CN1470791A - 具有位置检测机构的集装阀 - Google Patents

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Abstract

一种具有位置检测机构的集装阀，磁性传感器的安装和该磁性传感器与集装式底板之间的配线简单，保养时的操作容易。其构成为：在电磁阀(1)的阀芯(8)上安装磁环(20)的同时，在壳体(6)上形成的第1凹部(26)内设置有磁性传感器(29、29)和导通到各磁性传感器(29、29)的连接销(30、30)，在集装式底板(2)上，在第2凹部(36)内设置传感器用连接器(37)，在基板收容室(35)内设置连接该传感器用连接器(37)的主配线基板(34)，将电磁阀(1)搭载在上述集装式底板(2)上，则上述连接销(30、30)连接传感器用连接器(37)，磁性传感器(29、29)与主配线基板(34)电气连接。

Description

具有位置检测机构的集装阀
技术领域
本发明涉及一种具有位置检测机构的集装阀，该集装阀通过包含磁环和磁性传感器的位置检测机构检测搭载在集装式底板上的电磁阀的阀部件的动作位置。
背景技术
如日本专利公报实开平2-66784号公开的那样，通过使用磁环和磁性传感器能检测出阀芯动作位置的电磁阀已被公知。该电磁阀是在阀芯的外周安装磁环的同时，在壳体上安装感知磁性的磁性传感器，阀芯移动到一方的切换位置时上述磁性传感器感知到磁环并处于开的状态，阀芯移动到另一方的切换位置时磁性传感器离开磁环并处于关的状态。上述磁性传感器从电磁阀壳体导出到外部并通过导线连接在控制器上。
另一方面，在该种电磁阀中，包括以将其搭载在集装式底板的形式而作为集装阀使用的电磁阀。该集装阀的构成为：通常在集装式底板上搭载一个或多个电磁阀，压力流体和驱动信号通过上述集装式底板供给该各电磁阀。
与上述公知例同样，这样的集装阀的各电磁阀的动作位置能通过使用磁环和磁性传感器检测出来。但是在其场合下，如公知例所示，因为将从磁性传感器引出的导线从电磁阀的壳体向外部导出时，该导线必须引到壳体的外部并导入、连接到集装式底板的电气连接部，所以，容易产生配线作业变得麻烦、杂乱，上述导线妨碍其它部件等的问题。另外，在进行保养而分离集装式底板和电磁阀时，必须进行将用导线连接在集装式底板上的传感器从壳体取下，或将上述导线从集装式底板分离等的作业，操作麻烦。
发明内容
本发明的技术课题是提供一种集装阀，具有位置检测机构，该位置检测机构的特征为：在向电磁阀安装磁性传感器变得简单的同时，该磁性传感器和集装式底板之间的配线容易，保养时的操作也容易。
为了解决上述课题，本发明提供一种集装阀，具有切换压力流体的流路的电磁阀和搭载该电磁阀的集装式底板。上述电磁阀具有：壳体、阀部件、驱动机构、位置检测用磁环和第1凹部，其中，壳体具有相对集装式底板的安装面，阀部件设置在该壳体的内部，驱动机构驱动该阀部件，位置检测用磁环设置在上述阀部件的一端，第1凹部设置在上述安装面的该磁环的对应位置。另外，在上述第1凹部的内部收容有检测上述磁环的一个以上的磁性传感器和导通到该磁性传感器的连接销。
另外，上述集装式底板具有：搭载面、第2凹部、基板收容室、传感器用连接器和主配线基板，其中，搭载面用于搭载上述电磁阀，第2凹部形成于与上述第1凹部相对应的该搭载面上的位置，基板收容室位于与该第2凹部相连的底板内部，传感器用连接器设置在上述第2凹部内，主配线基板设置于上述基板收容室内，在搭载信号处理用电子部品和给电用及信号传达用连接器的同时，电气连接上述传感器用连接器。另外，上述传感器用连接器之构成为：具有可接触上述连接销的接触器，将电磁阀搭载于上述集装式底板时上述接触器与连接销接触并电气连接。
具有上述构成的本发明的集装阀，在电磁阀的壳体上设置有第1凹部，在该凹部内设置有磁性传感器和与该磁性传感器导通的连接销，另一方面，在同一端的集装式底板上，在上述第1凹部的对应位置设置有第2凹部，因为该凹部内设置有传感器用连接器，所以，只需将电磁阀搭载在上述集装式底板上，就可实现上述连接销与传感器用连接器连接，电磁阀内的磁性传感器与集装式底板内的主配线基板电气连接。因此，磁性传感器的安装及与主配线基板的连接不仅简单，而且由于不需将该磁性传感器的导线引向外部，所以配线容易。进而，在进行保养分离集装式底板和电磁阀时，不需将磁性传感器从电磁阀取下，也不需切断该电磁阀和集装式底板之间的导线，所以操作容易。
根据本发明的一个具体的构成方式，上述第1凹部由隔壁部件划分为内侧的传感器室和外侧的电气连接室，上述磁性传感器配设在内侧的传感器室内，同时，上述连接销贯穿并突出隔壁部件到外侧的电气连接室内，上述传感器用连接器的构成为：具有尖端部从上述搭载面突出的连接部，该连接部嵌合在上述电气连接室内，接触器和连接销即被连接。
根据本发明的其它具体的构成方式，上述电磁阀的壳体具有：主块、辅助块、第1及第2端块，其中，主块内藏上述阀部件，辅助块与该主块的一端结合且上述阀部件一端的磁环安装的部分在其内部移动，第1及第2端块分别结合在该辅助块和上述主块的端部，在上述辅助块上形成上述第1凹部。
附图说明
图1是表示本发明的集装阀的一个实施方式的断面图。
图2是图1的主要部位扩大图。
具体实施方式
图1表示本发明的一个代表性的实施方式，该集装阀具有电磁阀1和集装式底板2，其中，电磁阀1切换压缩空气等压力流体的流路，集装式底板2搭载该电磁阀1，该集装式电磁阀从集装式底板2向电磁阀1进行压力流体的供给和电气信号等的传达。
上述电磁阀1是伺服式电磁阀，具有主阀4和电磁操作式的伺服阀5a、5b，其中主阀4具有5通阀构造，伺服阀5a、5b连接在该主阀4上，电磁阀1通过该伺服阀5a、5b切换内藏于上述主阀4的阀部件。所以上述伺服阀5a、5b构成驱动上述主阀4的阀部件的驱动机构。
上述主阀4具有由非磁性体构成的壳体6。该壳体6具有主块6a、辅助块6b、第1端块6c和第2端块6d，其中，主块6a具有矩形断面，辅助块6b连接配合在主块6a的一端，第1端块6c和第2端块6d分别连接配合在该辅助块6b和主块6a的端面，该壳体6的下面，特别是主块6a的下面，形成与上述集装式底板2的上面的搭载面2a连接配合的实质性的平的安装面1a。
在上述安装面1a的与主块6a的底面相对部分，设置有供给通孔P1、位于其两侧的两个输出通孔A1和B1、以及位于更远的两侧的两个排出通孔EA1和EB1。另外，在上述主块6a和辅助块6b的内部设置有以上述配列连通上述各通孔的阀孔7，该阀孔7内自由滑动地收容作为流路切换用阀部件的阀芯8。在该阀芯8的外周设置有用于切换上述各孔间的流路的多个密封部件9。
另外，上述阀芯8的轴向的第1端8a延伸至上述辅助块6b的内部，并使其在该辅助块6b的内部的阀孔部分7a移动，在该第1端8a的外周安装有位置检出用磁环20。该磁环20呈环状，嵌付在上述第1端8a上形成的小径部，环状盖部21从其外侧嵌付并压接该磁环20，这样，通过该盖部21，磁环20被固定在上述阀芯8的端部。
上述辅助块6b的内部的阀孔部分7a通过阀芯8的端部的密封部件9a截断与压力流体的流路的联系，位于该阀孔部分7a的内部的上述磁环20与压力流体不直接接触。所以，即使上述压力流体中含有如水份、化学微粒或金属粉的磁性体粒子等，也不会出现该磁环20与这些物质相接触而生锈、腐食或吸附磁性体粒子，不会出现由于磁力降低而导致位置检出精度的下降或由于吸附的细微粒子而引起的阀芯动作不良等现象。
在上述第1端块6c和第2端块6d处，在上述阀芯8的两端相向位置分别形成活塞室11a、11b。该两活塞室中，形成于第1端块6c的第1活塞室11a为大径，大径的第1活塞12a自由滑动地收容在其中，该第1活塞12a通过垫片14抵接上述盖部21的端面，即阀芯8的第1端8a侧的端面。该垫片14可以与上述盖部21或第1活塞12a的任意一个成一体。另外，在上述第2端块6d形成的第2活塞室11b比上述第1活塞室11a直径小，其中自由滑动地收容有第2活塞12b，该第2活塞12b直接抵接在上述阀芯8的第2端8b侧的端面。
在上述各活塞室11a、11b的内部，在各活塞12a、12b的背面侧分别形成第1和第2压力室13a、13b。位于大径的第1活塞12a的背面的上述第1压力室13a通过伺服供给流路16、设置在中间块15上的手动操作机构17a、伺服阀5a和伺服输出流路18a连通上述供给孔P1。另外，位于小径的第2活塞12b的背面的上述第2压力室13b通过上述伺服供给流路16、另一方的伺服阀5b、伺服输出流路18b、手动操作机构17b和伺服输出流路18c连通上述供给孔P1。
另外，一方的伺服阀5a关闭，第1压力室13a开放连通大气，同时另一方的伺服阀5b打开，来自伺服供给流路16的伺服流体通过上述伺服输出流路18b和18c供给第2压力室13b，这时，通过第2活塞12b推压阀芯8，如图1所示，阀芯8占据移动至左侧的第1切换位置。上述伺服阀5a、5b从该状态切换，伺服阀5a打开、伺服阀5b关闭，这样，第2压力室13b开放连通大气且伺服流体供给第1压力室13a，所以，通过活塞12a推压阀芯8向右侧移动，切换至第2切换位置。
上述手动操作机构17a、17b分别通过手动再现与伺服阀5a、5b开放时同样的切换状态，所以，在停电或伺服阀故障的场合等使用。即，手动操作机构17a对应于伺服阀5a，通过压下操作钮17c，伺服供给流路16和伺服输出流路18a直接连通，伺服流体从供给孔P1供给第1压力室13a。另一方的手动操作机构17b对应于伺服阀5b，通过压下操作钮17c，伺服供给流路16和伺服输出流路18c直接连通，伺服流体从供给孔P1供给第2压力室13b。
而且，上述伺服阀5a、5b通过给电磁线圈通电开闭伺服流路，由于其构成及作用与公知物相同，所以省略其具体说明。
在上述电磁阀1的壳体6形成的安装面1a上，如图2详细所示，在对应上述磁环20的位置，即在辅助块6b的底面的位置形成第1凹部26。该凹部26的内部，由呈コ字形的隔壁部件27划分为内侧的传感器室26a和外侧的电气连接室26b，在上述传感器26a的内部收容有传感器基板28和两个磁性传感器29、29，传感器基板28安装在上述隔壁部件27，两个磁性传感器29、29搭载于该传感器基板28。由于该磁性传感器29、29在往复于上述阀芯8的动作位置的两行程端部检测，所以考虑上述磁环20的移动距离，以保持相互间必要间隔的状态配置磁环20。另外，在上述电气连接室26b的内部，基端安装于上述传感器基板28的两个连接销30、30穿过上述隔壁部件27并伸出，该连接销30、30通过上述传感器基板28与磁性传感器29、29之一进行电气导通。
上述隔壁部件27包括主体部27a、弹性脚部27b、27b和锁止用突起27c，其中，主体部27a是用于安装上述传感器基板28的板状，弹性脚部27b、27b从该主体部27a的两端沿上述第1凹部26的侧壁成直角向下方延伸，突起27c分别设置于该脚部27b、27b的外表面。另外，上述突起27c从辅助块6b的下表面侧插入上述第1凹部26内，并被凹部26的侧壁上形成的锁止孔32弹性地锁止，这样，该隔壁部件27能自由装卸于上述第1凹部26。
上述集装式底板2是在厚度方向接合多个使用的重叠形式，通过非磁性体原材料构成能搭载一个电磁阀1的结构。该集装式底板2的较长方向的一半侧为流路形成部2A，另一半侧为电气连接部2B，在该集装式底板2的上表面，形成跨越该流路形成部2A和电气连接部2B的上述搭载面2a。上述流路形成部2A和电气连接部2B可以一体地形成，也可以分别形成并相互连接。
在上述流路形成部2A设置有沿厚度方向贯穿集装式底板2的供给流路P和排出流路E，同时，设置有在该集装式底板2的端面开口的两个输出孔A、B。另外，该供给流路P、排出流路E和各输出孔A、B分别通过在流路形成部2A内部形成的连通孔连通在上述搭载面2a上开口的供给通孔、两个排出通孔和两个输出通孔，将电磁阀1搭载于该搭载面2a上时，该各通孔分别连通在该电磁阀1的安装面1a开口的上述供给通孔P1、两个排出通孔EA1、EB1和两个输出通孔A1、B1。
另外，对于上述电气连接部2B，在其内部具有收容主配线基板34的基板收容室35的同时，在搭载面2a上的对应于上述第1凹部26的位置，具有连通该基板收容室35的第2凹部36，且在该第2凹部36的内部，设置有传感器用连接器37。该传感器用连接器37具有棱柱状的连接部40和一对弹性锁止片41、41，其中连接部40从底座部件39的中央部竖起，弹性锁止片41、41位于该连接部40的两侧并在其前端具有锁止用的突起41a，该锁止片41、41形成为比上述连接部40的高度低。另外，使该锁止片41、41的前端的突起41a、41a锁止在设置于第2凹部36的侧壁，这样，该传感器用连接器37在上述连接部40的前端从搭载面2a向上方突出的状态下自由装卸地安装于上述第2凹部36内。
在上述连接部40的内部并排设置有两个筒状接触器45、45，该接触器45、45分别通过导线46和第1连接器47自由分离地连接于上述主配线基板34。另外，将上述电磁阀1搭载于集装阀底座2上，则上述传感器用连接器37的连接部40的前端部嵌合于电气连接室26b的内部，各接触器45接触连接销30之一，这样，磁性传感器29、29电气连接于主配线基板34。
在上述集装式底板2上围绕着上述第2凹部36的周围安装有密封部件44，如上所述将电磁阀1搭载于集装式底板2上，这样，该密封部件44围绕着上述第1凹部26的周围抵接在电磁阀1的壳体6的下表面，即辅助块6b的下表面，密封该第1和第2凹部26、36。
上述主配线基板34是接受从控制器传来的所谓串行信号或并行信号的电磁阀1的控制信号，和从上述磁性传感器29输出的检测信号等，进行该电气信号的处理或传达等的部品。所以在该主配线基板34上，搭载有用于信号处理的电子部件48、作为给电用及电气信号传达用而使用的多个连接器47、49、50，同时，施行连接该各电子部件48和连接器47、49、50的印刷配线。
上述第1连接器47是用于将上述传感器用连接器37连接于该主配线基板34上的部品，从上述磁性传感器29输出的位置检测信号通过该第1连接器47被送至主配线基板34，根据需要用上述电子部件48进行信号处理，之后送至控制器。另外，上述第2连接器49是用于连接电磁阀1和主配线基板34的部品，通过将上述电磁阀1搭载于集装式底板2的搭载面2a，设置于该电磁阀1下表面的连接端子49a自动地连接于主配线基板34侧的连接端子49b。进而，上述第3连接器50是用于连接设置于邻接的集装式底板2、2上的主配线基板34、34的部品，通过接合该集装式底板2、2，相互连接设置于两集装式底板2、2上的雌雄连接端子。
在上述主配线基板34的端部，搭载有表示阀芯8的动作状态的表示灯51，与此相对，在集装式底板2的端面设置有用透明部件覆盖的表示窗52，通过该表示窗，表示灯51可目视看到。该表示灯51基于从上述磁性传感器29输出的位置检测信号，在阀芯8的切换动作不正常时点亮来进行通知。
在具有上述构成的集装阀的电磁阀1的壳体6上设置有第1凹部26，在该凹部26内设置有磁性传感器29、29和导通至该磁性传感器29、29的连接销30、30，在集装式底板2上与上述第1凹部26相对应位置设置有第2凹部36，在该凹部36内设置有传感器用连接器37，所以，只需将电磁阀1搭载于上述集装式底板2上，就可完成上述连接销30、30与传感器用连接器37的连接，及电磁阀1内的磁性传感器29、29与集装式底板2内的主配线基板34的电气连接。因此，不仅磁性传感器29、29的安装简单，由于不必从该磁性传感器29、29向外部引出导线，所以配线也变得容易。进而，保养时分离集装式底板2和电磁阀1的时候，由于不必从电磁阀1取下磁性传感器29、29，或分离电磁阀1和集装式底板2之间的导线，所以操作也变得容易。
另外，电磁阀1的壳体6分为：主块6a、辅助块6b、第1和第2端块6c、6d，其中，主块6a中内藏阀芯8，辅助块6b结合于该主块6a的一端，第1和第2端块6c、6d分别结合于该辅助块6b和上述主块6a的端部，在上述辅助块6b的内部将磁环20安装于上述阀芯8的端部，同时，形成上述第1凹部26，并在该第1凹部26内设置传感器用连接器37，所以，上述主块6a及第1和第2端块6c、6d可使用与一般的电磁阀共通的部品，只新追加辅助块6b即可，所以，能谋求部品的共通化，并能合理地形成各种的电磁阀。
上述实施例中，虽然将两个伺服阀5a、5b集中设置于主阀4的一侧，即第1端块6c侧，但也可将该伺服阀5a、5b配置成在第1端块6c侧和第2端块6d侧一边一个。另外，在象这样具有两个伺服阀的双向伺服式电磁阀的场合，没必要使两个活塞12a、12b的直径大小一定不同，可以使用相同直径的活塞。
或者，也可使上述电磁阀1为通过一个伺服阀切换阀芯的单向伺服式电磁阀。该场合下，省略与小径的第2活塞12b对应的伺服阀5b，通过伺服输出流路18c、手动操作机构17b、伺服供给流路16使第2压力室13b连通于供给孔P1，电磁阀未动作时供给其伺服流体即可。另外，省略图1中一方的伺服阀5b的场合，在其位置，若安装与省略的伺服阀实质性的相同形状及相同尺寸的模型，则能使电磁阀具有与双向伺服式的场合相同的外观形状。
另外，上述实施例中，虽然具有两个用于在往复于阀芯8的动作位置的两行程端部检测信号的磁性传感器29、29，但在任意一方的行程端部检测的场合下，只设置一个磁性传感器即可。
而且，勿庸置疑，本发明也适用于具有阀芯式以外电磁阀的集装阀，例如具有提升式电磁阀的集装阀等。
根据本发明，在电磁阀的壳体上设置第1凹部，在该凹部内设置磁性传感器和导通该磁性传感器的连接销，在一方的集装式底板上，在与上述第1凹部对应的位置设置第2凹部，在该凹部内设置传感器用连接器，因此，只通过将电磁阀搭载于集装式底板上，就可以连接连接销和传感器用连接器，简单而准确地将电磁阀内的磁性传感器电气连接于集装式底板内的主配线基板。所以，不仅磁性传感器的安装和向主配线基板的连接简单，由于没有必要将从该磁性传感器引出的导线引向外部，所以配线也很容易。进而，保养时分离集装式底板和电磁阀的时候，由于不必从电磁阀取下磁性传感器，或分离电磁阀和集装式底板之间的导线，所以操作也变得容易。

Claims (3)

1.一种集装阀，包含切换压力流体的流路的电磁阀(1)和搭载该电磁阀的集装式底板(2)，具有位置检测机构，其特征为：
上述电磁阀(1)具有：壳体(6)、阀部件(8)、驱动机构(5a、5b)、位置检测用磁环(20)和第1凹部(26)，其中，壳体(6)具有相对集装式底板(2)的安装面(1a)，阀部件(8)设置在该壳体(6)的内部，驱动机构(5a、5b)驱动该阀部件(8)，位置检测用磁环(20)设置在上述阀部件(8)的一端，第1凹部(26)设置在上述安装面(1a)的该磁环(20)的对应位置，
在上述第1凹部(26)的内部收容有检测上述磁环(20)的一个以上的磁性传感器(29)和导通到该磁性传感器(29)的连接销(30)。
上述集装式底板(2)具有：搭载面(2a)、第2凹部(36)、基板收容室(35)、传感器用连接器(37)和主配线基板(34)，其中，搭载面(2a)用于搭载上述电磁阀(1)，第2凹部(36)形成于与上述第1凹部(26)相对应的该搭载面(2a)上的位置，基板收容室(35)位于与该第2凹部(36)相连的底板内部，传感器用连接器(37)设置在上述第2凹部(36)内，主配线基板(34)设置于上述基板收容室(35)内，在搭载信号处理用电子部品(48)和给电用及信号传达用连接器(47、49、50)的同时，电气连接上述传感器用连接器(37)，
上述传感器用连接器(37)的构成为：具有可接触上述连接销(30)的接触器(45)，将电磁阀(1)搭载于上述集装式底板(2)时上述接触器(45)与连接销(30)接触并电气连接。
2.如权利要求1记载的集装阀，其特征为：上述第1凹部(26)由隔壁部件(27)划分为内侧的传感器室(26a)和外侧的电气连接室(26b)，上述磁性传感器(29)配设在内侧的传感器室(26a)内，同时，上述连接销(30)贯穿并突出隔壁部件(27)到外侧的电气连接室(26b)内，上述传感器用连接器(37)的构成为：具有尖端部(40a)从上述搭载面(2a)突出的连接部(40)，该连接部(40)嵌合在上述电气连接室(26b)内，接触器(45)和连接销(30)即被连接。
3.如权利要求1或2记载的集装阀，其特征为：上述电磁阀(1)的壳体具有：主块(6a)、辅助块(6b)、第1及第2端块(6c、6d)，其中，主块(6a)内藏上述阀部件(8)，辅助块(6b)与该主块(6a)的一端结合且上述阀部件(8)一端的磁环(20)安装的部分(8a)在其内部移动，第1及第2端块(6c、6d)分别结合在该辅助块(6b)和上述主块(6a)的端部，在上述辅助块(6b)上形成上述第1凹部(26)。
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