(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体供給ポートと、この流体供給ポートに導入される流体をアクチュエータに供給する複数の出力ポートとを備えた弁収容ケーシング内に、スプール弁を２位置間で往復移動可能に収容し、前記スプール弁の両端部側に第１圧力作用室及び第２圧力作用室を設け、前記第１圧力作用室に大径ピストンを設けるとともに、前記第２圧力作用室にスプール弁と一体化された小径ピストンを設け、前記大径ピストンにパイロット圧を付与することによりスプール弁を移動させるようにしたパイロット式電磁弁において、
前記スプール弁の内部に流体通路を設け、前記スプール弁が第１切換位置に移動したときに前記第２圧力作用室と特定の出力ポートとを前記流体通路を介して連通させ、前記スプール弁が第２切換位置に移動したときに前記第２圧力作用室と他の出力ポートとを前記流体通路を介して連通させ、
前記スプール弁は、内部に可動鉄心を有するコイルに通電することによって駆動され、前記可動鉄心と前記スプール弁とは、それらの軸線が対向して平行となる位置関係をもって配置され、
前記流体供給ポートは、前記弁収容ケーシングにおいて前記出力ポートが配置されている側面に対し直交する側面に配置されていることを特徴とするパイロット式電磁弁。
【請求項２】
前記弁収容ケーシングには、前記第２圧力作用室に通じる流体供給通路が形成され、前記流体供給ポートからは、前記流体供給通路を介して前記第２圧力作用室に流体が常時供給されていることを特徴とする請求項１に記載のパイロット式電磁弁。
【請求項３】
前記弁収容ケーシングには、アクチュエータから流れる流体を排出し、かつ端部に排気ポートを有する流体排出通路が設けられ、この流体排出通路は、前記第１圧力作用室内の流体を排出することを兼ねていることを特徴とする請求項１又は２に記載のパイロット式電磁弁。
【請求項４】
シリンダチューブ内に移動体を往復移動可能に収容し、その移動体によって区画される第１の圧力室と第２の圧力室とを前記シリンダチューブ内に設け、両圧力室のうちいずれかに供給される流体の圧力により前記移動体を往復移動させるようにした流体圧シリンダにおいて、前記各圧力室への流体供給を切り換えるために請求項１〜３のいずれかに記載のパイロット式電磁弁を備えたことを特徴とする流体圧シリンダ。
【請求項５】
前記シリンダチューブの外面には移動体の位置を検出する位置検出センサが設けられ、この位置検出センサに接続されたリード線の端部には、前記パイロット式電磁弁を駆動制御する制御ユニットから延びる電線に対し電気的に接続するためのコネクタが設けられ、このコネクタは前記パイロット式電磁弁に設けられた電気接続コネクタ付近に配置されていることを特徴とする請求項４に記載の流体圧シリンダ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、パイロット式電磁弁及びそれを備えた流体圧シリンダに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、図６に示すように、例えばエアシリンダ等を駆動制御するためにパイロット式電磁弁１８１が用いられる。このパイロット式電磁弁１８１では、弁収容ケーシング１８２内にスプール弁１８３が摺動可能に設けられている。このスプール弁１８３は、パイロット駆動部１８４と共に形成されたパイロット圧作用室１８５に往復動可能に収容された大径ピストン１８６と一体的に移動する。そして、パイロット駆動部１８４に設けられた第１及び第２の弁部１８７，１８８が開閉されることにより、大径ピストン１８６の受圧面にパイロット圧が付与され、スプール弁１８３が移動するようになっている。なお、スプール弁１８３の他端側に設けられた小径ピストン１９５には常時エア圧がかかっている。
【０００３】
弁収容ケーシング１８２は、１つの給気ポート１８９と、第１及び第２出力ポート１９０，１９１と、第１及び第２排気ポート１９２，１９３とを有する。そして、スプール弁１８３が一方の切換位置（図６に示す位置）に移動することにより、給気ポート１８９及び第１出力ポート１９０が互いに連通し、第２出力ポート１９１及び第２排気ポート１９３が互いに連通する。又、スプール弁１８３が別の切換位置（図示しない）に移動することにより、給気ポート１８９及び第２出力ポート１９１が互いに連通し、第１出力ポート１９０及び第１排気ポート１９２が互いに連通する。上述したように、各ポート１８９〜１９３の連通が切り換えられることにより、エアシリンダに設けられたロッドが出没するようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来のパイロット式電磁弁１８１においては、弁収容ケーシング１８２の一側面において各ポート１８９〜１９３がスプール弁１８３の軸線方向に沿って並んで配置されているため、スプール弁１８３の軸線方向における弁収容ケーシング１８２の寸法が大きくなる。すなわち、パイロット式電磁弁１８１の大部分を占める弁収容ケーシング１８２が大型化すれば、パイロット式電磁弁１８１全体が大型化することとなる。
【０００５】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、小型化が可能なパイロット式電磁弁を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明では、流体供給ポートと、この流体供給ポートに導入される流体をアクチュエータに供給する複数の出力ポートとを備えた弁収容ケーシング内に、スプール弁を２位置間で往復移動可能に収容し、前記スプール弁の両端部側に第１圧力作用室及び第２圧力作用室を設け、前記第１圧力作用室に大径ピストンを設けるとともに、前記第２圧力作用室にスプール弁と一体化された小径ピストンを設け、前記大径ピストンにパイロット圧を付与することによりスプール弁を移動させるようにしたパイロット式電磁弁において、前記スプール弁の内部に流体通路を設け、前記スプール弁が第１切換位置に移動したときに前記第２圧力作用室と特定の出力ポートとを前記流体通路を介して連通させ、前記スプール弁が第２切換位置に移動したときに前記第２圧力作用室と他の出力ポートとを前記流体通路を介して連通させ、前記スプール弁は、内部に可動鉄心を有するコイルに通電することによって駆動され、前記可動鉄心と前記スプール弁とは、それらの軸線が対向して平行となる位置関係をもって配置され、前記流体供給ポートは、前記弁収容ケーシングにおいて前記出力ポートが配置されている側面に対し直交する側面に配置されていることを要旨とする。
【０００７】
請求項２に記載の発明では、請求項１に記載のパイロット式電磁弁において、前記弁収容ケーシングには、前記第２圧力作用室に通じる流体供給通路が形成され、前記流体供給ポートからは、前記流体供給通路を介して前記第２圧力作用室に流体が常時供給されていることを要旨とする。
【０００８】
請求項３に記載の発明では、請求項１又は２に記載のパイロット式電磁弁において、前記弁収容ケーシングには、アクチュエータから流れる流体を排出し、かつ端部に排気ポートを有する流体排出通路が設けられ、この流体排出通路は、前記第１圧力作用室内の流体を排出することを兼ねていることを要旨とする。
【０００９】
請求項４に記載の発明では、シリンダチューブ内に移動体を往復移動可能に収容し、その移動体によって区画される第１の圧力室と第２の圧力室とを前記シリンダチューブ内に設け、両圧力室のうちいずれかに供給される流体の圧力により前記移動体を往復移動させるようにした流体圧シリンダにおいて、前記各圧力室への流体供給を切り換えるために請求項１〜３のいずれかに記載のパイロット式電磁弁を備えたことを要旨とする。
【００１０】
請求項５に記載の発明では、請求項４に記載の流体圧シリンダにおいて、前記シリンダチューブの外面には移動体の位置を検出する位置検出センサが設けられ、この位置検出センサに接続されたリード線の端部には、前記パイロット式電磁弁を駆動制御する制御ユニットから延びる電線に対し電気的に接続するためのコネクタが設けられ、このコネクタは前記パイロット式電磁弁に設けられた電気接続コネクタ付近に配置されていることを要旨とする。
【００１１】
以下、本発明の「作用」について説明する。
請求項１に記載の発明によれば、スプール弁が第１切換位置に移動したときに、圧力作用室内にある流体は、流体通路を介して特定の出力ポートへと流れる。又、スプール弁が第２切換位置に移動したときに、圧力作用室内にある流体は、流体通路を介して他の出力ポートへと流れる。つまり、圧力作用室にある流体をそれぞれの出力ポートに流している。そのため、圧力作用室に流体を供給しさえすれば、流体を供給するためのポートを決められた位置に配置する必要がない。この結果、複数の出力ポート及び流体供給ポートを、スプール弁の軸線方向に沿って集中的に配置しなくて済むので、弁収容ケーシングの小型化を実現することが可能となる。
【００１２】
また、請求項１に記載の発明によれば、弁収容ケーシングにおいて出力ポートが配置されている側面に対し直交する側面に流体供給ポートを配置できるため、設計の自由度が高くなる。
【００１３】
さらに、請求項１に記載の発明によれば、可動鉄心とスプール弁とは対向するように平行に配置されているため、スプール軸線方向におけるパイロット式電磁弁の寸法を小さくすることができる。従って、パイロット式電磁弁を更にコンパクト化することが可能になる。
請求項３に記載の発明によれば、弁収容ケーシング内において流体が流れる通路を簡素化することができる。
【００１４】
請求項４に記載の発明によれば、パイロット式電磁弁の小型化を図ることが可能であるため、弁収容ケーシング全体の小型化を実現することが可能となる。
請求項５に記載の発明では、パイロット式電磁弁の電気接続コネクタと、位置検出センサのコネクタとが集中的に配置されている。そのため、各コネクタに対して接続されている配線の着脱作業を容易に行うことができる。又、コネクタを１箇所に集中配置したことにより、コネクタに接続される配線をまとめ易くなる。従って、配線スペースを小さくすることができるとともに、配線の簡素化を図ることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を流体圧シリンダとしてのバルブ付きエアシリンダに具体化した一実施形態を図面に基づき詳細に説明する。
【００１６】
図１に示すように、バルブ付きエアシリンダＡは、筒状のシリンダチューブ１を備えている。シリンダチューブ１の開口部のうち、図１の右側の開口部はヘッドカバー２によって閉塞され、左側の開口部はロッドカバー３によって閉塞されている。
【００１７】
ヘッドカバー２には、第１エア通路４と第２エア通路５とが形成されている。両エア通路４，５は、シリンダチューブ１の内部空間に連通している。シリンダチューブ１の内部空間には、ピストン６がシリンダチューブ１の長手方向に沿って摺動可能に収容されている。このピストン６の存在により、シリンダチューブ１の内部空間は、２つの圧力作用室７，８に区画されている。
【００１８】
第１の圧力室としてのヘッドカバー側圧力作用室７には、前記第１エア通路４を介して流体としてのエアが給排される。一方、第２の圧力室としてのロッドカバー側圧力作用室８には、前記第２エア通路５を介してエアが給排される。なお、図１において、第２エア通路５は、その一部しか描かれていないが、実際にはロッドカバー側圧力作用室８と連通している。ピストン６の中心部にはピストンロッド９の内端部が螺合により一体化されている。ピストンロッド９の外端部は、ロッドカバー３を貫通してシリンダチューブ１の外部に突出されている。
【００１９】
そして、ヘッドカバー側のストロークエンドにピストン６がある状態で第１エア通路４にエアが供給されると、ヘッドカバー側圧力作用室７内にはエアが導入され、同室７内の圧力が上昇する。すると、ピストン６及びロッド９がロッドカバー側に移動するとともに、ロッドカバー側圧力作用室８内のエアが第２エア通路５を介して外部に排出される。これに対して、ロッドカバー側ストロークエンドにピストン６がある状態で第２エア通路５にエアを供給すると、ロッドカバー側圧力作用室８内にはエアが導入され、同室８内の圧力が上昇する。すると、ピストン６及びロッド９がヘッドカバー側に移動するとともに、ヘッドカバー側圧力作用室７内のエアが第１エア通路４を介して外部に排出される。
【００２０】
図１，図５に示すように、シリンダチューブ１のヘッドカバー側端部にはパイロット式電磁弁１１が設けられている。このパイロット式電磁弁１１の励磁により、前記エア通路４，５に対するエアの供給が切り換えられるようになっている。
【００２１】
シリンダチューブ１の外周面には、位置検出センサである２つの磁気センサ８０，８１が間隔をおいて取り付けられている。両磁気センサ８０，８１は、ピストン６のストロークエンド付近にそれぞれ配置されている。そして、両磁気センサ８０，８１は、ピストン６に設けられたマグネット９３の磁力を検出する。これにより、ピストン６がロッドカバー側ストロークエンド或いはヘッドカバー側ストロークエンドに移動したか否かが検出される。
【００２２】
各磁気センサ８０，８１には、パイロット式電磁弁１１に形成されたリード線取付溝９４に挿入されているリード線８２が接続されている。そして、リード線８２は取付溝９４を塞ぐ押さえカバー９５によって位置ずれしないようになっている。リード線８２の端部にはセンサ用雌型コネクタ８３，８４がそれぞれ設けられている。各センサ用雌型コネクタ８３，８４は、パイロット式電磁弁１１の側面に設けられた取付カバー８５に装着されている。これらのセンサ用雌型コネクタ８３，８４は、パイロット式電磁弁１１に設けられた電気接続コネクタとしての電磁弁用雌型コネクタ８６付近に配置されている。
【００２３】
前記各雌型コネクタ８３，８４，８６には、センサ用雄型コネクタ８７，８８と、電磁弁用雄型コネクタ８９とが着脱可能に接続されている。そして、センサ用雄型コネクタ８７，８８は、電線としての多芯ケーブル９０を介して一方の端子台９７に接続されている。又、電磁弁用雄型コネクタ８９は、多芯ケーブル９０を介して他方の端子台９８に接続されている。そして、一方の端子台９７は入力側コントローラ９１に接続され、他方の端子台９８は出力側コントローラ９２に接続されている。
【００２４】
以上のような接続関係により、磁気センサ８０，８１は、制御ユニットを構成する入力側コントローラ９１に接続されている。又、パイロット式電磁弁１１は、制御ユニットを構成する出力側コントローラ９２に電気的に接続されている。そして、磁気センサ８０，８１から検出信号が出力されると、その検出信号は入力側コントローラ９１に入力される。この信号入力に基づいて、出力側コントローラ９２は、パイロット式電磁弁１１を駆動制御する。
【００２５】
図１〜図３に示すように、パイロット式電磁弁１１は、合成樹脂製の弁収容ケーシング１２を備えており、その内部には筒状の耐摩耗部材としてのスリーブ１０が設けられている。スリーブ１０は、ステンレスやアルミ等の金属製となっている。
【００２６】
このスリーブ１０内には、流体であるエアの流路を切り換える移動体としてのスプール弁１４が往復移動可能に収容されている。スプール弁１４はその軸上に互いに離間して配置された複数の弁部１４ａを有し、各弁部１４ａには環状のシール部材２３がそれぞれ装着されている。シール部材２３は、スリーブ１０の内周面と弁部１４ａとの界面をシールする。各弁部１４ａの径はスプール弁１４の径よりもわずかに大きい。弁収容ケーシング１２は、１つの給気ポートＰ、パイロット弁給気ポート１５ａ、パイロット弁排気ポート１５ｂ、パイロット弁出力ポート１５ｃ、第１出力ポート１６、第２出力ポート１７、第１排気ポート１８、第２排気ポート１９を有する。
【００２７】
第１及び第２出力ポート１６，１７は、前記バルブ付きエアシリンダＡの第１及び第２エア通路４，５に通じている。これに対して、図４に示すように第１及び第２排気ポート１８，１９は、排気エア通路３２ａ，３３ａを介して共通の排気ポートＨにそれぞれ通じている。図４，図５に示すように、各排気エア通路３２ａ，３３ａ上には２つの絞り弁（図４では絞り弁３２のみを図示している）３２，３３が設けられている。この絞り弁３２，３３は、弁収容ケーシング１２に対し進退可能に螺合して取り付けられている。そして、各排気エア通路３２ａ，３３ａを通るエアの流量をそれぞれに対応する絞り弁３２，３３によって調節することにより、ピストンロッド９の突出速度及び没入速度を自在に調節できるようになっている。
【００２８】
ちなみに、一方の絞り弁３３にて第１排気ポート１８から排出されるエアの排気流量を少なくすることにより、ピストンロッド９の没入速度を遅くし、逆に多くすることにより没入速度を速くすることが可能である。又、他方の絞り弁３２にて第２排気ポート１９から排出されるエアの排気流量を少なくすることにより、ピストンロッド９の突出速度を遅くし、逆に多くすることにより突出速度を速くすることが可能である。
【００２９】
各ポート１５ａ〜１５ｃ、他のポート１６〜１９、及び給気ポートＰはそれぞれ弁収容ケーシング１２の異なる側面において形成されている。本実施形態において、パイロット弁給気ポート１５ａ、パイロット弁排気ポート１５ｂ及びパイロット弁出力ポート１５ｃは、各ポート１６〜１９が配置されている弁収容ケーシング１２の側面とは対峙する側面に配置されている。給気ポートＰは、各ポート１５ａ〜１５ｃ，１６〜１９が配置されている弁収容ケーシング１２の側面に対し直交する側面に配置されている。
【００３０】
弁収容ケーシング１２においてスプール弁１４の一端に位置する箇所には、第１圧力作用室としてのパイロット圧作用室２１が形成されている。一方、スプール弁１４の他端に位置する箇所には、第２圧力作用室としてのエア圧作用室２２が形成されている。各圧力作用室２１，２２内には、大径ピストン２５と、スプールと一体的に設けられた小径ピストン２６とが収容されている。
【００３１】
大径ピストン２５の外周には、摺動パッキン２７が装着されている。摺動パッキン２７は、パイロット圧作用室２１の内周面と、大径ピストン２５の外周面との界面をシールする。小径ピストン２６の外周にも、大径ピストン２５と同様に摺動パッキン２８がパッキンホルダ２９を介して装着されている。摺動パッキン２８は、エア圧作用室２２の内周面と小径ピストン２６の外周面との界面をシールする。
【００３２】
パイロット圧を受ける大径ピストン２５の受圧面積と、エア圧を受ける小径ピストン２６の受圧面積の大きさは異なっている。すなわち、大径ピストン２５の受圧面積の方が小径ピストン２６のそれよりも大きくなっている。これにより、大径ピストン２５が受けるパイロット圧による推力は、小径ピストン２６が受けるエア圧による推力よりも大きいといえる。両ピストン２５，２６が同時にエア圧力を受けると、両ピストン２５，２６に生じる推力差によってスプール弁１４は第１切換位置（図２に示す位置）に移動する。又、小径ピストン２６のみがエア圧を受けると、スプール弁１４は第２切換位置（図３に示す位置）に移動する。
【００３３】
弁収容ケーシング１２にはパイロット圧作用室２１に通じるパイロットエア供給通路３０が形成され、このパイロットエア供給通路３０の外端部が前記パイロット弁出力ポート１５ｃとなっている。弁収容ケーシング１２にはエア圧作用室２２とに通じるエア供給通路３１が形成され、このエア供給通路３１の外端部が前記パイロット弁給気ポート１５ａとなっている。給気ポートＰからはエア供給通路３１を介してエアが常時供給されている。よって、小径ピストン２６に対しエア圧による推力が常に作用している。
【００３４】
図２，図３に示すように、スプール弁１４には流体通路としてのエア導入通路３５が形成されている。エア導入通路３５の一端は、小径ピストン２６の端面において開口され、他端は、スプール弁１４の外周面において開口されている。エア導入通路３５は、１つの大径流路３５ａと、それよりも孔径が小さい複数（２つ）の小径流路３５ｂとから構成されている。大径流路３５ａは、スプール弁１４の端面から中央部付近にかけてスプール弁１４の軸線方向に沿って延びている。一方、２つの小径流路３５ｂは、その両端が開口され、大径流路３５ａの内端部において互いに直交するようにスプール弁１４の径方向に沿って延びている。つまり、エア導入通路３５の一端はスプール弁１４の一端面において１箇所開口され、他端はスプール弁１４の外周面中央部付近において複数箇所開口されている。
【００３５】
そして、スプール弁１４が第１切換位置（図２に示す位置）に移動することにより、エア圧作用室２２と第１出力ポート１６とは、エア導入通路３５を介して互いに連通する。従って、スプール弁１４が第１切換位置にあるとき、パイロット圧作用室２１内に送り込まれている加圧エアがエア導入通路３５を介して第１出力ポート１６に供給される。
【００３６】
又、スプール弁１４が第２切換位置（図３に示す位置）に移動することにより、エア圧作用室２２と第２出力ポート１７とは、エア導入通路３５を介して互いに連通する。従って、スプール弁１４が第２切換位置にあるとき、パイロット圧作用室２１内に送り込まれている加圧エアがエア導入通路３５を介して第２出力ポート１７に供給される。
【００３７】
図１〜図３に示すように、前記弁収容ケーシング１２の一側（図１の右側）にはパイロット駆動部Ｄが設けられている。このパイロット駆動部Ｄは、弁収容ケーシング１２に対して接合された合成樹脂製の駆動部本体４１を備えている。この駆動部本体４１には、前記パイロット弁給気ポート１５ａに通じるパイロット給気通路３４と、パイロット弁排気ポート１５ｂに通じるパイロット排気通路３７とが形成されている。
【００３８】
又、駆動部本体４１には、パイロット弁出力ポート１５ｃに通じるパイロット出力通路４０が形成されている。このパイロット出力通路４０は、駆動部本体４１に形成された連通路３６を介してパイロット給気通路３４に通じている。つまり、給気ポートＰに供給される加圧エアは、パイロット給気通路３４、連通路３６、パイロット出力通路４０を介してパイロット圧作用室２１内に供給されるようになっている。
【００３９】
駆動部本体４１においてパイロット給気通路３４の内端部に位置する箇所には、第１弁座３８が設けられている。又、駆動部本体４１においてパイロット排気通路３７の内端部に位置する箇所には、第２弁座３９が設けられている。両弁座３８，３９は同一線上において互いに反対方向を向くように背向配置されている。
【００４０】
駆動部本体４１の一側部にはコイル収容ケーシング４２が設けられ、その内部にはボビン４３に巻回されたコイル４４が設けられている。ボビン４３の中央部形成された収容孔４３ａには、固定鉄心４５と可動鉄心４６とが設けられている。収容孔４３ａの一端開口部は固定鉄心４５によって塞がれ、他端開口部からは可動鉄心４６が突出されている。
【００４１】
この可動鉄心４６は、その軸線が前記スプール弁１４の軸線と平行となる位置関係で配置されている。このような配置とすることにより、スプール弁１４の軸線方向に対し直交する方向におけるパイロット式電磁弁１１全体をコンパクト化することが可能になる。なぜなら、スプール弁１４が設けられている弁収容ケーシング１２は、スプール弁１４の軸線方向の外形寸法が大きく、その軸線方向に対して直交する方向の外形寸法が小さいからである。又、パイロット駆動部Ｄは、可動鉄心４６の軸線方向の外形寸法が大きく、その軸線方向に対して直交する方向の外形寸法が小さいからである。
【００４２】
可動鉄心４６の先端部には、それと一体的に可動する第１弁シート５１と第２弁シート５２とが設けられている。第１弁シート５１は、可動鉄心４６の先端面に配置され、その端面は前記第１弁座３８に対し当接可能となっている。これに対して、第２弁シート５２は、シートホルダ５３を介して前記第１弁シート５１とは離間した位置に配置されている。第２弁シート５２の端面は前記第２弁座３９に当接可能となっている。
【００４３】
そして、コイル４４に通電すると、そこに生じる電磁力によって可動鉄心４６は吸引され、図２に示す通電位置に配置される。この結果、給気用パイロット弁Ｂ１は開かれるとともに、排気用パイロット弁Ｂ２は閉じられる。又、コイル４４に通電しないと電磁力が生じなくなるため、可動鉄心４６は突出され、図３に示す非通電位置に配置される。この結果、給気用パイロット弁Ｂ１は閉じられるとともに、排気用パイロット弁Ｂ２は開かれる。
【００４４】
図２，図３に示すように、前記可動鉄心４６の先端部には、大径コイルバネ５６が外挿されている。大径コイルバネ５６の一端は、前記コイル収容ケーシング４２に設けられたコイルカバー５５に係止されている。大径コイルバネ５６の他端は、可動鉄心４６の先端外周面に形成された環状突部５４に係止されている。そして、大径コイルバネ５６は、第１弁シート５１を第１弁座３８に近づける方向に弾性力を付与している。
【００４５】
駆動部本体４１において第２弁シート５２と対峙する箇所には、バネ支持部５９が取り付けられている。このバネ支持部５９と第２弁シート５２との間には、小径コイルバネ６０が設けられている。この小径コイルバネ６０の一端は、第２弁シート５２の端部に形成された係止突部６１に係合され、他端はバネ支持部５９に形成された係止突部６２に係合されている。そして、小径コイルバネ６０は、第２弁シート５２を第２弁座３９に近づける方向に弾性力を付与している。なお、本実施形態では、前記第１弁シート５１及び第１弁座３８により給気用パイロット弁Ｂ１が構成されている。又、第２弁シート５２及び第２弁座３９により排気用パイロット弁Ｂ２が構成されている。
【００４６】
大径コイルバネ５６は、小径コイルバネ６０の弾性力よりも大きい弾性力に設定されている。そのため、コイル４４が通電されていない状態においては、第１弁座３８に対し第１弁シート５１のみが圧接されることとなる。又、小径コイルバネ６０の弾性力とコイル４４の電磁吸引力とを合わせた力は、大径コイルバネ５６の弾性力よりも大きくなるように設定されている。従って、コイル４４が通電されている状態においては、第２弁座３９に対し第２弁シート５２が圧接されることとなる。
【００４７】
次に、上記のように構成されたパイロット式電磁弁１１の作用について説明する。
（ピストンロッド９の突出動作）
コイル４４が通電されると、そこに生じる電磁力により可動鉄心４６が吸引され、給気用パイロット弁Ｂ１が開くとともに、排気用パイロット弁Ｂ２が閉じる。これにより、給気ポートＰ、エア供給通路３１、パイロット給気通路３４、連通路３６及びパイロット出力通路４０を介してパイロット圧作用室２１内に加圧エアが供給される。すると、大径ピストン２５の受圧面にパイロット圧が加わり、大径ピストン２５に推力が生じる。
【００４８】
このとき、給気ポートＰからの加圧エアは、エア供給通路３１を介してエア圧作用室２２内にも供給されており、小径ピストン２６の受圧面にエア圧が常に加わっている。つまり、小径ピストン２６には、エア圧による推力が常に働いている。しかし、この推力は大径ピストン２５の推力よりも小さいため、結果としてスプール弁１４は第１切換位置（図２に示す位置）に移動する。
【００４９】
スプール弁１４が第１切換位置に移動することにより、給気ポートＰ、エア供給通路３１、エア圧作用室２２、エア導入通路３５、第１出力ポート１６、第１エア通路４を介してヘッドカバー側圧力作用室７内に加圧エアが供給される。これにより、ヘッドカバー側圧力作用室７内の圧力が上昇し、ピストン６及びピストンロッド９がロッドカバー側（図１の左側）の方向に移動する。それとともに、ロッドカバー側圧力作用室８内のエアは、第２エア通路５、第２出力ポート１７を介してスリーブ１０内を通り、更に第２排気ポート１９、排気エア通路３２ａ、排気ポートＨを介して外部に排出される。
【００５０】
（ピストンロッド９の没入動作）
次いで、コイル４４への通電がされなくなると、両コイルバネ５６，６０の弾性力の差でもって、可動鉄心４６が突出され、給気用パイロット弁Ｂ１が閉じるとともに、排気用パイロット弁Ｂ２が開く。これにより、給気ポートＰからの加圧エアは、エア圧作用室２２のみに供給されることとなる。すなわち、大径ピストン２５の受圧面にはパイロット圧がかからなくなるので、大径ピストン２５に推力が生じなくなる。この結果、小径ピストン２６のみの推力を受けてスプール弁１４が第２切換位置（図３に示す位置）に移動する。又、スプール弁１４が第２切換位置に移動するのに伴い、パイロット圧作用室２１内にあるエアは、パイロットエア供給通路３０、パイロット出力通路４０、パイロット排気通路３７、パイロット弁排気ポート１５ｂ、第１排気ポート１８、排気エア通路３３ａ、排気ポートＨを介して外部に排出される。
【００５１】
スプール弁１４が第２切換位置に切り換えられることにより、給気ポートＰ、エア供給通路３１、エア圧作用室２２、エア導入通路３５、第２出力ポート１７、第２エア通路５を介してロッドカバー側圧力作用室８内に加圧エアが供給される。これにより、ロッドカバー側圧力作用室８内の圧力が上昇し、ピストン６及びピストンロッド９がヘッドカバー側（図１の右側）の方向に移動する。それとともに、ヘッドカバー側圧力作用室７内のエアは、第１エア通路４、第１出力ポート１６を介してスリーブ１０内を通り、更に第１排気ポート１８、排気エア通路３３ａ、排気ポートＨを介して外部に排出される。
【００５２】
従って、本実施形態によれば以下のような効果を得ることができる。
（１）スプール弁１４の内部にはその軸線方向に沿って延びるエア導入通路３５が形成されている。そして、そのスプール弁１４が第１切換位置に移動したときには、第１出力ポート１６とエア圧作用室２２とがエア導入通路３５を介して連通される。又、スプール弁１４が第２切換位置に移動したときは、第２出力ポート１７とエア圧作用室２２とがエア導入通路３５を介して連通される。そのため、エア圧作用室２２内の加圧エアを各出力ポート１６，１７から排出することができ、ピストンロッド９を出没させることができる。この結果、給気ポートＰからの加圧エアをエア圧作用室２２内に供給しさえすれば、給気ポートＰの位置は、従来技術に示すように両出力ポートの間に配置する必要がない。よって、各ポート１６，１７，Ｐをスプール弁１４の軸線方向に沿って並設せずに済むことから、スプール弁１４の軸線方向における弁収容ケーシング１２の寸法が小さくなる。従って、パイロット式電磁弁１１全体を小型化することができ、エアシリンダＡ全体の小型化を図ることができる。
【００５３】
（２）弁収容ケーシング１２において両出力ポート１６，１７が配置されている面とは異なる面に給気ポートＰを配置することができる。そのため、弁収容ケーシング１２に形成されているエア供給通路３１、パイロットエア供給通路３０等のエア通路や、各ポート１６〜１９等の配置の自由度が高くなる。従って、パイロット式電磁弁１１の設計が行い易くなる。
【００５４】
（３）弁収容ケーシング１２において両出力ポート１６，１７が配置されている面とは異なる面に給気ポートＰを配置することができるので、スプール弁１４に形成された弁部１４ａの数を少なくすることができる。すなわち、従来技術において弁部１４ａが６つ設けられているのに対して、本実施形態では４つに減らすことができる。よって、スリーブ１０に接しているシール部材２３の数が少なくなるので、スリーブ１０に対するスプール弁１４の摺動抵抗を減らすことができる。特に、スプール弁１４の始動時における抵抗力を低下することができるので、スプール弁１４の応答性を向上することができる。
【００５５】
（４）エア導入通路３５の存在によりスプール弁１４の軽量化を図ることができるため、スプール弁１４の応答性をいっそう向上することができる。
（５）弁収容ケーシング１２には、スプール弁１４が摺動する部分に耐摩耗性を有するスリーブ１０が設けられている。このスリーブ１０の存在により、スプール弁１４と弁収容ケーシング１２とは全く接していないことから、弁収容ケーシング１２に対するスプール弁１４の摺動部分を無くすことができる。従って、弁収容ケーシング１２の形成材料に安価かつ軽量な合成樹脂等を採用することができる。この結果、パイロット式電磁弁１１全体のコストダウン、及び軽量化に貢献することができる。
【００５６】
（６）ヘッドカバー側圧力作用室７内にあるエアを排出する場合と、パイロット圧作用室２１内にあるエアを排出する場合とでは、共通の流路を介して排気ポートＨから排出することができる。具体的に言うと、いずれの場合においてエアをシリンダ用第１排気ポート１８、排気エア通路３３ａを通して排出することができる。従って、エアの排出経路を共通化することにより、弁収容ケーシング１２に形成されるエア通路の単純化に貢献することができるので、弁収容ケーシング１２の加工コストを低減することができる。
【００５７】
（７）パイロット駆動部Ｄに設けられた可動鉄心４６と、弁収容ケーシング１２に設けられたスプール弁１４とは、それらの軸線が平行となる位置関係をもって配置されている。そのため、可動鉄心４６とスプール弁１４との軸線が直交する位置関係で配置した場合と比較して、スプール軸線方向におけるパイロット式電磁弁１１の寸法を小さくすることができる。
【００５８】
（８）  パイロット式電磁弁１１に設けた電磁弁用雌型コネクタ８６と、磁気センサ８０，８１に接続されているセンサ用雌型コネクタ８３，８４は、それぞれ集中的に配置されている。そのため、各雌型コネクタ８３，８４，８６に対して雄型コネクタ８７，８８，８９を着脱する作業を容易に行うことができる。従って、メンテナンス等によりエアシリンダＡを簡単に交換することができる。又、雌型コネクタ８３，８４，８６を集中配置したことから、多芯ケーブル９０１つにすることができる。そのため、配線スペースを削減することができるとともに配線の簡素化を図ることができる。
【００５９】
なお、本発明の実施形態は以下のように変更してもよい。
・  給気ポートＰを例えばエア圧作用室２２の近傍に設け、エア供給通路３１を介すことなく加圧エアをエア圧作用室２２に直接供給するようにしてもよい。この場合における給気ポートＰの配置箇所としては、例えば弁収容ケーシング１２の上面（図１の上面）や、弁収容ケーシング１２の左側面上部（図１の左側面）等が考えられる。
【００６０】
・  前記実施形態では、弁収容ケーシング１２にスリーブ１０を設け、その内部にスプール弁１４を収容したが、このスリーブ１０を省略してもよい。この構成を採用した場合には、弁収容ケーシングを合成樹脂製ではなく金属製にすることが好ましい。
【００６１】
次に、特許請求の範囲に記載された技術的思想のほかに、前述した実施形態によって把握される技術的思想を以下に示す。
【００６２】
（１）弁収容ケーシングとスプール弁との境界部には耐摩耗部材（スリーブ）が設けられていることを特徴とするパイロット式電磁弁。この構成にすれば、弁収容ケーシングに耐摩耗性能を持たせなくてもよくなるので、弁収容ケーシングの形成材料に耐摩耗性をもたせなくてもよい。従って、弁収容ケーシングの材料を例えば合成樹脂等にすることができる。従って、パイロット式電磁弁の軽量化かつコストダウンを図ることができる。
【００６３】
（２）流体供給ポートと、この流体供給ポートに導入される流体をアクチュエータに供給する複数の出力ポートとを備えた弁収容ケーシング内に、スプール弁を２位置間で往復移動可能に収容し、前記スプール弁の端部側に設けられた圧力作用室に、前記スプール弁と一体化されたピストンを往復移動可能に設け、前記ピストンにパイロット圧を付与することによりスプール弁を移動させるようにしたパイロット式電磁弁において、前記スプール弁の内部に流体通路を設け、前記スプール弁が第１切換位置に移動したときに前記圧力作用室と特定の出力ポートとを前記流体通路を介して連通させ、前記スプール弁が第２切換位置に移動したときに前記圧力作用室と他の出力ポートとを前記流体通路を介して連通させることを特徴とするパイロット式電磁弁。
【００６４】
（３）前記各圧力室は、前記パイロット式電磁弁に設けられている前記流体排出通路（排気エア通路３２ａ，３３ａ）に連通され、前記流体排出通路の途中には移動体の移動速度を調節する流量調整手段（絞り弁３２，３３）が設けられていることを特徴とするパイロット式電磁弁。
【００６５】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば、スプール弁に設けた流体通路を通して流体供給ポートからの流体を出力ポートに流しているため、パイロット式電磁弁を小型化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】バルブ付きエアシリンダの断面図。
【図２】電磁弁が通電している状態を示す断面図。
【図３】電磁弁が通電していない状態を示す断面図。
【図４】図２とは異なる位置における電磁弁の断面図。
【図５】バルブ付きエアシリンダの分解斜視図。
【図６】従来技術におけるバルブ付きエアシリンダの断面図。
【符号の説明】
６…ピストン（移動体）、７…ヘッドカバー側圧力作用室（第１の圧力室）、８…ロッドカバー側圧力作用室（第２の圧力室）、９…ピストンロッド（移動体）、１１…パイロット式電磁弁、１２…弁収容ケーシング、１４…スプール弁、１６…第１出力ポート、１７…第２出力ポート、１８…第１排気ポート、１９…第２排気ポート、２１…パイロット圧作用室（第１圧力作用室）、２２…エア圧作用室（第２圧力作用室）、２５…大径ピストン、２６…小径ピストン、３５…エア導入通路（流体通路）、４６…可動鉄心、８２…リード線、８３，８４…センサ用雌型コネクタ（コネクタ）、８６…電磁弁用雌型コネクタ（電気接続コネクタ）、９０…多芯ケーブル（電線）、９１…入力側コントローラ（制御ユニット）、９２…出力側コントローラ（制御ユニット）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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