(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
バルブプラグを備えた空気式切替サブアセンブリーに取り付けられた電磁サブアセンブリーを有するソレノイドバルブの可動コアバネ用較正方法であって、バルブプラグは、第１に、プッシャー（１９）を介して電磁サブアセンブリー（１０）の可動コア（１８）内に位置するバネ（１７）により、第２に、バルブプラグ（１４）の下に位置するバネ（２０）により、空気式切替サブアセンブリーの本体内を移動し、かつバネ（２０）は空気式切替サブアセンブリーの下部台座（１６）の周囲に保持されており、以下の点に特徴を有するソレノイドバルブの可動コアバネ用較正方法：
−可動コア（１８）がその移動可能な位置の最下位にあるとき、力センサー（２１）が、可動コア（１８）の上面から所定の距離、即ち可動コアが実際に移動する距離と等しい距離離れた位置に、または、それが移動距離後の力に基づくバネを調節する必要があるとき、コアの面と直接接触する位置（ヨークとコアが接触）に置かれる；
−バネ（１７）が、可動コア（１８）の軸に設けられたリーミング中に設置され、かつ、その後、
−弾性割りピン（２２）が、前記バネ（１７）の背後の定位置に置かれ、センサー（２１）上のバネ（１７）によって生じた力を測定している間、コアのリーミングの中に押しやられ、
−必要な力がセンサーで測定されるとすぐに、ピンは、もはやコアの中に追いやられることはない。
【請求項２】
バネの調節に使用されるパラメーターは、第１に：
−配置バネ高さ、即ち、可動コアのバネ（１７）が、下部台座（１６）を密封するのに必要な力を与えるときの可動コア（１８）の上面と力センサー（２１）の下面との間の間隔、及び
−第２に、下部台座（１６）を密封するのに必要な力であって、これらの２つのパラメーターが計算されるか又は測定される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記ピン（２２）の穴が、両側に通じていることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記ピン（２２）が、金属ワイヤを螺旋形状に巻くことにより作られていることを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
ノーマルオープンタイプのソレノイドバルブに適用され、バネ（２０）が空気式切替サブアセンブリーに組み付けられるとき、可動コア（１８）のバネ（１７）は、該バネ（２０）により作り出される力を測定するセンサー（２１）を用いて調節されて、バネ（１７）を調節する際にバネ（２０）の力のばらつきが考慮され、２つのバネの許容誤差がバネ（１７）のセッティングにより補整されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般的にはソレノイドバルブの改良に関する。本発明は、特には、バルブプラグ（valve plug）を備えた空気式切替サブアセンブリーに組み付けられた電磁サブアセンブリー（electromagnet subassembly）から成るソレノイドバルブに適用でき、前記空気式切替サブアセンブリーが、互いに対面する２つの密封台座（sealing seatings）間に閉じ込められたバルブプラグを取り囲む本体から構成される。このバルブプラグの作動は、第１にプッシャーにより電磁サブアセンブリーの可動コア内に位置するバネによって、第２にバルブプラグの下に位置するバネ（通常、バルブプラグ・アンダースプリングと呼ばれる）によって、引き起こされ、このバネは空気式切替サブアセンブリーの下部台座の周囲に保持されており、ソレノイドバルブに電圧が加えられると、このバルブプラグ・アンダースプリングが、前記バルブプラグを空気式切替サブアセンブリーの上部台座と接触させる。停止位置において、換言すれば、ソレノイドバルブに電圧が加えられていないとき、電磁サブアセンブリーの可動コアのバネが、このコアを押してプッシャーに接触させ、かつバルブプラグをソレノイドバルブの下部チャンネルの台座上に押しやる。
【０００２】
【従来の技術】
本発明による改良は、図１及び図２を参照することにより、更によく理解される。前記図１及び図２は、従来の電磁石の、軸に沿った断面及び垂直断面を示している。
【０００３】
これら図１及び図２は、本発明が、第１に全体で符号１０で示される電磁サブアセンブリー、及び第２に全体で符号１２で示される空気式切替サブアセンブリーから成るソレノイドバルブに関することを示している。これら２つのサブアセンブリー１０及び１２を組立てるには機械的手段が用いられる。
【０００４】
空気式切替サブアセンブリー１２は、好ましくはエラストマー製のバルブプラグ１４を取り囲む本体から構成され、バルブプラグ１４は、互いに対面する２つの密封台座１５及び１６間に閉じ込められている。空気式切替サブアセンブリー１２の本体内のバルブプラグ１４の作動は、第１に、プッシャー１９によって電磁サブアセンブリー１０の可動コア１８内に位置するバネ１７により、第２に、バルブプラグを復元するためのバネ２０（バルブプラグ・アンダースプリング）により、引き起こされる。
【０００５】
停止位置において、換言すれば、電磁石に電圧が加えられていないとき、バネ１７が可動コア１８を押し、プッシャー１９を介してバルブプラグ１４をソレノイドバルブの下部チャンネルの台座１６上に押しつける。
【０００６】
可動コア１８のバネ１７により加えられる力は、下部台座１６の漏れ防止を保証し、かつこの結果を達成するのに十分でなければならず、この力は、以下の合計と等しくなければならない：
（圧力×台座１６の断面積）＋バネ２０の力＋追加密封力。
【０００７】
この点に関しては、バネ１７の力をバルブプラグの下部台座１６のエアギャップの関数として示す図３を参照されたい。
【０００８】
ソレノイドバルブが開いた位置にあるとき、換言すれば、電磁石に電圧が加えられているとき、電磁石が可動コア１８中に作る磁力は、これらの条件下でバネ１７の力より大きく、可動コア１８は、バネ１７を電磁サブアセンブリー１０の固定コア２１（またはヨーク）と接触させ、もはや如何なる力をもプッシャー１９を介してバルブプラグ１４に作用しない。そのとき、バルブプラグ１４の戻りバネ２０は、バルブプラグをサブアセンブリー１２の上部台座１５と接触させる。
【０００９】
その製造モード（特に鋼材の品質、ワイヤー径、巻き数及びピッチ、長さフリー）を考慮すると、可動コアのバネ１７は長さフリーで、したがって、“配置高さ”（“placed height”）と称される一定の所定の高さでの力を、一定の許容誤差で作り出すことができる。当座の解決法では、力は“配置高さ”で負荷の２０〜４０％が変化可能であり、この種のソレノイドバルブの性能及び小型化を改善するための最近の試みでは、ますます受入れられなくなっている。
【００１０】
現在、この問題を解決する最も頻繁に使用される方法は、製造許容誤差を低減するためにバネを選別することである。この技術は、製造むらを低減する簡単な手段であるが、依然として比較的大きなバリエーションを残し、かつ製造スクラップによりバネの製造コストを増大させている。
【００１１】
現在使用されている他の解決方法は、ソレノイドバルブが組立てられた後で可動コアバネを調整する方法である。結果的に、ヨーク、換言すれば電磁サブアセンブリーの固定コアは、その軸方向に穴が開けられ、その結果、ネジを切られたプッシャーが、Ｏリングが取り付けられて漏れを防止することができるように、その中に取り付けられる。このネジを切られたプッシャーは、その一端で電磁サブアセンブリーの可動コアのバネと接触する。ソレノイドバルブ、換言すれば、可動コアのバネ力を調整するために必要なことは、ソレノイドバルブの下部チャンネルに最大慣用圧力（maximum usage pressure）を掛け、その後、可動コアのバネが圧力下の下部台座を密封するまで、プッシャーをねじ込むことである。この周知の方法は、正確である。何故ならば、可動コアバネだけが、密封するのに必要な力をソレノイドバルブのバルブプラグの下部台座上に作用するからである。この方法の欠点は、その製造と設置コストである。即ち、この方法は、ソレノイドバルブの固定ヨークにネジ切り加工、追加部品（ねじ切りされたプッシャー）の機械加工及びアセンブリーを密封するために追加のＯリングの設置が必要である。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記技術状態から出発して、上記技術的問題を解決することを目的とし、換言すれば：
−電磁アセンブリーの可動コア中のバネの力の分散を低減すること、及び
−それが追加の密封手段を必要としない単純な方法で、空気式切替アセンブリーのバルブプラグ復元バネ（バルブプラグ・アンダースプリング）のばらつきを補整すること、を目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
したがって、本発明は、バルブプラグを備えた空気式切替サブアセンブリーに組み付けられた電磁サブアセンブリーを有するソレノイドバルブの可動コアバネ用較正方法に関し、バルブプラグは、第１に、プッシャーを介して電磁サブアセンブリーの可動コア内に位置するバネにより、第２に、バルブプラグの下に位置するバネにより、空気式切替サブアセンブリーの本体内を移動し、そして該バネは空気式切替サブアセンブリーの下部台座の周囲に保持されており、この方法は以下の点に特徴を有する：
−可動コア（１８）がその移動可能な位置の最下位にあるとき、力センサー（force sensor）が、コアの上面から所定の距離、即ち可動コアが実際に移動する距離と等しい距離離れた位置に、またはそれが移動距離後の力に基づくバネを調節する必要があるとき、コアの面と直接接触する位置（ヨークとコアが接触）に置かれる；
−バネが、可動コアの軸に設けられたリーミング（reaming）中に設置され、かつ、その後、
−弾性ピンが前記バネの背後の定位置に置かれ、センサー上のバネによって生じた力を測定している間、弾性ピンがコアのリーミングの中に押しやられ、−必要な力がセンサーで測定されるとすぐに、ピンは、もはやコアの中に押しやられることはない。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の方法の一実施例によると、バネの調節に使用したパラメーターは、第１に：
−"配置高さ"、換言すれば、バネが下部台座を密封するために必要な力を与えるときの可動コア（１８）の上面と力センサー（２１）の下面との間の間隔、及び
−第２に、下部台座を密封するのに必要な力であり、これらの２つのパラメーターが計算されるか又は測定される。
【００１５】
【実施例】
本発明の他の実施例によると、前記ピンは両側に穴が開けられている。このピンは、好ましくは金属ワイヤの螺旋巻きにより作られるか、または、筒状部品または球の形で作られていても良い。
【００１６】
本発明の方法は、ノーマルオープンタイプのソレノイドバルブに適用してもよい。この特別な適用によると、電磁サブアセンブリーの可動コアのバネは、それが空気式切替サブアセンブリーに組み付けられるとき、バルブプラグ・アンダースプリングによって生じた力を測定するセンサーを使用することにより調節され、バネ（１７）を調節する際にバネ（２０）の力のばらつきが考慮され、２つのバネの許容誤差が可動コアバネをセットすることにより、補整される。
【００１７】
本発明の他の利点及び特性は、実施例を説明する添付図面を参照した以下の記載から明らかになり、それらは如何なる限定もされない：
−図１及び図２は、本発明の方法が適用できるソレノイドバルブの軸及び垂直断面図であり、本明細書の従来技術の項で言及されており；
−図３は、可動コアバネの力（この図に付された表に示される特別の条件の下）を示す曲線を、ソレノイドバルブプラグの下部台座のエアギャップの関数として示し；
−図４は、本発明の方法の実施例を説明する模式図であり；
−図５ａ及び図５ｂは、本発明の他の実施例を示し；及び
−図６は、バルブプラグ・アンダースプリングのバネ力曲線を、通常に開いたソレノイドバルブに対するバルブプラグの移動距離の関数として示す。
【００１８】
前述のように、本発明の方法は、いかなる追加の密封手段をも必要としない単純な調節手段により、ソレノイドバルブの電磁サブアセンブリーの可動コア１８のバネ１７の製造ばらつきを補整するために設計されており、この調節は可動コア１８の中心でなされる。
【００１９】
図４参照。可動コア１８は、バネ１７がその中に取り付けることができる様な寸法に、リーミング（穿孔）により貫通されていることが分かる。本発明によるこの実施例では、力センサー２１は、可動コア１８の上面の実際の移動距離と等しい、予め定められた距離に配置される。バネは、（コアがヨークに接触する）移動距離後、その力が調節されなければならないとき、センサー２１は、コア面に直接接触する位置になければならない。バネ１７は、図４にはっきりと分かる様に、コア１８のリーミング中に位置し、弾性ピン２２がバネを支持するためにバネ１７の背後に挿入されている。この弾性ピンは、例えば金属ワイヤを螺旋状に巻いて作られてもよい。これは、また、例えば、弾性筒状部品又は球等の形に作られてもよい。
【００２０】
本発明によれば、バネ１７の調節は、割りピン２２によって、この割りピンを多少ともコア１８のリーミング中に貫通させることにより得られる。２３の様なプッシャーは、この目的のために使用することができ、また、プッシャーが割りピンを押すときに、センサー２１によりバネ１７によって作り出された力が測定される。センサー２１が必要な力を測定すると直ぐに、ピン２２はもはやコアのリーミング中には押し込まれなくなる。
【００２１】
上述の条件でバネ１７の調節の計算に取り入れられるパラメーターは、以下のとおりである：
−配置バネ高さ、換言すれば可動コアのバネ（１７）が、下部台座（１６）を密封するのに必要な力を与えるときの可動コア（１８）の上面と力センサー（２１）の下面との間の間隔（この配置高さは図４に示される）、および
−下部台座１６を密封するのに必要な力。
【００２２】
これらの２つのパラメーターは、計算されるか又は測定されるかのいずれでも良く、また、それらが分かり次第、上述の発明の調節方法を実行することができる。
【００２３】
本発明の方法は、可動コアバネ１７の力の許容誤差を１０％未満の数値に低減する手段である。調節を行なうための２２の様な弾性割りピンを使用することから構成される特徴は、以下の特別な利点を有する：
−それは連続して大量生産が容易な部品であり、したがって、高価ではなく、また、それは、上述の従来技術による解決法の一つが使用しているバネを選別するのに必要な余分なコストを支払うより、実際ずっと経済的である；
−ビット（bit）を用いて得られるものに類似した製造許容誤差を有する可動コア１８中に軸リーミングを作ることが可能であり、一方で、より厳しい許容誤差が、上述の従来技術の他の方法で使用されるねじ山を切られたプッシャーの様な機械製造の部品のしっかりとした取り付けに必要である；
−割りピン２２の穴が左右に通じるので、“ダッシュポット”効果、換言すれば、ソレノイドバルブの作動中にバネ１７が固定コア２１と接触するときに、バネ１７が取り付けられている可動コア１８のリーミング中の圧縮空気が、取り除かれる。
【００２４】
本発明の方法の他の実施例が図５ａ及び図５ｂに示される。
【００２５】
これらの例は、常態では閉じている３／２タイプのソレノイドバルブについて言及するが、それは通常オープンバージョンで供給され、その後圧力供給と排気が逆転するが、稼動チャンネルは同一のままである。本発明は、また、中で圧力が如何なるチャンネルを介しても適用できる‘万能’ソレノイドバルブに適用できる。
【００２６】
これらの適用においては、バネ１７と２０との間で下記の力の平衡を達成することもまた必要である：
可動コア１８のバネ１７の力 ＞ バルブプラグ・アンダースプリング２０の力
【００２７】
【発明の効果】
しかしながら、バルブプラグ・アンダースプリング２０は、ソレノイドバルブの上部チャンネルの台座１５での密封圧力を創造するのに十分でなければならない。これは、既述の問題点と同じ、即ち、可動コアのバネ１７の許容誤差の問題であり、本発明により解決される。
【００２８】
その解決法は、上述の方法と全く同一である。即ち、可動コア１８のバネ１７は、それが空気式切替サブアセンブリー中で組立てられるときに、また、もし、この力が、２つのバネの許容誤差がバネ１７を調節することにより補整されれば、バルブプラグ・アンダースプリング２０により生み出される力を測定することにより調節される（図５ａ、５ｂおよび図６）。
【００２９】
本発明は上記実施例に限定されること無く、その全ての変形を含むことはもちろんである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  従来のソレノイドバルブの軸に沿った垂直断面図である。
【図２】  従来のソレノイドバルブの垂直断面図である。
【図３】  可動コアバネの力（この図に付された表に示される特別の条件の下）を示す曲線を、ソレノイドバルブプラグの下部台座のエアギャップの関数として示したグラフである。
【図４】  本発明の方法の実施例を説明する模式図である。
【図５】  （ａ）及び（ｂ）は、本発明の他の実施例を示す概略垂直断面図である。
【図６】  バルブプラグ・アンダースプリングのバネ力曲線を、通常に開いたソレノイドバルブに対するバルブプラグの移動距離の関数として示すグラフである。
【符号の説明】
１０…電磁サブアセンブリー
１２…空気式切替サブアセンブリー
１４…バルブプラグ
１５…上部チャンネルの台座
１６…下部台座
１７…バネ
１８…可動コア
１９…プッシャー
２０…バネ
２１…センサー（固定コア）
２２…弾性割りピン
２３…プッシャー
【図１】
0004451602.tif 000002
【図２】
0004451602.tif 000003
【図３】
0004451602.tif 000004
【図４】
0004451602.tif 000005
【図５】
0004451602.tif 000006
【図６】
0004451602.tif 000007