JP2006283851A

JP2006283851A - スペーサ付き直動形電磁弁

Info

Publication number: JP2006283851A
Application number: JP2005103292A
Authority: JP
Inventors: Hideji Sato; 秀治佐藤; Masaru Narita; 勝成田
Original assignee: SMC Corp
Current assignee: SMC Corp
Priority date: 2005-03-31
Filing date: 2005-03-31
Publication date: 2006-10-19

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

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。
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。
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。