(57)【要約】      （修正有）【課題】小さい容積に取り付け可能なＰＬＣ用空気圧作動電磁弁を提供する。【解決手段】コイル２と、コイルの内部に配置された固定コア３と、コアの外側に配置されて弁ガスケット１５を支持する可動コア１３と、可動コアを、電磁弁１のオリフィスが弁ガスケットによりシールされる位置である静止位置に押しつける戻りばね２０と、を有し、戻りばねは、中央環と、外周環と、これら環を接続する可撓性アームを含むことができ、可撓性アームは、曲げにより作動する部分と、ばねを伸ばすようにねじれにより作動する部分を含み、中央環及び外周環は、電磁弁の対応する表面に埋め込むことなく、表面を支える。【選択図】図２
2014016029.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コイル（２）と、
前記コイルの内部に配置された固定コア（３）と、
前記コイルの内部に配置され、弁ガスケット（１５）を支持する可動コア（１３）と、
前記可動コアを静止位置に押しつける板戻りばね（２０）と、を有し、
前記板ばね（２０）は、前記電磁弁の対応する表面に埋め込むことなしに支持することが好ましい可変剛性を備えていることを特徴とする電磁弁（１）。
【請求項２】
前記ばねは、中央環（２１）と、外周環（２４）と、を備え、前記中央環及び外周環は、曲げにより作動する部分（２５）と、前記ばねの伸長においてねじれにより作動する他の部分（２８）と、を備えた可撓性アームにより接続され、前記ねじれにより作動する部分（２８）は、前記中央環（２１）及び前記外周環（２４）から１つ又はそれ以上の切り欠き部（３８）により半径方向に分離されることが有利である請求項１記載の電磁弁。
【請求項３】
前記板ばね（２０）は、同心円又は平行に配置された、曲げにより作動する部分（２５）を備えている請求項１又は２に記載の電磁弁。
【請求項４】
前記板ばねは、ねじれにより作動する部分（２８）を備え、それぞれは、曲げにより作動する２つの部分（２５）に接続される請求項１乃至３の何れか１項に記載の電磁弁。
【請求項５】
前記ねじれにより作動する部分（２８）は、半円形形状を備えている請求項４記載の電磁弁。
【請求項６】
対に配置され、端部がねじれにより作動する部分（２８）により接続された、曲げにより作動する部分（２５）を含み、曲げにより作動する半径方向の最も外側部分（２５）は、前記外周環（２４）に接続され、曲げにより作動する半径方向の最も内側部分（２５）は、前記中央環（２１）に接続される請求項４又は５に記載の電磁弁。
【請求項７】
前記半径方向の最も外側部分（２５）は、好ましくは、中間に配置された単一のマテリアルブリッジ（２９）により前記外周環（２４）に接続される請求項６記載の電磁弁。
【請求項８】
前記半径方向の最も内側部分（２５）は、好ましくは、前記部分（２５）の長さのそれぞれほぼ１／４及び３／４において、互いに離間した２つのマテリアルブリッジ（２３）により前記中央環（２１）に接続される請求項６又は７に記載の電磁弁。
【請求項９】
前記ばねは、少なくとも１つが又はそれぞれが前記ばねの軸の周りにほぼ１００度を超える角度で延びる、曲げにより作動する部分（２５）を備えている請求項１乃至８の何れか１項に記載の電磁弁。
【請求項１０】
前記ばねは、外縁上にノッチ（３５）と、内縁上に前記ノッチと対向して突起（３６）と、を備えた外周環を含む請求項１乃至９の何れか１項に記載の電磁弁。
【請求項１１】
前記板ばね（２０）は、１．３以上、好ましくは、１．７５、より好ましくは、１．９の剛性の可変性の係数Ｃを示す請求項１乃至１０の何れか１項に記載の電磁弁。
【請求項１２】
前記ばねは、中央環（２１）を含み、具体的に前記中央環（２１）によって形成される孔（２２）の直径Ｄintの最大寸法は、３〜１０ｍｍである請求項１乃至１１の何れか１項に記載の電磁弁。
【請求項１３】
前記ばねの最大寸法、具体的に外径Ｄextは、６〜２０ｍｍである請求項１乃至１２の何れか１項に記載の電磁弁。
【請求項１４】
前記ばねは、中央環（２１）と、外周環（２４）と、を備え、前記中央環（２１）の前記孔（２２）と前記外周環（２４）の前記外縁との間に形成される環状領域は、前記外周環（２４）の前記外縁によって形成される円形の表面の８０％未満を占有する請求項１乃至１３の何れか１項に記載の電磁弁。
【請求項１５】
可変剛性を備え、具体的に請求項１乃至１４の何れか１項に記載の電磁弁用の板ばねであって、
曲げにより作動する部分（２５）と、ねじれにより作動する部分（２８）と、を備えた可撓性アームを有し、中央孔（２２）と前記ばねの外縁との間に形成される環状領域は、前記ばねの前記外縁によって形成される円形の表面の８０％未満を占有することを特徴とする板ばね。
【請求項１６】
曲げにより作動する部分（２５）は、対で、同心円又は平行に配置され、端部が、半円形であることが好ましいねじれにより作動する部分（２８）に接続されることが好ましく、曲げにより作動する半径方向の最も外側部分（２５）は、好ましくは中間に配置されたマテリアルブリッジ（２９）により外周環（２４）に接続されることが好ましく、半径方向の最も内側部分は、好ましくは２つのマテリアルブリッジ（２３）により中央環（２１）に接続されることが好ましい請求項１５記載のばね。
【請求項１７】
前記可撓性アームは、それぞれ、少なくとも１つのマテリアルブリッジ（２３）、具体的に中間に配置された単一のブリッジにより前記中央環（２１）に接続された曲げにより作動する部分（２５）と、前記部分（２５）の各端部に、具体的に半円形形状の、ねじれにより作動する部分（２８）と、を備え、前記部分（２８）は、それぞれ曲げにより作動する２つの部分（２５）に接続され、前記部分（２８）は、対応する前記部分（２８）に対向する端部においてマテリアルブリッジ（２９）により前記外周環（２４）に接続される請求項１５記載のばね。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁弁に関し、特に、圧縮空気源を制御するためにプログラム可能論理制御装置（ＰＬＣ）に用いられる空気圧式電磁弁に関する。
【０００２】
本発明は、より具体的には、典型的に２０ｃｍ3未満の容積内に装着される、いわゆるミニチュア電磁弁に関する。
【背景技術】
【０００３】
従来、電磁弁は、電流により励磁されるコイル及びコイルが励磁されると発生する磁界の効果のもとで作動する要素を含み、この可動要素は、弁ガスケットを支える。事前荷重された戻りばねを設けて、コイルが励磁されていない場合は電磁弁の座に対してガスケットを、いわゆる静止位置に押しつけて、流体接続をシールする。
【０００４】
コイルの励磁中、可動要素は、いわゆる粘着位置に移動し、戻りばねは、可動要素に対して、電磁弁が電気的に励磁されていないときに可動要素に作用する力より大きい戻り力をかける。
【０００５】
戻りばねにより可動要素に作用する力は、静止位置における閉状態の気密性を保証して、加圧された流体により発生する逆方向の力が加わっても、どのような場合でもコイルが電気的に励磁されたときに可動要素がずれるのを防止するために、完全に制御する必要がある。
【０００６】
電磁弁の構造には２つの型式があり、１つは「調整可能可動コア」付きと呼ばれ、もう１つは「平形可動コア」付きと呼ばれる。
【０００７】
特許文献１は、具体的に図１で、可動要素がコイルに深く挿入されるコアの形態を取る、第１の型式の構造を開示する。特許文献１に記載の電磁弁は、２つの板ばねが存在し、このうち１つは弁ガスケットの近傍に固定される。特許文献１の図４に記載される板ばねは、比較的小さい直径の、外周環に対して３つの可撓性アームで接続された孔を形成する中央環を含み、この図は、本出願の図１Ａに再現される。中央環は、弁ガスケット及び可動コアの本体を支えるねじの間に型締めされ、外周環は、固定環及び電磁弁を流体入口及び流体出口と結合するために使用される部品本体の間に型締めされる。従って、板ばねは、組み込みの際の接続により、動かないよう保持される。中央環と外周環との間の直径の比較的大きな相違により、中央環及び外周環を接続するアームの形態の選択に大きな自由度がもたらされ、アームは、一般に渦巻き弧の形式で曲げにより作動し、それぞれ半径方向に配向され且つ中央環に接続され、ねじれにより作動する部分によって接続された、部分を含むことができる。
【０００８】
本出願人による特許文献２は、平形可動コア付きの第２の形式の構造の電磁弁を開示する。弁ガスケットは、コイルの内部に挿入されず、コイル内に配置された固定コアに向いて動く可動コアにより支持される。可動コアの周りに平形戻りばねが係合される。板ばねは、調心機能を発揮することができる。ばねが可動コアに係合するための中央孔と外周環の外縁の直径の差は、比較的小さい。
【０００９】
特許文献３は、平形可動コア付きの電磁弁の別の例示的構造を説明する。特許文献４は、同文献の図１Ａで平形可動コア付きの構造を開示する。
【００１０】
より具体的に、本発明は、平形可動コア付きの電磁弁の改良に焦点をあてる。
【００１１】
上述のように、コイルの励磁中、可動コアは、固定コアに向かってずれ、戻りばねは変形する。励磁が終わると、可動コアは、静止の位置、つまり弁ガスケットの座により形成されるオリフィスが閉の位置に戻る必要がある。
【００１２】
実際に、適用される制御設定点によって、電磁弁が静止位置に戻る必要があるときにコイル制御回路内に漏れ電流とも呼ばれる残留電流が存在する場合があり、これに対応してコイルにより発生する磁界は、可動コアの解放に対抗する傾向がある。漏れ電流は、一般に電磁弁を制御するのに用いられるプログラム可能論理制御装置の質に依存し、漏れ電流に対する電磁弁の公差が小さいと、残留電流がより小さい、より高額のプログラム可能論理制御装置の使用が求められる。
【００１３】
可動コアの解放を妨げる別の事象は、使用される材料の内因的特性と関連する残留磁気に起因する。残留磁気レベルは、磁気特性に依存し、電源供給が停止した際に可動コアの解放を容易にするために、このレベルを低減させることは、一般的により効率的且つより高価な材料の使用を伴う。
【００１４】
有害な漏れ電流及び残留磁気の影響に対して、単にばねの剛性を高めることで対処するのは有益ではない。その理由は、剛性を高めることにより、コイルの励磁中に弁ガスケットを分離することがより困難になり、加えて、静止状態でばねによりかけられる応力は、部品の製造公差に依存し、ばねの剛性が高いほど組立完了後の残留機械応力のリスクが高まり、電磁弁の適正な作動には有害であることである。
【００１５】
残存及び／又は残留力の事象に影響を受けやすい調整可能可動コア付きの特定の電磁弁に既に採用された一つの解決策は、静止位置では制限された剛性を、粘着位置では増大した剛性を与えることができる、可変剛性をもつばねを使用することである。
【００１６】
可変剛性をもつ円錐形ばねは、積極的に巻線径を変えるために金属ワイヤを巻くことにより製造された調整可能可動コア付き電磁弁に使用されている。
【００１７】
可変剛性をもつ板ばねを用いる解決策も、中央環と外周環と間に存在する直径の違いによって、調整可能可動コア付き電磁弁の場合は使用可能である。これは中央環の小さい直径孔を通して調整可能コアにばねを取り付けるからである。
【００１８】
対照的に、調整可能可動コア付き電磁弁に使用される可変剛性をもつ従来の板ばねは、中央環と外周環との直径の差がより小さいので、平形可動コア付きの電磁弁への使用には不向きである。
【００１９】
さらに、板ばねが係合する可動コアの部分の直径を削減することは、このような削減が固定コアに面する可動コアの強磁性材料の広がり及び相関的に、コイルにより発揮される引力が減少するので、容易ではない。さらに、弁ガスケットは両面式であり、且つ固定コアは排出側に接続された固定コア自体を貫通する内部チャネルを有することが多く、また固定コアは、粘着位置で弁ガスケット用の座として機能できなければならない。
【００２０】
結果的に、従来の平形可動コア付き電磁弁は、例えば特許文献５の図１Ｂ又は図３Ａ及び３Ｂに開示されるように、全て、一定剛性をもつ板ばねを使用する。
【００２１】
さらに、いわゆる比例電磁弁に可変剛性をもつばねを使用するよう提案されていて、この場合、実質的に一定の合成力を発生するために、ばねの作用力の非直線性は、コイルの電磁作用力の非直線性に対向する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２２】
【特許文献１】欧州特許第１５３６１６９号明細書
【特許文献２】国際公開第２０１１／０９５９２８号
【特許文献３】国際公開第２００８／０２８５０９号
【特許文献４】欧州特許第１３５０９９９号明細書
【特許文献５】欧州特許第１２１７２７２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２３】
本発明は、信頼性、電力使用量及び製造コストに関して電磁弁の性能水準を全く損なわずに、具体的に比較的高い漏れ電流を伴う運転及び／又は比較的高い残留磁気を示す材料を使用した作動を可能にすることにより、いわゆる平形可動コア構造の電磁弁をさらに改良することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
従って、本発明の第一の態様によると、本発明の目的は、コイルと、コイルの内部に配置された固定コアと、コアの外側に配置されて弁ガスケットを支持する可動コアと、可動コアを、電磁弁のオリフィスが弁ガスケットによりシールされる位置である静止位置に押しつける戻りばねと、を有する電磁弁に関する。
【００２５】
本発明によれば、電磁弁に備えられる戻りばねは、可変剛性をもつ板ばねである。この板ばねは、中央環と、外周環と、これら環を接続する可撓性アームを含むことができ、可撓性アームは、曲げにより作動する部分と、ばねを伸ばすようにねじれにより作動する部分を含み、中央環及び外周環は、電磁弁の対応する表面に埋め込むことなく、表面を支えることが好ましい。
【００２６】
本発明は、ばねの変形可能且つ塑性部品を含む環状領域の範囲を限定する多くの制約にも関わらず、平形可動コア付き電磁弁に対して可変剛性をもつ板ばねを、具体的に埋め込みによる接続を避けながら、製造できるという知見に基づく。
【００２７】
本発明により、残留電流及び使用した材料の残留磁力が存在しなくても、コイルの電気的励磁が停止した後に、より大きい可動コアの戻り力を活用することができる。ばねを埋め込む必要がないことは、ばねの剛性を比較的弱いまま保持し、従って製造公差があてはまる場合を含めて、満足できる動作を保証することができる。
【００２８】
ばねの剛性の非直線性は、静止位置において、弁ガスケットにより座に対してかけられる作用力を中程度のままに維持し、コイルが励磁された際に戻りばねが、それ以上弁ガスケットの分離に対抗しないようにさせることができる。
【００２９】
ねじれにより作動するアームの部分は、中央環及び外周環から一つ又はそれ以上の切り欠き部により、半径方向に、分離することが好ましい。このような配置により、電磁弁の作動中にばねが最大に伸長した際もばねの剛性を過剰に増加させることなく、ねじれ可撓性アームの変形が容易になる。
【００３０】
本発明の例示的実装において、ばねは、半円形状を有するねじれにより作動する部分を含む。ばねは、同心円又は平行の形態が好ましい、曲げにより作動する部分を含む。このような配置により、反復する変形に対して良好な耐性をもたらしながらも、剛性の良好な可変性を得ることができる。
【００３１】
曲げにより作動する特定の部分は、ほぼ中間に配置されたマテリアルブリッジにより外周環にそれぞれ接続させることができ、他の部分は、互いに離間された２つのマテリアルブリッジにより中央環にそれぞれ接続させることができる。
【００３２】
アームは、中央環の孔と外周環の外側縁により半径方向に形成される、ばねの環状変形可能領域内に延びることが好ましい。この環状領域は、外周環の外側縁により形成される円形の表面の８０％未満、つまり直径Ｄextの円形外側環のとき、０．８×１／４πＤ2ext未満を占めることが好ましい。
【００３３】
例えば、板ばねの最大寸法は、２０ｍｍ、さらに１５ｍｍ、１１ｍｍ、１０ｍｍ、７ｍｍ又は６ｍｍ以下である。
【００３４】
中央環と接続するマテリアルブリッジは、例えば６と等しい等、３より大きい数とすることができる。中央環の孔及び外周環の外縁の直径の差は、中央環の直径より小さいとすることができる。
【００３５】
曲げにより作動する２つの部分及びねじれにより作動する２つの部分及び曲げにより作動するこれらの部分の接続は、合わせて閉じた外周をもつ腎臓形開口部を形成することができる。曲げにより作動する半径方向の最も内側部分は、互いに離間された２つのマテリアルブリッジにより中央環に接続させることができ、それぞれ、この部分の長さのほぼ１／４及び３／４の位置であることが好ましい。
【００３６】
ばねは、曲げにより作動する部分であって、そのうち少なくとも１つが、又はそれぞれが、９０度より大きい角度で、例えばほぼ１００度等、具体的に９０〜１１０度の角度でばねの軸の周りに延びる部分を含む。
【００３７】
ばねは、外縁上にノッチを含む外周環と、ノッチの反対側の内側縁上に突起を含むことができる。
【００３８】
板ばねは、１．３以上の、好ましくは１．７５の、さらに好ましくは１．９の、剛性の可変性の係数Ｃを示すことが有利である。
【００３９】
ばねが中央環を含む場合、具体的に中央環により形成される孔の内側直径Ｄintの最大直径は、３乃至１０ｍｍとすることができる。
【００４０】
ばねの最大直径、具体的には外側直径Ｄextは、６〜２０ｍｍとすることができる。
【００４１】
本発明の他の形態によれば、具体的に上述した電磁弁用の、可変剛性をもつ平形ばねであって、曲げにより作動する部分とねじれにより作動する部分を含む可撓性アームを含み、このばねの中央孔及び外縁の間に形成される環状領域は、このばねの外縁により形成される円形の表面の８０％未満を占めることを特徴とするばねである。
【００４２】
ばねは、対で配置されることが好ましく、同心円又は平行であり、その端部がねじれにより作動する部分に接続される、曲げにより作動する部分を含むことが好ましく、ねじれにより作動する部分は、半円形であることが好ましく、ねじれにより作動する部分の半径方向の最も外側部分は、長さの中間に配置されたマテリアルブリッジにより外周環に接続されることが好ましく、半径方向の最も内側部分は、２つのマテリアルブリッジにより中央環に接続されることが好ましい。
【００４３】
このようなばねは、具体的に平形可動コア付き電磁弁の場合のように、容積の理由によりばねの変形の環状領域が制限されている全ての構造に有利に使用することができる。
【００４４】
本発明は、以下の非限定的な例示の実施形態の詳細な説明を参酌し、添付図面を参照することにより、より明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１Ａ】従来の板ばねの例を示す。
【図１Ｂ】従来の板ばねの例を示す。
【図２】本発明による例示的な平形可動コア付きミニチュア電磁弁の概略且つ部分長手方向断面図を示す。
【図３】図２の電磁弁に有利に使用することができる例示的な板ばねの正面図である。
【図４】従来技術による一定剛性をもつ板ばねと本発明による可変剛性をもつ板ばねの場合における、ばねの伸長の関数としての戻り力のトレンドを示す。
【図５Ａ】図３と同様な板ばねの変形実施形態の図である。
【図５Ｂ】図３と同様な板ばねの変形実施形態の図である。
【図５Ｃ】図３と同様な板ばねの変形実施形態の図である。
【図５Ｄ】図３と同様な板ばねの変形実施形態の図である。
【図５Ｅ】図３と同様な板ばねの変形実施形態の図である。
【発明を実施するための形態】
【００４６】
図２は、本発明による例示的なミニチュア電磁弁を示す、このミニチュア電磁弁は、通常、電気コイル２と、この電気コイル２を貫通する強磁性材料で作成された固定磁石コア３とを備え、組立体は、例えば、図示するように軸Ｘに沿って延びるケーシング４に収容され、ケーシング４も強磁性材料により作られることが好ましい。
【００４７】
電磁弁１は、ケーシング４に収容された支持環５と環５及びケーシング４内のコイル２の間に配置されたシールガスケット６を含む。シールガスケット６は、その大きい方の直径をケーシング４の半径方向内側表面に作用させ、小さい方の直径を固定コア３に作用させる。
【００４８】
環５は、中央開口部９を有し、これを固定コア３が貫通する。固定コア３は、内部チャネル１１を有し、流体は、この内部を軸方向に通過することにより、電磁弁の静止状態において流出することができる。
【００４９】
電磁弁１は、強磁性材料で作成された可動コア１３を含み、電流がコイル２を流れると、コイル２により発生する磁界の影響により、ケーシング４のハウジング１４の軸Ｘに沿って変位することができる。
【００５０】
可動コア１３は、静止状態で内面１５ａが座１７に作用し、例えば圧縮空気などの流体源に接続されたオリフィス１９を定める、両面弁ガスケット１５を支持する。
【００５１】
板戻りばね２０は、コイル２が電気的に励磁されていないときに、座１７に対してコア１３を押しつける。ばね２０は、コア１３に係合し、その上面が、環５の底面４３により支持される。
【００５２】
固定コア３は、可動コア１３内に挿入され内部チャネル１１と連通するオリフィスを定める端部フィッティング４６により下向きに伸長される。端部フィッティング４６は、コイルが励磁され可動コア１３が粘着位置にある際に弁ガスケット１５の上面のための座の役割を担う。可動コア１３の弁ガスケット１５が座１７に対して静止すると、ハウジング１４は内部チャネル１１と連通する。
【００５３】
ばね２０は、図３において、正面から見て、隔離されて示される。
ばね２０は、弁ガスケット１５の上で、端部フィッティング４６に係合する部分の高さに、可動コア１３に取り付けるために使用する比較的大きい直径Ｄintの孔２２を形成する中央環２１を含むことがわかる。
ばね２０は、例えば１０ｍｍ以下である直径Ｄextの外周環２４も含む。Ｄintは、例えば、４．９ｍｍ以上である。
【００５４】
可撓性アームは、ばねに可変剛性をもつ可塑変形を与えるように、中央環２１及び外周環２４を接続する。
図示する例において、可撓性アームは、例えばばね鋼材などの金属シートを食刻して形成されるが、他の製造方法も用いることができる。
可撓性アームは、曲げにより作動し、端部がねじれにより作動する半円形部２８により一緒に接続された同心円部２５を含む。
【００５５】
「曲げにより作動する部分」という表現は、ばねの伸長の際、つまり中央環及び外周環の平面が軸Ｘに沿って動いて離れると、この部分は、主として曲げにより変形し、可塑性潜在エネルギーを蓄え、この部分の横方向区画は、曲げの間それ自体にほぼ平行のあまであることを意味すると理解されたい。
「ねじれにより作動する部分」という表現は、ばねの伸長の際、この部分は、主としてねじれにより変形し、可塑性潜在エネルギーを蓄えることを意味すると理解されたい。ねじれの際、可撓性アームの横方向区画は、アームに直角の軸の周りに回転する。
【００５６】
半径方向の最も外側部分２５は、長さのほぼ中央で、マテリアルブリッジ２９により外周環２４に接続され、半径方向の最も内側部分２５は、２つのマテリアルブリッジ２３により中央環２１に接続される。
図示するように、全てのブリッジ２３は、ブリッジ２９のように、ばねの軸から角度的等距離であることが好ましい。
端部が部分２８により接続された２つの部分２５により形成された可塑変形可能組立体は、シールされた外郭の腎臓形開口部２７を形成する。
【００５７】
さらに、半径に沿った運動の際に、部分２８は、一方が部分２５、環２１及び２４からブリッジ２９及び２３に延び、他方が２つの隣接する組立体に属する部分２８の間に延びる切り欠き部３８により環２１及び２４から分離されることがわかる。
従って、各切り欠き部３８は、中央環２１と外周環２４との間を外周環に向けて延びる。
【００５８】
各部分２５は、例えば、図示するようにばねの軸の周りに約１００°を超える角度で延びる。ブリッジ２３は、例えば、半径方向の最も内側部分２５の長さのそれぞれ約１／４及び３／４のところに配置される。
図３に示すように、２つの隣接する部分２５の間のスペースは、例えば、半径方向で測定すると、各部分２５と隣接する環２１及び２４の間のスペースより大きい。図示するように、マテリアルブリッジ２９を通過する平面は、例えば、角度的に最も近いブリッジ２３に対して対称の平面である。
【００５９】
二重ノッチ３５は、図示するように、外周環２４の外縁上に設けることができ、設け方は、製造方法に関連する。突起３６は、二重ノッチ３５と対抗する縁にあり、その領域で二重ノッチ３５により失われた材料を補償する。
ばね２０は、埋め込まずに電磁弁１に取り付けられ、中央環２１は、支持環５に向けられた可動コア１３の面上に形成された肩部４０で自由に支持される。
【００６０】
外周環２４は、支持環５の底面４３により支持される。従って、ばね２０は、環２１及び２４のレベルでは埋め込まれず、環２１及び環２４は、その全周にわたってそれぞれ可動コア１３及び環５により支持される。
案内ワッシャ８５は、可動コア１３の周りに、ハウジング１４内に延びる。
軸方向経路９０は、可動コア１３を通って形成され、流体がハウジング１４内により流れやすくし、且つ電磁弁が無励磁の際に内部チャネル１１を通って流出しやすくする。
【００６１】
ケーシング４は、軸Ｘに対して直角に延びる底壁４ａを有することができ、弁ガスケット１５に面するオリフィス１９及び、一方がハウジング１４と、他方が可動コア１３が粘着位置にあるときにオリフィス１９から生じる流体を送出する必要があるデバイスと接続されたチャネル８１を介して外に向けて開放するチャネル８０が、底壁４ａを通る。
【００６２】
弁ガスケット１５が、座１７に対して静止して作用すると、オリフィス１９はブロックされる。電磁弁１が励磁され、弁ガスケット１５が粘着位置にあると、チャネル８０とチャネル８１が接続され、チャネル１１は、端部フィッティング４６に対して作用する弁ガスケット１５により閉になる。提示されないガスケットにより、接続の漏れのない封止を保証することができる。
コイル２が励磁されると、磁束が固定コア３の周りを循環し、可動コアとコイルとの間に存在する軸方向の空隙を介して可動コア１３に入り、可動コア１３とケーシング４との間の半径方向の空隙を通って循環することにより固定コア１３、次いでコイル２に戻る。
【００６３】
環５は、電磁弁の製造の際に、ばね２０を好適に事前荷重するように、ばねが取り付けられた後でケーシング４に型締めすることができる。
図４は、図３に示す本発明によるばねと、図１Ｂに示す従来技術による一定剛性をもつばねについて、ばねの伸長（圧潰とも呼ばれる）の関数としての戻り力の変化を示す。
「一定剛性をもつばね」という表現は、ばねの伸長に伴う戻り力が電磁弁におけるばねの作動範囲にわたってほぼ直線的であり、本明細書において定義する非直線性Ｃの係数が、例えば、１．１以下であることを意味すると理解されたい。
【００６４】
具体的に図２に示す、平形可動コア付き電磁弁において、可動コア１３の静止位置と粘着位置との間の変位による移動量は、比較的小さく、通常は０．１５乃至０．３ｍｍである。
ばね２０は事前荷重されるが、これはすなわち、静止位置における伸長はゼロではなく、例えば、０．２ｍｍ以上であるといえる。
【００６５】
図４では、ＨＰは（可動コア付き電磁弁が静止位置にあるときの）取り付け時の高さを示し、ＨＡＣは（可動コア付き電磁弁が粘着位置にあるときの）移動後の高さを示し、ＦＨＰは取り付け時の高さにおける力を示し、ＦＨＡＣ（ａ）は（一定剛性をもつばねの場合の）移動後の高さにおける力を示し、ＦＨＡＣ（ｂ）は（可変剛性をもつばねの場合の）移動後の高さにおける力を示す。
【００６６】
板ばねの剛性の変化の係数Ｃを定めることができる。係数Ｃは、２つの異なる圧潰位置で取られた、同一のばねの２つの剛性値の比を計算することにより定めることができる。
Ｃ＝Ｒ２／Ｒ１＝[（Ｆ２ｂ−Ｆ２ａ）／（Ｌ２ｂ−Ｌ２ａ）]／[（Ｆ１ｂ−Ｆ１ａ）／（Ｌ１ｂ−Ｌ１ａ）]
ここで、Ｒ１は位置Ｌ１における瞬間剛性係数であり、Ｒ２は位置Ｌ２における瞬間合成係数であり、Ｌ１は（ばねが若干圧縮され、）規定最大圧潰の３０％に対応する位置であり、Ｌ２は（ばねが強く圧縮され、）規定最大圧潰の７０％に対応する位置であり、
Ｌ１ａ＝Ｌ１−規定最大圧潰の１０％、
Ｌ１ｂ＝Ｌ１＋規定最大圧潰の１０％、
Ｌ２ａ＝Ｌ２−規定最大圧潰の１０％、
Ｌ２ｂ＝Ｌ２＋規定最大圧潰の１０％、
であり、Ｆ１ａは位置Ｌ１ａにおけるばねの作用力であり、Ｆ１ｂは位置Ｌ１ｂにおけるばねの作用力であり、Ｆ２ａは位置Ｌ２ａにおけるばねの作用力であり、Ｆ２ｂは位置Ｌ２ｂにおけるばねの作用力である。
【００６７】
規定最大圧潰は、製造時ばねが平形であるとき（伸長ゼロ）と粘着時の圧潰との間の、ばねの圧潰量に等しい。
一定剛性の場合は、変化の係数Ｃは上述の通りほぼ１に等しい。
本発明による板ばねに対する係数Ｃの値は、１．３以上であることが好ましく、１．７５がより好ましく、１．９がさらに好ましい。
図４に示す例において、Ｃは１．８９７に等しく、ここで、Ｌ１＝０．１５ｍｍ、Ｌ２＝０．３５ｍｍ、Ｌ１ａ＝０．１ｍｍ、Ｌ１ｂ＝０．２ｍｍ、Ｌ２ａ＝０．３ｍｍ、Ｌ２ｂ＝０．４ｍｍ、Ｆ１ａ＝０．１７Ｎ、Ｆ１ｂ＝０．４６Ｎ、Ｆ２ａ＝０．８９Ｎ、Ｆ２ｂ＝１．４４Ｎ、であり、従って、
Ｃ＝[（１．４４−０．８９）／（０．４−０．３）]／[（０．４６−０．１７）／（０．２−０．１）]＝１．８９７である。
【００６８】
図４を検証するとわかるように、本発明によるばねの剛性は、非直線的であり、これにより、一定剛性をもつ板ばねと比較して、弱い圧潰に対して発生する戻り力は一定剛性の板ばねと同一であり、より大きい圧潰に対しては戻り力をより大きくすることができる。
明らかに、本発明は上述した例に限定されない。
【００６９】
部分２５を環２１及び２４に接続するマテリアルブリッジの配置は、例えば、単一マテリアルブリッジ２３により中央環２１に接続された半径方向の最も内側部分２５及び２つのマテリアルブリッジ２９により外周環２４に接続された半径方向の最も外側部分２５であり、図５Ａに示すように、それに対するばねのＣ≒１．３であるように、改変することができる。
【００７０】
ねじれにより作動する部分２８の形態は、改変して、半円形ではなく、例えば直線及び放射状とすることができる。
部分２５は、円弧に沿って延ばさずに、例えば円弧における正中線に従う波線とすることができる。
【００７１】
図５Ｂから図５Ｅは、本発明による板ばねの他の例を示し、これらの係数Ｃは、例えば、それぞれ約１．３、１．３、１．５及び１．８に等しい。
【００７２】
図５Ｃを検証すると、可撓性アームは、それぞれ少なくとも１つのマテリアルブリッジ２３、具体的には中間に配置された単一ブリッジにより中央環２１に接続された曲げにより作動する部分と、部分２５の各端部に、例えば前述の例のような半円形の、ねじれにより作動する２つの部分２８を含み、部分２８は、それぞれ曲げにより作動する２つの部分２５に接続され、対応する部分２８と対向する端部でマテリアルブリッジにより環２４に接続される。
【００７３】
可撓性アームの数は、例えば、２つに減らす又は４つに増やすことができる。
板ばねは、図示しない変形において、例えば多角形形態、具体的には正方形又は六角形の、非円形中央環を有することができる。
中央孔が多角形形態のものである場合、曲げにより作動する部分は、この孔の側辺に平行に延びることができる。
外周環も、非円形の、例えば多角形、具体的には正方形又は六角形とすることができる。
【００７４】
板ばねは、金属板を食刻して製造することが望ましいが、変形例として、板ばねは、例えばレーザ切断など、他の技術により得ることができる。
板ばねは、一定の厚さで製造されることが望ましいが、変形例として、特定の領域を、例えば局所的に剛性を増大させる又は減少させるために、又は繰り返される変形に対する強度を向上させる又は低下させるために、様々な厚さをもって製造することができる。従って、ねじれにより作動する部分は、例えば、厚さを小さく製造することができる。
【００７５】
電磁弁には各種の改変を行うことができる。
電磁弁は、必要に応じて１つより多いばねを含むことができる。電磁弁は、例えば、具体的には熱膨張を補償するための、例えば、弁ガスケットと可動コアとの間で作動する、追加のばねを含むことができる。
変形において、電磁弁は、多重で、複数のそれぞれの独立した可動コアの戻りを保証するための、例えば、特許文献４の図５ｂに示されるように、電磁弁の一つだけの部分に属する、複数の板ばねを含む。
【００７６】
可動コアは、様々な形態で製造することができ、具体的には、固定コアに面して配置された可動コアの面が、特許文献３の図７及び７ｂに示されるように、テーパーの又は段付きの空隙を有することができる。
【００７７】
ケーシングは、他の様式で、例えば、特許文献５に記載されるように、少なくとも部分的に、固定コアと一体に製造することができる。ケーシングは、アドオン方式の底壁を有するように製造することができる。
【００７８】
ばねは、遊びを有して、又は、ケーシング及び／又は可動コアに半径方向型締めにより取り付けることができる。
ばねは、オン／オフ作動において、平形可動コア付きのミニチュア電磁弁に使用されることが好ましいが、このようなばねは、例えば他の分野、具体的には計装用の、比例弁又は調整可能可動コア付きの電磁弁における用途もあるとすることができる。
【００７９】
ばねを使用する装置の性質及び／又は運転条件が許す場合、本発明による板ばねは、中央孔及び／又は外縁のレベルで、埋め込みにより固定することができる。
電磁弁は、特許文献３に開示されるように、いわゆる二重パルス運転を行うために、１つ又はそれ以上の永久磁石を含むことができる。
電磁弁は、固定コアを通過する内部チャネルなしに、又は他の流体配置で製造することができる。
【００８０】
電磁弁の可動コアの静止位置は、流体取り入れオリフィスの閉位置に対応することが好ましいが、変形例として、静止位置は、他の任意の所定の流体連通状態に対応することができる。
流体は、圧縮空気以外に、別のガス又は液体とすることができる。
「１つを備えている」という表現は、「少なくとも１つを備えている」と同義と解釈されたい。
【符号の説明】
【００８１】
１  電磁弁
２  コイル
３  固定磁気コア
４  ケーシング
５  支持環
６  シールガスケット
９  中央開口部
１１  内部チャネル
１３  可動コア
１４  ハウジング
１５  両面弁ガスケット
１７  座
１９  オリフィス
２０  板戻りばね
２１  中央環
２２  孔
２４  外周環
２５  同心円部分
２８  半円形部分
４６  端部フィッティング
【図１Ａ】
2014016029.tif 000003
【図１Ｂ】
2014016029.tif 000004
【図２】
2014016029.tif 000005
【図３】
2014016029.tif 000006
【図４】
2014016029.tif 000007
【図５Ａ】
2014016029.tif 000008
【図５Ｂ】
2014016029.tif 000009
【図５Ｃ】
2014016029.tif 000010
【図５Ｄ】
2014016029.tif 000011
【図５Ｅ】
2014016029.tif 000012
【外国語明細書】
2014016029000001.pdf