JP2005249203A - プリント回路基板に直接的に取り付けられるソレノイドコイルを有する油圧カートリッジバルブ - Google Patents

Abstract

【課題】狭い空間に油圧カートリッジバルブのための制御装置を収容する。
【解決手段】油圧カートリッジバルブは、重機械を駆動するように、油圧ユニット１０と流体的に連結したマニホールドブロック１３に移動可能に嵌合されている。本発明は、油圧カートリッジバルブ１５を動作させるように接続されたソレノイドコイル１４を備えている。また、回路基板１８は、ソレノイドコイルと電気接続されている。コントローラエリアネットワークが回路基板に電気接続されており、コンピュータがソレノイドコイルの動作を制御し、それにより、油圧カートリッジバルブの動作が制御される。ソレノイドコイルは、ナット１６により油圧カートリッジバルブに固定されており、回路基板へ直接的に取り付けるための複数のピンを備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、ソレノイドコイル駆動型の油圧カートリッジバルブに関し、より詳しく言うと、油圧カートリッジバルブを制御するためにプリント回路基板に直接的に取り付けられたソレノイドコイルに関する。

油圧カートリッジバルブは、油圧装置により駆動される建設機械のような重機械の動作を制御するために、油圧装置で用いられ、その内部の油圧流体を制御するようになっている。通常、油圧カートリッジバルブは、油圧装置と流体的に連結するマニホールドの孔の中に移動可能に設けられ、この孔は、カートリッジバルブのハウジングとなっている。

一般的な油圧装置においては、マニホールドは、複数のカートリッジバルブを備えている。各カートリッジバルブは、少なくとも１つのソレノイドコイルにより制御される。ソレノイドコイルは、制御装置により励磁され、カートリッジバルブを、開位置や閉位置のような複数の位置のうちの１つへ移動させる。カートリッジバルブによっては、電気信号を与えると、バルブの位置が、アナログ的に線形に設定されるようになっている。

従来の制御装置では、ソレノイドコイルをコントローラに電気的に接続するために、ケーブル、ワイヤハーネス、その他のハード配線が用いられている。ワイヤハーネスは、各ソレノイドコイルに接続される複数のリード線からなっている。

複数のカートリッジバルブを有するマニホールドでは、カートリッジバルブを効率的に動作及び制御するために、多くのケーブルを、コントローラからソレノイドコイルへ接続しなければならない。このケーブルは嵩張り、油圧装置の物理的空間をかなり専有してしまう。

油圧装置のシステムは複雑であるので、ケーブル及びワイヤハーネスは高価に付き、製造に労力を要し、かつ、信頼性が低い。ワイヤハーネスの信頼性を高めようとすると、さらにコスト高となる。

従って、本発明の第１の目的は、空間を余り占有せず、かつカートリッジバルブを良好に制御できるようにした、油圧カートリッジバルブのための制御装置を提供することにある。

本発明の第２の目的は、従来に比べて、コストを抑え、かつ油圧カートリッジバルブのソレノイドコイルを効率的に電気接続しうる装置を提供することにある。

本発明の第３の目的は、カートリッジバルブを電子制御しうるように、回路基板に固定されるカートリッジバルブを制御するためのソレノイドコイルを提供することにある。

本発明の第４の目的は、高い信頼性をもって、油圧カートリッジバルブを電気接続する方法を提供することにある。

これらの目的及びその他の目的は、以下の説明により、当業者には明らかになると思う。

本発明は、重機械を駆動するように、油圧ユニットと流体的に連結されるマニホールドに、移動可能に嵌合される油圧カートリッジバルブに関する。本発明は、油圧カートリッジバルブに作動しうるように取り付けられたソレノイドコイルを備えている。また、回路基板が、ソレノイドコイルに電気的に連結されて固定されている。ソレノイドコイルは、公知のように、電流が流れると磁界を発生するように機能する。

コントローラエリアネットワーク（ＣＡＮ）回路が、回路基板に電気接続され、ＣＡＮ回路は、バルブ及び関連する部材の動作に関するネットワーク信号及びコマンドを受信して解読し、ソレノイドコイルの動作を制御する。このようにして、油圧カートリッジバルブの動作が制御される。

本発明のソレノイドコイルは、ナットにより、油圧カートリッジバルブに適宜固定されるようになっており、回路基板にソレノイドコイルを直接的に取り付けるための複数のピンを有している。付加的な電子部品を接続しうるように、回路基板の形状や寸法は自由に設定される。

本発明では、前記ピンは、ハウジング内のワイヤコイルに電気接続されるとともに、取り付けのために用いられる。これらのピンは、回路基板に例えば半田付けされ、回路基板に対する機械的及び電気的な接続を、簡単かつ低コストで行いうるようになっている。

図１には、油圧ユニット（１０）と流体的に連結され、かつ複数の通常の油圧カートリッジバルブが取り付けられたマニホールドブロック（１２）を有する油圧ユニット（１０）を示してある。油圧ユニット（１０）は、ナット（１６）により油圧カートリッジバルブに適宜固定された複数のソレノイドコイル（１４）を備えている。油圧ユニット（１０）は、さらに、ソレノイドコイル（１４）に固定されたプリント回路基板（１８）を備えている。

ソレノイドコイル（１４）を、ナット（１６）により取り付けるのではなく、マウントされたプリント回路基板に取り付けたり、圧力プレスにより、各バルブステムに複数のソレノイドコイルを固定して取り付けることもできる。

通常、アルミニウムその他の金属で形成されているマニホールドブロック（１２）は、その内部を流れる油圧流体を制御するための複数の油圧カートリッジバルブを備えている。また、マニホールドブロック（１２）は、非ソレノイド型カートリッジバルブ（１３）、または公知のソレノイド型カートリッジバルブ（１５）を備えている。一般的な構成のソレノイド型カートリッジバルブ（１５）は、標準的な接続線（１７）により、制御回路に接続される。

図２に示すように、ソレノイドコイル（１４）は、ワイヤコイル（図示しない）が巻回されるハウジング（１４Ａ）からなっている。また、ソレノイドコイル（１４）は、油圧カートリッジバルブにソレノイドコイル（１４）を固定するために、油圧カートリッジバルブに嵌合されるスルーホール（１４Ｂ）を備えている。

特に、ソレノイドコイル（１４）は、油圧カートリッジバルブがソレノイドコイル（１４）のスルーホール（１４Ｂ）に嵌合するように、マニホールドブロック（１２）から延びている油圧カートリッジバルブのバルブステム（図示しない）に取り付けられている。

次いで、ソレノイドコイル（１４）を油圧カートリッジバルブに固定するために、ナット（１６）がバルブステムに固定される。また、ソレノイドコイル（１４）は、ソレノイドコイル（１４）のワイヤコイルに接続され、ソレノイドコイル（１４）とプリント回路基板（１８）とを電気的及び機械的に接続する複数のピン（２４）を備えている。ピン（２４）により、ソレノイドコイル（１４）はプリント回路基板（１８）に直接的に取り付けられている。

ソレノイドコイル（１４）は、特定の電圧で動作するのに必要な巻数からなるワイヤコイルをもって製造されているので、本発明では、直列または並列でプリント回路基板（１８）に差し込まれたり、半田付けされた複数のソレノイドコイル（１４）を用いることができる。例えば、１２ボルトで動作する２つのソレノイドコイル（１４）を直列接続し、２４ボルトで動作させることができる。また、マニホールドの要求に従って、コイルを別々に作用させる場合もある。

プリント回路基板（１８）は、ソレノイドコイル（１４）のピン（２４）を嵌合しうるようになっている通常のプリント回路基板である。また、プリント回路基板（１８）を、コネクタ（２３）により、遠隔制御回路に接続してもよい。

プリント回路基板（１８）に、電子式コントローラまたはマイクロコントローラ（２２）を設けてもよい。このマイクロコントローラ（２２）は、コントローラエリアネットワーク（ＣＡＮ）を介して、コマンドを選択的に送受信できるようになっており、それにより、各ソレノイドコイルが所要の状態に制御される。

また、プリント回路基板（１８）は、接地線や取り付けられたマイクロコントローラ（２２）の制御線にソレノイドコイル（１４）のピン（２４）を選択的に接続するプリント回路トレース（２０）を有している。このようにして、プリント回路基板（１８）を用いた電子式制御装置によりソレノイドコイル（１４）を制御し、それにより、油圧カートリッジバルブが制御される。

実際面では、ソレノイドコイル（１４）はプリント回路基板（１８）に固定され、油圧ユニット（１０）のマニホールドブロック（１２）内に設けられた油圧カートリッジバルブを制御するようになっている。

プリント回路基板（１８）に接続されたコンピュータ化された制御装置は、プリント回路基板（１８）を介して、ソレノイドコイル（１４）を励磁するために制御信号を送る。それにより、油圧カートリッジバルブは、開位置や閉位置、またはそれらの間の所要の位置へ移動させられる。

当業者には、追加的な電気部品や検出部材を、プリント回路基板（１８）に選択的に取り付けることができることは分かると思う。例えば、圧力センサ、圧力スイッチ、温度センサ、トランジスタ、パルス幅変調増幅器、その他の部材を取り付けることができる。

また、本発明を、ＦＲ４材料からなる基板のような「硬質」回路基板とともに実施しうることは、当業者にはわかると思う。同様に、本発明を、種々のタイプのフレキシブル回路基板について実施することができる。

本発明によると、プリント回路基板に直接的に取り付けられたソレノイドコイルを用いることにより、嵩張るケーブルやハード配線を用いることなく、コンピュータ化されたコントローラや電気コントローラにより、油圧カートリッジバルブを制御することができる。

本発明のプリント回路基板に直接的に取り付けられたソレノイドコイルを有するマニホールドブロックの斜視図である。 本発明のソレノイドコイルの斜視図である。 本発明のソレノイドコイルが取り付けられたプリント回路基板の斜視図である。

符号の説明

１０ 油圧ユニット
１２ マニホールドブロック
１３ 非ソレノイド型カートリッジバルブ
１４ ソレノイドコイル
１４Ａ ハウジング
１４Ｂ スルーホール
１５ ソレノイド型カートリッジバルブ
１６ ナット
１７ 接続線
１８ プリント回路基板
２０ プリント回路トレース
２２ マイクロコントローラ
２４ ピン

Claims (3)

1. 油圧ユニットであって、
   油圧ユニットと流体的に連結するマニホールドと、
   マニホールドに移動可能に嵌合された複数の油圧カートリッジバルブと、
   回路基板と、
   ソレノイドコイルにより油圧カートリッジバルブを制御するように、回路基板に固定され、油圧カートリッジバルブを動作させるように接続されたソレノイドコイルとを備えている油圧ユニット。
2. 油圧ユニットと流体的に連結しているマニホールドに移動可能に嵌合される油圧カートリッジバルブであって、
   油圧カートリッジバルブを動作させるように接続されたソレノイドコイルと、
   ソレノイドコイルと電気接続されて固定された回路基板とを備える油圧カートリッジバルブ。
3. 油圧カートリッジバルブを制御するソレノイドコイルであって、
   ワイヤコイルが巻回されるハウジングと、
   ソレノイドコイルを回路基板に固定するために、ワイヤコイルに連結される複数のピンと、
   ソレノイドコイルを油圧カートリッジバルブに固定する手段とを備えているソレノイドコイル。

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