TWI804614B - 電磁閥系統 - Google Patents

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TWI804614B
TWI804614B TW108114708A TW108114708A TWI804614B TW I804614 B TWI804614 B TW I804614B TW 108114708 A TW108114708 A TW 108114708A TW 108114708 A TW108114708 A TW 108114708A TW I804614 B TWI804614 B TW I804614B
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塩見幸治
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Abstract

在電磁閥系統(10)的控制單元(12)中，安全電路(18)係具備第1開關(36)及第2開關(38)，該第1開關(36)及第2開關(38)係依據來自控制電路(16)的控制，而切換從驅動用電源(34)往電磁閥驅動電路(20)的電力的供給和遮斷。一條共用線係延伸至複數個電磁閥單元(14)而連接於複數個螺線管(52)的一端。又，複數條的電力線係連接於複數個螺線管(52)的各者的另一端。電磁閥驅動電路(20)係具有複數個開閉開關(46)，該複數個開閉開關(46)係依據來自控制電路(16)的控制，而切換往複數個螺線管(52)的電力的供給和遮斷。

Description

電磁閥系統
本發明係具備有有關於控制單元及對該控制單元排成一列而配置的複數電磁閥單元之電磁閥系統之相關技術。
美國專專利第8156965號說明書，揭露有相對控制單元排成一列而配置的複數電磁閥單元之電磁閥系統。於該電磁閥系統係有控制/感測器線(控制線)從控制單元延伸至複數電磁閥單元。又，在複數電磁閥單元係延伸有電壓供給線(電力線、電源線)。據此，在經由電壓供給線而供給電力至複數個電磁閥單元時，或從控制單元經由控制/感測器線供給控制信號至複數個電磁閥單元，就能夠驅動複數個電磁閥單元內的電磁閥。
但是，上述電磁閥系統中，因係延伸有控制/感測器線和電壓供給線於複數的電磁閥單元內，故在電磁閥單元內會有控制/感測器線和電壓供給線發生短路之虞。
本發明係考量如此之課題而創作，目的在於提供一種可避免在電磁閥單元內發生控制線和電源線的短路之電磁閥系統。
本發明之形態係有關電磁閥系統，具有：控制單元；以及複數個電磁閥單元，係相對於前述控制單元排成一列而配置，且具備有藉由來自前述控制單元的電力供給而驅動電磁閥的螺線管(solenoid)。
前述控制單元係具有：安全電路，係連接於外部的驅動用電源；電磁閥驅動電路，其輸入側連接於前述安全電路，且其輸出側連接於複數個前述電磁閥單元；以及控制電路，係控制前述安全電路和前述電磁閥驅動電路。此時，前述安全電路係具有第1切換部，該第1切換部係依據來自前述控制電路的控制，而切換來自前述驅動用電源往前述電磁閥驅動電路的電力的供給和遮斷。
又，前述電磁閥系統更具備：1條共用(common)線，係經由前述安全電路而連接於前述驅動用電源的一方的端子，且延伸至複數個前述電磁閥單元為止而連接於複數個前述螺線管的一端；以及複數條電力線，係經由前述安全電路而連接於前述驅動用電源的另一方端子，且連接於複數個前述螺線管的各個的另一端。而且，前述電磁閥驅動電路具有複數個第2切換部，該複數個第2切換部係設置於複數條的前述電力線的各者，且依據來自前述控制電路的控制，而切換來自前述安全電路往複數個前述螺線管的電力的供給和遮斷。
根據本發明，控制單元係經由屬於電源線的共用線及電力線，而只僅進行對於複數個電磁閥單元的螺線管的電力供給。亦即，因本發明係在控制單元內的控制電路和安全電路及電磁閥驅動電路之間，進行控制信號的收授，故在複數個電磁閥單元係無須設置供給控制信號之用的 控制線。此結果，即如美國專利第8156965號說明書所述，能迴避在電磁閥單元內控制線和電源線發生短路之情事。
又，藉由第1切換部而進行對於電磁閥驅動電路及複數個電磁閥單元的互鎖(Interlock)控制，且藉由第2切換部進行對於各個的螺線管的電力的供給和遮斷。此結果，能有效率地進行互鎖控制和電磁閥的驅動。
而且，因控制電路、安全電路及電磁閥驅動電路為內建於控制單元，故能實現電磁閥系統全體的小型化。
參閱與附件的圖式相配合之下述的較佳實施形態例的說明，上記的目的、特徴及優點自能更淸楚呈現。
10、10A、10B‧‧‧電磁閥系統
12‧‧‧控制單元
12a‧‧‧控制模組
12b‧‧‧輸出模組
14‧‧‧電磁閥單元
16‧‧‧控制電路
18‧‧‧安全電路
20‧‧‧電磁閥驅動電路
22‧‧‧電磁閥連接部
24‧‧‧控制用電源
26‧‧‧場匯流排
28‧‧‧定序器
30、32‧‧‧控制線
34‧‧‧驅動用電源
36‧‧‧第1開關
38‧‧‧第2開關
40‧‧‧安全控制電路
40a‧‧‧第1微電腦
40b‧‧‧第1診斷電路
40c‧‧‧第2微電腦
40d‧‧‧第2診斷電路
42‧‧‧正極側電力線
44‧‧‧負極側電力線
46‧‧‧開閉開關
48‧‧‧共通端子
50‧‧‧負極側電力線
52‧‧‧螺線管
54‧‧‧降壓轉換器
56‧‧‧電源系電路
58‧‧‧控制系電路
60‧‧‧外部機器
62‧‧‧輸入電路
64‧‧‧螺線管
66‧‧‧外部連接用單元
68‧‧‧診斷部
70‧‧‧控制線
72‧‧‧外部連接用電力線
74‧‧‧外部連接用電力線
76‧‧‧開閉開關
80‧‧‧電磁閥單元
82‧‧‧負極側電力線
84‧‧‧正極側電力線
86‧‧‧正極側電力線
88‧‧‧共通端子
90‧‧‧正極側電力線
92‧‧‧螺線管
94‧‧‧遮斷開關
第1圖係本發明之實施形態之電磁閥系統之概略構成圖。
第2圖係第1圖之電磁閥系統之詳細構成圖。
第3圖係第1圖之電磁閥系統之第1變形例之概略構成圖。
第4圖係第1圖之電磁閥系統之第2變形例之概略構成圖。
第5圖係第1圖之電磁閥系統之第3變形例之概略構成圖。
本發明之電磁閥系統的較佳實施形態，參閱附件圖式並詳細說明於下。
[1.電磁閥系統10之概略構成]
本實施形態電磁閥系統10係如第1圖所示，具有控制單元12及複數個電磁閥單元14。複數個電磁閥單元14係相對於控制單元12並排成一列而配置。
控制單元12係具有控制電路16、安全電路18、電磁閥驅動電路20及電磁閥連接部22。
控制電路16係連接於屬於外部的直流電源的控制用電源24的同時，並經由場匯流排(Field bus)26而連接於屬於上位機器的PLC(可程式邏輯控制器，Programmable Logic Controller)等的定序器(Sequencer)28。又，控制電路16係經由控制線30、32，而與安全電路18及電磁閥驅動電路20相連接。
安全電路18、電磁閥驅動電路20及電磁閥連接部22係係為了將來自屬於外部的直流電源的驅動用電源34的電力供給至複數個電磁閥單元14，而設置於控制單元12內。此時，相對於驅動用電源34，安全電路18、電磁閥驅動電路20、電磁閥連接部22及複數個電磁閥單元14依順序地並列連接。
安全電路18係具有第1開關(第1切換部)36、第2開關(第1切換部)38及安全控制電路40。第1開關36係配設於自驅動用電源34的正極側端子(一方的端子)延伸至複數的電磁閥單元14的1條的正極側電力線(共用線)42。第2開關38係一端為連接於驅動用電源34的負極側端子(他方的端子)，且另一端為連接於1條的負極側電力線44。安全控制電路40係依據經由控制線30而從控制電路16供給的控制信號，而將作為 遮斷開關的第1開關36及第2開關38予以on-off(以下全相同，on即電路導通，off為電路未導通)動作。
電磁閥驅動電路20係具有複數個開閉開關(第2切換部)46。於電磁閥驅動電路20中，由連接於第2開關38的1條的負極側電力線44的共通端子48，分支成與複數個電磁閥單元14的個數相同條數的負極側電力線50(電力線)。分支之後的負極側電力線50的各者係延伸至所對應的電磁閥單元14。複數個開閉開關46的各者係配設於複數個負極側電力線50，並依據經由控制線30而從控制電路16所供給的控制信號進行on-off的動作。
上述的負極側電力線50的條數係僅一例示，亦可從共通端子48分支出比複數個電磁閥單元14的個數更多的條數的負極側電力線50。據此，在要使對於控制單元12的複數個電磁閥單元14的連接台數增減的情形亦能容易地對應。亦即，未延伸至電磁閥單元14的負極側電力線50成為相對於新連接的電磁閥單元14的預備的電力線。又，亦可將2條以上的負極側電力線50延伸於1個電磁閥單元14內。又，未具備有電磁閥的電磁閥單元14被連接於控制單元12時，只要使預定的條數的負極側電力線50延伸於該電磁閥單元14內即可。
第1開關36、第2開關38及複數個開閉開關46只要為依據控制信號的供給而進行on-off的切換手段即可。就如此之切換手段而言，例如有電晶體等的半導體開關元件。如第1圖所示，在正極側電力線42為共用線的情形時，只要例如將PNP型的電晶體使用於第1開關36的同時，亦將NPN型的電晶體使用於第2開關38及複數個開閉開關46即可。
電磁閥連接部22係有1條的正極側電力線42與複數條負極側電力線50通過，為將控制單元12與複數個電磁閥單元14電性連接的連接器(connector)等的連接手段。
複數個電磁閥單元14的各者係具備有驅動未圖示的電磁閥之用的螺線管52。複數個螺線管52的正極側端子(一端)係連接於正極側電力線42。又，複數個螺線管52的負極側端子(他端)的各者係連接於對應的負極側電力線50。
如前述，因複數個電磁閥單元14為成一列而配置，故正極側電力線42係設成可自驅動用電源34的正極側端子延伸至相對驅動用電源34最遠離的電磁閥單元14為止。又，複數個負極側電力線50的各者係延伸至所對應的電磁閥單元14，而和螺線管52的負極側端子相連接。另，第1圖雖圖示舉例在1個的電磁閥單元14設置1個的螺線管52的情形，但亦可在1個的電磁閥單元14設置2個以上的螺線管52。
[2.電磁閥系統10的概略動作]
接著，說明有關本實施形態之電磁閥系統10的動作。
首先，在自控制用電源24供給電力至控制電路16而起動該控制電路16時，自定序器28經由場匯流排26而供給指示信號至控制電路16。此時，指示信號只要例如為用以指示任意的電磁閥的驅動之信號即可。
控制電路16係當接收到指示信號時，即經由控制線30、32，而供給依據該指示信號而得的控制信號(on信號或off信號)，至安全電路18及電磁閥驅動電路20。
安全電路18的安全控制電路40係當經由控制線30而接收到on信號時，依據該on信號而使第1開關36及第2開關38成為on。又，電磁閥驅動電路20則係在經由控制線32而接收到on信號時，相應的開閉開關46即成為on。亦即，第1開關36、第2開關38及開閉開關46通常係依據自控制電路16供給於安全電路18及電磁閥驅動電路20的off信號，而維持於off狀態，但會依據on信號的供給，而從off狀態切換至on狀態。
據此，驅動用電源34的正極側端子，係經由第1開關36及正極側電力線42，而與構成複數個電磁閥單元14之螺線管52的正極側端子電性連接。另一方面，驅動用電源34的負極側端子係經由第2開關38、負極側電力線44、切換成on狀態的開閉開關46及負極側電力線50，而與複數個電磁閥單元14的當中與該開閉開關46相連接的螺線管52的負極側端子電性連接。因此，驅動用電源34係經由安全電路18、電磁閥驅動電路20及電磁閥連接部22，亦即經由正極側電力線42及負極側電力線44、50，而能供給電力至電性連接著的螺線管52。該結果，接受有電力供給的螺線管52會被激磁，而能使對應於該螺線管52的電磁閥驅動。
據此，在要驅動全部的電磁閥單元14的電磁閥時，只要使第1開關36及第2開關38成為on的狀態，並且使全部的開閉開關46成為on的狀態，而從驅動用電源34供給電力至全部的螺線管52即可。又，在要驅動僅一部份的電磁閥時，只要使第1開關36及第2開關38成為on的狀態，並且使連接於一部份的電磁閥的螺線管52的開閉開關46成為on的狀態，而從驅動用電源34供給電力至該螺線管52即可。
另外，電磁閥系統10的動作中，控制電路16亦可將安全電路18及電磁閥驅動電路20的動作狀態，亦即，將構成電磁閥單元14的電磁閥的驅動狀態經由場匯流排26通知定序器28。
又，在經由控制線32而從控制電路16供給於電磁閥驅動電路20的控制信號從on信號切換成off信號之際，開閉開關46會成為off狀態。依此，即停止由驅動用電源34往螺線管52的電力供給，而能停止具備有該螺線管52的電磁閥的驅動。
進而，當經由控制線30而從控制電路16供給於安全電路18的控制信號為自on信號切換成off信號時，第1開關36及第2開關38會成為off狀態。依此，在發生控制用電源24或驅動用電源34的異常(電壓下降)，或控制單元12內的故障(控制電路16的故障)時，能適當進行對電磁閥驅動電路20及複數個電磁閥單元14的互鎖控制。
[3.控制單元12之詳細構成]
本實施形態之電磁閥系統10之概略構成及概略動作係如同上述。接著，參閱第2圖說明有關控制單元12內之詳細構成。
在控制用電源24及驅動用電源34是相同的輸出電壓之直流電源時，控制單元12亦可更具有DC/DC轉換器(converter)等的降壓轉換器54(Down converter)。依此，降壓轉換器54係能將來自控制用電源24所輸出的直流電壓，予以降壓至控制電路16的驅動電壓並供給於該控制電路16。亦即，因此在控制單元12內，安全電路18、包含電磁閥驅動電路20及電磁閥連接部22的電源系電路56，以及包含控制電路16的控制系電路 58，係以不同大小的電壓值而作動。因此，控制單元12內，係以未圖示的絕緣電路將控制系電路58和電源系電路56予以電性絕緣為佳。
又，安全控制電路40係亦具有進行控制單元12的診斷試驗之功能。為了進行該診斷試驗，安全控制電路40係具有第1微電腦(第1控制部)40a、第1診斷電路40b、第2微電腦(第2控制部)40c及第2診斷電路40d。
第1微電腦40a係依據經由控制線30從控制電路16供給來的控制信號(on信號或off信號)，來使第1開關36on-off動作。第1診斷電路40b係診斷使第1開關36on-off動作時的正極側電力線42的狀態。第2微電腦40c係依據經由控制線30從控制電路16供給來的控制信號，來使第2開關38on-off動作。第2診斷電路40d係診斷使第2開關38on-off動作時的負極側電力線44、50狀態予以診斷。具體而言，安全控制電路40係藉由執行周知的脈衝測試，診斷正極側電力線42及負極側電力線44、50與其他的配線的有無短路。
脈衝測試係在第1開關36及第2開關38為on狀態時，藉由第1微電腦40a而以預定時間使第1開關36成為off，或藉由第2微電腦40c而以預定時間使第2開關38成為off。第1診斷電路40b係檢測在正極側電力線42的電位在預定時間內的時間經過。第2診斷電路40d係檢測在負極側電力線44、50的電位在預定時間內的時間經過。
進而，第1診斷電路40b係依據正極側電力線42的電位的時間經過，診斷正極側電力線42與其他的配線(例如，控制線30、32)之間有無短路，或診斷第1開關36的固定等的故障狀態的有或無，並報告該診 斷結果至第2微電腦40c。又，第2診斷電路40d係依據負極側電力線44、50的電位的時間經過，診斷負極側電力線44、50與其他的配線(例如，控制線30、32)之間有無短路，或診斷第2開關38的固定等的故障狀態的有或無，並報告該診斷結果至第1微電腦40a。
例如，第1開關36的off之後，在預定時間內，若正極側電力線42的電位為快速地下降至零電位等的一定電位的話，則第1診斷電路40b係診斷為未發生第1開關36之故障，或未發生正極側電力線42與其他的配線的短路。另，第1開關36的off之後，在正極側電力線42的電位為隨著時間的經過而緩慢下降時，則第1診斷電路40b係判斷為起因於正極側電力線42等的電容器成分，而導致該電位緩慢下降。進而，第1開關36的off之後，在正極側電力線42的電位的下降為只輕微之場合時，則第1診斷電路40b係判斷為正極側電力線42為與其他的配線發生短路，或是判斷為第1開關36為故障。
另一方面，第2開關38的off之後，在預定時間內，若負極側電力線44、50的電位絕對值為自零電位快速上昇至一定電位的話，則第2診斷電路40d係診斷為未發生第2開關38之故障，或未發生負極側電力線44、50與其他的配線的短路。又，第2開關38的off之後，負極側電力線44、50的電位的絕對值為自零電位隨著時間的經過而緩慢上昇時，第2診斷電路40d係判斷負極側電力線44、50等為起因於電容器的成分而導致該電位緩慢上昇。進而，第2開關38的off之後，負極側電力線44、50的電位的絕對值的上昇為只輕微時，第2診斷電路40d係判斷 為負極側電力線44、50為與其他配線發生短路狀態，或判斷為第2開關38為故障。
第2微電腦40c係將來自第1診斷電路40b之診斷結果報告至第1微電腦40a的同時，亦經由控制線30而報告至控制電路16。據此，第1微電腦40a係在例如為表示正極側電力線42為短路的診斷結果時，令第1開關36成為off狀態。又，第2微電腦40c係令第2開關38為off狀態。例如，因第1開關36亦會有為固定之情形，因此可藉由使第2開關38成為off狀態，而能確實地遮斷來自驅動用電源34的電力供給。
另一方面，第1微電腦40a係將來自第2診斷電路40d的診斷結果報告至第2微電腦40c的同時，亦經由控制線30而報告至控制電路16。據此，第2微電腦40c係在例如為表示負極側電力線44、50為短路的診斷結果之情形，使第2開關38成為off狀態。又，第1微電腦40a係令第1開關36為off狀態。例如，因第2開關38亦會有為固定之情形，因此可藉由使第1開關36成為off狀態，而能確實地遮斷來自驅動用電源34的電力供給。
如此處理，第2圖之構成當中，在第1微電腦40a與第2微電腦40c之間，藉由進行第1診斷電路40b的診斷結果與第2診斷電路40d的診斷結果之收授措施，而能彼此互相檢視動作狀態。此結果，在一方的微電腦為故障之情形，亦可在另一方的微電腦控制第1開關36及第2開關38。
控制電路16係將經由控制線30而接收之短路或故障的診斷結果，經由場匯流排26而通知定序器28。此結果，在定序器28之側係 藉由通知使用者短路或故障，而令使用者能採取控制單元12內的對象零件的維護更換等的因應措施。
又，上述說明係說明有關與其他配線的短路，或第1開關36或第2開關38的固定等的故障情形。安全控制電路40係亦能判斷第1微電腦40a或第2微電腦40c的異常，判斷第1診斷電路40b或第2診斷電路40d的異常，進行即使令第1開關36或第2開關38成為off狀態，亦從驅動用電源34進行電力供給至複數的電磁閥單元14側之情形等的診斷。又，安全控制電路40係亦能對於控制用電源24或驅動用電源34的電壓異常，控制單元12的內部溫度異常，自控制電路16所供給的控制信號的信號準位(level)的異常進行診斷。
[4.電磁閥系統10之變形例]
接著，參閱第3圖~第5圖，說明本實施形態之電磁閥系統10的變形例(第1~第3變形例)。另外，第1~第3變形例當中，有關和第1圖及第2圖電磁閥系統10相同構成要素係附予相同元件符號，並省略其詳細說明。
<4.1 第1變形例>
第3圖係第1變形例的電磁閥系統10A的概略構成圖。第1變形例與第1圖及第2圖的電磁閥系統10不同之處在於，控制單元12具有將來自外部機器60的信號或資訊等的輸入予以輸出至控制電路16的輸入電路62，並且在電磁閥連接部22與複數個電磁閥單元14之間，插入有能連接於外部的電磁閥的螺線管64的外部連接用單元66。
此處，所謂的外部機器60係設置於電磁閥系統10A的應用對象(例如，工廠門戶)之一般性的感測器或安全機器。就如此之感測器或安全機器而言，例如有自動開闢、壓力感測器、按壓按鈕開闢、光柵欄(Light Curtains)等。
輸入電路62係有具有與安全控制電路40同樣功能的診斷部68，且經由控制線70而與控制電路16相連接。診斷部68係依據經由控制線70從控制電路16供給的控制信號，使輸入電路62與控制電路16連接，並且判斷來自外部機器60的輸入是否為適當的信號或資訊。當來自控制電路16的輸入為正常之情形時，診斷部68係判斷該輸入為有效，且許可往控制電路16的信號或資訊的輸出。另一方面，當來自控制電路16的輸入為異常之情形時，例如，當因外部機器60與輸入電路62的連接的配線短路，而使來自外部機器60的輸入為非適當之準位時，診斷部68係判斷該輸入為異常。然後，診斷部68係將代表異常的輸入之診斷結果報告至控制電路16及定序器28，並且禁止往控制電路16的信號或資訊的輸出。
又，在電磁閥系統10A當中，正極側電力線42及複數個負極側電力線50係通過外部連接用單元66，延伸至複數個電磁閥單元14。而且，在外部連接用單元66當中，自正極側電力線42所分支的外部連接用電力線72為連接於螺線管64的正極側端子(一端)。甚且，自負極側電力線44的共通端子48係分支外部連接用電力線74，並經由電磁閥驅動電路20、電磁閥連接部22及外部連接用單元66，而連接於螺線管64的負極側端子(另一端)。
電磁閥驅動電路20當中，在連接於螺線管64的負極側端子的外部連接用電力線74，係設置有開閉開關76(第3切換部)。開閉開關76係和其他的開閉開關46相同地，依據經由控制線32從控制電路16所供給的控制信號而進行on-off動作。
因此，經由安全電路18、電磁閥驅動電路20、電磁閥連接部22及外部連接用單元66，而自驅動用電源34供給電力至外部的螺線管64，而能驅動具備有該螺線管64的電磁閥。
又，第3圖中，係在電磁閥連接部22與複數個電磁閥單元14之間，設置有外部連接用單元66。第1變形例係可在複數個電磁閥單元14之間設置外部連接用單元66，或是亦可在複數個電磁閥單元14的連結方向的下游側(自驅動用電源34離開的方向的下游側)設置外部連接用單元66。
<4.2 第2變形例>
第4圖係第2變形例的電磁閥系統10B的概略構成圖。第2變形例的電磁閥系統10B和第1圖~第3圖的電磁閥系統10、10A之不同處在於，在電磁閥連接部22與複數個電磁閥單元14之間連接有自複數個電磁閥單元14獨立的其他的電磁閥單元80，且1條的負極側電力線82為連接於複數個螺線管52的負極性端子(一端)之共用線，而且複數條正極側電力線84連接於複數個螺線管52的正極側端子(另一端)。因此，第2變形例的電磁閥系統10B相較於第1圖~第3圖之電磁閥系統10、10A，應注意在驅動用電源34與複數個螺線管52之間的第1開關36、第2開關38及複數個開閉開關46的配置及連接關係，係在正極側和負極側間互相替換。
亦即，第2開關38的一端係連接於驅動用電源34的正極側端子(另一方的端子)，另一端則連接於正極側電力線86。自正極側電力線86的共通端子88分支有與複數個電磁閥單元14的個數相同的條數，或較該條數更多條數的正極側電力線(電力線)84。分支出的複數條正極側電力線84的各者係例如連接於所對應的電磁閥單元14的螺線管52的正極側端子。在複數條正極側電力線84的各者配設有開閉開關46。
又，在第2開關38的一端，亦即在驅動用電源34的正極側端子係連接著其他的正極側電力線(其他的電力線)90。其他的正極側電力線90係經由安全電路18、電磁閥驅動電路20及電磁閥連接部22，而延伸至其他的電磁閥單元80，並連接於構成該其他的電磁閥單元80的電磁閥的螺線管92的正極側端子。
安全電路18中，在其他的正極側電力線90係設置有遮斷開關(第4切換部)94。因此，第2變形例中，在驅動用電源34的正極側端子係並聯連接著第2開關38及遮斷開關94。安全控制電路40係依據經由控制線30從控制電路16所供給的控制信號，而使遮斷開關94進行on-off動作。又，在電磁閥系統10B中，亦可藉由使遮斷開關94進行on-off動作，而能判斷控制單元12的狀態。
1條的負極側電力線82(共用線)係經由安全電路18、電磁閥驅動電路20及電磁閥連接部22，而自驅動用電源34的負極性端子延伸至其他的電磁閥單元80及複數個電磁閥單元14，且連接於複數個螺線管52、92之負極性端子。在負極側電力線82配設有第1開關36。
而且，第2變形例中，其他的電磁閥單元80係自複數個電磁閥單元14獨立而電磁閥進行動作之電磁閥單元。所謂「獨立而電磁閥進行動作」係意指無關於第2開關38及複數個開閉開關46的on-off動作，而能進行其他的電磁閥動作。
亦即，即使第1開關36、第2開關38及複數個開閉開關46為on狀態，只要使遮斷開關94成為off，則能遮斷從驅動用電源34往其他的電磁閥單元80的螺線管92之電力供給，而能僅使其他的電磁閥單元80的電磁閥移動至off位置(停止進行驅動)。又，第2變形例中，可使例如使用於電磁閥系統10B的應用對象的安全用排氣閥，或設置於外部的另外的岐管(Manifold)電磁閥，作為獨立的電磁閥而進行動作。
又，第4圖中，因負極側電力線82為共用線，故只要例如使用PNP型電晶體作為複數個開閉開關46即可。
<4.3 第3變形例>
第5圖係第3變形例的電磁閥系統10C的概略構成圖。第3變形例中和第1圖~第4圖的電磁閥系統10、10A、10B之不同處在於，控制單元12為由連接於控制用電源24及驅動用電源34的控制模組12a，以及連結於複數個電磁閥單元14的輸出模組12b所構成。此場合時，控制模組12a係具備有控制電路16。又，輸出模組12b係具備有安全電路18、電磁閥驅動電路20及電磁閥連接部22。
[5.本實施形態之功效]
如以上說明，本實施形態之電磁閥系統10、10A~10C係具有：控制單元12；以及複數個電磁閥單元14，係相對於控制單元12成一列並排而 配置，且具備有藉由來自控制單元12所供給的電力而驅動電磁閥的螺線管52。
控制單元12係具有連接於外部的驅動用電源34的安全電路18，輸入側為連接於安全電路18且輸出側為連接於複數個電磁閥單元14的電磁閥驅動電路20，以及控制安全電路18與電磁閥驅動電路20的控制電路16。在此情形中，安全電路18係具有依據來自控制電路16的控制，以切換從驅動用電源34往電磁閥驅動電路20的電力的供給和遮斷之第1切換部(第1開關36、第2開關38)。
又，電磁閥系統10、10A~10C係更具有經由安全電路18而連接於驅動用電源34的一方的端子(正極側端子或負極側端子)，且延伸至複數個電磁閥單元14而連接於複數個螺線管52的一端(正極側端子或負極側端子)之1條的共用線(正極側電力線42或負極側電力線82)，以及經由安全電路18而連接於驅動用電源34的另一方的端子(負極側端子或正極側端子)，且連接於複數個螺線管52的各者的另一端(負極側端子或正極側端子)之複數條的電力線(負極側電力線50或正極側電力線84)。而且，電磁閥驅動電路20係具有設置於複數條的電力線的各者，並依據來自控制電路16的控制，以切換從安全電路18往複數個螺線管52的電力的供給和遮斷之複數個第2切換部(開閉開關46)。
據此，控制單元12係經由電源線的共用線及電力線，僅對於複數個電磁閥單元14的螺線管52進行電力供給。亦即，在控制單元12內的控制電路16和安全電路18及電磁閥驅動電路20之間進行控制信號的收授，故在複數個電磁閥單元14係無設置用以供給控制信號之用的控制 線。此結果，如美國專利第8156965號說明書所述，能夠避免在電磁閥單元14內控制線和電源線之間發生短路。
又，藉由第1開關36及第2開關38而進行對於電磁閥驅動電路20及複數個電磁閥單元14的互鎖控制，且藉由開閉開關46而能進行對於各個的螺線管52的電力的供給和遮斷。此結果，能更有效率地進行互鎖控制和電磁閥的驅動。
而且，又因控制電路16、安全電路18及電磁閥驅動電路20係為內建於控制單元12，故能實現電磁閥系統10、10A~10C全體的小型化。
於此，若更進一步詳細說明有關電磁閥系統10、10A~10C的功效，則在控制線30、32、70和正極側電力線42、84、86、90或負極側電力線44、50、82的其中一方的電力線之間發生短路時，可藉由使配設於另一方的電力線的第1開關36或第2開關38成為off，而能遮斷往電磁閥驅動電路20及複數個電磁閥單元14的電力供給。此結果，能夠使既有的電磁閥、電磁閥單元或將電磁閥的岐管基座(Manifold base)直接連接於控制單元12而使用。又，設計者能夠無須意識到如此之短路等的功能安全性，而設定電磁閥系統10、10A~10C。
又，安全電路18係更具有進行控制單元12的診斷試驗之安全控制電路40。據此，能容易進行脈衝測試等的診斷試驗。又，因將安全控制電路40建構於控制單元12內，故不須進行考慮了電纜長度等的在脈衝測試中的預定時間的調整，或因應於安全控制電路40而變更控制單元12的內部設計。此結果亦更提昇電磁閥系統10、10A~10C的便利性。
此場合時，第1開關36係設置於共用線(正極側電力線42或負極側電力線82)，且第2開關38係設置於驅動用電源34的另一方的端子和複數條的電力線(負極側電力線44、50或正極側電力線84、86)之間。於此，安全控制電路40係具有：第1控制部(第1微電腦40a)，係依據來自控制電路16的控制而使第1開關36on-off動作；第1診斷電路40b，係對使第1開關36 on-off動作時的共用線的狀態進行診斷；第2控制部(第2微電腦40c)，係依據來自控制電路16的控制而使第2開關38on-off動作；以及第2診斷電路40d，係對使第2開關38 on-off動作時的複數條的電力線的狀態進行診斷。
據此，即能診斷出第1開關36及第2開關38的故障的有或無，或則診斷出正極側電力線42、84、86及負極側電力線44、50、82，和其他的配線(例如，控制線30、32)的短路的有或無。又，在得到表示第1開關36或第2開關38之其中一方的開關為故障之之診斷結果，或得到表示配設於一方的開關的共用線或電力線為短路之診斷結果時，可使另一方的開關成為off而能遮斷往電磁閥驅動電路20及複數個電磁閥單元14的電力供給。結果，能避免無法進行互鎖控制之事態。
又，如第3圖的第1變形例，控制單元12係更具有將來自外部機器60的輸入予以輸出至控制電路16的輸入電路62，輸入電路62係具備有診斷來自外部機器60的輸入之診斷部68。據此，即能進行考量有對於來自外部機器60的輸入的安全對策之電磁閥系統10A的設計。
更且，如第3圖的第1變形例，更進一步將可連接於外部的電磁閥的螺線管64之外部連接用單元66配置於控制單元12。此時，共用 線(正極側電力線42)係經由外部連接用單元66，而連接於外部的電磁閥的螺線管64的正極側端子。在電磁閥驅動電路20係更設置有外部連接用電力線74，該外部連接用電力線74係使驅動用電源34的負極性端子經由外部連接用單元66而和該螺線管64的負極側端子相連接。在外部連接用電力線74係設置有第3切換部(其他的開閉開關76)，該第3切換部係依據來自控制電路16的控制，而切換往該螺線管64的電力的供給和遮斷。據此，即能容易地控制設置於外部的電磁閥的螺線管64。
又，如第4圖的第2變形例，對於控制單元12亦可進一步配置其他的電磁閥單元80。此場合時，共用線(負極側電力線82)係連接於其他的電磁閥單元80的螺線管92的負極側端子。又，進而設置連接著驅動用電源34的正極側端子和該螺線管92的正極側端子的其他的電力線(其他的正極側電力線90)。在其他的正極側電力線90係設置有第4切換部(遮斷開關94)，該第4切換部(遮斷開關94)依據來自控制電路16的控制，而切換往該螺線管92的電力的供給和遮斷。據此，與複數個電磁閥單元14獨立地供給電力至其他的電磁閥單元80的螺線管92，且能驅動具備有該螺線管92的電磁閥。
進而，如第5圖的第3變形例，控制單元12係由具備有控制電路16的控制模組12a，以及配置於控制模組12a與複數個電磁閥單元14之間且具備有安全電路18及電磁閥驅動電路20的輸出模組12b所構成。據此，可因應於電磁閥系統10C的規格，而僅更換控制模組12a，或僅更換輸出模組12b。
另，本發明係不自限於上述之實施形態，依據本說明書所記述內容當然亦得以採用各種構成。
10‧‧‧電磁閥系統
12‧‧‧控制單元
14‧‧‧電磁閥單元
16‧‧‧控制電路
18‧‧‧安全電路
20‧‧‧電磁閥驅動電路
22‧‧‧電磁閥連接部
24‧‧‧控制用電源
26‧‧‧場匯流排
28‧‧‧定序器
30、32‧‧‧控制線
34‧‧‧驅動用電源
36‧‧‧第1開關
38‧‧‧第2開關
40‧‧‧安全控制電路
42‧‧‧正極側電力線
44‧‧‧負極側電力線
46‧‧‧開閉開關
48‧‧‧共通端子
50‧‧‧負極側電力線
52‧‧‧螺線管

Claims (6)

  1. 一種電磁閥系統(10、10A~10C)，係具有：控制單元(12)；以及複數個電磁閥單元(14)，係相對於前述控制單元(12)並排成一列而配置，且具備有藉由來自前述控制單元(12)的電力的供給而驅動電磁閥的螺線管(52)；其中，前述控制單元(12)係具有：安全電路(18)，係連接於外部之驅動用電源(34)；電磁閥驅動電路(20)，其輸入側連接於前述安全電路(18)且其輸出側連接於複數個前述電磁閥單元(14)；以及控制電路(16)，係控制前述安全電路(18)與前述電磁閥驅動電路(20)；前述安全電路(18)係具有：第1切換部(36、38)，該第1切換部(36、38)依據來自前述控制電路(16)的控制，而切換從前述驅動用電源(34)往前述電磁閥驅動電路(20)的電力的供給和遮斷；以及安全控制電路(40)，該安全控制電路(40)係進行前述控制單元(12)的診斷試驗；前述電磁閥系統(10、10A~10C)更具備：1條的共用線(42、82)，係經由前述安全電路(18)而連接於前述驅動用電源(34)的一方的端子，且延伸至複數個前述電磁閥單元(14)而連接於複數個前述螺線管(52)的一端；以及複數條的電力線(44、50、84、86)，係經由前述安全電路(18)而連接於前述驅動用電源(34)的另一方的端子，且連接於複數個前述螺線管(52)的各者的另一端；前述電磁閥驅動電路(20)係具有複數個第2切換部(46)，該複數個第2切換部(46)係設置於複數條的前述電力線(44、50、84、86)的各者，且依據 來自前述控制電路(16)的控制，而切換從前述安全電路(18)往複數個前述螺線管(52)的電力的供給和遮斷。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之電磁閥系統(10、10A~10C)，其中，前述第1切換部(36、38)係第1開關(36)以及第2開關(38)，該第1開關(36)係設置於前述共用線(42、82)，該第2開關(38)係設置於前述驅動用電源(34)的另一方的端子與複數條的前述電力線(44、50、84、86)之間，前述安全控制電路(40)係具有：第1控制部(40a)，係依據來自前述控制電路(16)的控制，而使前述第1開關(36)進行on-off動作；第1診斷電路(40b)，係診斷前述第1開關(36)進行on-off動作時的前述共用線(42、82)的狀態；第2控制部(40c)，係依據來自前述控制電路(16)的控制，而使前述第2開關(38)進行on-off動作；以及第2診斷電路(40d)，係診斷前述第2開關(38)進行on-off動作時的複數條前述電力線(44、50、84、86)的狀態。
  3. 一種電磁閥系統(10A)，係具有：控制單元(12)；以及複數個電磁閥單元(14)，係相對於前述控制單元(12)並排成一列而配置，且具備有藉由來自前述控制單元(12)的電力的供給而驅動電磁閥的螺線管(52)；其中，前述控制單元(12)係具有：安全電路(18)，係連接於外部之驅動用電源(34)；電磁閥驅動電路(20)，其輸入側連接於前述安全電路(18)且其輸出側 連接於複數個前述電磁閥單元(14)；控制電路(16)，係控制前述安全電路(18)與前述電磁閥驅動電路(20)；以及輸入電路(62)，該輸入電路(62)係將來自外部機器(60)的輸入予以輸出至前述控制電路(16)；前述安全電路(18)係具有：第1切換部(36、38)，該第1切換部(36、38)依據來自前述控制電路(16)的控制，而切換從前述驅動用電源(34)往前述電磁閥驅動電路(20)的電力的供給和遮斷；前述輸入電路(62)係具備有診斷來自外部機器(60)的前述輸入之診斷部(68)；前述電磁閥系統(10、10A~10C)更具備：1條的共用線(42、82)，係經由前述安全電路(18)而連接於前述驅動用電源(34)的一方的端子，且延伸至複數個前述電磁閥單元(14)而連接於複數個前述螺線管(52)的一端；以及複數條的電力線(44、50、84、86)，係經由前述安全電路(18)而連接於前述驅動用電源(34)的另一方的端子，且連接於複數個前述螺線管(52)的各者的另一端；前述電磁閥驅動電路(20)係具有複數個第2切換部(46)，該複數個第2切換部(46)係設置於複數條的前述電力線(44、50、84、86)的各者，且依據來自前述控制電路(16)的控制，而切換從前述安全電路(18)往複數個前述螺線管(52)的電力的供給和遮斷。
  4. 一種電磁閥系統(10A)，係具有：控制單元(12)；以及複數個電磁閥單元(14)，係相對於前述控制單元(12)並排成一列而配置，且具備有 藉由來自前述控制單元(12)的電力的供給而驅動電磁閥的螺線管(52)；其中，前述控制單元(12)係具有：安全電路(18)，係連接於外部之驅動用電源(34)；電磁閥驅動電路(20)，其輸入側連接於前述安全電路(18)且其輸出側連接於複數個前述電磁閥單元(14)；以及控制電路(16)，係控制前述安全電路(18)與前述電磁閥驅動電路(20)；前述安全電路(18)係具有；第1切換部(36、38)，該第1切換部(36、38)依據來自前述控制電路(16)的控制，而切換從前述驅動用電源(34)往前述電磁閥驅動電路(20)的電力的供給和遮斷；前述電磁閥系統(10、10A~10C)更具備：1條的共用線(42、82)，係經由前述安全電路(18)而連接於前述驅動用電源(34)的一方的端子，且延伸至複數個前述電磁閥單元(14)而連接於複數個前述螺線管(52)的一端；以及複數條的電力線(44、50、84、86)，係經由前述安全電路(18)而連接於前述驅動用電源(34)的另一方的端子，且連接於複數個前述螺線管(52)的各者的另一端；前述電磁閥驅動電路(20)係具有複數個第2切換部(46)，該複數個第2切換部(46)係設置於複數條的前述電力線(44、50、84、86)的各者，且依據來自前述控制電路(16)的控制，而切換從前述安全電路(18)往複數個前述螺線管(52)的電力的供給和遮斷；對於前述控制單元(12)更配置有可連接於外部的電磁閥之外部連接用單元(66)， 前述共用線(42)係經由前述外部連接用單元(66)，而連接於前述外部的電磁閥的螺線管(64)的一端，更設置有外部連接用電力線(74)，該外部連接用電力線(74)係經由前述外部連接用單元(66)，而將前述驅動用電源(34)的另一方的端子和該螺線管(64)的另一端連接，於前述電磁閥驅動電路(20)內，在前述外部連接用電力線(74)係設有第3切換部(76)，該第3切換部(76)係依據來自前述控制電路(16)的控制，而切換往該螺線管(64)的電力的供給和遮斷。
  5. 一種電磁閥系統(10B)，係具有：控制單元(12)；以及複數個電磁閥單元(14)，係相對於前述控制單元(12)並排成一列而配置，且具備有藉由來自前述控制單元(12)的電力的供給而驅動電磁閥的螺線管(52)；其中，前述控制單元(12)係具有：安全電路(18)，係連接於外部之驅動用電源(34)；電磁閥驅動電路(20)，其輸入側連接於前述安全電路(18)且其輸出側連接於複數個前述電磁閥單元(14)；以及控制電路(16)，係控制前述安全電路(18)與前述電磁閥驅動電路(20)；前述安全電路(18)係具有：第1切換部(36、38)，該第1切換部(36、38)依據來自前述控制電路(16)的控制，而切換從前述驅動用電源(34)往前述電磁閥驅動電路(20)的電力的供給和遮斷；前述電磁閥系統(10、10A~10C)更具備：1條的共用線(42、82)，係經由前述安全電路(18)而連接於前述驅動用電源(34)的一方的端子，且延伸至複數個前述電磁閥單元(14)而連接於複數個前述螺線管(52)的一端；以及 複數條的電力線(44、50、84、86)，係經由前述安全電路(18)而連接於前述驅動用電源(34)的另一方的端子，且連接於複數個前述螺線管(52)的各者的另一端；前述電磁閥驅動電路(20)係具有複數個第2切換部(46)，該複數個第2切換部(46)係設置於複數條的前述電力線(44、50、84、86)的各者，且依據來自前述控制電路(16)的控制，而切換從前述安全電路(18)往複數個前述螺線管(52)的電力的供給和遮斷；對於前述控制單元(12)更配置其他的電磁閥單元(80)，前述共用線(82)係連接於前述其他的電磁閥單元(80)的螺線管(92)的一端，更設置有其他的電力線(90)，該其他的電力線(90)係將前述驅動用電源(34)的另一方的端子和該螺線管(92)的另一端連接，在前述其他的電力線(90)係設置有第4切換部(94)，該第4切換部(94)係依據來自前述控制電路(16)的控制，而切換往該螺線管(92)的電力的供給和遮斷。
  6. 如申請專利範圍第1項至第5項中任一項所述之電磁閥系統(10C)，其中，前述控制單元(12)係由下列構件所構成：控制模組(12a)，係具備有控制電路(16)；以及輸出模組(12b)，係配置於前述控制模組(12a)與複數個前述電磁閥單元(14)之間，且具備有前述安全電路(18)及前述電磁閥驅動電路(20)。
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