JPH057591B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は比例的作動ソレノイド弁に関するもの
である。

さらに詳しくは、本発明はダイヤフラム作動弁
に関連して流体の制御を行うように作動可能の電
磁ソレノイド弁に有効なものである。

従来の技術 上述のようなソレノイド弁は公知であつて、液
体または空気の流れを制御するのに利用されてい
た。従来のこの種の弁は２つの開閉弁を順次接続
して使用して比例的制御および直線的応答作用に
近似させるようになされていて、このような従来
技術の弁は、大なる距離を運動しなければならな
い質量の大なるアマチユアを使用しており、従つ
て、その大なる質量のアマチユアおよび大きい作
動工程のために本来的に応答速度が遅くなる欠点
を有し、また温度、電圧、供給源圧力及び摩耗に
基づく出力の変化を免れない欠点を有していたの
である。

また例えば米国特許第4005733号、第2267515
号、第3529620号および第3982554号に記載されて
いるように、このような弁の組合せ装置は多くの
場合ばねで附勢されて連結杆または球弁に関連し
て作動するか、または特別な材料から作られた可
撓性ダイヤフラムを有する複雑な組立体である。
これらの装置はソレノイドを通る電流および／ま
たは電圧の変化に応答して、これらのものゝ関数
として弁を通る流体の流れを可能になす。これら
の弁の或るものは定常状態（すなわち与えられた
電圧における直流の電流の流れ）にて作動して、
機械的ばね附勢力、電磁場、および／または流体
圧力のような作用力が与えられたモードで弁の作
動を許すように平衡され、または較正されるよう
になつている。しかしこれらの弁は一般に電気的
には調節できないのである。また少なくとも１つ
の場合にはねじのような調節装置があつて、附勢
ばねに抗して作動する流体の流れおよび圧力を変
化させ、これにより弁の作動状態を変化させるよ
うになつている。このような装置の附勢ばねはソ
レノイドコイルの巻数、構成材料および組立体の
寸法のように変更可能である。これらの装置は若
干複雑で組立が比較的高価になる欠点を免れなか
つた。

上述のようなソレノイド弁は、排気ガスの酸素
含有量、車両速度、エンジン回転数、エンジン温
度等のような物理的パラメーターを示す入力信号
を受入れる種々の小型処理装置すなわちマイクロ
プロセツサーを備えた新式の自動車に特に応用さ
れている。このようなマイクロプロセツサーはこ
れらの入力データ信号を受入れて、燃料供給量、
火花先進またはその他の作動パラメーターを制御
する信号を作り出すようにデータを評価し、およ
び／または比較するのである。

発明が解決しようとする課題 本発明の目的は、電気的機械的ソレノイド弁に
おける従来技術の欠点を排除した、簡単な弁組立
体、特に電磁的に調節可能で、変化する入力電気
信号に応答して作動可能の弁組立体を提供するこ
とである。

本発明のさらに他の目的は、唯１つの弁によつ
て圧力差と電流との間の実質的な直線的関係を可
能になす調節能力の特徴を有する上述の型式の弁
組立体を提供することである。

課題を解決するための手段 上述の目的は本発明によつて、特許請求の範囲
に限定されるような電気的機械的ソレノイド弁装
置を提供することによつて解決される。

作 用 本発明のソレノイド弁は、この弁の出力圧力差
および電流入力の間の実質的に直線的な関係を与
えることができ、このようにしてこの弁に対する
自動車のオンボードコーピユーターからのような
電流入力の修正条件が圧力差、従つて排気ガス再
循環弁のような圧力応答装置の対応する制御を可
能になすのである。

この弁の特徴は、弁の製造の間に後述するよう
な圧力差対電流入力曲線の所望の勾配を規定する
設定点に弁の較正を可能になす調節可能または移
動可能の部分を含んでいることである。

すなわち、このような弁の部分の調節が設定点
の調節を可能にし、圧力差対入力電流曲線の勾配
の調節を可能にして、磁束回路の磁気抵抗を変化
させ、弁の種々の作動特性を与え得るのである。

このようにして弁の出力が顧客の所望の作動に
設定されるのである。

さらにまた、後述のように流体通路内にオリフ
イスのような流量制限部が設けられていて、弁を
通る流れを減少させ、最少限の真空を利用して作
動を行い得るようになすことができる。

このような小さい流れの条件は特にエンジンの
マニフオルドから得られる真空によつて駆動され
る多くの装置を考慮する場合本願発明の弁のよう
なソレノイド弁を作動させるために極く制限され
た量の真空しか得られない近代的な自動車の条件
においては極めて重要なことである。

このような小さい流れの特徴はまた後述のよう
に入力電流の制御によつて磁束回路の状態を制御
するように移動可能の小さい質量のアマチユア即
ち磁性閉鎖部材を有する敏感な応答性を有する弁
を可能になすのである。この閉鎖部材は流れの制
御を行うのに極めて僅かな距離しか動かず、閉鎖
部材が全開、全閉又は中間位置に作動されて弁の
全開、全閉又は比例的制御を与えるのを可能にな
す。

従つて従来技術におけるような大なる距離を運
動しなければならない質量の大なるアマチユアを
使用して、大きい作動工程のために本来的に応答
速度が遅くなる欠点を有する比例的制御および直
線的応答作用に近似させるものに比較して、本願
発明は唯１つの弁により圧力差と電流との間の実
質的な直線的関係を可能になす優れた調節能力の
特徴を有するのである。従つて、従来技術におけ
るような附加的な弁を設ける費用が不要になるだ
けでなく、流れが小さい特徴によつて真空供給源
の変動にそれ程敏感でない弁を提供出来るのであ
る。

本発明は、出口ポートを有する内部の中央室内
で非磁性シート部材に終端する中央孔を有する電
磁ソレノイド弁組立体において有用である。非磁
性シート部材に接触して中央孔と出口ポートとの
間の流体の流れを封止するように中央室内で作動
可能の平らなデイスクアマチユアすなわち閉鎖部
材が設けられている。磁性閉鎖部材を作動させる
のに必要な磁気的に誘起される力は磁性閉鎖部材
の質量および非磁性シート部材の直径に影響され
るようになつている。磁性閉鎖部材は穿孔され、
鋸歯状に附形され、またはその他の形状に刻印さ
れて中央孔および出口ポートの間の連通を可能に
なすように流体の流通を可能になされている。

本発明は公知の弁装置と関連して作動可能であ
る。さらに、ソレノイドは真空作動または圧力作
動装置を制御するために流体圧力が使用されるよ
うな場合に作動できるようになつている。

実施例 本発明を実施する態様が添付図面を参照して以
下に説明される。

図面中同様な符号は同様の部材を示している。

本発明によつて構成される電磁弁組立体１０は
第１図に垂直に配置されるものとして示され、自
動車またはその他の装置に使用するために作動組
合せ装置１１を形成するようにダイヤフラム作動
弁組立体１２と協働するように示されている。こ
の作動組合せ装置１１は真空源３００および真空
モーター３０１の間に連結されている。こゝで示
されている意味における真空は大気圧以下の圧力
である。電磁弁組立体１０は第２図、第５Ａ図お
よび第５Ｂ図に示される頂部１３および底部１５
を有する磁性外側部材すなわち取付けブラケツト
１４、中空の円筒形磁性コアポールピースすなわ
ち中央部材１６、この中央部材１６の廻りに取付
けられた電気的巻線１８、下面２１（第６図）を
有する非磁性材料のシート部材２０、環状の磁性
閉鎖部材２２（第３図）および少なくとも１つの
開口１２９を形成するベース部材２３を含んでい
る。第１図には一対の導線１５４により適当な電
流供給源１５２に接続可能の、一対のタミナルと
なされた電気的接続装置１５０が示されている。
電流供給源１５２は直流発生源、方形発電機、可
変抵抗、パルス巾修正または変調回路または信号
供給源として働く自動車備え付けすなわちオンボ
ードコンピユーターになすことができる。

中央部材１６は入口ポート２６および出口ポー
ト２８を有する円筒形の中央孔２４を形成してい
る。この中央部材１６の廻りには円筒形のスリー
ブすなわち参照部材３０が配置され、この参照部
材３０は磁束密度を向上させる磁性材料より作ら
れるのが望ましい。電気的巻線１８は上部、下部
および内径の面がプラステイツク材料のボビン３
２内に包囲されていて、このボビン３２は参照部
材３０を取巻いてこれに係合し、これによつて中
央部材１６の殆ど全長を取巻いている。中央部材
１６、参照部材３０、ボビン３２および電気的巻
線１８より成る副組立体が外側部材すなわちブラ
ケツト１４（第５Ａ図）によつて形成され、一方
が開放されたスロツト３５およびボビン３２によ
つて形成されたフランジ３６に取付けられて定位
置に剛性的に保持されている。必ずしも必要では
ないが、この具体例においては包囲体３８が電気
的巻線１８の外径を取巻いている。磁性材料であ
るのが望ましいワツシヤーリテーナーすなわち頂
部部材４０が第２図にて包囲体３８の頂部に取付
けられ、開口４２を形成されている。中央部材１
６および参照部材３０は開口４２を通つて突出し
ている。外側部材１４は上端に頂部部材４０の上
方に形成されたタブ４３を有し、頂部部材４０お
よび副組立体を外側部材１４内に固定するように
なつている。

第６図に示されるように、中央部材１６は下端
の近くにシールスロツト４６を形成され、中央部
材１６は外径４７および下面４５を有するフラン
ジす直角足部４４に終端している。参照部材３０
の下端は外径４９および壁５１を有する端ぐり孔
５０を有するフランジ４８を形成している。非磁
性シート部材２０は肩部５２、開口５３および内
面５８を有する壁部５４および第６図にて「ｙ」
で示された直径を形成している。フランジ４４お
よび４８の外径４７および４９はそれぞれ等し
く、シート部材２０の内面５８に接触している。
参照部材３０のフランジ４８は肩部５２に当接し
て開口５３に圧入嵌合されて保持されている。中
央部材１６は垂直軸線に沿つて、参照部材３０お
よびこれを圧入嵌合させているシート部材２０に
対して関係位置を調節可能であつて、フランジ４
８とフランジ４４とを当接させ、または中央部材
１６の下面４５をシート部材２０の下面２１およ
び閉鎖部材２２と密接させるようになし得る。こ
のようにして、中央部材１６は閉鎖部材２２に対
する距離の関数である特定の力の要求条件に合致
するように調節可能である。

中央部材１６、シート部材２０および参照部材
３０の形態の変形具体例が第１１図および第１２
図に示されている。第１１図は参照部材３０およ
び非磁性シート部材２０が単一の引抜き加工され
た薄肉管材となされた非磁性部材２３１として示
されている。この管材の厚みは0.3mm（0.01in）程
度になされて磁束密度を向上させるように中央部
材１６の肉厚を増大させ得るようになつている。
非磁性部材２３１はシート２３３および円筒形の
形状の管状伸長部２３５を含んでいる。シート２
３３の外径および内径は管状伸長部２３５の外径
および内径寸法よりも大きく、シート２３３は、
中央部材１６のフランジすなわち中間足部４４が
上向き運動を制限されるようになす肩部２３７を
形成している。シート２３３はさらに閉鎖部材２
２と接触する下面２１を形成している。中央部材
１６は閉鎖部材２２に対する距離の関数として特
定の力の要求条件に合致するように調節可能であ
る。

第１２図は非磁性シート部材２０の第２の変形
具体例を示し、シート部材２０およびボビン３２
が一体的な部材２４０として非磁性材料から鋳
造、モールド成形その他の方法によつて成形され
ている。第１２図のこの部材２４０は、円筒形の
通路２４２を形成し、第２図および第６図の参照
部材３０と同様の壁部２４６を有するが、壁部２
４６の厚さを超えて外方に伸長するフランジ４８
のようなフランジを有ししない参照部材２４４を
受入れるようになつている。中央部材１６は参照
部材２４４内を滑動可能で壁部２４６にフランジ
４４が接触する位置を超えた上向き運動を制限さ
れている。中央部材１６はフランジ４４とシート
部材２０の下面２１との間の関数を変えるように
滑動可能で、このようにして閉鎖部材２２からの
距離の関数として特定の力の要求条件に合致する
ように調節可能である。この具体例では参照部材
２４４は磁性材料から作られ、薄肉または厚肉と
なし得る。何故ならばこのものは非磁性シート部
材２０と一体的ではなく、磁束密度を増大させる
のに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図にて、シート部材２０の外壁５
６および肩部５２はボビン３２の肩部５９に当接
し、これによつて剛性的に保持されている。第６
図に示されるように、シート部材２０の下面２１
と中央部材１６の下面４５との間の距離は「ｘ」
によつて示されている。封止用のガスケツト５５
が中央部材１６のシールスロツト４６内に配置さ
れ、端ぐり孔壁部５１に接触してこれらの間の封
止を行つている。適正な高さの設定すなわち距離
「ｘ」を適正に設定することは溶接のような公知
の方法で中央部材１６を参照部材３０の上面６０
に固定することによつて行われる。フイルター６
２が中央部材１６の頂部に配置されてソレノイド
弁に粒子が入るのを阻止している。このフイルタ
ー６２はセルロース材料のものとなし得る。

ダイヤフラム作動弁１２は真空モーター３０１
に対する真空供給源３００の供給を制限するため
に電磁弁組立体１０を作動させるのに使用されて
いる。ダイヤフラム作動弁１２は殻体１０４によ
つてベース部材２３の下端に固定された底部カバ
ー１０２を有する。この底部カバー１０２は真空
供給源３００に連通するポート１０６および通路
１０８を形成している。ベース部材２３は首部１
１０およびシールガスケツト１１６を受入れるシ
ールスロツト１１４を有するフランジ１１２を形
成している。フランジ３６および１１２は互いに
当接し、シールガスケツト１１６がこれらの間の
機密な封止状態を与えている。首部１１０は外側
部材１４のスロツト３５内に配置され、ダイヤフ
ラム作動弁１２を電磁弁組立体１０と連通状態に
保つている。ベース部材２３のフランジ１１２お
よびボビン３２は協働して環状室１１８を形成
し、環状の磁性閉鎖部材２２がシート部材２０に
係合するように作動可能になされている。第３図
に示されるように、閉鎖部材２２は内側の上面１
２０および直径「ｚ」を有する。閉鎖部材２２は
開口１２２を形成し、これらの開口が閉鎖部材２
２を通る流体の流通を許している。第２図に示さ
れるように閉鎖部材２２は非磁性シート部材２０
の下面２１に近接して（0.038mm（0.0015in）の程
度の間隔で）保持される基準位置に保たれる。一
般にシート部材２０は黄銅のような軟質の材料で
作られ、閉鎖部材２２は鉄または鋼のような硬質
の材料で作られ、２つの部材が接触した時に硬質
材料に接触する軟質材料の組合せ状態を与えてい
る。この硬質−軟質材料の接触状態は最少限の変
形しか与えないで、閉鎖部材２２の内側の上面１
２０がシート部材２０の下面２１に接触するよう
に作動した時に着座を良好にしてさらに緊密な封
止状態を与え、これによつて孔すなわち通路２４
および室１１８の間の連通を制限するのである。
シート部材２０はまた非磁性不銹鋼またはプラス
テイツクのような硬質の材料となすことができ
る。通常の作動の間は、閉鎖部材２２はベース部
材２３に取付けられたばね１２４によつてシート
部材２０に接近した位置に保たれている。ベース
部材２３は全体的に平らな平面１２７に終端する
直立した円筒形部分１２８を含んでいる。ばね１
２４はこの円筒形部分１２８の廻りに配置され、
表面１２７は磁性閉鎖部材２２の位置決めを助け
ている。円筒形部分１２８は室１１８内に伸長
し、その平らな表面１２７は閉鎖部材２２の下向
きの運動を制限している。円筒形部分１２８の溶
接はまた室１１８の溶接を制限するのに役立ち、
これによつて室１１８内の流体の圧力および溶接
の変化がさらに迅速に行われるのである。

図示された弁１２は二重ダイヤフラム作動弁で
あつて、ダイヤフラム２００および２０２が互い
に平行に配置されて中間に開口２０８を形成する
プラグ２０６を通して大気に連通する大気室２０
４を形成し、プラグ２０６自体はベース部材２３
とカバー１０２との間に形成された開口２１０内
に挿入されている。開口２０８は殻体１０４によ
つて形成されたポート２１１を通して大気に連通
している。通路１０８の上方には開放ポート２１
５および２１７を有する連結スリーブ２１４が配
置されている。弁１２はポート２１５を封止する
ように連結スリーブ２１４上に着座した第２図の
基準位置に示される封止装置２１２を含んでい
る。可動プレート２１８，２１９がそれぞれダイ
ヤフラム２００および２０２に固定されている。
プレート２１９は環状の開口２２０、環状の接触
隆起縁２２２および環状の室２２４を形成し、キ
ヤツプ部材２２５が室２２４内に挿入されて室２
２４を封止している。ばね２１６がキヤツプ部材
２２５に着座し、封止装置２１２を基準位置に押
してスリーブ２１４に接触させるようになつてい
る。封止装置２１２はスリーブ２１４に接触して
スリーブ２１４および真空源３００から開口２２
０を通してプレート２１９およびカバー１０２の
間に形成された室２２６に対する連通を封止する
ようになつている。室２２６はカバー１０２によ
つて形成されたポート２２８および連結装置２３
０を通して真空モーター３０１に連通している。

カバー１０２は通路１３０および１３２および
オリフイス１３４を形成している。ベース部材２
３およびプレート２１８は協働して中間に真空室
１３６を形成している。真空状態が真空源３００
から通路１３０，１３２およびオリフイス１３４
を通つて室１３６に連通され、この真空状態は開
口１２９を通して室１３６から室１１８に連通し
ている。

第１３図は第２図に示される組立体１０の変形
具体例を示している。組立体１０のボビン３２は
室１１８に対して開放する下面４０４を形成して
いて、附勢ばね４０２が下面４０４に当接し、磁
性閉鎖部材２２に接触するように配置されてい
る。この附勢ばね４０２は前述の閉鎖部材２２を
非磁性シート部材２０の下面２１に対して通常開
放された関係状態に保つように働く力を与えてい
る。さらに、この附勢ばね４０２は閉鎖部材２２
を第２図および第１３図に示されるような孔２４
の垂直軸線に垂直な基準位置に保つのである。こ
のように閉鎖部材を基準位置に保つ作用は垂直軸
線に対する垂直な関係状態から閉鎖部材２２が角
度的に変位するのを阻止することが見出だされて
いる。

作動に際してシート部材２０に近接する基準位
置にある第２図に示される閉鎖部材２２は、与え
られた電圧で弁組立体１０の磁束を発生させるた
めに電気的巻線１８を通して流される電流によつ
て誘起される磁束に迅速に応答する。磁気回路が
外側部材１４、閉鎖部材２２、中央部材１６、参
照部材３０、頂部部材すなわちワツシヤーリテー
ナー４０および中央部材１６の出口ポート２８と
閉鎖部材２２との間の空気間隙を通つて作られ
る。直流が電気的巻線１８を通されている時の定
常状態で、閉鎖部材２２はシート部材２０に向つ
て引張られて磁束が遮断されるまでこの位置に保
持されるのである。電流が遮断された時、すなわ
ち磁束が遮断された時に閉鎖部材２２は重力およ
び圧力差によつて第２図に示されるようにばね１
２４に支持される基準位置に降下しし、すなわち
このばね１２４は閉鎖部材２２を基準位置に押す
手段となつている。

大気より低い圧力すなわち真空がポート１０６
に与えられると、真空状態が通路１０８，１３
０，１３２およびオリフイス１３４を通つて室１
３６および１１８に連通する。室１３６内の真空
が大気圧における抗してダイヤフラム２００およ
び２０２を撓ませるのに充分なだけ大きければ、
弁プレート２１８，２１９は第２図に示される基
準位置から上方に垂直に動く。隆起縁２２２が上
方に動くと、封止装置２１２を持上げ、開口２１
７およびポート２１５を通つて通路１０８および
室２２６の間の真空の連通を与えるのである。

第２図に示される弁１０および１２の組合せ装
置において、真空源３００はポート１０６、通路
１０８，１３０および１３２、オリフイス１３
４、室１３６および開口１２９を通して電磁弁組
立体１０の室１１８と連通している。中央部材１
６は図示のように大気を入口ポート２６、通路す
なわち孔２４および出口ポート２８を通して室１
１８に連通させている。

電気的巻線１８が電力供給源１５２によつて附
勢されると磁束が誘起され、閉鎖部材２２を中央
部材１６に向つて引付ける。シート部材２０は閉
鎖部材２２の面１２０に接触し、このようにして
室１１８および通路２４の間の連通を遮断するの
である。閉鎖部材２２を動かすのに必要な力（磁
束）は閉鎖部材２２の質量、室１１８および通路
すなわち孔２４の間の圧力差およびシート部材２
０の直径「ｙ」に関係する。シート部材２０の直
径「ｙ」および閉鎖部材２２の質量は組立てた時
点で決定される。従つて、閉鎖部材２２の運動に
影響を与える作動変数は圧力差と磁気的力であつ
て、後者は或る電圧における巻線１８を通る電流
に比例する。

電磁弁の磁場の力は第７図に示されるように電
気的巻線に対する入力電力に比例する（ハーバー
ド・ローターズ「電磁装置」、第１版第10印刷
1967（ニユー・ロークニジヨン・ウイリー・アン
ド・サイズ・インコーポレーテツド、1941、第
232頁）。本例においては孔２４が大気圧で真空
（大気圧より低い圧力）が室１１８に導入されて
いる場合には閉鎖部材２２を開放状態に保つよう
に閉鎖部材２２の面１２０に働く圧力差が生じる
のである。磁束の引付ける力は閉鎖部材２２の質
量（約1.4gr）、重力および閉鎖部材２２をばね１
２４の上に着座させて基準位置に保持させるよう
に面１２０に働く下向きの圧力による力に打勝た
なければならない。閉鎖部材２２の質量は一定で
あるから、閉鎖部材２２を動かすのに必要な磁力
は圧力差の関数である。この磁力は理想状態の場
合には第８図に示されるように電気的巻線１８を
通る電流（アンペア）に比例することが見出され
ている。本発明において電流（ミリアンペア）の
関数としての圧力差（水銀柱（2.54cmすなわち
in）による真空）の変化の経験的図示は第９図に
示されている。第９図の直線的関数はヒステリシ
スループの形状を示しているが、直線の関数が第
８図の理想的な場合に近似したものとしてこれら
のループの間に重ね合わされる。第９図のこの関
数は43オームの抵抗を有し、160ヘルツの電気入
力を有し、水銀柱32.6cm（14in）の真空入力に抗
して働くソレノイドに対するものである。同様の
曲線が種々の抵抗、周波数および圧力差のものに
対して決定されている。

約80ヘルツのような低い周波数における方形波
入力信号に対して水銀柱12.7cm（4in）の真空か
ら50.8cm（20in）の真空のような真空入力レベル
までの著しい変化を与えるような設定点の移動が
あることが見出されている。このような低周波数
の作動に対してはオリフイス１３４はジエツト流
構造に対する層流部材（laminar）を形成し、上
述の設定点の移動の問題を緩和するための流体の
流れ特性を改善し得ることが見出されている。

この直線関数に沿う何れの与えられた点も設定
点として選択され、指定されることができる。こ
の設定点において、この曲線を作つた特性を有す
るソレノイドに対する対応するアンペア値は孔２
４と室１１８との間の連通を遮断するように大気
圧以下の真空に抗して閉鎖部材２２をシート部材
２０に引付けるのに充分に強い磁場を誘起させる
のである。

従つて、シート部材２０に接触する閉鎖部材２
２の作動は一定すなわち与えられたアンペア値に
関係し、室１１８および孔２４の間の圧力差が曲
線に沿う設定点またはそれ以下になつた時に室１
１８および孔２４の間の連通を遮断するように働
くのである。

また注目されることは、室１１８内の真空状態
がオリフイス１３４を通して連通されていること
である。孔２４およびオリフイス１３４およびシ
ート部材２０の直径には著しい差がある。一例と
して、或る応用例では、オリフイス１３４の直径
寸法が約0.51mm（0.020in）で、孔２４の直径寸法
が約1.52mm（0.060in）で、シート部材２０の直径
が約7.62mm（0.300in）であつた。しかしながら、
室１１８および孔２４の間の圧力差は、シート部
材２０の面１２０と閉鎖部材２２の間の間隔が極
めて小さいから閉鎖部材２２に働く磁力の関数で
ある。オリフイス１３４が弁１２内にあるように
示されていることは電磁弁組立体１０の作動に影
響を与えるものではない。何故ならば同様の連通
オリフイスが連通手段すなわち開口１２９または
電磁弁組立体１０と一体的に配置されることがで
きるからである。

上述の装置の作動は電気的巻線１８に対する与
えられた電力、アンペア値または電圧の入力に比
例的であるとして示されている。上述のローター
ズの参考文献の曲線は第７図にデカルトの座標軸
（Cartesian coordinate axes）上の曲線の群とし
て示されている。注目されるように、水平軸すな
わち横軸はアマチユア（本例の場合閉鎖部材２
２）のストロークの長さであつて、垂直軸すなわ
ち縦軸は力を示している。本例の場合このアマチ
ユアのストロークは極めて増分量が小さく、すな
わち約0.038mm（約0.0015in）程度である。しかし
ながら、中央部材１６からシート部材２０の下面
２１までの一定間隔「ｘ」があるから、この力が
働かなければならないストロークの長さはｘ（mm
で表わす）＋0.038mm（xin＋0.0015in）である。従
つて、閉鎖部材２２の実際の移動はさらに迅速に
応答して、さらに制御を良好にするために最少限
になされて来たのである。もし一対の垂直線が第
７図示の横軸に沿つて距離ｘおよびｘ＋0.038mm
（ｘ＋0.0015in）にて引かれるならば、これらの
垂直線は種々のアンペア値にて曲線の群と交差す
る。従つて、この電磁弁はこれらの変数の極めて
狭い範囲の部分で作動し、これによつて室１１８
および孔２４の間の流体の流れを調整するための
作動の制御をさらに良好にするのである。

上述の電磁弁組立体は何れの設定点においても
開閉作動を行うのである。すなわち第８図の直線
関数に沿う何れの点においても開閉作動を行うの
である。この場合圧力差は与えられた入力電流に
応答するように選択でき、または入力電流（第８
図の横軸上に示されている）は与えられた圧力差
にて閉鎖部材２２を動かすように選択されること
ができる。何れの場合にも、電磁弁組立体１１０
は自動車のエンジン室の通常の作動温度範囲にわ
たつて与えられたピークアンペア値にて温度不感
受性となることが見出されている。この状態は、
信号供給源が方形波で制御がデユーテイーサイク
ルすなわち与えられた全時間内の電流流過時間％
を制御することによつて行われる場合には自動車
の備え付けコンピユーターをこのような信号供給
源として使用する場合によく生じるのである。高
温では、このデユーテイーサイクルはこのように
変化した高温条件を補償するように増大されるの
である。このことは第１０図に示されており、こ
の場合出力曲線は２つの温度23.3℃（74°F）およ
び121℃（250°F）にて作られている。その結果は
曲線の位置の著しい変化のみを示している。

第６図に示されるシート部材２０の寸法「ｙ」
は孔２４の直径に比して比較的大きい。このよう
な寸法の差はダイヤフラム作動弁１２のような真
空作動装置による作動に適応されるのである。高
圧（大気圧以上）の圧力供給源が中央部材１６の
入口ポート２６に取付けられる場合には、第４図
の制限部３０３が孔２４内に形成されて連結装置
３０２が孔２４とスレーブモーターまたは圧力作
動装置３０４との間を連結するようになされる。
高圧作動用の非磁性シート部材２０はスレーブモ
ーター３０４および周囲の作動条件と合致する作
動モードを決定するように一般に経験的試験に基
づいた直径にて構成されるのである。しかし、こ
のような高圧における作動のためのシート部材の
寸法は真空作動の場合におけるよりも孔２４に対
してさらに近いものとなるのである。

本発明は上述のように構成されているから、電
磁弁組立体１０およびダイヤフラム作動弁組立体
１２より成る作動組合せ装置１１は次のように作
動することができる。すなわち組立体１２内のオ
リフイス１３４を通して真空源３００から組立体
１０に供給される真空が、環状室１１８内で、参
照部材３０に対して相対的にその位置を調節され
て固定された磁性中央部材１６の流体通路２４を
通つて供給される大気に対して、環状室１１８内
にある非磁性シート部材２０およびこれらの中央
部材１６およびシート部材２０と協働する磁性閉
鎖部材２２を介在させて比較され、電気的巻線１
８の予め定められた値の附勢によつて、閉鎖部材
２２が磁気的に作動されてシート部材２０に向つ
て引付けられて、シート部材２０および閉鎖部材
２２の間に形成される開口を通る、前記室１１８
内の真空によつて誘起される流体の流れに従つて
与えられる位置に動いて、所望の圧力差を生じさ
せ、これが連通開口１２９を通つて組立体１２に
伝達され、この所望の圧力差が、封止装置２１２
を作動させるダイヤフラム２００および２０２の
作動によつて真空モーター３０１に供給されるよ
うになされるのである。

この作動組立体装置１１は、排気ガスの酸素含
有量、自動車の速度、エンジン回転数、エジエク
ター温度等のような物理的パラメーターを指示す
る入力信号を受取るマイクロプロセツサーを備え
た近代的な自動車に使用するのに特に適している
のである。

本発明の１つの特定的具体例が図示され、説明
されたが、種々の修正や変形を行い得ることは明
らかである。従つて特許請求の範囲が本発明の精
神および範囲に属する総ての修正および変形を広
く包含することが理解されなければならない。

発明の効果 本発明は上述のように構成されているから、安
価な構造で製造の間に弁の出力の圧力差および入
力電流の間の直線的な関係を保持してその勾配を
所望に応じて変化できるように設定点の調節を可
能にして、入力電流の調節によつて自動車のオン
ボードコンピユーターからのような電流入力が圧
力差すなわち排気ガス再循環弁のような圧力応答
装置の対応する制御を可能になした優れた電磁弁
組立体が提供されるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は電力供給源や真空源に対する連結状態
を示す本発明の電磁弁組立体の側面図。第２図は
第１図よりも拡大して示された本発明の比例的作
動電磁弁組立体の垂直断面図。第３図は第１図に
示された閉鎖部材の平面図。第４図は第２図の弁
組立体の変形具体例の部分的断面図。第５Ａ図は
外側部材すなわち取付けブラケツトの平面図。第
５Ｂ図は第５Ａ図の側面図。第６図は非磁性シー
ト部材および磁気的制御部材組立体の部分的拡大
断面図。第７図は電磁弁装置における力対ストロ
ークを示す線図。第８図は本発明の直線的出力を
示す線図。第９図は電流の関数としての圧力差の
経験的データをプロツトした線図。第１０図は本
発明の作動に対する温度の影響を示す線図。第１
１図は単一部材より成るスリーブすなわち参照部
材と非磁性シート部材との組合せ体の変形具体例
を示す拡大断面図。第１２図は単一部材より成る
非磁性シート部材およびボビンの組合せ体の変形
具体例を示す拡大断面図。第１３図は本発明の比
例的作動電磁弁組立体の変形具体例の垂直断面
図。 １０……電磁弁組立体、１２……ダイヤフラム
作動弁、１４……外側部材すなわち取付けブラケ
ツト、１５……底部、１６……中央部材すなわち
磁性コアポールピース、１８……電気的巻線、２
０……非磁性シート部材、２２……磁性閉鎖部
材、２３……ベース部材、２４……孔すなわち通
路、２６……入口ポート、２８……出口ポート、
３０，２４４……参照部材すなわちスリーブ、３
２……ボビン、４０……頂部部材すなわちワツシ
ヤーリテーナー、１５２……電力供給源、２０
０，２０２……ダイヤフラム、３００……真空
源、３０１……真空モーターすなわち真空作動装
置、３０４……圧力作動装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 電気的機械的弁装置において、 中央の磁束軸線を規定する電気的巻線１８と、 前記磁束軸線と整合する流体通路２４を形成す
   る実質的に円筒形の軸線中央部材１６、軸線外側
   部材１４および前記流体通路２４の一端部２６に
   隣接する軸線頂部部材４０を含む複数の隣接する
   軸線部材を含んで磁束通路を形成している磁束回
   路であつて、前記複数の隣接する軸線部材が１つ
   の物理的に移動可能の部材を含み、前記物理的に
   移動可能の部材が隣接する部材に対して相対的に
   移動可能になされて前記移動可能の部材の前記磁
   束通路内にある部分を調節し、また前記移動可能
   の部材および前記隣接する部材の間の空気間隙の
   大きさを調節するようになされている前記磁束回
   路と、 前記流体通路２４の他端部２８に整合されてこ
   れの近くに配置される中央開口を有する環状の非
   磁性シート部材２０と、 磁性閉鎖部材２２が前記非磁性シート部材２０
   に隣接して配置され、前記磁束通路の一部分を形
   成して、予め定められた圧力差により前記流体通
   路２４および前記シート部材２０の中央開口を通
   つて前記閉鎖部材２２に当接するように押される
   流体の流れが、前記電気的巻線１８の附勢レベル
   を変化させることにより調節されるようになされ
   ていて、前記閉鎖部材２２が前記流体通路２４の
   軸線に実質的に垂直な円形閉鎖面１２０を形成
   し、前記移動可能の部材の前記磁束通路に沿う移
   動によつて生じる前記空気間隙の大きさの変化が
   前記磁束回路の磁気抵抗を変化させ、これに対応
   して前記電気的巻線１８の与えられた附勢レベル
   に対する前記弁装置の応答作用を調節して与えら
   れた圧力差を生じさせるようになしているこ
   とゝ、 前記磁性閉鎖部材２２を受入れて、この磁性閉
   鎖部材２２の運動を、前記環状シート部材２０に
   当接する位置およびこれから離隔した位置の間で
   前記流体通路２４の長手方向軸線に実質的に平行
   になるように拘束する円筒形室１１８を形成す
   る、前記非磁性シート部材２０に隣接する位置
   と、 を含んでいる電気的機械的弁装置。 ２ 前記中央部材１６の前記流体通路２４が予め
   定められた断面積であつて、前記磁性閉鎖部材２
   ２が前記非磁性シート部材２０に隣接して配置さ
   れて、前記閉鎖部材２２の作動位置を与える前記
   予め定められた断面積よりも実質的に小さい流体
   開口を形成するようになされている特許請求の範
   囲第１項記載の電気的機械的弁装置。 ３ 前記シート部材２０が前記流体通路２４の出
   口端部２８に近接して配置されていて、前記中央
   部材１６が前記弁装置内で物理的に移動可能で、
   前記中央部材１６の前記磁束通路内にある部分を
   調節し、また前記中央部材１６ま前記出口端部２
   ８および前記磁気的閉鎖部材２２の間の空気間隙
   の大きさを調節するようになされている特許請求
   の範囲第１項記載の電気的機械的弁装置。 ４ 前記流体通路２４の予め定められた断面積よ
   りも実質的に小さい流体開口を介して前記流体通
   路２４に連通するようになされて前記閉鎖部材２
   ２を包囲する流体室１１８を形成する装置をさら
   に含んでいる特許請求の範囲第２項記載の電気的
   機械的弁装置において、 前記流体室１１８から伸長する第１の端部を有
   する流体導管装置であつて、流体圧力差が前記流
   体通路２４の出口端部２８および前記流体導管装
   置の第２の端部の間に与えられ得るようになされ
   ている前記流体導管装置と、 前記流体室１１８内の相対的な圧力を利用する
   装置１２９と、 を有する電気的機械的弁装置。 ５ 前記流体通路２４、前記閉鎖部材２２により
   形成される前記流体開口、前記流体室１１８およ
   び前記流体導管装置が１つの流体路を形成するよ
   うになされている特許請求の範囲第４項記載の電
   気的機械的弁装置において、 前記流体路を通る流体の流れを制限する前記流
   体路内の制限装置１３４であつて、前記制限装置
   １３４が、前記閉鎖部材２２の種々の作動位置を
   与えるために、前記流体通路２４および前記流体
   導管装置の断面積よりも小さく、また前記流体開
   口の断面積よりも小さい有効断面積を有する、 ようになされている電気的機械的弁装置。 ６ 電気的機械的弁組立体において、 電気的巻線１８と、 前記巻線１８に磁気的に連結され、磁束通路を
   形成する磁束回路であつて、この磁束回路が実質
   的に円筒形の磁性中央部材１６、磁性外側部材１
   ４および流体通路２４の入口端部２６に隣接する
   磁性頂部部材４０を含んでいて、前記中央部材１
   ６が前記弁装置内で前記磁束通路に沿つて物理的
   に移動可能になされて、前記磁束通路内にあるこ
   の中央部材１６の部分およびこの中央部材１６に
   隣接する空気間隙の大きさを調節するようになし
   ている前記磁束回路と、 前記流体通路２４の出口端部２８に整合し、こ
   れに隣接して配置される中央開口を有し、この中
   央開口が前記流体通路２４の断面積よりもさらに
   大きい、圧力付与横断面積を形成するようになさ
   れている非磁性シート部材２０と、 前記非磁性シート部材２０に隣接して配置さ
   れ、前記中央開口を実質的に覆うようになされ
   て、前記磁束通路を完結する磁性閉鎖部材２２で
   あつて、予め定められた圧力差によつて前記流体
   通路２４および前記シート部材２０の中央開口を
   通つて押される流体の流れが前記電気的巻線１８
   の附勢レベルを変化させることにより調節され得
   るようになされていて、前記閉鎖部材２２が前記
   流体通路２４の軸線に実質的に垂直な円形閉鎖面
   １２０を形成し、前記磁束通路に沿う前記中央部
   材１６の移動が前記磁束通路内の前記中央部材１
   ６の前記部分および前記空気間隙の大きさを変化
   させ、これによつて前記磁束回路の磁気抵抗を変
   化させて前記電気的巻線１８の与えられた附勢レ
   ベルに対して前記弁組立体の応答作動を対応して
   調節し、与えられた圧力差を与えるようになす前
   記磁性閉鎖部材２２と、 前記非磁性シート部材２０に隣接し、前記磁性
   閉鎖部材２２を受入れて、これの運動を、前記環
   状シート部材２０に当接する位置およびこれから
   離隔される位置の間で前記流体通路２４の長手方
   向軸線に実質的に平行に拘束するようになす円筒
   形室１１８を形成する装置と、 を含んでいる電気的機械的弁組立体。 ７ 電気的機械的弁組立体において、 中央磁束軸線を規定する電気的巻線１８と、前
   記磁束軸線と整合する予め定められた断面積の流
   体通路２４を形成する実質的に円筒形の磁性中央
   部材１６、磁性外側部材１４および前記流体通路
   ２４の一端部２６に隣接する磁性頂部部材４０を
   含む磁束通路を規定する磁束回路と、 前記流体通路２４の他端部２８にあつて、前記
   流体通路２４と整合する中央開口を形成する軸線
   方向に伸長する部分および前記流体通路２４の前
   記他端部２８にあつて前記軸線方向に伸長する部
   分を取巻く着座部分２１を有する非磁性シート部
   材２０と、 前記中央部材１６および前記シート部材２０の
   前記軸線方向に伸長する部分の相対的な軸線方向
   位置が調節可能で、これにより前記他端部２８お
   よび前記着座部分２１の間の間隔が調節されるよ
   うになされていることゝ、 前記非磁性シート部材２０に隣接して配置され
   て、流体開口を形成する磁性閉鎖部材２２であつ
   て、この流体開口が前記磁性閉鎖部材２２の種々
   の作動位置を与えるために前記予め定められた断
   面積よりも実質的に小さくなされている前記磁性
   閉鎖部材２２と、 前記流体開口を通して前記流体通路２４に連通
   し、前記閉鎖部材２２を包囲する流体室１１８を
   形成する手段と、 前記流体室１１８から伸長する第１の端部を有
   する流体導管装置であつて、前記流体通路２４の
   他端部２８およびこの流体導管装置の他端部の間
   に流体圧力差が与えられ得るようになす前記流体
   導管装置と、 前記閉鎖部材２２が前記磁束回路の一部分を形
   成し、予め定められた圧力差によつて前記流体通
   路２４および前記シート部材２０の中央開口を通
   つて前記閉鎖部材２２に当接するように押される
   流体の流れが、前記電気的巻線１８の附勢レベル
   を変化させることにより調節されるようになされ
   ており、前記非磁性シート部材２０の軸線方向に
   伸長する部分および前記中央部材１６の相対的な
   位置の調節が前記有効磁気空気間隙を変化させ、
   これによつて前記電気的巻線１８の与えられた附
   勢レベルに対して前記弁組立体の磁気抵抗を変化
   させ、与えられた圧力差を生じさせるようになさ
   れていることゝ、 を含んでいる電気的機械的弁組立体。 ８ 電気的機械的弁組立体において、 中央磁束軸線を規定する電気的巻線１８と、 実質的に円筒形の磁性中央部材１６、磁性外側
   部材１４および磁性頂部部材４０とを含む磁束回
   路と、 前記磁束軸線と整合する予め定められた断面積
   の流体通路を形成する中央開口を有する非磁性環
   状シート部材２０と、 前記非磁性シート部材２０に隣接して配置され
   て流体開口を形成する磁性閉鎖部材２２であつ
   て、前記流体開口が前記閉鎖部材２２の種々の作
   動位置を与えるために前記予め定められた断面積
   よりも実質的に小さくなされていて、前記閉鎖部
   材２２が前記磁束回路の一部分を形成して、前記
   予め定められた断面積の流体通路および前記シー
   ト部材２０の中央開口を通つて前記閉鎖部材２２
   に当接するように、予め定められた圧力差によつ
   ておされる流体の流れが前記電気的巻線１８の附
   勢レベルを変化させることにより調節され得るよ
   うになされている前記磁性閉鎖部材２２と、 前記非磁性シート部材２０に隣接し、前記磁性
   閉鎖部材２２を受入れて、これの運動を、前記非
   磁性環状シート部材２０に当接する位置およびこ
   れから離隔する位置の間で前記流体通路の長手方
   向軸線に実質的に平行に拘束する円筒形の案内部
   １１８を形成する手段と、 前記案内部１１８が前記流体開口を通して前記
   流体通路２４と連通し、前記閉鎖部材２２を包囲
   する流体室１１８を形成しており、前記流体室１
   １８から伸長する第１の端部を有し、制限装置１
   ３４を含んでいる流体導管装置が設けられてい
   て、前記制限装置１３４が前記予め定められた断
   面積の流体通路２４の断面積よりも実質的に小さ
   い有効断面積を有するようになされている前記流
   体導管装置が設けられていることゝ、 前記流体室１１８内の相対的圧力を利用する装
   置１２９と、 を含んでいる電気的機械的弁組立体。 ９ 前記流体室１１８内の相対的圧力を利用する
   装置１２９が前記流体室１１８の開口１２９であ
   る特許請求の範囲第８項記載の電気的機械的弁組
   立体。 １０ 圧力応答装置とともに使用するようになさ
   れている特許請求の範囲第８項記載の電気的機械
   的弁組立体において、前記流体室１１８内の相対
   的圧力を利用する装置１２９が前記流体室１１８
   および前記圧力応答装置１２の間の連通を行うよ
   うになす導管１２９になされている弁組立体。