JP4546680B2

JP4546680B2 - マニホールド電磁弁

Info

Publication number: JP4546680B2
Application number: JP2001295803A
Authority: JP
Inventors: 一美牧田
Original assignee: Koganei Corp
Current assignee: Koganei Corp
Priority date: 2001-09-27
Filing date: 2001-09-27
Publication date: 2010-09-15
Anticipated expiration: 2021-09-27
Also published as: JP2003100513A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はシングルソレノイド型の電磁弁を複数個備えるマニホールド電磁弁に関する。
【０００２】
【従来の技術】
エアシリンダ等の流体圧機器を作動制御するため、流体圧源と流体圧機器とは電磁弁を介して接続される。このような電磁弁としては、１つのソレノイドコイルに通電することで弁を作動し、通電を遮断することで弁を作動前の位置に復帰させるシングルソレノイド型の電磁弁がある。
【０００３】
昨今の生産装置等は複数の流体圧機器を搭載しており、流体圧機器の作動制御も複雑化している。このため、流体圧機器を作動制御する電磁弁として、複数の電磁弁をマニホールドブロックに搭載するようにしたマニホールド電磁弁が使用されており、個々の電磁弁のソレノイドコイルに通電をおこなう端子の数はかなりの数となる。
【０００４】
そこで、ソレノイドコイルの端子を隣り合う他のソレノイドコイルの同極側の端子に接続するように結線し、電気信号源に接続される一方の極性側の配線を省略する結線がおこなわれている。このような結線を容易に行うため、シングルソレノイド型の電磁弁にあっては、ソレノイドコイルのいずれか一方の極性側に接続される共通端子つまりコモン端子をソレノイド部に予め設け、コモン端子を含め３つの端子を有する電磁弁が開発されている。
【０００５】
ソレノイド部にコモン端子を有する電磁弁の多くにあっては、それぞれのソレノイドコイルのプラス側の極性の端子をコモン端子として使用し、それぞれのマイナス側の端子に電磁弁作動用のマイナス極性の電気信号を送るようにしている。これに対して、マイナス側の極性の端子をコモン端子とし、プラス側の端子にプラス極性の電気信号を送ることにより、電磁弁を作動する場合がある。いずれの極性をコモン端子とするかは、電磁弁を有する回路の制御をどのようにして行うかによって決定される。つまり、回路によっては、電磁弁の作動をマイナス極性の電気信号によって行う場合と、プラス極性の電気信号によって行う場合とがあり、それぞれの極性をコモン端子とした電磁弁がそれぞれ製造されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、コモン端子を持たない電磁弁を採用するこれまでの装置にあっても、保守管理などの見地より省配線化の要求は高まっており、省配線を行うためにはこれまでの電磁弁を廃棄してコモン端子を有する電磁弁に交換することが必要となる。
【０００７】
また、工場の生産ラインなどの変更によって、コモン端子を有する電磁弁の制御信号の極性が変更される場合には、電磁弁に対する制御信号の極性は固定されているため、電磁弁を廃棄して他の極性をコモン端子とする電磁弁に交換することが必要となる。
【０００８】
本発明の目的は、コモン端子を持たないシングルソレノイド型の電磁弁を複数個備えるマニホールド電磁弁において、低コストかつ容易に配線の省略化を行うことにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明のマニホールド電磁弁は、１つのソレノイドコイルに電気信号を供給することで弁体の作動を制御する電磁弁を複数個備えるマニホールド電磁弁であって、それぞれの前記電磁弁は、前記ソレノイドコイルの一方の極性側に接続される第１導通ピン、および前記ソレノイドコイルの他方の極性側に接続される第２導通ピンを備えるコネクタハウジングと、前記コネクタハウジングに着脱可能に設けられ、２つの前記導通ピンに対応する２つの入力コンタクトと、短絡部材を介して前記入力コンタクトのいずれかに電気的に接続される出力コンタクトとを備えるコネクタとを有し、第１の前記電磁弁が備える前記入力コンタクトのそれぞれには信号発生源に接続される信号ケーブルが接続され、第１の前記電磁弁が備える前記出力コンタクトにはコモン用ケーブルが接続され、第２の前記電磁弁が備える前記入力コンタクトの一方には信号発生源に接続される信号ケーブルが接続され、第２の前記電磁弁が備える前記入力コンタクトの他方には前記コモン用ケーブルが接続されることを特徴とする。
【００１０】
本発明のマニホールド電磁弁は、前記短絡部材を前記コネクタに対して着脱自在に設け、前記出力コンタクトを前記入力コンタクトのいずれかに選択的に接続することを特徴とする。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【００１２】
図１はマニホールド電磁弁を示す斜視図であり、図２は図１におけるＡ−Ａに沿う電磁弁本体１０の断面図である。
【００１３】
図１に示すマニホールド電磁弁は、全体的に直方体形状となった４つの電磁弁本体(電磁弁，第１の電磁弁，第２の電磁弁)１０を有し、これらの電磁弁本体１０は積層されて電磁弁集合体が形成されている。電磁弁集合体の下端面には、給気ポート１１と２つの排気ポート１２，１３とが形成された給排ブロック１４が装着されており、給排ブロック１４を介してそれぞれの電磁弁本体１０に作動流体が供給され、電磁弁本体１０から戻される作動流体が給排ブロック１４を介して排出される。
【００１４】
図２に示すように、それぞれの電磁弁本体１０は、長手方向に弁孔１５が形成された主弁ブロック１６をほぼ中央部に有し、主弁ブロック１６の弁孔１５に主弁軸１７が軸方向に往復動自在に装着されている。弁孔１５に連通して主弁ブロック１６には、給気孔１８、２つの排気孔１９，２０、および２つの出力ポート２１，２２が形成されており、給排ブロック１４を装着すると、給気孔１８は給気ポート１１に連通し、排気孔１９，２０は排気ポート１２，１３にそれぞれ連通する。このような給気ポート１１に対して、たとえば空気圧源からの配管を接続すると、全ての電磁弁本体１０の給気孔１８に対して圧縮空気が供給され、排気孔１９，２０からの排気は排気ポート１２，１３より排出される。
【００１５】
主弁軸１７には流路の切り換えを行うスプール弁体１７ａが設けられ、主弁軸１７が図２において左側に移動すると、空気圧源に接続される給気孔１８と出力ポート２１とが連通状態となり、出力ポート２２と排気孔２０とが連通状態となる。これに対して、主弁軸１７が右側に移動すると、給気孔１８と出力ポート２２とが連通状態となり、出力ポート２１と排気孔１９とが連通状態となる。このように、主弁軸１７の移動により出力ポート２１，２２から出力される圧縮空気を制御することができる。
【００１６】
主弁ブロック１６の一端面にはアダプタ２３が装着され、このアダプタ２３に形成された大径空気圧室２４に大径ピストン２５が軸方向に摺動自在に収容され、この大径ピストン２５は主弁軸１７の一端部に接触するようになっている。また、主弁ブロック１６の他端面にはエンドブロック２６が装着され、このエンドブロック２６に形成された小径空気圧室２７に、主弁軸１７の他端部に形成される小径ピストン２８が軸方向に摺動自在に収容されている。
【００１７】
また、アダプタ２３にはパイロット弁組立体３０が装着されている。このパイロット弁組立体３０は弁部３０ａとソレノイド部３０ｂとからなり、大径空気圧室２４に対するパイロット圧の供給を制御する。アダプタ２３に接する弁部３０ａにはパイロット室３１が形成されており、このパイロット室３１と大径空気圧室２４とを連通するパイロット流路３２ａが形成され、パイロット室３１と給気孔１８とを連通するパイロット流路３２ｂが形成されている。同様に、小径空気圧室２７と給気孔１８とを連通するパイロット流路３２ｃが形成されている。さらに、大径ピストン２５の両端面側の大径空気圧室２４には、大径ピストン２５の作動により排出される圧縮空気を外部に案内する排気流路３３ａ，３３ｂがそれぞれ形成されている。
【００１８】
また、パイロット室３１には、パイロット流路３２ｂの開口部を開閉する弁体３５ａを先端に有する可動鉄心３６がソレノイド部３０ｂに軸方向に摺動自在に設けられており、対面する大径空気圧室２４には、排気流路３３ａの開口部を開閉する弁体３５ｂが配置されている。
【００１９】
ソレノイド部３０ｂの可動鉄心３６は、ボビン３７に巻き付けられるソレノイドコイル３８の通電により発生する電磁力によって、ボビン３７に固定される固定鉄心３９に吸引される。また、可動鉄心３６には吸引力に抗する方向にばね部材４０ａが装着されており、ソレノイドコイル３８の通電を遮断することにより吸引前の位置に戻される。また、パイロット室３１と大径空気圧室２４とを連通するパイロット流路３２ａにはプランジャピン３４が配置され、弁体３５ａ，３５ｂに当接するため、可動鉄心３６の動作はプランジャピン３４を介して弁体３５ｂに伝達される。このとき、弁体３５ｂはばね部材４０ｂにより排気流路３３ａの開口部に向けて付勢されており、プランジャピン３４に押圧されることで排気流路３３ａの開口部は開放される一方、押圧が解除されるとばね部材４０ｂにより開口部は閉塞される。
【００２０】
したがって、ソレノイドコイル３８に通電を行うと、可動鉄心３６は固定鉄心３９に向けて吸引され、可動鉄心３６の先端の弁体３５ａはパイロット流路３２ｂの開口部を開放する。続いて、給気孔１８より圧縮空気はパイロット室３１に流入し、パイロット流路３２ａを経て大径空気圧室２４にパイロット圧が供給される。そして、弁体３５ｂは排気流路３３ａの開口部を閉塞するため、大径空気圧室２４のパイロット圧は保持される。このとき小径空気圧室２７に対してもパイロット圧の供給が行われているが、大径ピストン２５の受圧面積は小径ピストン２８よりも大きく形成されているため、主弁軸１７に対して図２の左方向に向かう推力が発生し出力ポート２１から圧縮空気はエアシリンダ等（図示しない）の流体圧機器に供給され、エアシリンダ等から戻される圧縮空気は排気孔２０より排出される。なお、図２に示す電磁弁本体１０は、ソレノイドコイル３８に対して通電を行ったときの状態を示している。
【００２１】
一方、ソレノイドコイル３８の通電を遮断すると、ばね部材４０ａにより可動鉄心３６は固定鉄心３９から引き離され、弁体３５ａはパイロット流路３２ｂの開口部を閉塞し、弁体３５ｂは排気流路３３ａの開口部を開放する。したがって、圧縮空気は大径空気圧室２４に流入せず、小径空気圧室２７に対してのみパイロット圧の供給が行われ、主弁軸１７に対して図２の右方向に向かう推力が発生し出力ポート２２から圧縮空気がエアシリンダ等に出力され、エアシリンダ等から戻される圧縮空気は排気孔１９より排出される。
【００２２】
ソレノイド部３０ｂの上端面にはコネクタハウジング４１が装着されており、このコネクタハウジング４１には制御回路用の基板４２が取り付けられている。
この基板４２にはソレノイドコイル３８に通電するためのプラス側とマイナス側のケーブル４３，４４が接続されている。また、コネクタハウジング４１にはソケット部４１ａが形成されており、ソケット部４１ａには２本の導通ピン４５，４６が装着されている。この導通ピン４５，４６は基板４２を介してそれぞれのケーブル４３，４４に接続されるため互いに極性が相違しており、導通ピン４５，４６からソレノイドコイル３８に対する通電制御を行うことができる。
【００２３】
図３は電磁弁の電気信号供給装置を示す斜視図である。図３に示すように、コネクタハウジング４１のソケット部４１ａにはコネクタ５０が着脱自在に装着されるようになっている。コネクタ５０にはソレノイドコイル３８の一方の接続端、図示する場合にはマイナス側の接続端に導通ピン４５を介して電気的に接続される入力コンタクト５１と、他方の接続端に導通ピン４６を介して電気的に接続される入力コンタクト５２とが着脱自在に装着されている。つまり、２つの導通ピン４５，４６には、それぞれ入力コンタクト５１，５２が接続されるようになっている。また、入力コンタクト５１，５２にはそれぞれ信号ケーブル５３，５４が取り付けられており、この信号ケーブル５３，５４は、それぞれ電磁弁作動制御装置などの信号発生源に接続されている。
【００２４】
さらに、コネクタ５０には、コモン用ケーブル５５が取り付けられる出力コンタクト５６が着脱自在に装着されており、２つの接触部５７ａ，５７ｂと、これらの基端部を接続する連結部５７ｃとにより形成される短絡部材５７が着脱自在に装着されることにより、一方の極性を有する入力コンタクト５２と出力コンタクト５６とが、それぞれに接触する接触部５７ａ，５７ｂを介して電気的に接続されている。
【００２５】
図４は図３に示すコネクタ５０を矢印Ｂ方向から示す平面図であり、図５は図４のＣ−Ｃに沿う断面図である。図３から図４に示すように、コネクタ５０はコンタクト５１，５２，５６を収容する基部５０ａと、基部５０ａの側面に形成され、ソケット部４１ａに形成される嵌合溝４１ｂに嵌合する嵌合部５０ｂとを有し、コネクタ５０は樹脂により一体に成形されている。基部５０ａの長手方向のほぼ中央に形成される連結片５０ｃを介して係合レバー５０ｄが一体に形成されており、この係合レバー５０ｄの先端にはソケット部４１ａに形成された係合溝４１ｃに係合する係合突起５０ｅが形成されている。
【００２６】
基部５０ａの先端面には、２本の導通ピン４５，４６が挿入される挿入口６０，６１が形成されており、それぞれの挿入口６０，６１に連通する収容孔６２，６３が基部５０ａの後端面より形成され、プラス側とマイナス側とを区画する縦隔壁６４により区分されている。また、収容孔６３の上部には収容孔６５が基部５０ａの後端面より同様に形成され収容孔６３とは横隔壁６６により区分されている。これらの収容孔６２，６３，６５には入力コンタクト５１，５２と出力コンタクト５６がそれぞれ収容される。
【００２７】
図５に示すように、プラス側の導通ピン４６が挿入される収容孔６３，６５には、短絡部材５７が横隔壁６６を挟むようにして挿入される。横隔壁６６の後端面６６ａは基部５０ａの後端面よりも先端側に形成され、この後端面６６ａに短絡部材５７の連結部５７ｃが配置され、それぞれの収容孔６３，６５の中に接触部５７ａ，５７ｂが延びてコンタクト５２，５６と接触する。なお、図５において、収容孔６３，６５に挿入される短絡部材５７は一点鎖線で示し、コンタクト５２，５６は二点鎖線で示している。またソケット部４１ａに嵌合される際に挿入口６１より挿入される導通ピン４６は破線で示している。
【００２８】
コンタクト５１，５２，５６にはそれぞれ係合爪５２ａ，５６ａが形成されており、それぞれの係合爪５２ａ，５６ａの開閉端側は、コンタクト５１，５２，５６を収容孔６２，６３，６５に挿入すると、それぞれの収容孔６２，６３，６５に連通させて基部５０ａに形成されるスリット６７，６８に突出して、係合爪５２ａ，５６ａがスリット６７，６８に引っ掛かるようになっている。これにより、コンタクト５１，５２，５６の抜け止めが図られているが、工具などを用いて係合爪５２ａ，５６ａを引っ込ませた状態で引き出せば容易にコンタクト５１，５２，５６をコネクタ５０から取り外すことができる。
【００２９】
コンタクト５１，５２，５６を挿入した状態で、コネクタ５０をコネクタハウジング４１のソケット部４１ａに挿入する。挿入端まで挿入すると、係合レバー５０ｄの係合突起５０ｅがソケット部４１ａの係合溝４１ｃに入り込み、コネクタ５０の抜けが防止される。
【００３０】
このようにして組み付けられた電磁弁を作動させるには、信号ケーブル５３からマイナスの電気信号を印加すると、ソレノイドコイル３８に電流が流れて主弁軸１７が図２に示す左方向に作動する。一方、電気信号の印加を解除すると主弁軸１７は右方向に作動する。
【００３１】
次いで、このような電磁弁本体１０が積層されるマニホールド電磁弁の結線について説明する。図６は電磁弁の電気信号供給装置を用いたマニホールド電磁弁の結線状態を示す斜視図である。
【００３２】
図６に示すように、電磁弁本体１０に装着されるコネクタ５０に収容される一方の極性側の出力コンタクト５６と、隣接する他の電磁弁本体１０に接続される一方の極性側の入力コンタクト５２とを信号ケーブル５４（５５）によって接続することにより、信号発生源に接続する一方の極性側の信号ケーブル５４をソレノイドコイル３８の数だけ接続する必要がなく、信号発生源に接続する信号ケーブル５３，５４は、一方の極性側である信号ケーブル５４を１本のみ装着し、他方の極性側である信号ケーブル５３をソレノイドコイル３８の数だけ装着して電気信号を制御することにより全ての電磁弁本体１０を制御することができる。
【００３３】
したがって、それぞれの電磁弁本体１０から双方の極性の信号ケーブル５３，５４を信号発生源に接続する必要のあるコモン端子を持たない電磁弁であっても、電磁弁の電気信号供給装置を装着するだけで、容易にコモン結線を行うことができる。
【００３４】
なお、図示する場合に一方の極性はプラス極、つまりプラスコモンとしているが、一方の極性をマイナス極としてマイナスコモンとして使用しても良い。
【００３５】
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。たとえば、図示するコネクタ５０は収容孔６３の上部に出力コンタクト５６を挿入する収容孔６５が形成されているが、収容孔６２の上部に形成しても良く、２つの収容孔６２，６３の上部に出力コンタクト５６を挿入する収容孔６５を２つ形成し、状況に応じて短絡部材５７と出力コンタクト５６を装着し直してプラスコモンとマイナスコモンを選択できるコネクタ５０としても良い。また、図示するコンタクト５１，５２，５６は全て同一の形状のコンタクト５１，５２，５６であるが、全て同一の形状である必要はない。さらに、短絡部材５７は、入力コンタクト５１，５２と出力コンタクト５６とを電気的に接続すればよく、図示する形状に限定されるものではない。なお、コモン端子を持たないシングルソレノイドの電磁弁であれば、電磁弁の種類によらず使用できることはいうまでもない。
【００３６】
【発明の効果】
本発明によれば、コネクタに入力コンタクトのいずれか一方と電気的に接続する出力コネクタを設けることにより、１つのソレノイドコイルを有する電磁弁の配線を容易に省略することができる。
【００３７】
本発明によれば、コネクタに入力コンタクトのいずれか一方と選択的に接続する出力コネクタを設けることにより、１つのソレノイドコイルを有する電磁弁の配線を容易に省略することができ、ソレノイドコイルの制御信号の極性が変更されたとしても容易に対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】マニホールド電磁弁の一例を示す斜視図である。
【図２】図１のＡ−Ａに沿う断面図である。
【図３】電磁弁の電気信号供給装置を示す分解斜視図である。
【図４】図３のコネクタを矢印Ｂ方向から示す平面図である。
【図５】図４のＣ−Ｃに沿う断面図である。
【図６】電磁弁の電気信号供給装置を用いたマニホールド電磁弁の一例を示す斜視図である。

Claims

１つのソレノイドコイルに電気信号を供給することで弁体の作動を制御する電磁弁を複数個備えるマニホールド電磁弁であって、
それぞれの前記電磁弁は、
前記ソレノイドコイルの一方の極性側に接続される第１導通ピン、および前記ソレノイドコイルの他方の極性側に接続される第２導通ピンを備えるコネクタハウジングと、
前記コネクタハウジングに着脱可能に設けられ、２つの前記導通ピンに対応する２つの入力コンタクトと、短絡部材を介して前記入力コンタクトのいずれかに電気的に接続される出力コンタクトとを備えるコネクタとを有し、
第１の前記電磁弁が備える前記入力コンタクトのそれぞれには信号発生源に接続される信号ケーブルが接続され、第１の前記電磁弁が備える前記出力コンタクトにはコモン用ケーブルが接続され、
第２の前記電磁弁が備える前記入力コンタクトの一方には信号発生源に接続される信号ケーブルが接続され、第２の前記電磁弁が備える前記入力コンタクトの他方には前記コモン用ケーブルが接続されることを特徴とするマニホールド電磁弁。
請求項１記載のマニホールド電磁弁において、前記短絡部材を前記コネクタに対して着脱自在に設け、前記出力コンタクトを前記入力コンタクトのいずれかに選択的に接続することを特徴とするマニホールド電磁弁。