JPH0465242B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、流体により駆動されるアクチユエー
タ本体に、駆動部、検出部、制御部およびインタ
フエース部を一体に接続したアクチユエータに関
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ユエータが採用され広汎
に普及している。周知の通り、アクチユエータ
は、往復動形と回転形とに大きく分けることがで
きるが、個々のアクチユ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。従つて、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
ユ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、コントロールボツクスとアクチユエ
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
したアクチユ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
ツトスイツチ（図示せず）が設けられ、このリミ
ツトスイツチの検出した信号をコントローラ２に
フイードバツクするために、別途、検出出信号伝
達用配線が設けられ、これが検出器１２ａ乃至１
２ｆ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６
ｆ、電磁弁６ａ乃至６ｆ−エアシリンダ１０ａ乃
至１０ｆ、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け易くなり、誤
動作等が惹起するのも稀ではなかつた。

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、アクチユエータの
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。従つて、アクチユ
エータの動作時間にも制約が出てくる等の不都合
があつた。

そこで、本発明は、アクチユエータ本体に、駆
動部、検出部、制御部およびインタフエース部を
含む矩形状のブロツク体を一体に接続することに
より、配線、配管等を簡素化し、制御の確実性を
向上させ、メンテナンス等を容易とし、さらに、
複数のアクチユエータの接続を容易とすることの
できるアクチユエータ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、アク
チユエータ本体と、 前記アクチユエータ本体を流体圧に基づいて駆
動する第１駆動部と、 前記第１駆動部を駆動する第２駆動部と、 前記アクチユエータ本体の動作状態を検出する
検出部と、 外部から供給される制御信号に基づき、前記第
２駆動部に駆動信号を供給するとともに、前記検
出部により検出された動作状態信号に対して必要
に応じて所望の処理を施す制御部と、 外部に対する前記制御信号および前記動作状態
信号の入出力処理を行うインタフエース部とを備
え、 前記第１駆動部、前記第２駆動部、前記検出
部、前記制御部および前記インタフエース部は、
前記アクチユエータ本体に一体に接続される矩形
状のブロツク体内に配設されることを特徴とす
る。

［作 用］ 本発明に係るアクチユエータは、アクチユエー
タ本体に対して、検出部、制御部、駆動部および
インタフエース部を含むブロツク体を一体に接続
することにより、配線、配管等が短縮且つ簡素化
され、また、前記ブロツク体の外形形状を矩形状
とすることにより、複数のアクチユエータを容易
に近接配置することができる等、各アクチユエー
タの配置や接続状態に対する自由度が向上する。
また、これにより、メンテナンス性も向上する。

［実施例］ 次に、本発明に係るアクチユエータについて好
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２０ｆ
は、互いに関連的に配置されたアクチユエータを
示し、これらのアクチユエータ２０ａ乃至２０ｆ
は、共有する流体供給回路としての一本の空気供
給管路２２、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空気供給源２４ａ乃至
２４ｃが接続され、略等圧で個々のアクチユエー
タ２０ａ乃至２０ｆ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、アクチユエータ２０ａ乃至２０ｆには、
これらを並列に接続し、後述する電磁弁を付勢す
るための電源回路としての導線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、前記アクチユエータ２０ａ乃至２０ｆ
には、信号生成手段としてのコンピユータ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めに信号伝達回路とし
ての光フアイバ３２が接続される。この場合、光
フアイバ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ユエータ
の内部構造について、第３図を参照して説明す
る。

個々のアクチユエータ２０ａ乃至２０ｆは、外
形形状が矩形状に構成されており、シリンダ部３
４にブロツク体からなる制御装置３６が一体的に
接続されている。シリンダ部３４は、シリンダ３
８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ツ
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
に夫々の供給乃至導出を行うためのポート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、制御装置３６について説明する。制御
装置３６は、前記シリンダ３８に連結する筐体５
０を具有し、この筐体５０内に弁機構（第１駆動
部）５２、入出力回路５４、検出部５６、駆動部
（第２駆動部）５８および制御部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ポート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２
２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、他方において制
御部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を介して制御部６０に供給される。すな
わち、制御部６０は、その内部に記憶メモリ７
２、CPU７４およびコミユニケーシヨンインタ
フエース７５は、自ら有するアドレスに基づき光
フアイバ３２から送給されてくるコミユニケーシ
ヨンモジユール等のデータ信号を取り込み、内蔵
するCPU７４に送る。また、当該アクチユエー
タ２０ａ乃至２０ｆの動作中に係るデータ信号を
コンピユータ３０にアドレス信号とともに送給
し、あるいは、一の客体を他のアクチユエータ２
０ａ乃至２０ｆ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ユエータ
２０ａ乃至２０ｆの制御信号を送信することが可
能である。

そこで、以上のように構成される個々のアクチ
ユエータ２０ａ乃至２０ｆにループ状に接続され
る光フアイバ３２、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。

アクチユエータ２０ａ乃至２０ｆを構成する筐
体５０の上面は、第１のソケツト７６と第２のソ
ケツト７８とを配設し、夫々のソケツト７６，７
８に給気用チユーブ管継手８０ａ，８０ｂ、排気
用チユーブ管継手８２ａ，８２ｂ、導線２６用の
コネクタ８４ａ，８４ｂ，８６ａ，８６ｂおよび
一対の光フアイバ用コネクタ８８ａ，８８ｂ，９
０ａ，９０ｂを形成する。破線で示すように、給
気用チユーブ管継手８０ａは、第２ソケツト７８
の給気用チユーブ管継手８０ｂと筐体５０の内部
で接続され、排気用チユーブ管継手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，８６ａ，８６ｂおよび
光フアイバ用コネクタ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ユエータ
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。アクチユエータ
２０ａ乃至２０ｆは、並列的に接続されているた
めに、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ユーブ管継手
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ユエータ２０ａ乃至２０ｆ
のコネクタ８４ａ，８４ｂを経て駆動部５８等へ
供給される。

一方、光フアイバ３２から送給される光信号化
された個々のアクチユエータ２０ａ乃至２０ｆの
アドレス信号とデータ信号は、コネクタ８８ａ，
８８ｂを介して制御装置３６のコミユニケーシヨ
ンインタフエース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制御部６０に
導入される。これらの信号は、光フアイバ３２、
コネクタ９０ａ，９０ｂを介してコンピユータ３
０に帰還する。

そこで、制御装置３６に取り込まれた信号は、
制御部６０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部５８に送給して弁機構
５２等の付勢、滅勢制御を行う。検出部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５
４はこれを再び制御部６０に送り、記憶メモリ７
２に最新のデータとして蓄えるとともにコミユニ
ケーシヨンインタフエース７５を介してコンピユ
ータ３０に送給する。このようなシーケンス制御
システムで個々のアクチユエータ２０ａ乃至２０
ｆは、夫々制御されることになる。

ここで、本実施例では、シリンダ部３４に対し
て、弁機構５２、入出力回路５４、検出部５６、
駆動部５８および制御部６０を含む制御装置３６
を一体に接続しているため、前記シリンダ部３４
と弁機構５２との間の配管を最短とすることがで
き、また、弁機構５２、入出力回路５４、検出部
５６、駆動部５８および制御部６０間の配線を最
短で且つ簡素化することができる。この結果、シ
リンダ部３４における応答性能を向上させること
ができ、また、制御装置３６内での配線が短縮さ
れることで信号に対する低ノイズが実現される。
また、各アクチユエータ２０ａ乃至２０ｆの外形
形状を矩形状とし、その側面に流体供給、信号入
出力等のためのソケツト７６，７８を配設するこ
とで、複数のアクチユエータ２０ａ乃至２０ｆの
配置や接続が容易となり、これによつて、前記ア
クチユエータ２０ａ乃至２０ｆからなるシステム
の構成の自由度が向上する効果が得られる。さら
に、このことにより、メンテナンスやアクチユエ
ータ２０ａ乃至２０ｆの交換作業も容易となる。

なお、複数個のアクチユエータ２０ａ乃至２０
ｆが相関的に付勢制御される場合等においては、
前記の通り制御部６０から他のアクチユエータ２
０ａ乃至２０ｆ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ユエータ２０ａ
乃至２０ｆの制御を行うことが可能となる。すな
わち、アクチユエータ２０ａ乃至２０ｆ相互間で
制御に関するコミユニケーシヨンが可能となり、
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ユエータを用いた
制御装置の他の実施例を示す。

この場合、光フアイバ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
アクチユエータ２０ａ乃至２０ｆに対して前記光
フアイバ３２に夫々のアクチユエータ２０ａ乃至
２０ｆのアドレスにより信号を導出する分岐装置
８８ａ乃至８８ｆを設けている。光フアイバ３２
とコンピユータ３０とは他の分岐装置９０を介し
て接続される。

［発明の効果］ 本発明によれば、アクチユエータ本体に対し
て、駆動部、検出部、制御部およびインタフエー
ス部を一体に接続してるため、配管や配線が簡素
化およびパターン化され、これによつて、構造が
簡単になるとともに、応答性が耐ノイズ性が向上
する。また、矩形状のブロツク体内に、弁機構、
駆動部、検出部、制御部およびインタフエース部
を配設しているため、例えば複数のアクチユエー
タを接続することでシステム化を図つた場合、そ
の配置や構成の自由度が向上し、また、メンテナ
ンス等の作業も容易なものとなる。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。さら
に、本発明によれば、以上のように個々のアクチ
ユエータに制御部等を組み込むことで、シーケン
スマニホールドも不要とすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来技術に係るアクチユエータと、
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、
並設されたアクチユ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
エータの制御装置の説明図、第５図は、アクチユ
エータの制御装置へ流体圧供給系、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
ユ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
続されるアクチユエータの説明図である。 ２０ａ〜２０ｆ…アクチユエータ、２２…空気
供給管路、２４ａ〜２４ｃ…エア供給源、２６…
導線、２８…電源、３０…コンピユータ、３２…
光フアイバ、３４…シリンダ部、３６…制御装
置、３８…シリンダ、４０…ピストン、４２…ピ
ストンロツド、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…検出部、５８…駆
動部、６０…制御部、６２，６４…空気供給管
路、６６，６８…導線、７０…バス線、７２…記
憶メモリ、７４…CPU、７５…コミユニケーシ
ヨンインタフエース、７６…第１ソケツト、７８
…第２ソケツト、８０ａ，８０ｂ，８２ａ，８２
ｂ…管継手、８４ａ，８４ｂ，８６ａ，８６ｂ…
コネクタ、８８，９０…分岐装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ アクチユエータ本体と、 前記アクチユエータ本体を流体圧に基づいて駆
   動する第１駆動部と、 前記第１駆動部を駆動する第２駆動部と、 前記アクチユエータ本体の動作状態を検出する
   検出部と、 外部から供給される制御信号に基づき、前記第
   ２駆動部に駆動信号を供給するるとともに、前記
   検出部により検出された動作状態信号に対して必
   要に応じて所望の処理を施す制御部と、 外部に対する前記制御信号および前記動作状態
   信号の入出力処理を行うインタフエース部とを備
   え、 前記第１駆動部、前記第２駆動部、前記検出
   部、前記制御部および前記インタフエース部は、
   前記アクチユエータ本体に一体に接続される矩形
   状のブロツク体内に配設されることを特徴とする
   アクチユエータ。