外部部材すなわち装着ブラ
ケツト１４（第２図、第５Ａ図及び第５Ｂ図）
と、中空円筒形の磁性のコア極片すなわち中心部
材１６と、下面２１を有する非磁性材の弁座２０
（第６図）と、環状の磁性の閉鎖部材２２（第３
図）と、少くとも一つの開口１２９を形成する基
部部材２３とを含んでいる。第１図には電気的接
続手段１５０が示してあり、この実施例ではこの
手段は１対の導体１５４により適当な動力源１５
２に接続できる１対の端子である。動力源１５２
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よう自動車
に装備したコンピユータでも良い。

極片１６は入口ポート２６と出口ポート２８と
を有する円筒形の中心通路すなわち孔２４を限定
している。極片１６の回りには円筒形のスリーブ
すなわち基準部材３０が装着され、このスリーブ
は磁束密度を高くするため磁性材で作ることが好
ましい。電気巻線１８全体がプラスチツク材料の
ボビンの上面、下面及び周面で包囲されてボビン
３２に巻かれ、このボビンはスリーブ３０を囲み
かつそれと係合し、従つて、磁性の極片１６をそ
の軸線方向寸法の大部分にわたり包囲しそれに係
合している。極片１６、スリーブ３０、ボビン３
２及び電気巻線１８から成る補助組立体がブラケ
ツト１４（第５Ａ図）により限定された開口すな
わちスロツト３５とボビン３２により限定された
フランジ３６に適所に装着され、それに堅固に固
定保持されている。この第１の実施例では、カプ
セル３８が電気巻線１８を包囲しているが、この
カプセルは機能的には必須でない。好ましくは、
磁性材で作るワツシヤ保持体すなわち頂部部材４
０が第２図においてカプセル３８の頂部に装着さ
れ開口４２を形成している。極片１６とスリーブ
３０とは開口４２を貫通して突出している。ブラ
ケツト１４はその上限にタブ４３を形成し、この
タブはワツシヤ保持体４０上に成形され保持体４
０と部分組立体とをブラケツト１４に固定する。
第６図に示してあるように、極片１６はその最下
部付近にシールスロツト４６を限定し、極片１６
は外周４７と下面４５とを有するフランジすなわ
ち直角の足部４４で終つている。スリーブ３０は
その最下部に外周４９を有するフランジ４８及び
壁５１を有する座ぐり孔５０を形成している。非
磁性の弁座２０は肩部５２、開口５３、外面５６
並びに内面５８を有する壁５４及び第６図に
「Ｙ」で示した直径を形成している。フランジ４
４，４８の外径４７，４９はそれぞれ等しく弁座
２０の内面５８に接触している。スリーブすなわ
ち基準部材のフランジ４８は肩部５２に当接しか
つ開口５３に押しばめされてそれに保持されてい
る。極片１６はその垂直軸線に沿いフランジ４８
をフランジ４４に当接させるか極片すなわち中心
部材１６を弁座２０の下面２１と閉鎖部材２２と
に一層近接させる。従つて、極片１６は距離の関
数である特定の力の要件に合致するよう調節でき
る。極片１６、弁座２０及びスリーブ３０の変形
実施例の構造が第１１図と第１２図とに示してあ
る。第１１図にはスリーブ３０と非磁気の弁座２
０とが薄い壁の管材で作つた単一の引抜いた非磁
性材のエレメント２３１として示した組立体が示
してある。この管材の厚味は約0.3mm（0.012イン
チ）程度で磁束密度を大きくするため極片１６の
壁厚を増すようにしてある。非磁性のエレメント
２３１は弁座２３３と円筒形状を有する管状延長
部２３５とを含んでいる。弁座２３３の内径及び
外径は管状部分２３５の内径及び外径よりもそれ
ぞれ大で、弁座２３３は肩部２３７を形成し、こ
の肩部に圧接することにより極片１６の直角のフ
ランジ４４の上向き運動は抑制される。弁座２３
３は更に閉鎖部材２２と接触する下面２１を限定
している。この変形例でも極片１６は閉鎖部材２
２までの距離の一つの関数として特定の力要件に
合致するよう調節できる。

第１２図には非磁性材の弁座２０の更に別の変
形例が示してあり、この実施例では、弁座２０と
ボビン３２とは非磁気材を鋳造、成形又はその他
の方法で一体の組立体２４０として形成してあ
る。第１２図に示した組立体２４０は壁２４６を
有するスリーブ２４４を収容するように円筒形の
通路２４２を限定し、このスリーブ２４４は第２
図及び第６図に示したスリーブ３０に似ている
が、壁２４６の厚味を越えて延びるフランジ４８
は有してない。極片１６はスリーブ２４４内を滑
動できその上向き運動は壁２４６とフランジ４４
とが接触することにより抑制される。極片１６は
フランジ４４と弁座の下面２１との間の関係を変
えるよう滑動でき、従つて、閉鎖部材２２からの
距離の関数として特定の力要件に合致するよう可
調節である。この実施例では、スリーブ２４４は
磁性材で良く壁は薄くても厚くても良く、その理
由はスリーブが非磁性材の弁座２０と一体でなく
磁束密度を増すため利用できるからである。

第２図において、ボビン３２は肩部５９を形成
している。第６図において、弁座２０の壁５４と
肩部５２とは肩部すなわち外周４９に衝合しそれ
により堅固に保持されている。弁座の下面２１と
極片の下面４５との間の距離は第６図に示した如
く距離「Ｘ」として示してある。密封用のガスケ
ツト５５が極片１６のシールスロツト４６に位置
決めされ座ぐり孔の壁５１に接触してかつそれら
の間を密封する。適当な高さ、すなわち、距離
「Ｘ」の設定は後に溶接の如き任意公知の方法で
上面６０においてスリーブすなわち基準部材３０
に極片１６を固着することにより行われる。充填
材６２が極片２１の頂部に位置決めされ粒子がソ
レノイド弁組立体を通り連行されないようにす
る。充填材６２はセルロース物質で良い。

ダイヤフラム弁組立体１２は真空モータ３０１
への真空供給源３００からの真空の供給を制御す
るため電磁弁組立体１０を使用する例を示す。ダ
イヤフラム弁組立体１２はシエル１０４により基
部部材２３に固着された底カバー１０２を有して
いる。底カバー１０２はポート１０６と通路１０
８とを限定し、これらは真空供給源３００に連通
している。基部部材２３は首部１１０と、ガスケ
ツトすなわちシール１１６を収容するシールスロ
ツト１１４が設けてあるフランジ１１２とを有し
ている。フランジ３６，１１２は互いに当接し、
シール１１６はフランジの間に気密シールを形成
している。首部１１０はブラケツト１４のスロツ
ト３５内に位置決めされていてダイヤフラム弁組
立体１２を電磁弁組立体１０に連通状態に保持す
る。基部部材のフランジ１１２とボビン３２とは
共働して環状室１１８を形成し、この室１１８内
では環状で磁性の閉鎖部材２２が弁座２０に係合
するよう作用する。第３図に示した閉鎖部材２２
は内面１２０と外径「Ｚ」とを有している。閉鎖
部材２２は流体がそれを通過できるようにする開
口１２２を有している。第２図に示してあるよう
に、閉鎖部材２２は下面２１を有する非磁性の弁
座２０に近接して保持されている。約0.038mm
（0.0015インチ程度の距離をあけて）。一般に、弁
座２０は真ちゆうの如き軟かい材料で作られ閉鎖
部材２２は鉄又は鋼の如き硬い材料で作られ、従
つて、これら２つの部材が接触すると硬い材料に
接触する軟らかい材料の組合せが形成される。硬
い材料と軟かい材料とが接触すると変形を最小限
にするが、閉鎖部材２２の内面１２０が弁座２０
の下面２１に接触したときそのような変形により
着座が一層良くなりかつ一層密に密封され、それ
により通路２４と室１１８との間の連通を制限す
る。弁座２０はまた非磁性のステンレス鋼又はプ
ラスチツクの如き硬い材料で作ることもできる。
通常の作用中、閉鎖部材２２は基部部材２３に装
着したばね１２４により弁座２０に近接して保持
される。基部部材２３はほぼ平たい表面部分１２
７で終る直立の円筒形部分１２８を含んでいる。
ばね１２４は円筒形部分１２８のまわりに位置決
めされ、表面部分１２７は磁気的閉鎖部材２２の
位置決めを助ける。円筒形部分１２８は室１１８
内に延びその平たい表面部分１２７は閉鎖部材２
２の下降運動を制限する。円筒形部分１２８の体
積はまた室１１８の容積を制限する作用も行い、
室１１８内の流体の圧力と体積との変化は従つて
一層敏速になる。

図示したダイヤフラム弁組立体１２は、ダイヤ
フラム２００，２０２が互いに平行な関係にあつ
てそれらの間に大気室２０４を形成する２重ダイ
ヤフラム作動装置であり、この大気室２０４は開
口２０８を限定するプラグ２０６を介して大気に
連通し、このプラグ２０６はカバー１０２に限定
された開口２１０に差し込まれる。開口２０８は
シエル１０４により形成されたポート２１１を介
して大気に連通している。通路１０８の上方には
接続スリーブ２１４が位置決めされこのスリーブ
は開放した開きポート２１５，２１７を有してい
る。ダイヤフラム弁組立体１２はポート２１５を
密封するため接続スリーブ２１４に着座した第２
の基準位置で示した密封手段２１２を含んでい
る。可動の板２１８，２１９がダイヤフラム２０
０，２０２にそれぞれ取り付けてある。板２１９
は環状の開口２２０、環状の接触稜２２２及び環
状の室２２４を形成し、この室はそれを密封する
ためそれに差し込んだキヤツプ部材２２５により
限定されている。ばね２１６がキヤツプ部材２２
５に着座して密封手段２１２を基準位置にあるス
リーブ２１４に接触するよう押圧している。密封
手段２１２はスリーブ２１４に接触しスリーブ２
１４と真空源３００から板２１９とカバー１０２
との間に形成された室２２６への連通を絶つ。室
２２６はカバー１０２と接続手段２３０とにより
形成されたポート２２８を介して真空モータ３０
１に連通している。

カバー１０２は通路１３０，１３２及びオリフ
イス１３４を限定している。基部部材２３と板２
１８とは間に真空室１３６を形成している。真空
源３００から通路１３０，１３２とオリフイス１
３４とを経て真空室１３６に真空状態が伝達さ
れ、この真空状態は真空室１３６から開口１２９
を経て室１１８に伝達される。

第１３図には第２図に示した電磁弁組立体１０
の変形実施例が示してある。この組立体１０のボ
ビン３２は室１１８に開放している下面４０４を
有し、この室内には偏倚ばね４０２が下面４０４
に当接しかつ環状で磁性の閉鎖部材２２に接触す
るよう位置決めされている。偏倚ばね４０２は閉
鎖部材２２を非磁性体の弁座の下面２１から離す
ように作用を行う力を生じる。更にまた、偏倚ば
ね４０２は閉鎖部材２２を第２図と第３図とに示
した如く孔２４の垂直軸線に対し垂直な基準位置
に保持する。閉鎖部材２２を基準位置に保持する
作用は閉鎖部材２２が垂直軸線に対し垂直な関係
から「ぴんと立つ」すなわち角度的に変位するの
を防止すると判つた。

作用時には、第２図に示した如く弁座２０に接
触可能でかつ基準位置にある閉鎖部材２２は、電
磁弁組立体１０の電磁束を生じる電気巻線すなわ
ち手段を通過した特定の電圧の電流から誘導した
磁束に敏速に応答する。磁束経路がブラケツト１
４、閉鎖部材２２、極片１６、スリーブ３０、ワ
ツシヤ保持体４０及び閉鎖部材２２を通して形成
される。安定状態では、すなわち、巻線に電流が
流れている時には、閉鎖部材２２は弁座２０に引
き寄せられ磁束が中断されるまではその位置に保
持される。電流の流れが中断すると、すなわち、
磁束が中断すると、閉鎖部材２２は重力と差圧と
により基準位置に落下し第２図に示した如くばね
１２４上に静止し、このばねは閉鎖部材を基準位
置に偏倚させる手段である。

ポート１０６に大気圧より低い圧力（又は、真
空）が加えられると、真空状態が通路１０８，１
３０，１３２とオリフイス１３４とを経て室１３
６，１３８に伝達される。真空室１３６内の真空
が大気圧に抗してダイヤフラム２００，２０２を
歪ませる程に大であると、板２１８，２１９は第
２図に示した基準位置から垂直に上方に動く。稜
２２２は上方に動くに従い、密封手段２１２を持
ち上げて開口２２０とポート２１５とを介して通
路１０８と室２２６との間を真空連通させる。

第２図に示した弁１０，１２の組合わせにおい
て、真空源は、ポート１０６、通路１０８，１３
０，１３２、オリフイス１３４、真空室１３６及
び開口１２９を介して電磁弁組立体１０の室１１
８に連通する。極片１６は、図示した如く、大気
（空気）をポート２６、通路２４及びポート２８
を介して室１１８と連通させる。

電気巻線１８を動力源１５２から付勢すると、
閉鎖部材２２を極片１６に引き寄せる磁束が誘導
される。弁座２０は内面１２０で閉鎖部材２２に
接触し、従つて、室１１８と通路２４との間の連
通を密封する。閉鎖部材２２を動かすために必要
な力（磁束）は閉鎖部材２２、室１１８と通路２
４との間の差圧及び弁座２０の直径「Ｙ」とに左
右される。弁座２０の直径「Ｙ」と閉鎖部材２２
の質量とは組立ての際に決める。従つて、閉鎖部
材２２の動きに影響を与える作用上の変数は差圧
と巻線１８を通るある電圧の電流に比例する磁力
とである。

電磁弁の磁界の力が第７図に示した如く電気巻
線への電力入力に比例することは知られている
［ヘルバート・シイ・ロターズ氏の「電磁装置」
第１版第10刷1967年（ニユーヨーク：ジヨン・ウ
イレイ・アンド・ソンズ・インコーポレイテツ
ド、1941年）、第232頁］［Herbert C.Rotere、
“Electromagnetic Devices”、First Edition
Tenth Printing 1967（New York：John Wiley
＆ Sons、Inc.、1941）、p.232］。大気圧と真
空（大気圧以下の圧力）を室１１８に導入するこ
の例では、閉鎖部材２２を開状態に保持するため
の内面１２０に作用する差圧がある。磁束の吸引
力は部材の質量（約1.4グラム）、重力及び閉鎖部
材２２を基準位置においてばね１２４に着座した
状態に保持するため表面１２０に作用する下向き
の力に打勝つ必要がある。部材２２の質量が決ま
ると、この部材を動かすために必要な磁力は差圧
の１関数である。この磁力は理想的な場合には第
８図に示した如く電気巻線１８を通る電流（アン
ペア数）に比例すると判つた。本発明に対しては
ミリアンペアで表した電流の関数としての差圧の
変化の経験的例が第９図に示してある。第９図の
線関数はヒステリシスループの外観を有するが、
直線関数がこれらループ間に第８図に示した理想
的場合に非常に近似したものとして付加される。
第９図のこの関数は電気的入力が160ヘルツで43
オームの抵抗を有し水銀柱で約35.6cm（14イン
チ）の入力真空にさからい作用するソレノイド用
である。種々の抵抗、周波数及び差圧に対して同
様な曲線を量定した。

約80ヘルツの如き低い周波数での方形波入力信
号に対して水銀柱で約12.7cm（５インチ）の真空
から水銀柱で約50.8cm（20インチ）真空までの如
き入力真空レベルにおける大きな変化に対して設
定点のシフトがあり得ると判つた。そのような低
い周波数での作用に対しては、オリフイス１３４
にはこの設定点シフト問題を緩和する流体流特性
を改善するためジエツト流構造体に薄層を設ける
ことができると判つた。

直線関数に沿うどの特定の点も設定点として選
択し定義できる。この設定点において、この曲線
を生じた特性を有するソレノイドに対する対応す
るアンペア数は大気からの圧力低下（真空）に抗
して閉鎖部材２２を弁座２０に引き寄せて通路２
４と室１１８との間の連通をシールするに十分な
強さの磁界を誘導する。

従つて、閉鎖部材２２を弁座２０に接触させる
作用は一定すなわち特定のアンペア数に左右され
室１１８と通路２４との間の差圧が曲線に沿う設
定点がそれ以下の場合に室１１８と通路２４との
間の連通を閉じる。

室１１８内の真空状態がオリフイス１３４を経
て伝達されることを注目する必要がある。通路２
４、オリフイス１３４及び弁座２０間に可成りの
直径差がある。１例として、特定の用途では、オ
リフイス１３４の寸法は約0.51mm（0.020インチ）
の直径で、通路２４の寸法は約1.52mm（0.060）
のインチ直径で、弁座２０の寸法は約7.62mm
（0.300インチ）の直径である。しかしながら、室
１１８と通路２４との間の差圧は弁座の下面２１
と閉鎖部材２２との間の距離が非常に小さいので
閉鎖部材２２にかけた磁力の関数である。オリフ
イス１３４がダイヤフラムべ弁組立体１２内に示
してあるという事実は同様な接続オリフイスを連
通手段１２９に位置決めできるか弁１０に一体に
できるのでソレノイド１０の作用には影響を及ぼ
さない。

この装置は作用が電気巻線１８に入力された特
定の電力、アンペア数又は電圧に比例している。
前記したロターズの基準の曲線が第７図にはデカ
ルト座標の曲線群として示してある。認められる
ように、水平軸はインチで表わした電機子（本発
明では閉鎖部材２２）のストローク長さで垂直軸
はポンドで表わした力である。この場合に電機子
のストロークは非常に小さい増分距離、すなわ
ち、約0.04mm（0.0015インチ）である。しかしな
がら、極片１６から弁座２０の下面２１にまで一
定した距離「ｘ」があるので、この力が作用する
必要のあるストローク長さ距離は（Ｘ＋0.0015イ
ンチ）である。従つて、閉鎖部材２２の実際の運
動は応答と制御とを一層良くするため極限されて
きた。第７図の水平軸線に沿いＸ距離とＸ＋
0.0015距離とにおいて一対の垂直線を引くと、こ
れらの線は種々のアンペア数レベルの曲線群に交
差する。従つて、このソレノイドはこれら変数の
非常に狭い範囲で作用しそれにより室１１８と孔
２４との間の流れを変えるためソレノイドの作用
を一層良く制御する。

ソレノイド弁すなわち電磁弁組立体は任意の設
定点、すなわち、第８図の直線関数に沿う任意の
点で開閉する。この場合に、差圧は特定の電流入
力に応答するよう選択できるか又は電流入力（第
８図に水平軸線上に示してある）は特定の差圧で
閉鎖部材２２を動かすため選択できる。いずれの
場合にも、電磁弁組立体１０は自動車のエンジン
隔室の通常の作用温度にわたる特定のピークアン
ペア数では応答しないと判つた。この信号源が方
形波であるとき、信号源として自動車に装備した
コンピユータを使用する場合にこの状態が存在
し、制御はデイユーテイサイクル、すなわち、電
流が流れ得る時間の100分比を制御することによ
り行われる。高温の場合に、デイユーテイサイク
ルはこの変化した温度条件を補償するため増大せ
しめられる。このことが第１０図に示してあり、
第１０図において出力曲線は２種の温度、すなわ
ち、約23℃（72〓）と約121℃（250〓）とで作図
した。その結果は曲線位置ではほんの取るに足り
ない変化しかないことを示す。

第６図に示した如く弁座付近「Ｙ」は通路２４
の直径に比較して比較的に大きい。この寸法の相
違によりダイヤフラム弁組立体１２の如き真空装
置で作用に順応させる。高圧（大気圧より高い）
源を通路の端部２６で極片１６に取り付けると、
第４図に示した如き制限部３０３が通路２４に形
成され、接続手段３０２が通路２４と従属モータ
すなわち圧力作動装置３０４との間を連通する。
高圧作動用の非磁性の弁座２０は従動モータ３０
４と周囲条件とに調和した作用モードを決める試
験に一般に基く直径を有して作られる。しかしな
がら、そのような高圧作動用のこの弁座の寸法は
真空作動におけるよりも通路２４に比較してずつ
と狭い。

本発明の一つの好ましい実施例が第１４図に示
してある。第１４図において、電磁弁組立体１０
は流さ方向軸線４２５を垂直に配向しダイヤフラ
ム弁組立体１２と共働して車両の内燃機関又はそ
の他の装置に使用する組合わせ装置を形成するよ
う示してある。

電磁弁組立体１０は第１４図及び第１５図に支
柱として示した少くとも一つの外側すなわち第１
の部材４１４を含んでいる。第１の部材４１４は
頂部４１３、底部４１５及び延長部４１７を限定
している。電磁弁組立体１０には第１の部材４１
４と共に中空円筒形エレメントとして示した磁気
的コア極片すなわち中心部材４１６、極片４１６
のまわりに装着した電機巻線１８、非磁性材の下
面２１を有する弁座２０、磁性の閉鎖部材４２２
及び基部すなわち基部部材２３が含まれている。
基部部材２３とボビン３２とによりまた室１１８
が形成されている。

極片４１６は入口ポート２６と出口ポート２８
とを設けた円筒形の中心通路すなわち孔２４を形
成している。電気巻線１８がその上下面と内面と
でプラスチツク材でほぼ包まれ、このボビン２２
は極片を包囲しそれに係合している。前記した実
施例におけるように巻線は外面が機能的要件では
ないカプセル３８により包囲されている。極片４
１６はくい、接着前、圧縮等の如き当業界に知ら
れた任意の手段により一定位置に堅固に保持され
る。

磁性材の頂部部材４４０がカプセル３８の頂部
に装着されている。一例として、第１４図と第１
５図とにおいて、頂部部材４４０はＬ−字形の部
分４４１，４４３の２部片の小板として示してあ
るが、この部材の形状はその機能上要件ではな
い。頂部部材４４０は極片４１６が貫通して突出
する孔４４２と、円形状で示した開口４４６と、
細長い形状すなわち長円形で示したポート４４７
とを形状している。更にまた、頂部部材４４０は
固着手段用のスロツトすなわち貫通開口４４９を
限定している。第１の部材の延長部４１７は開口
４４６とポート４４７とを貫通して延びている。

カプセル３８は側壁４５０、ブラケツト４５２
及び上面４５４を含んでいる。頂部部材４４０は
上面４５４上に位置決めされている。第１４図に
おいて、カバー４５６が頂部部材４４０上に位置
決めされ孔２４と圧力また真空源との間を連通さ
せる導管４５８を形成している。

カバー４５６を最終的に組み立てた後に、弁１
０を調製する必要がある。この調製は極片４１６
と磁性の閉鎖部材４２２との間のエアギヤツプす
なわち距離「X′」の関数で、このエアギヤツプ
「X′」はまた第６図にも示してある。磁石経路の
一つのエレメントとしてのこのエアギヤツプ
「X′」は磁束密度更に詳細にいえば磁気抵抗に関
係している。磁気抵抗は磁気回路すなわち経路に
おける磁束に向けた妨害である。

この好ましい具体例の電磁弁組立体１０におけ
る磁束経路は第１の部材４１４、磁性の閉鎖部材
４２２、極片４１６及び頂部部材すなわちエレメ
ント４４０を通り形成される。この好ましい実施
例では、弁座２０と閉鎖部材４２２との間の距離
「Ｘ」は一定で弁を調整するめに変動しない。し
かしながら、組立ての終了後、頂部部材４４０を
調節することにより調整される。

電磁弁組立体１０を調整するには第１図に示し
た如き動力源１５０から電気的接触子１５０に給
電することにより行う。圧力又は真空源にはポー
ト１０６、導管４５８及び接続手段２３０を適当
に設ける。その後、頂部部材４４０を動かし抵抗
を調節し、従つて、弁と閉鎖部材４２２との作用
を調節する。調節のため頂部部材４４０を垂直に
動かすことができるが、部分４４１が４４３もし
くはその両方を互いにピボツト運動すなわち回転
させて間にエアギヤツプ「X′」を形成すること
が好ましい。エアギヤツプ「X′」が第１５図に
ダツシユ線で示してある。電圧か電流を他の電気
的パラメータの一つの関数として変えることによ
り一定の電力入力で所望の流量すなわち圧力応答
を行つた後、部分４４１，４４３が固定され、そ
の位置、したがつてエアギヤツプ「X′」を一定
にする。部分４４１，４４３は開口４４９を通し
動かす。次いで、固着手段を開口４４９に差し込
み部分４４１，４４３を、従つて、エアギヤツプ
X′を一定にする。これら固着手段は当業界に知
られていて非磁性の機械的手段か樹脂をベースと
する材料である。

次に本実施例の電磁弁組立体の動作を経時的に
説明する。

(1) まず、ダイヤフラム弁組立体１２のポート１
０６が真空供給源３００に接続され、ポート２
２８が真空モータ３０１に接続される。電磁弁
組立体１０の極片１６に形成された入口ポート
２６は高圧又は大気圧に接続される。そして電
磁弁組立体１０の電気巻線１８は電気的接続部
１５０を介して動力源１５２に接続される。

(2) 上記の状態で、電磁弁組立体１０の電気巻線
１８に動力源１５２から電流が送られていない
とき、電気巻線１８によつて磁束が発生される
ことはないから、磁性の閉鎖部材２２は極片１
６側に吸引されることはい。したがつて、閉鎖
部材は非磁性の弁座２０の下面２１から離れ、
ばね１２４当接して停止している。この時弁座
２０の下面２１と閉鎖部材２２との間には僅か
な〓間があり、したがつて、大気圧が入口ポー
ト２６から出口ポート２８、室１１８、開口１
２９を介して真空室１３６に作用する。一方ポ
ート１０６から通路１３０に作用する真空供給
源からの真空又は低圧が真空室１３６に作用す
るのはオリフイス１３４によつて制限（一定流
量に）される。このためダイヤフラム弁組立体
１２の板２１８，２１９は真空室内に作用する
大気圧により下に押され、密封手段２１２が接
続スリーブ２１４の上端と接触してポート２１
５を閉じる。このため真空供給源と真空モータ
との接続は断たれる。

(3) 次に動力源１５２から電気巻線１８に所定の
電流が流れると、電気巻線を流れる電流により
磁束が発生して磁性の閉鎖部材２２は極片１６
側に吸引され、閉鎖部材２２は弁座２０の下面
２１に接触する。このため極片１６内の通路２
４と室１１８との連通が閉鎖部材により断た
れ、室１１８及び真空室１３６には大気圧が作
用しなくなる。一方、真空室１３６はオリフイ
ス１３４、通路１３０及びポート１０６を介し
て真空供給源３００に接続されているから、真
空室内は徐々に圧力が低下する。そして真空室
１３６内の圧力が板２１９の下側にある室２２
６の圧力より低くなると、板２１８及び２１９
はダイヤフラム２００，２０２を伴つて全体的
に上に移動する。すると密封部材２１２は板２
１９に形成された稜２２２により持ち上げられ
接続スリーブ２１４の上端から離れてポート２
１５を開く。このため真空供給源３００がポー
ト２１７，２１５、開口２２０、室２２６及び
ポート２２８を介して真空モータに接続され、
真空モータに真空供給源の真空（低圧）が作用
する。

(4) 閉鎖部材２２を弁座２０の下面２１に吸着保
持する力は電気巻線１８に流される電流値の増
減に関連して増減する。一方、閉鎖部材２２に
は、既に説明した通り、弁座２０の内周側から
閉鎖部材２２の上面に作用する大気圧と室１１
８内の低圧との圧力差、閉鎖部材の重さ、重力
等である閉鎖部材を弁座から引き離す力が作用
する。電気巻線に流される電流値が変化してそ
れによつて生起される保持力が閉鎖部材を弁座
から引き離そうとする力より小さくなると、閉
鎖部材２２は弁座２０の下面２１から離れる。
すると大気圧が室１１８、開口１２９を介して
真空室１３６内に作用し、真空室内の圧力が上
昇する。すると板２１８及び２１９は下に押し
下げられ、密封部材２１２が接続スリーブ２１
４の上端に接触してポート２１５を閉じ、真空
供給源３００と真空モータ３０１との連通が断
たれる。なお、閉鎖部材２２は、電気巻線を通
る電流値に応じて閉鎖部材に接触もせずかつば
ねにも接触しない中間的な位置になつて、電磁
弁組立体に全閉、全開又は比例制御状態を与え
る。このようにして閉鎖部材の両側間の圧力差
が電気巻線１８を流れる電流値で調節される。

(5) 電気巻線１８に流されるある電流値によつて
発生される、閉鎖部材２２を弁座２０側に吸着
保持する力は、既に説明した通り磁気回路中の
磁気抵抗、したがつて、極片１６の下面と弁座
の下面２１との距離Ｘ、頂部部材４４０のエア
ギヤツプX′に関連する。このうち距離Ｘは、
既に説明したように、電磁弁組立体１０の組立
て前又は中に極片１６を弁座に関して相対的に
移動させて調節される。エアギヤツプX′は組
立て中及び前後でも調節可能である。そこで、
既に説明した通り、電磁弁組立体の組立て完了
後にもエアギヤツプX′を部分４４１及び４４
３を動かすことによつて調節して磁気回路の磁
気抵抗を調整し、電磁弁組立体の設定点を利用
者の仕様に合わせる。

特定の具体例のみを示して説明したが、種々の
変更及び変形も行うこともできることは明らかで
ある。従つて、前記特許請求の範囲はそのような
変更及び変形したものも本発明の範囲に包含す
る。

(ト) 効果 本発明によれば次のような効果を奏することが
可能である。

電磁弁組立体の出力圧力差とその電磁弁組立
体への電流との間にほぼ直線の関係を与えるこ
とができ、したがつて、自動車搭載コンピユー
タのような電流源から電磁弁組立体に入力され
る電流を調節することにより出力圧力差の制御
及び排気ガス循環弁（EGR）のような圧力応
答装置の制御が可能になる。

電磁弁組立体の一部を調整することによつて
設定点すなわち電流対圧力差の曲線の傾斜を調
整することが可能でり、かつ磁気回路の磁気抵
抗を変えて弁組立体に異なる動作特性を与え、
弁組立体の出力を利用者の要求する動作に合わ
せることが可能である。

エンジンマニホールド弁から駆動させる多く
の装置のために本発明の電磁弁組立体のような
装置を駆動するために限られる量の真空（低
圧）しか利用できない現在の自動車の環境では
低流量条件は非常に重要であるが、本発明では
閉鎖部材がごく僅かしか動かないので低流量特
性により小さな質量の閉鎖部材で高い応答性を
得ることができる。

本発明の電磁弁組立体の調整可能な特性によ
り圧力差と電流との間にほぼ直線の関係を単一
の弁で得ることが可能であり、したがつて別の
弁を設けるコストを削減できる。更に、低質量
及び低流量特性により真空源の変換に感応しな
い弁組立体を提供できる。

頂部部材のエアギヤツプを変えることによつ
て磁気回路の磁気抵抗を、したがつて電磁弁組
立体の設定値を容易にかつ迅速に調整できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は給電接続部を示す本発明に関連する電
磁弁組立体の側面図、第２図は本発明に関連する
比例電磁弁組立体の一例の垂直断面拡大図、第３
図は第１図に示した閉鎖部材の平面図、第４図は
比例電磁弁組立体の変形実施例の断面図、第５Ａ
図は装着ブラケツトの平面図、第５Ｂ図は装着ブ
ラケツトの側面図、第６図は非磁性の弁座と磁性
の制御部材との組立体の拡大図、第７図はソレノ
イド型装置用の力対ストローク（電機子の運動距
離）のグラフ、第８図は本発明の線形出力を示す
グラフ、第９図は差圧用の実験データを電流の１
関数として作図したグラフ、第１０図は本発明の
作用に及ぼす温度の影響を示すグラフ、第１１図
は一部片のスリーブと非磁性の弁座との組立体の
変形例の拡大図、第１２図は非磁性の弁座とボビ
ンとの一部片組立体の拡大図、第１３図は比例ソ
レノイド弁の変形実施例の垂直断面、第１４図は
本発明の電磁弁組立体の磁気抵抗を調節する装置
の一例の断面図、第１５図は第１４図の調節装置
及び中心部材の平面図である。 １０：電磁弁組立体、１２：ダイヤフラム弁組
立体、１６，４１６：極片すなわち中心部材、２
０：弁座、２１：下面、２２，４２２：閉鎖部
材、１０６：ポート、１１８：室、４１４：第１
の部材、４４０：頂部部材。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 頂部４１３及び底部４１５を有する磁性材の
   第１の部材４１４と、 第１の部材４１４の頂部４１３付近に取り付け
   られた磁性材の頂部部材４４０と、 前記頂部部材４４０を貫通して延びている磁性
   材の中心部材４１６と、 中心部材４１６を越えて延びている弁座２０
   と、 第１の部材４１４の底部４１５に取り付けられ
   弁座２０の付近に室１１８を形成する基部部材２
   ３と、 室１１８内で弁座２０から所定の距離に位置決
   めされた磁性の閉鎖部材であつて、第１の部材４
   １４、頂部部材４４０及び中心部材４１６と共に
   磁性の閉鎖部材４２２と中心部材４１６との間に
   形成されたエアギヤツプＸを含む磁束経路を完成
   する磁性の閉鎖部材４２２と、 磁束経路を通る磁束の流れを形成する手段１８
   と、を備えて成り、前記頂部部材４４０が少くと
   も２つの部分４４１，４４３から成り、電磁経路
   の磁気抵抗を変えるため前記頂部部材の部分４４
   １，４４３の少くとも一方が他方の部分４４１，
   ４４３に関して相対的に可動であることを特徴と
   する電磁弁組立体１０。 ２ 前記中心部材４１６が流体を受ける入口ポー
   ト２６及び出口ポート２８を有する孔２４を限定
   している特許請求の範囲第１項の電磁弁組立体。 ３ 前記弁座２０が非磁性材である特許請求の範
   囲第１項の電磁弁組立体。 ４ 前記第１の部材４１４が前記頂部部材４４０
   の上方に延びている延長部４１７を有し、前記頂
   部部材４４０の前記部分４４１，４４３が延長部
   ４１７を受ける開口４４６，４４７及び固着手段
   を受ける溝穴４４９を限定し、前記部分４４１，
   ４４３が前記延長部４１７の回りで動いて電磁経
   路の磁気抵抗を変え得るようにしてある特許請求
   の範囲第１項の電磁弁組立体。 ５ 電磁弁組立体１０が更にまた頂部部材のそれ
   ぞれ用の第１の部材４１４を備え、 前記第１の部材４１４のそれぞれが延長部４１
   ７を限定し、 前記頂部部材の部分４４１，４４３のそれぞれ
   が関係した延長部４１７を受ける開口４４６〜４
   ４７を限定し、 前記頂部部材の部分４４１，４４３のそれぞれ
   が前記延長部４１７の回りで動いて電磁経路の磁
   気抵抗を変え得るようにしてある特許請求の範囲
   第４項の電磁弁組立体。 ６ 前記頂部部材の部分４４１，４４３のそれぞ
   れは、これらの部分が前記開口４４６，４４７と
   延長部４１７とのまわりで限られた相対運動がで
   きるよう細長い形状のポート４４７を限定してい
   る特許請求の範囲第５項の電磁弁組立体。