JPH05346103A - 流体駆動アクチュエータシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 限られた空間においても効率的に機能し、配
線配管が簡素で小型化が図れるとともに、動作状態を的
確に把握することができるアクチュエータシステムを提
供すること。 【構成】 本流体駆動アクチュエータシステムは複数の
アクチュエータ５を有し、流体供給源８からの流体を配
管６を通して前記各アクチュエータ５に導く分配機構と
前記電磁切り換え機構の動作を制御する制御装置とがユ
ニット化されている。前記分配機構からの流体供給状態
を切り換える電磁切り換え機構が前記各アクチュエータ
５に設けられている。前記配管６の管壁に電磁切り換え
機構と制御装置との間の電線が設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、アクチュエータシステ
ムに関し、さらに詳述すれば、複数個のアクチュエータ
からなり、流体及び情報を互いに伝達する流体駆動アク
チュエータシステムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、機械力の駆動源として流体圧力を
利用したアクチュエータが広汎に使用されている。この
アクチュエータを複数個使用する場合、流体用の流路及
び電気信号伝達のための配線が必要であり、大きなスペ
ースを必要としていた。このような問題を解決するため
に、特開昭６０−１２１３０２号公報において、駆動装
置と、演算装置と制御回路とを備えたアクチュエータを
複数個配置した装置が提案されている。この装置は各々
のアクチュエータに給電線と流体管を各々接続して構成
されている。そして、個々のアクチュエータは制御回路
から自らのアドレスに基づいて制御信号を取り込んで制
御される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前述のよう
にアクチュエータ内に個別に駆動装置、演算装置及び制
御回路等の制御機器を備えているため、アクチュエータ
自体の形状が大きくなる。又、個々のアクチュエータが
それぞれ単独で電源及び流体供給源に接続されているた
め、それぞれ単独に流体継手及び端子台等に係わる占有
スペースを必要とする。従って、必要スペースが大きく
なるばかりでなく、配線の工数が増大するという問題が
ある。

【０００４】そこで本発明の目的は、限られた空間を効
率的に利用し、配線配管が簡素でシステム全体の小型化
が図れるとともに、動作状態を的確に把握することがで
きるアクチュエータシステムを提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、第１の本発明では複数のアクチュエータと、流体供
給源からの流体を配管を通して前記各アクチュエータに
導く分配機構と、前記各アクチュエータに設けられ、前
記分配機構からの流体供給状態を切り換える電磁切り換
え機構と、前記電磁切り換え機構の動作を制御する制御
装置とよりなる流体駆動アクチュエータシステムにおい
て、前記配管の管壁に電磁切り換え機構と制御装置との
間の電線を設け、前記分配機構及び制御装置をユニット
化したことをその要旨としている。

【０００６】又、第２の発明では前記ユニットに各アク
チュエータの動作状態を表示する表示装置を設けたこと
をその要旨としている。

【０００７】

【作用】上記構成により、第１の発明では流体供給源か
らの流体は分配機構に導かれ配管を通して各アクチュエ
ータに送られる。制御装置からの制御信号は配管の管壁
に設けられた電線を介してアクチュエータの電磁切り換
え機構に送られ、切り換え動作が行われる。

【０００８】第２の発明では各アクチュエータの動作状
態がユニットの表示装置により表示される。

【０００９】

【実施例】

（第１実施例）以下に本発明を具体化した第１実施例に
ついて図１〜９に従って説明する。

【００１０】図１に示すように、複数のターミナル１は
通信線２を介して相互に接続されており、それらのター
ミナル１には、システム全体を制御するコントローラ３
が接続されている。各々のターミナル１は複数個の継手
４を有し、複数のアクチュエータ５が配管である管体６
を介してその継手４と接続されている。又、ターミナル
１は電源７及び流体供給源８と接続されている。

【００１１】ターミナル１は図２及び図３に示すよう
に、制御装置であるコントロール部９と、流体を各継手
４に分配する分配機構であるマニホルド部１０から構成
されている。コントロール部９は主に情報処理部１１、
通信部１２、出力部１３、入力部１４及び表示部１５か
らなり、各々バス１６で連結されている。通信部１２は
他のターミナル１と受信線２ａ及び送信線２ｂで接続さ
れており、シリアル信号をパラレル信号に、又は、パラ
レル信号をシリアル信号に変換し、情報の授受を行う。
一方、入力部１４、出力部１３はターミナル１に配設さ
れた継手４にそれぞれ接続されており、管体６を介して
アクチュエータ５の制御を行っている。情報処理部１１
はＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等からなり前記通信部１２、
入力部１４、出力部１３及び表示部１５の制御を行って
いる。

【００１２】ターミナル１のケース１７は長方形箱状を
なし、前記各継手４はマニホルド部１０に配設されてい
る。前述の送受信線２ａ，２ｂを接続するための通信用
コネクタ１８，１９、電源用コネクタ２０及び流体用継
手２１がコントロール部９の側面に配設されている。
又、ロータリースイッチ等よりなるアドレス設定用スイ
ッチ２２と、複数のＬＥＤからなりアクチュエータ５の
動作状態を示すモニター２３とがターミナル１の上面に
設けられている。このモニター２３は、動作用ＬＥＤ２
４、電源用ＬＥＤ２５、入力用及び出力用ＬＥＤ２６，
２７を有し、それらは図４に示すように配列されてい
る。

【００１３】続いて、図５〜図７に示すアクチュエータ
５は、その内部に電磁弁２９及び流体路３０，３１から
なる電磁切り換え機構２８と、ピストン３３等からなる
動作機構３２を有している。動作機構３２はシリンダチ
ューブ３４と、その両端に固定されたロッドカバー３５
及びヘッドカバー３６とにより構成されている。流体路
３０，３１はそれぞれ前記ヘッドカバー３６及びロッド
カバー３５に形成され、シリンダチューブ３４のシリン
ダ室Ｒ２，Ｒ１と連通するとともに、電磁弁２９を介し
て継手４に連通されている。

【００１４】アクチュエータ５の上面には取付溝４４が
形成され、その内部に磁気感知式のセンサ４５が取付ネ
ジ４６によって固定されている。このセンサ４５はアク
チュエータ５のピストン３３に取り付けられた磁石（図
示しない）を感知して、ピストン３３の位置を検出す
る。又、取付溝４４の両側の内壁には取付側の電極４７
が形成され、更にセンサ４５両側にもセンサ側の電極４
８が形成されており、この二つの電極４７，４８は接触
して導通状態になっている。そして、この電極４７，４
８は後述する管体６の電線７４に導通されている。

【００１５】次に、図８及び図９に示すように、アクチ
ュエータ５及びターミナル１に取着された継手４の継手
本体４９は、筒状部５０と、その先端部に一体形成され
たネジ部５１と、そのネジ部５１に螺合された調節部材
５２を有している。継手本体４９には管体６を挿入接続
する挿入口５３及びフランジ部５４が形成され、継手本
体４９はこのフランジ部５４においてアクチュエータ５
及びターミナル１にネジ５５とともに締め付け固定され
る。挿入口５３の内端には段差５７が形成されている。
前記筒状部５０には挿入口５３の軸線方向に沿って移動
操作可能なホルダ５８が外嵌支持されている。そのホル
ダ５８の外周部には凹凸が形成されている。

【００１６】ホルダ５８の一端には外周方向へのバネ力
を有する複数の爪片５９が絶縁体である止輪６０ととも
に取着され、その先端は鋭利に形成されている。前記筒
状部５０には複数の爪片挿入口６１が貫通形成されてい
る。その爪片挿入口６１の一面にはカム面６２が前記爪
片５９と対向するように配置され、その爪片５９と係合
することにより爪片５９を内方へ変位させる。

【００１７】前記ホルダ５８と調節部材５２の間には付
勢手段であるバネ６３が配設され、前記爪片５９がカム
面６２に向かう方向にホルダ５８を移動させるように付
勢している。

【００１８】前記筒状部５０の中心には流路６４が形成
されて、アクチュエータ５及びターミナル１の流路６５
と連通されている。又、アクチュエータ５及びターミナ
ル１に配設された給電路６６の端部にはソケット６７が
接続されている。前記ソケット６７には継手本体４９側
のプラグ６８の先端に取着されたピン６９が挿入接続さ
れる。そして、前記プラグ６８は前記筒状部５０に埋設
されており、そのプラグ６８の一端に接続された給電線
７０は爪片５９に接続されている。従って、アクチュエ
ータ５及びターミナル１の給電路６６と爪片５９とは電
気的に導通している。

【００１９】一方、図９に示すように、管体６を構成す
るチューブ７１は絶縁体よりなり、その内部には管体流
路７２が形成されている。チューブ７１の外周には帯状
の溝７３が形成され、そこに導電体である電線７４が埋
設されている。そして、チューブ７１の外周部は同じく
絶縁体よりなる外皮７５で覆われている。

【００２０】上述のように構成された継手に管体６を接
続する場合、まずホルダ５８を手動で調節部材５２の方
向にスライドさせて保持する。この時、ホルダ５８の外
周部には凹凸が形成されているため、特別な工具を必要
とせず容易にスライドさせることができる。ホルダ５８
の移動とともにその端部に取着された爪片５９も移動さ
れる。爪片５９の先端はバネ力によりカム面６２に沿っ
て爪片挿入口６１の外部方向へ移動し、挿入口５３の径
よりも広がる。この状態で管体６は挿入口５３に挿入さ
れ、ホルダ５８の保持を解除する。ホルダ５８はバネ６
３の付勢力によりアクチュエータ５及びターミナル１方
向にスライドされ、爪片５９はそのホルダ５８の移動に
つれてカム面６２に沿って移動し、挿入口５３に挿入さ
れた管体６の外周面に食い込んでその管体６の電線７４
に圧接される。この圧接により爪片５９と電線７４の電
気的接続が形成され、アクチュエータ５及びターミナル
１の給電路６６と管体６の電線７４とが導通されること
になる。

【００２１】又、管体６を抜き取る際には、挿入時と同
様にホルダ５８を調節部材５２の方向へ移動させる。こ
の移動にともなって爪片５９は管体６から解除され、こ
の状態で管体６を挿入方向と逆の方向へ引き抜くと離脱
することができる。

【００２２】以上のように構成された流体駆動アクチュ
エータシステムの作用について説明する。ターミナル１
に設置されたアドレス設定スイッチ２２により各々のタ
ーミナル１のアドレスが設定される。コントローラ３か
ら送られてくるシリアル信号はアドレス信号及びデータ
信号で構成されている。シリアル信号のアドレスとター
ミナルで設定されたアドレスとが一致した時、データは
そのターミナル１へ取り込まれる。選択されたシリアル
信号は通信部１２でパラレル信号に変換され情報処理部
１１に送られる。そして、そのパラレル信号は情報処理
部１１で制御信号に変換され、出力部１３を介して所定
の電磁弁２９を駆動する。この時、流体供給源８から送
られた流体はターミナル１のマニホルド部１０を経由し
て、管体６を通り、それぞれのアクチュエータ５に送給
されている。流体は前述のように電磁弁２９が駆動され
ることにより方向が切り換えられて、ピストン３３は移
動する。出力部１３はアクチュエータ５を駆動すると同
時に表示部１５に信号を送り、所定のＬＥＤが点灯ある
いは消灯されモニター２３にアクチュエータ５への指令
状態を表示する。

【００２３】一方、アクチュエータ５に取着されたセン
サ４５からは、常時アクチュエータ５のピストン位置を
示すセンサ信号が管体６の電線７４を介してターミナル
１に送られ、入力部１４を経て情報処理部１１に送られ
る。このセンサ信号は情報処理部１１でパラレル信号に
変換され通信用信号として通信部１２に送られる。そし
て、そのセンサ信号は通信部１２でシリアル信号に再度
変換されてコントローラ３に送られる。この時、センサ
信号は入力部１４により同時に表示部１５に送られ、ア
クチュエータ５の動作１態がＬＥＤ２６で表示される。

【００２４】以上のように、ターミナル１にコントロー
ル部９及びマニホルド部１０を統合収納したため、アク
チュエータ５自体の大きさを抑えることができ、システ
ム全体のコンパクト化が可能である。又、電線７４が内
蔵された管体６を利用したため、管体外部の複雑な配線
が省略され、ターミナル１−アクチュエータ５間の接続
スペースが小さくて済み、しかも接続にかかる工数も大
幅に低減できる。加えて、ターミナルにＬＥＤ表示を設
けたため、各アクチュエータのピストン位置等の動作状
態を容易に知ることができ、電磁弁２９及びセンサ４５
の集中管理が可能となりメンテナンスの際に大変有効で
ある。

【００２５】

【別の実施例】次に、この発明を具体化した別の実施例
を図１０〜図１７に従って説明する。なお、以降の説明
においては前記実施例の構成と同様な構成については図
面に同一番号を記すのみで、説明は省略する。

【００２６】図１０及び図１１に第２実施例を示す。本
実施例は通信機能を持たないようなコントローラに適応
可能なターミナル７６である。構成は前記実施例とほぼ
同一であるが、通信部１２及び情報処理部１１を有して
いない。すなわち制御信号は入力用及び出力用バスライ
ン７７，７８を経て直接ターミナル７６の出力部１３に
送られアクチュエータ５を駆動する。従って、ターミナ
ル７６相互はバスライン７７，７８を使って連結され、
入出力コネクタ７９，８０はバスライン７７，７８の数
だけの端子を持っている。

【００２７】第３実施例は図１２及び図１３に示すよう
に、コントロール部９に接続ターミナル設定スイッチ８
１を設け、ターミナルブロック８２各に電気及び流体の
接続を可能にしている。各ターミナルブロック８２は入
出力の表示部８３を有し、一方の側面に電気接続のため
のプラグ８４及び流体導入管８５を備えている。他方の
側面にはソケット８６及びシールリング８７を挿入した
流体導出孔８８を有している。そして、隣接する一方の
ターミナルブロック８２のプラグ８４と他方のソケット
８６及び流体導入管８５と流体導出孔８８をそれぞれ接
続する。このようにして、アクチュエータ５群に対して
必要な数だけのターミナルブロック８２が増減でき、継
手の数が固定されたターミナルのように不必要な継手を
購入する等の無駄もなくすことができる。

【００２８】図１４にアクチュエータの別例を示す。こ
のアクチュエータ８９に取着された継手４には外部コネ
クタ９０が付設され、センサ９２からのリード線９１が
接続されている。従って、第１実施例のように、専用の
センサ４５を使用する必要がなく、汎用のセンサが使用
可能となる。

【００２９】次に、管体の別例を図１５〜図１７に示
す。ナイロン等の樹脂材料からなる中空状のチューブ９
３の外周部に溝９４が形成されており、その中に直線型
伸縮電線９５が収容されている。絶縁体からなる外皮９
６はこのチューブ９３及び伸縮電線９５を包み込むよう
に円筒状に形成されている。

【００３０】伸縮電線９５はゴム材よりなるベース９７
及びその外周部に銅箔糸を螺旋状に重ね巻きした導電体
９８で構成されている。その導電体９８はゴム材からな
る外装９９によって覆われ、軸の直線方向に対して伸縮
自在になっている。

【００３１】この管体１００が屈曲した場合、チューブ
９３の溝９４に収容された伸縮電線９５も屈曲するが、
電線９５は軸方向に対して伸縮自在なため、図１７に示
すように外周に収納された電線９５ａは伸び、そして内
周の電線９５ｂは縮み、断線することはない。

【００３２】

【発明の効果】第１の発明によれば、分配機構及び制御
装置をユニット化したためアクチュエータの形状を小さ
くすることができる。又、管内の管壁に電線を設けたた
め、配管配線が簡単になり省スペースが図れるととも
に、配線の工数を低減できるという効果を奏する。

【００３３】又、第２の発明によれば、ターミナルにＬ
ＥＤ等の表示を設けたため、アクチュエータの動作状態
を容易に把握することができ、集中管理が可能となると
いう効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を具体化した流体駆動アクチュエータシ
ステムの第１実施例を示す配管配線図である。

【図２】ターミナルのブロック図である。

【図３】ターミナルの斜視図である。

【図４】ターミナルに設けられた表示装置の表示部を示
す平面図である。

【図５】アクチュエータの断面図である。

【図６】アクチュエータの斜視図である。

【図７】センサの取付状態を示す要部断面図である。

【図８】継手の要部断面図である。

【図９】管体の断面図である。

【図１０】流体駆動アクチュエータシステムの第２実施
例のターミナルを示すブロック図である。

【図１１】図１０のターミナルの斜視図である。

【図１２】第３実施例のターミナルを示す斜視図であ
る。

【図１３】図１２のターミナルの連結状態を示す平面図
である。

【図１４】アクチュエータの別例を示す斜視図である。

【図１５】管体の別例を示す断面図である。

【図１６】電線を示す斜視図である。

【図１７】管体の折り曲げ状態を示す断面図である。

【符号の説明】

１ ターミナル、５ アクチュエータ、６ 管体、８
流体供給源、９ 制御装置であるコントロール部、１０
分配機構であるマニホルド部、２８ 電磁切り換え機
構、２９ 電磁弁、７４ 電線。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数のアクチュエータと、 流体供給源からの流体を配管を通して前記各アクチュエ
   ータに導く分配機構と、 前記各アクチュエータに設けられ、前記分配機構からの
   流体供給状態を切り換える電磁切り換え機構と、 前記電磁切り換え機構の動作を制御する制御装置とより
   なる流体駆動アクチュエータシステムにおいて、 前記配管の管壁に電磁切り換え機構と制御装置との間の
   電線を設け、 前記分配機構及び制御装置をユニット化したことを特徴
   とする流体駆動アクチュエータシステム。
2. 【請求項２】 前記ユニットに各アクチュエータの動作
   状態を表示する表示装置を設けた請求項１に記載の流体
   駆動アクチュエータシステム。