WO2003104695A1 - 電磁弁 - Google Patents

Abstract

バルブケーシング２０に形成された収容孔１６には主弁軸１７が軸方向に往復動自在に設けられ、主弁軸１７により出力ポート２４，２５は給気ポート２１と排気ポート２２，２３とに切り換えて連通される。バルブケーシング２０に取り付けられたソレノイド部３２のコイル３３への通電により可動鉄心３６が軸方向に往復動し、この可動鉄心３６に連動するパイロット弁は、空気圧室２９に連通する出力通路を給気ポート２１に連通する給気通路３９と排気通路４２とに切り換えて連通させる。排気通路４２には排気通路４２内へのゴミの流入を阻止するフィルター５２が組み込まれている。

Description

明 細

技術分野

本発明はソレノィドにより作動する電磁弁に関し、 特に、 直動形の電磁弁によ り発生したパイロット圧により主弁軸を操作するようにしたパイ口ヅト操作式に 適用して有用な電磁弁に関する。 n:

空気の流れの方向を制御する方向制御弁は、 空気圧回路へ空気圧の供給と供給 停止の制御、 空気圧の供給と排出の制御、 シリンダなどの往復動作をさせるため に空気圧の供給方向を切り換える制御などに使用されており、 複数のポートを有 し、 バルブの切り換え状態が 2つである 2位置弁および 3つである 3位置弁があ る。 このような方向制御弁としては、 電磁石つまりソレノイドの可動鉄心により 作動する直動形の 3ポート電磁弁つまりパイロット弁によりパイロヅト圧を主弁 軸に供給したり供給を停止させることによって、 このパイロット圧により主弁軸 を切り換え操作するようにしたパイ口ット操作式の間接作動形の電磁弁がある。 この間接作動形の電磁弁は、 パイロット圧により操作力が大きな主弁軸を切り 換えることができるという利点があり、 1つの電磁石で主弁軸を操作するシング ルソレノィド型の電磁弁と 2つの電磁石で主弁軸を操作するダブルソレノィ ド型 がある。 シングルソレノィ ド型の 2位置弁は、 電磁石に対する通電を解くと主弁 軸は元の位置に復帰する。 一方、 ダブルソレノィド型の 2位置弁は、 一方の電磁 石に対する通電を解いても他方の電磁石に対して通電しないと主弁軸は元の位置 を保持する。 さらに、 ダブルソレノイド型の 3位置弁は、 両方の電磁石に対する 通電を解くと主弁軸は中立位置となり、 いずれか一方の電磁石に通電すると主弁 軸は 2位置弁と同様に作動する。

一方、 前述したパイロット弁は直動形の 3ポート弁であることから、 それを単 体の電磁弁として使用することもできる。

シングルソレノィド型およびダブルソレノィド型のいずれも単体で使用される 場合と、 複数の電磁弁を金具やプロックに集合して取り付けて使用される場合と があり、 集合させたタイプはマニホ一ルド電磁弁と言われる。 単体で使用される 場合であってもマ二ホールド型であっても主弁軸により切り換えられる給気ポー トと排気ポートにはそれそれ流路が接続されるようになっているが、 パイロット 圧を発生させる直動形の 3ポート電磁弁は、 その排気通路の開口部がバルブケー シングに形成されており、 電磁弁から直接外部に排出されるようになっている。 また、 パイロット弁をそれ自体で単体として、 直動形の 3ポート電磁弁で使用す る場合にも、 同様に排気通路はバルブケ一シングから直接外部に排出されること になる。

このため、 パイロット弁の排気通路内にゴミなどの異物が入り込むと、 排気通 路からの排気が確実に行われなくなり、 パイロヅト弁が所定のタイミングで確実 に作動しなくなるという問題点がある。 また、 パイロットプロックからの排気が 直接外部へ排出されるので、 その排気音が騒音となるという問題点もある。 本発明の目的は、 排気通路からの排気を確実に行うことによって円滑に作動す る電磁弁を提供することにある。

本発明の他の目的は、 排気音を抑制することができる電磁弁を提供することに ある。 発明の開示

本発明は、 給気ポー卜と出力ポ一トと排気ポートとに連通する収容孔が形成さ れたバルブケーシングと、 前記収容孔に軸方向に往復動自在に設けられ、 前記出 カポ一トを前記給気ポ一トと前記排気ポートに切り換えて連通させる主弁軸と、 前記ノ レプケ一シングに取り付けられ、 コィルへの通電により軸方向に往復動す • る可動鉄心が設けられたソレノイ ド部と、 前記可動鉄心に連動させて前記バルブ ケーシングに取り付けられ、 前記ピストンを収容する空気圧室に連通する出力通 路を、 前記給気ポートに連通する給気通路と排気通路とに切り換えて連通させる パイロット弁と、 前記排気通路に設けられ、 前記排気通路内へのゴミの流入を阻 止するフィル夕一とを有することを特徴とする電磁弁である。

また、 本発明は、 前記主弁軸の両端部にピストンを設け、 それそれのピストン を収容する 2つの空気圧室に対応させてそれそれ前記ソレノィド部により作動す る 2つのパイロット弁を有することを特徴とする。 さらに本発明の電磁弁は、 前 記主弁軸が 2位置または 3位置に移動することを特徴とする電磁弁である。 本発明にあっては、 パイロット弁の作動により主弁軸を駆動するための空気圧 室内から排出される空気はフィル夕一を通って外部に排出されるので、 排気通路 から流出する空気による排気音を低減することができる。 また、 外部から排気通 路内にゴミなどの異物が入り込むことが防止される。

本発明は、 第 1の弁座に開口端部が形成された給気通路、 前記第 1の弁座に対 して逆向きとなった第 2の弁座に開口端部が形成された排気通路、 および前記給 気通路から流出した空気を出力部に案内する出力通路が形成されたバルブケ一シ ングと、 前記バルブケーシングに取り付けられ、 コイルへの通電により軸方向に 往復動する可動鉄心が設けられたソレノィド部と、 前記可動鉄心に設けられ前記 第 1の弁座を開閉する開閉弁と、 前記バルブケ一シング内に前記開閉弁に対向し て配置され、 前記可動鉄心により連動ピンを介して駆動され前記第 2の弁座を開 閉するフラッパ弁と、 前記排気通路に設けられ、 前記排気通路内へのゴミの流入 を阻止するフィル夕一とを有することを特徴とする電磁弁である。

本発明にあっては、 可動鉄心により開閉弁とフラッパ弁とが作動されて排気通 路から排出される空気は、 フィル夕一を通って外部に排出されるので、 排気通路 から流出する空気による排気音を低減することができる。 また、 外部から排気通 路内にゴミなどの異物が入り込むことが防止される。 図面の簡単な説明

図 1は本発明の一実施の形態である電磁弁を示す断面図、 図 2は図 1の一部を 拡大して示す断面図、 図 3は本発明の他の実施の形態である電磁弁を示す断面図 発明を実施するための最良の形態

以下、 本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。 図 1に示すよう に、 マ二ホールドプロヅク 1 0には複数の電磁弁 1 1がマ二ホールドブロック 1 0の幅方向を向いて取り付けられており、 図 1にはマ二ホールドブロック 1 0に 取り付けられた複数の電磁弁のうちの 1つが示されている。 マ二ホールドプロヅ ク 1 0には空気圧源に接続される給気流路 1 2と、 2つの排気流路 1 3 , 1 4が それそれ長手方向に延びて形成されている。

電磁弁 1 1はほぼ直方体形状となった主弁プロック 1 5を有し、 この主弁プロ ック 1 5に形成された収容孔 1 6には主弁軸 1 7が軸方向に往復動自在に収容さ れている。 主弁ブロック 1 5の一端にはカバーブロック 1 8が固定され、 他端に はパイロットプロック 1 9が固定されており、 これらの主弁プロック 1 5とカバ —プロック 1 8とパイロットブロック 1 9とによりバルブケ一シング 2 0が形成 されている。

主弁ブロック 1 5には給気流路 1 2と収容孔 1 6とを連通させる給気ポート 2 1が形成され、 2つの排気流路 1 3 , 1 4と収容孔 1 6とをそれそれ連通させる 2つの排気ポート 2 2 , 2 3が形成されている。 主弁ブロック 1 5にはさらに、 給気ポート 2 1と一方の排気ポート 2 2との中間位置に出力ポ一ト 2 4が形成さ れ、 給気ポ一ト 2 1と他方の排気ポート 2 3との中間位置に出力ポート 2 5が形 成されている。

このように、 主弁プロック 1 5に出力ポート 2 4， 2 5を形成じた場合には、 空気圧シリンダなどの空気圧作動機器に対して圧縮空気を供給する継手が主弁ブ ロック 1 5に取り付けられることになる。 ただし、 マ二ホールドプロヅク 1 0に 複数の電磁弁 1 1を搭載する場合には、 それそれの電磁弁 1 1に対応させてマ二 ホ一ルドプロヅク 1 0に出力ポート 2 4， 2 5を収容孔 1 6に連通させて設ける ようにしても良い。

主弁軸 1 7には複数の弁体 1 7 aが設けられており、 主弁軸 1 7がー方向端の 第 1の位置に移動すると、 図 1に示すように、 給気ポート 2 1と出力ポート 2 5 とが連通状態になり、 出力ポ一ト 2 4と排気ポ一ト 2 2とが連通状態になる。 こ れに対して、 主弁軸 1 7が他方向端の第 2の位置に移動すると、 ポートの切り換 えが行われ、 給気ポート 2 1と出力ポート 2 4とが連通状態になり、 出力ポート 2 5と排気ポ一ト 2 3とが連通状態になる。

主弁軸 1 7の一端部にはビストン 2 6が配置され、 他端部にはビストン 2 6よ りも大径のビストン 2 7が配置されている。 カバーブロック 1 8と主弁プロヅク 1 5とによりビストン 2 6を軸方向に摺動自在に案内する空気圧室 2 8が形成さ れ、 パイロットブロック 1 9と主弁ブロック 1 5とによりピストン 2 7を軸方向 に摺動自在に案内する空気圧室 2 9が形成されている。

給気ポート 2 1は主弁プロック 1 5に形成された給気通路 3 1により空気圧室 2 8に連通しており、 給気ポート 2 1に圧縮空気が供給されていれば、 常に空気 圧室 2 8に圧縮空気が供給され、 主弁軸 1 7には第 1の位置に向かう推力が加え られることになる。 ただし、 空気圧室 2 8に圧縮コイルばねを組み込むようにし てこれをばね収容室とすれば、 圧縮コィルばねにより同様の方向の推力を加える ことができる。

パイロヅトブロック 1 9にはソレノイド部 3 2が取り付けられており、 図 1に 示されるように、 このソレノィド部 3 2はコイル 3 3が卷き付けられたボビン 3 4を有し、 ボビン 3 4内には固定鉄心 3 5が取り付けられるとともに軸方向に往 復動自在にプランジャつまり可動鉄心 3 6が装着されている。 可動鉄心 3 6の先 端にはゴム製の開閉弁 3 7が取り付けられ、 この開閉弁 3 7はパイロヅトブロッ ク 1 9に形成された第 1の弁座 3 8に接触するようになっている。 この弁座 3 8 には、 給気ポ一ト 2 1に連通させて主弁プロック 1 5とパイロットブロック 1 9 とに形成された給気通路 3 9の開口部が形成されており、 この開口部は開閉弁 3 7により開閉される。 可動鉄心 3 6には開閉弁 3 7を弁座 3 8に向けてばね力を 加える圧縮コイルばね 4 0が取り付けられている。 したがって、 コイル 3 3に通 電すると、 可動鉄心 3 6が固定鉄心 3 5に向けてばね力に杭して移動し、 給気通 路 3 9の開口部は開かれ、 通電を解くとばね力により給気通路 3 9の開口部は閉 じられる。

弁座 3 8の反対側には第 2の弁座 4 1が弁座 3 8に対して逆向きに形成されて おり、 この弁座 4 1にはパイロヅトプロヅク 1 9の外部に連通した排気通路 4 2 の開口部が設けられている。 この弁座 4 1を覆うようにパイロットブロック 1 9 には円筒形状の弁ホルダー 4 3が取り付けられており、 弁ホルダ一 4 3内にはフ ラッパ弁 4 4が開閉移動自在に組み込まれ、 このフラッパ弁 4 4は排気通路 4 2 の開口部を開閉する。 フラッパ弁 4 4と可動鉄心 3 6との間には複数本の連動ピ ン 4 5が配置されており、 フラッパ弁 4 4は連動ピン 4 5を介して可動鉄心 3 6 により開閉作動する。

弁ホルダー 4 3には貫通孔 4 6が形成されており、 図 1および図 2に示すよう に、 コイル 3 3に対する通電を解くと、 可動鉄心 3 6がばね力により弁座 3 8に 向けて押し付けられるので、 開閉弁 3 7は弁座 3 8に接触し、 フラッパ弁 4 4が 弁座 4 1から離れた状態となる。 これにより、 空気圧室 2 9は排気通路 4 2を介 して外部に連通状態となり、 空気圧室 2 9内の空気は外部に排出され、 主弁軸 1 7は、 空気圧室 2 8内に供給されている空気圧により図 1に示すように第 1の位 置となる。

これに対して、 コイル 3 3に通電すると、 開閉弁 3 7が弁座 3 8から離れると ともにフラッパ弁 4 4には弁ホルダー 4 3内に組み込まれたコイルばね 4 7によ り弁座 4 1に向かうばね力が加えられているので、 給気通路 3 9を介して給気ポ —ト 2 1から供給される圧縮空気は、 連動ピン 4 5とこれが貫通する孔との間の 隙間からなる出力通路を介して出力部である空気圧室 2 9内に流入する。 両方の 空気圧室 2 8 , 2 9に供給される圧縮空気は同じ圧力であるが、 ピストン 2 7の 受圧面積はピストン 2 6の受圧面積よりも大きく設定されているので、 フラッパ 弁 4 4が閉じられて外部への連通が閉鎖され、 空気圧室 2 9内に圧縮空気が供給 されると、 主弁軸 1 7は図 1において左側のストローク端の位置つまり第 2の位 置まで駆動される。 このように、 開閉弁 3 7とフラッパ弁 4 4は、 空気圧室 2 9 に連通する出力通路を、 給気通路 3 9と排気通路 4 2に切り換えて連通させるパ ィロット弁を構成している。

一方、 手動操作によって可動鉄心 3 6を移動させて開閉弁 3 7を弁座 3 8から 離すために、 パイロットプロヅク 1 9には手動ボタン 4 8が設けられており、 コ ィル 3 3に通電することなく、 主弁軸 1 7を作動させることができる。

パイロットプロック 1 9には主弁プロック 1 5との接続端面から所定の深さで 取付孔 5 1が形成され、 この取付孔 5 1にはフィル夕一 5 2が排気通路 4 2を横 切って取り付けられている。 このフィルター 5 2は布や多孔質樹脂などにより形 成され多数の細孔を有しており、 空気圧室 2 9内からの空気が外部に排出される のを許容し、 空気圧室 2 9から外部に空気が排出される際には、 排気音を消音す ることになる。 しかも、 異物が外部から排気通路 4 2内に入り込むのを防止する 図 3は本発明の他の実施の形態である電磁弁を示す断面図であり、 図 1に示さ れたマニホ一ルドブロック 1 0は省略されている。 また、 図 3においては、 図 1 および図 2に示された部材と共通する部材には同一の符号が付されている。 図 3に示す電磁弁 1 1は図 1に示したものと同様の主弁ブロック 1 5の両側に 図 1に示したようにそれそれソレノィ ド部 3 2が設けられたパイロットプロック 1 9が取り付けられている。 したがって、 この電磁弁は主弁軸 1 7の両端に同一 外径のピストン 2 7が設けられたダブルソレノィ ド型の 2位置弁となっており、 1つの電磁弁に 2つのパイロヅト弁が設けられていることから 2つのフィルター 5 2が排気通路 4 2に設けられている。 このタイプの電磁弁にあっても、 それそ れの排気通路 4 2内に異物が流入するのを防止できる。

図 3に示す電磁弁 1 1は 2位置弁となっているが、 ばね力により主弁軸 1 7を 中立位置に設定するようにし、 それそれのパイロット弁により主弁軸 1 7をスト ローク端の位置に移動させるようにすれば、 3位置弁とすることができる。 図示するように開閉弁 3 7とフラッパ弁 4 4とにより形成されるパイロット弁 は、 ソレノィ ド部 3 2のプランジャつまり可動鉄心 3 6により出力通路を給気通 路 3 9と排気通路 4 2とに切り換えて連通させる直動形の電磁弁であり、 それ自 体を単体として 3ポート電磁弁して使用することができる。 その場合にも排気通 路 4 2内への異物の流入を防止することができる。

本発明は前記実施の形態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。 たとえば、 図 1はマ二ホールドプロック 1 0に複数の 電磁弁を搭載するようにしたマ二ホールド夕ィプの電磁弁であるが、 図 1に示さ れた電磁弁 1 1を単体として使用することも可能である。

本発明によれば、 パイロット弁の作動により主弁軸を駆動するための空気圧室 内から排出される空気を案内する排気通路にはフィルタ一が設けられているので 、 外部から排気通路内にゴミなどの異物が入り込むことが防止され、 パイロット 弁を円滑に作動させることが可能となる。 また、 フィル夕一により消音効果が得 られ、 排気通路から流出する空気による排気音を低減することができる。 産業上の利用可能性

電磁石により作動する弁体を有する電磁弁であって、 空気圧回路を介して空気 圧が供給される空気圧作動機器に対して空気圧の供給と供給停止とを制御するた めの方向制御弁として使用される。 この電磁弁は単体の電磁弁として使用される とともに、 主弁軸を操作するための間接作動形の電磁弁としても使用される。

Claims

請 求 の 範 囲

1 . 給気ポ一トと出力ポ一トと排気ポ一トとに連通する収容孔が形成されたバル ブケーシングと、

前記収容孔に軸方向に往復動自在に設けられ、 前記出力ポートを前記給気ポー トと前記排気ポートに切り換えて連通させる主弁軸と、

前記バルブケ一シングに取り付けられ、 コィルへの通電により軸方向に往復動 する可動鉄心が設けられたソレノィド部と、

前記可動鉄心に連動させて前記バルブケーシングに取り付けられ、 前記ビス卜 ンを収容する空気圧室に連通する出力通路を、 前記給気ポートに連通する給気通 路と排気通路とに切り換えて連通させるパイロット弁と、

前記排気通路に設けられ、 前記排気通路内へのゴミの流入を阻止し、 排気の際 には排気音を減少するフィルターとを有することを特徴とする電磁弁。

2 . 請求項 1記載の電磁弁において、 前記主弁軸の両端部にピストンを設け、 そ れそれのビストンを収容する 2つの空気圧室に対応させてそれそれ前記ソレノィ ド部により作動する 2つのパイ口ット弁を有することを特徴とする電磁弁。

3 . 請求項 2記載の電磁弁において、 前記主弁軸は 2位置または 3位置に移動す ることを特徴とする電磁弁。

4 . 第 1の弁座に開口端部が形成された給気通路、 前記第 1の弁座に対して逆向 きとなつた第 2の弁座に開口端部が形成された排気通路、 および前記給気通路か ら流出した空気を出力部に案内する出力通路が形成されたバルブケ一シングと、 前記パルブケ一シングに取り付けられ、 コィルへの通電により軸方向に往復動 する可動鉄心が設けられたソレノィド部と、

前記可動鉄心に設けられ前記第 1の弁座を開閉する開閉弁と、

前記バルブケ一シング内に前記開閉弁に対向して配置され、 前記可動鉄心によ り連動ピンを介して駆動され前記第 2の弁座を開閉するフラッパ弁と、

前記排気通路に設けられ、 前記排気通路内へのゴミの流入を阻止し、 排気の際 には排気音を減少するフィルターと'を有することを特徴とする電磁弁。