(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-02-15
(45)【発行日】2024-02-26
(54)【発明の名称】比例電磁弁
(51)【国際特許分類】
F16K 31/06 20060101AFI20240216BHJP
【ＦＩ】
F16K31/06 305A
F16K31/06 305F
F16K31/06 305G
【請求項の数】
11
(21)【出願番号】P 2020026868
(22)【出願日】2020-02-20
(65)【公開番号】P2021131127
(43)【公開日】2021-09-09
【審査請求日】2022-11-03
(73)【特許権者】
【識別番号】000108627
【氏名又は名称】タカノ株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100088579
【弁理士】
【氏名又は名称】下田 茂
(74)【代理人】
【識別番号】110001519
【氏名又は名称】弁理士法人太陽国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】吉岡 大喜
【審査官】笹岡 友陽
(56)【参考文献】
【文献】実開昭５８－１０２８０９（ＪＰ，Ｕ）
【文献】特開２０１８－０９６４９３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平０５－１８０３１８（ＪＰ，Ａ）
【文献】実開昭５５－０９７２６９（ＪＰ，Ｕ）
【文献】特開２００５－６１５８９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１４－２１４８４２（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｆ１６Ｋ ３１／０６
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
ソレノイドの外部に設けたヨークの内部に、このヨークにより、後端側が支持された固定プランジャ，及びこの固定プランジャに対して進退変位自在に配した可動プランジャを有するとともに、前記ソレノイドに印加する励磁電圧の大きさに対応して前記可動プランジャを変位させる電磁駆動部と、前記可動プランジャの前端に設けた弁体，及びこの弁体に対向し、かつ内側に流路を有する弁座を有するとともに、前記可動プランジャを一端側で弾性支持する弾性部材を有する弁機構部とを備える比例電磁弁において、前記固定プランジャと前記可動プランジャ間に介在させることにより当該可動プランジャの直角方向への動きを規制する立体板バネと、前記弾性部材の他端側の位置を、前記ヨークの外側に配した第一操作部の操作により弁変位方向に変位させて位置調整可能な第一調整機構部と、前記固定プランジャの位置を、前記ヨークの外側に配した第二操作部の操作により前記可動プランジャに対して進退変位させて位置調整可能な第二調整機構部とを備えてなることを特徴とする比例電磁弁。
【請求項2】
前記弾性部材は、コイルバネを用いることを特徴とする請求項１記載の比例電磁弁。
【請求項3】
前記第一調整機構部は、前記ヨークと前記固定プランジャ間に配し、かつ外周面に設けたネジ部を前記ヨークに設けた開口部のネジ孔部に螺合させるとともに、内端により前記弾性部材の他端側を支持し、かつ後端に前記第一操作部を有する調節筒を備えることを特徴とする請求項１又は２記載の比例電磁弁。
【請求項4】
前記第一調整機構部は、前記調節筒の前記ネジ部に螺合し、かつ前記ヨークに当接可能な第一固定ナットを備えることを特徴とする請求項３記載の比例電磁弁。
【請求項5】
前記第二調整機構部は、前記固定プランジャの外周面に設けたネジ部を前記調節筒に設けた開口部のネジ孔部に螺合させるとともに、前記固定プランジャの後端側に前記第二操作部を備えることを特徴とする請求項３記載の比例電磁弁。
【請求項6】
前記第二調整機構部は、前記固定プランジャの前記ネジ部に螺合し、かつ前記調節筒に当接可能な第二固定ナットを備えることを特徴とする請求項３記載の比例電磁弁。
【請求項7】
前記弾性部材は、板バネを用いることを特徴とする請求項１記載の比例電磁弁。
【請求項8】
前記第一調整機構部は、前記ヨークの外周面に設けたネジ部を、前記弁座を有するブロック部に設けた開口部のネジ孔部に螺合させるとともに、前記ヨークの外周面に前記第一操作部を設けてなることを特徴とする請求項１又は７記載の比例電磁弁。
【請求項9】
前記第一調整機構部は、前記ヨークの前記ネジ部に螺合し、かつ前記ブロック部に当接可能な第一固定ナットを備えることを特徴とする請求項８記載の比例電磁弁。
【請求項10】
前記第二調整機構部は、前記固定プランジャの外周面に設けたネジ部を前記ヨークに設けた開口部のネジ孔部に螺合させるとともに、前記固定プランジャの後端側に前記第二操作部を備えることを特徴とする請求項８記載の比例電磁弁。
【請求項11】
前記第二調整機構部は、前記固定プランジャの前記ネジ部に螺合し、かつ前記ヨークに当接可能な第二固定ナットを備えることを特徴とする請求項１０記載の比例電磁弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、ガス等の流体の流量を連続的に制御する流量制御弁等に用いて好適な比例電磁弁に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、電磁駆動部と弁機構部を組合わせることにより流体の流量を連続制御できるようにした比例電磁弁は、既に本出願人が提案した特許文献１で開示される流量制御弁が知られている。
【0003】
同文献１で開示される流量制御弁は、プランジャの全ストロークにおいてリニアリティの高い高精度の流量制御を行うとともに、安定性及び信頼性の高い制御を行うことを目的としたものであり、具体的には、ソレノイドの外部に設けたアウタヨーク及び内部に設けたインナヨークを有するとともに、インナヨークの前端面に対して、後端面が対向し、かつソレノイドに印加する励磁電圧の大きさに対応して変位するプランジャを有する電磁駆動部と、プランジャの前端に設けることにより流路を開閉する弁体及びこの弁体を弾性支持するダイヤフラムを有する弁機構部とを備え、特に、プランジャの後端面をリング状の平坦部とこの平坦部の内側に設けたテーパ面を有する凸部との組合わせにより形成するとともに、インナヨークの前端面をリング状の平坦部とこの平坦部の内側に設けたテーパ面を有する凹部との組合わせにより形成し、後端面又は前端面の直径に対する凸部又は凹部の直径の比率及びテーパ面の角度を所定の大きさに設定したものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開２０１０－２５３０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかし、上述した特許文献１で開示される従来の比例電磁弁（流量制御弁）は、次のような解決すべき課題が存在した。
【0006】
同文献１の流量制御弁は、円盤形に形成した二枚のダイヤフラム（板バネ部材）の中心部に弁体を取付けるとともに、このダイヤフラムの外周部を、流路を形成するブロックの内面に取付けている。これにより、弁体は、この板バネ部材の中心部により弾性支持される。ところで、この種の流量制御弁は、流量を連続的に制御するため、プランジャ（弁体）の全ストロークにおいてリニアリティの高い高精度の流量制御が求められる。
【0007】
したがって、製造段階において、部品や機構等に基づくバラツキ（公差）を小さくするための調整を行っており、上述した従来の流量制御弁では、複数の異なる厚さのダイヤフラムを用意し、公差が大きいときは、厚さの異なるダイヤフラムへの変更や二以上のダイヤフラムを組合わせることにより、弁体による弁開度やダイヤフラム（板バネ部材）によるバネ力が所定の基準値内に収まるように調整を行っていた。
【0008】
しかし、このような従来の調整手法は、調整時に、組み付け後のアセンブリを一旦分解したり再組立する工程が必要になるため、製造工数の増加に伴う生産性の低下を招くとともに、部品類を傷付けてしまうなどの難点があった。加えて、調整可能な範囲において段階的に変更、例えば、０．０１ｍｍ単位で変更して調整するため、精度の高い調整を行うには限界があった。
【0009】
本発明は、このような背景技術に存在する課題を解決した比例電磁弁の提供を目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【0010】
本発明に係る比例電磁弁１は、上述した課題を解決するため、ソレノイド３の外部に設けたヨーク４の内部に、このヨーク４により、後端５ｒ側が支持された固定プランジャ５，及びこの固定プランジャ５に対して進退変位自在に配した可動プランジャ６を有するとともに、ソレノイド３に印加する励磁電圧Ｅｄの大きさに対応して可動プランジャ６を変位させる電磁駆動部２と、可動プランジャ６の前端６ｆに設けた弁体９，及びこの弁体９に対向し、かつ内側に流路Ｒを有する弁座１０を有するとともに、可動プランジャ６を一端１１ｓ側で弾性支持する弾性部材１１を有する弁機構部７とを備える比例電磁弁を構成するに際して、固定プランジャ５と可動プランジャ６間に介在させることにより当該可動プランジャ６の直角方向Ｆｃへの動きを規制する立体板バネ３７と、弾性部材１１の他端１１ｔ側の位置を、ヨーク４の外側に配した第一操作部１２の操作により弁変位方向Ｆｄに変位させて位置調整可能な第一調整機構部Ｍ１と、固定プランジャ５の位置を、ヨーク４の外側に配した第二操作部１３の操作により可動プランジャ６に対して進退変位させて位置調整可能な第二調整機構部Ｍ２とを備えてなることを特徴とする。
【0011】
この場合、発明の好適な第一の態様により、弾性部材１１には、コイルバネ１１ｃを用いることができる。また、第一調整機構部Ｍ１は、ヨーク４と固定プランジャ５間に配し、かつ外周面２１ｗに設けたネジ部２１ｓをヨーク４に設けた開口部のネジ孔部４ｎに螺合させるとともに、前端２１ｆにより弾性部材１１の他端１１ｔ側を支持し、かつ後端２１ｒに第一操作部１２を有する調節筒２１を設けることができる。なお、第一調整機構部Ｍ１には、調節筒２１のネジ部２１ｓに螺合し、かつヨーク４に当接可能な第一固定ナット２２を設けることができる。一方、第二調整機構部Ｍ２は、固定プランジャ５の外周面に設けたネジ部５ｓを調節筒２１に設けた開口部のネジ孔部２１ｎに螺合させるとともに、固定プランジャ５の後端５ｒ側に第二操作部１３を設けることができる。なお、第二調整機構部Ｍ２には、固定プランジャ５のネジ部５ｓに螺合し、かつ調節筒２１に当接可能な第二固定ナット２３を設けることが望ましい。
【0012】
他方、発明の好適な第二の態様により、弾性部材１１には、板バネ１１ｐを用いることができる。また、第一調整機構部Ｍ１には、ヨーク４の外周面４ｗに設けたネジ部４ｓを、弁座１０を有するブロック部２４に設けた開口部のネジ孔部２４ｎに螺合させるとともに、ヨーク４の外周面に第一操作部１２を設けることができる。なお、第一調整機構部Ｍ１には、ヨーク４のネジ部４ｓに螺合し、かつブロック部２４に当接可能な第一固定ナット１２を設けることが望ましい。一方、第二調整機構部Ｍ２は、固定プランジャ５の外周面に設けたネジ部５ｓをヨーク４に設けた開口部のネジ孔部４ｎに螺合させるとともに、固定プランジャ５の後端５ｒ側に第二操作部１３を設けることができる。なお、第二調整機構部Ｍ２には、固定プランジャ５のネジ部５ｓに螺合し、かつヨーク４に当接可能な第二固定ナット２３を設けることが望ましい。
【発明の効果】
【0013】
このような構成を有する本発明に係る比例電磁弁１によれば、次のような顕著な効果を奏する。
【0014】
（１） 弾性部材１１の他端１１ｔ側の位置を、ヨーク４の外側に配した第一操作部１２の操作により弁変位方向Ｆｄに変位させて位置調整可能な第一調整機構部Ｍ１と、固定プランジャ５の位置を、ヨーク４の外側に配した第二操作部１３の操作により可動プランジャ６に対して進退変位させて位置調整可能な第二調整機構部Ｍ２とを備えるため、製造段階において、調整に伴う組み付け後におけるアセンブリの分解及び再組立を不要にできる。したがって、部品類を傷付けてしまうなどの不具合を回避できるとともに、外部からの操作部に対する操作のみで、弁開度やバネ圧の調整を容易に行うことが可能となり、生産性を大幅に高めることができる。しかも、螺合機構による連続的な位置調整が可能になるため、精度の高い調整を行うことができる。加えて、固定プランジャ５と可動プランジャ６間に、立体板バネ３７を介在させたため、当該可動プランジャ６の直角方向Ｆｃへの動きを規制することができる。
【0015】
（２） 好適な態様により、弾性部材１１に、コイルバネ１１ｃを用いれば、いわゆるヘタリを生じることなく、安定した弾力性能を確保及び維持できるとともに、広く安定した調整範囲を確保できる。
【0016】
（３） 好適な態様により、第一調整機構部Ｍ１を構成するに際し、ヨーク４と固定プランジャ５間に配し、かつ外周面２１ｗに設けたネジ部２１ｓをヨーク４に設けた開口部のネジ孔部４ｎに螺合させるとともに、前端２１ｆにより弾性部材１１の他端１１ｔ側を支持し、かつ後端２１ｒに第一操作部１２を有する調節筒２１を設けて構成すれば、調節筒２１の追加により、比例電磁弁１の基本構造を変更することなく独立した第一調整機構部Ｍ１を構成でき、特に、第一操作部１２をヨーク４の上端位置に配することが可能になるため、調整機構全体をヨーク４により外的に保護し、調整操作の容易化及び信頼性の向上に寄与できる。
【0017】
（４） 好適な態様により、第一調整機構部Ｍ１に、調節筒２１のネジ部２１ｓに螺合し、かつヨーク４に当接可能な第一固定ナット２２を設ければ、調整後における調節筒２１を確実に固定できるため、調整後における位置ズレを防止し、正確な調整位置を長期にわたって維持できるとともに、再調整も容易に行うことができる。
【0018】
（５） 好適な態様により、第二調整機構部Ｍ２を構成するに際し、固定プランジャ５の外周面に設けたネジ部５ｓを調節筒２１に設けた開口部のネジ孔部２１ｎに螺合させるとともに、固定プランジャ５の後端５ｒ側に第二操作部１３を設けて構成すれば、第二調整機構部Ｍ２及び第二操作部１３を、第一調整機構部Ｍ１及び第一操作部１２の内側に配することができるため、第一調整機構部Ｍ１の調整操作及び第一調整機構部Ｍ１及び第一操作部１２を同方向から操作可能になり、調整操作の容易化に寄与できるとともに、第一調整機構部Ｍ１と組み合わせた調整機構全体の小型コンパクト化に寄与できる。
【0019】
（６） 好適な態様により、第二調整機構部Ｍ２に、固定プランジャ５のネジ部５ｓに螺合し、かつ調節筒２１に当接可能な第二固定ナット２３を設ければ、調整後における固定プランジャ５を確実に固定できるため、調整後における位置ズレを防止し、正確な調整位置を長期にわたって維持できるとともに、再調整も容易に行うことができる。
【0020】
（７） 好適な態様により、弾性部材１１に、板バネ１１ｐを用いれば、プレート材又はその組合わせにより構成できるため、電磁弁全体の小型化、更には低コスト化に寄与できる。
【0021】
（８） 好適な態様により、第一調整機構部Ｍ１を構成するに際し、ヨーク４の外周面４ｗに設けたネジ部４ｓを、弁座１０を有するブロック部２４に設けた開口部のネジ孔部２４ｎに螺合させるとともに、ヨーク４の外周面に第一操作部１２を設けて構成すれば、ヨーク４自身を第一調整機構部Ｍ１及び第一操作部１２に兼用可能になるため、調節筒などの別途の部品を追加することなく実施することができ、調整機構全体のシンプル化及び低コスト化に寄与できる。
【0022】
（９） 好適な態様により、第一調整機構部Ｍ１に、ヨーク４のネジ部４ｓに螺合し、かつブロック部２４に当接可能な第一固定ナット１２を設ければ、調整後におけるヨーク４を確実に固定できるため、調整後における位置ズレを防止し、正確な調整位置を長期にわたって維持できるとともに、再調整も容易に行うことができる。
【0023】
（１０） 好適な態様により、第二調整機構部Ｍ２を構成するに際し、固定プランジャ５の外周面に設けたネジ部５ｓをヨーク４に設けた開口部のネジ孔部４ｎに螺合させるとともに、固定プランジャ５の後端５ｒ側に第二操作部１３を設けて構成すれば、第二調整機構部Ｍ２及び第二操作部１３を、ヨーク４の内側に配することができるため、第一調整機構部Ｍ１と組み合わせた調整機構全体の小型コンパクト化に寄与できる。
【0024】
（１１） 好適な態様により、第二調整機構部Ｍ２に、固定プランジャ５のネジ部５ｓに螺合し、かつヨーク４に当接可能な第二固定ナット２３を設ければ、調整後における固定プランジャ５を確実に固定できるため、調整後における位置ズレを防止し、正確な調整位置を長期にわたって維持できるとともに、再調整も容易に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【0025】
【図1】本発明の基本実施形態に係る比例電磁弁の縦断側面図、
【図2】同比例電磁弁の平面図、
【図3】同比例電磁弁の励磁電圧に対する流量の変化特性説明図、
【図4】同比例電磁弁の作用説明図、
【図5】同比例電磁弁の調整手順及び作用を説明するためのフローチャート、
【図6】同比例電磁弁の第一調整機構部を抽出して示す調整工程の説明図、
【図7】同比例電磁弁の第二調整機構部を抽出して示す調整工程の説明図、
【図8】本発明の変更実施形態に係る比例電磁弁の縦断側面図、
【図9】同比例電磁弁の平面図、
【発明を実施するための形態】
【0026】
次に、本発明に係る好適実施形態を挙げ、図面に基づき詳細に説明する。
【0027】
【0028】
例示の比例電磁弁１は、ノーマルクローズタイプであり、図１に示すように、基本的な構成として、上側（弁変位方向Ｆｄの開側）に位置する電磁駆動部２及び下側（弁変位方向Ｆｄの閉側）に位置する弁機構部７を備える。電磁駆動部２は、コイルボビン３１にワイヤを巻回して構成した筒形のソレノイド３を備える。また、ソレノイド３の外部にはヨーク４を配してソレノイド３を覆う。ヨーク４は全体を磁性材により形成し、筒形のヨーク側面部４ｍと、このヨーク側面部４ｍの上端に一体形成したリング状の上端面部４ｕ及びヨーク側面部４ｍの下端開口を覆うリング状の下端面部４ｄにより構成する。ソレノイド３の内部、即ち、コイルボビン３１における筒体部３１ｃの内部空間の上側（後側）には、磁性材により形成した円柱状の固定プランジャ５を配するとともに、その下側（前側）には、磁性材により形成した円柱状の可動プランジャ６を配する。そして、固定プランジャ５は、後述する第一調整機構部Ｍ１及び第二調整機構部Ｍ２を介してヨーク４の上端面部４ｕにより支持されるとともに、可動プランジャ６は、弁変位方向Ｆｄへ進退自在に配される。
【0029】
また、固定プランジャ５及び可動プランジャ６の外径は、コイルボビン３１における筒体部３１ｃの内径よりもやや小径に形成し、これにより生じる各プランジャ５，６と筒体部３１ｃ間の隙間に、第一調整機構部Ｍ１を構成する筒形の調整筒２１を収容する。この調整筒２１は、外周面２１ｗの上端部に、回動操作治具を係止可能な係合部１２ｃ，１２ｃ（図２参照）を形成し、ヨーク４の外側に配する第一操作部１２として機能させるとともに、この係合部１２ｃ，１２ｃの下方に位置する外周面２１ｗにはネジ部２１ｓを形成する。
【0030】
一方、ヨーク４の上端面部４ｕの中心に設けた開口部にはネジ孔部４ｎを形成し、このネジ孔部４ｎに、調整筒２１側のネジ部２１ｓを螺合させる。これにより、調節筒２１における第一操作部１２を回動操作すれば、 調整筒２１を上下方向（弁変位方向Ｆｄ）に変位させることができ、調整筒２１の前端２１ｆにより、後述するコイルバネ１１ｃ（弾性部材１１）の他端１１ｔ側の位置を変位させて位置調整を行うことができる第一調整機構部Ｍ１が構成される。
【0031】
このように、ヨーク４と固定プランジャ５間に配し、かつ外周面２１ｗに設けたネジ部２１ｓをヨーク４に設けた開口部のネジ孔部４ｎに螺合させるとともに、前端２１ｆにより弾性部材１１の他端１１ｔ側を支持し、かつ後端２１ｒに第一操作部１２を有する調節筒２１を設けて第一調整機構部Ｍ１を構成すれば、調節筒２１の追加により、比例電磁弁１の基本構造を変更することなく独立した第一調整機構部Ｍ１を構成でき、特に、第一操作部１２をヨーク４の上端位置に配することが可能になるため、調整機構全体をヨーク４により外的に保護し、調整操作の容易化及び信頼性の向上に寄与できる。
【0032】
さらに、ヨーク４の上端面部４ｕの上面に、凹部４ｕｉを形成し、この凹部４ｕｉに第一固定ナット２２を収容するとともに、調節筒２１のネジ部２１ｓに螺合させる。この第一固定ナット２２は回動操作によりヨーク４に当接可能となる。このように、第一調整機構部Ｍ１に、調節筒２１のネジ部２１ｓに螺合し、かつヨーク４に当接可能な第一固定ナット２２を設ければ、調整後における調節筒２１を確実に固定できるため、調整後における位置ズレを防止し、正確な調整位置を長期にわたって維持できるとともに、再調整も容易に行うことができる。
【0033】
一方、固定プランジャ５は、プランジャ本体部５ｍと、このプランジャ本体部５ｍの上端面（後端面）から弁変位方向Ｆｄの上方へ一体に突出形成し、かつ外周面にネジ部５ｓを有するボルト部５ｂを備える。したがって、このネジ部５ｓは、固定プランジャ５の外周面に設けたネジ部５ｓとして機能する。また、ボルト部５ｂの上端面には、回動操作治具が係止可能な凹溝５ｂｃを形成する。これにより、このボルト部５ｂは、固定プランジャ５の後端５ｒ側、即ち、ヨーク４の外側に配した第二操作部１３として機能する。さらに、調整筒２１の上端には、支持端面部２１ｅを一体形成し、この支持端面部２１ｅの中心に設けた開口部にネジ孔部２１ｎを形成するとともに、このネジ孔部２１ｎに、固定プランジャ５におけるボルト部５ｂのネジ部５ｓを螺合させる。
【0034】
これにより、固定プランジャ５の外周面に設けたネジ部５ｓを調節筒２１に設けた開口部のネジ孔部２１ｎに螺合させるとともに、固定プランジャ５の後端５ｒ側に第二操作部１３を設けてなる第二調整機構部Ｍ２、即ち、第二操作部１３の操作により、固定プランジャ５を上下方向に変位させて固定プランジャ５の位置調整を行うことができる第二調整機構部Ｍ２が構成される。
【0035】
このように、固定プランジャ５の外周面に設けたネジ部５ｓを調節筒２１に設けた開口部のネジ孔部２１ｎに螺合させるとともに、固定プランジャ５の後端５ｒ側に第二操作部１３を設けた第二調整機構部Ｍ２を設ければ、第二調整機構部Ｍ２及び第二操作部１３を、第一調整機構部Ｍ１及び第一操作部１２の内側に配することができるため、第一調整機構部Ｍ１の調整操作及び第一調整機構部Ｍ１及び第一操作部１２を同方向から操作可能になり、調整操作の容易化に寄与できるとともに、第一調整機構部Ｍ１と組み合わせた調整機構全体の小型コンパクト化に寄与できる。
【0036】
さらに、支持端面部２１ｅから上方に突出したボルト部５ｂには、第二固定ナット２３を螺合させる。したがって、この第二固定ナット２３は、固定プランジャ５に螺合し、かつ調節筒２１に対して当接可能となる。このように、第二調整機構部Ｍ２に、固定プランジャ５のネジ部５ｓに螺合し、かつ調節筒２１に当接可能な第二固定ナット２３を設ければ、調整後における固定プランジャ５を確実に固定できるため、調整後における位置ズレを防止し、正確な調整位置を長期にわたって維持できるとともに、再調整も容易に行うことができる。
【0037】
他方、弁機構部７は、非磁性材のステンレス材等により形成したブロック部２４を備える。このブロック部２４の上端面２４ｃは、電磁駆動部２側におけるヨーク４の下端面部４ｄを取付ける取付面になるとともに、ブロック部２４の下端面は、流路配管側への取付面２４ｊとなる。ブロック部２４の内部には、内部中空に形成した弁室３２を設け、この弁室３２を形成する底面部３２ｄの中央に、上方に突出した筒状の弁座１０を形成する。この弁座１０の内側は流路Ｒとなり、例示の場合、この流路Ｒの下端は、流入口３３ｉとして取付面２４ｊに開放されるとともに、弁座１０の周囲に位置する底面部３２ｄには、一又は二以上の流出口３３ｅ…を形成する。これにより、上端が弁室３２に連通する流出口３３ｅ…の下端は取付面２４ｊに開放される。さらに、弁室３２とブロック部２４の上端面２４ｃ間には連通空間２５を貫通形成する。
【0038】
一方、可動プランジャ６は、プランジャ本体部６ｍと、このプランジャ本体部６ｍの下端面（先端面）から弁変位方向Ｆｄの下方へ一体に突出形成したシャフト状のバネ支持部６ｓ及びこのバネ支持部６ｓの下端に一体形成した弁体取付盤部６ｃを備え、このバネ支持部６ｓ及び弁体取付盤部６ｃは、連通空間２５に収容する。そして、弁体取付盤部６ｃの下面に、ゴム等で形成した弁部材９ｇを固定する。この弁部材９ｇと弁体取付盤部６ｃにより、可動プランジャ６の前端６ｆに設けた弁体９が構成され、この弁体９の下面は、弁座１０の上端開口に対向し、流路Ｒを開閉する弁体９として機能する。
【0039】
また、バネ支持部６ｓには、リング状に形成したバネ座３４の中心開口を装着するとともに、このバネ座３４とバネ支持部６ｓの下端における大径部間には、圧縮した弾性部材１１、即ち、圧縮したコイルバネ１１ｃを装着する。弾性部材１１として、このようなコイルバネ１１ｃを用いれば、いわゆるヘタリを生じることなく、安定した弾力性能を確保及び維持できるとともに、広く安定した調整範囲を確保できる。
【0040】
したがって、バネ支持部６ｓは、バネ座３４の中心開口及びコイルバネ１１ｃの内部を貫通し、コイルバネ１１ｃのバネ圧により、バネ座３４の上面は、前述した調節筒２１の前端（下端）２１ｆに圧接する。この状態では、バネ座３４の上面とプランジャ本体部６ｍの下端面間には所定間隔の隙間が設定される。また、バネ座３４の下面はコイルバネ１１ｃの他端（上端）１１ｔに圧接するとともに、コイルバネ１１ｃの一端（下端）１１ｓはバネ支持部６ｓの下端における大径部に係止し、これにより、電磁駆動部２のソレノイド３が非励磁のときは、弁体９の下面が弁座１０の上端開口に圧接し、ノーマルクローズ状態となる。さらに、バネ支持部６ｓの下端の外周面と連通空間２５の内周面間には、リング状に形成した板バネ３５を取付ける。この板バネ３５により、可動プランジャ６の弁変位方向Ｆｄに対する直角方向Ｆｃへの動きが規制される。
【0041】
その他、図１及び図２において、３６ａ及び３６ｂは、固定プランジャ５の外周面及び連通空間２５の内周面に設けたゴム製のシール用Ｏリング，３７は固定プランジャ５と可動プランジャ６間に介在させることにより当該可動プランジャ６の直角方向Ｆｃへの動きを規制する立体板バネ，３８はソレノイド３から導出した給電コードをそれぞれ示す。
【0042】
【0043】
図４は、比例電磁弁１の使用態様の一例、即ち、比例電磁弁１をガス配管用のバルブコネクタ４１に取付けた例を示す。この場合、バルブコネクタ４１の流入側接続口４１ｉには、ガスの供給部４２を接続するとともに、バルブコネクタ４１の流出側接続口４１ｅは、ガスの被供給部４３に接続する。また、比例電磁弁１から導出する給電コード３８は、給電部４５に接続するとともに、この給電部４５は制御部４６に接続する。これにより、制御部４６から給電部４５に制御信号が付与されるとともに、給電部４５から比例電磁弁１のソレノイド３に対して制御信号に対応した大きさの励磁電圧Ｅｄが付与される。
【0044】
今、給電部４５からソレノイド３に付与される励磁電圧Ｅｄがゼロ（ＯＦＦ状態）であれば、比例電磁弁１の弁開度も０になるため、比例電磁弁１は、図１に示すノーマルオフの状態となる。即ち、電磁駆動部２のソレノイド３は非励磁のため、コイルバネ１１ｃのバネ圧により弁体９が弁座１０の上端開口に圧接する。これにより、流路Ｒは遮断され、全閉状態になる。
【0045】
一方、給電部４５の出力をＯＮ状態にするとともに、励磁電圧Ｅｄの大きさを変化させれば、図３に示す特性曲線Ｐｓのように、弁開度（ガスの流量Ｑ）の大きさは、励磁電圧Ｅｄの大きさに対応して変化する。即ち、励磁電圧Ｅｄの大きさをゼロから徐々に高くすれば、ソレノイド３の励磁により発生する磁気力も徐々に大きになり、可動プランジャ６は固定プランジャ５側に吸引されて上方へ変位する。この際、Ｅｄｓ〔Ｖ〕から弁開度が徐々に大きくなるとともに、可動プランジャ６が固定プランジャ５に当接した位置で停止する。この位置では弁開度が最大、即ち、全開状態となり、流量Ｑは最大流量Ｑｍ〔Ｌ／ｍｉｎ〕となる。図４中、Ｌｍは、弁体９が全閉状態から全開状態まで変位するストローク範囲を示すとともに、矢印Ｆｇ…は、ガスの流通方向を示す。
【0046】
したがって、この種の比例電磁弁１は、各製品における特性曲線Ｐｓがバラつくことなく一定の基準値内に収まることが均質化を確保する上で重要となる。本実施形態に係る比例電磁弁１は、コイルバネ１１ｃのバネ圧を調整することにより、弁体９が開き始める開始点Ｐｓｓを一定にすることができるとともに、固定プランジャ５の上下位置を調整することにより、最大弁開度、即ち、最大流量Ｑｍｓを一定にすることができる。また、基本的に、組立完成状態において、第一調整機構部Ｍ１により、コイルバネ１１ｃのバネ圧を容易に調整できるとともに、第二調整機構部Ｍ２により、固定プランジャ５の上下位置（最大弁開度）を容易に調整できる。なお、図３中、Ｚｅは第一調整機構部Ｍ１による調整範囲、Ｚｑは第二調整機構部Ｍ２による調整範囲を示し、仮想線で示すＰｓｍは、非調整前における特性曲線の一例を示している。
【0047】
【0048】
図６は第一調整機構部Ｍ１を抽出して示す調整工程の説明図、図７は第二調整機構部Ｍ２を抽出して示す調整工程の説明図をそれぞれ示す。なお、調整に際しては、図１における第一固定ナット２２と第二固定ナット２３は、それぞれ緩めた状態にしておく。また、調整の順番としては、最初に、第一調整機構部Ｍ１による調整を行い、この後、第二調整機構部Ｍ２による調整を行う。
【0049】
まず、第一操作部１２となる調節筒２１の係合部２１ｃ，２１ｃに回動操作治具を係止し、調節筒２１を回動操作する（ステップＳ１）。調節筒２１は、外周面２１ｗに設けたネジ部２１ｓが、固定側となるヨーク４に設けたネジ孔部４ｎに螺合するため、調節筒２１の回動により調節筒２１自身が上下方向（弁変位方向Ｆｄ）へ変位し、これにより、調節筒２１の前端２１ｆに圧接するバネ座３４も追従して上下変位する（ステップＳ２）。この結果、コイルバネ１１ｃの上端も追従して上下変位するとともに、この際、コイルバネ１１ｃの下端位置は規制されるため、コイルバネ１１ｃが伸縮してバネ圧の大きさも変化する（ステップＳ３）。図６に仮想線で示す調節筒２１は、実線で示す調節筒２１に対して、弁変位方向Ｆｄの上方Ｆｄｕへ移動量Ｌ１ｕだけ変位させた状態を示すとともに、仮想線で示すコイルバネ１１ｃは、実線で示すコイルバネ１１ｃに対して上方へ伸長した状態を示している。
【0050】
そして、調節筒２１を回動操作し、設定した目標値になったなら回動操作を停止し、この後、第一固定ナット２２を締め付けることにより調節筒２１の位置を固定する（ステップＳ４，Ｓ５）。この場合、目標値は、前述した図３に示すＰｓｓ点となるため、一例として、図４に示す流入側接続口４１ｉから圧縮エアを付与し、励磁電圧ＥｄとしてＥｄｓ〔Ｖ〕を印加した状態において、圧縮エアの圧力が低下する直前における調節筒２１の位置を目標値として設定できる。
【0051】
次いで、第二操作部１３となる固定プランジャ５のボルト部５ｂの凹溝５ｂｃに回動操作治具を係止して固定プランジャ５を回動操作する（ステップＳ６）。固定プランジャ５のボルト部５ｂは、位置が固定された調節筒２１における支持端面部２１ｅのネジ孔部２１ｎに螺合するため、固定プランジャ５の回動により、固定プランジャ５自身が上下方向（弁変位方向Ｆｄ）へ変位する（ステップＳ７）。これにより、固定プランジャ５の下端面と可動プランジャ６の上端面間の隙間の大きさ、即ち、最大弁開度となる弁体９の位置（弁体９の最大変位ストローク）が変化する（ステップＳ８）。図７に仮想線で示す固定プランジャ５は、実線で示す固定プランジャ５に対して、弁変位方向Ｆｄの上方Ｆｄｕへ移動量Ｌ２ｕだけ変位させた状態を示している。
【0052】
そして、固定プランジャ５を回動操作し、設定した目標値になったなら回動操作を停止し、第二固定ナット２３を締め付けることにより固定プランジャ５の位置を固定する（ステップＳ９，Ｓ１０）。この場合、目標値は、前述した図３に示すＱｍｓ点となるため、一例として、図４に示す流入側接続口４１ｉから圧縮エアを供給し、圧縮エアの流量Ｑを測定することにより、設定した流量目標値になったときの固定プランジャ５の位置を目標値として設定できる。
【0053】
このように、本実施形態（基本実施形態）に係る比例電磁弁１は、基本構成として、コイルバネ１１ｃ（弾性部材１１）の他端１１ｔ側の位置を、ヨーク４の外側に配した第一操作部１２の操作により弁変位方向Ｆｄに変位させて位置調整可能な第一調整機構部Ｍ１と、固定プランジャ５の位置を、ヨーク４の外側に配した第二操作部１３の操作により可動プランジャ６に対して進退変位させて位置調整可能な第二調整機構部Ｍ２とを備えるため、製造段階において、調整に伴う組み付け後におけるアセンブリの分解及び再組立を不要にできる。したがって、部品類を傷付けてしまうなどの不具合を回避できるとともに、外部からの操作部に対する操作のみで、弁開度やバネ圧の調整を容易に行うことが可能となり、生産性を大幅に高めることができる。しかも、螺合機構による連続的な位置調整が可能になるため、精度の高い調整を行うことができる。
【0054】
【0055】
変更実施形態と前述した図１に示した基本実施形態の第一の異なる点は、第一調整機構部Ｍ１を構成するに際し、図８に示すように、ヨーク４の外周面４ｗの下端部付近に設けたネジ部４ｓを、弁座１０を有するブロック部２４に設けた開口部のネジ孔部２４ｎに螺合させるとともに、ヨーク４の外周面４ｗに第一操作部１２を設けて構成した点にある。この場合、基本実施形態における連通空間２５及び弁室３２は、ヨーク４の下端面部４ｄ内に形成される。したがって、変更実施形態における第一調整機構部Ｍ１は、ヨーク４自身を第一調整機構部Ｍ１及び第一操作部１２に兼用可能になるため、調節筒などの別途の部品を追加することなく実施することができ、調整機構全体のシンプル化及び低コスト化に寄与できる。
【0056】
また、変更実施形態と基本実施形態の第二の異なる点は、弾性部材１１として、板バネ１１ｐを用いた点にある。例示の板バネ１１ｐは、重ね合わせた二枚の板バネ部材１１ｐｕ，１１ｐｄを用いた。そして、板バネ１１ｐの中心位置を可動プランジャ６の前端部６ｆに取り付けるとともに、板バネ１１ｐの外周側は、連通空間２５の内周面に取り付けて構成した。なお、板バネ１１ｐは、基本実施形態で用いた仕切プレート３５の代わりにもなるため、板バネ１１ｐはこの仕切プレート３５を兼用する。このように、弾性部材１１に、板バネ１１ｐを用いれば、プレート材又はその組合わせにより構成できるため、電磁弁全体の小型化、更には低コスト化に寄与できる。
【0057】
変更実施形態における第一調整機構部Ｍ１では、第一操作部１２によりヨーク４を回動操作すれば、ブロック部２４に対してヨーク４を弁変位方向Ｆｄへ上下変位させることができるため、弁体９に対する板バネ１１ｐのバネ圧を変更（調整）することができる。このため、変更実施形態では、基本実施形態における調節筒２１は存在しない。
【0058】
さらに、第一調整機構部Ｍ１に設ける第一固定ナット２２は、ヨーク４のネジ部４ｓに螺合する。これにより、第一固定ナット２２は、ブロック部２４に対して当接可能となる。このような第一固定ナット２２を設ければ、調整後におけるヨーク４を確実に固定できるため、調整後における位置ズレを防止し、正確な調整位置を長期にわたって維持できるとともに、再調整も容易に行うことができる。
【0059】
他方、変更実施形態における第二調整機構部Ｍ２の基本的構成は、細部は異なるものの基本実施形態における第二調整機構部Ｍ２と同じである。即ち、変更実施形態では、固定プランジャ５の外周面５ｗ（ボルト部５ｂ）に設けたネジ部５ｓをヨーク４に設けた開口部のネジ孔部４ｎに螺合させるとともに、固定プランジャ５の後端５ｒ側に第二操作部１３を設けて構成した。このような第二調整機構部Ｍ２を設ければ、第二調整機構部Ｍ２及び第二操作部１３を、ヨーク４の内側に配することができるため、第一調整機構部Ｍ１と組み合わせた調整機構全体の小型コンパクト化に寄与できる。したがって、第二操作部１３により、固定プランジャ５を回動操作すれば、可動プランジャ６に対して固定プランジャ５を弁変位方向Ｆｄへ上下変位させることができるため、弁体９の最大弁開度を変更（調整）することができる。
【0060】
また、第二調整機構部Ｍ２に設ける第二固定ナット２３も基本実施形態と基本的な構成は同じになる。即ち、第二固定ナット２３は、固定プランジャ５のネジ部５ｓに螺合する。これにより、第二固定ナット２３はヨーク４に対して当接可能となる。このような第二固定ナット２３を設ければ、調整後における固定プランジャ５を確実に固定できるため、調整後における位置ズレを防止し、正確な調整位置を長期にわたって維持できるとともに、再調整も容易に行うことができる。
【0061】
変更実施形態に係る比例電磁弁１において、その他の細部の構成及び形状は、基本実施形態と異なるも、基本的な構成及び機能は基本実施形態と同じになるとともに、基本実施形態と同様の基本的効果を享受できる。このため、変更実施形態を示す図８及び図９において、基本実施形態を示す図１及び図２と同一構成部分及び同一機能部分には、同一符号を付して、その構成を明確にするとともに、詳細な説明は省略する。
【0062】
以上、好適実施形態（基本実施形態及び変更実施形態）について詳細に説明したが、本発明は、このような実施形態に限定されるものではなく、細部の構成，形状，材料，数量，数値等において、本発明の要旨を逸脱しない範囲で任意に変更，追加，削除することができる。例えば、弾性部材１１として、コイルバネ１１ｃ又は板バネ１１ｐを用いた例を示したが、他の弾性部材或いは各弾性部材の組合わせを排除するものではない。また、第一固定ナット２２及び第二固定ナット２３は、必須の構成要素となるものではなく、例えば、調整後に接着剤を塗布するなどの固定手段を排除するものではない。一方、前述した引用文献１のように、可動プランジャ６の後端面に凸部（又は凹部）を設け、固定プランジャ５の前端面に凹部（凸部）を設けて構成してもよい。また、ノーマルクローズタイプの比例電磁弁１を例示したが、ノーマルオープンタイプ（非通電時に全開）にも同様に適用可能である。なお、流体としてガスを例示したが、空気や液体等の各種流体を適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【0063】
本発明に係る比例電磁弁は、ガス等の流体の流量を連続的に制御する流量制御弁等の各種電磁弁として利用できる。
【符号の説明】
【0064】
１：比例電磁弁，２：電磁駆動部，３：ソレノイド，４：ヨーク，４ｗ：ヨークの外周面，４ｓ：ヨークのネジ部，４ｎ：ヨークの開口部のネジ孔部，５：固定プランジャ，５ｓ：固定プランジャの外周面のネジ部，５ｒ：固定プランジャの後端，６：可動プランジャ，６ｆ：可動プランジャの前端，７：弁機構部，９：弁体，１０：弁座，１１：弾性部材，１１ｓ：弾性部材の一端，１１ｔ：弾性部材の他端，１１ｃ：コイルバネ，１１ｐ：板バネ，１２：第一操作部，１３：第二操作部，２１：調節筒，２１ｗ：調節筒の外周面，２１ｓ：調節筒のネジ部，２１ｆ：調節筒の前端，２１ｒ：調節筒の後端，２１ｎ：調節筒の開口部のネジ孔部，２２：第一固定ナット，２３：第二固定ナット，２４：ブロック部，２４ｎ：ブロック部のネジ孔部，３７：立体板バネ，Ｅｄ：励磁電圧，Ｒ：流路，Ｆｄ：弁変位方向，Ｆｃ：可動プランジャの直角方向，Ｍ１：第一調整機構部，Ｍ２：第二調整機構部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】