JP3059062B2 - 多連弁装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、多連弁装置に関し、特
に動作の円滑性および信頼性を高められるようにした多
連弁装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、複数の弁体を備える多連弁装置の
中には、１つのソレノイドで複数の弁体を同期して駆動
する方式のものがある。例えば図５に示すように、単動
式ポペット型５ポート電磁弁として、弁箱101内に互い
に平行な方向に進退可能に設けられた複数の弁体102 ・
103 と、これら弁体102 ・103 を連動させる板状の連動
部材104 と、各弁体102 ・103 および連動部材104 を駆
動する１つのソレノイド105 とを備える多連弁装置があ
る（米国特許公報第 4,494,572号参照) 。

【０００３】各弁体102 ・103 は連動部材104 に螺合さ
れ、各弁体102 ・103を戻しバネ109・110 でソレノイド
105 側に付勢することにより、ソレノイド105 のプラン
ジャ106 にこの連動部材104 を受け止めさせている。ソ
レノイド105 に通電した時には、連動部材104 および各
弁体102 ・103 がソレノイド105 と反対側に移動され、
弁箱101 内の圧力流体供給室107 を負荷回路に接続され
るポートＡに連通させ、負荷回路に接続される他のポー
トＢが弁箱101内のドレン室108 に連通される。

【０００４】また、ソレノイド105 の通電が停止される
と、各弁体102 ・103は戻しバネ109・110 によってソレ
ノイド105 側に押し戻され、ポートＢが弁箱101 内の圧
力流体供給室107 に接続され、ポートＡがドレン室108
に接続される。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】この従来の多連弁装置
においては、各弁体102 ・103 の負荷は対応するポート
Ａ・Ｂが圧力供給室107 に接続されるか、ドレン室108
に接続されるかによって異なり、各弁体102 ・103 から
連動部材104 に作用する力がアンバランスになる。

【０００６】また、このようなアンバランスな負荷が連
動部材104 に作用したり、図６に示すように各弁体102
・103 の軸心間の中心点とソレノイド105 のプランジャ
106の軸心とがずれたりすると、各弁体102 ・103 の動
作に差が生じ、図７に示すように、連動部材104 が傾い
て、弁箱101 に案内されて進退する各弁体102 ・103と
連動部材とが互いに他方をこじながら動くことになり、
各弁体102 ・103 の動作の円滑性が阻害される。また、
各弁体102 ・103 の動作に差が生じると弁の密閉性が低
下して信頼性が阻害されることがある。

【０００７】さらに、弁の密閉性を確保するためには、
弁体102 ・103 のストロークに対してソレノイド105 の
プランジャ106 のストロークは同じにするか、それより
も大きくする必要があるが、実際にはプランジャ106 の
ストロークを正確に弁体102・103 のストロークに調整
することは困難であるので、弁体102 ・103 のストロー
クよりもプランジャ106 のストロークが若干大きく設定
されている。

【０００８】このため、通電時にプランジャ106 の移動
量が弁体102 ・103 のストロークによって制限され、ソ
レノイド105 のプランジャ106 とヨーク111 との間に隙
間ができる。ここで、ソレノイド105 として直流ソレノ
イドを用いる場合には特に問題にはならないが、ソレノ
イド105 として交流ソレノイドを用いる場合には、唸り
が発生し、コイルが焼損することもある。

【０００９】したがって、このように複数の弁体102 ・
103 を連動部材104 を介して１つのソレノイド105 で同
期して駆動する多連弁装置では交流ソレルイドを用いる
ことができず、実際の市場ではほとんどその姿を見るこ
とができない。本発明は、上記の事情を考慮したもので
あり、動作の円滑性および信頼性が高い多連弁装置を提
供することを目的とするものである。

【００１０】また、本発明は、上記目的に加えて、交流
ソレノイドを用いることができるようにした多連弁装置
を提供することを目的とするものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、弁箱内に互い
に平行な方向に進退可能に設けられた複数の弁体と、こ
れら弁体を連動させる連動部材と、各弁体を連動部材を
介して駆動する１つのソレノイドとを備える多連弁装置
において、動作の円滑性および信頼性を高めるという目
的を達成するため、次のような手段を講じている。

【００１２】すなわち、上記弁箱が連動部材を各弁体の
進退方向に摺動案内する案内面を備えるものであり、連
動部材がこの案内面に進退可能に内嵌または外嵌される
被案内面と、ソレノイドのプランジャを受け止めるプラ
ンジャ受面と、複数の弁体をプランジャと反対側から受
ける１つの弁受面とを備えるものであることを特徴とす
るものである。

【００１３】また、本発明は、上記の多連弁装置におい
て、さらに、交流ソレノイドを使用できるようにすると
いう目的を達成するため、次のような手段を講じてい
る。すなわち、前記各弁体に弁体の進退方向に所定の範
囲内で進退可能に支持されると共に、互いに独立して連
動部材に当接される当接部材と、各弁体に受け止めら
れ、その弁体に支持された当接部材を連動部材に押圧す
るスプリングとを設けたことを特徴とするものである。

【００１４】

【作用】本発明においては、連動部材が弁箱に案内され
て進退されると共に、連動部材と各弁体とが互いに固定
されずに、接触するので、各弁体から連動部材に作用す
る負荷がアンバランスになったり、各弁体の軸心間の中
心点とソレノイドのプランジャの軸心とがずれたりして
も、連動部材は傾くことなく、弁箱の案内面に案内され
て円滑に進退する。また、各弁体は連動部材と接触して
いるだけであるので、連動部材と各弁体とが互いに他方
をこじることはなくなり、各弁体もそれぞれ弁箱に案内
されて円滑に動作することになる。

【００１５】本発明において、各弁体に弁体の進退方向
に所定の範囲内で進退可能に支持されると共に、互いに
独立して連動部材に当接される当接部材と、各弁体に受
け止められ、その弁体に支持された当接部材を連動部材
に押圧するスプリングとを設けた場合には、ソレノイド
をオンにした時に、先ず弁体が連動部材およびスプリン
グを介してソレノイドで弁体のソレノイド側のストロー
クエンドからソレノイドと反対側のストロークエンドま
で駆動されて弁が弁座に着座した後、所定の範囲、すな
わち、当接部材が弁体に対して進退できる範囲内でさら
に連動部材および当接部材をソレノイドと反対側に移動
させることができる。

【００１６】したがって、ソレノイドのプランジャを所
定の範囲内、すなわち、弁体に対して当接部材が進退で
きる範囲内で各弁体のストロークに対して過剰に進退さ
せて、プランジャをヨークに密着させることができ、ソ
レノイドに交流を供給しても唸りや焼損が発生するおそ
れがなくなる。

【００１７】

【実施例】本発明の一実施例に係る多連弁装置を図面に
基づいて具体的に説明すれば、以下の通りである。図１
の断面図に示す本発明の一実施例に係る多連弁装置は、
本発明を単動式ポペット型５方弁に適用したものであ
り、弁箱１内に図上、上下方向に進退可能に設けられた
２本の弁体２・３を備えている。

【００１８】弁箱１の右側面には右側の弁室１ａに連通
される排気ポートＲ１と圧縮空気供給ポートＰとが上下
に並べて開口され、左側面には左側の弁室１ｂに連通さ
れる排気ポートＲ２と圧縮空気供給ポートＰとが上下に
並べて開口されている。また、弁箱１の正面には、破線
で示すように、右側の弁室１ａに負荷回路の一方の出力
回路を連通させる出力ポートＡと、左側の弁室１ｂに負
荷回路の他方の出力回路を連通させる出力ポートＢとが
左右に並べて開口されている。

【００１９】各弁体２・３の上部には当接部材４が昇降
可能に内嵌されると共に、その軸心に直交するピン５が
支持される。各当接部材４にはこのピン５よりも大径の
遊動孔６が形成され、この遊動孔６にピン５を挿通する
ことにより弁体２・３に対する当接部材４の昇降範囲が
制限される。各弁体２・３の上部と当接部材４との間に
はスプリング７が挿入され、このスプリング７によって
当接部材４が上方に付勢され、両弁体２・３を連動させ
る連動部材８の弁受面８ｅに押圧される。

【００２０】連動部材８は、弁箱１の上部に形成された
案内室９内に配置されるピストン８ａと、このピストン
８ａから上方に突出させたピストンピン８ｂとを備え、
ピストン８ａの外周面で案内室９の内周面からなる案内
面９ａに対応する被案内面８ｃが構成され、また、ピス
トンピン８ｂの外周面で案内室９の上面を覆う蓋体９ｂ
の内周面からなる案内面９ｃに対応する被案内面８ｄが
構成される。

【００２１】弁箱１の上側にはソレノイド10が搭載さ
れ、ソレノイド10のプランジャ10ａの下端面が上記ピス
トンピン８ｂの上端のプランジャ受面８ｆに受け止めら
れる。なお、弁箱１内の各弁体２・３の下方には弁体２
・３を上昇付勢するリターンバネ11が設けられる。この
多連弁装置においては、ソレノイド10が非通電状態の時
には、リターンバネ11によって各弁体２・３が上方に移
動し、弁体２は右側の弁室１ａを圧縮空気供給ポートＰ
から遮断すると共に右側の弁室１ａを排気ポートＲ１に
連通させ、これにより、出力ポートＡを排気ポートＲ１
に連通させる。また、弁体３は左側の弁室１ｂを排気ポ
ートＲ２から遮断すると共に左側の弁室１ｂを圧縮空気
供給ポートＰに連通させ、これにより、出力ポートＢを
圧縮空気供給ポートＰに連通させる。

【００２２】ソレノイド10が通電状態になると、プラン
ジャ10ａが下降し、連動部材８および各スプリング７を
介して各弁体２・３が下方に移動する（このためには、
スプリング７がリターンバネ11より強力であることが必
要である）。これにより、弁体２は右側の弁室１ａを圧
縮空気供給ポートＰに連通させると共に右側の弁室１ａ
を排気ポートＲ１から遮断し、出力ポートＡが圧縮空気
供給ポートＰに連通される。

【００２３】また、弁体３が左側の弁室１ｂを排気ポー
トＲ２に連通させると共に左側の弁室１ｂを圧縮空気供
給ポートＰから遮断し、これにより、出力ポートＢを排
気ポートＲ２に連通させる。圧縮空気が圧縮空気供給ポ
ートＰに供給されている時には、各弁体２・３に作用す
る負荷が異なっているので、連動部材８にはこれを傾斜
させようとするする力が作用するが、案内面９ａ・９ｃ
に被案内面８ｃ・８ｄが受け止められることにより連動
部材８を傾斜させようとする力が弁箱１に受け止められ
るので、連動部材８は傾斜することなく円滑に昇降す
る。

【００２４】また、連動部材８の中心軸心とソレノイド
10の中心軸心とがずれている場合にも、連動部材８には
これを傾斜させようとするする力が作用するが、案内面
９ａ・９ｃに被案内面８ｃ・８ｄが受け止められること
により連動部材８は傾斜することなく円滑に昇降する。
さらに、当接部材４を連動部材８に押圧する構造にして
いるので、連動部材８と弁体２・３とが互いに他方をこ
じるおそれがなく、各弁体２・３は弁箱１に案内されて
円滑に動作する。

【００２５】また、当接部材４を弁体２・３に所定の範
囲内で昇降可能に支持させ、スプリング７で当接部材４
を連動部材８に押圧するようにしているので、プランジ
ャ２２の下降量が弁体２・３の下降量以内の時には、各
弁体２・３がスプリング７および連結部材８を介してプ
ランジャ10ａによって駆動されて下降する。そして、各
弁体２・３の下降が弁座への着座により制限された後に
は、スプリング７が圧縮されることによりプランジャ10
ａおよび連結部材８が過剰下降することになる。

【００２６】これにより、図２に示すように、プランジ
ャ10ａをソレノイド10のヨーク10ｂに密着するまで下降
させることができ、ソレノイド10に交流を供給しても唸
りを生じたり、コイルが焼損したりするおそれがなくな
るのである。図３および図４の各断面図に示す本発明の
他の実施例に係る多連弁装置は、前例と同様に５方弁に
本発明を適用したものであるが、弁箱１内の案内室９の
中心部に案内ボス９ｄが形成され、この案内ボス９ｄの
内周面からなる案内面９ｅが前例の案内室９の内周面か
らなる案内面９ａに代えて設けられる。

【００２７】また、連動部材８のピストン８ａの弁受面
８ｅの中央部から下方にこの案内ボス９ｄに進退可能に
内嵌されるガイドピン８ｇが突設され、このガイドピン
８ｇの外周面が案内面９ｅに対応する非案内面８ｈを構
成している。この実施例のその他の構成、作用ないし効
果は上記の一実施例のそれらと同様であるので、重複を
避けるためこれらの説明は省略する。

【００２８】なお、上記の各実施例において、遊動孔６
は円孔で構成しているが、これを上下に長い長孔で構成
してもよい。また、遊動孔６は当接部材４に設ける代わ
りに弁体２・３に形成し、ピン５を当接部材４に支持さ
せるようにしてもよい。さらに、上記各実施例は本発明
を５方弁に適用した場合を例にとっているが、本発明は
５方弁以外の多連弁装置、例えば２連３方弁など、２本
以上の弁体を連動部材を介して１つのソレノイドで同期
駆動する多連弁装置に広く適用される。

【００２９】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明の多連弁
装置は、連動部材が弁箱に案内されて進退し、かつ、弁
体およびソレノイドノプランジャと連動部材とが互いに
固定されていないので、各弁体に作用する負荷がアンバ
ランスになったり、各弁体の軸心間の中心点とソレノイ
ドのプランジャの軸心とがずれたりしても、連動部材は
弁箱に案内されて傾くことなく円滑に進退することにな
る。

【００３０】そして、弁体が連動部材に固定されていな
いので各弁体と連動部材とが互いにこぜ合うおそれがな
くなり、弁体が弁箱に案内されて円滑に動作することに
なり、また、弁体の動作の差による弁の密閉性低下を防
止して信頼性を高めることができる。本発明において、
前記各弁体に弁体の進退方向に所定の範囲内で進退可能
に支持されると共に、互いに独立して連動部材に当接さ
れる当接部材と、各弁体に受け止められ、その弁体に支
持された当接部材を連動部材に押圧するスプリングとを
設けた場合には、連動部材およびソレノイドのプランジ
ャを所定の範囲内、すなわち、弁体に対して当接部材が
進退できる範囲内で各弁体のストロークに対して過剰に
進退させて、プランジャをヨークに密着させることがで
き、これにより、ソレノイドに交流を供給しても唸りや
コイルの焼損を生じることがなくなり、電源として安価
な商用交流電源を利用できるようになるのである。

【図面の簡単な説明】

【図１】非通電時の本発明の一実施例の断面図である。

【図２】通電時の本発明の一実施例の断面図である。

【図３】非通電時の本発明の他の実施例の断面図であ
る。

【図４】通電時の本発明の他の実施例の断面図である。

【図５】従来例の断面図である。

【図６】従来例の問題点の説明図である。

【図７】従来例の問題点の説明図である。

【符号の説明】

１…弁箱 ２・３…弁体 ４…当接部材 ７…スプリング ８…連動部材 ８ｃ・８ｄ・８ｈ…被案内面 ８ｅ…弁受面 ８ｆ…プランジャ受面 ９ａ・９ｃ・９ｅ…案内面 10…ソレノイド 10ａ…プランジャ

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 弁箱内に互いに平行な方向に進退可能に
   設けられた複数の弁体と、これら弁体を連動させる連動
   部材と、各弁体を連動部材を介して駆動する１つのソレ
   ノイドとを備える多連弁装置において、上記弁箱が連動
   部材を各弁体の進退方向に摺動案内する案内面を備える
   ものであり、連動部材がこの案内面に進退可能に内嵌ま
   たは外嵌される被案内面と、ソレノイドのプランジャを
   受け止めるプランジャ受面と、複数の弁体をプランジャ
   と反対側から受ける１つの弁受面とを備えるものである
   ことを特徴とする多連弁装置。
2. 【請求項２】 前記各弁体に弁体の進退方向に所定の範
   囲内で進退可能に支持されると共に、互いに独立して連
   動部材に当接される当接部材と、各弁体に受け止めら
   れ、その弁体に支持された当接部材を連動部材に押圧す
   るスプリングとを設けたことを特徴とする請求項１に記
   載の多連弁装置。