JPH042A

JPH042A - パワー変換装置

Info

Publication number: JPH042A
Application number: JP33482190A
Authority: JP
Inventors: Shigekazu Nagai; 茂和永井; Tetsuo Kukuminato; 久々湊　哲夫
Original assignee: SMC Corp
Current assignee: SMC Corp
Priority date: 1990-11-30
Filing date: 1990-11-30
Publication date: 1992-01-06

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、アクチュエータにおけるパワー変換装置に関
する。

［従来の技術］流体エネルギを機械的エネルギに変換するために従来か
ら各種のアクチュエータが採用され広汎に普及している
。周知の通り、アクチュエータは、往復動形と回転形と
に大きく分けることができるが、個々のアクチュエータ
は流体圧を受容し排出するための圧力供給系と、弁体等
の開度調整を行うための電力供給系とを付設しているの
が一般的である。従って、前記圧力供給系および電力供
給系は、管体および導線を介して夫々のアクチュエータ
に接続されている。

［発明が解決しようとする課題］このため、コントロールボックスとアクチュエータとは
互いに管体と導線とにより結合されるために機構の大型
化と複雑化を招き、またシーケンサを含む制御系も小型
化できない等の不都合が確認されている。

例えば、第１図に従来技術に係る空気圧を利用したアク
チュエータの実施例を示す。この従来例では、コントロ
ーラ２を構成する複数個のドライバ４ａ乃至４ｆからマ
ニホールド型の個々の電磁弁６ａ乃至６ｆに対して駆動
用電気信号を送給するための一対の導線が接続されてお
り、さらに空気圧供給系８は、前記電磁弁６ａ乃至６ｆ
を経てエアシリンダ１０ａ乃至１０ｆに到達している。

一方、エアシリンダ１０ａ乃至１０ｆ内の図示しないピ
ストンの動作位置を検出するために、夫々のエアシリン
ダ１０ａ乃至１０ｆには一対のリミットスイッチ（図示
せず）が設けられ、これらのリミットスイッチの検出し
た信号をコントローラ２にフィードバックするために、
別途、検出信号伝達用配線が設けられ、これが検出器１
２ａ乃至１２ｆに接続されているのが実情である。すな
わち、コントローラ２−電磁弁６ａ乃至６ｆ、電磁弁６
ａ乃至６ｆ−エアシリンダ１０ａ乃至１０ｆ１エアシリ
ンダ１０ａ乃至１０ｆ−コントローラ２の間に、一対の
導線乃至管体が配設されているために構成がすこぶる煩
雑で小型化が困難であり、しかも結合用の導線および管
体が長くなるために外部信号系の影響を受は易くなり、
誤動作等が惹起するのも稀ではなかった。

さらにまた、コントローラ２またはコントローラ２を全
体として制御するＣＰＵは、アクチュエータの数が増大
することにより、そのレスポンス並びに指示が迅速に行
われなくなる。従って、アクチュエータの動作時間にも
制約が出てくる等の不都合があった。

従って、本発明によれば、アクチュエーク相互間で制御
信号の授受を行うことにより、迅速に且つ確実にアクチ
ュエータの付勢制御を行うことが可能なパワー変換装置
を提供することを目的とする。

また、本発明によれば、小型化が容易に達成でき誤動作
が回避できるとともに配線、配管部分の簡素化が図られ
、しかも可及的迅速に夫々のアクチュエータの付勢、減
勢を行うことが可能なパワー変換装置を提供することを
目的とする。

［課題を解決するための手段］前記の課題を解決するために、本発明は少なくとも演算
機能、記憶機能、プログラム実行機能、信号入力機能の
いずれかを有することを特徴とする。

［作用］複数のアクチュエータに共通して流体圧および電圧電流
信号が供給される。個々のアクチュエータは自らのアド
レスに基づき、他のアクチュエータから送信される制御
信号を取り込む。

［実施例］次に、本発明に係るパワー変換装置について好適な実施
例を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明す
る。

第２図において、参照符号２０ａ乃至２Ｏｆは、互いに
関連的に配置されたアクチュエータを示し、これらのア
クチュエータ２０ａ乃至２０ｆは、共有する一本の空気
供給管路、好ましくはループ状に延在する空気供給管路
２２により互いに連結されている。管路２２には所定間
隔離間してエア供給源２４ａ乃至２４Ｃが接続され、略
等圧で個々のアクチュエータ２０ａ乃至２Ｏｆに駆動源
としての加圧空気を送給するよう構成している。

一方、アクチュエータ２０ａ乃至２Ｏｆには後述する電
磁弁を付勢するためにこれらを並列に接続する導線２６
が接続され、この導線２６は、電源２８に接続されてい
る。さらにまた、前記アクチュエータ２０ａ乃至２Ｏｆ
にはコンピュータ３０からのアドレス信号およびデータ
信号をシリアルまたはパラレルに受信するた杓に光ファ
イバ３２が接続される。この場合、光ファイバ３２は、
同軸ケーブルに置換することができる。これにより耐ノ
イズ性の向上が図れる。

次に、以上のように構成されるアクチュエータの内部構
造について、第３図を参照して説明する。

個々のアクチュエータ２０ａ乃至２Ｏｆは、シリンダ部
３４と制御部３６とから基本的に構成される。シリンダ
部３４は、シリンダ３８の内部にピストン４０を移動自
在に配設するとともに前記ピストン４０に連結するピス
トンロッド４２の一端部は、前記シリンダ３８の外部に
延在させてピストン４０の往復動作を図示しない他の機
器に伝達する。なお、シリンダ３８の両端部に夫々空気
の供給乃至導出を行うための第１ボート４４と第２ポー
ト４６とを形成し、また、前記シリンダ３８にピストン
４０の位置、速度、加速度、シリンダ内流体圧等を検出
するセンサ４８を装着しておく。

次いで、制御部３６について説明する。制御部３６は、
前記シリンダ３８に連結する筺体５０を具有し、この筐
体５０内に弁機構５２、入出力回路５４、検出装置５６
、駆動装置５８および演算装置６０を含む。弁機構５２
は、図示しないが電磁弁を含み、この電磁弁の開度調整
下に空気供給管路６２．６４を介して第１ボート４４、
第２ポート４６へ所定圧の空気を送給するように構成し
ている。前記管路２２は弁機構５２に接続している。

入出力回路５４は、一方においてセンサ４８と導線６６
．６８を介して接続し、他方において演算装置６０にバ
ス線７０を介して接続している（第４図参照）。

検出装置５６は、ピストン４０の速度、加速度、シリン
ダ部３４内の流体圧力等の検出をセンサ４８を介して検
出するものであり、その結果は入出力回路５４を介して
演算装置６０に供給される。すなわち、演算装置６０は
、その内部に記憶メモ！Ｊ　７２、ＣＰＵ７４およびコ
ミュニケーションインタフェース７５を含む。コミュニ
ケーションインタフェース７５は、自う有するアドレス
に基づき光ファイバ３２から送給すしてくるコミニニケ
ーションモジニール等のデータ信号を取り込み自ら内蔵
するＣＰＵ７４に送る。また、当該アクチュエータ２０
ａ乃至２Ｏｆの動作中に係るデータ信号をコンピュータ
３０にアドレス信号とともに送給し、あるいは、−の客
体を他のアクチュエータ２０ａ乃至２Ｏｆと協働して移
動させる如く、相関的に付勢制御される場合には他のア
クチュエータ２０ａ乃至２Ｏｆの制御信号を送信するこ
とが可能である。この場合、入出力回路５４は、他のア
クチュエータ２０ａ乃至２Ｏｆから送給されてくる制御
用のデータ信号を自らのアドレス信号に基づき取り込ん
でアクチンエータ２０ａ乃至２Ｏｆの制御信号とし、ま
た、他のアクチュエータ２０ａ乃至２Ｏｆのための制御
信号を記憶メモリ７２から呼び出して、送る。

そこで、以上のように構成される個々のアクチュエータ
２０ａ乃至２Ｏｆにループ状に接続される光ファイバ３
２、空気供給管路２２および導線２６の具体的接続方法
を第５図および第６図に示す。すなわち、筐体５０の上
面に第１のソケット７６と第２のソケット７８とを配設
し、夫々のソケット７６．７８に給気用チューブ管継手
８０ａ、８０ｂ、排気用チューブ管継手８２ａ、８２ｂ
、導線２６用のコネクタ８４ａ、８４ｂ、８６ａ、８６
ｂおよび一対の光ファイバ用コネクタ８８ａ、８８ｂ、
９０ａ、９０ｂを形成する。破線で示すように、給気用
チューブ管継手８０ａは、第２ソケツト７８の給気用チ
ューブ管継手８Ｄｂと筺体５０の内部で接続され、排気
用チューブ管継手８２ａも管継手８２ｂと同様に接続さ
れるものである。導線用コネクタ８４ａ、８４ｂ、８６
ａ、８６ｂおよび光ファイバ用コネクタ８８ａ、８８ｂ
、９０ａ、９０ｂも同様である。このように構成するこ
とにより実質的に空気供給系、電源供給系および制御系
がループ化される。

次に、以上のように構成されるアクチュエータの作用並
びに効果について説明する。

エア供給源２４ａ乃至２４ｃから所定圧の空気を空気供
給管路２２を介して送給すると、この空気は、アクチユ
エータ２０ａの管継手８０ａを介して弁機構５２に導入
され、一方、前記の通り、この空気は管継手８０ｂを介
して次段のアクチユエータ２０ｂに同圧で到達する。ア
クチュエータ２０ａ乃至２Ｏｆは、並列的に接続されて
いるた約に、次々と同圧で供給されて最終の管継手８２
ａ、８２ｂに至ると今度は排気用チューブ管継手８２ａ
、８２ｂを介してエア供給源へ帰還される。電源２８を
付勢すれば、その電源２８から供給される所定の電圧、
電流は、導線２６を介して送給され個々のアクチュエー
タ２０ａ乃至２Ｏｆのコネクタ８４ａ、８４ｂを経て駆
動装置５８等へ供給される。

一方、光ファイバ３２から送給される光信号化された個
々のアクチュエータ２０ａ乃至２０ｆのアドレス信号と
データ信号は、コネクタ８８ａ、８８ｂを介して制御部
３６のコミュニケーションインタフェース７５に至り、
その特定のアドレス信号に係るデータ信号のみ所定の演
算装置６０に導入される。これらの信号は、光ファイバ
３２、コネクタ９０ａ、９０ｂを介してコンピュータ３
０に帰還する。

そこで、制御部３６に取り込まれた信号は、演算装置６
０で演算処理され、記憶メモリ７２に記憶されているピ
ストン４０の位置、速度、加速度、流体圧等のデータと
併せてデータ処理され、その処理後の信号を駆動装置５
８に送給して弁機構５２等の付勢、減勢制御を行う。検
出装置５６は、センサ４８等から検出されてくるピスト
ン位置信号等を入出力回路５４に送り、この入出力回路
５４はこれを再び演算装ｆ６０に送り、記憶メモリ７２
に最新のデータとして蓄えるとともにコミュニケーショ
ンインタフェース７５を介してコンピュータ３０に送給
する。

このような制御システムで個々のアクチュエータ２０ａ
乃至２Ｏｆは、夫々制御されることになる。

なお、複数個のアクチュエータ２０ａ乃至２０ｆが相関
的に付勢制御される場合等においては、前記の通り、演
算装置６０から他のアクチュエータ２０ａ乃至２Ｏｆの
アドレス信号とデータ信号とを送給し、これに基づき当
該アクチュエータ２０ａ乃至２Ｏｆの制御を行うことが
可能となる。すなわち、アクチュエータ２０ａ乃至２Ｏ
ｆ相互間で制御に関するコミニユケーションが可能とな
り、ＣＰＵ７４で行う集中制御よりも迅速、確実な相関
動作を達成できる。

第７図に本発明に係るアクチュエータの制御装置の他の
実施例を示す。

この場合、光ファイバ３２または同軸ケーブルからなる
制御系は、ループ化されており、個々のアクチュエータ
２０ａ乃至２Ｏｆに対して前記光ファイバ３２に夫々の
アクチュエータ２Ｑａ乃至２Ｏｆのアドレスにより信号
を導出する分岐装置８８を設けている。光ファイバ３２
とコンピュータ３０とは他の接続装置９０を介して接続
される。

［発明の効果］本発明によれば、アクチュエーク相互間でその制御信号
の授受を行うために、アクチュエータの数が多数あって
も極ｙＤで迅速に付勢、減勢制御を行うことが可能であ
る。従って、アクチュエータを相互に関連的に制御する
ことも可能となる。

さらに、本発明によれば、以上のように個々のアクチュ
エータに演算装置等を組み込むとともに流体供給系、電
気系、制御系を共有しているた於に、個々のアクチュエ
ータに対する配線等が不要となり、さらにシーケンサマ
ニホールドも不要とすることができる。しかも、流体供
給系、電気系、制御系をループ化すればアクチュエータ
の拡張、縮小は任意のままである。このため、アクチュ
エータの配線、配管系の簡素化とアクチュエータの確実
な動作が得られ、しかも配線等による占有面積が少なく
なるので構造的に小型化が促進されて設備全体の低廉化
と信頼性の向上が達成される等、種々の効果が得られる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来技術に係るアクチュエータと、配管系、
制御系との接続関係を示す説明図、第２図以下は、本発
明に係るものであり、第２図は、並設されたアクチュエ
ータとそれを相互に接続するループ化された流体圧供給
系、電気系、制御系との関係を示す説明図、第３図は、アクチユエータの内部構造を示す説明図、第４図は、アクチユエータの制御部の説明図、第５図は
、アクチユエータの制御部へ流体圧供給系、電気系、制
御系が接続される状態の説明図、第６図は、アクチュエータ間をループ状に接続した流体
圧供給系、電気系、制御系をまとめた状態の斜視説明図
、第７図は、ループ状の制御系に分岐装置を介して接続さ
れるアクチュエータの説明図である。・・・コントローラａ〜４ｆ・・・ドライバａ〜６ｆ・・・電磁弁・・・空気圧供給系Ｏａ〜１０ｆ・・・エアシリンダＯａ〜２Ｏｆ・・・アクチユエータ２・・・空気供給管路４ａ〜２４Ｃ・・・エア供給源２６・・・導線２８・・・電源３０・・・コンピュータ３２・・・光ファイバ３４・・・シリンダ部３６・・・制御部３８・・・シリンダ４０・・・ピストン４２・・・ピストンロッド４４・・・第１ポート４６・・・第２ポート４８・・・センサ５０・・・筐体５２・・・弁機構５４・・・入出力回路５６・・・検出装置５８・・・駆動装置６０・・・演算装置６２．６４・・・空気供給管路６６．６８・・・導線７０・・・バス線７２・・・記憶メモリ７４・・・ＣＰＵ７５・・・コミュニケーションインタフェース７６・・
・第１ソケツト７８・・・第２ソケツト８０ａ、８０ｂ、８２ａ、８２ｂ・・・管継手８４ａ、
８４ｂ、８６ａ、８６ｂ・　ｓネクタ８８・・・分岐装
置９０・・・接続装置Ｆｉｇ　、１

Claims

【特許請求の範囲】

（１）少なくとも演算機能、記憶機能、プログラム実行
機能、信号入力機能のいずれかを有することを特徴とす
るパワー変換装置。