(57)【要約】      （修正有）【課題】電磁弁の動作不良や液漏れを抑制する。【解決手段】組立治具１００は、マニホールドの内部に形成される流路を開閉するプランジャと、プランジャに接続され第１位置と第２位置の間で往復移動する鉄心と、鉄心を引き込んで鉄心を第１位置から第２位置へ移動する駆動機構と、を備える複数の電磁弁を、マニホールドの所定位置に取り付けるための組立治具であって、マニホールドに取り付けられる複数の電磁弁の駆動機構を、それぞれ位置決めするためのスペーサ１３０と、スペーサ１３０が形成されるベース１２０と、を備える。【選択図】図１０
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
マニホールドの内部に形成される流路を開閉するプランジャと、前記プランジャに接続され第１位置と第２位置の間で往復移動する鉄心と、前記鉄心を引き込んで前記鉄心を第１位置から第２位置へ移動する駆動機構と、を備える複数の電磁弁を、前記マニホールドの所定位置に取り付けるための組立治具であって、
前記マニホールドに取り付けられる複数の前記電磁弁の前記駆動機構を、それぞれ位置決めするためのスペーサと、
前記スペーサが形成されるベースと、
を備える組立治具。
【請求項２】
前記スペーサには、前記マニホールドに取り付けられる複数の前記電磁弁の前記第２位置に位置する前記鉄心に対応して設けられる位置決め部が設けられる請求項１に記載の組立治具。
【請求項３】
前記スペーサには、前記駆動機構の下面を水平に支持する支持部が設けられる請求項１又は２に記載の組立治具。
【請求項４】
前記ベースには、前記所定位置に対応する位置に、前記スペーサが設けられる請求項１乃至３のいずれか一項に記載の組立治具。
【請求項５】
前記ベースには、前記マニホールドに取り付けられ、前記駆動機構がそれぞれ固定されるブラケットを、前記スペーサにそれぞれ装着された前記駆動機構に位置決めするための、前記ブラケットの固定位置が設けられる請求項１乃至４のいずれか一項に記載の組立治具。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の組立治具を用いた組立方法であって、
前記マニホールドに前記プランジャと前記鉄心を取り付ける工程と、
前記組立治具の前記スペーサに、前記駆動機構を取り付ける工程と、
ブラケットを前記組立治具に固定して、前記駆動機構に前記ブラケットを位置決めする工程と、
前記ブラケットが位置決めされた前記駆動機構を、前記ブラケットに固定する工程と、
前記駆動機構が固定された前記ブラケットを、前記マニホールドに取り付ける工程と、
を含む組立方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、組立治具及び組立方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
流体や気体の流れを制御する電磁弁は、流路の開閉を行うためのプランジャと、プランジャを駆動するコイル等からなる駆動機構を備えている。この種の電磁弁は、一対のプランジャと駆動機構とが予め相互の位置関係を維持した状態でケーシングに収容されているのが一般的である。
【０００３】
しかしながら、複数の電磁弁が密集して配置されるユニットでは、電磁弁の設置面積の削減、配置レイアウトの自由度の向上を目的として、ユニットへのプランジャの取り付けと、駆動機構の取り付けが別々に行われることがある。この種のユニットでは、プランジャと駆動機構との間で位置ずれがあると、プランジャの動作不良や、電磁弁からのリークが発生するおそれがある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１７−０２０５３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上述の事情の下になされたもので、電磁弁の動作不良や液漏れを抑制することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため本実施形態に係る組立治具は、マニホールドの内部に形成される流路を開閉するプランジャと、プランジャに接続され第１位置と第２位置の間で往復移動する鉄心と、鉄心を引き込んで鉄心を第１位置から第２位置へ移動する駆動機構と、を備える複数の電磁弁を、マニホールドの所定位置に取り付けるための組立治具であって、マニホールドに取り付けられる複数の電磁弁の駆動機構を、それぞれ位置決めするためのスペーサと、スペーサが形成されるベースと、を備える。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本実施形態に係るバルブユニットの斜視図である。
【図２】マニホールドに取り付けられた電磁弁のＸＺ断面を示す図である。
【図３】ブラケットを省略して、バルブユニットを示す斜視図である。
【図４】電磁弁の展開斜視図である。
【図５】鉄心とプランジャとの接続部を示す図である。
【図６】ケーシングの内部に引き込まれた鉄心の様子を示す図である。
【図７】ブラケットの斜視図である。
【図８】マニホールドへのプランジャの取り付け要領を説明するための図である。
【図９】マニホールドへのプランジャの取り付け要領を説明するための図である。
【図１０】組立治具の斜視図である。
【図１１】組立治具への駆動ユニットの取り付け要領を説明するための図である。
【図１２】組立治具に取り付けられた駆動ユニットのＸＺ断面を示す図である。
【図１３】組立治具に取り付けられたブラケットを示す図である。
【図１４】一体化されたブラケットと駆動ユニットを示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本実施形態を図面に基づいて説明する。説明にあたっては、相互に直行するＸ軸、Ｙ軸、Ｚ軸からなるＸＹＺ座標系を適宜用いる。
【０００９】
図１は、本実施形態に係るバルブユニット１０の斜視図である。バルブユニット１０は、マニホールド２０に設けられた流路を流れる流体の制御を行うための装置である。図１に示されるように、バルブユニット１０は、マニホールド２０、電磁弁３０、ブラケット５０を有している。
【００１０】
マニホールド２０は、長手方向をＹ軸方向とする長方形板状の部材である。マニホールド２０は、例えば樹脂やアルミなど、加工性のよい部材からなり、内部には、例えばＸ軸及びＹ軸に平行な複数の流路が形成されている。また、マニホールド２０の上面には、電磁弁３０が取り付けられる複数の開口２３が形成されている。開口２３は、電磁弁３０の取付位置となる。
【００１１】
図２は、マニホールド２０に取り付けられた電磁弁３０のＸＺ断面を示す図である。図２に示されるように、マニホールド２０の開口２３は、マニホールド２０にＸ軸に沿って設けられた流路２１と連絡する開口である。開口２３は、流路２１の近傍が、内径が小さくなった小径部２３ｂとなり、マニホールド２０の上面から小径部までの間が小径部２３ｂよりも内径が大きな大径部２３ａとなっている。大径部２３ａは、マニホールド２０にＹ軸に沿って設けられた流路２２と連絡している。
【００１２】
図３は、ブラケット５０を省略して、バルブユニット１０を示す斜視図である。図３に示されるように、バルブユニット１０は、例えば６つの電磁弁３０を備えている。電磁弁３０は、例えば、図２に示される流路２１と流路２２の間の流体の流れを制御するための弁である。
【００１３】
図４は、電磁弁３０の展開斜視図である。電磁弁３０は、マニホールド２０に対して可動なプランジャ３１及び鉄心３２と、プランジャ３１及び鉄心３２を往復移動するための駆動ユニット３５及び押しバネ４３を備えている。
【００１４】
図２に示されるように、プランジャ３１は、長手方向をＺ軸方向とする部材であり、例えばステンレスなどの耐食性のある素材からなる。プランジャ３１の先端部、中央部、上端部にそれぞれフランジ３１ａ，３１ｃ，３１ｅが形成されている。
【００１５】
フランジ３１ａの外径は、開口２３を構成する小径部２３ｂの内径よりもやや大きく、大径部２３ａの内径よりもやや小さい。フランジ３１ａの下面側には、溝３１ｂが形成され、この溝３１ｂにＯリング４１が嵌め込まれている。プランジャ３１の下方への動きは、フランジ３１ａがＯリング４１を介して、大径部２３ａと小径部２３ｂの境界に密着して当たることで規制される。一方、Ｏリング４１は、開口２３を構成する大径部２３ａの内部では、大径部２３ａの内壁面から離間した状態になる。
【００１６】
フランジ３１ｃの外径は、開口２３を構成する大径部２３ａの内径よりもやや小さい。フランジ３１ｃの上面側には、溝３１ｄが形成され、この溝３１ｄに、環状のシール材４２が嵌め込まれている。シール材４２は、開口２３を構成する大径部２３ａの内壁面に摺動可能に密着する。
【００１７】
フランジ３１ａとフランジ３１ｃの間では、プランジャ３１の外径が小さくなっている。流路２２は、フランジ３１ａとフランジ３１ｃの間に位置する。また、フランジ３１ｅの上面には、環状の溝３１ｆが形成されている。溝３１ｆには、押しバネ４３が嵌め込まれている。
【００１８】
鉄心３２は、長手方向をＺ軸方向とする円柱状の部材である。鉄心３２は、下端がプランジャ３１と接続されている。図５は、鉄心３２とプランジャ３１との接続部を示す図である。図５に示されるように、鉄心３２の下端には、−Ｚ方向へ突出する突出部３２ａが形成されている。また、プランジャ３１の上端には、＋Ｚ方向へ突出する一対の突出部３１ｇが形成されている。鉄心３２とプランジャ３１は、鉄心３２の突出部３２ａが、プランジャ３１の突出部３１ｇの間に挟まれた状態で、双方の突出部３２ａ，３１ｇにそれぞれ設けられた開口３２ｂ，３１ｈにリベット４４を貫通させることで、一体化される。
【００１９】
図２に示されるように、駆動ユニット３５は、ケーシング３５ａ、コイル３５ｂ、ストッパ３５ｃを備えている。ケーシング３５ａは、長手方向をＺ軸方向とする直方体状の部材である。ケーシング３５ａの素材としては、コイル３５ｂが発生させる磁力を効果的に鉄心３２へ伝えるため、鉄が広く用いられる。ケーシング３５ａの下面には、鉄心３２が出入り可能な開口が形成されている。鉄心３２は、ケーシング３５ａの下面から内部に挿入されている。
【００２０】
図２に示される状態のときには、ケーシング３５ａは、例えば図１に示されるブラケット５０によって、マニホールド２０の上方で支持されている。また、フランジ３１ｅの溝３１ｆに下端が嵌め込まれた押しバネ４３は、フランジ３１ｅとケーシング３５ａの下面の間でわずかに収縮した状態になっている。
【００２１】
図２に示されるように、ストッパ３５ｃは、ケーシング３５ａの内部上方に設けられている。ストッパ３５ｃは、例えば、鉄などの金属からなる円筒状の部材である。鉄心３２の上方への動きは、ストッパ３５ｃによって規制される。
【００２２】
コイル３５ｂは、長手方向をＺ軸方向とする円筒状の電磁コイルである。コイル３５ｂは、ケーシング３５ａの内部に固定されている。コイル３５ｂに、直流電圧が印加されると、鉄心３２が、押しバネ４３の弾性力に抗って、ケーシング３５ａの内部に引き込まれる。
【００２３】
図６は、コイル３５ｂに直流電圧が印加されることによって、ケーシング３５ａの内部に引き込まれた鉄心３２の様子を示す図である。図６に示されるように、コイル３５ｂによって、鉄心３２がケーシング３５ａの内部に引き込まれると、プランジャ３１の先端部が、マニホールド２０に設けられた開口２３の小径部２３ｂから大径部２３ａへ移動する。これにより、図２に示されるように、Ｏリングによって閉塞されていた小径部２３ｂが、図６に示されるように開放される。その結果、流路２１と流路２２が連絡し、流路２１と流路２２の間の流通が可能となる。
【００２４】
また、コイル３５ｂへの直流電圧の印加が停止すると、押しバネ４３によってプランジャ３１が下方へ押し出される。これに伴って、図２に示されるように、鉄心３２がケーシング３５ａから引き出されるとともに、プランジャ３１の先端部が、マニホールド２０に設けられた開口２３の大径部２３ａから小径部２３ｂへ移動する。これにより、開放されていた小径部２３ｂが、プランジャ３１の先端部とＯリングによって閉塞される。その結果、流体の流路２１と流路２２の間の流通が阻止される。
【００２５】
図７は、ブラケット５０の斜視図である。ブラケット５０は、マニホールド２０に対して電磁弁３０を支持する部材である。図７に示されるように、ブラケット５０は、ＹＺ面に平行で互いに向かい合う支持面５１，５２と、ＸＹ面に平行で支持面５１，５２を連結する連結面５３の３部分からなる。支持面５１，５２には、複数の開口５５が設けられている。開口５５には、電磁弁３０をブラケット５０に固定するためのボルトが挿入される。支持面５１の下端部には−Ｚ方向へ延びる１組の脚部５１ａが形成され、支持面５２の下端部には−Ｚ方向へ延びる１組の脚部５２ａが形成されている。
【００２６】
図３に示されるように、電磁弁３０を構成するケーシング３５ａの側面には２つの開口３６が形成されている。この開口３６に、図７に示されるブラケット５０に設けられた開口５５を介してボルト９０を嵌合させることで、図１に示されるように、ブラケット５０に電磁弁３０が取り付けられる。
【００２７】
なお、開口５５の内径は、ボルト９０の周囲にある程度の遊びができる大きさに調整されている。このため、ブラケット５０に対して、ケーシング３５ａを固定する位置をＸＺ面に沿って調整することが可能になっている。
【００２８】
また、図３に示されるように、マニホールド２０の上面には開口２４が形成されている。この開口２４に、図７に示されるブラケット５０の脚部５１ａ，５２ａに設けられた開口を介してボルト９０を嵌合させることで、図１に示されるように、マニホールド２０にブラケット５０が取り付けられる。
【００２９】
次に上述のように構成されるバルブユニット１０の組立要領について説明する。まず、図８に示されるように、マニホールド２０を用意して、マニホールド２０に設けられた開口２３それぞれに、鉄心３２が接続されたプランジャ３１を挿入する。これにより、図９に示されるように、マニホールド２０のすべての開口２３にプランジャ３１が挿入された状態になる。
【００３０】
次に、組立治具１００を準備する。組立治具１００は、図１０に示されるように、ベース１２０と、ベース１２０の上面に固定されるスペーサ１３０から構成される。ベース１２０は、Ｙ軸方向を長手方向とする長方形板状の部材である。ベース１２０は、例えば、樹脂或いは金属からなる。ベース１２０のＸ軸方向の寸法は、マニホールド２０のＸ軸方向の寸法と等しく、ベース１２０のＹ軸方向の寸法は、マニホールド２０のＹ軸方向の寸法と等しい。ベース１２０には、マニホールド２０の開口２３に対応する位置に、スペーサ１３０が固定されている。また、ベース１２０の上面には、マニホールド２０の開口２４に対応する位置に、開口１２４が形成されている。
【００３１】
スペーサ１３０は、例えば樹脂或いは金属からなり、長手方向をＺ軸方向とする部材である。スペーサ１３０は、支持部１３１と位置決め部１３２の２部分からなる。
【００３２】
支持部１３１は、電磁弁３０を構成するケーシング３５ａの下面に形成された開口の内径よりも外径が大きな円柱形状に整形されている。支持部１３１の高さは、図２に示されるマニホールド２０の上面からケーシング３５ａの下面までの距離Ｈ１に等しい。
【００３３】
位置決め部１３２は、外径が鉄心３２の外径と等しい円柱形状に整形されている。位置決め部１３２の高さは、図２に示されるケーシング３５ａの下面から、ストッパ３５ｃの下面までの距離Ｈ２に等しい。位置決め部１３２は、ストッパ３５ｃに当接した状態の鉄心３２に対応する位置に設けられる。
【００３４】
上述のように構成される組立治具１００のスペーサ１３０それぞれに、図１１に示されるように、駆動ユニット３５を取り付ける。図１２に示されるように、ケーシング３５ａの下面が、支持部１３１の上面に支持され、ストッパ３５ｃの下面が、位置決め部１３２の上端に支持される。この状態のときには、駆動ユニット３５は、その下面が水平になり、ベース１２０から距離Ｈ１だけ離れたところに位置する。
【００３５】
図１１に示されるように、組立治具１００のスペーサ１３０それぞれに、駆動ユニット３５を取り付けた後に、ベース１２０の開口１２４に、ブラケット５０の脚部５１ａ，５２ａを、ボルト９０を用いて固定する。これにより、図１３に示されるように、組立治具１００にブラケット５０が取り付けられる。
【００３６】
次に、駆動ユニット３５を構成するケーシング３５ａの側面の開口３６（図３参照）に、ブラケット５０の開口５５を介してボルト９０を嵌合させることで、ブラケット５０に駆動ユニット３５を固定する。
【００３７】
次に、ブラケット５０の脚部５１ａ，５２ａを固定するボルト９０を取り外す。そして、図１４に示されるように、駆動ユニット３５がそれぞれ固定されたブラケット５０を、組立治具１００から取り外す。次に、このブラケット５０を、図１に示されるように、マニホールド２０に取り付ける。これにより、バルブユニット１０が組立てられる。
【００３８】
以上説明したように、本実施形態に係る組立治具１００は、マニホールド２０の開口２３に対応する位置に、スペーサ１３０が固定されている。そのため、図１１に示されるように、スペーサ１３０それぞれに駆動ユニット３５を取り付けることで、駆動ユニット３５のＸＹ平面における相対位置関係が、マニホールド２０の開口２３の相対位置関係と等価になる。
【００３９】
また、スペーサ１３０それぞれに駆動ユニット３５を取り付けることで、図１２に示されるように、ベース１２０から距離Ｈ１だけＺ軸方向に離れた位置に、駆動ユニット３５が位置決めされる。距離Ｈ１は、図２に示されるように、バルブユニット１０におけるマニホールド２０の上面から駆動ユニット３５の下面までの距離ある。このため、本来マニホールド２０に取り付けられるブラケット５０を、組立治具１００を構成するベース１２０の上面に取り付けることで、駆動ユニット３５を、上記相対位置関係を維持したまま、ブラケット５０に固定することが可能になる。
【００４０】
したがって、駆動ユニット３５が固定されたブラケット５０を、ベース１２０から取り外して、図１に示されるように、マニホールド２０に取り付けることで、プランジャ３１及び鉄心３２に対して、駆動ユニット３５が精度よく位置決めされる。これにより、プランジャ３１或いは鉄心３２との位置ずれに起因する電磁弁３０の動作不良や、プランジャ３１とマニホールド２０の隙間からの液漏れを抑制することが可能になる。
【００４１】
例えば、駆動ユニット３５とマニホールド２０との距離が、図２に示される距離Ｈ１よりも小さくなると、押しバネ４３の伸縮量が増加する。この場合には、鉄心３２が駆動ユニット３５に十分に引き込まれず、流路２１と流路２２との間の流通が不十分になることが考えられる。一方、駆動ユニット３５とマニホールド２０との距離が、図２に示される距離Ｈ１よりも大きくなると、押しバネ４３の伸縮量が減少する。この場合には、プランジャ３１がマニホールド２０の開口２３に完全に挿入されず、流路２１と流路２２との間の流通を十分に遮断することができなくなる。
【００４２】
また、プランジャ３１及び鉄心３２に対して、駆動ユニット３５がＸ軸方向、或いはＹ軸方向へずれた場合や、駆動ユニット３５の姿勢がＺ軸に対して斜めになった場合には、鉄心３２とコイル３５ｂが干渉することに起因する動作不良が発生することがある。更に、プランジャ３１のシール材４２が、開口２３の内壁に片あたりすることに起因する液漏れが発生することがある。
【００４３】
本実施形態では、プランジャ３１及び鉄心３２に対して、駆動ユニット３５が精度よく位置決めされる。このため、上記問題が解消する。
【００４４】
また、本実施形態では、組立治具１００に駆動ユニット３５を装着するだけで、駆動ユニット３５の相対位置関係が規定される。このため、ブラケット５０に対する駆動ユニット３５の取り付けが容易になる。
【００４５】
以上、本実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態によって限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、バルブユニット１０が、６つの電磁弁３０を備えている場合について説明した。これに限らず、バルブユニット１０は、５つ以下、或いは７つ以上の複数の電磁弁３０を備えていてもよい。
【００４６】
上記実施形態に係る電磁弁３０のプランジャ３１の形状や機能は一例である。本実施形態はこれに限定されるものではない。
【００４７】
以上、本発明の実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施しうるものであり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これらの実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００４８】
１０  バルブユニット
２０  マニホールド
２１，２２  流路
２３，２４  開口
２３ａ  大径部
２３ｂ  小径部
３０  電磁弁
３１  プランジャ
３１ａ，３１ｃ，３１ｅ  フランジ
３１ｂ，３１ｄ，３１ｆ  溝
３１ｇ  突出部
３１ｈ  開口
３２  鉄心
３２ａ  突出部
３２ｂ  開口
３５  駆動ユニット
３５ａ  ケーシング
３５ｂ  コイル
３５ｃ  ストッパ
３６  開口
４１  Ｏリング
４２  シール材
４３  押しバネ
４４  リベット
５０  ブラケット
５１，５２  支持面
５１ａ，５２ａ  脚部
５３  連結面
５５  開口
９０  ボルト
１００  組立治具
１２０  ベース
１２４  開口
１３０  スペーサ
１３１  支持部
１３２  位置決め部
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
2018162852.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
2018162852.tif 000013
【図１２】
2018162852.tif 000014
【図１３】
2018162852.tif 000015
【図１４】
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