JPH05118462A - 電磁弁 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 従来のマニホールドタイプの電磁弁よりもさ
らに背の低く体積的に小型化した、また分解して調整の
容易な電磁弁を提供すること。 【構成】 弁座２１の開閉を行う弁部材４１を付勢する
弁体ばね１３のばね座体の機能を、サブプレート３７に
開口された孔の底面１４で行わせることにより電磁弁全
体の高さを低くすることができる。このとき、弁部材４
１および弁体ばね１３とを保持するための弁部材保持部
材１７を取り付けるとよい。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、産業機械に使用する電
磁弁に関し、さらに詳細には、マニホールドタイプの３
方電磁弁に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】流体を搬送するためのチューブ等が接続
される複数のポートが開口しているサブプレート等の電
磁弁取付部材を使用して、弁本体を取り付けることは、
例えば、複数の電磁弁を取り付けるときに、平面的に取
付面積を小さくできるという省スペースを実現できるた
め、広く実施され、作業スペースを確保したい工場等で
利用されている。これらの電磁弁は、弁本体の電磁弁取
付部材に３つのポートを穿設し、その中の１つのポート
を弁本体の弁室に直接連通させるとともに、他の２つの
ポートを弁室内に背向して開口している２つの弁座に各
別に連通させている。そして、上記２つの弁座を、可動
鉄心に固定された弁体および可動鉄心と弁ばねとで駆動
される弁部材により交互に開閉させて流体の流れ方向を
切換えている。

【０００３】しかし、従来の電磁弁は、弁部材を可動鉄
心側に付勢する上記弁ばねの支持を、弁本体の内部に収
容したばね座体により行っているので、ばね座体を収容
する分だけ弁本体の軸方向の長さを大きくしなければな
らなかった。ところで、これらの電磁弁は、製造ライン
等の産業分野で使用されることが多く、作業者の作業ス
ペースを確保するため、平面的に面積が小さいことと同
時に、電磁弁の高さも低いことが望まれている。そのた
め、電磁弁取付部材側に通孔を設けると共に、弁本体の
下面に突き出した円筒部に弁ばね用ばね座体を収容し、
該円筒部を該通孔に挿入して、電磁弁の高さを低くする
ことが実公平２−２７７３８号公報において提案されて
いる。

【０００４】図７に実公平２−２７７３８号公報で提案
されている電磁弁の構成を示し、従来技術の主要部を説
明する。各構成要素を示す符号は、原則的に本発明の構
成を示す図１と対応するものは同一符号として、説明を
省略している。サブプレート３７には、電磁弁１の取り
付けられる中心位置に円形の通孔２６が穿設され、その
周辺に他の２つの通孔２７，２８が穿設されている。こ
れら３つの通孔２６，２７，２８はそれぞれサブプレー
トに開口されている３方電磁弁の各ポートに連通してい
る。

【０００５】電磁弁の下面はサブプレート取付面３２を
構成している。電磁弁のサブプレート取付面３２の中心
部に、円筒部４４が電磁弁の外側に向かって突き出して
いる。円筒部４４の内部には、弁ばね１３の下端を止
め、ばね力を受けるためのばね座体４５が取り付けられ
ている。このようにばね座体４５を電磁弁本体から突き
出した円筒部４４内部に取り付け、電磁弁本体をサブプ
レート３７に取り付けた状態で、円筒部４４がサブプレ
ート３７の弁本体取付面３３よりも下に位置するように
したので、全体として電磁弁の高さを低くすることがで
きている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、電磁弁
の高さをさらに低くしたいという需要者の要望は強かっ
た。例えば、ロボットハンド等でエアシリンダをアクチ
ュエータとして使用する場合、エアシリンダの応答性を
高めるため、ロボットハンドに電磁弁を直接取り付ける
場合がある。この場合ロボットハンドは作業を行うため
に、狭い空間を動作することがあり、電磁弁全体をでき
るだけ体積的に小型化することが要求されている。この
ような場合には、実公平２−２７７３８号公報で提案さ
れている電磁弁でも不十分な場合が多かった。

【０００７】一方、従来の電磁弁および実公平２−２７
７３８号公報で提案されている電磁弁においては、弁体
ばね１３のばね座体４５が弁本体に固定されており、弁
体ばね１３等を取り外すことが極めて困難であった。従
って、弁体１１や弁体ばね１３等を分解して調整した
り、不具合部品等を交換することが難しかった。そのた
め、弁体１１等に不具合が発生すると電磁弁１全体を交
換しなければならず、コストアップの原因となってい
た。弁体１１等は、電磁弁を構成する重要部品であると
同時に、激しく駆動する部品であって、不具合が発生す
る場合も多く、分解して調整することが望まれているの
にかかわらず、従来は分解調整が極めて困難であった。

【０００８】本発明は、上述した問題点を解決するため
になされたものであり、従来の電磁弁よりもさらに背の
低く体積的に小型化した、また分解して調整の容易な電
磁弁を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明の電磁弁は、電磁弁取付部材に取り付けて使
用するものであって、弁本体の電磁弁取付部材面の中央
部にある弁室を電磁弁取付部材に開口している１つのポ
ートに直接連通させ、電磁弁取付部材に開口した他の２
つのポートを弁室内に開口している２つの弁座を介して
該弁室に連通させ、前記２つの弁座を可動鉄心に固定さ
れた弁体および可動鉄心と弁ばねとより駆動される弁部
材で交互に開閉させて流体の流れ方向を切り換えるよう
にした電磁弁であって、弁本体の中央部の弁室に対応し
た位置にあって、電磁弁取付部材の電磁弁取付面に開口
している凹部に、弁ばねのばね座体を設けている。

【００１０】さらに、上記電磁弁において、弁本体に対
し、弁部材および弁ばねを一体的に保持する保持部材を
有している。

【００１１】

【作用】上記の手段よりなる本発明の電磁弁は、弁本体
が弁体ばねのばね座体を有しないで、サブプレートの電
磁弁取付面で構成するばね座体が弁体ばねのばね力を受
けている。そのような構成を採っているので、電磁弁の
高さを低くすることができている。弁本体の電磁弁取付
部材面の中央部にある弁室は、電磁弁取付部材に開口し
ている１つのポートに直接連通し、電磁弁取付部材に開
口している他の２つのポートは弁室内に開口している２
つの弁座を介して該弁室に連通している。そして、２つ
の弁座をソレノイド部の可動鉄心と弁ばねとにより駆動
される弁部材で交互に開閉させて流体の流れ方向を切り
換えている。

【００１２】また、上記の構成を採った場合、組み立て
時に弁体等の落下が懸念されるが、本発明の電磁弁で
は、弁部材保持部材が弁体等を保持し、落下を防止して
いる。

【００１３】

【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例であるマ
ニホールドタイプの電磁弁について図面を用いて詳細に
説明する。図１にマニホールドタイプの電磁弁の構成を
断面図で示す。電磁弁１は、コイル２を内包するソレノ
イド部１５と弁本体８と電磁弁取付部材であるサブプレ
ート３７により構成されている。ソレノイド部１５と弁
本体８とは、２本の取付ねじ１６により一体化されてい
る。

【００１４】ソレノイド部１５は、両端部が外側に広げ
られている中空円筒状のコイルボビン３６の外周に銅線
が巻かれたコイル２と、コイルボビン３６の中空部の上
側に固定されている固定鉄心４等を組み立てた後で、樹
脂３４を注入し凝固したものである。コイルボビン３６
の中空部の下側には、可動鉄心３が挿入されている。

【００１５】弁本体８の下面を構成するサブプレート取
付面３２のポート用通孔以外の場所に、２つの位置決め
用突起２４が形成されている。そして、サブプレート３
７の電磁弁取付面３３の位置決め用突起に対応する位置
に、位置決め用突起２４を嵌合させる位置決め用凹部２
５が２つ設けられている。この２組の位置決め用突起２
４と位置決め用凹部２５とを嵌合させることにより、弁
本体８とサブプレート３７との位置決めを正確に行うこ
とができる。それにより、３つのポートの位置も正確に
位置決めされるため、流体の漏れ等を無くすることがで
きる。

【００１６】弁本体８は、上部および下部の各々の中央
位置に円形の孔が途中まで開口されており、各々がソレ
ノイド部１５およびサブプレート３７の電磁弁取付面３
３の電磁弁取付位置の中央部に対応して開口されている
中央位置通孔２６と共に、上部弁室１９および下部弁室
３９を構成している。上部弁室１９と下部弁室３９と
は、図示しない導通孔により連通している。上部弁室１
９の下面中央位置に通孔２２が穿設され、通孔２２の入
口に上に突き出した形状で上部弁座２０が形成されてい
る。この通孔２２は、ポート通孔２８を介してサブプレ
ート３７の「常時閉」のポート３０に連通している。下
部弁室３９の上面中央位置に通孔２３が穿設され、通孔
２３の入口に下に突き出した形状で下部弁座２１が形成
されている。この通孔２３は、ポート通孔２７を介して
サブプレート３７の「常時開」のポート３１に連通して
いる。中央位置通孔２６は「共通」のポート２９に直接
連通している。

【００１７】上部弁室１９の上部弁座２０には、コイル
２が励磁されていない状態で、弁部材の１つである上部
弁体６が当接している。上部弁体６は、ゴム等の弾性体
で形成され、可動鉄心３の一端に内蔵される形で固着さ
れている。可動鉄心３は、コイルボビン３６の中心孔に
ガイドスリーブ３５を介して下側から嵌合され、上下に
摺動可能である。可動鉄心３の下端部は外側に広がりば
ね座部３ａを形成している。復帰ばね７は、下端が可動
鉄心３のばね座部３ａに当接し、他端がガイドスリーブ
３５に当接している。復帰ばね７により、上部弁体６は
上部弁座２０に当接する方向に付勢されている。弁本体
８とガイドスリーブ３５との間には、Ｏリング５が上部
弁室１９を取り囲むように挟み込まれ、固定されてい
る。

【００１８】下部弁室３９の下部弁座２１には、コイル
２が励磁されている状態で、下部弁体１１が当接してい
る。下部弁体１１は、ゴム等の弾性体よりなり、プラス
チック製弁体保持部材１２に対して、金属板１０および
金属板４０により補強され固定されている。弁体保持部
材１２には、円筒状の弁体ガイド９が２本固着されてい
る。下部弁体１１、弁体保持部材１２、金属板１０，４
０と弁体ガイド９により弁部材４１が構成されている。
弁部材４１は、弁体ガイド９によりガイド孔３８に上下
に摺動可能に嵌合されている。弁体ガイド９の端部は、
可動鉄心３のばね座部３ａのばねの当接している側と反
対側に当接している。

【００１９】弁体保持部材１２の下面には、コイルばね
である弁体ばね１３の内径よりも少し大きい直径をもつ
円筒部１２ａが形成されている。円筒部１２ａには、弁
体ばね１３が挿入されている。従って、弁部材４１と弁
体ばね１３とは通常一体となっている。弁体ばね１３の
他端は、サブプレート３７に開口した中央位置通孔２６
の下面により構成されている弁体ばね座体１４に当接し
ている。弁体ばね１３は、下部弁体１１を下部弁座２１
に当接する方向に付勢している。

【００２０】下部弁室３９の上面の弁部材４１が取り付
いている外周位置に、下端が凸状に折り曲げられた弁部
材保持部材１７が固定されている。弁本体８とサブプレ
ート３７とを分離したときには、弁体１１を含む弁部材
４１と弁体ばね１３とが一体となったものが落下しよう
とする。弁部材保持部材１７が弁部材４１と弁体ばね１
３とが一体となっているものの落下を防止している。

【００２１】弁部材保持部材の別の実施例を図３および
図４に示す。サブプレート取付面３２の中心位置に弁部
材４１が弁本体８に挿入されており、弁部材４１の円筒
部１２ａには弁体ばね１３が取り付けられている。それ
により、弁部材４１と弁体ばね１３とは一体化してい
る。弁部材保持部材４３は、細い針金でできており、図
４に示すように、円形状で縮められて下部弁室３９に挿
入されることにより、外側に広がろうとして固定される
円周部４３ｂと、図３で弁部材４１と弁体ばね１３とを
押えている弁部材保持部４３ａとにより構成されてい
る。この弁部材保持部材４３は、弁本体８への着脱が容
易であり、下部弁体１１等の分解調整時には便利であ
る。

【００２２】弁部材保持部材のさらに別の実施例を図５
および図６に示す。サブプレート取付面３２の中心位置
に弁部材４１が弁本体８に挿入されており、弁部材４１
の円筒部１２ａには弁体ばね１３が取り付けられてい
る。それにより、弁部材４１と弁体ばね１３とは一体化
している。弁部材保持部材４２は、板ばねでできてお
り、図５に示すように、弁本体８に固定端４２ａが圧入
固定されている。弁部材保持部４２ｂは、図５に示すよ
うに弁部材４１と弁体ばね１３とを押えている。弁部材
保持部材１７，４３，４２があることにより、弁本体８
をサブプレート３７から分離しても、弁部材４１と弁体
ばね１３とは弁体保持部材１７，４３，４２により保持
されているので、落下することがない。

【００２３】次に以上説明した構成を有する電磁弁の動
作について説明する。図１は、コイル２が励磁されてい
ない時の状態を示し、図２は、コイル２が励磁されてい
る時の状態を示している。まず、非励磁の場合について
説明する。図１に示すように、可動鉄心３は、復帰ばね
７により下向きに付勢されている。後述するように弁体
ばね１３が可動鉄心３を上向きに付勢しているが、復帰
ばね７のばね力の方が弁体ばね１３のばね力よりも大き
いので、可動鉄心３は、上部弁体６が上部弁座２０に当
接するように押しつけられている。

【００２４】可動鉄心３は、また弁体ガイド９に当接し
て、弁体ガイド９を下向きに押し下げている。弁体ガイ
ド９は、弁本体８のガイド孔３８に嵌合しており、平行
下向きに移動する。弁体ガイド９は、弁部材４１を構成
しており、従って弁部材４１は下向きに付勢される。一
方、弁部材４１はサブプレート３７に一端が当接する弁
体ばね１３により上向きに付勢されている。しかし、復
帰ばね７のばね力の方が弁体ばね１３のばね力よりも大
きいので、下部弁体１１は、下部弁座２１から離れた位
置に押し下げられている。これにより、「共通」のポー
ト２９が、下部弁室３９、下部弁座２１、通孔２３、ポ
ート通孔２７を通って「常時開」のポート３１と連通
し、「共通」のポート２９からの流体は、「常時開」の
ポート３１へと流れる。

【００２５】次に、コイル２を励磁した場合について説
明する。図２に示すように、可動鉄心３は、復帰ばね７
により下向きに付勢されているが、コイル２への通電に
より発生した電磁力は復帰ばね７のばね力より大きいの
で、可動鉄心３は上向きに吸着され、固定鉄心４に当接
している。それにより、上部弁体６は上部弁座２０から
離れた位置にある。

【００２６】可動鉄心３が弁体ガイド９を押し下げない
ため、弁体ガイド９は、弁体ばね１３により上向きに押
し上げられる。弁部材４１はサブプレート３７に一端が
当接する弁体ばね１３により上向きに付勢されている。
これにより、「共通」のポート２９が、下部弁室３９、
図示しない通孔、上部弁座２０、通孔２２、ポート通孔
２８を通って「常時閉」のポート３０と連通し、「共
通」のポート２９からの流体は、「常時閉」のポート３
０へと流れる。

【００２７】このような電磁弁によれば、弁体ばね１３
のばね座体の機能をサブプレート３７側にもたせたの
で、サブプレート３７に組み込まれた状態での電磁弁の
高さを低くして、電磁弁全体を小型化でき、作業スペー
ス等を確保することが容易となる。この場合に、電磁弁
本体をサブプレート３７に取り付けようとする等の時
に、弁部材４１と弁体ばね１３とが落下しようとするた
め、取付作業がやりにくい場合が考えられるが、本実施
例では弁体保持部材１７、４２、４３を取り付けている
ので、弁体等が落下することはなく、容易に取付作業等
を行うことができる。

【００２８】また、本実施例によれば、弁部材４１およ
び弁体ばね１３とを容易に取り外すことができるので、
下部弁体１１等に不具合が発生しても調整を行うことが
でき、下部弁体１１等の交換のみで済むため、電磁弁全
体を交換しないで済み、コストを低くできる。本実施例
では、弁部材保持部材を別途設けているが、弁体ガイド
９の上端部の直径を少し大きくする等して、ガイド孔３
８との摩擦を大きくして弁体の落下を防止してもよい。
また、本実施例では、弁体ばね１３のばね力をサブプレ
ート１４の面で構成する弁体ばね座体１４で直接受けて
いるが、独立したばね座体をサブプレート１４に取り付
けてもよい。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したことから明らかなように、
本発明の電磁弁によれば、弁本体の中央部のポートに対
応した位置にあって、取付部材の電磁弁取付面に開口し
ている凹部に、弁ばねのばね座体を設けたので、電磁弁
の高さを低くすることができ、電磁弁を取り付けた場合
でも十分な作業スペースを確保することができる。ま
た、弁体および弁体ばねの取り外しが容易であり、電磁
弁のメインテナンス等が容易となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である電磁弁の非励磁状態で
の構成を示す断面図である。

【図２】本発明の一実施例である電磁弁の励磁状態での
構成を示す断面図である。

【図３】弁体保持部材の第二の実施例を示す電磁弁の背
面図である。

【図４】弁体保持部材の第二の形状を示す斜視図であ
る。

【図５】弁体保持部材の第三の実施例を示す電磁弁の背
面図である。

【図６】弁体保持部材の第三の形状を示す斜視図であ
る。

【図７】従来の電磁弁の構成を示す断面図である。

【符号の説明】

１ 電磁弁 ２ コイル ３ 可動鉄心 ６ 上部弁体 ７ 復帰ばね ８ 弁本体 ９ 弁体ガイド １１ 弁体 １３ 弁体ばね １４ 弁体ばね座体 １７ 弁部材保持部材 ２０ 上部弁座 ２１ 下部弁座 ２４ 位置決め突起 ２５ 位置決め孔 ２９ 「共通」のポート ３０ 「常時閉」のポート ３１ 「常時開」のポート ３７ サブプレート ４１ 弁部材 ４５ ばね座体

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電磁弁取付部材に取り付けて使用するも
   のであって、弁本体の電磁弁取付部材面の中央部にある
   弁室を電磁弁取付部材に開口している１つのポートに直
   接連通させ、電磁弁取付部材に開口した他の２つのポー
   トを弁室内に開口している２つの弁座を介して該弁室に
   連通させ、前記２つの弁座を可動鉄心に固定された弁体
   および可動鉄心と弁ばねとにより駆動される弁部材で交
   互に開閉させて流体の流れ方向を切り換えるようにした
   電磁弁において、 弁本体の前記中央部の弁室に対応した位置にあって、前
   記電磁弁取付部材の電磁弁取付面に開口している凹部
   に、前記弁ばねのばね座体を設けたことを特徴とする電
   磁弁。
2. 【請求項２】 請求項１に記載するものにおいて、 前記弁本体に対し、前記弁部材および前記弁ばねを一体
   的に保持する保持部材を有することを特徴とする電磁
   弁。