CN1268639A - 串行信号驱动的集成式电磁阀 - Google Patents

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Abstract

通过安装有电磁阀20并相连接的集成式电磁阀30内供给或排出压缩空气的同时、向各电磁阀传送串行信号。在集成块体的流体流路31中设置有贯穿各集成块体的供排气用共用通路32、33以及使其与电磁阀20的供排气开口部连通的通路36－38,在集成块体的电路41内安装了具有串行信号传送用连接端子46a、46a、从串行信号提取电磁阀动作信号的从动芯片47、根据该动作信号给电磁阀供电的供电端子49的电路板45。通过集成式电磁阀10的组装即可完成流路的连通和电连接。

Description

串行信号驱动的集成式电磁阀
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。
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。该集成式电磁阀能够由该串信号驱动控制，但在实现这种控制时，希望形成与传统的集成式电磁阀一样易于装配的结构。
本发明的技术课题是，构成为在由串行信号驱动控制上述集成式电磁阀时，具有与传统的集成式电磁阀同样的极为简单的装配结构。
本发明的其他技术课题是提供极易维护、不会发生配线误差的串行信号驱动的集成式电磁阀。
为了解决上述课题，本发明是一种由串行信号控制动作的集成式电磁阀，该集成式电磁阀备有必要数量的电磁阀、分别安装有该各电磁阀且相互间连接的集成块体、通过该各集成块体内供给或排放压缩空气的供排气单元和对通过该集成块体内向各电磁阀发送的动作控制用串行信号进行中继的中继单元。上述集成块体内，设有流体流路部和电路部。
上述集成块体的流体流路中，该流体流路部中，设置有贯通各集成块体且与供排气单元相连通的供排气共用通路的同时，还设置有使上述共用通路与电磁阀的供排气用开口部连接的通路。上述电路内收纳电路部件，其在电路板上安装有相互电连接的串行信号用阴阳接线端子、从串行信号中提取电磁阀动作信号的从动芯片和根据上述动作信号给电磁阀供电的供电端子。
上述电路部件具有如下配置，即相邻的各集成块体的上述电路板的各阴阳端子，通过集成块体的连接该集成块体上的共用通路相互连通的同时该各阴阳端子亦相互处于连接状态；使电路板上的供电端子面对集成块体上面的开口，并且位于如下位置，即由于集成块体上安装了电磁阀而该电磁阀和流体流路部的通路连通的同时，与设置在电磁阀上的受电端子亦处于相互连接的位置上。
上述集成式电磁阀中通过将电路板嵌装入集成块体的电路部内的安装槽内，把电路板上相对的两边缘处反向配置的阴阳接线端子以及面对集成块体上面开口部的供电端子设置在集成块体对应的确定位置上。
具有上述结构的串行信号驱动的集成式电磁阀，通过依次连接邻接的集成块体，其流体流路的共用通路相互连通的同时，各集成块体电路部内嵌装的电路板上的串行信号传送用阴阳接线端子亦相互连接，此外，在各集成块体上分别安装有各个电磁阀，当这些电磁阀上供排气开口部与集成块体上流体流路部的流通路相互接通时，根据由串行信号给出的动作信号向电磁阀供电，使各集成块体上的供电端子和各电磁上设置的受电端子相互连接。
也就是说，只要集成块体层叠地连接起来，串行信号线与流体流路一起自动连接起来。此外，只要在各集成块体上安装电磁阀，电磁阀就与支路块之间形成流路的同时，还形成根据串行信号驱动电磁阀的电路。
当由串行信号对集成式电磁阀进行驱动控制时，与传统的集成式电磁阀一样，可以极为简单地进行组装，此外，由于电控制系统集成在电路部件中，所以极易维护，也不会发生配线错误。
而且，对集成块体进行上述电连接而必须的结构，即结合面的阴阳接线端子以及上面的供电端子，通过将电路板嵌装在集成块体的电路部内的安装槽内即可实现。
图1所示是用于本发明的集成式电磁阀的串行信号驱动控制系统的构成例的透视示意图。
图2所示是本发明的支管形电磁阀的实施例的透视分解示意图。
图3是安装在上述集成式电磁阀内的电路部件的平面图。
图4是上图所示部件的侧视图。
图5是表示集成式电磁阀控制系统内的中继单元及集成块体内的信号线的概要的示意性说明图。
图6是表示本发明的集成式电磁阀的其他实施例结构的部分分解透视示意图。
图1所示是用于本发明的集成式电磁阀的串行信号驱动控制系统的构成例的透视示意图。
在该控制系统中，经由网关3，通过专用电缆4传送来自利用控制装置1控制动作的串行信号通信单元2的串行信号，再根据需要，将之传送给支管电磁阀10或经由连接件6传送给其他设备。可以在经由网关3传送上述串行信号的同时，由电源单元5提供驱动电力，也可以与之分开分别供给。此外，在上述集成式电磁阀10上，在根据需要连接了模拟设备7等的基础上，还可以连接末端单元8。
图2所示是利用上述串行信号控制动作的本发明集成式电磁阀10的实施例。
该集成式电磁阀10具有：供各种用途的所需数量的3端口或所需数量的5端口的电磁阀20、分别配置这些电磁阀20并相互连接的所需数量的集成块体30、连接在集成块体30的一端并通过这些集成块体30内供排压缩空气的供排气单元50、配置在相连接的集成块体30的另一端的末端块60、安装在上述供排气单元50上用于中继通过集成块体30内把来自上述网关3的控制动作用的串行信号送给各电磁阀20的串行信号的中继单元70。
上述电磁阀20内部具有一个或多个电磁线圈，通过利用这些电磁线圈驱动的先导控制阀21驱动主阀22、或者由这些电磁线圈直接驱动3端口或5端口的主阀22，可以切换该主阀22的供排气，其被安装螺钉23固定在集成块体30上。此外，在该电磁阀20上，设置有在将之固定在集成块体30时与后述的供电端子49进行电连接的受电端子25。为使上述电磁阀20对3端口或5端口的哪一种情况都能使用共用的集成块体30，可以采用外形同一而仅内部机构不同的构成。
上述集成块体30是一个具有流体流路部31和电路部41的器件，其可以利用合成树脂等将两部31、41合为一体成型，也可以分别成型后结合为一体。
集成块体30的上述流体流路部31的流路与已周知的集成块体一样，以贯通各个集成块体30并使之与供排气单元50内的流路(略去图示)相互连通的供气用的共用通路32及排气用的共用通路33和在设置在集成块体30的一端面的两个输出口34、34供排来自电磁阀20的输出流体的输出流路为主体，根据需要附设先导控制阀用的供排用流路，进而，在上面的电磁阀安装面35上给这些共用通流路或输出流路、先导控制阀用的供排用流路以及在电磁阀20朝向集成块体30的安装面上设置的连通供排用开口部的供给共用通路36、输出用通路37开口。
安装在上述输出口34、34上的输出口用接头39、39其周围具有安装槽，将它们嵌入集成块体30的输出口34、34，通过让从该集成块体30的上部插入的成U型销40的脚部配合上述安装槽进行固定。
另外，在上述电路部41，其内部收纳有电路部件44。该电路部件44如图3及图4所示那样，在电路板45上，设置有传送串行信号用的阴阳连接端子46a、46b、从串行信号中抽出电磁阀20的动作信号的从动芯片47和按照上述动作信号对电磁阀供电的供电端子49，这些端子和芯片通过电路板45上的印刷电路相互地做电气上的连接。这些电路部件44如图2所示那样，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，在该安装槽42上嵌装电路板45，将之固定在规定的位置处，可以在电路部41固定地安装。该电路板45的固定可以是利用螺钉的固定，或者在将电路板45插入到安装槽42的固定位置时设置与之弹性配合的部件等，稳定的可拆装的固定是合适的。此外，作为上述电路板45，也可以使用柔性的基板。
邻接的各集成块体30上的上述电路板45上的阴阳的各连接端子46a、46b呈背向状态地配置在电路板45上对向的板缘上，由此，在将电路板45嵌装到规定的位置上时，阴阳的连接端子46a、46b向外地配置在集成块体30的相互接合面的需要位置上，通过确定该位置，在相互接合面上连接相邻的集成块体30时，在这些集成块体30的共用流路32、33相互连通的同时，还相互连接集成块体30上的阴阳连接端子46a、46b。
另外，在集成块体30的电路部41上面，设置供电端子用开口43，并使电路板45上的供电端子49面临该开口43。上述供电端子49既可以固定地设置在电路板45上，也可以通过安装具有某种程度的挠性的部件进行可以做位置调整的准固定，还可以通过连接在电路板45的规定位置上的挠性导线进行连接，但在将电路板45嵌装在电路部41的安装槽42上的规定位置上时，可将供电端子49配置在面临上述开口43的位置上，或者把供电端子49配置在面临上述开口43的位置并采用适当的方法固定在那里。
这样，通过将供电端子49配设在靠近集成块体30上面的开口43的位置，供电端子49被配设在集成块体30上的规定位置上，即，在集成块体30上的电磁阀安装面35上通过密封垫片安装电磁阀20，并在连通设置在该电磁阀20上的供排用开口部、流体流路部31上开口的供给用通路36、输出用通路37及排气用通路38等时，与此同时地在与设置在电磁阀20上的受电端子25相互连接的位置上配设该供电端子49。在连接该供电端子49和受电端子25时，通过在上述开口43的周围加入连接密封垫片43a，可密封电连接部。
连接多个上述的集成块体30，在它们的一端配设有通过所连接的集成块体30内并供排压缩空气的供排气单元50，在它们的另一端配置有末端块60。
上述供排气单元50其一端面上具有供气用接头51及排气用接头52，并让它们与贯通各个集成块体30的供气用的共用通路32及排气用的共用通路33相连通，把来自外部的供气送给共用通路32，并通过共用通路33排出来自各个电磁阀20的排气。上述的供排气用接头51、52与前面的输出口用接头39一样，在其周围设置了止动槽，通过让从该供排气单元50的上部插入的成U型销53的脚部配合上述止动槽进行固定。此外，虽然没有图示，但在与该供排气块50上的集成块体30的接合面上，设置有与设置在该集成块体30的阳连接端子46b相连接的阴连接端子，此外，在外面设置着与之进行了电连接的阳连接端子56。
另外，上述的末端块60与上述供排气单元50一起置于相连接的集成块体30的两端，通过拉紧螺栓65及固定螺母55连结它们，同时，闭锁贯通设置的集成块体30的共用通路32、33等的端部。在该连结时，在各个集成块体30之间、以及在集成块体30和供排气单元50及末端块60之间，分别加装密封垫片30a，独立地密封集成块体30的流体流路部31和电路部41。该密封垫片30a也可以作为另外的物体加装到集成块体30的流体流路部31和电路部41上。
在上述末端块60上，可以在供排气单元50的供气用接头51及排气用接头52之外设置供气用接头61及排气用接头62。在该情况下，对两个接头61、62的固定也可以使用从该末端块60的上部插入的成U型销63。进而，虽然图示省略，但在末端块60上，还可以接插前面的末端单元8(参照图1)。
在上述供排气单元50上通过密封垫片71以密封状态安装的中继单元70中继通过支管形块30内并用于输送到各电磁阀20的来自前面网关3的控制动作用的串行信号，是一个用于进行其接收及输送的部件，具有用于其接收及输送的串行信号连接端子72、73。此外，在该中继单元70内，在电路板74a上设置所需要的电气·电子元件74b的同时，还设置有与供排气单元50上的阳连接端子56相连接的传送串行信号用的阴连接端子74c。
图5所示是上述支管电磁阀10的控制系统内中继单元70及集成块体30内的信号线的概略，在该控制系统中，首先，如利用图1所说明的那样，通过网关3传送来自串行通信单元2及电源单元5的串行信号及电力信号，它们经由由串行信号线4a及电力信号线4b组成的专用电缆4，通过其接收侧的连接端子72传送给设置在支管电磁阀10上的中继单元70。也可以不同于通过网关3来传送的串行信号而另外提供来自电源单元5的驱动电力。中继单元70的送出侧可以根据需要经由连接端子73、72A依次连接同样的支管形电磁阀10A的中继单元70A，或者其他的模拟设备7等，在其送出侧也可以同样地经由连接端子73A连接其他的设备。
导入中继单元70的串行信号，从设置在其上的阴连接端子74c，通过图5中省略的供排气单元50(参照图1及图2)，进而，通过与之相邻的集成块体30的阴连接端子46b传送到该集成块体30内的电路板45上的从动芯片47内。各个集成块体30内安装的电磁阀20的通、断电动作输出是在各个从动芯片47内通过根据串行信号进行输出回路的开关动作而实现的，该输出信号经由供电端子49和电磁阀20的受电端子25、分别传送给电磁阀20。此外，上述串行信号经由阴阳的连接端子46a、46a依次与控制下一级电磁阀20的从动芯片47传送。
电磁阀20上设置的电磁线圈26是用于使先导控制阀动作的元件，在单一的电磁阀20中设置了两个电磁线圈26的是双线圈电磁阀(通常为5端口阀)，而只有一个电磁线圈26的是单线圈电磁阀(通常为3端口阀)。
连接到从动芯片47的传输线75是电磁阀驱动用电源线，传输线76是通过5V电源76a连接的控制用电源线，传输线77是传送串行信号的信号线，传输线78是串行信号的返回线。图中79是末端块60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70发送侧接线端子73、72A连接的支管形电磁阀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。
上述图2中，中继单元70可以安装在供排气单元50和末端块60中的一方或两方，也可以与供排气单元50和末端块60做成整体结构。
图6表示了上述中继单元70设置在供排气单元50B上的集成式电磁阀10B。在该集成式电磁阀10B中，供排气单元50B的结构除了阳接线端子56B设置在供排气单元50B上这一点外，其余与前述图2所示实施例一样，而中继单元70B的结构除了该中继单元70B通过密封垫片71B安装在供排气单元50B上这一点外，其余也与前述图2所示实施例一样。在这种结构中，中继单元70B在供排气单元50B上大致被安装在与电磁阀20B相同的高度范围内，这样就可以实现整体的集约化。
根据以上详述的本发明的串行信号驱动的集成式电磁阀，当由串行信号驱动集成式电磁阀时，由于能够与传统的集成式电磁阀一样可以极其简单地组装和分解，所以，极易维护且不会发生配线错误。

Claims (2)

1.一种串行信号驱动的集成式电磁阀，是一种由串行信号控制动作的集成式电磁阀，具有必要数量的电磁阀、分别安装有该各电磁阀且相互间连接的集成块体、通过该各集成块体内供给或排放压缩空气的供排气单元和对通过该集成块体内向各电磁阀发送的动作控制用串行信号进行中继的中继单元；其特征在于：
上述集成块体内，设有流体流路部和电路部，
该流体流路部中，设置有贯通各集成块体且与供排气单元相连通的供排气共用通路的同时，还设置有使上述共用通路与电磁阀的供排气用开口部连接的通路；
上述电路内收纳电路部件，所述电路部件在电路板上安装有相互电连接的串行信号用阴阳接线端子、从串行信号中提取电磁阀动作信号的从动芯片和根据上述动作信号给电磁阀供电的供电端子；
相邻的各集成块体中的上述电路板的各阴阳端子设置在如下位置，即通过集成块体的连接，集成块体上的共用通路相互连通的同时，该各阴阳端子亦相互处于连接状态；
使电路板上的供电端子面对集成块体上面的开口，并且将其装配在如下位置，即由于集成块体上安装了电磁阀而该电磁阀和流体流路部的通路连通的同时，与设置在电磁阀上的受电端子亦处于相互连接的位置。
2.根据权利要求1记述的发明，其特征在于：
通过将电路板嵌装入集成块体的电路部内的安装槽内，把电路板上相对的两边缘处反向配置的阴阳接线端子以及面对集成块体上面开口部的供电端子设置在集成块体中的确定位置上。
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