JP2006283851A - スペーサ付き直動形電磁弁 - Google Patents

スペーサ付き直動形電磁弁 Download PDF

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秀治 佐藤
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Abstract


【課題】 流路切換用の弁部材を電磁力で直接駆動する直動形の電磁弁を、マニホールドベースに搭載して使用する際の適合性と取り扱い性とに勝れるように構成する。
【解決手段】 直動形としての構成を有する電磁弁本体2の側面に、マニホールドベースとの間に介設されるスペーサ3を、該スペーサ3に形成した係止片15,44を電磁弁本体2に形成した係止孔16,45に弾力的に係止させることにより取り付け、このスペーサ3に、上記電磁弁本体2の各ポートをマニホールドベースに連通させる複数の中継流路53a,53b,53cと、上記電磁弁本体2のコイル端子40に電気接続された受電端子57を有する配線基板14とを設ける。
【選択図】 図3

Description

本発明は、マニホールドベースに搭載して使用する直動形電磁弁に関するものであり、更に詳しくは、スペーサを介してマニホールドベースに搭載できるようにしたスペーサ付きの直動形電磁弁に関するものである。
ハウジングの内部に流路切換用の弁部材を有する主弁部と、励磁コイルへの通電により発生する電磁力で上記弁部材を直接駆動する電磁操作部とを、軸線方向に一体に結合してなる直動形電磁弁は、例えば特許文献1に示すように、これまでに各種形態のものが提案されている。この種の直動形電磁弁は、可動鉄心で上記弁部材を直接駆動するため、開閉ストロークが短く、ポート数も通常は2つ又は3つといったように、パイロット弁でスプールを切り換える構成の電磁パイロット式のスプール形切換弁などに比べると、全体的に小形である。
このような直動形電磁弁は、一般に、ハウジングの一方の側面に各ポートが配設され、反対側の側面に端子箱が取り付けられて受電用の端子が配設されている。そして、この電磁弁をマニホールドベースに搭載するときは、それを該マニホールドベース上に直接搭載し、上記受電用の端子に給電コネクタを接続するようにしている。
しかし、このように電磁弁をマニホールドベースに直接搭載する場合には、電磁弁におけるポートの配置とマニホールドベースにおける流路接続孔の配置とが完全に一致していることが必要となり、電磁弁とマニホールドベースとの間の適用範囲が制限される。しかも、電磁弁の使用条件や設置条件によっては、マニホールドベースを介して給電することが好ましい場合もあり、このような要求には対応することができない。
一方、電磁パイロット式のスプール形切換弁の場合には、例えば特許文献2に示すように、該切換弁とマニホールドベースとの間に中間ブロックを介在させ、この中間ブロックを介してマニホールドベースから切換弁に圧力流体を供給すると共に給電するようにしている例がある。
しかし、この例では、上記切換弁と中間ブロックとマニホールドベースとを独立部品として個別に用意し、それらを順次重ねてボルトで一体に結合するようにしているため、その結合時に位置ずれを生じないようにするための位置決め機構が必要であり、また、メンテナンス等のためにボルトを緩めて分解する際に、各部品が全て分離してしまうため、場合によっては取り扱いにくい場合もある。
特開2003−56738号公報 特開2002−213632号公報
そこで本発明の目的は、マニホールドベースとの間の適合性に勝れ、かつ、該マニホールドベースに搭載して使用する場合の取り扱い性にも勝れた直動形電磁弁を提供することにある。
上記目的を達成するため、本発明のスペーサ付き直動形電磁弁は、ハウジングの内部に流路切換用の弁部材を有する主弁部と、励磁コイルへの通電により発生する電磁力で上記弁部材を直接駆動する電磁操作部とを、軸線方向に一体に結合してなる直動形の電磁弁本体、及び、この電磁弁本体の側面に取り付けられたスペーサによって構成され、このスペーサを介してマニホールドベース上に搭載されるスペーサ付き直動形電磁弁であって、上記電磁弁本体の主弁部は、上記ハウジングの側面に、上記流路に通じる複数のポートと、上記スペーサの端部を係止させるための第1係止孔と、上記励磁コイルと配線基板とを電気接続するための一対の電気接続孔とを有し、上記電磁操作部は、略矩形の筒形断面をした磁気カバーを有していて、この磁気カバーの内部に、上記励磁コイルと、この励磁コイルから上記主弁部側に延出して該主弁部の上記各電気接続孔内に達する一対のコイル端子とを有すると共に、該磁気カバーの側面に、上記スペーサの端部を係止させるための第2係止孔を有し、上記スペーサは、非導電性の素材により上記主弁部と電磁操作部とに跨る長さに形成されていて、上記主弁部に対応する部分には、上記各ポートとマニホールドベースとを結ぶ複数の中継流路と、上記第1係止孔に弾力的に係止する第1係止片とが形成され、また、上記電磁操作部に対応する部分には、上記配線基板と、上記第2係止孔に弾力的に係止する第2係止片とが設けられ、上記配線基板は、上記各電気接続孔内に嵌合して上記コイル端子と接触する一対の接続端子と、これらの接続端子に電気接続されて上記スペーサから延出する一対の受電端子とを有することを特徴とするものである。
本発明において、上記ハウジングの第1係止孔とスペーサの第1係止片とが、これらハウジングとスペーサとにおける幅方向の両端部寄りの位置にそれぞれ一対ずつ形成され、また、上記磁気カバーの第2係止片とスペーサの第2係止片とが、これら磁気カバーとスペーサとにおける幅方向の一端部寄りの位置にそれぞれ1つずつ形成されていることが望ましい。
また、本発明において好ましくは、上記接続端子が、金属板を略S字形に折り曲げることにより形成されていて、その一端を上記配線基板に固定され、他端が上記電気接続孔内に嵌合して上記コイル端子の側面に弾力的に当接していることである。
本発明の直動形電磁弁は、電磁弁本体の側面にスペーサを一体に取り付けることにより構成されていて、このスペーサを介してマニホールドベースに搭載するようになっているので、上記電磁弁本体のポートの配置とマニホールドベースの流路接続孔の配置とが完全に一致していない場合でも、上記スペーサによってそれらの位置関係を調整することができ、適用範囲が広がる。
また、上記電磁弁本体とスペーサとを一体に結合してあることにより、直動形電磁弁としてマニホールドベースに搭載する際や、メンテナンス等のためにそれをマニホールドベースから取り外す際に、上記電磁弁本体とベースとを一体のまま取り扱うことができるため、作業が容易で取り扱い易いという利点がある。
しかも、上記電磁弁本体とスペーサとを、スペーサに設けた係止片を電磁弁本体に設けた係止孔に弾力的に係止させることにより結合しているので、その結合のための構成が簡単で、必要に応じて容易に分離させることができる。
更に、必要に応じて電磁弁の受電端子をマニホールドベースに設けた給電端子にプラグイン式に接続できるようにすることもでき、これにより、マニホールドベースを通じて電磁弁への給電が可能になる。
図1には本発明に係るスペーサ付き直動形電磁弁の一実施形態が示されており、この電磁弁1は、直動形の電磁弁本体2の側面にスペーサ3を取り付けることにより構成されていて、上記スペーサ3を介してマニホールドベース100上に搭載されるものである。
上記電磁弁本体2は、図2及び図3からも分かるように、流体流路を切り換えるための弁部材10を有する主弁部5と、上記弁部材10を電磁力で直接駆動する電磁操作部6とで構成されていて、これらの主弁部5と電磁操作部6とが、電磁弁本体2の軸線L方向に直列状態に結合されている。
上記主弁部5は、矩形の断面形状を有する非磁性材製のハウジング8を有している。このハウジング8の側面8aには、その幅方向の中央位置に、供給ポートPと出力ポートAと排出ポートRとが軸線L方向に一列に並んで開口しており、また、同側面8aの上記電磁操作部6寄りの位置には、後述する励磁コイル13と配線基板14とを電気接続するための一対の電気接続孔11が、上記ポート列を挟んで該側面8aの幅方向の一端側と他端側とに相対して位置するように形成され、更に、上記側面8aにおけるハウジング8の底面寄りの位置には、上記スペーサ3の一端に形成された一対の第1係止片15を係止させるための一対の第1係止孔16が、該側面8aの幅方向の一端側と他端側とに相対して位置するように形成され、各第1係止孔16が、ハウジング8の底面に形成された補助孔16aにそれぞれ通じている。
また、上記ハウジング8の内部には、上記軸線L上の位置に円形をした弁室19が形成され、この弁室19に上記各ポートP,A,Rが連通している。このうち供給ポートPと排出ポートRとは、軸線L上の互いに相対する位置に開口する供給オリフィス20と排出オリフィス21とを通じて上記弁室19に連通し、出力ポートAは、それらの間の位置において弁室19の側壁に形成された出力オリフィス22を通じて該弁室19に連通している。
また、上記弁室19内には、ポペット式の上記弁部材10が軸線L方向に変移自在なるように収容され、この弁部材10を上記電磁操作部6で直接駆動操作し、上記供給オリフィス20の回りの供給弁座と排出オリフィス21の回りの排出弁座とに接離させることによってこれらのオリフィス20,21を開閉するように構成されている。そして、この弁部材10が上記排出オリフィス21を閉鎖したときには、供給オリフィス20から弁室19及び出力オリフィス22を通じて供給ポートPと出力ポートAとが連通し、供給オリフィス20を閉鎖したときには、出力オリフィス22から弁室19及び排出オリフィス21を通じて出力ポートAと排出ポートRとが連通するようになっている。
上記供給オリフィス20は、上記弁室19の端部を区画するリテーナ23に設けられている。このリテーナ23は、短円柱状をした部材からなり、上記弁室19に連なる取付孔24内に2つのシール部材27a,27bを介してハウジング8の端部から挿入され、該ハウジング8に係止する固定板25で外側から支持されることにより該ハウジング8に取り付けられている。このリテーナ23の内部には、上記2つのシール部材27a,27bの間の位置に上記供給ポートPに通じる連通孔26が径方向に設けられ、この連通孔26が上記供給オリフィス20に連通している。
また、上記弁部材10は、ゴム又は合成ゴムからなる短円柱状をした部材であって、円筒状をした合成樹脂製の弁ホルダ29内に嵌着されることによってこの弁ホルダ29に保持され、上記リテーナ23との間に介設された弁復帰ばね30のばね力によって排出オリフィス21側に向けて弾発されている。上記弁ホルダ29の左右両側面には、互いに平行しながら軸線L方向に延びる一対のプッシュロッド31が一体に設けられ、これらのプッシュロッド31の先端が、上記ハウジング8と電磁操作部6との間の鉄心室32内に、該ハウジング8に形成されたロッド孔を通じて延出している。上記鉄心室32は、ハウジング8の端面の凹部内に形成されている。
上記電磁操作部6は、鉄などの磁性材からなる矩形の筒形をした磁気カバー35を有していて、この磁気カバー35によって外周面即ち側面と頂面とが覆われている。そして、この磁気カバー35の内部に、上記励磁コイル13が巻かれた非磁性材製で中空のボビン36と、このボビン36の一端と上記ハウジング8との間に介在する磁性材製の磁気プレート37と、上記ボビン36とこの磁気プレート37とに跨って延びる内孔内に設置された磁性材製の固定鉄心38及び可動鉄心39とが設けられている。上記磁気プレート37は、その外周部を上記磁気カバー35の内面に当接させることによって該磁気カバー35に磁気結合されている。
また、上記ボビン36の端部からは、上記励磁コイル13に導通する一対のコイル端子40が、電磁弁本体2の軸線Lに沿って上記主弁部5側に向けて延出し、それらの先端はハウジング8に形成された上記電気接続孔11内に達している。
上記磁気カバー35には、相対する2つの側面35a,35bにおける開放端寄り即ち主弁部5寄りの位置に、切り込みによって区画された係止部片41が形成され、この係止部片41を磁気カバー35の内側に変形させて上記ハウジング8の側面の係止凹部42に係合させることにより、該ハウジング8に結合されている。
また、上記磁気カバー35の側面35aには、上記スペーサ3の電磁操作部6側の端部に形成された第2係止片44を係止させるための第2係止孔45が形成されている。この第2係止孔45は、上記側面35aの幅方向の一端部寄りの位置に1つだけ形成されている。図示の例では、端子板等を取り付けるための4つの通孔を備えた既存の磁気カバーがそのまま使用されていて、4つの通孔のうちの1つが上記第2係止孔45として使用されている。しかし、1つの第2係止孔45だけを設けたものであっても良いことは勿論である。
上記2つの鉄心のうち固定鉄心38は、大径部38a側の端面が上記磁気カバー35の頂面の内面に当接することによって該磁気カバー35と磁気的に結合されると共に、この大径部38aが、上記ボビン36の一方のフランジ部側の端部に形成された段部内に嵌合することにより、この大径部38aを上記ボビン36と磁気カバー35の頂面との間に挟持されて固定されている。また、上記可動鉄心39は、その大径部39a側の先端部が上記内孔から鉄心室32内に延出していて、この先端部に、合成樹脂製のキャップ47が装着されている。このキャップ47は、鉄心復帰ばね48のためのばね座の機能を有するもので、先端のフランジ状の張出部と上記磁気プレート37との間に、該可動鉄心39を固定鉄心38から離反する初期位置に復帰させるためのコイル状をした上記鉄心復帰ばね48が介設されている。
なお、図中49は、上記ハウジング8と磁気プレート37との間に介在するシール部材である。
上記電磁操作部6において、上記励磁コイル13が非通電の状態では、可動鉄心39が鉄心復帰ばね48のばね力で固定鉄心38から離間する初期位置を占める。このとき、該可動鉄心39でプッシュロッド31が押され、弁部材10が供給オリフィス20を閉鎖して排出オリフィス21を開放するため、出力ポートAと排出ポートRとが弁室19を介して相互に連通する。この状態から上記励磁コイル13に通電すると、図1に示すように、上記可動鉄心39が固定鉄心38に吸着されると共に、上記弁部材10が弁復帰ばね30のばね力で排出オリフィス21を閉鎖し、供給オリフィス20を開放するため、供給ポートPと出力ポートAとが弁室19を介して相互に連通する。
上記スペーサ3は、合成樹脂等の非導電性素材からなるもので、上記主弁部5と電磁操作部6とに跨る長さを有しており、該スペーサ3の両面は、上記電磁弁本体2の側面に当接する弁当接面51と、マニホールドベース100に当接するベース当接面52となっている。そして、該スペーサ3の上記主弁部5に対応する部分には、上記各ポートP,A,Rに連通してベース当接面52に開口する複数の中継流路53a,53b,53cと、上記第1係止孔16に弾力的に係止する一対の上記第1係止片15とが形成されており、また、該スペーサ3の上記電磁操作部6に対応する部分には、上記弁当接面51側に凹部54が形成されていて、この凹部54内に上記配線基板14と、上記第2係止孔45に弾力的に係止する1つの上記第2係止片44とが設けられている。
上記第1係止片15及び第2係止片44は、先端に鈎形の爪部を有するもので、このうち第1係止片15は、上記スペーサ3の主弁部5側の端部寄りの位置に、上記中継流路列を挟んで該スペーサ3の幅方向の一端側と他端側とに相対して位置するように形成されており、また、上記第2係止片44は、スペーサ3の電磁操作部6側の端部寄りの位置に、該スペーサ3の幅方向の一端側に位置するように1つだけ形成されている。そして、上記一対の第1係止片15を主弁部5のハウジング8に形成された一対の第1係止孔16に弾力的に係止させると共に、上記第2係止片44を電磁操作部6の磁気カバー35に形成された第2係止孔45に弾力的に係止させることにより、該スペーサ3が電磁弁本体2の側面に取り付けられている。
上記スペーサ3は、ハウジング8の底面に形成された上記補助孔16aを通じて第1係止孔16に対する第1係止片15の係止を解除することにより、電磁弁本体2から取り外すことができる。
上記配線基板14は、上記電磁弁本体2の電気接続孔11内に嵌合して上記コイル端子40と接触する一対の接続端子56と、スペーサ3のベース当接面52から側方に延出する一対の受電端子57とを有し、これらの接続端子56と受電端子57とは、配線基板14に設けられた印刷配線を通じて電気的に接続されている。この配線基板14は、上記凹部54の側壁に形成された複数の突起58に係止することにより該凹部54内に保持されており、また、該配線基板14の上記受電端子57を有する側の端部における幅方向の一端側には、上記第2係止片44から逃げるための切り欠き59が設けられている。
上記接続端子56は、金属板を略S字形に折り曲げることにより形成されていて、該接続端子56の一端が上記配線基板14に固定され、他端が上記電気接続孔11内に嵌合して上記コイル端子40の側面に弾力的に当接している。
また、上記マニホールドベース100は、上記スペーサ3付きの直動形電磁弁本体2に対して圧力流体の供給及び排出と給電とを行うもので、該電磁弁本体2を搭載するための搭載面101と、供給用、出力用、排出用の複数の流路102,103,104と、これらの流路から分岐して上記搭載面101に開口し、上記電磁弁本体2の各ポートP,A,Rに連通する複数の流路接続孔102a,103a,104aとを有すると共に、上記電磁弁本体2の受電端子57とプラグイン式に接続される給電端子105を有している。そして、このマニホールドベース100上に上記スペーサ付き直動形電磁弁1が搭載され、ねじ61で固定されている。このねじ61は、電磁弁本体2の主弁部5とスペーサ3とに形成された取付孔62,63内に挿通され、上記マニホールドベース100のねじ孔にねじ付けられている。
なお、上記マニホールドベース100が複数の電磁弁本体2を搭載するものである場合には、上記供給用と排出用の流路102,104は、各電磁弁1の供給ポートPと排出ポートRとに連通する共通流路となり、また、出力用の流路103は、各電磁弁1の出力ポートAに個別に連通する個別流路となって、マニホールドベース100の側面の各電磁弁1に対応する位置に配設される。
このようなマニホールドベースの構成は一般的なものであり、本発明の要旨とも直接関係がないので、ここでのこれ以上具体的な説明は省略する。
かくして上記直動形電磁弁1は、電磁弁本体2の側面にスペーサ3を一体に取り付けることにより構成されていて、このスペーサ3を介してマニホールドベース100に搭載するようになっているので、上記電磁弁本体2のポートP,A,Rの配置とマニホールドベース100の流路接続孔102a,103a,104aの配置とが完全に一致していない場合でも、上記スペーサ3によってそれらの位置関係を調整することができ、適用範囲が広がる。
また、上記電磁弁本体2とスペーサ3とを一体に結合してあることにより、直動形電磁弁1として上記マニホールドベース100に搭載する際や、メンテナンス等のためにそれをマニホールドベース100から取り外す際に、ねじ61を緩めても上記電磁弁本体2とスペーサ3とが分離することがなく、それらを一体のまま取り扱うことができるため、作業が容易で取り扱い易いという利点がある。
しかも、上記電磁弁本体2とスペーサ3とを、スペーサ3に設けた係止片15,44を電磁弁本体2に設けた係止孔16,45に弾力的に係止させることにより結合しているので、その結合のための構成が簡単で、必要なときにはそれらを容易に分離させることができる。
本発明に係る直動形電磁弁の一実施形態を示す断面図である。 電磁弁本体の主弁部と電磁操作部とを切り離した状態の斜視図である。 電磁弁本体とスペーサとを切り離した状態の斜視図である。
符号の説明
1 電磁弁
2 電磁弁本体
3 スペーサ
5 主弁部
6 電磁操作部
8 ハウジング
10 弁部材
11 電気接続孔
13 励磁コイル
14 配線基板
15 第1係止片
16 第1係止
35 磁気カバー
40 コイル端子
44 第2係止片
45 第2係止孔
51 弁当接面
52 ベース
53a,53b,53c 中継流路
56 接続端子
57 受電端子
100 マニホールドベース
P,A,R ポート
L 軸線

Claims (3)

  1. ハウジングの内部に流路切換用の弁部材を有する主弁部と、励磁コイルへの通電により発生する電磁力で上記弁部材を直接駆動する電磁操作部とを、軸線方向に一体に結合してなる直動形の電磁弁本体、及び、この電磁弁本体の側面に取り付けられたスペーサによって構成され、このスペーサを介してマニホールドベース上に搭載されるスペーサ付き直動形電磁弁であって、
    上記電磁弁本体の主弁部は、上記ハウジングの側面に、上記流路に通じる複数のポートと、上記スペーサの端部を係止させるための第1係止孔と、上記励磁コイルと配線基板とを電気接続するための一対の電気接続孔とを有し、
    上記電磁操作部は、略矩形の筒形断面をした磁気カバーを有していて、この磁気カバーの内部に、上記励磁コイルと、この励磁コイルから上記主弁部側に延出して該主弁部の上記各電気接続孔内に達する一対のコイル端子とを有すると共に、該磁気カバーの側面に、上記スペーサの端部を係止させるための第2係止孔を有し、
    上記スペーサは、非導電性の素材により上記主弁部と電磁操作部とに跨る長さに形成されていて、上記主弁部に対応する部分には、上記各ポートとマニホールドベースとを結ぶ複数の中継流路と、上記第1係止孔に弾力的に係止する第1係止片とが形成され、また、上記電磁操作部に対応する部分には、上記配線基板と、上記第2係止孔に弾力的に係止する第2係止片とが設けられ、
    上記配線基板は、上記各電気接続孔内に嵌合して上記コイル端子と接触する一対の接続端子と、これらの接続端子に電気接続されて上記スペーサから延出する一対の受電端子とを有する、
    ことを特徴とするスペーサ付き直動形電磁弁。
  2. 上記ハウジングの第1係止孔とスペーサの第1係止片とが、これらハウジングとスペーサとにおける幅方向の両端部寄りの位置にそれぞれ一対ずつ形成され、上記磁気カバーの第2係止片とスペーサの第2係止片とが、これら磁気カバーとスペーサとにおける幅方向の一端部寄りの位置にそれぞれ1つずつ形成されていることを特徴とする請求項1に記載の直動形電磁弁。
  3. 上記接続端子が、金属板を略S字形に折り曲げることにより形成されていて、その一端を上記配線基板に固定され、他端が上記電気接続孔内に嵌合して上記コイル端子の側面に弾力的に当接していることを特徴とする請求項1又は2に記載の直動形電磁弁。
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