JP5486987B2 - バランスポペット式電磁弁 - Google Patents

Description

本発明は、バランスポペット式電磁弁に関する。

この種の電磁弁としては、例えば特許文献１の電磁弁が挙げられる。図４に示すように、電磁弁８０は、弁部８１とソレノイド部１００とを一体に備える。弁部８１における金属製の弁本体８２の中心には弁孔８３が形成されている。また、弁孔８３の長さ方向のほぼ中央には、弁孔８３より大径をなす弁室８４が設けられている。弁本体８２には弁孔８３に連通する入口ポート８５、出口ポート８６及び排出ポート８７が形成されるとともに、入口ポート８５と出口ポート８６との間には第１弁座８８が設けられ、出口ポート８６と排出ポート８７との間には第２弁座８９が設けられている。

ポペット弁９０は弁孔８３内に摺動可能に挿嵌された弁棒９１を備えるとともに、弁棒９１の長さ方向のほぼ中央には弁室８４内に位置するように弁体９２が設けられている。弁棒９１の一端は弁孔８３の下端小径部８３ａ内にシール部材等を使用することなく直接挿嵌支持されるとともに、弁棒９１の一端と弁孔８３の下端との間には第１ばね９３が介装されている。また、弁棒９１の他端側には弁棒９１より大径をなす大径部９１ｂが形成されるとともに、この大径部９１ｂの周面にはシール部材９４が嵌着され、弁棒９１の他端側はこのシール部材９４を介して弁孔８３に挿嵌支持されている。

また、弁本体８２には連通孔９５が凹設され、この連通孔９５を介して弁孔８３が入口ポート８５に連通されている。弁棒９１の中心には連通路９１ａが貫通形成され、この連通路９１ａを介して弁孔８３の下端側空間８３ｂと上端側空間８３ｃとが連通されている。ソレノイド部１００は電磁コイル１０１、コア１０２及びプランジャ１０３を備え、コア１０２とプランジャ１０３との間には第２ばね１０４が介装されている。

そして、上記構成の電磁弁８０において、入口ポート８５における流体の圧力は弁体９２の下面に作用し、ポペット弁９０には上向きの摺動力が付与される。それと同時に、入口ポート８５の流体圧力が連通孔９５から弁孔８３の下端側空間８３ｂに至ると共に、弁棒９１内の連通路９１ａから弁孔８３の上端側空間８３ｃに至ってシール部材９４の上面に作用し、ポペット弁９０には下向きの摺動力が付与される。このとき、シール部材９４により、弁棒９１と弁孔８３との間のシール性が確保され、上端側空間８３ｃの流体が弁室８４へ漏れることが抑制される。従って、ポペット弁９０は上向きと下向きの摺動力を同時に受けて平衡状態に維持され、第１ばね９３と第２ばね１０４とのばね力差のみにより弁体９２と第１弁座８８との間のシール性が確保されている。

この状態で電磁コイル１０１に通電されると、プランジャ１０３が第２ばね１０４の作用に抗してコア１０２に吸着される。すると、弁体９２が第１弁座８８を開放するとともに第２弁座８９を閉鎖する位置に配置され、流体の流れ方向が切換えられる。この状態においても、ポペット弁９０が平衡状態に維持され、第１ばね９３のばね力のみにより弁体９２と第２弁座８９との間のシール性が確保されている。

実公平６−３６３７１号公報

ところで、特許文献１の電磁弁８０においては、弁棒９１に弁体９２を一体に備えたポペット弁９０を弁孔８３内に挿嵌する際、大径部９１ｂが第２弁座８９に接触して第２弁座８９が損傷を受けないようにする必要があるとともに、弁体９２が弁孔８３の内周面に摺接しないようにする必要がある。特許文献１には図示及び開示されていないが、弁本体８２の下端側には、弁室８４と同径の孔が形成されるとともに、この孔は図示しない蓋部材により閉鎖されている。そして、ポペット弁９０は、その他端側から弁本体８２の孔へ挿嵌されている。このとき、弁棒９１の他端側には、ポペット弁９０を平衡状態に維持するための大径部９１ｂ及びシール部材９４が設けられているが、大径部９１ｂ及びシール部材９４の外径と、弁孔８３の孔径とはシール性確保のためにほぼ同じになっている。このため、弁棒９１の他端側を弁孔８３に挿嵌してのポペット弁９０の弁部８１への組付けは作業性が悪く、電磁弁８０の組立性が悪いという問題があった。

本発明は、上記従来の問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、弁部に対するポペット弁の組付性を向上させて組立性を向上させることができるバランスポペット式電磁弁を提供することにある。

上記問題点を解決するために、請求項１に記載の発明は、弁部にソレノイド部が一体化されてなり、前記弁部における筒状のボディ内に、ポペット弁が前記ボディの軸方向へ移動可能に収容されるとともに、前記ポペット弁に設けられた弁体が、前記軸方向において前記弁体を挟む位置に配設された一対の弁座に対し接離されることで流体の流路を切り換え可能に構成され、前記一対の弁座のうちの一方が前記ボディに組付けられた弁座形成体によって形成されるとともに、前記弁座形成体により前記ボディの一方の開口が封止されており、さらに、前記ポペット弁に、前記ボディ内に区画された一端側圧力室と他端側圧力室とを連通させる連通路が形成され、前記ポペット弁に、前記一端側圧力室と前記流路との間をシールするシール部材が設けられるとともに、前記シール部材が前記ボディにおける前記弁座形成体が組付けられた側に配設され、前記弁座形成体には、前記ポペット弁を押圧して移動させる手動軸が設けられるとともに、前記手動軸には前記ポペット弁の押圧時に前記連通路を封止する封止部材が設けられていることを要旨とする。

請求項２に記載の発明は、弁部にソレノイド部が一体化されてなり、前記弁部における筒状のボディの弁孔内に、ポペット弁が前記ボディの軸方向へ移動可能に収容されるとともに、前記ポペット弁に設けられた弁体が、前記軸方向において前記弁体を挟む位置に配設された一対の弁座に対し接離されることで流体の流路を切り換え可能に構成され、前記一対の弁座のうちの一方が前記ボディに組付けられた弁座形成体によって形成されるとともに、前記弁座形成体により前記ボディの一方の開口が封止されており、さらに、前記ポペット弁に、前記ボディ内に区画された一端側圧力室と他端側圧力室とを連通させる連通路が形成され、前記ポペット弁に、前記一端側圧力室と前記流路との間をシールするシール部材が設けられるとともに、前記シール部材が前記ボディにおける前記弁座形成体が組付けられた側に配設され、前記ポペット弁は、前記弁体が設けられるとともにその長さ方向全体亘って前記連通路が形成される軸部と、該軸部の一端側にのみ形成され同軸部より大径に形成されたシール取付部とを備え、前記ポペット弁は、前記軸部の一端側が前記シール取付部に装着される前記シール部材を介して前記弁座形成体に摺動可能に支持されるとともに、前記軸部の他端側が前記弁孔の内周面に突設された支持部に摺動可能に支持されていることを要旨とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載のバランスポペット式電磁弁において、前記弁座形成体は合成樹脂材料により円筒状に形成されていることを要旨とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜請求項３のうちいずれか一項に記載のバランスポペット式電磁弁において、前記弁座形成体は、前記ボディにおいて前記ソレノイド部とは反対側に組付けられていることを要旨とする。

請求項５に記載の発明は、請求項１〜請求項４のうちいずれか一項に記載のバランスポペット式電磁弁において、前記弁座形成体は前記ボディに対し螺合により組付けられていることを要旨とする。

請求項６に記載の発明は、請求項１〜請求項５のうちいずれか一項に記載のバランスポペット式電磁弁において、前記ソレノイド部は、磁気カバーに組付けられる固定鉄心を備え、前記固定鉄心は前記磁気カバーに対し位置調節可能に組付けられていることを要旨とする。

請求項７に記載の発明は、請求項１〜請求項６のうちいずれか一項に記載のバランスポペット式電磁弁において、前記弁体における前記弁座に対する接触部は平坦面状に形成されていることを要旨とする。

請求項８に記載の発明は、請求項２〜請求項７のうちいずれか一項に記載のバランスポペット式電磁弁において、前記弁座形成体には、前記ポペット弁を押圧して移動させる手動軸が設けられるとともに、前記手動軸には前記ポペット弁の押圧時に前記連通路を封止する封止部材が設けられていることを要旨とする。

本発明によれば、弁部に対するポペット弁の組付性を向上させて組立性を向上させることができる。

（ａ）は実施形態のバランスポペット式電磁弁を示す断面図、（ｂ）は弁座形成体を示す側面図。 弁座形成体により第２弁座の位置を調節した状態を示す断面図。 手動軸により連通路を封止した状態を示す断面図。 背景技術の電磁弁を示す断面図。

以下、本発明を具体化した一実施形態を図１〜図３にしたがって説明する。
図１に示すように、バランスポペット式電磁弁１０は、流体としての正圧空気の流路を切り換えるための弁部１１と、弁部１１を駆動させるためのソレノイド部３１とが螺子止めにより一体化されてなる。

まず、弁部１１について説明する。弁部１１は、非磁性材料（合成樹脂材料）により筒状に形成され、両端が開口されたボディ１２を備える。ボディ１２の中心軸Ｌの延びる方向を軸方向とすると、ボディ１２における軸方向の一端側（図１（ａ）では右端側）には雌ねじ１２ｂが形成されている。また、ボディ１２内には、雌ねじ１２ｂに連続して第１弁孔１２ａが形成されている。さらに、ボディ１２の軸方向他端側には、第１弁孔１２ａより小径をなす第２弁孔１２ｃが第１弁孔１２ａに連続するように形成されている。ボディ１２内において、第１弁孔１２ａと第２弁孔１２ｃとの径の差により形成された段差には、第２弁孔１２ｃを取り囲むように第１弁座１８が突設されている。また、ボディ１２における軸方向他端側には、支持部１２ｄが第２弁孔１２ｃの内周面から突設されている。さらに、支持部１２ｄよりもボディ１２の軸方向他端側には、第２弁孔１２ｃより大径をなす収容凹部１２ｆが形成されている。そして、ボディ１２は、雌ねじ１２ｂ、第１弁孔１２ａ、第２弁孔１２ｃ、支持部１２ｄ、及び収容凹部１２ｆにより軸方向全体に亘って貫通する筒状に形成されている。また、ボディ１２は軸方向一端側（一方）が雌ねじ１２ｂにより開口し、軸方向他端側（他方）が収容凹部１２ｆにより開口している。

ボディ１２には、その軸方向の一端から他端に向かって、流路を形成する供給ポート１３、出力ポート１４及び排出ポート１５がこの順序で形成されている。供給ポート１３及び出力ポート１４は、ボディ１２内の第１弁孔１２ａに連通するように形成されるとともに、排出ポート１５はボディ１２内の第２弁孔１２ｃに連通するように形成されている。供給ポート１３には、正圧空気の正圧供給源（図示せず）が接続されるとともに、出力ポート１４には、エアシリンダ等の空気圧機器（図示せず）が接続されている。また、排出ポート１５には、排気用配管（図示せず）が接続されている。そして、供給ポート１３に供給された正圧空気は、バランスポペット式電磁弁１０によって出力ポート１４へ出力されない場合と、出力ポート１４へ出力される場合とに切り換えられるようになっている。

ボディ１２の雌ねじ１２ｂには弁座形成体１７が螺着されるとともに、この弁座形成体１７によりボディ１２の一方（一端）の開口が封止されている。図１（ｂ）に示すように、弁座形成体１７は合成樹脂材料により円筒状に形成され、一端側外周面に雄ねじ１７ａが形成されるとともに、雄ねじ１７ａより他端側に筒状の弁収容部１７ｂを備える。弁収容部１７ｂの最大外径は、第１弁孔１２ａの孔径より僅かに小さくなっている。

弁収容部１７ｂの外周面において、雄ねじ１７ａ寄りには第１Ｏリング１７ｄが装着されるとともに、弁収容部１７ｂの先端側には第２Ｏリング１７ｅが装着されている。弁収容部１７ｂにおいて、第１Ｏリング１７ｄと第２Ｏリング１７ｅとの間には、弁収容部１７ｂの内外を連通させる連通孔１７ｃが形成されている。また、図１（ａ）に示すように、弁座形成体１７の一端側には、弁座形成体１７の一端面に開口する嵌合孔１７ｆが形成されるとともに、この嵌合孔１７ｆの孔径は弁収容部１７ｂ側が大径に形成されている。そして、弁座形成体１７の内周面には当接段差１７ｇが形成されている。

嵌合孔１７ｆには手動軸１６が摺動可能に嵌合されている。手動軸１６は、当接段差１７ｇに当接可能なフランジ部１６ａと、このフランジ部１６ａより小径をなし、嵌合孔１７ｆに嵌合される嵌合部１６ｂとから形成されている。そして、フランジ部１６ａの当接段差１７ｇに対する当接により、手動軸１６の弁座形成体１７からの抜け出しが防止されている。

嵌合部１６ｂの外周面にはＯリング１６ｃが装着されるとともに、このＯリング１６ｃにより弁座形成体１７内（ボディ１２内）からの空気漏れが抑制されている。嵌合部１６ｂの端面には操作用凹部１６ｄが形成されている。さらに、フランジ部１６ａの端面には、ゴム材料よりなる封止部材１６ｆが装着されている。この封止部材１６ｆは、弁収容部１７ｂ側の端面が弧状に湾曲形成されるとともに、弾性変形可能に形成されている。そして、上記構成の手動軸１６は、弁座形成体１７の軸方向に沿って摺動可能に設けられている。

上記弁座形成体１７は、弁収容部１７ｂが第１弁孔１２ａ内に挿入された状態で雄ねじ１７ａが、ボディ１２の雌ねじ１２ｂに螺合されることによりボディ１２に組付けられるとともに、ボディ１２の一端側開口を封止している。弁座形成体１７がボディ１２に組付けられた状態では、連通孔１７ｃにより供給ポート１３と弁収容部１７ｂ内（第１弁孔１２ａ内）とが連通するようになっている。また、第２Ｏリング１７ｅは、供給ポート１３と出力ポート１４の間に位置するボディ１２の内周面に圧接している。そして、第２Ｏリング１７ｅにより、弁座形成体１７の外周面と、ボディ１２内周面との間を介して供給ポート１３と出力ポート１４とが連通するのを抑制している。さらに、第１Ｏリング１７ｄにより、弁座形成体１７の外周面と、ボディ１２の内周面との間を介して、供給ポート１３へ供給された正圧空気がボディ１２外へと漏れ出ることを抑制している。

また、弁収容部１７ｂの先端面は、ボディ１２の軸方向における出力ポート１４と供給ポート１３の間に配置され、弁収容部１７ｂの先端面により、第２弁座１９が形成されている。第２弁座１９の位置は、雌ねじ１２ｂに対する雄ねじ１７ａの螺合量により、ボディ１２の軸方向に沿って調節可能になっている。そして、第１弁孔１２ａ内において、第１弁座１８と第２弁座１９との間に弁室２０が形成されている。

ボディ１２と弁座形成体１７内には、ポペット弁４１がボディ１２の軸方向へ移動可能に収容されている。ポペット弁４１は、第１弁棒４２と、この第１弁棒４２に一体化された第２弁棒４３とから形成されている。第１弁棒４２は、一端側が弁収容部１７ｂ内に収容されるとともに、他端側が支持部１２ｄ内に挿通されている。また、第２弁棒４３は弁座形成体１７の弁収容部１７ｂ内に収容されている。

第１弁棒４２は、軸部４２ａと、この軸部４２ａの長さ方向中央部に形成された弁体取付部４２ｂとから形成されている。弁体取付部４２ｂは軸部４２ａより大径をなすとともに、弁体取付部４２ｂには弁体４４が設けられている。ポペット弁４１における弁体４４での外径は、第２弁孔１２ｃより大径であるとともに第１弁孔１２ａより小径になっており、この弁体４４は第１弁座１８と第２弁座１９に対向配置されている。すなわち、第１弁座１８と第２弁座１９は、ボディ１２の軸方向において弁体４４を挟む位置に配設されている。弁体４４の両端面であり、第１弁座１８及び第２弁座１９に対して接離する面は平坦面状に形成されている。第１弁棒４２には、軸部４２ａの長さ方向全体に亘って延びる第１連通路４２ｃが形成されるとともに、第１弁棒４２における第２弁棒４３側とは反対側の端面には第１連通路４２ｃと第１弁棒４２外部とを連通させる連通溝４２ｄが形成されている。

第２弁棒４３は、軸部４３ａと、この軸部４３ａの長さ方向中央部に形成され軸部４３ａより大径に形成されたシール取付部４３ｂとから形成されている。シール取付部４３ｂの外径は、弁収容部１７ｂの内径より僅かに小さく設定されている。また、シール取付部４３ｂの外周面には、シール部材４５が装着されている。このシール部材４５は、ポペット弁４１のボディ１２内での移動の際に、弁収容部１７ｂの内周面に対し摺接するようになっている。さらに、第２弁棒４３には、軸部４３ａの長さ方向全体に亘って延びる第２連通路４３ｃが形成されている。そして、ポペット弁４１においては、第１弁棒４２の第１連通路４２ｃと、第２弁棒４３の第２連通路４３ｃとは連通して、一本の連通路を形成している。また、第２弁棒４３において、第１弁棒４２とは反対側の開口端は、第２連通路４３ｃから開口する側に向かうに従い徐々に拡径するようにテーパ状に形成されている。

上記構成のポペット弁４１は、一端側（第２弁棒４３側）がシール部材４５を介して弁収容部１７ｂ（弁座形成体１７）に摺動可能に支持されるとともに、他端側（第１弁棒４２側）が支持部１２ｄに摺動可能に支持されている。そして、ポペット弁４１は両端側が支持されることにより、ボディ１２の軸方向に対する傾きが規制されている。すなわち、シール部材４５がポペット弁４１一端側の軸受として機能し、支持部１２ｄがポペット弁４１他端側の軸受として機能するようになっている。

ボディ１２内において、ポペット弁４１の一端側となる位置には、第２弁棒４３と弁座形成体１７とから区画される一端側圧力室Ｓ１が設けられている。なお、第２弁棒４３の第２連通路４３ｃは、一端側圧力室Ｓ１に向けて開口している。また、一端側圧力室Ｓ１には弁用ばね２３が介在されている。そして、ポペット弁４１は、弁用ばね２３のばね力によって弁体４４が第２弁座１９から離間する方向、言い換えると、弁体４４が第１弁座１８に着座する方向へ付勢されている。また、手動軸１６は、弁用ばね２３のばね力によってポペット弁４１から離間する方向へ付勢されている。

一方、ボディ１２内において、ポペット弁４１の他端側となる位置には、ソレノイド部３１と収容凹部１２ｆとから区画される他端側圧力室Ｓ２が設けられている。そして、一端側圧力室Ｓ１と、他端側圧力室Ｓ２とは、ポペット弁４１の連通溝４２ｄ、第１連通路４２ｃ、及び第２連通路４３ｃを介して連通し、同じ圧力になっている。

次に、ソレノイド部３１について説明する。
ソレノイド部３１は、ボディ１２における弁座形成体１７が組付けられた側とは反対側に螺子止めにより一体化されている。ソレノイド部３１は、磁性材料により筒状に形成された磁気カバー３２を備えるとともに、磁気カバー３２においてボディ１２側と反対側の内周面には雌ねじ３２ａが形成されている。磁気カバー３２の内側には、コイル３３ａが複数巻回された筒状のボビン３３が配設されている。また、磁気カバー３２の内部であって、ボビン３３よりもボディ１２側には、ガイドリング３４が設けられている。

ボビン３３内には略円柱状の固定鉄心３７が設けられている。この固定鉄心３７の先端部には雄ねじ３７ａが形成されるとともに、この雄ねじ３７ａが磁気カバー３２の雌ねじ３２ａに螺合されることにより、固定鉄心３７が磁気カバー３２に組付けられている。また、ガイドリング３４及びボビン３３内には、可動鉄心３５が挿入されている。可動鉄心３５は、そのボディ１２側の一端面がポペット弁４１（第１弁棒４２）の端面に当接するとともに、固定鉄心３７側の他端面が固定鉄心３７と対向するように配設されている。さらに、可動鉄心３５の一端側は、ボディ１２の収容凹部１２ｆ内に入り込むように延在されるとともに、可動鉄心３５の一端には、外方に突出する鍔部３５ａが形成されている。ガイドリング３４と鍔部３５ａとの間に鉄心用ばね３６が介在されるとともに、可動鉄心３５は、鉄心用ばね３６のばね力により固定鉄心３７から離間する方向へ付勢されている。この鉄心用ばね３６のばね力は、弁用ばね２３のばね力より大きくなっている。このため、ソレノイド部３１への通電がなされず、鉄心用ばね３６のばね力により可動鉄心３５が付勢された状態では、ポペット弁４１は、弁体４４が第２弁座１９に着座する方向へ付勢されている。

次に、上記構成のバランスポペット式電磁弁１０の動作について説明する。
さて、図１（ａ）の拡大図における２点鎖線に示すように、ソレノイド部３１のコイル３３ａへの通電が行われない状態では、鉄心用ばね３６と弁用ばね２３とのばね力の差（付勢力）により可動鉄心３５がボディ１２側へ付勢されている。そして、可動鉄心３５は、そのボディ１２側の端面が支持部１２ｄに当接しているとともに、可動鉄心３５によりポペット弁４１がボディ１２内に押圧され、弁体４４が第２弁座１９に着座している。

この非通電状態では、供給ポート１３における正圧空気の圧力は、弁体４４とシール取付部４３ｂに作用する。このとき、弁体４４とシール取付部４３ｂの受圧面積が同じになっているため、弁体４４及びシール取付部４３ｂに作用する圧力同士が相殺される。また、出力ポート１４及び排出ポート１５における圧力（大気圧）は、第２弁孔１２ｃから支持部１２ｄと第１弁棒４２の軸部４２ａとの間を通過し、連通溝４２ｄから他端側圧力室Ｓ２に作用する。そして、他端側圧力室Ｓ２の圧力は、第１弁棒４２の第１連通路４２ｃ、及び第２弁棒４３の第２連通路４３ｃを介して一端側圧力室Ｓ１に作用し、一端側圧力室Ｓ１と他端側圧力室Ｓ２とが同じ圧力になっている。

そして、シール部材４５により、一端側圧力室Ｓ１と供給ポート１３（流路）との間のシール性が確保され、一端側圧力室Ｓ１の正圧空気が供給ポート１３へ漏れることが抑制されている。従って、ポペット弁４１はその両端側から同じ力を同時に受けて平衡状態に維持される。このため、ポペット弁４１は、鉄心用ばね３６と弁用ばね２３のばね力の差のみにより第２弁座１９に着座し、供給ポート１３と出力ポート１４との間のシール性が確保され、供給ポート１３へ供給された正圧空気は出力ポート１４へ出力されないようになっている。

そして、コイル３３ａへの通電がなされると、可動鉄心３５が固定鉄心３７側に吸引される。この吸引力が鉄心用ばね３６のばね力に打ち勝ち、可動鉄心３５が固定鉄心３７に吸着されると、ポペット弁４１は弁用ばね２３の付勢力によりソレノイド部３１に向けて押圧される。すると、図１に示すように、弁体４４が第２弁座１９から離間するとともに、第１弁座１８に着座し、正圧空気の流路が切換えられる。その結果、供給ポート１３から出力ポート１４へ正圧空気が供給され、正圧空気が出力ポート１４から空気圧機器に供給される。

このとき、供給ポート１３における正圧空気の圧力は、弁体４４とシール取付部４３ｂに作用する。弁体４４とシール取付部４３ｂの受圧面積が同じになっているため、弁体４４及びシール取付部４３ｂに作用する圧力同士で相殺される。また、排出ポート１５における圧力は、第２弁孔１２ｃから支持部１２ｄと第１弁棒４２の軸部４２ａとの間を通過し、連通溝４２ｄから他端側圧力室Ｓ２に作用する。そして、他端側圧力室Ｓ２の圧力は、第１弁棒４２の第１連通路４２ｃ、及び第２弁棒４３の第２連通路４３ｃを介して一端側圧力室Ｓ１に作用し、一端側圧力室Ｓ１と他端側圧力室Ｓ２とが同じ圧力になっている。このとき、シール部材４５により、一端側圧力室Ｓ１と供給ポート１３との間のシール性が確保され、一端側圧力室Ｓ１の正圧空気が供給ポート１３へ漏れることが抑制される。よって、ポペット弁４１は弁用ばね２３のばね力のみにより第１弁座１８に着座し、出力ポート１４と排出ポート１５との間のシール性が確保されている。

次に、上記構成のバランスポペット式電磁弁１０の組立方法について説明する。
まず、ポペット弁４１（第１弁棒４２、第２弁棒、及び弁体４４が一体化されている）の第１弁棒４２側を、ボディ１２の雌ねじ１２ｂ側（一端側）からボディ１２内に挿入し、ボディ１２にポペット弁４１を組付ける。このとき、弁座形成体１７がボディ１２から取り外されているため、作業者は、ボディ１２内を視認しながらポペット弁４１を組付ける作業を行うことができる。そして、ポペット弁４１は、他端側が第１弁棒４２より大径をなす第２弁孔１２ｃ内に挿入され、一端側が弁体４４及びシール部材４５より大径をなす第１弁孔１２ａ及び雌ねじ１２ｂ内に挿入されるとともに、シール部材４５はボディ１２における弁座形成体１７側に配設される。このため、ポペット弁４１をボディ１２内に挿入する際、シール部材４５が設けられたシール取付部４３ｂが第２弁座１９に衝突することが無くなり、また、弁体４４及びシール部材４５がボディ１２の内周面に接触したりすることが防止される。

次に、ポペット弁４１の第２弁棒４３側に弁用ばね２３を配設した状態で、弁座形成体１７を弁収容部１７ｂ側からボディ１２内に挿入するとともに、雄ねじ１７ａをボディ１２の雌ねじ１２ｂに螺合する。すると、弁収容部１７ｂがシール部材４５の外周側に配設され、シール部材４５が弁収容部１７ｂの内周面に圧接するとともに、弁座形成体１７によってボディ１２の一端側が封止される。そして、このボディ１２において弁座形成体１７が組付けられた側と反対側にソレノイド部３１を螺子止めにより一体化すると、バランスポペット式電磁弁１０が組み立てられる。

バランスポペット式電磁弁１０を組み立てた後、供給ポート１３に正圧空気が供給された状態で、出力ポート１４から出力される流量の計測が行われる。このとき、出力ポート１４から出力される流量が所望する値でない場合、図２に示すように、ボディ１２の雌ねじ１２ｂに対する弁座形成体１７の螺合量を調節して、第２弁座１９の位置を調節し、流量を調節する。

また、バランスポペット式電磁弁１０においては、ソレノイド部３１における固定鉄心３７の磁気カバー３２に対する螺合量を調節して、ソレノイド部３１における作動電流の調節が行われる。

さらに、コイル３３ａに対する通電を行わず、手動でポペット弁４１を移動させて出力ポート１４から出力される流量の計測が行われる場合もある。この場合は、図３に示すように、工具Ｔの先端を手動軸１６の操作用凹部１６ｄに挿入し、その工具Ｔにより手動軸１６をボディ１２内に押し込む。すると、ポペット弁４１が押圧され、弁体４４が第１弁座１８に着座し、供給ポート１３へ供給される正圧空気を、出力ポート１４へ出力させることが可能になる。

上記実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
（１）ボディ１２を筒状に形成し、ボディ１２の一端側に弁座形成体１７を組み付けて、弁座形成体１７によりボディ１２内に第２弁座１９を設けるとともに、その弁座形成体１７によりボディ１２の一端側開口を封止するようにした。また、ポペット弁４１の平衡状態を維持するためのシール部材４５が、弁座形成体１７側に位置するようにポペット弁４１がボディ１２に組付けられている。そして、バランスポペット式電磁弁１０を組立てる際、ボディ１２にポペット弁４１を組付けた後に、弁座形成体１７がシール部材４５の外周側に位置するようにボディ１２に組み付けられる。よって、ポペット弁４１の他端側は、シール部材４５より大径をなす孔に挿入されて組付けられることになるため、シール部材４５がボディ１２の内周面に接触しにくくなるとともに、シール部材４５が装着されたシール取付部４３ｂが第２弁座１９に衝突することが無くなる。よって、ポペット弁４１をボディ１２に組付ける際、シール部材４５の第２弁座１９への接触や、シール部材４５のボディ１２の内周面への接触を意識して慎重に組付け作業を行う必要がない。その結果として、ポペット弁４１をボディ１２に組み付ける作業を簡単に行うことができ、結果としてバランスポペット式電磁弁１０の組立性を向上させることができる。

（２）ポペット弁４１のシール部材４５を、ボディ１２におけるソレノイド部３１が設けられる側とは反対側に位置するように設けた。このため、シール部材４５を、通電に伴い温度上昇するコイル３３ａや、可動鉄心３５の固定鉄心３７に対する接触により摩耗粉が発生するソレノイド部３１から離すことができる。よって、シール部材４５を、温度上昇や摩耗粉の影響を受けにくくすることができ、シール部材４５の耐久性を向上させることができる。

（３）弁座形成体１７における弁収容部１７ｂの内側にシール部材４５が配設され、このシール部材４５によりポペット弁４１の一端側が摺動可能に支持される。よって、弁座形成体１７は、ボディ１２に第２弁座１９を設けるための機能に加え、ポペット弁４１の軸受としての機能も兼ね備える。したがって、ボディ１２に第２弁座１９を設けるための機能を発揮する部品、ポペット弁４１の軸受としての機能を発揮する部品それぞれを別々にボディ１２に設ける場合と比べると、バランスポペット式電磁弁１０の構成を簡単にすることができる。

（４）弁座形成体１７は合成樹脂材料により円筒状に形成されている。このため、弁座形成体１７の真円度を高めることができる。弁座形成体１７内ではポペット弁４１のシール部材４５が摺接することになるが、弁座形成体１７の真円度が高められることで、シール部材４５の摺動性を高め、ポペット弁４１の摺動性を高めることができる。

（５）弁座形成体１７は、雄ねじ１７ａを備え、その雄ねじ１７ａをボディ１２の雌ねじ１２ｂに螺合することでボディ１２に組み付けられる。そして、雄ねじ１７ａの螺合量を調節することで、第２弁座１９の位置を調節することができ、バランスポペット式電磁弁１０の流量調節を容易に行うことができる。

（６）ソレノイド部３１において、固定鉄心３７には雄ねじ３７ａが設けられるとともに、その雄ねじ３７ａを磁気カバー３２の雌ねじ３２ａに螺合することで、固定鉄心３７が磁気カバー３２に一体に組み付けられる。そして、雄ねじ３７ａの螺合量を調節することで、固定鉄心３７の位置を調節することができるとともに、可動鉄心３５のストローク量を調節することができ、バランスポペット式電磁弁１０の作動電流の調節を容易に行うことができる。したがって、上記（５）に記載の効果から、バランスポペット式電磁弁１０は、弁座形成体１７による第２弁座１９の位置調節による流量調節と、固定鉄心３７の位置調節による作動電流調節の２つの調節を行うことができる。

（７）弁体４４において、第１弁座１８及び第２弁座１９に対する接触部は平坦面状に形成されている。このため、弁体４４が第１弁座１８又は第２弁座１９に着座したとき、確実にシールすることができる。

（８）弁座形成体１７には、手動軸１６が設けられ、この手動軸１６を操作してポペット弁４１を手動で移動させることができる。手動軸１６には、手動軸１６によりポペット弁４１を移動させたとき、ポペット弁４１の第２連通路４３ｃを封止する封止部材１６ｆを備えている。手動軸１６によりポペット弁４１が中心軸Ｌに対し傾いて押されてしまい、シール部材４５によるシール機能が低下して供給ポート１３からの正圧空気が一端側圧力室Ｓ１に洩れてしまったとする。このとき、手動軸１６の封止部材１６ｆにより、第２連通路４３ｃが封止されるため、一端側圧力室Ｓ１の圧力が第２連通路４３ｃから第１連通路４２ｃ及び連通溝４２ｄを介して第２弁孔１２ｃへ漏れてしまうことが抑制される。その結果、供給ポート１３へ供給される正圧空気は、一端側圧力室Ｓ１から漏れることが抑制され、出力ポート１４への出力が低下することが抑制される。

（９）手動軸１６に設けた封止部材１６ｆは、端面が弧状に湾曲形成されている。このため、手動軸１６によりポペット弁４１を押圧した際、封止部材１６ｆは第２連通路４３ｃの開口端の形状に沿って密接しやすく、封止部材１６ｆにより第２連通路４３ｃの開口を確実に封止することができる。

（１０）ボディ１２の一端側に、円筒状に形成された弁座形成体１７を組み付けて、弁座形成体１７によりボディ１２内に第２弁座１９を設けるとともに、ポペット弁４１の平衡状態を維持するためのシール部材４５を、弁座形成体１７側に位置するようにした。シール部材４５は、ポペット弁４１と一体に移動し、弁座形成体１７の内周面を摺動するため、シール部材４５のシール取付部４３ｂからの潰し代（突出量）は僅かに設定してあり、シール部材４５の密接する弁座形成体１７としてはその真円度が要求される。しかし、本実施形態では、弁座形成体１７を合成樹脂材料により円筒状に形成し、その真円度を容易に出すことができるため、シール部材４５を弁座形成体１７の内周面に全周に亘って密接させてシール機能を十分に発揮させることができる。したがって、本実施形態では、ポペット弁４１の平衡状態を維持するために、シール部材４５をボディ１２の内周面に密接させる必要がなく、ボディ１２を合成樹脂で製造することが可能になる。よって、背景技術のように、ポペット弁の平衡状態を維持するためのシール部材を全周に亘って弁孔に密接させるために、弁本体を金属で形成し、かつ真円度の高い弁孔を切削により形成する場合と比べると、ボディ１２の製造コストを抑えることができ、バランスポペット式電磁弁１０の製造コストを低減することができる。

なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
○ 弁体４４における第１弁座１８又は第２弁座１９への接触部は平坦面状に形成されていなくてもよい。

○ ソレノイド部３１における固定鉄心３７は磁気カバー３２に対し移動不能に一体化されていてもよい。
○ 弁座形成体１７は、ボディ１２に対して螺合ではなく、圧入、嵌合等によりボディ１２に組み付けられていてもよい。

○ 弁座形成体１７は、ボディ１２における他方の開口側、すなわちソレノイド部３１側に組み付けられていてもよい。
○ 弁座形成体１７は、円筒状でなく、角筒状に形成されていてもよい。

○ シール部材４５は、弁座形成体１７内ではなく、弁座形成体１７よりソレノイド部３１側に配設されていてもよく、この場合、ボディ１２内における弁座形成体１７よりソレノイド部３１側には、シール部材４５が摺接可能な別部材が配設される。

○ 実施形態では、ボディ１２にポペット弁４１を収容した後、ボディ１２に弁座形成体１７を組付けて、ボディ１２とソレノイド部３１を一体化したが、以下のように変更してもよい。すなわり、ボディ１２にソレノイド部３１が組付けられた状態で、ボディ１２にポペット弁４１を組付けた後、ボディ１２に弁座形成体１７を組付けてもよい。

○ 実施形態では、弁部１１とソレノイド部３１とを螺子止めにより一体化したが、弁部１１とソレノイド部３１とは、カシメ、溶接、弾性体を利用した固定方法等により一体化されていてもよい。

Ｓ１…一端側圧力室、Ｓ２…他端側圧力室、１１…弁部、１２…ボディ、１３…流路としての供給ポート、１６…手動軸、１６ｆ…封止部材、１７…弁座形成体、１８…第１弁座、１９…第２弁座、３１…ソレノイド部、３２…磁気カバー、３７…固定鉄心、４１…ポペット弁、４２ｃ…第１連通路、４３ｃ…第２連通路、４４…弁体、４５…シール部材。

Claims (8)

1. 弁部にソレノイド部が一体化されてなり、前記弁部における筒状のボディ内に、ポペット弁が前記ボディの軸方向へ移動可能に収容されるとともに、前記ポペット弁に設けられた弁体が、前記軸方向において前記弁体を挟む位置に配設された一対の弁座に対し接離されることで流体の流路を切り換え可能に構成され、
   前記一対の弁座のうちの一方が前記ボディに組付けられた弁座形成体によって形成されるとともに、前記弁座形成体により前記ボディの一方の開口が封止されており、
   さらに、前記ポペット弁に、前記ボディ内に区画された一端側圧力室と他端側圧力室とを連通させる連通路が形成され、
   前記ポペット弁に、前記一端側圧力室と前記流路との間をシールするシール部材が設けられるとともに、前記シール部材が前記ボディにおける前記弁座形成体が組付けられた側に配設され、
   前記弁座形成体には、前記ポペット弁を押圧して移動させる手動軸が設けられるとともに、前記手動軸には前記ポペット弁の押圧時に前記連通路を封止する封止部材が設けられているバランスポペット式電磁弁。
2. 弁部にソレノイド部が一体化されてなり、前記弁部における筒状のボディの弁孔内に、ポペット弁が前記ボディの軸方向へ移動可能に収容されるとともに、前記ポペット弁に設けられた弁体が、前記軸方向において前記弁体を挟む位置に配設された一対の弁座に対し接離されることで流体の流路を切り換え可能に構成され、
   前記一対の弁座のうちの一方が前記ボディに組付けられた弁座形成体によって形成されるとともに、前記弁座形成体により前記ボディの一方の開口が封止されており、
   さらに、前記ポペット弁に、前記ボディ内に区画された一端側圧力室と他端側圧力室とを連通させる連通路が形成され、
   前記ポペット弁に、前記一端側圧力室と前記流路との間をシールするシール部材が設けられるとともに、前記シール部材が前記ボディにおける前記弁座形成体が組付けられた側に配設され、
   前記ポペット弁は、前記弁体が設けられるとともにその長さ方向全体亘って前記連通路が形成される軸部と、該軸部の一端側にのみ形成され同軸部より大径に形成されたシール取付部とを備え、
   前記ポペット弁は、前記軸部の一端側が前記シール取付部に装着される前記シール部材を介して前記弁座形成体内に摺動可能に支持されるとともに、前記軸部の他端側が前記弁孔の内周面に突設された支持部に摺動可能に支持されているバランスポペット式電磁弁。
3. 前記弁座形成体は合成樹脂材料により円筒状に形成されている請求項１又は請求項２に記載のバランスポペット式電磁弁。
4. 前記弁座形成体は、前記ボディにおいて前記ソレノイド部とは反対側に組付けられている請求項１〜請求項３のうちいずれか一項に記載のバランスポペット式電磁弁。
5. 前記弁座形成体は前記ボディに対し螺合により組付けられている請求項１〜請求項４のうちいずれか一項に記載のバランスポペット式電磁弁。
6. 前記ソレノイド部は、磁気カバーに組付けられる固定鉄心を備え、前記固定鉄心は前記磁気カバーに対し位置調節可能に組付けられている請求項１〜請求項５のうちいずれか一項に記載のバランスポペット式電磁弁。
7. 前記弁体における前記弁座に対する接触部は平坦面状に形成されている請求項１〜請求項６のうちいずれか一項に記載のバランスポペット式電磁弁。
8. 前記弁座形成体には、前記ポペット弁を押圧して移動させる手動軸が設けられるとともに、前記手動軸には前記ポペット弁の押圧時に前記連通路を封止する封止部材が設けられている請求項２〜請求項７のうちいずれか一項に記載のバランスポペット式電磁弁。

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