JP4247579B2

JP4247579B2 - 外部ポート付きマニホールド形電磁弁

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Publication number: JP4247579B2
Application number: JP2004301966A
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Inventors: 真司宮添; 克之仙波
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Priority date: 2004-10-15
Filing date: 2004-10-15
Publication date: 2009-04-02
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Description

本発明は、外部ポート付きマニホールド形電磁弁に関するものであり、更に詳しくは、外部ポートを持たない他の複数の電磁弁と共に電磁弁アセンブリの中に組み込でんで使用する外部ポート付きのマニホールド形電磁弁に関するものである。

複数の電磁弁を連接することによって電磁弁アセンブリの形にして使用する技術は、例えば特許文献１に開示されているように従来より公知である。この種の電磁弁アセンブリにおいては、一般に、一括配管方式が採用され、アセンブリ中に組み込んだ給排ブロックから、上記電磁弁間を相互に連通する連接流路を通じて、各電磁弁に圧力流体を一括して供給したり、各電磁弁からの排出流体を一括して排出するように構成されている。
特開平１０−４７５０９公報

ところが、このような従来の電磁弁アセンブリにおいては、各電磁弁に上記給排ブロックを通じて同じ圧力の流体しか供給することができない。一部の電磁弁に異なる圧力の流体を供給するためには、上記給排ブロックを圧力毎に複数設けてそれらの電磁弁に連通させる必要があり、その分電磁弁アセンブリの長さが増大し、装置が大型化してしまう。一部の電磁弁から排出流体を別に排出する場合も同様である。そこで、このような問題を解決できる構成を備えた電磁弁の出現が望まれている。

そこで本発明の目的は、一括配管と単独配管の両方の機能を有していて、それを電磁弁アセンブリに組み込むことにより、複数の給排ブロックを使用することなく、一括配管を通じて供給される流体とは異なる圧力の流体を供給したり、排出流体を一括配管とは別に排出するといったような使い方ができる、機能性に勝れたマニホールド形の電磁弁を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明によれば、複数の電磁弁で構成される電磁弁アセンブリの中に組み込んで使用するマニホールド形の電磁弁が提供される。この電磁弁は、供給用、出力用、排出用の各切換流路が開口する弁孔内にスプールを備えたハウジングを含む主弁部と、上記ハウジングに結合され、電磁力により上記スプールを駆動する電磁操作部とを有し、上記主弁部が、ハウジングの弁幅方向の側面に接続口が開口する一括供給用の連接流路及び／又は一括排出用の連接流路を有すると共に、該ハウジングにおける上記弁孔の軸線方向の上記電磁操作部の結合側とは反対側の第１端面に、出力ポートと、単独供給用又は単独排出用の外部配管を接続するための外部ポートとを有していて、上記出力ポートが出力用の切換流路に連通し、上記一括供給用の連接流路及び／又は一括排出用の連接流路がそれぞれ上記供給用の切換流路及び／又は排出用の切換流路に連通し、上記外部ポートが上記供給用又は排出用の切換流路に連通しているものである。

本発明の一つの具体的な構成態様によれば、上記ハウジングが、該ハウジングの左右両側面に接続口が開口する両方向接続形をした一括供給用又は一括排出用の１つの連接流路を有していて、この連接流路が、供給用及び排出用の中の何れか一方の切換流路に連通し、また、上記外部ポートが、他方の切換流路に上記連接流路を介することなく直接連通される。

この場合、上記ハウジングが更に、該ハウジングの左右両側面に接続口が開口する両方向接続形の排出用又は供給用の直通流路を有していて、この直通流路は、上記切換流路からも外部ポートからも遮断された構成であっても良い。

本発明の他の具体的な構成態様によれば、上記ハウジングが、該ハウジングの左右両側面に接続口が開口する両方向接続形の連接流路と、一方の側面だけに接続口が開口する一方向接続形の連接流路とを１つずつ有していて、これらの連接流路が上記一括供給用及び一括排出用の連接流路を形成し、これらの連接流路が供給用及び排出用の切換流路の一方と他方とに連通しており、また、上記外部ポートが上記一方向接続形の連接流路に連通していて、この一方向接続形の連接流路の接続口が蓋部材によって閉塞可能に構成される。

本発明の他の具体的な構成態様によれば、上記ハウジングが、該ハウジングの左右両側面に接続口が開口する両方向接続形をした２つの連接流路を有していて、これらの連接流路が上記一括供給用及び一括排出用の連接流路を形成し、これらの連接流路が供給用及び排出用の切換流路の一方と他方とに連通しており、また、上記外部ポートが一方の連接流路に連通していて、外部ポートが連通するこの連接流路は、ハウジングの両側面に開口する接続口のうち少なくとも一方が蓋部材によって閉塞可能に構成される。

本発明においては、上記主弁部のハウジングが複数のブロックにより組み立てられていて、その内の１つであるボトムブロックに上記連接流路が設けられると共に、このボトムブロックを通じて上記外部ポートが切換流路に連通しており、このボトムブロックを上記連接流路及び外部ポートと切換流路との接続が異なるものと交換することにより、上記外部ポートを供給用又は排出用の何れかに機能変更可能であることが望ましい。

また、本発明においては、上記ボトムブロックが、相互に交換可能な単独供給用のボトムブロック又は単独排出用のボトムブロックからなっていて、上記単独供給用のボトムブロックは、上記排出用の切換流路に連通するが外部ポートからは遮断された一括排出用の連接流路を有すると共に、上記外部ポートを供給用の切換流路に直接連通させるか又は一括供給用の連接流路を介して連通させるように構成されており、上記単独排出用のボトムブロックは、上記供給用の切換流路に連通するが外部ポートからは遮断された一括供給用の連接流路を有すると共に、上記外部ポートを排出用の切換流路に直接連通させるか又は一括排出用の連接流路を介して連通させるように構成することができる。

更に、本発明においては、上記ハウジングを構成するブロックの他の一つであるポートブロックに、上記出力ポートと外部ポートとが形成されていても、上記ハウジングを構成するブロックの他の一つであるポートブロックに上記出力ポートが形成され、上記ボトムブロックに外部ポートが形成されていても良い。

本発明のマニホールド形電磁弁は、外部ポートを設けることによって一括配管と単独配管の両方の機能を持たせているから、それを電磁弁アセンブリに組み込むことにより、複数の給排ブロックを使用することなく、外部ポートとから一括配管を通じて供給される流体とは異なる圧力の流体を供給したり、排出流体を一括配管とは別に排出するといったような使い方をすることができ、機能性に勝れる。

図１〜図４は本発明に係る外部ポート付きマニホールド形電磁弁の第１実施形態を示すものである。この電磁弁１Ａは、エアの単独供給用の外部ポート３３を有するもので、図１１に示すように、外部ポートを持たない標準型のマニホールド形電磁弁１００と共に電磁弁アセンブリの中に組み込んで使用するものである。
なお、以下の説明においては、「外部ポート付きマニホールド形電磁弁」を単に「外部ポート付き電磁弁」又は「電磁弁」と称し、外部ポートを持たない「標準型のマニホールド形電磁弁」は「標準型電磁弁」と称することとする。

また、上記標準型電磁弁１００は、外部ポート付き電磁弁１Ａに比べ、外部ポート３３を備えていない点とそれに関連する構成が相違しているだけで、その他の構成は実質的に同じである。従って、以下の説明においては、標準型電磁弁１００の構成のうち外部ポート付き電磁弁１Ａと共通する部分については、該電磁弁１Ａと同じ名称及び符号を用いてその説明に代え、異なる部分については、必要に応じてその部分の構成を説明することとし、全体の構成の説明は省略する。

上記外部ポート付き電磁弁１Ａは、ダブルパイロット式の電磁弁であって、スプール６で流体流路を切り換えるように構成された主弁部３と、この主弁部３の軸線方向（長手方向）一端側に結合されたパイロット式の電磁操作部４とを有し、この電磁操作部４の２つのパイロット弁７ａ，７ｂでパイロットエアを制御して上記スプール６を駆動するものである。この電磁弁１Ａの弁幅方向（横幅方向）の両側面は、他の電磁弁を連接するための実質的に平らな第１連接面１ａ及び第２連接面１ｂとなっている。
なお、上記電磁弁１Ａでコントロールできる圧力流体は液体又はエアであるが、以下の説明ではエアについて述べられている。

上記主弁部３は、５ポート式の弁構造を有するもので、ハウジング２０の軸線方向に延びる弁孔１０と、この弁孔１０の異なる位置に開口する供給用、出力用、排出用の５つの切換流路１１，１２Ａ，１２Ｂ，１３Ａ，１３Ｂと、上記弁孔１０内に摺動自在に挿入されてこれらの切換流路間の連通状態を切り換える上記スプール６と、このスプール６の軸線方向の両端にそれぞれ当接し、上記電磁操作部４から供給されるパイロットエアにより押圧されて上記スプール６を駆動する第１及び第２の２つのピストン１４ａ，１４ｂとを備えている。また、この主弁部３は、それを弁幅方向に貫通する２つの連接流路１５，１６と、ハウジング２０の上記電磁操作部４が結合されている側とは反対側の第１端面に設けられた第１及び第２の２つの出力ポート１７Ａ，１７Ｂと、上記スプール６を切換可能な２つのマニュアル釦１８ａ，１８ｂを備えた手動操作部１８とを有している。

上記２つの連接流路１５及び１６のうち、一方の連接流路１５はメインエアの一括供給用、他方の連接流路１６はメインエアの一括排出用である。そして、上記供給用の連接流路１５が、分岐孔１５ａを介して供給用の切換流路１１に接続され、排出用の連接流路１６が、互いに連通する分岐孔１６ａ，１６ｂを介して上記２つの排出用の切換流路１３Ａ及び１３Ｂにそれぞれ共通に接続されている。また、上記２つの出力ポート１７Ａ及び１７Ｂは、連通孔１９ａ及び１９ｂを介して２つの出力用の切換流路１２Ａ及び１２Ｂに個別に接続されている。

上記主弁部３のハウジング２０は、実質的に同じ横幅を有する複数のブロックに分かれている。即ち、該ハウジング２０の中央に位置するセンターブロック２１と、このセンターブロック２１の上端部に結合されたトップブロック２２と、下端部に結合されたボトムブロック２３と、上記センターブロック２１の軸線方向（長手方向）の端部に結合されたポートブロック２４と、反対側の端部に連結されたマニュアルブロック２５とを有している。このうちマニュアルブロック２５は、上記センターブロック２１とトップブロック２２とを結合したものと同じ高さを有している。また、上記ボトムブロック２３は、これらのセンターブロック２１とマニュアルブロック２５とに跨る軸方向長さを有していて、センターブロック２１の一端から下方に延びる係止壁２１ａに係止することによって位置決めされている。更に、上記ポートブロック２４は、上記センターブロック２１とトップブロック２２とボトムブロック２３とに跨る高さを有している。そして、矩形の断面形状を有するこれらのブロックが、両連接面１ａ，１ｂ内において段差を生じないように組み合わされ、ねじ２８で分離自在なるように連結されており、それにより、上記ハウジング２０が全体として略矩形の断面形状を有するように形成されている。

上記各ブロック２１，２２，２３，２４，２５は、アルミニウムなどの金属素材や合成樹脂等の素材で形成することができるが、特に、センターブロック２１とポートブロック２４及びマニュアルブロック２５をアルミニウムで形成し、トップブロック２２とボトムブロック２３を合成樹脂で形成することが望ましい。

上記センターブロック２１には、電磁弁１Ａの軸線方向に延びる上記弁孔１０が形成されると共に、上記切換流路１１，１２Ａ，１２Ｂ，１３Ａ，１３Ｂが形成されている。これらの切換流路のうち、供給用の切換流路１１と２つの排出用の切換流路１３Ａ，１３Ｂとは、該センターブロック２１の下端のボトムブロック２３との接合面に開口しており、２つの出力用の切換流路１２Ａ，１２Ｂは、該センターブロック２１とポートブロック２４とに跨るように形成された上記連通孔１９ａ，１９ｂを介して、該ポートブロック２４の第１端面に上下並べて設けられた上記出力ポート１７Ａ，１７Ｂに連通している。

また、上記ボトムブロック２３には、上記連接流路１５，１６が形成されており、これらの連接流路１５，１６は、該ボトムブロック２３の両側面即ち第１連接面１ａと第２連接面１ｂとに接続口が開口する両方向接続形の流路である。これらの連接流路１５，１６の両端部には、上記第１連接面１ａ側に突出する横長長円形状の接続管部２６と、第２連接面１ｂ側の流路端を上記接続管部２６の形状に合わせて拡大した管受入部２７とが形成されていて、これらの接続管部２６と管受入部２７とによってそれぞれ第１接続口と第２接続口が構成されている。上記管受入部２７の内部にはＯリングが取り付けられている。そして、図１１に示すように電磁弁１Ａの両側に標準型電磁弁１００を連接したとき、上記接続管部２６及び管受入部２７が、隣接する標準型電磁弁１００に形成された同様の管受入部及び接続管部に上記Ｏリングを介して嵌合し、対応する連接流路１５，１６同士が気密に接続されるようになっている。
なお、上記連接流路１５，１６の両端の接続管部２６及び管受入部２７は、それぞれ第１接続口及び第２接続口を構成しているため、以下の説明においては、これらの接続口についても符号「２６」及び「２７」で表す場合がある。

上記ボトムブロック２３には、更に、弁幅方向に貫通するパイロット供給通孔３０も形成されており、このパイロット供給通孔３０は、図示を省略したパイロット分岐孔を介して、上記電磁操作部４の２つのパイロット弁７ａ，７ｂと上記手動操作部１８とに連通している。そして、このパイロット供給通孔３０にも、上記各連接流路１５，１６の場合と同様に、隣接する標準型電磁弁１００のパイロット供給通孔との間で気密に嵌合し合う接続管部と管受入部及びＯリングとが設けられている。
従ってこのボトムブロック２３は、従来の分割形のマニホールドベースと同様の機能を有するものであり、上記電磁弁１Ａにマニホールドベースの機能が一体に組み込まれているということができる。

上記ポートブロック２４及びマニュアルブロック２５にはそれぞれ、ピストン室が形成され、これらの各ピストン室内に上記ピストン１４ａ，１４ｂが収容されている。また、これらのピストン１４ａ，１４ｂの背面にはそれぞれパイロット圧力室３１ａ，３１ｂが設けられ、これらのパイロット圧力室３１ａ，３１ｂが、全体の図示は省略した個別のパイロット出力路により、対応する一方のマニュアル釦１８ａ，１８ｂを介して一方のパイロット弁７ａ，７ｂと上記パイロット供給通孔３０とにそれぞれ連通している。図示の例では、２つのピストン１４ａ，１４ｂが同径であるが、それらの径は互いに異なっていても良い。

そして、一方の第１パイロット弁７ａが動作して第１パイロット圧力室３１ａにパイロットエアが供給されると、第１ピストン１４ａの作用によりスプール６が図１の第１切換位置に移動し、供給用の切換流路１１と第１出力用切換流路１２Ａとが連通してエア出力が第１出力ポート１７Ａから取り出されると共に、第２出力用切換流路１２Ｂと第２排出用切換流路１３Ｂとが連通して第２出力ポート１７Ｂは排出状態となる。逆に、他方の第２パイロット弁７ｂが動作して第２パイロット圧力室３１ｂにパイロットエアが供給されると、第２ピストン１４ｂの作用によりスプール６が図１とは反対側の第２切換位置に移動し、供給用切換流路１１と第２出力用切換流路１２Ｂとが連通してエア出力が第２出力ポート１７Ｂから取り出されると共に、第１出力用切換流路１２Ａと第１排出用切換流路１３Ａとが連通して第１出力ポート１７Ａは排出状態となる。

上記ポートブロック２４には、上記出力ポート１７Ａ，１７Ｂの他に、外部配管を接続するための外部ポート３３が設けられている。この外部ポート３３は、第２出力ポート１７Ｂの下方の位置に配設されていて、該ポートブロック２４と上記ボトムブロック２３とに跨って延びる連通孔３４ａ及び３４ｂを通じて上記供給用の連接流路１５に連通し、この連接流路１５から更に上記分岐孔１５ａを介して上記供給用の切換流路１１に連通している。従って、この実施形態における上記外部ポート３３は、単独供給用の外部ポートであり、それにエア供給用の外部配管を接続することにより、電磁弁１Ａにエアを単独で供給することができる。また、上記ボトムブロック２３は、上記外部ポート３３と供給用の切換流路１１とを連通させることによってこの外部ポート３３に単独供給用としての機能を持たせるものであるから、単独供給用のボトムブロックである。

上記外部ポート３３が連通する供給用の連接流路１５は、ハウジング２０の第１連接面１ａ側に開口する第１接続口２６と第２連接面１ｂ側に開口する第２接続口２７のうち、何れか一方又は両方を、適宜の蓋部材３５によって閉塞することができる。この蓋部材３５は、ゴムや合成樹樹脂等のシール性のある素材を用いて栓状やキャップ状あるいはプレート状等に形成し、それを接続口２６，２７の内部に挿入したり、外側に被せたり、あるいは接続口に当接させて該接続口を覆うといったような適宜方法で取り付けることができる。その場合、上記蓋部材３５を電磁弁１Ａに単独で固定しても良いが、隣接する標準型電磁弁１００との間に挟持させることによって固定するようにしても良い。
何れにしても、上記蓋部材３５は、外部ポート付き電磁弁１Ａと標準型電磁弁１００とを連接するに当たり、それらの接続管部２６と管受入部２７とが相互に嵌合し合う際の障害とならないように構成しておくことが望ましく、また、この蓋部材３５で電磁弁１Ａの接続口２６，２７を塞いだ状態で両電磁弁１Ａ及び１００を連接した場合、標準型電磁弁１００の連接流路の接続口も同時に塞がれるようにしておくことが望ましい。

上記ポートブロック２４における上記ボトムブロック２３との接合部には、継手管部２４ｃが形成され、この継手管部２４ｃが、ボトムブロック２３の連通孔３４ａの端部にシール部材を介して気密に嵌合するようになっている。
なお、上記出力ポート１７Ａ，１７Ｂと外部ポート３３には、配管用のチューブを差し込むだけで抜止状態に接続することができるクイック接続式の管継手３６が取り付けられているが、この管継手３６の構成自体は既に公知であり、本発明の要旨とも直接関係がないので、その具体的な説明は省略する。

上記手動操作部１８は、上述したパイロット弁７ａ，７ｂによる切換状態を手動操作で再現するためのもので、上記マニュアルブロック２５の上面に弁幅方向に並べて設置された上記２つのマニュアル釦１８ａ，１８ｂを有していて、第１マニュアル釦１８ａが第１パイロット弁７ａに対応し、第２マニュアル釦１８ｂが第２パイロット弁７ｂに対応している。そして、上記第１マニュアル釦１８ａを押し下げると、上記パイロット供給通孔３０が、第１パイロット弁７ａを介することなく上記第１パイロット圧力室３１ａに直接連通し、他方の第２マニュアル釦１８ｂを押し下げると、上記パイロット供給通孔３０が、第２パイロット弁７ｂを介することなく上記第２パイロット圧力室３１ｂに直接連通するようになっている。

上記トップブロック２２には、電磁弁１Ａの第１連接面１ａ側に突出し、隣接する標準型電磁弁１００の係合孔に嵌合、係止するフック４０ａが設けられ、反対側の第２連接面１ｂ側には、隣接する標準型電磁弁１００に形成された同様のフックが係合する係合孔（図示を省略）が設けられている。上記フック４０ａは、上記トップブロック２２に摺動自在に取り付けられた結合部材４０に設けられていて、この結合部材４０を摺動させることで上記係合孔に係脱自在となっている。
図中４１は、上記結合部材４０に隣接して設けられた安全部材であって、上記結合部材４０で電磁弁同士が相互に係止されていないとき、上記マニュアル釦１８ａ，１８ｂを操作不能な状態にロックするものである。

上記主弁部３の下面には、レール４２（図１１参照）が嵌合可能な凹形のレール取付部４３が形成されていて、このレール取付部４３のレールクリップ４４と凹溝４５とにレール４２の両側端のフランジ部４２ａ，４２ａを係止させることにより、この電磁弁１Ａを上記レール４２上に搭載できるようになっている。標準型標準型電磁弁１００についても同様に構成されている。なお、上記レール４２はＤＩＮレールである。

上記電磁操作部４は、上記主弁部３のハウジング２０、即ちマニュアルブロック２５とボトムブロック２３とにねじで連結されたアダプタブロック５０を有している。このアダプタブロック５０は、その中間位置から水平に延出する中間ベース５０ａを有していて、この中間ベース５０ａの上下両面にそれぞれ上記第１パイロット弁７ａと第２パイロット弁７ｂとが取り付けられている。

上記パイロット弁７ａ，７ｂは、励磁コイル５１と、この励磁コイル５１に通電したとき発生する磁気力によって変位する可動鉄心５２と、この可動鉄心５２により駆動されてパイロット弁座を開閉する弁部材５３とを有するものである。そして、上記第１パイロット弁７ａに通電すると、上記パイロット供給通孔３０からのパイロットエアが第１パイロット圧力室３１ａに供給されて第１ピストン１４ａが駆動され、上記第２パイロット弁７ｂに通電すると、上記パイロット供給通孔３０からのパイロットエアが第２パイロット圧力室３１ｂに供給されて第２ピストン１４ｂが駆動されるようになっている。
なお、このようなパイロット弁７ａ，７ｂの構成そのものは既に公知であって、本発明の要旨とも直接関係がないので、それらの構成についてのこれ以上の詳細な説明は省略する。

上記電磁操作部４の下端部には、集中端子形をした一括配線のための中継コネクタ５４が取り付けられている。この中継コネクタ５４は、複数の電磁弁１Ａ，１００を連接して電磁弁アセンブリとしたとき、隣接する電磁弁の中継コネクタと相互にプラグイン式に電気接続されるもので、給電用と信号伝送用とに兼用されるものである。

図１１には、１つの外部ポート付き電磁弁１Ａと、複数の標準型電磁弁１００と、１つの給排ブロック５７と、２つのエンドブロック５８ａ，５８ｂとを、レール４２上に搭載して形成した電磁弁アセンブリの一例が示されている。この例では、上記外部ポート付き電磁弁１Ａの第１連接面１ａ側に１つの標準型電磁弁１００（以下、必要に応じて「１００ａ」と表示する。）が連接され、反対側の第２連接面１ｂ側に２つの標準型電磁弁１００，１００（以下、必要に応じて「１００ｂ」と表示する。）が連接されている。また、上記給排ブロック５７は、その端面に、エアを一括して供給するための供給ポート６０と、一括して排出するための排出ポート６１とを有している。更に、一方のエンドブロック５８ａは給電ブロックを兼用していて、一括配線用のベースコネクタ６２を有し、このベースコネクタ６２から各電磁弁１Ａ及び１００の中継コネクタ５４に一括して給電できるようになっている。

なお、上記標準型電磁弁１００は、上記外部ポート付き電磁弁１Ａにおいて、それに取り付けられているボトムブロック２３の代わりに、供給用及び排出用の２つの連接流路を備えた別のボトムブロックを取り付け、また、ポートブロック２４の代わりに、２つの出力ポートを備えた別のポートブロックを取り付けることにより、得ることができる。その他の構成部品は上記外部ポート付き電磁弁１Ａと同じである。このようにボトムブロック及びポートブロックを他のものと交換することによって標準型電磁弁に変更することができるのは、以下に説明する他の実施形態の電磁弁やそれらの変形例等についても同様である。

図１２〜図１４には、上記電磁弁アセンブリによって実現可能な流路図の例が記号で示されている。これらの流路図では、便宜上、外部ポート付き電磁弁１Ａの外部ポート３３が、出力ポート１７Ａ，１７Ｂとは反対側の位置に表示されている。
図１２の流路図は、上記電磁弁１Ａにおける供給用の連接流路１５の第１接続口２６を開放し、第２接続口２７を閉塞した場合である。このとき、上記連接流路１５は、第１連接面１ａ側に位置する標準型電磁弁１００ａの連接流路１５とは相互に連通し、第２連接面１ｂ側に位置する標準型電磁弁１００ｂ，１００ｂの連接流路１５からは遮断されている。また、これらの標準型電磁弁１００ｂ，１００ｂの連接流路１５は相互に連通し、上記給排ブロック５７の供給ポート６０に連通している。従って、これらの標準型電磁弁１００ｂ，１００ｂに対しては、上記給排ブロック５７からエアが供給され、上記電磁弁１Ａ及び第１連接面１ａ側の標準型電磁弁１００ａに対しては、この電磁弁１Ａの外部ポート３３を通じて異なる圧力源からのエアが供給されることになる。
一方、上記外部ポート付き電磁弁１Ａと各標準型電磁弁１００とにおける排出用の連接流路１６は、全てが順次接続され、上記給排ブロック５７の排出ポート６１に連通することによって一括排出状態になっている。

また、図１３の流路図は、上記外部ポート付き電磁弁１Ａにおける供給用の連接流路１５の第１接続口２６を閉塞し、第２接続口２７を開放した場合であり、給排ブロック５７が図１２の場合とは反対側の位置に組み込まれている。このとき、上記電磁弁１Ａの連接流路１５は、第１連接面１ａ側の標準型電磁弁１００ａの連接流路１５からは遮断され、第２連接面１ｂ側の標準型電磁弁１００ｂ，１００ｂの連接流路１５と互いに連通している。そして、上記標準型電磁弁１００ａの連接流路１５が上記給排ブロック５７の供給ポート６０に連通している。従って、この標準型電磁弁１００ａに対しては上記給排ブロック５７からエアが供給され、上記外部ポート付き電磁弁１Ａと標準型電磁弁１００ｂ，１００ｂに対しては、この電磁弁１Ａの外部ポート３３を通じて異なる圧力源からのエアが供給されることになる。
なお、上記電磁弁１Ａと各標準型電磁弁１００とにおける排出用の連接流路１６が全てが順次接続され、上記給排ブロック５７の排出ポート６１に連通している点は、上記図１２の場合と同じである。

更に、図１４の流路図は、上記外部ポート付き電磁弁１Ａにおける供給用の連接流路１５の２つの接続口２６，２７を、共に閉塞した場合である。また、２つの給排ブロック５７が電磁弁列の両側に組み込まれている。このとき、上記電磁弁１Ａの連接流路１５は、第１連接面１ａ側の標準型電磁弁１００ａの連接流路１５とも、第２連接面１ｂ側の２つの標準型電磁弁１００ｂ，１００ｂの連接流路１５とも遮断されており、従って、外部ポート３３からのエアはこの外部ポート付き電磁弁１Ａだけに供給される。また、上記標準型電磁弁１００ａにはそれに隣接する一方の給排ブロック５７の供給ポート６０からエアが供給され、他方の標準型電磁弁１００ｂ，１００ｂに対しては、他方の給排ブロック５７の供給ポート６０からエアが供給される。
なお、上記電磁弁１Ａと各標準型電磁弁１００とにおける排出用の連接流路１６は全てが順次接続され、上記両方の給排ブロック５７の排出ポート６１に連通している。

図５は本発明に係る外部ポート付きマニホールド形電磁弁の第２実施形態を示すものである。この第２実施形態の電磁弁１Ｂにおいては、ポートブロック２４が第１ブロック部材２４ａと第２ブロック部材２４ｂとに分割され、第１ブロック部材２４ａに上記２つの出力ポート１７Ａ，１７Ｂと外部ポート３３とが設けられ、第２ブロック部材２４ｂにピストン室が形成されて上記ピストン１４ｂが収容されている。この第２ブロック部材２４
ｂは、上記センターブロック２１とトップブロック２２とを結合したものと同じ高さを有していて、上記第１ブロック部材２４ａに形成した段部２４ｄ内に組み付けられている。また、上記第１ブロック部材２４ａとボトムブロック２３との接合部には、該ボトムブロック２３側に継手管部２３ａが形成され、この継手管部２３ａが第１ブロック部材２４ａの連通孔３４ｂの端部にシール部材を介して気密に嵌合するようになっている。

この第２実施形態の電磁弁１Ｂの上記以外の構成とその作用については、実質的に上記第１実施形態の電磁弁１Ａと同じであるから、それらの主要な同一構成部分に第１実施形態の場合と同じ符号を付してその説明は省略する。

図６は本発明に係る外部ポート付きマニホールド形電磁弁の第３実施形態を示すものである。この第３実施形態の電磁弁１Ｃにおいては、ボトムブロック２３がセンターブロック２１とポートブロック２４とに跨る長さに形成されて、このボトムブロック２３の端面に外部ポート３３が設けられ、連通孔３３ａで連接流路１５に連通している。従って、ポートブロック２４には２つの出力ポート１７Ａ，１７Ｂが設けられている。
この第３実施形態の電磁弁１Ｃの上記以外の構成とその作用については、実質的に上記第１実施形態の電磁弁１Ａと同じであるから、それらの主要な同一構成部分に第１実施形態の場合と同じ符号を付してその説明は省略する。

ここで、上記第１〜第３実施形態の電磁弁１Ａ，１Ｂ，１Ｃは何れも、供給用の連接流路１５が、ボトムブロック２３の両側面に接続口２６，２７が開口する両方向接続形の連接流路であって、必要に応じてこれら２つの接続口２６，２７の一方又は両方を蓋部材３５で閉塞して使用するように構成されているが、その変形例として、上記２つの接続口２６及び２７の一方又は両方を、予め、即ちボトムブロック２３の製造段階から、孔の内部に一体に形成した遮断壁で無孔状態に閉塞したものを挙げることができる。この場合、一方の接続口２６又は２７が予め閉塞された上記連接流路１５は、他方の接続口が１つだけ開口する一方向接続形の連接流路となるが、この開口する接続口は、必要に応じて上記蓋部材３５で閉塞することができる。

また、連接流路１５の両方の接続口２６，２７を予め閉塞した変形例においては、その連接流路１５はもはや流路としての機能を果たすことなく、排出用の連接流路１６と同様の外観を保っているだけである。従って、実際には、ボトムブロック２３に排出用の連接流路１６だけが１つ形成されていて、外部ポート３３は、供給用の切換流路１１に上記連接流路１５を介することなく直接連通していることになる。
なお、これらの変形例のように供給用の連接流路１５の一方又は両方の接続口を予め閉塞する場合でも、この連接流路１５の両端には、隣接する電磁弁同士を確実かつ安定的に連接するために、上記接続管部２６と管受入部２７とを形成しておくことが望ましい。

上記第１〜第３実施例の各電磁弁とその変形例は、図１１に示す電磁弁アセンブリ中の外部ポート付き電磁弁１Ａに代えてそれらを使用することにより、図１２〜図１４の流路図の何れかを実現できるものであることは言うまでもないことである。

図７は、本発明に係る外部ポート付きマニホールド形電磁弁の第４実施形態の要部を断面で示すものである。この第４実施形態の電磁弁１Ｄが上記第１実施形態の電磁弁１Ａと相違する点は、第１実施形態の電磁弁１Ａにおいては、外部ポート３３が供給用の連接流路１５を介して供給用の切換流路１１に連通しているのに対し、この電磁弁１Ｄにおいては、外部ポート３３が、連通孔３４ｂからボトムブロック２３の内部の連通孔３４ｃを通じて供給用の切換流路１１に直接連通しており、更に、上記供給用の連接流路１５の代わりに供給用の直通流路１５Ａが形成されていて、この直通流路１５Ａが、供給用の切換流路１１からも上記外部ポート３３からも遮断されているという点である。なお、この直通流路１５Ａは、排出用の連接流路１６と同様に、ハウジング２０の左右両側面に接続口を有する両方向接続形のもので、両端に接続管部と管受入部とを有している。
上記以外の構成は実質的に上記第１実施形態の電磁弁１Ａと同じであるので、それらの主要な同一構成部分に第１実施形態の場合と同じ符号を付してその説明は省略する。

図１５の流路図は、図１１の電磁弁アセンブリ中の外部ポート付き電磁弁１Ａの代わりに、上記第４実施形態の電磁弁１Ｄを用いた場合の流路図である。この流路図において、各標準型電磁弁１００ａ，１００ｂの供給用の連接流路１５は、上記外部ポート付き電磁弁１Ｄの直通流路１５Ａを介して全て連通し、電磁弁列の両側に組み込まれた２つの給排ブロック５７の供給ポート６０にそれぞれ接続されている。従って、これらの標準型電磁弁１００ａ，１００ｂに対しては、一方又は両方の給排ブロック５７からエアが供給され、外部ポート付き電磁弁１Ｄに対しては、その外部ポート３３から単独にエアが供給されることになる。
また、各電磁弁１Ｄ，１００ａ，１００ｂにおける排出用の連接流路１６は全てが連通し、上記給排ブロック５７の排出ポート６１に連通しており、この給排ブロック５７を通じて全ての電磁弁のエアが一括して排出される状態になっている。
なお、この流路図において、上記給排ブロック５７は何れか１つであっても良い。

ここで、上記第１〜第４実施形態の電磁弁１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄは、何れも、ボトムブロック２３を単独供給用としての内部構造を有するように構成することにより、外部ポート３３に単独供給用の機能を持たせたものであるが、上記ボトムブロックを単独排出用の内部構造を有するように構成することにより、上記外部ポート３３に単独排出用の機能を持たせることができる。

図８及び図９には、単独排出用の内部構造を有するボトムブロック２３Ａを取り付けた第５実施形態の電磁弁１Ｅの要部断面図と、このボトムブロック２３Ａの斜視図とが示されている。このボトムブロック２３Ａは、供給用及び排出用の２つの連接流路１５，１６のうち、排出用の連接流路１６が、分岐孔１６ａ，１６ｂを通じて排出用の切換流路１３Ａ，１３Ｂに連通すると同時に、一方の分岐孔１６ｂから連通孔３４ａ，３４ｂを通じて外部ポート３３にも連通し、供給用の連接流路１５が、供給用の切換流路１１だけに連通するように構成されている。その他の構成や好ましい変形例等については、実質的に上記第１実施形態の電磁弁１Ａの場合と同じであるから、それらの主要な同一構成部分に第１実施形態の電磁弁１Ａと同じ符号を付してその説明は省略する。
ボトムブロック２３Ａをこのように構成することにより、排出用の切換流路１３Ａ，１３Ｂからの排出流体を上記外部ポート３３から単独で排出することができる。一方、電磁弁１Ｅへのエアの供給は、上記一括供給用の連接流路１５から切換流路１１を通じて行われる。

この場合、上記単独排出用のボトムブロック２３Ａを、例えば図１及び図４に示す第１実施形態の電磁弁１Ａにおける単独供給用のボトムブロック２３と同じ外形形状及び寸法を有するように形成し、それらを交換可能なるように構成しておくことが望ましい。これにより、それらのボトムブロック２３と２３Ａとを互いに交換するだけで、それ以外の部品は交換することなく、上記外部ポート３３を単独供給用と単独排出用とに簡単に機能変更することができ、部品の共通化が図られる。これについては、図５及び図６に示す第２及び第３実施形態の電磁弁１Ｂ，１Ｃにおいても同様であるが、第３実施形態の電磁弁１Ｃのようにボトムブロック２３に外部ポート３３が設けられたものと、その他の電磁弁のようにポートブロック２４に外部ポート３３が設けられたものとの間においては、ボトムブロック２３とポートブロック２４の両方を交換すれば良い。

図１０は第６実施形態の電磁弁の要部を断面にして示すもので、この電磁弁１Ｆにおいては、単独排出用のボトムブロック２３Ａが、供給用の切換流路１１に連通する一括供給用の連接流路１５と、排出用の切換流路１３Ａ，１３Ｂからも外部ポート３３からも遮断された一括排出用の直通流路１６Ａとを有し、かつ、上記外部ポート３３が、該ボトムブロック２３Ａの内部の連通孔３４ａ，３４ｂと分岐孔１６ａ，１６ｂとを通じて上記排出用の切換流路１３Ａ，１３Ｂに直接連通している。上記連接流路１５と直通流路１６Ａとは、ボトムブロック２３Ａの左右両側面に接続口を有する両方向接続形のものである。

図１６〜図１８には、図１１の電磁弁アセンブリにおける電磁弁１Ａの代わりに、単独排出用の外部ポート３３を備えた上記第５実施形態の電磁弁１Ｅを組み込んだ場合に実現可能な流路図の例が記号で示されている。これらの流路図は、上記図１２〜図１４の流路図とそれぞれ個別に対応していて、供給用の連接流路１５の接続状態と排出用の連接流路１６の接続状態とが互いに入れ替わったような関係にある。即ち、上記図１２〜図１４の流路図の場合には、各電磁弁１Ａ，１００ａ，１００ｂからのエアの排出を、排出用の連接流路１６を通じて給排ブロック５７から一括して行い、エアの供給は、給排ブロック５７から供給用の連接流路１５を通じて一括して行う場合と、外部ポート付き電磁弁１Ａから個別に行う場合とを示すものであるが、この図１６〜図１８の流路図においては、各電磁弁１Ｅ，１００ａ，１００ｂに対するエアの供給を、供給用の連接流路１５を通じて給排ブロック５７から一括して行い、エアの排出を、排出用の連接流路１６を通じて給排ブロック５７から一括して行う場合と、外部ポート付き電磁弁１Ａから個別に行う場合とを示すものである。従って、重複を避ける意味で流路構成のこれ以上の詳細な説明は省略する。

また、図１９には、上記第６実施形態に示す電磁弁１Ｆを用いた電磁弁アセンブリにおける流路図の例が記号で示されている。この流路図は、図１５の流路図と対応していて、供給用の連接流路１５の接続状態と排出用の連接流路１６の接続状態とが互いに入れ替わったような関係にある。従って、この流路図においても、重複を避ける意味で流路構成の詳細な説明は省略する。

上記各実施例では、電磁弁として、２つのパイロット弁７ａ，７ｂを備えたダブルパイロット式の電磁弁が示されているが、１つのパイロット弁だけを有するシングルパイロット式の電磁弁であっても、本発明は適用することができる。
また、本発明を適用できる電磁弁は５ポート式に限るものではなく、それ以外の、例えば３ポート式のものであっても構わない。３ポート式の場合は、出力用及び排出用の切換流路が１つずつとなり、また、出力ポートも１つである。
更に、図１１に示す電磁弁アセンブリは、上記外部ポート付き電磁弁を用いて構成できるものの一例であって、この外部ポート付き電磁弁及び標準型電磁弁の数や配置等は、要求に応じて様々に変更することができる。

本発明に係る電磁弁の第１実施形態を示す断面図である。図１の電磁弁の平面図である。図１の電磁弁の右側面図である。図１の電磁弁の一部を分解して示す斜視図である。本発明に係る電磁弁の第２実施形態を示す断面図である。本発明に係る電磁弁の第３実施形態を示す断面図である。本発明に係る電磁弁の第４実施形態を示す断面図である。本発明に係る電磁弁の第５実施形態を示す要部断面図である。第５実施形態におけるボトムブロックの斜視図である。本発明に係る電磁弁の第６実施形態を示す要部断面図である。本発明に係る電磁弁を組み込んだ電磁弁アセンブリの斜視図である。上記電磁弁アセンブリにより実現可能な流路の接続状態の一例を示す流路図である。上記電磁弁アセンブリにより実現可能な流路の接続状態の他例を示す流路図である。上記電磁弁アセンブリにより実現可能な流路の接続状態の更に他例を示す流路図である。上記電磁弁アセンブリにより実現可能な流路の接続状態の更に他例を示す流路図である。上記電磁弁アセンブリにより実現可能な流路の接続状態の更に他例を示す流路図である。上記電磁弁アセンブリにより実現可能な流路の接続状態の更に他例を示す流路図である。上記電磁弁アセンブリにより実現可能な流路の接続状態の更に他例を示す流路図である。上記電磁弁アセンブリにより実現可能な流路の接続状態の更に他例を示す流路図である。

符号の説明

１Ａ，１Ｂ，１Ｃ，１Ｄ，１Ｅ，１Ｆ電磁弁
３主弁部
４電磁操作部
６スプール
１０弁孔
１１供給用の切換流路
１２Ａ，１２Ｂ出力用の切換流路
１３Ａ，１３Ｂ排出用の切換流路
１５供給用の連接流路
１６排出用の連接流路
１５Ａ供給用の直通流路
１６Ａ排出用の直通流路
１７Ａ，１７Ｂ出力ポート
２０ハウジング
２３，２３Ａボトムブロック
２４ポートブロック
２６接続管部
２７管受入部
３３外部ポート
３４ａ，３４ｂ，３４ｃ連通孔
３５蓋部材

Claims

複数の電磁弁で構成される電磁弁アセンブリの中に組み込んで使用するマニホールド形の電磁弁であって、
供給用、出力用、排出用の各切換流路が開口する弁孔内にスプールを備えたハウジングを含む主弁部と、上記ハウジングに結合され、電磁力により上記スプールを駆動する電磁操作部とを有し、
上記主弁部が、ハウジングの弁幅方向の側面に接続口が開口する一括供給用の連接流路及び／又は一括排出用の連接流路を有すると共に、該ハウジングにおける上記弁孔の軸線方向の上記電磁操作部の結合側とは反対側の第１端面に、出力ポートと、単独供給用又は単独排出用の外部配管を接続するための外部ポートとを有していて、上記出力ポートが出力用の切換流路に連通し、上記一括供給用の連接流路及び／又は一括排出用の連接流路がそれぞれ上記供給用の切換流路及び／又は排出用の切換流路に連通し、上記外部ポートが上記供給用又は排出用の切換流路に連通している、
ことを特徴とする外部ポート付きマニホールド形電磁弁。
上記ハウジングが、該ハウジングの左右両側面に接続口が開口する両方向接続形をした一括供給用又は一括排出用の１つの連接流路を有していて、この連接流路が、供給用及び排出用の中の何れか一方の切換流路に連通し、また、上記外部ポートが、他方の切換流路に上記連接流路を介することなく直接連通していることを特徴とする請求項１に記載の電磁弁。
上記ハウジングが更に、該ハウジングの左右両側面に接続口が開口する両方向接続形の排出用又は供給用の直通流路を有していて、この直通流路は、上記切換流路からも外部ポートからも遮断されていることを特徴とする請求項２に記載の電磁弁。
上記ハウジングが、該ハウジングの左右両側面に接続口が開口する両方向接続形の連接流路と、一方の側面だけに接続口が開口する一方向接続形の連接流路とを１つずつ有していて、これらの連接流路が上記一括供給用及び一括排出用の連接流路を形成し、これらの連接流路が供給用及び排出用の切換流路の一方と他方とに連通しており、また、上記外部ポートが上記一方向接続形の連接流路に連通していて、この一方向接続形の連接流路の接続口が蓋部材によって閉塞可能であることを特徴とする請求項１に記載の電磁弁。
上記ハウジングが、該ハウジングの左右両側面に接続口が開口する両方向接続形をした２つの連接流路を有していて、これらの連接流路が上記一括供給用及び一括排出用の連接流路を形成し、これらの連接流路が供給用及び排出用の切換流路の一方と他方とに連通しており、また、上記外部ポートが一方の連接流路に連通していて、外部ポートが連通するこの連接流路は、ハウジングの両側面に開口する接続口のうち少なくとも一方が蓋部材によって閉塞可能であることを特徴とする請求項１に記載の電磁弁。
上記主弁部のハウジングが複数のブロックにより組み立てられていて、その内の１つはボトムブロックであり、該ボトムブロックに上記連接流路が設けられると共に、このボトムブロックを通じて上記外部ポートが上記供給用又は排出用の切換流路に連通しており、このボトムブロックを上記連接流路及び外部ポートと上記切換流路との接続が異なるものと交換することにより、上記外部ポートを供給用又は排出用に機能変更可能であることを特徴とする請求項１から５の何れかに記載の電磁弁。
上記ボトムブロックが、相互に交換可能な単独供給用のボトムブロック又は単独排出用のボトムブロックからなっていて、
上記単独供給用のボトムブロックは、上記排出用の切換流路に連通するが外部ポートからは遮断された一括排出用の連接流路を有すると共に、上記外部ポートを供給用の切換流路に直接連通させるか又は一括供給用の連接流路を介して連通させるように構成されており、
上記単独排出用のボトムブロックは、上記供給用の切換流路に連通するが外部ポートからは遮断された一括供給用の連接流路を有すると共に、上記外部ポートを排出用の切換流路に直接連通させるか又は一括排出用の連接流路を介して連通させるように構成されている、
ことを特徴とする請求項６に記載の電磁弁。
上記ハウジングを構成するブロックの他の一つであるポートブロックに、上記出力ポートと外部ポートとが形成されていることを特徴とする請求項６又は７に記載の電磁弁。
上記ハウジングを構成するブロックの他の一つであるポートブロックに上記出力ポートが形成され、上記ボトムブロックに外部ポートが形成されていることを特徴とする請求項６又は７に記載の電磁弁。