| 【発明の名称】 |
リリーフバルブの組付方法 |
| 【発明者】 |
【氏名】山崎 毅
【氏名】野本 覚
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| 【要約】 |
【課題】本発明は、リリーフバルブの組付方法に関し、開弁圧を高い精度で所望値に設定することが可能な組付方法を提供することを目的とする。
【解決手段】リニアソレノイド１０を構成する弁組立体７０の入口側の流体通路４２には、エア源９８より、所望の開弁圧に比して高圧のエアが、絞り９６、エア供給配管９２、及びエア供給通路８４を介して供給される。また、弁組立体７０の出口側の流体通路３８は、エア排出通路８６及びエア排出配管１００を介して大気中に開放されている。従って、圧力センサ９４が検出するエア供給配管９４内の圧力Ｐa は、流体通路３８と流体通路４２との間の差圧、すなわち、リニアソレノイド１０の開弁圧に等しい。バルブシート４０は、圧力Ｐa が所望の開弁圧に一致するまで、押圧部材８８により圧入される。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 弁座と、該弁座に向けて付勢される弁体とを備えるリリーフバルブの組付方法であって、前記リリーフバルブを開弁させる向きに、所定の流体圧を印加する第１の工程と、前記リリーフバルブの開弁圧に基づいて、前記弁座と前記弁体との位置関係を調整する第２の工程と、を備えることを特徴とするリリーフバルブの組付方法。
【請求項２】 請求項１記載のリリーフバルブの組付方法において、前記所定の流体圧は前記リリーフバルブの所望の開弁圧に比して高圧であり、かつ、前記第２の工程は、前記リリーフバルブの上流側と下流側との間の差圧を検出する第３の工程と、前記差圧が前記所望の開弁圧に一致するように、前記弁座と前記弁体との位置関係を調整する第４の工程と、を有することを特徴とするリリーフバルブの組付方法。
【請求項３】 請求項１記載のリリーフバルブの組付方法において、前記所定の流体圧は、前記リリーフバルブの所望の開弁圧に等しく、かつ、前記第２の工程は、前記リリーフバルブを流通する流体の流量を検出する第３の工程と、前記流量がゼロに達するまで、前記弁座と前記弁体との位置関係を調整する第４の工程と、を有することを特徴とするリリーフバルブの組付方法。
【請求項４】 弁座と、該弁座に向けて付勢される弁体とを備えるリリーフバルブの組付方法であって、前記弁座と前記弁体との位置関係を仮調整する第１の工程と、前記第１の工程における少なくとも２つの時点での前記リリーフバルブの開弁圧を測定する第２の工程と、前記少なくとも２つの時点での開弁圧と、それらの時点間での前記位置関係の調整量関連値とに基づいて、前記位置関係の最終的な調整量関連値を決定する第３の工程と、前記最終的な調整量関連値に基づいて、前記位置関係を調整する第４の工程と、を備えることを特徴とするリリーフバルブの組付方法。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、リリーフバルブの組付方法に係り、特に、開弁圧を高精度に設定するうえで好適なリリーフバルブの組付方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、例えば特開平７−２８０１２２号に開示される電磁弁が公知である。上記従来の電磁弁は、軸方向に変位可能に設けられたプランジャと、プランジャの一端に設けられた弁体と、弁座を有し、ガイドブロックに圧入により固定されたバルブシートとを備えている。プランジャがスプリングにより付勢されることで、弁体は弁座に向けてスプリングの付勢力に等しい力で押圧されている。電磁弁の開弁方向に印加される流体圧が、弁体と弁座との間の押圧力を上回ると、弁体が弁座から離座することで、電磁弁は開弁する。すなわち、上記従来の電磁弁は、スプリングの付勢力に比例した開弁圧を有するリリーフ弁として機能する。
【０００３】上記従来の電磁弁の製造工程において、バルブシートは、弁座が弁体に向かう方向に圧入される。このため、バルブシートの圧入量が大きくなるほど、閉弁状態におけるスプリングの収縮変形量が大きくなり、弁体とバルブシートとの間の押圧力が増加する。従って、上記従来の電磁弁の製造工程において、スプリングの発する付勢力に基づいてバルブシートの圧入量を決定することで、開弁圧を所望の値に設定することができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、開弁圧の大きさは、弁体と弁座との間の押圧力、すなわち、スプリングが発する付勢力を、弁体に流体圧が作用する面積（以下、受圧面積と称す）で除した値に等しい。従って、スプリングの付勢力が所望の値に設定されても、部品寸法のばらつき等により受圧面積が変化すると、開弁圧も変化することになる。この点、スプリングの付勢力に基づいて開弁圧を設定する上記従来の電磁弁の製造方法は、開弁圧を高精度に設定するうえで最適なものではなかったことになる。
【０００５】本発明は上述の点に鑑みてなされたものであり、開弁圧を高い精度で所望値に設定することが可能なリリーフバルブの組付方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記の目的は、請求項１に記載する如く、弁座と、該弁座に向けて付勢される弁体とを備えるリリーフバルブの組付方法であって、前記リリーフバルブを開弁させる向きに、所定の流体圧を印加する第１の工程と、前記リリーフバルブの開弁圧に基づいて、前記弁座と前記弁体との位置関係を調整する第２の工程と、を備えることを特徴とするリリーフバルブの組付方法により達成される。
【０００７】本発明において、第１の工程では、リリーフバルブが開弁する向きに流体圧が印加される。第２の工程では、リリーフバルブの開弁圧に基づいて、弁座と弁体との位置関係が調整される。弁座と弁体との位置関係が調整されると、弁体の弁座へ向けての付勢力が変化することで、リリーフバルブの開弁圧が変化する。従って、第２の工程が実行されることで、開弁圧を所望値に設定することが可能となる。
【０００８】また、上記の目的は、請求項２に記載する如く、請求項１記載のリリーフバルブの組付方法において、前記所定の流体圧は前記リリーフバルブの所望の開弁圧に比して高圧であり、かつ、前記第２の工程は、前記リリーフバルブの上流側と下流側との間の差圧を検出する第３の工程と、前記差圧が前記所望の開弁圧に一致するように、前記弁座と前記弁体との位置関係を調整する第４の工程と、を有するリリーフバルブの組付方法によって達成される。
【０００９】本発明において、第１の工程では、リリーフバルブを開弁させる向きに、その所望の開弁圧に比して高圧の流体圧が印加される。第３の工程では、リリーフバルブの上流側と下流側との間の差圧が検出され、第４の工程では、この差圧が所望の開弁圧に一致するように、バルブシートと弁体との相対位置関係が調整される。リリーフバルブを開弁させる方向に、開弁圧に比して高圧の流体圧が印加された状態では、上記差圧はリリーフバルブの開弁圧に等しい。従って、第４の工程が実行されることで、リリーフバルブの開弁圧は所望値に設定される。
【００１０】更に、上記の目的は、請求項３に記載する如く、請求項１記載のリリーフバルブの組付方法において、前記所定の流体圧は前記リリーフバルブの所望の開弁圧に等しく、かつ、前記第２の工程は、前記リリーフバルブを流通する流体の流量を検出する第３の工程と、前記流量がゼロに達するまで、前記弁座と前記弁体との位置関係を調整する第４の工程と、を有するリリーフバルブの組付方法によっても達成される。
【００１１】本発明において、第１の工程では、リリーフバルブを開弁させる向きに、その所望の開弁圧に等しい流体圧が印加される。従って、リリーフバルブの開弁圧が、所望の開弁圧に比して小さい状態では、リリーフバルブは開弁し、リリーフバルブを流体が流通する。第３の工程では、リリーフバルブを流通する流体の流量が検出され、第４の工程では、この流量がゼロに達するまで、弁座と弁体との位置関係が調整される。リリーフバルブの開弁圧は、リリーフバルブを流通する流体の流量がゼロから増加を始める際の、リリーフバルブを開弁させる方向に印加された流体圧である。従って、第４の工程が実行されることで、リリーフバルブの開弁圧は所望値に設定される。
【００１２】また、上記の目的は、請求項４に記載する如く、弁座と、該弁座に向けて付勢される弁体とを備えるリリーフバルブの組付方法であって、前記弁座と前記弁体との位置関係を仮調整する第１の工程と、前記第１の工程における少なくとも２つの時点での前記リリーフバルブの開弁圧を測定する第２の工程と、前記少なくとも２つの時点での開弁圧と、それらの時点間での前記位置関係の調整量関連値とに基づいて、前記位置関係の最終的な調整量関連値を決定する第３の工程と、前記最終的な調整量関連値に基づいて、前記位置関係を調整する第４の工程と、を備えるリリーフバルブの組付方法によって更に効果的に達成される。
【００１３】請求項４記載の発明において、第１の工程で弁座と弁体との位置関係が仮調整されると、弁体の弁座へ向けての付勢力が変化することで、リリーフバルブの開弁圧が変化する。一般に、リリーフバルブの開弁圧と、弁体と弁座との位置関係との間の関係を示す特性は、リリーフバルブの個体差によって変動する。すなわち、所望の開弁圧を得るための弁体と弁座との位置関係の調整量は、リーフバルブの個体差により異なったものとなる。これに対して、本発明では、第３の工程において、弁座と弁体との位置関係が仮調整される過程での少なくとも２つの時点での開弁圧と、それらの時点間での位置関係の調整量関連値に基づいて、弁座と弁体との位置関係の最終的な調整量関連値が決定される。これにより、リリーフバルブの個体差に基づく特性の変動が補償され、所望の開弁圧を得るための最終的な調整量関連値が正確に決定される。そして、第４の工程において、この最終的な調整量関連値に基づいて、弁座と弁体との位置関係が調整されることで、開弁圧は所望の値に高い精度で設定される。また、第４の工程では、流体圧や流量等を監視することなく、前記最終的な調整量関連値に基づいて弁座と弁体との位置関係を調整できるので、開弁圧の設定を迅速に行うことができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】図１は本発明の一実施例であるリニアソレノイド１０の構成を示す断面図である。図１に示す如く、リニアソレノイド１０はスリーブ１２を備えている。スリーブ１２は一端（図１においては右端）が閉じた円筒状の非磁性部材である。スリーブ１２の開口端には、端部側ほど大きな開口径を有するスカート部１４が形成されている。スリーブの周囲には、電磁コイル１６及びヨーク１８が配設されている。ヨーク１８は磁性材料より構成された部材である。
【００１５】スリーブ１２の内部には、閉じ側端部から順に、コア２０、プランジャ２２、及びガイド２４が挿入されている。コア２０、プランジャ２２、及びガイド２４は磁性材料より構成された部材である。コア２０及びガイド２４は、スリーブ１２の内部に圧入固定されている。ガイド２４は、中央を貫通する貫通孔２６を備えていると共に、外周面にテーパ部２８を備えている。ガイド２４は、そのテーパ部２８の外周面がスリーブ１２のスカート部１４に当接するまで、スリーブ１２の内部に圧入されている。一方、プランジャ２２はスリーブ１２の内部を軸方向に変位できるように挿入されている。
【００１６】コア２０は、図１中左向きに開口する円筒開口３０を備えている。円筒開口３０には、プランジャ２２を図１中左向きに付勢するスプリング３２が配設されている。これにより、コア２０とプランジャ２２との間には所定長のエアギャップが形成されている。従って、プランジャ２２のスリーブ１２内部での変位は、前記所定のエアギャップ長の範囲内に規制されている。コア２０の円筒開口３０の入口部には大径部３０ａが設けられている。一方、プランジャ２２の、コア２０と対向する側の底面には突起２２ａが設けられている。プランジャ２２がコア２０側へ変位するにつれて、突起２２ａは大径部３０ａ内へ進入する。また、プランジャ２２には、ガイド２４の貫通孔２６を貫通するシャフト３４が固定されている。
【００１７】ガイド２４の一端（図１においては左端）には、円筒部３６が形成されている。また、ガイド２４には、円筒部３６の内部空間と円筒部３６の外部空間とを連通する流体通路３８が設けられている。ガイド２４の円筒部３６の内部には、図１における左端側からバルブシート４０が圧入されている。バルブシート４０の中央部には流体通路４２が設けられている。流体通路４２の、ガイド２４の円筒部３６の内部に連通する側の端部には、オリフィス４４が設けられている。オリフィス４４の、円筒部３６の内部への開口部には、円錐面状に形成された弁座４６が設けられている。弁座４６には、シャフト３４の一端（図１においては左端）に設けられたポペット４８が対向している。上述の如く、プランジャ２２はスプリング３２により図１における左向き付勢されている。このため、電磁コイル１６が通電されない状態では、ポペット４８は弁座４６に押圧されており、これにより、オリフィス４４は閉塞されている。
【００１８】リニアソレノイド１０は弁ハウジング５０に取り付けられている。弁ハウジング５０は、弁取付穴５２を備えている。弁取付穴５２の開口部には、バックアップリング収納スペース５４が設けられている。リニアソレノイド１０のガイド２４は、円筒部３６とテーパ部２８との間の段差面が、弁取付穴５２とバックアップリング収納スペース５４との間の段差面に当接するまで、弁取付穴５２に挿入されている。バルブシート４０の外周面と弁取付穴５２の内周面との間にはＯリング５６が配設されている。Ｏリング５６により、ガイド２４の円筒部３６の外部における、流体通路３８と流体通路４２との間のシール性が確保されている。リニアソレノイド１０は、バックアップリング５８がバックアップリング収容スペース５４に掛止されることで、弁ハウジング５０に固定されている。
【００１９】上述したリニアソレノイド１０の構成によれば、電磁コイル１６に通電されていない場合には、上述の如くオリフィス４４がポペット４８により閉塞されることで、流体通路３８と流体通路４２との連通は遮断される。一方、電磁コイル１６に通電されると、電磁コイル１６が発生する磁束は、ヨーク１８、コア２０、プランジャ２２、及びガイド２４からなる磁気回路を循環し、かかる磁束により、プランジャ２２に、プランジャ２２とコア２０との間のエアギャップを減少させる向きの電磁力が作用する。この電磁力は、スプリング３２の付勢力に抗して、シャフト３４を介してポペット４８に伝達され、ポペット４８を弁座４６から離座する方向に変位させる。
【００２０】この場合、上述の如く、プランジャ２２がコア３０側に変位するにつれて、プランジャ２２の突起２２ａは円筒開口３０の大径部３０ａへ進入する。突起２２ａの大径部３０ａへの進入すると、上記磁気回路を循環する磁束の一部は突起２２ａから大径部３０ａへ逃げるようになる。この磁束の逃げ量は、突起２２ａの大径部３０ａへの進入量が大きくなるほど増大する。その結果、プランジャ２２とコア２０との間のエアギャップの減少に伴う磁束の増大と、突起２２ａから大径部３０ａへの磁束の逃げの増大とが相殺し、電磁コイル１６への通電量が一定に維持された場合にプランジャ２２に作用する電磁力は、プランジャ２２の変位量にかかわらずほぼ一定となる。従って、電磁コイル１６への通電量を変化させることにより、プランジャ２２の変位量、すなわち、ポペット４８の変位量をリニアに制御することができる。また、オリフィス４４を流れる流体の流量は、ポペット４８の上記変位量が大きくなるほど増加する。従って、電磁コイル１６への通電量を変化させることで、流体通路４２側から流体通路３８側へ向けて流れる流体の流量を制御することができる。
【００２１】ところで、流体通路４２の圧力が流体通路３８の圧力に比して高圧になると、ポペット４８には、その差圧ΔＰに等しい圧力が弁座４６から離座する向きに作用する。図２は、ポペット４８に上記差圧ΔＰが作用する状態を模式的に示す図である。図２に斜線を付して示す如く、上記圧力差は、ポペット４８の所定の領域に作用する。以下、この差圧ΔＰが作用する領域の面積を「受圧面積Ｓ」と称する。従って、差圧ΔＰが生じた場合、ポペット４８には、Ｆ＝ΔＰ・Ｓに等しい大きさの力が弁座４６から離座する向きに作用する。そして、力Ｆがスプリング３２による付勢力を上回ると、ポペット４８は弁座４６から離座し、液圧通路４２と液圧通路３８とがオリフィス４４を介して連通することになる。
【００２２】このように、本実施例のリニアソレノイド１０は、流体通路４２側の圧力が流体通路３８側の圧力に比して、所定の開弁圧Ｐo ＝Ｆ／Ｓだけ高圧になった場合に開弁するリリーフ弁としても機能する。リニアソレノイド１０のリリーフ弁としての機能を適正に発揮させるためには、開弁圧Ｐo を所望の値に正確に設定することが要求される。上述の如く、開弁圧Ｐo はＦ／Ｓに等しい。従って、受圧面積Ｓが一定であるとみなすことができれば、スプリング３２の付勢力Ｆの大きさを適宜調整することにより、開弁圧Ｐo を所望の値に設定することができることは上記した通りである。
【００２３】かかる開弁圧Ｐo の設定方法は、具体的には、図３〜図６に示す工程により実行される。すなわち、先ず、図３に示す如く、コア２０、シャフト３４が固定されたプランジャ２２、及びスプリング３２が組み付けられたスリーブ１２が、その閉じ側端部が下向きとなるように保持された状態で、ポペット４８に下向きの荷重Ｆs が付与される。この荷重Ｆs は、開弁圧Ｐo の所望値Ｐocに対してＦs＝Ｐoc・Ｓとなるように、例えばロードセルを用いることにより調整される。そして、荷重Ｆs が付与された状態での、コア２０とプランジャ２２との間のエアギャップ、すなわち、ポペット４８の上下方向のストローク量Ｓ1 が検出される。
【００２４】ストローク量Ｓ1 の検出が終了した後、図４に示す如く、圧入機の圧子６０によって、ガイド２４がスリーブ１２へ所定の位置まで圧入され、次いで、バルブシート４０が仮圧入される。次に、図５に示す如く、バルブシート４０が仮圧入されたスリーブ１２の周囲に、電磁コイル１６及びヨーク１８が配設される。そして、電磁コイル１６への通電のオン・オフが繰り返された状態で、ポペット４８の変位量が、例えば、オリフィス４４を貫通するように配置された小径のピン６２を介して、ダイヤルゲージ６４により測定され、この測定値に基づいてポペット４８のストローク量Ｓ2 が検出される。
【００２５】最後に、図６に示す如く、再び、圧入機の圧子６０により、上記したストローク量の差（Ｓ2 −Ｓ2 ）に等しい量だけ、バルブシート４０が更に圧入される。これにより、コア２０とプランジャ２２との間のエアギャップはＳ1 に等しい大きさに設定される。この状態では、スプリング３２の弾性収縮量は、図３に示すポペット４８に荷重Ｆs が付与された状態での値に等しく、従って、スプリング３２が発生する付勢力は荷重Ｆs に一致する。このように、図３〜図６に示す方法によれば、リニアソレノイド１０の開弁圧Ｐo を所望値Ｐocに設定することができる。
【００２６】しかしながら、上述の如く、図３〜図６に示す従来の方法は、ポペット４８の受圧面積Ｓが一定であることを前提とするものである。一方、受圧面積Ｓは、ポペット４８及び弁座４６の加工精度のばらつき等によって変動する。従って、上記従来の方法によれば、リニアソレノイド１０の開弁圧Ｐo を必ずしも所望値Ｐocに高い精度で設定することはできない。
【００２７】また、上記従来の方法において、受圧面積Ｓが一定であるとしても、開弁圧Ｐo を高精度に設定するには、荷重Ｆs 及びストロークＳ1 、Ｓ2 を高精度で測定する必要がある。特に、スプリング３２のバネ定数はリニアソレノイド１０の作動時の振動発生を抑制するよう高く設定されているため、スプリング３２の付勢力を正確に設定するには、ストロークＳ1 、Ｓ2 を高精度で測定することが要求される。しかしながら、図５に示すストロークＳ2 を測定する工程では、オリフィス４４を通してポペット４８の変位を測定するために小径のピン６２を用いなければならず、ピン６２の撓み等によって測定精度が低下してしまう。
【００２８】更に、上記従来の方法では、上述の如く、先ず、荷重Ｆs をポペット４８に付与した状態でストロークＳ1 を測定し（図３）、次に、圧入機上でガイド２４及びバルブシート４０を圧入した（図４）後、圧入機から外してストロークＳ2 を測定し（図５）、再び、圧入機上でバルブシート４０を圧入する（図６）という４つの工程が必要とされる。このため、リニアソレノイド１０の組み付けに要する時間が増大すると共に、圧入機への取り付け及び取り外しが伴うことで、開弁圧Ｐo の設定精度が低下する可能性がある。
【００２９】これに対して、本実施例におけるリニアソレノイド１０の組付方法は、上述の如き受圧面積Ｓのバラツキに影響されることなく、かつ、簡易な工程で、開弁圧Ｐo を高精度に設定し得る点に特徴を有している。以下、本実施例のリニアソレノイド１０の組付方法について説明する。本実施例においては、リニアソレノイド１０の製造工程において弁組立体７０が組み付けられた状態で、圧入機７２によりリニアソレノイド１０の開弁圧Ｐoの設定が行なわれる。図７は、弁組立体７０が、圧入機７２に設置された状態の断面図を示している。
【００３０】なお、図７に示す弁組立体７０の組付工程は以下の通りである。すなわち、先ず、スリーブ１２の内部にコア２０が閉じ側端部に達するまで圧入される。次に、コア２０の円筒開口３０にスプリング３２が挿入された後、スリーブ１２の内部に、予めシャフト３４が固定されたプランジャ２２が挿入される。次に、ガイド２４が、その貫通穴２６をシャフト３４が貫通した状態で、テーパ部２８の外周面がスリーブ１２のスカート部１４に当接するまで、スリーブ１２へ圧入される。そして、バルブシート４０がガイド２４の円筒部３６の内部へ、弁座４６とポペット４８とが接触しない程度に仮圧入されることで、弁組立体７０の組付が完了する。
【００３１】弁組立体７０が上述の如く組み付けられた後、開弁圧Ｐo が所望値Ｐocとなるように、バルブシート４０が最終的な位置まで圧入される。以下、図７を参照して、バルブシート４０の圧入量を調整することにより開弁圧Ｐo を所望値Ｐocに設定する工程について説明する。図７に示す如く、圧入機７２はワークテーブル７４を備えている。ワークテーブル７４はセット穴７６を備えている。弁組立体７０は、スリーブ１２の閉じ側端部が下向きの状態で、セット穴７６に挿通されている。ワークテーブル７４の上部には、密閉ケース７８が、ガイド２４の円筒部３６、及び、バルブシート４０を取り囲むように設置されている。ガイド２４と密閉ケース７８との間には、Ｏリング８０、８２が配設されている。Ｏリング８０、８２により、ガイド２４の外部における、流体通路４２と流体通路３８との間のシール性が確保されている。
【００３２】密閉ケース７８には、エア供給通路８４及びエア排出通路８６が設けられている。また、密閉ケース７８の上部には、押圧部材８８が挿入されている。押圧部材８８は、密閉ケース７８との摺動部の気密状態を保ちながら、上下方向に、外部から指示された変位量だけ摺動することができる。押圧部材８８の端面は、バルブシート４０の端面に当接している。押圧部材８８の、バルブシート４０と当接する端面には、流路９０が設けられている。エア供給通路８４と、バルブシート４０内部の流体通路４２とは、押圧部材８８とバルブシート４０とが当接した状態で、流路９０を介して互いに連通している。また、エア排出通路８６は、ガイド２４に形成された流体通路３８と連通している。
【００３３】エア供給通路８４には、エア供給配管９２が接続されている。エア供給配管９２には、その内部の圧力Ｐa を検出する圧力センサ９４が配設されている。エア供給配管９２は、オリフィス９６を介して、エア源９８に連通している。エア源９８は、リニアソレノイド１０の開弁圧Ｐo の所望値Ｐocに比して高圧の圧力ＰH のエアを出力する。一方、エア排出通路８６には、エア排出配管１００が接続されている。エア排出配管１００の端部は大気中に開放されている。
【００３４】上述の如く、弁組立体７０の初期状態において、バルブシート４０はポペット４８が弁座４６に接触しない程度に仮圧入されている。このため、圧力ＰH のエアがエア供給配管９２及びエア供給通路８４を介して流体通路４２に供給されると、このエアはポペット４８と弁座４６との間の隙間を通り、ガイド２４の流体通路３８、エア排出通路８６、及び、エア排出配管１００を経由して大気中に放出される。この場合、流体通路４２と流体通路３８との間に圧力差はほとんど生じず、また、流体通路３８がエア排出通路８６及びエア排出配管１００を介して大気中に開放されていることで、流体通路３８の圧力は大気圧に等しい。従って、エア供給配管９２内の圧力Ｐa は、大気圧にほぼ一致している。
【００３５】かかる状態から、押圧部材８８が下向きに変位されることにより、バルブシート４０がガイド２４の円筒部３６の内部へ徐々に圧入される。そして、ポペット４８と弁座４６との間の隙間が一定量以下の僅かな大きさになるまでバルブシート４０が圧入されると、エアが上記隙間を通過する際の流通抵抗によって流体通路４２と流体通路３８との間に差圧ΔＰが生ずるようになる。この場合、流体通路３８の圧力が大気圧に一致していることで、エア供給配管９２内の圧力Ｐa は、差圧ΔＰに等しい値となる。
【００３６】なお、差圧ΔＰが生じ始めるバルブシート４０の圧入位置は、流体通路４２に圧力が付与されない状態で、ポペット４８と弁座４６とが丁度接触する位置に一致している。以下、この位置を、バルブシート４０の基準位置と称する。バルブシート４０が基準位置から更に圧入されると、それに伴って、ポペット４８と弁座４６との間の隙間が減少することで、この隙間を通過する際のエアの流通抵抗は増大し、差圧ΔＰは上昇する。そして、ポペット４８にはこの差圧ΔＰに応じた付勢力が、スプリング３２の付勢力に抗する向きに作用する。このため、バルブシート４０の圧入に伴って、ポペット４８は下向きに変位し、スプリング３２にはポペット４８の変位に等しい量の収縮変形が生ずる。従って、上記差圧ΔＰと、スプリング３２の収縮変形量とは互いに比例することになる。また、この場合、バルブシート４０の圧入に伴うポペット４８と弁座４６との間の隙間の変化は、ポペット４８の変位量に比して十分小さく、バルブシート４０の圧入量と、スプリング３２の収縮変形量とはほぼ等しいとみなすことができる。従って、差圧ΔＰはバルブシート４０の圧入量にほぼ比例して増加することになる。
【００３７】図８は、バルブシート４０の基準位置からの圧入量ｘと、エア供給配管９２内の圧力Ｐa との関係を示す。上述の如く、圧力Ｐa と差圧ΔＰとは一致しているため、図８に示す如く、エア供給配管９２内の圧力Ｐa は、バルブシート４０の基準位置からの圧入量ｘにほぼ比例して変化する。なお、エア供給配管９２内の圧力ＰA とエア源９８の圧力ＰH との圧力差は、絞り９６により生成される。すなわち、絞り９６は、弁組立体７０を流通するエアの流量を制限することで、エア供給配管９２やエア排出配管１００等の流路におけるエアの圧力損失を防止する役割を有している。
【００３８】ところで、上述の如く、流体通路４２と流体通路３８との間の差圧ΔＰがリニアソレノイド１０の開弁圧Ｐo を上回ると、リニアソレノイド１０は開弁する。リニアソレノイド１０が開弁した状態では、流体通路４２と流体通路３８との間の差圧ΔＰが開弁圧Ｐo を越えることはない。このため、流体通路４２に開弁圧Ｐo を越える圧力ＰH が供給された状況下での差圧ΔＰ、すなわち、圧力Ｐa は開弁圧Ｐo に一致することになる。
【００３９】従って、本実施例によれば、圧力センサ９４により検出されたエア供給配管９２内の圧力Ｐa を監視しながら、バルブシート４０を徐々に圧入し、圧力Ｐa が開弁圧Ｐo の所望値Ｐocに等しい値に達した時点で圧入を停止することで、リニアソレノイド１０の開弁圧Ｐo を所望値Ｐocに設定することができる。このように、本実施例によれば、リニアソレノイド１０の開弁圧Ｐo に基づいて、バルブシート４０の圧入量を調整することにより、開弁圧Ｐo を所望値Ｐocに設定することができる。すなわち、本実施例のリニアソレノイド１０の組付方法によれば、ポペット４８の受圧面積Ｓ等の誤差要因を介在させることなく、直接、開弁圧Ｐo に基づいてバルブシート４０の圧入量の調整を行なえることで、開弁圧Ｐo の設定を高い精度で行なうことが可能とされている。
【００４０】また、本実施例においては、エア源９８が出力するエアの圧力Ｐa は、開弁圧Ｐo の所望値Ｐocに対して高圧であれば足り、圧力Ｐa を正確に制御することが不要である。このため、本実施例によれば、エア源９８の低コストを図ることができ、これにより、リニアソレノイド１０の組付コストを低減することが可能とされている。
【００４１】更に、本実施例においては、弁組立体７０を圧入機７２に設置した状態で、圧力センサ９４によりエア供給配管９２内の圧力Ｐa を監視しながらバルブシート４０を圧入するという１つの工程で開弁圧Ｐo の設定を行なうことができる。すなわち、本実施例によれば、開弁圧Ｐo の調整をすべて圧入機７２上で行なうことができるため、リニアソレノイド１０の組付時間が短縮されると共に、圧入機７２への取り付け・取り外しに伴って開弁圧Ｐo の設定精度が低下することが防止されている。また、ポペット４８のストロークを測定するダイヤルゲージや、ポペット４８に付与する荷重を検出するロードセル等の装置が不要となることで、開弁圧Ｐo の設定を行なうための設備の低コスト化を図ることができる。
【００４２】ところで、バルブシート４０とガイド２４の円筒部３６との圧入面、あるいは、ポペット４８と弁座４６との着座面にシール不良が発生すると、リニアソレノイド１０の閉弁状態において流体通路４２と流体通路３８との間にエアの漏れが生ずることになる。この場合、バルブシート４０の圧入量にかかわらず、つねに一定量以上のエアが流体通路４２側から流体通路３８側へ流れることになる。かかるエアの流れにより、エア配管９２の圧力Ｐa が低下し、圧力Ｐが所望の開弁圧Ｐo まで達することはない。従って、本実施例において、バルブシート４０を一定量以上圧入してもエア供給配管９２の圧力Ｐa が所望の開弁圧Ｐo に達しない場合は、上述の如きシール不良が生じていると判断することができる。このように、本実施例の組付方法によれば、リニアソレノイド１０のシール不良を検出することもできる。
【００４３】なお、上記実施例においては、弁組立体７０の組み付けにあたって、バルブシート４０をポペット４８と弁座４６とが接触しない程度、すなわち、基準位置に達しない程度に仮圧入するものとしたが、弁組立体７０の開弁圧Ｐo が所望値Ｐocに達しない範囲であれば、バルブシート４０の仮圧入位置が基準位置を越えてもよい。この場合、弁組立体７０の初期状態において、エア供給配管９２内に圧力が発生することになり、その圧力ＰA が所望の開弁圧Ｐocに達するまでバルブシート４０を圧入すればよい。
【００４４】なお、上記実施例においては、エア源９８が出力する圧力ＰH のエアを流体通路４２に供給することにより請求項１及び２に記載した第１の工程が、圧力センサ９４を用いてエア供給配管９２内の圧力Ｐa を検出することにより請求項２に記載した第３の工程が、圧力Ｐa が開弁圧Ｐo の所望値Ｐocに達するまでバルブシート４０を圧入することにより請求項２に記載した第４の工程が、それぞれ実現されている。
【００４５】次に、図９を参照して本発明の第２実施例であるリニアソレノイド１０の組付方法について説明する。図９は、弁組立体７０が圧入機７２に設置された状態を示す断面図である。なお、図９において、図７と同様の構成部分については同一の符号を付してその説明を省略する。また、弁組立体７０の組付手順は上記第１実施例の場合と同様である。
【００４６】図９に示す如く、密閉ケース７８のエア供給通路８４には、エア供給配管１２０が接続されている。エア供給配管１２０には、エア源１２２が連通している。。エア源１２２は、開弁圧Ｐo の所望値Ｐocに等しい圧力のエアをエア供給配管１２０へ出力する。エア排出通路８６には、エア排出配管１２４が接続されている。エア排出配管１２４には、その内部を流通するエア流量Ｑを検出する流量センサ１２６が配設されている。エア排出配管１２４の端部は大気中に開放されている。
【００４７】かかる構成によれば、弁座４６とポペット４８との間に隙間が形成された状態では、エア供給配管１２０及びエア供給通路８４を介して流体通路４２に供給された圧力Ｐocのエアは、上部隙間を通り、流体通路３８、エア排出通路８６、及び、エア排出配管１２６を経由して大気中に放出される。この場合、エア排出配管１２４には、弁座４６とポペット４８との間の隙間の大きさに応じた流量Ｑのエアが流通することになる。本実施例においては、エア排出配管１２６を流通するエア流量Ｑに基づいて、リニアソレノイド１０の開弁圧Ｐo を設定する。図１０は、バルブシート４０の基準位置からの圧入量ｘと流量Ｑとの関係を示している。
【００４８】図１０に示す如く、バルブシート４０の圧入量が増加すると、ポペット４８と弁座４６との間の隙間が減少し、かかる隙間の減少に応じて弁組立体７０を流通するエアの流量、すなわち、エア排出配管１２４を流通するエアの流量Ｑが減少する。そして、ポペット４８が弁座４６に着座するまでバルブシート４０が圧入されると、流量Ｑがゼロに達した状態が形成される。リニアソレノイド１０の開弁圧Ｐo は、リニアソレノイド１０を流通する流体の流量がゼロから増加を始める際の、流体通路３８と流体通路４２との間の差圧ΔＰである。すなわち、流量Ｑがゼロに達した時点での開弁圧Ｐo は、その所望値Ｐocに一致することになる。このため、本実施例によれば、流量センサ１２６によって、エア排出配管１２４を流通するエアの流量Ｑを監視しながら、流量Ｑが減少してゼロに達するまでバルブシート４０を圧入することで、開弁圧Ｐo を所望値Ｐocに設定することができる。
【００４９】上述の如く、本実施例においては、エア排気配管１２４を流通するエア流量Ｑがゼロとなった場合に、開弁圧Ｐo が所望値Ｐocに等しくなることを用いて、バルブシート４０の圧入量が制御される。すなわち、本実施例においても、上記第１実施例と同様に、直接、開弁圧Ｐo に基づいてバルブシート４０の圧入量が決定されることになる。従って、本実施例においては、上記第１実施例の圧力センサ９４に代えて流量センサ１２６を用いることで、開弁圧Ｐo を所望値Ｐocに高い精度で設定することが可能となっている。
【００５０】また、本実施例においても、バルブシート４０とガイド２４の円筒部３６との圧入面、あるいは、ポペット４８と弁座４６との着座面にシール不良が発生した場合は、バルブシート４０の圧入位置にかかわらず、流量Ｑがゼロになることはない。従って、本実施例によれば、バルブシート４０を一定量以上圧入しても流量Ｑがゼロにならない場合は、上述の如きシール不良が生じていると判断することができる。このように、本実施例の組付方法によれば、リニアソレノイド１０のシール不良を検出することができる。
【００５１】更に、本実施例によれば、上記第１実施例の場合と同様に、リニアソレノイド１０を圧入機７２に設置した状態で、開弁圧Ｐo の設定を行なうことができる点で、リニアソレノイド１０の組付時間が短縮されると共に、開弁圧Ｐ0 の設定精度の低下が防止されている。なお、上記実施例においては、弁組立体７０の下流側のエア排出配管１２６を流通するエアの流量を検出することとしたが、本発明はこれに限定されるものではなく、上流側のエア供給配管１２０を流通するエアの流量を検出することとしてもよい。
【００５２】なお、上記実施例においては、エア源１２２が出力する圧力Ｐocのエアを流体通路４２に供給することにより請求項１及び３に記載した第１の工程が、流量センサ１２６によりエア排出配管１２４を流通するエアの流量Ｑを検出することにより請求項３に記載した第３の工程が、流量Ｑがゼロに達するまでバルブシート４０を圧入することにより請求項３に記載した第４の工程が、それぞれ実現されている。
【００５３】次に、本発明の第３実施例であるリニアソレノイド１０の組付方法について説明する。図１１は、弁組立体７０が圧入機７２にセットされた状態を示す断面図である。なお、図１１において、図７と同様の構成部分については同一の符号を付してその説明を省略する。また、弁組立体７０の組付手順は上記第１実施例の場合と同様である。
【００５４】図１１に示す如く、密閉ケース７８のエア供給通路８４には、エア供給配管１５０が接続されている。エア供給配管１５０には、その内部の圧力Ｐ1 を検出する圧力センサ１５２が配設されている。エア配管１５０は、エア源１５４に連通している。エア源１５４は、調整可能な圧力のエアをエア配管１５０へ出力する。
【００５５】エア排出通路８６には、エア排出配管１５６が接続されている。エア排出配管１５６には、その内部の圧力Ｐ2 を検出する圧力センサ１５８が配設されている。エア排出配管１５６には、また、その内部を流通するエアの流量Ｑを検出する流量センサ１６０が配設されている。エア排出配管１５６の端部は大気中に開放されている。
【００５６】図１２は、本実施例において、リニアソレノイド１０の開弁圧Ｐo を所望値Ｐocに設定する工程を示す。図１２に示す如く、開弁圧Ｐ0 の設定にあたっては、まず、工程２００において、エア源１５４の圧力が、開弁圧Ｐo の所望値Ｐocに比して低圧のＰL に設定される。次に、工程２０２において、流量Ｑがゼロに達するまで、バルブシート４０が圧入される。上述の如く、流量Ｑがゼロに達した状態では、開弁圧Ｐo は、流体通路４２に供給されたエアの圧力に一致する。従って、エア源１５４の圧力がＰL に等しい状態で、流量Ｑがゼロに達するまでバルブシート４０が圧入されることで、開弁圧Ｐ0 はＰL に設定される。
【００５７】ところで、上記工程２００において、エア源１５４の圧力を当初から開弁圧Ｐo の所望値Ｐocに等しい値に設定することも考えられる。しかしながら、この場合、開弁圧Ｐo を所望値Ｐocに正確に調整するためには、工程２０２において流量Ｑがゼロに達した時点でバルブシート４０の圧入を速やかに停止させる必要があるため、その圧入速度を高くすることができない。これに対して、本実施例においては、先ず、上記工程２００において、エア源１５４の圧力を所望値Ｐocよりも小さなＰL に設定することで、工程２０２において流量Ｑがゼロに達した時点から多少遅れてバルブシート４０の圧入を停止しても、開弁圧Ｐo が所望値Ｐocを上回ることが防止される。従って、本実施例によれば、バルブシート４０の圧入速度を高くすることができ、リニアソレノイド１０の組み付けを迅速に行なうことができる。
【００５８】工程２０２が終了すると、次に、工程２０４において、エア源１５４の圧力が、開弁圧Ｐo の所望値Ｐocに比して高圧のＰH まで増加される。この場合、流体通路４２に開弁圧Ｐo の現在値ＰL に比して高圧のエアが供給されることで、弁組立体７０は開弁し、弁組立体７０をエアが流通するようになる。工程２０４が終了すると、次に、工程２０６において、圧力センサ１５２及び１５４の検出値に基づいて、エア供給配管１５０とエア排出配管１５８との間の差圧ΔＰ＝Ｐ1 −Ｐ2 が検出される。
【００５９】工程２０６が終了すると、次に、工程２０８において、差圧ΔＰが、開弁圧Ｐo の所望値Ｐocに達したか否かが判別される。その結果、ΔＰが開弁圧Ｐo の所望値Ｐocに達していないならば、次に、工程２１０において、バルブシート４０が所定の微小量だけ圧入される。一方、工程２０８において、ΔＰがＰocに達しているならば、バルブシート４０の圧入は終了される。
【００６０】このように、図１２に示す工程によれば、ΔＰが開弁圧Ｐo の所望値Ｐocに達するまで、バルブシート４０が圧入されることになる。上記第１実施例で説明したように、流体通路４２に開弁圧Ｐo に比して高圧のエアが供給された状況下での、流体通路４２と流体通路３８との間の差圧ΔＰは開弁圧Ｐo に一致している。従って、本実施例によれば、上記工程２０６〜２１０の処理によって、開弁圧Ｐo が所望値Ｐocに設定されるように、バルブシート４０の圧入量を調整することができる。
【００６１】上述の如く、本実施例によれば、工程２０６における差圧ΔＰの検出と、工程２１０におけるバルブシート４０の圧入とが交互に行なわれる。このため、差圧ΔＰが所望値Ｐocに達した時点で、バルブシート４０の圧入を速やかに停止させることは不要である。すなわち、本実施例によれば、上記第１実施例の組付方法が奏する効果に加えて、圧入機７２の押圧部材８８に要求される停止応答性を緩和できるという利益をも得ることができる。
【００６２】なお、本実施例においては、差圧ΔＰが所望値Ｐocに達するまで、バルブシート４０の圧入と差圧Ｐの圧入とを交互に繰り返すこととしたが、これに限らず、上記第２実施例の図９に示す構成において、流量Ｑがゼロに達するまで、流量Ｑの検出と、バルブシート４０の微小量の圧入とを繰り返すこととしてもよい。なお、上記実施例においては、図１２に示す工程２０４が請求項１及び２に記載した第１の工程に、工程２０６が請求項２に記載した第３の工程に、工程２０８及び２１０が請求項２に記載した第４の工程に、それぞれ相当している。また、上記第１〜第３実施例においては、ポペット４８が請求項１〜３に記載した弁体に相当している。
【００６３】次に、本発明の第４実施例であるリニアソレノイド１０の組付方法について説明する。図１３は、本実施例においてリニアソレノイド１０の開弁圧ＰO を所望値ＰOCに設定すべく、弁組立体７０が圧入機２４８上にセットされた状態を示す断面図である。図１３において、図７と同様の構成部分には同一の符号を付してその説明を省略する。なお、本実施例の組付方法において、弁組立体７０は、バルブシート４０が、弁座４６がポペット４８と接触しない程度に、すなわち、基準位置に達しない程度に仮圧入されているものとする。
【００６４】図１３に示す如く、圧入機２４８は圧入制御装置２５０により制御される。圧入制御装置２５０には、制御装置２５２より、押圧部材８８を下向きに駆動すべき時間Ｔを示す制御信号が供給される。圧入制御装置２５０は、この制御信号に応じた時間Ｔだけ押圧部材８８を下向きに一定速度Ｖで変位させる。従って、上記Ｔに比例した変位量Ｖ・Ｔだけ押圧部材８８が下向きに駆動される。そして、この変位量Ｖ・Ｔに等しいストロークでバルブシート４０が圧入される。従って、上記時間Ｔを変化させることにより、バルブシート４０の圧入量ｘを制御することができる。以下、上記時間Ｔを「圧入時間Ｔ」と称する。
【００６５】押圧部材８８にはロードセル２５３が設けられている。圧入制御装置２５０は、ロードセル２５３の出力信号に基づいて押圧部材８８に作用する荷重を検出し、その荷重が過大となった場合に押圧部材８８の駆動を停止する。密閉ケース７８のエア供給通路８４には、エア供給配管２５４が接続されている。エア供給配管２５４には、圧力センサ２５６が配設されている。圧力センサ２５６は、エア供給配管２５４の内部の圧力Ｐ3 に応じた信号を制御装置２５２に供給する。制御装置２５２は圧力センサ２５６から供給される信号に基づいて圧力Ｐ3 を検出する。エア供給配管２５４には、第１電磁弁２５８を介して電空レギュレータ２６０が連通している。第１電磁弁２５８は、制御装置２５２からオン信号を供給されることにより開状態となる常閉の電磁開閉弁である。また、電空レギュレータ２６０は、第１電磁弁２５８が開弁された状態で、エア供給配管２５４内へエアを出力する。電空レギュレータ２６０は、出力するエアの圧力ＰS を、制御装置２５２から供給される制御信号に応じて大気圧から所定の圧力まで連続的に変化させることができる。
【００６６】密閉ケース７８のエア排出通路８６には、エア排出配管２６２が接続されている。エア排出配管２６２には、圧力センサ２６４が配設されている。圧力センサ２６４は、エア排出配管２６２の内部の圧力Ｐ4 に応じた信号を制御装置２５２に供給する。制御装置２５２は圧力センサ２６４から供給される信号に基づいて圧力Ｐ4 を検出する。エア排出配管２６２には第２電磁弁２６６を介して流量センサ２６８が連通している。第２電磁弁２６６は、制御装置２５２からオン信号を供給されることにより開状態となる常閉の電磁開閉弁である。また、流量センサ２６８はエア排出配管２６２を流通するエアの流量ＱO に応じた出力信号を制御装置２５２に供給する。制御装置２５２は、流量センサ２６８から供給される信号に基づいて流量ＱO を検出する。なお、流量センサ２６８の下流側は大気中に解放されている。
【００６７】上記図１３に示す構成において、電磁開閉弁２５８を開弁させ、かつ、電磁開閉弁２６６を閉弁させた状態で、電空レギュレータ２６０が出力するエアの圧力ＰS を大気圧から連続的にに上昇させると、エア供給配管２５４内の圧力Ｐ3 は圧力ＰS と共に上昇する。一方、エア排出配管２６２内の圧力Ｐ4 は、圧力Ｐ3がリニアソレノイド１０の開弁圧ＰO に達するまでは大気圧に保持されている。そして、圧力Ｐ3 が開弁圧ＰO に達するとポペット４８が弁座４６から離座し、ポペット４８と弁座４６との間のギャップを介してエア供給配管２５４側からエア排出配管２６２側へエアが供給されることで、エア排出配管２６２内の圧力Ｐ4 が立ち上がる。このため、圧力Ｐ4 が立ち上がった時点での圧力Ｐ3 は、リニアソレノイド１０の開弁圧ＰO に一致する。従って、図１３に示す構成によれば、制御装置２５２が、第１電磁弁２５８を開弁させると共に第２電磁弁を閉弁させた状態で、電空レギュレータ２６０が出力するエアの圧力ＰS を上昇させながら圧力Ｐ3 及びＰ4 を監視することにより、リニアソレノイド１０の開弁圧ＰOを測定することができる。
【００６８】ところで、上述の如く、リニアソレノイド１０の開弁圧ＰO は、スプリング３２の付勢力によりポペット４８と弁座４６との間に作用する荷重ＦS を、受圧面積Ｓで除した値に等しい。ここで、スプリング３２の収縮変形量はバルブシート４０の基準位置からの圧入量ｘに一致するため、スプリング３２のバネ定数をｋとすると、上記荷重ＦS はｋ・ｘに等しい。従って、開弁圧ＰO と、バルブシート４０の基準位置からの圧入量ｘとの間には（１）式の関係が成立する。
【００６９】
Ｐ0 ＝（ｋ／Ｓ）・ｘ ・・・（１）
図１４は、バルブシート４０の圧入量ｘと開弁圧ＰO との関係を示す。図１４に示す如く、圧入量ｘと開弁圧ＰO との関係は、勾配がΔ＝（ｋ／Ｓ）の直線的なものとなる。従って、バルブシート４０の、ある圧入位置における開弁圧ＰOをＰA とすると、開弁圧ＰO をＰB まで上昇させるために必要なバルブシートの圧入量ｘABは、（２）式により求められる。
【００７０】
ｘAB＝（ＰB ーＰA ）／（ｋ／Ｓ）
＝（ＰB ーＰA ）／Δ ・・・（２）
しかしながら、上述の如く、受圧面積Ｓにはポペット４８及び弁座４６の形状誤差等に起因するバラツキが存在する。また、スプリング３２のバネ係数ｋにもスプリング３２の個体差に基づくバラツキが存在する。これらのバラツキにより、Δ（＝ｋ／Ｓ）の値は個々のリニアソレノイド１０によって変化する。このため、Δが一定であるとの前提の下に、（２）式に基づいてバルブシート４０の圧入量を決定したのでは、開弁圧ＰO を高い精度で所望値ＰOCに設定することは困難である。
【００７１】これに対して、本実施例の組付方法は、バルブシート４０を圧入する過程における２つの時点での開弁圧ＰO の値と、これら時点間でのバルブシート４０の圧入量に基づいて、開弁圧ＰO を所望値ＰOCに設定するための最終的な圧入量を決定することにより、開弁圧ＰO の設定を高い精度で、かつ迅速に行い得る点に特徴を有している。
【００７２】すなわち、本実施例において、バルブシート４０の圧入は、第１、第２、及び第３の３段階の圧入工程により行われる。そして、第１の圧入工程が終了した時点での開弁圧ＰO1、及び、第２の工程が終了した時点での開弁圧ＰO2が測定される。第２の圧入工程での圧入量をｘ2 とすると、圧入量ｘに対する開弁圧ＰO の勾配Δは（３）式で表される。
【００７３】
Δ＝（ＰO2ーＰO1）／ｘ2 ・・・（３）
この勾配Δに基づいて、第３の工程での圧入量ｘ3 が（４）式に従って決定される。
ｘ3 ＝（ＰOCーＰO1）／Δ−ｘ2 ・・・（４）
ここで、（ＰOCーＰO1）／Δは開弁圧ＰO をＰO1からＰOCへ上昇させるのに必要なバルブシート４０の圧入量であり、この値から第２の圧入工程における圧入量ｘ2 を減じることで、第３の圧入工程における圧入量ｘ3 が求められることになる。ただし、上述の如く、本実施例においては、バルブシート４０の圧入量ｘは圧入時間Ｔに基づいて制御され、第２及び第３の圧入工程におけるバルブシート４０の圧入時間ＴをそれぞれＴ2 、Ｔ3 とすると、ｘ2 ＝Ｖ・Ｔ2 、ｘ3 ＝Ｖ・Ｔ3 となる。従って、上記（３）、（４）式より、 Ｔ3 ＝（ＰOC−ＰO1）／（Δ・Ｖ）−Ｔ2 ＝（ＰOC−ＰO1）・Ｔ2 ／（ＰO2−ＰO1）−Ｔ2 ・・・（５）
が導かれる。そして、第３の圧入工程において、（５）式により求められた圧入時間Ｔ3 だけバルブシート４０が圧入されることで、開弁圧ＰO が所望値ＰOCに設定される。
【００７４】以下、図１５〜図１７を参照して、本実施例における具体的な処理の内容について説明する。図１５及び図１６は、本実施例において、リニアソレノイド１０の開弁圧ＰO を所望値ＰOCに設定する工程を示す。また、図１７は、図１５及び図１６に示す工程が実行される過程での、エア供給配管２５４内の圧力Ｐ3 、エア排出配管２６２内の圧力Ｐ4 及び、バルブシート４０の圧入状態の時間変化を例示している。
【００７５】図１５及び図１６に示す工程は、制御装置２５２が圧力センサ２５６、２６４及び流量センサ２６８の出力信号を監視しつつ、圧入制御装置２５０、第１電磁弁２５８、第２電磁弁２６６、及び電空レギュレータ２６０に適宜所要の信号を付与することにより実行される。図１５及び図１６に示す工程が開始されると、先ず、先ず、図１５に示す工程３００において、第１電磁弁２５８及び第２電磁弁２６６が共に開弁状態とされる。次に、工程３０２において、電空レギュレータ２６０により、開弁圧ＰO の所望値ＰOCに比して十分に低い所定圧ＰC のエアがエア供給配管２５４に供給される。次に、工程３０４において、エア排出配管２６２を流通するエアの流量ＱO が減少して所定値ＱC に達するまで、バルブシート４０が圧入される（図１７に示す期間Ｉ）。この場合、流量センサ２６８の出力の応答遅れ等に起因して、流量ＱO が所定値ＱC に達した時点でバルブシート４０の圧入を停止しても、バルブシート４０は基準位置を越えて圧入されている。すなわち、工程３０４が終了した時点で、ポペット４８と弁座４６とは接触し、スプリング３２はある程度収縮変形している。この工程３０４が上記した第１の圧入工程に相当する。ただし、第１の圧入工程は上記した工程に限らず、開弁圧ＰO が所望値ＰOCに比して十分に小さな値となる範囲で、バルブシート４０が基準位置を越えて圧入されるものであればよい。
【００７６】工程３０４が終了すると、続く工程３０６において、第１開閉弁２５８が開弁状態に維持されたまま第２電磁弁２６６が閉弁されると共に、電空レギュレータ２６０から出力されるエアの圧力ＰS が大気圧まで減少される。そして、次に、工程３０８において圧力ＰS が大気圧から連続的に上昇され、エア排出配管２６２の圧力Ｐ4 が所定値ＰTHを上回ると（図１７に示す時点Ａ）、その時点でのエア供給配管２５４の圧力Ｐ3 が検出されると共に、電空レギュレータ２６０の昇圧が停止されて圧力ＰS は大気圧に復帰される。ここで、所定値ＰTHは、圧力Ｐ4 が立ち上がったことを判断するための閾値であり、十分に小さな値に設定される。従って、時点Ａにおける圧力Ｐ3 を検出することが、工程３０４（すなわち第１の圧入工程）が終了した時点でのリニアソレノイド１０の開弁圧Ｐ01を測定することになる。工程３０８が終了すると、次に、工程３１０において、第２電磁弁２６６が開弁されることにより、圧入機２４８内に滞留したエアが排気される。
【００７７】工程３１０が終了すると、次に、工程３１２において、第２の圧入工程での圧入時間Ｔ2 が（６）式に従って演算される。ただし、（６）式において、ＰO2Cは、第２の圧入工程での開弁圧ＰO の目標値であり、ＰO1と所望値ＰOCとの間の中間値に設定されている。また、Δ0 は、上記勾配Δ（＝Ｓ／ｋ）の標準値である。
【００７８】
Ｔ2 ＝（ＰO2C −ＰO1）／（Δ0 ・Ｖ） ・・・（６）
工程３１２が終了すると、次に、工程３１４において、バルブシート４０が圧入時間Ｔ2 だけ圧入されることで、第２の圧入工程が行われる（図１７に示す期間II）。工程３１４が終了すると、次に、工程３１６において第１電磁弁２５８が開弁状態に保持されたまま第２電磁弁２６６が閉弁される。そして、続く工程３１８において、電空レギュレータ２６０から出力されるエアの圧力ＰS が大気圧から連続的に上昇され、エア排出配管２６２の圧力Ｐ4 が所定値ＰTHを上回ると（図１７に示す時点Ｂ）、その時点でのエア供給配管２５４の圧力Ｐ3 が、開弁圧Ｐo2として測定される。開弁圧Ｐo2が測定されると、速やかに電空レギュレータ２６０の昇圧が停止されると共に大気圧に復帰される。そして、工程３１８が終了すると、次に、工程３２０において、第２電磁弁２６６が開弁されることにより、圧入機２４８内のエアが排気される。
【００７９】工程３２０が終了すると、次に図１６に示す工程３２２において、第３の圧入工程における圧入時間Ｔ3 が上記（５）式に従って演算される。そして、次に、工程３２４において、バルブシート４０が時間Ｔ3 だけ圧入されることにより第３の圧入工程が行われる（図１７に示す期間III ）。工程３２４が終了すると、次に工程３２６において、第２電磁弁２６６が閉弁される。次に工程３２８において、電空レギュレータ２６０から出力されるエアの圧力が大気圧から連続的に上昇され、エア排出配管２６２の圧力Ｐ4 が所定値ＰTHを上回った時点でのエア供給配管２５４の圧力Ｐ3 、すなわち、リニアソレノイド１０の最終的な開弁圧ＰO が測定される。そして、工程３２８が終了すると、次に工程３３０において、第２電磁弁２６６が開弁されることにより圧入機２４８内のエアが排気され、開弁圧ＰO を設定するための工程が完了する。
【００８０】図１８は、数百個のリニアソレノイド１０に対して、開弁圧ＰO の所望値ＰOCを２．４ＭＰａとして、図１５及び図１６に示す工程により開弁圧ＰO の設定をを行った場合の、開弁圧ＰO の分布を示す。同図に示す如く、リニアソレノイド１０の開弁圧ＰO はその全数が規格値である２．４ＭＰａ±０．２５ＭＰａの範囲に含まれている。
【００８１】比較のため、バルブシート４０の圧入量ｘと開弁圧ＰO との関係の勾配Δが一定であるとの前提の下に、本実施例と同様に３段階の圧入工程により開弁圧ＰOの設定を行った場合の開弁圧ＰO の分布を調べた。以下、この工程を対比工程と称す。図１９は、対比工程が実行される過程での、エア供給配管２５４内の圧力Ｐ3 、エア排出配管２６２内の圧力Ｐ4 、及びバルブシート４０の圧入状態の時間変化を示す。また、図２０は、図１８と同様に、数百個のリニアソレノイド１０に対して、開弁圧ＰO の所望値ＰOCを２．４ＭＰａとして、対比工程により開弁圧ＰO の設定を行った場合の、開弁圧ＰO の分布を示す。
【００８２】図１９に示す如く、対比工程においても、バルブシート４０は３段階の圧入工程により圧入される。このうち、第１及び第２の圧入工程は、図１５及び図１６に示す工程の第１及び第２の圧入工程と同様に行われる。すなわち、第１の工程は、エア供給配管２５４に所定圧ＰC のエアが供給された状態でエア排出配管２６２の流量ＱO が所定値ＱC に達するまでバルブシート４０を圧入することにより行われ、また、第２の圧入工程における圧入時間Ｔ2 は上記（６）式に従って決定される。ただし、対比工程においては、第１及び第２の圧入工程が終了した時点での開弁圧ＰO1、ＰO2を測定する際に、これらの開弁圧が検出された後も電空レギュレータ２６０が出力するエアの圧力Ｐs を一定値まで上昇させている。一方、第３の圧入段階での圧入時間Ｔ3 ’は、勾配Δが標準値Δ0 に一致しているとの前提で、（７）式に従って決定される。
【００８３】
Ｔ3 ’＝（ＰOC−Ｐ02）／（Δ0 ・Ｖ） ・・・（７）
図２０に示す如く、対比工程により設定された開弁圧ＰO は、規格値である２．４±０．２５ＭＰａの範囲を越えて分布しており、開弁圧ＰO を高い精度で設定することが困難であることがわかる。かかる大きなバラツキが生ずる主な原因は、勾配Δが受圧面積Ｓやスプリング３２のバネ定数ｋのバラツキに起因して変動するにもかかわらず、勾配Δが標準値Δ0 に等しいとみなして圧入時間Ｔ3 ’を決定したことにあると考えられる。
【００８４】これに対して、本実施例によれば、第１の圧入工程が終了した時点での開弁圧ＰO2、第２の圧入工程が終了した時点での開弁圧ＰO2、及び第２の圧入工程での圧入時間Ｔ2 に基づいて第３の圧入工程での圧入時間Ｔ3 が決定されることで、個々のリニアソレノイド１０について勾配Δが正確に推定されていることになる。すなわち、本実施例の組付方法によれば、リニアソレノイド１０の個体差に基づくΔのバラツキが補償され、その結果、図１８に示す如く、開弁圧ＰO を高い精度で所望値Ｐocに設定することが可能とされている。
【００８５】本実施例において、第１の圧入工程では、流量ＱO を監視しながらバルブシート４０を圧入することが必要であるが、第１の圧入工程が終了した時点での開弁圧ＰO1を高い精度で設定することは不要であるため、バルブシート４０の圧入を比較的高い速度で行うことができる。また、第２及び第３の工程では、予め演算された圧入時間Ｔ2 、Ｔ3 だけバルブシート４０を圧入すれば足り、圧力Ｐ3 、Ｐ4 やエアの流量Ｑ0 等の状態量を監視しながらバルブシート４０を圧入することは不要である。従って、第２及び第３の圧入工程においても、バルブシート４０の圧入を比較的高い速度で行うことができる。このように、本実施例の組付方法によれば、バルブシート４０の圧入を迅速に行いつつ、開弁圧ＰO を高い精度で調整することが可能となっており、これにより、リニアソレノイド１０の組付時間の短縮を図ることができる。
【００８６】また、上記の如く、対比工程においては、開弁圧Ｐo2、Ｐo3を測定する際に、電空レギュレータ２６０の出力するエアの圧力Ｐs を常に一定値まで上昇させることとしているため、第１の圧入工程が開始されてから最終的な開弁圧ＰO の測定が終了するまで比較的長い調整時間（図１９に示す時間ＴB ）を要するのに対して、本実施例においては、開弁圧Ｐo2、Ｐo3が検出された時点で圧力Ｐs の上昇を中止することで、図１７にＴA で示す如く、開弁圧ＰO の調整時間の更なる短縮が図られている。
【００８７】なお、図１５及び図１６に示す工程では、開弁圧ＰO を測定する際に、電空レギュレータ２６０の出力するエアの圧力ＰS を大気圧から上昇させることとしたが、第２及び第３の工程が終了した時点の開弁圧ＰO を測定する際には、大気圧よりも高い圧力から上昇を開始させることにより開弁圧の調整時間を更に短縮させることができる。すなわち、第２の工程が終了した時点での開弁圧ＰO がＰO1よりも高いことは明らかであるから、少なくともＰO1から昇圧を開始すれば十分であり、また、第３の工程が終了した時点での開弁圧ＰO がＰO2よりも高いことは明らかであるから、少なくともＰO2から昇圧を開始すれば十分である。
【００８８】なお、上記第４の実施例においては、バルブシート４０を第１〜第３の３段階の圧入工程で圧入することとし、その過程における２つの時点での開弁圧ＰO1、ＰO2に基づいて、最終的な第３の圧入工程における圧入量ｘ3 を決定することとした。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、バルブシート４０を圧入する過程における３以上の時点での開弁圧ＰO を測定し、それらの測定値に基づいて最終的なバルブシート４０の圧入量を決定することにより、更に、開弁圧ＰO の設定精度を向上させることができる。
【００８９】なお、上記第４の実施例においては、ポペット４８が請求項４に記載した弁体に、工程３０４及び工程３１４が請求項４に記載した第１の工程に、工程３０８及び工程３１８が請求項４に記載した第２の工程に、工程３２２が請求項４に記載した第３の工程に、工程３２４が請求項４に記載した第４の工程に、それぞれ相当しており、また、圧入時間Ｔ2 が請求項４に記載した第３の工程での「位置関係の調整量関連値」に、圧入時間Ｔ3 が請求項４に記載した「最終的な調整量関連値」に、それぞれ相当している。ただし、バルブシート４０の圧入量を直接制御できる場合には、バルブシート４０の圧入量そのものを請求項４に記載した「位置関係の調整量関連値」として用いることができる。その他、バルブシート４０の圧入量と一対一に対応する任意のパラメータを「位置関係の調整量関連値」として用いることができる。
【００９０】以上、第１〜第４の実施例においては、バルブシート４０が圧入により固定されるものとしたが、本発明はこれに限定されるものではなく、バルブシート４０がねじ止め等、他の固定手段により固定される場合においても適用することができる。また、上記第１〜第４実施例においては、本発明がリニアソレノイド１０の組み付けに適用された場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、弁座と弁座に向けて付勢された弁体とを有する任意のリリーフバルブの組み付けに適用することができる。
【００９１】
【発明の効果】上述の如く、請求項１記載の発明によれば、開弁圧に基づいて、弁座と弁体との位置関係を調整することができる。従って、本発明によれば、リリーフバルブの開弁圧を高い精度で所望値に設定することができる。また、請求項２記載の発明によれば、リリーフバルブの開弁方向に、所望の開弁圧に比して高圧の流体圧を印加することで、リリーフバルブの開弁圧を検出することができる。従って、本発明によれば、リリーフバルブに印加する流体圧を所望の開弁圧に維持することなく、開弁圧を高い精度で所望値に設定することができる。
【００９２】更に、請求項３記載の発明によれば、リリーフバルブを流通する流体の流量に基づいて、開弁圧が所望の開弁圧となったか否かを検知することができる。従って、本発明によれば、圧力センサに代えて流量センサを用いながら、開弁圧を高い精度で所望値に設定することができる。また、請求項４記載の発明によれば、リリーフバルブの個体差を考慮して、弁体と弁座との位置関係の最終的な調整量関連値を決定し、この最終的な調整量関連値に基づいて、弁体と弁座との位置関係の最終的な調整を行うことができる。従って、本発明によれば、弁座と弁体との位置関係の最終的な調整を、流体圧や流量等を監視することなく迅速にかつ高い精度で行うことができ、これにより、リリーフバルブの組付時間を短縮することができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００３２０７
【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社
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| 【出願日】 |
平成９年（１９９７）１２月５日 |
| 【代理人】 |
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠彦
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| 【公開番号】 |
特開平１１−１４１７１９ |
| 【公開日】 |
平成１１年（１９９９）５月２８日 |
| 【出願番号】 |
特願平９−３３５９７１ |
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