JP3825288B2 - 電磁弁用マニホールド - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電磁弁を搭載するためのマニホールドに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図７には公知のマニホールドが示されている。このマニホールドは、その上面に複数の電磁弁２を並べて搭載可能な搭載面１を有すると共に、図８（Ａ），（Ｂ）からも分かるように、その内部に、これらの電磁弁２に圧力流体を集中的に供給するための共通の供給流路３と、上記電磁弁２からの排気を集中的に排出するための共通の排出流路４と、各電磁弁２からの出力流体を取り出すための個別の出力流路５とを有し、これらの各流路３，４，５が、上記搭載面１上の個々の電磁弁搭載領域１ａにそれぞれ開口する複数の接続口３ｂ，４ｂ，５ｂに、分岐孔３ａ，４ａ，５ａを介して連通せしめられている。そして、この搭載面１上に電磁弁２を搭載したときこれらの接続口３ｂ，４ｂ，５ｂが、各電磁弁２に形成された流体接続ポートにそれぞれ連通するようになっている。
【０００３】
この種のマニホールドにおいては、通常、限られた体積の中に上述したような複数の流体流路３，４，５を互いに位置競合しないように形成しなければならないため、例えば図８（Ａ），（Ｂ）に示すように、供給流路３と排出流路４とが互いに離れた位置に形成され、搭載面１上に開口する接続口３ｂ，４ｂは、電磁弁２の各ポートとの関係で互いに近接して形成されるといったケースが多い。また、上記出力流路５も、他の流路や分岐孔等を迂回するため、それに対応する搭載面１上の接続口５ｂから側方に離れた位置に形成されることも多い。そして、このような場合に、上下の相対する位置にある排出流路４と排出用接続口４ｂとは、搭載面１から垂直かつ真っ直ぐに穿設した分岐孔４ａで接続することができるが、互いに横方向にずれた位置関係にある供給流路３と供給用接続口３ｂ、及び出力流路５と出力用接続口５ｂとは、搭載面１から斜め下方に傾斜させて穿設した分岐孔３ａ及び５ａによってそれぞれ接続しなければならない。
【０００４】
ところが、このように分岐孔を搭載面から斜めに傾斜させて穿設するのは、その加工時にマニホールドを必要な角度に傾斜した状態に保持させなければならないため、作業が面倒で複雑な加工装置を必要とし、特に、傾斜角度の異なる複数の分岐孔を設けたり、垂直な分岐孔と傾斜する分岐孔の両方を設けたりする場合には、作業がより面倒で多くの手間がかかる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の技術的課題は、マニホールド内部の流体流路と電磁弁搭載面上の開口とが互いに横方向にずれた位置関係にあっても、それらを搭載面から垂直かつ真っ直ぐに穿設した分岐孔で確実に連通させることができる、簡単で合理的な設計構造を備えた電磁弁用マニホールドを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明によれば、複数の流体流路を内部に備えた１つのマニホールド本体と、このマニホールド本体上に取り付けられて電磁弁用搭載面を形成する少なくとも１つのサブプレートとからなるマニホールドが提供される。
上記マニホールド本体は、上記サブプレートを取り付けるための取付面と、この取付面から垂直かつ真っ直ぐに延びて上記各流体流路に通じる複数の分岐孔とを有し、また、上記サブプレートは、上記各分岐孔を電磁弁の各ポートに連通させるための該サブプレートを垂直方向に貫通する複数の中継孔を有していて、これらの中継孔の少なくとも一部が対応する分岐孔とは異なる位置に形成されると共に、位置が異なるこれらの中継孔と分岐孔とが、上記サブプレートの下面にこれらの中継孔と分岐孔とに跨がるように形成された凹部を介して相互に連通しており、上記マニホールド本体及びサブプレートがそれぞれ金属素材により形成されていて、互いの接合面をはんだ付けすることによって一体に接合されている。
【０００７】
このように本発明によれば、マニホールドをマニホールド本体とサブプレートとに分割し、上記マニホールド本体には、その内部の各流体流路に連通する垂直な分岐孔を形成し、電磁弁用搭載面を形成する上記サブプレートには、電磁弁の各ポートに連通する複数の中継孔を形成し、対応する中継孔と分岐孔とを、サブプレートに設けた凹部で連通させるようにしたので、対応する流体流路と中継孔とが互いに横方向にずれた位置関係にあっても、それらをマニホールド本体に垂直に穿設した上記分岐孔によって確実に接続することができる。
【０００８】
本発明の好ましい実施形態によれば、上記マニホールド本体とサブプレートとのはんだ接合時の位置ずれを防止するため、相互に係合し合う突起と窪みとからなる位置決め手段を有している。
【０００９】
本発明の一つの具体的な実施形態によれば、上記マニホールド本体が、複数の電磁弁を搭載可能なるように形成されると共に、上記サブプレートが、個々の電磁弁毎に分割されている。
【００１０】
本発明の他の具体的な実施形態によれば、上記マニホールド本体及びサブプレートがそれぞれ、個々の電磁弁毎に分割されていて、複数個を連結して使用するように構成されている。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図１及び図２（Ａ），（Ｂ），（Ｃ）は、本発明に係る電磁弁用マニホールドの第１実施形態を示すもので、この第１実施形態のマニホールド１０Ａは、複数の電磁弁１１（図５参照）を搭載可能なるように構成された単体形のマニホールドである。そしてこのマニホールド１０Ａは、複数の流体流路１４，１５，１６を内部に備えた１つのマニホールド本体１２と、このマニホールド本体１２上に取り付けられて電磁弁用搭載面１７を形成する複数のサブプレート１３とで構成されている。
【００１２】
上記マニホールド本体１２は、軸線方向に細長いブロック状の部材であって、矩形で平坦な上面を有し、この上面が、上記サブプレート１３を取り付けるための取付面２０となっている。このマニホールド本体１２の内部には、搭載される各電磁弁１１に圧縮空気等の圧力流体を集中的に供給するための共通の供給用流体流路１４と、各電磁弁１１から排出される圧力流体を集中的に排出するための共通の排出用流体流路１５とが、軸線方向に貫通して設けられ、該マニホールド本体１２の軸線方向の一端面又は両端面には、図３から分かるように、これらの流体流路１４，１５にそれぞれ通じる供給ポートＰ及び排出ポートＲが設けられている。また、上記マニホールド本体１２の側面には、各サブプレート１３と対応する位置に、各電磁弁１１から出力される出力流体を個別に取り出すための出力ポートＡがそれぞれ設けられ、これらの各出力ポートＡから出力用流体流路１６が、マニホールド本体１２の幅方向に向けて水平に延びている。
【００１３】
また、上記マニホールド本体１２の内部には、上記各流体流路１４，１５，１６から上記取付面２０に向けて垂直かつ真っ直ぐに延びる複数の分岐孔１４ａ，１５ａ，１６ａが設けられ、これらの分岐孔１４ａ，１５ａ，１６ａは、上記取付面２０における各サブプレート１３の取付領域にそれぞれ開口している。
【００１４】
一方、上記サブプレート１３は、均一な厚さを有する矩形で平坦なプレートであって、上記取付面２０の幅と実質的に同じ長さを有し、該取付面２０上に、相互間に若干の隙間を保った状態に並べて配置され、はんだ付けによりマニホールド本体１２に一体に取り付けられている。各サブプレート１３は、その上面を電磁弁１１用の搭載面１７とするもので、この搭載面１７には、電磁弁１１の底面に形成された複数のポート２１，２２，２３（図５参照）と対応する複数の中継孔２４，２５，２６がそれぞれ開口し、図５に示すように該搭載面１７上に電磁弁１１を搭載したとき、これらの中継孔２４，２５，２６と電磁弁１１の各ポート２１，２２，２３とが相互に連通するようになっている。図中２７は、搭載した電磁弁１１を固定するためのねじ孔である。
【００１５】
上記サブプレート１３に形成された複数の中継孔２４，２５，２６は、上記マニホールド本体１２の取付面２０に開口する複数の分岐孔１４ａ，１５ａ，１６ａと、電磁弁１１の複数のポート２１，２２，２３とを、相互に連通させるためのものであるが、これらの中継孔２４，２５，２６と分岐孔１４ａ，１５ａ，１６ａとは、対応するもの同士が同軸位置に形成されているとは限らず、一部又は全部が互いに横方向の異なる位置を占めるように形成されている。即ち、図示の例では、排出用流体流路１５に通じる排出用分岐孔１５ａとこれに対応する排出用中継孔２５とが同軸位置に形成されているが、供給用流体流路１４に通じる供給用分岐孔１４ａとこれに対応する供給用中継孔２４、及び出力用流体流路１６に通じる出力用分岐孔１６ａとこれに対応する出力用中継孔２６とは、互いに異なる位置に形成され、位置の異なるこれらの中継孔２４，２６と分岐孔１４ａ，１６ａとが、上記サブプレート１３の下面にこれらの中継孔と分岐孔とに跨がるように形成された凹部２９を介して相互に連通されている。
【００１６】
位置の異なる各中継孔と分岐孔とをこのような凹部２９で連通させることにより、接続すべき流体流路１４，１５，１６と搭載面１７上の中継孔２４，２５，２６とが互いに横方向にずれた位置関係にあっても、それらをマニホールド本体１２に垂直に穿設した上記分岐孔１４ａ，１５ａ，１６ａによって確実に接続することができ、従来品のように傾斜する分岐孔を設ける必要がない。
【００１７】
上記マニホールド本体１２と各サブプレート１３とは、アルミニウムやアルミニウム合金のような金属素材により形成されていて、互いの接合面１２ａ，１３ａを相互にはんだ付けすることによって一体に接合されている。それらのはんだ付けは、例えば摩擦はんだ付け法や、超音波はんだ付け法等によって行うことができる。
【００１８】
前者の摩擦はんだ付け法では、上記マニホールド本体１２とサブプレート１３とをトーチを使用して２００〜２５０℃程度の温度に予備加熱し、接合面の酸化被膜をワイヤブラシなどで機械的に除去しながら、この接合面を溶融したはんだで濡れさせることにより予備はんだを施す。そしてその後、上記マニホールド本体１２とサブプレート１３との接合面同士を接合してはんだの溶融温度まで再加熱すると共に、両接合面をこすり合わせて一体化し、冷却する。
【００１９】
また、後者の超音波はんだ付け法では、上記マニホールド本体１２とサブプレート１３とを２００〜２５０℃程度の温度に予備加熱し、それらの接合面をはんだ槽に浸漬して超音波を数秒間照射することにより、これらの接合面の酸化被膜を除去して予備はんだを施す。そしてその後、上記マニホールド本体１２とサブプレート１３とをはんだ槽から引き上げて余分なはんだを除去し、それらの接合面同士を接合してはんだの溶融温度まで再加熱すると共に、両接合面をこすり合わせて一体化したあと、冷却する。
【００２０】
このような方法により上記マニホールド本体１２とサブプレート１３とは、互いの接合面１２ａ，１３ａを全面的にはんだ付けすることによって一体化されている。ここで、上記マニホールド本体１２とサブプレート１３には、図４に示すように、はんだ接合時の位置ずれを防止するため、相互に係合し合う突起３２と窪み３３とからなる位置決め手段を設けることが望ましい。これらの突起３２と窪み３３とは、図示した例ではサブプレート１３側に突起３２が設けられ、マニホールド本体１２側に窪み３３が設けられているが、その逆であっても良い。また、上記突起３２は、上記マニホールド本体１２とサブプレート１３とをはんだ付けするに当たって、それらの接合面１２ａ，１３ａを研削する必要が生じた場合などに、研削の邪魔にならないように取り外すことができるようになっていることが望ましい。そこでこのような突起３２としては、例えば、弾性金属板を円筒形に丸めて形成したスプリングピンのような、弾性変形により容易に着脱できるものが好適に使用される。
【００２１】
図５には、上記マニホールド１０Ａの各搭載面１７に電磁弁１１を搭載した状態が示されている。この電磁弁１１は、供給ポート２１と排出ポート２３及び出力ポート２４を備えた３ポート式の電磁弁であり、従って、上記マニホールド１０Ａの各搭載面１７も、供給用中継孔２４と排出用中継孔２５及び出力用中継孔２６を備えた３ポート式の搭載面となっている。この電磁弁１１は、各搭載面１７に形成されたねじ孔２７にボルトでねじ止めされている。
【００２２】
上記電磁弁１１は、連通孔３７で相互に連通する第１及び第２の２つの弁室３６ａ，３６ｂを有していて、第１弁室３６ａと供給ポート２１との間に供給弁座３８が形成され、上記第２弁室３６ｂは出力ポート２３に連通し、かつこの第２弁室３６ｂと排出ポート２３との間に排出弁座３９が形成されている。また、上記第１弁室３６ａ内には、可動鉄心４０で駆動されて上記供給弁座３８を開閉する第１弁体４１が配設され、また、上記第２弁室３６ｂ内には、上記第１弁体４１と連動して排出弁座３９を開閉する第２弁体４２が配設されている。上記可動鉄心４０は、励磁コイル４３と固定鉄心４４とを備えた電磁操作部４５により駆動される。
【００２３】
上記励磁コイル４３が非通電のとき、上記可動鉄心４０は、図５の下半部に示すように、復帰ばね４６の弾発力により固定鉄心４４から離反した位置にあるため、第１弁体４１は供給弁座３８を閉鎖し、第２弁体４２は排出弁座３９を開放している。従って、供給ポート２１は閉鎖され、出力ポート２４と排出ポート２３とが連通している。
【００２４】
上記の状態から励磁コイル４３に通電すると、上記可動鉄心４０が、図５の上半部に示すように固定鉄心４４に吸着されるため、第１弁体４１が供給弁座３８を開放し、第２弁体４２は排出弁座３９を閉鎖する。従って供給ポート２１が、第１弁室３６ａから連通孔３７及び第２弁室３６ｂを通じて出力ポート２３に連通し、マニホールド１０Ａの出力ポートＡから出力流体が取り出される。
【００２５】
図示した実施例では、マニホールド１０Ａが３ポート式電磁弁１１を搭載するためこれに対応する構成を備えているが、本発明のマニホールドはこのような構成のものに限定されない。例えば４ポート式や５ポート式の電磁弁を搭載するためのマニホールドであっても良い。５ポート式電磁弁を搭載するマニホールドの場合には、マニホールド本体に、１つの供給用流体流路と、２つの排出用流体流路と、２つの出力用流体流路と、これらの各流路に連通する５つの分岐孔とが設けられ、また、各サブプレート上面の電磁弁搭載面には、上記各分岐孔に連通する５つの中継孔が設けられることになる。
また、上記サブプレート１３が個々の電磁弁１１毎に分割されているが、複数の電磁弁を搭載できる大きさに形成することもできる。
【００２６】
さらに、図示した実施形態のマニホールド１０Ａは、その上に複数の電磁弁を搭載するように構成されているが、１つの電磁弁だけを搭載可能なるように構成することもできる。この場合、マニホールド同士を連結することなく、それぞれを単独で使用するという点で、図６に示すスタッキングタイプの分割形マニホールドとは相違している。
【００２７】
図６には、マニホールドの第２実施形態として、個々の電磁弁毎に分割された分割形のマニホールド１０Ｂが示されている。このマニホールド１０Ｂは、マニホールド本体１２とサブプレート１３とが、１つの電磁弁１１だけを搭載可能な大きさに形成されていて、上記第１実施形態の単体形マニホールド１０Ａとは異なり、複数個を連結することにより集合状態で使用されるものである。そして、このように複数のマニホールド１０Ｂを連結する場合、その連結体の両端には、マニホールド１０Ｂの各流体流路１４，１５に通じる複数のポートＰ，Ｒを備えたポートブロック４８が取り付けられる。
【００２８】
上記第２実施形態のマニホールド１０Ｂの上記以外の構成やその好ましい変形例等については、上記第１実施形態のマニホールド１０Ａと実質的に同じであるから、主要な同一構成部分に第１実施形態と同一の符号を付してその説明は省略する。
【００３０】
【発明の効果】
以上に詳述したように、本発明によれば、マニホールド内部の流体流路と電磁弁搭載面上の中継孔とが互いに横方向にずれた位置関係にあっても、それらを搭載面から垂直かつ真っ直ぐ穿設した分岐孔によって確実に連通させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電磁弁用マニホールドの第１実施形態を示す平面図である。
【図２】（Ａ）は図１のＩＩＡ−ＩＩＡ線に沿った断面図、（Ｂ）は同じくＩＩＢ−ＩＩＢ線に沿った断面図、（Ｃ）は同じくＩＩＣ−ＩＩＣ線に沿った断面図である。
【図３】マニホールド上の１つのサブプレートを分離して示す斜視図である。
【図４】マニホールド上の１つのサブプレートを分離して示す、図３とは異なる構成の斜視図である。
【図５】マニホールド上に電磁弁を搭載した状態の断面図である。
【図６】本発明のマニホールドの第２実施形態を示す斜視図である。
【図７】従来のマニホールドの平面図である。
【図８】（Ａ）は図７のＶＩＩＩＡ−ＶＩＩＩＡ線に沿った断面図、（Ｂ）は同じくＶＩＩＩＢ−ＶＩＩＩＢ線に沿った断面図である。
【符号の説明】
１０Ａ，１０Ｂ マニホールド
１１ 電磁弁
１２ マニホールド本体
１２ａ 接合面
１３ サブプレート
１３ａ 接合面
１４，１５，１６ 流体流路
１４ａ，１５ａ，１６ａ 分岐孔
１７ 搭載面
２０ 取付面
２１，２２，２３ 電磁弁のポート
２４，２５，２６ 中継孔
２９ 凹部
３２ 突起
３３ 窪み

Claims (4)

1. 複数の流体流路を内部に備えた１つのマニホールド本体と、このマニホールド本体上に取り付けられて電磁弁用搭載面を形成する少なくとも１つのサブプレートとにより構成され、
   上記マニホールド本体が、上記サブプレートを取り付けるための取付面と、この取付面から垂直かつ真っ直ぐに延びて上記各流体流路に通じる複数の分岐孔とを有し、また上記サブプレートが、上記各分岐孔を電磁弁の各ポートに連通させるための該サブプレートを垂直方向に貫通する複数の中継孔を有していて、これらの中継孔の少なくとも一部が対応する分岐孔とは異なる位置に形成されると共に、位置が異なるこれらの中継孔と分岐孔とが、上記サブプレートの下面にこれらの中継孔と分岐孔とに跨がるように形成された凹部を介して相互に連通しており、
   上記マニホールド本体及びサブプレートがそれぞれ金属素材により形成されていて、互いの接合面をはんだ付けすることによって一体に接合されている、
   ことを特徴とする電磁弁用マニホールド。
2. 請求項１に記載のマニホールドにおいて、上記マニホールド本体とサブプレートとが、はんだ接合時の位置ずれを防止するため、相互に係合し合う突起と窪みとからなる位置決め手段を有することを特徴とするもの。
3. 請求項１または２に記載のマニホールドにおいて、上記マニホールド本体が、複数の電磁弁を搭載可能なるように形成されると共に、上記サブプレートが、個々の電磁弁毎に分割されていることを特徴とするもの。
4. 請求項１または２に記載のマニホールドにおいて、上記マニホールド本体及びサブプレートがそれぞれ、個々の電磁弁毎に分割されていて、複数個を連結して使用可能なるように構成されていることを特徴とするもの。

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