| 【発明の名称】 |
シリアル信号駆動のマニホールド形電磁弁 |
| 【発明者】 |
【氏名】林 文 也
【氏名】森 川 文 夫
【氏名】遠 藤 勝 久
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| 【要約】 |
【課題】シリアル信号により駆動制御するマニホールド形電磁弁を、極めて簡単に組み立て可能で、メンテナンスも容易であり、誤配線の可能性もなくす。
【解決手段】電磁弁２０を載置して連接するマニホールドブロック３０内を通して圧縮空気を給排すると共に、各電磁弁にシリアル信号を伝送するもので、マニホールドブロックの流体流路部３１に、各マニホールドブロック３０を貫通する給排気用の共通流路３２，３３、及びそれらを電磁弁２０の給排用開口部に連通させる流通路３６〜３８を設け、マニホールドブロックの電気的回路部４１内に、シリアル信号伝送用の接続端子４６ａ，４６ｂと、シリアル信号から電磁弁の動作信号を抽出するスレーブチップ４７と、動作信号に基づいて電磁弁２０に給電する給電端子４９とを有するプリント基板４５を収容する。マニホールド形電磁弁１０の組み立てにより流路の連通と電気的接続が完了する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】シリアル信号により動作を制御されるマニホールド形電磁弁であって、必要数の電磁弁と、それらを個別的に載置して相互に連接されるマニホールドブロックと、それらのマニホールドブロック内を通して圧縮空気を給排する給排気ブロックと、上記マニホールドブロック内を通して各電磁弁に送る動作制御用のシリアル信号を中継する中継ユニットとを備えたものにおいて、上記マニホールドブロックに、流体流路部と電気的回路部とを設け、上記流体流路部には、各マニホールドブロックを貫通して給排気ブロックに連通させる給排気用の共通流路を設けると共に、それらの共通流路を電磁弁の給排用開口部に連通させる流通路を設け、上記電気的回路部内には、プリント基板上に、互いに電気的に接続されたシリアル信号伝送用の雌雄の接続端子と、シリアル信号から電磁弁の動作信号を抽出するスレーブチップと、上記動作信号に基づいて電磁弁に給電する給電端子とを有する電気回路部品を収容し、隣接する各マニホールドブロックにおける上記プリント基板上の雌雄の各接続端子を、マニホールドブロックの連結によるそれらの共通流路相互の連通と同時に相互に接続される位置に配設すると共に、プリント基板上の給電端子をマニホールドブロックの上面の開口に臨ませ、且つ、それを、マニホールドブロック上への電磁弁の装着による該電磁弁と流体流路部の流通路の連通と同時に電磁弁に設けた受電端子と相互に接続される位置に配設した、ことを特徴とするシリアル信号駆動のマニホールド形電磁弁。
【請求項２】プリント基板をマニホールドブロックの電気的回路部内における装着溝に嵌装することにより、プリント基板上の対向する板縁に背向配置した雌雄の接続端子及びマニホールドブロックの上面の開口に臨ませる給電端子を、マニホールドブロックにおける所定の位置に配設したことを特徴とする請求項１に記載のシリアル信号駆動のマニホールド形電磁弁。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、シリアル信号により駆動制御されるマニホールド形の電磁弁に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】必要数の電磁弁と、それらを個別的に載置して相互に連接されるマニホールドブロックと、それらのマニホールドブロック内を通して圧縮空気を給排する給排気ブロックとを備えたマニホールド形の電磁弁は、従来から多用されている。このマニホールド形の電磁弁は、このシリアル信号により駆動制御することができるが、それを実現するに際しては、従来のマニホールド形電磁弁と同様に簡単に組み立てできるものとして構成することが望まれている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明の技術的課題は、このようなマニホールド形電磁弁をシリアル信号により駆動制御するに際し、それを従来のマニホールド形電磁弁と同様に極めて簡単に組み立て可能に構成することにある。本発明の他の技術的課題は、メンテナンスが極めて容易で、誤配線の可能性をなくしたシリアル信号駆動のマニホールド形電磁弁を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するための本発明のマニホールド形電磁弁は、シリアル信号により動作を制御されるマニホールド形電磁弁であって、基本的には、必要数の電磁弁と、それらを個別的に載置して相互に連接されるマニホールドブロックと、それらのマニホールドブロック内を通して圧縮空気を給排する給排気ブロックと、上記マニホールドブロック内を通して各電磁弁に送る動作制御用のシリアル信号を中継する中継ユニットとを備えている。そして、上記マニホールドブロックには、流体流路部と電気的回路部とが設けられる。
【０００５】上記マニホールドブロックにおいて、流体流路部には、各マニホールドブロックを貫通して給排気ブロックに連通させる給排気用の共通流路を設けると共に、それらの共通流路を電磁弁の給排用開口部に連通させる流通路を設け、また、上記電気的回路部内には、プリント基板上に、互いに電気的に接続されたシリアル信号伝送用の雌雄の接続端子と、シリアル信号から電磁弁の動作信号を抽出するスレーブチップと、上記動作信号に基づいて電磁弁に給電する給電端子とを有する電気回路部品が収容される。
【０００６】上記電気回路部品は、隣接する各マニホールドブロックにおける上記プリント基板上の雌雄の各接続端子を、マニホールドブロックの連結によるそれらの共通流路相互の連通と同時に相互に接続される位置に配設すると共に、プリント基板上の給電端子をマニホールドブロックの上面の開口に臨ませ、且つ、それを、マニホールドブロック上への電磁弁の装着による該電磁弁と流体流路部の流通路の連通と同時に電磁弁に設けた受電端子と相互に接続される位置に配設したものである。上記マニホールド形電磁弁においては、プリント基板をマニホールドブロックの電気的回路部内における装着溝に嵌装することにより、プリント基板上の対向する板縁に背向配置した雌雄の接続端子及びマニホールドブロックの上面の開口に臨ませる給電端子を、マニホールドブロックにおける所定の位置に配設可能にすることができる。
【０００７】上記構成を有するシリアル信号駆動のマニホールド形電磁弁は、隣接するマニホールドブロックを順次連結することにより、それらの流体流路部の共通流路を相互に連通させると、それと同時に、各マニホールドブロックにおける電気的回路部内に嵌装したプリント基板上に設けたところの、シリアル信号伝送用の雌雄の接続端子が相互に接続され、また、各マニホールドブロック上へそれぞれ電磁弁を装着して、それらの電磁弁における給排用開口部とマニホールドブロックの流体流路部における流通路を相互に連通させると、それと同時に、シリアル信号によって与えられる動作信号に基づいて電磁弁に給電を行うところの、各マニホールドブロックの上面の給電端子と各電磁弁に設けた受電端子とが相互に接続される。
【０００８】すなわち、マニホールドブロックを積層して連結するだけで、流体の流路と共に自動的にシリアル信号線が接続され、また、各マニホールドブロック上に電磁弁を載置するだけで、電磁弁とマニホールドブロックとの間の流路が形成されると共に、シリアル信号に基づいて電磁弁を駆動する電気的回路が形成される。したがって、マニホールド形電磁弁をシリアル信号によって駆動制御するに際し、従来のマニホールド形電磁弁と同様に極めて簡単に組み立てることができ、また、電気的制御系を電気回路部品に集約しているので、そのメンテナンスも極めて容易であり、誤配線の可能性もなくすことができる。しかも、マニホールドブロックにおける上述の電気的な接続のために必要な構成、すなわち、接合面の雌雄の接続端子及び上面の給電端子は、プリント基板をマニホールドブロックの電気的回路部内における装着溝に嵌装するだけで得ることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】図１は、本発明に係るマニホールド形電磁弁のシリアル信号駆動のための制御系の構成例を示している。この制御系では、制御装置１によって動作を制御されるシリアル通信ユニット２から、ゲートウエイ３を介して、専用ケーブル４によりシリアル信号が伝送され、それがマニホールド形電磁弁１０やその他の機器に、必要に応じてコネクタ６を介して伝送される。ゲートウエイ３を通して伝送する上記シリアル信号と共に、電源ユニット５からの駆動用電力を供給することができるが、それとは別個に供給することもできる。また、上記マニホールド形電磁弁１０には、必要に応じてアナログ機器７等を接続したうえで、エンドユニット８を接続することができる。
【００１０】図２は、上記シリアル信号により動作を制御される本発明のマニホールド形電磁弁１０の実施例を示している。このマニホールド形電磁弁１０は、各種の使用に供する必要数の３ポートまたは５ポートの電磁弁２０と、それらの電磁弁２０がそれぞれ個別的に載置されて相互に連接される所要数のマニホールドブロック３０と、連接したマニホールドブロック３０の一端に配設され、それらのマニホールドブロック３０内を通して圧縮空気を給排する給排気ブロック５０と、連接したマニホールドブロック３０の他端に配設するエンドブロック６０と、上記給排気ブロック５０に取り付けられ、マニホールドブロック３０内を通して各電磁弁２０に送るための前記ゲートウエイ３からの動作制御用のシリアル信号を中継する中継ユニット７０とを備えている。
【００１１】上記電磁弁２０は、内部に単一または複数のソレノイドを備え、それらのソレノイドにより電磁駆動されるパイロット弁２１を介して、またはそれらのソレノイドにより直動的に、３ポートまたは５ポートの主弁２２を駆動し、それによって該主弁２２における給排気を切り換えるようにしたもので、取付ねじ２３によりマニホールドブロック３０上に固定される。また、この電磁弁２０には、マニホールドブロック３０上に固定したときに、後述する給電端子４９と電気的に接続される受電端子２５を設けている。なお、上記電磁弁２０は、３ポートまたは５ポートのいずれであっても、共通のマニホールドブロック３０を用いるため、同一の外形状で内部機構のみが相違するものとして構成することができる。
【００１２】上記マニホールドブロック３０は、流体流路部３１と電気的回路部４１とを備えたもので、両部３１，４１は合成樹脂等により一体のものとして成形することもできるが、別体に成形したうえで一体的に結合することもできる。マニホールドブロック３０の上記流体流路部３１に設ける流路は、周知のマニホールドブロックと同様に、各マニホールドブロック３０を貫通して給排気ブロック５０内の流路（図示省略）と相互に連通させる給気用の共通流路３２及び排気用の共通流路３３と、マニホールドブロック３０の一端面に設けた二つの出力口３４，３４に電磁弁２０からの出力流体を給排する出力流路とを主体とし、必要に応じてパイロット弁用の給排用の流路が付設され、さらに、それらの共通流路や出力流路、あるいはパイロット弁用の給排用の流路を、電磁弁２０におけるマニホールドブロック３０への取付面に設けた給排用開口部に連通させる供給用流通路３６、出力用流通路３７、排気用流通路３８等を、上面の電磁弁取付け面３５に開口させている。
【００１３】なお、上記出力口３４，３４に取付ける出力口用継手３９，３９は、その周囲に係止溝を備え、それらをマニホールドブロック３０の出力口３４，３４に嵌入して、該マニホールドブロック３０の上部から挿入したＵ字状をなすピン４０の脚部を上記係止溝に係合させることにより固定している。
【００１４】また、上記電気的回路部４１には、その内部に電気回路部品４４を収容している。この電気回路部品４４は、図３及び図４に示すように、プリント基板４５上に、シリアル信号伝送用の雌雄の接続端子４６ａ，４６ｂと、シリアル信号から電磁弁２０の動作信号を抽出するスレーブチップ４７と、上記動作信号に基づいて電磁弁２０に給電する給電端子４９とを設けたもので、これらはプリント基板４５上のプリント配線により互いに電気的に接続されている。この電気回路部品４４は、図２に示すように、マニホールドブロック３０の電気的回路部４１内にプリント基板４５の装着溝４２を設け、この装着溝４２にプリント基板４５を嵌装して、所定の位置に固定することにより、電気的回路部４１に固定的に装着されるものである。このプリント基板４５の固定は、ねじ等による固定や、プリント基板４５が装着溝４２の所定位置に挿入されたときにそれと弾性的に係合する部片を設けるなど、安定的で着脱可能な固定が適している。なお、上記プリント基板４５としては、フレキシブルな基板を用いることもできる。
【００１５】隣接する各マニホールドブロック３０における上記プリント基板４５上の雌雄の各接続端子４６ａ，４６ｂは、プリント基板４５上における対向する板縁に背向状態に配置し、それにより、プリント基板４５を所定の位置に嵌装したとき、雌雄の接続端子４６ａ，４６ｂがマニホールドブロック３０の相互の接合面の所要位置に外向きに配設され、この位置決めにより、隣接するマニホールドブロック３０を相互の接合面において連結したときに、それらのマニホールドブロック３０における共通流路３２，３３の相互の連通と同時に、隣接するマニホールドブロック３０における雌雄の接続端子４６ａ，４６ｂが相互に接続されるようになる。
【００１６】また、マニホールドブロック３０における電気的回路部４１の上面には、給電端子用の開口４３を設け、プリント基板４５上の給電端子４９をこの開口４３に臨ませるようにしている。上記給電端子４９は、プリント基板４５上に固定的に設けても、また、ある程度の可撓性部材を介して取り付けることにより位置調整可能な準固定的に設けても、あるいは、プリント基板４５の所定の位置に接続された可撓なリード線を介して接続したものであってもよいが、プリント基板４５を電気的回路部４１における装着溝４２の所定の位置に嵌装したときに、給電端子４９が上記開口４３に臨む位置に配置されるようにし、あるいは給電端子４９を開口４３に臨む位置に配置して、適宜手段でそこに固定される。
【００１７】このようにして、給電端子４９をマニホールドブロック３０の上面の開口４３に臨む位置に配設するすることにより、該給電端子４９はマニホールドブロック３０上における所定の位置に配設され、すなわち、マニホールドブロック３０上の電磁弁取付け面３５にガスケットを介して電磁弁２０を装着し、該電磁弁２０に設けた給排用開口部と、流体流路部３１に開口させた供給用流通路３６、出力用流通路３７及び排気用流通路３８等を連通させたとき、それと同時に、電磁弁２０に設けた受電端子２５と相互に接続される位置に、該給電端子４９が配設される。この給電端子４９と受電端子２５の接続に際し、上記開口４３の周囲にはコネクタガスケット４３ａを介在させ、電気的接続部がシールされる。
【００１８】上述したマニホールドブロック３０は、その複数を連接し、連設したマニホールドブロック３０内を通して圧縮空気を給排する給排気ブロック５０を、それらの一端に配設し、他端にはエンドブロック６０を配設している。上記給排気ブロック５０は、その一端面に給気用継手５１及び排気用継手５２を備え、それらを各マニホールドブロック３０を貫通する給気用の共通流路３２及び排気用の共通流路３３と連通させて、外部からの給気を共通流路３２に送給し、各電磁弁２０からの排気を共通流路３３を通して排出するものである。上記給排気用継手５１，５２は、前記出力口用継手３９と同様に、その周囲に設けた係止溝に、給排気ブロック５０の上部から挿入したＵ字状をなすピン５３の脚部を係合させることにより固定している。なお、図示していないが、この給排気ブロック５０におけるマニホールドブロック３０との接合面には、該マニホールドブロック３０に設けた雄接続端子４６ｂと接続される雌接続端子を設け、また、外面にはそれと電気的に接続された雄接続端子５６を設けている。
【００１９】また、上記エンドブロック６０は、上記給排気ブロック５０と共に連設したマニホールドブロック３０の両端に位置し、テンションボルト６５及び固定ナット５５によりそれらを連結すると共に、マニホールドブロック３０を貫通して設けた共通流路３２，３３等の端部を閉鎖するものである。この連結に際し、各マニホールドブロック３０の間、並びにマニホールドブロック３０と給排気ブロック５０及びエンドブロック６０との間には、それぞれガスケット３０ａを介装し、マニホールドブロック３０における流体流路部３１と電気的回路部４１とを個別的にシールしている。このガスケット３０ａは、マニホールドブロック３０における流体流路部３１と電気的回路部４１とに別体のものとして介装することもできる。
【００２０】また、上記エンドブロック６０には、給排気ブロック５０における給気用継手５１及び排気用継手５２とは別に、給気用継手６１及び排気用継手６２を設けることができる。この場合にも、両継手６１，６２の固定にはエンドブロック６０の上部から挿入したＵ字状のピン６３が用いられる。さらに、図示を省略しているが、このエンドブロック６０には、前記エンドユニット８（図１参照）を収容することができる。
【００２１】上記給排気ブロック５０にガスケット７１を介してシール状態で取り付けた中継ユニット７０は、マニホールドブロック３０内を通して各電磁弁２０に送るための前記ゲートウエイ３からの動作制御用のシリアル信号を中継し、その受入及び送出を行うためのものであり、該受入及び送出のためのシリアル信号接続端子７２，７３を備えている。また、この中継ユニット７０内においては、プリント基板７４ａ上に必要な電気・電子部品７４ｂを設けると共に、給排気ブロック５０における雄接続端子５６と接続されるシリアル信号伝送用の雌接続端子７４ｃを設けている。
【００２２】図５は、上記マニホールド形電磁弁１０の制御系における中継ユニット７０及びマニホールドブロック３０内の信号線の概要を示すものであり、この制御系では、先に、図１によって説明したように、シリアル通信ユニット２及び電源ユニット５からゲートウエイ３を介してシリアル信号及び電力信号が伝送され、それらがシリアル信号線４ａ及び電力信号線４ｂからなる専用ケーブル４を経て、マニホールド形電磁弁１０に設けた中継ユニット７０にその受入側の接続端子７２を介して伝送される。電源ユニット５からの駆動用電力は、ゲートウエイ３を通して伝送するシリアル信号とは別に供給することもできる。中継ユニット７０の送出側は、必要に応じて、接続端子７３，７２Ａを経て順次同様なマニホールド形電磁弁１０Ａの中継ユニット７０Ａや、他のアナログ機器７等に接続することができ、その送出側も、同様にして接続端子７３Ａを経て他の機器等に接続することができる。
【００２３】中継ユニット７０に導入されたシリアル信号は、それに設けている雌接続端子７４ｃから、図５において図示を省略している給排気ブロック５０（図１及び図２参照）を介し、さらに、それに隣接するマニホールドブロック３０の雄接続端子４６ｂを介して、該マニホールドブロック３０内に収容したプリント基板４５上のスレーブチップ４７に伝送される。それぞれのマニホールドブロック３０に搭載した電磁弁２０への通電及び遮断のための動作出力は、各スレーブチップ４７において、シリアル信号に基づいて出力回路のスイッチング動作を行うことによって出力され、給電端子４９から電磁弁２０の受電端子２５を介して、それぞれの電磁弁２０に伝送される。また、上記シリアル信号は、雌雄の接続端子４６ａ，４６ｂを介して、順次、次段の電磁弁２０の動作を制御するスレーブチップ４７に伝送される。
【００２４】電磁弁２０に設けたソレノイド２６は、パイロット弁を動作させるためのものであり、単一の電磁弁２０に２個のソレノイド２６を設けたものがダブルソレノイド弁（通常は５ポート弁）であり、１個のみのソレノイド２６を設けたものがシングルソレノイド弁（通常は３ポート弁）である。なお、スレーブチップ４７に接続された伝送線７５は電磁弁駆動用の電源線であり、伝送線７６は５Ｖ電源７６ａを介して接続される制御用の電源線であり、伝送線７７はシリアル信号を伝送する信号線であり、伝送線７８はシリアル信号のリターン信号線である。さらに、図中、７９はエンドブロック６０に設けた短絡線を示している。また、上記マニホールド形電磁弁１０に設けた中継ユニット７０の送出側に接続端子７３，７２Ａを介して接続されたマニホールド形電磁弁１０Ａにおける制御系も、上記マニホールド形電磁弁１０の場合と実質的に同様であるから、主たる同一または相当部分に同一の符号を付してその説明を省略する。
【００２５】上記図２の中継ユニット７０は、給排気ブロック５０とエンドブロック６０のいずれか一方または両方に取付けることができ、さらに、給排気ブロック５０またはエンドブロック６０と一体的に構成することもできる。また、図６には、上記中継ユニット７０Ｂを給排気ブロック５０Ｂ上に設けたマニホールド形電磁弁１０Ｂを示している。このマニホールド形電磁弁１０Ｂにおいて、給排気ブロック５０Ｂの構成は、雄接続端子５６Ｂを給排気ブロック５０Ｂ上に設けた点を除いて前記図２の実施例の場合と同様であり、中継ユニット７０Ｂの構成は、ガスケット７１Ｂを介してそれを給排気ブロック５０Ｂ上に取付けている点を除いて前記図２の実施例の場合と同様である。このように構成すると、中継ユニット７０Ｂを給排気ブロック５０Ｂ上においてほぼ電磁弁２０Ｂと同じ高さの範囲内に収容することができ、それだけ全体をコンパクト化することができる。
【００２６】
【発明の効果】以上に詳述した本発明のシリアル信号駆動のマニホールド形電磁弁によれば、マニホールド形電磁弁をシリアル信号により駆動制御するに際し、それを従来のマニホールド形電磁弁と同様に極めて簡単に組み立て可能にすることができ、また、簡単に各部を分解できるため、メンテナンスが極めて容易で、誤配線の可能性をなくすことができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００１０２５１１
【氏名又は名称】エスエムシー株式会社
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| 【出願日】 |
平成１１年３月３１日（１９９９．３．３１） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００７２４５３
【弁理士】
【氏名又は名称】林 宏 （外１名）
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| 【公開番号】 |
特開２０００−２８３３１２（Ｐ２０００−２８３３１２Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１２年１０月１３日（２０００．１０．１３） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−９２３９１ |
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