JP4394524B2 - パイロット形電磁弁 - Google Patents

Description

この発明は、電磁弁で制御されるパイロット圧の供給に基づいて主弁を開閉するパイロット形電磁弁に関するものである。

パイロット形電磁弁は、主弁を構成するスプール軸がパイロット圧の供給に基づいて駆動され、そのスプール軸の移動にともなって主弁が開閉され、その主弁の開閉動作に基づいて、例えばエアシリンダーが駆動される。パイロット圧は、パイロット圧制御用の電磁弁により制御される。

そして、通常このようなパイロット形電磁弁が並列に設けられて、マニホールド化された状態で使用される。
このようなパイロット形電磁弁を構成するソレノイドコイルに励磁電流を供給する配線構造として、特許文献１に開示されるように、マニホールドブロックへのパイロット形電磁弁の組み付けにともなって、接続端子が同時に接続されるプラグイン構造が主流となっている。

このプラグイン構造は、配線が外部に露出しないことから美観上好ましく、結線作業の簡略化を図ることが可能である。
また、特許文献２にはソレノイドコイルの励磁の有無に関わらず、手動切り換え弁の操作により主弁の開閉動作を制御可能としたパイロット形電磁弁が開示されている。
特開２００２−３９４１９号公報 特開２００４−８４９４１号公報

上記のようにマニホールド化されたパイロット型電磁弁で駆動されるエアシリンダーの保守点検作業を行う場合、特定のエアシリンダーの動作を停止させて、点検あるいは交換作業を行ったり、あるいは特定のエアシリンダーのみを動作させてその動作の確認等の作業を行う。

このような場合、上記のようなプラグイン構造により各パイロット形電磁弁に励磁電流が供給されていると、特定のパイロット形電磁弁のみを停止させたり、あるいは作動させたりという作業が困難である。

また、各パイロット形電磁弁に供給される励磁電流は、制御装置からあらかじめ設定されるシーケンスプログラムに基づいて供給されるため、このシーケンスプログラムを変更することにより、特定のパイロット形電磁弁のみを停止させたり、あるいは作動させたりすることはできる。

しかし、保守点検のために別のシーケンスプログラムをあらかじめ用意し、かつ変更するための作業が煩雑となるという問題点がある。
特許文献２に記載されたパイロット形電磁弁では、手動切り換え弁の操作により主弁の開閉動作を制御することができるが、パイロット圧作用室に圧縮流体を供給する第１流路と、パイロット圧作用室から圧縮流体を排出する第２流路とを共通の操作部で選択的に切り換える構成である。従って、誤操作のおそれがあるという問題点がある。

この発明の目的は、供給される励磁電流に関わらず、パイロット圧の供給を手動で制御して、誤操作のおそれなく主弁の開閉動作を選択し得るパイロット形電磁弁を提供することにある。

上記目的は、パイロット圧の供給に基づいて開閉動作する主弁と、前記主弁に供給するパイロット圧を制御する電磁弁とを備えたパイロット形電磁弁において、前記電磁弁の非励磁時に、該電磁弁の励磁動作時と同等のパイロット圧を前記主弁に供給可能とする第一の手動装置と、前記電磁弁の励磁時に、該電磁弁の非励磁動作時と同等のパイロット圧を前記主弁に供給可能とする第二の手動装置とを備え、前記第一の手動装置と第二の手動装置とを離間させて位置させたパイロット形電磁弁により達成される。

本発明によれば、供給される励磁電流に関わらず、パイロット圧の供給を手動で制御して、誤操作のおそれなく主弁の開閉動作を選択し得るパイロット形電磁弁を提供することができる。

以下、本発明を具体化したパイロット形電磁弁の一実施の形態を図面に従って説明する。図１に示すパイロット形電磁弁は、マニホールド化された複数のパイロット形電磁弁のうちの１つを示すものである。

ケース１内には収容孔２が形成され、収容孔２内にスプール軸３がその軸方向に移動可能に支持されている。収容孔２及びスプール軸３により主弁が構成される。収容孔２内には複数の縮径部が形成され、スプール軸３にはその縮径部に対応する膨径部が形成されている。また、収容孔２にはケース１外に連通する複数のポート４ａ〜４ｅが形成されている。そして、スプール軸３の移動により、主弁の開閉動作すなわち各ポートの連通あるいは封止が選択される。

前記スプール軸３の一端にはピストン５が形成され、そのピストン５はパイロット圧が供給される圧力室６内で移動可能に支持されている。従って、圧力室６内へのパイロット圧の供給に基づいてピストン５が移動し、そのピストン５と一体に前記スプール軸３が移動するようになっている。

前記スプール軸３の他端と収容孔２の側面との間にはコイルスプリング７が配設され、そのコイルスプリング７の付勢力によりスプール軸３は前記圧力室６側へ常時付勢されている。

前記ケース１の上部一側には、パイロット圧を制御する電磁弁８が取着されている。前記電磁弁８は、ソレノイド９内にプランジャー１０が図１において左右方向に移動可能に支持され、そのプランジャー１０はソレノイド９のヨークを支点とするコイルスプリング１１の付勢力により、同ソレノイド９外に向かって、すなわち図１において左方へ付勢されている。また、ソレノイド９が励磁されると、コイルスプリング１１の付勢力に抗して、プランジャー１０がソレノイド９内に向かって、すなわち図１において右方へ移動するようになっている。

前記ソレノイド９及びプランジャー１０の側方にはパイロット弁部１２が設けられる。パイロット弁部１２内には弁室１３が設けられ、その弁室１３内にはゴムで形成される弁体１４が配設される。この弁体１４は、前記プランジャー１０の移動にともなって弁室１３内で左右方向に移動するようになっている。

前記弁室１３には、プランジャー１０側に排気孔１５が開口され、排気孔１５と対向する位置に給気孔１６が開口され、弁体１４の下方に供給孔１７が開口されている。そして、ソレノイド９が励磁されないとき、弁体１４により給気孔１６が閉じられて、排気孔１５と供給孔１７とが連通状態となり、ソレノイド９が励磁されるとき、弁体１４により排気孔１５が閉じられて、給気孔１６と供給孔１７とが連通状態となる。

前記パイロット弁部１２には、手動操作により前記プランジャー１０を移動操作可能とする第一の手動装置１８が設けられている。この第一の手動装置１８は、図４に示すように、パイロット弁部１２に設けられた操作孔１９内で上下動可能に支持された操作軸（操作部）２０と、その操作軸２０を上方へ付勢するコイルスプリング２１と、前記プランジャー１０の一側に設けられる係合軸２２とから構成される。

前記操作軸２０の下端部は前記係合軸２２の先端部近傍まで突出され、その下端には係合軸２２に対向する斜面２３が形成されている。前記係合軸２２は、その先端部が略円錐状に形成されて前記操作軸２０の斜面２３近傍まで突出されている。

そして、操作孔１９内に露出する操作軸２０の上端を下方へ押圧すると、操作軸２０がコイルスプリング２１の付勢力に抗して下方へ移動する。すると、斜面２３が係合軸２２を押圧することにより、係合軸２２及びプランジャー１０が図１において右方へ移動する。このような動作により、操作軸２０を下方へ押圧したとき、斜面２３及び係合軸２２等のプランジャー駆動部により、プランジャー１０及び弁体１４は、ソレノイド９が励磁されたときと同様に動作する。

前記ケース１には、前記圧力室６の上方位置に第二の手動装置２４が設けられる。第二の手動装置２４は、ケース１の側面に開口される弁孔２５と、その弁孔２５に出没可能に支持される弁軸２６と、その弁軸２６を弁孔２５に対し出没させるスライダー２７とから構成される。

前記弁軸２６は、その基端部が縮径されて、弁孔２５の内周面との間に隙間が形成されている。また、前記弁軸２６の中間部と前記弁孔２５の底部との間にはコイルスプリング２８が配設され、そのコイルスプリング２８の付勢力により、弁軸２６は弁孔２５外に向かって付勢されている。

前記スライダー２７は、前記ケース１に対し上下動可能に支持され、その裏面すなわち弁軸２６に対向する面には凹部２９が形成されている。そして、図１及び図２に示すように、スライダー２７が下限まで移動されたとき、コイルスプリング２８の付勢力により前記弁軸２６の先端部が凹部２９内に突出するようになっている。また、図１に示す状態からスライダー２７を上方へ移動させると、弁軸２６の先端が凹部２９の下方に形成された斜面３０に当接して徐々に押し戻され、図６に示すように、弁軸２６が弁孔２５内に没入するようになっている。

また、図２及び図７に示すように、ケース１の側面には前記スライダー２７の位置を表示する表示部３１が設けられている。
前記給気孔１６は、パイロット弁部１２からケース１内を経て、前記弁孔２５の長手方向中央部に連通している。また、図３に示すように、給気孔１６は弁孔２５の基端部から圧力室６の周方向に伸び、さらに収容孔２の側方を経てケース１の下面に開口されている。そして、図６に示すように、前記弁軸２６が弁孔２５内に没入した状態では、パイロット弁部１２に連なる給気孔１６の開口部は、弁軸２６に取着されたシール材３２により弁孔２５の基端側との連通が封止され、弁孔２５と弁軸２６との間の隙間から弁孔２５外へ連通するようになっている。

前記供給孔１７は、ケース１内を経て、前記圧力室６の側面に開口されている。そして、供給孔１７から圧力室６内にパイロット圧が供給されると、図４に示すように、ピストン５が移動して、これにともなってスプール軸３が同方向に移動するようになっている。また、前記排気孔１５は、図３に示すように、ケース１内において前記給気孔１６の外周側を経て、ケース１の下面に開口されている。

前記ケース１の下面において、給気孔１６には、正圧供給装置からパイロット圧として正圧空気が供給され、排気孔１５には排気管が接続される。
次に、上記のように構成されたパイロット形電磁弁の動作を説明する。図１及び図４に示すように、スライダー２７を下方へ押し下げて、弁軸２６を弁孔２５内に没入させない状態では、給気孔１６は弁孔２５を経て、パイロット弁部１２の弁室１３まで連通する状態となる。また、排気孔１５はパイロット弁部１２の弁室１３から排気管まで連通されている。

この状態でソレノイド９が励磁されると、プランジャー１０とともに弁体１４が移動して、図４に示すように、弁室１３を介して給気孔１６と供給孔１７が連通する状態となる。すると、給気孔１６から弁室１３及び供給孔１７を経て、圧力室６内にパイロット圧が供給されてピストン５が移動され、スプール軸３が移動される。そして、スプール軸３の移動にともなって、各ポート４ａ〜４ｅの接続が切換えられる。

また、ソレノイド９の励磁が解除されると、コイルスプリング１１の付勢力によりプランジャー１０及び弁体１４が原位置に復帰して、弁室１３内において給気孔１６と供給孔１７とは封止され、排気孔１５と供給孔１７とが連通する状態となる。すると、圧力室６内の正圧空気が供給孔１７及び排気孔１５を経て排出され、図１に示すように、コイルスプリング７の付勢力によりスプール軸３が移動される。

上記の動作は、ソレノイド９の励磁、非励磁による通常の動作である。上記パイロット形電磁弁は、上記通常動作に加えて、ソレノイド９の励磁あるいは非励磁に関わらず、スプール軸を移動させて主弁を開閉する機能を備えている。

すなわち、ソレノイド９が非励磁である状態で、図５に示すように、第一の手動装置１８の操作軸２０を下方へ押圧すると、プランジャー１０が移動してソレノイド９が励磁されたときと同様な状態となる。すると、弁室１３内で給気孔１６と供給孔１７とが連通状態となり、圧力室６にパイロット圧が供給され、スプール軸３が移動される。

操作軸２０の押圧を解除すると、ソレノイド９が非励磁である状態、すなわち弁室１３内で供給孔１７と排気孔１５とが連通する状態に復帰し、スプール軸３が図１に示す状態に復帰する。

図４に示すように、ソレノイド９が励磁されている状態で、スライダー２７を上方へ移動させると、弁軸２６が弁孔２５内に没入する。すると、図６に示すように、弁孔２５内で給気孔１６の連通が封止される。

このとき、弁室１３内では給気孔１６と供給孔１７とが連通している状態であり、弁孔２５内では、給気孔１６が弁軸２６と弁孔２５との隙間からケース１外に連通する状態となる。従って、圧力室６内の正圧空気は供給孔１７及び給気孔１６を経て、弁孔２５からケース１外へ排出され、スプール軸３が移動して、ソレノイド９が非励磁である場合と同様な状態となる。また、スライダー２７を下方へ移動させれば、図４に示す状態に復帰する。従って、弁軸２６及び弁孔２５は切換弁として動作する。

上記のように構成されたパイロット形電磁弁では、次に示す作用効果を得ることができる。
（１）ソレノイド９が非励磁状態である場合には、第一の手動装置１８を操作することにより、ソレノイド９が励磁状態である場合と同等の状態を得ることができる。
（２）ソレノイド９が励磁状態である場合には、第二の手動装置２４を操作することにより、ソレノイド９が非励磁状態である場合と同等の状態を得ることができる。
（３）第一あるいは第二の手動装置１８，２４を操作することにより、マニホールド化された複数のパイロット形電磁弁の中から、特定のパイロット形電磁弁の主弁の開閉動作を、ソレノイド９の励磁、非励磁に関わらず手動で任意に操作することができる。従って、ソレノイド９に供給する励磁電流がシーケンスプログラムに基づいて各電磁弁にプラグイン構造で供給されていても、特定の電磁弁を手動操作することができる。
（４）第一の手動装置１８と第二の手動装置２４は、ケース１の上面と側面、すなわち直交する方向に位置する異なる外面に設けられ、かつ離れた位置に設けられているので、一方の手動装置の操作に基づいて他方の手動装置が連動して誤操作となるおそれはない。
（５）第一の手動装置１８は、操作軸２０を押圧する構成であり、第二の手動装置２４はスライダー２７を移動させる構成であるため、両手動装置の誤認による誤操作を防止することができる。
（６）スライダー２７の位置を表示する表示部３１を設けたことにより、第二の手動装置の操作状態を容易に確認することができる。
（７）第二の手動装置２４はスライダー２７を上下方向に移動させる構成であるため、このパイロット形電磁弁の設置位置において、ケース１の側方に操作者の指先が入るスペースを確保すれば、第二の手動装置２４を操作可能である。従って、第二の手動装置２４を操作するためにケース１の側方に大きなスペースを確保する必要がないので、このパイロット形電磁弁の設置位置の自由度を向上させることができる。
（８）第一及び第二の手動装置１８，２４は、電気的な接続を開閉するスイッチではないので、このパイロット形電磁弁を水の飛散する環境で使用しても、支障がない。
（９）第二の手動装置２４は、スプール軸３の移動方向と等しい方向で移動する弁軸２６で給気孔１６を開閉する構成とした。従って、ケース１の下面からパイロット弁部１２にパイロット圧を供給する給気孔１６の中間部に介在させて、その給気孔１６の連通あるいは封止を選択する弁構造を容易に構成することができる。
（１０）ソレノイド９が非励磁である状態で、スライダー２７を上方へ移動させてオフ状態とすれば、その後ソレノイド９が励磁されても、スプール軸３が動作することはない。

上記実施の形態は、以下の態様で実施してもよい。
・第一の手動装置１８及び第二の手動装置２４は、ケース１の同一面に設けてもよい。
・スライダー２７の移動方向は、上下方向以外の任意の方向としてもよい。

一実施の形態のパイロット形電磁弁を示す断面図である。 一実施の形態のパイロット形電磁弁を示す側面図である。 一実施の形態のパイロット形電磁弁を示す断面図である。 パイロット形電磁弁の動作を示す断面図である。 パイロット形電磁弁の動作を示す断面図である。 パイロット形電磁弁の動作を示す断面図である。 パイロット形電磁弁の動作を示す側面図である。

符号の説明

１ ケース
３ 主弁（スプール軸）
５ ピストン
６ 圧力室
８ 電磁弁
９ ソレノイド
１０ プランジャー
１５ 排気孔
１６ 給気孔
１７ 供給孔
１８ 第一の手動装置
２０ 操作軸
２４ 第二の手動装置
２５ 弁孔
２６ 弁軸
２７ スライダー

Claims (3)

1. パイロット圧の供給に基づいて開閉動作する主弁と、
   前記主弁に供給するパイロット圧を制御する電磁弁と
   を備えたパイロット形電磁弁において、
   前記電磁弁の非励磁時に、該電磁弁の励磁動作時と同等のパイロット圧を前記主弁に供給可能とする第一の手動装置と、
   前記電磁弁の励磁時に、該電磁弁の非励磁動作時と同等のパイロット圧を前記主弁に供給可能とする第二の手動装置と
   を備え、
   前記第一の手動装置と第二の手動装置とをケースの異なる外面に位置させ、前記第一の手動装置の操作部は、ケースの外面から押圧操作可能とした操作軸であり、前記第二の手動装置の操作部は、ケースの外面に沿って移動操作可能としたスライダーとし、前記第二の手動装置は、前記スライダーの移動操作に基づいて、前記パイロット圧の給気孔を封止し、かつ主弁に供給されたパイロット圧をケース外に排気する切換弁を備えたことを特徴とするパイロット形電磁弁。
2. 前記第一の手動装置は、前記操作軸の押圧操作に基づいて、前記電磁弁のプランジャーをソレノイドの励磁による移動位置まで移動させるプランジャー駆動部を備えたことを特徴とする請求項１記載のパイロット形電磁弁。
3. 前記切換弁は、前記主弁のスプール軸の移動方向と同方向に移動する弁軸を備えたことを特徴とする請求項１又は２記載のパイロット形電磁弁。

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