JPS6029034B2 - ソレノイド - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は一般的にソレノィドおよびソレノィド作動弁に
関し、さらに詳細には、従来技術のソレノィド構造に比
較して吸引，力が大きく動作が迅速なソレノィド構造に
関するものである。

ソレノィドおよびソレノィド作動弁は技術的に公知であ
り、ソレノィドは通常、通電された場合に方向性を有す
る磁界を生ずることのできる絶縁されたワイヤで形成さ
れた螺旋状のコイルを具備している。

また、このソレノイドはコイルに対して軸線方向の運動
をなしうるようになされた鉄のロッドまたはバーの形態
をなした可動プランジャを具備しうる。ソレノィド‘こ
よって加えられうる力または引張り力は、コアがいった
ん飽和されると、電流の関数となる。

飽和していない状態では、その力または引張り力は励磁
電流の二乗に比例する。一般に、ソレノイドの力または
引張り力は鉄クラッド・ソレノィドを用いて磁束に対す
る鉄復帰通路を設けてやることによって増大されうる。
磁気回路内における空隙が減少するにともなって、ソレ
ノィドの力または弓ｌ張り力は増大することが知られて
いる。従って、従釆のプランジャ型ソレノィドでは、プ
ランジャまたは援極子が軸線方向に移動してコイル内に
入り込むにつれて、磁気回路内の空隙が減少しかつソレ
ノィドの力または引張り力が増大する。典型的には、ソ
レノィドおよび援極子は一次空隙と二次空隙との双方を
有してるのであろう。

これらの空隙は髪極子の両端にみられるものであり、か
つソレノィドは完全に付勢された状態では本質的に空隙
を与えないように設計されているのが普通であるから、
それらの空隙は同じ大きさを有しているであろう。従っ
て、接極子の有効走行距離は全初期空隙のほぼ半分に等
しい。上述のプランジャ型の鞍極子の場合には、その綾
極子は、米国特許第２７６５８０８および３２５０２９
３号に示されているようにソレノィドコィル内で往復運
動をなしうるように承支されたロッドまたはバー上に取
婦けられうる。

その運動は、磁界にってソレノィドコィルの内側面に対
接して引張られる薮極子またはプランジャの側方向権力
にって生ぜしめられる摩擦力による抵坑を受けることが
ありうる。プランジャ型嬢極子の変形例が米国特許第１
３３３６８１号に開示されており、その変形例では、藤
線方向にのみ移動するように拘束されたカップ状の鞍極
子がソレノィドコィルを貫通したロッドに作用するよう
になされている。

プランジャ型薮極子の他の変形例が米国特許第３３２５
１３９号に開示されており、そこでは、穣極子がテーパ
状のあるいは円錐状の形状を有しており、鞠線方向に移
動してコァ片の対応する部分に入り込むようになされて
いる。米国特許第３４２２８５び号および第３５２３５
５６号には軸線方向に移動するように拘束された摺動可
能な環状の援極子が開示されている。米国特許第３７５
１００１号には弁円板として機能する枢動自在に取付け
られかっぱね装荷された婆極子が開示されている。援極
子または弁円板は、枢動取付けによって、それを中心と
して振動または振動性の運動をなしうるように拘束され
ている。上述の従釆技術によるソレノィド構造における
問題点は、例えば実公昭７一６２０６号公報に記載され
たソレノィド構造に明らかに示されている。

上記公報におけるソレノィドの磁気回路には、動作時に
おいて２つの空隙が存在する。すなわち、第１の空隙は
、接極子とそれに近接している外錘との間に存在する空
隙であり、第２の空隙は、接極子とスリーブ（固定鉄心
）との間に存在する空隙である。この場合、援極子は横
方向には動かないように規制されており、軸線方向にの
み動きうる構成であるため、通電に伴い薮極子がスリー
ブに向かった移動することにより上記第２の空隙は閉塞
されるが、第１の空隙は開いたままである。このことは
動作時に第２の空隙内に作用する薮極子に対する吸引力
を弱めることになり、ソレノイドの動作が遅くなること
を意味する。したがって、このような従来のソレノィド
において吸引力を高める動作の迅速化を図るには、より
強力な磁力を必要とする欠点があった。本発明の目的は
、上述した従来のソレノイドの欠点を回避した新規なソ
レノィドを提供することにあり、本発明によるソレノィ
ドは、通電によって薮極子がまず横方向に移動して第１
の空隙を閉塞し、次いでスリーブに向って枢動して第２
の空隙を閉塞しうるようになされている。

この場合、綾極子が第１の空隙を閉塞する際には援極子
は何等の有用な働きはなさず、第１の空隙が閉塞されて
から第２の空隙を閉塞するのである。したがって、本発
明のソレノィドでは、例えば弁を開くというような所期
の有用な動作を行なう以前に、空隙の総距離が狭められ
ていることになり、そのため、接極子が有用の動作を行
なう期間を通じて、ソレノィドはより強大な力を発生し
うる。このようなより強大な力によって、より迅速な応
答時間が得られる。すなわち、接極子が非通電位置から
完全に通電された位置にまで動く時間が短縮されるので
ある。本発明のソレノィドは、後述するように、通電に
よって直ちに一方の空隙が閉塞され、続いて懐極子が残
る１つの空隙、すなわち接極子とスリ−ブとの間の空隙
を閉塞すべ〈動くように構成されていることによって従
来のソレノィドにおける前述の問題点を克服したもので
ある。

さらに詳細に述べると、本発明のソレノィドでは、一方
の空隙を効果的に除去するために、接極子のきわめて僅
かしか力を必要としない横方向摺動運動がまず行なわれ
、それに続いて騒動運動が行なわれ、この機動運動の間
に所期の有用な動作を達成するのである。したがって、
本発明のソレノィドは、従来のソレノィドよりも有用な
動作を達成する間の吸引力がより強くかつ迅速に作動す
る特徴を有するのである。本発明によれば、ソレノィド
本体内に配置されたソレノィドコィルを具備したソレノ
ィドであって、少なくとも部分的に貫通しておりかつ該
コイルの内部に少なくとも部分的に入り込まれて前記本
体に配置されている磁性材料よりなるスリーフと、その
スリーブの一端近傍に形成された接極子室内に自由に配
置されかつその援極子室を画成している環状壁から通常
は離間されている磁性材料よりなる鞍極子と、前記ソレ
ノィド本体、前記スリーブおよび前記援極子の磁気回路
相互接続を与え、穣極子が前記嬢極子室画成壁に初期的
に係合していない場合に懐極子をまず横方向に移動させ
て鞍極子室画成壁に係合せしめ、しかるのちの前記スリ
ーブの方向へと移動せしめる手段とを具備しているソレ
ノィドが提供される。

以上の説明から明らかなように、従来の往復運動可能な
婆極子は、相対的に拘束されておらず、磁気的に透過性
で好ましくは一般的に平坦な円板状でありうる鞍極子部
村によって置換される。

さらにその穣極子は弁の一部分を構成していてもよくあ
るいは弁部材を直接または間接的に作動せしめうる。薮
極子部村が弁部材を間接的に作動せしめる場合には、そ
れは非磁性材料または比較的透磁率の低い材料で形成さ
れることの好ましいピンを介してなされるうる。本発明
のソレノィドは一体的な本体と弁部材とを具備していて
もよくあるいは外部の弁機構と協働してもよい。さらに
、磁気回路の一部分がソレノィドが用いられる装置によ
って与えられるようにしてもよく、このようにすればソ
レノィド装置の寸法と価格の双方が軽減されうろことに
なる。以下図面を参照して本発明の実施例につき説明し
よう。

まず第１図および第２図を参照すると、ソレ／ィド弁本
体が全体として数字１０で示されており、この弁本体は
上方ソレノィド部分１２と下方ソレノィド部分１４とに
よりなる。弁本体１０はそれの軸線に関して対称であり
かつ磁気回路内の一部分として機能しうるように磁性材
料で形成されている。好ましくは、本体には５個の同０
状達通穴が形成されている。頂部における最も大きい穴
＼が、ソレノィドコイル１８を受入れるようになされた
ソレノイド穴１６である。それよりも小さい第２の穴で
あるスリーブ穴２川まそのソレノィド穴１６と第３の穴
である球弁穴２２との間に同心状に位置づけられている
。さらに小さい第４のばね穴２４は球弁穴２２と第５の
穴である迷し穴との間に運通している。弁本体１０の弁
部分１４は、弁が用いられうる機械または他の装置（図
示せず）にソレノィド弁を装着しやすいようにするため
のねじ山２８を外部に形成されている。

適当なガスケット、ワッシャまたは０リングシールを用
いてもよいことが理解されるであろう。弁部分１４の外
表面には環状溝２９が形成されており、かつその環状溝
２９と球弁穴２２との間には直径方向の通路３０が蓮通
している。ソレノィド本体１０の弁部分１４には第２の
環状溝３２が形成されており、その環状溝は第２の直径
方向通路３４を通じてスリーブ穴２川こ連適している。
環状溝３２はたとえば油のような圧力流体源に運通して
おり、他方、環状溝２９は圧力流体の供給を必要とする
装置に蓮適している。磁性材料で形成されたスリーブ３
６はスリーブ穴２０内に圧入されているかあるいは他の
方法でそのスリーブ穴２０に親密に隊着され、かつソレ
ノィド本体１０の頂部近傍の位置まで上方に延長してい
る。

スリーブ３６には藤線方向の穴３８が設けられており、
この穴はそれの下端に拡大された領域４０を有している
。スリーブ３６の外表面には、直径方向の通路３５に合
致するようにして環状溝４２が形成されており、かつそ
の環状溝４２と軸線方向の穴３８の拡大された領域４０
との間に直径方向の通路４４が蓮適している。球弁穴２
２内には球弁４６が配置され、その球弁は轍線方向の穴
３８の拡大された領域４０‘こよってスリーブ３６の下
端に形成された弁座５０‘こ対援せしめられてばね４８
により偏橋せしめられている。

ばね４８はばね穴２４内に着座せしめられている。ソレ
ノィドコィル１８は適当なポット材料５２によってソレ
ノィド本体１０のソレノィド部分１２内にシールされう
る。

ソレノイドコイル１８の１つの端子５４は、適当に接地
されているソレノィド本体１０のソレノィド部分１２に
電気的に接続され、ソレノィドコィル１８の他方の端子
５６はそのソレノィドコィル１８を適当な電気回路（図
示せず）に接続するためのねじ５８を担持している。勿
論、ソレノイドコイルの両端に対する外部端子を設けて
もよい。磁気材料で形成された環状のキャップ６０は、
例えばソレノイド本体１０の薄壁部分６２をキャップ６
０の緑上に捲縦せしめることによってそのソレノィド本
体１０のソレノィド部分１２に固定されている。

かくしてその薄壁部分６２は環状キャップと、スリーブ
３６に磁気的に接続されるソレノィド本体１０のソレノ
ィド部分とを相互に接続するための磁気回路手段を与え
ている。キャップ６０の上方部分は星形をなしているこ
とが好ましくかつソレノイド本体１０をねじ付き座（図
示せず）に容易に締めつけうるようにするために標準２
０ポイント・ソケットレンチによって係合されるように
なされている。勿論、キャップ６川ま他の形式のスパナ
レンチによって係合せしめられてもよくあるいはソレノ
イド本体１０のソレノイド部分１２の外表面上に締付手
段が形成されてもよい。非磁性材料で形成された挿入体
６４が環状キャップ６０１こ隊入されるのが好ましい。
挿入体６４は大きい中央オリフィスを有するものとして
第２図に示されているが、通気が望まれない場合には、
薮極子室内への異物の導入を禁止するためにオリフィス
の寸法を減少せしめることあるいはオリフィスを除去す
ることが望ましい場合がありうる。好ましくは非磁性材
料で形成された駆動ピン６６がスリーブ３６の軸０穴３
８内に往復運動をなしうるうに取付けられており、その
駆動ピンは下端において球弁４６に接触しかつ上端にお
いて薮極子部材６８に接触するように長さを有している
。球弁４６がそれの座５川こ接触している場合には、駆
動ピン６６が援極子部材６８を挿入体６４の下表面近傍
まで上方に押び上げる。駆動ピン６６は球弁４６および
懐極子部材６８のいずれにも固定されていないことが理
解されるであろう。薮極子部材６８は磁性材料で形成さ
れており、かつそれは接極子室を画成する環状キャップ
６０の内側寸法よりも若千小さし、。第１図および第２
図に示されているように、薮極子部材６８は円板状であ
ってかつ環状キャップ６０の髪極子室内にゆるく配置さ
れていることが好ましい。。従って、俵極子部村６８は
自由に移動できすなわち比較的非拘束状態にあり、駆動
ピン６６に関して横方向への摺動および下方へ向う枢動
との双方の運動をなしうる。この運動を実現するために
、綾極子の最大寸法は懐極子室の内側寸法よりも小さく
なければならないが、横方向間隙の厳密な大きさは重要
ではない。特に第２図を参照すると、磁気回路は、本体
１０のソレノィド部分１２、その本体１０の薄壁部分６
２、スリーブ３６、薮極子部材６８および環状キャップ
６０を含んでいる。

この回路には、接極子部材と環状キャップ６０の内側壁
との間の横方向空隙および接極子とスリーブの上端との
間の軸心方向空隙との２つの空隙が最初に存在している
。接極子の横方向運動に対する低坑は比較的小さいから
、コイル１８に通電されると、その結果生じた磁界が接
極子部材６８に力を加え、その力により、接極子部村６
８はそれとキャップ６０の内壁上の点との間に接触が生
ずるまで駆動ピン６６に関して摺動せしめられることに
なる。勿論、援極子部材６８がキャップ６０の内周壁と
すでに接触していることもありうる。いずれにしても、
磁気回路は空隙の一方を実効的に除去し、１個の空隙す
なわち接極子部材６８とスリーブ３６との間の空隙だけ
を残すこととなる。次に第３図Ａ乃至第３図Ｄを参照す
ると、そこには、コイル１８に通電された場合における
髪極子部材６８と駆動ピン６６の運動が概略的に示され
ている。

第３図Ａはコイル１８に電流が流れていないときの接極
子部材６８の一般的な状態を示している。この状態にお
いては、ばね４８が球弁４６とそれの座５０‘こ対抵し
て上方に押しやることともに駆動ピン６６を上方に押し
やる。数字３２，３４，４０，４２および４４（第２図
における）によって示された領域における球弁４６の上
方に圧力流体が存在すると、その流体の圧力が駆動ピン
６６の端に作用してその駆動ピンを、第３図Ａにおいて
矢印７０で示されているようにその駆動ピンが鞍極子部
材６８を挿入体６４に対接した状態に保持するまで上方
に押し上げる。コイル１８に電流が流れはじめるや否や
、磁界が生じ、それが軽量の綾極子部材６８に力を加え
る。薮極子部材６８とキャップ６０との間の環状の空隙
は一般に均一でないから、俵極子部材は空隙が最も小さ
く従ってその空隙を横切る方向の力が最大となる方向に
まず移動して、薮極子部材６８の側面と薮極子室の内壁
面との間の空隙が閉塞される。この初期運動が第３図Ｂ
‘こおいて矢印７２で示されており、残りの空隙が第３
図Ｂにおいて寸法７４で示されている。第３図Ｃに示さ
れているように、スリーブ３６と綾極子部材６８との間
の空隙を横切る方向の力が鞍極子部材を点Ａのまわりで
枢動せしめてレバー作用を生ぜしめ、このレバー作用に
よって駆動ピン６６が矢印７６、寸法７８で示されてい
るように下方に移動せしめられはじめる。

俵極子部材６８とスリーブとの間の空隙７４は、鞍極子
部材を枢動せしめる力が増大している状態で不均一とな
るであろう。上述のレバー作用は駆動ピン６６に対する
力を増大せしめ、それによって球弁４６を開こうとする
ばね４８の力が克服されることになることが理解される
であろう。最終的には、駆動ピン６６がそれの走行の極
限に到達した時点で、空隙７４は第３図Ｄに示されてい
るように実質的に閉塞されることになる。

その時点では、この空隙は約０．０２５センチメートル
（０．０１０インチ）のオーダーである。綾極子部材と
キャップ６０の内壁面との間の空隙を除去する援極子部
材６８の初期運動はほとんど摩擦のない状態で生じ、従
って非常に迅速に行なわれることが理解されるであろう
。

従って、この第１の空隙の実際の大きさまたは寸法は重
要ではない。空隙７４だけが残存している場合、薮極子
部材の枢動連動が続いて直ちに開始する。機械的系統に
おける間隙がまず除去されるから、それに続〈枢動運動
はまず衝突効果を生じ、次にピン６６を下方に駆動する
という機械的な利点を与えるレバー作用を生ずる。その
機械的利点は、生じた力の作用点が駆動ピン６６の軸線
よりも枢点Ａから離れていることに一部基因して生ぜし
められるものである。その力の位置は空隙７４の狭い部
分に関連した高い磁束密度によって指定される。本発明
によるソレノィドの動作が従来のソレノィドと比較して
第４図に示されている。第４図に示されたテストでは、
同一のソレノイドコイルが用いられた。コイルデータが
下記の第１表に示されている。第１表 温 度 ２４℃（７５０Ｆ） 巻数 ７９３ 抵 抗 １１．１５オーム ヮィャ キ２８（銅） 電 力 １２．９ワット 電 圧 １２ボルト（直流） 第４図の曲線は各ソレノィドによって発生された力を空
隙７４の関数として示している。

第４図において、曲線Ａは本発明によるソレノィドの特
性を示し、曲線Ｂは従来のソレノィドの特性を示す。な
お、便宜上、横軸には空隙７４の寸法をィンチの単位で
、縦軸には力をポンドの単位であらわしている。このテ
ストで用いられたソレノイドコイルは同じものであった
から、例えば垂直距離Ｃ，Ｃ′で測定された改善された
性質は本質的に、ソレノィドを新規にして改良された状
態で機能せしめうる本発明の援極子の新規な設計に基因
するものである。綾極子部材の初期摺動運動は実質的に
摩擦のない状態で生じかつ初期枢動作用は、系統内の間
隙が除去されつつあるあいだにこの運動が生ずるから、
極めて小さい力しか必要としないことについては上述し
たとおりである。

かくして、空隙が最大であるあいだは、所要の動作力は
最小であるから、本発明によるソレノィドは連動型の装
置となる。これらの特徴は重要である。まず第一に、初
期運動はほとんど力を要しないから、援極子部材とピン
の寸法上の裕度およびその婆極子部材の自由走行が重要
ではなく、従ってソレノィドの価格を最少眼におさえる
ことができる。第二に、本発明によるソレノィドは高速
性を有するので、迅速でかつ信頼性のあるソレノィド動
作が必要とされる圧縮加減エンジンブレーキのような装
置に好適である。本発明の範囲内で多数の変形変更が可
能であることが諭鱗すべきである。

従って、軸心方向に対称なソレノィドを、円板状の丸い
優極子および軸心方向のピンとともに用いることが好都
合であるが、綾極子またはコイルあるいはそれらの両方
をだ円形または矩形状にすることが可能であり、駆動ピ
ンはソレノィドの軸心から偏位されうる。実際に、短縮
された走行をぎせいにしてソレノィド力を増大せしめた
い場合には、ピン６６は第８図に示されているように軸
Ｄから偏位されうる。第２図および第８図において共通
の部分は同じ符号で示されているが、修正された部分は
同一符号にダッシをつけて示されている。この場合には
、スリーブ部材３６だけが、その鯛心から所望の程度だ
け偏位された穴３８′を設けることによって修正される
必要がある。この変更例では、蓬極子部材６８の長い張
り出した部分すなわち第８図でみてピン６６の左側の部
分がまずコイル１８に向って引張られ、援極子部村６８
の短い部分は枢点Ａに隣接している。ピン６６が松点Ａ
により接近して位置づけられるから、後極子とピンとり
ンクの機械的利点が増大する。後極子部材とソレノィド
の形状を修正することに加えて、綾極子部材を例えば対
称軸に沿って分割することが可能である。

この変更例が第９図に示されており、第８図の場合と同
様に、第２図に共通な部分は同ず符号で示され、修正さ
れた部分は同一符号にダッシをつけて示されている。こ
の変形例では、薮極子部材６８′だけがそれを例えば対
称軸に沿って分割することによって修正される必要があ
る。本発明のこの形態では、分割された俵極子６８′の
初期運動は枢点Ａ′およびＡ′′を確立するように環状
キャップ６０の内側周辺に向つてなされる。しかるのち
、分割された接極子６８′はピン６６の上端に作用しそ
のピンを下方に駆動する。系統の幾何学的形状と裕度と
に依存して、この形式の修正では初期空隙がさらに減少
され、その結果、ソレノイドが作用いまじめる時間が短
縮される。本発明の改良されたコンパクトなソレノイド
は種々の関連機構を動作するようにさらに修正されうる
。

第２図においては球弁に関連せしめて示されたが、本発
明のソレノィドは他の形式の液圧または空気圧装置に対
してあるし、は電気的切換機構あるいはマイクロスイッ
チを動作せしめるために用いられうる。このような修正
の例が第５図乃至第７図に示されている。次に第５図お
よび第６図を参照すると、ソレノィドと弁が用いられる
装置と一体化されているそれらソレノィドおよび弁の組
合せを与えるようになされた本発明の変形例が示されて
いる。

磁性材料で形成された機械本体８川こはソレ／ィド弁組
立体８４を収容するための穴８２が設けられている。

また、この機械本体８０‘こは、好ましくか非磁性材料
よりなるパッドまたは円板を受入れるための幾分小さい
同○状の穴８６も形成されている。穴８６の残部は接極
子室として機能しかつ相対的に拘束されていない薮極子
部材９０を受入れる。非磁性パドまたは円板８８はもし
所望されれば薮極子部村９０‘こ固定されてもよい。非
磁性材料よりなる円板８８を設けることが好ましいが、
そのような円板は空隙で置換されてもよくあるいは完全
に省略されてもよい。第６図では、薮極子部材９０は付
勢されていない状態を実線で示されており、仮想線は完
全に付勢された状態を示している。第６図に示されてい
るように、援極子部材９川ま穴８６内に緩くまたは自由
に薮入してその接極子部材９０と穴８６との間に小さい
環状の空隙が形成されるようになされている。機械本体
８０はソレノィド組立体８６の動作に必要とされる磁気
回路の一部分を形成している。それがために、機械本体
８川ま磁性材料で形成される必要がある。機械本体８０
が例えばアルミニウムのような非磁性材料が形成されて
いる場合には、磁気回路の要件を満足するために機械本
体８０１こはソレノィド組立体の領域に鉄のような磁性
材料で形成された挿入体を配置すればよい。ソレノィド
組立体８４は、ソレノィド本体９２と穴８２との間にシ
ールを与える○リングシール９６を収容するための周辺
肩部９４を有する円筒状ソレノィド本体部分９２を具備
している。

そのソレノィド本体部分８２にはプレス緩めまたは他の
方法でスリーブ９８が接合される。そのスリーブ９８に
は軸心方向の穴１００が設けられ、その穴の上端は流体
管（図示せず）に対する連結部分を形成するためにタッ
ピングされうる。またそのスリーブ９８の反対端すなわ
ち内側端には弁座１０２が形成されうる。ソレノィド本
体９２には、スリーブ９８に対して磁気的に接触せしめ
て板１０４が装着され、その板はスリーブ部材９８と機
械本体８０との間に磁気回路を完成し磁気回路手段とし
て機能するように複数のファスナによって機械本体８０
に固着されている。ソレノイド本体９２にはソレノィド
コイル１０８が配置され、適当なポット材料１１０１こ
よって所定の場所にシールされる。

ソレノィドコィル１０８の１つの端子１１２はポット材
料１１０を通じて上方に延長しており、他の端子１１４
は板１０４に接地されうる。機械本体８０内の通路１１
６は流体の間欠的供給を必要とする機械の一部分と穴８
２との間に蓮適する。第５図および第６図に示されてい
るように、本発明のソレノィド弁は付勢されていない状
態では通常開放しており、穴１０川こ入る流体はその穴
１００を通り、穴８２を通りそして通路１１６を通って
自由に流動しうる。

ソレノィド１０８に電流が流れると、スリーブ９８、板
１０４、機械本体８０および薮梅子９０よりなる磁気回
路に磁界が発生する。最初は、第６図に示されているよ
うに、その磁気回路は、１は鞍極子部材９０および穴８
６間の環状空隙と２接極子部村９０およびスリーブ９８
上の座１０２間の空隙との２つの空隙を有している。し
かしながら、第１の空隙は、接極子部材９０が例えば点
Ｂにおいて穴８６に接触するまでパッド８８上で摺動す
ると速やかに閉塞される。しかるのち、鞍極子部材９０
は弁座１０２に衝突するまで点Ｂを中心として枢動する
。最後に、接極子部材９０‘ま弁座１０２と面接触して
停止し、穴１００を閉じてその穴１００を通る流れ阻止
する。少なくとも援極子部材９０の上面の中央部分と弁
座１０２よりなるスリーブ９８の底部分は流体密閉塞を
与えるように研磨されなければならない。もし所望され
れば、弁座１０２はスリーブ９８とは独別に形成してプ
レスまたは他の方法でそのスリーブ９８に装着されうる
。通常は、穴１００内における流体の圧力と接極子部材
９０重量は、ソレノイドコイルにおける電流が遮断され
たときにソレノィド弁を確実に開放せしめるのに十分で
あろう。しかしながら、援磯子部材９０を弁座１０２か
ら離すために、好ましくは非磁性材料で形成された軽い
ばねが装着されうる。逆転された位置でソレノィド弁を
動作せしめたい場合にもそのような構成が用いられうる
。他の変形例が第７図に示されており、そこでは、本発
明のソレノィドは複数の弁を動作させるために用いられ
る。この変形例では、数字１１８は鉄またはスチールの
ような磁性材料で形成され、ソレノィド組立体１２２を
収容する穴１２０を設けられた機械本体を示している。
通路１２４は流体供給源（図示せず）と穴１２０との間
に運通している。機械本体１１８には穴１２６および１
２８が形成されており、これらの穴も穴１２０に蓮適し
ている。穴１３０‘ま流体の間欠的な供給を必要とする
機械本体１１８の第１の部分と穴１２６との間に運通し
、穴１３２は流体の間欠的な供給を必要とする機械本体
の第２の部分と穴１２８との間に運通している。球弁１
３４は穴１２６内に位置づけられており、かつその穴１
２６内に虫累入されたプラグ１４川こ着座せしめられた
軽いばね１３８によって座１３６に対綾するように偏倍
されている。

球弁１３４の閉塞位置が実線で示されており、開放位置
は仮想線で示されている。第２の球弁１４２が穴１２８
内に配置されており、かつそれは穴１２８に螺入された
プラグ１４８もこ着座せしめられた軽いばね１４６によ
り座１４４に対援するように偏俺これている。

この場合にも、球弁１４２の閉塞位置が実線で示され、
開放位置は仮想線で示されている。ピン１５０‘よ、穴
１２０内に緩くまたは自由に位置づけられれた酸極子１
５４上のパッド１５２と球弁１４２との間において穴１
２８内に配置されている。第２のパッド１５６は球弁１
３４に接触するように援極子部材１５４上に形成されう
る。パッド１５２および１５６はそれぞれ非磁性材料で
形成される。鞍極子部材１５４は付勢された状態を実線
で示され、付努これてし、ない状態を仮想線で示されて
いる。ソレノィド組立体１２２は周囲肩部１６０を有す
る筒状の本体部分１５８よりなり、その周囲肩部１６川
ま、磁性材料で形成された板１６４に固定されている。

ソレノィド本体１５８は機械本体の穴１２川こ対してシ
ールする○リングシール１６２を担持するようになされ
ており、ソレノイド本体１５８は、薮極子部材１５４と
連結される磁気回路を形成する板１６４に固着されてい
る。磁性材料よりなる。板１６４は複数のねじ１６６に
よって機械本体１１８に固定されている。磁性材料で形
成されたコアまたはスリーブがソレノィド本体１５８と
板１６４にプレス鉄めまたは他の方法によって固着され
、その板１６４に対して良好な磁気回路接触をなすよう
になされている。スリーブ１６８には比較的重い圧縮ば
ね１７２を位置づけるための軸Ｄ方向の穴１７０が形成
されている。圧縮ばね１７２はばね１３８および１４６
のばね力よりも大さし、ばね力を有するように設計され
ているので、ソレノイドが付勢されていない状態では、
薮極子部材１５４は通常仮想線で示されているように位
置づけられており、球弁１３４および１４２は開放して
いる。ソレノィドコィル１７４はソレノィド本体１５８
内に位置づけられ、適当なスポット材料によってそこに
シールされている。ソレノイドコイル１７４の一方の端
子１７８は都合よく板１６４に接地され、他方の端子１
８川まポット材料１７６を通って上方に延長している。
動作時には、ソレノィドコィル１７４に通電されると、
機械本体１１８、板１６４、スリーブ１６８および懐極
子１５４よりなる磁気回路に磁界が生ぜしめられる。

接極子部材１５４はまず横方向に摺動してそれと穴１２
０の内側周緑との間の環状空隙を閉塞する。しかるのち
、援極子部材１５４は前述のように接触点の中心として
枢動し、最後にソレノィド本体１５８の下側に対接して
休止する。ソレノィド１７４が付勢された場合、薮極子
１５４は第７図において実線で示された位置をとり、球
弁１３４および１４２は、導管１２４内の流体圧力がば
ね１３８および１４６の力に打ち勝つのに十分なだけ大
きい場合を除いて閉塞状態にあり、逆止弁として機能す
ることが理解されるであろう。しかしながら、ソレノイ
ド１７４が消勢されると、系統内の圧力が実質的に等化
されるまで、高圧流体が導体１３０、１３２から球弁１
３４、１４２を通りそして導管１２４を通って逆方向に
流動しうる。上述の説明では特別のパット１５２、１５
６が設けれるものとしたが、薮極子部材１５４の下面上
に非磁気材料よりなる薄い層を設けてもよい。

銭極子部材１５４が円板状である場合には、パット１５
２，１５６を組合せて単一の環状または円形のパットと
することが望ましい場合がありうる。第７図においては
、球弁１４２はピン１５０‘こよって磁極子部材１５４
から分離されているが、球弁１３４に関しては同様のピ
ンは用いられていない。

両方の弁とも必要に応じていずれかの構造を利用しうろ
ことが理解されるであろう。さらに、ばね１７２のばね
力が球弁ばねの合成ばね力よりも大きければ、ソレノィ
ド組立体１２２によって２個以上の弁を制御することが
できる。最後に、以上においては球弁について説明した
が、ポベット弁、板弁、摺動またはスリーブ弁等のよう
な他の形式の弁を球弁に代えてもよい。第７図に示され
た本発明の実施例は、ソレノィドと制御弁との双方が必
要とされかつ高速であるがコンパクトで信頼性のある系
統が所望される例えば米国特許第３２２０３９２号‘こ
開示されている型式の圧縮加減エンジンブレーキの動作
時に用いられるのが特に望ましい。

以上本発明の特定の実施例につき説明したが、本発明は
それに限定されるものではなく、特許講求の範囲内で可
能なあらゆる変形変更をも包含するものであること勿論
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による改良されたソレノィドの上面図、
第２図は第１図の線２−２に沿ってみたソレノィドの横
断面図、第３図Ａ〜Ｄはそれぞれ本発明によるソレノィ
ドの援極子の初期位置、２つの中間位置および最終位置
を示す断片的な横断図、第４図は本発明によるソレノィ
ドの改良された性能を従来のソレノィドと比較して示す
グラフ、第５図は本発明によるソレノィド弁の修正され
た形式を示す上面図、第６図は第５図の線６−６に沿っ
てみた修正されたソレノィドの横断面図、第７図は本発
明によるソレノィド弁の他の修正された形式を示す横断
面図、第８図は作動ピンがソレノィドの軸心から偏位さ
れている第２図に示されてソレノィド弁の修正された形
式を示す図、第９図は薮極子部材が分割されている第２
図に示されたソレノィド弁の他の修正された形式を示す
図である。 図面において、３８，１００，１７０は穴、６０はキャ
ップ、３６，９８，１６８はスリーフ、６６はピン、６
８，９０，１５４は援極子、６２，１０４，１６４は磁
気回路相互接続を与える手段、５２，５６，６４，８８
は非磁性材料層、８０，１１８は磁性材料よりなる援極
子室を与える手段、１０４，１６４は坂手段、９２，１
０８はソレノィド本体、１１６，１２４は通路、１００
，１７川まスリーブに形成された穴、１０２は弁座、１
７２は偏俺手段、１３６は弁手段をそれぞれ示す。 Ｆ／Ｇ．／ 〆ノＧ．ど Ｆ／Ｇ．３４ Ｆ／Ｇ．３８ Ｆ／６．３Ｃ Ｆ／０．３０ ‘ノ○．夕 ｆノ○．５ Ｆ／Ｇ．６ Ｆ／Ｇ．グ ‘ノ○．夕 Ｆ／○．ア

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ソレノイド本体内に配置されたソレノイドコイルと
   、少なくとも部分的に貫通した穴を有しかつ少なくとも
   一部が前記ソレノイドコイル内にある状態で前記ソレノ
   イド本体内に配置された磁性材料よりなるスリーブと、
   互いに直角の２方向に移動しうるように接極子室内に配
   置された板状接極子とを備え、前記ソレノイド本体と前
   記スリーブを含む磁気回路内における前記接極子は、前
   記接極子室の内壁面との間に第１の空隙を形成し、かつ
   前記スリーブとの間に第２の空隙を形成しており、動作
   時に前記接極子がまず前記スリーブの軸線方向と直角の
   方向に移動して前記第１の空隙を閉じ、続いて前記スリ
   ーブに向つてこのスリーブの軸線方向に枢動して前記第
   ２の空隙を閉じるようになされていることを特徴とする
   ソレノイド。 ２ 特許請求の範囲第１項記載のソレノイドにおいて、
   前記スリーブから最も離れた前記接極子の一側に非磁性
   材料よりなる層６４，８８を具備していることを特徴と
   する前記ソレノイド。 ３ 特許請求の範囲第１項乃至第２項のうち１つに記載
   されたソレノイドにおいて、前記接極子室が筒状であり
   、かつ接極子部材６８，９０，１５４が円板状であるこ
   とを特徴とする前記ソレノイド。 ４ 特許請求の範囲第１項乃至第３項のうち１つに記載
   されたソレノイドにおいて、前記磁気回路が前記スリー
   ブ９８，１６８と前記接極子室を形成する磁性材料より
   なる手段８０，１１８とに固着された板手段１０４，１
   ６４よりなることを特徴とする前記ソレノイド。 ５ 特許請求の範囲第４項記載のソレノイドにおいて、
   前記ソレノイド本社９２，１５８と前記接極子室が形成
   されている前記手段８０，１１８との間にシール手段９
   ６，１６２が配置されてけり、前記手段８０，１１８は
   前記接極子室に連通した通路１１６，１２４を有してい
   ることを特徴とする前記ソレノイド。 ６ 特許請求の範囲第１項乃至第５項のうち１つに記載
   されたソレノイドにおいて、前記スリーブ９８はそれを
   完全に貫通して形成された穴１００と、前記接極子に隣
   接したスリーブの端において前記穴の周囲を取り囲んで
   突出している弁座１０２とを有していることを特徴とす
   る前記ソレノイド。 ７ 特許請求の範囲第１項乃至第５項のうち１つに記載
   されたソレノイドにおいて、前記スリーブ１６８におけ
   る穴１７０はそれを部分にのみ貫通して延長しており、
   かつ該穴には前記接極子１５４を前記スリーブから離れ
   る方向に偏倚せしめられる偏倚手段１７２が設けられて
   いることを特徴とする前記ソレノイド。 ８ 特許請求の範囲第７項記載のソレノイドにおいて、
   前記接極子によつて作動されかつ前記接極子室に連通し
   ている少なくとも１つの弁手段１３６を具備しているこ
   とを特徴とする前記ソレノイド。 ９ 特許請求の範囲第１項乃至第３項のうちの１つに記
   載されたソレノイドにおいて、前記スリーブ３６穴３８
   内に往復運動をなしうるようにピン６６が取付けられて
   おり、前記接極子室は、前記ソレノイド本体１２にそれ
   と磁気的接触をなして固着されたキヤツプ６０内にあり
   、前記接極子は前記スリーブの上端から離問されて前記
   ピンの上端に係合せしめられて前記キヤツプ内に配置さ
   れていることを特徴とする前記ソレノイド。 １０ 特許請求の範囲第９項記載のソレノイドにおいて
   、前記ピンは非磁性材料よりなり、前記キヤツプ内に非
   磁性材料６４の層が配置されていることを特徴とする前
   記ソレノイド。 １１ 特許請求の範囲第１０項記載のソレノイドにおい
   て、前記キヤツプは環状の形状をなしており、かつ前記
   非磁性材料層は前記キヤツプの頂部の内表面に配置され
   た挿入体よりなることを特徴とする前記ソレノイド。 １２ 特許請求の範囲第９項乃至第１０項のうち１つに
   記載されたソレノイドにおて、前記スリーブは前記コイ
   ルの軸線に関して対称であり、かつ前記スリーブの穴は
   そのスリーブの軸心上かあるいはその軸心から偏心した
   位置にあることを特徴とする前記ソレノイド。 １３ 特許請求の範囲第１項乃至第３項のうち１つに記
   載されたソレノイドにおいて、前記接極子がそれの対称
   軸線に実質的に沿つて２つの部分に分割されていること
   を特徴とする前記ソレノイド。