专利名称：电磁比例阀的流量特性调整机构以及使用该机构的流量特性调整方法
技术领域：
本发明涉及一种与提供给线圈的施加电流所产生的吸引力成比例，控制控制流体的流量的电磁比例阀的流量特性调整机构和使用该机构的流量特性调整方法。
背景技术：
以往，例如在半导体制造工序中，微细加工发展，利用电磁比例阀精密地控制工艺气体等控制流体。在半导体制造工序中，例如为了防止颗粒的产生，使用瓣式的电磁比例阀。
图8是采用瓣式的电磁比例阀100的剖视图。
电磁比例阀100在主体101上形成有入口流路102和出口流路103，在其连通部分设置阀室104。在阀室104上设置阀座105，通过阀座105连通入口流路102和出口流路103。此外，在主体101上嵌入由磁性材料构成的保持部件106，在主体101和保持部件106之间夹持有板簧107。在板簧107的中心部安装阀封109，通过板簧107的安装负荷将阀封109压在阀座105上。板簧107与动铁芯(plunger)110焊接接合成为一体构造。板簧107的外缘部夹入上隔板117和下隔板118之间，相对动铁芯110和阀座105等对板簧107进行位置调整。
另一方面，固定铁芯112通过由非磁体构成的环状的嵌装部件111支承于保持部件106上，配置于与动铁芯110相同的轴上。固定铁芯112装填于卷绕有线圈113的绕线管114中，向线圈113供给电流时，固定铁芯112、保持部件106发生励磁，抵抗板簧107的回复力吸引动铁芯110。阀盖115覆盖于绕线管114上，下端开口部与保持部件106接触，通过固定螺钉116固定于固定铁芯112上。
这样构成的电磁比例阀100中，线圈113被固定铁芯112、保持部件106和阀盖115围绕周围而形成磁回路，在固定铁芯112上产生的吸引力相对动铁芯110的自重和板簧107的推压力的合力(密封负荷)达到平衡时，进行动作。即，电磁比例阀100，与提供给线圈113的施加电流所产生的吸引力成比例地对控制流体的流量进行控制。作用于动铁芯110的固定铁芯112的吸引力，由动铁芯110和固定铁芯112之间距离决定，因而在电磁比例阀100中，通过改变动铁芯110和固定铁芯112之间的距离，也即改变上隔板117的厚度，来调整流量特性。
图9是表示流量特性的图。图10是表示以往的电磁比例阀100的吸引力特性的图。
电磁比例阀100，以板簧107具有规定的弹性模量为前提，如果将动铁芯110的动作行程St设定为0.15mm，则得到如图9所示的流量特性A，如果将动作行程St设定为0.10mm，则得到图9所示的流量特性B，如果将动作行程St设定为0.20mm，则得到图9所示的流量特性C。在该条件下，对电磁比例阀100的流量特性的调整进行说明。
电磁比例阀100配合板簧107的基准面而确保规定的密封负荷，调整上隔板117的厚度而进行组装，以使动铁芯110和固定铁芯112之间的距离达到规定值S。此时，板簧107如图10的弹簧特性线图K所示具有规定的弹簧模量，向线圈113提供400AT的施加磁力时，固定铁芯112描绘图示的吸引力曲线。电磁比例阀100，在提供给固定铁芯112的施加电流所产生的吸引力大于板簧107的安装负荷时(L1点)，动铁芯110发生动作，流体开始流出。将该L1作为阀开始动作的开阀开始位置。其后，电磁比例阀100在吸引力与作用于动铁芯110上的力在F1点平衡，动铁芯110移动至L2。因此，动铁芯110的动作行程St为从L1至L2的距离0.15mm，电磁比例阀100调整为流量特性A。将调整至流量特性A的电磁比例阀100作为基本状态。
此外，将电磁比例阀100调整至流量特性B时，从基本状态起增厚上隔板117，使动铁芯110和固定铁芯112之间的距离大于规定值S。此时，向固定铁芯112提供400AT施加磁力时的吸引力曲线，如图10所示没有改变，但是板簧107的设置位置变化，因而弹簧特性线图K向图中右方平行移动，设定为弹簧特性线图K1。因此，开阀开始位置L1变更为开阀开始位置L3，动铁芯110的动作行程St变为0.10mm，电磁比例阀100调整为流量特性B。
此外，将电磁比例阀100调整至流量特性C时，从基本状态起减薄上隔板117，使动铁芯110和固定铁芯112之间的距离小于规定值S。此时，向线圈112提供400AT时的吸引力曲线没有改变，但是板簧107的设置位置变化，因而弹簧特性线图K向图中左方移动，设定为弹簧特性线图K2。因此，开阀开始位置L1改变为开阀开始位置L4，动铁芯110的动作行程St变为0.20mm，电磁比例阀100调整为流量特性C(例如参照专利文献1)。
专利文献1特开2002-357280号公报发明内容然而，以往的电磁比例阀100，例如以数μm的精度对动铁芯110进行动作调整而进行流量控制时，必须以数十μm的级别调整动铁芯110和固定铁芯112之间的距离，难以调整流量特性。
即，电磁比例阀100相对主体101重叠下隔板118、板簧107、上隔板117，进而将保持部件106嵌入主体101中，由此绝对地得到动铁芯110和固定铁芯112之间距离的精度，动铁芯110和固定铁芯112之间的距离受到部件公差、组装公差的影响而容易针对每一产品出现偏差。作为消除偏差的一个对策，考虑提高部件的尺寸精度，但是由于需要以数十μm的级别调整动铁芯110和固定铁芯112之间的距离，因而存在界限。因此，对于电磁比例阀110，测量各部件的部件公差以决定上隔板117的厚度，调整动铁芯110和固定铁芯112之间的距离，部件的组装工时变多。而且，在组装产品后知道不能得到希望的流量特性的话，则必须分解部件并再次调整上隔板117的厚度，流量特性的调整耗费工时。
与此相对，申请人等在特愿2002-355121号中，提出如下所述的技术在板簧的外缘部设置弯曲部，与保持部件螺入主体的量对应地使弯曲部弹性变形，调整板簧的设置位置。根据该技术，由于不需要绝对地得到动铁芯和固定铁芯之间的距离精度，因而可以减少组装工时。然而，特愿2002-355121号的电磁比例阀中，存在焊接主体和保持部件并组装后不能调整流量特性的问题。
本发明是为了解决上述问题而提出的，其目的在于提供一种电磁比例阀的流量特性调整机构和使用该机构的流量特性调整方法，即使在产品组装后也能容易地调整电磁比例阀的流量特性。
本发明的电磁比例阀的流量特性调整机构和使用该机构的流量特性调整方法，具有如下的构成。
(1)其特征在于，流量特性调整机构用于如下所述的电磁比例阀中，所述电磁比例阀具有圆筒中空形状的绕线管，卷绕有线圈；固定铁芯，固定设置在绕线管的中空孔中；主体，形成有第一流路和第二流路；阀座，连通第一流路和第二流路；阀体，相对阀座抵接或者离开；可动铁芯，与阀体一体化并配置在与固定铁芯相同的轴上；施力部件，总是向阀座方向对可动铁芯施力；中间连接体，介于绕线管和主体中间；和覆盖部件，以与中间连接体接触的方式可装卸地覆盖于绕线管上，固定铁芯、中间连接体和覆盖部件包围在线圈的周围形成磁回路，与向线圈供给的施加电流对应地，固定铁芯抵抗施力部件而吸引可动铁芯，由此进行流量调整，并具有使覆盖部件沿轴方向移动，改变磁回路的移动装置。
(2)在(1)所述的发明中，其特征在于，移动装置使覆盖部件通过螺纹进给机构沿轴方向移动。
(3)在(1)或(2)所述的发明中，其特征在于，移动装置具有配置在覆盖部件和固定铁芯之间的弹性部件、和穿过覆盖部件与固定铁芯螺合的固定螺钉。
(4)在(1)或(2)所述的发明中，其特征在于，移动装置，将固定铁芯分割成从主体侧固定于绕线管的中空孔中的第一固定铁芯、和从主体的相反侧可旋转地装填于绕线管的中空孔中的第二固定铁芯，并将第二固定铁芯螺合于第一固定铁芯上，并且所述移动装置具有使覆盖部件与第二固定铁芯面接触而固定的固定部件。
(5)在(1)所述的发明中，其特征在于，移动部件由设置在覆盖部件侧的内螺纹部和设置在绕线管侧的外螺纹部构成。
(6)的特征在于，使用(1)至(5)中任意一项所述的电磁比例阀的流量特性调整机构，在不向线圈供给施加电流的状态下向第一流路供给流体，向线圈供给规定的施加电流，利用流量测定装置测定从第二流路输出的流体的流量，通过移动装置使覆盖部件沿轴方向移动而使磁路变化，直至流量测定装置测定到规定值，进行流量调整。
发明效果具有上述构成的电磁比例阀的流量特性调整机构以及使用该机构的流量特性调整方法，具有以下的作用效果。
电磁比例阀，在不向线圈通电的状态下，可动铁芯通过施力部件被向阀座侧施力，以规定的密封负荷将阀体推压在阀座上。如果向线圈供给规定的施加电流，则在线圈的周围形成磁路，对规定铁芯进行励磁。可动铁芯被规定铁芯吸引，移动到固定铁芯的吸引力和施力部件的施加力平衡的位置，使阀体从阀座离开。由此，流体从第一流路通过阀座时，根据阀开度调整流量后，从第二流路输出。
所述电磁比例阀，线圈被固定铁芯、中间连接体和覆盖部件围绕周围而形成磁回路，向线圈通电时，在线圈的周围形成磁路。电磁比例阀的流量特性调整机构和使用该机构的流量特性调整方法，在磁路变化时，着眼于固定铁芯的吸引力的变化，改变形成于线圈周围的磁路，调整相对施加电流的流量。
电磁比例阀中，覆盖部件可装卸地安装在绕线管上，即使产品组装后也能通过操作移动装置沿轴方向移动。覆盖部件沿轴方向移动时，覆盖部件和中间连接体之间的接触面积改变，磁回路变化，磁路变宽或者变窄。如果磁路变宽，则由于磁回路上的磁阻抗降低，因而固定铁芯的吸引力增大，另一方面，如果磁路变窄，则磁回路上的磁阻抗增加，因而固定铁芯的吸引力变小。可动铁芯由于被固定铁芯吸引而移动，因而根据固定铁芯的吸引力的变化而改变移动量，阀体从阀座离开的阀开度也变化。因此，电磁比例阀中，使覆盖部件沿轴方向移动而调整固定铁芯的吸引力，最终可以调整施加电流和流量的比例特性，也即流量特性。
具体地，调整电磁比例阀的流量特性时，不测量各部件的部件公差而组装电磁比例阀，在不向线圈通电的状态下向第一流路供给流体，流体从第一流路流至阀座并阻断。
接着，向线圈供给规定的施加电流，在线圈的周围产生磁场，对固定铁芯进行励磁。可动铁芯根据固定铁芯的吸引力而移动，使阀体从阀座离开。流体从第一流路通过阀座时，通过阀体从阀座离开的阀开度进行流量调整，从第二流路输出。通过流量测定装置测定从第二流路输出的流体的流量。
接着，一边观察流量测定装置的测定结果一边操作移动装置，使覆盖部件沿轴方向移动而改变覆盖部件和中间连接体之间的接触面积，由此改变固定铁芯的吸引力，使流量测定装置的测定结果与规定值一致。在此，规定值是指与通向线圈的施加电流相对的目标流量。由此，可以将电磁比例阀调整至希望的流量特性。
因此，根据本发明的电磁比例阀的流量特性调整机构以及电磁比例阀的流量特性调整方法，即使在产品组装后也能容易地调整电磁比例阀的流量特性。
此时，如果通过螺纹进给机构沿轴方向移动覆盖部件，则可以根据螺纹进给量对覆盖部件的位置进行微调。
在覆盖部件和固定铁芯之间设置弹性部件，将贯通覆盖部件的固定螺钉抵抗弹性部件的弹压力地螺入固定铁芯中，对覆盖部件进行位置调整，从而覆盖部件和中间连接体的接触面积变化，此外覆盖部件和固定铁芯之间的间隙也变化，磁路变化。由此，根据本发明，覆盖部件和中间连接体的接触面积、以及覆盖部件和固定铁芯中间的间隙相对变化，磁路变化，因而固定铁芯的吸引力的变化率变大，可以更为精密地进行流量特性的调整。
此外，固定铁芯分割为第一固定铁芯和第二固定铁芯，将第二固定铁芯螺合于第一固定铁芯上时，在第一固定铁芯和第二固定铁芯之间设置间隙。通过抓住第二固定铁芯使其旋转，调整相对第一固定铁芯的螺入量，该间隙变化。覆盖部件以与第二固定铁芯面接触的方式覆盖于绕线管上，与中间连接体接触。因此，覆盖部件根据第二固定铁芯的位置进行位置调节，覆盖部件和中间连接体的接触面积变化。
因此，根据本发明，由于覆盖部件和中间连接体的接触面积、以及第一固定铁芯和第二固定铁芯之间的间隙相对变化，磁路变化，因而固定铁芯的吸引力的变化率变大，可以更加精密地进行流量特性的调整。
此外，在将覆盖部件覆盖于绕线管上后，通过抓住覆盖部件使其旋转，将覆盖部件侧的内螺纹部螺入绕线管侧的外螺纹部，则覆盖部件沿轴方向移动。
由此，根据本发明，可以不使用工具而使覆盖部件沿轴方向移动，便利性好。
图1是本发明的第一实施方式的电磁比例阀的剖视图，表示流量特性调整后的状态。
图2是第一实施方式的电磁比例阀的剖视图，表示流量特性调整前的状态。
图3是第一实施方式的表示向电磁比例阀提供规定的施加磁力时的吸引力特性的图，表示基本状态、第一状态和第二状态的吸引力特性。
图4是本发明的第二实施方式的电磁比例阀的剖视图。
图5是本发明的第三实施方式的电磁比例阀的剖视图。
图6是本发明的第四实施方式的电磁比例阀的剖视图。
图7是本发明的电磁比例阀的变形例。
图8是以往的电磁比例阀的剖视图。
图9是表示流量特性的图。
图10是表示以往电磁比例阀的吸引力特性的图。
标号说明1A电磁比例阀
1B电磁比例阀1C电磁比例阀1D电磁比例阀1E电磁比例阀2主体3入口流路4出口流路6阀座8板簧9第一芯部10动铁芯12阀封14第二芯部15第三芯部16绕线管17线圈18垫圈19阀盖22固定螺钉40第三芯部41第一固定铁芯45第二固定铁芯51阀盖52固定部件61第三芯部62第一芯部63阀盖71螺旋弹簧M1～M6接触面积G1～G3间隙
具体实施例方式
接着，对本发明的电磁比例阀的流量特性调整机构以及使用该机构的流量特性调整方法的实施方式参照附图进行说明。
(第一实施方式)首先，对第一实施方式进行说明。图1是电磁比例阀1A的剖视图，表示流量特性调整后的状态，图2是电磁比例阀1A的剖视图，表示流量特性调整前的状态。
电磁比例阀1A例如用于控制半导体制造工序的工艺气体，与线圈17的电磁吸引力成比例地吸引动铁芯10(相当于“可动铁芯”)而使其移动，并使阀封(相当于“阀体”)12从阀座6分离，由此进行控制流体的流量控制。
电磁比例阀1A通过第一芯部(相当于“中间连接体”)9连接主体2和绕线管16，使阀盖(相当于“覆盖部件”)19覆盖于绕线管14上，并与第一芯部9接触，由此外观构成大致圆柱形状。
主体2呈形成有入口流路(相当于“第一流路”)3和出口流路(相当于“第二流路”)4的块状。阀室5设置在与第一流路3相同的轴上，使第一流路3和第二流路4连通，在入口流路3开口的开口部的周围环状地设置阀座6。主体2在阀座6的周围设置台阶部7，设定板簧8的基准面。板簧8外径设定成与主体2的开口部大致相同的直径，载置在主体2的台阶部7上后将第一芯部9嵌入主体2中，由此在主体2和第一芯部9之间夹持外缘部。在板簧8的中央部焊接接合动铁芯10。动铁芯10在将阀封12安装到阀体收容部11上的状态下重合于板簧8上，通过相对动铁芯10点焊接合板簧8，使板簧8、动铁芯10和阀封12成为一体构造。阀封12由橡胶、PTFE(聚四氟乙烯)、PTEE(聚四氟化乙烯树脂)等具有热可塑性的弹性体形成，对与阀座6抵接的密封面进行镜面加工以提高密封性能。
第三芯部(相当于“固定铁芯”)15将强磁性材料形成为圆柱形状，通过第二芯部14压入第一芯部9并焊接或者钎焊，由此保持。绕线管16将磁性材料形成中空圆筒形状，在主体部卷绕线圈17。绕线管16与第三芯部15嵌合，并与第一芯部9和第二芯部14抵接。第三芯部15钻入绕线管16的中空孔内，仅留有收容垫圈(相当于“弹性部件”)18的空间。阀盖19将磁性材料形成向一方开口的圆筒形状。阀盖19通过从贯通孔20贯通垫圈18而螺入第三芯部15的螺孔21的固定螺钉22，固定于第三芯部15上。
然而，第三芯部15的下端部分从第二芯部14突出，与第一芯部9的内周面相对而存在于阀室5内。第二芯部14是非磁体，与此相对，第一芯部9和第三芯部15是磁体，因而在第一芯部9和第三芯部15之间，环状地形成漏磁空间25。此外，在第一芯部9上，插入主体2的部分作为与阀室5的侧壁(的截面)形成台阶状。而且第三芯部15的下端部分和动铁芯10的中空部的位置关系，处于第三芯部15的下端部分与动铁芯10的中空部不接触而插入的关系。此外，第一芯部的台阶状的部分(阀室5的侧壁)和环状的动铁芯10的突缘部26的位置关系为，无论动铁芯10向垂直上方向、垂直下方向任一方向移动，动铁芯10的突缘部26都不会与第一芯部9的台阶状部分(阀室5的侧壁)接触。
在本实施方式中，通过固定螺钉22、阀盖19的贯通孔20、第三芯部15的螺孔21、垫圈18构成“移动装置”。此外，通过固定螺钉22、第三芯部15的螺孔21构成“螺纹进给机构”。
具有这种构成的电磁比例阀1A，在不向线圈17供给施加电流时，阀封12通过动铁芯10的自重和板簧8的弹簧力的合力(密封负荷)而被推压于阀座6，关闭阀座6。因此即使向入口流路3供给控制流体，也通过阀座6阻断控制流体。
其后，向线圈17施加规定的施加电流时，在线圈17的周围产生磁场，第一芯部9、第三芯部15励磁，抵抗板簧8而吸引动铁芯10。动铁芯10向垂直上方向无滑动地移动，以填补处于第三芯部15、第一芯部9之间的漏磁空间25时，在第三芯部15的吸引力和密封负荷平衡的全开位置停止，阀封12从阀座6分离而打开阀座6。即，电磁比例阀仅打开与施加于线圈17的施加电流所产生的磁力成比例的开度。阀座6打开时，控制流体在从第一流路通过阀座6时，控制成与阀封12和阀座6的距离对应的流量后，从出口流路4输出。
接着，对电磁比例阀1A的流量特性调整机构和使用该机构的流量特性调整方法的作用进行说明。
电磁比例阀1A的流量特性调整机构和使用该机构的流量特性调整方法，在磁路变化时，着眼于第三芯部15的吸引力的变化，使形成于线圈17周围的磁路变化，调整与施加电流相对的流量。
电磁比例阀1A的阀盖19可装卸地安装在绕线管16上，即使在产品组装后也能通过使固定螺钉22旋转而沿轴方向移动(参照图1和图2)。此时，阀盖19和第一芯部9在圆周方向接触的接触面积(参照图1的M1、图2的M2)变化，磁回路变化，磁路变宽或者变窄。如果磁路变宽，则由于磁回路上的磁阻抗变小，因而第三芯部15的吸引力变大。另一方面，如果磁路变窄，则由于磁回路上的磁阻抗变大，第三芯部15的吸引力变小。
此外，在阀盖19和第三芯部15之间，通过垫圈18设置间隙(参照图1的G1、图2的G2)，阀盖19沿轴方向移动时，间隙变化。由于磁在空间中流动，因而间隙也构成磁回路的一部分，由于间隙改变，磁阻抗变化。如果间隙变大，则由于磁回路上的磁阻抗变大，第三芯部15的吸引力变小。另一方面，如果间隙变小，则由于磁回路上的磁阻抗变小，第三芯部的吸引力变大。
动铁芯10与第三芯部15的吸引力成比例地移动，因而根据第三芯部15的吸引力的变化改变动作行程St，改变阀开度。由此，电磁比例阀1A通过使阀盖19沿轴方向移动而改变磁回路(磁阻抗)来调整第三芯部15的吸引力，最终可以调整作为施加电流和流量的比例特性的流量特性。
此时，由于第一芯部9和第三芯部15的接触面积的改变以及第三芯部15和阀盖19之间的间隙的改变导致的磁阻抗变化复合作用，吸引力相对固定螺钉22旋转量的变化率变大，可以对流量特性进行微小调整。
具体地，电磁比例阀1A如下所述调整流量特性。图3是表示对电磁比例阀1A施加规定的施加磁力时的吸引力特性的图，表示基本状态、第一状态、第二状态的吸引力特性。
本实施方式的电磁比例阀1A，以板簧8具有规定的弹簧模量为前提，与现有技术同样地，将动铁芯10的动作行程St设定为0.15mm时，得到图9的流量特性A(其作为“基本状态”)，将动铁芯10的动作行程St设定为0.10mm时，得到图9的流量特性B(其作为“第一状态”)，将动铁芯10的动作行程St设定为0.20mm时，得到图9的流量特性C(其作为“第二状态”)，在此条件下，对电磁比例阀1A的流量特性的调整进行具体说明。
电磁比例阀1A如图2所示，与板簧8的基准面对齐而组装，以确保规定的密封负荷，在主体2和第一芯部9之间、第一芯部9和第二芯部14之间、第二芯部14和第三芯部15之间分别进行焊接以防止流体泄漏。
此时，电磁比例阀1A与以往的电磁比例阀100不同，不测量各部件的部件公差而调整上隔板的厚度等进行组装。因此，在产品组装时，对于电磁比例阀1A，动铁芯10和第三芯部15之间的距离产生偏差，不一定能调整至流量特性A。但是电磁比例阀1A中，板簧8与基准面一致，如图3的弹簧特性线图K所示，具有规定的弹簧模量。
由此，在电磁比例阀1A的出口流路4上连接未图示的流量计(与“流量测定装置”相当)，在不向线圈17通电的状态下向电磁比例阀1A的入口流路3供给流体(例如空气等)。此时，由于阀座6关闭，因而流体从入口流路3流至阀座6并被阻断。
接着，向线圈17供给规定的施加电流，给予规定的施加磁力(在此为400AT)时，动铁芯10根据第一芯部9和第三芯部15的吸引力而移动，使阀封12从阀座6离开而打开阀座6。流体在从入口流路3通过阀座6时，进行流量调整并从出口流路4输出。
接着，利用未图示的流量计测定从出口流路4输出的流体的流量，确认该测定结果是不是规定值。在此，所谓规定值是指向线圈17供给规定的施加电流时的目标流量。在本实施方式中，为流量特性A的最大流量。测定的流量为流量特性A的最大流量时，意味着电磁比例阀1A的动铁芯10的动作行程St确保0.15mm，确保希望的流量特性。因此，电磁比例阀1A不使阀盖19沿轴方向移动而直接停止向线圈17的通电和流体供给，将未图示的流量计从出口流路4取下，结束流量特性的调整。
另一方面，在测定的流量与规定值不同时，意味着动铁芯10的动作行程St不确保0.15mm，电磁比例阀1A没有调整至流量特性A。此时，使阀盖19沿轴方向移动，以使未图示的流量计显示流量特性A的最大流量。如果使阀盖19相对第一芯部9移动，则阀盖19和第一芯部9的接触面积M1、阀盖19和第三芯部15之间的间隙G1增减，磁路变化，吸引力变化。因此流量计显示流量特性A的最大流量时，吸引力描绘图3所示的吸引力曲线X1。此时，电磁比例阀1A，在由施加于线圈17的施加电流产生的吸引力大于板簧8的安装负荷时(L1点)，动铁芯10动作，流体开始流动。将该L1设定为开阀开始位置L1。其后，电磁比例阀1A中，密封负荷与吸引力在F1点平衡，动铁芯10到达L2。因此，动铁芯10的动作行程St为从L1至L2的距离0.15mm，电磁比例阀1A调整至流量特性A。
将电磁比例阀1A组装成基本状态后改变至第一状态时，流体流向电磁比例阀1A，使固定螺钉22向与规定方向相反的方向旋转，通过该螺纹进给和垫圈18的弹压力朝向主体2的相反侧轴向移动阀盖19，以使流量计的测定结果为规定值(在此为流量特性B的最大流量)。这样一来，阀盖19和第一芯部9之间的接触面积M1从基本状态开始减少，并且在阀盖19和第三芯部15之间的间隙G1从基本状态开始增加，第三芯部15的吸引力从基本状态开始减小。在流量计的测定结果变为流量特性B的最大流量时，电磁比例阀1A中如图3所示，基本状态的吸引力曲线X1减小至吸引力曲线X2。电磁比例阀1A，由于焊接主体2等而不能调整板簧8的设置位置，因而不能使弹簧特性线图K偏移而改变开阀开始位置L1。然而，动铁芯10的全开位置降低了吸引力曲线X1整体小至吸引力曲线X2的量，动铁芯10的动作行程St小至0.10mm。因此，电磁比例阀1A在产品组装后不必分解部件而可以仅通过旋转固定螺钉22来将图9所示的流量特性A改变至流量特性B。
将电磁比例阀1A组装成基本状态后改变至第三状态时，流体流向电磁比例阀1A，使固定螺钉22向规定方向旋转，通过该螺纹进给抵抗垫圈18朝向主体2侧轴向移动阀盖19，以使流量计的测定结果为规定值(在此为流量特性C的最大流量)。这样一来，阀盖19和第一芯部9之间的接触面积M1从基本状态开始增加，并且在阀盖19和第三芯部15之间的间隙G1从基本状态开始减小，第三芯部15的吸引力变大。在流量计的测定结果为流量特性C的最大流量时，电磁比例阀1A中如图3所示，基本状态的吸引力曲线X1变大至吸引力曲线X3，电磁比例阀1A不能使弹簧特性线图偏移而改变开阀开始位置L1。然而，动铁芯10的全开位置提高了吸引力曲线X1整体大至吸引力曲线X3的量，动铁芯10的动作行程St变大至0.20mm。因此，电磁比例阀1A在产品组装后不必分解部件而可以仅通过旋转固定螺钉22来将图9所示的流量特性A改变至流量特性C。
电磁比例阀1A通过固定螺钉22的螺纹进给来移动阀盖19，但是垫圈18总是向与第三芯部15相反的方向顶起阀盖19。因此，可以毫不松动地保持阀盖19，电磁比例阀1A可以稳定地进行流量调整。
因此，本实施方式的电磁比例阀1A的流量特性调整机构，用于如下所述的电磁比例阀中，所述电磁比例阀具有圆筒中空形状的绕线管16，卷绕有线圈17；第三芯部15，固定在绕线管16的中空孔中；主体2，形成有入口流路3和出口流路4；阀座6，使入口流路3和出口流路4连通；阀封12，相对阀座6抵接或者离开；动铁芯10，与阀封12一体化并配置在与第三芯部15相同的轴上；板簧8，总是向阀座6方向对动铁芯10施力；第一芯部9，位于绕线管16和主体2之间；和阀盖19，以与第一芯部9接触的方式可装卸地覆盖于绕线管16，第三芯部15、第一芯部9和阀盖19围绕在线圈17的周围形成磁回路，根据向线圈17供给的施加电流，第三芯部15抵抗板簧8而吸引动铁芯10，从而进行流量调整，由于具有使阀盖19沿轴方向移动，改变磁回路的“移动装置”，因而即使在产品组装后也能容易地调整电磁比例阀1A的流量特性。
特别地，由于不需要测量部件公差而组装电磁比例阀1A，因而可以大幅地削减组装工时。此外，即使得知在部件组装后得不到期望的流量特性，不分解部件也能仅仅通过从阀盖19的外侧旋转固定螺钉22而进行流量调整，可以简单地并以短时间进行流量调整。
此外，根据本实施方式的电磁比例阀1A的流量特性调整机构，由于“移动装置”通过“螺纹进给机构”沿轴方向移动阀盖19，因而通过螺纹进给的进给量可以对阀盖19的位置进行微调。
此外，根据本实施方式的电磁比例阀1A的流量特性调整机构，“移动装置”具有设置在阀盖19和第三芯部15之间的垫圈18、贯穿阀盖19与第三芯部15螺合的固定螺钉22，并且阀盖19和第一芯部9的接触面积M1以及阀盖19与第三芯部15之间的间隙G1相对变化而改变磁路，因而第三芯部15的吸引力的变化率变大，可以更为精密地进行流量特性的调整。
进而，根据使用本实施方式的电磁比例阀1A的流量特性调整机构的流量特性调整方法，在不向线圈17供给施加电流的状态下向入口流路3供给流体，并向线圈17供给规定的施加电流，通过未图示的流量计测定从出口流路4输出的流体的流量，利用“移动装置”沿轴方向移动阀盖19而改变磁路，进行流量调整，直至未图示的流量计测得规定值，因而即使在产品组装后也能容易地调整电磁比例阀1A的流量特性。
(第二实施方式)接着，对本发明的电磁比例阀的流量特性调整机构以及使用该机构的流量特性调整方法的第二实施方式进行说明。图4为电磁比例阀1B的剖视图。
本实施方式的电磁比例阀1B，在通过第二固定铁芯45螺入第一固定铁芯41的量来改变磁路这一点，与调整固定螺钉22螺入第三芯部15的量而改变磁路的第一实施方式不同。因此，在此，对与第一实施方式不同的点进行详细说明，对相同点而言，对构成部件标以与第一实施方式相同的标号，适当省略说明。
电磁比例阀1B中，在绕线管16内，第一固定铁芯41和第二固定铁芯45螺合，构成第三芯部40。
第一固定铁芯41将强磁性材料形成圆柱状而构成，从主体2侧装填固定于绕线管16的中空孔中。第一固定铁芯41的下端部分从第二芯部14突出，与第一芯部9的内周面相对，在第一固定铁芯41和第一芯部9之间设置漏磁空间25。在第一固定铁芯41的上端面同轴地突出设置圆筒状的突起42，该突起42存在于绕线管16的中空孔中。突起42在外周面形成外螺纹。第一固定铁芯41形成有用于从突起42的端面同轴地连接固定螺钉22的螺孔43。
第二固定铁芯45将强磁性材料形成圆柱状而构成，从主体2的相反侧可旋转地插入绕线管16的中空孔中。第二固定铁芯45，在主体2侧的端面上穿设凹部46，在凹部46的内周面形成内螺纹。第二固定铁芯45其全长设定为，在凹部46的内螺纹完全螺入第一固定铁芯41的外螺纹时，上端面位于与绕线管16的端面大致相同的高度。第二固定铁芯45形成有沿着轴心插通固定螺钉22的插通孔47。
在本实施方式中，“移动装置”由第一固定铁芯41的突起(凸部)42、螺孔43、第二固定铁芯45的凹部46、插通孔47、阀盖19的贯通孔20、固定螺钉22构成。此外，“螺纹进给机构”由固定螺钉22和第一固定铁芯41的螺孔43构成。
所述电磁比例阀1B将阀盖19覆盖于绕线管16上，使固定螺钉22贯通阀盖19的贯通孔20和第二固定铁芯45的插通孔47，将固定螺钉22的前端部螺入第一固定铁芯41的螺孔43中，由此可装卸地安装阀盖19。阀盖19由于与第二固定铁芯45抵接而定位，因而根据第二固定铁芯45从阀盖19突出的量，与第一芯部9在圆周方向接触的接触面积M3变化。
此外，第二固定铁芯45由于螺入第一固定铁芯41，因而根据该螺入量，第一固定铁芯41和第二固定铁芯45之间形成的间隙G3也变化。
这样，第一芯部9和阀盖19之间的接触面积M3以及第一固定铁芯41和第二固定铁芯45之间形成的间隙G3变化，由此线圈17周围形成的磁回路的构成变化，磁阻抗改变。
在调整电磁比例阀1B的流量特性时，在出口流路4上连接流量计，在不向线圈通电的状态下向入口流路3供给流体后，向线圈17供给规定的施加电流，确认流量计的测定结果是否为规定值。
在不是期望的流量特性时，停止朝向线圈17的通电和流体的供给。取下固定螺钉22并将阀盖19从绕线管16取下时，第二固定铁芯45露出，因而通过旋转第二固定铁芯45，调整第二固定铁芯45的内螺纹螺入第一固定铁芯41的外螺纹的量，调整间隙G3。然后，使阀盖19覆盖于绕线管16上并与第二固定铁芯45抵接，将固定螺钉22贯通于阀盖19的贯通孔20和第二固定铁芯45的插通孔47，螺入第一固定铁芯41的螺孔43中，将阀盖19固定于第一固定铁芯41上。阀盖19，根据第二固定铁芯45从绕线管16突出的量，调整与第一芯部9的接触面积M3。向电磁比例阀1B的入口流路3供给流体后，再次向线圈17供给规定的施加电流，利用流量计测定从出口流路4输出的流体的流量。在测定结果为规定值时，结束流量特性调整，在不为规定值时，反复进行上述流量特性调整。
因此，根据本实施方式的电磁比例阀1B的流量特性调整机构，“移动装置”将第三芯部40分割成从主体2侧固定于绕线管16的中空孔中的第一固定铁芯41、和从主体2的相反侧可旋转地装填在绕线管16的中空孔中的第二固定铁芯45，并将第二固定铁芯45螺合于第一固定铁芯41上，并具有使阀盖19与第二固定铁芯45面接触而固定的固定螺钉22，阀盖19和第一芯部9的接触面积M3以及第一固定铁芯41和第二固定铁芯45之间的间隙G3相对变动，磁路变化，因而第三芯部40的吸引力的变化率变大，可以更加精密地调整流量特性。
(第三实施方式)接着，对本发明的电磁比例阀的流量特性机构和使用该机构的流量特性调整方法的第三实施方式进行说明。图5是电磁比例阀1C的剖视图。
本实施方式的电磁比例阀1C在使阀盖51旋转而沿轴方向移动这一点上，与使固定螺钉22旋转而沿轴方向移动阀盖51的第一实施方式的电磁比例阀1A不同。因此，对与第一实施方式不同的点进行详细说明，对相同的点而言，在附图上标以与第一实施方式相同的标号适当省略说明。
电磁比例阀1C具有将强磁性材料形成圆柱状的固定部件52，通过将插通在固定部件52的贯通孔53中的固定螺钉22拧紧在第三芯部15的螺孔21中，将固定部件52固定在第三芯部15上。固定部件52的外径具有与绕线管16的外径大致相同的径长，在外周面形成外螺纹。
阀盖51将强磁性材料形成圆筒状而构成，在一端开口内周面形成内螺纹。阀盖51使内螺纹与固定部件52的外螺纹螺合而保持。
在本实施方式中，“移动装置”和“螺纹进给机构”由阀盖51的内螺纹和固定部件52的外螺纹构成。
调整电磁比例阀1C的流量特性时，将流量计连接于出口流路4上后，在不向线圈17通电的状态下向入口流路3供给流体，其后向线圈17供给规定的施加电流，利用流量计测定流量。
在流量不是规定值时，抓住阀盖51向旋转方向施力。这样一来，虽然固定部件52被固定螺钉22固定而不旋转，但阀盖51相对固定部件52旋转，通过螺纹进给沿轴方向移动。因此，阀盖51和第一芯部9的接触面积M4改变，磁路变化，流量变化。流量计测定到规定值后，停止阀盖51的旋转，结束流量特性的调整。
因此，根据本实施方式的电磁比例阀1C的流量特性调整机构以及使用该机构的流量特性调整方法，“移动装置”由设置在阀盖51侧的内螺纹、和设置在绕线管2侧的固定部件52上的外螺纹构成，因而可以不使用工具而直接旋转阀盖51使其沿轴方向移动，便利性好。
(第四实施方式)接着，对本实施方式的电磁比例阀1D的流量特性调整机构以及使用该机构的流量特性调整方法的第四实施方式进行说明。图6是电磁比例阀1D的剖视图。
本实施方式的电磁比例阀1D在使63旋转而沿轴方向移动这一点上，与使固定螺钉22旋转而沿轴方向移动阀盖19的第一实施方式的电磁比例阀1A不同。因此，对与第一实施方式不同的点进行详细说明，对相同点而言，标以与第一实施方式相同的标号，适当省略说明。
电磁比例阀1D中，第三芯部61将强磁性材料形成圆柱状而构成，通过第二芯部14压入第三芯部61，通过锡焊或者钎焊保持。第三芯部61的下端部分从第二芯部14突出，与第一芯部62的内周面相对。此外，第三芯部61的上端部分从绕线管16突出。阀盖63将磁性材料形成一方开口的圆筒形状，在封闭端面形成有贯通孔64。阀盖63在开口部内周面形成内螺纹，与形成在第一芯部62的外周面上的外螺纹螺合。此时，阀盖63，其贯通孔64的内周面与第三芯部61滑动接触，被第三芯部61引导而移动。
在本实施方式中，“移动装置”和“螺纹进给机构”由阀盖63的内螺纹和第一芯部62的外螺纹构成。
在调整电磁比例阀1D的流量特性时，在出口流路4上连接流量计后，在不向线圈17供给施加电流的状态下向入口流路3供给流体，其后向线圈17供给规定的施加电流而测定流量。
在流量计的测定结果不是规定值时，抓住阀盖63旋转。阀盖63旋转时，通过阀盖63的内螺纹和第一芯部62的外螺纹的螺纹进给，阀盖63每次以一定量沿轴方向移动。因此，阀盖63和第一芯部62的接触面积M5以及阀盖63和第三芯部61的接触面积M6相对地变化，磁阻抗变化，流量变化。当流量变为规定值时，停止阀盖63的旋转，结束流量特性的调整。
因此，根据本实施方式的电磁比例阀1D的流量特性调整机构和使用该机构的流量特性调整方法，“移动装置”由设置于阀盖63上的内螺纹和设置在绕线管16侧的第一芯部62上的外螺纹构成，因而可以不使用工具而使阀盖63沿轴方向移动，便利性好。
此外，虽然以上对本发明的实施方式进行了说明，但是本发明不限定于上述实施方式，可以有各种应用。
(1)例如在上述第一实施方式中，使用垫圈18作为弹性部件，但是如图7所示的电磁比例阀1E，也可以在第三芯部15和阀盖19之间压缩设置螺旋弹簧71。
(2)例如在上述第一实施方式中，固定螺钉22露出，但是也可以将掩盖固定螺钉22的塞安装在阀盖19上。
(3)例如在上述实施方式之外，还可以改变阀盖19的厚度，改变固定螺钉22长度、材质，改变磁回路的磁阻抗，进行流量调整。
(4)例如在上述实施方式中，对瓣式电磁比例阀1A、1B、1C、1D、1E进行了说明，但是也可以在插棒式的电磁比例阀等中设置流量特性调整机构。
(5)例如在上述实施方式中，将电磁比例阀用于半导体制造装置，但是并不限定用途。
(6)例如在上述实施方式电磁比例阀1A～1E中，3为入口流路，4为出口流路，但也可以使3为出口流路，4为入口流路。
权利要求书(按照条约第19条的修改)1.一种电磁比例阀，具有圆筒中空形状的绕线管，卷绕有线圈；固定铁芯，固定设置在所述绕线管的中空孔中；主体，形成有第一流路和第二流路；阀座，连通所述第一流路和所述第二流路；阀体，相对所述阀座抵接或者离开；可动铁芯，与所述阀体一体化并配置在与所述固定铁芯相同的轴上；板簧，总是向所述阀座方向对所述可动铁芯施力；中间连接体，介于所述绕线管和所述主体中间；覆盖部件，以与所述中间连接体接触的方式可装卸地覆盖于所述绕线管上，和移动装置，使所述覆盖部件沿轴方向移动，所述固定铁芯、所述中间连接体和所述覆盖部件包围在所述线圈的周围形成磁回路，与向所述线圈施加的电流对应地，所述固定铁芯抵抗所述板簧而吸引所述可动铁芯，由此进行流量调整，其特征在于，使所述板簧与基准面一致地进行组装，以具有规定的弹簧负荷，之后，在向所述线圈施加电流的状态下，通过所述移动装置使所述覆盖部件向轴方向移动而改变所述磁回路，以使从所述第二流路输出的流量成为目标流量，由此改变所述固定铁芯的吸引力和所述可动铁芯的行程的吸引力特性，调整作为电流和流量的比例特性的流量特性。
2.根据权利要求1所述电磁比例阀，其特征在于，所述移动装置使所述覆盖部件通过螺纹进给机构沿轴方向移动。
3.根据权利要求1或2所述电磁比例阀，其特征在于，所述移动装置具有配置在所述覆盖部件和所述固定铁芯之间的弹性部件、和穿过所述覆盖部件与所述固定铁芯螺合的固定螺钉。
4.根据权利要求1所述电磁比例阀，其特征在于，所述移动部件由设置在所述覆盖部件侧的内螺纹部和设置在所述绕线管侧的外螺纹部构成。
5.一种电磁比例阀的流量特性调整方法，其特征在于，组装如下所述的电磁比例阀，所述电磁比例阀具有圆筒中空形状的绕线管，卷绕有线圈；固定铁芯，固定设置在所述绕线管的中空孔中；主体，形成有第一流路和第二流路；阀座，连通所述第一流路和所述第二流路；阀体，相对所述阀座抵接或者离开；可动铁芯，与所述阀体一体化并配置在与所述固定铁芯相同的轴上；板簧，总是向所述阀座方向对所述可动铁芯施力；中间连接体，介于所述绕线管和所述主体中间；覆盖部件，以与所述中间连接体接触的方式可装卸地覆盖于所述绕线管上；和移动装置，使所述覆盖部件沿轴方向移动，所述固定铁芯、所述中间连接体和所述覆盖部件包围在所述线圈的周围形成磁回路，与向所述线圈施加的电流对应地，所述固定铁芯抵抗所述板簧而吸引所述可动铁芯，由此进行流量调整，在不向组装后的所述电磁比例阀的所述线圈施加电流的状态下向所述第一流路供给流体，向所述线圈施加规定的电流，利用流量测定装置测定从所述第二流路输出的流体的流量，通过所述移动装置使所述覆盖部件沿轴方向移动而使所述磁回路变化，直至所述流量测定装置测定到规定值，由此使所述固定铁芯的吸引力和所述可动铁芯的行程的吸引力特性变化，调整作为电流和流量的比例特性的电磁比例阀的流量特性。
6.一种电磁比例阀，具有圆筒中空形状的绕线管，卷绕有线圈；固定铁芯，固定设置在所述绕线管的中空孔中；主体，形成有第一流路和第二流路；阀座，连通所述第一流路和所述第二流路；阀体，相对所述阀座抵接或者离开；可动铁芯，与所述阀体一体化并配置在与所述固定铁芯相同的轴上；施力部件，总是向所述阀座方向对所述可动铁芯施力；中间连接体，介于所述绕线管和所述主体中间；和覆盖部件，以与所述中间连接体接触的方式可装卸地覆盖于所述绕线管上，所述固定铁芯、所述中间连接体和所述覆盖部件包围在所述线圈的周围形成磁回路，与向所述线圈施加的电流对应地，所述固定铁芯抵抗所述施力部件而吸引所述可动铁芯，由此进行流量调整，其特征在于，使所述覆盖部件沿轴方向移动，改变所述磁回路的移动装置，将所述固定铁芯分割成从所述主体侧固定于所述绕线管的中空孔中的第一固定铁芯、和从所述主体的相反侧可旋转地装填于所述绕线管的中空孔中的第二固定铁芯，并将所述第二固定铁芯螺合于所述第一固定铁芯上，并且具有使所述覆盖部件与所述第二固定铁芯面接触而固定的固定部件。
权利要求
1.一种电磁比例阀的流量特性调整机构，其特征在于，用于如下所述的电磁比例阀中，所述电磁比例阀具有圆筒中空形状的绕线管，卷绕有线圈；固定铁芯，固定设置在所述绕线管的中空孔中；主体，形成有第一流路和第二流路；阀座，连通所述第一流路和所述第二流路；阀体，相对所述阀座抵接或者离开；可动铁芯，与所述阀体一体化并配置在与所述固定铁芯相同的轴上；施力部件，总是向所述阀座方向对所述可动铁芯施力；中间连接体，介于所述绕线管和所述主体中间；和覆盖部件，以与所述中间连接体接触的方式可装卸地覆盖于所述绕线管上，所述固定铁芯、所述中间连接体和所述覆盖部件包围在所述线圈的周围形成磁回路，与向所述线圈供给的施加电流对应地，所述固定铁芯抵抗所述施力部件而吸引所述可动铁芯，由此进行流量调整，并且具有使所述覆盖部件沿轴方向移动，改变所述磁回路的移动装置。
2.根据权利要求1所述电磁比例阀的流量特性调整机构，其特征在于，所述移动装置使所述覆盖部件通过螺纹进给机构沿轴方向移动。
3.根据权利要求1或2所述电磁比例阀的流量特性调整机构，其特征在于，所述移动装置具有配置在所述覆盖部件和所述固定铁芯之间的弹性部件、和穿过所述覆盖部件与所述固定铁芯螺合的固定螺钉。
4.根据权利要求1或2所述电磁比例阀的流量特性调整机构，其特征在于，所述移动装置，将所述固定铁芯分割成从所述主体侧固定于所述绕线管的中空孔中的第一固定铁芯、和从所述主体的相反侧可旋转地装填于所述绕线管的中空孔中的第二固定铁芯，并将所述第二固定铁芯螺合于所述第一固定铁芯上，并且具有使所述覆盖部件与所述第二固定铁芯面接触而固定的固定部件。
5.根据权利要求1所述电磁比例阀的流量特性调整机构，其特征在于，所述移动部件由设置在所述覆盖部件侧的内螺纹部和设置在所述绕线管侧的外螺纹部构成。
6.一种使用电磁比例阀的流量特性调整机构的流量特性调整方法，其特征在于，使用权利要求1～5中任意一项所述的电磁比例阀的流量特性调整机构，在不向所述线圈供给施加电流的状态下向所述第一流路供给流体，向所述线圈供给规定的施加电流，利用流量测定装置测定从所述第二流路输出的流体的流量，通过所述移动装置使所述覆盖部件沿轴方向移动而使磁路变化，直至所述流量测定装置测定到规定值，进行流量调整。
全文摘要
本发明目的在于提供一种电磁比例阀的流量特性调整机构以及使用该机构的流量特性调整方法，即使在产品组装后也能容易地调整电磁比例阀的流量特性。电磁比例阀1A具有绕线管16，卷绕有线圈17；第三芯部15，固定在绕线管16中；主体2，具有入口流路3和出口流路4；阀座6，使入口流路3和出口流路4连通；阀封12，开闭阀座6；动铁芯10，与阀封12一体化；板簧8，向阀座6方向对动铁芯10施力；第一芯部9，位于绕线管16和主体2之间；和阀盖19，可装卸地覆盖于绕线管16上，第三芯部15、第一芯部9和阀盖19围绕在线圈17的周围形成磁回路，其中，旋转固定螺钉22而使阀盖19沿轴方向移动，改变磁回路。
文档编号F16K31/06GK1946960SQ20058001251
公开日2007年4月11日 申请日期2005年4月18日 优先权日2004年4月23日
发明者伊藤一寿, 渡边雅之, 西村康典, 高阪明子, 丹羽庸夫, 西田成伸 申请人:喜开理株式会社