WO1997009727A1

WO1997009727A1 - Solenoid and solenoid valve

Info

Publication number: WO1997009727A1
Application number: PCT/JP1996/002567
Authority: WO
Inventors: Kazuo Hiraishi; Itsunao Koga; Hiroyuki Seki; Taisuke Houei; Takanobu Matsufuji; Yoshinori Nishimoto; Katsuhiro Kawahara
Original assignee: Toto Ltd.
Priority date: 1995-09-08
Filing date: 1996-09-09
Publication date: 1997-03-13
Also published as: EP0791939A1; CN1153229C; CN1165580A; DE69629452D1; KR100420662B1; US6076550A; EP0791939A4; KR970707561A; EP0791939B1; JP3653734B2; DE69629452T2

Description

明細書ソレノィド及びソレノィドバルブ技術分野

この発明は、ソレノイド、及び、ソレノイドバルブに関する。背景技術

プランジャを移動駆動させるソレノィドバルブは、ヨーク中に電磁コイルを収納して備える。この電磁コイルの中心には、縦孔が形成されており、この縦孔の中に、筒状のプランジャガイドが装着されている。そして、プランジャガイドの上部にはポールコアが嵌入固設されており、このプランジャガイドには、その上部のポールコアに対して移動するプランジャが摺動可能に揷入されている。また, ダイヤフラムバルブの有するダイヤフラムには、給水源と連通するブリード孔及び給水 2次側と連通するパイ口ット孔が設けられている。

かかる構造において、ヨーク及びその下端板並びにポールコアを固定すべきポールコア固定板とによってソレノイドの外殻が形成されている。そして、プランジャは、電磁コイルへの通電によって発生する電磁力による吸磁作用を受けて、ヨーク下端板の挿貫孔より移動自在に作動する。これにより、ダイヤフラムバルブは、プランジャの移動に伴いダイヤフラムのパイ口ット孔を開閉することで、ダイャフラムバルブの開閉を行っている。

また、近年では給水制御用のソレノィドバルブの利用分野が広がり、例えば、自動水栓や局部洗浄装置等の一般生活における水迴り装置に採用されている。そこで、コストの低減、及び、さらなる小型化が市場から望まれている- ところが、上記した構造では小型化への対応に限界があり、さらなる小型化を図るためには種々の障害がある。

すなわち、ソレノイドバルブを小型化するにあたり、単に小型化するだけであれば、プランジャストロークやダイヤフラム面積を小さくすればよい：しカゝし、給水制御用ソレノイドバルブは、通常、 0 . 5〜 1 0 k g Z c m ² の水圧下で使用され、最低使用水圧下においても毎分 2 0 リットル程度の流量が確保されなければ使い勝手が悪くなることが分かっている。

したがって、プランジャストロークやダイヤフラム面積を小さくすることには限界がある。その一方、その他の構成に手を加えるとなると、能力の低下や防水性能の低下等を招くおそれがある。このため、性能を維持しながら現状以上の小型化を図ることはきわめて困難であった。

本発明は、上記課題を解決することのできるソレノィド及びソレノィドバルブを提供することを目的としている。発明の開示

かかる課題を解決するため、本発明のソレノィドおよびソレノィドバルブは、以下の構成を有する。

即ち、第 1の発明のソレノィドは、

プランジャを移動駆動させるソレノィドであって、

非磁性体からなり、前記プランジャの移動領域を区画形成する領域形成部材と、該移動領域を前記プランジャの移動方向に沿って貫く第 1の磁束経路の磁界を形成するよう前記領域形成部材を取り囲んで巻かれたコィル卷線部を有し、前記第 1の磁束経路の磁力を前記ブランジャに及ぼす電磁コイルと、

磁性体から形成され前記移動領域を区画形成する区画面の外側で前記領域形成部材の一端の側に前記プランジャと対向して配置される部材であり、前記電磁コィルが形成した磁界の第 2の磁束経路を前記区画面の外側に前記領域形成部材の一端の側から形成して、該第 2の磁束経路の磁力を前記区画面を隔てた前記ブランジャに部材先端から及ぼす変則磁場形成部材と、

前記領域形成部材の一端の側からの長さが異なる前記変則磁場形成部材を前記区画面の外側で前記領域形成部材の一端の側に前記プランジャと対向して配置できるよう形成された収納箇所を有する収納部材とを備えることを特徴とする- この第 1の発明のソレノイドでは、プランジャには、その移動領域を貫く第 1 の磁束経路の磁界に加え、移動領域の区画面の外側の第 2の磁束経路の磁界の磁力をも変則磁場形成部材の先端から及ぼす。このため、この両磁界の磁力によつてプランジャの吸着動作を行うことができるので、微小電流を電磁コイルへ通電するのみで、或いは巻き数の少ないコイル卷線部でプランジャに大きな磁力を及ぼして、プランジャの移動、延いてはソレノイドの開閉動作を行うことができる _c しかも、第 2の磁束経路の磁力を及ぼすための変則磁場形成部材は、領域形成部材の一端の側からの長さが異なっても収納部材に収納されることから、変則磁場形成部材の長さを調整できる。変則磁場形成部材の先端からプランジャに及ぼされる第 2の磁束経路の磁力の大きさは、変則磁場形成部材とプランジャとの位置関係、即ち変則磁場形成部材の長さによって定まる。よって、変則磁場形成部材の長さの調整を経てプランジャに及ぼす磁力の大きさを調整でき、この磁力の大きさの調整を通して、プランジャに第 2の磁束経路の磁界の磁力を最も効率よく及ぼすことができる。よって、このような調整を経ていない変則磁場形成部材を配置したものよりも、この第 1の発明のソレノイドによれば、コイル卷線部の巻き数をより少なくすることができる。従って、コイル巻線部自体の小型化を図ることができ、これを通してソレノィド自体のより一層の小型化を図ることがでさる。

また、第 2の発明のソレノィドは、

プランジャを移動駆動させるソレノイドであって、

非磁性体からなり、前記プランジャの移動領域を区画形成する領域形成部材と , 該移動領域を前記プランジャの移動方向に沿って貫く第 1の磁束経路の磁界を形成するよう前記領域形成部材を取り囲んで巻かれたコイル卷線部を有し、前記第 1の磁束経路の磁力を前記プランジャに及ぼす電磁コイルと、

該変則磁場形成部材を前記区画面の外側で前記領域形成部材の一端の側に前記プランジャと対向して配置できるよう形成された収納簡所を有する収納部材とを備え、

前記変則磁場形成部材は、前記プランジャに及ぼす磁力の大きさの調整を経て前記収納箇所に配設されていることを特徴とする。

この第 2の発明のソレノイドであっても、プランジャには第 1，第 2の磁束経路の磁界の磁力を及ぼす。よって、第 1の発明と同様に、微小電流の通電、或いは卷き数の少ないコイル卷線部でプランジャに大きな磁力を及ぼして、プランジャの移動、延いてはソレノィドの開閉動作を行うことができる。

そして、この第 2の発明のソレノイドでは、第 2の磁束経路の磁力を及ぼすための変則磁場形成部材は、その先端からプランジャに及ぼされる第 2の磁束経路の磁力の大きさの調整を既に受けてから、配設される。このため、第 2の発明のソレノイドであっても、やはり、プランジャに第 2の磁束経路の磁界の磁力を最も効率よく及ぼすことができ、このような調整を経ていない変則磁場形成部材を配置したものよりも、コイル卷線部の卷き数をより少なくすることができる。従つて、コイル巻線部自体の小型化を図ることができ、これを通してソレノイド自体のより一層の小型化を図ることができる _c

また、上記の第 1 , 第 2の発明は以下の態様を採ることができる。第 1の態様のソレノィドでは、

前記領域形成部材は、前記プランジャが移動する縦孔（ 1 1 c ) を区画形成すると共に、前記変則磁場形成部材を前記プランジャと対向して配置できるよう前記縦孔（ 1 1 c ) に沿って陥没形成された凹部（ 1 1 f ) を有する周壁（ l i d ) を備えたボビン（ 1 1 ) を有し、

前記電磁コイルは、前記ボビン（ 1 1 ) の周壁（ 1 1 d ) に直接卷かれたコィル巻線（ 1 2) を有し、

前記変則磁場形成部材は、前記凹部（ 1 1 f ) に嵌め込んで配置されている。この第 1の態様のソレノィドは、ボビン（ 1 1 ) の周壁（l i d ) に陥没形成された凹部（ 1 1 f ) に変則磁場形成部材を配置し、この周壁（ 1 1 d ) をコィル卷線（ 1 2) のコアとする。よって、部材の共通化を通して径方向の小型化を図ることができる。

第 1，第 2の発明の第 2の態様のソレノィドは、前記電磁コイルの上下に位置する上側端部プレート（ 2 2) ，下側端部プレート（2 3 ) と、その問に位置する周側板（2 1 ) とを有し、前記電磁コイルを取り囲むヨーク（2) と、

前記上側端部プレート（2 2) に当たる前記縦孔（ 1 1 c ) の一端に配設したポールコア（1 6 ) とを備え、

前記変則磁場形成部材は、前記周壁（ 1 1 d ) の側の下側端部プレート（ 2 3 ) 端部に連設されている。

この第 2の態様のソレノイドは、ヨーク（2) の下側端部プレート（2 3 ) に変則磁場形成部材を連設したので、取り扱いが容易となる。また、変則磁場形成部材の長さ調整が凹部（ 1 1 f ) への配置後に必要となったような場合には、この配置すみの変則磁場形成部材をヨーク（2 ) の下側端部プレート（ 2 3 ) と共に取り外すことができ好ましい。また、縦孔（ 1 1 c ) ではプランジャとポールコアとが対向することから、プランジャにその磁力を及ばせる磁界の第 1，第 2 の磁束経路をポールコアにも到らせるので、更に磁力効率を向上できこれを通してさらなるコイルの卷数を低減させ小型化を図ることができる。

また、第 1，第 2の発明の第 3の態様のソレノィドでは、

前記ボビン（ 1 1 ) は、前記下側端部プレート（ 2 3 ) よりも外方に延びた突出部（ 1 1 h) を、前記周壁（ l i d) に延長して有する。

この第 3の態様のソレノィドは、ボビン（ 1 1 ) の周壁（ l i d ) に延長した突出部（ 1 1 h) を、下側端部プレート（ 2 3 ) の下面に取り付けられる他の部材、例えばダイヤフラムバルブに対してシール作用を果たすパッキン等の装着のために用いることができる。このため、ダイヤフラムバルブ等に対して節単に防水措置を採ることができる。

更に、第 3の発明のソレノィドは、

非磁性体からなるボビン（ 1 1 ) の中央部に縦孔（ 1 1 c ) を形成し、その周壁（ l i d ) にコイル巻線（ 1 2) を卷回した電磁コイル（ 1 ) と、該電磁コィル（ 1 ) の外周面及び両端面を覆うべく、周側板（ 2 1 ) と上側端部プレート ( 2 2) ，下側端部プレート（2 3 ) とを有するヨーク（2) と、前記縦孔（ 1 1 c ) の一端に配設したポールコア（ 1 6 ) と、前記縦孔（ 1 1 c ) に移動自在に挿入されたプランジャ（ 1 5 ) とを有するソレノイドにおいて、前記ポールコア（ 1 6) の外周面に前記コイル卷線（ 1 2) を卷回しないコィル卷線端部処理空間（Q) を形成し、更に前記ヨーク（2) に前記コイル巻線端部（2 0) のコイル巻線を外部に引き出すための開口（2 6) を設け、該開口 ( 2 6) を水封手段にて閉塞したことを特徴とするソレノィド。

この第 3の発明のソレノイドでは、コイル卷線端部（2 0) は、ポールコア ( 1 6) の外周面のコイル卷線端部処理空間（Q) における開口（2 6 ) を経て外部に引き出され、その引き出し箇所はコイル巻線（ 1 2) から離れた箇所となる。そして、この開口（2 6) が水封に閉塞される。このため、コイル巻線の引き出し部をコイル巻線端部（2 0) ごとコイル巻線（ 1 2) と共に樹脂モールドする必要がなくなり、コイル卷線の巻回部体積、すなわち、電磁コイル 1 自体の体積をきわめて小さくすることができる。よって、これを通してソレノイドの小型化を図ることができる。

この場合、前記開口（2 6 ) をゴムブッシュ（2 5 ) にて閉塞すれば、当該開口の水密を確保できる。

また、第 4の発明のソレノィドは、

非磁性体からなるボビン（ 1 1 ) の中央部に縦孔（ 1 1 c ) を形成し、その周壁（ l i d ) にコイル巻線（ 1 2) を卷回した電磁コイル（ 1 ) と、該電磁コィル（ 1 ) の外周に配置したヨーク（2) と、前記縦孔（ 1 1 c ) の一端に配設したポールコア（1 6) と、前記縦孔（ 1 1 c ) に移動自在に挿入されたブランジャ（ 1 5 ) とを有するソレノイドにおいて、

前記ポールコア（ 1 6 ) の外側に永久磁石（ 1 7) を配設すると共に、前記永久磁石（ 1 7) に対応した前記ボビン（ 1 1 ) の外周面にコイル巻線（ 1 2) を巻回しないコイル巻線端部処理空問（Q) を形成したことを特徴とする。

この第 4の発明のソレノィドでは、永久磁石（ 1 7) の配設領域とコイル巻線端部処理空間（Q) とをボビン（ 1 1 ) の外周面の側で隣接させることができ、省スペース化を通してソレノィドの小型化を図ることができる。

また、第 5の発明のソレノイドは、

非磁性体からなるボビン（ 1 1 ) の中央部に縦孔（ 1 1 c ) を形成し、その周壁（1 1 d ) にコイル巻線（ 1 2) を卷回した電磁コイル（ 1 ) と、該電磁コィル（ 1 ) の外周に配置したヨーク（2) と、前記縦孔（ 1 1 c ) の一端に配設したポールコア（ 1 ₆) と、前記縦孔（ 1 1 c ) に移動自在に挿入されたプランジャ（ 1 5) とを有するソレノイドにおいて、

前記ポールコア（ 1 6 ) の外側に永久磁石（ 1 7 ) を配設すると共に、前記永久磁石をネオジ鉄ボ口ン、サマリゥムコバルト等からなる希土類金属を主成分として構成したことを特徴とする。

この第 5の発明のソレノイドでは、ポールコア（ 1 6 ) の外側に配設した永久磁石（ 1 7) を強磁界を形成する特定の希土類金属を主成分とする磁石としたので、この磁石の体積を小さくしても十分に強い磁界を得ることができる。このため、従来のソレノイドに比べて体積の小さな磁石を配設すればよいので、ソレノィドの小型化を図ることができる。

上記の第 4 , 第 5の発明のソレノイドは、以下の態様を採ることもできる。この態様のソレノィドは、

前記永久磁石（ 1 7) をその側面に亘つて取り囲み、前記永久磁石（ 1 7) の形成する磁界が前記プランジャ（ 1 5 ) に及ぼす磁気を調整する磁気調整用の磁性体部材を有する。

この態様のソレノイドは、磁気調整用の磁性体部材により、この磁性体部材と永久磁石（ 1 7) との問に減磁界を発生させて閉電磁力を弱くすることができるこのため、プランジャを永久磁石の側から容易に引き離すことができる。よって、プランジャの引き離しに必要な復帰スプリング等を必要以上に大きくする必要がなく、ソレノイドの小型化を図ることができる。

また、第 6の発明のソレノイドバルブは、

非磁性体からなるボビン（ 1 1 ) の中央部に縦孔（ 1 1 c ) を形成し、その周壁（1 1 d ) にコイル卷線（ 1 2) を卷回した電磁コイル（ 1 ) と、該電磁コィル（ 1 ) の外周に配置したヨーク（2) と、該ョ一ク（2) に磁界を形成する永久磁石（ 1 7) と、前記縦孔（ 1 1 c ) の一端に配設したポールコア（ 1 6) と. 前記縦孔（ 1 1 c ) に移動自在に挿入されたプランジャ（ 1 5 ) と、該プランジャ（ 1 5 ) を前記ボールコアより引き離すための復帰スプリング（ 1 9 ) とを有するソレノィド（B ) を具備するソレノィドバルブにおいて、

前記プランジャをポールコアに吸着させた位置から自然落下させた後、弁座によりバウンドして戻る上限位置では、前記永久磁石の磁界による吸引力よりも復帰スプリングの離反力が大きくなるように設定したことを特徴とする。

この第 6の発明のソレノィドバルブでは、ポールコアに吸着したプランジャを弁座の側に引き離した場合、このプランジャは、永久磁石の磁界による吸引力よりも大きな離反力を復帰スプリングから受けて弁座の側に位置することになる。このため、プランジャを復帰スプリングにより、容易かつ確実に閉弁方向に移動させることができる。

また、第 7の発明のソレノィドバルブは、

ダイヤフラム（ 3 ) にパイロット弁孔（ 3 1 ) とプリ一ド孔（ 3 2 ) とを設け, 前記パイ口ット弁孔（3 1 ) を、ソレノイド（B ) のプランジャ（ 1 5 ) の移動動作により開閉して主弁孔（6 3 ) の開閉を行うようにしたソレノイドバルブにおいて、

前記ダイヤフラム（3 ) は、第 1のストローク以上では一定の反力で、前記第 1のストロ一ク以下では給水圧力に比例した反力特性をもつことを特徴とする。この第 7の発明のソレノィドバルブでは、ダイヤフラムに作用する圧力が低圧でありそのストロークが少ない場合には、給水圧力に比例した反力を発揮する。よって、低圧時においても止水能力、開弁能力が低下することがなく、小型でありながら安定した作動特性を有し、かつ、十分な吐水量を確保することができる: このため、例えば、感知式フラッシュバルブや自動水栓等で大きな体積を占めていたバルブ部の小型化が図れ、製品全体の小型化が可能となると共に、コストダゥンを図ることができる。

この場合、第 7の発明のソレノイドバルブは、以下の態様を採ることもできる- 第 1の態様のソレノィドバルブでは、前記第 1のストロークは使用圧力の下限におけるストロークとした。また、第 2の態様のソレノイドバルブでは、前記ダイャフラム（3 ) の膜厚を約 0 . 4匪以下、膜ゴム硬度を約 8 0度以下とした。第 1の態様のソレノイドバルブでは、極めて実用的な使い方ができ、第 2の態様のソレノイドバルブでは、膜厚，硬度の調整で上記した特異な特性を容易に得ることができる。

更に、第 3の態様のソレノイドバルブは、

前記ダイヤフラム（3) の中央にパイロット弁孔（3 1 ) を設け、前記パイ口ット弁孔（3 1 ) の周辺位置にプリ一ド孔（3 2) を設けるとともに、前記パイロット弁孔（3 1 ) の周りに、周面が流体の流れ方向に向けて漸次なだらかに絞られた形状の整流コーン（7) を形成した。

この第 3の態様のソレノィドバルブでは、整流コーンに沿って流体が通過する際の管路抵抗を小さくすることができ、特に、低圧時における流量減少を可及的に防止することができる。

また、第 4の態様のソレノィドバルブは、

前記整流コーン（ 7) の長さは、ダイヤフラムの最大ストロークとほぼ同一、即ち実質的に同一の長さとされている。

この第 4の態様のソレノィドバルブは、整流コーンの長さの最適化を通して、整流コーンの通過時における流体の乱流を抑制すると共に、整流コーン自体が不用意に流体の抵抗となることを抑制できる。このため、適正流量を確保できる。更に、第 8の発明のソレノィドバルブは、

パイロット弁孔（3 1 ) とプリ一ド孔（3 2) とを有するダイヤフラム（ 3 ) と、前記ブリード孔（3 2) を挿通するピン（3 3 ) とを有し、前記パイロット弁孔（3 1 ) を、ソレノィド（B) のプランジャ（ 1 5) の移動動作により開閉して主弁孔（6 3) の開閉を行うようにしたソレノイドバルブにおいて、ソレノィドバルブの給水一次側にストレーナを設けると共に、前記ブリード孔 (3 2) と前記ピン（3 3) の問隙断面積を前記ストレ一ナのメッシュと実質的に同一若しくはそれ以上としたことを特徴とする。

この第 8の発明のソレノィドバルブは、給水 1次側に設けたストレ一ナのメッシュを通過したごみ等は、ブリード孔とクリ一ユングピンの問隙断面積とストレ一ナのメッシュ面積との関係から、ブリード孔とクリ一ユングピンの間隙を通過できる。このため、この間隙にごみ等が詰まることを回避してブリード孔内へ水を円滑に流入させるので、ダイヤフラムの作動圧力を確実に確保でき信頼性を高めることができる。図面の簡単な説明

図 1は、本発明に係るソレノィドバルブの内部構造を示す説明図である。図 2は、同ソレノィドバルブの作動状態説明図である。

図 3は、同ソレノィドバルブの作動状態説明図である _c

図 4は、ダイヤフラムの特性図である。

図 5は、整流コーンの説明図である。

図 6は、整流コーンの周面における流路面積の変化を示すグラフである。図 7は、変則磁場形成用の凸部 2 4の先端からプランジャ 1 5に及ぼされる変則磁界 M 2の磁力の大きさと凸部 2 4の立ち上げ高さとの関係を示すグラフである。

図 8は、電池電圧とソレノィドへの通電時間の変化を示すグラフである。図 9は、本発明に係るソレノィドバルブのプランジャの説明図である。

図 1 0は、本発明に係るソレノィドの吸引力特性を示すグラフである。

図 1 1は、磁性体の磁気特性を示すグラフである。

図 1 2は、磁束通過面積と磁束密度の飽和点との関係を示すグラフである。図 1 3は、プランジャ及びボールコアの断面図である。

図 1 4は、ソレノィドバルブの一形態を示す説明図である。

図 1 5は、ソレノィドバルブの他の一形態を示す説明図である。

図 1 6は、ソレノィドバルブの更に他の一形態を示す説明図である - 図 1 7は、ソレノィドバルブの更に他の一形態を示す説明図である。

図 1 8は、他の実施例に係るソレノィドバルブの説明図である。

図 1 9は、同他の実施例に係るソレノィドバルブの取付状態を示す説明図である。

図 2 0は、ソレノイドの回路説明図である。

図 2 1は、ソレノィドの通電時における時間対電流特性を示すグラフである。図 2 2は、実施例のダイャフラムバルブ Cを組み込んだ水栓 9 0を説明するための概略断面図。発明を実施するための最良の形態

この発明の実施例を図面に基づき以下に説明する。

図 1は、本発明に係るソレノィド Bを具備したソレノィドバルブ Λの内部構造を示す説明図であり、ここでは、後述するプランジャ 1 5が突出した閉弁状態を示している。

ソレノイドバルブ Λは、ソレノイド Bとダイヤフラムバルブ Cとを有する。まず、ソレノイド Bについて説明する。

図 1に示すように、ソレノィド Bは、電磁コイル 1 と、これを取り囲むヨーク 2とを有する。この電磁コイル 1は、コイル巻線の形成領域を外側にプランジャの移動領域を内側に形成するための筒状のボビン 1 1 を有し、このボビン 1 1の上下端は、上フランジ 1 1 a，下フランジ 1 1 bとされている。また、ボビン 1 1の中央部には、プランジャ 1 5の移動領域となる縦孔 1 1 cが形成されており、その周壁 l i dの周り（コイル卷線の形成領域）には銅線からなるコイル卷線 1 2が直接巻かれている。このため、電磁コイル 1に通電されると、生じた磁界の磁束はボビン 1 1の縦孔 1 1 cを軸方向に貫通し、その磁力は縦孔 1 1 c内部に及び、プランジャ 1 5はこの磁力を受けて磁化することとなる- また、ボビン 1 1の上フランジ 1 1 aの下方には、一定の距離をあけて仕切フランジ 1 1 eが形成されている。そして、ヨーク 2で囲まれた仕切フランジ 1 1 e と上フランジ 1 1 a との間の空間は、コイル巻線端部処理空間 Qとされている- コイル巻線端部処理空間 Qは、コイル巻線 1 2の卷線端部 2 0を外部に引き出すための空間であり、図示するように、この空問には、コイル卷線 1 2は巻かれてはいない。そして、ヨーク 2の上端面に空けられた開口 2 6を経て、卷線端部 2 0は、外部に引き出されている。また、この開口 2 6は、卷線端部 2 0にきつく嵌め込まれたゴムブッシュ 2 5にて塞さがれている。したがって、従来のように、コイル巻線 1 2の引出し部や電磁コイル 1 の全周を樹脂モールドする必要がなくなり、コイル卷線 1 2の卷回部体積、すなわち、電磁コイル 1 自体の体積が小さくなつている。

なお、密封手段としては、上記ゴムブッシュ 2 5ではなく開口 2 6から樹脂を流し込み、コイル卷線端部処理空間 Qのみを上記樹脂モールドするようにしてもよい。

また、ヨーク 2は、電磁コイル 1の外周を覆う周側板 2 1 と、その上下に設けた鉄製で略円形の上側端部プレート 2 2，下側端部プレート 2 3 とを有する。この場合、下側端部プレート 2 3を有するヨーク 2は、その材料が磁性体であればよく鉄製のものに限らない。なお、この下側端部プレート 2 3は、後述するダイャフラムバルブ Cの圧力室形成板 6 0の上面に載置されている。

さらに、ヨーク 2は、上記の上側端部プレート 2 2，下側端部プレート 2 3の間に位置するように変則磁場形成用の筒状の凸部 2 4を有する。この凸部 2 4は. 下側端部プレ一ト 2 3の中央部に設けた開口周りから上方へ立ち上げてこの下側端部プレート 2 3 と一体に形成されており、下側端部ブレート 2 3が鉄製であることから磁性を帯びる性質を有する。つまり、凸部 2 4は磁性体からなる。そして、凸部 2 4は、縦孔 1 1 c内のプランジャ 1 5を取り囲み、電磁コイル 1に通電されたときには変則磁場を形成してその先端から磁束をこのプランジャ 1 5に至らしめる。この場合、凸部 2 4は、形成すべき変則磁場の大きさに合わせて、その立ち上げ高さが切断等の手法により調整される。なお、この変則磁場形成用の筒状の凸部 2 4の機能の詳細については後述する。また、凸部 2 4は筒状とせずとも、一部が上方に突出していればよい。また、ボビン 1 1にインサート成形等で一体に形成してもよい。

かかる変則磁場形成用の筒状の凸部 2 4は、やや厚肉状に形成した前記ボビン 1 1 の周壁 1 1 d下部に、縦孔 1 1 cの周囲を取り囲むように設けた凹部 1 1 f 内に嵌め込まれている。図示するように、この凹部 1 1 f は、凸部 2 4を嵌め込むためのものであるが、上記したようにその立ち上げ高さが調整される凸部 2 4 の嵌め込みに支障がないよう、予め深く形成されている。また、周壁 1 1 dの内径側端部は、ヨーク 2の下側端部プレ一ト 2 3の下方にまで延びた突出部 1 1 h とされている。

電磁コイル 1は、縦孔 1 1 cの内部に、その下端側から順に、プランジャ 1 5 とポールコア 1 6と永久磁石 1 7とを配設して備える。プランジャ 1 5は、その下端に弁体 1 4を有し、縦孔 1 1 c内を摺動できるようにされている- また、永久磁石 1 7とポールコア 1 6は、ポールコア 1 6の上部に永久磁石 1 7が位置するよう、縦孔 1 1 cの内部にそれぞれ固定されている。

本実施例における永久磁石 1 7は、保磁力の大きなネオジ鉄ボロン、サマリゥムコバルト等の希土類からなる磁石を用いて形成されている。よって、体積を小さくしても十分強い磁界を形成することができるので、この永久磁石 1 7は、従来のものに比べ小型の磁石とされている。なお、永久磁石 1 7を、希土類金属を用いた磁石としてもよく、具体的には、ネオジ鉄ボロン、サマリウムコバルト等を主成分としたプラスチック磁石としてもよい。

このように、永久磁石 1 7を頂部に配置した場合、電磁コイル 1による電磁界は永久磁石 1 7を通過し、プランジャ 1 5はこの電磁界により磁化されることになる。また、この永久磁石 1 7がプランジャ 1 5に及ぼす力は、両者の距離に反比例する。よって、永久磁石 1 7から離間した位置のプランジャ 1 5をポ一ルコァ 1 6の側、即ち開側方向に吸引するために電磁コイル 1に通電（開通電）したときに形成される電磁界は、永久磁石 1 7の極性と同方向になる。その一方、永久磁石 1 7に吸着されたラツチ位置にあるプランジャ 1 5をこの永久磁石 1 7から引き離す側、即ち閉側方向に駆動するために電磁コイル 1に通電（閉通電）したときに形成される電磁界は、永久磁石 1 7の極性とは逆方向となる。そして、永久磁石 1 7に吸着されてラッチ位置にあるプランジャ 1 5を閉側方向に駆動するには、プランジャ 1 5を永久磁石 1 7と逆の極性に磁化する必要がある。このため、電磁コイル 1を閉通電する場合には、開通電するときに比べ、かなり強力な電磁力が必要となってしまう。

そこで、永久磁石 1 7の上部には、永久磁石の磁気を調整するための筒状の調整部材 1 8を配設し、この調整部材 1 8と永久磁石〗 7とで磁気回路を構成することとした。そして、この磁気回路で永久磁石の磁界を分散させ、永久磁石 1 7 からプランジャ 1 5、ヨーク 2を通過する磁束を減らし、閉側方向にプランジャ 1 5を移動させるときに必要な電磁力を弱めている。なお、電磁コイル 1を閉通電してプランジャ 1 5を永久磁石 1 7から離脱させる場合には上記したように強力な電磁力を必要とする。しかし、ブランジャ 1 5が永久磁石 1 7から離れるとその距離が大きくなるにつれて永久磁石 1 7がプランジャ 1 5に及ぼす力は小さくなるため、電磁コイル 1を閉通電する場合に、常時強力な電磁力を必要とするわけではない。

本実施例における調整部材 1 8は、筒状に形成され、ボビン 1 1 の周壁 1 1 d の上部に環状に設けた上側凹部 1 1 g内に嵌め込まれている。しかし、その形状は筒状に限らず、一部が永久磁石 1 7の周側方へ突出した形状であればよい。なお、前記上側凹部 1 1 gは上記した凹部 1 1 ί と略同様に、縦孔 1 1 cの周囲を取り囲むように形成されている。

また、本実施例におけるプランジャ 1 5は必要起磁力に応じた小径のものとしてソレノイド Βの小型化を図っている。したがって、プランジャ 1 5の自重が軽くなるとともに、摩擦力も軽減し、磁力による吸引効率が向上する。

しかも、ポールコア 1 6の凹部 1 6 aに吸着されるテ一パ部 1 5 aの裾部は、垂直に形成された垂直部 1 5 bとされている。かかる垂直部 1 5 bを形成することにより、プランジャ 1 5の吸引効率が高まることは実験的に確かめられている _c よって、上記のようにプランジャ 1 5を小径としたこととあいまって、プランジャ 1 5の初期吸引力が高まり磁気効率が大きく向上する。

プランジャ 1 5とポールコア 1 6との問には、復帰スプリング 1 9が配置されてる。かかる構成によって、プランジャ 1 5は、復帰スプリング 1 9の弹性カを受け、電磁コイル 1が非通電とされている初期状態（若しくは止水時）においては、図 1に示す閉側位置にある。そして、プランジャ 1 5の下端に設けた弁体 1 4は、ダイヤフラムバルブ Cのダイヤフラム 3の中央部に設けたパイ口ッ卜弁孔 3 1を閉塞することになる。

また、復帰スプリング 1 9のスプリング力と永久磁石 1 7の吸引力との関係は、次のように定められている。即ち、プランジャ 1 5をボールコア 1 6に吸着させた位置（開側位置）から自然落下させた場合、ブランジャ 1 5は、パイロット弁孔 3 1の周縁に形成された弁座 3 5でバウンドする。そして、このバウンドした際の上限位置（最高到達位置）にブランジャ 1 5が達したときに、復帰スプリング 1 9が永久磁石 1 7の吸引力よりも大きな離反力をプランジャ 1 5に及ぼすよう設定されている。

上記ソレノィド Bを後述するダイヤフラムバルブ Cに装着するに際しては、ョ —ク 2の下側端部プレート 2 3をダイヤフラムバルブ Cの圧力室形成板 6 0の上 ^ 面に載置する。なお、突出部 1 1 hと圧力室形成板 6 0との間に介装されるパッキン 4と、ボビン 1 1の下フランジ l i b とヨーク 2の周側板 2 1 との間に介装される◦リング 5とにより、ヨーク 2の内部の電磁コイル 1の防水が図られてている。つまり、本発明に係るソレノイド Bは、簡単な構造で防水されている。更に、上述のようにヨーク 2の周側板 2 1を電磁コイル 1を囲む全周域に亘って設けたことにより、磁気効率の面においても、優れている。具体的には、周側板 2 1を上側端部プレート 2 2，下側端部プレート 2 3の一部のみと接合した断面コノ字状形状のヨークを有するものに比べ、本実施例のヨーク 2を有する電磁コイル 1は、磁気効率が 1 5 %程度向上することが実験上確認されている。

次に、ダイヤフラムバルブ Cについて説明する。

図 1に示すように、ダイヤフラムバルブ Cは、弁箱 6を有し、この弁箱 6は、一次配管と二次配管にそれぞれ連通連結される流入路 6 1 と流出路 6 2とを有する。

流入路 6 1の中途にはメッシュ状のフィルタ一部を有するストレーナ Sが配設されている。よって、メッシュよりも大きな給水中の異物はここで除去されてダィャフラムバルブ Cへは流入しない。

また、弁箱 6内において、流入路 6 1 と流出路 6 2との間には、主弁孔 6 3が形成されており、主弁孔 6 3の上端開口周縁は主弁座 6 4とされている。そして, 主弁座 6 4には、主弁孔 6 3を開閉する主弁体を兼ねたダイヤフラム 3が離接自在に配設されている。なお、主弁座 6 4には、ダイヤフラム 3のシ一ト部 3 が離接する。

ダイヤフラム 3は、膜部 3 aの湾曲部半径 rが 3 匪以下と小さくされているともに、作動有効径を大きくしており、かつ、膜厚 tを 0 . 4 匪以下の薄いものとされている。また、膜を形成するゴムの硬度は 8 0度以下とされており、これらにより、ダイヤフラム 3は、圧力に対する高い感度を備え、ヒステリシスの影響を可及的に小さくしている。

すなわち、図 4に示すように、このダイヤフラム 3は、低ストローク時にはストロ一クに応じて反力が大きくなり、一方、高ストローク時には、反力が一定となる特性を発揮する。これにより、低圧時（0 · 3 k g Z c m ² ) においても止， _c

16 水能力、開弁能力が低下することがなく、低圧時（0 . 3 k g c m ² ) でも即座に図 5に示す開位置に移動し、必要流量を確保することができる。

ところで、止水状態を維持するためには、閉止時においてもダイヤフラム 3には若干の反力が必要である。従来のダイヤフラムでは、最大ストロークまでストロークに応じた反力特性を持っているため、最大ストロ一ク時の反力が強くなる _c 従って、低差圧でダイヤフラムを作動させるためには、大きな径が必要であった _c しかし、上記のような特性をもつダイヤフラムによれば、止水状態を維持するに必要な反力を与えつつ、最大ストロークにおいても、当該ストロークより小さいストロークの場合と同様の小さな一定の反力しか必要としない。よって、ダイヤフラム径を小さくすることができる。

ダイヤフラム 3の上方には、このダイヤフラムと圧力室形成板 6 0とで実質的に取り囲まれたダイヤフラム圧力室 3 0が形成されている。そして、このダイヤフラム圧力室 3 0は、ダイヤフラム 3の中央に設けたパイロット弁孔 3 1、及び、ダイヤフラム 3の周縁に設けたブリード孔 3 2を介して流出路 6 2と連通している。

上記パイロット弁孔 3 1の上方には、前述したように、ソレノイド Bのプランジャ 1 5の先端に設けた弁体 1 4が対向配置されており、ブランジャ 1 5の進退移動によってパイロット弁孔 3 1は開閉される。この際、閉弁に際してプランジャ 1 5力';、前述したように、パイロット弁孔 3 1の弁座 3 5でバウンドして上限位置にきても、永久磁石 1 7の吸引力に勝る復帰スプリング 1 9の離反力を受けて、プランジャ 1 5は確実に閉弁側に駆動する。よって、パイ口ット弁孔 3 1を確実に閉鎖して、ダイヤフラムバルブ Cを閉弁することができる。

また、ダイヤフラム 3に対向する圧力室形成板 6 0の下端部には、プリ一ド孔 3 2を貫通するクリ一エングピン 3 3が着脱自在に取付けられている。したがつて、クリーニングピン 3 3が曲がったりした場合などでは、ダイヤフラム 3を取り外せば、このクリーニングピン 3 3を容易に交換することができる。なお、クリ一ユングピン ₃ 3はダイヤフラムの上下動によりプリ一ド孔まわりに付着したスケールを除去する。

また、このクリーニングピン 3 3をブリ一ド孔 3 2に貫通させて配置したので、ブリード孔 3 2を、実質的にはドーナツ状のブリ一ド孔とした。よって、このブリード孔 3 2を水が通過する際の流路抵抗を増大でき、これを通して、円形の同一の断面積を開けたブリード孔である場合に比べ、通過流量を抑制できる。従つて、ダイヤフラム 3の閉弁時の水勢力が低減される。

しかも、ブリード孔 3 2とクリ一二ングピン 3 3 との間隙断面積を、流入路 6 1の中途に設けた前記ストレーナ Sのメッシュ面積と実質的に同一若しくはそれ以上としている。よって、ストレーナ Sを通過した微小なごみ等がプリ一ド孔 3 2に詰まることがなく、水はプリ一ド孔 3 2に円滑に流入する。

また、上記パイロット弁孔 3 1の下端外周は、周面が流体の流れ方向に向けて漸次なだらかに絞られた形状の整流コーン 7とされている。この整流コーン 7は、管路抵抗が可及的に小さくなるように形成されており、以下に記すように低圧時の流量を確保する。

図 5は、低圧時（0 . 3 k g Z c m ² ) のバルブ開位置を示しており、このような低圧時の流量確保は、弁座付近での流れ方向の転換をスムーズにすることにより達成できる。そのためには、図 5に示すように、バルブの二次側（流出路側）に整流コーン 7を設け、この整流コーン 7の形状によって、主弁孔 6 3の開口の有効流路面積を、図 6に示すように変化させればよい。この場合、図 6の縦軸は有効流路面積を表す。また、横軸は、主弁座 6 4がダイヤフラム 3のシート部 3 bに対して図 5に実線で示す位置にある時における整流コーン 7と主弁座 6 4との問の離間距離を表している。この図 6に示すように、主弁座 6 4がシート部 3 bに当接する流路起点 a (図 5参照、以下同じ）から整流コーン 7の形状形成起点 bとの間は、整流コーン 7と主弁座 6 4との問の離問距離（ a ' b ' ) 、即ち有効流路面積が漸次拡大するよう、この起点 bから整流コーン 7の形状形成中途部 c との間は、有効流路面積たる離間距離（c ' ) が同一となるよう、さらに、形状形成中途部 cから形状形成頂点部分 d との間では、有効流路面積たる離間距離（d ' ) が再び漸次拡大するように、整流コーン 7の外周形状を形成する。かかる形状としたことにより、水流のガイド機能を果たし、縮流や渦などによる圧損を少なくしている。

また、本実施例における整流コーン 7の長さは、ダイヤフラム 3の最大スト口ークと実質的に同一長さとされており、流量に対して実験的に判明した最適長さである。つまり、整流コーン 7の長さが短すぎると、主弁孔 6 3へ水が流入する際に水同士がすぐにぶつかり合って乱流を生じ、流量が絞られて所望する流量を得ることができなくなるからである。また、逆に長すぎても整流コーン 7自体が抵抗になって流量を減じてしまうことが実験的にわかったからである。

上記した構造により、ダイヤフラムバルブ Cの反応性が向上する。また、低圧時における不安定動作を解消して閉止力、開弁力を良好に保つことができる。さらに、整流コーン 7によって吐水能力を向上させ、バルブ性能を維持しながらダィャフラムバルブ Cを小型化することができる。

なお、図 5における主弁座 6 4の先端形状は、以下のように決定した。ダイヤフラムバルブ Cを小型化したことにより、受圧径は従来よりも縮小される。そして、小さな受圧径としたままででダイヤフラム 3を閉止する力の低下を補うには. 主弁座先端の曲率半径を、従来の曲率半径（約 0 . 5 m m ) より小さな曲率半径 (本実施例の曲率半径は 0 . 3 m m ) とすればよい。しカゝし、このように小さな曲率半径の主弁座先端とすることは、当該先端のダイヤフラム 3のシート部 3 b への食い込みをもたらし、でダイヤフラム 3に局所的な応力が加わる。このため, 単に曲率半径を小さくした場合には耐久性が落ちる。従って本実施例においては, 単に曲率半径を小さくするだけでなく、ダイヤフラムバルブ Cの閉止時においてシート部 3 bに主弁座先が食い込んでも、その食い込みによるシ一ト部 3 bの陥没部の表面積を大きくして応力の分散を図るべく、主弁座 6 4の先端部の裾部分を、給水 2次側にあってもテ一パ面とした。このように裾部分をテーパ面とすることで、応力の分散を通してダイヤフラム 3の耐久性を確保している。また、前記テーパ面は前述の整流コーン 7とで層流機能を向上し、吐水量が落ちるのを防止している。

さらに、前述した小型化を図ったソレノイド Bとの組合せによって、きわめて小型のソレノィドバルブ Aを得ることができる。

次に、本実施例におけるソレノィドバルブ Λの作動について図 1〜図 3及び図 8を参照しながら以下に説明する。

先ず、図 1に示した閉状態にあるソレノィドバルブ Λを開状態にする作動について説明する。

プランジャ 1 5を開側位置に駆動するために電磁コイル 1に通電すると、図 1 に示すように、この電磁コイル 1により、ボビン 1 1の縦孔 1 1 c内部にまで磁力が及ぶ主磁界 M 1が発生する。また、この主磁界 M lに加え、変則磁界 M 2も発生する。この変則磁界 M 2は、磁性体である凸部 2 4を磁束経路の一部として発生し、その磁束は、凸部 2 4の基部の側、即ちヨーク 2の下側端部プレート 2 3の側から凸部 2 4の先端側に沿って形成され、凸部 2 4の先端からは縦孔 1 1 c内部のプランジャ 1 5に到る。このため、変則磁界 M 2は、その磁力を凸部 2 4の先端からプランジャ 1 5に及ぼす。よって、この主磁界 M l と変則磁界 M 2 の磁力を受けるプランジャ 1 5は、図 2に示すように、ボールコア 1 6に吸着される。このようにブランジャ 1 5を吸着側に駆動する場合の磁気効率は、変則磁界 M 2によって向上するので、電磁コイル 1におけるコイル巻線 1 2の卷数を減らしても、プランジャ 1 5の吸着に支障はない。このため、コイル巻線 1 2の卷数低減を通して、ソレノイド Bの小型化を図ることができ、小型のソレノイド B であっても、プランジャ 1 5の進退動作に何ら悪影響を与えることがない。

しかも、凸部 2 4は、周壁 1 1 dの凹部 1 1 f 内に嵌め込むに当たり、その立ち上げ高さが予め調整されている。よって、以下のような利点がある。即ち、図 7に示すように、変則磁場形成用の凸部 2 4の先端からプランジャ 1 5に及ぼされる変則磁界 M 2の磁力の大きさは、凸部 2 4 とプランジャ 1 5との位置関係、即ちこの凸部 2 4の立ち上げ高さによって変化し、立ち上げ高さがある値 Lであるときに磁力は最大になる。このため、凸部 2 4をその立ち上げ高さが Lとなるように予め調整しておいて凹部 1 1 ίに嵌め込めば、プランジャ 1 5には最大磁力で変則磁界 Μ 2の磁力を最も効率よく及ぼすことができる。よって、単に凸部 2 4を凹部 1 1 f に嵌め込んだだけのソレノイドに比べて、コイル巻線 1 2の卷き数をより少なくすることができるので、コイル巻線 1 2自体の小型化を通してソレノィド Bをより一層小型化することができる。

ところで、本実施例におけるソレノイドバルブ Λは、電池駆動としており、しかも、図 8に示すように、ソレノイド Bへの通電時問を電池電圧により変化させるようにしている。より詳細に説明すると、復帰スプリング 1 9に杭してブランジャ 1 5を駆動させる開通電時には、閉通電時より常時通電時間を長くし、それぞれの通電時にあっては、電池電圧が低いほど通電時問を長くした。したがって、電池からは必要以上の放電を要しないので、電池を長寿命とすることができ、電池交換の頻度が減少する。

また、プランジャ 1 5には図 9に示すように、垂直部 1 5 bが設けられており、更にプランジャのテ一パ部 1 5 aのテーパ角 0 pとポールコアの凹部 1 6 aのテーパ角 Θ c とを、 0 p > Θ c としている。よって、プランジャ 1 5の吸引力を、この垂直部を有しないものに比べて増大することができた。具体的には、必要ストロークを 2 . 5 m mとし、 0 p = 1 5 ° 、 0 c = 1 3 . 5。、プランジャ 1 5 とポールコア 1 6との最短距離 L 2を 0 . 4 3 2 m mとして、垂直部 1 5 bの長さ L 0を 0〜 1 . 4 m mの範囲で可変として吸引力に与える影響について実験を行った。その結果、 L 0 = 1 . 4 m mの時で吸引力は垂直部を設けない時に比べ約 8 %増加した。

なお、この最短距離 L 2を比較的離した場合には、このように垂直部 1 5 の長さ L 0を設けることで、図 1 0に示すような直線的な「ストロ一クー吸引力」特性となった。この特性によれば、プランジャ 1 5がポールコア 1 6に近づいたときの吸引力が低減するが、その位置ではプランジャ 1 5は通常慣性によって、ポールコアに吸引されるため、必ずしも大きな電磁コイルによる吸引力を必要としない。このため、直線的な上記特性であっても、特に問題となることはない。逆に、従来のものでは、プランジャ 1 5がポールコア 1 6に吸着する際に、ラツチ位置に近づくにつれて吸引力とばね力の差〈実質の吸引力）が大きくなり、金属同士の衝突による衝撃音が発生するものであるが、図 1 0に示すような「ストローク一吸引力」特性を与えることでラツチ時における衝撃音の発生を可及的に抑制している。

したがって、別途緩衝材等を設けることなく静かな作動が行える。なお、復帰スプリング 1 9に円錐スプリングや多重スプリングを用いて、ばね力を無段階、あるいは、多段階に調整して上記効果を得るようにしてもよい。

本実施例では、前述したように、プランジャ 1 5のテ一パ部 1 5 aの裾部に垂直部 1 5 bを形成しているが、この垂直部 1 5 bにより垂直部 1 5 bを設けない場合に比べボールコア 1 6とのクリアランスを短くできるため、初期吸引力を増すことができる。

上記したように、プランジャ 1 5が吸着駆動すると、パイロット弁孔 3 1は弁体 1 4が離れて開口し、ダイヤフラム圧力室 3 0と流出路 6 2とは連通する。このため、流出路 6 2への水の流出を受けてダイヤフラム圧力室 3 0の水圧が減少するので、ダイヤフラム圧力室 3 0内の水圧と流入路 6 1内の水圧との間に圧力差が生じて、図 3に示すように、ダイヤフラム 3が上昇する。これにより、主弁座 6 4からダイヤフラム 3が離れて、流入路 6 1 と流出路 6 2とが主弁孔 6 3を通して直接連通し、 1次側から 2次側への通水が行われる。

この場合、電磁力はプランジャ 1 5のストローク分だけ作用すればよく、ブランジャ 1 5の移動後は、プランジャ 1 5は永久磁石 1 7の磁力でポールコア 1 6 に吸着されてラッチされる。これによつてダイヤフラムバルブ Cは開状態を維持することができる。したがって、プランジャ 1 5のラッチ後には、電磁コイル 1 への通電は必要なくなる。

次に、図 3に示した開状態にあるソレノイドバルブ Λを、図 1 に示す閉状態にする作動について説明する。

プランジャ 1 5のラツチを解除する方 | に電磁コィル 1へ通電すると、プランジャ 1 5は永久磁石 1 7の極性と逆の極性に磁化され、プランジャ 1 5が永久磁石 1 7から受ける磁力は電磁コイル 1の磁力により打ち消される。従って、ブランジャ 1 5は復帰スプリング 1 9の作用によって円滑に下降し、ダイヤフラム 3 のパイロット弁孔 3 1を閉じる。これにより、ダイヤフラム 3は下降し始める。このときに、クリーニングピン 3 3をテ一パ形状にすると、このピンがもたらす絞り効果により、ダイヤフラム圧力室 3 0への水の流入量が徐々に減少する。このため、ダイヤフラム 3の下降速度は、下降するにつれて遅くなり、主弁孔 6 3は、テ一パ形状にしない場合に比べて、より- 層緩やかに閉塞される。

このように、本実施例においては、ソレノイドバルブ Aを小型化しているにもかかわらず、円滑な動作で、かつ、所望する流量を得ることができる

ところで、本実施例においては、ソレノイド Bの小型化を図るために、プランジャ 1 5を必要起磁力に応じた小型のものとしてこのブランジャ 1 5の自重を軽くし、摩擦力を軽減して磁力による吸引効率を向上させている。ここで、かかるプランジャ 1 5の設計について説明を加える。

磁性体の磁気特性を示す図 1 1から明らかなように、線形性を有する領域で動作している場合は、磁気エネルギの使用効率は高い。しかし、ある磁束密度 B t を越えて線形性を失い、更に磁界が強くなると、ついには磁気が飽和してエネルギ効率が悪くなる。

また磁束通過面積と磁束密度の飽和点との関係を示す図 1 2から明らかなように、磁界を一定のまま磁束の通過面積 Sを小さくしていくと、必然的に磁束密度は高くなつていき、同様に B tで飽和を始める。更に、それ以上磁束の通過面積 Sを小さくしていくと、磁束総量（B t · S ) はそれについて小さくなっていき、同時に吸引力も小さくなっていく。

従って、効率よく小型化を図るためには、磁束密度が前記 B tを越えない範囲で設計すればよいことがわかる。

本発明では、上記の点に着目して、プランジャ内部に復帰スプリングを挿入する縦孔を有するプランジャにおいて、効率良く小型化できる限界を求めた。そして、この限界におけるプランジャ最小断面積 S p M 1 Nと、スプリング用縦孔半径 r 2に対するプランジャ最小半径 r 1 M 1 Nの関係を求めて、これらを両最小値以上の大きさに定めた。

以下、さらに詳述する。図 1 3はプランジャ及びボールコアの模式断面図であり、この図における符号は、以下の通りである。

X ス卜ローク 1 g プランジャーポールコア最短距離

d 斜面ラップ部の斜面に沿つた長さ

r 1 プランジャ及びポールコアの半径

r 2 スプリング用縦孔半径

0 ブランジャ斜面のテーパ角

S g a ラップ部の平均面積

S P プランジャ断面積

F 吸引力ここで、プランジャーポールコア最短距離 1 g、斜面ラップ部の斜面に沿った長さ dは、それぞれ以下の式 1、式 2となる。

1 g = s i η θ 式 1 r 1 - r 2

d = ― x c o s θ 式 2

s i n θ

また、プランジャ側のラップ面積を S g 1、ポールコア側のラップ面積を S g

2とおくと、両ラップ面積 S g 1、 S g 2は、それぞれ以下の式 3、式 4となる _c

S g 1 = π d { r 1 + ( r 1 - d s i n 0 ) }

= π d ( 2 r 1 - d s i n Θ ) ……式 3

S g 2 = π d { r 2 + ( r 2 + d s i n Θ ) }

= π d ( 2 r 2 + d s i n Θ ) ……式 4 したがって、ラップ部の平均面積 S g aは、式 3及び式 4より、次の式 5で表される。

1

S g a = —— (S g 1 + S g 2)

2

= π d ( r 1 + r 2 ) ……式 5

また、プランジャ断面積 S pは、次の式 6で表される。

S p = π ( r 1²- r 2²) ……式 6

また、ラップ部のパ一ミアンス（磁気抵抗の逆数）を P gとすると、式 1、式

2、式 5、式 6より、以下の式 7となる。

0 S g a / 0 d ( r l + r 2) 「 r l一 r 2 〕

P e = = — x s l n

1 g x s i n Θ ^ s i n Θ ^J μ 0 π ( r 1²- r 2²) 0 π ( r 1 + r 2)

x s i n Θ t a n Θ μ 0 S p μ 0 π ( r 1 + r 2 )

式 7

x s i n 2 Θ t a n Θ

ここで、吸引力 Fを求めるが、 Fはギャップ間の起磁力 U gと磁気抵抗の変化率 d p gZd xの関数として求められる。

この場合、ギャップ間の磁気抵抗を R g、磁束密度を B gとすると、起磁力 U gは、次の式 8で表される。

1 g 1 g B g

U g = R g B g S g a = B g S g a = …式 8 z 0 S g a μ 0

その一方、式 7より、磁気抵抗の変化率 d p g / d xは、次の式 9で表される _c d P g / 0 S ρ μ 0 S p

'式 9 d x x s i n 2 Θ 1 g 2

従って、吸引力 Fは、式 8、式 9より、式 1 0で表される ₍

d P g 1 g ²B g 0 S p

F U g

i 2

2 d x 2 μ 0 1 g

B g ² S p

式 1 0

2 μ 0

なお、式 1 0において、負の符号は吸引力であることを示している。次に、目標吸引力を F 0としたときの、磁束が飽和し始めるブランジャ最小断面積 S ρ Μ I Νを求める。ただし、ラップ部より先にプランジャ部で飽和させることを前提としているために次の式 1 1で示された条件を前提とする。

S Ρ

≤ 1 ……式 1 1

¾ g a

式 5、式 6より、式 1 1を変形すると式 1 2となる。

S p π ( r 1 ^z- r 2²) ( r 1 - r 2 )

≤ 1

S g a π d ( r 1 + r 2 ) d

……式 1 2

このとき、磁束はプランジャ部で飽和し始めているため、そこでの磁束密度は B tであり、ラップ部の磁束密度は磁束総量が同じなので、磁束密度 B gは式 1 3で示される,

S p M I N

B g = B t '式 1 3

S g a

式 1 2を式 1 0に代入すると、目標吸引力 F 0は式 1 4で示される,

B t ² S D M I N _f S pM I N "

F 0 =一式 1 4

2 μ 0 S g a

式 1 4を整理すると、目標吸引力 F 0時において効率良く小型化を行ったときのプランジャ最小断面積 S pM I Nが求められる。

SpMIN ……式 15

また、 S pM I Nのとき、 r lは最小値 r 1 M I Nとなる力 ^ら、式 6より、スプリング用縦孔半径 R 2に対するプランジャ最小半径 r 1 M I Nの関係が決定される。

r

式^{1 6}

このようにしてブランジャ最小断面積 S pM I Nと、スプリング用縦孔半径 R 2に対するプランジャ最小半径 r 1 M I Nの関係を求めることにより、本実施例にかかるプランジャ 1 5の大きさが決定される。

ところで、上述してきた実施例では、ソレノイド Bは電池駆動のものとして説明したが、 AC電源を使用することもできる。そして、この場合は、電池寿命などを考慮する必要がないので、永久磁石 1 7は不要となり、図 1 4に示すような構成とすることができる。図 1 4中、 1 1 j はボビン 1 1の仕切フランジ 1 1 e に設けた切欠部であり、この切欠部 1 1 j からコイル巻線 1 2の巻始め及び巻終りとなる卷線端部 2 0をコイル卷線端部処理空間 Qへ導入している。なお、先の電池駆動のソレノイド B (図 1〜3 ) においても、図示していないが同様な構成としている。

また、図 1 4ではプランジャ 1 5は、ボビン 1 1に設けた縦孔 1 1 c内を摺動するようにしたが、図 1 5に示すような構成とすることもできる。図 1 5では、樹脂製のダイヤフラムバルブ Cに一体に設けた筒状延出部 6 0 aをボビン 1 1の縦孔 1 1 c内に挿貫しており、該筒状延出部 6 0 a内をプランジャ 1 5が摺動するようにしている。なお、この変更例は図 1〜 3に示される永久磁石を配設したソレノィドにおいても適用可能である。

更に、図 1 4，図 1 5に示したソレノィドを、図 1 6に示すように、ポールコァ 1 6を省略して前述の調整部材 1 8のみを縦孔 1 1 cの頂上に設けたソレノィドとしても良い。この場合、調整部材 1 8は磁界調整という機能ではなく、コィル巻線 1 2による電磁界の磁路を形成するという機能を果たすために設けられている。

図 1 4ないし図 1 6のいずれのソレノィドの場合においてもプランジャ 1 5は樹脂内を摺動することになるので、動摩擦抵抗を小さくすることができ、ブランジャ 1 5を移動させるのに必要な力を小さくすることができる。

なお、図 1 5はゴムブッシュ 2 5 0についても別の実施形態をとつている。このゴムブッシュ 2 5 0は、下端がボビン 1 1の仕切フランジ 1 1 eに接しており、中間部分を上フランジ 1 1 aに設けられた切欠き（該切欠きはヨーク上部に設けられた開口 2 6よりも若干大きく設けられている）と同一形状として、若干量だけ前記上フランジ 1 1 aより突出するように設けられており、それより上方には、前記開口 2 6と実質的に同一形状の突出部を設けている。この構成により、ボビン 1 1に巻回されたコイル巻線 1 2の卷線端部 2 0にゴムブッシュ 2 5 0に取付け、該ゴムブッシュをボビン 1 1の上フランジ 1 1 a及び仕切フランジ 1 1 eの間に固定した状態で、ヨーク 2に挿入することで組み立てることができるので図 1 4に示すものよりもより組立が容易になる。

また、図 1 7に示すようなソレノィドバルブ Aとすることもできる。このソレノイドバルブ Aは、図 1に示したものと、ボビン 1 1における周壁 1 1 d下部の凹部 1 1 f の形成の様子が異なる。即ち、この図 1 7に示すように、凹部 1 1 ί は、変則磁場形成用の凸部 2 4をその先端に隙間を残さないよう、凸部 2 4の立ち上げ高さに適合した深さで形成されている。しかし、この凸部 2 4は、その立ち上げ高さが図 7に示したように最大の磁力で変則磁場 Μ 2の磁力がブランジャ 1 5に及ぶよう予め調整されている。つまり、凸部 2 4の立ち上げ高さをこのように予め定めた後に、この定めた立ち上げ高さと略同寸法の深さで凹部 1 1 f は形成されている。この図 1 7のソレノイドバルブ Λであっても、プランジャ 1 5 には最大磁力で変則磁界 M 2の磁力を最も効率よく及ぼすことができるので、コィル卷線 1 2自体の小型化を通してソレノィド B、延いてはソレノィドバルブ Λ をより一層小型化することができる。

上記したように、この図 1 7に示すソレノイドバルブ Aでは、凸部 2 4をその立ち上げ高さの調整を通した変則磁場 M 2の磁力調整により小型化を実現した。しカゝし、ソレノィド Bゃソレノィドバルブ Λの小型化よりも凸部 2 4の取り扱いの簡便化を求めるのであれば、図 1 7に示す構造を採って、凸部 2 4を下側端部プレート 2 3の端部から立ち上げ形成しただけのものとすることもできる。つまり、凸部 2 4の立ち上げ高さの調整は行わず、凹部 1 1 f の深さと凸部 2 4の立ち上げ高さとを実質的に同一にすれば、下側端部ブレート 2 3 との一体化により凸部 2 4の取り扱いの簡便化を図ることができる。そして、この場合であっても、変則磁場 M 2による磁気効率の向上により、ある程度の小型化を図ることもできる。

次に、他の実施例として、図 1 8及び図 1 9を参照しながら、カートリッジ式としたソレノィドバルブ Λについて説明する。図 1 8においてはソレノィドバルブ Λの仮止め構造を、図 1 9においてはソレノィドバルブ Λの固定構造について示している

図 1 8に示す仮止め構造では、ソレノィドバルブ Λをバルブ本体 8 0に取付けるための樹脂性のメインシート部 8 1を用いる。メインシ一ト部 8 1は、その上縁の 4隅に係止爪 8 2を備え、この係止爪 8 2によりソレノィド Bを仮止めしている。そして、この仮止め構造によれば、ソレノイド Bをメインシート部 8 1で仮止めして 1つのュニットとし、このュニッ卜での取り扱いを可能とする。

したがって、出荷時等にソレノィ K Bとメインシ一ト部 8 1 とが分離することがなく、カートリッジとしての信頼性を高めることができる。また、テ一ブ止めや袋詰め等を行わずにすむのでコスト低減となる。

かかるカートリッジ式のソレノイドバルブ Aでは、図 1 9に示すように、ノノレブ本体 8 0に取付けた状態における一次側圧力の受圧面積が、断面 I一 I、及び, 断面 Π— Πで同一としている。よって、断面 I一 I、及び、断面 Π— Πにかかる圧力が相殺され、取付けのために一次圧に抗する力を必要としない。したがって、ねじ止めや止め輪などによる強固な固定を必要とせず、例えば、嵌め合いや樹脂のピン止めでの取付けが可能となり、取付作業が容易となるとともにコストダウンを図ることができる。

次に、図 2 0に示した本実施例に係るソレノィドバルブ Λの回路について説明する。

これは、ソレノイドの駆動電源として電池を使用する場合に、電池が有する内部抵抗や容量消費による内部抵抗の増大のために、ソレノィドへの電流が当初値よりも徐々に減り、ついには十分な給電が行われなくなるので、不要な給電を可及的に行わないようにして、電池の長寿命化を図ったものである。

即ち、図 2 0に示すように、回路には、所定の内部抵抗を有し起電力を呈する電池 4 0が組み込まれており、当該電池は、ソレノイドバルブ Aの電源とされている。電池 4 0は、その +端子の側で定抵抗 R 1を介してソレノイド Bと接続され、その一端子の側で定抵抗 R 2を介して開閉スィツチ S Wと接続されている。そして、開閉スィッチ S Wにより、回路が開閉される _c

また、ソレノイド Bと開閉スィッチ S Wの上流側には、電池 4 0並びにソレノイド B、開閉スィッチ S Wと並列にコンデンサ 4 1が接続されている。このコンデンサ 4 1は、開閉スィッチ S Wが閉じられたときに、ソレノィド Bへ駆動電流を供給することができるだけの電荷を蓄積できるよう、その容量が定められている。開閉スィツチ S Wは、電池 4 0に対して並列に設けたスィツチ駆動回路 4 2により開閉されるものであり、スィツチ駆動回路 4 2はカウンタ等を備えて駆動時間を計測することができる。また、スィッチ駆動回路 4 2は、ソレノイドバルブ駆動操作部 4 3からの駆動信号により一定時問持続するパルス信号を出力し、このパルス信号の出力時間にわたって開閉スィツチ S Wを閉成するように構成されている。

したがって、開閉スィツチ S Wがスィツチ駆動回路 4 2により閉成されると、ソレノイド Bには主にコンデンサ 4 1からの電流が流れる。このため、電池 4 0 の内部抵抗の大きさによらず、ソレノィド Bを駆動する際の電流値を確保することができると共に、通電量も略一定とすることができる。よって、電力消費の面から有利となる。

また、開閉スィッチ S Wと定抵抗 R 2の間には、比較器 4 4の一側の入力端子が接続されており、ソレノィド Bに流れる電流に比例する定抵抗 R 2に加わる電圧値 V Rが、比較器 4 4の他側の入力端子に印加される設定電圧値 V 0と比較される。

この比較器 4 4は、定抵抗 R 2の電圧値 V Rが設定電圧値 V 0となったとき、あるいは、それ以上となったときにスィツチ駆動回路 4 2に信号を出力するよう、構成されている。

また、スィッチ駆動回路 4 2は、ソレノイドバルブ駆動操作部 4 3からの駆動信号により開閉スィツチ S Wを閉成して通電するとともに、比較器 4 4からの信号により開閉スィツチ S Wを開成して通電を切るよう、構成されている。

ところで、設定電圧値 V 0は、ソレノイド Bのブランジャ 1 5の動きが停止したときにソレノィド Bを流れる電流値に基づき、定抵抗 R 2に発生する電圧値とされている。このため、プランジャ 1 5に加わる負荷の大小によらず、常に、ソレノィドバルブ Aの駆動に必要な最小の通電時問を得ることができることになり、無駄な電力消費を防ぐことができる。

さらに、開閉スィッチ S Wと比較器 4 4との間には、マ一ジン加算回路 4 5とピーク検出回路 4 6を夫々介して、ピ一ク検出 O N用の比較器 4 7の両入力端子が接続されている。また、ボトム検出 O N用の比較器 5 0の両入力端子も、それぞれボトム検出回路 4 8とマージン減算回路 4 9を介して接続されている。ところで、ソレノイド Bの通電時における時間対電流特性は、図 2 1に示すようになる。即ち、ソレノイド Bの電磁コイル 1 に通電を開始すると、電磁コイル 1への電圧印加により電流が上昇し、それから所定時間後、プランジャ 1 5の移動に伴う逆起電力の発生により電流が一旦減少する。そして、ダイヤフラムバルブ Cの開弁あるいは閉弁によりこの逆起電力がゼロとなるため、それ以降は電流が上昇し続けることになる。

ピーク検出回路 4 6は、流れる電流の極大値を随時検出するよう構成されており、電磁コイル 1への電圧印加による電流極大値を検出する。そして、検出した電流極大値をピーク検出 O N用の比較器 4 7に出力する。

ピーク検出 O N用の比較器 4 7は、上記電流極大値と、ソレノイド B通電時の電流波形に所定マージンを加算したマ一ジン加算回路 4 5から得られる出力とを比較し、マージン加算回路 4 5から得られる出力が電流極大値を越えて小さくなると、その時点でピーク検出回路 4 6の作動を停止すると共に、ボトム検出回路 4 8の作動を開始する。

ボトム検出回路 4 8は、流れる電流の極小値を検出するよう構成されており、ダイヤフラムバルブ Cの開弁時、すなわち、逆起電力がゼロの時の電流極小値を検出することになる。そして、この電流極小値をボトム検出 O N用の比較器 5 0 へ出力する。

ボトム検出 O N用の比較器 5◦は、上記電流極小値とソレノィド B通電時の電流波形から所定のマージンを減算したマ一ジン減算回路 4 9から得られる出力とを比較し、このマージン減算回路 4 9から得られる出力が電流極小値を越えて大きくなると、その時点で電池 4 0から電磁コイル 1への通電を停止する。

このように、本実施例におけるソレノイドバルブ Aの回路では、時間若しくは設定電圧値 V 0若しくはソレノィド電流極小値のいずれかを検出した時点で、ソレノイド Bへの通電を停止する。このため、電池 4 0の無駄な電力消費を防止して長寿命化を図ることができる。

以上、本実施例では、本発明に係るソレノィド B及びソレノィドバルブ Aを給水制御用として説明してきたが、本発明はこれに限定されるものではなく、ガス用開閉弁など、さまざまな用途に用いることができる。例えば、このソレノイドバルブ Aを有するダイヤフラムバルブ Cでは、その外径が約 2 2 m m、高さが約 2 1 m m程度までの小型化が可能であるため、図 2 2に示すように、水栓自体に組み込むことが可能である。

つまり、図に示す水栓 9 0は、手洗いボール 9 1の奥側のカウンタ 9 2上面に固定され、約 4 5 m mの径の略円筒体形状をなしている。そして、給水管 9 3に連通した 1次側の流入路 6 1 と 2次側の流出路 6 2とをダイヤフラムバルブ。で連通し、吐水口 9 4から手洗いボール 9 1に向けて吐水する。この場合、水栓 9 0は約 4 5 m mの径であることから、その頂上部には、約 3 O m m程度の内径の凹所 9 5を形成可能であり、当該凹所に外径が約 2 2 m mのダイヤフラムバルブ Cが組み込まれている。このように、水栓 9 0の頂上部には凹所 9 5を形成可能であるが、従来のダイヤフラムバルブは、この凹所に組み込めるようなサイズには収まらなかったため、カウンタ 9 2の下面に取り付けられていた。このため、バルブの保守点検のたびにカウンタ下面での作業が必要であつたが、水栓 9 0に組み込み可能なダイヤフラムバルブ Cによれば、保守点検を簡便化することができる。なお、図示する水栓 9 0は、手洗いボール 9 1に差し入れられた手を検出するセンサ 9 6を有しており、このセンサからの信号でソレノィドバルブのブランジャ 1 5を開弁側に移動するよう構成されている。産業上の利用可能性

以上説明したように、本発明に係るソソレノィドバルブ Aレノィド及びソレノィドバルブは、その性能を水栓 9 0は約 4 5 m mの径であることから、その頂上部には、約 3 O m m程度の内径の凹所 9 5を形成可能であり維持したままで体積的に数分の 1程度にまでの小型化に適しており、また、給水制御用ソレノイドバルブゃガス用開閉バルブなどの種々のバルブやその駆動源となるソレノィドへの利用に適している。

Claims

請求の範囲

1 . プランジャを移動駆動させるソレノイドであって、

非磁性体からなり、前記プランジャの移動領域を区画形成する領域形成部材と. 該移動領域を前記プランジャの移動方向に沿って貫く第 1の磁束経路の磁界を形成するよう前記領域形成部材を取り囲んで巻かれたコイル巻線部を有し、前記第 1の磁束経路の磁力を前記プランジャに及ぼす電磁コイルと、

前記領域形成部材の一端の側からの長さが異なる前記変則磁場形成部材を前記区画面の外側で前記領域形成部材の一端の側に前記プランジャと対向して配置できるよう形成された収納簡所を有する収納部材と

を備えることを特徴とするソレノィド。

2 . プランジャを移動駆動させるソレノイドであって、

非磁性体からなり、前記プランジャの移動領域を区画形成する領域形成部材と, 該移動領域を前記プランジャの移動方向に沿って貫く第 1の磁束経路の磁界を形成するよう前記領域形成部材を取り囲んで巻かれたコイル卷線部を有し、前記第 1の磁束経路の磁力を前記プランジャに及ぼす電磁コイルと、

該変則磁場形成部材を前記区画面の外側で前記領域形成部材の一端の側に前記プランジャと対向して配置できるよう形成された収納箇所を有する収納部材とを備え、

前記変則磁場形成部材は、前記プランジャに及ぼす磁力の大きさの調整を経て前記収納箇所に配設されていることを特徴とするソレノィド。

3. 請求項 1又は請求項 2記載のソレノイドであって、

前記領域形成部材は、前記プランジャが移動する縦孔（ 1 1 c ) を区画形成すると共に、前記変則磁場形成部材を前記プランジャと対向して配置できるよう前記縦孔（ 1 1 c ) に沿って陥没形成された凹部（1 1 ί ) を有する周壁（l i d ) を備えたボビン（ 1 1 ) を有し、

前記電磁コイルは、前記ボビン（ 1 1 ) の周壁（ l i d ) に直接巻かれたコィル卷線（ 1 2) を有し、

前記変則磁場形成部材は、前記凹部（ 1 1 ί ) に嵌め込んで配置されているソレノィド。

4. 請求項 3記載のソレノイドであって、

前記電磁コイルの上下に位置する上側端部プレート（ 2 2) ，下側端部プレート（2 3 ) と、その間に位置する周側板（2 1 ) とを有し、前記電磁コイルを取り囲むヨーク（2) と、

前記上側端部プレート（ 2 2) に当たる前記縦孔（ 1 1 c ) の一端に配設したポールコア（ 1 6) とを備え、

前記変則磁場形成部材は、前記周壁（ l i d ) の側の下側端部プレート（ 2 3 ) 端部に連設されているソレノィド

5. 請求項 3又は請求項 4記載のソレノィドであって、

前記ボビン（ 1 1 ) は、前記下側端部プレート（2 3 ) よりも外方に延びた突出部（ 1 1 h) を、前記周壁（ 1 1 d ) に延長して有するソレノィド-

6. 請求項 4又は請求項 5記載のソレノィドであって、

変則磁場形成用の凸部材（2 4 ) とポールコア（ 1 6 ) 問に形成される磁路間隙を電磁コイル（ 1 ) の略中央に配置したソレノィド _c

7. 非磁性体からなるボビン（ 1 1 ) の中央部に縦孔（ 1 1 c ) を形成し、その周壁（ 1 1 d ) にコイル巻線（ 1 2) を巻回した電磁コイル（ 1 ) と、該電磁コィル（ 1 ) の外周面及び両端面を覆うべく、周側板（2 1 ) と上側端部プレート

( 2 2) ，下側端部プレート（2 3 ) とを有するヨーク（2) と、前記縦孔（ 1 1 c ) の一端に配設したポールコア（1 6 ) と、前記縦孔（1 1 c ) に移動自在に挿入されたプランジャ（1 5 ) とを有するソレノイドにおいて、

前記ポールコア（ 1 6) の外周面に前記コイル卷線（ 1 2) を卷回しないコィル巻線端部処理空間（Q) を形成し、更に前記ヨーク（2 ) に前記コイル巻線端部（2 0) のコイル巻線を外部に引き出すための開口（2 6) を設け、該開口

( 2 6 ) を水封手段にて閉塞したことを特徴とするソレノィド。

8. 請求項 7記載のソレノイドであって、

前記開口（2 6) をゴムブッシュ（2 5) にて閉塞したソレノイド-

9. 請求項 4ないし請求項 8いずれか記載のソレノィドであって、

前記ポールコア（ 1 6 ) の外側に永久磁石（ 1 7) を配設したソレノィド。

1 0. 非磁性体からなるボビン（ 1 1 ) の中央部に縦孔（ 1 1 c ) を形成し、その周壁（ l i d ) にコイル卷線（ 1 2) を卷回した電磁コイル（ 1 ) と、該電磁コイル（ 1 ) の外周に配置したヨーク（2) と、前記縦孔（ 1 1 c ) の一端に配設したポールコア（ 1 6 ) と、前記縦孔（ 1 1 c ) に移動自在に挿入されたブランジャ（ 1 5 ) とを有するソレノイドにおいて、

前記ボールコア（ 1 6 ) の外側に永久磁石（ 1 7 ) を配設すると共に、前記永久磁石（ 1 7 ) に対応した前記ボビン（ 1 1 ) の外周面にコイル巻線（ 1 2) を卷回しないコイル卷線端部処理空間（Q) を形成したことを特徴とするソレノィド、。

1 1. 非磁性体からなるボビン（ 1 1 ) の中央部に縦孔（1 1 c ) を形成し、その周壁（ l i d ) にコイル卷線（ 1 2) を巻回した電磁コイル（ 1 ) と、該電磁コイル（ 1 ) の外周に配置したヨーク（2) と、前記縦孔（1 1 c ) の一端に配設したボールコア（ 1 6 ) と、前記縦孔（ 1 1 c ) に移動自在に挿入されたブランジャ（ 1 5 ) とを有するソレノイドにおいて、

前記ボールコア（ 1 6 ) の外側に永久磁石（ 1 7 ) を配設すると共に、前記永久磁石をネオジ鉄ボロン、サマリゥムコバルト等からなる希土類金属を主成分として構成した.ことを特徴とするソレノィド。

1 2. 請求項 1 0又は請求項 1 1記載のソレノィドであって、

前記永久磁石（ 1 7) をその側面に亘つて取り囲み、前記永久磁石（ 1 7) の形成する磁界が前記プランジャ（ 1 5) に及ぼす磁気を調整する磁気調整用の磁性体部材を有するソレノィド。

1 3. 非磁性体からなるボビン（ 1 1 ) の中央部に縦孔（ 1 1 c ) を形成し、その周壁（ l i d ) にコイル卷線（ 1 2) を巻回した電磁コイル（ 1 ) と、該電磁コイル（ 1 ) の外周に配置したヨーク（2) と、該ヨーク（2) に磁界を形成する永久磁石（ 1 7) と、前記縦孔（ 1 1 c ) の一端に配設したポールコア（ 1 6 ) と、前記縦孔（ 1 1 c ) に移動自在に挿入されたプランジャ（ 1 5 ) と、該プランジャ（ 1 5 ) を前記ポールコアより引き離すための復帰スプリング（ 1 9 ) とを有するソレノィド（B) を具備するソレノィドバルブにおいて、

前記プランジャをポールコアに吸着させた位置から自然落下させた後、弁座によりバウンドして戻る上限位置では、前記永久磁石の磁界による吸引力よりも復帰スプリングの離反力が大きくなるように設定したことを特徴とするソレノイドバルブ。

1 4. ダイヤフラム（ 3 ) にパイロット弁孔（3 1 ) とプリ一ド孔（3 2) とを設け、前記パイ口ット弁孔（3 1 ) を、ソレノイド（B) のプランジャ（ 1 5 ) の移動動作により開閉して主弁孔（6 3 ) の開閉を行うようにしたソレノイドバルブにおレヽて、

前記ダイヤフラム（3 ) は、第 1のストローク以上では一定の反力で、前記第 1のストローク以下では給水圧力に比例した反力特性をもつことを特徵とするソレノィドバルブ。

1 5. 請求項 1 4記載のソレノィドバルブにおいて、

前記第 1のストロークは使用圧力の下限におけるストロ一クとしたソレノィドバルブ。

1 6. 請求項 1 4又は請求項 1 5記載のソレノィドバルブであって、

前記ダイヤフラム（ 3 ) の膜厚を約 0. 4 nm以下、膜ゴム硬度を約 8 0度以下としたソレノィドバルブ。

1 7. 請求項 1 4ないし請求項 1 6いずれか記載のソレノィドバルブであって、前記ダイヤフラム（ 3 ) の中央にパイロット弁孔（3 1 ) を設け、前記パイ口ット弁孔（3 1 ) の周辺位置にブリード孔（3 2) を設けるとともに、前記パイロット弁孔（3 1 ) の周りに、周面が流体の流れ方向に向けて漸次なだらかに絞られた形状の整流コーン（7) を形成したソレノイドバルブ。

1 8. 請求項 1 7記載のソレノィドバルブであって、

前記整流コーン（ 7) の長さは、ダイヤフラムの最大ストロークとほぼ同一の長さとされているソレノィドバルブ

1 9. パイロット弁孔（ 3 1 ) とブリード孔（ 3 2 ) とを有するダイヤフラム ( 3 ) と、前記ブリード孔（3 2) を挿通するピン（ 3 3 ) とを有し、前記パイロット弁孔（3 1 ) を、ソレノイド（B) のプランジャ（ 1 5) の移動動作により開閉して主弁孔（6 3 ) の開閉を行うようにしたソレノイドバルブにおいて、ソレノィドバルブの給水一次側にストレーナを設けると共に、前記ブリード孔 (3 2) と前記ピン（3 3 ) の間隙断面積を前記ストレーナのメッシュと実質的に同一若しくはそれ以上としたことを特徴とするソレノィドバルブ。