(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ソレノイド動作バルブであって、
ソレノイド部と、
前記ソレノイド部に接続され、流入口と、第１および第２弁座と、流出口と、バルブ部材収容キャビティを形成する内壁とを有する本体を備えるバルブ部材部と、
前記本体内に摺動自在に配置され、一端に設けられた前記本体の内壁を摺動してシールするピストンと、他端に設けられた前記本体の内壁を摺動してシールする肩部と、前記ピストンと前記肩部との間に配置されたバルブ要素とを有するバルブ部材であって、前記バルブ要素は前記本体の前記第１及び第２弁座の間に配置され、前記第１弁座に直接当接して配置された時にバルブ閉位置を形成し、前記流入口と前記流出口とは前記バルブ部材の前記ピストンと前記肩部との間の位置で前記本体を貫通して延出するバルブ部材と、
前記第１弁座と前記流出口との間の前記本体に形成され、前記バルブ閉位置において、前記バルブ部材に沿って前記バルブ要素と前記ピストンとの間を前記流出口に向けて通る加圧流体のブリード流が流れ、前記ソレノイド動作バルブのバックフラッシュ中の前記ソレノイド動作バルブへの汚染物質の前記ソレノイド部に向けたフローに対抗するブリードポートと、
を有することを特徴とするソレノイド動作バルブ。
【請求項２】
請求項１に記載のソレノイド動作バルブにおいて、
前記本体は、前記第１弁座と前記ピストンとの間の前記バルブ部材の周囲に周方向に延出する第１流体キャビティを備え、前記第１流体キャビティは、前記流出口と流体連通することを特徴とするソレノイド動作バルブ。
【請求項３】
請求項２に記載のソレノイド動作バルブにおいて、
前記本体は、前記バルブ部材の周囲に円環状に延出し、前記ブリードポートは前記本体を径方向に貫通して前記第１流体キャビティに開口することを特徴とするソレノイド動作バルブ。
【請求項４】
請求項２に記載のソレノイド動作バルブにおいて、
前記本体は、前記第２弁座と前記バルブ部材の肩部との間で前記バルブ部材の周囲に周方向に延出する第２流体キャビティを備え、前記第２流体キャビティは、前記バルブ部材
が前記バルブ閉位置にあるとき、前記バルブ要素と前記第２弁座との間を通り、前記ブリードポートと前記第１流体キャビティとを通って前記流出口に延出する流路を介して前記流出口と流体連通することを特徴とするソレノイド動作バルブ。
【請求項５】
請求項４に記載のソレノイド動作バルブにおいて、
前記第２流体キャビティは、前記バルブ部材の肩部と前記本体の内壁との間に配置され、前記第２流体キャビティと前記ソレノイド部との間の流体フローを遮断するバルブ部材第１シール部材によって区画されることを特徴とするソレノイド動作バルブ。
【請求項６】
請求項２に記載のソレノイド動作バルブにおいて、
前記ソレノイド部内のソレノイドコイルの操作により前記バルブ閉位置から反対方向に変位したとき、前記バルブ部材は、前記バルブ要素を前記第２弁座に直接当接させるように配置してバルブ開位置を形成し、前記バルブ開位置での前記加圧流体は、前記バルブ要素と前記第１弁座との間に形成される第２流体流路を流れ、前記第２流体流路は、前記ブリードポートの流路面積よりも大きな流路面積を有することを特徴とするソレノイド動作バルブ。
【請求項７】
請求項６に記載のソレノイド動作バルブにおいて、
さらに前記バルブ部材の全長にわたって延び、前記バルブ開位置と前記バルブ閉位置との双方において前記加圧流体から隔離される均圧流路を有することを特徴とするソレノイド動作バルブ。
【請求項８】
請求項６に記載のソレノイド動作バルブにおいて、
さらに前記バルブ部材の全長にわたって延び、前記バルブ開位置において前記加圧流体から隔離される均圧流路を有し、
さらに前記均圧流路と、前記バルブ部材を前記バルブ閉位置に向けて付勢するよう継続的に作用する付勢部材を有する付勢部材チャンバとの間で流体連通するチャンバ接続流路を備えることを特徴とするソレノイド動作バルブ。
【請求項９】
圧力均衡ソレノイド動作バルブであって、
コイルを有するソレノイド部と、
前記ソレノイド部に接続され、流入口を区画する第１弁座および第２弁座と、前記流入口から軸方向に離隔される流出口と、バルブ部材収容ボアを形成する内壁とを有する本体を備えるバルブ部材部と、
前記本体の前記バルブ部材収容ボア内に摺動自在に配置されるバルブ部材であって、一端のピストンと他端の肩部との間に延び、前記バルブ部材の前記ピストン及び前記肩部と、前記本体の前記第１弁座および前記第２弁座の間に配置され、前記第１弁座と直接当接して配置された時にバルブ閉位置を構成する弾性バルブ要素を備えるバルブ部材と、
前記本体の内壁と前記バルブ部材との間の前記バルブ部材部内に形成され、前記弾性バルブ要素と前記ピストンとの間に延出する第１キャビティと、 
前記第１弁座と前記流出口との間の前記本体に形成され、前記第１キャビティに開口するブリードポートであって、前記バルブ部材が前記バルブ閉位置にあるとき、前記流入口から前記ブリードポートと前記第１キャビティとを介して前記流出口に延出する加圧流体の流路を構成するブリードポートと、
を有することを特徴とする圧力均衡ソレノイド動作バルブ。
【請求項１０】
請求項９に記載の圧力均衡ソレノイド動作バルブにおいて、
前記バルブ部材はさらに、
前記バルブ部材の肩部と前記本体の内壁との間に配置され、前記加圧流体が前記ソレノイド部に流入するのを防止する圧力境界を構成するバルブ部材第１シール部材と、
前記ソレノイド部内に主に配置されバルブ部材第１端部を構成する一体的に連結された電機子部と、
を有することを特徴とする圧力均衡ソレノイド動作バルブ。
【請求項１１】
請求項１０に記載の圧力均衡ソレノイド動作バルブにおいて、
前記バルブ部材はさらに、前記バルブ部材のピストンと前記本体の内壁との間に配置され、前記流出口に近接する別の圧力境界を構成するバルブ部材第２シール部材を備えることを特徴とする圧力均衡ソレノイド動作バルブ。
【請求項１２】
請求項１１に記載の圧力均衡ソレノイド動作バルブにおいて、
さらに前記バルブ部材収容ボアに前記ピストンに近接して配置されたピストンチャンバと、
前記ソレノイド部に配置された磁極片とを備え、バルブ閉位置において前記電機子部と前記磁極片との間に隙間が設けられ、前記コイルに通電した時、前記電機子部は前記磁極片に向けて磁気によって引きつけられ、前記隙間を低減して前記バルブ部材を前記バルブ閉位置と前記バルブ開位置との間で移動し、前記弾性バルブ要素を前記第２弁座と直接当接させることを特徴とする圧力均衡ソレノイド動作バルブ。
【請求項１３】
請求項１２に記載の圧力均衡ソレノイド動作バルブにおいて、
さらに前記バルブ部材の開口を通って前記ピストンチャンバ内に延び、反対側で前記電機子部と前記磁極片との間の前記隙間に延出する均圧流路を備え、前記加圧流体は前記バルブ部材第１シール部材および前記第２シール部材によって前記均圧流路に流入するのを妨げられることを特徴とする圧力均衡ソレノイド動作バルブ。
【請求項１４】
請求項９に記載の圧力均衡ソレノイド動作バルブにおいて、
前記バルブ部材が前記バルブ閉位置にあるとき、前記弾性バルブ要素と前記第２弁座との間に第１フロー空間が形成され、前記バルブ部材が前記バルブ閉位置にあるとき、前記加圧流体は前記第１フロー空間を通り、前記第１キャビティを介して前記流出口から前記ブリードポートに流入することを特徴とする圧力均衡ソレノイド動作バルブ。
【請求項１５】
請求項９に記載の圧力均衡ソレノイド動作バルブにおいて、
前記バルブ部材が前記バルブ開位置にあるとき、前記弾性バルブ要素と前記第１弁座との間に形成されるフロー空間をさらに備え、前記ブリードポートの流路面積は、前記フロー空間の流路面積よりも小さいことを特徴とする圧力均衡ソレノイド動作バルブ。
【請求項１６】
圧力均衡ソレノイド動作バルブシステムであって、
ソレノイド動作バルブであって、
雄ねじを有するソレノイド部と、前記ソレノイド部に接続され、流入口と、第１および第２弁座と流出口とを有する本体を備えるバルブ部材部と、前記本体内に摺動自在に配置されるバルブ部材であって、ピストンと肩部との間に延び、前記ピストン及び前記肩部と、前記第１及び前記第２弁座との間に配置され、前記第１弁座と直接当接して配置された時にバルブ閉位置を形成する弾性バルブ要素を有するバルブ部材と、前記第１弁座と前記流出口との間の前記本体に形成され、前記バルブ閉位置において、前記バルブ部材に沿って前記弾性バルブ要素と前記ピストンとの間を前記流出口に向けて通る加圧流体のブリード流が継続的に流れ、前記ソレノイド動作バルブのバックフラッシュ中の前記ソレノイド動作バルブへの汚染物質のフローに対抗するブリードポートとを有するソレノイド動作バルブと、
マニホルドであって、前記ソレノイド部の前記雄ねじを受けて前記ソレノイド動作バルブを前記マニホルドに係合する少なくとも部分的にねじが設けられたボアと、前記ブリードポートに流入する前に前記加圧流体が流れるマニホルドキャビティの一部を構成するボア壁を有する第１マニホルドボアとを有するマニホルドと、
を備えることを特徴とする圧力均衡ソレノイド動作バルブシステム。
【請求項１７】
請求項１６に記載の圧力均衡ソレノイド動作バルブシステムにおいて、
前記本体は、前記バルブ部材と協働して、 
前記第１弁座と前記流出口との間で前記バルブ部材の周囲に円環状に延出する第１流体キャビティと、
前記弾性バルブ要素と前記ソレノイド部との間で前記バルブ部材の周囲に円環状に延出する第２流体キャビティとを形成し、前記流出口は、前記バルブ部材が前記バルブ閉位置にあるとき、前記流入口と前記第２流体キャビティとに流体連通することを特徴とする圧力均衡ソレノイド動作バルブシステム。
【請求項１８】
請求項１６に記載の圧力均衡ソレノイド動作バルブシステムにおいて、
さらに前記本体の周方向スロット内に収容されて前記第１マニホルドボアの内ボア壁に当接して弾性変形することにより流体境界を構成する第１本体シール部材を備えることを特徴とする圧力均衡ソレノイド動作バルブシステム。
【請求項１９】
請求項１８に記載の圧力均衡ソレノイド動作バルブシステムにおいて、
前記バルブ部材部は、前記マニホルドの第２マニホルドボア内に摺動自在に収容されるバルブ部材スリーブを一体に備えることを特徴とする圧力均衡ソレノイド動作バルブシステム。
【請求項２０】
請求項１９に記載の圧力均衡ソレノイド動作バルブシステムにおいて、
前記第１および第２マニホルドボアは、双方ともボア長手方向軸と同軸とされることを特徴とする圧力均衡ソレノイド動作バルブシステム。
【請求項２１】
請求項２０に記載の圧力均衡ソレノイド動作バルブシステムにおいて、
さらに前記バルブ部材スリーブの周方向スロット内に配置される第２本体シール部材を備え、前記第１および第２本体シール部材は、前記加圧流体が前記ブリードポートに流入する前に流れる前記マニホルドキャビティの対向部分を構成することを特徴とする圧力均衡ソレノイド動作バルブシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、ソレノイド動作バルブに関する。
【背景技術】
【０００２】
本セクションは、必ずしも先行技術ではない本願開示事項に関連する背景情報を示すものである。
【０００３】
ソレノイド動作バルブは、ソータ、包装機械、フードプロセッサ等の追加機器を動作させる際に加圧空気などの流体を制御するものとして公知である。ソレノイドに通電されなくなった時点で、このソレノイド動作バルブを閉位置に保持するため、ばねなどの付勢部材が用いられる。また、例えば特許文献１により、バルブ内で流体圧力を均衡可能としてバルブ部材が閉位置と開位置との間を動くのに必要な電磁力を低減することも公知である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】米国特許第４５９８７３６号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
圧力均衡ソレノイド動作バルブ構造を含め、公知のソレノイド動作バルブ構造には問題点がある。通常、バルブ部材を貫通する中央流路が設けられて、バルブ部材の変位時に圧力を均一化しやすくする。流体の背圧を加えて流体システムを清浄化する用途においては、湿気およびほこりがバルブ排出口に入り込み、中央流路を通ってソレノイドアセンブリに移動しうるが、これによりソレノイドが汚染され、バルブの固着、バルブ動力の低減又は操作時間の遅延につながりうる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本セクションは、開示事項の全般的概要を示すものであり、その範囲全体又はその特徴の全ての包括的開示ではない。
【０００７】
いくつかの発明側面によれば、継続的な加圧流体のブリード流を供給するブリードポートを有するソレノイド動作バルブは、ソレノイド部を有する。バルブ部材部がソレノイド部に接続され、このバルブ部材部は、第１および第２弁座と流出口とを有する本体を備える。バルブ部材は、第１および第２弁座の間に配置されたバルブ要素を有する本体内に摺動自在に配置される。バルブ要素は、第１弁座と直接当接した時、バルブ閉位置を構成する。ブリードポートが、第１弁座とバルブ流出口との間の本体に形成され、バルブ閉位置において、バルブ本体流入口にある加圧流体のブリード流が流出口に連続的に流れる。
【０００８】
別の実施形態によれば、圧力均衡ソレノイド動作バルブは、コイルを有するソレノイド部を備える。バルブ部材部がソレノイド部に接続される。バルブ部材部は、第１および第２弁座と、第１弁座とバルブ流出口との間に配置された第１キャビティとを備える本体を有する。本体内に摺動自在に配置されたバルブ部材は、第１および第２弁座の間に配置された弾性バルブ要素を有する。弾性バルブ要素は、第１弁座と直接当接した時、バルブ閉位置を構成する。ブリードポートが、第１弁座とバルブ流出口との間の本体に形成され、第１キャビティに開口して、バルブ閉位置の第２弁座にある加圧流体がバルブ流出口を通って連続的に流出する流路を構成する。
【０００９】
他の実施形態によれば、圧力均衡ソレノイド動作バルブシステムは、雄ねじを有するソレノイド部と、ソレノイド部に接続されたバルブ部材部とを備える。バルブ部材部は、第１および第２弁座と流出口とを備える本体を有する。バルブ部材は、第１および第２弁座の間に配置された弾性バルブ要素を有する本体内に摺動自在に配置される。弾性バルブ部材は、第１弁座と直接当接した時、バルブ閉位置を構成する。ブリードポートが、第１弁座とバルブ流出口との間の本体に形成され、バルブ閉位置において、バルブ本体流入口にある加圧流体のブリード流が流出口に連続的に流れる。少なくとも一部にねじが設けられたボアを有するマニホルドが、ソレノイド部の雄ねじを受け、ソレノイド動作バルブをマニホルドに係合させる。ボア壁を有する第１マニホルドボアが、加圧流体がブリードポートに流入する前に流れるマニホルドキャビティの一部を構成する。
【００１０】
さらなる利用分野は、本願明細書に示される記載から明らかになるであろう。この概要における説明および特定の実施例は、説明のみを目的とするものであり、本開示の範囲を限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
ここに示される図面は、選択された実施形態の説明のみを目的とするものであり、可能な全ての実施を示すものではなく、本願開示事項の範囲を限定することを意図するものでもない。
【００１２】
【図１】バルブマニホルドに取り付けられた本願開示の常時ブリードポートを有するソレノイド動作バルブの部分断面正面図。
【図２】明確化のためバルブのみを示した図１の断面２における側面断面図。
【図３】バルブ閉位置にあるバルブ部材を示した図２の領域３における正面断面図。
【図４】バルブ開位置のバルブ部材を示した図３に類似の正面断面図。
【図５】別の発明側面の常時ブリードポートを有するソレノイド動作バルブの図２に類似の正面断面図。
【図６】別の発明側面の常時ブリードポートを有するソレノイド動作バルブの図５に類似の側面断面図。
【００１３】
いくつかの図面を通じて、対応する参照番号は、対応する部分を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
添付の図面を参照して、例示的実施形態をより詳細に説明する。
【００１５】
図１に示されるように、ソレノイドバルブアセンブリ１０は、バルブ部材部１４に接続されたソレノイド部１２を有する。ソレノイドバルブアセンブリ１０は、例えばレンチなどの工具が当接可能な複数の面を有してもよい係合部材１８を用いてマニホルド１６に着脱可能に接続される。この工具により、軸方向トルクをソレノイド部１２に加えて係合部材１８を変位させ、マニホルド１６の外部壁２０に直接当接可能となる。ソレノイド部１２は、マニホルド１６の部分的ねじ付ボア２４の雌ねじにねじ込まれ、係合する複数の本体ねじ２２を有する。
【００１６】
バルブ部材部１４は、ソレノイド部１２に当接する第１バルブ部材スリーブ２６を有する本体２５を備える。ソレノイド部１２の第１バルブ部材スリーブ２６とさらに一体に接続された非ねじ部２７との双方は、マニホルド１６内に形成された第１マニホルドボア２８内に収容され、ねじ付ボア２４のボア長手方向軸３５と同軸とされる。ＯリングまたはＤリング３０などの第１本体シール部材３０が、第１バルブ部材スリーブ２６の周方向スロット３１内に収容され、第１マニホルドキャビティ２８の内ボア壁と当接することによる弾性変形によって流体境界が形成される。
【００１７】
バルブ部材部１４は、マニホルド１６の第２マニホルドボア３４内に摺動自在に収容される第２バルブ部材スリーブ３２をも一体として備える。第１および第２マニホルドボア２８、３４は、双方ともボア長手方向軸３５に対して同軸とされる。マニホルド１６内に収容されると、ソレノイド部１２とバルブ部材部１４との双方を備えるソレノイドバルブアセンブリ１０は、ボア長手方向軸３５に対して同軸とされる。第１バルブ部材スリーブ２６と同様、第２バルブ部材スリーブ３２も、第２バルブ部材スリーブ３２のシール溝又は周方向スロット３７内に配置されたＯリング又はＤリングなどの第２本体シール部材３６を備える。第２本体シール部材３６は、第２マニホルドボア３４の内ボア壁と当接することによる弾性変形によって流体境界を形成し、これによりさらにマニホルド１６内にそれぞれ形成された流体供給流路３８と流体排出流路４０との双方の間の流体境界を構成する。
【００１８】
バルブ部材部１４は、さらにマニホルド１６の第２マニホルドボア３４内に自由に収容されるバルブ部材部１４の自由端を構成する第３バルブ部材スリーブ４２を備える。第３バルブ部材スリーブ４２もボア長手方向軸３５に対して同軸とされる。バルブ部材部１４の取付位置における第３バルブ部材スリーブ４２は、ボア端部壁４６に近接するものの、ボア端部壁４６との間に流体排出流路４０を構成する空隙４４を有し、これにより、流体が第３バルブ部材スリーブ４２を越え、流体排出流路４０を通って排出可能となる。
【００１９】
ソレノイドバルブアセンブリ１０は、ソレノイド部１２から延出する電気的接続部４８をも有する。電気的接続部４８により、ソレノイド部１２に電力を供給する電力供給接続部が構成される。電気的接続部４８には、通常、配線又は配線ハーネス（図示略）が接続され、電源（図示略）に接続される。
【００２０】
図２および再び図１を参照すると、バルブ部材部１４は、バルブ部材部１４の対応するねじ５１に螺合されるソレノイド部１２の複数の本体雌ねじ５０を用いてソレノイド部１２に螺合され、この本体雌ねじ５０はソレノイド部１２の本体延長部５２上に形成される。バルブ部材５３がバルブ部材部１４中に軸方向摺動自在に配置され、部分的にソレノイド部１２中に延出する。図示されるバルブ閉位置において、圧縮ばねなどの付勢部材５４により、バルブ部材５３を第１変位方向“Ａ”に付勢するよう継続的に作用する付勢力が加えられる。バルブ部材５３をバルブ開位置に移動するには、ソレノイド部１２に通電し、バルブ部材５３を反対の第２変位方向“Ｂ”に変位させることで、付勢部材５４を圧縮する。付勢部材５４を圧縮することで、ソレノイド部１２に通電されなくなった時点で、バルブ部材５３をバルブ閉位置まで第１変位方向“Ａ”に復帰させる蓄積エネルギーが得られる。
【００２１】
付勢部材５４は、付勢部材チャンバ５５内に配置される。付勢部材５４は、バルブ部材５３の肩部５６と、ソレノイド部１２内に摺動自在に収容されるブッシュ５８との間に配置される。付勢部材チャンバ５５が、本体２５の内部対向側面５９上のソレノイド部１２の本体延長部５２の近傍に配置される。ブッシュ５８もバルブ部材の変位中にバルブ部材５３を摺動自在に収容し、軸方向に案内する。
【００２２】
バルブ部材５３は、さらに例えばポリマー材料又はゴムなどの弾性材料からなる弾性バルブ要素６０を備え、この弾性バルブ要素６０は、オーバーモールド成形によりバルブ部材５３の外径に固定される。弾性バルブ要素６０には、成形中の形状加工、又は機械加工によってバルブ要素第１側面６２が設けられる。バルブ閉位置において、バルブ要素第１側面６２は本体２５の周方向第１弁座６４と直接当接して、本体２５の流入口６６に存在する空気などの加圧流体が、第１弁座６４とバルブ流出口７０との間に配置された第１流体キャビティ６８に流入するのをほぼ防止する。バルブ閉位置において、この加圧流体は、弾性バルブ要素６０のバルブ要素第２側面７４と第２弁座７６との間に形成された開放流路７２において本体２５に流入する。これにより、流入口６６での加圧流体は、弾性バルブ要素６０とソレノイド部１２との間の本体２５内に位置する本体２５の第２流体キャビティ７８に流入可能となる。第２流体キャビティ７８は、弾性バルブ要素６０とバルブ部材５３の肩部５６との間に配置されるＯリングまたはＤリング７８などの、バルブ部材５３と本体２５の内壁８２との間に弾性シールを構成するバルブ部材第１シール部材８０により区画される。
【００２３】
バルブ部材５３に作用する圧力を迅速に均一化し、バルブ部材５３を第１変位方向“Ａ”又は第２変位方向“Ｂ”に摺動可能とするため、バルブ部材５３はさらに、遷移領域８６および小径貫通流路８８とを介してバルブ部材５３の第１端部の開口９０と常時連通する軸方向均圧流路８４を備える。いくつかの実施形態において、均圧流路８４、遷移領域８６および貫通流路８８は、互いにボア長手方向軸３５に対して同軸とされる。
【００２４】
したがって、均圧流路８４と貫通流路８８とは、合わせてバルブ部材５３の全体にわたって延出する。均圧流路８４の開口９０に対する反対側又は第２端部は、ピストンチャンバ９２に開口する。ピストンチャンバ９２は、バルブ部材５３の端部に形成されるピストン９４を摺動自在に収容する。ピストンチャンバ９２は、シリンダヘッド９６内に形成されて、本体２５の自由端を構成する。Ｏリング又はＤリングなどのバルブ部材第２シール部材９８が設けられて、ピストンチャンバ９２内でのピストン９４の摺動動作を可能としつつ、ピストン９４とピストンチャンバ９２の内壁１００との間に摺動流体シールを構成する。
【００２５】
バルブ部材電機子部１０２もバルブ部材５３と一体に設けられ、電機子部１０２がバルブ部材５３の第１端部を構成し、ピストン９４がバルブ部材５３の第２端部を構成する。いくつかの実施形態において、電機子部１０２、およびピストン９４を含むバルブ部材５３は、バルブ部材５３全体にわたって連結ジョイントを要しないように機械加工または成形された単一の均質な材料から形成される。電機子部１０２は平坦端面１０４を備える。電機子部１０２は、ソレノイド部１２が通電される際、磁極片１０６に向けて磁気により引っ張られる。バルブ閉位置において、一般に、バルブ部材５３をバルブ閉位置と開位置との間で移動可能とするのに必要な距離が得るため、隙間１０８が電機子部１０２の端面１０４と磁極片１０６との間に設けられる。
【００２６】
引き続き図１および２を参照すると、ソレノイドバルブアセンブリ１０が図示されるバルブ閉位置にある場合、流入口６６でのほぼ汚染物質が含まれない加圧流体は、第１シール部材８０によってシールされる第２流体キャビティ７８に流入し、第２流体キャビティ７８を加圧する。流入口６６で示されるシステム圧力にある第２流体キャビティ７８が継続的に加圧された状態は、均圧流路８４、付勢部材チャンバ５５およびソレノイド部１２のソレノイド部材と隔離される。
【００２７】
バルブ部材電機子部１０２は、ブッシュ５８内に摺動自在に配置され、バルブ部材５３の第１位変位方向“Ａ”又は第２変位方向“Ｂ”のいずれかへの摺動動作中に、バルブ部材５３が軸方向にアライメントを維持しやすくする。バルブ部材５３をバルブ閉位置から離れる方向に動かすため、電気エネルギーがソレノイド部１２に供給され、磁極片１０６を介して磁界を形成し、この磁界が電機子部１０２に作用して電機子部１０２が引きつけられる。磁界が磁極片１０６を介して加えられると、バルブ部材５３は、電機子部１０２の端面１０４が磁極片１０６に当接するか、近接するまで第２変位方向“Ｂ”に磁気的に変位し、これにより隙間１０８が減少ないし閉塞される。この時、弾性バルブ要素６０のバルブ要素第２側面７４は、第２弁座７６に当接して、流入口６６の加圧流体を第２流体キャビティ７８から隔離する。加圧流体が第２流体キャビティ７８内に実質的に保持され、これによりバルブ排出側の汚染物質がソレノイド部材に到達することが引き続き抑制される。
【００２８】
さらにバルブ部材５３を軸方向に変位しやすくするため、バルブ部材電機子部１０２は、ブッシュ５８から軸方向に延出するブッシュスリーブ１１０内に摺動自在に収容される。空隙がブッシュスリーブ１１０とバルブ部材電機子部１０２との間に維持される。ブッシュスリーブ１１０は、ソレノイド部１２内に配置されるコイル保持部材１１２内に摺動自在に収容される。コイル保持部材１１２には、通電時に磁極片１０６を介して磁界を誘導する電線の巻き線としてのコイル１１４が設けられる。磁極片１０６の軸方向位置は、磁極片１０６をソレノイド部１２の本体ヘッド１０７内に螺合して収容された磁極片ねじ１１６に対して回転することで調節可能である。磁極片１０６をこのように軸方向に変位させることで、操作者は隙間１０８の幅を調整して、ソレノイドバルブアセンブリ１０の開閉時間を制御可能であり、さらにソレノイドバルブアセンブリ１０の操作可能期間中の弾性バルブ要素６０の摩耗を調整可能である。
【００２９】
弾性スペーサ１１８が、ブッシュ５８と本体２５の端部との間に配置される。弾性スペーサ１１８は、所定のスロット又はキャビティ内に収容されるものではなく、自由に配置されて本体２５とブッシュ５８との間で弾性反発部材として作用する。弾性スペーサ１１８により、本体２５とブッシュ５８との双方に当接した場合に、本体２５とブッシュ５８との間を追加的にシールすることもできる。いくつかの発明側面によれば、少なくとも一つのコネクタピン１２０が電気的接続部４８に設けられて、コイル１１４に電気エネルギーを供給する。コネクタピン１２０は、コネクタピン１２０をその周囲環境から隔離する電気コネクタ（図示略）を摩擦力が生じる状態で収容する大きさのコネクタキャビティ１２２内に配置される。電気エネルギーがコネクタピン１２０を通ってコイル１１４に供給されると、磁極片１０６を介して生じた磁界によりバルブ部材電機子部１０２が引きつけられ、バルブ部材５３が第２変位方向“Ｂ”に変位し、これにより流入口６６とバルブ流出口７０との間でバルブ部材部１４を通る流路が開く。
【００３０】
ソレノイドバルブアセンブリ１０の操作中、マニホルド１６の排出流路を水などの加圧流体によってバックフラッシュ（ｂａｃｋ−ｆｌｕｓｈ）することが一般的である。このバックフラッシュ操作により、マニホルド１６内の汚染物質がバルブ流出口７０に流入するよう誘導され、最終的にソレノイドバルブアセンブリ１０のソレノイド部品に向けて移動する可能性がある。マニホルド１６の流体排出流路４０内に存在しうる油又は粒子状物質などの汚染物質がバルブ流出口７０に入り込むのをさらに低減するため、加圧流体の継続的なブリード流がバルブ流出口７０から流出する。このブリード流は、バルブ部材５３がバルブ開位置にあるときに生じる加圧流体の全体流量の一定割合である。したがって、汚染物質は流体キャビティ６８および／又は均圧流路８４から排除され、ソレノイド部品に到達しないようにされる。このブリード流を生じさせるため、ソレノイドバルブアセンブリ１０は、継続的に加圧されるブリードポート１２４を備える。システムのバックフラッシュ操作中、ソレノイドバルブアセンブリ１０はバルブ閉位置にあることになる。本体２５の流入口６６のほぼ清浄な加圧流体が、ブリードポート１２４を介して流体キャビティ６８から継続的に流出し、バルブ流出口７０を通って流出することにより、バルブ流出口７０から加圧流体が外部に継続的に流出することになる。
【００３１】
図３および再び図１−２を参照すると、ブリードポート１２４を用いた加圧流体の流路は以下の通りである。流入口６６の加圧流体は、バルブ閉位置において、弾性バルブ要素６０のバルブ要素第２側面７４と第２弁座７６との間に形成される開放された第１流路１２６を通って自由に移動可能である。ブリードポート１２４に流入するのに先だって、加圧流体は、第２マニホルドボア３４内の第１および第２本体シール部材３０、３６、マニホルド１６の第２ボア３４の内壁１２７、および本体２５の外壁１２９によって構成される延長部を有するマニホルドキャビティ１２８を通って流れる。ブリードポート１２４が、第１弁座６４と第２本体シール部材３６との間に配置された本体２５の一部内のバルブ部材部１４の本体２５を通って形成される。ブリードポート１２４の径“Ｃ”は、バルブ部材５３がバルブ閉位置にあるときに、加圧流体が継続的に流通可能なように選択される。加圧流体はマニホルドキャビティ１２８に流入した後、ブリードポート１２４を内向きに流れて、第１弁座６４とバルブ流出口７０との間で本体２５内部に形成された第１流体キャビティ６８に流入する。第１流体キャビティ６８は、バルブ部材５３と本体２５の内壁１３０との間の本体２５でも区画される。流体キャビティ６８に流入した加圧流体のブリード流がバルブ流出口７０に充満し、バルブ流出口７０から継続的な外向き流れ方向“Ｄ”に流出する。したがって、バックフラッシュ操作中であっても、外向き流れ方向“Ｄ”の加圧流体の継続的な流出フローにより、汚染物質が流出口７０に流入するのがほぼ防止される。
【００３２】
図４および再び図１−３を参照すると、第２変位方向“Ｂ”の変位後にバルブ開位置にあるバルブ部材５３が示される。上述のように、バルブ部材５３を変位させるため、コイル１１４が通電されて磁極片１０６を介して磁界が形成され、これにより、電機子部１０２、ひいてはバルブ部材５３が磁極片１０６に向け第２変位方向“Ｂ”に磁気的に引きつけられる。バルブ開位置において、バルブ要素第２側面７４が第２弁座７６と直接当接し、したがって開放された第２流路１３２が、バルブ要素第１側面６２と第１弁座６４との間に形成される。したがって、加圧流体が第２流路１３２を通って流体キャビティ６８に流入し、バルブ流出口７０を介して流出する。第２流路１３２の流路面積“Ｅ”は、ブリードポート１２４の径“Ｃ”によって形成される流路面積“Ｆ”よりも著しく大きく、したがって流体が最も小さい抵抗の流路をとることにより、バルブ部材５３がバルブ開位置にあるとき、ブリードポート１２４を通って加圧流体の流れが生じることはほとんど、あるいは全くない。
【００３３】
ブリードポート１２４の径“Ｄ”は、異なるバルブ構造の間で異なっても良く、これによって、より大きな又は小さなブリード流が生じうる。ブリード流は、システムの動作圧力を増減することによっても変化する。これらの特徴は、バルブサイズ、バルブにより制御される流体、必要なバルブ動作又はサイクルタイム、システムコンプレッサの大きさ／動作圧力などのパラメータに基づき予め定められる。加えて、本明細書では空気が例示的な加圧流体とされるものの、本願開示のバルブ構造は、液体又は気体状態のものを含む他の流体についても利用可能である。
【００３４】
図５および再び図１−４を参照すると、別の発明側面におけるソレノイドバルブアセンブリ１３４は、ソレノイドバルブアセンブリ１０から変形され、したがって相違点のみが以下述べられる。ソレノイドバルブアセンブリ１３４は、ピストンチャンバ９２’と常時連通する軸方向均圧流路８４’を備える摺動バルブ部材１３８を有するバルブ部材部１３６を含むが、二つの側面延長流路を有するように変形される。第１側面延長流路１４０は、均圧流路８４’から法線方向に延び、第２流体キャビティ７８’に開口する。第２側面延長流路１４２は、均圧流路８４’から法線方向に延び、かつ均圧流路８４’と連通し、付勢部材チャンバ５５’に開口する。バルブがバルブ閉位置にあるとき、流入口６６’での通常加圧された流体は、したがって均圧流路８４’、ピストンチャンバ９２’、付勢部材チャンバ５５’および隙間１０８’に存在し、したがって、ソレノイド部１２のソレノイド部品を加圧する。ブリードポート１２４’は、ブリードポート１２４と同様に機能して、流出口７０’から加圧流体の継続的なフローを提供する。
【００３５】
図６および再び図５を参照すると、別の発明側面におけるソレノイドバルブアセンブリ１４４は、ソレノイドバルブアセンブリ１３４から変形され、したがって相違点のみが以下述べられる。ソレノイドバルブアセンブリ１４４は、遷移領域８６’と小径貫通流路８８’とを介して隙間１０８’と常時連通する軸方向均圧流路８４’を備える摺動バルブ部材１４８を有するバルブ部材部１４６とを含むが、単一の側面延長流路のみを有するように変形される。第１側面延長流路１４０’は、均圧流路８４’から法線方向に延び、流体キャビティ７８’に開口する。ソレノイドバルブアセンブリ１３４の第２側面延長流路１４２は、バルブ部材１４８から省略される。均圧流路８４’は、図２を参照して述べられるブッシュスリーブ１１０とバルブ部材電機子部１０２との間に保持される空隙を介して付勢部材チャンバ５５’と直接連通する。バルブがバルブ閉位置にあるとき、流入口６６’での通常加圧された流体は、したがって均圧流路８４’、ピストンチャンバ９２’、および隙間１０８’に存在し、したがって、ソレノイド部１２のソレノイド部品を加圧する。ブリードポート１２４’は、ブリードポート１２４と同様に機能して、流出口７０’から加圧流体の継続的なフローを提供する。
【００３６】
いくつかの発明側面によれば、継続的な加圧流体のブリード流を供給するブリードポート１２４を有するソレノイド動作バルブ１０は、さらにソレノイド部１２を有する。バルブ部材部１４がソレノイド部１２に接続される。バルブ部材部１４は、第１および第２弁座６４、７６と流出口７０とを備える本体２５を有する。バルブ部材５３は、第１および第２弁座６４、７６の間に配置されたバルブ要素６０を有する本体２５内に摺動自在に配置される。バルブ要素６０は、第１弁座６４と直接当接した時、バルブ閉位置を構成する。ブリードポート１２４が第１弁座６４とバルブ流出口７０との間の本体２５に形成され、バルブ閉位置において、本体流入口６６にある加圧流体のブリード流が、ブリードポート１２４を通して流出口７０に継続的に流れる。
【００３７】
別の実施形態によれば、圧力均衡ソレノイド動作バルブ１０は、コイル１１４を有するソレノイド部１２を備える。バルブ部材部１４がソレノイド部１２に接続される。バルブ部材部１４は、第１および第２弁座６４、７６と、第１弁座６４とバルブ流出口７０との間に配置された第１キャビティ６８とを備える本体２５を有する。本体２５内に摺動自在に配置されたバルブ部材５３は、第１および第２弁座６４、７６の間に配置された弾性バルブ要素６０を有する。弾性バルブ要素６０は、第１弁座６４と直接当接した時、バルブ閉位置を構成する。ブリードポート１２４が第１弁座６４とバルブ流出口７０との間の本体２５に形成され、第１キャビティ６８に開口してバルブ閉位置において第２弁座７６にある加圧流体がバルブ流出口７０を通って継続的に流出する流路を構成する。
【００３８】
例示的実施形態を、本願開示を十全なものとし、当業者にその範囲を十分に伝えるよう示している。本願開示の実施形態の十全な理解を提供するため、具体的な構成要素、素子及び方法の例など、数多くの具体的詳細を記載している。当業者にとって、具体的な詳細を用いる必要はなく、例示的実施形態は多くの異なる形態で実装可能であり、また本願開示を限定するものと解釈すべきでないことは明らかであろう。いくつかの例示的実施形態において、公知の方法、公知の素子構造及び公知の技術は、詳細に記載されない。
【００３９】
本明細書中で用いられる用語は、具体的な例示的実施形態を記述することのみを目的とするものであり、限定的であることを意図しない。本明細書で使用される際、単数形は、明示されていない限り複数形も含むことを意図する。用語「備える」、「備えて」、「含んで」および「有して」は包括的であり、述べられた特徴、整数、工程、操作、要素、および／または部品の存在を特定する。しかし、１以上の特徴、整数、工程、操作、要素、部品および／または群の存在または追加を排除するものではない。本明細書で記載される方法工程、プロセスおよび操作は、実行順序として詳細に特定されない限り、必ずしも記載または図示された特定の順序で実行を要するものと解釈されるべきではない。追加工程または代替工程が用いられてもよいことも理解されるであろう。
【００４０】
要素または層が、他の要素または層「上に」ある、「に係合」、「に接続」または「に連結」すると記される場合、この要素または層は直接に他の要素または層上にあるか、係合、接続、または連結してもよい。または、介在要素または層があってもよい。一方、要素が、他の要素または層の「直接上に」ある、「に直接係合」、「に直接接続」または「に直接連結」すると記される場合、介在要素または層は存在しなくてよい。要素同士の関係を説明するのに使用される他の文言（例えば、「の間に」と「直接…の間に」、「隣接して」と「直接隣接して」など）は、同様に解釈されるべきである。本明細書で用いられる際、用語「および／または」は１以上の関連づけられたリスト項目の全ての組み合わせを含む。
【００４１】
第一、第二、第三等の用語が各種要素、部品、領域、層および／または切断面を説明するために本明細書で使用されるが、これらの要素、部品、領域、層および／または切断面はこれらの用語により限定されるものではない。これらの用語は、ある要素、部品、領域、層および／または切断面を他の領域、層または切断面から区別するためにのみ使用されてもよい。本明細書で使用される際の「第一」「第二」のような用語および他の数に関する用語は、文脈で明示されない限り、配列または順序を意味しない。したがって、下記で論じられる第一要素、部品、領域、層および／または切断面は、実施例の教示から逸脱することなく第二要素、部品、領域、層および／または切断面と称されることも可能である。
【００４２】
「インナー」、「アウター」、「真下に」、「下に」、「下側の」「上に」、「上部に」等のような空間的に相対的な用語が、図示する際、ある要素または特徴と他の要素または特徴との関係の記載を容易にするために、本明細書で使われてもよい。空間的に相対的な用語は、図示される向きに加えて、使用時または操作時における装置の異なる向きを包含するとしてもよい。例えば、図の装置がひっくり返ると、他の要素または特徴の「下に」または「真下に」と記載される要素は、他の要素または特徴の「上に」置かれるだろう。このように、例示の用語「下に」は上と下両方への向きを包含することが可能である。装置は他方向に向かされてもよい（９０度回転または他の向きに）。本明細書で使用される空間関連記述子は適宜解釈される。
【００４３】
実施形態に関する上記記載は、図解および説明の目的で提供される。網羅的または開示事項を限定することを意図しない。特定の実施形態の個別の要素または特徴は、一般にその特定の実施形態に限定されないが、適用可能な場合には、詳細に図示または説明されないとしても選択された実施形態で交換可能であり、使用可能である。同じものが多くの点で変更されてもよい。そのような変更は本開示事項からの逸脱とはみなされない。そのような修正は全て本開示事項の範囲内に含まれることが意図される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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