JP2679935B2 - 電磁弁マニホールド - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電磁弁マニホールドに関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、半導体製造装置等のＦＡ（ファ
クトリーオートメーション）装置には、アクチュエータ
を駆動する電磁弁マニホールドが多数使用されている。
半導体製造装置はクリーンルームに設置されているが、
そのクリーンルームの容積や重量を小さくすることが求
められている、そこで、半導体製造装置に使用されてい
る電磁弁マニホールドについても、小型軽量化すること
が要求されている。

【０００３】従来、このような電磁弁マニホールドとし
ては、図５に示すものが使用されている。一対のシリン
ダーポート７０は、マニホールドブロック７１の端面に
配設されている。マニホールドブロック７１の内部に
は、１本の給気通路７２ａと２本の排気通路７２ｂとパ
イロット圧給気通路７３ａとパイロット圧排気通路７３
ｂとが形成されている。マニホールドブロック７１の上
部には、パイロット弁部７５と主弁切換部７７とが、図
６に示すように、貫通ネジ７８によって螺着されてい
る。パイロット弁部７５はソレノイド７４等から構成さ
れている。主弁切換部７７はスプール７６を備えてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来技
術においては、マニホールドブロック７１の同一面上
に、主弁切換部７７を挟んで一対のパイロット弁部７５
が取り付けられている。

【０００５】そのため、マニホールドブロック７１の内
部には、１本の給気通路７２ａと２本の排気通路７２ｂ
とパイロット圧給気通路７３ａとパイロット圧排気通路
７３ｂとからそれぞれ延びる通路８１が同方向に合計５
本形成されている。

【０００６】さらに、マニホールドブロック７１の内部
には、マニホールドブロック７１の端面に設けられた一
対のシリンダーポート７０と主弁切換部７７とを結ぶ合
計２本の通路８２が形成されている。その２本の通路８
２は、シリンダーポート７０の近傍では前記５本の通路
８１と交差し、主弁切換部７７の近傍では前記５本の通
路８１と平行になっている。そして、これら７本の通路
８１，８２は、全てマニホールドブロック７１の同一面
（上面）に開口している。

【０００７】そのため、各通路８１，８２が開口してい
るマニホールドブロック７１の上面の面積は、各通路８
１，８２の開口面積によって規定されることになる。す
なわち、マニホールドブロック７１の上面の面積を各通
路８１，８２の開口面積の合計より小さくすることはで
きない。従って、マニホールドブロック７１が大型化す
るという問題があった。

【０００８】また、各通路８１，８２が複雑に配置され
て交錯しているため、製造が難しいという問題があっ
た。さらに、複雑に配置されて交錯した各通路８１，８
２を大径にするとマニホールドブロック７１がさらに大
型になるため、各通路８１，８２を小径にしなければな
らないという問題があった。

【０００９】加えて、電磁弁マニホールド全体を小型化
するためには、一対のパイロット弁部７５と主弁切換部
７７との大きさを、マニホールドブロック７１の上面の
面積に合わせなければならない。そのためには、主弁切
換部７７を小型化しなければならず、大径のスプール７
６を使用できないため、流量を大きくすることができな
い。しかも、図６から明らかなように、主弁切換部７７
を固定する貫通ネジ７８が主弁切換部７７のケーシング
を貫通しているため、貫通ネジ７８と干渉しないよう
に、スプール７６をよりいっそう小径にしなければなら
ない。そのため、スプール７６の流量がいっそう少なく
なるという問題があった。

【００１０】その結果、給気通路７２ａと排気通路７２
ｂおよび各シリンダーポート７０のそれぞれの流量（す
なわち、給気流量、排気流量、出力流量）が減少すると
いう問題があった。

【００１１】また、パイロット弁部７５および主弁切換
部７７とマニホールドブロック７１とを貫通ネジ７８に
よって螺着しているため、前記スプール７６が小径化す
る問題の他に以下の問題があった。

【００１２】スプール７６を大径にするには貫通ネジ
７８を細いものにしなければならない。すると、パイロ
ット弁部７５や主弁切換部７７を樹脂やアルミ合金で形
成して各部７５，７７の強度が低下した場合、貫通ネジ
７８による螺着強度が低下し、主弁切換部７７とマニホ
ールドブロック７１との固定シールが不十分になる。

【００１３】パイロット弁部７５および主弁切換部７
７を小型化した場合、それらのケーシングが薄肉化し、
貫通ネジ７８によるソリやネジレ等の変形が生じやすく
なる。

【００１４】本発明は上記問題点を解決するためになさ
れたものであって、請求項１記載の発明の目的は、容易
に製造できて、且つ小型軽量で流量が大きな電磁弁マニ
ホールドを提供することにある。また、請求項２記載の
発明の目的は、容易に製造できて、且つ小型軽量で流量
が大きく堅牢な電磁弁マニホールドを提供することにあ
る。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明は上記問題点を解
決するため、請求項１記載の発明は、流路の切り換えを
行うスプールが移動可能に収容された主弁切換部と、給
気通路と複数のシリンダーポートとが配設され、その給
気通路と複数のシリンダーポートとを前記主弁切換部の
スプールへ連通させる配管ベース部と、排気通路が配設
され、その排気通路を前記主弁切換部のスプールへ連通
させる連結ベース部とを備え、前記配管ベース部と連結
ベース部とを、主弁切換部を挟んでその両側に対向して
配設したことをその要旨とする。

【００１６】また、請求項２記載の発明は、請求項１記
載の電磁弁マニホールドにおいて、前記配管ベース部お
よび主弁切換部ならびに連結ベース部および主弁切換部
をそれぞれ嵌合させて、その嵌合部分をウェーブピンに
て固定したことをその要旨とする。

【００１７】

【作用】従って、請求項１記載の発明によれば、配管ベ
ース部の内部で給気通路と複数のシリンダーポートとが
交差しないようにすることができる。また、給気通路は
配管ベース部に設けられ、排気通路は連結ベース部に設
けられているため、給気通路と排気通路とが交差するこ
とはない。すなわち、各通路が複雑に交錯することはな
いため、各通路における流通抵抗が小さくなって大流量
が得られると共に、配管ベースおよび連結ベース部の製
造が容易になる。加えて、配管ベースおよび連結ベース
部が不要に大きくなることがなく、電磁弁マニホールド
全体を小さくすることができる。

【００１８】また、請求項２記載の発明によれば、配管
ベース部および主弁切換部ならびに連結ベース部および
主弁切換部の固定にウェーブピンを用いているため、ネ
ジで固定した場合に比べ、各部を均一な力で圧接するこ
とができる。そのため、電磁弁マニホールド全体を堅牢
にすることができる。

【００１９】

【実施例】以下、本発明を具体化した一実施例を図面に
従って説明する。図１は、本実施例の電磁弁マニホール
ドの断面図である。また、図２は、本実施例の電磁弁マ
ニホールドの一部斜視図である。また、図３は、本実施
例の電磁弁マニホールドの一部を分解した状態を示す斜
視図である。

【００２０】本実施例の電磁弁マニホールドは、主弁切
換部１と連結ベース部２と配管ベース部３と２つのパイ
ロット弁部４ａ，４ｂとから構成されている。そして、
主弁切換部１を挟んでその両側に、連結ベース部２と配
管ベース部３とが対向して配設されている。また、各パ
イロット弁部４ａ，４ｂは、連結ベース部２に配設され
ている。

【００２１】主弁切換部１は、切換本体部１ａと２つの
パイロット圧駆動ピストン室１ｂとから構成されてい
る。そして、切換本体部１ａを挟んでその上下に、２つ
のパイロット圧駆動ピストン室１ｂが対向して配設され
ている。そして、切換本体部１ａと各パイロット圧駆動
ピストン室１ｂとは、それぞれネジ５によって螺着され
ている。切換本体部１ｂの内部にはスプール孔６が形成
されており、そのスプール孔６にはスプール７が収容さ
れている。そして、スプール７は、スプール孔６内にお
いて２つの位置に切り換え配置可能になっている。

【００２２】各パイロット圧駆動ピストン室１ｂのスプ
ール７の両端に対応する位置には、ピストン室Ｒ１，Ｒ
２が形成されている。このピストン室Ｒ１，Ｒ２には、
一対のピストン８ａ，８ｂが摺動可能に収容されてい
る。そして、各ピストン８ａ，８ｂはそれぞれ、スプー
ル７の両端を押圧するようになっている。

【００２３】パイロット弁部４ａの内部には、ソレノイ
ド９ａを駆動源とするパイロット弁１０ａが備えられて
いる。一方、パイロット弁部４ｂの内部には、ソレノイ
ド９ｂを駆動源とするパイロット弁１０ｂが備えられて
いる。そして、各ソレノイド９ａ，９ｂの通電・非通電
によって各パイロット弁１０ａ，１０ｂが開閉制御さ
れ、パイロット圧が発生するようになっている。尚、各
パイロット弁部４ａ，４ｂは、連結ベース部２に嵌合す
るように形成されたパイロット弁部ケース１１によって
覆われている。

【００２４】連結ベース部２の内部には、各パイロット
圧通路１２ａ，１２ｂとパイロット圧給気通路１３とパ
イロット圧排気通路１４と排気通路１５とが、それぞれ
形成されている。各パイロット圧通路１２ａ，１２ｂ
は、各パイロット弁１０ａ，１０ｂと各ピストン室Ｒ
１，Ｒ２とを連通させ、各ピストン室Ｒ１，Ｒ２にパイ
ロット圧を供給するようになっている。パイロット圧給
気通路１３は、各パイロット弁１０ａ，１０ｂにパイロ
ット圧となる圧力を供給するようになっている。一方、
パイロット圧排気通路１４は、各パイロット弁１０ａ，
１０ｂからのパイロット圧を排気するようになってい
る。排気通路１５はスプール７と連通するようになって
いる。尚、各パイロット圧通路１２ａ，１２ｂとパイロ
ット圧給気通路１３とパイロット圧排気通路１４と排気
通路１５とは、それぞれ交差しないようになっている。

【００２５】配管ベース部３の主弁切換部１に接する側
と反対側の端面には一対のシリンダーポート１６が開口
しており、その配管ベース部３におけるシリンダーポー
ト１６の開口部には各継手１７が埋設されている。そし
て、各シリンダーポート１６は、スプール７と連通する
ようになっている。また、配管ベース部３の内部には給
気通路１８が形成されている。給気通路１８は各シリン
ダーポート１６の中央に配置され、各シリンダーポート
１６と交差せずにスプール７と連通するようになってい
る。

【００２６】図３に示すように、本実施例の電磁弁マニ
ホールドは、主弁切換部１，連結ベース部２，配管ベー
ス部３，パイロット弁部４ａ，４ｂの４つのモジュール
に分解可能である。

【００２７】主弁切換部１の各パイロット圧駆動ピスト
ン室１ｂの両側には、凸部３１が形成されている。一
方、連結ベース部２および配管ベース部３の主弁切換部
１に対向する側の上下には、それぞれ凸部３１と嵌合す
るように凹部３２が形成されている。

【００２８】その凸部３１および凹部３２には、ウェー
ブピン孔３３が透設されている、そして、凸部３１と凹
部３２とを嵌合させたとき、ウェーブピン孔３３が各部
３１，３２を貫通するようになっている。そのため、凸
部３１と凹部３２とを嵌合させて、各ウェーブピン孔３
３にウェーブピン３４を挿入すると、主弁切換部１と連
結ベース部２と配管ベース部３とを固定することができ
る。

【００２９】すなわち、図４に示すように、各ウェーブ
ピン孔３３に挿入されたウェーブピン３４は、各ウェー
ブピン孔３３の内壁に、矢印Ａ，Ｂ方向の反力を与え
る。その矢印Ａ，Ｂ方向の反力により、主弁切換部１と
連結ベース部２、及び主弁切換部１と配管ベース部３
は、それぞれ圧接されることになる。

【００３０】ここで、連結ベース部２および配管ベース
部３の主弁切換部１との当接面にはガスケット３５が取
り付けられている。そのため、主弁切換部１と連結ベー
ス部２、及び主弁切換部１と配管ベース部３とがそれぞ
れ圧接されると、ガスケット３５が圧縮して各当接面が
確実に固定シールされる。

【００３１】このように、本実施例の電磁弁マニホール
ドにおいては、主弁切換部１の両側に連結ベース部２と
配管ベース部３とが配置されている。そして、連結ベー
ス部２には、各パイロット圧通路１２ａ，１２ｂとパイ
ロット圧給気通路１３とパイロット圧排気通路１４と排
気通路１５とが、それぞれ交差しないように形成されて
いる。一方、配管ベース部３には、一対のシリンダーポ
ート１６と給気通路１８とが、それぞれ交差しないよう
に形成されている。

【００３２】そのため、各パイロット弁部４ａ，４ｂ
を、連結ベース部２の主弁切換部１とは反対側におい
て、連結ベース部２に固定することができる。これによ
り、連結ベース部２の各通路１２ａ，１２ｂ，１３，１
４の開口部を、連結ベース部２の両側に分散して配置す
ることができる。従って、連結ベース部２の片側に各通
路１２ａ，１２ｂ，１３，１４の開口部が配置されてい
る場合に比べ、連結ベース部２を小型化することができ
る。

【００３３】また、主弁切換部１と各パイロット弁部４
ａ，４ｂとが分離配置されるため、図５に示した従来例
と異なり、主弁切換部１の大きさに対する制約がなくな
る。従って、主弁切換部１の大型化を図ることが可能に
なり、スプール７６を大径にして流量を大きくすること
ができる。

【００３４】さらに、連結ベース部２に排気通路１５が
形成され、配管ベース部３に給気通路１８が形成されて
いるため、各通路１５，１８は、従来例の各通路８１，
８２のように交差しない。また、前記したように、連結
ベース部２の内部では各通路１２ａ，１２ｂ，１３，１
４，１５が交差しないようになっており、配管ベース部
３の内部では各シリンダーポート１６と給気通路１８と
が交差しないようになっている。

【００３５】従って、各通路１２ａ，１２ｂ，１３，１
４，１５，１８および各シリンダーポート１６の配置が
単純になって交錯しないため、連結ベース部２および配
管ベース部３の製造が極めて容易になる。また、複雑な
配置や交錯による流通抵抗が無くなる。そして、図１に
示すように、連結ベース部２および配管ベース部３の内
部には空きスペースが十分にあるため、各通路１２ａ，
１２ｂ，１３，１４，１５，１８および各シリンダーポ
ート１６を大径にしても、連結ベース部２および配管ベ
ース部３が不要に大きくなることはない。

【００３６】その結果、電磁弁マニホールド全体を小型
化することが可能になる上に、給気通路１８と排気通路
１５および各シリンダーポート１６のそれぞれの流量
（すなわち、給気流量、排気流量、出力流量）を大きく
することができる。

【００３７】また、本実施例では、主弁切換部１（各パ
イロット圧駆動ピストン室１ｂ）に凸部３１を設け、連
結ベース部２および配管ベース部３に凹部３２を設けて
いる。そして、凸部３１と凹部３２とに設けたウェーブ
ピン孔３３にウェーブピン３４を挿入することにより、
主弁切換部１と連結ベース部２と配管ベース部３とを固
定している。そのため、各部１，２，３の固定が確実に
なり、電磁弁マニホールド全体を堅牢にすることができ
る。

【００３８】従って、本実施例では、従来例の貫通ネジ
７８に起因する前記各問題点（スプール７６の小径化に
よる流量の低減、主弁切換部７７とマニホールドブロッ
ク７１との固定シールの不十分さ、パイロット弁部７５
および主弁切換部７７の変形）を全て解決することがで
きる。

【００３９】また、本実施例では、主弁切換部１，連結
ベース部２，配管ベース部３，パイロット弁部４ａ，４
ｂの４つのモジュールに分解可能であるため、各モジュ
ールの交換により、容量の変更に容易に対処できると共
にメインテナンスが簡単になる。

【００４０】尚、本発明は上記実施例に限定されるもの
ではなく、例えば、以下のように実施してもよい。 １）上記ウェーブピン３４による固定方法を、本出願人
が出願している特願平４−１９８７２７に記載の電磁弁
マニホールド（給気通路を本実施例の連結ベース部に相
当するマニホールドブロックに形成してある）に応用す
る。その場合は、マニホールドブロックおよびポート接
続部と主弁切換部との固定を、上記実施例と同様に行え
ばよい。それにより、上記実施例と同様の効果を得るこ
とができる。

【００４１】２）上記実施例の電磁弁マニホールドは単
独ではなく、複数個連結して使用してもよい。その場合
は、連結ベース部２に設けられた連結孔４１によって各
電磁弁マニホールドを連結固定する。電磁弁マニホール
ドを複数個連結して使用することにより、多数のアクチ
ュエータを作動させることができる。

【００４２】３）上記実施例では、主弁切換部１の各パ
イロット圧駆動ピストン室１ｂに凸部３１を形成し、連
結ベース部２および配管ベース部３に凹部３２を形成し
たが、凸部と凹部を逆にしてもよい。すなわち、主弁切
換部１の各パイロット圧駆動ピストン室１ｂに凹部を形
成し、連結ベース部２および配管ベース部３に凸部を形
成して、各凸部と凹部とが嵌合するようにしてもよい。

【００４３】４）上記実施例ではパイロット圧でスプー
ル７を切り換えたが、パイロット圧以外でスプール７を
切り換える方式（例えば、ソレノイドでスプールを直接
駆動させる等）の電磁弁マニホールドに応用してもよ
い。

【００４４】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、容
易に製造できて、且つ小型軽量で流量が大きく堅牢な電
磁弁マニホールドを提供することができるという優れた
効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を具体化した一実施例の電磁弁マニホー
ルドの断面図である。

【図２】一実施例の電磁弁マニホールドの一部斜視図で
ある。

【図３】一実施例の電磁弁マニホールドの一部を分解し
た状態を示す斜視図である。

【図４】一実施例におけるウェーブピンの作用を説明す
るための要部断面図である。

【図５】従来例の電磁弁マニホールドの断面図である。

【図６】従来例の電磁弁マニホールドの要部断面図であ
る。

【符号の説明】

１ 主弁切換部、２ 連結ベース部、３ 配管ベース
部、７ スプール、１２ａ，１２ｂ パイロット圧通
路、１５ 排気通路、１６ シリンダーポート、１８
給気通路、３４ ウェーブピン

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 流路の切り換えを行うスプールが移動可
   能に収容された主弁切換部と、 給気通路と複数のシリンダーポートとが配設され、その
   給気通路と複数のシリンダーポートとを前記主弁切換部
   のスプールへ連通させる配管ベース部と、 排気通路が配設され、その排気通路を前記主弁切換部の
   スプールへ連通させる連結ベース部とを備え、 前記配管ベース部と連結ベース部とを、主弁切換部を挟
   んでその両側に対向して配設したことを特徴とする電磁
   弁マニホールド。
2. 【請求項２】 請求項１記載の電磁弁マニホールドにお
   いて、 前記配管ベース部および主弁切換部ならびに連結ベース
   部および主弁切換部をそれぞれ嵌合させて、その嵌合部
   分をウェーブピンにて固定したことを特徴とする電磁弁
   マニホールド。