(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
供給ポートからの圧力流体の流れの方向を第１及び第２の出力ポートに切換える電磁弁と、該電磁弁の各ポートに圧力流体の給排を行う流路を備えたベースと、上記電磁弁とベースとの間に配設される中間ブロックとを備え、
上記中間ブロックに、電磁弁の各ポートとベースにおける各流路とをそれぞれ個別的に連通させる連通路を設けると共に、これらの連通路中を横切る導管を設け、この導管内に供給ポート及び両出力ポートに連通した連通路を横切る位置にまで達する圧力導孔を設けて、該圧力導孔に、圧力検出すべき連通路に開口する圧力導入口を選択的に開設し、該中間ブロックに、上記圧力導入口を通して導入された圧力を検出する圧力センサを設けた、
ことを特徴とするセンサ付き電磁弁。
【請求項２】
中間ブロックの連通路中を横切る導管内に通電部材用通路を設け、該通路に通電部材を挿通した、
ことを特徴とする請求項１に記載のセンサ付き電磁弁。
【請求項３】
中間ブロックに、電磁弁の弁体に設けたマグネットの近接を検出する磁気センサを設け、通電部材用通路にそのセンサ出力を導出する信号線を挿通した、
ことを特徴とする請求項２に記載のセンサ付き電磁弁。
【請求項４】
中間ブロックに、磁気センサの出力に基づいて弁体の動作不良を表示する表示器を設けた、
ことを特徴とする請求項３に記載のセンサ付き電磁弁。
【請求項５】
中間ブロックが、中間ブロック本体、並びにそれに連設した第１及び第２ハウジングを備え、
上記中間ブロック本体には、電磁弁の各ポートとベースにおける各流路とを連通させる連通路及び該連通路中を横切る導管を設け、導管内に設けた圧力導孔の一端に上記圧力センサを配設し、
上記第１ハウジングには、電磁弁とベースとの間の通電を行う通電中継部材、並びに上記圧力センサ及び磁気センサの出力信号をベースを通して外部に導出するための信号導出部材を設け、
上記第２ハウジングには磁気センサを設けた、
ことを特徴とする請求項３または４に記載のセンサ付き電磁弁。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電磁弁における入出力圧の適否や弁体の切換え状態を監視できるようにしたセンサ付き電磁弁に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、電磁弁にその入出力圧の適否や弁体による切換え状態を監視するためのセンサを付設することは行われているが、それらは必要に応じて個別的に設けられるものであり、全体としての装置のまとまりがなく、組立が煩雑になるばかりでなく、誤配線等の可能性もあり、安全性、信頼性を確保することが困難であった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとする課題は、電磁弁における入出力圧の適否や弁体の切換え状態を監視するための監視手段をまとめて、構造を簡素化すると共に組立を容易にすることにより、安全性、信頼性を向上させたセンサ付き電磁弁を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するための本発明のセンサ付き電磁弁は、供給ポートからの圧力流体の流れの方向を第１及び第２の出力ポートに切換える電磁弁と、該電磁弁の各ポートに圧力流体の給排を行う流路を備えたベースと、上記電磁弁とベースとの間に配設される中間ブロックとを備え、上記中間ブロックに、電磁弁の各ポートとベースにおける各流路とをそれぞれ個別的に連通させる連通路を設けると共に、これらの連通路中を横切る導管を設け、この導管内に供給ポート及び両出力ポートに連通した連通路を横切る位置にまで達する圧力導孔を設けて、該圧力導孔に、圧力検出すべき連通路に開口する圧力導入口を選択的に開設し、該中間ブロックに、上記圧力導入口を通して導入された圧力を検出する圧力センサを設けたことを特徴とするものである。
【０００５】
上記本発明のセンサ付き電磁弁においては、中間ブロックの連通路中を横切る導管内に通電部材用通路を設け、該通路に通電部材を挿通することができ、また該中間ブロックに電磁弁の弁体に設けたマグネットの近接を検出する磁気センサを設け、通電部材用通路にそのセンサ出力を導出する信号線を挿通することができる。この場合に、上記中間ブロックに、磁気センサの出力に基づいて弁体の動作不良を表示する表示器を設けることもできる。
【０００６】
本発明の好ましい実施形態においては、上記中間ブロックが、中間ブロック本体、並びにそれに連設した第１及び第２ハウジングを備え、上記中間ブロック本体には、電磁弁の各ポートとベースにおける各流路とを連通させる連通路及び該連通路中を横切る導管が設けられ、導管内に設けた圧力導孔の一端に上記圧力センサが配設され、上記第１ハウジングには、電磁弁とベースとの間の通電を行う通電中継部材、並びに上記圧力センサ及び磁気センサの出力信号をベースを通して外部に導出するための信号導出部材が設けられ、上記第２ハウジングには磁気センサが設けられる。
【０００７】
上記構成を有するセンサ付き電磁弁は、電磁弁とベースとの間に配設する中間ブロックに、電磁弁における入出力圧の適否や弁体の切換え状態を監視するための監視手段をまとめて設けているので、当該監視手段を設けるための構造が簡素化されるばかりでなく、誤配線、誤組立などの可能性も著しく低下し、組立が容易で経済性においても優れたものとなり、しかも、中間ブロックによって電磁弁とベースとの間に上記監視手段を挟み込むため、それらが保護されて安全性や信頼性を向上させることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１及び図２は、本発明に係るセンサ付き電磁弁の実施例を示すもので、このセンサ付き電磁弁は、概略的には、圧力流体（圧縮空気）の流れの方向を切換える電磁弁１と、該電磁弁１の各ポートに圧力流体の給排を行う流路を備えたベース２と、上記電磁弁１とベース２との間に配設されて各種監視手段等を設ける中間ブロック３とを備えている。
【０００９】
上記電磁弁１においては、弁ボディ１０内を貫通する弁孔１０ａに、供給ポートＰ、第１及び第２の出力ポートＡ，Ｂ、並びに第１及び第２の排出ポートＥＡ，ＥＢを開口させ、該弁孔１０ａ内に上記ポート間の流路を切換えるスプール弁体１１を摺動自在に嵌挿している。上記弁体１１は、電磁弁として周知のように、その軸線方向の一端または他端への移動により、供給ポートＰを第１または第２の出力ポートＡ，Ｂに切換えて連通させ、それに伴って、供給ポートＰに連通しない方の出力ポートを、第１または第２の排出ポートＥＡ，ＥＢに連通させるものである。
【００１０】
また、図に示す電磁弁は、各ポートを封鎖した状態に保つ中立停止位置をもつ３位置弁としたものであり、そのため、弁ボディ１０の一端に補助ブロック１２を連接し、該補助ブロック１２内において弁体１１凹段部と弁ボディ１０とに係合するストッパ１３ａと、弁体１１の他の凹段部と補助ブロック１２とに係合するストッパ１３ｂとの間に、スプリング１４を縮設し、スプール弁体１１の両端に作用するパイロット流体圧により該スプール弁体１１に駆動力が発生しない状態においては、そのスプリング１４の付勢力により、ストッパ１３ａ，１３ｂがいずれも弁ボディ１０または補助ブロック１２に係合する図示の中立停止位置に保持されるように構成している。
なお、この電磁弁１は、必ずしも上述した３位置弁である必要はなく、中立停止位置のない２位置弁とすることもできる。
【００１１】
また、上記電磁弁１における補助ブロック１２には、スプール弁体１１が遊挿される挿通孔１５ａを設けたスペーサ１５を当接し、該スペーサ１５の挿通孔１５ａ内に位置するように、スプール弁体１１にリング状のマグネット１６を嵌着している。このリング状マグネット１６は、後述の磁気センサによるスプール弁体１１の位置の検出に供するもので、スプール弁体１１が上記中立停止位置（図示位置）にあるときに、マグネット１６が該スペーサ１５の挿通孔１５ａ内のほぼ中央に位置するようにして、該スプール弁体１１上に、その端部に嵌着したキャップ１７により固定している。
【００１２】
上記電磁弁１においては、スプール弁体１１をパイロット流体圧で駆動するため、一対のソレノイド２１Ａ，２１Ｂで駆動されるパイロット弁２０Ａ，２０Ｂを備えると共に、スプール弁体１１の両端が嵌入するピストンブロック２２Ａ，２２Ｂ内のピストン室２３Ａ，２３Ｂにおいて、それぞれ、弁体１１の端部にピストン２４Ａ，２４Ｂを当接している。上記パイロット弁２０Ａ，２０Ｂは、弁ボディ１０の供給ポートＰに連通するパイロット供給流路２５の流体を、ソレノイド２１Ａ，２１Ｂによるパイロット弁体の駆動により、ピストン室２３Ａ，２３Ｂに給排するものである。
【００１３】
即ち、パイロット弁２０Ａのソレノイド２１Ａに通電すると、パイロット弁体の切換えによりパイロット供給流路２５のパイロット流体圧がピストン室２３Ａに導入されてピストン２４Ａに作用し、スプール弁体１１が図において右動して弁ボディ１０内の流路が切換えられ、また、ソレノイド２１Ａへの通電を解除すると共にソレノイド２１Ｂに通電すると、上記ピストン室２３Ａのパイロット流体圧が排出されると共に、供給流路２５のパイロット流体圧がピストン室２３Ｂに導入されてピストン２４Ｂに作用し、スプール弁体１１が図において左動し、弁ボディ１０内の流路が切換えられる。
なお、両ソレノイド２１Ａ，２１Ｂに通電していないときには、前記スプリング１４によりスプール弁体１１が中立停止位置に保持される。
【００１４】
また、上記パイロット弁２０Ａ，２０Ｂの外側のカバーには、表示窓２６を設け、ソレノイド２１Ａ，２１Ｂへの通電状態を表示する表示灯２７Ａ，２７Ｂをその表示窓２６の背後に並列配置している。なお、この表示灯２７Ａ，２７Ｂは単一のものとして２色発光によりソレノイド２１Ａ，２１Ｂの動作表示を行わせることができる。
更に、中間ブロック３との接合面には、該中間ブロック３における給電端子を通して送られるソレノイド２１Ａ，２１Ｂへの電力を受けるための受電端子２８を設けている。
【００１５】
一方、上記ベース２は、一つの電磁弁１に対応するマニホールドとして形成され、その多数を連接して使用するもので、ベース本体３０には、上記電磁弁１の各ポートＰ，Ａ，Ｂ，ＥＡ，ＥＢに対応する供給流路３１、出力流路３２Ａ，３２Ｂ、及び排出流路３３Ａ，３３Ｂを設け、供給流路３１及び排出流路３３Ａ，３３Ｂは、隣接するベース２において相互に連通させるために該ベース２の連接面間を貫通させて設け供給通孔３４及び排出通孔３５Ａ，３５Ｂに連通させ、また、上記出力流路３２Ａ，３２Ｂは、ベース２の端面に個別に開口させて、配管用チューブを連結するためのワンタッチ接手３６Ａ，３６Ｂを取付けている。
【００１６】
更に、上記ベース本体３０における両側の連接面には、複数のベース２を接合したときに相互に接続されて、両ベース２間で給電及び信号伝送を行うコネクタ４０を設け、このコネクタ４０を、信号処理用のプリント基板４１を介して中間ブロック３の接続端子に接離自在に接合される接続端子４２に電気的に接続している。上記プリント基板４１は、コネクタ４０を通して隣接するベースから電送される信号を受け、その信号に基づいて、搭載している電磁弁１におけるソレノイド２１Ａまたは２１Ｂに給電するときに、それらの通電回路に必要な通電を行うように制御し、また、電磁弁１における入出力圧の適否や弁体１１の切換え状態を監視する後述のセンサの出力を、コネクタ４０を通して制御装置に伝送するための制御を行うものである。
【００１７】
上記中間ブロック３は、中間ブロック本体５０、並びにその両端側に連設した第１及び第２ハウジング５１，５２を備え、この中間ブロック３は、電磁弁１とベース２との間に挟むため、その上下の対向面に該電磁弁１及びベース２の接合面と適合する接合面を有している。
【００１８】
上記中間ブロック本体５０は、電磁弁１及びベース２との接合面間に、電磁弁１における各ポートＰ，Ａ，Ｂ，ＥＡ，ＥＢと、ベース２における各流路３１，３２Ａ，３２Ｂ、３３Ａ，３３Ｂとをそれぞれ個別的に連通させる連通路５３，５４Ａ，５４Ｂ，５５Ａ，５５Ｂを備えている。これらの連通路５３，５４Ａ，５４Ｂ，５５Ａ，５５Ｂには、図２からわかるように、該連通路における流体の流れを妨げない範囲内において横切る導管５６を設けている。そして、この導管５６内には、必要な範囲内に圧力導孔５７を穿設すると共に、該導管５６を貫通する通電部材用通路６１を設けている。
【００１９】
上記導管５６内の圧力導孔５７は、中間ブロック本体５０の一端から連通路５４Ｂの位置に達するところまで開設しているが、連通路５３または連通路５４Ａの位置までのものとすることもでき、この圧力導孔５７から圧力検出すべき連通路に圧力導入口５８を開口させている。図示の例では、供給流路３１に連通する連通路５３に圧力導入口５８を開設しているが、連通路５４Ａまたは５４Ｂの圧力（出力ポートＡまたはＢの圧力）を検出しようとする場合には、上記圧力導入口５８に代えて、圧力導入口５８Ａまたは５８Ｂを設ければよい。これらは、連通路５３，５４Ａまたは５４Ｂのいずれかから圧力導孔５７に対して選択的に穿孔することにより、任意連通路の圧力を検出できるので、圧力導孔５７は図示のように連通路５４Ｂの位置に達するところまで開設しておくのが望ましい。
そして、上記中間ブロック本体５０には、上記圧力導孔５７の開口端に、該導孔を通して導入された圧力を検出する圧力センサ６０を設けている。
【００２０】
また、上記中間ブロック本体５０における導管５６内には、上記圧力導孔５７と平行して、該導管５６の一端から他端に達する通電部材用通路６１を併設している。該通路６１には、弁ボディ１０の両端間で通電する必要がある任意通電部材を挿通することができるが、図示の例では、電磁弁１の弁体１１に設けたマグネット１６の近接を検出する磁気センサ６２Ａ，６２Ｂの出力を導出する信号線６３を挿通している。
【００２１】
中間ブロック３における上記第１ハウジング５１には、電磁弁１とベース２との間の通電の中継を行う通電中継部材として、電磁弁１との接合面に該電磁弁１の受電端子２８と接合する給電端子６５を設けると共に、ベース２との接合面に設けた接続端子４２と接続される接続端子６６を設け、それらの給電端子６５及び接続端子６６を、プリント基板６７を介して電気的に接続している。
また、圧力センサ６０及び磁気センサ６２Ａ，６２Ｂの出力信号をベース２を通して外部に導出する信号導出部材として、第１ハウジング５１内には、圧力センサ６０、及び通路６１中の通電部材を通して導出される磁気センサ６２Ａ，６２Ｂの出力信号を、上記プリント基板６７及び接続端子６６を介してベース２側の接続端子４２に送る電気的回路要素を備えている。
【００２２】
上記プリント基板６７は、信号処理に必要な半導体素子６８を備え、圧力センサ６０及び磁気センサ６２Ａ，６２Ｂの出力を信号線を通して送出するのに適した信号として出力するものであり、該プリント基板６７自体は、接続端子６６を備えた押え蓋６９によって固定している。また、このプリント基板６７には、磁気センサ６２Ａ，６２Ｂの出力に基づき、必要に応じて、ソレノイド２１Ａ，２１Ｂへの通電開始時の信号等を参酌し、スプール弁体１１の切換え遅れや不動作等の動作不良を表示灯によって表示する表示器７０を設け、表示窓７１を通して視認できるようにしている。
【００２３】
一方、前記第２ハウジング５２には、前記電磁弁１におけるスペーサ１５の凹部１５ｂに嵌入することにより、該スペーサ１５の挿通孔１５ａ内に位置するスプール弁体１１上のマグネット１６に近接するようにして、上記磁気センサ６２Ａ，６２Ｂを設けている。この磁気センサ６２Ａ，６２Ｂは、マグネット１６の近接、離間を検出し、それによってスプール弁体１１の実際の位置を検出するものであり、図示の実施例では、二つの磁気センサにより、パイロット弁２０Ａを駆動したときのマグネットの位置ＰＡ、パイロット弁２０Ａを駆動したときのマグネットの位置ＰＢ及び中立位置にあるマグネットの位置を検出するようにしているが、同様の目的を達成できるのであれば、磁気センサは任意数を配設することができ、また、前記マグネット１６についても同様である。更に、検出するスプール弁体１１の移動位置も、任意に設定することができる。
【００２４】
上記構成を有するセンサ付き電磁弁は、電磁弁１とベース２との間に配設する中間ブロック３に、電磁弁１における入出力圧の適否や弁体の切換え状態を監視するための圧力センサや磁気センサ等の監視手段をまとめて設けているので、当該監視手段を設けるための構造が簡素化されるばかりでなく、誤配線、誤組立などの可能性も著しく低下し、組立が容易で経済性においても優れたものとなり、しかも、中間ブロック３によって電磁弁１とベース２との間に上記監視手段を挟み込むため、それらが保護されて安全性や信頼性を向上させることができる。
【００２５】
【発明の効果】
以上に詳述した本発明によれば、電磁弁における入出力圧の適否や弁体の切換え状態を監視するための監視手段をまとめて、構造を簡素化すると共に組立を容易にすることにより、安全性、信頼性を向上させたセンサ付き電磁弁を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るセンサ付き電磁弁の実施例の縦断面図である。
【図２】図１におけるイ−イ位置での断面図である。
【符号の説明】
１    電磁弁
２    ベース
３    中間ブロック
１０    弁ボディ
１１    スプール弁体
１６    マグネット
２０Ａ，２０Ｂ  パイロット弁
３１    供給流路
３２Ａ，３２Ｂ  出力流路
３３Ａ，３３Ｂ  排出流路
５０    中間ブロック本体
５１    第１ハウジング
５２    第２ハウジング
５３，５４Ａ，５４Ｂ，５５Ａ，５５Ｂ  連通路
５６    導管
５７    圧力導孔
５８    圧力導入口
６０    圧力センサ
６１    通電部材用通路
６２Ａ，６２Ｂ  磁気センサ
７０    表示器
Ｐ    供給ポート
Ａ，Ｂ  第１及び第２の出力ポート
ＥＡ，ＥＢ  第１及び第２の排出ポート
【図１】
0003590772.tif 000002
【図２】
0003590772.tif 000003