JPH1054404A - 複数の空圧負荷器を備えた空圧作動ユニット - Google Patents

複数の空圧負荷器を備えた空圧作動ユニット

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JPH1054404A
JPH1054404A JP9106935A JP10693597A JPH1054404A JP H1054404 A JPH1054404 A JP H1054404A JP 9106935 A JP9106935 A JP 9106935A JP 10693597 A JP10693597 A JP 10693597A JP H1054404 A JPH1054404 A JP H1054404A
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conduit
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Hygrama AG
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 空圧作動ユニットを改良して、公知の空圧作
動ユニットの欠点を避けると共に設備費及び保守費を一
層低減できるように構成する。 【解決手段】 切換え機構６が、作業室７，８に通じる
圧力導管２と共に各空圧負荷器１に夫々直接配置されて
１つの負荷器ユニット９を形成しており、かつ各負荷器
ユニット９の電気的な信号導線１０と供給圧力導管１１
とが、１本の複合導管１２内に纏められて前記負荷器ユ
ニット９と、圧力源及び制御ユニット１９に接続された
給気／信号分配器１３との間に延びている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、複数の空圧負荷器
の作業室が圧力導管を介して電気作動式の切換え機構と
接続されており、該切換え機構自体は供給圧力導管を介
して共通の圧力源に接続し、また電気的な信号導線を介
して共通の制御ユニットに接続している形式の、複数の
空圧負荷器を備えた空圧作動ユニットに関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】前記形式の空圧作動ユニットは今日、例
えば生産プラント、搬送装置及び貯蔵装置などにおいて
広く普及している。それというのは該空圧作動ユニット
は、寸法が小さくて設備が比較的単純であるにも拘わら
ず確実に大きな力と、必要に応じて又、大きな調整行程
とを有効に利用でき、かつ作動媒体の弾性に基づいて、
例えば油圧駆動装置及び電気駆動装置に対比して若干の
利点を有しているからである。しかしながら例えば油圧
作動式のシリンダ−ピストンユニットと空圧作動式のシ
リンダ−ピストンユニットとを直接対比した場合、後者
の空圧作動式のシリンダ−ピストンユニットが、作動媒
体のために必要な接続導管に関して見れば、無圧の作業
室から大気中への体積導出を通常簡単に行うことがで
き、かつ排出導管をポンプなどへ再び戻す必要がないと
いう利点を提供しているにも拘わらず、前記形式の慣用
の空圧作動ユニットにおいては、このような空圧作業シ
リンダのために或る不特定多数の接続導管が生じ、この
複数の接続導管は、構造、保管及び保守などの点で比較
的多額の経費を必要とし、また潜在的な誤操作源を形成
することにもなる。
【０００３】例えば１つの空圧作業シリンダのために
は、今日実地において専ら採用されている電気作動式切
換え機構、或いは少なくとも電気的にパイロット制御さ
れる切換え機構を必要とすることと相俟って、前記空圧
作業シリンダの両方の作業室を所属の切換え機構に接続
するための２本の圧力導管、前記切換え機構を圧力源に
接続するための１本の供給圧力導管並びに、前記切換え
機構を制御ユニットから作動制御するための少なくとも
１本の信号導線が必要になる。しばしば生じることであ
るが、作業シリンダの両終端位置を少なくとも監視しか
つ制御ユニットに通報する必要がある場合には、相応の
位置センサと制御ユニットとの間に付加的な電気信号導
線が更に必要になる。前記の導管及び導線は全て敷設し
た上で両端で対応した接続部に接続されねばならず、こ
のために多数の付加的な構成要素と設備費が必要にな
る。
【０００４】前記の問題点の認識、つまり前記形式の空
圧作動ユニットの使用に及ぼすネガティブな影響の認識
の上に立って、極く最近では、ユニット全体内で隣接し
合った多数の空圧負荷器の切換え機構を所謂「弁島（バ
ルブアイランド）」に纏めておくようにした形式の空圧
作動ユニットが公知になっている。この場合共通のベー
スプレート上には、共通の圧力空気供給部と、１つに纏
められた電気的な作動制御部とを備えた所要の切換え機
構が取付けられている。電気的な作動制御部は、多極プ
ラグコネクタ又はバス接続システムを介して纏められ、
この場合、冒頭で述べた形式の空圧作動ユニットにおい
てバス接続システムを使用することによって、今日的な
技術水準に基づいて全体的に見れば設備費を著しく僅か
に抑えることが可能になる。しかし、それにも拘わらず
組立費が比較的高くつくという欠点がある。それという
のは、特に例えば空圧作業シリンダのような各空圧負荷
器毎に、何れにしても２本の圧力空気ホース（各作業室
と弁島との間）及び必要に応じて２本の電気的な信号導
線（位置センサと弁島との間）を敷設し、両端で夫々直
接接続し、つまり両端にプラグコネクタを装備する必要
があるからである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、冒頭
で述べた形式の空圧作動ユニットを改良して、公知の空
圧作動ユニットの欠点を避けると共に設備費及び保守費
を一層低減できるように構成することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
の本発明の構成手段は、冒頭で述べた形式の空圧作動ユ
ニットにおいて、切換え機構が、作業室に通じる圧力導
管と共に各空圧負荷器に夫々直接配置されて１つの負荷
器ユニットを形成しており、かつ各負荷器ユニットの電
気的な信号導線と供給圧力導管とが、１本の複合導管内
に纏められて前記負荷器ユニットと、圧力源及び制御ユ
ニットに接続された給気／信号分配器との間に延びてい
る点にある。
【０００７】
【作用】今や本発明の構成手段によって、各空圧負荷
器、つまり例えば各作業シリンダがただ１本の複合導管
を介してその他の系と接続しており、或いは接続するこ
とができ、これによって該複合導管の敷設並びに接続部
の製作などの点で大きな利点が得られることになる。
【０００８】切換え機構つまり切換え弁を、作業シリン
ダの作業室へ通じる所属の圧力導管と一緒に、空圧作業
シリンダに直接配置すること自体はすでに公知ではある
が、この配置関係において、ただ１本の複合導管を介し
て所属の給気／信号分配器に接続された前記負荷器ユニ
ットを形成することは新規でありかつ顕著な利点を提供
する。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明の特に有利な構成によれ
ば、複合導管は両端側に、対応した圧力接続部と電気的
な接続部とに一緒に接続するための複合プラグコネクタ
を有している。この構成手段によって、この形式の空圧
作動ユニットにおける個々の空圧負荷器及び給気／信号
分配器の組付け及び組外しが著しく簡便になる。それと
いうのは例えば故障した作業シリンダを組外す前に、た
だ１つの複合プラグコネクタだけを解離して取り外せば
よいからである。
【００１０】本発明の別の有利な構成では、複数の負荷
器ユニットの給気／信号分配器がブロック状に纏められ
ており、かつ共通の供給圧力接続部及び共通の信号導線
接続部を備えている。従って圧力源からはただ１本の供
給圧力導管が、また制御ユニットからはただ１本の信号
接続導線が、給気／信号分配器ブロックに通じているに
過ぎず、該給気／信号分配器ブロックを起点としてただ
１本の複合導管が、各給気／信号分配器から所属の空圧
負荷器へ延びているに過ぎない。これによって空圧作動
ユニットの全体構造が極度に単純化されると共に、組立
費及び保守費も著しく節減され、しかも例えば個々のプ
ラグコネクタの差込み違い等による誤操作源も大幅に排
除される。
【００１１】給気／信号分配器ブロック相互間の接続、
及び前記給気／信号分配器ブロックと圧力源及び制御ユ
ニットとの間の接続は、本発明の有利な構成では、複合
導管と複合プラグコネクタとを介して行われ、これによ
って空圧作動ユニットの全体構造の更なる単純化が得ら
れる。
【００１２】すでに述べたように負荷器ユニットに機能
センサが配置され、特に作業シリンダにピストン位置検
出センサが配置されており、かつ電気的な信号導線を介
して制御ユニットに接続されている形式の空圧作動ユニ
ットの場合、本発明の更に有利な構成では、前記機能セ
ンサの信号導線が複合導管内を、しかも複合プラグコネ
クタを介して導かれている。要するに、すでに説明した
ように構成された負荷器ユニット相互間の接続は、何れ
にしてもただ１本の複合導管を介して行われるので、こ
の場合も本発明の前記利点は完全に維持される。
【００１３】本発明の別の有利な構成によれば、負荷器
ユニットに、信号導線用のバス接続点が配置されてお
り、かつ中間に介在する信号導線並びに制御ユニットに
通じる信号導線は、ＡＳＩ標準に準拠したバス接続線路
として構成されている。この構成手段によっても又、本
発明の空圧作動ユニットの組立及び保守作業が改善され
かつ簡便になる。
【００１４】
【実施例】次に図面に基づいて本発明の実施例を詳説す
るが、この詳説に先立つて従来技術の構成例について先
ず説明しておく。
【００１５】従来技術により構成された図１に示す空圧
作動ユニットは、４つの別々の空圧負荷器（空圧消費
器）１を有し、該空圧負荷器は、例えば生産プラントな
どにおける所与の任務を果たすための作業シリンダとし
て構成されている。図示を省いたピストンの両側に位置
している各作業室は夫々別個の圧力導管２を介して、
（やはり図１では詳細な図示を省いた）電気作動式の複
数の切換え機構と接続されており、これらの切換え機構
は、略示したにすぎない所謂「弁島（バルブ・アイラン
ド）３」に一緒に纏められている。また空圧負荷器１に
は機能センサ４が配置されており、該機能センサは、こ
こではピストン終端位置を例えば誘導式に監視し、かつ
電気的な信号導線５を介して弁島３に接続されている。
【００１６】大抵は空圧負荷器１の関連グループの近傍
に配置されている弁島３並びに、該弁島内で纏められて
いる空圧負荷器１用の切換え機構は、やはり図示を省い
たが、供給圧力導管を介して共通の圧力源に接続され、
また電気的な信号導線を介して共通の制御ユニットに接
続されており、該制御ユニットには、機能センサ４の信
号も供給される。電気的な作動制御装置は多極コネクタ
を介してか又はバス線路システムを介して纏めることが
でき、該バス線路システムに基づいて、このような空圧
作動ユニットにおける架線費は今日的な技術水準によれ
ば最小限に抑えられる。
【００１７】それにも拘わらず組付け費が比較的高くな
るという欠点がある。それというのは各空圧負荷器１当
り何れにしても（作業シリンダの各作業室と弁島との間
に）２本の圧力導管２並びに（機能センサ４と弁島３と
の間に）２本の電気的な信号導線５を敷設せねばなら
ず、かつ夫々両側で直接接続するか又はプラグ形コネク
タを装備せねばならないからである。
【００１８】機能的には図１に示した公知の空圧作動ユ
ニットに相当する本発明の空圧作動ユニットでは、図２
に示したように、（図１では弁島３内に配置されてい
た）切換え機構６が、作業室に通じる圧力導管と一緒に
（図４の符号２及び符号７，８参照）空圧負荷器１に夫
々直接配置されて１つの負荷器ユニット９を形成してい
る。更にまた、各負荷器ユニット９の電気的な信号導線
１０（図４の断面図参照）と供給圧力導管１１とは、１
本の複合導管１２内に纏められており、該複合導管は今
や、負荷器ユニット９と、やはり図示を省いた共通の圧
力源及び共通の制御ユニットに接続された給気／信号分
配器１３との間の唯一の接続部として延びている。
【００１９】特に図３乃至図７から判るように複合導管
１２は両側に、対応した圧力接続管部及び電気的な接続
端子に一緒に接続するための複合プラグコネクタ１４を
有しているが、必要に応じて前記接続部のために別々の
差込み継手を有することもできる。更にまた前記複合導
管１２内には、機能センサ４の信号導線５も導かれてい
る。
【００２０】図２から判る一方、図３及び図７からも判
るように、給気／信号分配器１３が複数基の空圧負荷器
１のために別々の複数の接続部を有しているか、それと
も（図３もしくは図７に示したように）各空圧負荷器１
のために夫々個々の給気／信号分配器１３が設けられ、
これらの給気／信号分配器が例えばブロック状に給気／
信号分配器ブロック１５に纏められて共通の供給圧・信
号導線接続部を有するように構成されているかは重要な
ことではない。ここで重要な点は、個々の各空圧負荷器
１もしくは各負荷器ユニット９が今やただ１本の複合導
管１２を介してその他の系に接続しているにすぎず、或
いは組付け時に接続されるにすぎないことである。これ
は導線・導管の敷設及び導線コネクタや管継手の製造の
点で格別顕著な利点を提供する。
【００２１】図３によれば、やはり別々に作業シリンダ
として構成された３基の空圧負荷器１又は負荷器ユニッ
ト９が夫々ただ１本の複合導管１２を介して夫々１つの
給気／信号分配器１３に接続されている。該複合導管１
２の両端には、供給圧導管及び信号導線を一緒に接続す
ることを可能にする複合プラグコネクタ１４が取付けら
れている。個々の給気／信号分配器１３は１つの給気／
信号分配器ブロック１５に纏められており、この場合図
面で見て上から３個の給気／信号分配器１３から供給さ
れる空圧負荷器は図示を省かれている。
【００２２】図３に示した給気／信号分配器ブロック１
５は一方の側で圧力導管１６及び圧力空気準備器１７
（オイルキャップ、調圧器など）を介して共通の圧力源
（図示せず）に接続されている。他方の側では該給気／
信号分配器ブロック１５はバス接続線路１８を介して電
気式又は電子式の制御ユニット１９と接続しており、或
いは該制御ユニットにプラグ２０を介して接続されてい
る。
【００２３】図３から更に判る通り、やはりピストン終
端位置センサとして構成された機能センサ４も信号導線
５を介して負荷器ユニット９に接続している。相応の信
号は、該負荷器ユニット９から複合プラグコネクタ１４
と複合導管１２とを介して給気／信号分配器１３へ導か
れ、そこからバス接続線路１８を介して制御ユニット１
９に供給される。
【００２４】図４に示した幾分詳細な断面図では、図２
及び図３に示したユニットに機能的には全く等しい個別
的な負荷器ユニット９が、対応した給気／信号分配器１
３に接続して図示されている。空圧負荷器１の、ピスト
ン２１の両側に位置している作業室７，８は、該空圧負
荷器１に直接配置された圧力導管２を介して切換え機構
６に接続しており、該切換え機構は本実施例では、電磁
式のパイロット制御弁２２を介して作動制御されるピス
トン形滑り弁２３として構成されている。前記パイロッ
ト制御弁２２から離反した方のスライダ２４の側には、
ばね２５が配置されており、該ばねは、電磁石の滅勢時
に作業室７の圧力負荷を保証するのに対して、パイロッ
ト制御弁２２が電気的に作動される場合には、スライダ
２４は前記ばね２５の力に抗して空圧によって他方の終
端位置へ移動しかつ作業室８が供給圧力導管１１と連通
される。符号２８，２９は両作業室７，８の空気抜き接
続ポートであり、スライダ２４の適当な位置で前記空気
抜き接続ポートから各作業室は直接に大気中に排気され
る。
【００２５】負荷器ユニット９のケーシング内で切換え
機構６の上位には、電気素子又は電子素子２７を実装し
た基板２６が配置されている。該基板は、複合プラグコ
ネクタ１４を介して複合導管１２内の単数又は複数の信
号導線１０と接続する一方、ここでは単独に図示されて
いるにすぎない機能センサ４に通じる信号導線５又は電
磁式のパイロット制御弁２２と接続している。電気的な
信号導線をバス接続線路として構成する場合には、前記
基板２６によってか、或いは該基板上に配置された電気
素子又は電子素子２７によって、各バス接続点も得ら
れ、該バス接続点においてバス信号が受信・送信され、
或いはコーディング及びデコーディングされる。
【００２６】負荷器ユニット９から離反した方の複合導
管１２の側にも同様に複合プラグコネクタ１４が配置さ
れており、該複合プラグコネクタはパッキン３０を介し
て、対応した給気／信号分配器１３上に載設されかつ封
隙されている。これに関連した細部の詳細な説明は、少
なくとも機能的には等しく構成された給気／信号分配器
１３と複合プラグコネクタ１４とのコンビネーション構
造の実施例を示す図５乃至図７に基づいて以下に行う。
【００２７】図５乃至図７に示した複合プラグコネクタ
１４は、加圧鋳造軽金属又は適当なプラスチックから成
るケーシング３１を有し、該ケーシングは、センタねじ
３２を介して、給気／信号分配器１３の雌ねじ孔３３に
ねじ締結され、この場合圧力空気のために必要な接続部
並びに信号導線及びバス接続線路のために必要な接続部
が製作される。給気／信号分配器１３内の孔３４に圧力
導管１６（図３参照）を介して供給された圧力空気は、
開口３５を経て複合プラグコネクタ１４のケーシング３
１内に達し、そこから複合導管１２の内部へ流入する。
該複合導管１２の供給圧力導管１１のジャケット壁は、
ケーシング３１の付設部３６内に差込まれ、縦スロット
付き保持コーン３７によって保持されかつパッキン３８
を介して封隙されている。更に又、複合プラグコネクタ
１４と給気／信号分配器１３との間には、すでに述べた
パッキン３０が間挿されており、該パッキンは、センタ
ねじ３２の螺入時に緊縮される。
【００２８】複合導管１２の内部、つまり供給圧力導管
１１の内部に延在する信号導線１０は、圧力空気領域か
らの出口において別個にパッキン３９によって封隙さ
れ、かつ図示は省いたが２つの別個のコネクタプラグ端
子４０と接続されており、該コネクタプラグ端子は給気
／信号分配器１３のコネクタソケット４１内に係合して
いる。該コネクタソケット４１は、やはり図示は省いた
が、例えば公知のＡＳＩ標準に準拠して構成することの
できるバス接続線路１８の心線４２と接点接続されてい
る。バス接続線路１８のケーブルは（特に図７から判る
ように）、１つの給気／信号分配器ブロック１５に組立
られた全ての個々の給気／信号分配器１３内に形成され
た切欠部４３を通過しており、この場合コネクタソケッ
ト４１への接続は組付け時に、例えば各ケーブル側面の
簡単な切削によって行われる。
【００２９】図７において付加的に示したように、個々
の給気／信号分配器１３はパッキン４４によって互いに
封隙されており、かつ下から被せ嵌められた保持クラン
プ４５によって緊締されている。給気／信号分配器ブロ
ック１５の、図面で見て最前端には、圧力導管１６を接
続しかつバス接続線路１８を封入するための終端片４６
が配置されている。また図面で見て最後端には、圧力導
管接続部を有していない相応の終端片を設けておくこと
もできる。
【００３０】個々の給気／信号分配器１３相互の結合は
ねじ継手を介して行うこともでき、或いは図２に略示し
たように複数の個々の給気／信号分配器１３を収容する
ための連続的に一貫したケーシングを設けることも可能
である。複合プラグコネクタ１４は、センタねじ３２と
は異なって別の適当なエレメントによって、確実かつ緊
密に給気／信号分配器と結合されてもよい。また複合プ
ラグコネクタ自体及び給気／信号分配器自体の実施形態
は、設計上の点で、種々異なった適用に応じて変化する
ことができる。更にまた図示の実施例とは異なって、複
数の給気／信号分配器ブロック１５相互間の圧力接続及
び信号接続、或いは複数の給気／信号分配器ブロック１
５と、共通の制御ユニット及び共通の圧力供給ユニット
との間の圧力接続及び信号接続を、適当な複合導管及び
複合プラグコネクタを介して行うことも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来技術による弁島を備えた空圧作動ユニット
例の斜視図である。
【図２】本発明による空圧作動ユニット例の概略斜視図
である。
【図３】本発明による別の空圧作動ユニット例の詳細な
斜視図である。
【図４】本発明により構成された別の作動ユニットの負
荷器ユニットと給気／信号分配器との接続部の概略断面
図である。
【図５】図３のＶ−Ｖ断面線に沿って示した具体例の部
分的な斜視図である。
【図６】図５から複合プラグコネクタだけを取出して示
した図５相当の斜視的な拡大断面図である。
【図７】図３に符号ＶＩＩで示した部分に類似した構成
部分を一部破断して示した詳細図である。
【符号の説明】
１ 空圧負荷器、 ２ 圧力導管、 ３ 弁島
（バルブ・アイランド）、 ４ 機能センサ、 ５
信号導線、 ６ 切換え機構、 ７，８作業室、
９ 負荷器ユニット、 １０ 電気的な信号導線、
１１ 供給圧力導管、 １２ 複合導管、 １３
給気／信号分配器、 １４ 複合プラグコネク
タ、 １５ 給気／信号分配器ブロック、 １６
圧力導管、 １７ 圧力空気準備器、 １８ バス
接続線路、 １９ 電気式又は電子式の制御ユニッ
ト、 ２０ プラグ、 ２１ ピストン、 ２２
パイロット制御弁、 ２３ ピストン形滑り弁、
２４ スライダ、 ２５ばね、 ２６ 基板、 ２
７ 電気素子又は電子素子、 ２８，２９空気抜き接
続ポート、 ３０ パッキン、 ３１ ケーシン
グ、 ３２センタねじ、 ３３ 雌ねじ孔、 ３４
孔、 ３５ 開口、 ３６付設部、 ３７ 縦ス
ロット付き保持コーン、 ３８ パッキン、 ３９パ
ッキン、 ４０ コネクタプラグ端子、 ４１ コ
ネクタソケット、４２ 心線、 ４３ 切欠部、
４４ パッキン、 ４５ 保持クランプ、 ４６
終端片

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 複数の空圧負荷器（１）の作業室（７，
    ８）が圧力導管（２）を介して電気作動式の切換え機構
    （６）と接続されており、該切換え機構自体は供給圧力
    導管（１１）を介して共通の圧力源に接続し、また電気
    的な信号導線（１０）を介して共通の制御ユニット（１
    ９）に接続している形式の、複数の空圧負荷器（１）を
    備えた空圧作動ユニットにおいて、切換え機構（６）
    が、作業室（７，８）に通じる圧力導管（２）と共に各
    空圧負荷器（１）に夫々直接配置されて１つの負荷器ユ
    ニット（９）を形成しており、かつ各負荷器ユニット
    （９）の電気的な信号導線（１０）と供給圧力導管（１
    １）とが、１本の複合導管（１２）内に纏められて前記
    負荷器ユニット（９）と、圧力源及び制御ユニット（１
    ９）に接続された給気／信号分配器（１３）との間に延
    びていることを特徴とする、複数の空圧負荷器を備えた
    空圧作動ユニット。
  2. 【請求項２】 複合導管（１２）が両端側に、対応した
    圧力接続部と電気的な接続部とに一緒に接続するための
    複合プラグコネクタ（１４）を有している、請求項１記
    載の空圧作動装置。
  3. 【請求項３】 複数の負荷器ユニット（９）の給気／信
    号分配器（１３）がブロック状に纏められており、かつ
    共通の供給圧力接続部及び共通の信号導線接続部を備え
    ている、請求項１又は２記載の空圧作動装置。
  4. 【請求項４】 給気／信号分配器ブロック（１５）相互
    間の接続、及び前記給気／信号分配器ブロックと圧力源
    及び制御ユニット（１９）との間の接続が、複合導管
    （１２）と複合プラグコネクタ（１４）とを介して行わ
    れる、請求項３記載の空圧作動装置。
  5. 【請求項５】 作業シリンダから成る負荷器ユニット
    （９）に、特にピストン位置を検出するための機能セン
    サ（４）が配置されており、かつ電気的な信号導線
    （５）を介して制御ユニット（１９）に接続されてお
    り、かつ前記機能センサ（４）の信号導線（５）が複合
    導管（１２）内を、しかも複合プラグコネクタ（１４）
    を介して導かれている、請求項１から４までのいずれか
    １項記載の空圧作動装置。
  6. 【請求項６】 負荷器ユニット（９）に、信号導線（１
    ０，５）用のバス接続点が配置されており、かつ中間に
    介在する信号導線並びに制御ユニット（１９）に通じる
    信号導線が、ＡＳＩ標準に準拠したバス接続線路として
    構成されている、請求項１から５までのいずれか１項記
    載の空圧作動装置。
JP9106935A 1996-04-26 1997-04-24 複数の空圧負荷器を備えた空圧作動ユニット Pending JPH1054404A (ja)

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US08/848,015 US5823088A (en) 1996-04-26 1997-04-28 Pneumatic actuating arrangement

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