JPS603002A - 流体圧機器の制御システム - 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】 （発明の対象） 本発明は、油圧又は空気圧等の流体圧によって作動する
シリンダ又はモータ等の流体圧機器の制御システムに関
するものである。

（従来技術） 従来の制御システムを示す第１図において、電気制御装
置１の電気的な出力信号は電線２を介して電磁弁装置３
に加えられ、電磁弁装置３によって切換えられた流体圧
的な出力は流体管路４を経て流体圧機器５に伝えられ、
流体圧機器５に機械的に連結された負荷６が作動し、流
体圧機器５又は負荷６の作動状態を検知装置７によって
検知して電気的な信号に変換し、電線８を介して電気制
御装置１へ入力するように構成されている。電気制御装
置１と、電磁弁装置３及び検知装置７との間の信号伝達
は電線２，８を用いて電気的に行っ“ζおり、同時に電
磁弁装置３又は検知装置７自身の作動に必要な電力をも
これらの電線２，８又はこれらの電線２．８に併設した
電線を用い、電気制御装置１内部に設置した電源装置１
ａから供給している。

とごろで、第１図に示される電磁弁装置３、流体圧機器
５又は検知装置７等は、通常、工作機械又は組立機械等
の一部となって負荷６とともに工場の作業現場に配設さ
れるものであるが、電気制御装置１は、集中的な制御及
び監視を行うために作業現場から遠く離れた中央制御室
に配設されることがある。このような場合には電線２，
８が非常に長くなり、時には数百メートルの長さに及ぶ
。

また、近年のマイクロコンピュータの普及にともなって
、電気制御装置はほとんどこのような半導体素子を用い
て構成され、以１ｉＩと比較にならない程雑音の影響を
受けやすくなってきており、電線２．８が長げれば殊に
その影響が著しい。このため、電気制御装置１における
雑音除去効果の大きいインクフェース回路の採用、雑音
を誘導しにくい電線２，８及び工事方法の採用、または
雑音発生源を軽減するための種々の方策等、これらの設
計、製作及び施工に非常に多くの時間と労力を費やして
いる。

（発明の目的） 本発明は、上述の事情に鑑みて成されたもので、信号伝
達距離が長くても♀１を音の影響をほとんど受ＬＪない
流体圧機器の制御システムを提供することを目的として
いる。

（発明の構成） 本発明は、特に第２図に示すように、流体圧機器９と、
該流体圧機器９へ流出入する流体を制御する電磁弁装置
１０と、前記流体圧機器９の作動状態を検知する検知装
置１１と、これらを制御する電気制御装置１２とを有す
る流体圧機器の制御システＪ・において、前記電気制御
装置１２と前記電磁弁装置１０及び検知装置１１との間
の信号伝達に光ファ・イハーケーブル１３．１４を用い
るとともに、前記電磁弁装置１０及び検知装置１１には
前記電気制御装置１２とは電気的に独立した電源装置１
５を用いてなることを特徴とするものである。

（実　施　例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第３図において、検知装置１１は、後述する永久（４を
石２２１）の磁気を感知して作動するスイッチ素子１６
と、スイッチ素子１６の作動信号を光信号に変換するた
めの発光素子１７と、スイッチ素子１６の作動を表示す
るための表示素子１８と、これらに必要な電力を供給す
るための電源ラインへ接続する端子１９及び定電圧装置
２０とをケース２１内へ収容し、発光素子１７の光信号
を伝達するための光ファイバーケ−フ／ｌ／　１４をケ
ース２１外方へ導出するようにして構成されている。そ
して、ケース２１は流体圧シリンダ９ａのシリンダチュ
ーブ２２表面上に取付けられており、端子１９には電源
装置１５がら電力を供給するように接続されている。

上述の検知装置１１及び流体圧シリンダ９ａは、これら
の多数が工場の作業現場に配設されており、これより隔
たった中央制御室まで多数の光フアイバーケーブル１４
によって信号が伝達される。中央制御室には電気制御装
置１２が配設されており、光フアイバーケーブル１４の
光信号をフォトダイオード又はフナ１−トランジスタ等
の受光素子２３により受光し、シュミット素子２４、入
出力インタフェース２５及びパスライン２６を経てＣＰ
Ｕ　（中央処理装置）２７又は記憶装置２８に久方され
る。また２９はバッファアンプ、３０は発光素子である
。制御装置１２には、これに必要な電力を供給するため
の電源装置１２ａが設けられている。この電源装置１２
ａと前述の電源装置１５とは電気的及び機械的に互いに
独立しており、各電源の充電側及び接地側とも互いに何
ら電気的な結合はない。ただし、電源装置１２ａ、１５
による電力の供給とは別個に、感電防止又はｌｑｔ音軽
減のため、装置又は筐体を接地母線で接続することは行
われることもある。

また、流体圧シリンダ９ａに供給する流体を制御する電
磁弁装置１０が流体圧シリンダ９ａの近辺に配置され、
圧油又は圧縮空気等がこの電磁弁装置１０を介して流体
圧シリンダ９ａの給排ボー１−に配管接続されている（
図示せず）。電磁弁装ｆ￥　１０は、電気制御装置１２
例の発光素子３ｏがらの光信号を光フアイバーケーブル
１３を経て受光するための受光素子３１と、受光素子３
１の出力信号によってスイッチング動作を行うスイッチ
ング素子３２と、スイッチング素子によってオンオフさ
れる電磁ソレノイド３３及び弁３４さらに表示素子３５
とよりなっている。

これら受光素子３１、スイッチング素子３２、表示素子
３５及び電磁ソレノイド３３と、これらに必要な電力を
供給するための電源接続用の端子３Ｇとを本体ケース３
７内へ収容し、前述の光フアイバーケーブルＩ３を本体
ケース３７外方へ導出するようにするとともに、この本
体ケース３７と弁３４とが機械的に結合して構成されて
いる。そして端子３６には前述の電源装置１５から電力
を供縞するように接続されている。

次に、検知装置１１を第４図に基づいてさらに詳しく説
明する。

第４図Ａにおいて、検知装置１１ａば、リードスィッチ
１６ａ１表示用の発光ダイオード１８ａ、送信発光用の
発光ダイオード１７ａ及び限流用の抵抗Ｒ１とを直列に
接続し、これらを定電圧ダイオード２０ａ及び抵抗２０
ｂよりなる定電圧回路に接続し、直流電源接続用の端子
１９ａ、１９ｂが設けられている。

定電圧ダイオード２０ａ及び抵抗２０ｂよりなる定電圧
回路は、端子１９ａ、１９ｂに接続される直流電圧が広
い範囲（例えば５〜２４■）で変化しても、発光ダイオ
ード１７Ｈの発光強度をほぼ一定にするだめのものであ
る。したがって、端子１９ａ、１９ｂに接続される電圧
が、はぼ一定であることがあらかじめ分かっている場合
は、この回路は省略してもよい。また、端子１９ａ、１
９ｂ４こ代えて、電源接続用の電線をケース２１ａ外方
へ引き出しておいてもよい。表示用の発光ダイオード１
８ａは、ケース２］ａの外部からその点滅状態が確認で
きるように配置さ力、ており、またこの発光ダイオード
２１２は省略することも可能である。光フアイバーケー
プ月利４は、ケース２１ａに接着剤により固定するか、
又は光二ノネクタにより着脱可能に接続しておく。第４
１図へのように構成した検知装置１１ａは、流体圧シリ
ンダ９ａのビスＩ−ン２２ａに装着された永久磁石２２
ｈの磁力によってリードスイッチ１６ａが閉成すると、
端子１９ａ、抵抗２０ｂ、Ｒ，、発光ダイオードＩＬ＋
、１８ａｓ　リート′−スイッチ１６ａ及び端子１９ｂ
からなる閉回路を電流が流れ、発光ダイオ−１”１８ａ
により発光表示するとともに、発光ダイオ−１−１７ａ
の光信号が光フアイバーケーブル１４によって外方へ伝
達される。

次に第４図Ｂに示す検知装置１．ｌｂば、リードスイッ
チ１．６３に代えて、ボール素子、磁気抵抗素子等の無
接点の磁気センサ１６ｂを用いたもので、シュミット素
子１６Ｃ及びトランジスタ１６ｄによって発光ダイオー
ド１７ａ、１８ａをオンオフするように構成されている
。

また第４図Ｃに示ず検知装置１１Ｃは、リードスイッチ
１６ａが閉成した場合に、発光ダイオード１７ａ、１８
ａの発光を停止させるように構成したものである。

電磁弁装置１０についてさらに詳しく説明すると、第５
図において、電磁弁装置１０ａは、光フアイバーケーブ
ル１３からの光信号を受光するフォトトランジスタ３１
ａ、シュミット素子３２ａ及びトランジスタ３２ｂと、
トランジスタ３２ｂのコレクタと端子３６ａとの間に接
続される電磁ソレノイド３３ａ、フライホイール用のダ
イオード３３ｂ、表示用の発光ダイオード３５ａ及び抵
抗Ｒ２と、フォｌ−）ランジスタ３１ａのコレクタと端
子３６ａ、３６ｂ間にそれぞれ接続される抵抗Ｒ８及び
押し釦スィッチ３２ｃと、これらを収容する本体ケース
３７ａと、弁３４ａとがら構成されている。押し釦スィ
ッチ３２Ｃは、手動燥作でこの押し釦スィッチ３２ｃを
押すことにより、１−ランジスタ３２ｂを強制的にオン
させて電磁ソレノイド３３ａに通電させるためのもので
ある。光フアイバーケーブル１３ば、本体ケース３７ａ
に接着剤により固定されるか、又は光コネクタによって
着脱可能に接続されており、また端子３６ａ、３６ｂは
、これに代えて電源接続用の電線を本体ケース３７ａ外
力へ引き出しておいてもよい。

と述の実施例においては、検知装置１１、電磁弁装置１
０及び流体圧シリンダ９ａの配設された現場側と、電気
制御装置１２の配設された制御側とが、光フアイバーケ
ーブル１３．１４によって結合されて信号伝達が行われ
、両者間の距離が長くてもｉＩＦ音の影響を受けにくい
とともに、両者間は電気的な結合がないので、それぞれ
の作動に最も好適な電圧レベル及び接地方式を採用する
ことができ、システム全体の信頼性が向上する。

」二連の実施例においζ、検知装置１０は、その作動信
号を光ファイバー１４により伝達するので、この伝達距
離が長くても制御回路へ雑音の影響を与えることがなく
、また電源用の端子１９には、電気制御装置１２（μり
の電源装置１２ａとは無関係に適当な電力を供給すれば
よく、他の検知装置及び電磁弁装置１０と電源装置を共
用できるとともに、その配線作業はそれらの電源端子を
並列に接続するだけでよいので容易かつ迅速に結線する
ことができる。

特に定電圧装置２０を設けているので、広範囲の電源電
圧に適応することができる。

上述の実施例においては、スイッチ素子１６として永久
磁石２２ｂの磁力によって作動するものについて説明し
たが、スイッチ素子１６側に永久磁石を設けておき、磁
性体よりなるピストン２２ａによって磁力線に変化を与
えてスイッチ素子１６を作動させるようにしてもよい、
この検知装置１１として、流体圧シリンダ９ａと磁気的
に応動して作動する以外のもの、例えば機械的、化学的
、電磁気的、静電的又は音響的に応動して作動するもの
でよい。

」二連の実施例においては、流体圧機器９として流体圧
シリンダ９ａを用いた例について説明したが、これは流
体圧モータ、その他の流体圧作動機器または流体圧制御
機器でもよい。また電磁弁装置１０はシングルソレノイ
ド方式のものについて説明したが、これはダブルソレノ
イド′方式のものでもよく、また複数の電磁弁が一体的
に連結されたマニホールド式のものでもよい。この場合
において、一本の光フアイバーケーブルで複数の電磁ソ
レノイドを制御する信号を伝達することが可能である。

この電磁弁装置１０としては、方向切換弁、流量制御弁
又は圧力制御弁等が含まれてよい。電気制御装置１２内
の構成は任意であり、光フアイバーケーブル１３．１４
との光信号の授受も適当な回路を選択すればよい。電源
装置１５のオンオフを、別途光フアイバーケーブルによ
って電気制御装置１２から制御するよ・うにしてもよく
、また配置スペースの都合によってこの電源装置を電気
制御装置１２内に設置してもよい。

（発明のすＪ果） 本発明によると、信号伝達距＆１【がしくても雑音の影
響をほとんど受けない流体圧機器の制御システムとする
ことができる。また電磁弁装置及び検知装置Ｃ，二は電
気制御装置とは電気的に独立した電源装置を用いるので
、電源装置を介しての誘導、回り込め等によるＦＩＥ音
又は短絡の発生が防止されるとともに、電源装置の設δ
１、設置又は結線作業等の自由度が増し、最適化を計る
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第】図は従来の流体圧機器の制御システムの一例を示す
ブロック図、第２図乃至第５図は本発明の実施例を示す
ものであって、第２図及び第３図は流体圧機器の制御シ
ステムのブｌコック図、第４図Δ乃至Ｃは検知装置の実
施例を示す回路図、第５図は電磁弁装置の実施例を示す
回路図である。 ９・・・流体圧機器、９ａ・・・流体圧シリンダ（流体
圧機器）　、１０．１０ａ−・電磁弁装置、ｌｌ、　Ｉ
ｌａ、　ｌｌｂ。 １１ｃ・・・検知装置、１２・・・電気制御装置、１３
．１４・・・光ノア・ｆバーケーブル、１５・・・電源
装置。 第１図 第４図 ＼ １０ 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ０１ｃ体圧機器と、該流体圧機器へ流出入する流体を制
   御する電磁弁装置と、前記流体圧機器の作動状態を検知
   する検知装置と、これらを制御する電気制御装置とを有
   する流体圧機器の制御システムにおいて、前記電気制御
   装置と前記電磁弁装置及び検知装置との間の信号伝達に
   光ファイバーケーブノＣを用いるとともに、前記電磁弁
   装置及び検知装置には前記電気制御装置とは電気的に独
   立した電源装置を用いてなることを特徴とする流体圧機
   器の制御システム。