CN1136405C

CN1136405C - 串行信号驱动的集成式电磁阀

Info

Publication number: CN1136405C
Application number: CNB001053353A
Authority: CN
Inventors: Ҳ; 林文也; 森川文夫; 远藤胜久
Original assignee: SMC Corp
Current assignee: SMC Corp
Priority date: 1999-03-31
Filing date: 2000-03-31
Publication date: 2004-01-28
Anticipated expiration: 2020-03-31
Also published as: DE60036747T2; JP3323454B2; TW426121U; KR100363389B1; EP1043527B1; CN1268638A; DE60036747D1; US6173745B1; JP2000283323A; EP1043527A1; KR20000063036A

Abstract

为了通过安装有电磁阀(20)且相互连接的集成块体(30)内部向各电磁阀传递串行信号，在各集成块体(30)的电路(41)内安装有可自由插拔的电路板(45)，该电路板(45)具有串行信号传送用接线端子(46a和46b)，从串行信号中提取出电磁阀动作信号的从动芯片(47)、根据动作信号供电磁阀(20)供电的供电端子(49)、使上述从动芯片切换至单线圈电磁阀用或双线圈电磁阀用的切换器(48)。通过相邻接的集成块体(30)的连接，供排气用共用通路(32、32)连通的同时，亦可使接线端子(46a、46b)相连接。

Description

串行信号驱动的集成式电磁阀

技术领域

本发明是涉及由串行信号驱动控制的集成式电磁阀的发明，特别是涉及在集成块体上安装的电磁阀是单线圈电磁阀或双线圈电磁中任意种类的情况下都可使用的串行信号驱动的集成式电磁阀的发明。

背景技术

传统上，具有必要数量的电磁阀、分别安装有各该电磁阀且相互连接的集成块体和通过该各集成块体内供给或排放压缩空气的供排气单元的集成式电磁阀已有很多方面的应用。而上述集成块体上安装且使用的电磁阀通常具有由单一电磁线圈进行主阀流路切换的单线圈电磁阀(通常是3端口阀，以下简称为单阀)和由两个电磁线圈进行主阀流路切换的双线圈电磁阀(通常是5端口阀，以下简称为双阀)。

该集成式电磁阀上安装的各电磁阀可通过串行信号进行驱动控制，这种情况下，根据各电磁阀是单阀还是双阀的不同，驱动线圈数也不同，因此，有必要使控制系统适应于这些变化。但是，由于连接的若干集成块体上安装的电磁阀能够进行单阀或双阀的交换，因此，也希望控制电磁阀的控制系统能简单地进行切换。

本发明要解决的课题如下：在由串行信号驱动控制上述集成式电磁阀时，只需要对单一控制系统进行简单切换操作即可构成单阀和双阀的控制系统，该控制系统不仅方便地适合集成式电磁阀的组装，而且能够使安装在集成块体上的任一电磁阀与单阀和双阀相互进行交换，控制该电磁阀的控制系统也能简单地进行切换。

发明内容

本发明其他的技术课题是提供一种集成式电磁阀可极为简单地组装、易于维护、不会发生配线错误的串行信号驱动的集成式电磁阀。

为了解决上述课题，本发明的集成式电磁阀具备必要数量的电磁阀，和分别安装这些电磁阀并被相互连接的集成块体，通过这些集成块体内向各电磁阀供排压缩空气，同时通过该集成块体内来传送动作控制用的串行信号，用该串行信号控制电磁阀的动作，其特征在于：在各集成块体的电路内可装卸地安装电路部件，所述电路部件由在电路板上设置相互电连接且用于传送串行信号的阴阳接线端子、从串行信号中提取出电磁阀动作信号的从动芯片、根据上述动作信号供电磁阀供电的供电端子、和将上述从动芯片切换至单线圈电磁阀用或双线圈电磁阀用的切换器而构成；各相邻集成块体上的上述电路板的各阴阳接线端子设置在，当各集成块体相连接使各共用通路相互连通的同时各阴阳接线端子也相互连接的位置上。

在上述集成式电磁阀中，电路板上设置的切换器，也可以由对从动芯片切换端子是否接地进行切换的切换开关构成；或者，也可以由通过装入和拔出来选择是否将从动芯片的切换端子与接地侧连接的短路销构成。

具有上述结构的串行信号驱动的集成式电磁阀，在各集成块体的电路内可装卸地安装电路部件，所述电路部件由在电路板上设置相互电连接且用于传送串行信号的阴阳接线端子、从串行信号中提取出电磁阀动作信号的从动芯片、根据上述动作信号供电磁阀供电的供电端子、和将上述从动芯片切换至单线圈电磁阀用或双线圈电磁阀用的切换器而构成；并由此构成了用于驱动各电磁阀的控制系统。因此，在集成式电磁阀组装时，通过对单一的控制系统切换器进行简单的操作即可对单阀和双阀控制系统进行相互切换后使用，而且，安装在集成块体上的任一电磁阀进行单阀和双阀的相互切换时，也能够通过上述切换器使其控制系统实现简单的切换。

此外，在上述集成式电磁阀中，只要将集成块体层叠地相连接，则流体流路以及串行信号线自动连接在一起，反之，只要将集成块体折卸即可取出构成上述控制系统的电路部件，所以，通过切换器可以非常容易地进行单阀用或双阀用电路的切换，并且，进行上述切换以后，集成式电磁阀能够非常简单地进行组装，因此，能够得到易于进行各种维护、不会发生配线错误的集成式电磁阀。

附图说明

图1是本发明有关的集成式电磁阀中串行信号驱动用控制系统结构的透视示意图。

图2是本发明有关的集成式电磁阀实施形式的透视分解示意图。

图3是装在上述集成式电磁阀上的电路部件结构实例的平面示意图。

图4是上图所示结构的侧视图。

图5是装在上述集成式电磁阀上的电路部件结构另一实例的平面示意图。

图6是上图所示结构的侧视图。

图7是集成式电磁阀控制系统内中继单元及集成块体内信号线的示意性说明图。

图8A和图8B分别是单阀用及双阀用从动芯片和电磁阀的管脚配置图。

具体实施方式

图1是本发明有关的集成式电磁阀中串行信号驱动用控制系统结构实例的示意图。

该控制系统中，由控制装置1控制的串行通信单元2送出的串行信号通过网关3、专用信号电缆4被传送，根据需要经由连接件6传送给集成式电磁阀10或其它设备。在网关3传送上述串行信号的同时，由电源单元5供给驱动电源，当然也可以分别供给。此外，上述歧管型电磁阀10根据需要可以与模拟设备7等相连接，然后可与末端单元8连接。

图2表示了由上述串行信号进行动作控制的本发明的集成式电磁阀10的实施例。

该集成式电磁阀10具有：供各种用途的必要数量的由3端口阀或5端口阀构成的电磁阀20，分别装配上述电磁阀20并相互连接的必要数量的集成块体30，设置在上述集成块体30的一端并通过该集成块体30供给压缩空气的供排气单元60，配置在连接起来的集成块体30另一端的末端块70，安装在上述供排气单元60中、对由上述网关3传输过来并通过集成块体30内送往各电磁阀20的动作控制用串行信号进行中继的中继单元80。

上述电磁阀20通过螺栓23固定在集成块体30上，其内部具有一个或多个电磁线圈，通过由该电磁线圈驱动的先导控制阀21对主阀22进行进、排气切换控制，也可以由这些电磁线圈直接驱动三端口或五端口主阀22。在该电磁阀的下部设置有受电端子25，当该电磁阀20固定在集成块体30上时，该受电端子25与后面将要说明的供电端子49相连接。此外，上述电磁阀可以构成为，即使上述电磁阀20具有三端口或五端口，为了使用通用的集成块体30，只是内部结构不同，而外形完全一样。

上述集成块体30具有流体流路部31和电路部41，该两部分可由合成树脂整体成形得到，也可分别成形后再结合在一起。

集成块体30的上述流体流路部31内设置的流路与众所周知的集成块体一样，设置在集成块体30内的上述流体流路部31的流路以共用供气通路32和共用排气通路33以及从设置在集成块体30一个端面的两个排气口34、34排放由电磁阀20排出流体的排放流路为主流路，上述该共用供气通路32和排气通路33在各集成块体30中贯通并与供排气单元60内的流路(图中未示)相连通，根据需要可附设先导控制阀用的供排气流路。此外，在集成块体30的上面，即电磁阀20的安装面上具有供气通路36、输出通路37、排气通路38等通路的开口部，以使上述共用通路、输出通路以及先导控制阀用的供排气流路与电磁阀20在集成块体30的安装面上的供排气开口部相连通。

上述输出口34上安装的输出口接头39、39的周围具有止动槽，当该接头39、39嵌入集成块体30的输出口34、34后，从该集成块体30的上部插入U型销40，其脚部与上述止动槽相配合，从而使接头39、39得以固定。

在上述情况下，电磁阀20内具有两个电磁线圈，这种结构是以用于5端口的双阀为前提的，当用作3端口的单阀时，则将一侧的电磁线圈和输出端口等作为有效，使不需要的另一侧不具有有效功能，且这些设置被省略。

在上述电路41内部放置有电路部件44。这些电路部件44如图3和图4所示，包括设置在电路板45上的串行信号传输用阴阳接线端子46a，46b、从串行信号中提取电磁阀20动作信号的从动芯片47、根据上述动作信号向电磁阀送电的受电端子49和将上述从动芯片47切换到单阀或双阀的切换元件48，所有这些元件在电路板45上由印刷配线相互连接。上述切换元件48如图7和图8所示(后面将要叙述)，由切换开关52构成，切换开关52切换以使从动芯片47的切换端子51与接地端子55之间接通或断开。

图5和图6所示电路部件44也基本上与上述图3和图4所示结构相同，且具有相同标识符号，说明从略。但是其中切换开关48通过插入或拔出U型短路销53的方式实现从动芯片47的切换端子51与接地端子55之间接通或断开。

如图2所示，通过在集成块体30的电路部41内设置有电路板45的安装槽42、电路板45插入并固定在该安装槽42内、使上述电路部件44固定安装在电路部41内的确定的位置上。该电路板45可采用螺丝之类的元件固定，也可通过在电路板45插入安装槽42的确定位置上设置与其弹性配合的片状元件之类的弹性元件、使其能够插入或拔出且稳定地装配在一起。此外，上述电路板45也可采用柔性基板做成。

无论是图3和图4或者图5和图6所示实例中，在相邻的各集成块体30上，电路板45的各阴阳的连接端子46a、46b在该电路板45的相反两侧边缘处背对背配置，这样，当电路板45插入所定位置后时，该阴阳的连接端子46a、46b在集成块体30相互结合所定位置上向外设置，使相邻接的集成块体30以接合面相互连接时，该各集成块体30的共用通路32、33相互连通的同时，邻接的集成块体30之间的阴阳端子46a、46b亦相互连接起来。

在集成块体30的电路部41上设有供电端子用的开口43，使电路板45的供电端子49与该开口43相对。上述供电端子49可在电路板45上固定设置，也可以通过具有一定弹性的弹性部件安装且位置可调的方式固定，或者通过在电路板45的某个位置上连接可挠曲的导线来连接。无论哪种方式，当电路板45插装入电路部41的安装槽42所定位置时，供电端子49都能够在面对上述开口43的位置处配置，或者供电端子49配置在面对开口43的位置，并以适当的方式固定。

这样，通过将供电端子49配置在与集成块体30上面的开口43相面对的位置上，使该供电端子49处于集成块体30的所定位置上，也就是说，电磁阀20通过密封垫片安装在集成块体30的电磁阀安装面35上、该电磁阀20上设置的供排气开口部与在流体流路部31上开口的共用供气通路36、输出通路37以及排气通路38等连通的同时，在电磁阀20上设置的受电端子25相互连接的位置处配置该供电端子49。该供电端子49与受电端子25连接时，上述开口43的周围通过连接密封垫片43a使电连接部得以密封。

上述集成块体30使若干块相连，通过该相连接的集成块体30内供给压缩空气的供排气单元60配置在该集成块体30的一端，而另一端配置有末端块70。

上述供排气单元60的一端具有供气接头61以及排气接头62，连通各集成块体30内贯通的共用供气通路32以及排气通路33，将外部供气送给共用通路32，并通过共用通路33将各电磁阀20的排气放出。与前面说明过的输出接头39一样，上述供排气接头61、62的周围设有止动槽，与从供排气单元60上部插入的U型销63的腿部相配合。此外，图中未示的该供排气单元60与集成块体30的结合面上设置有与该集成块体30上设置的阳接线端子46b相连接的阴接线端子，此外，其外部设置有用于电连接的阳接线端子66。

上述末端块70与上述供排气单元60相对应设在集成块体30的另一端位置上，都由拉紧螺栓75以及固定螺母65相连接，该末端块70用于封闭贯通集成块体30的共用通路32、33等通路的端部。在进行上述连接时，各集成块体30之间以及集成块体30与供排气单元60、末端块70之间分别配置有密封垫片30a，且集成块体30内流体流路部31和电路部41分别进行密封。该密封垫片30a也可以将集成块体30的流体流路部31和电路部41单独封装。

在上述末端单元70处，可以在供排气单元60的供气接头61和排气接头62之外设置供气接头71及排气接头72。这种情况下，通过由末端块70上部插入的U型销73固定该接头71和72。还有(图示省略)，上述末端块70处可放置上述末端单元8(见图1)。

上述供排气单元60内，通过密封垫片81以密封状态安装的中继单元80，对由前述网关3通过集成块体30内部发送给各电磁阀20的串行信号进行中继，用于接收和发送串行信号，并具有接收和发送端子82、83。此外，在中继单元80内，在电路板84a上设置有必要的电气、电子部件84b，同时设有与供排气单元60的阳接线端子66相连接的串行信号传送用的阴接线端子84c。

上述中继单元80可安装在供排气单元60或末端块70的任一方上，也可两单元上都安装，而且，也可以使供排气单元60或末端块70成整体结构。

图7表示上述集成式电磁阀10控制系统内中继单元80以及集成块体30的电路部件44内信号线的概略示意图。该控制系统中，如图1已经说明的那样，串行通信单元2以及电源5通过网关3发送的串行信号及电源信号，经由串行信号线4a及电源信号线4b组成的专用电缆4，再通过接收侧接线端子82传送给设置在集成式电磁阀10内设置的中继单元80。由电源单元5提供的驱动电源信号和通过网关3传送的串行信号也可分别供给。中继单元80的发送侧，可以根据需要通过连接端子83、82A依次连接相同的集成式电磁阀10A的中继单元80A或其它模拟装置，该中继单元80A的发送侧也同样可以通过连接端子83A连接其它装置。

导入中继单元80的串行信号由设在其上的阴接线端子84c经过图7中省略的供排气单元60(参照图1及图2)，再经过与其邻接的集成块体30内的阳接线端子46b，传送给该集成块体内安装的电路板45上的从动芯片47。对分别配置在各个集成块体30上的电磁阀20的通电或断电操作输出，由各从动芯片47内根据串行信号进行输出回路的开关动作实现输出，再由供电端子49通过电磁阀的受电端子25，分别传送供电磁阀20的电磁线圈26。此外，上述串行信号通过阴阳的接线端46a、46b，依次传送给从动芯片47，以控制下一级电磁阀20的动作。

电磁阀20内设置的电磁线圈26用于驱动先导控制阀21，其中，如图8A所示，单一的电磁阀20上只设置一个电磁线圈26则形成单阀(3端口)，而图8B中表示的是设置了两个电磁线圈26的双阀(5端口)。

接到从动芯片47上的传送线85是电磁阀驱动用电源线，传送线86是通过5V电源76a连接的控制用电源线，传送线87是传送串行信号S1、S2的信号线，传送线88是串行信号的返回信号线。此外，89是末端块70中设置的短路线。

对于上述集成式电磁阀10内设置的中继单元80发送侧接线端子83、82A连接的集成式电磁阀10A，其控制系统实质上与上述集成式电磁阀10的情况一样，所以一致的或基本一致的部分用同一符号表示，说明从略。

根据上述从动芯片47进行驱动控制的电磁阀20是单阀还是双阀的区别，该从动芯片47必须使控制系统与其相适应。因此，上述从动芯片47如图7和图8所示，其结构中需附设切换元件48，用以进行单阀或双阀的切换。作为该切换元件48，可使用如图3及图4所示的开关52，也可使用如图5及图6所示U字形短路销53。通过该开关52对切换端子51与接地端子55进行通断切换，或者通过将短路销53装入或脱离切换端子51和接地端子55之间，可以实现使从动芯片47成为单阀用及双阀用的切换控制。如图8A所示，使切换端子51与接地端子55连接的从动芯片47是单阀用，如图8B所示，使切换端子51开放的从动芯片47是双阀用。

这样，构成驱动电磁阀20的控制系统的从动芯片47，被设置在安装在各集成块体30的电路部41内且可自由插拔的电路板45上，同时附设有开关52或短路销53等元件以形成简单的切换元件48，通过该切换元件48可进行单阀用或双阀用的切换，所以不仅在集成式电磁阀10装配时即可简便地使其控制系统适合各电磁阀20，而且即使对集成块体30上安装的任一电磁阀20相互进行单阀或双阀的交换时，也可以简单地使该电磁阀控制用控制系统进行单阀用或双阀用的切换。

此外，在上述集成式电磁阀10中，只要将集成块体30层叠地相连接，则流体流路以及串行信号线自动连接在一起，反之，只要将集成块体30折卸即可取出构成上述控制系统的电路部件44，所以，通过切换器48可以非常容易地进行单阀用或双阀用电路的切换，并且，进行上述切换以后，集成式电磁阀能够非常简单地进行组装，因此，能够得到易于进行各种维护、不会发生配线错误的集成式电磁阀。

根据以上详细说明的本发明的串行信号驱动集成式电磁阀，在由串行信号对集成式电磁阀进行控制时，通过对同一控制系统进行简单切换即可构成单阀或双阀的控制系统，在集成式电磁阀进行组装时，可使上述控制系统很方便地适合于相应电磁阀，此外，安装在集成块体上的任意的电磁阀相互间可以方便地进行单阀或双阀的交换。还有，由于上述集成式电磁阀在集成块体连接的同时就可以实现控制电磁阀的串行信号线的连接，所以，其组装特别简单，并易于维护，不会发生配线错误。

Claims

1.一种串行信号驱动的集成式电磁阀，具备必要数量的电磁阀，和分别安装这些电磁阀并被相互连接的集成块体，通过这些集成块体内向各电磁阀供排压缩空气，同时通过该集成块体内来传送动作控制用的串行信号，用该串行信号控制电磁阀的动作，其特征在于：

在各集成块体的电路内可装卸地安装电路部件，所述电路部件由在电路板上设置相互电连接且用于传送串行信号的阴阳接线端子、从串行信号中提取出电磁阀动作信号的从动芯片、根据上述动作信号供电磁阀供电的供电端子、和将上述从动芯片切换至单线圈电磁阀用或双线圈电磁阀用的切换器而构成；

各相邻集成块体上的上述电路板的各阴阳接线端子设置在，当各集成块体相连接使各共用通路相互连通的同时各阴阳接线端子也相互连接的位置上。

2.根据权利要求1所述的串行信号驱动的集成式电磁阀，其特征在于：电路板上设置的切换器，由对从动芯片切换端子是否接地进行切换的切换开关构成。

3.根据权利要求1记述的串行信号驱动的集成式电磁阀，其特征在于：电路板上设置的切换器，由通过装入和拔出来选择是否将从动芯片的切换端子与接地侧连接的短路销构成。