JP4277240B2 - 省エネルギ駆動用電磁弁 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ピストンのストローク端への移動に必要最低限の空気をエアシリンダへ供給し、必要以上の空気の供給を停止する機能をもたせた省エネルギ駆動用電磁弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図７は、従来の供給停止弁（２位置２ポート切換弁，開閉弁）88を備えた省エネルギ機能を有する空気圧駆動システム（実開昭５５−１７７５５９号公報参照）の回路図である。空気圧源80は電磁切換弁81の供給ポートＰに連通され、電磁切換弁81の出力ポートＡは供給停止弁88を備えた配管87を介してエアシリンダ82のヘッド側シリンダ室84に連通されている。エアシリンダ82のロッド側シリンダ室83は配管86を介して電磁切換弁81の出力ポートＢに連通され、配管87と供給停止弁88のパイロット室との間は、スピードコントローラ（チェック弁と可変絞り弁を並列に接続したもの）89を介在させた配管によって連通されている。
【０００３】
電磁切換弁81が図７に示す位置IIにあるとき、圧縮空気は空気圧源80から電磁切換弁81の供給ポートＰ・出力ポートＢから配管86を通ってエアシリンダ82のロッド側シリンダ室83に流入する。ヘッド側シリンダ室84は配管87、供給停止弁89（開位置）、電磁切換弁81の出力ポートＡ・排気ポートＲＡを通って排気される。従って、ピストン85は急速に後退移動し、ピストン85がストローク後端に達するまでロッド側シリンダ室83には圧縮空気が流入するので、後退のストロークにおいては省エネルギは行われない。
【０００４】
電磁切換弁81を位置Ｉに切り換えると、圧縮空気は空気圧源80から電磁切換弁81の圧力ポートＰ・出力ポートＡ、配管87、供給停止弁88（開位置）を通ってエアシリンダ82のヘッド側シリンダ室84に流入する。ロッド側シリンダ室83の空気は配管86、電磁切換弁81の出力ポートＢ・排気ポートＲＢを通って大気に排気される。ピストン85は前進移動を開始し、供給停止弁88（開位置）のパイロット室にはスピードコントローラ89により制御された圧縮空気が徐々に流入する。ピストン85が所定のストロークに達したとき、供給停止弁88が閉位置に切り換えられ、ヘッド側シリンダ室84への圧縮空気の供給が停止される。従って、その後の残ストロークは、ヘッド側シリンダ室84内の封入空気が膨張し、膨張により圧力が低下（例えば０．５ＭＰａから０．２ＭＰａへ）しつつ、そしてピストン85が減速しつつ前進移動を行い、減速緩衝の効果を発揮してタイミングよく停止する。前進のストロークにおいては、供給停止弁88が切り換えられて、圧縮空気の供給が停止されるときから移動停止に至るストロークの分の圧縮空気が節約されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
図７の従来例においては、電磁切換弁81の他に供給停止弁88とスピードコントローラ89を必要とし、しかも前進移動のみでなく後退移動時にも省エネルギの効果を発揮させるためには、配管86にも供給停止弁88とスピードコントローラ89を配設する必要がある。このように、多数の部品を組み合わせるので、組立の手数と多数の部品の費用を必要とし、コスト高となった。
本発明は、一つの部品である省エネルギ駆動用電磁弁によって、ピストンの移動方向を制御するとともに、エアシリンダへピストンのストロークに必要最低限の空気を供給し、必要以上の空気の供給を停止できるようにすることを第１の課題とし、高速起動及び緩衝停止ができるようにすることを第２の課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を達成するために、供給ポートＰ、出力ポートＡ・Ｂ、排気ポートＲＡ・ＲＢの５ポートを有し、供給ポートＰと出力ポートＡとが連通するとともに出力ポートＢと排気ポートＲＢとが連通し、排気ポートＲＡが閉鎖される位置Ｉと、出力ポートＢと排気ポートＲＢとが連通し、供給ポートＰ、出力ポートＡ及び排気ポートＲＡがともに閉鎖される位置IIと、出力ポートＡと排気ポートＲＡとが連通し、供給ポートＰ、出力ポートＢ及び排気ポートＲＢがともに閉鎖される位置III と、供給ポートＰと出力ポートＢとが連通するとともに出力ポートＡと排気ポートＲＡとが連通し、排気ポートＲＢが閉鎖される位置IVとの４つの位置のいずれか一つに切り換えられるように構成された電磁弁において、上記供給ポートＰ、出力ポートＡ・Ｂ、排気ポートＲＡ・ＲＢが連通路によってスリーブに連通され、スリーブの両側に第１・第２シリンダ孔が形成され、スリーブに第１・第２スプールが移動可能にそれぞれ挿入され、第１シリンダ孔に嵌合された第１中空ピストンが第１スプールに連結され、同様に第２シリンダ孔に嵌合された第２中空ピストンが第２スプールに連結され、第１スプールと第２スプールとは、リターンスプリングにより離隔方向に付勢されるとともに間隔規制ロッドにより離隔距離が制限されることを第１の構成とする。
本発明は、供給ポートＰ、出力ポートＡ・Ｂ、排気ポートＲの４ポートを有し、供給ポートＰと出力ポートＡとが連通するとともに出力ポートＢと排気ポートＲとが連通する位置Ｉと、出力ポートＢと排気ポートＲとが連通し、供給ポートＰ及び出力ポートＡが閉鎖される位置IIと、出力ポートＡと排気ポートＲとが連通し、供給ポートＰ及び出力ポートＢが閉鎖される位置III と、供給ポートＰと出力ポートＢとが連通するとともに出力ポートＡと排気ポートＲとが連通する位置IVとの４つの位置のいずれか一つに切り換えられるように構成された電磁弁において、上記供給ポートＰ、出力ポートＡ・Ｂ、排気ポートＲが連通路によってスリーブに連通され、スリーブの両側に第１・第２シリンダ孔が形成され、スリーブに第１・第２スプールが移動可能にそれぞれ挿入され、第１シリンダ孔に嵌合された第１中空ピストンが第１スプールに連結され、同様に第２シリンダ孔に嵌合された第２中空ピストンが第２スプールに連結され、第１スプールと第２スプールとは、リターンスプリングにより離隔方向に付勢されるとともに間隔規制ロッドにより離隔距離が制限されることを第２の構成とする。
本発明は、第１及び第２の構成において、ソレノイドＡ・Ｂを有し、ソレノイドＡを励磁し、ソレノイドＢを消磁するとき位置Ｉに切り換えられ、位置ＩでソレノイドＡ・Ｂを消磁すると位置IIに切り換えられ、ソレノイドＢを励磁し、ソレノイドＡを消磁するとき位置IVに切り換えられ、位置IVでソレノイドＡ・Ｂを消磁すると位置III に切り換えられることを第３の構成とする。
本発明は、第１〜３の構成において、第１・第２スプール（及び第１・第２中空ピストン）の内部に間隔規制ロッドのロッド部が挿通され、間隔規制ロッドのロッド部の外周で第１・第２スプール（及び第１・第２中空ピストン）の内部かつ第１スプールの段部と第２スプールの段部との間にリターンスプリングが装着され、第１・第２スプール（又は第１・第２中空ピストン）の内面と間隔規制ロッドのロッド部の外面との間が密封され、間隔規制ロッドの両側に第１フランジと第２フランジとが形成され、第１フランジが第１スプール（又は第１中空ピストン）に当接しかつ第２フランジが第２スプール（又は第２中空ピストン）に当接して離隔距離が制限されたことを第４の構成とする。
本発明は、第４の構成において、第１シリンダ孔の第１シリンダ室に圧縮空気が供給されかつ第２シリンダ孔の第２シリンダ室の空気が排気されたとき位置Ｉに切り換えられ、位置Ｉで第１・第２シリンダ室の空気が排気されると位置IIに切り換えられ、第２シリンダ室に圧縮空気が供給されかつ第１シリンダ室の空気が排気されたとき位置IVに切り換えられ、位置IVで第１・第２シリンダ室の空気が排気されると位置III に切り換えられることを第５の構成とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図１〜図６は、本発明の省エネルギ駆動用電磁弁の実施の形態を示す。
図１は、省エネルギ駆動用電磁弁１とエアシリンダ２とを配管により連通させた回路図であって、本発明の電磁弁１の機能が記号によって示されている。なお、図１(a) は後記の連通路72、73がそれぞれ排気ポートＲＡ，ＲＢに連通された場合（５ポート４位置電磁切換弁）を示し、図１(b) は連通路72、73を内部通路によって合流させて排気ポートＲ（不図示）が連通させた場合（４ポート４位置電磁切換弁）を示す。ここでは、図１(a) を中心にして説明する。
【０００８】
図１(a) に示すように、電磁弁１は５ポート４位置電磁切換弁であって、圧縮空気の供給ポートＰ、出力ポートＡ・Ｂ、排気ポートＲＡ・ＲＢの５ポートが配設されている。位置Ｉにおいては、供給ポートＰが出力ポートＡに連通するとともに出力ポートＢが排気ポートＲＢに連通し、排気ポートＲＡは閉鎖されている。位置IIにおいては、出力ポートＢが排気ポートＲＢに連通し、出力ポートＡ・供給ポートＰ・排気ポートＲＡはともに閉じられている。位置III においては、出力ポートＡが排気ポートＲＡに連通し、出力ポートＢ・供給ポートＰ・排気ポートＲＢはともに閉じられている。位置IVにおいては、供給ポートＰが出力ポートＢに連通するとともに出力ポートＡが排気ポートＲＡに連通し、排気ポートＲＢは閉じられている。
【０００９】
図１(b) に示すように、電磁弁１’は４ポート４位置電磁切換弁であって、圧縮空気の供給ポートＰ、出力ポートＡ・Ｂ、排気ポートＲの４ポートが配設されている。位置Ｉにおいては、供給ポートＰが出力ポートＡに連通するとともに出力ポートＢが排気ポートＲに連通する。位置IIにおいては、出力ポートＢが排気ポートＲに連通し、出力ポートＡと供給ポートＰは閉じられている。位置III においては、出力ポートＡが排気ポートＲに連通し、出力ポートＢと供給ポートＰは閉じられている。位置IVにおいては、供給ポートＰが出力ポートＢに連通するとともに出力ポートＡが排気ポートＲに連通する。
【００１０】
図１(a) において、位置Ｉ〜IVは左側から右へ向かって隣接し、ソレノイドＡが左側に配設され、ソレノイドＢが右側に配設されている。ソレノイドＢを消磁（非通電）し、ソレノイドＡを励磁（通電）すると、電磁弁１は位置Ｉに切り換えられ、位置ＩでソレノイドＢの消磁を継続し、ソレノイドＡを消磁すると、電磁弁１は位置IIに切り換えられる。ソレノイドＡを消磁し、ソレノイドＢを励磁すると、電磁弁１は位置IVに切り換えられ、位置IVでソレノイドＡの消磁を継続し、ソレノイドＢを消磁すると、電磁弁１は位置III に切り換えられる。図示のものでは、ソレノイドＡ・Ｂを制御すると、圧縮空気の流れが操作され、電磁弁１が切り換えられる。図１(b) の電磁弁１’についても同様である。
【００１１】
図２は電磁弁１の構造を示す断面図であって、図１(a) の位置IIに位置する状態を示している。電磁弁１では、カバー12、ボディ11及びカバー13が順に並べられ、不図示のボルトにより連結されている。ボディ11の内面には長手方向の全域にわたってスリーブ15が形成され、カバー12・13にはスリーブ15よりも大径のシリンダ孔16（第１シリンダ孔）及びシリンダ孔17（第２シリンダ孔）がそれぞれ形成されている。シリンダ孔16のボディ11側（右側）は開口され、段差面18を介してスリーブ15に連通され、シリンダ孔16のソレノイドＡ側（左側）の壁には連通ポート20が形成されている。同様に、シリンダ孔17のボディ11側（左側）は開口され、段差面19を介してスリーブ15に連通され、シリンダ孔17のソレノイドＢ側（右側）の壁には連通ポート21が形成されている。
【００１２】
ボディ11のスリーブ15の内部には左右対称の２個の中空のスプール23（第１スプール）及びスプール24（第２スプール）が往復動自在に挿入され、カバー12、13のシリンダ孔16、17には中空ピストン25（第１中空ピストン）及び中空ピストン26（第２中空ピストン）がそれぞれ摺動自在に嵌合されている。スプール23の外周には、内側（右側）から順に小径部32、ランド27、小径部33、幅広のランド28及び小径部34があり、小径部34の外側には中空ピストン25が一体的に連結されている。同様に、スプール24の外周には、内側（左側）から順に小径部35、ランド29、小径部36、幅広のランド30及び小径部37があり、小径部37の外側には中空ピストン26が一体的に連結されている。なお、小径部32〜37及びランド27〜30の長さ（幅）は、本発明の機能を奏するための所定の長さとされている。中空ピストン25・26の外周面の環状溝にはＯリング50・51がそれぞれ装着され、中空ピストン25・26とシリンダ孔16・17との間をそれぞれ密封している。
【００１３】
スプール23の内周には大径孔41と小径孔42からなる段付の挿通孔39が形成され、小径孔42の内面に形成された環状溝にはＯリング48が装着されている。同様に、スプール24の内周には大径孔44と小径孔45からなる段付の挿通孔40が形成され、小径孔45の内面に形成された環状溝にはＯリング49が装着されている。中空ピストン25・26の内部には、小径孔42・45より径の大きい内部孔43・46が小径孔42・45に隣接してそれぞれ形成され、小径孔42・45と内部孔43・46との段差部がスプール23・24の外側面75・76となっている。小径孔42、45はスプール23、24の小径部34、36の各外側端部の半径方向の内面に形成されている。スプール23の小径孔42と大径孔41との間の段部と、スプール24の小径孔45と大径孔44との間の段部との間にはリターンスプリング50が装着され、リターンスプリング50によってスプール23及び24が互いに離れる離隔方向（スプール23は左側、スプール24は右側）に付勢されている。
【００１４】
スプール23・24の挿通孔39・40には間隔規制ロッド55のロッド部が挿通され、挿通孔39・40の内面と間隔規制ロッド55のロッド部の外面との間は前記Ｏリング48・49によってそれぞれ密封されている。間隔規制ロッド55の左右の端部にはフランジ56（第１フランジ）及びフランジ57（第２フランジ）が形成され、間隔規制ロッド55はロッド部の略中央部分で図示の雄ねじ及び雌ねじによって連結されている。フランジ56・57は中空ピストン25・26の内部孔43・46にそれぞれ緩く嵌合することができる。図２では、間隔規制ロッド55のフランジ56の内側（図２では右側）面59と、スプール23の外側面75とが当接し、間隔規制ロッド55のフランジ57の内側（図２では左側）面60と、スプール24の外側面76とが当接しており、こうしてスプール23と24との離隔間隔が規制されている。なお、内部孔43・46を小径孔42・45と同径とし、間隔規制ロッド55のフランジ56・57の内面59・60が中空ピストン25・26の外側面に当接するようにすることができる。
【００１５】
図２に示すように、ボディ11には左側から順に排気ポートＲＡ、出力ポートＡ、供給ポートＰ、出力ポートＢ及び排気ポートＲＢが配設され、各ポートはそれぞれ連通路72、70、68・69、71、73を介してそれぞれスリーブ15に連通され開口されている。連通路72、70、68・69、71、73の開口位置及び開口の大きさは、本発明の機能を奏するための所定の長さとされている。なお、供給ポートＰには左側（ソレノイド部63側）の連通路68及び右側（ソレノイド部64側）の連通路69を介してスリーブ15に連通されている。カバー12のシリンダ孔16の内面で中空ピストン25の左側がシリンダ室61（第１シリンダ室）となり、シリンダ室61は連通ポート20を介してソレノイド部63の制御弁に連通され、中空ピストン25の右側室は連通路66を介して大気に連通されている。同様に、カバー13のシリンダ孔17の内面で中空ピストン26の右側がシリンダ室62（第２シリンダ室）となり、シリンダ室62は連通ポート21を介してソレノイド部64の制御弁に連通され、中空ピストン26の右側室は連通路67を介して大気に連通されている。
【００１６】
本発明の実施の形態の省エネルギ駆動用電磁弁１の作用について説明する。
図３(a) は電磁弁１が図１(a) の位置Ｉに位置するときの主要部の断面図であり、一部簡略に示され、ソレノイド部63・64は省略され、右側に機能を示すブロックが併記されている。ソレノイド部64のソレノイドＢを消磁し、ソレノイド部63のソレノイドＡを励磁すると、シリンダ室62は大気に連通され、ソレノイド部63の不図示の制御弁が切り換えられて、シリンダ室61には連通ポート20を通して圧縮空気が供給される。シリンダ室61の圧力により中空ピストン25は内側（右側）に付勢され、リターンスプリング53の弾発力に抗してスプール23・24が右側（ソレノイド部64側）に押し進められ、中空ピストン26が右端位置（外側端位置。シリンダ室62の外側壁に当接）に位置し、スプール23の右端（内方端）がスプール24の左端（内方端）に当接される。間隔規制ロッド55のフランジ57は右端位置（シリンダ室62の外側壁に当接）にあり、間隔規制ロッド55のフランジ56は内部孔43との嵌合を離脱した位置にある。この位置は、図２の位置に対して、スプール23が所定距離Ｌ1 だけ右側（内側）へ移動した位置に相当する。
【００１７】
電磁弁１が位置Ｉにあるとき、圧縮空気は、供給ポートＰから連通路68を通り、スリーブ15内でスプール23のランド27と28との間のパッセージを通り、連通路70、出力ポートＡを通ってエアシリンダ２のヘッド側シリンダ室６に流入する（図１(a) も参照のこと。以下同様）。エアシリンダ２のロッド側シリンダ室７内の空気は、出力ポートＢ、連通路71を通り、スリーブ15内でスプール24のランド29と30との間のパッセージを通り、連通路73、排気ポートＲＢを通って大気に排気される。電磁弁１を位置Ｉに切り換えた所定時間後の始動圧力に達した時に、エアシリンダ２のピストン８は右方への移動（前進）を開始する（図５，図６を参照）。次に、図６に示すようにヘッド側（給気側）の圧力とロッド側（排気側）の圧力とが一定になり、図５に示すように時間とピストン位置とが比例してピストン８が急速に前進移動し、ピストン８が図５に示す位置に移動したとき、電磁弁１が位置Ｉから位置IIに切り換えられる。
【００１８】
図３(b) は電磁弁１が図１(a) の位置IIにあるときの主要部の断面図であり、一部簡略に示され、ソレノイド部63・64は省略され、右側に機能を示すブロックが併記されている。電磁弁１が位置Ｉにあるときに、ソレノイド部64のソレノイドＢの消磁を継続し、ソレノイド部63のソレノイドＡも消磁すると、シリンダ室61も大気に連通される。シリンダ室61・62がともに大気に連通され、中空ピストン25・26は空気圧によって付勢されることがないので、リターンスプリング53の弾発力によりスプール23が左側（ソレノイド部63側）に付勢され、所定距離Ｌ1 だけ移動し復帰する。スプール23の移動により間隔規制ロッド55のフランジ56は中空ピストン25の内部孔43と緩く嵌合し、スプール23の右端（内方端）とスプール24の左端（内方端）とが距離Ｌ1 だけ離れる。ピストン26及びフランジ57は右端位置に継続して位置している。
【００１９】
電磁弁１が位置IIにあるとき、排気ポートＲＡ、出力ポートＡ及び供給ポートＰは閉鎖されている。すなわち、排気ポートＲＡは連通路72の内端でスプール23のランド28により閉鎖され、出力ポートＡは連通路70を介してスリーブ15に連通するがスプール23のランド27・28間で封鎖され、供給ポートＰは連通路68・69を介してスリーブ15に連通するがスプール23のランド27とスプール24のランド29との間で封鎖されている。従って、エアシリンダ２のヘッド側シリンダ室６への圧縮空気の供給は停止される。エアシリンダ２のロッド側シリンダ室７内の空気は、引き続き、出力ポートＢから排気ポートＲＢを通って大気に排気される。
【００２０】
電磁弁１を位置Ｉから位置IIに切り換えると、ヘッド側シリンダ室６に封入された空気が膨張し、ロッド側シリンダ室７の空気は排気されるが、ヘッド側（給気側）の圧力とロッド側（排気側）の圧力とが図６に示すように変化する。すなわち、切換直後のヘッド側（給気側）及びロッド側（排気側）の圧力降下は急速であるが時間とともに緩慢となり、ピストン８の減速緩衝が行われて図５・図６に示す位置で停止する。電磁弁１を位置Ｉから位置IIに切り換えた後には、圧縮空気が供給されないので、電磁弁１切換後の残ストロークは圧縮空気を消費しない省エネルギ状態でピストン８の移動が行われることとなる。
【００２１】
電磁弁１を位置IVに切り換えると、電磁弁１は図４(a) に示す状態となり、空気は位置Ｉの時の概ね反対方向に流れ、ピストン８の移動が位置Ｉのときの反対方向になる。すなわち、圧縮空気は供給ポートＰ、出力ポートＢを通ってエアシリンダ２のロッド側シリンダ室７に流入し、ヘッド側シリンダ室６の空気は出力ポートＡ、排気ポートＲＡを通って排気され、ピストン８は後退移動する。ピストン８が所定位置に移動したとき、電磁弁１を位置IVから位置III に切り換えると、図４(b) に示す状態となる。このとき、ロッド側シリンダ室７への圧縮空気の供給が停止され、ロッド側シリンダ室７に封入された空気が膨張し、ヘッド側シリンダ室６の空気は排気される。従って、位置Ｉから位置IIへの切り換えのときと同様に、ピストン８の減速緩衝が行われ、電磁弁１の位置III への切換後の残ストロークは圧縮空気を消費しない省エネルギ状態でピストン８の移動が行われる。
【００２２】
【発明の効果】
本発明の省エネルギ駆動用電磁弁に空気圧源及びエアシリンダを接続し、位置Ｉに切り換えるとエアシリンダのピストンが高速起動して一方向に移動し、位置IVに切り換えるとピストンは高速起動して他方向に移動する。このように、本発明の省エネルギ駆動用電磁弁は一つの部品である省エネルギ駆動用電磁弁によって、ピストンの移動方向を制御することができる。
そして、位置Ｉ又は位置IVにあってピストンが所定ストローク移動したときに、位置Ｉを位置IIへ又は位置IVを位置III へ切り換えると、エアシリンダへの圧縮空気の供給が停止され、供給側のシリンダ室内に封入された空気が膨張し、排気側のシリンダ室の空気は排気される。従って、ピストンの移動は減速され、ピストンをストローク終端で緩衝停止させることができ、省エネルギ駆動用電磁弁を切り換える時期（ストローク）を調整することにより、移動時間や緩衝の程度を制御することができる。しかも、前記の位置II・位置III への切換後は空気の供給が停止された状態で、ピストンが移動するので、その間の圧縮空気の消費が節約され、ピストンのストロークに必要最低限の空気を供給し、必要以上の空気の供給を停止でき、省エネルギが実現する。
【００２３】
本発明では、ソレノイドＡを励磁し、ソレノイドＢを消磁するとき位置Ｉに切り換えられ、位置ＩでソレノイドＡ・Ｂを消磁すると位置IIに切り換えられる。また、ソレノイドＢを励磁し、ソレノイドＡを消磁するとき位置IVに切り換えられ、位置IVでソレノイドＡ・Ｂを消磁すると位置III に切り換えられる。このように、簡単な操作で省エネルギ駆動用電磁弁の位置を切り換えることができ、実用価値が高い。しかも、１個の省エネルギ駆動用電磁弁により、減速、緩衝停止、省エネルギの機能を発揮することができ、従来より部品コストも組立コストも低減し、経済的効果が大きい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の省エネルギ駆動用電磁弁とエアシリンダとを配管により連通させた回路図であって、図１(a) は電磁弁が５ポート４位置電磁切換弁の場合を示し、図１(b) は電磁弁が４ポート４位置電磁切換弁の場合を示す。
【図２】図１(a) の電磁弁１の構造を示す断面図である。
【図３】図３(a) は図２の電磁弁が位置Ｉにあるときの状態を示す断面図であり、図３(b) は位置IIにあるときの状態を示す断面図である。
【図４】図４(a) は図２の電磁弁が位置IVにあるときの状態を示す断面図であり、図４(b) は位置III にあるときの状態を示す断面図である。
【図５】ピストン移動中のストロークを示すグラフである。
【図６】ピストン移動中のシリンダ室の圧力変化を示すグラフである。
【図７】従来の供給停止弁を備えた省エネルギ機能を有するシステムの空気圧回路図である。
【符号の説明】
１ 省エネルギ駆動用電磁弁（電磁弁）
15 スリーブ
16 第１シリンダ孔
17 第２シリンダ孔
23 第１スプール
24 第２スプール
25 第１中空ピストン
26 第２中空ピストン
27〜30 ランド
53 リターンスプリング
55 間隔規制ロッド
56 第１フランジ
57 第２フランジ
61 第１シリンダ室
62 第２シリンダ室
【発明の属する技術分野】
本発明は、ピストンのストローク端への移動に必要最低限の空気をエアシリンダへ供給し、必要以上の空気の供給を停止する機能をもたせた省エネルギ駆動用電磁弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図７は、従来の供給停止弁（２位置２ポート切換弁，開閉弁）88を備えた省エネルギ機能を有する空気圧駆動システム（実開昭５５−１７７５５９号公報参照）の回路図である。空気圧源80は電磁切換弁81の供給ポートＰに連通され、電磁切換弁81の出力ポートＡは供給停止弁88を備えた配管87を介してエアシリンダ82のヘッド側シリンダ室84に連通されている。エアシリンダ82のロッド側シリンダ室83は配管86を介して電磁切換弁81の出力ポートＢに連通され、配管87と供給停止弁88のパイロット室との間は、スピードコントローラ（チェック弁と可変絞り弁を並列に接続したもの）89を介在させた配管によって連通されている。
【０００３】
電磁切換弁81が図７に示す位置IIにあるとき、圧縮空気は空気圧源80から電磁切換弁81の供給ポートＰ・出力ポートＢから配管86を通ってエアシリンダ82のロッド側シリンダ室83に流入する。ヘッド側シリンダ室84は配管87、供給停止弁89（開位置）、電磁切換弁81の出力ポートＡ・排気ポートＲＡを通って排気される。従って、ピストン85は急速に後退移動し、ピストン85がストローク後端に達するまでロッド側シリンダ室83には圧縮空気が流入するので、後退のストロークにおいては省エネルギは行われない。
【０００４】
電磁切換弁81を位置Ｉに切り換えると、圧縮空気は空気圧源80から電磁切換弁81の圧力ポートＰ・出力ポートＡ、配管87、供給停止弁88（開位置）を通ってエアシリンダ82のヘッド側シリンダ室84に流入する。ロッド側シリンダ室83の空気は配管86、電磁切換弁81の出力ポートＢ・排気ポートＲＢを通って大気に排気される。ピストン85は前進移動を開始し、供給停止弁88（開位置）のパイロット室にはスピードコントローラ89により制御された圧縮空気が徐々に流入する。ピストン85が所定のストロークに達したとき、供給停止弁88が閉位置に切り換えられ、ヘッド側シリンダ室84への圧縮空気の供給が停止される。従って、その後の残ストロークは、ヘッド側シリンダ室84内の封入空気が膨張し、膨張により圧力が低下（例えば０．５ＭＰａから０．２ＭＰａへ）しつつ、そしてピストン85が減速しつつ前進移動を行い、減速緩衝の効果を発揮してタイミングよく停止する。前進のストロークにおいては、供給停止弁88が切り換えられて、圧縮空気の供給が停止されるときから移動停止に至るストロークの分の圧縮空気が節約されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
図７の従来例においては、電磁切換弁81の他に供給停止弁88とスピードコントローラ89を必要とし、しかも前進移動のみでなく後退移動時にも省エネルギの効果を発揮させるためには、配管86にも供給停止弁88とスピードコントローラ89を配設する必要がある。このように、多数の部品を組み合わせるので、組立の手数と多数の部品の費用を必要とし、コスト高となった。
本発明は、一つの部品である省エネルギ駆動用電磁弁によって、ピストンの移動方向を制御するとともに、エアシリンダへピストンのストロークに必要最低限の空気を供給し、必要以上の空気の供給を停止できるようにすることを第１の課題とし、高速起動及び緩衝停止ができるようにすることを第２の課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を達成するために、供給ポートＰ、出力ポートＡ・Ｂ、排気ポートＲＡ・ＲＢの５ポートを有し、供給ポートＰと出力ポートＡとが連通するとともに出力ポートＢと排気ポートＲＢとが連通し、排気ポートＲＡが閉鎖される位置Ｉと、出力ポートＢと排気ポートＲＢとが連通し、供給ポートＰ、出力ポートＡ及び排気ポートＲＡがともに閉鎖される位置IIと、出力ポートＡと排気ポートＲＡとが連通し、供給ポートＰ、出力ポートＢ及び排気ポートＲＢがともに閉鎖される位置III と、供給ポートＰと出力ポートＢとが連通するとともに出力ポートＡと排気ポートＲＡとが連通し、排気ポートＲＢが閉鎖される位置IVとの４つの位置のいずれか一つに切り換えられるように構成された電磁弁において、上記供給ポートＰ、出力ポートＡ・Ｂ、排気ポートＲＡ・ＲＢが連通路によってスリーブに連通され、スリーブの両側に第１・第２シリンダ孔が形成され、スリーブに第１・第２スプールが移動可能にそれぞれ挿入され、第１シリンダ孔に嵌合された第１中空ピストンが第１スプールに連結され、同様に第２シリンダ孔に嵌合された第２中空ピストンが第２スプールに連結され、第１スプールと第２スプールとは、リターンスプリングにより離隔方向に付勢されるとともに間隔規制ロッドにより離隔距離が制限されることを第１の構成とする。
本発明は、供給ポートＰ、出力ポートＡ・Ｂ、排気ポートＲの４ポートを有し、供給ポートＰと出力ポートＡとが連通するとともに出力ポートＢと排気ポートＲとが連通する位置Ｉと、出力ポートＢと排気ポートＲとが連通し、供給ポートＰ及び出力ポートＡが閉鎖される位置IIと、出力ポートＡと排気ポートＲとが連通し、供給ポートＰ及び出力ポートＢが閉鎖される位置III と、供給ポートＰと出力ポートＢとが連通するとともに出力ポートＡと排気ポートＲとが連通する位置IVとの４つの位置のいずれか一つに切り換えられるように構成された電磁弁において、上記供給ポートＰ、出力ポートＡ・Ｂ、排気ポートＲが連通路によってスリーブに連通され、スリーブの両側に第１・第２シリンダ孔が形成され、スリーブに第１・第２スプールが移動可能にそれぞれ挿入され、第１シリンダ孔に嵌合された第１中空ピストンが第１スプールに連結され、同様に第２シリンダ孔に嵌合された第２中空ピストンが第２スプールに連結され、第１スプールと第２スプールとは、リターンスプリングにより離隔方向に付勢されるとともに間隔規制ロッドにより離隔距離が制限されることを第２の構成とする。
本発明は、第１及び第２の構成において、ソレノイドＡ・Ｂを有し、ソレノイドＡを励磁し、ソレノイドＢを消磁するとき位置Ｉに切り換えられ、位置ＩでソレノイドＡ・Ｂを消磁すると位置IIに切り換えられ、ソレノイドＢを励磁し、ソレノイドＡを消磁するとき位置IVに切り換えられ、位置IVでソレノイドＡ・Ｂを消磁すると位置III に切り換えられることを第３の構成とする。
本発明は、第１〜３の構成において、第１・第２スプール（及び第１・第２中空ピストン）の内部に間隔規制ロッドのロッド部が挿通され、間隔規制ロッドのロッド部の外周で第１・第２スプール（及び第１・第２中空ピストン）の内部かつ第１スプールの段部と第２スプールの段部との間にリターンスプリングが装着され、第１・第２スプール（又は第１・第２中空ピストン）の内面と間隔規制ロッドのロッド部の外面との間が密封され、間隔規制ロッドの両側に第１フランジと第２フランジとが形成され、第１フランジが第１スプール（又は第１中空ピストン）に当接しかつ第２フランジが第２スプール（又は第２中空ピストン）に当接して離隔距離が制限されたことを第４の構成とする。
本発明は、第４の構成において、第１シリンダ孔の第１シリンダ室に圧縮空気が供給されかつ第２シリンダ孔の第２シリンダ室の空気が排気されたとき位置Ｉに切り換えられ、位置Ｉで第１・第２シリンダ室の空気が排気されると位置IIに切り換えられ、第２シリンダ室に圧縮空気が供給されかつ第１シリンダ室の空気が排気されたとき位置IVに切り換えられ、位置IVで第１・第２シリンダ室の空気が排気されると位置III に切り換えられることを第５の構成とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図１〜図６は、本発明の省エネルギ駆動用電磁弁の実施の形態を示す。
図１は、省エネルギ駆動用電磁弁１とエアシリンダ２とを配管により連通させた回路図であって、本発明の電磁弁１の機能が記号によって示されている。なお、図１(a) は後記の連通路72、73がそれぞれ排気ポートＲＡ，ＲＢに連通された場合（５ポート４位置電磁切換弁）を示し、図１(b) は連通路72、73を内部通路によって合流させて排気ポートＲ（不図示）が連通させた場合（４ポート４位置電磁切換弁）を示す。ここでは、図１(a) を中心にして説明する。
【０００８】
図１(a) に示すように、電磁弁１は５ポート４位置電磁切換弁であって、圧縮空気の供給ポートＰ、出力ポートＡ・Ｂ、排気ポートＲＡ・ＲＢの５ポートが配設されている。位置Ｉにおいては、供給ポートＰが出力ポートＡに連通するとともに出力ポートＢが排気ポートＲＢに連通し、排気ポートＲＡは閉鎖されている。位置IIにおいては、出力ポートＢが排気ポートＲＢに連通し、出力ポートＡ・供給ポートＰ・排気ポートＲＡはともに閉じられている。位置III においては、出力ポートＡが排気ポートＲＡに連通し、出力ポートＢ・供給ポートＰ・排気ポートＲＢはともに閉じられている。位置IVにおいては、供給ポートＰが出力ポートＢに連通するとともに出力ポートＡが排気ポートＲＡに連通し、排気ポートＲＢは閉じられている。
【０００９】
図１(b) に示すように、電磁弁１’は４ポート４位置電磁切換弁であって、圧縮空気の供給ポートＰ、出力ポートＡ・Ｂ、排気ポートＲの４ポートが配設されている。位置Ｉにおいては、供給ポートＰが出力ポートＡに連通するとともに出力ポートＢが排気ポートＲに連通する。位置IIにおいては、出力ポートＢが排気ポートＲに連通し、出力ポートＡと供給ポートＰは閉じられている。位置III においては、出力ポートＡが排気ポートＲに連通し、出力ポートＢと供給ポートＰは閉じられている。位置IVにおいては、供給ポートＰが出力ポートＢに連通するとともに出力ポートＡが排気ポートＲに連通する。
【００１０】
図１(a) において、位置Ｉ〜IVは左側から右へ向かって隣接し、ソレノイドＡが左側に配設され、ソレノイドＢが右側に配設されている。ソレノイドＢを消磁（非通電）し、ソレノイドＡを励磁（通電）すると、電磁弁１は位置Ｉに切り換えられ、位置ＩでソレノイドＢの消磁を継続し、ソレノイドＡを消磁すると、電磁弁１は位置IIに切り換えられる。ソレノイドＡを消磁し、ソレノイドＢを励磁すると、電磁弁１は位置IVに切り換えられ、位置IVでソレノイドＡの消磁を継続し、ソレノイドＢを消磁すると、電磁弁１は位置III に切り換えられる。図示のものでは、ソレノイドＡ・Ｂを制御すると、圧縮空気の流れが操作され、電磁弁１が切り換えられる。図１(b) の電磁弁１’についても同様である。
【００１１】
図２は電磁弁１の構造を示す断面図であって、図１(a) の位置IIに位置する状態を示している。電磁弁１では、カバー12、ボディ11及びカバー13が順に並べられ、不図示のボルトにより連結されている。ボディ11の内面には長手方向の全域にわたってスリーブ15が形成され、カバー12・13にはスリーブ15よりも大径のシリンダ孔16（第１シリンダ孔）及びシリンダ孔17（第２シリンダ孔）がそれぞれ形成されている。シリンダ孔16のボディ11側（右側）は開口され、段差面18を介してスリーブ15に連通され、シリンダ孔16のソレノイドＡ側（左側）の壁には連通ポート20が形成されている。同様に、シリンダ孔17のボディ11側（左側）は開口され、段差面19を介してスリーブ15に連通され、シリンダ孔17のソレノイドＢ側（右側）の壁には連通ポート21が形成されている。
【００１２】
ボディ11のスリーブ15の内部には左右対称の２個の中空のスプール23（第１スプール）及びスプール24（第２スプール）が往復動自在に挿入され、カバー12、13のシリンダ孔16、17には中空ピストン25（第１中空ピストン）及び中空ピストン26（第２中空ピストン）がそれぞれ摺動自在に嵌合されている。スプール23の外周には、内側（右側）から順に小径部32、ランド27、小径部33、幅広のランド28及び小径部34があり、小径部34の外側には中空ピストン25が一体的に連結されている。同様に、スプール24の外周には、内側（左側）から順に小径部35、ランド29、小径部36、幅広のランド30及び小径部37があり、小径部37の外側には中空ピストン26が一体的に連結されている。なお、小径部32〜37及びランド27〜30の長さ（幅）は、本発明の機能を奏するための所定の長さとされている。中空ピストン25・26の外周面の環状溝にはＯリング50・51がそれぞれ装着され、中空ピストン25・26とシリンダ孔16・17との間をそれぞれ密封している。
【００１３】
スプール23の内周には大径孔41と小径孔42からなる段付の挿通孔39が形成され、小径孔42の内面に形成された環状溝にはＯリング48が装着されている。同様に、スプール24の内周には大径孔44と小径孔45からなる段付の挿通孔40が形成され、小径孔45の内面に形成された環状溝にはＯリング49が装着されている。中空ピストン25・26の内部には、小径孔42・45より径の大きい内部孔43・46が小径孔42・45に隣接してそれぞれ形成され、小径孔42・45と内部孔43・46との段差部がスプール23・24の外側面75・76となっている。小径孔42、45はスプール23、24の小径部34、36の各外側端部の半径方向の内面に形成されている。スプール23の小径孔42と大径孔41との間の段部と、スプール24の小径孔45と大径孔44との間の段部との間にはリターンスプリング50が装着され、リターンスプリング50によってスプール23及び24が互いに離れる離隔方向（スプール23は左側、スプール24は右側）に付勢されている。
【００１４】
スプール23・24の挿通孔39・40には間隔規制ロッド55のロッド部が挿通され、挿通孔39・40の内面と間隔規制ロッド55のロッド部の外面との間は前記Ｏリング48・49によってそれぞれ密封されている。間隔規制ロッド55の左右の端部にはフランジ56（第１フランジ）及びフランジ57（第２フランジ）が形成され、間隔規制ロッド55はロッド部の略中央部分で図示の雄ねじ及び雌ねじによって連結されている。フランジ56・57は中空ピストン25・26の内部孔43・46にそれぞれ緩く嵌合することができる。図２では、間隔規制ロッド55のフランジ56の内側（図２では右側）面59と、スプール23の外側面75とが当接し、間隔規制ロッド55のフランジ57の内側（図２では左側）面60と、スプール24の外側面76とが当接しており、こうしてスプール23と24との離隔間隔が規制されている。なお、内部孔43・46を小径孔42・45と同径とし、間隔規制ロッド55のフランジ56・57の内面59・60が中空ピストン25・26の外側面に当接するようにすることができる。
【００１５】
図２に示すように、ボディ11には左側から順に排気ポートＲＡ、出力ポートＡ、供給ポートＰ、出力ポートＢ及び排気ポートＲＢが配設され、各ポートはそれぞれ連通路72、70、68・69、71、73を介してそれぞれスリーブ15に連通され開口されている。連通路72、70、68・69、71、73の開口位置及び開口の大きさは、本発明の機能を奏するための所定の長さとされている。なお、供給ポートＰには左側（ソレノイド部63側）の連通路68及び右側（ソレノイド部64側）の連通路69を介してスリーブ15に連通されている。カバー12のシリンダ孔16の内面で中空ピストン25の左側がシリンダ室61（第１シリンダ室）となり、シリンダ室61は連通ポート20を介してソレノイド部63の制御弁に連通され、中空ピストン25の右側室は連通路66を介して大気に連通されている。同様に、カバー13のシリンダ孔17の内面で中空ピストン26の右側がシリンダ室62（第２シリンダ室）となり、シリンダ室62は連通ポート21を介してソレノイド部64の制御弁に連通され、中空ピストン26の右側室は連通路67を介して大気に連通されている。
【００１６】
本発明の実施の形態の省エネルギ駆動用電磁弁１の作用について説明する。
図３(a) は電磁弁１が図１(a) の位置Ｉに位置するときの主要部の断面図であり、一部簡略に示され、ソレノイド部63・64は省略され、右側に機能を示すブロックが併記されている。ソレノイド部64のソレノイドＢを消磁し、ソレノイド部63のソレノイドＡを励磁すると、シリンダ室62は大気に連通され、ソレノイド部63の不図示の制御弁が切り換えられて、シリンダ室61には連通ポート20を通して圧縮空気が供給される。シリンダ室61の圧力により中空ピストン25は内側（右側）に付勢され、リターンスプリング53の弾発力に抗してスプール23・24が右側（ソレノイド部64側）に押し進められ、中空ピストン26が右端位置（外側端位置。シリンダ室62の外側壁に当接）に位置し、スプール23の右端（内方端）がスプール24の左端（内方端）に当接される。間隔規制ロッド55のフランジ57は右端位置（シリンダ室62の外側壁に当接）にあり、間隔規制ロッド55のフランジ56は内部孔43との嵌合を離脱した位置にある。この位置は、図２の位置に対して、スプール23が所定距離Ｌ1 だけ右側（内側）へ移動した位置に相当する。
【００１７】
電磁弁１が位置Ｉにあるとき、圧縮空気は、供給ポートＰから連通路68を通り、スリーブ15内でスプール23のランド27と28との間のパッセージを通り、連通路70、出力ポートＡを通ってエアシリンダ２のヘッド側シリンダ室６に流入する（図１(a) も参照のこと。以下同様）。エアシリンダ２のロッド側シリンダ室７内の空気は、出力ポートＢ、連通路71を通り、スリーブ15内でスプール24のランド29と30との間のパッセージを通り、連通路73、排気ポートＲＢを通って大気に排気される。電磁弁１を位置Ｉに切り換えた所定時間後の始動圧力に達した時に、エアシリンダ２のピストン８は右方への移動（前進）を開始する（図５，図６を参照）。次に、図６に示すようにヘッド側（給気側）の圧力とロッド側（排気側）の圧力とが一定になり、図５に示すように時間とピストン位置とが比例してピストン８が急速に前進移動し、ピストン８が図５に示す位置に移動したとき、電磁弁１が位置Ｉから位置IIに切り換えられる。
【００１８】
図３(b) は電磁弁１が図１(a) の位置IIにあるときの主要部の断面図であり、一部簡略に示され、ソレノイド部63・64は省略され、右側に機能を示すブロックが併記されている。電磁弁１が位置Ｉにあるときに、ソレノイド部64のソレノイドＢの消磁を継続し、ソレノイド部63のソレノイドＡも消磁すると、シリンダ室61も大気に連通される。シリンダ室61・62がともに大気に連通され、中空ピストン25・26は空気圧によって付勢されることがないので、リターンスプリング53の弾発力によりスプール23が左側（ソレノイド部63側）に付勢され、所定距離Ｌ1 だけ移動し復帰する。スプール23の移動により間隔規制ロッド55のフランジ56は中空ピストン25の内部孔43と緩く嵌合し、スプール23の右端（内方端）とスプール24の左端（内方端）とが距離Ｌ1 だけ離れる。ピストン26及びフランジ57は右端位置に継続して位置している。
【００１９】
電磁弁１が位置IIにあるとき、排気ポートＲＡ、出力ポートＡ及び供給ポートＰは閉鎖されている。すなわち、排気ポートＲＡは連通路72の内端でスプール23のランド28により閉鎖され、出力ポートＡは連通路70を介してスリーブ15に連通するがスプール23のランド27・28間で封鎖され、供給ポートＰは連通路68・69を介してスリーブ15に連通するがスプール23のランド27とスプール24のランド29との間で封鎖されている。従って、エアシリンダ２のヘッド側シリンダ室６への圧縮空気の供給は停止される。エアシリンダ２のロッド側シリンダ室７内の空気は、引き続き、出力ポートＢから排気ポートＲＢを通って大気に排気される。
【００２０】
電磁弁１を位置Ｉから位置IIに切り換えると、ヘッド側シリンダ室６に封入された空気が膨張し、ロッド側シリンダ室７の空気は排気されるが、ヘッド側（給気側）の圧力とロッド側（排気側）の圧力とが図６に示すように変化する。すなわち、切換直後のヘッド側（給気側）及びロッド側（排気側）の圧力降下は急速であるが時間とともに緩慢となり、ピストン８の減速緩衝が行われて図５・図６に示す位置で停止する。電磁弁１を位置Ｉから位置IIに切り換えた後には、圧縮空気が供給されないので、電磁弁１切換後の残ストロークは圧縮空気を消費しない省エネルギ状態でピストン８の移動が行われることとなる。
【００２１】
電磁弁１を位置IVに切り換えると、電磁弁１は図４(a) に示す状態となり、空気は位置Ｉの時の概ね反対方向に流れ、ピストン８の移動が位置Ｉのときの反対方向になる。すなわち、圧縮空気は供給ポートＰ、出力ポートＢを通ってエアシリンダ２のロッド側シリンダ室７に流入し、ヘッド側シリンダ室６の空気は出力ポートＡ、排気ポートＲＡを通って排気され、ピストン８は後退移動する。ピストン８が所定位置に移動したとき、電磁弁１を位置IVから位置III に切り換えると、図４(b) に示す状態となる。このとき、ロッド側シリンダ室７への圧縮空気の供給が停止され、ロッド側シリンダ室７に封入された空気が膨張し、ヘッド側シリンダ室６の空気は排気される。従って、位置Ｉから位置IIへの切り換えのときと同様に、ピストン８の減速緩衝が行われ、電磁弁１の位置III への切換後の残ストロークは圧縮空気を消費しない省エネルギ状態でピストン８の移動が行われる。
【００２２】
【発明の効果】
本発明の省エネルギ駆動用電磁弁に空気圧源及びエアシリンダを接続し、位置Ｉに切り換えるとエアシリンダのピストンが高速起動して一方向に移動し、位置IVに切り換えるとピストンは高速起動して他方向に移動する。このように、本発明の省エネルギ駆動用電磁弁は一つの部品である省エネルギ駆動用電磁弁によって、ピストンの移動方向を制御することができる。
そして、位置Ｉ又は位置IVにあってピストンが所定ストローク移動したときに、位置Ｉを位置IIへ又は位置IVを位置III へ切り換えると、エアシリンダへの圧縮空気の供給が停止され、供給側のシリンダ室内に封入された空気が膨張し、排気側のシリンダ室の空気は排気される。従って、ピストンの移動は減速され、ピストンをストローク終端で緩衝停止させることができ、省エネルギ駆動用電磁弁を切り換える時期（ストローク）を調整することにより、移動時間や緩衝の程度を制御することができる。しかも、前記の位置II・位置III への切換後は空気の供給が停止された状態で、ピストンが移動するので、その間の圧縮空気の消費が節約され、ピストンのストロークに必要最低限の空気を供給し、必要以上の空気の供給を停止でき、省エネルギが実現する。
【００２３】
本発明では、ソレノイドＡを励磁し、ソレノイドＢを消磁するとき位置Ｉに切り換えられ、位置ＩでソレノイドＡ・Ｂを消磁すると位置IIに切り換えられる。また、ソレノイドＢを励磁し、ソレノイドＡを消磁するとき位置IVに切り換えられ、位置IVでソレノイドＡ・Ｂを消磁すると位置III に切り換えられる。このように、簡単な操作で省エネルギ駆動用電磁弁の位置を切り換えることができ、実用価値が高い。しかも、１個の省エネルギ駆動用電磁弁により、減速、緩衝停止、省エネルギの機能を発揮することができ、従来より部品コストも組立コストも低減し、経済的効果が大きい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の省エネルギ駆動用電磁弁とエアシリンダとを配管により連通させた回路図であって、図１(a) は電磁弁が５ポート４位置電磁切換弁の場合を示し、図１(b) は電磁弁が４ポート４位置電磁切換弁の場合を示す。
【図２】図１(a) の電磁弁１の構造を示す断面図である。
【図３】図３(a) は図２の電磁弁が位置Ｉにあるときの状態を示す断面図であり、図３(b) は位置IIにあるときの状態を示す断面図である。
【図４】図４(a) は図２の電磁弁が位置IVにあるときの状態を示す断面図であり、図４(b) は位置III にあるときの状態を示す断面図である。
【図５】ピストン移動中のストロークを示すグラフである。
【図６】ピストン移動中のシリンダ室の圧力変化を示すグラフである。
【図７】従来の供給停止弁を備えた省エネルギ機能を有するシステムの空気圧回路図である。
【符号の説明】
１ 省エネルギ駆動用電磁弁（電磁弁）
15 スリーブ
16 第１シリンダ孔
17 第２シリンダ孔
23 第１スプール
24 第２スプール
25 第１中空ピストン
26 第２中空ピストン
27〜30 ランド
53 リターンスプリング
55 間隔規制ロッド
56 第１フランジ
57 第２フランジ
61 第１シリンダ室
62 第２シリンダ室
Claims (5)
- 供給ポートＰ、出力ポートＡ・Ｂ、排気ポートＲＡ・ＲＢの５ポートを有し、供給ポートＰと出力ポートＡとが連通するとともに出力ポートＢと排気ポートＲＢとが連通し、排気ポートＲＡが閉鎖される位置Ｉと、出力ポートＢと排気ポートＲＢとが連通し、供給ポートＰ、出力ポートＡ及び排気ポートＲＡがともに閉鎖される位置IIと、出力ポートＡと排気ポートＲＡとが連通し、供給ポートＰ、出力ポートＢ及び排気ポートＲＢがともに閉鎖される位置III と、供給ポートＰと出力ポートＢとが連通するとともに出力ポートＡと排気ポートＲＡとが連通し、排気ポートＲＢが閉鎖される位置IVとの４つの位置のいずれか一つに切り換えられるように構成された電磁弁において、上記供給ポートＰ、出力ポートＡ・Ｂ、排気ポートＲＡ・ＲＢが連通路によってスリーブに連通され、スリーブの両側に第１・第２シリンダ孔が形成され、スリーブに第１・第２スプールが移動可能にそれぞれ挿入され、第１シリンダ孔に嵌合された第１中空ピストンが第１スプールに連結され、同様に第２シリンダ孔に嵌合された第２中空ピストンが第２スプールに連結され、第１スプールと第２スプールとは、リターンスプリングにより離隔方向に付勢されるとともに間隔規制ロッドにより離隔距離が制限されることを特徴とする省エネルギ駆動用電磁弁。
- 供給ポートＰ、出力ポートＡ・Ｂ、排気ポートＲの４ポートを有し、供給ポートＰと出力ポートＡとが連通するとともに出力ポートＢと排気ポートＲとが連通する位置Ｉと、出力ポートＢと排気ポートＲとが連通し、供給ポートＰ及び出力ポートＡが閉鎖される位置IIと、出力ポートＡと排気ポートＲとが連通し、供給ポートＰ及び出力ポートＢが閉鎖される位置III と、供給ポートＰと出力ポートＢとが連通するとともに出力ポートＡと排気ポートＲとが連通する位置IVとの４つの位置のいずれか一つに切り換えられるように構成された電磁弁において、上記供給ポートＰ、出力ポートＡ・Ｂ、排気ポートＲが連通路によってスリーブに連通され、スリーブの両側に第１・第２シリンダ孔が形成され、スリーブに第１・第２スプールが移動可能にそれぞれ挿入され、第１シリンダ孔に嵌合された第１中空ピストンが第１スプールに連結され、同様に第２シリンダ孔に嵌合された第２中空ピストンが第２スプールに連結され、第１スプールと第２スプールとは、リターンスプリングにより離隔方向に付勢されるとともに間隔規制ロッドにより離隔距離が制限されることを特徴とする省エネルギ駆動用電磁弁。
- ソレノイドＡ・Ｂを有し、ソレノイドＡを励磁し、ソレノイドＢを消磁するとき位置Ｉに切り換えられ、位置ＩでソレノイドＡ・Ｂを消磁すると位置IIに切り換えられ、ソレノイドＢを励磁し、ソレノイドＡを消磁するとき位置IVに切り換えられ、位置IVでソレノイドＡ・Ｂを消磁すると位置III に切り換えられる請求項１又は２に記載の省エネルギ駆動用電磁弁。
- 第１・第２スプールの内部に間隔規制ロッドのロッド部が挿通され、間隔規制ロッドのロッド部の外周で第１・第２スプールの内部かつ第１スプールの段部と第２スプールの段部との間にリターンスプリングが装着され、第１・第２スプールの内面と間隔規制ロッドのロッド部の外面との間が密封され、間隔規制ロッドの両側に第１フランジと第２フランジとが形成され、第１フランジが第１スプールに当接しかつ第２フランジが第２スプールに当接して離隔距離が制限された請求項１〜３の何れかに記載の省エネルギ駆動用電磁弁。
- 第１シリンダ孔の第１シリンダ室に圧縮空気が供給されかつ第２シリンダ孔の第２シリンダ室の空気が排気されたとき位置Ｉに切り換えられ、位置Ｉで第１・第２シリンダ室の空気が排気されると位置IIに切り換えられ、第２シリンダ室に圧縮空気が供給されかつ第１シリンダ室の空気が排気されたとき位置IVに切り換えられ、位置IVで第１・第２シリンダ室の空気が排気されると位置III に切り換えられる請求項４に記載の省エネルギ駆動用電磁弁。
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