JP3224558B2 - バルブユニット - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はバルブユニットに関し、
たとえば複数の間接作動方式のバルブが集合されて構成
されるバルブユニットなどに適用して有効な技術に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】たとえば、この種のバルブユニットとし
て、主軸が軸孔に軸方向に沿って変位自在に収容され、
この主軸の変位によって流路が切り換えられる主バルブ
部と、パイロット弁の開閉作動により補助流体圧を制御
して前記主軸を作動させるパイロット部およびこのパイ
ロット部に同軸的に結合され、前記パイロット弁を開閉
作動させるソレノイド部からなる操作部と、前記主バル
ブ部および前記操作部からなる間接作動方式のバルブが
複数搭載されるマニホールドベースとを備えているもの
がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記したよ
うなバルブユニットにおける各バルブは、軸方向の長さ
の比較的大きい主バルブ部および操作部が互いに同軸的
に結合されて構成されているため、各バルブの軸方向の
長さが大きくなり、この結果、バルブユニット自体の小
形化や省スペース化が妨げられている。このような問題
点は、主バルブに対する制御流体用集合部と配管用集合
部とが一体化されてマニホールドベースが構成されてい
ることによっても生じる。さらに、前記した構成などか
ら、配管や配線の取付作業の合理化ないし作業性の向上
が妨げられている。

【０００４】本発明の目的は、バルブユニット自体の小
形化や省スペース化、配管や配線の取付作業の合理化な
いし作業性の向上を図ることができるバルブユニットを
提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明のバルブユニット
は、入力流路と排出流路とが形成された厚肉板状の制御
流体用集合部と、前記制御流体用集合部の表面に平行な
主軸を軸方向に変位自在に収容するとともに前記主軸の
変位によって前記入力流路および前記排出流路に切り換
えられて連通する出力ポートを有し、前記制御流体用集
合部の一方面に搭載される複数の主バルブ部と、パイロ
ット流路を開閉して前記主軸を作動させるパイロット
弁、および前記パイロット弁に同軸的に結合され前記パ
イロット弁を前記主軸と平行な方向に開閉作動させるソ
レノイド部を有し、前記制御流体用集合部の反対面に搭
載される複数の操作部とを備え、複数の前記主バルブ部
と複数の前記操作部とをそれぞれ前記制御流体用集合部
の両面に幅方向に重合して前記制御流体用集合部に搭載
したことを特徴とする。

【０００６】本発明のバルブユニットは、それぞれの前
記主バルブの前記出力ポートに接続される配管用ポート
が形成され、前記制御流体用集合部の前記一方面に設け
られる配管集合部を有することを特徴とする。本発明の
バルブユニットは、それぞれの前記ソレノイド部の端子
に接続される配線基板と、前記制御流体用集合部の前記
反対面に設けられ、前記配線基板を被覆する配線カバー
とを有することを特徴とする。

【０００７】本発明のバルブユニットによれば、複数の
バルブが主バルブ部と操作部とに分割され、それぞれの
主バルブ部は制御流体用集合部の一方面に搭載され、そ
れぞれの操作部は制御流体用集合部の反対面に搭載され
ているので、主バルブと操作部とが厚肉板状の制御流体
用集合部の両面に搭載されることになり、バルブユニッ
ト自体の小形化や省スペース化を図ることができる。本
発明のバルブユニットによれば、制御流体用集合部の一
方面に設けられる配管集合部には主バルブ部の出力ポー
トに接続される配管用ポートが形成されており、配管集
合部への集中配管により、配管の取付作業の合理化ない
し作業性の向上を図ることができ、さらに配管集合部は
前記主バルブ部をはさんで制御流体用集合部に重合され
ることからバルブユニット自体の小形化や省スペース化
を図ることができる。

【０００８】また、本発明のバルブユニットによれば、
ソレノイドの端子に接続される配線基板を覆う配線カバ
ーが制御流体用集合部の反対面に取り付けられるように
なっており、配線集合部への集中配線により、配線の取
付作業の合理化ないし作業性の向上を図ることができ、
またこの配線集合部は前記操作部をはさんで制御流体用
集合部に重合されることから、バルブユニット自体の小
形化や省スペース化を図ることができる。

【０００９】

【実施例１】図１は本発明の一実施例であるバルブユニ
ットを示す断面図である。本実施例のバルブユニットに
集合される各バルブは、圧縮空気などの流体圧用方向制
御バルブとされている。またその各バルブは、間接作動
方式の電磁バルブとされている。各バルブは、四角柱状
の主バルブ部１と、互いに同軸的に結合されたパイロッ
ト部２およびソレノイド部３からなる四角柱状の操作部
４とが互いに分離されて構成されている。

【００１０】主バルブ部１は、内部に受圧面積の大きい
第１駆動ピストン５が収容されている第１駆動ピストン
部６と、内部に第１駆動ピストン５の受圧面積より小さ
い第２駆動ピストン７が収容されている第２駆動ピスト
ン部８と、第１駆動ピストン部６および第２駆動ピスト
ン部８間に介在されているとともに、内部の軸孔９に主
軸１０が収容され、該主軸１０が第１駆動ピストン５お
よび第２駆動ピストン部７の操作力によって軸方向に沿
って変位することにより流路が切り換えられる主軸部１
１とを有し、第１駆動ピストン部６と第２駆動ピストン
部８と主軸部１１とが互いに同軸的に結合されて構成さ
れている。また、主バルブ部１の一側面側には、配管が
接続される出力ポート１２Ａ，１２Ｂが開設され、主バ
ルブ部１の他側面側には、入力ポート１３および排出ポ
ート１４Ａ，１４Ｂが開設されている。

【００１１】このような構造からなる主バルブ部１は、
肉厚板状の制御流体用集合部１５の一方面つまり図１に
おいては下側の面にシート状のシール部材２２を介して
複数個搭載されており、それぞれの主バルブ部１は主軸
１０の変位方向に対して直角方向つまり幅方向に重合し
ている。制御流体用集合部１５には、搭載される主バル
ブ部１の個数に応じて入力ポート２０および排出ポート
２１Ａ，２１Ｂが複数組開設され、この入力ポート２０
および排出ポート２１Ａ，２１Ｂに、主バルブ部１の入
力ポート１３および排出ポート１４Ａ，１４Ｂが夫々接
続されている。制御流体用集合部１５の入力ポート２０
および排出ポート２１Ａ，２１Ｂは、各主バルブ部１に
共通する入力流路２３および排出流路２４Ａ，２４Ｂに
集合されている。また、制御流体用集合部１５には、第
１駆動ピストン５が収容されている第１シリンダ室１６
に連通する第１パイロット流路１７と、第２駆動ピスト
ン部８が収容されている第２シリンダ室１８に連通する
第２パイロット流路１９とが主バルブ部１の個数に対応
して複数組形成されている。

【００１２】次に、主バルブ部１が搭載された制御流体
用集合部１５の反対面つまり図１においては上側の面に
は、操作部４がシート状のシール部材２５Ａを介して主
バルブ部１の個数に対応して複数個搭載されており、そ
れぞれの操作部４は可動鉄心３２の作動方向に対して直
角方向つまり幅方向に重合している。

【００１３】操作部４のパイロット部２には、パイロッ
ト流路２５，２６，２７が夫々形成されている。パイロ
ット流路２５は、制御流体用集合部１５のパイロット流
路１７を通じて主バルブ部１のシリンダ室１６に夫々連
通され、パイロット流路２６は、制御流体用集合部１５
の排出流路２４Ａに連通され、パイロット流路２７は、
制御流体用集合部１５の入力流路２３および主バルブ部
１のシリンダ室１８に夫々連通されている。操作部４の
パイロット部２内のフラッパ室２８には、パイロット流
路２６を開閉するパイロット弁としてのフラッパ２９が
軸方向に沿って変位自在に収容され、このフラッパ２９
はスプリング３０によりソレノイド部３側に付勢されて
いる。

【００１４】一方、操作部４のソレノイド部３は、ソレ
ノイド室３１に軸方向に沿って変位可能に収容されてい
る可動鉄心３２と、この可動鉄心３２が接離する固定鉄
心３３と、可動鉄心３２をパイロット流路２７側に付勢
しているスプリング３４と、ソレノイドコイル３Ａなど
によって構成されている。フラッパ室２８とソレノイド
室３１とは、プランジャピン３５が遊挿されている連通
路３６を通じて互いに連通され、このプランジャピン３
５を介してフラッパ２９と可動鉄心３２とが連関されて
いる。

【００１５】次に、このような構造からなるマニホール
ドユニットの作用について説明する。たとえば、ソレノ
イド部３の非励磁状態である図１に示す状態において、
制御流体としての圧縮空気などの流体圧が制御流体用集
合部１５の入力流路２３に供給されると、該流体圧が制
御流体用集合部１５の第２パイロット流路１９を通じて
主バルブ部１のシリンダ室１８に導入され第２駆動ピス
トン７に作用することにより、主軸１０が同図に示す状
態に維持され、また該流体圧が制御流体用集合部１５の
入力ポート２０，主バルブ部１の入力ポート１３，出力
ポート１２Ｂを通じて所定の流体圧作動機器（図示せ
ず）に供給される。また、その流体圧作動機器から排出
された流体圧が出力ポート１２Ａ，排出ポート１４Ａ，
２１Ａを通じて排出流路２４Ａに集合されて外部に排出
されるとともに、シリンダ室１６に残存していた流体圧
が第１パイロット流路１７，パイロット流路２５，フラ
ッパ室２８，パイロット流路２６を通じて排出流路２４
Ａに集合されて外部に排出される。

【００１６】次いで、ソレノイド部３を励磁状態とする
と、可動鉄心３２がスプリング３４の付勢力に抗して固
定鉄心３３側に変位しパイロット流路２７が開かれ、他
方、フラッパ２９がスプリング３０の付勢力によりパイ
ロット流路２６側に変位し該パイロット流路２６を閉じ
る。入力流路２３に供給されている流体圧は、パイロッ
ト流路２７，ソレノイド室３１，連通路３６，フラッパ
室２８，パイロット流路２５，第１パイロット流路１７
を通じてシリンダ室１６に導入され第１駆動ピストン５
に作用することにより、第１駆動ピストン５，第２駆動
ピストン７，主軸１０が図１に示す状態から第２シリン
ダ室１８側に変位する。この変位により、非接続状態で
あった入力ポート１３と出力ポート１２Ａおよび排出ポ
ート１４Ｂと出力ポート１２Ｂが夫々接続され、接続状
態であった入力ポート１３と出力ポート１２Ｂおよび排
出ポート１４Ａと出力ポート１２Ａが非接続状態とされ
て流路が切り換えられる。

【００１７】この流路の切り換えにより、入力流路２３
の流体圧が入力ポート１３，出力ポート１２Ａを通じて
所定の流体圧作動機器（図示せず）に供給されるととも
に、その流体圧作動機器から排出された流体圧が出力ポ
ート１２Ｂ，排出ポート１４Ｂを通じて排出流路２４Ｂ
に集合されて外部に排出される。

【００１８】本実施例のバルブユニットは、前記したよ
うに作動されるが、この場合に、本実施例のバルブユニ
ットにおいては、互いに分割されている主バルブ部１お
よび操作部４が、図示するように、制御流体用集合部１
５の両面にそれぞれ短手方向つまり幅方向に重合して搭
載されているので、バルブユニット自体の小形化や省ス
ペース化を図ることができる。

【００１９】

【実施例２】図２は本発明の他の実施例であるバルブユ
ニットを示す断面図、図３はそのバルブユニットの分解
斜視図、図４は図３に示すバルブユニットを背面側から
見た分解斜視図である。図４に示すように、主バルブ部
１は、一端部側の制御流体用集合部１５からの高さ方向
の幅員Ｗ₁ と、他端部側の高さ方向の幅員Ｗ₂ とが同一
の幅員とされているが、一端部側の幅方向の幅員Ｗ₃ が
他端部側の幅歩行の幅員Ｗ₄ より略１／２小さく形成さ
れている。そして、図４に示すように、主バルブ部１の
幅が小さい側を制御流体用集合部１５の中央部に位置さ
せるとともに、幅が大きい側を制御流体用集合部１５の
側面側に位置させて主バルブ部１を搭載すると、主バル
ブ部１の幅が小さい側がオーバーラップするように隣接
されて配置される。このような配置により、主バルブ部
１の幅方向におけるバルブユニットの長さＷ₅ が小さく
され、バルブユニット自体の小形化や省スペース化が図
られている。

【００２０】次に、この実施例２のバルブユニットは、
図２に示すように、各主バルブ部１に対する配管が集合
される肉厚板状の配管集合部４０を備えている。配管集
合部４０は、主バルブ部１にシート部材４１を介して重
合するようにして制御流体用集合部１５に取り付けられ
る。配管集合部４０には、各主バルブ部１の出力ポート
１２Ａ，１２Ｂの組数に対応して複数組の配管用ポート
４２Ａ，４２Ｂが開設され、この配管用ポート４２Ａ，
４２Ｂに各主バルブ部１の出力ポート１２Ａ，１２Ｂが
夫々接続されるようになっている。また、配管集合部４
０が制御流体用集合部１５に取り付けられて各主バルブ
部１を該制御流体用集合部１５側に押さえ付けることに
より、各主バルブ部１が該制御流体用集合部１５に固定
される構造とされている。

【００２１】このため、図４に示すように、配管集合部
４０の隅角部に、止めねじ４３が貫通する貫通孔（図示
せず）が形成されているとともに、制御流体用集合部１
５の隅角部に、その止めねじ４３が締結されるねじ孔４
３Ａが形成され、配管集合部４０の貫通孔を貫通した止
めねじ４３がねじ孔４３Ａに締結されることにより、配
管集合部４０が制御流体用集合部１５に取り付けられる
ようになっている。図３に示すように、各操作部４は各
主バルブ部１の配置に対応して互い違いに制御流体用集
合部１５に配置されている。

【００２２】次に、この実施例２のバルブユニットにお
いては、ソレノイド部３用の配線基板４４と、この配線
基板４４を被覆して保護する配線カバー４５とからなる
配線集合部４６を備え、この配線集合部４６に各ソレノ
イド部３に対する配線が集合される構造とされている。
前記配線基板４４には、各ソレノイド部３の端子４７に
接続されるプリント配線４８と、各ソレノイド部３の作
動状態を表示する表示灯４９と、ねじ５０によって配線
カバー４５に取り付けるための取着孔５１などが形成さ
れている。

【００２３】一方、前記配線カバー４５には、各表示灯
４９が露呈される表示窓５２と、各ソレノイド部３に配
設されている手動操作用ボタン５３、すなわち、手動に
よる押し込みにより可動鉄心３２を作動させる手動操作
用ボタン５３が突出される突出孔５４などが形成されて
いる。このような配線集合部４６は制御流体用集合部１
５に取り付けられている構造とされている。このため、
図３に示すように、配線カバー４５の隅角部には、止め
ねじ５５が貫通する貫通孔（図示せず）が形成されてい
るとともに、制御流体用集合部１５の隅角部には、その
止めねじ５５が締結されるねじ孔５６が形成され、配線
カバー４５の貫通孔を貫通した止めねじ５５がねじ孔５
６に締結されることにより、配管集合部４０が制御流体
用集合部１５に取り付けられるようになっている。

【００２４】次に、このようにして、制御流体用集合部
１５に取り付けられた配管集合部４０の上下側には、配
線基板４４のプリント配線４８に電気的に接続されるコ
ネクタ５７およびこのコネクタ５７が取り出される直線
ダクト部材５８と、バルブユニット自体の取付用の取付
金具５９とが夫々配設される構造とされている。

【００２５】このような構造からなる実施例２のバルブ
ユニットによれば、各主バルブ部１の出力ポートに接続
される配管用ポートが形成された配管集合部４０を有す
るので、その配管集合部４０への集中配管により、配管
の取付作業の合理化ないし作業性の向上を図ることがで
き、しかもこの配管集合部４０は制御流体用集合部１５
に主バルブ部をはさんで重合されるため、バルブユニッ
ト自体の小形化や省スペース化が妨げられない。また、
各ソレノイドの端子に接続される配線基板４４とこれを
覆う配線カバー４５とからなる配線集合部４６を有する
ので、その配線集合部４６への集中配管により、配線の
取付作業の合理化ないし作業性の向上を図ることがで
き、しかもこの配線集合部４６は制御流体用集合部１５
に操作部をはさんで重合されるようになっているため、
バルブユニット自体の小形化や省スペース化が妨げられ
ない。

【００２６】

【実施例３】図５は本発明のさらに他の実施例であるバ
ルブユニットを示す断面図である。この実施例３のバル
ブユニットは、前記した実施例２のバルブユニットにお
ける配線集合部４６が省略されているものであり、その
他の構造においては前記した実施例２のバルブユニット
の構造と異ならない。

【００２７】以上、本発明者によってなされた発明を実
施例に基づき具体的に説明したが、本発明は実施例１〜
３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ことはいうまでもない。たとえ
ば、前記実施例１においては、操作部４と制御流体用集
合部１５と主バルブ部１との順に重合され、前記実施例
２においては、配線集合部４６と操作部４と制御流体用
集合部１５と主バルブ部１と配管集合部４０の順に重合
され、前記実施例３においては、操作部４と制御流体用
集合部１５と主バルブ部１と配管集合部４０の順に重合
されて各バルブユニットが構成されているが、本発明の
バルブユニットはそのような各部の順の組合せによる重
合に限定されるものではない。また、前記実施例１，３
のバルブを前記実施例２のバルブユニットと同様に配置
することも可能である。

【００２８】

【発明の効果】本願によって開示される発明のうち、代
表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば、
以下のとおりである。

【００２９】(1).本発明のバルブユニットの構造によれ
ば、制御流体用集合部の一方面に主バルブ部が搭載さ
れ、反対面には操作部が搭載されているので、バルブは
主バルブ部と操作部とに分割されて制御流体用集合部の
両面に搭載されることになり、バルブユニット自体の小
形化や省スペース化を図ることができる。

【００３０】(2).本発明によれば、各主バルブ部に対す
る配管が集合される配管集合部を備え、この配管集合部
が制御流体用集合部の一方面に主バルブ部を覆うように
設けられているので、その配管集合部への集中配管によ
り、配管の取付作業の合理化ないし作業性の向上を図る
ことができ、主バルブ部を覆うようになった配管集合部
を用いたことによりバルブユニット自体の小形化や省ス
ペース化が妨げられない。

【００３１】(3).各ソレノイド部に対する配線が集合さ
れる配線集合部を備え、この配線集合部が制御流体用集
合部の反対面に操作部を覆うように設けられるようにな
っているので、その配線集合部への集中配線により、配
線の取付作業の合理化ないし作業性の向上を図ることが
でき、操作部を覆うようになった配線集合部を用いたこ
とによりバルブユニット自体の小形化や省スペース化が
妨げられない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例であるバルブユニットを示す
断面図である。

【図２】本発明の他の実施例であるバルブユニットを示
す断面図である。

【図３】そのバルブユニットの分解斜視図である。

【図４】図３に示すバルブユニットを背面側から見た分
解斜視図である。

【図５】本発明のさらに他の実施例であるバルブユニッ
トを示す断面図である。

【符号の説明】

１ 主バルブ部 ２ パイロット部 ３ ソレノイド部 ３Ａ ソレノイドコイル ４ 操作部 ５ 第１駆動ピストン ６ 第１駆動ピストン部 ７ 第２駆動ピストン ８ 第２駆動ピストン部 ９ 軸孔 １０ 主軸 １１ 主軸部 １２Ａ 出力ポート １２Ｂ 出力ポート １３ 入力ポート １４Ａ 排出ポート １４Ｂ 排出ポート １５ 制御流体用集合部 １６ 第１シリンダ室 １７ 第１パイロット流路 １８ 第２シリンダ室 １９ 第２パイロット流路 ２０ 入力ポート ２１Ａ 排出ポート ２１Ｂ 排出ポート ２２ シール部材 ２３ 入力流路 ２４Ａ 排出流路 ２４Ｂ 排出流路 ２５Ａ シール部材 ２５ パイロット流路 ２６ パイロット流路 ２７ パイロット流路 ２８ フラッパ室 ２９ フラッパ ３０ スプリング ３１ ソレノイド室 ３２ 可動鉄心 ３３ 固定鉄心 ３４ スプリング ３５ プランジャピン ３６ 連通路 ４０ 配管集合部 ４１ シート部材 ４２Ａ 配管用ポート ４２Ｂ 配管用ポート ４３ 止めねじ ４３Ａ ねじ孔 ４４ 配線基板 ４５ 配線カバー ４６ 配線集合部 ４７ 端子 ４８ プリント配線 ４９ 表示灯 ５０ ねじ ５１ 取着孔 ５２ 表示窓 ５３ 手動操作用ボタン ５４ 突出孔 ５５ 止めねじ ５６ ねじ孔 ５７ コネクタ ５８ 直線ダクト部材 ５９ 取付金具 Ｗ₁ 幅員 Ｗ₂ 幅員 Ｗ₃ 幅員 Ｗ₄ 幅員 Ｗ₅ 長さ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16K 27/00 F16K 31/06 F16K 31/42

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 入力流路と排出流路とが形成された厚肉
   板状の制御流体用集合部と、前記制御流体用集合部の表面に平行な主軸を軸方向に変
   位自在に 収容するとともに前記主軸の変位によって前記
   入力流路および前記排出流路に切り換えられて連通する
   出力ポートを有し、前記制御流体用集合部の一方面に搭
   載される複数の主バルブ部と、 パイロット流路を開閉して前記主軸を作動させるパイロ
   ット弁、および前記パイロット弁に同軸的に結合され前
   記パイロット弁を前記主軸と平行な方向に開閉作動させ
   るソレノイド部を有し、前記制御流体用集合部の反対面
   に搭載される複数の操作部とを備え、 複数の前記主バルブ部と複数の前記操作部とをそれぞれ
   前記制御流体用集合部の両面に幅方向に重合して前記制
   御流体用集合部に搭載したことを特徴とするバルブユニ
   ット。
2. 【請求項２】 それぞれの前記主バルブの前記出力ポー
   トに接続される配管用ポートが形成され、前記制御流体
   用集合部の前記一方面に設けられる配管集合部を有する
   ことを特徴とする請求項１記載のバルブユニット。
3. 【請求項３】 それぞれの前記ソレノイド部の端子に接
   続される配線基板と、前記制御流体用集合部の前記反対
   面に設けられ、前記配線基板を被覆する配線カバーとを
   有することを特徴とする請求項１または２記載のバルブ
   ユニット。