(57)【要約】【課題】電磁弁の排気通路からの排気を確実に行うことによって電磁弁を円滑に作動するようにすることにある。【解決手段】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。【選択図】　　図１
2004011735.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
給気ポートと出力ポー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。
【請求項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、それぞ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ぞれ前記ソレノイ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電磁弁。
【請求項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。
【請求項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ーシングと、
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イドと、
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、
前記バルブケー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。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はソレノイ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ロット操作式に適用して有用な電磁弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】
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ッ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ロット操作式の間接作動形の電磁弁がある。
【０００３】
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イド型の電磁弁と２つの電磁石で主弁軸を操作するダブルソレノイド型がある。シングルソレノイド型の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、ダブルソレノイド型の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。
【０００４】
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。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
シングルソレノイド型およびダブルソレノイ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ブ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ー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ニ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ぞ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ーシングから直接外部に排出されることになる。
【０００６】
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、パイロッ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、パイロットブ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。
【０００７】
本発明の目的は、電磁弁の排気通路からの排気を確実に行うことによって電磁弁を円滑に作動するようにすることにある。
【０００８】
本発明の他の目的は、電磁弁からの排気音を抑制することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の電磁弁は、給気ポートと出力ポー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ターとを有することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明の電磁弁は、前記主弁軸の両端部にピストンを設け、それぞ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ぞれ前記ソレノイ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。
【００１１】
本発明の電磁弁は、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ーシングと、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イドと、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、前記バルブケー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ターとを有することを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
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は本発明の一実施の形態である電磁弁を示す断面図であり、図２は図１の一部を拡大して示す断面図である。図１に示すように、マニホールドブロック１０には複数の電磁弁１１がマニホールドブロック１０の幅方向を向いて取り付けられており、図１にはマニホールドブロック１０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。マニホールドブロック１０には空気圧源に接続される給気流路１２と、２つの排気流路１３，１４がそれぞれ長手方向に延びて形成されている。
【００１３】
電磁弁１１はほぼ直方体形状となった主弁ブロック１５を有し、この主弁ブロック１５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収容されている。主弁ブロック１５の一端にはカバーブロック１８が固定され、他端にはパイロットブロック１９が固定されており、これらの主弁ブロック１５とカバーブロック１８とパイロットブロック１９とによりバルブケーシング２０が形成されている。
【００１４】
主弁ブロック１５には給気流路１２と収容孔１６とを連通させる給気ポート２１が形成され、２つの排気流路１３，１４と収容孔１６とをそれぞれ連通させる２つの排気ポート２２，２３が形成されている。主弁ブロック１５にはさらに、給気ポート２１と一方の排気ポート２２との中間位置に出力ポート２４が形成され、給気ポート２１と他方の排気ポート２３との中間位置に出力ポート２５が形成されている。
【００１５】
このように、主弁ブロック１５に出力ポート２４，２５を形成した場合には、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１５に取り付けられることになる。ただし、マニホールドブロック１０に複数の電磁弁１１を搭載する場合には、それぞれの電磁弁１１に対応させてマニホールドブロック１０に出力ポート２４，２５を収容孔１６に連通させて設けるようにしても良い。
【００１６】
主弁軸１７には複数の弁体１７ａが設けられており、主弁軸１７が一方向端の第１の位置に移動すると、図１に示すように、給気ポート２１と出力ポート２５とが連通状態になり、出力ポート２４と排気ポート２２とが連通状態になる。これに対して、主弁軸１７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２１と出力ポート２４とが連通状態になり、出力ポート２５と排気ポート２３とが連通状態になる。
【００１７】
主弁軸１７の一端部にはピストン２６が配置され、他端部にはピストン２６よりも大径のピストン２７が配置されている。カバーブロック１８と主弁ブロック１５とによりピストン２６を軸方向に摺動自在に案内する空気圧室２８が形成され、パイロットブロック１９と主弁ブロック１５とによりピストン２７を軸方向に摺動自在に案内する空気圧室２９が形成されている。
【００１８】
給気ポート２１は主弁ブロック１５に形成された給気通路３１により空気圧室２８に連通しており、給気ポート２１に圧縮空気が供給されていれば、常に空気圧室２８に圧縮空気が供給され、主弁軸１７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２８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、圧縮コイルばねにより同様の方向の推力を加えることができる。
【００１９】
パイロットブロック１９にはソレノイド部３２が取り付けられており、図１に示されるように、このソレノイド部３２はコイル３３が巻き付けられたボビン３４を有し、ボビン３４内には固定鉄心３５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３６が装着されている。可動鉄心３６の先端にはゴム製の開閉弁３７が取り付けられ、この開閉弁３７はパイロットブロック１９に形成された第１の弁座３８に接触するようになっている。この弁座３８には、給気ポート２１に連通させて主弁ブロック１５とパイロットブロック１９とに形成された給気通路３９の開口部が形成されており、この開口部は開閉弁３７により開閉される。可動鉄心３６には開閉弁３７を弁座３８に向けてばね力を加える圧縮コイルばね４０が取り付けられている。したがって、コイル３３に通電すると、可動鉄心３６が固定鉄心３５に向けてばね力に抗して移動し、給気通路３９の開口部は開かれ、通電を解くとばね力により給気通路３９の開口部は閉じられる。
【００２０】
弁座３８の反対側には第２の弁座４１が弁座３８に対して逆向きに形成されており、この弁座４１にはパイロットブロック１９の外部に連通した排気通路４２の開口部が設けられている。この弁座４１を覆うようにパイロットブロック１９には円筒形状の弁ホルダー４３が取り付けられており、弁ホルダー４３内にはフラッパ弁４４が開閉移動自在に組み込まれ、このフラッパ弁４４は排気通路４２の開口部を開閉する。フラッパ弁４４と可動鉄心３６との間には複数本の連動ピン４５が配置されており、フラッパ弁４４は連動ピン４５を介して可動鉄心３６により開閉作動する。
【００２１】
弁ホルダー４３には貫通孔４６が形成されており、図１および図２に示すように、コイル３３に対する通電を解くと、可動鉄心３６がばね力により弁座３８に向けて押し付けられるので、開閉弁３７は弁座３８に接触し、フラッパ弁４４が弁座４１から離れた状態となる。これにより、空気圧室２９は排気通路４２を介して外部に連通状態となり、空気圧室２９内の空気は外部に排出され、主弁軸１７は、空気圧室２８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。
【００２２】
これに対して、コイル３３に通電すると、開閉弁３７が弁座３８から離れるとともにフラッパ弁４４には弁ホルダー４３内に組み込まれたコイルばね４７により弁座４１に向かうばね力が加えられているので、給気通路３９を介して給気ポート２１から供給される圧縮空気は、連動ピン４５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２９内に流入する。両方の空気圧室２８，２９に供給される圧縮空気は同じ圧力であるが、ピストン２７の受圧面積はピストン２６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４４が閉じられて外部への連通が閉鎖され、空気圧室２９内に圧縮空気が供給されると、主弁軸１７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３７とフラッパ弁４４は、空気圧室２９に連通する出力通路を、給気通路３９と排気通路４２に切り換えて連通させるパイロット弁を構成している。
【００２３】
一方、手動操作によって可動鉄心３６を移動させて開閉弁３７を弁座３８から離すために、パイロットブロック１９には手動ボタン４８が設けられており、コイル３３に通電することなく、主弁軸１７を作動させることができる。
【００２４】
パイロットブロック１９には主弁ブロック１５との接続端面から所定の深さで取付孔５１が形成され、この取付孔５１にはフィルター５２が排気通路４２を横切って取り付けられている。このフィルター５２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２９内からの空気が外部に排出されるのを許容し、空気圧室２９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４２内に入り込むのを防止する。
【００２５】
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に示されたマニホールドブロック１０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。
【００２６】
図３に示す電磁弁１１は図１に示したものと同様の主弁ブロック１５の両側に図１に示したようにそれぞれソレノイド部３２が設けられたパイロットブロック１９が取り付けられている。したがって、この電磁弁は主弁軸１７の両端に同一外径のピストン２７が設けられたダブルソレノイド型の２位置弁となっており、１つの電磁弁に２つのパイロット弁が設けられていることから２つのフィルター５２が排気通路４２に設けられている。このタイプの電磁弁にあっても、それぞれの排気通路４２内に異物が流入するのを防止できる。
【００２７】
図３に示す電磁弁１１は２位置弁となっているが、ばね力により主弁軸１７を中立位置に設定するようにし、それぞれのパイロット弁により主弁軸１７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。
【００２８】
図示するように開閉弁３７とフラッパ弁４４とにより形成されるパイロット弁は、ソレノイド部３２のプランジャつまり可動鉄心３６により出力通路を給気通路３９と排気通路４２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４２内への異物の流入を防止することができる。
【００２９】
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はマニホールドブロック１０に複数の電磁弁を搭載するようにしたマニホールドタイプの電磁弁であるが、図１に示された電磁弁１１を単体として使用することも可能である。
【００３０】
【発明の効果】
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ー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、フィルター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。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態である電磁弁を示す断面図である。
【図２】図１の一部を拡大して示す断面図である。
【図３】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る。
【符号の説明】
１０　　　マニホールドブロック
１１　　　電磁弁
１２　　　給気流路
１３，１４　　排気流路
１５　　　主弁ブロック
１６　　　収容孔
１７　　　主弁軸
１８　　　カバーブロック
１９　　　パイロットブロック
２０　　　バルブケーシング
２１　　　給気ポート
２２，２３　　排気ポート
２４，２５　　出力ポート
２６　　　ピストン
２７　　　ピストン
２８　　　空気圧室
２９　　　空気圧室
３１　　　給気通路
３２　　　ソレノイド部
３３　　　コイル
３４　　　ボビン
３５　　　固定鉄心
３６　　　可動鉄心
３７　　　開閉弁
３８　　　弁座
３９　　　給気通路
４０　　　圧縮コイルばね
４１　　　弁座
４２　　　排気通路
４３　　　弁ホルダー
４４　　　フラッパ弁
４５　　　連動ピン
４６　　　貫通孔
４７　　　コイルばね
４８　　　手動ボタン
５１　　　取付孔
５２　　　フィルター
【図１】
2004011735.tif 000003
【図２】
2004011735.tif 000004
【図３】
2004011735.tif 000005