JP3854377B2 - パイロット式電磁弁 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、パイロット圧により駆動されるスプール弁を備えたパイロット式電磁弁に係る。特に詳しくは、スプール弁を強制的に駆動するために操作される手動弁を備えたパイロット式電磁弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の電磁弁はスプール弁と、そのスプール弁を空気圧（パイロット圧）により間接的に動かすためのパイロット圧切換弁から成るアクチュエータ部とを有する。ソレノイド式のパイロット圧切換弁は電気的に駆動される。パイロット圧切換弁がオン・オフされることにより、スプール弁両端のピストンに対するパイロット圧の供給が切り換えられ、スプール弁が駆動される。
【０００３】
パイロット圧切換弁を含むアクチュエータ部としては、シングルソレノイド式とダブルソレノイド式とがある。シングルソレノイド式は一つのパイロット圧切換弁を有する。ダブルソレノイド式は二つのパイロット圧切換弁を有する。
【０００４】
シングルソレノイド式のアクチュエータ部を有する電磁弁では、パイロット圧切換弁がオンされたときに、スプール弁の一方のピストンにパイロット圧が供給され、スプール弁が往動する。パイロット圧切換弁がオフされたときには、スプール弁の他方のピストンにパイロット圧が供給され、スプール弁が復動して元の位置に復帰する。つまり、このタイプの電磁弁では、パイロット圧切換弁をオフさせることに伴い、スプール弁を元の位置に復帰させることのできる自己復帰型の動作が得られる。
【０００５】
ダブルソレノイド式のアクチュエータ部を有する電磁弁では、各パイロット圧切換弁がそれぞれオン・オフされることにより、スプール弁の各ピストンに対するパイロット圧の供給が切り換えられ、スプール弁が往復動する。このタイプの電磁弁では、各パイロット圧切換弁がオフされても、スプール弁が元の位置に復帰することはない。この場合、スプール弁は両パイロット圧切換弁がオフされたときの位置に保持される。つまり、このタイプの電磁弁では、パイロット圧切換弁をオフさせることに伴い、スプール弁をある位置に保持することのできる自己保持型の動作が得られる。
【０００６】
特開平７−２７２４９号公報は上記のようなパイロット式電磁弁の一例を開示する。この公報の電磁弁は、シングルソレノイド式のアクチュエータ部と、別のダブルソレノイド式のアクチュエータ部との間で互換性が確保される。そして、それらアクチュエータ部を電磁弁に対して選択的に使用することにより、自己復帰型の動作と自己保持型の動作とが選択的に得られる。
【０００７】
即ち、図１７に示すように、この電磁弁２０１は切換弁部２０２と、シングルソレノイド式のアクチュエータ部２０３とを備える。切換弁部２０２はスプール弁２０４を二つの位置の間で移動可能に収容する。切換弁部２０２は、スプール弁２０４の両端に対応して第１の加圧室２０５及び第２の加圧室２０６を備える。各加圧室２０５，２０６は、スプール弁２０４の各端を押圧するための第１のピストン２０７、第２のピストン２０８をそれぞれ収容する。両ピストン２０７，２０８は互いに同じ大きさの外径を有する。切換弁部２０２は作動圧用の給気通路２０９及び排気通路２１０、並びにパイロット圧用のパイロット給気通路２１１及びパイロット排気通路２１２を有する。
【０００８】
シングルソレノイド式のアクチュエータ部２０３は４ポート弁又は５ポート弁よりなる一つのパイロット圧切換弁２１３を含む。このパイロット圧切換弁２１３がオンされることにより、第１の弁体２１４が第１の位置に移動して第１の加圧室２０５が第１のパイロット通路２１６を介してパイロット給気通路２１１に連通される。第１の弁体２１４が第１の位置に移動することにより、第２の弁体２１５がそれに連動して移動し、第２の加圧室２０６が第２のパイロット通路２１７を介してパイロット排気通路２１２に連通される。パイロット圧切換弁２１３がオフされることによ、第１の弁体２１４が第２の位置に移動して両者２０５，２１１の間が遮断されると共に、第１の加圧室２０５が第１のパイロット通路２１６を介してパイロット排気通路２１２に連通される。第１の弁体２１４が第２の位置に移動することにより、第２の弁体２１５がそれに連動して移動し、第２の加圧室２０６が第２のパイロット通路２１７を介してパイロット給気通路２１１に連通される。従って、両加圧室２０５，２０６の一方にパイロット圧が供給されるときには、他方からは圧力が排出され、スプール弁２０４が一方へ移動する。このため、パイロット圧切換弁２１３がオフされるときには、スプール弁２０４が必ず元の位置に復帰することになる。
【０００９】
上記切換弁部２０２の構成は、そのままダブルソレノイド式の電磁弁として兼用される。即ち、シングルソレノイド式のアクチュエータ部２０３がダブルソレノイド式のアクチュエータ部と交換される。ここで、両ピストン２０７，２０８が互いに外径を同じくすることから、各加圧室２０５，２０６に対してパイロット圧が選択的に供給されることにより、スプール弁２０４が往復動する。或いは、両加圧室２０５，２０６に対するパイロット圧の供給が同時に遮断されることにより、スプール弁２０４が任意の位置に保持される。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来のパイロット式電磁弁２０１では、手動弁との関連については、何も述べられていない。手動弁とは、スプール弁を、アクチュエータ部によるパイロット圧の切り換えから独立して、任意的かつ強制的に駆動するために操作されるものである。一般に、手動弁はアクチュエータ部のパイロット圧切換弁に対応して設けられ、スプール弁の各ピストンに対するパイロット圧の供給を切り換えるために任意に操作される。
【００１１】
ここで、電磁弁は各種の機械設備に適用される。その機械設備を動作させるために、電磁弁のアクチュエータ部は電気的に制御される。その一方で、機械設備の組立調整、或いはメンテナンスの際に、電磁弁をアクチュエータ部の制御から独立して強制的、かつ任意に動かす必要がある。この必要性に鑑みれば、手動弁は電磁弁の実用性を高めるためには不可欠な構成要素であると言える。従って、上記の電磁弁２０１についても、その電磁弁２０１としての機能を担保しつつ、手動弁による一般的な機能を確保することが望まれる。
【００１２】
しかしながら、上記の電磁弁２０１のように、シングルソレノイド式のアクチュエータ部とダブルソレノイド式のアクチュエータ部との間で互換性を持たせた場合、手動弁についても、両方式のアクチュエータ部に合わせて作動させる必要がある。即ち、シングルソレノイド式のアクチュエータ部２０３又はダブルソレノイド式のアクチュエータ部の適用に拘わらず、手動弁が操作されたときには、スプール弁が強制的に駆動されることが望まれる。このため、上記の電磁弁２０１に対し、単に手動弁を付加しただけでは、アクチュエータ部の各方式に合わせて手動弁を適正に機能させることができなくなるおそれがある。
【００１３】
この発明は前述した事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、一つの電磁弁において、シングルソレノイド式のアクチュエータ部とダブルソレノイド式のアクチュエータ部との間で互換性を持たせ、併せてシングルソレノイド式又はダブルソレノイド式のアクチュエータ部に応じて手動弁を適正に機能させることを可能にしたパイロット式電磁弁を提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１に記載の第１の発明は、流体の流路を切り換えるためにパイロット圧により駆動されるスプール弁と、スプール弁の両端に設けられ、パイロット圧を受けるために互いに等しい大きさの受圧面を有する第１のピストン及び第２のピストンと、各ピストンに対するパイロット圧の供給を切り換えるためのアクチュエータ部と、スプール弁を強制的に駆動するために操作され、作動位置と非作動位置とに選択的に配置される第１の手動弁及び第２の手動弁とを備えたパイロット式電磁弁において、第１の手動弁が非作動位置に配置されることにより、アクチュエータ部から第１及び第２の手動弁を介して第１のピストンにパイロット圧が供給されることが許容されることと、第１の手動弁が作動位置に配置されることにより、第１のピストンに第１の手動弁を介してパイロット圧が強制的に供給されることと、第２の手動弁が非作動位置に配置されることにより、アクチュエータ部から第１及び第２の手動弁を介して第１のピストンにパイロット圧が供給されることが許容されると共に、アクチュエータ部から第２の手動弁を介して第２のピストンにパイロット圧が供給されることが許容されることと、第２の手動弁が作動位置に配置されることにより、第２のピストンに第２の手動弁を介してパイロット圧が強制的に供給されると共に、アクチュエータ部から第１及び第２の手動弁を介して第１のピストンに前記パイロット圧が供給されることが許容されることとを備えたことを趣旨とする。
【００１５】
上記第１の発明の構成によれば、第１及び第２の手動弁が共に非作動位置に配置された状態では、アクチュエータ部から第１及び第２の手動弁を介して第１のピストンにパイロット圧が供給されることが許容される。これと共に、アクチュエータ部から第２の手動弁を介して第２のピストンにパイロット圧が供給されることが許容される。ここで、上記のようにアクチュエータ部から各ピストンにパイロット圧が供給されることが許容されるときには、その逆に、各ピストンからアクチュエータ部にパイロット圧が戻されることが許容されることをも含む（以下において同様。）。
【００１６】
ここで、アクチュエータ部により、第１及び第２のピストンに対するパイロット圧の供給が適宜に切り換えられることにより、第１及び第２のピストンの少なくとも一つによりスプール弁が押圧されて駆動され、電磁弁により流体の流路が切り換えられる。つまり、スプール弁がアクチュエータ部によるパイロット圧の切り換えに依存して駆動される。
【００１７】
ここで、アクチュエータ部に一つのパイロット圧切換弁を有するシングルソレノイド式のものを適用したとする。そして、例えば、パイロット圧切換弁が非作動状態にあるときには、同弁から第１のピストンにパイロット圧が供給されることを許容すると共に、第２のピストンからパイロット圧切換弁にパイロット圧が戻されることを許容するように構成する。一方、パイロット圧切換弁が作動状態にあるときには、同弁から第２のピストンにパイロット圧が供給されることを許容すると共に、第１のピストンからパイロット圧切換弁にパイロット圧が戻されることを許容するように構成する。このようにすることにより、シングルソレノイド式のアクチュエータ部を使用して電磁弁を動作させることが可能になる。
【００１８】
これに対し、アクチュエータ部に二つのパイロット圧切換弁を有するダブルソレノイド式のものを適用したとする。そして、一方のパイロット圧切換弁を第１のピストンに対応させ、他方のパイロット圧切換弁を第２のピストンに対応させる。各パイロット圧切換弁を適宜に制御することにより、第１及び第２のピストンの少なくとも一つにパイロット圧が供給されること、各ピストンから各パイロット圧切換弁にパイロット圧が戻されることを許容するように構成する。このようにすることにより、ダブルソレノイド式のアクチュエータ部を使用して電磁弁を動作させることが可能になる。
【００１９】
上記電磁弁において、第１の手動弁のみが作動位置に配置されることにより、第１のピストンに第１の手動弁を介してパイロット圧が強制的に供給される。このとき、第２のピストンにはアクチュエー部からパイロット圧が供給されることが許容される。このため、第１のピストンによりスプール弁が強制的に駆動され、電磁弁において流体の流路が切り換えられる。一方、第２の手動弁のみが作動位置に配置されることにより、第２のピストンに第２の手動弁を介してパイロット圧が強制的に供給されると共に、第１及び第２の手動弁を介して第１のピストンにパイロット圧が供給されることが許容される。このため、第２のピストンによりスプール弁が強制的に駆動され、第１のピストンによる方向とは逆方向へ駆動され、電磁弁において流体の流路が切り換えられる。
【００２０】
従って、この電磁弁では、スプール弁が、シングルソレノイド式又はダブルソレノイド式のアクチュエータ部によるパイロット圧の切り換えに依存して駆動される。更に、各手動弁の操作に基づき、スプール弁がシングルソレノイド式又はダブルソレノイド式のアクチュエータ部によるパイロット圧の切り換えから独立して強制的に駆動される。
【００２１】
【００２２】
【００２３】
【００２４】
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るパイロット式電磁弁を具体化した一実施の形態を図１〜図１６を参照して詳細に説明する。
【００２６】
図１に示すように電磁弁１は切換弁部２と、その片側に設けられたアクチュエータ部３とを備える。切換弁部２は流体（気体）の流路を切り換えるためにパイロット圧により駆動されるスプール弁４を有する。切換弁部２はその外部に露出して設けられた手動装置５を有する。アクチュエータ部３は、スプール弁４に対するパイロット圧の供給を切り換えるために電気的に制御される。アクチュエータ部３は切換弁部２に対して着脱可能に設けられる。
【００２７】
切換弁部２はスプールハウジング６、継手ハウジング７及びマニホールドブロック８を備える。スプールハウジング６はスプール弁４を往復動可能に収容する。スプール弁４はその軸線方向へ所定のストロークをもって移動可能である。スプールハウジング６はスプール弁４の両端に対応して設けられた第１の加圧室９及び第２の加圧室１０を有する。スプールハウジング６は一つの給気ポート１１と、一対の排気ポート１２，１３と、第１及び第２の出力ポート１４，１５を有する。給気ポート１１には、この電磁弁１により流路が切り換えられる圧縮空気が供給される。
【００２８】
スプール弁４はその両端に第１の加圧室９に対応して設けられた第１のピストン１６と、第２の加圧室１０に対応して設けられた第２のピストン１７とを有する。両ピストン１６，１７は略円筒状をなし、スプール弁４に一体的に設けられる。両ピストン１６，１７は互いに等しい大きさの受圧面１６ａ，１７ａを有する。スプール弁４はその軸上に、互いに離間して配置された複数の弁部４ａを有する。各弁部４ａの外径は軸のそれよりも大きい。
【００２９】
各ピストン１６，１７は、スプール弁４をその軸線方向へ駆動するために、対応する各加圧室９，１０に供給されるパイロット圧を各受圧面１６ａ，１７ａで受けてスプール弁４を押圧する。スプール弁４が駆動されることにより、給気ポート１１に供給される気体の流路が、第１の出力ポート１４と第２の出力ポート１５との間で切り換えられる。これと同時に、第２又は第１の出力ポート１５，１４に導入される排気の流れが、各排気ポート１２，１３の間で切り換えられる。
【００３０】
継手ハウジング７は二つのパイプ継手１８，１９を有する。一方の継手１８は第１の出力ポート１４に連通し、他方の継手１９は第２の出力ポート１５に連通する。
【００３１】
マニホールドブロック８は主排気通路２０、パイロット給気通路２１、パイロット排気通路２２及び手動装置５を備える。主排気通路２０はスプールハウジング６の各排気ポート１２，１３に連通し、各排気ポート１２，１３から排出される排気を電磁弁１の外へ排出する。パイロット給気通路２１には、各加圧室９，１０へパイロット圧として供給される圧縮空気が流れる。パイロット排気通路２２には、各加圧室９，１０から排出されたパイロット圧が流れ込む。
【００３２】
手動装置５は、アクチュエータ部３によるパイロット圧の切り換えから独立してスプール弁４を強制的、かつ任意に駆動するために操作される。手動装置５は軸状をなす第１の手動弁２３及び第２の手動弁２４を備える。両手動弁２３，２４は、スプール弁４を駆動するために切換弁部２の外部から操作される。
【００３３】
同ブロック８は上方へ開口する第１及び第２の弁穴２５，２６を有する。第１の弁穴２５には第１の手動弁２３が、第２の弁穴２６には第２の手動弁２４がそれぞれ上下動可能、かつ回動可能に組み込まれる。各弁穴２５，２６の底部には、各手動弁２３，２４を上方へ付勢するためのバネ２７，２８がそれぞれ設けられる。第１の手動弁２３はその外径が第１の弁穴２５の内径に整合し、その下端に周溝２３ａを有する。第２の手動弁２４は頭部２４ａと、その頭部２４ａよりも小径な軸部２４ｂと、その頭部２４ａと軸部２４ｂとの間に設けられたシール部２４ｃと、軸部２４ｂの下端部に設けられた一対の弁部２４ｄ，２４ｅとを有する。両弁部２４ｄ，２４ｅは軸部２４ｂよりも大径をなし、互いに所定の距離だけ隔てられる。第２の弁穴２６は各弁部２４ｄ，２４ｅを境に三つの空間に区画される。
【００３４】
各手動弁２３，２４は、図１に示すように、その上端面が対応する各弁穴２５，２６の開口端に一致する非作動位置に配置される。各手動弁２３，２４は、治具等により各バネ２７，２８の付勢力に抗して下方へ押圧されることにより、図６，８，１０に示すように、非作動位置より押し下げられた作動位置に配置される。この作動位置において、各手動弁２３，２４は、治具等により回されてピン（図示しない）に係合することにより、位置保持される。このように、各手動弁２３，２４は非作動位置と作動位置との間で選択的に切り換え配置される。
【００３５】
同ブロック８において、パイロット給気通路２１は第２の弁穴２６の底部を通じてパイロット給気ポート２９に連通する。パイロット排気通路２２はパイロット排気ポート３０に連通する。同ブロック８は第１の加圧室９に連通する第１の室通路３１と、第１の加圧室９にパイロット給気通路２１からのパイロット圧を強制的に供給するための第１の強制給気通路３２と、両弁穴２５，２６を互いに接続する弁間通路３３とを含む。そして、図１，２，８に示すように、第１の手動弁２３が非作動位置に配置されることにより、第１の加圧室９に通じる第１の室通路３１が第１の弁穴２５の周溝２３ａを介して弁間通路３３に連通する。図６に示すように、第１の手動弁２３が押し下げられて作動位置に配置されることにより、第１の室通路３１が周溝２３ａを介して第１の強制給気通路３２に連通する。
【００３６】
同ブロック８は第２の加圧室１０に連通する第２の室通路３４と、第２の加圧室１０にパイロット給気通路２１からのパイロット圧を強制的に供給するための第２の強制給気通路３５と、第１の給排気ポート３６を通じてアクチュエータ部３に接続される第１の給排気通路３７と、第２の給排気ポート３８を通じてアクチュエータ部３に接続される第２の給排気通路３９とを含む。第１及び第２の給排気通路３７，３９のそれぞれは、アクチュエータ部３が制御されることにより、パイロット圧の供給又はパイロット圧の排出が選択的に許容される。図１，２，６に示すように、第２の手動弁２４が非作動位置に配置されることにより、第２のピストン室１０に通じる第２の室通路３４が第２の弁穴２６を介して第２の給排気通路３９に連通すると共に、弁間通路３３が同弁穴２６を介して第１の給排気通路３７に連通する。図８，１０に示すように、第２の手動弁２４が作動位置に配置されることにより、第２の室通路３４が第２の弁穴２６を介して第２の強制給気通路３５に連通すると共に、弁間通路３３が同弁穴２６を介して第２の給排気通路３５に連通する。
【００３７】
図１，２，６，８，１０に示すアクチュエータ部３はダブルソレノイド式のものであり、電気的に制御される第１及び第２のパイロット圧切換弁４１，４２と、両パイロット圧切換弁４１，４２に兼用される弁ケーシング４３とを有する。第１のパイロット圧切換弁４１は第１の加圧室９に対するパイロット圧の供給と、同加圧室９からのパイロット圧の排出とを切り換える。第２のパイロット圧切換弁４２は第２の加圧室１０に対するパイロット圧の供給と、同加圧室１０からのパイロット圧の排出とを切り換える。
【００３８】
第１のパイロット圧切換弁４１は第１のソレノイド４４、第１のコア４５、第１のプランジャ４６及び第１の弁体４７を有する。第２のパイロット圧切換弁４２は第２のソレノイド４８、第２のコア４９、第２のプランジャ５０及び第２の弁体５１を有する。各プランジャ４６，５０は復帰用のバネ５２，５３により付勢される。第１の弁体４７は第１のプランジャ４６に連動して移動する。第２の弁体５１は第２のプランジャ５０に連動して移動する。
【００３９】
弁ケーシング４３は各弁体４７，５１のそれぞれに対応する第１及び第２の給気弁座５４，５５を有する。両給気弁座５４，５５は共通する給気弁孔５６を有する。弁ケーシング４３は、各弁体４７，５１にそれぞれ対応する第１及び第２の排気弁座５７，５８を有する。第１の排気弁座５７は第１の排気弁孔５９を有し、第２の排気弁座５８は第２の排気弁孔６０を有する。
【００４０】
弁ケーシング４３は第１及び第２のパイロット出力ポート６１，６２、パイロット入力ポート６３、並びにパイロット排気ポート６４を有する。給気弁孔５６はパイロット入力ポート６３を通じてマニホールドブロック８のパイロット給気ポート２９に連通する。各排気弁孔５９，６０は、弁ケーシング４３に設けられた排気通路６５及びパイロット排気ポート６４を通じて、同ブロック８のパイロット排気ポート３０に連通する。第１のパイロット出力ポート６１は、同ブロック８の第１の給排気ポート３６に連通する。第２のパイロット出力ポート６２は、同ブロック８の第２の給排気ポート３８に連通する。
【００４１】
ここで、第１のソレノイド４４が励磁（オン）されることにより、第１のプランジャ４６が移動して第１の弁体４７が給気弁孔５６を開くと共に第１の排気弁孔５９を閉じる。これにより、パイロット入力ポート６３に導入されるパイロット圧が、第１のパイロット出力ポート６１から第１の給排気通路３７を通じて第２の弁穴２６に供給される。
【００４２】
第２のソレノイド４８が励磁（オン）されることにより、第２の弁体５１が給気弁孔５６を開くと共に第２の排気弁孔６０を閉じる。これにより、パイロット入力ポート６３に導入されるパイロット圧が、第２のパイロット出力ポート６２から第２の給排気通路３９を通じて第２の弁穴２６に供給される。第１及び第２のソレノイド４４，４８は所定のコントローラ（図示しない）により、所定のシーケンスプログラムに基づいてオン・オフ制御される。
【００４３】
図１２に示すアクチュエータ部７１はシングルソレノイド式のものであり、上記ダブルソレノイド式のアクチュエータ部３と交換されてマニホールドブロック８に装着された状態を示す。このアクチュエータ部３は電気的に制御される一つのパイロット圧切換弁７２及び弁ケーシング７３を有する。このパイロット圧切換弁７２は第１又は第２の加圧室９，１０に対するパイロット圧の供給と、第２又は第１の加圧室１０，９からのパイロット圧の排出とを交互に切り換える。
【００４４】
このパイロット圧切換弁７２はソレノイド７４、コア７５、プランジャ７６、第１及び第２の弁体７７，７８を備える。プランジャ７６は復帰用のバネ７９により付勢される。第１の弁体７７はプランジャ７６に連動して移動する。
【００４５】
弁ケーシング７３は各弁体７７，７８のそれぞれに対応する第１及び第２の給気弁座８０，８１を有する。両給気弁座８０，８１は共通する給気弁孔８２を有する。弁ケーシング７３は、各弁体７７，７８にそれぞれ対応する第１及び第２の排気弁座８３，８４を有する。各排気弁座８３，８４はそれぞれ第１、第２の排気弁孔８５，８６を有する。
【００４６】
弁ケーシング７３は第１及び第２のパイロット出力ポート８７，８８、パイロット入力ポート８９、並びにパイロット排気ポート９０を有する。給気弁孔８２はパイロット入力ポート８９を通じて、マニホールドブロック８のパイロット給気ポート２９に連通する。各排気弁孔８５，８６は、弁ケーシング７３に設けられた排気通路９１及びパイロット排気ポート９０を通じて、同ブロック８のパイロット排気ポート３０に連通する。第１のパイロット出力ポート８７は、同ブロック８の第１の給排気ポート３７に連通する。第２のパイロット出力ポート８８は、同ブロック８の第２の給排気ポート３８に連通する。
【００４７】
このパイロット圧切換弁７１はダイアフラム９２を更に備える。ダイアフラム９２に固定されたロッド９３は第２の排気弁孔８６を貫通して第２の弁体７８に接続される。ダイアフラム９２は復帰用のバネ９４により付勢される。弁ケーシング７３に設けられた連通路９５は第１の弁体７７の周りの空間と、ダイアフラム９２に面する空間との間を連通する。
【００４８】
ここで、ソレノイド７４が消磁（オフ）されることにより、第１の弁体７７が給気弁孔８２を閉じる共に第１の排気弁孔８５を開く。このとき、バネ９４によりダイアフラム９２が復帰変位して、第２の弁体７８が給気弁孔８２を開くと共に第２の排気弁孔８６を閉じる。これにより、パイロット入力ポート８９に導入されるパイロット圧が、第２のパイロット出力ポート８８から第２の給排気通路３９を通じて第２の弁穴２６に供給される。又、第１のパイロット出力ポート８７に導入されるパイロット圧は連通路９５、第２の排気弁孔８６、パイロット排気ポート９０を通じてパイロット排気通路２２に戻される。
【００４９】
ソレノイド７４が励磁（オン）されることにより、プランジャ７６が移動して第１の弁体７７が給気弁孔８２を開くと共に第１の排気弁孔８５を閉じる。これにより、パイロット入力ポート８９に導入されるパイロット圧が、第１のパイロット出力ポート８７から第１の給排気通路３７を通じて第２の弁穴２６に供給される。このとき、パイロット入力ポート８９から連通路９５に導入されるパイロット圧力に基づいてダイアフラム９２が変位し、第２の弁体７８が給気弁孔８２を閉じると共に第２の排気弁孔８６を開く。従って、第２のパイロット出力ポート８８に導入されるパイロット圧が、パイロット排気ポート９０を通じてパイロット排気通路２２に戻される。
【００５０】
以上説明したようにこの実施の形態の電磁弁１の構成によれば、その切換弁部２にダブルソレノイド式のアクチュエータ部３が装着されたときには、次のような動作が得られる。
【００５１】
図１，２に示すように、手動装置５が操作されず、第１及び第２の手動弁２３，２４が共に非作動位置に配置された第１の態様では、第１の加圧室９に通じる第１の室通路３１が周溝２３ａを介して弁間通路３３に連通する。この弁間通路３３は第２の弁穴２６を介して、アクチュエータ部３に接続される第１の給排気通路３７に連通する。更に、第２の加圧室１０に通じる第２の室通路３４が第２の弁穴２６を介して、アクチュエータ部３に接続される第２の給排気通路３９に連通する。この第１の態様に対応する電磁弁１の状態を図３の回路図に示す。
【００５２】
この実施の形態では、ダブルソレノイド式のアクチュエータ部３につき、第１のパイロット圧切換弁４１が第１の給排気通路３７に対応し、第２のパイロット圧切換弁４２が第２の給排気通路３９に対応して設けられる。そして、各パイロット圧切換弁４１，４２が適宜に制御されることにより、各給排気通路３７，３９に対するパイロット圧の供給と、各給排気通路３７，３９からのパイロット圧の排出とが適宜に許容される。
【００５３】
従って、第１のパイロット圧切換弁４１が独自にオン・オフされると、第１の弁体４７が第１の位置と第２の位置との間で切り換え配置され、第１の給排気通路３７に対するパイロット圧の供給と、同通路３７からのパイロット圧の排出とが選択的に許容される。一方、第２のパイロット圧切換弁４２が独自にオン・オフされると、第２の弁体５１が第１の位置と第２の位置との間で切り換え配置され、第２の給排気通路３９に対するパイロット圧の供給と、同通路３９からのパイロット圧の排出とが選択的に許容される。このように、ダブルソレノイド式のアクチュエータ部３を作動させて電磁弁１を動作させることが可能になる。
【００５４】
例えば、上記第１の態様から、図４に示すように、アクチュエータ部３の第２のパイロット圧切換弁４２がオンされると、第２の給排気通路３９にパイロット圧が導入され、そのパイロット圧が第２の弁穴２６及び第２の室通路３４を介して第２の加圧室１０に供給され、第２のピストン１７に供給される。これにより、スプール弁４が第２のピストン１７により押圧されて駆動され、切換弁部２における気体の流路が切り換えられる。スプール弁４に伴って第１のピストン１６が移動すると、第１の加圧室９からはパイロット圧が排出され、その圧力が第１の室通路３１、周溝２３ａ、弁間通路３３、第２の弁穴２６、第１の給排気通路３７及び第１のパイロット圧切換弁４１を介してパイロット排気通路２２から排出される。
【００５５】
上記の場合とは逆に、図５の回路図に示すように、アクチュエータ部３の第１のパイロット圧切換弁４１がオンされると、第１の給排気通路３７にパイロット圧が導入され、そのパイロット圧が第２の弁穴２６、弁間通路３３、周溝２３ａ及び第１の室通路３１を介して第１の加圧室９に供給され、第１のピストン１６に供給される。これにより、第１のピストン１６によりスプール弁４が押圧されてスプール弁４が、上記図４の場合とは逆方向へ駆動され、切換弁部２における気体の流路が切り換えられる。このとき、第２の加圧室１０から排出されるパイロット圧は、第２の室通路３４、第２の弁穴２６、第２の給排気通路３９及び第２のパイロット圧切換弁４２を通じてパイロット排気通路２２から排出される。
【００５６】
ここでは、両ピストン１６，１７の受圧面１６ａ，１７ａの大きさが同じである。そのため、両加圧室９，１０にパイロット圧が同時に供給されたとき、或いは両加圧室９，１０に対するパイロット圧が同時に遮断されたときには、両ピストン１６，１７によるスプール弁４の押圧力が均衡し、スプール弁４はそのときの位置に保持される。
【００５７】
このように、スプール弁４がダブルソレノイド式のアクチュエータ部３によるパイロット圧の供給切り換えに依存して駆動され、切換弁部２における流路が切り換えられる。
【００５８】
一方、上記第１の態様から、図６，７に示すように、手動装置５の第１の手動弁２３のみが作動位置に配置された第２の態様では、第１の加圧室９に通じる第１の室通路３１が周溝２３ａを介して第１の強制給気通路３２に連通する。このため、第２のパイロット圧切換弁４２がオフされて第２の加圧室１０にパイロット圧が供給されないときには、第１の加圧室９のみにパイロット圧が強制的に供給されることになる。この結果、スプール弁４が一方向へ駆動されて切換弁部２における流体の流路が切り換えられる。
【００５９】
上記第１の態様から、図８，９に示すように、手動装置５の第２の手動弁２４のみが作動位置に配置された第３の態様では、第２の加圧室１０に通じる第２の室通路３４が第２の弁穴２６を介して第２の強制給気通路３５に連通すると共に、弁間通路３３が同弁穴２６を介して第２の給排気通路３９に連通する。このため、第１のパイロット圧切換弁４１がオフされて第１の加圧室９にパイロット圧が供給されないときには、第２の加圧室１０のみにパイロット圧が強制的に供給されることになる。この結果、スプール弁４が上記第２の態様とは逆方向へ駆動されて切換弁部２における気体の流路が切り換えられる。
【００６０】
上記第３の態様から、図１０，１１に示すように、第２の手動弁２４に加えて第１の手動弁２３が作動位置に配置された第４の態様では、第１の加圧室９に通じる第１の室通路３１が周溝２３ａを介して第１の強制給気通路３２に連通する。同時に、第２の加圧室１０に通じる第２の室通路３４が第２の弁穴２６を介して第２の強制給気通路３５に連通する。このため、両パイロット圧切換弁４１，４２によるパイロット圧の供給切り換えに拘わらず、両加圧室９，１０には共にパイロット圧が強制的に供給される。このため、両ピストン１６，１７によりスプール弁４が両方向から押圧され、スプール弁４が上記第３の態様の位置に保持される。つまり、電磁弁１において自己保持型の動作が得られる。
【００６１】
上記のように、ダブルソレノイド式のアクチュエータ部３を使用して電磁弁１を動作させることができると共に、電磁弁１において各手動弁２３，２４の機能を確保することができる。つまり、電磁弁１において、手動弁２３，２４の機能を確保した上で、ダブルソレノイド式のアクチュエータ部３により自己保持型の動作を得ることができる。
【００６２】
次に、上記ダブルソレノイド式のアクチュエータ部３をシングルソレノイド式のアクチュエータ部７１と交換して電磁弁１に適用した場合を説明する。
【００６３】
この実施の形態では、図１２に示すように、シングルソレノイド式のアクチュエータ部７１につき、第１の弁体７７等が第１の給排気通路３７に対応し、第２の弁体７８等が第２の給排気通路３９に対応する。そして、パイロット圧切換弁７２がオンされたときには、第１の給排気通路３７に対するパイロット圧の供給が許容されると共に、第２の給排気通路３９からのパイロット圧の排出が許容される。パイロット圧切換弁７２がオフされたときには、第２の給排気通路３９に対するパイロット圧の供給が許容されると共に、第１の給排気通路３７からのパイロット圧の排出が許容される。
【００６４】
従って、図１２，１３に示すように、パイロット圧切換弁７２がオフされ、両手動弁２３，２４が共に非作動位置に配置された第１の態様では、第１の加圧室９に通じる第１の室通路３１が、周溝２３ａ及び弁間通路３３を介して、アクチュエータ部７１に接続される第１の給排気通路３７に連通する。更に、第２の加圧室１０に通じる第２の室通路３４が、第２の弁穴２６を介して、アクチュエータ部３に接続される第２の給排気通路３９に連通する。
【００６５】
上記第１の態様では、第１の給排気通路３７にパイロット圧が導入され、そのパイロット圧が第２の弁穴２６、弁間通路３３、周溝２３ａ及び第１の室通路３１を介して第１の加圧室９に供給され、第１のピストン１６に供給される。これにより、スプール弁４が駆動されて切換弁部２における気体の流路が切り換えられる。このとき、第２のピストン１７の移動に伴い第２の加圧室１０から排出されるパイロット圧は第２の室通路３４、第２の弁穴２６、第２の給排気通路３９及びパイロット圧切換弁７２を通じてパイロット排気通路２２から排出される。ここでは、パイロット圧切換弁７２がオフされるときにスプール弁４が一方へ駆動されることから、スプール弁４は元の位置に復帰する。つまり、電磁弁１において自己復帰型の動作が得られる。
【００６６】
上記第１の態様から、図１４に示すように、パイロット圧切換弁７２がオンされると、第２の給排気通路３９にパイロット圧が導入され、そのパイロット圧が第２の弁穴２６及び第２の室通路３４を介して第２の加圧室１０に供給され、第２のピストン１７に供給される。これにより、スプール弁４が駆動されて切換弁部２における気体の流路が切り換えられる。第１のピストン１６の移動に伴い第１の加圧室９から排出されるパイロット圧は、第１の室通路３１、周溝２３ａ、弁間通路３３、第２の弁穴２６、第１の給排気通路３７及びパイロット圧切換弁７２を介してパイロット排気通路２２から排出される。
【００６７】
上記第１の態様から、図１５に示すように、第２の手動弁２４のみが作動位置に配置されると、第２の加圧室１０に通じる第２の室通路３４が第２の弁穴２６を介して第２の強制給気通路３５に連通すると共に、弁間通路３３が第２の弁穴２６を介して第２の給排気通路３９に連通する。このとき、アクチュエータ部７１から第１の給排気通路３７へパイロット圧が導出され、アクチュエータ部７１から第２の給排気通路３９へはパイロット圧が導出されない。この設定状態では、第１の加圧室９が第１の室通路３１、周溝２３ａ、弁間通路３３、第２の弁穴２６を介して第２の給排気通路３９に連通することになる。このため、パイロット圧切換弁７２によっては第１の加圧室９へパイロット圧が供給されることはなく、第２の加圧室１０のみにパイロット圧が強制的に供給される。この結果、スプール弁４が駆動されて切換弁部２における気体の流路が切り換えられる。
【００６８】
上記第１の態様から、図１６に示すように、第１の手動弁２３のみが作動位置に配置されると、第１の加圧室９が周溝２３ａを介して第１の強制給気通路３２に連通し、パイロット圧の導入を受けない第２の給排気通路３９が第２の弁穴２６を介して第２の加圧室１０に連通することになる。このため、第１の加圧室９のみにパイロット圧が強制的に供給され、スプール弁４が駆動されて切換弁部２における気体の流路が切り換えられる。
【００６９】
上記のように、シングルソレノイド式のアクチュエータ部７１を使用して電磁弁１を動作させることができると共に、電磁弁１において各手動弁２３，２４の機能を確保することができる。つまり、電磁弁１において、手動弁２３，２４の機能を確保した上で、シングルソレノイド式のアクチュエータ部７１により自己復帰型の動作を得ることができる。
【００７０】
従って、この実施の形態の電磁弁１では、スプール弁４が、シングルソレノイド式又はダブルソレノイド式のアクチュエータ部７１，３によるパイロット圧の切り換えに依存して駆動される。併せて、各手動弁２３，２４が操作されると、スプール弁４が、シングルソレノイド式又はダブルソレノイド式のアクチュエータ部７１，３によるパイロット圧の切り換えから独立して強制的に駆動される。このため、一つの電磁弁１において、シングルソレノイド式のアクチュエータ部７１とダブルソレノイド式のアクチュエータ部３との間で互換性を持たせることができる。併せて、シングルソレノイド式又はダブルソレノイド式のアクチュエータ部７１，３の各々に対応させて各手動弁２３，２４を適正に機能させることができる。
【００７１】
このことから、例えば、電磁弁１が機械設備に適用された場合、その機械設備を動作させるために、各アクチュエータ部３，７１を電気的に制御することにより、電磁弁１を動作させることができる。その一方で、機械設備の組立調整、或いはメンテナンスの際には、電磁弁１を各アクチュエータ部３，７１の制御から独立して任意に動かす必要がある。この場合には、各手動弁２３，２４を任意に操作することにより、電磁弁１を任意に動かすことができ、上記従来の電磁弁２０１と比べて実用性の高い電磁弁１を得ることができる。
【００７２】
この実施の形態では、切換弁部２に対してシングルソレノイド式のアクチュエータ部７１と、ダブルソレノイド式のアクチュエータ部３とを交換するだけで、一つの電磁弁１において自己復帰型の動作と自己保持型の動作とを選択的に得ることができる。このため、必要に応じて自己復帰型又は自己保持型の動作を選択的に得るために、既に機枠に取り付けられた電磁弁１全体を機枠から取り外す必要がなく、作業性の向上を図ることができる。
【００７３】
【発明の効果】
請求項１に記載の第１の発明によれば、第１の手動弁が非作動位置に配置されたときには、アクチュエータ部から第１及び第２の両手動弁を介して第１のピストンにパイロット圧が供給されることを許容させ、第１の手動弁が作動位置に配置されたときには、第１のピストンに第１の手動弁を介してパイロット圧を強制的に供給させる。第２の手動弁が非作動位置に配置されたときには、アクチュエータ部から両手動弁を介して第１のピストンにパイロット圧を供給させることを許容させると共に、アクチュエータ部から第２の手動弁を介して第２のピストンにパイロット圧が供給されることを許容させる。第２の手動弁が作動位置に配置されたときには、第２のピストンに第２の手動弁を介してパイロット圧を強制的に供給させると共に、アクチュエータ部から両手動弁を介して第１のピストンにパイロット圧が供給されることを許容させるようにしている。
【００７４】
従って、アクチュエータ部をシングルソレノイド式又はダブルソレノイド式のものにした場合、両手動弁が共に非作動位置に配置されたときには、アクチュエータ部によるパイロット圧の切り換えに依存して第１、第２のピストンにパイロット圧が供給され、スプール弁が駆動される。第１の手動弁が作動位置に配置されたときには、第１のピストンにパイロット圧が強制的に供給され、第２の手動弁が作動位置に配置されたときには、第２のピストンにパイロット圧が強制的に供給され、第１のピストンに対するパイロット圧の供給が規制されて、スプール弁が駆動される。このため、一つの電磁弁において、シングルソレノイド式のアクチュエータ部とダブルソレノイド式のアクチュエータ部との間で互換性を持たせることができ、併せてシングルソレノイド式又はダブルソレノイド式のアクチュエータ部に対応して手動弁を適正に機能させることができるという効果を発揮する。
【００７５】
【００７６】
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明のパイロット式電磁弁を具体化した一実施の形態に係り、電磁弁の構造を示す断面図である。
【図２】 同実施の形態に係り、ダブルソレノイド式のアクチュエータ部を含む電磁弁の主要部を示す断面図である。
【図３】 同実施の形態に係り、図２の電磁弁の状態を示す空気圧回路図である。
【図４】 同実施の形態に係り、電磁弁の作用を示す空気圧回路図である。
【図５】 同実施の形態に係り、電磁弁の作用を示す空気圧回路図である。
【図６】 同実施の形態に係り、ダブルソレノイド式のアクチュエータ部を含む電磁弁の主要部を示す断面図である。
【図７】 同実施の形態に係り、図６の電磁弁の状態を示す空気圧回路図である。
【図８】 同実施の形態に係り、ダブルソレノイド式のアクチュエータ部を含む電磁弁の主要部を示す断面図である。
【図９】 同実施の形態に係り、図８の電磁弁の状態を示す空気圧回路図である。
【図１０】 同実施の形態に係り、ダブルソレノイド式のアクチュエータ部を含む電磁弁の主要部を示す断面図である。
【図１１】 同実施の形態に係り、図１０の電磁弁の状態を示す空気圧回路図である。
【図１２】 同実施の形態に係り、シングルソレノイド式のアクチュエータ部を含む電磁弁の主要部を示す断面図である。
【図１３】 同実施の形態に係り、図１２の電磁弁の状態を示す空気圧回路図である。
【図１４】 同実施の形態に係り、電磁弁の作用を示す空気圧回路図である。
【図１５】 同実施の形態に係り、電磁弁の作用を示す空気圧回路図である。
【図１６】 同実施の形態に係り、電磁弁の作用を示す空気圧回路図である。
【図１７】 従来のパイロット式電磁弁の構造を示す断面図である。
【符号の説明】
１ 電磁弁
３ ダブルソレノイド式のアクチュエータ部
４ スプール弁
１６ 第１のピストン
１６ａ 受圧面
１７ 第２のピストン
１７ａ 受圧面
２３ 第１の手動弁
２４ 第２の手動弁
４１ 第１のパイロット圧切換弁
４２ 第２のパイロット圧切換弁
７１ シングルソレノイド式のアクチュエータ部
７２ パイロット圧切換弁

Claims (1)

1. 流体の流路を切り換えるためにパイロット圧により駆動されるスプール弁と、前記スプール弁の両端に設けられ、前記パイロット圧を受けるために互いに等しい大きさの受圧面を有する第１のピストン及び第２のピストンと、前記各ピストンに対する前記パイロット圧の供給を切り換えるためのアクチュエータ部と、前記スプール弁を強制的に駆動するために操作され、作動位置と非作動位置とに選択的に配置される第１の手動弁及び第２の手動弁とを備えたパイロット式電磁弁において、
   前記第１の手動弁が前記非作動位置に配置されることにより、前記アクチュエータ部から前記第１及び第２の手動弁を介して前記第１のピストンに前記パイロット圧が供給されることが許容されることと、
   前記第１の手動弁が前記作動位置に配置されることにより、前記第１のピストンに前記第１の手動弁を介して前記パイロット圧が強制的に供給されることと、
   前記第２の手動弁が前記非作動位置に配置されることにより、前記アクチュエータ部から前記第１及び第２の手動弁を介して前記第１のピストンに前記パイロット圧が供給されることが許容されると共に、前記アクチュエータ部から前記第２の手動弁を介して前記第２のピストンに前記パイロット圧が供給されることが許容されることと、
   前記第２の手動弁が前記作動位置に配置されることにより、前記第２のピストンに前記第２の手動弁を介して前記パイロット圧が強制的に供給されると共に、前記アクチュエータ部から前記第１及び第２の手動弁を介して前記第１のピストンに前記パイロット圧が供給されることが許容されることと
   を備えたことを特徴とするパイロット式電磁弁。

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