JPH0333573A - 電気式作動弁およびその組立工程 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、プランジャ型磁心を有する少なくとも１個の
電磁石と、空洞内において２個の互いに対向して配置さ
れた弁座間を移動可能な自由弁部材とを具備し、この２
個の弁座は２本の第■の流体用導管の対応するオリフィ
スを包囲しており、この空洞はまた第３の流体用導管に
連通し、更に、電磁石のプランジャ型磁心に対して固定
されると共に磁心の位置によってオリフィス群の一方又
は他方を弁部材により閉鎖せしめるための手段を具備し
、空洞には弁の外部から操作可能な蓋部が設けられてい
る電気式作動弁に関する。

〔従来の技術〕

この型式の電気式作動弁は公知であり、また市場におい
て利用されている。これらの電気式作動弁は一般的に言
って、特に厳しい製造公差と微妙（６） な調節とが必要とされることにより、所与のレベルの性
能を得るために比較的に高い製造コストがかかるという
欠点を有している。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明の目的は特に、比較的に簡単でかつ信頼性の高い
調節を行いうる電気式作動弁を提供することにある。こ
の調節は自動化するのに適しており、また電気式作動弁
を構成する種々の要素群を製造する際に、寸法公差に対
する要求レベルが低減されるのでコストの引下げにもな
る。

〔課題を解決するための手段〕

この目的を達成するために本発明に係わる電気式作動弁
は、その組立に際し弁座の位置を弁部材の移動方向につ
いて調節できるように２個の弁座の各々が配置されるこ
とを特徴としている。

電磁石が本質的に円筒形状をなすコイルと、プランジャ
型磁心用の当接表面を有する枠とを具備し、弁部材に作
用することができるように配置さ（７） れたスラスト手段にプランジャ型磁心が連結されている
電気式作動弁において、好ましくは弁座群の内の第１の
弁座が管状部分により形成され、この管状部分は弁部材
を内包した空洞の壁内に設けられたハウジング内に圧力
ばめにより取付けられている。好ましい実施例によれば
弁座群の内の第２の弁座は、弁部材を内包した空洞用の
蓋部により形成されるか、あるいはこの蓋部と一体的に
なっている。本発明は特に、第１のばねがプランジャ型
磁心を当接表面から離れる方向に移動せしめるように配
置されると共に、第１ばねの力よりも弱い力を発生する
第２のばねが、弁部材を前記第２の弁座から離れる方向
に移動せしめるように配置された電気式作動弁に適用さ
れる。本発明は特に、弁部材が前記第１弁座に対してわ
ずかに変形可能な材料でできた円筒部分により形成され
ると共に、弁部材の材料よりも硬い材料でできたリング
又はディスクが、弁部材とスラスト手段との間において
弁部材上に設置されている電気式作動弁に適用される。

（８） 更に本発明はまた、プランジャ型磁心に対して固定また
は非固定のスラスト手段を有する電磁石を、前記空洞を
形成する一つまたは複数の部分に組付ける工程と、管状
部分が前記当接表面に対する所定の位置に到達するまで
、第１弁座を形成する管状部分をハウジング内に導入す
る工程と、弁部材および前記第２ばねを空洞内の所定の
位置に設置する工程と、第２弁座が第１弁座から所定の
距離になるまで、前記蓋部を空洞内に徐々に導入する工
程とを具備している電気式作動弁の組立工程に関する。

この組立工程の好ましい形態によれば、前記管状部分が
そのハウジング内へ工具を用いて導入せはスラスト手段
を押し戻すことを意図して配置さ（９） の最終的な位置を決定する。リング又はディスクが弁部
材上に設けられる状況においては、このリング又はディ
スクが工具の肩部上に設置される。

この組立工程の特定の実施例によれば、流体用導管群の
一つに流体を供給すると共に、前記導管群の少なくとも
もう一つの導管内における流体の流量および／または圧
力を測定しながら、蓋部が空洞内に導入せしめられ、一
つ又は複数の測定値が予め定められた閾値に達するか、
あるいは限界値により規定された範囲内に入った時に、
蓋部の前進移動が停止せしめられる。好ましくは管状部
分を所定の位置に設置する操作の間、および／または、
蓋部を所定の位置に設置する操作の間、電磁石が励磁せ
しめられる。

この組立工程の代りの形態によれば、第１ばねのばね力
により当接表面から最も離れた位置をプランジャ型磁心
にとらしめ、次いで電気式作動弁を作動させるための最
小値に相当する励磁エネルギを電磁石に供給し、流体用
導管群の一つに流体（１０） を供給した後に、蓋部が空洞内に導入せしめられ、磁心
の吸引作用が生じた瞬間に蓋部の前進移動が停止せしめ
られる。

本発明の他の諸特徴および諸利点は、以下に記載される
と共に添付図面に示された実施例からより明白になる。

〔実施例〕

第１図および第２図はその全体を参照符号１によって表
わす電気式作動弁を示しており、この電気式作動弁１は
電気制御系ブロック部２３と、実際の弁組体を具備する
流体系ブロック部２との結合により形成される。この二
つの電気制御系ブロック部２３と流体系ブロック部２と
はピン２４および２５により互いに固定され、その組体
は電気端子２６および２８により制御回路（図示しない
〉に連結されると共に、第２図において破線３０にて示
される一装置に対しねじ２７および３７により組体の表
面群９の一面に沿って固定される。

電気制御系ブロック部２３は電磁石１４を含み、こ（１
１） の電磁石１４は電気制御系ブロック部２３内の所定の位
置に底形されることにより配置されると共に、円筒形状
をなす延長部１７ａが設けられた磁化可能な枠１７と、
コイル担持部材１６ａの回りに巻かれたコイル１６とを
具備する。コイル担持部材１６ａは、磁化可能な移動自
在磁心１２を案内するための管状をなす磁化不可能なラ
イナ部２２を収容する中央通路を有する。枠１７の延長
部１７ａの表面または当接表面３８から離れる方向に磁
心■２を移動せしめるように第１のばね１８が磁心１２
内に配置され、電流がコイル１６を通って流れない時に
磁心１２を休止位置に移動させるようにしている。ライ
ナ部２２の端部２２ａが電気制御系ブロック部２３の固
定面３１を越えて突出しており、この固定面３１は流体
系ブロック部２の表面３２に当接される。枠１７の延長
部１７ａと反対側に位置する磁心１２の端部１２ａが、
プラスチック材料でできたスラスト部材またはスラスト
手段３３を収容し、このスラスト部材３３は参照符号１
０および１１によって表わされる二又部または技部を備
える。スラスト部材３３は磁心１２と一体的になっ（１
２） ていでも又は一体的になっていなくてもよい。

流体系ブロック部２は空洞１３を有し、この空洞１３内
にエラストマ材料でできた円筒部分により形成された自
由弁部材３が受容された後、蓋部２０によって電気式作
動弁組体が閉鎖される。弁部材３は、空洞１３内に対向
して配置された二つの弁座４および５の間において弁部
材３の軸線方向に短い距離に渡って移動可能になってい
る。弁座４および５はそれぞれの導管のオリフィスを備
え、これらの導管の一つは参照符号Ｅによって表わされ
る排出ダクト６に連通し、一方位の導管は参照符号Ｐに
よって表わされる圧力供給ダクト８に連通している。こ
れら二つの排出ダクト６と圧力供給ダクト８は流体系ブ
ロック部２の同一の表面９に開口している。参照符号Ｓ
によって表わされる出力ダクトを構成する第３のダクト
７もまた空洞１３を表面９に連結する。第２のばね１５
が蓋部２０と弁部材３により担持され、第１ばね１８の
力よりも小さい力で弁部材３を第１の弁座４のオリフィ
スを閉じる位置へ移動させようとする。第２ばね１５が
担（１３） 持される側と反対側において、弁部材３は非磁性材料で
できた薄いディスク又はリング１９を担持している。

第１弁座４は管状部分４ａに別個に付加された端部によ
り形成され、この管状部分４ａは流体系ブロック部２内
の円筒形状をなすハウジング３９内に嵌合せしめられる
。第２の弁座５は蓋部２０の中央部分により形成される
と共に、第１弁座４に対してほぼ同軸上に配置される。

二つの流体系ブロック部２と電気制御系ブロック部２３
とが互いに取付けられた時、スラスト手段３３を形成す
る二又部の膝部１０および１１は通路３４および３５内
に侵入し、従ってそれから排出ダクト６の両側を通って
空洞１３内に延び、更にリング１９まで達し、第１ばね
１８により生じるスラスト力がリング１９に与えられる
。このスラスト力は、電磁石１４が励磁されていない時
に第２ばね１５をわずかに圧縮させながら、弁部材３を
第２弁座５に当接しうるような値を有する。電流を流す
ことにより電磁石１４が励磁された時、磁心１２は延長
部１７ａに向（１４） けて引きつけられて延長部１７ａにより担持されるよう
になり、それにより第１ばね１８が圧縮される。

この動作の作動中には圧力供給ダクト８内の圧力が第２
ばね１５のばね力に付加され、従ってこの動作によって
弁部材３が第１弁座４のオリフィスに向けて移動せしめ
られてその結果第１弁座４のオリフィスが閉鎖される。

従って、排出ダクト６と第３ダクト７とが互いに連通ず
る休止状態と、第３ダクト７と圧力供給ダクト８とが互
いに連通ずる作動状態とがはっきり分かれることになる
。

本電気式作動弁１は次のようにして組立てられる。

最初に電気制御系ブロック部２３が流体系ブロック部２
の本体に固定される。この時、電気制御系ブロック部２
３は完全に組付けられていると共に、その種々の構成要
素群の相対位置に関しては調節がなされていない。固定
面３１は磁心１２用の当接表面に対して成る調節不可の
距離を隔てており、この距離には通常の生産における公
差が含まれてぃ（１５） る。

他方本組立手順のこの時点においては流体系ブロック部
２にはまだ管状部分４ａｓ弁部材３、リング１９および
蓋部２０が取付けられておらず、従って空洞１３はこの
段階では開放されている。

二つの流体系ブロック部２と電気制御系ブロック部２３
とが結合される時、磁心１２の軸線ｘ−ｘ’と弁部材３
が移動する軸線Ｙ−Ｙ’　との間の軸線合せは、一方で
は一方のブロック部上に設けられた側方突出部（図示し
ない）が他方のブロック部内に形成された凹部または開
口部（図示しない）内に係合することと、固定ピン２４
および２５が組立要素群を貫通することとの双方の作用
により達成され、他方では管状をなすライナ部２２の端
部２２ａが流体系ブロック部２内のボア３６内に侵入す
ることにより達成される。端部２２ａおよびボア３６の
それぞれは、環状シール２１がこの位置において半径方
向に圧縮を受けるような寸法を有しており、その結果、
装置が特に流体系ブロック部２の内部に対して確実に密
閉されるようになる。

（１６） 電気制御系ブロック部２３と流体系ブロック部２とが互
いに固定された後、第３図に示されるロッド又はバー４
０により形成された工具によって管状部分４ａがハウジ
ング３９内の所定の位置に設置される。ロッド又はバー
４０は、その上に管状部分４ａが配置される円筒形状を
なす心出しラグ又は心出しスタッド４１と、第１弁座４
を形成する管状部分４ａの端部を支持する支持表面また
は第１の支持基準表面４１ａとを有する。更にロッド又
はバー４０は環状をなす肩部４２を有し、この肩部４２
の平面は心出しラグ又は心出しスタッド４１の軸線に垂
直をなすと共に、この肩部４２上にディスク又はリング
１９が配置される。

管状部分４ａをハウジング３９内に挿入する操作を開始
する前に、磁心１２と従ってスラスト手段３３の二叉部
ＩＯおよび１１は第１ばね１８の力により表面３８から
最も離れた位置に配置されている。

管状部分４ａがハウジング３９内へ圧力ばめにより第２
図における矢印Ｆの方向へ挿入される時、磁心１２が表
面３８により担持されるようになるまで、（１７） 肩部４２により支持されたリング１９が二叉部１ｏ及び
１１と従って磁心１２を第１ばね１８の力に対抗して押
し戻す。

それからロッド又はバー４０が引っ込められ、次いでリ
ングエ９が設けられた弁部材３が第２ばねＩ５を有する
蓋部２０と共に所定の位置に設置され、蓋部２０は空洞
１３のボア１３ａ内へ係合して徐々に前進せしめられる
。第１弁座４と第２弁座５の間の距離が弁部材３の有効
厚みからみて弁の開放のために必要とされる弁部材３の
移動行程長さになる瞬間まで、この蓋部２０の前進移動
が継続せしめられる。

第２弁座５の位置調節のための工程の第１の実施例にお
いては調節操作の前にコイル１６が励磁せしめられ、磁
心１２がその上昇位置すなわち表面３８に接触する位置
にきている。次いで弁部材３の所要の移動行程長は、排
出ダクト６と第３ダクト７間または圧力供給ダクト８と
第３ダク）７Ｍを流れる流体の圧力または流量を測定す
ることによって検出することができる。蓋部２ｏの前進
移動は、（１８） 流体の圧力値または流量値が所与の閾値に達するか、あ
るいは限界値により規定された選択範囲内に入った瞬間
に停止せしめられる。

この工程の代わりの形態においてはまた、その作動電圧
に対する成る電圧でもって電磁石１４の作動を観察する
ことを伴なう。この目的を達成するために、弁部材３が
ない状態にて二又部１０および１１が第１ばね１８によ
って表面３８から可能な限り離れた位置に移動せしめら
れた後、コイル１６の温度に関係した許容し得る最低作
動電圧がコイル１６に印加される。冷間コイルと熱間コ
イルのどちらを用いて作動させるかによるが、たとえば
公称電圧の０．７倍または０．９倍に相当する電圧が印
加される。もし供給電源が交流または整流を与える場合
には、最も好ましくない波形が選択されることになる。

換言すれば電磁石１４はその作動中に弁を作動すること
ができる最小の励磁状態に置かれる。

二又部１０および１１がその最下位置にある時、すなわ
ち磁心１２が表面３８から最も離れた位置にある時に、
この最小励磁状態は磁心１２を移動させるのに（１９） 十分ではない状態となっている。

蓋部２０を所定の位置に設置することにより、最初に第
２弁座５が弁部材３により担持されるようになり、次い
でリング１９を有した弁部材３が二又部１０および１１
により担持されるようになり、その結果圧力供給ダクト
８により供給される較正または標準化された圧力を有し
た流体の通路が塞がれるようになる。蓋部２０が所定の
位置まで徐々に駆動せしめられる時、延長部１７ａと磁
心１２間のエアギャップが、磁心１２の移動せしめられ
、リング１９を担持した弁部材３が第２ばね１５のばね
力により移動して第１弁座４を閉鎮し得る値に達する瞬
間まで、リング１９が二又部１０および１１を矢印Ｆで
示される方向に押し戻す。

この吸引効果が発生する構成要素群の位置は、弁部材３
及びリング１９の有効厚みを考慮に入れた第２弁座５の
第１弁座４に対する所要位置に対応している。この位置
は、下流側の位置における圧力の変動または第２弁座５
のオリフィスを通過する流量の変動を観察することによ
って検出される。

（２０〉 流量がずれたような状況、すなわち磁心１２が吸引され
た瞬間において測定された流量が前述の値よりも大きか
ったような状況においては、流量をある特定の値に調節
するために蓋部２０を更に少しだけ更に移動せしめ得る
ようになっている。

本発明に係わる第１弁座４および第２弁座５のそれぞれ
の位置の間接的な調節には、関係する機能要素群の有効
寸法、特に弁部材３およびリング１９の有効厚み寸法が
含まれている。更に第３図に関して前述したように、リ
ング１９の厚さは管状部分４ａの位置決め操作に関して
既に一つの役割を果たしている。このことに関連して、
弁部材３により管状部分４ａのオリフィスが完全に密閉
して閉鎖される弁部材３の最終位置が、工具４０の肩部
４２と支持表面４１ａとによって規定されることは注目
されるべきである。弁部材３が矢印Ｆで示される方向に
移動して、その中央部が第１弁座４に接触した時に、ス
ラスト手段３３の二叉形態の膝部１０および１１とリン
グ１９との間に依然として成る一定の隙間が残存するよ
うに、肩部４２および支持表面（２１〉 ４１ａのそれぞれの高さが選択される。電気式作動弁１
の作動中に弁部材３が第１弁座４に対し当接した際にこ
の隙間によって弁部材３の中央部分がわずかに弾性変形
を起こし、その結果弁の閉鎖における良好な密閉効果を
確保しつつ管状部分４ａのオリフィスが閉鎖される。

以上のことから、本発明に係わる電気式作動弁１の配置
によると完全な自動化に適した調節工程を実施し得るこ
とがわかる。この工程は比較的簡素であると共に、流体
系ブロック部２が電気制御系ブロック部２３に取付けら
れた後には調節操作は流体系ブロック部２のみによって
なされる。この結果本電気式作動弁１は、特にその調節
手順が機能要素群の有効寸法と係わり合をもっているこ
とから生ずる高度の信頼性を特徴としており、またその
構成要素群が厳しい寸法公差を必要としないので構成要
素群の製造に関するコストが低減される。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明に係わる電気式作動弁の一実施（２２） 例の部分断面図、 第２図は第１図の線■−■についての断面図、第３図は
適切な工具を用いて遂行される組立工程中の一段階を示
す第１図と同様の断面図である。 ３・・・弁部材、　　　　４・・・第１の弁座、４ａ・
・・管状部分、　　５・・・第２の弁座、６・・・排出
ダクト、　　　７・・・第３のダクト、８・・・圧力供
給ダクト、１０．１１・・・二又部（狭部〉、１２・・
・磁心、　　　　　１３・・・空洞、１４・・・電磁石
、　　　　１５・・・第２のばね、１６・・・コイル、
　　　　１７・・・枠、１８・・・第１のばね、　　１
９・・・リング（ディスク）、２０・・・蓋部、 ３３・・・スラスト部材（スラスト手段）、３８・・・
表面（当接表面）、 ３９・・・ハウジング、 ４０・・・工具（ロッド、バー）、 ４１・・・心出しラグ（心出しスタッド）、４１ａ・・
・支持表面（第１の支持参照表面〉、４２・・・肩部。 （２３） 上トＩ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、電気式作動弁であって、プランジャ型磁心（１２）
   を有する少なくとも１個の電磁石（１４）と、空洞（１
   ３）内において２個の互いに対向して配置された弁座（
   ４、５）間を移動可能な自由弁部材（３）とを具備し、
   この２個の弁座は２本の第１の流体用導管（６、８）の
   対応するオリフィスを包囲しており、前記空洞（１３）
   はまた第３の流体用導管（７）に連通し、更に、電磁石
   （１４）のプランジャ型磁心（１２）に対して固定され
   ると共に前記磁心（１２）の位置によって前記オリフィ
   ス群の一方または他方を弁部材（３）により閉鎖せしめ
   るための手段（３３）を具備し、弁の外部から操作可能
   な蓋部（２０）が前記空洞（１３）に設けられた電気式
   作動弁において、弁の組立に際し弁座の位置を弁部材（
   ３）の移動方向について調節できるように２個の弁座（
   ４、５）の各々が配置されることを特徴とする電気式作
   動弁。 ２、電磁石（１４）が、本質的に円筒形状をなすコイル
   （１６）と、プランジャ型磁心（１２）用の当接表面（
   ３８）を有する枠（１７）とを具備し、弁部材（３）に
   作用することができるように配置されたスラスト手段（
   ３３、１０、１１）にプランジャ型磁心が連結された電
   気式作動弁において、前記弁座群の内の第１の弁座（４
   ）が管状部分（４ａ）により形成され、この管状部分は
   弁部材を内包した前記空洞（１３）の壁内に設けられた
   ハウジング（３９）内に圧力ばめにより取付けられるこ
   とを特徴とする請求項１記載の電気式作動弁。 ３、前記弁座群の内の第２の弁座（５）が、弁部材（３
   ）を内包した空洞用の蓋部（２０）により形成されるか
   、またはこの蓋部に対して固定されることを特徴とする
   請求項２記載の電気式作動弁。 ４、第１のばね（１８）がプランジャ型磁心（１２）を
   当接表面（３８）から離れる方向に移動せしめるように
   配置されると共に、第１ばねの力よりも弱い力を発生す
   る第２のばね（１５）が、弁部材（３）を前記第２弁座
   （５）から離れる方向に移動せしめるように配置される
   請求項３記載の電気式作動弁。 ５、弁部材（３）が前記第１弁座（４）に対してわずか
   に変形可能な材料でできた円筒部分により形成されると
   共に、弁部材（３）の材料よりも硬い材料でできたリン
   グ又はディスク（１９）が、弁部材とスラスト手段（３
   ３）との間において弁部材上に配置される請求項４記載
   の電気式作動弁。 ６、プランジャ型磁心（１２）に対して固定されたスラ
   スト手段（３３、１０、１１）を有する電磁石（１４）
   を、前記空洞（１３）を形成する一つまたは複数の部分
   に組付け、第１弁座（４）を形成する管状部分（４ａ）
   を前記当接表面（３８）に対する所定の位置までハウジ
   ング（３９）内に導入せしめ、弁部材（３）および前記
   第２ばね（１５）を空洞（１３）内の所定の位置に設置
   し、そして第２弁座（５）が第１弁座（４）から所望の
   距離になるまで、前記蓋部（２０）を空洞（１３）内に
   徐々に導入せしめることを特徴とする請求項４記載の電
   気式作動弁の組立工程。 ７、前記管状部分（４ａ）がそのハウジング（３９）内
   へ工具（４０）を用いて導入せしめられ、この工具は心
   出しラグ（４１）を具備し、管状部分が第１の支持基準
   表面（４１ａ）上に載置されるように心出しラグ上に設
   置され、工具（４０）は更に第２の基準表面を形成する
   肩部（４２）を具備し、この肩部はスラスト手段（３３
   ）を押し戻すように配置されており、プランジャ型磁心
   （１２）が当接表面（３８）に接触するようになるまで
   前記工具（４０）が前進せしめられ、斯くして前記基準
   表面群の間の距離が前記管状部分（４ａ）の最終的な位
   置を決定することを特徴とする請求項６記載の組立工程
   。 ８、前記リング又はディスク（１９）が前記工具（４０
   ）の肩部（４２）上に配置されることを特徴とする、請
   求項５記載の電気式作動弁用の請求項７記載の組立工程
   。 ９、流体用導管群（６、７、８）の一つに流体を供給す
   ると共に、前記導管群の少なくとも他の一つの導管内に
   おける流体の流量および／または圧力を測定しながら、
   前記蓋部（２０）が空洞（１３）内に導入せしめられ、
   一つ又は複数の測定値が予め定められた閾値に達するか
   、または限界値により規定された範囲内に入った時に、
   蓋部（２０）の前進移動が停止せしめられることを特徴
   とする請求項７又は８のいずれか１項に記載の組立工程
   。 １０、管状部分（４ａ）を所定の位置に設置する操作の
   間、および／または、蓋部（２０）を所定の位置に設置
   する操作の間、電磁石（１４）が励磁せしめられること
   を特徴とする請求項７、８および９のいずれか１項に記
   載の組立工程。 １１、第１ばね（１８）のばね力によりプランジャ型磁
   心（１２）に当接表面（３８）から最大の間隔を有する
   位置をとらしめ、次いで電気式作動弁を作動させるため
   の最小値に相当する励磁エネルギを電磁石に供給し、流
   体用導管群の一つに流体を供給した後に、前記蓋部（２
   ０）が前記空洞（１３）内に導入せしめられ、磁心（１
   ２）の吸引作用が生じた瞬間に蓋部（２０）の前進移動
   が停止せしめられることを特徴とする請求項７又は８の
   いずれか１項に記載の組立工程。