JP3590772B2 - センサ付き電磁弁 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、電磁弁における入出力圧の適否や弁体の切換え状態を監視できるようにしたセンサ付き電磁弁に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来から、電磁弁にその入出力圧の適否や弁体による切換え状態を監視するためのセンサを付設することは行われているが、それらは必要に応じて個別的に設けられるものであり、全体としての装置のまとまりがなく、組立が煩雑になるばかりでなく、誤配線等の可能性もあり、安全性、信頼性を確保することが困難であった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとする課題は、電磁弁における入出力圧の適否や弁体の切換え状態を監視するための監視手段をまとめて、構造を簡素化すると共に組立を容易にすることにより、安全性、信頼性を向上させたセンサ付き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センサ付き電磁弁は、供給ポートからの圧力流体の流れの方向を第1及び第2の出力ポートに切換える電磁弁と、該電磁弁の各ポートに圧力流体の給排を行う流路を備えたベースと、上記電磁弁とベースとの間に配設される中間ブロックとを備え、上記中間ブロックに、電磁弁の各ポートとベースにおける各流路とをそれぞれ個別的に連通させる連通路を設けると共に、これらの連通路中を横切る導管を設け、この導管内に供給ポート及び両出力ポートに連通した連通路を横切る位置にまで達する圧力導孔を設けて、該圧力導孔に、圧力検出すべき連通路に開口する圧力導入口を選択的に開設し、該中間ブロックに、上記圧力導入口を通して導入された圧力を検出する圧力センサを設けたことを特徴とするものである。
【0005】
上記本発明のセンサ付き電磁弁においては、中間ブロックの連通路中を横切る導管内に通電部材用通路を設け、該通路に通電部材を挿通することができ、また該中間ブロックに電磁弁の弁体に設けたマグネットの近接を検出する磁気センサを設け、通電部材用通路にそのセンサ出力を導出する信号線を挿通することができる。この場合に、上記中間ブロックに、磁気センサの出力に基づいて弁体の動作不良を表示する表示器を設けることもできる。
【0006】
本発明の好ましい実施形態においては、上記中間ブロックが、中間ブロック本体、並びにそれに連設した第1及び第2ハウジングを備え、上記中間ブロック本体には、電磁弁の各ポートとベースにおける各流路とを連通させる連通路及び該連通路中を横切る導管が設けられ、導管内に設けた圧力導孔の一端に上記圧力センサが配設され、上記第1ハウジングには、電磁弁とベースとの間の通電を行う通電中継部材、並びに上記圧力センサ及び磁気センサの出力信号をベースを通して外部に導出するための信号導出部材が設けられ、上記第2ハウジングには磁気センサが設けられる。
【0007】
上記構成を有するセンサ付き電磁弁は、電磁弁とベースとの間に配設する中間ブロックに、電磁弁における入出力圧の適否や弁体の切換え状態を監視するための監視手段をまとめて設けているので、当該監視手段を設けるための構造が簡素化されるばかりでなく、誤配線、誤組立などの可能性も著しく低下し、組立が容易で経済性においても優れたものとなり、しかも、中間ブロックによって電磁弁とベースとの間に上記監視手段を挟み込むため、それらが保護されて安全性や信頼性を向上させることができる。
【0008】
【発明の実施の形態】
図1及び図2は、本発明に係るセンサ付き電磁弁の実施例を示すもので、このセンサ付き電磁弁は、概略的には、圧力流体(圧縮空気)の流れの方向を切換える電磁弁1と、該電磁弁1の各ポートに圧力流体の給排を行う流路を備えたベース2と、上記電磁弁1とベース2との間に配設されて各種監視手段等を設ける中間ブロック3とを備えている。
【0009】
上記電磁弁1においては、弁ボディ10内を貫通する弁孔10aに、供給ポートP、第1及び第2の出力ポートA,B、並びに第1及び第2の排出ポートEA,EBを開口させ、該弁孔10a内に上記ポート間の流路を切換えるスプール弁体11を摺動自在に嵌挿している。上記弁体11は、電磁弁として周知のように、その軸線方向の一端または他端への移動により、供給ポートPを第1または第2の出力ポートA,Bに切換えて連通させ、それに伴って、供給ポートPに連通しない方の出力ポートを、第1または第2の排出ポートEA,EBに連通させるものである。
【0010】
また、図に示す電磁弁は、各ポートを封鎖した状態に保つ中立停止位置をもつ3位置弁としたものであり、そのため、弁ボディ10の一端に補助ブロック12を連接し、該補助ブロック12内において弁体11凹段部と弁ボディ10とに係合するストッパ13aと、弁体11の他の凹段部と補助ブロック12とに係合するストッパ13bとの間に、スプリング14を縮設し、スプール弁体11の両端に作用するパイロット流体圧により該スプール弁体11に駆動力が発生しない状態においては、そのスプリング14の付勢力により、ストッパ13a,13bがいずれも弁ボディ10または補助ブロック12に係合する図示の中立停止位置に保持されるように構成している。
なお、この電磁弁1は、必ずしも上述した3位置弁である必要はなく、中立停止位置のない2位置弁とすることもできる。
【0011】
また、上記電磁弁1における補助ブロック12には、スプール弁体11が遊挿される挿通孔15aを設けたスペーサ15を当接し、該スペーサ15の挿通孔15a内に位置するように、スプール弁体11にリング状のマグネット16を嵌着している。このリング状マグネット16は、後述の磁気センサによるスプール弁体11の位置の検出に供するもので、スプール弁体11が上記中立停止位置(図示位置)にあるときに、マグネット16が該スペーサ15の挿通孔15a内のほぼ中央に位置するようにして、該スプール弁体11上に、その端部に嵌着したキャップ17により固定している。
【0012】
上記電磁弁1においては、スプール弁体11をパイロット流体圧で駆動するため、一対のソレノイド21A,21Bで駆動されるパイロット弁20A,20Bを備えると共に、スプール弁体11の両端が嵌入するピストンブロック22A,22B内のピストン室23A,23Bにおいて、それぞれ、弁体11の端部にピストン24A,24Bを当接している。上記パイロット弁20A,20Bは、弁ボディ10の供給ポートPに連通するパイロット供給流路25の流体を、ソレノイド21A,21Bによるパイロット弁体の駆動により、ピストン室23A,23Bに給排するものである。
【0013】
即ち、パイロット弁20Aのソレノイド21Aに通電すると、パイロット弁体の切換えによりパイロット供給流路25のパイロット流体圧がピストン室23Aに導入されてピストン24Aに作用し、スプール弁体11が図において右動して弁ボディ10内の流路が切換えられ、また、ソレノイド21Aへの通電を解除すると共にソレノイド21Bに通電すると、上記ピストン室23Aのパイロット流体圧が排出されると共に、供給流路25のパイロット流体圧がピストン室23Bに導入されてピストン24Bに作用し、スプール弁体11が図において左動し、弁ボディ10内の流路が切換えられる。
なお、両ソレノイド21A,21Bに通電していないときには、前記スプリング14によりスプール弁体11が中立停止位置に保持される。
【0014】
また、上記パイロット弁20A,20Bの外側のカバーには、表示窓26を設け、ソレノイド21A,21Bへの通電状態を表示する表示灯27A,27Bをその表示窓26の背後に並列配置している。なお、この表示灯27A,27Bは単一のものとして2色発光によりソレノイド21A,21Bの動作表示を行わせることができる。
更に、中間ブロック3との接合面には、該中間ブロック3における給電端子を通して送られるソレノイド21A,21Bへの電力を受けるための受電端子28を設けている。
【0015】
一方、上記ベース2は、一つの電磁弁1に対応するマニホールドとして形成され、その多数を連接して使用するもので、ベース本体30には、上記電磁弁1の各ポートP,A,B,EA,EBに対応する供給流路31、出力流路32A,32B、及び排出流路33A,33Bを設け、供給流路31及び排出流路33A,33Bは、隣接するベース2において相互に連通させるために該ベース2の連接面間を貫通させて設け供給通孔34及び排出通孔35A,35Bに連通させ、また、上記出力流路32A,32Bは、ベース2の端面に個別に開口させて、配管用チューブを連結するためのワンタッチ接手36A,36Bを取付けている。
【0016】
更に、上記ベース本体30における両側の連接面には、複数のベース2を接合したときに相互に接続されて、両ベース2間で給電及び信号伝送を行うコネクタ40を設け、このコネクタ40を、信号処理用のプリント基板41を介して中間ブロック3の接続端子に接離自在に接合される接続端子42に電気的に接続している。上記プリント基板41は、コネクタ40を通して隣接するベースから電送される信号を受け、その信号に基づいて、搭載している電磁弁1におけるソレノイド21Aまたは21Bに給電するときに、それらの通電回路に必要な通電を行うように制御し、また、電磁弁1における入出力圧の適否や弁体11の切換え状態を監視する後述のセンサの出力を、コネクタ40を通して制御装置に伝送するための制御を行うものである。
【0017】
上記中間ブロック3は、中間ブロック本体50、並びにその両端側に連設した第1及び第2ハウジング51,52を備え、この中間ブロック3は、電磁弁1とベース2との間に挟むため、その上下の対向面に該電磁弁1及びベース2の接合面と適合する接合面を有している。
【0018】
上記中間ブロック本体50は、電磁弁1及びベース2との接合面間に、電磁弁1における各ポートP,A,B,EA,EBと、ベース2における各流路31,32A,32B、33A,33Bとをそれぞれ個別的に連通させる連通路53,54A,54B,55A,55Bを備えている。これらの連通路53,54A,54B,55A,55Bには、図2からわかるように、該連通路における流体の流れを妨げない範囲内において横切る導管56を設けている。そして、この導管56内には、必要な範囲内に圧力導孔57を穿設すると共に、該導管56を貫通する通電部材用通路61を設けている。
【0019】
上記導管56内の圧力導孔57は、中間ブロック本体50の一端から連通路54Bの位置に達するところまで開設しているが、連通路53または連通路54Aの位置までのものとすることもでき、この圧力導孔57から圧力検出すべき連通路に圧力導入口58を開口させている。図示の例では、供給流路31に連通する連通路53に圧力導入口58を開設しているが、連通路54Aまたは54Bの圧力(出力ポートAまたはBの圧力)を検出しようとする場合には、上記圧力導入口58に代えて、圧力導入口58Aまたは58Bを設ければよい。これらは、連通路53,54Aまたは54Bのいずれかから圧力導孔57に対して選択的に穿孔することにより、任意連通路の圧力を検出できるので、圧力導孔57は図示のように連通路54Bの位置に達するところまで開設しておくのが望ましい。
そして、上記中間ブロック本体50には、上記圧力導孔57の開口端に、該導孔を通して導入された圧力を検出する圧力センサ60を設けている。
【0020】
また、上記中間ブロック本体50における導管56内には、上記圧力導孔57と平行して、該導管56の一端から他端に達する通電部材用通路61を併設している。該通路61には、弁ボディ10の両端間で通電する必要がある任意通電部材を挿通することができるが、図示の例では、電磁弁1の弁体11に設けたマグネット16の近接を検出する磁気センサ62A,62Bの出力を導出する信号線63を挿通している。
【0021】
中間ブロック3における上記第1ハウジング51には、電磁弁1とベース2との間の通電の中継を行う通電中継部材として、電磁弁1との接合面に該電磁弁1の受電端子28と接合する給電端子65を設けると共に、ベース2との接合面に設けた接続端子42と接続される接続端子66を設け、それらの給電端子65及び接続端子66を、プリント基板67を介して電気的に接続している。
また、圧力センサ60及び磁気センサ62A,62Bの出力信号をベース2を通して外部に導出する信号導出部材として、第1ハウジング51内には、圧力センサ60、及び通路61中の通電部材を通して導出される磁気センサ62A,62Bの出力信号を、上記プリント基板67及び接続端子66を介してベース2側の接続端子42に送る電気的回路要素を備えている。
【0022】
上記プリント基板67は、信号処理に必要な半導体素子68を備え、圧力センサ60及び磁気センサ62A,62Bの出力を信号線を通して送出するのに適した信号として出力するものであり、該プリント基板67自体は、接続端子66を備えた押え蓋69によって固定している。また、このプリント基板67には、磁気センサ62A,62Bの出力に基づき、必要に応じて、ソレノイド21A,21Bへの通電開始時の信号等を参酌し、スプール弁体11の切換え遅れや不動作等の動作不良を表示灯によって表示する表示器70を設け、表示窓71を通して視認できるようにしている。
【0023】
一方、前記第2ハウジング52には、前記電磁弁1におけるスペーサ15の凹部15bに嵌入することにより、該スペーサ15の挿通孔15a内に位置するスプール弁体11上のマグネット16に近接するようにして、上記磁気センサ62A,62Bを設けている。この磁気センサ62A,62Bは、マグネット16の近接、離間を検出し、それによってスプール弁体11の実際の位置を検出するものであり、図示の実施例では、二つの磁気センサにより、パイロット弁20Aを駆動したときのマグネットの位置PA、パイロット弁20Aを駆動したときのマグネットの位置PB及び中立位置にあるマグネットの位置を検出するようにしているが、同様の目的を達成できるのであれば、磁気センサは任意数を配設することができ、また、前記マグネット16についても同様である。更に、検出するスプール弁体11の移動位置も、任意に設定することができる。
【0024】
上記構成を有するセンサ付き電磁弁は、電磁弁1とベース2との間に配設する中間ブロック3に、電磁弁1における入出力圧の適否や弁体の切換え状態を監視するための圧力センサや磁気センサ等の監視手段をまとめて設けているので、当該監視手段を設けるための構造が簡素化されるばかりでなく、誤配線、誤組立などの可能性も著しく低下し、組立が容易で経済性においても優れたものとなり、しかも、中間ブロック3によって電磁弁1とベース2との間に上記監視手段を挟み込むため、それらが保護されて安全性や信頼性を向上させることができる。
【0025】
【発明の効果】
以上に詳述した本発明によれば、電磁弁における入出力圧の適否や弁体の切換え状態を監視するための監視手段をまとめて、構造を簡素化すると共に組立を容易にすることにより、安全性、信頼性を向上させたセンサ付き電磁弁を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るセンサ付き電磁弁の実施例の縦断面図である。
【図2】図1におけるイ−イ位置での断面図である。
【符号の説明】
1 電磁弁
2 ベース
3 中間ブロック
10 弁ボディ
11 スプール弁体
16 マグネット
20A,20B パイロット弁
31 供給流路
32A,32B 出力流路
33A,33B 排出流路
50 中間ブロック本体
51 第1ハウジング
52 第2ハウジング
53,54A,54B,55A,55B 連通路
56 導管
57 圧力導孔
58 圧力導入口
60 圧力センサ
61 通電部材用通路
62A,62B 磁気センサ
70 表示器
P 供給ポート
A,B 第1及び第2の出力ポート
EA,EB 第1及び第2の排出ポート
Claims (5)
- 供給ポートからの圧力流体の流れの方向を第1及び第2の出力ポートに切換える電磁弁と、該電磁弁の各ポートに圧力流体の給排を行う流路を備えたベースと、上記電磁弁とベースとの間に配設される中間ブロックとを備え、
上記中間ブロックに、電磁弁の各ポートとベースにおける各流路とをそれぞれ個別的に連通させる連通路を設けると共に、これらの連通路中を横切る導管を設け、この導管内に供給ポート及び両出力ポートに連通した連通路を横切る位置にまで達する圧力導孔を設けて、該圧力導孔に、圧力検出すべき連通路に開口する圧力導入口を選択的に開設し、該中間ブロックに、上記圧力導入口を通して導入された圧力を検出する圧力センサを設けた、
ことを特徴とするセンサ付き電磁弁。 - 中間ブロックの連通路中を横切る導管内に通電部材用通路を設け、該通路に通電部材を挿通した、
ことを特徴とする請求項1に記載のセンサ付き電磁弁。 - 中間ブロックに、電磁弁の弁体に設けたマグネットの近接を検出する磁気センサを設け、通電部材用通路にそのセンサ出力を導出する信号線を挿通した、
ことを特徴とする請求項2に記載のセンサ付き電磁弁。 - 中間ブロックに、磁気センサの出力に基づいて弁体の動作不良を表示する表示器を設けた、
ことを特徴とする請求項3に記載のセンサ付き電磁弁。 - 中間ブロックが、中間ブロック本体、並びにそれに連設した第1及び第2ハウジングを備え、
上記中間ブロック本体には、電磁弁の各ポートとベースにおける各流路とを連通させる連通路及び該連通路中を横切る導管を設け、導管内に設けた圧力導孔の一端に上記圧力センサを配設し、
上記第1ハウジングには、電磁弁とベースとの間の通電を行う通電中継部材、並びに上記圧力センサ及び磁気センサの出力信号をベースを通して外部に導出するための信号導出部材を設け、
上記第2ハウジングには磁気センサを設けた、
ことを特徴とする請求項3または4に記載のセンサ付き電磁弁。
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