(57)【要約】【課題】パレット圧力モニタ（１０）は、全体として、パレット（２２）の油圧システム（１６）内の油圧を感知する圧力検出器（１４）、検出器（１４）を監視するパレット送信機（１８）、および検出器の状態を示すパレット送信機（１８）から状態信号を受信する受信ユニット（２０）を有する。検出器（１４）は、好ましくは、圧力調整スイッチを有する。パレット送信機（１８）は、好ましくは、受信ユニット（２０）との無線接続によって、電力を受ける。受信ユニット（２０）は、好ましくは、無線接続を介してパレット送信機（１８）から状態信号を受信して、状態信号に基づき、リレー出力部（３０）を作動させる。リレー出力部（３０）は、好ましくは、警告ユニット（３２）などの信号装置と、電気的に接続されており、油圧システム（１６）内の圧力が設定値を下回っている場合に、オペレータに警告する。
2006508812.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
加工物品の処理可能な機械装置であって、
加工物品を支持することが可能なパレットと、
前記加工物品を前記パレットに固定することが可能な複数のクランプと、
前記クランプを作動させることが可能な油圧システムと、
前記油圧システムと流体で繋がっており、前記油圧システム内の圧力に対して電気的に応答することが可能な圧力検出器と、
前記検出器と電気的に連結して、前記検出器の状態を示すことが可能な、前記パレットに設けられたパレット送信機と、
前記パレット送信機との無線接続を介して前記検出器の状態を認識することが可能な、前記パレット送信機からある距離離間して設けられた受信ユニットと、
を有する機械装置。
【請求項２】
前記検出器は、前記油圧システム内の圧力が設定値に到達した時に応答することが可能な圧力スイッチである請求項１に記載の機械装置。
【請求項３】
前記検出器は、前記油圧システム内の圧力が調整可能な設定値に到達した時に応答することが可能な圧力調整スイッチである請求項１に記載の機械装置。
【請求項４】
前記パレット送信機は、前記検出器と有線で接続されており、これにより前記検出器は、前記パレット送信機の前記受信ユニットに対する応答の種類を変える請求項１に記載の機械装置。
【請求項５】
前記受信ユニットは、実質的に連続的に電磁エネルギーを送る請求項１に記載の機械装置。
【請求項６】
前記受信ユニットから送られた前記電磁エネルギーは、前記パレット送信機を駆動する請求項５に記載の機械装置。
【請求項７】
前記パレット送信機は、前記受信ユニットから送る電力のみを用いて、前記圧力検出器の状態を示す状態信号を送信する請求項１に記載の機械装置。
【請求項８】
前記距離が８インチ以下である請求項１に記載の機械装置。
【請求項９】
前記受信ユニットは静止しており、前記パレット送信機は前記パレットと共に移動する請求項１に記載の機械装置。
【請求項１０】
前記受信ユニットは、前記パレット送信機を介して受信した前記圧力検出器の状態に基づいて信号装置を作動させることが可能なリレー出力部を有する請求項１に記載の機械装置。
【請求項１１】
前記パレット送信機は、前記無線接続を介して前記検出器の状態を示す状態信号を送信するものである請求項１に記載の機械装置。
【請求項１２】
パレットの油圧システムに用いられる圧力の検出が可能なパレット圧力モニタであって、
油圧システムと流体で繋がっており、前記油圧システム内の圧力に対して電気的に応答することが可能な圧力検出器と、
パレットに設けられ、前記検出器と電気的に連結して、前記検出器の状態を示すことが可能なパレット送信機と、
前記パレット送信機からある距離離間して設けられ、前記パレット送信機との無線接続を介して前記検出器の状態を認識することが可能な受信ユニットと、
を有するパレット圧力モニタ。
【請求項１３】
前記検出器は、前記油圧システム内の圧力が調整可能な設定値に到達した時に応答することが可能な圧力調整スイッチである請求項１２に記載のモニタ。
【請求項１４】
前記パレット送信機は、前記検出器と有線で接続されており、これにより前記検出器は、前記パレット送信機の前記受信ユニットに対する応答の種類を変える請求項１２に記載のモニタ。
【請求項１５】
前記受信ユニットは、実質的に連続的に、前記パレット送信機を駆動するための電磁エネルギーを送る請求項１２に記載のモニタ。
【請求項１６】
前記パレット送信機は、前記受信ユニットから受ける電力のみを用いて、前記検出器の状態を示す状態信号を送信する請求項１２に記載のモニタ。
【請求項１７】
前記受信ユニットは静止しており、前記パレット送信機は前記パレットと共に移動する請求項１２に記載のモニタ。
【請求項１８】
前記受信ユニットは、前記パレット送信機を介して受信した前記検出器の状態に基づいて信号装置を作動させることが可能なリレー出力部を有する請求項１２に記載のモニタ。
【請求項１９】
前記パレット送信機は、前記無線接続を介して前記検出器の状態を示す状態信号を送信する請求項１２に記載のモニタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
発明の背景
１．発明の分野
本発明は、圧力モニタに関する。より詳細には、本発明は、加工パレットと物理的な接続をすることなく、加工パレットの油圧システムに加えられた油圧を容易に検出することのできるパレット圧力モニタを供給するものである。
【背景技術】
【０００２】
２．従来技術の説明
油圧式締付装置は、通常、製造作業の中、取付具やパレットに加工物品を固定して、加工物品を加工、あるいは別な方法で処理できるように使用される。加工物品は、加圧された油圧流体をクランプに向けて押し込むことにより固定されて初めて、安全に加工することができる。従って、オペレータや、設備や材料がダメージを受けることのないように、油圧を検出して、クランプが作動し続けていることを確認することが重要である。
【０００３】
現在のこのような油圧の監視方法においては、圧力検出器を信号装置と有線で接続している。しかし、検出器と信号装置とは、通常は別々の位置に取り付けられている。例えば、検出器は通常、パレットに取り付けられており、一方、信号装置は通常、オペレータに合図をするために、オペレータの目線の位置に取り付けられている。このような場合は、検出器と信号装置との間のケーブル配線が必要となる。しかし、そういったケーブル配線は、オペレータの視界や移動を遮ることが多く不都合である。加えて、加工を行っている間は、頻繁にケーブル配線を曲げる必要があるので、ケーブル配線が損傷を受けることも多く、ケーブルの疲労や故障につながる。このように、ケーブル配線は煩雑であり、また、頻繁に交換する必要がある。
従って、従来技術の欠点を克服する、改良されたパレット圧力モニタが必要となっている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
発明の概要
本発明は、上記の問題点を解決し、圧力モニタの分野に明確な進歩を提供するものである。より詳細には、本発明は、加工パレットとの物理的な接続をすることなく、加工取付具や加工パレットの油圧システムに適用され、油圧を容易に検出することのできるパレット圧力モニタを提供する。
【０００５】
パレット圧力モニタは、全体として、油圧システム内の圧力を感知する圧力検出器、検出器を監視するパレット送信機、および検出器の状態を示すパレット送信機からの状態信号を受信するベースユニットを有している。機械装置は、好ましくは、加工物品が加工やその他の別な方法により処理を施される間、加工物品を支持するように設計されたパレットを有する。加工物品は、加圧された油圧流体を油圧システムに圧入することにより作動する、複数の油圧クランプによって、パレットに固定されることが好ましい。
【０００６】
このような好適な形態では、検出器は、油圧システムと流体で繋がった圧力調整スイッチを有する。このスイッチは、技術者が、圧力の設定値を、例えば１０ポンド／平方インチ（ＰＳＩ）などというように選択することができる調整ねじを通して、調整できることが好ましい。例えば、油圧システムの内部の圧力が上昇するにつれて、流体はスイッチ内部のダイヤフラムに対して圧力を加える。圧力が設定値に達すると、ダイヤフラムは、スイッチ内部の接触子を閉じる。この場合は、スイッチは、常開スイッチとして作用し、検出器は、検出器の状態を表す離散的な圧力信号を供給する。
【０００７】
パレット送信機は、好ましくは、ベースユニットとの無線接続により電力を受信し、検出器を監視する、受動集積回路（ＩＣ）を組み込んでいる。例えば、パレット送信機は、ＩＣと検出器を駆動する電磁エネルギーの形で、電力を受ける。パレット送信機は、無線接続を介して状態信号を送信することにより、圧力信号に応答する。状態信号は、パレット送信機を一意的に識別するシリアル番号と、圧力信号を反映する状態番号を含んでいるのがよい。例えば、状態番号は、スイッチの接触子が閉じている時は１に、スイッチの接触子が開いている時は０にするのがよい。
【０００８】
受信ユニットは、電源入力部、パレット送信機に電力を供給する電磁エネルギー送信機（ＥＥＴ）、パレット送信機から状態信号を受信する信号受信機、および状態信号に基づき、信号受信機によって作動する少なくとも１つのリレー出力部を有するのが好ましい。ＥＥＴは好ましくは、電源入力部を通して受け取った電力を、電磁エネルギーに変換して、変換した電磁エネルギーを、無線接続を介して、パレット送信機に送る。リレー出力部は、好ましくは、警告ユニットか、あるいはその他の信号装置と、電気的に接続されており、油圧システム内の油圧が設定値を下回っている場合に、機械装置のオペレータに警告する。
【０００９】
使用の際は、オペレータは、加工物品をパレットの上に置いてから油圧システムを起動させるのが好ましい。ポンプは、流体を油圧システム内に圧入するのが好ましく、それにより、クランプおよび検出器が作動する。パレット送信機は、実質的に連続的に検出器を監視し、それに応じて状態信号を変更する。受信ユニットは、実質的に連続的に状態信号を受信し、それに応じてリレー出力部を作動させる。従って、油圧システムの圧力が設定値に達すると、検出器内の接触子は閉じて、状態信号の種類を変えるのが好ましい。状態信号の種類が変わるとリレー出力部も変わり、加工物品がパレットに固定されており、加工物品を加工しても安全であるということを、警告ユニットが示す。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
好ましい実施形態の詳細な説明
図１に示すように、本発明における好適な実施形態に基づき構成された、好適なパレット圧力モニタ１０（以下、モニタ１０という）は、機械装置１２に取り付けられている。また、図２に示すように、モニタ１０は、全体として、機械装置の油圧システム１６内の油圧を感知する圧力検出器１４（以下、検出器１４という）、検出器１４を監視するパレット送信機１８、および検出器の状態を示すパレット送信機１８からの状態信号を受信する受信ユニット２０を有している。機械装置１２は、ここに参考文献として挙げる「UNIVERSAL MILLING MACHINE」（米国特許第3,998,127号）に開示されている機械装置に類似していてもよく、好ましくは、加工物品が機械装置１２によって加工や別な方法での処理を施される間、加工物品を支持するために設計された、パレット２２を有する。加工物品は、例えば、ここに参考文献として挙げる「HYDRAULIC SWING CLAMP APPARATUS HAVING SPEED CONTROL MECHANISM」（米国特許第5,695,177号）に開示されている油圧クランプのような、複数の油圧クランプ２４（以下、クランプ２４という）によって、パレット２２に固定されることが好ましい。
【００１１】
加工物品は通常、油圧システム１６に圧力が加えられて初めて、パレット２２に固定される。例えば、ポンプ２３は、加圧された油圧流体を油圧システム１６へ押し込むことにより、クランプ２４を作動させるために用いることができる。従って、安全のためには、加工物品は、油圧システム１６に圧力が加えられている間は、機械装置１２によって加工、もしくはその他の別な方法による処理のみを施されるのが好ましい。このように、本発明のモニタ１０は、好ましくは、油圧システム１６に圧力が加えられている時期を示すことによって、加工物品を加工するのに安全な時期を示す。
【００１２】
このような好適な実施形態では、検出器１４は、油圧システム１６と流体で繋がった圧力調整スイッチを有する。このスイッチは、調整ねじを通して調整できることが好ましく、また、ここに参考文献として挙げる「PRESSURE SWITCH WITH SNAP-TOGGLE ADJUSTING MEANS」（米国特許第4,052,574号）に開示されているスイッチに類似していてもよい。この調整ねじによれば、技術者は、圧力の設定値を、例えば１０ポンド／平方インチ（ＰＳＩ）などというように、選択することができる。例えば、油圧システム１６の内部の圧力が上昇するにつれて、流体は、スイッチ内部のダイヤフラム２６に対して圧力を加える。圧力が設定値に達した時は、ダイヤフラム２６は、スイッチ内部の接触子２８を閉じるのが好ましい。この場合は、スイッチは、常開スイッチとして作用する。あるいは、スイッチは、常閉スイッチとして作用して、圧力が設定値に達した時に、接触子２８を開くようにしてもよい。その他の場合として、検出器１４は、検出器の状態か、もしくは、設定値と比較した油圧システム１６内の圧力を表す、離散的な圧力信号を供給する。
【００１３】
パレット送信機１８は、好ましくは、受信ユニット２０との無線接続により電力を受ける受動集積回路（ＩＣ）を組み込んでいる。例えば、パレット送信機１８は、約１２６キロヘルツ（kHz）の電磁エネルギーの形で、電力を受ける。電磁エネルギーは、パレット送信機１８に供給され、ＩＣと検出器１４を駆動するのに使用される、唯一の電力であることが好ましい。
【００１４】
ＩＣは、好ましくは、検出器１４を監視し、約２３２メガヘルツ（ＭＨｚ）で状態信号を送信することにより、受信ユニットに応答する。状態信号は、パレット送信機１８を一意的に識別するシリアル番号と、圧力信号を表す状態番号を含んでいるのがよい。状態番号は、例えば、スイッチの接触子２８が閉じている時は１に、スイッチの接触子２８が開いている時は０にするのがよい。
【００１５】
受信ユニット２０は、電源入力部と、パレット送信機１８に電力を供給する電磁エネルギー送信機（ＥＥＴ）と、パレット送信機１８から状態信号を受信する信号受信機と、状態信号に基づき信号受信機によって作動する少なくとも１つのリレー出力部３０とを有するのが好ましい。電源入力部は、好ましくは、直流もしくは交流で、約２４ボルトの電力を受け取る。ＥＥＴは、好ましくは、電源入力部から受け取った電力を、電磁エネルギーに変換して、変換した電磁エネルギーをパレット送信機１８に送信する。
【００１６】
リレー出力部３０は、好ましくは、警告ユニット３２か、あるいはその他の信号装置と、電気的に接続されており、油圧システム１６内の油圧が設定値を下回っている場合に、機械装置１２のオペレータに警告する。リレー出力部３０は、どの信号装置を駆動するのにも使用できるように、例えば５アンペアのような大電流に耐性を有するのが好ましい。例えば、警告ユニット３２は、光、サイレン、およびその他の指示器を含んでもよい。
【００１７】
上述のように、受信ユニット２０は、好ましくは、パレット送信機１８に電磁エネルギーを送り、パレット送信機１８は、状態信号を受信ユニット２０に送信することによって応答する。従って、パレット送信機１８と受信ユニット２０との間の分離距離は、臨界性を有する。電力の条件と外部の干渉とを最小限に抑えるためには、分離距離は、約１２インチ以下であることが好ましい。より詳細には、モニタ１０の動作を確実に信頼性のあるものにするため、分離距離は５〜８インチの間であることが好ましい。
【００１８】
また、パレット送信機１８は、好ましくはパレット２２とオフセットした位置で連結されていることに留意する必要がある。パレット２２は、通常は、金属で構成されているため、パレット送信機１８の動作を妨げることがあるからである。従って、パレット送信機１８は、パレット２２から少なくとも０．２５インチ離れていることが好ましい。理論上は、オフセットの最大値は存在しないが、実施上は、通常、オフセットを約８インチに制限している。オフセットは、エアギャップによる形態であるのが好ましいが、プラスチックなどの、実質的に非金属である材料による形態であってもよい。
【００１９】
上述のように、状態信号は、状態番号に加えてシリアル番号も含んでいてもよい。これにより、受信ユニット２０は、パレット送信機１８を識別することができる。つまり受信ユニット２０は、２つ以上のパレット送信機１８と共に使用し、また、それらの２つ以上のパレット送信機１８を一意的に識別することができる。例えば、受信ユニット２０は、５ＰＳＩの設定値を有する第１の検出器を監視する第１のパレット送信機、および５０ＰＳＩの設定値を有する第２の検出器を監視する第２のパレット送信機と、通信を行うことができる。この場合は、受信ユニット２０は、油圧システム１６内の圧力が５ＰＳＩ未満である時期、５〜５０ＰＳＩの時期、および５０ＰＳＩより上である時期を示すために用いることができる。さらに、受信ユニット２０は、種々の異なる油圧システムと流体で繋がった検出器を監視する、種々のパレット送信機と通信を行うこともできる。
【００２０】
本発明は上述の通りであるが、代替物を用いることができるのはもちろんである。例えば、リレー出力部３０は、実際に機械装置１２のオン／オフを切り換えるのに用いることができ、これによって、加工物品の加工前に、加工物品はパレット２２に確実に固定される。加えて、受信ユニット２０の電源入力部は、設計上の問題として、他の電圧で電力を受けるようにしてもよい。さらに、パレット送信機１８と受信ユニット２０は、通信を行い、パレット送信機１８が無線接続を介して電力を受ける限りにおいて、異なる周波数を利用してもよい。これらや、その他の小さな修正は、本発明の範囲内である。
【００２１】
パレット送信機１８および受信ユニット２０は、状態信号と電磁エネルギーとを送信または受信するため、当業者であれば、パレット送信機１８および受信ユニット２０が、何らかの形でアンテナを含まなければならないことを知っているであろう。上記記載の分離距離およびオフセットは、アンテナの場合のみ臨界性を有することに注意することが重要である。この好適な実施形態においては、アンテナは、パレット送信機１８および受信ユニット２０の構成要素である。従って、上述のように、分離距離およびオフセットは、パレット送信機１８および受信ユニット２０に適用される。しかし、アンテナは、必ずしもパレット送信機１８あるいは受信ユニット２０の構成要素である必要はない。従って、上述したような分離距離およびオフセットの位置にアンテナを取り付けて、パレット送信機１８および受信ユニット２０の残りの部分を、アンテナとは異なる距離に取り付けることが可能である。
【００２２】
使用の際は、オペレータは、加工物品をパレット２２の上に置いてから油圧システム１６を起動させるのが好ましい。ポンプ２３は、流体を油圧システム１６内に圧入して、それにより、クランプ２４および検出器１４を作動させる。パレット送信機１８は、実質的に連続的に検出器１４を監視し、それに応じて状態信号を変更する。受信ユニット２０は、実質的に連続的に状態信号を受信し、それに応じてリレー出力部を作動させる。従って、油圧システム１６内の油圧が設定値に達すると、検出器１４内の接触子２８は閉じて、状態信号の種類を変えるのが好ましい。状態信号の種類が変わると、リレー出力部３０も変わり、その結果、加工物品がパレット２２に固定されており、加工物品を加工するのに安全である旨を警告ユニット３２は表示する。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明における好適な実施形態に応じて構成され、機械装置に取り付けられた状態を示すパレット圧力モニタの斜視図である。
【図２】モニタにおける油圧系と電気系を組み合わせた概略図である。
【図１】
2006508812.tif 000003
【図２】
2006508812.tif 000004
【国際調査報告】
2006508812.tif 000005