JP6242319B2 - 電磁弁駆動装置 - Google Patents

Description

本発明は、電磁弁駆動装置に関し、特に、電車のドアの開閉に用いられるエアーシリンダに接続された電磁弁駆動装置に関する。

従来、電磁弁手動押ボタンのロック用キャップが提案されている（例えば、特許文献１参照）。この電磁弁手動押ボタンのロック用キャップでは、ソレノイドの消磁時でも電磁弁が閉弁状態を維持できるように、プランジャの移動を阻止するための押ボタンをロックするロック用キャップが弁座体にネジにより螺着されている。

特開平１１−５１２３１号公報

しかしながら、特許文献１に記載された電磁弁手動押ボタンのロック用キャップでは、押ボタンをロック状態とするためにロック用キャップが弁座体にネジで螺着されるので、押ボタンをロック解除状態とする際、当該ロック用キャップを弁座体から直ちに取り外すことができず、操作性が悪いという問題があった。

本発明はかかる問題を解決するためになされたものであり、電磁弁の弁体駆動部の状態を維持する操作性に優れた自己保持型の電磁弁駆動装置を提案しようとするものである。

かかる課題を解決するため本発明においては、弁状態を切り替える弁体（１４）を移動させるための固定鉄心（３１）およびプランジャ（３２）を有する電磁石構造の弁体駆動部（３）と、前記弁体駆動部（３）における前記プランジャ（３２）を前記固定鉄心（３１）に強制的に当接させるために設けられた操作子（３８）と、前記操作子（３８）に連結され、当該操作子（３８）と同一の移動方向へ移動自在に本体（４５）に設けられたオンボタン（４１）と、前記オンボタン（４１）が押下操作されて前記本体（４５）の内部に押し込まれることにより、前記オンボタン（４１）を前記本体（４５）の内部に押し込まれた状態で保持するため、前記オンボタン（４１）の移動方向と直交する直交方向へ移動自在に前記オンボタン（４１）に設けられた保持ピン（４３）と、前記オンボタンの移動方向と直交する直交方向へ移動自在に前記本体に設けられたオフボタンとを備え、前記保持ピン（４３）は、前記オンボタン（４１）が押下操作されて前記本体（４５）の内部に押し込まれることにより、前記オフボタン（４２）と当該保持ピン（４３）とが前記直交方向に直列に並んだとき、前記オフボタン（４２）を前記本体（４５）から突出させ、前記オフボタン（４２）を前記本体（４５）から突出させた状態で、当該保持ピン（４３）が前記オンボタン（４１）の移動を規制するストッパとして機能し、前記オンボタン（４１）は、当該オンボタン（４１）と係合された前記操作子（３８）の端部に設けられた弾性体（３９）により前記本体（４５）から突出するように付勢されているようにする。

本発明によれば、オンボタン（４１）が押下操作されて本体（４５）の内部に押し込まれたとき、保持ピン（４３）の移動によりオフボタン（４２）を直交方向へ移動させるとともに、当該保持ピン（４３）がオンボタン（４１）を本体（４５）の内部に押し込まれた状態で保持するストッパとして機能するため、オンボタン（４１）が押下操作されたときの弁体（１４）の弁状態を保持することができる。

本発明によれば、保持ピン（４３）は、オンボタン（４１）が押下操作されて本体（４５）の内部に押し込まれることにより、オフボタン（４２）と当該保持ピン（４３）とが直交方向に直列に並んだとき、オフボタン（４２）を本体（４５）から突出させることができるので、オンボタン（４１）が押下操作されて本体（４５）の内部に押し込まれるとオフボタン（４２）が本体（４５）の内部から突出され、オンボタン（４１）とオフボタン（４２）の突出状態が切り替えられる。

本発明によれば、保持ピン（４３）は、オフボタン（４２）を本体（４５）から突出させた状態で、当該保持ピン（４３）がオンボタン（４１）の移動を規制するストッパとして機能するので、オンボタン（４１）が本体（４５）の内部に押し込まれた状態が保持される。

本発明によれば、オンボタン（４１）は、当該オンボタン（４１）と係合された操作子（３８）の端部に設けられた弾性体（３９）により本体（４５）から突出するように付勢されているので、オンボタン（４１）の本体（４５）から突出した非押下状態が保持される。

本実施の形態における自己保持型電磁弁の全体構成（ソレノイドコイル非通電・オンボタン非操作（閉弁状態））を示す断面図である。 本実施の形態における自己保持型電磁弁の全体構成（ソレノイドコイル通電・オンボタン非操作（開弁状態））を示す断面図である。 本実施の形態における自己保持型電磁弁の全体構成（ソレノイドコイル非通電・オンボタン操作（開弁状態））を示す断面図である。 自己保持型電磁弁の閉弁状態（ソレノイドコイル非通電・オンボタン非操作）における圧縮空気の流れの説明に供する断面図である。 自己保持型電磁弁の開弁状態（ソレノイドコイル通電・オンボタン非操作）における圧縮空気の流れの説明に供する断面図である。 自己保持型電磁弁の開弁状態（ソレノイドコイル非通電・オンボタン操作）における圧縮空気の流れの説明に供する断面図である。 操作部の構成を示す拡大断面図である。 オフボタンの上面構成を示す上面図である。 自己保持型電磁弁のオンボタンに対する押下操作に伴う自己保持動作（１）の説明に供する操作部の拡大断面図である。 自己保持型電磁弁のオンボタンに対する押下操作に伴う自己保持動作（２）の説明に供する操作部の拡大断面図である。 自己保持型電磁弁のオンボタンに対する押下操作に伴う自己保持動作（３）の説明に供する操作部の拡大断面図である。 自己保持型電磁弁のオンボタンに対する押下操作に伴う自己保持動作（４）の説明に供する操作部の拡大断面図である。 自己保持型電磁弁のオンボタンに対する押下操作に伴う自己保持動作（５）の説明に供する操作部の拡大断面図である。

次に、本発明の一実施の形態について図面を参照して説明する。

＜自己保持型電磁弁の全体構成＞
図１に示すように、自己保持型電磁弁１はエアーシリンダ（図示せず）に接続される弁体部２と、ソレノイドコイル３３を通電状態として固定鉄心３１にプランジャ３２を吸着（図２）させることにより弁体部２のスプール１４を全体的に矢印Ａ方向へ移動させたり、ソレノイドコイル３３を非通電状態として固定鉄心３１からプランジャ３２を離間（図１）させることにより弁体部２のスプール１４を矢印Ｂ方向へ移動させて流路を切り換えるための電磁石構造でなる弁体駆動部３と、当該弁体駆動部３の固定鉄心３１にプランジャ３２を強制的に当接させるための手動方式のオンボタン４１、固定鉄心３１からプランジャ３２を強制的に離間（図３）させるための手動方式のオフボタン４２を有する自己保持型の操作部４とによって構成されている。

この自己保持型電磁弁１では、弁体駆動部３乃至操作部４により弁体部２のスプール１４が全体的に矢印Ａ方向へ移動すると（図２乃至図３）、エアーシリンダ（図示せず）が出状態となり、弁体駆動部３乃至操作部４により弁本体部２のスプール１４が全体的に矢印Ｂ方向へ移動すると（図１）、エアーシリンダ（図示せず）が戻状態となる。

＜弁体部の構成＞
弁体部２は、有蓋および有底の角筒形状の弁本体１０でなり、当該弁本体１０、蓋部１１ａおよび底部１１ｂにより形成された内部空間にスプール１４が設けられている。スプール１４は、小ピストン部１１、大ピストン部１２、当該小ピストン部１１および当該大ピストン部１２との間でその左右両側端が固定された略串状のスピンドル１３により一体に形成されている。

弁本体１０の側面には圧縮空気の流路を形成する配管口１５〜１９が設けられている。配管口１５、１９は大気解放とされ、配管口１６はエアーシリンダのロッド側空間に接続され、配管口１８はエアーシリンダのキャップ側空間に接続され、配管口１７はエアーコンプレッサーに接続されている。

＜弁体駆動部の構成＞
弁体駆動部３は、スペーサ３０を介して弁体部２の弁本体１０の底部１１ｂに取り付けられている。弁体駆動部３は、筐体３ａの内部の貫通孔３１ｈ内に固定鉄心３１およびプランジャ３２が配置されている。

固定鉄心３１は、その先端部が弁体部２の底部１１ｂに突出して嵌め込まれた状態で当該筐体３ａに固定されており、矢印Ｂ方向の端部に突出部が形成されている。プランジャ３２は、矢印Ａ方向の端部に固定鉄心３１の突出部３１ａが摺動自在に挿通される挿通孔３２ａが形成されている。なお、プランジャ３２の挿通孔３２ａの底部と固定鉄心３１の突出部３１ａとの間にバネ等の弾性体９９が取り付けられている。したがってプランジャ３２は、貫通孔３１ｈ内で矢印ＡＢ方向の長手方向にストロークＳｔの範囲内で弾性体（９９）により矢印Ｂ方向へ付勢されている。

この固定鉄心３１およびプランジャ３２の周囲にはソレノイドコイル３３が設けられている。したがってソレノイドコイル３３を通電状態とすると固定鉄心３１およびプランジャ３２が磁化されるためプランジャ３２が当該固定鉄心３１に吸着され、ソレノイドコイル３３を非通電状態とすると固定鉄心３１およびプランジャ３２の磁力が消え去り、弾性体（９９）により当該固定鉄心３１からプランジャ３２が開放される。かくして電磁石構造でなる弁体駆動部３が構成される。

弁体駆動部３における筐体３ａの矢印Ｂ方向の後端面３ｘには、位置決めピン３６ｐを介してベース３６が固定されている。ベース３６には、弁体駆動部３の筐体３ａに設けられた貫通孔３１ｈと同一内径を有し、当該貫通孔３１ｈと同一軸線上に形成された貫通孔３６ｈ（図７）が設けられている。

プランジャ３２における矢印Ｂ方向の後端部は筐体３ａから矢印Ｂ方向の外方へ僅かに突出されており、その突出部分がベース３６の貫通孔３６ｈに入り込んだ状態で配置されている。

ベース３６の貫通孔３６ｈには、バネ３９を介して操作子３８を保持する漏斗型の内側空間３７ｓを有する円筒形状の操作子保持部３７が配置されている。この操作子保持部３７は、矢印Ａ方向の底部に操作子３８の棒状部３８ａが挿通可能な当該棒状部３８ａの外径よりも僅かに大きな内径を有する貫通孔３７ｈが形成されている。操作子保持部３７における矢印Ｂ方向の開口側端部の外周面には雄ネジ部が形成されており、その雄ネジ部に雌ネジ部の形成されたナット部３７ｎが螺合される。

操作子保持部３７に螺合された状態のナット部３７ｎは、ベース３６の矢印Ｂ方向の端面に形成された段差部３６ｄに対して押し付けられている。これによりベース３６および筐体３ａが抜け出ることなく底部１１ｂに固定される。

操作子３８は、矢印Ａ方向の先端部に棒状部３８ａが形成され、矢印Ｂ方向の後端部に突出部３８ｔが形成されている。この操作子３８において、操作子保持部３７の内側空間３７ｓに配置されたバネ３９と対向する位置には、当該バネ３９が取り付けられるためのバネ装着段部３８ｄが形成されている。また操作子３８の突出部３８ｔには、オンボタン４１と当該操作子３８との間に後述するバネ４７を装着するための凹部３８ｑが形成されている。

操作子保持部３７の内側空間３７ｓに配置されたバネ３９は、矢印Ａ方向の一端が操作子保持部３７の底部に取り付けられるとともに、矢印Ｂ方向の他端が操作子３８のバネ装着段部３８ｄに取り付けられており、当該バネ３９により操作子３８を矢印Ｂ方向へ付勢している。したがって操作子３８がバネ３９の付勢力に抗して矢印Ａ方向へ押下されない限り、当該操作子３８の棒状部３８ａが操作子保持部３７の貫通孔３７ｈを通過してプランジャ３２の後端部を押し付けることがないように構成されている。

ベース３６の矢印Ｂ方向の後端面には、操作部４における角筒形状の本体４５が取り付け固定されている。本体４５は、大径孔部４５ｗおよび小径孔部４５ｖを有し、小径孔部４５ｖに後術するオンボタン保持部５１が配置されている。

このベース３６の段差部３６ｄと、操作部４の本体４５の大径孔部４５ｗと、オンボタン保持部５１との間には排気空間４５ｓ（図７）が形成されている。この排気空間４５ｓは操作子保持部３７の内側空間３７ｓと連通されている。なお、本体４５の周面には空気排気孔４０が形成されており、当該空気排気孔４０と排気空間４５ｓとが連通されている。

ここで、弁体部２に対するエアーコンプレッサーからの圧縮空気の流れについて説明する。図４に示すように、弁体駆動部３のソレノイドコイル３３を非通電状態とし固定鉄心３１からプランジャ３２を離間している状態、すなわちスプール１４が全体的に図中矢印Ｂ方向へ移動している状態においては、配管口１７から配管口１６への流路が形成されるとともに配管口１８から配管口１９への流路が形成される。

配管口１７に対してエアーコンプレッサーから供給される圧縮空気は、配管口１６を介してエアーシリンダのロッド側空間に出力されているため、ピストンロッドが移動することになり、そのピストンロッドの移動に伴ってエアーシリンダが戻状態となる。このときエアーシリンダのピストンロッドの移動によりキャップ側空間の空気が配管口１８から配管口１９を介して大気に解放される。

ここで、エアーコンプレッサーから配管口１７に供給された圧縮空気は、破線で示す弁本体１０の流路ｆ１を通過し、スプール１４の小ピストン部１１における矢印Ｂ方向の後端面と底部１１ｂとの間の小ピストン部側空間１１ｓへ流れる。

同時に圧縮空気は、固定鉄心３１の貫通孔３１ｍを通過し、当該固定鉄心３１における矢印Ｂ方向の後端面とプランジャ３２における矢印Ａ方向の前端面との空隙から当該固定鉄心３１の外周面に形成された溝３１ｈを通過した後、弁本体１０の流路ｆ２を通過して、スプール１４の大ピストン部１２における矢印Ａ方向の後端面と蓋部１１ａとの間の大ピストン部側空間１２ｓへ流れる。

この結果、小ピストン部側空間１１ｓと大ピストン部側空間１２ｓとは同じ圧力状態となり、小ピストン部１１における後端面の面積と大ピストン部１２における後端面の面積との面積差によってスプール１４が全体として図中Ｂ方向へ移動された状態となる。

その後、図５に示すように、ソレノイドコイル３３を通電状態とし、固定鉄心３１にプランジャ３２を吸着させた場合、または図６に示すように、オンボタン４１を押下状態とし、固定鉄心３１にプランジャ３２を当接させた場合、固定鉄心３１における矢印Ｂ方向の後端面とプランジャ３２における矢印Ａ方向の前端面との隙間が無くなる。

このとき、プランジャ３２における矢印Ｂ方向の後端面と操作子保持部３７における矢印Ａ方向の前端面との間に空隙ａｇができるので、大ピストン部側空間１２ｓと操作子保持部３７の内側空間３７ｓおよび本体４５の排気空間４５ｓとが連通されることになり、大ピストン部側空間１２ｓの圧縮空気が排気空間４５ｓから空気排気孔４０を介して大気解放される。

大ピストン部側空間１２ｓの圧縮空気が排気されたので、大ピストン部側空間１２ｓの圧力状態よりも小ピストン部側空間１１ｓの圧力状態の方が大きくなり、スプール１４全体が図中矢印Ａ方向に移動され、配管口１７から配管口１８への流路が形成されるとともに配管口１６から配管口１５への流路が形成される。

これにより、配管口１７に対してエアーコンプレッサーから供給された圧縮空気は、配管口１８を介してエアーシリンダのキャップ側空間に出力されるため、ピストンロッドを押し下げることになり、そのピストンロッドの移動に伴ってエアーシリンダが出状態となる。このときエアーシリンダのピストンロッドの移動によりロッド側空間の空気が配管口１６から配管口１５を介して大気に解放される。

ところで、エアーシリンダ搭載機器のメンテナンス時等においては弁体駆動部３により通電状態とすることなく（ただし、エアーコンプレッサーからの圧縮空気は配管口１７から供給されている）、強制的にエアーシリンダを出状態とするために操作子３８を矢印Ａ方向へ押下し、固定鉄心３１にプランジャン３２を強制的に当接させた状態を維持することが行われる。本願発明では、メンテナンス時等に作業者が終始操作子３８を押下し続けていなければならない不都合を解消すべく、当該操作子３８の押下状態を自己保持することの可能な操作部４が自己保持型電磁弁１には設けられている。

＜操作部の構成＞
操作部４は、図７に示すように、主に、本体４５と、操作子３８における矢印ＡＢ方向の同軸上でありかつ延長線上に配置された略円柱形状のオンボタン４１、操作子３８における矢印ＡＢ方向の同軸上でありかつ延長線上に配置された略円柱形状でなり当該オンボタン４１を保持するためのオンボタン保持部５１、当該オンボタン４１における矢印ＡＢ方向の移動方向に対して直交した矢印ＣＤ方向の移動方向を有する略円柱形状のオフボタン４２、当該オンボタン４１の押下状態または当該オフボタン４２の非押下状態を保持するための保持ピン４３を有している。

本体４５の内部には、矢印Ａ方向に大径孔部４５ｗが形成されるとともに、矢印Ｂ方向に小径孔部４５ｖが形成されている。本体４５の小径孔部４５ｖは、矢印Ｂ方向の後端面４５Ｘの開口端まで繋がっている。また本体４５の底面４５ｂｔには、雄ネジ部の形成されたボルト５８を当該本体４５に取り付けるための雌ネジ部が形成されたボルト取付貫通孔４８が設けられている。

さらに本体４５の天面４５ａには、オフボタン４２を収納するためのオフボタン収納用貫通孔４９が形成されている。オフボタン収納用貫通孔４９が形成された本体４５の内周面には、オフボタン４２の矢印Ｄ方向への移動を規制する段部４５ｄが形成されている。本体４５におけるオフボタン収納用貫通孔４９の開口側段部には、後術するオフボタン４２の小径部６１よりも僅かに大きな内径の貫通孔を有するドーナッツ形状の蓋部６５が固定されている。

オンボタン保持部５１は、略円筒形状でなり、本体４５の小径孔部４５ｖの内周面に沿って移動自在に支持されている。オンボタン保持部５１は矢印Ａ方向の開口端部内側中央に底部５１ｂｔが形成されており、当該底部５１ｂｔに対して操作子３８の矢印Ｂ方向の端部に形成された突出部３８ｔが係合される。これによりオンボタン保持部５１の内側空間５１ｓにおいて操作子３８の矢印Ａ方向への移動が規制される。またオンボタン保持部５１における矢印Ｂ方向の開口部内周側には雌ネジ部が形成されている。

オンボタン４１は、矢印Ａ方向の先端部外周側に雄ネジ部が形成されており、オンボタン保持部５１における矢印Ｂ方向の開口部内周側に形成された雌ネジ部に、当該オンボタン４１の雄ネジ部が螺合されることにより当該オンボタン保持部５１と一体に固定される。

オンボタン４１における矢印Ａ方向の端部にはバネ装着のための当該オンボタン４１の外径よりも小径の凹部４１ｐが形成されている。このオンボタン４１の凹部４１ｐに対してバネ４７の一端が取り付けられるとともに、操作子３８の凹部３８ｑに対してバネ４７の他端が取り付けられる。このバネ４７は操作子３８を矢印Ａ方向へ付勢している。

オンボタン４１の周面下方ほぼ中央には、本体４５の底面４５ｂｔからボルト取付貫通孔４８の上方へ向かって取り付けられたボルト５８の先端部５８と係合する係合空間４１ｋが形成されている。したがって、オンボタン４１の係合空間４１ｋに対して、本体４５に取り付けられたボルト５８の先端部５８ａが係合されることにより、当該オンボタン４１は回転方向の位置が規制された状態でオンボタン保持部５１に固定される。

なお、オンボタン４１は、係合空間４１ｋにボルト５８の先端部５８ａが係合されているため、当該係合空間４１ｋの矢印ＡＢ方向の移動範囲についても規制されており、当該オンボタン４１が非押込位置（図１）から押込位置（図３）までの移動範囲内を移動可能となっている。

オンボタン４１の周面外方側端部であって、当該オンボタン４１の非押下状態（図１、図４）に本体４５の矢印Ｂ方向の後端面４５ｘから飛び出した部分には、周面１周にわたって所定幅の凹部４１ｑが形成されており、当該凹部４１ｑが例えば赤色で着色されている。オンボタン４１は非押下状態（図１、図４）では、赤色で着色された凹部４１ｑが露出状態となるが、押下状態（図２、図５）になると、本体４５の小径孔部４５ｖに当該オンボタン４１が収納されるため、赤色で着色された凹部４１ｑが隠蔽状態となる。

オンボタン４１の周面ほぼ中央であって係合空間４１ｋと反対側の位置には、保持ピン４３を収納する収納空間４１ｕが形成されている。ここでオンボタン４１は本体４５に取り付けられたボルト５８の先端部５８ａが係合空間４１ｋに係合されたことにより回転方向の移動が規制されているため、収納空間４１ｕに収納される保持ピン４３が当該オンボタン４１の矢印ＡＢ方向の移動方向とは直交する矢印ＣＤ方向の移動方向へ向かって常時位置付けられる。

保持ピン４３は、略円筒形状に形成されており、矢印Ｃ方向の上方に形成された球面状の上端部４３ａにより閉口されている。オンボタン４１における収納空間４１ｕの底部には、バネ４４の下端が配置されるための凹部４１ｕｑが形成されている。したがって、オンボタン４１の凹部４１ｕｑにバネ４４の下端が支持されるとともに、当該バネ４４の上端が保持ピン４３における上端部４３ａの裏側部分（図示せず）に支持される。バネ４４は、収納空間４１ｕに収納されている保持ピン４３を矢印Ｃ方向の上方へ向かって付勢している。

オフボタン４２は、矢印Ｃ方向から矢印Ｄ方向に向かって、順番に小径部６１、中径部６２および大径部６３が一体に形成されるとともに、当該大径部６３の下方に小径部６１よりも僅かに大きな外径の小径部６４が一体に形成されている。大径部６３における矢印Ｄ方向の下方端面６３ａは、オフボタン４２が矢印Ｄ方向へ移動されたときに、本体４５の段部４５ｄと当接される。すなわちオフボタン４２における大径部６３の下方端面６３ａは、本体４５の段部４５ｄとの関係において、当該オフボタン４２の矢印Ｄ方向への移動を規制するストッパとして機能する。

オフボタン４２の中径部６２および小径部６１との間に形成された段部６２ａは、オフボタン４２が矢印Ｃ方向へ移動されたときに、本体４５のオフボタン収納用貫通孔４９の開口端に固定された蓋部６５の下端面に当接される。すなわちオフボタン４２における段部６２ａは、蓋部６５の下端面との関係において、当該オフボタン４２の矢印Ｃ方向への移動を規制するストッパとして機能する。

図８に示すように、オフボタン４２は円形状の大径部６３の周面が互いに平行した状態で直線状に切断された２つのカット面６３ｂが形成されている。したがって、オフボタン４２が矢印Ｄ方向へ押下操作されたとき、そのカット面６３ｂと本体４５のオフボタン収納用貫通孔４９との隙間から空気を逃がすことができるので、オフボタン４２の押下操作時の操作性を向上させている。

本体４５の蓋部６５の下端面とオフボタン４２の大径部６３との間には、当該オフボタン４２の中径部６２を囲むようにバネ６６が配置されており、当該バネ６６により矢印Ｄ方向にオフボタン４２を付勢している。なお、保持ピン４３のバネ４４の矢印Ｃ方向への付勢力は、オフボタン４２に装着されたバネ６６の矢印Ｄ方向への付勢力よりも大きく設定されている。

ところでオンボタン４１には、収納空間４１ｕと係合空間４１ｋとを連通する連通孔４１ｕｈが形成されている。したがって、収納空間４１ｕ、連通孔４１ｕｈおよび係合空間４１ｋが連通された状態となる。これにより、図１３において、オフボタン４２が矢印Ｄ方向へ押下操作されたことに応じて保持ピン４３が矢印Ｄ方向へ移動されたとき、収納空間４１ｕの空気が連通孔４１ｕｈから係合空間４１ｋを通りオンボタン４１と本体４５の小径孔部４５ｖの隙間を介して大気へ逃がされるため、保持ピン４３の矢印Ｄ方向への移動が滑らかとなり、オフボタン４２の押下操作時の操作性を向上させている。

＜自己保持型電磁弁の自己保持動作＞
このような構成の自己保持型電磁弁１において、弁体駆動部３のソレノイドコイル３３を通電状態とすることなく（ただし、エアーコンプレッサーからの圧縮空気は配管口１７から供給されている）、操作部４のオンボタン４１に対する押下操作によりプランジャ３２を固定鉄心３１に当接させたオン状態（エアーシリンダ出状態）を維持し、または、操作部４のオフボタン４２に対する押下操作により固定鉄心３１からプランジャ３２を離間させたオフ状態（エアーシリンダ戻状態）を維持する自己保持動作について図９乃至図１３を用いて説明する。

図９に示すように、操作部４のオンボタン４１が押下操作されていない場合、すなわち操作部３８の棒状部３８ａが操作子保持部３７の内側空間３７ｓに位置付けられており、当該棒状部３８ａによりプランジャ３２の矢印Ｂ方向の後端面を押下していない非押下状態にある。

このオンボタン４１の非押下状態では、オフボタン４２が本体４５のオフボタン収納用貫通孔４９に収納された状態であり、そのオフボタン４２の小径部６１が本体４５の天面４５ａから僅かに突出した状態にある。このとき、オンボタン４１の赤色で着色された凹部４１ｑが露出状態となっているため、作業者はオンボタン４１が非押下状態にあることを目視確認することができる。

その後、図１０に示すように、作業者によって操作部４のオンボタン４１が押下操作されると、当該オンボタン４１が矢印Ａ方向へ移動し、保持ピン４３の上端部４３ａとオフボタン４２の小径部６４の矢印Ｄ方向の下端面とが当接され始める。このとき、保持ピン４３の上端部４３ａは、本体４５の小径孔部４５ｖに当接された規制状態にあるため、バネ４４の付勢力によって当該保持ピン４３が矢印Ｃ方向へ押し上げられることはない。

オンボタン４１の矢印Ａ方向への移動に伴って、オンボタン４１と一体に固定されたオンボタン保持部５１も矢印Ａ方向へ移動される。このときオンボタン保持部５１に係合された操作子３８もオンボタン４１の矢印Ａ方向への移動とともに移動され、当該操作子３８の棒状部３８ａが操作子保持部３７の貫通孔３７ｈに臨むようになるが、まだ当該棒状部３８ａの先端はプランジャ３２の矢印Ｂ方向の後端面には到達していない。

図１１に示すように、作業者によって操作部４のオンボタン４１が更に押下操作されると、当該オンボタン４１の移動に伴って保持ピン４３の上端部４３ａとオフボタン４２の小径部６４の矢印Ｄ方向の下端面との当接面積が増大する。

このときオンボタン保持部５１に係合された操作子３８もオンボタン４１の矢印Ａ方向への移動とともに移動され、当該操作子３８の棒状部３８ａの先端が操作子保持部３７の貫通孔３７ｈを介してプランジャ３２の矢印Ｂ方向の後端面に当接される。

図１２に示すように、作業者によって操作部４のオンボタン４１が更に押下操作されると、操作子３８の棒状部３８ａの先端がプランジャ３２の矢印Ｂ方向の後端面を押すことにより当該プランジャ３２が固定鉄心３１に当接される（図３、図６）。

このとき、保持ピン４３とオフボタン４２とが矢印ＣＤ方向の直線上に直列に揃うと、バネ４４の付勢力により保持ピン４３が矢印Ｃ方向の上方へ押し上げられるため、図１３に示すように、当該保持ピン４３の上端部４３ａと当接されたオフボタン４２についてもバネ６６の矢印Ｄ方向への付勢力に抗して矢印Ｃ方向の上方へ押し上げられ、本体４５の天面４５ａから突出されることになる。

この場合、オンボタン４１全体が本体４５の小径孔部４５ｖに収納されることになる。ここでオンボタン４１は操作子保持部３７のバネ３９により矢印Ｂ方向へ付勢されているものの、保持ピン４３が本体４５のオフボタン収納用貫通孔４９に入り込んでおり、当該保持ピン４３がオンボタン４１の矢印Ｂ方向への移動を規制するストッパとして機能するため、プランジャ３２が固定鉄心３１に強制的に当接された状態すなわちオンボタン４１の押下状態が保持される。

このようにプランジャ３２が固定鉄心３１に当接されたときに、保持ピン４３とオフボタン４２とが矢印ＣＤ方向の直線上に直列に揃って、バネ４４の矢印Ｃ方向への付勢力により保持ピン４３およびオフボタン４２が同時に矢印Ｃ方向の上方へ押し上げられることが理想的である。

しかしながら、製造工程での各部品の加工誤差等により、プランジャ３２が固定鉄心３１に当接されたときに、保持ピン４３とオフボタン４２とが矢印ＣＤ方向の直線上に直列に揃わないことが起こり得る。そのようなときでも、プランジャ３２が固定鉄心３１に当接されたときに、オンボタン４１全体が本体４５の小径孔部４５ｖに収納され、かつオフボタン４２が本体４５の天面４５ａから矢印Ｃ方向の上方へ突出されたオン状態に切り換わる動作を以下に説明する。

図１２に示されるように、オンボタン４１に対する押下操作により、操作子３８の棒状部３８ａの先端がプランジャ３２の矢印Ｂ方向の後端面を押し、当該プランジャ３２が固定鉄心３１に当接されると、操作子３８の棒状部３８ａの先端とプランジャ３２の後端面との間に当該プランジャのストロークＳｔに対応する空隙ａｇが形成される。

このとき、プランジャ３２が固定鉄心３１に当接された状態であるため、オンボタン４１が更に押下操作された場合、操作子３８がこれ以上矢印Ｂ方向へ移動されることのないまま、オンボタン４１およびオンボタン保持部５１が一体となったまま矢印Ａ方向へ移動される。

したがって、プランジャ３２が固定鉄心３１に当接された状態で、オンボタン４１が押下操作され続けると、これ以上移動することのない操作子３８に対してオンボタン４１およびオンボタン保持部５１が内側空間５１ｓの範囲内でバネ４７の付勢力に抗しながら矢印Ａ方向へ移動するため、いずれ保持ピン４３とオフボタン４２とが矢印ＣＤ方向の直線上に揃うことになる。すなわちオンボタン保持部５１の内側空間５１ｓに配置されたバネ４７により、オンボタン４１が押下操作されてプランジャ３２が固定鉄心３１に当接されたときの保持ピン４３とオフボタン４２との矢印ＣＤ方向の位置ずれを吸収し、当該保持ピン４３をオフボタン収納用貫通孔４９に入り込み易くすることができる。

その後、自己保持型電磁弁１のオンボタン４１に対する押下状態（エアーシリンダ出状態）においてメンテナンス作業が終了し、オンボタン４１を非押下状態（エアーシリンダ戻状態）にする場合、図１３に示されたオンボタン４１の押下状態（エアーシリンダ出状態）において、作業者はオフボタン４２を押下操作すればよい。この場合、オフボタン４２の大径部６３の下方端面６３ａが本体４５の段部４５ｄに当接されるまで保持ピン４３のバネ４４の付勢力に抗して当該オフボタン４２が矢印Ｄ方へ移動されることに伴い、保持ピン４３が矢印Ｄ方向へ押し下げられる。

この結果、保持ピン４３全体がオンボタン４１の収納空間４１ｕに収納されると、操作子保持部３７におけるバネ３９の矢印Ｂ方向への付勢力により操作子３８が矢印Ｂ方向へ移動させられるため、当該操作子３８と係合されたオンボタン保持部５１およびオンボタン４１が矢印Ｂ方向へ移動される。このとき図９に示されるように、オンボタン４１は、当該オンボタン４１の係合空間４１ｋにボルト５８の先端部５８ａが係止されることにより矢印Ｂ方向への移動が規制される。この結果、オンボタン４１の凹部４１ｑ（赤色）が露出された状態で保持されることになり、オンボタン４１が非押下状態（エアーシリンダ戻状態）に戻る。

このように自己保持型電磁弁１は、操作部４のオンボタン４１に対する押下操作により当該オンボタン４１全体を本体４５の小径孔部４５ｖに収納させるとともに、オンボタン４１の収納空間４１ｕに収納された保持ピン４３によりオフボタン４２を本体４５のオフボタン収納用貫通孔４９から押し上げて天面４５ａから突出させることにより、プランジャ３２が固定鉄心３１に強制的に当接された状態すなわちオンボタン４１に対する押下状態（エアーシリンダ出状態）を生成することができる。

同時に自己保持型電磁弁１は、当該保持ピン４３が本体４５のオフボタン収納用貫通孔４９に入り込み、オンボタン４１の矢印ＡＢ方向への移動を規制することにより、当該オンボタン４１の押下状態（エアーシリンダ出状態）を自己保持することができる。

その後、自己保持型電磁弁１は、操作部４のオフボタン４２に対する押下操作により当該オフボタン４２全体をオフボタン収納用貫通孔４９に収納し、オンボタン４１を本体４５の後端面４５ｘから矢印Ｂ方向の外方へ突出させることによりオフボタン４２の押下状態すなわちオンボタン４１の非押下状態を生成する。このとき、オンボタン４１の非押下状態（エアーシリンダ戻状態）が操作子保持部３７のバネ３９の付勢力により保持されているため、当該バネ３９の付勢力に抗してオンボタン４１が矢印Ａ方向へ押下操作されない限り、固定鉄心３１からプランジャ３２が強制的に離間された状態すなわちオンボタン４１に対する非押下状態が自己保持されることになる。

このように自己保持型電磁弁１では、工具を一切必要とすることなく、オンボタン４１またはオフボタン４２に対する押下操作だけで当該オンボタン４１の押下状態または非押下状態の切り替えを容易に実行することができる。

また、自己保持型電磁弁１は、オンボタン４１の非押下状態すなわちオフボタン４２の押下状態と、オンボタン４１の押下状態すなわちオフボタン４２の非押下状態との２通りの状態しか存在し得ないことに加えて、オンボタン４１の押下状態または非押下状態を凹部４１ｑの赤色表示により目視確認し得るので、オンボタン４１の中間状態における誤操作を未然に防止することができる。

＜他の実施の形態＞
なお、上述した実施の形態においては、固定鉄心３１からプランジャ３２が強制的に離間されるとエアーシリンダ戻状態となり、プランジャ３２が固定鉄心３１に強制的に当接されるとエアーシリンダ出状態となるようにした場合について述べた。しかしながら、本発明はこれに限らず、固定鉄心３１からプランジャ３２が強制的に離間されるとエアーシリンダ出状態となり、プランジャ３２が固定鉄心３１に強制的に当接されるとエアーシリンダ戻状態となるようにしても良い。

また、上述した実施の形態においては、弁体駆動部３により駆動する対象としてスプール１４が設けられたスプール式の弁体部２を適用するようにした場合について述べたが、本発明はこれに限らず、その他種々の方式の弁体部を適用するようにしても良い。

１…自己保持型電磁弁（電磁弁）、２…弁体部、３…弁体駆動部、４…操作部、１０…弁本体、１１…小ピストン部、１２…大ピストン部、１３…スピンドル、１４…スプール（弁体）、１５〜１９…配管口、３０…スペーサ、３１…固定鉄心、３２…プランジャ、３３…ソレノイドコイル、３６…ベース、３７…操作子保持部、３８…操作子、３９…バネ（弾性体）、４０…空気排気孔、４１…オンボタン、４２…オフボタン、４３…保持ピン、４４…バネ（弾性体）、４５…本体、４７…バネ（弾性体）、４８…ボルト取付貫通孔、４９…オフボタン収納用貫通孔、５１…オンボタン保持部、５８…ボルト、６１、６４…小径部、６２…中径部、６３…大径部、６４…小径部、６５…蓋部、６６…バネ（弾性体）、９９…弾性体。

Claims (1)

1. 弁状態を切り替える弁体を移動させるための固定鉄心およびプランジャを有する電磁石構造の弁体駆動部と、
   前記弁体駆動部における前記プランジャを前記固定鉄心に強制的に当接させるために設けられた操作子と、
   前記操作子に連結され、当該操作子と同一の移動方向へ移動自在に本体に設けられたオンボタンと、
   前記オンボタンが押下操作されて前記本体の内部に押し込まれることにより、前記オンボタンを前記本体の内部に押し込まれた状態で保持するため、前記オンボタンの移動方向と直交する直交方向へ移動自在に前記オンボタンに設けられた保持ピンと、
   前記オンボタンの移動方向と直交する直交方向へ移動自在に前記本体に設けられたオフボタンとを備え、
   前記保持ピンは、前記オンボタンが押下操作されて前記本体の内部に押し込まれることにより、前記オフボタンと当該保持ピンとが前記直交方向に直列に並んだとき、前記オフボタンを前記本体から突出させ、前記オフボタンを前記本体から突出させた状態で、当該保持ピンが前記オンボタンの移動を規制するストッパとして機能し、
   前記オンボタンは、当該オンボタンと係合された前記操作子の端部に設けられた弾性体により前記本体から突出するように付勢されている
   ことを特徴とする電磁弁駆動装置。

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