JPH0266304A - リニア駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、モータケーシングから作業側に延出した作動
棒に結合され、軸方向に摺動可能なピストンを内部に有
するケーシングを具備した特に空気圧力媒体作動のリニ
アアクチュエータと、アクチュエータの制御のために例
えば弁装置として形成された制御装置と、作動棒の所定
の位置で応答するセンサデバイスとを有するリニア駆動
装置である。

［従来技術］ この種のリニア駆動装置の場合リニアアクチュエータは
通常ピストン・シリンダ・ユニットになっており、ピス
トン・シリンダ・ユニットのピストンと結合してシリン
ダから延出したピストン捧が作動棒であり、作動棒は動
かされるべき構造部品又は動力取出装置へ結合できるよ
うになっている。リニアアクチュエータは所望の使用現
場に運ばれ、更に運転に必要な圧力媒体、例えば圧縮空
気は圧力媒体管路又はホースを通じて導入、排出される
。圧力媒体流の制御には、多くは弁装置として形成され
た例えば電気的に作動可能な制御装置が使用される。自
動アクチュエータ制御を行なうために、例えば電気的要
素、磁気的要素、空気的要素、機械的要素で動作する単
数又は複数のセンサを保有可能なセンサデバイスを具備
しており、これらセンサによって、作動棒のプリセット
された位置が感知されて、これにより制御装置が制御さ
れる。従来のリニア駆動装置は多数の個別部品群から組
立てられ、例えばリニアアクチュエータと制御装置とセ
ンサデバイスとが各々別個に形成され、個々に取り付け
られていた。これに要する作業は多くの時間が費やされ
るほか各構成要素を互いに回路技術的に接続するために
、広範なケーブル及び導線の配線作業が不可欠である。

面倒な組立に加え、少なくない所要床面もコスト削減に
不利なほか、接続部が運動する機械部によって容易に損
傷される可能性がおる。

［発明が解決しようとする課題］ 従って本発明の目的はより容易かつより低コストで製造
可能かつコンパクトな構造でより速くかつより簡単に組
立可能な冒頭に述べた形式のリニア駆動装置を提供する
ことである。

［課題を解決するための技術的手段］ 上記の課題を達成するためこの発明はアクチュエータケ
ーシングと、このアクチュエータケーシング内で軸方向
に摺動可能のピストンと、このピストンに結合され、ア
クチュエータケーシングから作業側に延出する作業棒と
を含む、特に空気圧力媒体作動のリニアアクチュエータ
と、このリニアアクチュエータの制御のための例えば弁
装置として形成された制御装置と、作動棒の所定の位置
で感応するセンサデバイスとを有するリニア駆動装置に
おいて、リニアアクチュエータ（２）と制御装置（２２
）とセンサデバイス（３１）とが互いに結合されて一体
化した手持可能な作業ユニットとして集成され１作業側
（１８）とは反対側のリニアアクチュエータ（２）の制
御側（２８）に制御装置（２２）とセンサデバイスく３
１）とが配設されている構成を有している。

［作用］ リニアアクチュエータ（２）のピストン（６）は制御装
置（２２）からリニアアクチュエータ（２）に対し供給
、排出される空気圧により作業棒（１４）とともに移動
する。作業棒（１４）はその端部で所定の作業を行なう
。作業棒（１４）の移動は制御装置（２２）により制御
され、作業棒（１４）の移動量はセンサデバイス（３１
）により検出される。

［実施例］ 以下実施例を示す図面により本発明を説明する。

第１〜３図に図示されたリニア駆動装置１，１′１″は
、各々ピストン・シリンダ・ユニット方式にて成るリニ
アアクチュエータ２を具備する。リニアアクチュエータ
２は、両矢印５のごとく軸方向に往復運動可能に設けら
れたピストン６を保有するピストン室４を包囲するシリ
ンダ形に形成されたアクチュエータケーシング３を有す
る。ピストン６は２つのシリンダ室７，８を互いに気密
に分離する。ピストン室４の断面は製造を容易にするた
め円筒形を成し、アクチュエータケーシング３の外周９
も実施例の場合、円筒形を成す。この他に本発明の案に
沿ったその他の形成可能性がおり、例えば断面で見て外
周を正方形又は長方形にすることも可能で、これにより
アクチュエータケーシング３全体が直方体となる。ピス
トンシールは単純化のために図示されていないが、その
仕組みは専門化には公知である。

ピストン６の軸方向の面１０には、ピストン室４と同軸
上に延びた作動棒１４が固着されており、この作動棒１
４は、付属のシリンダ室８を縦方向に貫通して、対向す
るアクチュエータケーシング３の端壁１５を気密かつ摺
動可能に貫通して外部に突出する。端壁１５はアクチュ
エータケーシング３と一体化した構成とすることも、ま
た別個の取り外し可能に結合された蓋とすることも可能
である。ピストン棒の貫通箇所は１７で示されているが
、シールの図示は単純化のため省略された。

アクチュエータケーシング３から作動棒１４が延出して
いる側は、リニア駆動装置ｉ、１′、１″の作業側１８
である。この場合作動棒１４は、第１図に例として点線
で１９にて示した動かされるべき構造要素又は各々任意
の動力取り出し装置へ結合可能である。両シリンダ室７
，８が対応するポート２０．２１を通じて適切な方法で
圧力媒体で満たされると、ピストン６は、これに固着さ
れた作動棒１４と一緒に、両矢印５で示した軸方向の１
工動運動を実行し、その（言動の範囲内で各動力取り出
し装置１９が適切な方法で動かされる。

実施例では両シリンダ室７，８は各々付勢室となってい
るが図示されていない本発明の装置の変形の場合、外部
から作動棒１４に力を加えることにより又は復帰ばねに
よって初期位置へピストンの復帰が実行されるなら両室
の一方が無圧力のままであることも可能である。

両シリンダ室７，８に関する圧力媒体導入乃至排出は模
式図で示した制御装置２２が行なう。この制御装置は、
その動作が電気的に行われる単数又は複数の弁を具備し
た弁装置であり、対応する電気接続ケーブルは第１図と
第２図に点線２３にて図示されている。また制御装置２
２には、模式図で示した圧力媒体源２５及び／又は圧力
媒体吸込装置２６へ通じる管路２４（第２図に点線で図
示）が接続されている。更に制御装置２２とリニアアク
チュエータ２の両ポート２０．２１との間にも、圧力媒
体管路２９（第２図に点線で図示）を介して接続されて
いて、この圧力媒体接続は第３図の実施例の場合、更に
説明を加えると通孔形状の圧力媒体通路３０として形成
されている。

所定の摺動位置に関係して外部又は内部の構造要素乃至
構成要素の機能行程を作動させるために、各リニア駆動
装置１．１−，１″はピストン６と作動棒１４のプリセ
ット可能な所定の摺動位置を検知できるセンサデバイス
（第３図には図示なし）を有する。実施例の場合、制御
装置２２の作動のために信号が使われており、検知時点
でセンサデバイス３１から発信される各信号が内部利用
される。センサデバイス３１によって例えばピストン６
の終端位置だけでなく中間位置も検知可能である。

各リニア駆動装置１．１−，１”のリニアアクチュエー
タ２と制御装置２２とセンサデバイス３１が互いに結合
されているので、それらは一体化した手持可能なコンパ
クトな作業ユニットを形成している。実施例の場合、作
業ユニットは３つの構成要素２，２２．３１の集成であ
り、これを現場のユニットとして据え付けることができ
るので、多数の個別構成要素から成る面倒な部品組立が
いらなくなるよう考慮されている。この特徴は、制御装
置２２とセンサデバイス３１とが作業側１８とは反対側
のリニアアクチュエータ２の制御側２８に位置するので
作業側１８は内部構成要素に拘束されず、据付可能性が
改善され運動構造要素による装置２２．３１の損傷が生
じない。

３つの構成要素２，２２．３１が実施例のごとく互いに
取り外し可能に結合されていれば故障時に迅速に交換可
能であるほか、各使用条件に合せて必要に応じ各構成要
素は交換可能である。

第１図と第２図の実施例に示したセンサデバイス３１は
特に効果的である。このセンサデバイス３１は、非接触
スイッチング可能な近接スイッチとして形成された複数
、例えば２つのセンサ３２を有する。このセンサ３２は
、磁気材料から成るか又は少くとも磁気成分を含有する
制御小体３３と協動する。制御小体３３は制御棒３４の
端部領域に固着されておりまた制御棒３４の他端部はピ
ストン６の作動棒１４とは反対側の軸方向の面３５に作
動棒１４と同一方法で固着されている。２つの棒１４．
３４は互いに同軸上に位置するので２つが互いに結合し
て一体化した構造部品とすることも可能で、これに後で
ピストン６を外嵌させる。又棒１４，３４はピストン６
に固着した独立した構造部品とすることも可能である。

いずれにせよ制御棒３４は端面１５とは反対側のアクチ
ュエータ・ケーシング３の軸方向の端面３６を貫通し、
貫通領域には同じく詳細に図示しない案内装置及び密封
装置が具備されている。

ピストン６が両矢印５のごとく摺動すると、これに合せ
て制御小体３３が同じ軸方向運動を実行し、また軸方向
５にて見た場合これに並行して横側に配設されたセンサ
３２はこのセンサ３２と制御小体３５とが径方向に対向
し合う時点で信号を発信する。

図示された全実施例において制御装置２２とセンサデバ
イス３１は共通のデバイスケーシング３７．３７”内部
に収容されて成る。第１図と第３図の実施例の場合、デ
バイスケーシング３７はアクチュエータケーシング３と
は別個の構造部品であって、アクチュエータケーシング
３へ取り付けられており、またこの場合、特に取り外し
可能に取り付けられている。これは、例えば図示したフ
ランジ結合方式のねじ着３８によって制御側２８にてア
クチュエータケーシング３が取り付けられている。デバ
イスケーシング３７がアクチュエータケーシング３と同
一の外輪郭及び同一の直径に合せであるので、全体が縦
方向に比べて直径の細い縦長の作動ユニットとなる。デ
バイスケーシング３７が制御装置２２とセンサデバイス
３１とのための収容室３９を伯から遮断することにより
、異物の侵入が防止でき無事故運転が確保される。

特徴はアクチュエータケーシング３の一端面壁３６がフ
ランジを備えたデバイスケーシング３７のための密封蓋
になっていることである。

詳細に図示しない実施例の場合、デバイスケーシングは
少くとも部分的にアクチュエータケーシングである。

第２図の実施例の場合、アクチュエータケーシング３と
制御装置２２とセンサデバイス３１とを防護包囲するカ
バーケーシング４０を具備する。

この場合、カバーケーシング４０は、同時にデバイスケ
ーシング３７−で必って、更にアクチュエータケーシン
グ３を保有する。詳細に図示しない実施例の場合、アク
チュエータケーシング３と制御装置２２とセンサデバイ
ス３１とを包囲するデバイスケーシングがカバーケーシ
ングの内部に一緒に内股されるように考慮されている。

前述のセンサ以外に他の種類のセンサも使用し得る。そ
の場合、光学的、電子的、誘導式、又は空気式センサが
考えられる。とにかくセンサ３２が制御棒３４の運動方
向に位置調節可能であれば好適で、これによりスイッチ
ング時点を様々に調節可能である。そのために第１図の
実施例ではセンサ３２がデバイスケーシング３７の内側
の縦方向案内部４４に位置調節可能に配設されている。

第２図の実施例の場合、センサ３２はカバーケーシング
４０の内側に配設されており、同じ方式で位置調節可能
である。

第１図に戻り制御装置２２も同じくデバイスケーシング
３７の内側に固着されている。この場合制御装置２２と
センサデバイス３１とが縦軸方向に対して横方向に、特
に直径方向に対向して位置するよう考慮されているので
、制御装置２２とセンサデバイス３１との間に制御棒３
４のための運動空間４５が存在する。この方式により、
短構造のコンパクトな装置が達成可能となり、また作業
側１８からリニアアクチュエータ２の縦方向で見た場合
、制御装置２２とセンサデバイス３１とから成る作業ユ
ニットのサブユニットがアクチュエータケーシング３に
より事実上完全に覆われているので、同時に起伏の無い
細い構造となる。第４図にはリニア駆動装置１の作業ユ
ニット内部のリニアアクチュエータ２と制御装置２２と
センサデバイス３１の配置が模式的に示されて、三ブロ
ック配置となっており軸方向に向けた視線上にリニアア
クチュエータ２があり、同時に縦軸方向５に対して横側
に互いに並列に配設された制御装置２２とセンサデバイ
ス３１とが続いている。

他の配置法は第５図に模式的に示されており、リニアア
クチュエータ２とセンサデバイス３１と制御装置２２と
が同じく三ブロック配置を成し、その各構成要素は軸方
向５に連続して直列に配設されている。この実施例は直
径をより細くする。

第２図の実施例の場合、カバーケーシング４０は同時に
デバイスケーシング３７−であって、制御装置２２とセ
ンサデバイス３１がカバーケーシング４０の内側に取り
付けられている。これは同じくアクチュエータケーシン
グ３にもあてはまり、アクチュエータケーシング３をカ
バーケーシング４０の端面４１ヘフランジ結合可能であ
り、この場合カバーケーシング４０は作動棒１４のため
の通孔を有する。

第１図と第２図の実施例の場合アクチュエータケーシン
グ３のポート２０．２１と制御装置２２との間の圧力媒
体連通は非拘束に配設した圧力媒体管路２９を介して達
成される。コンパクトな構造のため、管路の長さは極く
短かくて済み、管路は各ケーシングによって少くとも部
分的に外的作用から防護して取り付けできる。第３図の
実施例の場合、その他の変形が実現されている。この場
合圧力媒体管路２９はアクチュエータケーシング３と部
分的にデバイスケーシング３７との壁内部を延びる圧力
媒体通路３０を形成するので、この制御装置２２の配設
の場合、外部管路を省略しうる。これは組立てを著しく
容易にする。または制御装置２２から圧力媒体管路を介
してアクチュエータケーシング３へ接続させることも可
能で、そこから連続してアクチュエータケーシング３の
内部のみに形成された通路を経てシリンダ室７，８へ連
通する。

リニア駆動装置１．１′　１”の運転に必要なエネルギ
ーの供給は、センサデバイス３１に対しても適用可能な
電気接続ケーブル２３と前述した圧力媒体供給管路２４
とを通じて外部から行われる。各管路乃至各ケーブルを
個々に配設しなくて済むように、第１図と第２図に点線
で図示したコネクタ４７を有し、このコネクタ４７は、
差込式の接続ユニットの形態になっていてデバイスケー
シング３７，３７”に固着されている。このコネクタ４
７はケーブル２３乃至供給管路２４を通じて制御装置２
２とセンサデバイス３１との対応する箇所へ永久結合さ
れており、又圧力媒体源２５又は圧力媒体吸込装置２６
又は例えば電子制御ユニット４８（点線で図示）へイ也
から外部供給管４９の接続を可能とする。接続ユニット
の形成によって管４９を中枢差込接続方式で迅速に後脱
し得るように接続可能であり、例えば空気式及び／又は
電気式の多極差込コネクタが使用可能である。

これでバスへの接続は完全に可能である。いずれにせよ
作業側１８とは反対側の接続面５０にコネクタ４７が位
置すれば効果的で、このコネクタ４７があるにかかわら
ずリニア駆動装置の直径は太くならない。

本発明によって、各部材が一つの構成ユニットにまとめ
られて、各実施例に応じ３個又は４個の機能部分を保有
する。第１図と第２図と第４図の場合、３部分を保有し
、第１部分はリニアアクチュエータ２と作動部とで代表
され、第２部分は制御装置（プロセッサ）とセンサデバ
イスから成るサブユニットにより、第３部分はコネクタ
４７とバス部分にて代表される。第５図の実施例の場合
制御装置２２とセンサデバイス３１とが軸方向に直列に
位置することにより４部分を保有している。

本発明の本質的な特徴は、所望する部材を入手するため
にかつては多数の個別構成要素を注文し、保存し、組立
てて保守点検する必要があったのに比ベコーザーが自己
の問題に合った処置を直接骨られることでもある。装置
を使用可能にするには実質的に２つのコネクタ（空気式
と電気式の多極差込コネクタ）を接続させる必要がある
だけなので、本発明の方法により運転開始も本質的に簡
易化する。

［効果］ リニアアクチュエータと制御装置とセンサデバイスとが
一つのコンパクトな作業ユニットとして集成され、その
作業ユニットを各々の現場で全体の中へ容易に据え付け
ることができる。各部品群間の必要な結合は予め完成し
ているので、全体が据え付けられた状態では単に電気的
及び／又は空気的の中枢接続を要するのみである。リニ
ア駆動装置は様々な使用目的に適合した単一構造の駆動
装置であり、また単一装置としても販売可能である。即
ちかつて行われたリニア駆動装置の組立てのための多数
の部品注文や手間がかかり誤動作の危険のあるセルフア
ッセンブルはもう必要ない。

更に制御装置とセンサデバイスが作業側とは反対側のリ
ニアアクチュエータの制御側に位置することにより、狭
い場所的状況でも取付は可能な細い駆動装置構造を成し
、また制御装置とセンサデバイスはリニアアクチュエー
タによって覆われて保護される。また各構成要素間の接
続管線の長さは、各構成要素が近接しているために各々
極めて短かくすることができる。

本発明の効果的なその他の実施例は請求項２以下に記載
されている。

請求項２記載のその他の実施例は故障時に各構成要素の
容易な交換が可能である。請求項３に記載のその他の実
施例は特に細い駆動装置を可能にするものである。

請求項４〜７に記載のその他の実施例の場合、制御装置
もセンサデバイスも最善に防護されて取り付けられてお
り、またリニア駆動装置は外部が比較的滑らかな表面を
成し、非常に操作しやすい。

請求項８に記載のその他の実施例は、制御装置とセンサ
デバイスとのために予め設けられた組込み空間が考慮さ
れることにより、作動棒による制御信号検知のための特
別な場所を必要としない長所がおる。

請求項１１に記載のその他の実施例の場合リニア駆動装
置は事実上特別細い外形の三ブロック構造を成す。これ
に対し請求項１２に記載の装置は短い構造を成す。

請求項］３に記載のその他の実施例は、例えばバスの保
有圧力媒体管路及び／又は電気回路へのリニア駆動装置
の各構成要素の容易かつ瞬時の接続を可能とする。この
場合電気及び／又は空気式多極コネクタが使用可能でそ
れにより接続間違いは生じない。

本発明の特徴はリニア駆動装置の作業側が各内部構成要
素に拘束されずに済み、作動さるべき動力取出装置のた
めに十分に場所を保有していることである。更に各構成
要素が駆動装置の作業領域外に位置することにより、元
来、損傷は生じない。

【図面の簡単な説明】

第１図は第１実施例の縦断正面図、第２図は第２実施例
の縦断正面図、第３図は第３実施例の要部の拡大縦断正
面図、第４図、第５図はともに本発明の構成要素の異な
る配置図を示す。 １．１＝、１”・・・リニア駆動装置 ２・・・リニアアクチュエータ ３・・・アクチュエータケーシング ６・・・ピストン １４・・・作業棒 １８・・・作業側 ２２・・・制御装置 ２８・・・制御側 ３］・・・センサデバイス

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、アクチュエータケーシングと、このアクチュエータ
   ケーシング内で軸方向に摺動可能のピストンと、このピ
   ストンに結合され、アクチュエータケーシングから作業
   側に延出する作業棒とを含む、特に空気圧力媒体作動の
   リニアアクチユエータと、このリニアアクチュエータの
   制御のため例えば弁装置として形成された制御装置と、
   作業棒の所定の位置で応答するセンサデバイスとを有す
   るリニア駆動装置であつて、リニアアクチュエータ（２
   ）と制御装置（２２）とセンサデバイス（３１）とが互
   いに結合されて一体化した手持可能な作業ユニットとし
   て集成され、作業側（１８）とは反対側のリニアアクチ
   ュエータ（２）の制御側（２８）に制御装置（２２）と
   センサデバイス（３１）とが配設されていることを特徴
   とするリニア駆動装置。 ２、リニアアクチュエータ（２）と制御装置（２２）と
   センサデバイス（３１）が取り外し可能、特に交換可能
   に互いに結合されていることを特徴とする請求項１記載
   のリニア駆動装置。 ３、作業側（１８）からリニアアクチュエータ（２）を
   縦方向（５）に見た場合、制御装置（２２）とセンサデ
   バイス（３１）とを具備したサブユニットがアクチュエ
   ータケーシング（３）によって少くとも完全に覆われて
   いることを特徴とする請求項１又は２記載のリニア駆動
   装置。 ４、制御装置（２２）とセンサデバイス（３１）とが一
   つの共通のデバイスケーシング（３７、３７′）内部に
   収容されていることを特徴とする請求項１〜３の一つに
   記載のリニア駆動装置。 ５、デバイスケーシングが少くとも部分的にアクチュエ
   ータケーシングから成ることを特徴とする請求項４記載
   のリニア駆動装置。 ６、リニアアクチュエータ（２）の制御側（２８）のデ
   バイスケーシング（３７）が例えばフランジ結合方式の
   ねじ着（３８）によつてアクチュエータケーシング（３
   ）へ特に取り外し可能に結合されていることを特徴とす
   る請求項４記載のリニア駆動装置。 ７、アクチュエータケーシング（３）と制御装置（２２
   ）とセンサデバイス（３１）とが共通のカバーケーシン
   グ（４０）内部に取り付けられており、また前記両デバ
   イス（２２、３１）をカバーケーシング（４０）内側に
   配設されたデバイスケーシング内部に配設させることも
   可能であることを特徴とする請求項４〜６の一つに記載
   のリニア駆動装置。 ８、作業棒（１４）とは反対側のピストン面（３５）に
   は、作業棒（１４）の同軸上に配設された制御棒（３４
   ）を有し、この制御棒（３４）がピストン（６）と作業
   棒（１４）とから成る装置と一緒に共動可能に結合して
   成り、また前記制御棒（３４）の制御側（２８）のアク
   チュエータケーシング（３）から延出した棒部分には、
   前記制御棒（３４）の作動のためにセンサデバイス（３
   １）と協動する少くとも一つの制御小体（３３）を有す
   ることを特徴とする請求項１〜７の一つに記載のリニア
   駆動装置。 ９、センサデバイス（３１）が特に非接触作動し、必要
   に応じ制御小体（３３）に応答する近接スイッチの形式
   で制御棒（３４）の運動方向に移動調節可能な少くとも
   一つのセンサ（３２）を有することを特徴とする請求項
   １〜８の一つに記載のリニア駆動装置。 １０、アクチュエータケーシング（３）内部でピストン
   （６）によつて互いに分離された２つのシリンダ室（７
   、８）の少くとも一つと制御装置（２２）とが圧力媒体
   管路（２９）を介して連通しており、前記圧力媒体管路
   （２９）がケーシング領域を伸長して成り、また少くと
   も部分的にケーシング壁内部に形成された圧力媒体通路
   （３０）として成ることが可能であることを特徴とする
   請求項１〜９の一つに記載のリニア駆動装置。 １１、作動棒（１４）を基準に軸方向（５）に見た場合
   、リニアアクチュエータ（２）とセンサデバイス（３１
   ）と制御装置（２２）とが互いに直列に位置することを
   特徴とする請求項１〜１０の一つに記載のリニア駆動装
   置。 １２、制御装置（２２）とセンサデバイス（３１）とが
   縦軸方向に対し横側に互いに並列に位置し、特に直径方
   向に対向して位置し、また前記制御装置（２２）とセン
   サデバイス（３１）との間には制御棒（３４）の摺動運
   動のための運動空間を保有することを特徴とする請求項
   １〜１０の一つに記載のリニア駆動装置。 １３、制御装置（２２）とセンサデバイス（３１）に接
   続された電気及び／又は空気の外部回路（４９）等のコ
   ネクタ（４７）を具備しており、このコネクタ（４７）
   が特に作業側（１８）とは反対側の作業ユニットの接続
   面（５０）に位置し、かつプラグ又はソケット方式の接
   続ユニットとして集成されており、またこの接続ユニッ
   トが必要に応じてデバイスケーシング（３７、３７′）
   に取付可能であることを特徴とする請求項１〜１２の一
   つに記載のリニア駆動装置。