(57)【要約】【課題】組立後に弁部材の開閉ストロークを調節できるようにして電磁弁の製造歩留まりを向上する。【解決手段】電磁弁１０は、固定鉄心１２を備えたソレノイドブロック１１と、流入ポートに弁収容室２５を介して連通する弁座支持孔２３が設けられたバルブケース２１とを有している。弁部材２６と弁座部材３１が弁収容室２５内に配置され、流出ポート４２が設けられた調節ねじ部材４１が弁座支持孔２３に装着される。調節ねじ部材４１は、弁座支持孔２３にねじ結合される第１の雄ねじ４３と、弁座部材３１にねじ結合される第２の雄ねじ４４とを有し、両方の雄ねじ４３，４４はピッチが相違し、調節ねじ部材４１により弁開度か調節される。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
コイルが巻き付けられる固定鉄心を備えたソレノイドブロックと、
空気が流入する流入ポート、および前記流入ポートに弁収容室を介して連通する弁座支持孔が設けられ、前記ソレノイドブロックに装着されるバルブケースと、
前記弁収容室内に配置され、前記コイルが通電されると前記固定鉄心に向けて吸引される弁部材と、
前記弁収容室に連通する流出孔が設けられ前記弁収容室内に配置される弁座部材と、
前記流出孔に連通する流出ポートが形成され、前記弁座支持孔に装着される調節ねじ部材と、
前記調節ねじ部材に設けられ、前記弁座支持孔にねじ結合される第１の雄ねじと、
前記調節ねじ部材に設けられ、前記第１の雄ねじと相違したピッチであって、前記弁座部材にねじ結合される第２の雄ねじと、を有し、
前記調節ねじ部材の回転により前記弁部材と前記弁座部材との間の弁開度を調節する、電磁弁。
【請求項２】
請求項１記載の電磁弁において、前記弁座部材は、前記バルブケースの前記弁収容室側から前記バルブケースに装着される、電磁弁。
【請求項３】
請求項２記載の電磁弁において、前記弁座部材は、弁座支持孔に組み込まれる円筒形状の基部および前記弁部材に当接する当接頭部を有し、前記第２の雄ねじは前記基部にねじ結合される、電磁弁。
【請求項４】
請求項１記載の電磁弁において、前記第１の雄ねじのピッチは、前記第２の雄ねじのピッチよりも大きい、電磁弁。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の電磁弁において、前記第１の雄ねじの外径寸法は、前記第２の雄ねじの外径寸法よりも大きい、電磁弁。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載の電磁弁において、前記第１の雄ねじと前記第２の雄ねじは、タッピングねじである、電磁弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、圧縮空気が供給される流入ポートと圧縮空気を流出する流出ポートとを、連通状態と遮断状態とに作動する電磁弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
ソレノイドにより弁部材を開閉動作させる電磁弁は、ソレノイドブロックとバルブケースとを有している。ソレノイドブロックはコイルと固定鉄心を備えており、バルブケースは流入ポートと流出ポートを備えている。可動子と弁部材がソレノイドブロックとバルブケースとにより形成される弁収容室内に配置され、弁部材が当接する弁座がバルブケースに設けられている。ソレノイドのコイルに通電すると、可動子が固定鉄心に吸引されて弁部材は弁座から離れ、流入ポートと流出ポートとを連通状態となる。これにより、流入ポートに供給された圧縮空気は、流出ポートに流れて外部に流出する。一方、コイルに対する通電を停止すると、可動子が固定鉄心から離れて弁部材は弁座に当接し、流入ポートと流出ポートとが遮断状態となる。これにより、流出ポートからの圧縮空気の流出は停止される。
【０００３】
電磁弁には、可動子と弁部材とをそれぞれ別部材により形成し、それらを組み立てることにより可動子組立体を構成するようにしたタイプと、可動子自体を弁部材としたタイプとがある。特許文献１は、可動子と弁部材とを別部材とした電磁弁が記載されている。この電磁弁においては、ばね部材が、可動子に取り付けられている。このばね部材が可動子にばね力を与え、ばね力は、可動子が固定子から離れて弁を開放する方向に働く。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第５５０２２４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に記載されるように、ばね部材が、弁座に向かう方向の推力を弁部材に与える構造の電磁弁は、弁部材の開閉ストロークが比較的大きい場合に適用される。これに対して、流入ポートから流入した圧縮空気の圧力が、弁座に向かう方向の推力を弁部材に加えるようにすると、電磁弁にばね部材を組み込むことがなくなるので、電磁弁を小型化することができる。さらに、弁部材の開閉ストロークが小さいので、頻繁に弁部材を開閉動作させることができる。
【０００６】
このように、弁部材の開閉ストロークが小さく、開閉頻度が高い電磁弁においては、以下の課題がある。つまり、開閉ストロークが僅かでも変化すると、弁部材が弁座から離れて流入ポートと流出ポートとが連通する時における、圧縮空気の流出量が当初の値と相違してしまう。ソレノイドブロックやバルブケースの寸法は製造上のばらつきを有しており、複数の部品を組み立てて形成される電磁弁においては、弁部材の開閉ストロークのばらつきの発生が不可避である。
【０００７】
弁部材の開閉ストロークは、弁部材が固定鉄心に引き付けられたときの、弁座と弁部材との間の距離である。従って、弁座がバルブケースにより形成される電磁弁の場合には、電磁弁を組み立てた後に開閉ストロークを調整することができない。従って、特に、圧縮空気の流出量が高精度に設定される電磁弁においては、組み立てた後の製品検査において流出量が所定の範囲外の場合には、出荷することができないので、廃棄しなければならず、電磁弁の製造歩留まりが低下する。
【０００８】
本発明の目的は、組立後に弁部材の開閉ストロークを調節できるようにして電磁弁の製造歩留まりを向上することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の電磁弁は、コイルが巻き付けられる固定鉄心を備えたソレノイドブロックと、空気が流入する流入ポート、および前記流入ポートに弁収容室を介して連通する弁座支持孔が設けられ、前記ソレノイドブロックに装着されるバルブケースと、前記弁収容室内に配置され、前記コイルが通電されると前記固定鉄心に向けて吸引される弁部材と、前記弁収容室に連通する流出孔が設けられ前記弁収容室内に配置される弁座部材と、前記流出孔に連通する流出ポートが形成され、前記弁座支持孔に装着される調節ねじ部材と、前記調節ねじ部材に設けられ、前記弁座支持孔にねじ結合される第１の雄ねじと、前記調節ねじ部材に設けられ、前記第１の雄ねじと相違したピッチであって、前記弁座部材にねじ結合される第２の雄ねじと、を有し、前記調節ねじ部材の回転により前記弁部材と前記弁座部材との間の弁開度を調節する。
【発明の効果】
【００１０】
電磁弁においては、弁収容室内に配置される弁座部材には流出ポートが設けられる。弁座部材の位置は、ピッチが相違する第１の雄ねじと第２の雄ねじとを有する調整ねじ部材により調節される。弁開度は、電磁弁を組み立てた後に、弁座部材の位置調整によって微調整することができる。これにより、圧縮空気の流出量を所定の値に調整できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】一実施の形態である電磁弁を示す正面図である。
【図２】図１の平面図である。
【図３】図２におけるＡ−Ａ線拡大断面図である。
【図４】図３におけるＢ部の拡大断面図である。
【図５】バルブケースとその中に組み込まれる部品を示す分解斜視図である。
【図６】バルブケースの平面図である。
【図７】図６におけるＣ−Ｃ線断面図である。
【図８】弁部材の当接面を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１〜図３に示されるように、電磁弁１０は、ソレノイドブロック１１と、このソレノイドブロック１１が取り付けられるバルブケース２１とを有している。ソレノイドブロック１１は、図３に示されるように、基部１２ａと、基部１２ａの両端部から平行に延びる２つの脚部１２ｂとを備えたＵ字形状の固定鉄心１２を有している。コイル１３がボビン１４に巻き付けられており、ボビン１４は脚部１２ｂに組み付けられる。固定鉄心１２と、固定鉄心１２にボビン１４を介して巻き付けられるコイル１３とによりソレノイドが構成される。
【００１３】
ソレノイドブロック１１は、横断面形状が長方形となっており、全体的にほぼ直方体形状となっている。脚部１２ｂの先端面は平坦な吸引面１２ｃとなっており、ソレノイドブロック１１の一端面に露出されている。ソレノイドブロック１１は樹脂製のコイルケース１５を有し、バルブケース２１はコイルケース１５の図３における下端面つまり一端面に組み付けられる。プラグ１９がソレノイドブロック１１に着脱自在に装着され、プラグ１９により外部からコイル１３に電力が供給される。
【００１４】
バルブケース２１は、横断面形状がソレノイドブロック１１と同様に長方形となっており、図５に示されるように、全体的に直方体形状となっている。バルブケース２１の図３における下端面つまり一端面は、図示しない支持部材に取り付けられる取付面２２となっている。図３に示されるように、弁座支持孔２３がバルブケース２１の長手方向中央部に設けられ、弁座支持孔２３はバルブケース２１の取付面２２に開口している。２つの流入ポート２４ａ，２４ｂが、弁座支持孔２３に対してバルブケース２１の長手方向に離れてバルブケース２１に設けられている。弁収容室２５がバルブケース２１の他端部側に設けられ、弁収容室２５はバルブケース２１の他端面に開口している。弁座支持孔２３と２つの流入ポート２４ａ，２４ｂは、弁収容室２５を介して連通する。弁収容室２５の開口面は、図５に示されるようにほぼ長方形となっている。バルブケース２１にソレノイドブロック１１を装着されると、弁収容室２５の開口面はソレノイドブロック１１により閉じられる。
【００１５】
図３、図５および図８に示されるように、ほぼ長方形の弁部材２６が弁収容室２５内に配置される。弁部材２６は、脚部１２ｂの幅寸法よりわずかに大きい幅寸法を有し、２つの脚部１２ｂの長さ寸法よりも長い長さ寸法を有している。弁部材２６は、磁性材料により形成されており、コイル１３が通電されると、固定鉄心１２に向けて吸引される。このように、弁部材２６は可動鉄心としての機能を有している。弁部材２６の一方面は固定鉄心１２に対向する被吸引面２６ａであり、反対側の面は弁座部材３１に対向する当接面２６ｂであり、ゴム製のシール層２７が当接面２６ｂの一部に貼り付けられている。
【００１６】
位置決め用の突起２８が、取付面２２から突出してバルブケース２１に設けられている。バルブケース２１を図示しない取付部材に取り付けるときには、突起２８を取付部材に設けられた凹部に挿入することにより、電磁弁１０が取付部材に位置決めされる。電磁弁１０が取付部材に取り付けられると、２つの流入ポート２４ａ，２４ｂのうちの一方が、取付部材に設けられた流路に連通される。２つの流入ポート２４ａ，２４ｂをバルブケース２１に設けることにより、取付部材に設けられた流路の位置に合わせて、いずれか一方の流入ポートを流路に連通させることができる。フィルタ２９が流路に連通される方の流入ポートに装着される。図３においては、流入ポート２４ａにフィルタ２９が装着されている。
【００１７】
弁座部材３１がバルブケース２１に装着される。弁座部材３１は、バルブケース２１の弁収容室２５側から、つまり他端側からバルブケース２１に装着される。弁座部材３１は、弁座支持孔２３に組み込まれる円筒形状の基部３２を有し、弁収容室２５に連通する流出孔３３が基部３２に設けられている。弁部材２６の当接面２６ｂに沿って延びるほぼ長方形の当接頭部３４が、基部３２に一体に設けられている。シール突起３５が当接頭部３４の先端面３６に設けられており、シール突起３５は当接面２６ｂに設けられたシール層２７の外周部に当接する。シール突起３５はほぼ長方形状を有し、先端面３６から弁部材２６に向けて突出している。シール突起３５は弁座として機能し、弁部材２６のシール層２７によって閉鎖される。流出孔３３に連通する連通空間３７が当接頭部３４に設けられており、連通空間３７はシール突起３５の内側で先端面３６に開口し、流出孔３３は連通空間３７を介して弁収容室２５に連通する。複数の支持突起３８が先端面３６に設けられており、それぞれの支持突起３８は、弁部材２６の当接面２６ｂのうちシール層２７の外側に向けて先端面３６から突出している。つまり、支持突起３８はシール層２７に当接することはない。
【００１８】
コイル１３への通電を停止すると、弁収容室２５内の圧縮空気が、図４に示されるように、弁部材２６の外周面とバルブケース２１との間の隙間Ｇから、弁部材２６の被吸引面２６ａと固定鉄心１２の吸着面との間に入り込む。弁部材２６は圧縮空気の圧力で弁座部材３１に向けて押圧される。これにより、弁部材２６のシール層２７は、シール突起３５に当接し、支持突起３８はシール層２７の外側の当接面２６ｂに当接した状態となって、弁部材２６の当接面２６ｂが当接頭部３４に当接する。シール突起３５の外側に複数の支持突起３８が設けられているので、弁部材２６が当接頭部３４に当接したときは、弁部材２６は長手方向および幅方向の双方向において当接頭部３４に対して平行となる。平行が保たれているので、シール層２７とシール突起３５が片当たりすることなく、シール突起３５に対して全体的に均一な押圧力で弁部材２６が当接する。
【００１９】
コイル１３に通電すると、弁部材２６は固定鉄心１２の吸引面１２ｃに向けて吸引される。このときにおける弁部材２６と当接頭部３４との間で形成される隙間の距離、つまり弁開度に対応するバルブストロークを調整するために、円筒形状の調節ねじ部材４１が弁座支持孔２３に装着される。調節ねじ部材４１は、流出孔３３に連通する貫通孔により形成される流出ポート４２を有している。
【００２０】
調節ねじ部材４１は、段付きの円筒形状であり、外側端部は内側端部よりも大径である。第１の雄ねじ４３が、調節ねじ部材４１の外側端部の外周面に設けられている。第１の雄ねじ４３は、弁座支持孔２３にねじ結合される。弁座部材３１の基部３２に形成された流出孔３３は段付き孔であり、突出端部側の内径は内方側の内径よりも大径孔となっている。第２の雄ねじ４４が調節ねじ部材４１の内側端部の外周面に設けられ、第２の雄ねじ４４は弁座部材３１の基部３２にねじ結合される。第２の雄ねじ４４は、基部３２の流出孔３３のうち突出端部側の部分にねじ結合される。このように、第１の雄ねじ４３の外径寸法は、第２の雄ねじ４４の外径寸法よりも大きい径に設定されている。
【００２１】
第１と第２の雄ねじ４３，４４は、タッピングねじである。バルブケース２１と弁座部材３１はそれぞれ樹脂により形成されており、調節ねじ部材４１は金属により形成されている。バルブケース２１および弁座部材３１をそれぞれ樹脂成形したときには、バルブケース２１と弁座部材３１には、それぞれの雄ねじ４３，４４にねじ結合される雌ねじは形成されていない。したがって、電磁弁１０を組み立てる前は、弁座支持孔２３と流出孔３３の内周面は、平坦な円筒面となっている。電磁弁１０を組み立てるときに、第１の雄ねじ４３を弁座支持孔２３にねじ結合させると、第１の雄ねじ４３により弁座支持孔２３には雌ねじが刻み込まれる。同様に、第２の雄ねじ４４を流出孔３３にねじ結合させると、第２の雄ねじ４４により流出孔３３には雌ねじが刻み込まれる。調節ねじ部材４１を回転させるために、図示しない回転工具が係合される係合溝４５が調節ねじ部材４１の先端面に形成されている。
【００２２】
第１の雄ねじ４３のピッチＰ１は、第２の雄ねじ４４のピッチＰ２よりも大きく設定されており、両方の雄ねじ４３，４４は右ねじである。両方の雄ねじ４３，４４により差動ねじ機構が形成される。したがって、第１の雄ねじ４３を右回転させると、調節ねじ部材４１は弁部材２６に向かう方向に移動し、弁座部材３１は弁部材２６から離れる方向に移動する。これにより、調節ねじ部材４１の軸方向の移動量と、弁座部材３１の軸方向の移動量との差の距離だけ、弁座部材３１は軸方向に移動される。このように差動ねじ機構を設けると、弁部材２６の弁座部材３１に対する開閉ストロークつまり弁開度を、調節ねじ部材４１を比較的大きく回転させることにより、微小距離調節することができる。
【００２３】
例えば、第１の雄ねじ４３のピッチＰ１を０．５ｍｍとし、第２の雄ねじ４４のピッチＰ２を０．３５ｍｍとすると、調節ねじ部材４１を１回転させると、０．１５ｍｍの移動量で弁座部材３１を軸方向に移動することになる。調節ねじ部材４１を半回転させると、弁座部材３１の移動量は０．０７５ｍｍとなる。
【００２４】
弁座支持孔２３は全体が同一内径となっているが、基部３２が軸方向に摺動する摺動部分と、第１の雄ねじ４３がねじ結合されるねじ結合部分とで内径を相違させるようにしても良い。ねじ結合部分の内径を摺動部分の内径よりも小さくし、第１の雄ねじ４３の外径を第２の雄ねじ４４の外径よりも小さくしても良い。その場合には、第１の雄ねじ４３のピッチＰ１を第２の雄ねじ４４の外径よりも小さくすることができる。
【００２５】
ソレノイドブロック１１をバルブケース２１に取り付けるために、連結孔５１がソレノイドブロック１１とバルブケース２１に設けられており、連結孔５１に取り付けられるねじ部材５２により、ソレノイドブロック１１とバルブケース２１は連結される。電磁弁１０を図示しない支持部材に取り付けるために、電磁弁１０を貫通する貫通孔５３が電磁弁１０に設けられている。ねじ部材５４を貫通孔５３に取り付けて、ねじ部材５４を支持部材にねじ結合させることにより、電磁弁１０は支持部材に取り付けられる。
【００２６】
次に、電磁弁１０の開閉動作について説明する。例えば、２つの流入ポート２４ａ，２４ｂのうち、流入ポート２４ａが図示しない支持部材に設けられた一次側の流路に連通され、流出ポート４２が支持部材に設けられた二次側の流路に連通される。そのように電磁弁１０が使用されるときには、支持部材の流路に供給された圧縮空気は、フィルタ２９で濾過されて流入ポート２４ａから弁収容室２５内に流入する。コイル１３に対する通電が停止されているときには、弁収容室２５内に供給された圧縮空気は、図４に示されるように、弁部材２６の被吸引面２６ａ側に流入し、弁部材２６は弁座部材３１の当接頭部３４に当接する。これにより、流入ポート２４ａと流出ポート４２は連通が遮断された状態、つまり弁が閉じた状態となる。
【００２７】
この状態のもとで、コイル１３に通電されると、弁部材２６は、固定鉄心１２の吸引面１２ｃに向けて吸引されて、吸引面１２ｃとボビン１４の先端面に当接する。このときの弁部材２６の弁開度つまり移動ストロークは、図４に示される隙間Ｇの距離である。弁部材２６が吸引面１２ｃに向けて吸引されると、弁部材２６は弁座部材３１の当接頭部３４から離れて、流入ポート２４ａは流出ポート４２と連通した状態、つまり弁が開放された状態となる。これにより、流出ポート４２から圧縮空気が流出する。
【００２８】
弁部材２６の移動ストロークに対応する隙間Ｇは、電磁弁１０を組み立てた後に調整される。図示するように、弁部材２６の弁開度つまり開閉ストロークが小さく、頻繁に弁部材２６が開閉動作するようにした電磁弁１０においては、弁開度が僅かでも設定値と相違していると、流入ポート２４ａと流出ポート４２とを連通させた弁開放ときの圧縮空気の流出量や流出圧力が、設定値と相違することになる。そこで、調整工程において、弁開放時の流出ポート４２からの圧縮空気の流出量を測定し、設定値となっているが否かを判断する。流出量が設定値とずれている場合には、調節ねじ部材４１を回転させて、開閉ストロークを調整する。
【００２９】
このように、電磁弁１０を組み立てた後に弁部材２６の弁開度を調整することができるので、電磁弁１０の製造歩留まりを向上させることができる。
【００３０】
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。例えば、図示する固定鉄心１２はＵ字形状となっているが、固定鉄心１２としては、横断面が長方形となった棒状の固定鉄心としても良い。また、それぞれの雄ねじ４３，４４はタッピングねじであるが、それぞれの雄ねじ４３，４４がねじ結合される雌ねじを弁座支持孔２３、流出孔３３に形成しても良い。その場合には、弁部材２６の弁開度を調整した後に、調節ねじ部材４１を接着剤や締結ナット等により固定するようにすることが好ましい。
【符号の説明】
【００３１】
１０    電磁弁
１１    ソレノイドブロック
１２    固定鉄心
１２ａ    基部
１２ｂ    脚部
１２ｃ    吸引面
１３    コイル
１５    コイルケース
２１    バルブケース
２３    弁座支持孔
２４ａ    流入ポート
２５    弁収容室
２６    弁部材
２７    シール層
３１    弁座部材
３２    基部
３３    流出孔
３４    当接頭部
３５    シール突起
３６    先端面
３７    連通空間
３８    支持突起
４１    調節ねじ部材
４２    流出ポート
４３    第１の雄ねじ
４４    第２の雄ねじ
【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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