(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
弁ボディに設けられた弁孔に、コイルを励磁させることにより第１位置と第２位置との間を往復移動可能な可動鉄心を挿入し、前記弁ボディに設けられた複数のポート間に第１弁座及び第２弁座を設け、前記可動鉄心の移動に連動して前記各弁座をシールする第１シール部材及び第２シール部材を設け、前記各シール部材をそれぞれに対応する各弁座に圧接させる第１弾性部材及び第２弾性部材を設け、前記可動鉄心を第１位置又は第２位置に移動させることにより、前記両弁座のうちいずれか一方をシールして流体の流れを切り換えるポペット式電磁弁において、
前記第２弾性部材の弾性力を調節する弾性力調節手段を前記弁孔の一端部を塞ぐように設け、
前記弾性力調整手段の外周面と前記弁孔の一端部よりも可動鉄心側の内周面との間にシール部材を設け、
前記弾性力調節手段は、前記第２弾性部材に対し押圧可能に当接された状態で前記弁孔の一端部に進退可能に螺合される弾性力調整ネジであって、当該弾性力調整ネジの外端部には前記弁ボディの側面に設けられたストッパの透孔に遊挿される頭部が形成され、
前記ストッパの透孔には、その内周面に凹部が形成され、前記凹部には前記頭部の外周面に当接される球が収容され、前記弾性力調整ネジの回動に基づき前記球が前記頭部の外周面に形成された複数の凸部をそれぞれ乗り越えて弾性力調整ネジの回動量を段階的に調節することによって前記第２弾性部材の弾性力が段階的に調整されることを特徴とするポペット式電磁弁。
【請求項２】
弁ボディに設けられた弁孔に、コイルを励磁させることにより第１位置と第２位置との間を往復移動可能な可動鉄心を挿入し、前記弁ボディに設けられた複数のポート間に第１弁座及び第２弁座を設け、前記可動鉄心の移動に連動して前記各弁座をシールする第１シール部材及び第２シール部材を設け、前記各シール部材をそれぞれに対応する各弁座に圧接させる第１弾性部材及び第２弾性部材を設け、前記可動鉄心を第１位置又は第２位置に移動させることにより、前記両弁座のうちいずれか一方をシールして流体の流れを切り換えるポペット式電磁弁において、
前記第２弾性部材の弾性力を調節する弾性力調節手段を前記弁孔の一端部を塞ぐように設け、
前記弾性力調整手段の外周面と前記弁孔の一端部よりも可動鉄心側の内周面との間にシール部材を設け、
前記弾性力調節手段は流体圧シリンダであって、当該流体圧シリンダに一体的に往復移動可能に設けられるとともに前記弁孔の一端部を塞ぐように設けられたロッドは、前記第２弾性部材に押圧可能に当接され、同ロッドの移動に伴い、前記第２弾性部材のセット寸法を調整可能とし、
前記シール部材は、前記ロッドの外周面と前記弁孔の一端部よりも可動鉄心側の内周面との間に設けられることを特徴とするポペット式電磁弁。
【請求項３】
複数あるポートのうち流体供給ポートに供給される流体圧によって前記流体圧シリンダを駆動制御するフィードバック制御手段を、さらに備え、
前記流体圧シリンダは、内部に往復動可能なピストンが設けられたシリンダチューブを備え、そのシリンダチューブ内に前記ピストンによって圧力作用室が形成され、前記圧力作用室と前記流体供給ポートとを連通させる連通路によって前記フィードバック制御手段が構成されていることを特徴とする請求項２に記載のポペット式電磁弁。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ポペット式電磁弁に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１０（ａ）に示すように、弁ボディ８０には複数のポート８１ａ〜８１ｃに連通する弁孔８２が形成されている。この弁孔８２には、図１０（ａ）の左右方向へ往復移動可能な可動鉄心８３が収容されている。弁孔８２内には第１弁座８４と第２弁座８５とが設けられている。又、弁孔８２内には、可動鉄心８３に設けた第１弁シート８６を第１弁座８４に押圧する可動鉄心バネ８７と、可動鉄心８３に設けた第２弁シート８８を第２弁座８５に押圧する弁シートバネ８９とが設けられている。そして、駆動源であるコイル９０を励磁すると、可動鉄心８３が吸引され、第２弁シート８８が第２弁座８５に圧接される。この結果、両ポート８１ａ，８１ｃが連通される。これに対して、コイル９０を消磁すると、上述した動作と反対の方向に可動鉄心８３が突出され、第１弁シート８６が第１弁座８４に圧接される。この結果、両ポート８１ｂ，８１ｃが連通される。
【０００３】
このようなポペット式電磁弁においては、図１０（ｂ）に示すように、可動鉄心バネ８７のバネ荷重をｆ１、弁シートバネ８９のバネ荷重をｆ２とすると、両者の荷重関係はｆ１＞ｆ２に設定されている。従って、第１弁座８４のシール荷重をｆ３とすると、このシール荷重は次式（１）のように表すことができる。
【０００４】
ｆ３＝ｆ１−ｆ２………（１）
又、ポート８１ａに供給されるエアによって第１弁シート８６に対し面圧ｆ４がかかる。具体的にいうと、第１弁座の内側に形成されているエア通路の直径をｄとし、エア供給圧をＰとする、面圧ｆ４は次式（２）のように表すことができる。
【０００５】
ｆ４＝（πｄ2／４）・Ｐ………（２）
この面圧ｆ４は第１弁座８４から第１弁シート８６を離間させる側に作用している。つまり、面圧ｆ４は弁シートバネ８９のバネ荷重が作用する方向と同方向に作用している。従って、シール荷重ｆ３が第１弁シート８６にかかる面圧ｆ４よりも大きいとき、つまりｆ３＞ｆ４の関係を満たすとき、コイル９０が消磁された状態において、第１弁座８４は第１弁シート８６によってシールされている。
【０００６】
ここで、コイル９０に通電すると、可動鉄心８３に吸引力Ｆが働く。このとき、吸引力Ｆはコイル９０に通電する電流Ｉの２乗に比例する（Ｆ∝Ｉ2）という関係が成り立っている。従って、第１弁座８４を開くには、可動鉄心８３にかかる吸引力Ｆがシール荷重ｆ３と面圧ｆ４との差よりも大きくなるように、コイル９０に所定の電流値Ｉを流す必要がある。この関係を次式（３）に示す。
【０００７】
Ｆ＞ｆ３−ｆ４………（３）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来のポペット式電磁弁においては、その仕様変更等によりエアの供給圧Ｐを変更すると、式（２）に示すように第１弁シート８６にかかる面圧ｆ４も変化することになる。そのため、式（３）に示すように面圧ｆ４が変化すると、可動鉄心８３の吸引力Ｆが変わることを必要とされるから、自ずと最低作動電流Ｉの値も変わる。この結果、弁のリフト量（図１０（ｂ）参照：第１弁座８４から第１弁シート８６が離れる距離）δが変わり、エアの流量が変わることになる。
【０００９】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、コイルに通電する電流値を一定にすることが可能なポペット式電磁弁を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、請求項１及び２に記載の発明では、弁ボディに設けられた弁孔に、コイルを励磁させることにより第１位置と第２位置との間を往復移動可能な可動鉄心を挿入し、前記弁ボディに設けられた複数のポート間に第１弁座及び第２弁座を設け、前記可動鉄心の移動に連動して前記各弁座をシールする第１シール部材及び第２シール部材を設け、前記各シール部材をそれぞれに対応する各弁座に圧接させる第１弾性部材及び第２弾性部材を設け、前記可動鉄心を第１位置又は第２位置に移動させることにより、前記両弁座のうちいずれか一方をシールして流体の流れを切り換えるポペット式電磁弁において、前記第２弾性部材の弾性力を調節する弾性力調節手段を前記弁孔の一端部を塞ぐように設け、前記弾性力調整手段の外周面と前記弁孔の一端部よりも可動鉄心側の内周面との間にシール部材を設けたことを要旨とする。
【００１１】
また、請求項１に記載の発明では、前記弾性力調節手段は、前記第２弾性部材に対し押圧可能に当接された状態で前記弁孔の一端部に進退可能に螺合される弾性力調整ネジであって、当該弾性力調整ネジの外端部には前記弁ボディの側面に設けられたストッパの透孔に遊挿される頭部が形成され、前記ストッパの透孔には、その内周面に凹部が形成され、前記凹部には前記頭部の外周面に当接される球が収容され、前記弾性力調整ネジの回動に基づき前記球が前記頭部の外周面に形成された複数の凸部をそれぞれ乗り越えて弾性力調整ネジの回動量を段階的に調節することによって前記第２弾性部材の弾性力が段階的に調整されることを要旨とする。
【００１２】
また、請求項２に記載の発明では、前記弾性力調節手段は流体圧シリンダであって、当該流体圧シリンダに一体的に往復移動可能に設けられるとともに前記弁孔の一端部を塞ぐように設けられたロッドは、前記第２弾性部材に押圧可能に当接され、同ロッドの移動に伴い、前記第２弾性部材のセット寸法を調整可能とし、前記シール部材は、前記ロッドの外周面と前記弁孔の一端部よりも可動鉄心側の内周面との間に設けられることを要旨とする。
【００１３】
以下、本発明の「作用」について説明する。
請求項１に記載の発明によると、弾性力調節手段により第２弾性部材の弾性力が調節されるため、第１弁座に対する第１シール部材のシール荷重を決めることができる。よって、コイルに通電する最低作動電流値を決めることが可能になる。又、最低作動電流値が一定になれば、弁の開口量を一定にすることができ、安定した流量を得ることができる。
【００１４】
また、請求項１に記載の発明によると、弾性力調整ネジにより第２弾性部材のセット寸法を調節することができるので、第２弁座に対する第２シール部材のシール荷重を一定にすることができる。具体的にいうと、流体の供給圧力を大きくする場合には、セット寸法を長くすることにより、第２弾性部材の弾性力を小さくすれば第１シール部材のシール荷重が一定になる。これに対して、流体の供給圧力を小さくする場合には、セット寸法を短くすることにより、第２弾性部材の弾性力を大きくすれば第１シール部材のシール荷重が一定になる。従って、弾性力調節手段を進退させるという簡単な操作でもって、コイルに通電する最低作動電流値を一定にすることが可能になる。
【００１５】
また、請求項１に記載の発明によると、弾性力調節ネジは、第２弾性部材の弾性力を段階的に調節できるようになっている。例えば第２弾性部材の弾性力を連続的に調節する場合に比べて、目標とする値に簡単に近づけることができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に基づき詳細に説明する。
図１に示すように、ポペット式電磁弁１１の弁ボディ１２の下面には、流体としてのエアが供給される供給ポートＰ、排気ポートＲ、出力ポートＡが形成されている。弁ボディ１２にはその両側面において両端部が開口する弁孔１４が形成されている。供給ポートＰは、弁ボディ１２に形成された流路１５を介して出力ポートＡに連通されている。排気ポートＲは、弁ボディ１２に形成された流路１６を介して出力ポートＡに連通されている。前記一方の流路１５の内端部は第１弁座１７が設けられており、他方の流路１６の内端部は第２弁座１８が設けられている。
【００１７】
弁ボディ１２の一側部には、電磁駆動部２１が設けられており、そのケーシング２２内にはボビン２３に巻回されたコイル２４が設けられている。ボビン２３の中央部形成された収容孔２３ａには、固定鉄心２５と可動鉄心２６とが設けられている。収容孔２３ａの一端開口部（図１の左側）は固定鉄心２５によって塞がれ、他端開口部からは可動鉄心２６が突出されている。可動鉄心２６の外端部は、前記弁孔１４内に挿入されている。そして、コイル２４が消磁されることにより、可動鉄心２６は、一方の流路１５を閉じかつ他方の流路１６を開く第１の位置と、他方の流路１５を開きかつ他方の流路１６を閉じる第２の位置とをとり得る。ちなみに、図１では可動鉄心２６が第１の位置に配置されているのを示している。
【００１８】
前記可動鉄心２６には、第１シール部材としての第１弁シール部材３１と、第２シール部材としての第２弁シール部材３２とが設けられている。第１弁シール部材３１は、可動鉄心２６の中心に設けられ、その端面は前記第１弁座１７に当接可能となっている。すなわち、可動鉄心２６が第１の位置に配置されているとき、第１弁シール部材３１は第１弁座１７に対して当接する。
【００１９】
これに対して、第２弁シール部材３２は、弁ガイド３３を介して前記第１弁シール部材３１とは離れた位置に設けられている。第２弁シール部材３２の端面は前記第２弁座１８に当接可能となっている。すなわち、可動鉄心２６が第２の位置に配置されているとき、第２弁シール部材３２は第２弁座１８に対して当接する。なお、前記第１及び第２弁シール部材３１，３２は、それぞれの弁座１７，１８に対する密着性をよくするためにゴム製となっている。
【００２０】
前記ボビン２３の収容孔２３ａの他端開口部（図１の右側）には、前記可動鉄心２６が遊挿された筒状コア３５が設けられている。可動鉄心２６の先端部には、第１弾性部材としての第１コイルバネ３６が設けられている。この第１コイルバネ３６は、その一端（左側）から他端（右側）に向かう程径が小さくなっている。第１コイルバネ３６の一端は、前記筒状コア３５の内周面に形成された係止段部３５ａに係合され、他端は可動鉄心２６の外周面に形成された係止段部２６ａに係合されている。第１コイルバネ３６は、前記第１弁シール部材３１を第１弁座１７側に対して押圧する方向に弾性力を付与している。
【００２１】
前記弁孔１４の一端部には、弾性力調節手段としての弾性力調節ネジ４０が設けられ、弾性力調節ネジ４０によって弁孔１４の一端部は塞がれている。弾性力調節ネジ４０の外周面には雄ネジ部４１ａが形成され、この雄ネジ部４１ａは弁孔１４の一端部内周面に形成された雌ネジ部４１ｂに螺合されている。両ネジ４１ａ，４１ｂの螺合により、弾性力調節ネジ４０は弁孔１４の軸線方向に沿って進退可能となっている。本実施形態では、弾性力調節ネジ４０が弁ボディ１２に螺合されることにより、セット寸法調節機構が構成されている。
【００２２】
弾性力調節ネジ４０の中央部には、ドライバ等を差し込む凹部を有する突部４０ａが弁ボディ１２の外部に突出されている。この突部４０ａは弁ボディ１２の側面に設けられたストッパ４２に遊挿されている。このストッパ４２は弾性力調節ネジ４０が螺退された際に、弾性力調節ネジ４０が弁孔１４から脱落するのを防止する役割を果たす。
【００２３】
前記弁孔１４において第２弁シール部材３２と弾性力調節ネジ４０との間に位置する箇所には、第２弾性部材としての第２コイルバネ４３が設けられている。この第２コイルバネ４３の一端は、第２弁シール部材３２の端部に形成された係止突部４４に係合され、他端は弾性力調節ネジ４０の内端面に形成された係止凹部４５に係合されている。第２コイルバネ４３は、前記第２弁シール部材３２を第２弁座１８に対して押圧する方向に弾性力を付与している。第２コイルバネ４３のセット寸法Ｌは、前記弾性力調節ネジ４０を進退させることにより、所定の範囲内であれば自在に変更されるようになっている。
【００２４】
本実施形態において、第１コイルバネ３６のバネ荷重（弾性力）は、第２コイルバネ４３のバネ荷重よりも大きい値に設定されている。そのため、コイル２４を消磁した状態においては、第１弁シール部材３１が第１弁座１７に圧接されている。この状態において、排気ポートＲと出力ポートＡとが連通されている。
【００２５】
ここで、コイル２４を励磁すると、可動鉄心２６に吸引力が働く。可動鉄心２６の吸引力は、第２コイルバネ４３のバネ荷重が働く方向と同方向である。そのため、可動鉄心２６の吸引力と第２コイルバネ４３のバネ荷重とを合わせた力が第１コイルバネ３６のバネ荷重よりも大きくなり、第１弁座１７から第１弁シール部材３１が離れるとほぼ同時に、第２弁座１８に第２コイルバネ４３が圧接される。これにより、排気ポートＲと出力ポートＡとが連通されなくなるとともに、供給ポートＰと出力ポートＡとが連通される。
【００２６】
次に、上記のように構成されたポペット式電磁弁１１の作用について説明する。
ポペット式電磁弁１１の仕様変更等により供給ポートＰに供給するエアの供給圧力を大きくすると、供給ポートＰに供給されるエアによって第１弁シール部材３１に対してかかる面圧も大きくなる。ちなみに、この面圧は、前記従来技術で示す式（２）で表され、第１コイルバネ３６のバネ荷重を打ち消す方向に働いている。そのため、第１弁座１７に対する第１弁シール部材３１のシール荷重が小さくなる。第１弁シール部材３１のシール荷重が小さくなった分だけ、第２コイルバネ４３のバネ荷重を小さくすれば、第１弁シール部材３１のシール荷重を一定にすることが可能となる。
【００２７】
そこで、第２コイルバネ４３のセット寸法Ｌの調節方法を具体的に説明すると、弾性力調節ネジ４０をドライバー等を用いて回動させ、第２弁シール部材３２から離間する方向（図１の右側）に移動（螺退）させることにより、第２コイルバネ４３のセット寸法Ｌを長くする。第２コイルバネ４３のバネ荷重は、弾性力調節ネジ４０の移動量に比例して小さくなる。
【００２８】
上述した場合とは反対に、ポペット式電磁弁１１の仕様変更等により供給ポートＰに供給するエアの供給圧力を小さくすると、供給ポートＰに供給されるエアによって第１弁シール部材３１に対してかかる面圧も小さくなる。そのため、第１弁座１７に対する第１弁シール部材３１のシール荷重が大きくなる。第１弁シール部材３１のシール荷重が大きくなった分だけ、第２コイルバネ４３のバネ荷重を大きくすれば、第１弁シール部材３１のシール荷重を一定にすることが可能となる。
【００２９】
第２コイルバネ４３のバネ荷重を大きくするには、弾性力調節ネジ４０をドライバー等を用いてバネ荷重を小さくする方向と反対方向に回動させ、第２弁シール部材３２に接近する方向（図１の左側）に移動（螺入）させる。これにより、第２コイルバネ４３のセット寸法Ｌが短くなる。第２コイルバネ４３のバネ荷重は、弾性力調節ネジ４０の移動量に比例して大きくなる。
【００３０】
従って、本実施形態によれば以下のような効果を得ることができる。
（１）本実施形態のポペット式電磁弁１１では、第２コイルバネ４３のセット寸法Ｌを調節する弾性力調節ネジ４０が設けられている。そのため、ポペット式電磁弁１１の仕様変更等により、供給ポートＰに供給されるエアによって第１弁シール部材３１に対してかかる面圧が変化しても、第２コイルバネ４３のセット寸法Ｌを調節することにより、第１弁座１７に対する第１弁シール部材３１のシール荷重を一定にすることができ、コイル２４に通電する最低作動電流値を一定にすることができる。よって、可動鉄心２６を移動させるときの応答時間、第１弁シール部材３１のリフト量（弁の開口量）を一定にすることができ、安定したエア流量を得ることができる。
【００３１】
（２）第２コイルバネ４３のセット寸法Ｌを調節することにより、第１弁座１７に対する第１弁シール部材３１のシール荷重を一定にすることができる。そのため、コイル２４が消磁されているときにおいて、第１弁シール部材３１が第１弁座１７に対して大きいシール荷重で圧接されるのを防止できる。従って、第１弁シール部材３１の高寿命化を図る（耐久性を高める）ことができる。
【００３２】
（３）弾性力調節ネジ４０は、第２コイルバネ４３の端部に対し押圧可能に当接された状態で弁ボディ１２に進退可能に螺合されている。そのため、簡単な構成とすることができるので、ポペット式電磁弁１１の製造コストの低減に貢献することができる。それとともに、既存のポペット式電磁弁１１に弾性力調節ネジ４０による第２コイルバネ４３のバネ荷重調節機能を付加することができる。
【００３３】
（４）弾性力調節ネジ４０の外端部には、弁ボディ１２の側面から突出され、ドライバを差し込む凹部を有する突部４０ａが形成されている。そのため、弾性力調節ネジ４０の突出部分をドライバー等を用いて回動させることにより、弾性力調節ネジ４０を簡単に移動することができる。従って、簡単な操作でもって、第２コイルバネ４３のセット寸法Ｌを調節することができる。しかも、弾性力調節ネジ４０の突部４０ａの先端面は外部から視認し易くなっているため、弾性力調節ネジ４０の回動量を容易に把握することができる。更に、弾性力調節ネジ４０全体をポペット式電磁弁１１の内部に埋め込んでしまう場合に比べて、ポペット式電磁弁１１を分解することなく、第２コイルバネ４３のセット寸法Ｌを微調節することができる。
【００３４】
（５）第２コイルバネ４３のセット寸法Ｌは、弾性力調節ネジ４０によって連続的に調節することができる。そのため、第２コイルバネ４３のバネ荷重の微調整を行い易くすることができる。
【００３５】
（第２実施形態）
次に、この発明の第２の実施形態を、前記第１の実施形態と異なる部分を中心に説明する。
【００３６】
さて、この第２の実施形態では、図２（ａ），（ｂ）に示すように、弾性力調節ネジ４０の外端部には多角形状の頭部５０が形成され、その頭部５０は弁ボディ１２の外部に突出されている。この頭部５０はストッパ４２の中央部に形成された透孔５１に遊挿されている。透孔５１の内周面の一部分には半球状凹部５２が形成され、その半球状凹部５２には透孔５１の内周面よりも内側に突出された鋼球５３が収容されている。鋼球５３の先端部分は頭部５０の外周面に対して当接されている。頭部５０の先端面には、操作摘み部５４が突設されている。この操作摘み部５４はストッパ４２の外部に突出されている。
【００３７】
そして、弾性力調節ネジ４０を回動した際に、鋼球５３が頭部５０の角部を乗り越えさせることにより、弾性力調節ネジ４０の回動量を段階的に調節できるようになっている。すなわち、本実施形態において、頭部５０は正６角形状に形成されているため、頭部５０の角部は６つ存在していることから、弾性力調節ネジ４０を一回転させることにつき、６段階で第２コイルバネ４３のセット寸法Ｌを調節することが可能である。なお、弾性力調節ネジ４０及び頭部５０は、ナイロン系の合成樹脂材料から形成されている。この材料を採用したのは、鋼球５３よりも頭部５０を軟質材料にすることで、頭部５０の角部を乗り越え易くするためである。
【００３８】
よって、上記のように構成されたポペット式電磁弁１１において、第２コイルバネ４３のセット寸法Ｌを調節するには、操作摘み部５４を把持しながら弾性力調節ネジ４０を回動させる。そして、弾性力調節ネジ４０が第２弁シール部材３２から離間する方向に移動されると、第２コイルバネ４３のセット寸法Ｌを長くすることができる。逆に、弾性力調節ネジ４０が第２弁シール部材３２に接近する方向に移動されると、第２コイルバネ４３のセット寸法Ｌを短くすることができる。
【００３９】
（１）従って、この第２実施形態においても、前述した第１実施形態と基本的に同様の効果を発揮させることができる。特に、この第２実施形態においては、弾性力調節ネジ４０の移動量を段階的に調節することができる。従って、第１実施形態で示すように第２コイルバネ４３のセット寸法Ｌを連続的に調節する場合に比べて、目標とするセット寸法Ｌに迅速かつ容易に調節することができる。
【００４０】
（２）半球状凹部５２の内周面に設けられた鋼球５３がその頭部５０の角部を乗り越えることにより、弾性力調節ネジ４０の回動量が段階的に調節される。そのため、ストッパ４２から突出している操作摘み部５４に何か物が当たったりして不用意に回動されるようなことがない。従って、第２コイルバネ４３のセット寸法Ｌを所定の値に保持することができ、信頼性を向上することができる。
【００４１】
（３）頭部５０は合成樹脂材料によって形成されているため、弾性力調節ネジ４０を回動操作した際に、鋼球５３を頭部５０の角部を容易に乗り越えさせることができる。従って、弾性力調節ネジ４０の操作性を向上することができ、小さい操作力でもって、第２コイルバネ４３のセット寸法Ｌを簡単に調節することができる。
（第３実施形態）
図３に示すように、本実施形態では第２コイルバネ４３のセット寸法Ｌを調節する手段である流体シリンダとしてのエアシリンダ５７が使用されている。このエアシリンダ５７のシリンダチューブ５８と前記弁ボディ１２とは一体的に形成されている。シリンダチューブ５８の内部空間と前記弁孔１４とは、互いに連通されている。シリンダチューブ５８の内部空間には、ピストン５９が可動鉄心２６の軸線方向に沿って摺動可能に収容されている。ピストン５９の外周面にはパッキン５９ａが配設されている。シリンダチューブ５８の内部空間は、このピストン５９の存在によって圧力作用室６０が形成されている。圧力作用室６０には、流体給排用ポート６１を介して流体としてのエアが給排されるようになっている。
【００４２】
シリンダチューブ５８において弁孔１４の外側にはバネ収容溝６２が形成され、その内部には圧縮コイルスプリング６３が収容されている。この圧縮コイルスプリング６３の一端は、バネ収容溝の内奥面に当接され、他端は前記ピストン５９の一端面に当接されている。そして、圧縮コイルスプリング６３により、ピストン５９には圧力作用室６０の容積を小さくする方向、つまり流体給排用ポート６１に接近させる方向への弾性力が付与されている。
【００４３】
前記ピストン５９の一側面中央部には、弾性力調節ロッド６４が突設されている。この弾性力調節ロッド６４はピストン５９の往復移動に伴い一体的に移動可能になっている。弾性力調節ロッド６４の先端部には、第２コイルバネ４３の他端が係合される係止凹部６５が形成されている。
【００４４】
よって、上記のように構成されたポペット式電磁弁１１において、第２コイルバネ４３のセット寸法Ｌを短くするには、流体給排用ポート６１にエアを供給する。すると、圧力作用室６０内にはエアが導入され、同室６０内の圧力が上昇する。この圧力上昇により、ピストン５９及び弾性力調節ロッド６４が、圧縮コイルスプリング６３の弾性力に抗してロッド側（図３の左側）に移動する。この移動により、第２コイルバネ４３の全長が狭められ、そのセット寸法Ｌが短くなる。
【００４５】
これに対して、第２コイルバネ４３のセット寸法Ｌを長くするには、流体給排用ポート６１からエアを排出する。すると、圧力作用室６０内にあるエアが排出され、同室６０内の圧力が低下する。この圧力低下により、ピストン５９及び弾性力調節ロッド６４が、圧縮コイルスプリング６３の弾性力によってピストン側（図３の右側）に移動する。この移動により、第２コイルバネ４３のセット寸法Ｌが長くなる。
【００４６】
（１）従って、この第３実施形態においても、前述した第１実施形態と基本的に同様の効果を発揮させることができる。特に、この第３実施形態においては、第２コイルバネ４３のセット寸法Ｌをエアシリンダ５７に設けられた弾性力調節ロッド６４によって調節することができる。従って、圧力作用室６０に供給するエアの供給圧によって、第２コイルバネ４３のセット寸法Ｌを決定することができる。従って、第２コイルバネ４３のセット寸法Ｌの微調整を簡単に行うことができる。
【００４７】
（２）チューブを介して流体給排用ポート６１にエアを供給できれば、ポペット式電磁弁１１から離れた位置であっても、第２コイルバネ４３のセット寸法Ｌを調節することができる。要するに、第２コイルバネ４３のセット寸法Ｌを遠隔操作により調節することができる。
【００４８】
（第４実施形態）
図４に示すように、本実施形態では第２コイルバネ４３のセット寸法Ｌを調節する電気的アクチュエータとしての電動シリンダ６７が使用されている。この電動シリンダ６７は弁ボディ１２に近接配置されている。電動シリンダ６７には、往復動可能な弾性力調節ロッド６４が設けられ、その先端部は弁孔１４に挿入されている。なお、この電動シリンダ６７の駆動源であるモータは、サーボモータが使用されている。このモータを採用した理由は、モータの回転角度を正確に制御しやすいからである。なお、モータはＡＣサーボモータ、ＤＣサーボモータ、ステッピングモータ等が考えられる。
【００４９】
よって、上記のように構成されたポペット式電磁弁１１において、第２コイルバネ４３のセット寸法Ｌを短くするには、モータを所定の方向に回転させ、弾性力調節ロッド６４を図４の左側に移動させる。これに対して、第２コイルバネ４３のセット寸法Ｌを長くするには、上述した場合とは反対方向にモータを回転させ、弾性力調節ロッド６４を図４の右側に移動させる。
【００５０】
（１）従って、この第４実施形態においても、前述した第１実施形態と基本的に同様の効果を発揮させることができる。特に、この第４実施形態においては、モータを駆動源とする電動シリンダ６７により、第２コイルバネ４３のセット寸法Ｌを調節することができる。従って、弾性力調節ロッド６４を所望の位置に正確に移動させることができるので、第２コイルバネ４３のセット寸法Ｌを正確かつ簡単に微調整することができる。特に、サーボモータを使用すれば、微調整の精度を格段に向上することができる。
【００５１】
（２）電動シリンダ６７に電力を供給することができれば、ポペット式電磁弁１１から離れた位置であっても、第２コイルバネ４３のセット寸法Ｌを調節することができる。要するに、第２コイルバネ４３のセット寸法Ｌを遠隔操作により調節することができる。
【００５２】
（３）電動シリンダ６７を使用しているので、第３実施形態に示すエアシリンダ５７を使用するよりも、消音効果を向上することができる。
（第５実施形態）
図５，図６（ａ），（ｂ）に示すように、弾性力調節ネジ４０の外端部には、前記第２実施形態とは形状が異なる頭部７０が形成されている。すなわち、頭部７０の外周面には、複数の切欠き部７１が形成されている。この切欠き部７１は、Ｖ字状にカットされ、同一円周上において等間隔に配置されている。それぞれの切欠き部７１には鋼球５３が係合可能になっている。
【００５３】
そして、弾性力調節ネジ４０を回動した際に、鋼球５３が各切欠き部７１の間における頭部５０の外周面を乗り越えさせることにより、弾性力調節ネジ４０の回動量を段階的に調節できるようになっている。本実施形態において、切欠き部７１は６つ形成されていることから、弾性力調節ネジ４０を一回転させることにつき、６段階で第２コイルバネ４３のセット寸法Ｌを調節することが可能である。
【００５４】
頭部７０の先端面における各切欠き部７１の底部と対応する位置には、「２」〜「７」までの数字（表示部）が刻印されている。つまり、頭部７０の先端面が弾性力調節ネジ４０の回動量を示す表示面７２となっている。ストッパ４２にはこの表示面７２上に刻印された数字を隠蔽可能な隠蔽部材として隠蔽板７３が設けられている。この隠蔽板７３には、鋼球５３とほぼ同位置に配置された表示窓７４が凹設されている。そして、弾性力調節ネジ４０を回動させると、表示窓７４を介して前記表示面７２にある数字が１つずつ視認できるようになっている。
【００５５】
（１）従って、この実施形態においても、前述した第１実施形態と基本的に同様の効果を発揮させることができる。特に、この第５実施形態においては、頭部７０の先端面は、弾性力調節ネジ４０の回動量を示す表示面７２となっている。そのため、弾性力調節ネジ４０をどれだけ回動すればいいかを容易に把握することができる。
【００５６】
（２）頭部７０の表示面７２に刻印された数字の一部は、隠蔽板７３によって隠蔽されている。従って、必要でない数字は隠蔽板７３によって隠されているため、弾性力調節ネジ４０の回動量をいっそう分かり易くすることができ、操作ミスを低減することができる。
【００５７】
（３）第２実施形態と異なり、鋼球５３は頭部７０の外周面に形成された切欠き部７１に係合可能になっている。従って、軽い操作力で弾性力調節ネジ４０を回動することができる。
【００５８】
（４）鋼球５３の一端は半球状凹部５２に係合され、他端は切欠き部７１に係合されているため、弾性力調節ネジ４０を所定の位置に確実に保持することができ、いっそう信頼性を向上することができる。
【００５９】
（第６実施形態）
図７に示すように、この実施形態では第３実施形態と構成が若干異なり、エアシリンダ５７におけるシリンダチューブ５８の端部が開口され、その開口部はエンドカバー７６によって塞がれている。このエンドカバー７６にはバネ収容溝６２が形成され、そのエンドカバー７６に圧縮コイルスプリング６３が収容されている。つまり、本実施形態では、圧力作用室６０と圧縮コイルスプリング６３とが前記第３実施形態とは反対の位置関係で配置されている。
【００６０】
圧力作用室６０は、流路１５から延びる連通路７７を介して供給ポートＰに連通されている。そして、供給ポートＰに供給されるエアは流路１５及び連通路７７を介して圧力作用室６０内に供給されるようになっている。よって、上記のように構成されたポペット式電磁弁１１において、供給ポートＰに供給されるエアの圧力が高まると、圧力作用室６０にエアが導入され、同室６０内の圧力が上昇する。この圧力上昇により、ピストン５９及び弾性力調節ロッド６４が、圧縮コイルスプリング６３の弾性力に抗してピストン側（図７の右側）に移動する。この移動により第２コイルバネ４３のセット寸法Ｌが長くなり、第２コイルバネ４３のバネ荷重は小さくなる。
【００６１】
これに対して、供給ポートＰに供給されるエアの圧力が低くなると、圧力作用室６０からエアが排出され、同室６０内の圧力が低下する。この圧力低下により、ピストン５９及び弾性力調節ロッド６４が、圧縮コイルスプリング６３の弾性力によってロッド側（図７の左側）に移動する。この移動により第２コイルバネ４３のセット寸法Ｌが短くなり、第２コイルバネ４３のバネ荷重は大きくなる。
【００６２】
（１）従って、この実施形態においても、前述した第１実施形態と基本的に同様の効果を発揮させることができる。特に、この第６実施形態においては、供給ポートＰとエアシリンダ５７に形成された圧力作用室６０とが連通されている。そのため、供給ポートＰに供給されるエアの圧力に応じ、人為的な操作がなくても第２コイルバネ４３のセット寸法Ｌを調節することができる。より詳しく言うと、フィードバック制御によって、第２コイルバネ４３のセット寸法Ｌを自動的に調節することができる。
【００６３】
（２）前記第３実施形態と異なり、シリンダチューブ５８に流体給排用ポート６１を省略することができる。そのため、シリンダチューブ５８をサイズダウンでき、ポペット式電磁弁１１全体を小型化することができる。
【００６４】
なお、本発明の実施形態は以下のように変更してもよい。
・図８に示すように、弾性力調節ネジ４０、ストッパ４２等を省略してもよい。その代わりに、筒状コア３５の一部に、可動鉄心２６の軸線方向に沿って移動可能な可動リング４８を設け、この可動リング４８に第１コイルバネ３６の一端を係止する。そして、この可動リング４８を移動させることにより、第１コイルバネ３６のセット寸法を自在に変更する。この構成によれば、弾性力調節ネジ４０を省略することができ、それに伴いストッパ４２を無くすことができるので、弁ボディ１２全体が大きくなるのを防止することができる。従って、前記実施形態では供給ポートＰに供給するエアの供給圧力を大きくする場合に、第２コイルバネ４３のセット寸法Ｌを長くし、第２コイルバネ４３のバネ荷重を小さくすることにより、第１弁シール部材３１のシール荷重を一定にしている。これ以外にも、第２コイルバネ４３のセット寸法Ｌを変えるのではなく、図８に示す可動リング４８の移動調節により、第１コイルバネ３６のセット寸法を変えてもよい。具体的には、第１コイルバネ３６のセット寸法を短くし、第１弁シール部材３１にかかるエアによる面圧が大きくなった分だけ、第１弁シール部材３１のシール荷重を大きくしてもよい。
【００６５】
・前記実施形態では、供給ポートＰに供給するエアの供給圧力を小さくする場合に、第２コイルバネ４３のセット寸法Ｌを短くし、第２コイルバネ４３のバネ荷重を大きくすることにより、第１弁シール部材３１のシール荷重を一定にしている。この方法以外にも、図８に示す可動リング４８の移動調節により、第２コイルバネ４３のセット寸法Ｌを変えるのではなく、第１コイルバネ３６のセット寸法Ｌを変えてもよい。具体的には、第１コイルバネ３６のセット寸法を長くし、第１弁シール部材３１にかかるエアによる面圧が小さくなった分だけ、第１弁シール部材３１のシール荷重を小さくしてもよい。
【００６６】
・図９に示すように、供給ポートＰに供給するエアの供給圧力を変更する場合に、第１弁シール部材３１又は第２コイルバネ４３のみのセット寸法Ｌを変更するのではなく、両コイルバネ３１，４３のセット寸法Ｌを変更し、第１弁シール部材３１のシール荷重を一定にしてもよい。
【００６７】
・前記第２実施形態において、頭部５０の形状を６角形状に形成したが、３角形〜５角形、又は７角形以上に形成してもよい。７角形以上にした場合には、前記第２実施形態よりもきめ細かく第２コイルバネ４３のセット寸法Ｌを段階的に調節することができる。
【００６８】
・第２実施形態に示す半球状凹部５２を深く形成し、その内奥部に圧縮バネを収容し、この圧縮バネにより鋼球５３を弾性的に透孔５１の内周面から出没可能に設けてもよい。この構成にすれば、頭部５０を合成樹脂ではなく金属等の硬質材料から形成することができる。
【００６９】
・第３実施形態において、圧縮コイルスプリング６３を省略してもよい。その代わりに、シリンダチューブ５８の内部空間を、ピストン５９によって２つの圧力作用室に区画してもよい。この場合には、ヘッド側圧力作用室と、ピストン側圧力作用室にそれぞれ通じるポートを設ける。要するに、ピストン５９及び弾性力調節ロッド６４をエア圧のみで往復移動できるようにしてもよい。この構成にすれば、圧縮コイルスプリング６３を収容するバネ収容溝６２を形成しなくてもよいので、加工コストを低減することができる。
【００７０】
・第３実施形態の別例として、供給ポートＰに供給されるエアの圧力を検出する圧力センサを設け、その圧力センサからの検出信号に基づいて、制御手段がエアシリンダ５７に設けられた圧力作用室６０へのエア供給量を制御するようにしてもよい。
【００７１】
・第４実施形態の別例として、供給ポートＰに供給されるエアの圧力を検出する圧力センサを設け、その圧力センサからの検出信号に基づいて、制御手段が電動シリンダ６７のモータの回転を電気的に制御するようにしてもよい。
【００７２】
・前記第５実施形態では、表示面７２に数字を刻印したが、数字以外にも、文字や記号、或いは図柄等に変更してもよい。
次に、特許請求の範囲に記載された技術的思想のほかに、前述した実施形態によって把握される技術的思想を以下に示す。
【００７５】
・前記弾性力調節手段は、モータを駆動源とする電動シリンダであって、その電動シリンダに往復動可能に設けられたロッドは、第２弾性部材に押圧可能に当接され、同ロッドの移動に伴い第２弾性部材のセット寸法を調節可能であることを特徴とするポペット式電磁弁。
【００７６】
・前記弾性力調節手段は、往復回動しながら前記第２弾性部材のセット寸法を調節するものであって、同弾性力調節手段は、その回動量を示す表示面を有することを特徴とするポペット式電磁弁。
【００７７】
・前記表示面には、複数の文字、図柄、数字等の表示部が複数配列され、各表示部の一部を隠蔽可能な隠蔽部材が設けられていることを特徴とするポペット式電磁弁。この構成にすれば、必要でない表示部は隠蔽部材によって隠すことができる。
【００８０】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、コイルに通電する電流値を一定にすることができるので、弁のリフト量を一定にすることができ、安定した流量を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態におけるポペット式電磁弁の断面図。
【図２】（ａ）は第２実施形態におけるポペット式電磁弁の断面図、（ｂ）は（ａ）の２ｂ−２ｂ断面図。
【図３】第３実施形態におけるポペット式電磁弁の断面図。
【図４】第４実施形態におけるポペット式電磁弁の断面図。
【図５】第５実施形態におけるポペット式電磁弁の断面図。
【図６】（ａ）はポペット式電磁弁の側面図、（ｂ）は図５における６ｂ−６ｂ断面図。
【図７】第６実施形態におけるポペット式電磁弁の断面図。
【図８】別の実施形態におけるポペット式電磁弁の断面図。
【図９】図８とは異なるポペット式電磁弁の断面図。
【図１０】（ａ）は従来の技術におけるポペット式電磁弁の断面図、（ｂ）は説明図。
【符号の説明】
１２…弁ボディ、１４…弁孔、１７…第１弁座、１８…第２弁座、２４…コイル、２６…可動鉄心、３１…第１弁シール部材（第１シール部材）、３２…第２弁シール部材（第２シール部材）、３６…第１コイルバネ（第１弾性部材）、４０…弾性力調節ネジ（弾性力調節手段、セット寸法調節機構）、４３…第２コイルバネ（第２弾性部材）、５７…エアシリンダ（セット寸法調節機構）、６４…弾性力調節ロッド、６７…電動シリンダ（セット寸法調節機構）、Ｐ…供給ポート、Ａ…出力ポート、Ｒ…排気ポート、Ｌ…セット寸法。
【図１】
0004733255.tif 000002
【図２】
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【図３】
0004733255.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0004733255.tif 000008
【図８】
0004733255.tif 000009
【図９】
0004733255.tif 000010
【図１０】
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