JPS5868572A - 電磁弁及びその製作方法 - 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】 との発明は、気体（特に空気）用の電磁弁とその員一方
法に１関するものである。

電磁弁は、コンパクトであり、信頼性が高く、迅速Ｋｆ
ｉ”＠Ｌ、且つ安価に製作できるものであることが、理
想的である。従来の電磁弁は共通して。

円錐状の弁座の面に流体密封的に係合するように弁座と
協同作用する弾性的な円錐状端部を備えている可動ニー
ドルを、用いている。この種のニードル弁は、ニードル
とそのための弁座開口とが精密に整列位置することを要
求し、このため製作コストが比較的高くつくと共に使用
時に弁の信頼性及び耐久性が低められることとなってい
る。

必然的な製作誤差ないし会差に基いて起きる、ニードμ
と弁座間の非整列性は、弁座への完全な着座状態へとニ
ードルを強力に附勢する比較的強力なスプリングを用い
ることで、補償されなければならないし、これよりして
またニードルと弁座間の束縛状態が起こり得る。このよ
うなスプリング附勢下での完全な着座状態とかニードｙ
と弁座間の束縛状態とかは、比較的強力なスプνングカ
と束縛力とに抗してニードルを弁座から引離すべきとき
に電磁石に対して相当する力を要求することとｔ２１．
ｔたニードル永弁座から引離された後において４円錐状
のニードル端部の一部が弁座の開口中に延出位置してい
ることから、弁座開目を通して制限のない流体流れが行
なわれるようにするためにはニードμを弁座開口がら比
較的大きく持上げないし引離すことが必要となる。この
ようにニードルを大きく上昇ないし引離す必要性がらし
て、電磁石に対する要求がなお甚だしくなる。

コスト上の観点からすると、必要な巻線数を大きく減少
させるように電磁石に対する要求を極カ減らすのが、極
く望ましいことである。すなわち電磁石Ｏコイルに用い
られる導線は一般に銅とがアＡ／につふのような高導電
性材料から成るものでかなり高価につき、その使用を制
限することがコスＦの点からして望ましい、ニードル弁
について要求される大きな持上げと該弁の束縛傾向とは
、電磁石のコイ！巻線数が比較的多くされることを要求
して電磁弁のコストを著しく高めることとする。

本願発明者の発明に係る米国特許４８．７２６゜８１５
　　Ｋは従来の電磁弁と比較して構造が簡単であり、信
頼性が高く、且つその電磁石の巻線数が少なくてよい、
改良された電磁弁が開示されている。同米国特許に係る
典型的な電磁弁は、磁気材料から成る部分を有すると共
に弁座上協同作用する平坦面部を含んでいる可動弁体を
設けであるものに、構成される。平坦面部を備え丸面動
弁体は電磁弁を通しての制限のない流体流れを、匹敵す
る従来の電磁弁において要求されるよりも小さな量の弁
体上昇ないし引離しによって、可能ならしめる。上記し
た可動弁体は例えば、弁座に係合させるための平坦面部
を有する弾性部材と、磁気材料から構成されその上に上
記弾性部材を支承させである電機子部材とを、備えたも
のとできる。上記した弾性部材は電機子部材ｈＫ、該両
部材間の相対運動が予め設定された量だけ可能であって
弁作動時に電機子部材が弾性部材に対し作用するに先立
ち初期速度を獲得してその慣性力が、弁両側間の圧力差
により成立せしめられている弁体着座力に打克つように
、のせられて−る。

或は個有の寸法偏差からして電機子部材に対し電磁石が
不均一にカを及ぼすように作用し弾性部材を弁慶からこ
じあけ或は剥離するところの、を磯千部材の不均一な持
上げを起させることからして、相乗効果が達成される。

弁座からの弁体持上げないし引離し量が小さくてよいこ
とと、　′ｄｔｍ子部材の慣性効果と１弾性部材の「こ
じあけ＜ｐｒｙｌｎｇ）」ないし「剥離（ｐｅｅｌｉｎ
ｇ）Ｊ効果とが、相加わって、匹敵する従来の同様用途
の電磁弁におけるよりもず９と小さな磁束＊Ｉｆで十分
となり、これよりして電磁石中のコイｙ＊、＊ａがずっ
と少なくされる。この結果、かなりのコスト低減が達成
される。別の長所は可動弁体と弁座とを厳密に整列位置
させなくともよい点にあり、これよ）して電磁弁を経済
的に旦つ容易にｍ作組立てできると共に、摩耗による寸
法変化が弁の信頼性と寿命に対しほとんど参響を及ばさ
ないことになる。

この発明は、上記のよ５１長所をより高めることとしで
ある、新規な電磁弁とその製作方法を提供するものであ
る。

この発明に係る電磁弁は、その磁石手段が励磁せしめら
れ九ときに該磁石手段と電機子部材との間に非磁気ギャ
ップを維持して磁石手段と電機子部材間の磁束流れを制
御する手段を、設けであるものに構成される。上記した
非磁気ギャップは、予め設定した厚さの非磁性被覆層を
電機子部材上に、該電機子部材の少なくとも一部Ｋ＞い
て設けることで形成するのが望ましい。そのような非磁
気材料から成る被覆層Ｖｉまた、電機子部材上にではな
く電磁石とに設けることもできる。上記のような被磁性
被覆４は、ｔ＊子部材と電磁石間に非磁気ギャップ（ｎ
ｏｎ−ｍａｇｎｅｔｌｃ　ｇａｐ）ないし［人工空１ｉ
　（ａｒｔｉｆｉｅｉａｌ　ａｌｒ　ｇａｐ）Ｊを形成
して電磁石が励磁せしめられたときに電機子部材と電磁
石間の磁束流れを制御する。

電磁弁の電磁石と電機子部材との関に設けられた上記の
ような非磁気ギャップは電機子部材が電磁石の励磁だよ
ね該電磁石へ吸用係合されたときＫ、電機子部材を構成
する磁気材料が電磁石の磁極に対し直接的に接触するよ
うにした場合と比較して、電磁石と電機子部材間の磁束
流れをより低いレベＩへと減少させるように、該磁束流
れを制御する。したがってこの発明によれば、を磁石か
ら電機子部材を引離すために必要である力を従来の本Ｏ
Ｋおけるよプも減少させ得て、電磁石の解磁時に該電磁
石から離開する向きＫｔｉｉ子部材上部材す丸めの附勢
手段ないしスプリングの力を弱いものとできす、このよ
うにスプリングの力を小さくすることによっては、電磁
弁をよシ速い速度で作動させることができると共に応答
時間を減らすことができる。

この発明に係る電磁弁の製作方法は、前記のような非磁
気ギャップを形成する、非磁気材料から成り被覆層を電
機子部材ｈＫ％比較的安価であり施すことが容易である
非磁気材料から成る第１層ないし内層をめっき等の被覆
手段により施し、次いで該第１層の表面を平滑化するよ
うに電機子部材をタンプリング等の研摩法に工り研摩し
、次に比較的硬質で耐摩耗性の非磁気材料から成る第２
層ないし内層を上記した第１層上に、めっき等の被覆層
ＲＫより施すことを、特徴として成る１次いで必要に応
じ、と記第２層の表面を平滑化するようＫｔｌｉｌ子部
材をタンブリン等の研摩法にょ如研摩する。とのような
最終研摩は、１８２層を硬化させるための加熱を施す前
に行なわれる。

上記した第１１＃Ｉは鋼或は鋼含有物質より成るものと
することが望ましく、この非磁気材料は比較的安価であ
りめっき或は他の公知方法により電機子部材Ｊ：ＶＣ容
易に施し得る。また第２層は無電解ニッケ〜或はニッケ
ル含有物質より成るものとするのが望ましく、この非磁
気材料は、電磁石の励磁により電機子部材が電磁石ない
しその磁ｆＫ吸引されて係合するのＩｆ（対し、比較的
硬質で耐摩耗性のものであることからして電磁石に係合
することとなる非磁性被覆層の耐摩耗性を高める。

以下、図示の実施例についてこの発明をより詳細に説明
す為。

１ｇ１−８図には、との発明に従った典型的な電磁弁１
０を図示しである。第１図に示すように該電磁弁１０＃
ｉ、金体を参照数字１２で指しである履立てられ九九ｔ
ｖンダと８個のニラ７’Ａ／１４゜１６．１８とを備え
ておυ、各ニップＡ／１４１１６９１８はそれぞれ、横
断面形状が円形の流通穴２０゜２Ｌ２４を有している。

流通穴２４はハウジング１２内の中心室２６へと常時連
通しており％他方、流通穴２ｏと流通穴２２とは、後述
するように選択された時期においで中心室２６へ連通す
るものとされている。電磁弁１Ｇ＃ｉまた、全体を参照
数字２８で指しである電磁石をハウジング１２内におい
て備えており、この電磁石２８はコイル３０と鉄芯ｓ２
とを有している。コイＡ’８０は鉄芯ＳｔＯステふ部８
６１１すにおいて、導線８着よりなる多数の巻ＩＩ　（
ＩＩ似用途の従来の匹敵する電磁弁Ｋかけるよりは少な
い巻線）を有している。

導線ｓ４は、八つＶフグ１ｚ外へと延出させである第１
０端子８８へと一端で接続されていると共に、同様にへ
ウジジグ１２外へと延出させである第２の端子４・へと
他端で接続されている。第１及び第２の端子８８．４０
は絶縁体４２に支持されていて、該絶縁体４２はへウジ
ング１２０一部を構成し、電気接続を行うのに便利であ
るように両端子８８．４０を位置付けている。

電磁弁１Ｇはさらに全体を参照数字４４で指しである可
動弁体を含んで訃り、この可動弁＃−４４は、ゴム或は
他のエラストマー等から成る弾性部材４６と、鉄とか鋼
とかケイ素鋼或は他の適当な強磁性物質のような磁気材
料、つｔ）磁束に対する抵抗が低い材料から製作された
電機子部材４８とから、構成されている０弾性部材４６
は第１０平坦部面６０を有し、この第１の平坦面部５０
は、可動弁体４４が図示の左極限位置にあるときに流通
穴２０内端の第１の弁座５２に対し密封的に係合するも
のとされている９弾性部材４６はまた第２０平坦面部５
４も有し、この第２の平坦面部５４は、可動弁体４４が
右極限位置にあるときに第２の弁座５ｇＫ対１−密封的
に係合するものとされ・Ｃいる。第１図からみてとれる
ように流通穴！！２は。

ニップＡ／１ｊからステム郁８６を通して第２の弁座５
６位置まで軸線方向に延びている。可動弁体４４は軽量
なコイルスプリング５８により左方向に弾性附勢されて
おり、コイルスプリング５８は、電−子部材４８に形成
した環状溝６６内に一端を臨ませると共に鉄芯８２０面
６２に他端を当て。

予圧縮して設けられている。

今や理解されるように、流通穴２０から流通穴′ｔ、４
へ至る１路は第１０弁座５２によって附与される。また
該弁座５２を通しての流体流れは１弾性部材４６の第１
の平坦面部５０を該弁Ｆ＠５２へと着座させることで制
限ないし停止させ得る。したがって弁座！１２への平坦
面部５０の着座により、電磁弁１０全通しての流通穴２
４から流通穴２０への流体流れが制限ないし停止せしめ
られる。類似して、流通穴ｚ２から流通穴２４への流路
は第２Ｏ弁座５・によって附与される。さらに該弁座５
６を通しての流体流れは、流通穴２２から流通穴２０へ
の弁１０を通しての流れを制限ないし停止させるように
第２の平坦面５４を弁座５６へと着座させることＫよ秒
、制限ないし停止せしめられる。

ハウジング１２は、ナイロン或、は他のプラスチック材
から一体詩形された端部被覆体（エンドキャップ・アセ
ンブリ）６４を有している。第１図からみてとれるよう
に該端部被覆体６４は、前記したニップ＊１４．１８及
び第１の弁座５２を含むものく形成されている。この端
部被覆体６４は丸み付けられた８個の電−子支持突起６
８（１個は図示されていない、）を有し、これらの電機
子支持突起６８は５円周方向において間欠配蟹して設け
られ、後述するように予め設定せる量だけ弁座５２より
も大きく突出させである。

端部被覆体６４はなシ、丸み付けられ内方へと延出させ
である唇状部７４を含み、この唇状部７４は円筒状のへ
９ジング本体７８の外向き湾曲左端部７６へと１本体７
８に対し端部被覆体６４を固定するようＫ、係合させで
ある。端部被覆体６４上の突起８０をハウジング本体７
８の外向き湾曲左端部７６上の内向きフリンジ８２に対
し係合させて、湾自屡状部７４とへウジンダ本体丁８の
湾曲左端部Ｔ６との間に軸線方向での停会カホ与え部Ｔ
４と湾曲左端部７６上において流体シールが達成される
こととしである。端部被覆体６４とハ？ジング本＃−７
８との間の追加の流体シールが、端部被覆体６４に形成
した溝８６中に位置する０ツンダ８４によって提供され
ている。この０リング８４は端部被覆ｔＩＦ６４とハウ
ジング本体７８の湾曲端部７６とに対し、膨張しようと
するカで強固に係合し、図示の位置に保持される０円筒
状のハウジング本体７１に対し端部被覆体６４を組付け
るための好ましい方法は％０リング８４を溝８６に挿入
す為工程とハウジング本体７８１に端部被覆体６４をの
せる工程とを、含んでいる。唇状部７４Ｆｉ、最初は図
示のように湾曲していす軸線方向に沿い直状に延びてい
る。該唇状部７４は・ハウジング本体丁８０ｔＩＩＩＩ
ｌｋ端郁７６上へと、例えば摩擦によ２り破綻）材を加
熱することとするスビ＝ング工具を利用したスピニング
法により、熱を加えると共に半径方向内向きの力を加え
て湾曲せしめられる。

ハウジング本体７８は、後述する磁気回路の導体部とし
て機能するように磁気材料、っｔ都低い抵抗を有する材
料から形成されている。このハウジング本＃Ｆ７８は、
前記絶縁体４２を受入れる長方形の開口８７を側Ｉ！に
おいて備えている。

ハウジング１２はまた。全体を参照数字８８で指しであ
る端部支架用プヲヶッＦを含んでおり、このブラケット
８８は、端板部９２から直角に延出している支架用鍔部
９ｏを備えている。円筒状のハウジング本体７８は端部
支架用プフヶッ）８８に対し、端板部９２に形成した透
孔９６を通しである８個の耳部９４であって第１，２図
に示すように内向きに曲げられている８個の耳部９４に
よって、固定されている。端板部９２は外向きＫｍ出す
るスリーブ部分９８を有し、このスリーブ部分９８によ
って、鉄′Ｆｈ８２ｔ）ステム部８Ｇを受は該ステム部
８６と密接に協力する穴１００が縄供されている。端部
支架用ブラケット８８も、後述する磁９！を回路の追加
の部分を構成するように磁気材料から製作されている。

八つレンダ１２はさらｋ、横断面形状がＵ字形をなす環
状のシール部材１０２を含んでいて、このＶ−μ部材１
０２は黄銅等の高抵抗材料から製作されている。このＶ
　−ｊｌＬ／部材１０２は半径方向でみて外側に位置す
る外側部分１０４を有し、この外側部分１０４は前記内
向きフリンジ８２とハウジング本体丁８の内周面とに対
し、係合させてあり、且つ好ましくは、ろう付は或は半
田付けされている。ｙ−／Ｉ／部材１Ｇ２はまた半径方
向でみての内側部分１０６を有し、この内側部分１０６
は、鉄芯８２の円筒状部分１０８に対し保合させてあ幻
、且つ好ましくは該円筒状部分１０８にろう溝は或社半
田付けされている。シール部材１０２は予め弾性的に曲
げてひずませてあり、これ？でより中心室２６のために
ハウジング本体７８と鉄芯ｓ２との間の有効な流体Ｖ−
ルが提供されている。

鉄芯３２０左端には半径方向に沿う腹板部１１０と軸線
方向に沿う環状の凸縁部１１２とを設けてあり、凸縁郁
１１２は、電機子部材４８に対し隣接するが離間してい
るように１位置付けされている。鉄芯８２も後述する磁
気回路の他の部分を構成するように、磁気材料から製作
されている。電機子部材４８は概して平坦なプレートで
あ抄、外形が円形であるのが望ましく、また円形の内部
穴１１４を有している。この電機子部材４８は第１図か
らみてとれるように、弾性部材４６が弁座５２へと着座
しているときは前記突起６８へともたれかかる１弾性部
材４６は、左右のフランジ部１１８゜１２０を連結する
中央の円柱状部１１６が附与されるように１図示のよう
に円形であって断面形状が纜ぼＨ形のものであるのが望
ましい、左右のフランジ部１１８．１２０は電機子部材
４８の厚さよりも大きな、予め設定せる間隔だけ互に距
てられて込て、該７ヲンジ部１１８，１２０と電機子部
材４８との間の軸線方向での相対移動が制限された範囲
内で許容されている。さらに７ヲンジ部１１８．１２０
は予め設定し九次のような巾ないし厚さのもの、すなわ
ち前記平坦面部５０が弁座５２に着座すると共で電機子
部材４８の面７２が電機子支持突起６８へと係合してい
るときに第１図に示すように７ヲンジー１１８が相対的
に制限された範囲内での弾性変形を起し得るような巾な
いし厚さのもの、υ本でいる。類似して７ヲンジ部１２
・は、第２の平坦面部５４が第２の弁座５６に着座する
と共に電機子部材４８が鉄芯８２の凸縁郁１１２へと係
合しているときく弾性変形することと、されている、上
記のような伏線が現出せし並びにフランＶ舊１１ｇの巾
は、平坦面部６ｏが弁座５！ＶＣｌｌ触し始めたときに
は電機子部材４８ｏｍｒｔと電機子支持突起６８の先端
部７８との間になシ僅かな間隙が残るよう忙、設定され
ている。したがってコイルスプリング５８の影響下で電
機子部材４８が引続いて左方向に移動すると、弾性７ヲ
ンジ１１に１１Ｂが１１１１図に図示のように変形せし
められる。＊似して弁座６２と鉄芯突縁部１１２との部
層的な高さ関係並びにフランジ部１２ｅＯｒａ社、可動
弁体４４が右側（着座したときにフランＶ郁１！！・の
同様の変形が起きることをｍ保するよって、設定されて
いる。こ０構成からして弁＃４４Ｕ弁座に対し、ＪＩｌ
！作上の寸法−差に拘りなく強固に着座する。

以上に説明して来たところから理解されるように半径方
向に沿う腹板部１１ｏ１軸線方肉に沿う凸緻部１１２及
び鉄芯８２のステふ部８６、端板部９２、円筒状のハウ
ジング本体７８を通して内向きフランｙ８２へと至る低
抵抗磁束通路を成立させている磁気回路が、提供される
。また前述したところから理解されるように１電機子部
材４８が第１図でみてその左端位置をとっているときＫ
は上記磁気回路が、環状をなす軸線方向の空隙（エアギ
ャップ）１２２、電機子部材４８及び環状をなす軸線方
向の第２の空隙（エアギャップ）１２４を通して完成さ
れる。すなわち、電磁石ｚ８は電機子部材４８の近くで
前記凸縁部１１ｆｆｉ及び内向きフラン５ｙ８２である
磁極１１２．８２を有し、を椅子部材４８が磁極８２．
１１１間の空隙を部分的に橋渡しくブリッジング）する
。この磁気回路に対し磁束は、電磁石２Ｂの磁束源であ
るコイルｓＯから鉄芯３２を介して印加される。

電機子部材４８は第１．４図に示すようＫ、非磁気材料
４丁でもって被覆、コーティングないしはめつきされる
のが望ましい、この非磁気材料４７は、電磁石２８が作
動せしめられたときに電機子部材４８と磁１１ｉ８！、
１１２間に予定した非磁気ギャップ（ｓｏｎ　−ｍａｇ
ｎｅｔｉｃ　ｇａｐ　）ないしは「人工空＠　（ａｒｔ
、１ｆｉｏ１ａｌ　ａｉｒ　ｇａｐ　）　Ｊを維持し、
ｔ　椅子部材４８が吸引されて磁［８２，１１２と接触
すす、上記した非磁気ギャップは、電磁石２６と電機子
部材４８間の磁束流れを制御し、電機子部材４８の磁気
材料が磁極８！、１１２に対し直接的に接触したとする
と結果するであろうようなレベμよりも低ｈＶべ〃へと
該磁束流れを減少させる。

このように磁束流れを制御及び制限することによって、
磁極ｓｚ、ｉｔ２から離れる方向に電機子部材４８を動
かすのに必要であるカを制御及び減少させ得、これＫよ
秒非磁気ギャップを存在させない揚重と比較しコイルス
プリング５８をより軽量のものとできる。このように電
機子部材４８移動のための力を減少させコイルスプリン
グ５８を軽量のものとすることによａｔた、電磁弁１ｏ
をより速い速度で動作させることができると共に応答時
間を減らすことができる。

非磁気材料４７は、合成材料を含む公知の非磁性物質を
任意に組合わせて成るものとできる。しかしながら好ま
しい非磁気材料４７は、鋼或は鋼含有物質より成る第１
層を無電解ニッケル或はニッケル含有物質より成る第２
層でもって被覆してなる組成物である。仕上げされた銅
層は比較的平滑であると共に比較的安価につき、まため
っき或は他の公知の方法によシ容易に施し得る。ニッケ
ル層は比較的硬く、複合非磁気材料４７の耐摩耗性を高
める。機能的な非磁気ギャップを確保する上で非磁気材
料４７は、電磁石２８が作動せしめられたときに磁極８
２，１１２へと接触する環状の面領域においてのみ電機
子部材４８上に設ければよい。しかしながら図示の好ま
しい実施態様では該非磁気材料４７が、経済性及び製作
の容易化の目的で電機子部材４８の全面に施されている
。

先ず、適尚した鋼材よ構成る第１層が電機子部材４８上
にめっき、コーティング或は他の適当した被覆手段にょ
シ施される。このように第１層を被覆された電機子部材
４８は次いで、周知のタンプリング装置中でタンプリン
グして第１層をその面が平滑化されるように研摩される
。第４図に示すように電機子部材４８は、その上に形成
された面取り部４９を備えている。

上記した第１層の厚さは一実施例において実際上、予定
した非磁気ギャップの全厚さの約４分の３　　（３／４
）であった。もっとも当業者であれば理屏てきるように
、そのような厚さの比率は用いられる素材に従って変更
できる。電機子部材４８は次いで無電解ニッケルから成
るものであることが望ましい第２層を、めっきとかコー
ティング成は他の適宜の被覆手段にょシ施され、次に必
要と考えられる場合には第２層をその面が平滑化される
ように研摩すべく再びタンプリングされる。最後に、＠
２層をさらに硬化すべく電機子部材４８を加熱するのが
望ましい。

非磁気ギャップの望ましい厚さは、各種用途のための電
磁弁１０の各種仕様毎に異なり得る。かかる厚さはしか
し、当業者であれば前述説明から容易に決定できよう。

また後述するところからより明確となるように１該厚さ
の均一度について厳密さが要求されないことに１留意さ
れるべきである０ 使用にあたり電磁弁１０を常態では閉じられたもの　（
常閉型のもの）として用いるべき場合には、該電磁弁１
０を横切って圧力差が生ぜしめられるようにニップル１
４が減圧源へと接続される。そのような意図の用途の一
つくおいては、ニップル１４が自動車エンジンのマニホ
ルドへと接続されて流通穴２０が減圧されたマニホルド
へと連通せしめられる。ニップル１８は、流体圧利用装
置へと接続される。例えば、該ニップル１８は自動車用
空調装置の制御部、デイストリビヱーターの点火促進ダ
イヤフラム、暖房及び換気系統用のダンパードア、或は
燃料タンク用のベント制御部へと、接続できる。電磁弁
１ｏを常態では開かれたもの（常開型のもの）として用
いるべき場合には、減圧流体源をニップル１６へと接続
する。何れの場合にも使用されないニップル１４或は１
６は、弁が閉じているときに流体圧利用装置から大気中
へと圧力を抜くように開放したままに留めておくことが
できるし、また或はそのような圧カ抜きを阻止 来するようＫｌ！Ｆ橙しておくこともできる。さらに各
ニップル１４．１６を互に異なった減圧源へと接続する
ことで流体圧利用装置を２つの異なった減圧源へと接続
することもできる。この発明に従つ九電磁弁は明らかに
、真空ないし減圧源或は圧力源へと接続するための単一
のニップル１４或は１６のみを設けることで簡単に、常
開型として用いるもの或は常閉薯として用いるものに容
易に構成できる。

電磁弁１０は、端子３８．４０へと電力を供給し導＄３
４を流れる電流を附与して前述した磁気回路を通して流
れる磁束を生じさせることにより、作動させることがで
きる。空隙１２２，１２４を通しての磁束流れの周知の
効果からして電機子部材４８を右方向、っまり磁極８２
　ｒ　１１２向きに移動させようとするように＃電機子
部材４８Ｋ”作用する力が、生ぜしめられる。例えば電
機子支持突起６８の高さについての意企的な或は必然的
な製作上の寸法偏差がらして電機子部材４８１ゎシで空
隙１２２．１２４の巾、したがって磁束密度は一様とな
らない。この結果、電磁石２８にょシ生ぜしめられたカ
が電機子部材４８に対し、該部材４８の一部を残りの部
分よＣ４先に弁座から持上げるように作用する。したが
って電機子部材４８の初期運動は、該部材４８か１個或
は２個の電機子支持突起６Ｂまわりで揺動する角運動と
なるしまたそのような角運動とできる。この効果は自己
再生式ないし自己加速的なものである。すなわち磁極８
２，１１２向きの電機子部材４８の初期運動によシ空［
１２２，１２４が減ぜしめられて磁束が指数関数的に増
され、電機子部材４８の上記した一部を右向きに移動さ
せようとするカが対応して指数関数的に増大せしめられ
ることとなる。

期運動に対抗するのはフィルスプリング５８のみである
・何故なら前記した円形の７ラン９部１１８゜１２０は
互いから、電機子部材４８の厚さよりも大きな距離、距
てられているからである。電機子部材４８が予め設定せ
る制限され友量だけ揺動した後に、該電機子部材４８の
上記部分が弾性部材４６０７ツンジ１１１２０の相等す
る部分に対し係合する・弾性部材４６への該係合に先立
ち電機子部＃４８は初期角速度ないし急速動ｔ−得て、
それにより、弁座５２を横切っての圧力差により生ぜし
められた着座力に打克つような慣性力が弾性部材４６に
対し、少なくとも部分的に及ぼさｎる。

そのような力が弾性部材４６の半径方向外方側の一部に
対してのみ及埋されることから、電機子部材４８保合時
の初期効果により弾性部材４６が弁座５２から剥離なＬ
ｎＬ、じあけらルるように、相乗効果が達成される・電
機子部材４８の初期揺動運動（角運動）とそれに基づく
「こじあけ（ｐｒｙｉｎｇ　）　Ｊないし「剥離（ｐ＠
ｅｌｉｎｇ）」作用は、電磁弁１０の作動直後の過渡状
ａｔ図示し几第３図からより明瞭に皐てと詐る。電機子
部材４８が初期角運動を行なつ几後に弾性的な７ランジ
部１２０の半径方向外方部分へと接触し、この結果とし
て弾性部材４６を弁座５２から一部分のみで持上げて剥
離ないしこじあけるような集中した力が及ぼされ、こｎ
よりして弁座５２の当該部分で初期の急速な流体流れが
生ぜしめられることに、留意されるべきである・第２の
自己再生式ないし自己加速的な効果は、上記した初期の
流体流れにより弁座５２ｉｉＦｌｌ側間の圧力差が急速
に減ぜしめらｎ１対応して弁座５２から弾性部材４６を
持上げるのに必要な力が減せしめられるといつ友効果に
ある。し友がって弁を［こじあけ（ｃｒａｃｋｉｎｇ）
」して該弁両側の圧力を眸しくする几めに瞬時的な大き
な力が要求されるときに、そのような瞬時的な大きな力
が電機子部材４８の慣性により附与される。弁が一旦こ
じあけられると要求される力はずっと低いものとなり、
そのような力は磁束自体により附与できる。

ニップル１６ｆ）１例えは自動車エンジンのマニホルド
のような減圧源へと接続される常開型のものとして電磁
弁１０を使用する場合の作用について述べる。電磁石２
８を励磁ないし作動させると、電機子部材４８が右向き
に完全に引かれ、これにより前記第２の平坦面１ｉ５４
が第２の弁座５６へと、該第２０弁座５６による流体流
ｒ＋−１−停止させるように密封的に係合する。電磁石
２８が解磁せしめられると電機子部材４８が、コイルス
プリング５８の影響下で左向きく動く。しかしながら前
述したタンプリング工程での製作寸法差の結果として非
磁気材料４７の厚さが完全には均一ではないことからし
て、電機子部材４８に関し磁束減衰が一様とはならない
、したがって電機子部材４８が弾性部材４６の７ラン９
部１１８に対し、弾性部材４６ｔ−弁座５６から剥離な
いしこじあけるように揺動して係合する。この初期運営
の間に電機子部材４Ｂが慣性を獲得し、これに工９流通
穴２２内の減圧により生ぜしめられている圧力差に抗し
て弾性部材４６を弁座５６から持上げるのが援けられる
。このためまた、電磁弁１ｏを常開型のものとして作動
させているとき、電機子部材４８と弾性部材４６間の制
限された軸線方向運動により弾性部材４６の弁座５６か
らの離間が、電磁弁１゜を常閉型のものとして作動させ
たときについて前述したのと類似の態様で、援けらｎる
こととなる。

第３図からみてとれるように弾性部材４６は、極く可撓
性に富んでいる７ランク部１１８．１２０と相対的にず
つと可撓性が少ない円柱状中央部１１６と管、備えてい
る。このため弾性部材４６の弁座からの持上げに対して
は「剥離」効果よりもむしろ、「こじあけ」効果の方が
支配的となる。

「剥離」効果をより高めることは、比較的に剛性の７ラ
ンク部１１８．１２０（或は弾性部材４６用の他の支持
手段）と比較的に可撓性の中央部１１６とを採用するこ
とで、達成できる。所望の場合にはフランジ部１１８，
１２０と中央部１１６との各可撓性の程度についての任
意の組合せを、弾性部材４６が電機子部材４８と所要の
よう和協同作用する限度内において、「剥離」効果と「
こじあけ」効果を任意に混合させて得るように用いるこ
とができる。電機子部材４８の初期運動により与えられ
る慣性力の効果と弾性部材４６の半径方向外方側の一部
のみに実質的な力を及ｔＶすこととする揺動運動の効果
とを組合せ几効果からして、混在汎用さｎている電磁弁
におけるよりも少ない磁束密度でもって電磁弁１０の満
足すべき作動を得ることができる。このため出力源であ
るコイル３００巻線数を、電磁弁の製作コストを有意義
に減らすように減少することができる。さらにニードル
弁とは対照的に平坦形状の図示バルブは、弁座５２ｅ通
しての最小限の流れを達成するのに可動弁体４４が弁座
５２から僅かにのみ離間すｎばよいものとなっている・ この発明に従った電磁弁１０の変形例では（電機子部材
４Ｂ？被覆するのに用いた前述のような非磁気材料４７
が電磁石２８の少なくとも研極８２゜１１２へと施され
る。したがってこの場合には、電機子部材４８上ではな
くｖｌｉａ石２８上２８上気ギャップが附与される。

この発明の範囲内にある典型的な電磁弁はｔた、可動鉄
芯を用いであるものＫも構成できる。かかる可動鉄芯は
弾性部材４６を担持するプレート（電機子部材）に対し
、磁束源の励磁に応動しての該鉄芯の運動により弾性部
材４６が弁座５２から持上げらｎるように、接続される
。上記した可動鉄芯とプレート間の接続様構成はプレー
トと弾性部材４６間の関連機構は、前述し几「こじあけ
」作用が生ぜしめらｎるように傾斜的ないし揺動的なも
のであることが、望ましい。すなわち例えば弾性部材４
６を、傾斜的な動きｔ生ぜしめるように角度付けらルて
いるフランジ部を有するものとする０弾性部材４６が弁
座５２から持上げられるのに先立って前記のような初期
急速動ないし慣性力が得られるように、上記し友プレー
トと可動鉄芯間或はプレートと弾性部材４６間の制限さ
ｆ′した相対移動１得ることが勿論、望ましい。可動鉄
芯を用いる場合には非磁気材料を少なくとも、コイル３
０に密接位置した鉄芯部分におくべきである−この発明
の一具体例では前記した３個の電機子支持突起６８に代
えて、端部被覆体６４と一体の突隆會形成された環状部
材であって流通穴２４付近において流通穴２４と該環状
部材内方側の空間部との間の気体流通のための通路を構
成する開口ないし切欠き部を除いては連続したものに形
成されている環状部材を、設ける。このような具体例に
おいて、上記環状部材の電機子部材４８（ａｌｌの面紘
平坦であり、例えば約０．０６３５３１　（０，０２５
インチ）巾のものとされると共に、電機子支持突起６８
設置部の直径よりも若干大きな直径のものとされる。ま
ｔ該環状部材の外径は、可動弁体の揺動中に電機子部材
４８の何ｎの部分も端部被覆体６４向き（第１図でみて
左向き）Ｋ実質的に動かないようにすべく、電機子部材
４８の外径とｔｌぼ等しくされる。電機子支持突起６８
につい°て前述しｔように上記環状部材は端部被覆体６
４の内面から、弁座５２よりも若干大きく（例えば０．
０２７９ａｌｌ）突出するものと、される。

この発ｌ！ＪＩＫ従つ友典型的な電磁弁１０について以
上に説明して来几ところから理解されるように、この発
明扛、従来のものと比較してより速やかな応答性でもっ
てより迅速に作動すると共により少ない磁束密度、した
がってより少ない巻線数で作動する電磁弁を、提供し得
几ものである。この結果、太き女コスト低減が達成され
る。ま之理解できるように弾性部材４６と弁座５２．５
６とを厳密に整列位置付けなくと４：く、したがってま
た部品の製作と非磁気ギャップの形成とを普通の公道範
囲で行なえて同部品製作及びギャップ形成上に高精度が
要求されず、これよりして安価且つ寝具に製作及び組立
て得ることとなっている。さらに摩耗に基づく何れの寸
法変化に対しても厳密的でなくそのような寸法変化によ
り機能が阻害されずして、電磁弁の信頼性及び耐久性が
高いものとなっている。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明に従り危電磁弁の一実施例を示す縦
断面図である。 第２図は、第１図に図示の電磁弁の端面図である。 縦断面図で、作用を図解したものである。 落４図は、第１図に図示の電磁弁に設けられている電機
子部材の隅角部を拡大して示す断面図である。 １０・・・電磁弁、１２・・・ハウジング、１４．１６
゜１８・・・ニップル、２０．２２．２４・・・流通穴
、２６・・・中心室、２８・・・電磁石、３０・・・コ
イル、３２・・・鉄芯、４４・・・可動弁体、４６・・
・弾性部材、４７・・・非磁気材料、４８・・・電機子
部材、５０・・・第１の平坦面部、５２・・・第１の弁
座、５４・・・第２の平坦面部、５６・・・第２の弁座
、５８・・・コイルスプリング、６４・・・端部被覆体
、６８・・・電機子支持突起、７２・・・電機子部材４
８０面、７８・・・ハウジング本体、８２・・・内向き
７ランジ、１１０・・・腹板部、１１２・・・凸縁部、
１１８．１２０・・・７ランジ部、１２２゜１２４・・
・空隙。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 Ｌ　弁を作動させるための可動電機子部材と、磁石手段
   であって励磁せしめられたときに上記可動電機子部材を
   該磁石手段向きに移動させる磁石手段とを、備えでいる
   電磁弁において、前記磁石手段が励磁せしめられたとき
   に該磁石手段と前記電機子部材との間に非磁気キャップ
   を維持して磁石手段と電機子部材間の磁束流れを制御す
   る手段を、設けであることを特徴とする電磁弁。 え　弁を作動させるための可動電機子部材と、電磁石で
   あって励磁せしめられたときに上記可動電機子部材をそ
   れが該電磁石に％合するように移動させる電磁石と％丘
   記電磁石が解磁せしめられたときに該電磁石から離間す
   る方向に上記可働電機子部材を移動させるための附勢手
   段とを、備えている電磁弁において、前記可働電機子部
   材の少なくとも一部に該電機子部材と前記電磁石との間
   で、電磁石と可−電機子部材間の磁束流れを制御するこ
   とで前記附勢手段による附勢力作用方向とは逆の方向で
   可働電機子部材に作用せしめられる力を制御する非磁気
   材料から成る層を、備えさせであることを特徴とする電
   磁弁。 １　可動部材と、磁石手段であって励磁せしめられたと
   きに上記可動部材をそれが該磁石手段に係合するように
   移動させる磁石手段とを、備えている電磁弁において、
   前記可動部材の少なくとも一部に１前記磁石手段が励磁
   せしめられたときに可動部材と磁石手段間に非磁気ギャ
   ップを形成する非磁気材料から成る層を、備えさせであ
   ることを特徴とする電磁弁。 ｔ　弁座に対し保合可能な弁体と、上記弁座に対し上記
   弁体が係合及び係合解除す石ように該弁体な移動させる
   ための可動型鳴子部材と、磁石手段であって励磁せしめ
   られたときに上記可動電機部材の曽きに領一方向の運動
   成分を与えると共に該可動電機子部材の傾動に応動して
   前記弁体の少なくとも一部を前記弁座に対し相対的に傾
   動させるように動かす手段と、前記磁石手段が励動せし
   められたとき［０磁石手段と前記可動電機子部材との間
   に非磁気ギャップを維持して磁石手段と可動電機子部材
   間の磁束流れを制御する手段とを、設けであることを特
   徴とする電磁弁。 Ｌ［釆を形成するための磁束形成手段と該磁束形成手＃
   ９に係合可能な電機子部材との閲に非磁気ギャップを設
   けである電磁弁を製作する方法であって、［１！ｒ記非
   磁飢ギヤツプを構成する第１層と第２層とを、 に）、前記電機子部材を、非磁気材料から成る第１層で
   もって被覆する工程と。 （至）、第１層の表面を平滑化するように、前記１ｔｌ
   １１子部材を研摩する工程と、 （Ｃ）、第１層を、比較的硬質の非磁気材料から成る第
   ２層でもって被覆する工程と、 働、第２層の表面を平滑化するように、前記電機子部材
   を研摩する工程と。 作方法。 巳　磁束全形成するための磁束形成手段と該磁束形成手
   段に停会可能な電機子部材との間に非磁気ギャップを設
   けである電磁弁を１１１作する方法であって、前記非磁
   気ギャップを構成する鋼含有層とニッケル含有層とを、 ■、前記電優子部材を、銅を含む非磁気材料から成る層
   でもって被覆する工程と、 に）、銅含有層の表面を平滑化するように、前記電機子
   部材を研摩する工程と、 （Ｃ）１鋼含有層を、ニッケルを含む非磁気材料から成
   る層でもって被覆する工程と。 に）、ニッケル含有層の表面を平滑化するように、前記
   電機子部材を研摩する工程と、によって形成することを
   特徴とする、電磁弁の製作方法。