(57)【要約】【課題】ソレノイドを冷却可能な電磁弁を提供する。【解決手段】圧縮空気を供給先の空気室４３に供給する供給通路と、圧縮空気が駆動用シリンダ８０（供給先の圧力室）から排気通路８２を通して導かれる排気口９１とを備える。供給通路および排気通路８２を一方が開くことにより他方が閉じるように開閉する弁体４を備える。弁体４を駆動するソレノイド２を備える。排気通路８２は、圧縮空気がソレノイド２の外面９２の少なくとも一部に接して排出されるように形成されている。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
圧縮空気を供給先の圧力室に供給する供給通路と、
圧縮空気が前記供給先の圧力室から排気通路を通して導かれる排気口と、
前記供給通路および前記排気通路を一方が開くことにより他方が閉じるように開閉する弁体と、
前記弁体を駆動するソレノイドとを備え、
前記排気通路は、圧縮空気が前記ソレノイドの外面の少なくとも一部に接して排出されるように形成されていることを特徴とする電磁弁。
【請求項２】
請求項１記載の電磁弁において、
前記排気口は、前記ソレノイドの軸線方向とは直交する方向に前記ソレノイドの外面に沿って所定の間隔で並ぶ複数の位置にそれぞれ設けられていることを特徴とする電磁弁。
【請求項３】
請求項１または請求項２記載の電磁弁において、
さらに、前記供給通路と前記排気通路とが形成された通路形成部材を備え、
前記ソレノイドは、前記通路形成部材に重ねて取付けられ、
前記通路形成部材は、
前記弁体を収容する筒状部と、
前記ソレノイドの軸線方向とは直交する方向において前記筒状部と並ぶように設けられて前記筒状部から離間する方向に拡がる排気室とを備え、
前記排気通路は、前記排気室を含み、前記排気室から前記排気口に圧縮空気が流れるように構成されていることを特徴とする電磁弁。
【請求項４】
請求項３記載の電磁弁において、
さらに、前記筒状部の外側に前記筒状部および前記ソレノイドが壁の一部となるように形成されて前記排気室に連通された空気室を有していることを特徴とする電磁弁。
【請求項５】
請求項３または請求項４記載の電磁弁において、
さらに、前記ソレノイドを前記通路形成部材に固定するタッピングねじを有し、
前記排気口は、前記タッピングねじの近傍に形成されていることを特徴とする電磁弁。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気圧機器のパイロット弁としても使用可能な電磁弁に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、プレス機械のエアクラッチやエアブレーキなどの動作を制御するためのバルブとしては、主弁を二つ備えたデュアルバルブがある。この種のデュアルバルブの主弁は、パイロット弁から空気圧が供給されて動作するものであり、パイロット弁によって動作が切り換えられる構成が採られている。
デュアルバルブに用いられるパイロット弁は、例えば特許文献１に記載されているように、ソレノイドを有する電磁弁によって構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−４６４１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
電磁弁のソレノイドは、電流量に応じて発熱量が増えるものである。ソレノイドが発熱すると、ソレノイドのコイルを構成する銅線や、ソレノイドの近傍に設けられているシール部材などの部材の劣化が早くなるおそれがある。
【０００５】
本発明の目的は、ソレノイドを冷却可能な電磁弁を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この目的を達成するために、本発明に係る電磁弁は、圧縮空気を供給先の圧力室に供給する供給通路と、圧縮空気が前記供給先の圧力室から排気通路を通して導かれる排気口と、前記供給通路および前記排気通路を一方が開くことにより他方が閉じるように開閉する弁体と、前記弁体を駆動するソレノイドとを備え、前記排気通路は、圧縮空気が前記ソレノイドの外面の少なくとも一部に接して排出されるように形成されているものである。
【０００７】
本発明は、前記電磁弁において、前記排気口は、前記ソレノイドの軸線方向とは直交する方向に前記ソレノイドの外面に沿って所定の間隔で並ぶ複数の位置にそれぞれ設けられていてもよい。
【０００８】
本発明は、前記電磁弁において、さらに、前記供給通路と前記排気通路とが形成された通路形成部材を備え、前記ソレノイドは、前記通路形成部材に重ねて取付けられ、前記通路形成部材は、前記弁体を収容する筒状部と、前記ソレノイドの軸線方向とは直交する方向において前記筒状部と並ぶように設けられて前記筒状部から離間する方向に拡がる排気室とを備え、前記排気通路は、前記排気室を含み、前記排気室から前記排気口に圧縮空気が流れるように構成されていてもよい。
【０００９】
本発明は、前記電磁弁において、さらに、前記筒状部の外側に前記筒状部および前記ソレノイドが壁の一部となるように形成されて前記排気室に連通された空気室を有していてもよい。
【００１０】
本発明は、前記電磁弁において、さらに、前記ソレノイドを前記通路形成部材に固定するタッピングねじを有し、前記排気口は、前記タッピングねじの近傍に形成されていてもよい。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、排気口から排出された圧縮空気によってソレノイドの熱が奪われるから、ソレノイドを冷却可能な電磁弁を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る電磁弁の断面図である。
【図２】電磁弁の要部を拡大して示す断面図である。
【図３】電磁弁の要部を拡大して示す断面図である。
【図４】排気通路を破断して示す斜視図である。
【図５】電磁弁の斜視図である。
【図６】通路形成部材の斜視図である。
【図７】本発明に係る電磁弁が搭載されたデュアルバルブを含む空気回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明に係る電磁弁の一実施の形態を図１〜図７を参照して詳細に説明する。
図１に示す電磁弁１は、図１において上側に位置するソレノイド２と、このソレノイド２を支持する通路形成部材３と、この通路形成部材３の中に収容された弁体４などを備えている。この実施の形態による電磁弁１は、図７に示すデュアルバルブ５に設けられた二つのパイロット弁６として使用可能なものである。
デュアルバルブ５は、１つの弁箱７の中に２つの弁部８を備えている。これらの弁部８は、互いに並列に接続されている。
【００１４】
弁部８は、プレッシャーリターン形３ポートバルブによって構成されている。上述したパイロット弁６は、弁部８に戻りばね９のばね力が作用する方向とは反対方向に空気圧（パイロット圧）を供給する。このデュアルバルブ５は、圧縮空気源１０と空気圧機器１１との間に設けられており、パイロット弁６によって動作が制御されて供給形態と排気形態とのいずれか一方の形態を採る。空気圧機器１１は、詳細には図示してはいないが、例えばプレス機械のエアクラッチやエアブレーキなどである。
供給形態においては、圧縮空気がデュアルバルブ５から空気圧機器１１に供給される。排気形態においては、空気圧機器１１とデュアルバルブ５との間の圧縮空気がデュアルバルブ５の空気排出通路１２を通して排出される。圧縮空気源１０とデュアルバルブ５との間の空気供給通路１３にはルブリケータ１４が設けられている。
【００１５】
電磁弁１のソレノイド２は、図１に示すように、ハウジング２１の中に収容されている。ハウジング２１は、通路形成部材３に向けて開口する箱状に形成され、通路形成部材３に被せられて重なる状態で通路形成部材３に取付けられている。ハウジング２１の頂部（図１においては上側の端部）には、図５に示すように複数の端子２２〜２４が突出している。また、ハウジング２１の一側部には、フランジ部２１ａが設けられている。ハウジング２１は、フランジ部２１ａに設けられた２本のタッピングねじ２５と、図示していない他の複数のタッピングねじによって通路形成部材３に固定されている。
【００１６】
ソレノイド２は、図１において上下方向を軸線方向として構成されている。以下において、電磁弁１の構成部品を説明するにあたって、ソレノイド２の軸線方向と平行な方向に対する位置を示す場合は、図１の下側を一端とし、図１の上側を他端として行う。ソレノイド２のハウジング２１の中には、ヨーク２６、コイルボビン２７およびコイル２８などが収容されている。これらの、ヨーク２６、コイルボビン２７およびコイル２８は、ハウジング２１内に充填されたモールド樹脂２９によってハウジング２１内に封止されている。
【００１７】
コイル２８は、通電されることにより磁束が発生するもので、コイルボビン２７の円筒部２７ａに巻回されている。円筒部２７ａは、ソレノイド２の軸線方向に延びている。この円筒部２７ａの中には固定コア３１と可動コア３２とが設けられている。
固定コア３１は、円筒部２７ａの一端部に固定された円柱状の本体部３３と、この本体部３３の一端部に一体に形成されたバルブボディ部３４とによって構成されている。本体部３３の軸心部には第１の貫通孔３５が穿設されている。この第１の貫通孔３５には、後述するプッシュロッド３６が移動自在に嵌合している。この実施の形態においては、固定コア３１が本発明でいう「固定子」に相当する。
【００１８】
バルブボディ部３４は、円筒状に形成されてハウジング２１から一端側に突出しており、通路形成部材３の筒状部４１の中に嵌合している。筒状部４１は、図６に示すように、ソレノイド２の軸線方向（図６においては上下方向）に延びる円筒状に形成されており、ソレノイド２に向けて開口する非貫通穴からなる円形穴４２を有している。ソレノイド２のバルブボディ部３４は円形穴４２の開口部に嵌合している。この実施の形態によるソレノイド２は、図１に示すように、筒状部４１の開口端にヨーク２６の一端が当接する状態で通路形成部材３に取付けられている。通路形成部材３内であって筒状部４１の周囲には、筒状部４１およびソレノイド２が壁の一部となる空気室４３（図１参照）が形成されている。
バルブボディ部３４の軸心部には、コイルボビン２７の円筒部２７ａの軸線Ｃと平行な方向に延びる第１の弁孔４４が形成されている。この実施の形態による第１の弁孔４４は、軸線Ｃと同一軸線上に形成されている。第１の弁孔４４の一端の開口縁は、後述する弁体４のシート部４５が着座する弁座４６として機能する。
【００１９】
バルブボディ部３４の外周面の一端部と他端部とには、それぞれ円形穴４２の穴壁面との間をシールするＯリング４７，４８が装着されている。バルブボディ部３４の軸線方向の中央部には環状の溝５１が形成されている。この環状の溝５１の底には、複数（この実施の形態においては４つ）の連通孔５２が穿設されている。これらの連通孔５２は、第１の弁孔４４の孔壁面と環状の溝５１の底とに開口し、第１の弁孔４４の内部と環状の溝５１の内部とを連通している。
【００２０】
可動コア３２は、コイルボビン２７の円筒部２７ａの他端部内に移動自在に嵌合しており、コイル２８が通電されることにより固定コア３１に磁気によって吸着される。なお、可動コア３２は、コイル２８への通電が絶たれることにより、後述する通路形成部材３の中に設けられたばね部材５３のばね力でコイルボビン２７の他端のストッパー２７ｂに当接する。
可動コア３２の軸心部であって一端側には、第２の貫通孔６１が穿設されている。この第２の貫通孔６１には、プッシュロッド３６の他端部が移動自在に嵌合している。可動コア３２の他端側には、第２の貫通孔６１より孔径が大きく形成されて第２の貫通孔６１に接続された第３の貫通孔６２が穿設されている。第３の貫通孔６２内の一端側には、スライド部材６３が移動自在に嵌合している。第３の貫通孔６２の他端部には栓部材６４が固定されている。スライド部材６３と栓部材６４との間には、圧縮コイルばね６５が圧縮状態で挿入されている。スライド部材６３は、圧縮コイルばね６５のばね力で一端側に付勢され、プッシュロッド３６の他端と接触している。
【００２１】
プッシュロッド３６は、丸棒状に形成され、第１および第２の貫通孔３５，６１に移動自在に嵌合している。プッシュロッド３６の一端部には、他の部位より大径に形成された押圧部３６ａが設けられている。プッシュロッド３６の押圧部３６ａは、可動コア３２がコイルボビン２７のストッパー２７ｂに当接している状態で固定コア３１の第１の弁孔４４内に位置するように構成されている。この押圧部３６ａには、弁体４がばね部材５３のばね力で押されて接触している。
【００２２】
通路形成部材３は、固定コア３１のバルブボディ部３４が嵌合する円形穴４２を有する筒状部４１と、円形穴４２の他端側の周面に開口する上流側通路孔７１（図２参照）と、上流側通路孔７１より円形穴４２の一端側に開口する通路孔７２（図２参照）と、円形穴４２の一端部を構成する第２の弁孔７３と、第２の弁孔７３の周面に開口する排気孔７４（図１参照）および通気孔７５などを有している。
上流側通路孔７１は、第１の弁孔４４内に圧縮空気を供給する上流側供給通路７６の一部を構成する孔である。上流側通路孔７１の他端（下流端）は、円形穴４２の穴壁面（内周面）であって、バルブボディ部３４の環状の溝５１と対向する位置に開口している。この上流側通路孔７１は、この他端の開口部分から通路形成部材３の一端に向けてソレノイド２の軸線方向と平行な方向に延びている。上流側通路孔７１の一端（上流端）は、通路形成部材３の一端に開口している。
上流側通路孔７１を含む上流側供給通路７６の上流端は、デュアルバルブ５の二つの弁部８に圧縮空気を導く供給通路７７（図７参照）に接続されている。上流側供給通路７６の下流側端部は、上流側通路孔７１と、円形穴４２の一部と、バルブボディ部３４の連通孔５２とによって構成されている。
【００２３】
通路孔７２は、円形穴４２の一端部内とデュアルバルブ５の弁部８とを連通する連通路７８を構成する孔である。通路孔７２は、円形穴４２の一端からソレノイド２の軸線方向と平行な方向に延びて通路形成部材３の一端の底壁７９に開口している。この実施の形態による底壁７９は、デュアルバルブ５の弁部８に設けられている駆動用シリンダ８０の壁の一部を構成している。
この実施の形態においては、駆動用シリンダ８０が本発明でいう「供給先の圧力室」に相当する。また、この実施の形態においては、連通路７８と、円形穴４２内および第１の弁孔４４内と、上述した上流側供給通路７６とによって、駆動用シリンダ８０に圧縮空気を供給する供給通路８１が構成されている。
【００２４】
第２の弁孔７３は、円形穴４２の一端となる非貫通孔で、円形穴４２の他端部と同一軸線上に位置付けられている。第２の弁孔７３の開口形状は円形である。
第２の弁孔７３の一端部には図４に示すように通気孔７５が接続され、他端部には後述する排気通路８２の一部を構成する排気孔７４が接続されている。
排気孔７４および通気孔７５は、図４に示すように、筒状部４１と隣り合うように形成された排気室８３に接続されている。排気室８３は、排気孔７４とともに排気通路８２の一部を構成する空間である。
【００２５】
排気室８３は、ソレノイド２の軸線方向とは直交する方向において筒状部４１と並ぶように設けられ、筒状部４１から離間する方向に拡がるように形成されている。詳述すると、排気室８３は、通路形成部材３の一側部に設けられた複数の壁と、デュアルバルブ５の弁箱７の一部とによって囲まれており、ソレノイド２に向けて開口する一つの空間として形成されている。通路形成部材３の一側部に設けられた複数の壁とは、筒状部４１の一部と、ソレノイド２の軸線方向に延びる一対の縦壁８４（図６参照）と、これらの縦壁８４の一端部どうしを接続する底壁７９と、一対の縦壁８４の他端部どうしを接続する横壁８５である。横壁８５よりソレノイド２とは反対側は、図６に示すように、穴８６が形成されている。
【００２６】
排気室８３を形成する弁箱７の一部とは、図４に示すように、底壁７９と協働して排気室８３の底を構成するソレノイド支持壁８７と、上述した穴８６を閉塞する外壁８８である。
一対の縦壁８４の他端（図６においては上端）は、筒状部４１の他端（開口端）よりソレノイド２とは反対側に位置している。このため、一対の縦壁８４とソレノイド２との間には、図４に示すように、所定の幅の隙間ｄが形成されている。排気室８３は、この隙間ｄを通して通路形成部材３の空気室４３に連通されている。
【００２７】
空気室４３と排気室８３の他端側の開口は、ソレノイド２のハウジング２１が通路形成部材３に取付けられることによって閉塞される。このため、空気室４３は、筒状部４１の外側に筒状部４１およびソレノイド２が壁の一部となるように形成され、隙間ｄを介して排気通路８２に連通されている。
ハウジング２１のフランジ部２１ａには、図４および図５に示すように、ハウジング２１の内外を連通する貫通孔からなる複数の排気口９１が形成されている。これらの排気口９１は、それぞれソレノイド２の軸線（コイルボビン２７の円筒部２７ａの軸線Ｃ）と平行に延びるように形成されている。また、これらの排気口９１は、ソレノイド２の軸線方向とは直交する方向（図５においては左下側から右上側に向かう方向）にソレノイド２の外面９２（ハウジング２１の外面）に沿って所定の間隔で並ぶ複数の位置にそれぞれ設けられている。複数の排気口９１のうち、これらの排気口９１が並ぶ方向の両端に位置する二つの排気口９１，９１は、ハウジング２１を通路形成部材３に固定するタッピングねじ２５の近傍に設けられている。
【００２８】
排気室８３内に排気孔７４から導入された圧縮空気は、排気室８３から排気口９１に直接流入したり、排気室８３から空気室４３を経たりして排気口９１の一端部内に流入する。この圧縮空気は、複数の排気口９１の中をソレノイド２の軸線方向に流れ、方向性をもって排気口９１の他端からハウジング２１の外に排出される。すなわち、排気通路８２は、排気口９１から排出された圧縮空気がソレノイド２の外面９２の少なくとも一部に接して排出されるように形成されている。
この実施の形態においては、上述した連通路７８と、円形穴４２内および第２の弁孔７３内と、排気孔７４と、排気室８３などによって、排気通路８２が構成されている。
【００２９】
弁体４は、ソレノイド２の軸線方向に延びるスプールによって構成されている。この弁体４の一端部は、第２の弁孔７３の孔径より細い一端側小径部４ａを有し、第２の弁孔７３に第１のシール部材９３を介して移動自在に嵌合している。この弁体４の一端部と第２の弁孔７３の底との間には、弁体４をソレノイド２に向けて付勢してプッシュロッド３６に押し付けるばね部材５３が設けられている。
【００３０】
弁体４の他端部は、第１の弁孔４４の孔径より細い他端側小径部４ｂを有し、第１の弁孔４４に第２のシール部材９４を介して移動自在に嵌合している。この弁体４の他端は、プッシュロッド３６の一端に常に接触している。第２のシール部材９４は、第１の弁孔４４と弁体４との間をシールして第１の弁孔４４内を空気通路側（一端側）とプッシュロッド３６側（他端側）とに分けている。
【００３１】
弁体４の軸線方向の中央部には、他の部分より外径が大きいシート部４５が設けられている。シート部４５は、弁体４の大径部４ｃにスプールゴム９５を被せて構成されている。このシート部４５は、円形穴４２の一端部内であって、バルブボディ部３４の弁座４６と第２の弁孔７３の開口縁７３ａとの間に位置付けられており、弁体４がソレノイド２の軸線方向に移動することによって、弁座４６と第２の弁孔７３の開口縁７３ａとのいずれか一方に接触する。この弁体４は、第１の弁孔４４内で往復することにより弁座４６に接離し、供給通路８１および排気通路８２を一方が開くことにより他方が閉じるように開閉する。詳述すると、弁体４が一端側に移動することによって、図３に示すように、シート部４５が弁座４６から離れて第１の弁孔４４が開くとともに、シート部４５が第２の弁孔７３の開口縁７３ａに接触して第２の弁孔７３が閉じられる。この状態においては、上流側供給通路７６と、第１の弁孔４４内と、円形穴４２内と、連通路７８とからなる供給通路８１が実現され、圧縮空気が供給通路８１を通って駆動用シリンダ８０に供給される。
【００３２】
また、弁体４が他端側に移動することによって、図２に示すように、シート部４５が弁座４６に着座して第１の弁孔４４が閉じられるとともに、シート部４５が第２の弁孔７３の開口縁７３ａから離間して第２の弁孔７３が開く。この状態においては、連通路７８と、円形穴４２内と、第２の弁孔７３内と、排気孔７４と、排気室８３とからなる排気通路８２が実現され、駆動用シリンダ８０内の圧縮空気が排気通路８２と排気口９１とを通ってハウジング２１の外に排出される。排気口９１から出た圧縮空気は、ソレノイド２の外面９２（ハウジング２１の外面）に接して排出され、ハウジング２１の熱を奪う。
したがって、この実施の形態によれば、排気口９１から排出された圧縮空気によってソレノイド２が空冷により冷却されるから、ソレノイド２を冷却可能な電磁弁を提供することができる。この実施の形態による電磁弁１においては、ソレノイド２の温度が低く保たれるから、通路形成部材３の筒状部４１とバルブボディ部３４との間に設けられているＯリング４７，４８や、弁体４に設けられている第２のシール部材９４およびスプールゴム９５などが熱で劣化することはない。
【００３３】
この実施の形態による排気口９１は、ソレノイド２の軸線方向とは直交する方向にソレノイド２の外面９２に沿って所定の間隔で並ぶ複数の位置にそれぞれ設けられている。このため、排気口９１から排出された圧縮空気をソレノイド２の広い範囲に吹き掛けることが可能になるから、ソレノイド２を効率よく冷却することができる。
【００３４】
この実施の形態による通路形成部材３は、弁体４を収容する筒状部４１と、ソレノイド２の軸線方向とは直交する方向において筒状部４１と並ぶように設けられて筒状部４１から離間する方向に拡がる排気室８３とを備えている。排気通路８２は、排気室８３を含み、排気室８３から排気口９１に圧縮空気が流れるように構成されている。
このため、圧縮空気が排気室８３内で膨脹した後に排気口９１から排出されるから、排気口９１から出る圧縮空気の圧力が相対的に小さくなり、排気音を小さく抑えることが可能になる。
【００３５】
この実施の形態による電磁弁１は、筒状部４１の外側に筒状部４１およびソレノイド２が壁の一部となるように形成されて排気室８３に連通された空気室４３を有している。このため、ソレノイド２の熱で暖められた空気室４３内の空気を換気することが可能になるから、通路形成部材３にソレノイド２の熱が伝達され難くなる。したがって、電磁弁１に設けられているシール部材（Ｏリング４７，４８、第２のシール部材９４およびスプールゴム９５）の劣化を確実に防ぐことが可能になる。
【００３６】
この実施の形態による電磁弁１は、ソレノイド２を通路形成部材３に固定するタッピングねじ２５を有している。排気口９１は、タッピングねじ２５の近傍に形成されている。このため、タッピングねじ２５がねじ込まれる部位が圧縮空気によって冷却されるから、タッピングねじ２５が緩み難くなり、ハウジング２１を長期間にわたって強固に通路形成部材３に固定することができる。この結果、信頼性の高い電磁弁を提供することができる。
【符号の説明】
【００３７】
１…電磁弁、２…ソレノイド、３…通路形成部材、４…弁体、２５…タッピングねじ、４１…筒状部、４３…空気室、８０…駆動用シリンダ（供給先の圧力室）、８１…供給通路、８２…排気通路、８３…排気室、９１…排気口、９２…外面。
【図１】
2020148230.tif 000003
【図２】
2020148230.tif 000004
【図３】
2020148230.tif 000005
【図４】
2020148230.tif 000006
【図５】
2020148230.tif 000007
【図６】
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【図７】
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