| 【発明の名称】 |
電磁弁のシーケンサ駆動用アダプタ |
| 【発明者】 |
【氏名】丹羽 徹
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| 【要約】 |
【課題】大電流で駆動される電磁弁を少ない配線・接続と少ないスペースをもってシーケンサで直接的に駆動制御すること。
【解決手段】アダプタ１は大電流駆動の電磁弁２をシーケンサ３で制御するのに使用される。アダプタ１は一つの主電線４と、主電線４の一端に設けられてシーケンサ３に接続されるシーケンサ端子５と、主電線４の他端に設けられて電源６に接続される電源端子７と、電磁弁２に接続される電磁弁端子８と、主電線４上に設けられる駆動回路１４とを備える。電磁弁端子８は駆動回路１４から延びる分岐電算１３の先端に設けられる。駆動回路１４は、電源端子７を通じて電源６から供給される大電流をシーケンサ端子５を通じてシーケンサ３から供給される制御信号に応じた駆動電流に変換して電磁弁端子８から出力させる。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 大電流で駆動される電磁弁をシーケンサで制御するために使用されるシーケンサ駆動用アダプタであって、一つの電線と、前記電線の一端に設けられて前記シーケンサに接続されるシーケンサ端子と、前記電線の他端に設けられて所定の電源に接続される電源端子と、前記電磁弁に接続される電磁弁端子と、前記電線上に設けられ、前記電源端子を通じて前記電源から供給される大電流を、前記シーケンサ端子を通じて前記シーケンサから供給される制御信号に応じた駆動電流に変換して前記電磁弁端子から出力させるための駆動回路とを備えたことを特徴とする電磁弁のシーケンサ駆動用アダプタ。
【請求項２】 前記駆動回路から延び、先端に前記電磁弁端子が設けられる電線を備え、前記シーケンサ端子、前記電源端子及び前記電磁弁端子へ延びる三本の電線が前記駆動回路から分岐されることを特徴とする請求項１に記載の電磁弁のシーケンサ駆動用アダプタ。
【請求項３】 前記駆動回路は、前記電源から前記電磁弁に対する大電流の供給を制御するためにオン・オフされるスイッチングトランジスタと、前記シーケンサから供給される制御信号を前記スイッチングトランジスタを駆動する駆動信号に変換するためのフォトカプラとを備えたものであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電磁弁のシーケンサ駆動用アダプタ。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、大電流で駆動される電磁弁に係り、更に詳しくは、この種の電磁弁をシーケンサ（＝プログラマブル・コントローラ：ＰＬＣ）で直接的に駆動制御するのに使用される電磁弁のシーケンサ駆動用アダプタに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、大電流で駆動される電磁弁がある。この種の電磁弁として、例えば、金属弁体そのものを可動鉄心としてソレノイドの固定鉄心及び磁気フレーム等の吸引面に吸引・吸着させたり、その吸着を停止させたりすることにより、金属弁体を弁座に当接又は離間させるようにしたものがある。
【０００３】この種の電磁弁は、例えば、所定の高圧流体（例えば「圧縮エア」）の流れを制御するための専用の流体制御装置等で使用される。従って、電磁弁を含む各種アクチュエータを制御するために、通常、流体制御装置には専用の駆動制御回路が予め設けられることになる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、前記従来の電磁弁は、専用の流体制御装置に組み込まれて使われる以外にも、例えば、ユーザが独自に工夫した簡易装置に組み込まれて使用されることも考えられる。この場合、例えば、一つの電磁弁を駆動制御するために、その都度、わざわざ専用のシーケンサ等の駆動制御回路を別途に準備し、必要な配線を行わなければならない。
【０００５】しかしながら、この種の駆動制御回路の設計や配線等には意外と手間がかかり、必要な電気回路のための設置スペースや必要な外部配線等の作業を考慮しなければならない。
【０００６】例えば、図５に示すように、既存のシーケンサ４１を使用して電磁弁４２を駆動制御することを考える。この場合、シーケンサ４１は、一般的な基本構成として、制御内容を記憶するメモリ部４３と、制御内容を実行するＣＰＵ部４４と、信号を取り込んだり送り出したりする入出力部４５と、それら各部に電源を供給する電源部４６とを備える。そして、例えば、電磁弁４２を所定のセンサ４７の検出結果に基づいて駆動制御するには、入出力部４５の端子４５ａ，４５ｂにセンサ４７と電磁弁４２とをそれぞれ電線４８，４９を介して接続しなければならない。又、電源部４６の端子４６ａに所定の電源５０を電線５１を介して接続しなければならない。即ち、センサ４７の接続を除いても、各電線４８，５１の接続のためにそれぞれ２回、合計４回の接続作業を行わなければならない。更に、場合によっては、電源５０の容量に合わせて電源部４６の回路構成を変更することも必要になる。
【０００７】この発明は上記事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、大電流で駆動される電磁弁を、少ない配線・接続と少ないスペースをもってシーケンサで直接的に駆動制御することを可能にした電磁弁のシーケンサ駆動用アダプタを提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、大電流で駆動される電磁弁をシーケンサで制御するために使用されるシーケンサ駆動用アダプタであって、一つの電線と、電線の一端に設けられてシーケンサに接続されるシーケンサ端子と、電線の他端に設けられて所定の電源に接続される電源端子と、電磁弁に接続される電磁弁端子と、電線上に設けられ、電源端子を通じて電源から供給される大電流を、シーケンサ端子を通じてシーケンサから供給される制御信号に応じた駆動電流に変換して電磁弁端子から出力させるための駆動回路とを備えたことを趣旨とする。
【０００９】上記発明の構成によれば、シーケンサ端子をシーケンサに、電源端子を電源に、電磁弁端子を電磁弁にそれぞれ接続するだけで配線・接続が終了することになり、電源とシーケンサとを電線により接続する必要がない。又、駆動回路が電線上に設けられることから、駆動回路のための設置スペースを特別に設ける必要がない。
【００１０】上記目的を達成するために、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明の構成において、駆動回路から延び、先端に電磁弁端子が設けられる電線を備え、シーケンサ端子、電源端子及び電磁弁端子へ延びる三本の電線が駆動回路から分岐されることを趣旨とする。
【００１１】上記発明の構成によれば、請求項１の発明の作用に加え、電磁弁端子が駆動回路から分岐される電線の先端に設けられることから、電磁弁端子の電磁弁に対する接続自由度が増す。
【００１２】上記目的を達成するために、請求項３に記載の発明は、請求項１又は請求項２に記載の発明の構成において、駆動回路は、電源から電磁弁に対する大電流の供給を制御するためにオン・オフされるスイッチングトランジスタと、シーケンサから供給される制御信号をスイッチングトランジスタを駆動する駆動信号に変換するためのフォトカプラとを備えたものであることを趣旨とする。
【００１３】上記発明の構成によれば、請求項１又は請求項２の発明の作用に加え、シーケンサからの制御信号とスイッチングトランジスタへの駆動信号とがフォトカプラを介して互いに絶縁されることから、ノイズや過大電圧に対して駆動回路が保護されることになる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、本発明の電磁弁のシーケンサ駆動用アダプタを具体化した一実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
【００１５】図１に電磁弁のシーケンサ駆動用アダプタ（以下、「アダプタ」と言う。）１の一部断面を含む正面図を、図２に同じくアダプタ１の平面図をそれぞれ示す。このアダプタ１は、大電流で駆動される電磁弁（図２，４参照）２をシーケンサ（図２，４参照）３で直接的に駆動制御するために使用されるものである。電磁弁２は、例えば、ソレノイドを大電流で駆動させて金属弁体を弁座に当接又は離間させるように構成したものである。
【００１６】アダプタ１は、一つの主電線４と、その主電線４の一端に設けられてシーケンサ３に接続されるシーケンサ端子５と、その主電線４の他端に設けられて所定の電源（図２，４参照）６に接続される電源端子７と、電磁弁２に接続される電磁弁端子８と、主電線４上、即ち主電線４の中間位置に設けられ、複数の微小電子部品９等より構成される回路部１０とを備える。
【００１７】主電線４は、一対のリード線１１より構成される。シーケンサ端子５及び電源端子７は剥き出し導線より構成される。電磁弁端子８は、電磁弁２に設けられた所定のコネクタに接続されるソケット１２に設けられる。電磁弁端子８は、回路部１０から分岐される分岐電線１３の先端に設けられる。即ち、この実施の形態において、シーケンサ端子５、電源端子７及び電磁弁端子８へ延びる三本の電線４，４，１３は、回路部１０からそれぞれ分岐された状態をなす。
【００１８】回路部１０は、電子部品９より構成される駆動回路１４と、その駆動回路１４を覆う絶縁材１５と、その絶縁材１５を包む保護チューブ１６とを備える。保護チューブ１６の両端部は、主電線４の一部を包んでいる。回路部１０は、電源端子７を通じて電源６から供給される大電流を、シーケンサ端子５を通じてシーケンサ３から供給される制御信号に応じた駆動電流に変換して電磁弁端子８から電磁弁２へ出力させるためのものである。
【００１９】図３に駆動回路１４の構成を電気回路図に示す。この実施の形態において、駆動回路１４は、入力側回路１７と、出力側回路１８と、それら両回路１７，１８の間に設けられたフォトカプラ１９とを備える。入力側回路１７は、互いに直列に接続された第１〜第３のダイオード２０，２１，２２を備える。第２のダイオード２１は定電流ダイオードよりなり、第３のダイオード２２はフォトカプラ１９の入力部を構成する。第３のダイオード２２には抵抗２３が並列に接続される。これら各ダイオード２０〜２２及び抵抗２３には、コンデンサ２４が並列に接続される。第１のダイオード２０のアノード及び第３のダイオード２２のカソードには、それぞれシーケンサ端子５を介してシーケンサ３が接続されることになる。ここで、シーケンサ３の「Ｖｃｃ」は、例えば「２４Ｖ」である。出力側回路１８は、互いに接続された第１〜第３のトランジスタ２５，２６，２７を備える。第１のトランジスタ２５はフォトトランジスタよりなり、フォトカプラ１９の出力部を構成するものである。このトランジスタ２５のコレクタ及び第２のトランジスタ２６のベースには、抵抗２８が接続される。第２のトランジスタ２６は、第１のトランジスタ２５の出力を受けてその出力を反転させるものである。このトランジスタ２６のコレクタには、別の抵抗２９が接続される。これら両抵抗２８，２９には、ダイオード３０が接続される。第３のトランジスタ２７は、本発明のスイッチングトランジスタとしてのＦＥＴより構成される。このトランジスタ２７のベースには、更に別の抵抗３１が接続される。このトランジスタ２７のコレクタ及びダイオード３０のカソードには、電磁弁端子８を介して電磁弁２が接続されることになる。ダイオード３０のアノード及び各トランジスタ２５〜２７のコレクタには、電源６が接続されることになる。ここで、電源６の「Ｖｄｄ」は、例えば、「４８Ｖ，２Ａ」である。第３のトランジスタ２７は、電源６から電磁弁２に対する大電流の供給を制御するためにオン・オフされるものである。フォトカプラ１９は、シーケンサ３から供給される制御信号を第３のトランジスタ２７を駆動するための駆動信号に変換するためのものであり、電気的な制御信号をフォトダイオードよりなる第３のダイオード２２で光に変換し、この光をフォトトランジスタよりなる第１のトランジスタ２５で受けて再び電気信号に戻して信号を伝える素子である。
【００２０】ここで、図２に、本実施の形態のアダプタ１の寸法構成を示す。シーケンサ端子５から回路部１０までの長さを「Ｌ１」、電源端子７から回路部１０までの長さを「Ｌ２」、電磁弁端子８から回路部１０までの長さを「Ｌ３」とすると、それぞれＬ１＝１０００ｍｍ、Ｌ２＝１０００ｍｍ、Ｌ３＝３００ｍｍとなっている。回路部１０の長さを「Ｌ４」、回路部１０の幅を「Ｗ」とすると、それぞれＬ４＝６０ｍｍ、Ｗ＝１５ｍｍとなっている。
【００２１】上記のように構成されたアダプタ１は、既存のシーケンサ３と電源６を使用した所定の簡易装置における電磁弁２を駆動制御するために、例えば、図４に示すように接続される。ここで、シーケンサ３は、一般的な基本構成として、従来例と同様にメモリ部、ＣＰＵ部、入出力部及び電源部を備える。そして、電磁弁２を所定のセンサ３２の検出結果に基づいて駆動制御するために、シーケンサ３の入出力部の端子には、センサ３２と、アダプタ１のシーケンサ端子５がそれぞれ接続される。又、アダプタ１の電源端子７が所定の電源６に、アダプタ１の電磁弁端子８が電磁弁２にそれぞれ接続される。
【００２２】この簡易装置として、例えば、穀物中に含まれる石や泥、不良穀物等の異物を選別して除去するための選別装置が挙げられる。この選別装置において、電磁弁２は、センサ３２により識別された異物のみをノズル３３から吐出される圧縮エアで吹き飛ばすために、シーケンサ３により制御されるようになっている。即ち、シーケンサ３は、次々に落下する穀物３４の良否をセンサ３２の検出結果に基づいて判断する。そして、その判断結果が不良である場合、シーケンサ３は、先に不良と判断した穀物３４ａを選別するために穀物３４の落下速度を考慮した所定のタイミングで電磁弁２を駆動させてノズル３３から圧縮エアを吐出させるようになっている。
【００２３】この実施の形態では、上記選別装置の配線にアダプタ１が使用されるので、センサ３２とシーケンサ３とを接続する以外に、アダプタ１のシーケンサ端子５をシーケンサ３に、アダプタ１の電源端子７を電源６に、アダプタ１の電磁弁端子８を電磁弁２にそれぞれ接続するだけで、即ち、合計３回の接続作業で、必要な配線・接続が終了することになり、従来例と異なり、電源６とシーケンサ３とを別の電線で接続する必要がない。加えて、駆動回路１４を含む回路部１０が主電線４上に設けられることから、駆動回路１４のための特別な設置スペースをシーケンサ３等に別途設ける必要がない。このため、大電流で駆動される電磁弁２を、少ない配線・接続と少ないスペースをもってシーケンサ３で直接的に駆動制御することができるようになる。
【００２４】この実施の形態では、アダプタ１の電磁弁端子８が駆動回路１４から分岐される分岐電線１３の先端に設けられることから、電磁弁端子８の電磁弁２に対する接続自由度が増すことになる。このため、電磁弁２のシーケンサ３に対する設置方向の違いに拘わらず、電磁弁２に対する電磁弁端子８の接続を容易なものにすることができるようになる。特に、この実施の形態では、主電線４上の中間位置に回路部１０が設けられ、その回路部１０から分岐電線１３が分岐することから、回路部１０が電磁弁２、シーケンサ３及び電源６のそれぞれから離れて配置され、例えば、前記各機器２，３，６の間にあって生かされていない空間に配置されることになる。このため、回路部１０が電磁弁２、シーケンサ３及び電源６と干渉することがなく、回路部１０が各端子５，７，８の接続の邪魔になることもない。更には、主電線４と分岐電線１３とが互いに錯綜することもない。
【００２５】この実施の形態では、シーケンサ３からの制御信号と、駆動回路１４の第３のトランジスタ２７への駆動信号とがフォトカプラ１９により互いに絶縁されることから、ノイズや過大電圧に対して駆動回路１４が保護されることになる。このため、シーケンサ３、電源６及び電磁弁２の間に別途リレーを介在させることなく電磁弁２を応答性良く駆動制御することができるようになる。
【００２６】尚、この発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱することのない範囲で以下のように実施することもできる。
【００２７】（１）前記実施の形態では、回路部１０から分岐された分岐電線１３の先端に電磁弁端子８を設けたが、回路部に対して電磁弁端子を設けてもよい。
【００２８】（２）前記実施の形態では、シーケンサ端子５及び電源端子７をそれぞれ剥き出し導線より構成したが、これらの端子をソケットに設けられる端子としてもよい。
【００２９】（３）前記実施の形態では、駆動回路１４を含む回路部１０を主電線４の中間位置に設けたが、この回路部１０を各端子５，７，８寄りの位置に設けてもよい。
【００３０】（４）前記実施の形態では、ソレノイドを大電流で駆動させて金属弁体を弁座に当接又は離間させるようにした電磁弁２にアダプタ１を適用したが、この種の電磁弁に適用が限られるものではなく、大電流で駆動される電磁弁であればよい。
【００３１】
【発明の効果】請求項１に記載の発明の構成によれば、大電流で駆動される電磁弁を、少ない配線・接続と少ないスペースをもってシーケンサで直接的に駆動制御することができるという効果を発揮する。
【００３２】請求項２に記載の発明の構成によれば、請求項１に記載の発明の効果に加え、電磁弁のシーケンサに対する設置方向の違いに拘わらず、電磁弁に対する電磁弁端子の接続を容易なものにすることができるという効果を発揮する。
【００３３】請求項３に記載の発明の構成によれば、請求項１又は請求項２に記載の発明の効果に加え、シーケンサ、電源及び電磁弁の間に別途リレーを介在させることなく電磁弁を応答性良く駆動制御することができるという効果を発揮する。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００１０６７６０
【氏名又は名称】シーケーディ株式会社
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| 【出願日】 |
平成１１年８月２４日（１９９９．８．２４） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００９７００９
【弁理士】
【氏名又は名称】富澤 孝 （外２名）
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| 【公開番号】 |
特開２００１−６５７３１（Ｐ２００１−６５７３１Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１３年３月１６日（２００１．３．１６） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−２３６６７５ |
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