(57)【要約】【課題】流量及びストローク量をいずれも満足する、ポペット式電磁弁の組付け方法を提供する。【解決手段】要求されたストローク量を満足するように、弁座２をコア３に圧入して組付ける、ポペット式電磁弁の組付け方法であって、弁座２を仮圧入した状態で弁座２のオリフィスの面積Ａ１を推定する工程（ステップＳ２）と、推定された前記オリフィスの面積Ａ１に基づいて、前記ストローク量を満足するように目標流量を決定する工程（ステップＳ３）と、決定された前記目標流量を満足するように弁座２をコア３に本圧入する工程（ステップＳ４）と、を備える、ポペット式電磁弁の組付け方法。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
要求されたストローク量を満足するように、弁座をコアに圧入して組付ける、ポペット式電磁弁の組付け方法であって、
前記弁座を仮圧入した状態で前記弁座のオリフィスの面積を推定する工程と、
推定された前記オリフィスの面積に基づいて、前記ストローク量を満足するように目標流量を決定する工程と、
決定された前記目標流量を満足するように前記弁座を前記コアに本圧入する工程と、を備える、
ポペット式電磁弁の組付け方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポペット式電磁弁の組付け方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ポペット式電磁弁は、弁体が弁座シート面から直角方向に移動する形式の電磁バルブである。
例えば特許文献１には、ポペット式電磁弁を組付ける方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−０６３２８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
発明者らは、ポペット式電磁弁を組付ける方法に関し、以下の課題を見出した。
特許文献１に開示されている技術では、目標流量を満たすように弁座を圧入している。しかしながら、ポペット式電磁弁のストローク量は、弁座のオリフィス径の大きさに応じて、変動する。そのため、特許文献１に開示された方法で組付けられたポペット式電磁弁は、目標流量を満足していても、要求されるストローク量を満足していない虞がある。
【０００５】
本発明は、このような課題に鑑みなされたものであり、流量及びストローク量をいずれも満足する、ポペット式電磁弁の組付け方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するための一態様は、要求されたストローク量を満足するように、弁座をコアに圧入して組付ける、ポペット式電磁弁の組付け方法であって、前記弁座を仮圧入した状態で前記弁座のオリフィスの面積を推定する工程と、推定された前記オリフィスの面積に基づいて、前記ストローク量を満足するように目標流量を決定する工程と、決定された前記目標流量を満足するように前記弁座を前記コアに本圧入する工程と、を備える。
【０００７】
本発明に係るポペット式電磁弁の組付け方法は、弁座を仮圧入した状態で弁座のオリフィスの面積を推定する工程と、推定されたオリフィスの面積に基づいて、ストローク量を満足するように目標流量を決定する工程と、決定された目標流量を満足するように弁座をコアに本圧入する工程と、を備える。したがって、要求されたストローク量を満足しつつ目標流量を満足するように、弁座２をコア３に圧入することができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、流量及びストローク量をいずれも満足する、ポペット式電磁弁の組付け方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本実施の形態に係るポペット式電磁弁の模式断面図である。
【図２】本実施の形態に係るポペット式電磁弁の組付け方法を示すフローチャートである。
【図３】仮圧入時における、ポペット式電磁弁の模式断面図である。
【図４】ポペット式電磁弁の一部拡大模式断面図である。
【図５】ストローク量と流量との関係を示すグラフである。
【図６】要求ストローク近傍における、ストローク量と流量との関係を示すグラフである。
【図７】弁座を本圧入する工程を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明を適用した具体的な実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。ただし、本発明が以下の実施の形態に限定される訳ではない。また、説明を明確にするため、以下の記載及び図面は、適宜、簡略化されている。
【００１１】
まず、図１を参照して、本実施の形態に係るポペット式電磁弁の組付け方法によって組付けられたポペット式電磁弁（本実施の形態に係るポペット式電磁弁）の構成について説明する。図１に示すように、ポペット式電磁弁１は、弁座２、コア３、ポペット弁４、プランジャー５、スプリング６、及びヨーク７を備える。コア３、ポペット弁４、プランジャー５、スプリング６、及びヨーク７は、図示しないスリーブに格納されている。
【００１２】
弁座２は、両端部が開口した、筒状の構造体である。弁座２は、コア３に圧入されている。コア３は、筒状の構造体である。コア３の側壁には、貫通孔が形成されている。弁座２は、コア３に形成された貫通孔を覆わないように、コア３の一方の端から圧入されている。コア３の他方の端には、ポペット弁４が摺動可能に保持されている。
【００１３】
ポペット弁４は、摺動方向に伸びる構造体である。ポペット弁４は、側面が常にコア３の内周面に接触した状態で摺動することができる。したがって、弁座２のコア３に圧入されていない側の端から導入された流体は、弁座２とポペット弁４との間を通り、コア３に形成された貫通孔から排出される。また、ポペット弁４の弁座２側の端は、弁座２のポペット弁４側の端に接触可能である。ポペット弁４を弁座２に接触させることによって、弁座２内に導入された流体の流れを止めることができる。ポペット弁４の摺動可能長さをストローク量とする。
【００１４】
プランジャー５は、凹部を有する構造体である。プランジャー５に形成された凹部には、ポペット弁４がコア３に向かって突出するように嵌め込まれている。つまり、ポペット弁４のコア３に保持されていない側の端は、プランジャー５によって覆われている。プランジャー５は、図示しないスリーブに格納されている。プランジャー５は、スリーブ内を摺動することができる。したがって、プランジャー５は、ポペット弁４の摺動に伴って動くことができる。
【００１５】
プランジャー５のポペット弁４が突出していない側の端には、スプリング６が配置されている。スプリング６は、通常、プランジャー５をコア３に向かって押圧している。スプリング６は、ヨーク７に格納されている。ヨーク７は、凹部が形成された構造体である。スプリング６は、ヨーク７に形成された凹部に格納されている。
【００１６】
スプリング６によってプランジャー５がコア３に向かって押圧されると、プランジャー５及びポペット弁４は、コア３に向かって摺動する。コア３に向かって摺動したポペット弁４は、弁座２に接触する。ポペット弁４が弁座２に接触していると、弁座２内を通る流体の流れが停止する。つまり、ポペット式電磁弁１が閉状態となる。
【００１７】
ポペット式電磁弁１は、図示しない上下動機構を備える。上下動機構は、プランジャー５をコア３から離すように動かすことができる。プランジャー５をコア３から離すと、ポペット弁４が弁座２から離れる。ポペット弁４が弁座２から離れると、弁座２内を流体が通ることができる。つまり、ポペット式電磁弁１が開状態となる。
【００１８】
次に、図２〜６を参照して、本実施の形態に係るポペット式電磁弁の組付け方法について説明する。図２は、本実施の形態に係るポペット式電磁弁の組付け方法を示すフローチャートである。図３は、仮圧入時における、ポペット式電磁弁の模式断面図である。図４は、ポペット式電磁弁の一部拡大模式断面図である。図５は、ストローク量と流量との関係を示すグラフである。図６は、要求ストローク近傍における、ストローク量と流量との関係を示すグラフである。
【００１９】
図２に示すように、本実施の形態に係るポペット式電磁弁の組付け方法は、少なくとも、オリフィスの面積を推定する工程（ステップＳ２）と、目標流量を決定する工程（ステップＳ３）と、弁座２を本圧入する工程（ステップＳ４）と、を備え、さらに、弁座２を仮圧入する工程（ステップＳ１）等の工程を備えていてもよいものとする。
【００２０】
まず、弁座２を仮圧入する工程（ステップＳ１）を行う。弁座２を仮圧入する工程（ステップＳ１）では、図３に示すように、図１に示す本圧入時に比較して、弁座２がポペット弁４から離間するように圧入する。すなわち、ストローク量が大きくなるように、弁座２を圧入する。なお、コア３、ポペット弁４、プランジャー５、スプリング６、及びヨーク７は、通常ステップＳ１を行う前に、格納する工程において、図示しないスリーブに格納される。スリーブは、有底の筒状部材である。格納する工程では、ヨーク７、スプリング６、プランジャー５、ポペット弁４、コア３の順に、各部材をスリーブに格納する。
【００２１】
図４は、ポペット式電磁弁１の一部拡大模式断面図である。図４は、ポペット弁４が弁座２から最も離間するように位置している場合を図示している。なお、図４に示す点線は、ポペット弁４が最も弁座２側に位置している場合を示す。図４に示すＬは、ストローク量である。図４に示すＡは、コア３に形成された貫通孔において最も狭い部分、すなわちオリフィスである。オリフィスＡの面積を、Ａ１とする。
【００２２】
図４に示すように、ポペット弁４の弁座２側の端部は、直径Ｄｂの半球状である。ポペット弁４が最も弁座２側に位置している際において、ポペット弁４と弁座２との接点と、ポペット弁４の端部の中心と、を結ぶ線が、ポペット弁４の摺動方向に対して成す角度をθｂとする。
【００２３】
ポペット弁４が弁座２から最も離間するように位置している際において、ポペット弁４と弁座２とが最も近づいている部分の距離をｒとする。ポペット弁４と弁座２とが最も近づいている部分は、ポペット弁４の端部の中心からポペット弁４の摺動方向に対して角度θｂで延びる直線状に位置している。したがって、距離ｒは、以下の数式（１）を満たす。
【数１】
2020112182.tif 000003
【００２４】
図４に示すＤｌは、ポペット弁４が弁座２から最も離間するように位置している際においてポペット弁４と弁座２とが最も近づいている部分、の弁座２側の端を結ぶ円の直径である。図４に示すＤｓは、ポペット弁４が弁座２から最も離間するように位置している際においてポペット弁４と弁座２とが最も近づいている部分、のポペット弁４側の端を結ぶ円の直径である。ポペット弁４が弁座２から最も離間するように位置している場合において、ポペット弁４と弁座２との間における開口部の面積をＡ２とする。
【００２５】
面積Ａ２は、直径Ｄｌ、母線の長さ（Ｄｂ／２＋ｒ）の円錐の側面積と、直径Ｄｓ、母線の長さＤｂ／２の円錐の側面積と、の差分である。すなわち、面積Ａ２は、以下の数式（２）によって計算される。数式（１）、（２）に示すように、面積Ａ２は、ストローク量Ｌに伴って大きくなる。
【数２】
2020112182.tif 000004
【００２６】
ポペット弁４がコア３に圧入されたポペット式電磁弁１の流量Ｑは、以下の数式（３）に示すように計算される。なお、ΔＰは、弁座２側における圧力とポペット弁４側における圧力との差分（差圧）である。Ｋは、係数である。
【数３】
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【００２７】
数式（３）に示すように、面積Ａ２が面積Ａ１に対して十分大きい場合、流量Ｑに面積Ａ２が与える影響が小さい。面積Ａ２は、ストローク量Ｌを大きくすることによって、大きくすることができる。図５は、ストローク量Ｌと流量Ｑとの関係を示すグラフである。図５に示すように、ストローク量Ｌを十分大きくすると、流量Ｑがストローク量Ｌから受ける影響が小さい。したがって、ストローク量Ｌを十分大きくした状態で流量Ｑを計測することによって、面積Ａ１の大きさを推定することができる。
【００２８】
オリフィスの面積を推定する工程（ステップＳ２）では、弁座２がコア３に仮圧入された状態で、ポペット式電磁弁１の流量Ｑを測定する。弁座２がコア３に仮圧入されていると、ポペット弁４のストローク量Ｌが十分大きくなる。したがって、流量Ｑに面積Ａ２が与える影響が小さい。そのため、流量Ｑから面積Ａ１を推定することができる。
【００２９】
次に、目標流量を決定する工程（ステップＳ３）を行う。図６に示すＬ１は、狙いストローク量である。また、図６に示す要求ストローク量は、ポペット式電磁弁１が満たすべきストローク量の範囲である。狙いストローク量Ｌ１は、要求ストローク量内である。ステップＳ３では、ステップＳ２において推定された面積Ａ１と狙いストローク量Ｌ１から計算される面積Ａ２とを数式（３）に代入し、目標流量を決定する。
【００３０】
図６に示すように、オリフィスの面積Ａ１が小さい場合、目標流量をＱａとする。また、オリフィスの面積Ａ１が大きい場合、目標流量をＱｂとする。図５及び図６に示すように、オリフィスの面積Ａ１が大きい場合、オリフィスの面積Ａ１が小さい場合に比較して、流量Ｑが多くなる。つまり、Ｑｂは、Ｑａに比較して、多い。このように、ステップＳ３において決定される目標流量は、オリフィスの大きさに応じて適宜変更される。
【００３１】
次に、弁座２を本圧入する工程（ステップＳ４）を行う。ステップＳ４では、ステップＳ３において決定された目標流量を満たすように弁座２をコア３に圧入して組付ける。上記のステップＳ１〜Ｓ４を実施することによって、流量及びストローク量をいずれも満足するようにポペット式電磁弁１を組付けることができる。
【００３２】
次に、図７を参照して、弁座２を本圧入する工程（ステップＳ４）について詳細に説明する。図７は、弁座を本圧入する工程を示すフローチャートである。図７に示すように、弁座２を本圧入する工程（ステップＳ４）は、弁座２を圧入する工程（ステップＳ４１）と、流量Ｑを計測する工程（ステップＳ４２）と、流量Ｑが目標範囲内であるか否かを判定する工程（ステップＳ４３）と、を備える。
【００３３】
図７に示すように、弁座２を本圧入する工程（ステップＳ４）では、まず、弁座２を圧入する工程（ステップＳ４１）を行う。ステップＳ４１では、弁座２をコア３に圧入する。次に、流量Ｑを計測する工程（ステップＳ４２）を行う。ステップＳ４２では、ステップＳ４１において弁座２がコア３に圧入された状態で、流量Ｑを計測する。続いて、流量Ｑが目標範囲内であるか否かを判定する工程（ステップＳ４３）を行う。
【００３４】
ステップＳ４３では、ステップＳ４２において計測した流量ＱがステップＳ３において決定した目標流量を満足するか否かを判定する。ステップＳ４３において流量Ｑが目標流量を満足していた場合、弁座２を本圧入する工程（ステップＳ４）を終了する。ステップＳ４３において流量Ｑが目標流量を満足していなかった場合、再度ステップＳ４１〜Ｓ４３を行う。
【００３５】
以上で説明した本実施の形態に係る発明により、流量及びストローク量をいずれも満足する、ポペット式電磁弁の組付け方法を提供することができる。
【００３６】
なお、本発明は上記実施の形態に限られたものではなく、趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更することが可能である。
【符号の説明】
【００３７】
１  ポペット式電磁弁
２  弁座
３  コア
４  ポペット弁
５  プランジャー
６  スプリング
７  ヨーク
【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】
2020112182.tif 000010
【図６】
2020112182.tif 000011
【図７】
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