| 【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において、シングル弁とダブル弁の制御系を、単一の制御系の簡単な切換により構成する。
【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内を通して各電磁弁にシリアル信号を伝送するため、各マニホールドブロック30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、上記スレーブチップをシングルソレノイド弁用とダブルソレノイド弁用とに切り換える切換え器48とを有するプリント基板45を着脱可能に収容する。隣接するマニホールドブロック30の連接により、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の連通と同時に、接続端子46a,46bを相互に接続可能にする。 |
【特許請求の範囲】
【請求項1】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を備え、それらのマニホールドブロック内を通して各電磁弁に圧縮空気を給排すると共に、該マニホールドブロック内を通して動作制御用のシリアル信号を伝送し、このシリアル信号により電磁弁の動作を制御するようにしたマニホールド形電磁弁において、各マニホールドブロックの電気的回路部内に、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、上記スレーブチップをシングルソレノイド弁用とダブルソレノイド弁用とに切り換える切換え器と、を設けてなる電気回路部品を着脱可能に装着し、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】プリント基板上に設けた切換え器を、スレーブチップにおける切換え端子を接地側に接続するか否かを切り換えるスイッチにより構成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。 【請求項3】プリント基板上に設けた切換え器を、スレーブチップにおける切換え端子を着脱により接地側に接続するか否かを選択するショートピンにより構成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り、特に、マニホールドブロック上に載置する電磁弁がシングルソレノイド弁またはダブルソレノイド弁のいずれである場合にも対応できるシリアル信号駆動の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。そして、上記マニホールドブロック上に載置して使用する電磁弁としては、一般的に、主弁の流路の切り換えを単一のソレノイドで行うシングルソレノイド弁(通常は3ポート弁:以下、単にシングル弁という。)と、主弁の流路の切り換えを二つのソレノイドで行うダブルソレノイド弁(通常は5ポート弁:以下、単にダブル弁という。)がある。 【0003】このマニホールド形電磁弁は、そこに搭載した各電磁弁をシリアル信号により駆動制御することができるが、その場合に、各電磁弁がシングル弁であるかダブル弁であるかによって駆動するソレノイド数も異なるため、制御系をそれらのいずれかに適合させる必要がある。しかも、連接した複数のマニホールドブロックにそれぞれ搭載した電磁弁のいずれかをシングル弁とダブル弁の相互間で交換することもあるため、その際には、電磁弁を制御する制御系も簡単に切り換え可能にすることが望まれる。 【0004】 【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、シングル弁とダブル弁の制御系を、単一の制御系における簡単な切換操作によって構成可能とし、マニホールド形電磁弁の組み立て時にその制御系を各電磁弁に簡易に適合させ得るのは勿論、マニホールドブロックに搭載した電磁弁のいずれかをシングル弁とダブル弁の相互間で交換するときにも、その電磁弁を制御する制御系を簡単に切り換え可能に構成することにある。本発明の他の技術的課題は、マニホールド形電磁弁を極めて簡単に組み立て可能とし、メンテナンスが極めて容易で、誤配線の可能性もないように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。 【0005】 【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、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を備え、それらのマニホールドブロック内を通して各電磁弁に圧縮空気を給排すると共に、該マニホールドブロック内を通して動作制御用のシリアル信号を伝送し、このシリアル信号により電磁弁の動作を制御するようにしたマニホールド形電磁弁において、各マニホールドブロックの電気的回路部内に、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、上記スレーブチップをシングル弁用とダブル弁用とに切り換える切換え器と、を設けてなる電気回路部品を着脱可能に装着し、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したことを特徴とするものである。 【0006】上記マニホールド形電磁弁においては、プリント基板上に設けた切換え器を、スレーブチップにおける切換え端子を接地側に接続するか否かを切り換えるスイッチにより構成し、あるいは、上記切換え端子を着脱により接地側に接続するか否かを選択するショートピンにより構成することができる。 【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、各マニホールドブロックの電気的回路部内に、シリアル信号伝送用の雌雄の接続端子と、シリアル信号から動作信号を抽出するスレーブチップと、その動作信号に基づいて電磁弁に給電する給電端子と、上記スレーブチップをシングル弁用とダブル弁用とに切り換える切換え器とをプリント基板上に設けてなる電気回路部品を着脱可能に装着し、これらにより各電磁弁の駆動のための制御系を構成しているので、マニホールド形電磁弁の組付けに際し、シングル弁とダブル弁の制御系を、単一の制御系における切換え器の簡単な操作によって相互に切り換えて使用することができ、しかも、マニホールドブロックに搭載した電磁弁のいずれかをシングル弁とダブル弁の相互間で交換するときにも、上記切換え器によりその制御系を簡単に切り換えることができる。 【0008】また、上記マニホールド形電磁弁においては、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、逆にマニホールドブロックを取り外すだけで上記制御系を構成する電気回路部品を取り出すことができるので、切換え器によるシングル弁用とダブル弁用との間の切り換え操作を極めて容易に行うことができ、しかも、その切り換え後にも、マニホールド形電磁弁を極めて簡単に組み立てることができ、したがって、各種メンテナンスが容易で、誤配線の可能性もないマニホールド形電磁弁を得ることができる。 【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ポートのシングル弁または5ポートのダブル弁からなる電磁弁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60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70と、上記給排気ブロック60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80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60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】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。なお、上述したところは、電磁弁20内に二つのソレノイドを備え、それがが5ポートのダブル弁であることを前提としているが、それを3ポートのシングル弁とする場合には、一方のソレノイドや出力ポート等を有効なものとし、不要な他方を有効に機能しないものとしたり、それらの設置を省略することになる。 【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、上記スレーブチップ47をシングルソレノイド弁用とダブルソレノイド弁用とに切り換える切換え器48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。上記切換え器48は、図7及び図8を参照して後述するように、スレーブチップ47における切換え端子51を接地側端子55に接続するか否かを切り換えるスイッチ52により構成したものである。 【0015】また、図5及び図6に例示する電気回路部品44も、基本的には、上記図3及び図4のものと同じ構成を備えているため、同一の符号を付してその説明を省略するが、上記切換え器48は、スレーブチップ47における切換え端子51と接地側端子55との間を接続するか否かを、それらの端子への着脱によって選択するU字状のショートピン53により構成している。 【0016】これらの電気回路部品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。 【0017】図3及び図4、または図5及び図6のいずれの例においても、隣接する各マニホールドブロック30におけるプリント基板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。 【0018】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。 【0019】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。 【0020】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60を、それらの一端に配設し、他端にはエンドブロック70を配設している。上記給排気ブロック60は、その一端面に給気用継手61及び排気用継手62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61,62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60の上部から挿入したU字状をなすピン63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60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66を設けている。 【0021】また、上記エンドブロック70は、上記給排気ブロック60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75及び固定ナット65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60及びエンドブロック70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。 【0022】また、上記エンドブロック70には、給排気ブロック60における給気用継手61及び排気用継手62とは別に、給気用継手71及び排気用継手72を設けることができる。この場合にも、両継手71,72の固定にはエンドブロック70の上部から挿入したU字状のピン73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70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。 【0023】上記給排気ブロック60にガスケット81を介してシール状態で取り付けた中継ユニット80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82,83を備えている。また、この中継ユニット80内においては、プリント基板84a上に必要な電気・電子部品84bを設けると共に、給排気ブロック60における雄接続端子66と接続されるシリアル信号伝送用の雌接続端子84cを設けている。なお、上記中継ユニット80は、給排気ブロック60とエンドブロック70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60またはエンドブロック70と一体的に構成することもできる。 【0024】図7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80及びマニホールドブロック30内の電気回路部品44における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80にその受入側の接続端子82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80の送出側は、必要に応じて、接続端子83,82A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80A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83Aを経て他の機器等に接続することができる。 【0025】中継ユニット80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84cから、図7において図示を省略している給排気ブロック60(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内の雄接続端子46bを介して、該マニホールドブロック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り出力され、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のソレノイド26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。 【0026】電磁弁20に設けたソレノイド26は、パイロット弁21を動作させるためのものであり、それらのうちで、図8のAに示すように、単一の電磁弁20に1個のみのソレノイド26を設けたものがシングル弁(3ポート弁)であり、同図Bに示すように、2個のソレノイド26を設けたものがダブル弁(5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85は電磁弁駆動用の電源線であり、伝送線86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87はシリアル信号S1,S2を伝送する信号線であり、伝送線88はシリアル信号のリターン信号線である。さらに、図中、89はエンドブロック70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80の送出側に接続端子83,82A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。 【0027】上記スレーブチップ47は、それによって駆動を制御する電磁弁20がシングル弁であるかダブル弁であるかによって、制御系をそれらに適合させる必要がある。そのため、上記スレーブチップ47は、図7及び図8に示すように、それに付設した切換え器48によりシングル弁用とダブル弁用とに切り換えられるように構成している。この切換え器48としては、図3及び図4に示すようなスイッチ52を用いたり、図5及び図6に示すようなU字状のショートピン53を用いることができ、このスイッチ52により切換え端子51を接地側端子55に通断し、または、切換え端子51と接地側端子55との間にショートピン53を着脱することにより、スレーブチップ47をシングル弁用とダブル弁用とに切り換えることができる。図8のAに示すように、切換え端子51を接地側端子55に接続したスレーブチップ47がシングル弁用であり、同図Bに示すように、切換え端子51を開放したスレーブチップ47がダブル弁用である。 【0028】このように、電磁弁20の駆動のための制御系を構成するスレーブチップ47を、各マニホールドブロック30の電気的回路部41内に着脱自在に装着したプリント基板45上に設け、それに付設したスイッチ52またはショートピン53等からなる簡単な切換え器48により、シングル弁用とダブル弁用とに切り換え可能にすると、マニホールド形電磁弁10の組み立て時にその制御系を各電磁弁20に簡易に適合させ得るのは勿論、マニホールドブロック30に搭載した電磁弁20のいずれかをシングル弁とダブル弁の相互間で交換するときにも、その電磁弁を制御する制御系をシングル弁用またはダブル弁用に簡単に切り換えることが可能になる。 【0029】また、上記マニホールド形電磁弁10においては、マニホールドブロック30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、逆にマニホールドブロック30を取り外すだけで上記制御系を構成する電気回路部品44を取り出すことができるので、切換え器48によるシングル弁用とダブル弁用との間の切り換え操作を極めて容易に行うことができ、しかも、その切り換え後にも、マニホールド形電磁弁10を極めて簡単に組み立てることができ、したがって、各種メンテナンスが容易で、誤配線の可能性もないマニホールド形電磁弁を得ることができる。 【0030】 【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、シングル弁とダブル弁の制御系を、単一の制御系における簡単な切換操作によって構成することができ、マニホールド形電磁弁の組み立て時にその制御系を各電磁弁に簡易に適合させ得るのは勿論、マニホールドブロックに搭載した電磁弁のいずれかをシングル弁とダブル弁の相互間で交換するときにも、その電磁弁を制御する制御系を簡単に切り換えることができる。また、上記マニホールド形電磁弁は、マニホールドブロックの連接と同時に、電磁弁を制御するシリアル信号線を接続できるので、その組み立てが極めて簡単であり、メンテナンスも容易で、誤配線の可能性も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2000−283323(P2000−283323A) |
| 【公開日】 |
平成12年10月13日(2000.10.13) |
| 【出願番号】 |
特願平11−92392 |
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