JP2016090009A - 電磁弁マニホールド - Google Patents

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Abstract

【課題】大型化せずに流体圧機器へ供給される圧縮流体の流量を増大させるとともに、消費電力を抑えつつも流体圧機器に残った圧縮流体を効率良く排出すること。
【解決手段】マニホールドベース11は、供給流路17に連通するとともに取付面11aに開口して供給ポート24及び第2出力ポート26に連通する供給連通流路13を有する。また、マニホールドベース11は、出力流路18に連通するとともに取付面11aに開口して第1出力ポート25に連通する第1出力連通流路14と、出力流路18に連通するとともに取付面11aに開口して第2排出ポート28に連通する第2出力連通流路15とを有する。さらに、マニホールドベース11は、排出流路19に連通するとともに取付面11aに開口して第1排出ポート27に連通する排出連通流路16を有する。
【選択図】図1

Description

本発明は、マニホールドベースに電磁弁が取り付けられてなる電磁弁マニホールドに関する。
エアシリンダ等の流体圧機器に圧縮エア等の圧縮流体を供給して流体圧機器の駆動を制御する電磁弁マニホールドが、例えば特許文献1に開示されている。図3に示すように、特許文献1の電磁弁マニホールド100は、マニホールドベース101と、マニホールドベース101の取付面101a(載置面)に取り付けられる電磁弁110とを備えている。
電磁弁110は、二つのパイロット弁部120が設けられた所謂ダブルパイロット型であり、二つのパイロット弁部120からのパイロット流体によりスプール弁体111を往復動させるパイロット形電磁弁である。電磁弁110は、スプール弁体111が挿入される弁孔112が形成された弁ボディ113を備えている。弁ボディ113は、給気ポート114、第1出力ポート115、第2出力ポート116、第1排気ポート117及び第2排気ポート118を有する。
給気ポート114、第1出力ポート115、第2出力ポート116、第1排気ポート117及び第2排気ポート118は、弁孔112にそれぞれ連通している。そして、スプール弁体111の軸方向において、一端側から他端側にかけて第1排気ポート117、第1出力ポート115、給気ポート114、第2出力ポート116及び第2排気ポート118の順に並んで配置されている。給気ポート114、第1出力ポート115、第2出力ポート116、第1排気ポート117及び第2排気ポート118は、弁ボディ113におけるマニホールドベース101の取付面101aと対向する対向面113aに開口している。
マニホールドベース101は、圧縮流体の供給源(図示せず)に接続される給気流路102と、流体圧機器に接続される第1出力流路103及び第2出力流路104と、外部に接続される第1排気流路105及び第2排気流路106とを有する。
マニホールドベース101には、給気流路102に連通するとともに取付面101aに開口して給気ポート114に接続される給気連通流路102aが形成されている。また、マニホールドベース101には、第1出力流路103に連通するとともに取付面101aに開口して第1出力ポート115に接続される第1出力連通流路103aと、第2出力流路104に連通するとともに取付面101aに開口して第2出力ポート116に接続される第2出力連通流路104aとが形成されている。さらに、マニホールドベース101には、第1排気流路105に連通するとともに取付面101aに開口して第1排気ポート117に接続される第1排気連通流路105aと、第2排気流路106に連通するとともに取付面101aに開口して第2排気ポート118に接続される第2排気連通流路106aとが形成されている。
スプール弁体111は、二つのパイロット弁部120から供給されるパイロット流体により弁孔112内を往復動することで、給気ポート114、第1出力ポート115、第2出力ポート116、第1排気ポート117及び第2排気ポート118を流れる圧縮流体の流路を切り換える。
一方のパイロット弁部120への電力の供給が行われ、他方のパイロット弁部120への電力の供給が停止されると、一方のパイロット弁部120から供給されるパイロット流体により、スプール弁体111が移動し、給気ポート114と第1出力ポート115とが連通するとともに、第2出力ポート116と第2排気ポート118とが連通する。その結果、供給源から給気流路102、給気連通流路102a、給気ポート114、第1出力ポート115、第1出力連通流路103a及び第1出力流路103を介して流体圧機器に圧縮流体が供給される。また、流体圧機器から第2出力流路104、第2出力連通流路104a、第2出力ポート116、第2排気ポート118、第2排気連通流路106a及び第2排気流路106を介して外部に圧縮流体が排気される。
また、一方のパイロット弁部120への電力の供給が停止され、他方のパイロット弁部120への電力の供給が行われると、他方のパイロット弁部120から供給されるパイロット流体により、スプール弁体111が、一方のパイロット弁部120への電力の供給が行われているときとは反対側に移動する。これにより、給気ポート114と第2出力ポート116とが連通するとともに、第1出力ポート115と第1排気ポート117とが連通する。その結果、供給源から給気流路102、給気連通流路102a、給気ポート114、第2出力ポート116、第2出力連通流路104a及び第2出力流路104を介して流体圧機器に圧縮流体が供給される。また、流体圧機器から第1出力流路103、第1出力連通流路103a、第1出力ポート115、第1排気ポート117、第1排気連通流路105a及び第1排気流路105を介して外部に圧縮流体が排気される。
また、例えば、流体圧機器のメンテナンス等を行う場合には、流体圧機器に残った圧縮流体を外部へ排出する必要がある。そこで、例えば、特許文献2のような残圧排出弁を電磁弁マニホールド100と流体圧機器との間に配設し、残圧排出弁によって、電磁弁マニホールド100からの流体圧機器への圧縮流体の供給を遮断するとともに、流体圧機器に残った圧縮流体を外部へ排出することが行われている。
特開2013−83323号公報 実開平2−102079号公報
ところで、特許文献1のような電磁弁マニホールド100においては、大型化せずに、流体圧機器に供給される圧縮流体の流量を増大させたいという要望がある。
また、例えば、停電等で電磁弁110(二つのパイロット弁部120)への電力の供給が停止したときに、流体圧機器に残った圧縮流体を即座に外部へ排出したい場合がある。この場合、特許文献2のような残圧排出弁の切り替え動作を電気制御によって行う。そして、電磁弁110への電力の供給が行われている際には、残圧排出弁に対しても電力の供給が行われて、電磁弁マニホールド100からの流体圧機器への圧縮流体の供給が許容されるとともに流体圧機器から外部への圧縮流体の排出が遮断されるように残圧排出弁の切り替え動作が行われる。一方、電磁弁110への電力の供給が停止されると、残圧排出弁に対する電力の供給も停止されて、電磁弁マニホールド100からの流体圧機器への圧縮流体の供給が遮断されるとともに流体圧機器から外部への圧縮流体の排出が行われるように残圧排出弁の切り替え動作が行われる。
このようにすれば、停電等で電磁弁110への電力の供給が停止したときに、流体圧機器に残った圧縮流体を効率良く排出することができる。しかし、電磁弁マニホールド100からの流体圧機器への圧縮流体の供給を許容するためには、残圧排出弁に対する電力の供給が常に行われている状態とする必要があるため、消費電力が大きくなってしまう。
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、大型化せずに流体圧機器へ供給される圧縮流体の流量を増大させるとともに、消費電力を抑えつつも流体圧機器に残った圧縮流体を効率良く排出することができる電磁弁マニホールドを提供することにある。
上記課題を解決する電磁弁マニホールドは、マニホールドベースと、前記マニホールドベースの取付面に取り付けられる電磁弁とを備え、前記電磁弁は、スプール弁体を往復動可能に収容する弁孔が形成された弁ボディを有しており、前記弁ボディには、前記取付面と対向する対向面に開口するとともに前記弁孔にそれぞれ連通し、且つ前記スプール弁体の軸方向において、一端側から他端側にかけて順に並んだ第1排出ポート、第1出力ポート、供給ポート、第2出力ポート及び第2排出ポートを有しており、流体圧機器に圧縮流体を供給して前記流体圧機器の駆動を制御する電磁弁マニホールドであって、前記マニホールドベースは、圧縮流体が供給される供給流路に連通するとともに前記取付面に開口して前記供給ポート及び前記第2出力ポートに連通する供給連通流路と、前記流体圧機器に接続される出力流路に連通するとともに前記取付面に開口して前記第1出力ポートに連通する第1出力連通流路と、前記出力流路に連通するとともに前記取付面に開口して前記第2排出ポートに連通する第2出力連通流路と、外部に接続される排出流路に連通するとともに前記取付面に開口して前記第1排出ポートに連通する排出連通流路とを有する。
上記電磁弁マニホールドにおいて、前記供給連通流路、前記第1出力連通流路、前記第2出力連通流路及び前記排出連通流路は、前記取付面から、前記マニホールドベースにおける前記取付面とは反対側の面にかけて貫通していることが好ましい。
この発明によれば、大型化せずに流体圧機器へ供給される圧縮流体の流量を増大させるとともに、消費電力を抑えつつも流体圧機器に残った圧縮流体を効率良く排出することができる。
(a)は実施形態における電磁弁マニホールドを示す断面図、(b)は図1(a)における1−1線断面図。 電磁駆動部への電力の供給が行われている状態を示す電磁弁マニホールドの断面図。 従来例における電磁弁マニホールドを示す断面図。
以下、電磁弁マニホールドを具体化した一実施形態を図1及び図2にしたがって説明する。本実施形態の電磁弁マニホールドは、エアシリンダ等の流体圧機器に圧縮エア等の圧縮流体を供給して流体圧機器の駆動を制御するものである。
図1(a)に示すように、電磁弁マニホールド10は、略直方体形状のマニホールドベース11と、マニホールドベース11の取付面11a(載置面)に取り付けられる電磁弁20とを備えている。電磁弁20は、マニホールドベース11の取付面11aに取り付けられる弁ボディ21を有する。弁ボディ21におけるマニホールドベース11の取付面11aと対向する対向面21aと、マニホールドベース11の取付面11aとの間には、取付面11aと対向面21aとの間をシールする板状のガスケット12が配設されている。
弁ボディ21には、スプール弁体22が挿入される弁孔23が形成されている。スプール弁体22には、その軸方向において互いに離間する複数の弁部22aが形成されている。各弁部22aの直径は、スプール弁体22の軸径よりも大きい。各弁部22aは、弁孔23との間をシールする。
弁ボディ21は、供給ポート24、第1出力ポート25、第2出力ポート26、第1排出ポート27及び第2排出ポート28を有する。供給ポート24、第1出力ポート25、第2出力ポート26、第1排出ポート27及び第2排出ポート28は、弁孔23にそれぞれ連通している。そして、スプール弁体22の軸方向において、一端側から他端側にかけて第1排出ポート27、第1出力ポート25、供給ポート24、第2出力ポート26及び第2排出ポート28の順に並んで配置されている。供給ポート24、第1出力ポート25、第2出力ポート26、第1排出ポート27及び第2排出ポート28は、弁ボディ21の対向面21aに開口している。
弁ボディ21におけるスプール弁体22の一端部側には、ピストン室29が形成されている。ピストン室29と第1排出ポート27との間は、スプール弁体22の一端部によりシールされている。ピストン室29にはピストン30が往復動可能に収容されている。ピストン30は、スプール弁体22の一端部に装着されている。そして、ピストン30によりピストン室29にパイロット圧作用室31が区画されている。
弁ボディ21におけるスプール弁体22の他端部側には、収容室32が形成されている。収容室32と第2排出ポート28との間は、スプール弁体22の他端側によりシールされている。収容室32にはスプール弁体22をピストン室29に向けて付勢する付勢ばね33が収容されている。
電磁弁20は、弁ボディ21の一端側端面に設けられるパイロット弁部35を有する。よって、本実施形態において、電磁弁20は、パイロット弁部35が一つ設けられた所謂シングルパイロット型である。パイロット弁部35は、パイロット圧を制御する電磁駆動部35a(図1(a)において破線で示す)を備えている。パイロット弁部35は、電磁駆動部35aへの電力の供給が行われることで開弁するとともに、電磁駆動部35aへの電力の供給が停止されることで閉弁する公知の電磁弁であるため、その詳細な説明を省略する。
スプール弁体22は、パイロット弁部35からのパイロット圧作用室31に対するパイロット圧の供給に基づいて弁孔23内を往復動する。具体的には、パイロット圧作用室31は、パイロット流路(図示せず)を介して供給ポート24に連通している。パイロット流路は、パイロット弁部35により開閉される。よって、本実施形態において、電磁弁20は、供給ポート24に供給された圧縮流体を用いて、スプール弁体22を往復動させる内部パイロット式である。
マニホールドベース11は、供給連通流路13と、スプール弁体22の軸方向において供給連通流路13の両側に配置される第1出力連通流路14及び第2出力連通流路15と、スプール弁体22の軸方向において第1出力連通流路14に対して供給連通流路13とは反対側に配置される排出連通流路16とを有する。供給連通流路13、第1出力連通流路14、第2出力連通流路15及び排出連通流路16は、マニホールドベース11の取付面11aから、マニホールドベース11における取付面11aとは反対側の面11bにかけて貫通するように延びている。なお、以下の説明において、供給連通流路13、第1出力連通流路14、第2出力連通流路15及び排出連通流路16の延設方向とは、取付面11aから、マニホールドベース11における取付面11aとは反対側の面11bにかけて延びる方向のことを言う。
供給連通流路13は、取付面11aに開口して供給ポート24及び第2出力ポート26に連通している。第1出力連通流路14は、取付面11aに開口して第1出力ポート25に連通している。第2出力連通流路15は、取付面11aに開口して第2排出ポート28に連通している。排出連通流路16は、取付面11aに開口して第1排出ポート27に連通している。
図1(b)に示すように、マニホールドベース11において、供給連通流路13、第1出力連通流路14、第2出力連通流路15及び排出連通流路16の延設方向に対して直交し、且つスプール弁体22の軸方向に対して直交する方向に位置する両側面11c,11dには、供給流路17及び出力流路18がそれぞれ開口している。供給流路17及び出力流路18は互いに対向配置されている。供給流路17は、マニホールドベース11の側面11cに開口するとともに、圧縮流体の供給源36に接続されている。出力流路18は、マニホールドベース11の側面11dに開口するとともに流体圧機器37に接続されている。
供給流路17は、マニホールドベース11の側面11cから、供給連通流路13、第1出力連通流路14、第2出力連通流路15及び排出連通流路16の延設方向に対して直交し、且つスプール弁体22の軸方向に対して直交する方向に延びて、供給連通流路13に連通している。出力流路18は、マニホールドベース11の側面11dから、供給連通流路13、第1出力連通流路14、第2出力連通流路15及び排出連通流路16の延設方向に対して直交し、且つスプール弁体22の軸方向に対して直交する方向に延びて、第1出力連通流路14に連通している。また、出力流路18と第2出力連通流路15とは、連通孔15hを介して連通している。
マニホールドベース11において、供給連通流路13、第1出力連通流路14、第2出力連通流路15及び排出連通流路16の延設方向に対して直交し、且つスプール弁体22の軸方向に位置する両側面11e,11fのうち、排出連通流路16寄りに位置する側面11eには、排出流路19が開口している。排出流路19は、外部に接続されている。排出流路19は、マニホールドベース11の側面11eから、供給連通流路13、第1出力連通流路14、第2出力連通流路15及び排出連通流路16の延設方向に対して直交し、且つスプール弁体22の軸方向に沿う方向に延びて、排出連通流路16に連通している。
図1(a)に示すように、マニホールドベース11における取付面11aとは反対側の面11bには、板状のガスケット38sを介して平板状の蓋部材38が取り付けられている。そして、マニホールドベース11における取付面11aとは反対側の面11bにおいて、供給連通流路13、第1出力連通流路14、第2出力連通流路15及び排出連通流路16が、ガスケット38s及び蓋部材38によって閉鎖されている。
次に、本実施形態の作用について説明する。
図2に示すように、電磁駆動部35aへの電力の供給が行われると、パイロット弁部35が開弁して、パイロット圧作用室31にパイロット圧として圧縮エア(パイロット流体)が供給される。すると、ピストン30に作用するパイロット圧作用室31内の圧力が、付勢ばね33の付勢力に抗してピストン30を収容室32に向けて押圧し、スプール弁体22が弁孔23内で収容室32(他端側)に向けて移動する。その結果、供給ポート24と第1出力ポート25とが連通するとともに第2出力ポート26と第2排出ポート28とが連通する。また、供給ポート24と第2出力ポート26との間が弁部22aによってシールされるとともに、第1出力ポート25と第1排出ポート27との間が弁部22aによってシールされる。
供給源36から供給流路17に供給された圧縮流体は、供給連通流路13を介して供給ポート24及び第2出力ポート26に供給される。供給ポート24に供給された圧縮流体は、第1出力ポート25、第1出力連通流路14及び出力流路18を介して流体圧機器37に供給されるとともに、第2出力ポート26に供給された圧縮流体は、第2排出ポート28、第2出力連通流路15、連通孔15h及び出力流路18を介して流体圧機器37に供給される。
図1(a)に示すように、電磁駆動部35aへの電力の供給が停止されると、パイロット弁部35が閉弁して、パイロット圧作用室31への圧縮空気の供給が行われなくなる。すると、付勢ばね33の付勢力によって、スプール弁体22が弁孔23内でピストン室29(一端側)に向けて移動する。その結果、供給ポート24と第2出力ポート26とが連通するとともに、第1出力ポート25と第1排出ポート27とが連通する。また、供給ポート24と第1出力ポート25との間が弁部22aによってシールされるとともに、第2出力ポート26と第2排出ポート28との間が弁部22aによってシールされる。
供給源36から供給流路17に供給された圧縮流体は、供給連通流路13と供給ポート24及び第2出力ポート26との間で流れるのみとなり、流体圧機器37への圧縮流体の供給が遮断される。そして、流体圧機器37からの圧縮流体が、出力流路18、第1出力連通流路14、第1出力ポート25、第1排出ポート27、排出連通流路16及び排出流路19を介して外部に排出され、流体圧機器37に残った圧縮流体が排出される。
上記実施形態では以下の効果を得ることができる。
(1)マニホールドベース11は、供給流路17と供給ポート24及び第2出力ポート26とを連通する供給連通流路13と、出力流路18と第1出力ポート25とを連通する第1出力連通流路14と、出力流路18と第2排出ポート28とを連通する第2出力連通流路15と、排出流路19と第1排出ポート27とを連通する排出連通流路16とを有する。
電磁弁20(電磁駆動部35a)への電力の供給が行われると、供給流路17の圧縮流体は、供給連通流路13を介して供給ポート24及び第2出力ポート26に供給される。供給ポート24に供給された圧縮流体は、第1出力ポート25、第1出力連通流路14及び出力流路18を介して流体圧機器37に供給されるとともに、第2出力ポート26に供給された圧縮流体は、第2排出ポート28、第2出力連通流路15及び出力流路18を介して流体圧機器37に供給される。よって、従来技術では第2排出ポート28から外部に排出されていた圧縮流体を、本実施形態では流体圧機器37に供給することができ、電磁弁マニホールド10を大型化せずに流体圧機器37へ供給される圧縮流体の流量を増大させることができる。
また、電磁弁20への電力の供給が停止されると、供給流路17から供給された圧縮流体は、供給連通流路13と供給ポート24及び第2出力ポート26との間で流れるのみとなり、流体圧機器37への圧縮流体の供給が遮断される。そして、流体圧機器37からの圧縮流体が、出力流路18、第1出力連通流路14、第1出力ポート25、第1排出ポート27、排出連通流路16及び排出流路19を介して外部に排出される。よって、従来技術のような残圧排出弁を用いる必要が無くなるため、残圧排出弁への電力の供給が無くなる分、消費電力を抑えつつも流体圧機器37に残った圧縮流体を効率良く排出することができる。
(2)供給連通流路13、第1出力連通流路14、第2出力連通流路15及び排出連通流路16は、マニホールドベース11の取付面11aから、マニホールドベース11における取付面11aとは反対側の面11bにかけて貫通している。これによれば、マニホールドベース11における取付面11aとは反対側の面11bも、電磁弁20が取り付けられる取付面として機能させることができるため、電磁弁マニホールド10の使用範囲を拡大することができる。
なお、上記実施形態は以下のように変更してもよい。
・ 実施形態において、供給連通流路13、第1出力連通流路14、第2出力連通流路15及び排出連通流路16が、マニホールドベース11の取付面11aから、マニホールドベース11における取付面11aとは反対側の面11bにかけて貫通していなくてもよく、マニホールドベース11の内部で閉塞していてもよい。
・ 実施形態において、付勢ばね33を削除してもよい。そして、弁ボディ21におけるスプール弁体22の他端部側にも、ピストン室29を形成し、ピストン室29に、スプール弁体22の他端部に装着されるピストン30を往復動可能に収容し、ピストン30によりピストン室29にパイロット圧作用室31を区画してもよい。このパイロット圧作用室31には、供給ポート24に供給された圧縮流体が常に供給されるようになっている。スプール弁体22の他端部に装着されるピストン30は、スプール弁体22の一端部に装着されるピストン30よりも小径になっている。そして、スプール弁体22を、両ピストン30の受圧面積の差から、弁孔23内を往復動させるようにしてもよい。
・ 実施形態において、電磁弁20は、二つのパイロット弁部35が設けられた所謂ダブルパイロット型であってもよい。この場合、弁ボディ21におけるスプール弁体22の他端部側にも、ピストン室29が形成されるとともに、ピストン室29に、スプール弁体22の他端部に装着されるピストン30が往復動可能に収容され、ピストン30によりピストン室29にパイロット圧作用室31が区画される。スプール弁体22の他端部に装着されるピストン30は、スプール弁体22の一端部に装着されるピストン30よりも小径になっており、スプール弁体22は、両ピストン30の受圧面積の差から、弁孔23内を往復動する。
・ 実施形態において、電磁弁20は、外部から供給された圧縮流体を用いて、スプール弁体22を往復動させる外部パイロット式であってもよい。
・ 実施形態において、パイロット流体としては、圧縮エアに限らず、圧縮された流体であれば他の流体でもよい。
・ 実施形態において、流体圧機器37に供給される圧縮流体は、圧縮エアに限らず、圧縮された流体であれば他の流体でもよい。
10…電磁弁マニホールド、11…マニホールドベース、11a…取付面、11b…面、13…供給連通流路、14…第1出力連通流路、15…第2出力連通流路、16…排出連通流路、17…供給流路、18…出力流路、19…排出流路、20…電磁弁、21…弁ボディ、21a…対向面、22…スプール弁体、23…弁孔、24…供給ポート、25…第1出力ポート、26…第2出力ポート、27…第1排出ポート、28…第2排出ポート、37…流体圧機器。

Claims (2)

  1. マニホールドベースと、前記マニホールドベースの取付面に取り付けられる電磁弁とを備え、前記電磁弁は、スプール弁体を往復動可能に収容する弁孔が形成された弁ボディを有しており、前記弁ボディには、前記取付面と対向する対向面に開口するとともに前記弁孔にそれぞれ連通し、且つ前記スプール弁体の軸方向において、一端側から他端側にかけて順に並んだ第1排出ポート、第1出力ポート、供給ポート、第2出力ポート及び第2排出ポートを有しており、流体圧機器に圧縮流体を供給して前記流体圧機器の駆動を制御する電磁弁マニホールドであって、
    前記マニホールドベースは、圧縮流体が供給される供給流路に連通するとともに前記取付面に開口して前記供給ポート及び前記第2出力ポートに連通する供給連通流路と、前記流体圧機器に接続される出力流路に連通するとともに前記取付面に開口して前記第1出力ポートに連通する第1出力連通流路と、前記出力流路に連通するとともに前記取付面に開口して前記第2排出ポートに連通する第2出力連通流路と、外部に接続される排出流路に連通するとともに前記取付面に開口して前記第1排出ポートに連通する排出連通流路とを有することを特徴とする電磁弁マニホールド。
  2. 前記供給連通流路、前記第1出力連通流路、前記第2出力連通流路及び前記排出連通流路は、前記取付面から、前記マニホールドベースにおける前記取付面とは反対側の面にかけて貫通していることを特徴とする請求項1に記載の電磁弁マニホールド。
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