(57)【要約】圧力媒体駆動ピストンシリンダ装置が、シリンダ孔（１１）を有するシリンダ胴部（１０）、該シリンダ孔（１１）内に移動可能に案内されるピストン（１４）と、該ピストン（１４）に設けられた磁気作動要素（１７）及び該シリンダ胴部（１０）に設けられ電子的に非接触の伸長変換器（１８）を具備したピストン位置検知及び表示装置と、を備える。シリンダ胴部（１０）が、標準型の押出成形アルミニウム合金の胴部から成り、該シリンダ孔（１１）と平行に偏倚した位置で延びる外側の伸長溝（２０）と、上記変換器（１８）と接続された電子部品を担持する回路基板（１９）とを有し、上記変換器（１８）と上記回路基板（１９）が、シリンダ胴部（１０）における上記溝（２０）内に配置される。
2006522296.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダ孔（１１）を有するシリンダ胴部（１０）、該シリンダ孔（１１）内に移動可能に案内されるピストン（１４）と、該ピストン（１４）に設けられた磁気作動要素（１７）及び該シリンダ胴部（１０）に設けられ電子的に非接触の伸長変換器（１８）を具備したピストン位置表示装置と、を備えた圧力媒体駆動ピストンシリンダ装置において、
上記シリンダ胴部が、該シリンダ孔（１１）と平行に延びる外側の伸長溝（２０）と、上記変換器（１８）と接続された電子部品を担持する回路基板（１９）とを有し、
上記変換器（１８）と上記回路基板（１９）とが上記溝（２０）内に配置されたことを特徴とする、圧力媒体駆動ピストンシリンダ装置。
【請求項２】
押出成形アルミニウム合金体から成る上記シリンダ胴部（１０）が、押出成形プロセスで形成された溝（２０）を備える事を特徴とする請求項１に記載のアクチュエータ。
【請求項３】
保護用のカバー帯状体（２１）によって、周囲環境に対して上記溝（２０）が閉ざされることを特徴とする請求項１または２に記載のアクチュエータ。
【請求項４】
１つまたはそれ以上のＬＥＤ素子（２６ａ-d）が、シリンダ胴部（１０）に設置され、且つ予定した確実なピストン位置に達したことの視覚的表示を提供するために、回路基板（１９）に接続されることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに一項に記載のアクチュエータ。
【請求項５】
上記回路基板（１９）上の上記電子部品が、所望のピストン位置のティーチインにより、遠隔で事前選択するために構成されたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のアクチュエータ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はピストン位置表示装置を備え、圧力媒体で駆動するピストンシリンダ装置に関するもので、該位置表示装置は、ピストン上で磁気作動要素と、およびシリンダ胴部で支持された検知手段とから構成されている。
【背景技術】
【０００２】
シリンダ孔内のピストン位置を表示する一般的な技術としては、ピストン上に磁気作動要素および、シリンダ胴部に調節可能に設けた１つあるいはそれ以上の単一のセンサーを備えることにより達成されている。この既知技術に係る問題点は、シリンダ内にセンサーを迅速且つ簡単に設置することが困難であることである。これらセンサーは、手作業によって個々に動かして所望の位置に固定しなければならないものであり、この作業は扱いにくく且つ時間がかかるものである。その他の問題として、表示される位置の数が２，３箇所に限られ、それによりピストンの動作制御の可能性に制限を与えてしまうということがある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
この既知技術に関するさらなる課題は、小型のピストンシリンダ装置を実現することであり、すなわち信号処理電子部品を含んだ位置検知手段が、装置の外形寸法を増やすことなく、標準型のピストンシリンダ装置の外形寸法の範囲内に収められ、とりわけ機械の損傷に対して安全に保護されることである。
【０００４】
米国特許明細書US 6,351,117において、測定をするために、電気パルスを使用して、磁気的に作動する磁歪変換装置によってピストンシリンダ装置内のピストン位置の表示を得る代替方法が開示されている。この変換器はシリンダ筒内に同心で取り付けられ、ピストン内あるいはピストンロッド内でシリンダ端壁の一方の端壁から延長し、作動磁石がピストン上に取り付けられている。しかしながら、これは変換器の配置がむしろ扱い難い、その理由としてはピストン或いはピストンロッドおよびシリンダの端壁を、高価で特別な設計とする必要があるのみならず、この変換器はメンテナンスまたは取り換えが難しい。ピストンシリンダ装置に適用するには、上述の一般的な技術に比較してシリンダの設計を複雑にしない位置決め変換器の方法が必要であることが、課題として提起される。
【０００５】
この変換器の位置決め問題の一つの解決策は、米国特許明細書US 5,514,961に述べられており、そこでは、該変換器が該シリンダと並設してシリンダ内に配置してある。電子部品を含む評価装置は、シリンダ筒の伸長部に取り付けられている。この手法は、センサーのために余分な孔を穿設した特別なシリンダ胴部を設計することのみならず、電子的評価装置の配置によりシリンダの長さを増やさなければならない。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記で明らかな従来型の位置検知変換器を備えた従来技術のピストンシリンダ装置に関する課題は、ピストンシリンダ装置が、標準型の押出成形アルミニウム合金の胴部を使用すること、位置検知変換器と電子回路基板の双方を、シリンダ胴部に対して特に高度で特別な機械加工無しで、しかも装置の外寸を増加せずに、適合させることによって構成された、本発明によって解決される。しかも、本発明による装置は、国際的な標準仕様のＩＳＯ６４３１及びＶＤＭ  Ａ２４５６２に合致する寸法を有する標準型シリンダ胴部に組み込むことができるものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明の好ましい実施例を以下に参照図面に基づいて説明する。  
【０００８】
図中において、  
図１は、本発明のピストンシリンダ装置の縦断面である。  
図２は、図１の装置の平面図である。  
図３は、図１におけるIII-III線に沿った横断面図である。
【０００９】
図中においてピストンシリンダ装置が示され、この装置はシリンダ孔１１を有するシリンダ胴部１０、および対向する２つの端壁１２および１３、およびシリンダ孔１１内で移動できるように導かれるピストン１４とピストンロッド１５から構成され、そしてピストンロッド１５が一つの端壁１２に設けられた開口部を介してシリンダ筒から延長される。このシリンダ胴部１０は、押出成形プロセス時に形成された外部における長い空洞あるいは溝２０を備え、押出成形アルミニウム合金から成る標準のタイプのものである。このことは、シリンダ胴部１０が高度で余計な機械加工を必要としていないことを意味している。このシリンダ胴部１０はもとより、ピストンシリンダ装置も国際的な標準仕様のＩＳＯ６４３１およびＶＤＭ２４５６２を満たすように仕上げられている。
【００１０】
一般的な方法において、該シリンダ胴部１０は図示していないもののシリンダ孔１１を往来する圧力媒体を伝達するための接続部を備え、同様に、ピストンを移動するためシリンダ孔１１の端部を往来するように圧力媒体を送るための通路を備えている。
【００１１】
位置検知および表示装置は、ピストン１４に載置された磁気作動要素１７、およびシリンダ胴部１０内の溝２０内に設けられた磁歪変換器１８の形で電子的に非接触の伸長センサーユニットとから構成される。変換器１８は、シリンダ胴部１０の丈の主要部全体にわたって延び、そして回路基板１９上の電子部品と接続される。回路基板１９も、溝２０内に搭載されている。
【００１２】
溝２０がシリンダ胴部１０の外側に開かれているために、該変換器１８および該回路基板１９が、外部ダメージやほこり等から保護をしなければならない。この種の保護は溝２０に、溝２０を閉ざすように設けられ、好ましくは樹脂材料で形成されるカバー帯状体２１によって達成される。
【００１３】
回路基板１９が収納できるように十分に広く、且つ該回路基板１９に隣接して、予め設定された位置にピストン１４が到達したことを視覚的に表示するための複数のLED素子が担持するパネル２５も配置できるように、溝２０が形成されている。遠隔に配置したプログラム可能制御ユニットに回路基板１９を接続するため、パネル２５を介して外側へ延長するケーブル２７があり、プログラム可能制御ユニットは、例えば、パーソナルコンピュータによる。
【００１４】
作動中において、ピストン１４上の磁気要素１７が、変換器１８上の特定した選択表示位置を通過することによって、表示が得られる。これら表示は、LED素子を介して視覚的に示され、そしてこれら表示は、シリンダ孔１１を往来する圧力媒体の供給を調整することに使われ、それによって、ピストンの動作が制御される。このようにピストン位置を多数表示できるので、この種類の位置表示変換器１８は、停止／開始の操作指令が得られるのみならず、例えばシリンダ端壁１２，１３付近での減速ランプ（retardation ramp）も得られる。
【００１５】
マイクロパルスで動作する磁気歪変換器１８に対応する動作はそれ自身、例えば米国特許明細書US 3898555で良く知られており、本明細書内に詳しく記載しない。
【００１６】
本発明は新規で、且つ良好に保護された検知部品と、全体的に小型のシリンダ設計とを組み合わせてできるものである。また更に本発明は、高度な位置検知手段を備えた安価なピストンシリンダを、比較的安価で標準型のアルミニウム合金押し出し成形によるシリンダ胴部を利用することによって、完成させた。
【００１７】
この変換器１８上の位置表示ポイントは、回路基板１９の電子部品および、遠隔に配置されたコンピュータを介して電気的にセットされる。この電子部品は好ましくは、ティーチイン技術に従って表示位置の設定が可能にするように構成されている。
【００１８】
位置変換器１８および電子回路基板１９を、シリンダ胴部１０に元から形成されている溝２０内に配置することによって、全体形状がISOおよびVDM標準仕様を満たす小型のシリンダ装置を安価で得られた。また更に、この新規な装置は、変換器や回路基板の整備または取り換えの際に取り扱いやすい。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明によるピストンシリンダ装置の縦断面。
【図２】図１の装置の平面図。
【図３】図１におけるIII-III線に沿った横断面図。
【図１】
2006522296.tif 000003
【図２】
2006522296.tif 000004
【図３】
2006522296.tif 000005
【手続補正書】
【提出日】平成18年4月12日(2006.4.12)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダ孔（１１）を有するシリンダ胴部（１０）、該シリンダ孔（１１）内に移動可能に案内されるピストン（１４）と、該ピストン（１４）に設けられた磁気作動要素（１７）及び該シリンダ胴部（１０）に設けられ電子的に非接触の伸長変換器（１８）を具備したピストン位置表示装置と、を備えた圧力媒体駆動ピストンシリンダ装置において、
上記シリンダ胴部が、該シリンダ孔（１１）と平行に延びる外側の伸長チャンネル（２０）と、上記変換器（１８）と接続された電子部品を担持する回路基板（１９）とを有し、
上記変換器（１８）と上記回路基板（１９）とが上記チャンネル（２０）内に配置されたことを特徴とする、圧力媒体駆動ピストンシリンダ装置。
【請求項２】
押出成形アルミニウム合金体から成る上記シリンダ胴部（１０）が、押出成形プロセスで形成されたチャンネル（２０）を備える事を特徴とする請求項１に記載のアクチュエータ。
【請求項３】
保護用のカバー帯状体（２１）によって、周囲環境に対して上記チャンネル（２０）が閉ざされることを特徴とする請求項１または２に記載のアクチュエータ。
【請求項４】
１つまたはそれ以上のＬＥＤ素子（２６ａ-d）が、シリンダ胴部（１０）に設置され、且つ予定した確実なピストン位置に達したことの視覚的表示を提供するために、回路基板（１９）に接続されることを特徴とする請求項１乃至３の何れかに一項に記載のアクチュエータ。
【請求項５】
上記回路基板（１９）上の上記電子部品が、所望のピストン位置のティーチインにより、遠隔で事前選択するために構成されたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のアクチュエータ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はピストン位置表示装置を備え、圧力媒体で駆動するピストンシリンダ装置に関するもので、該位置表示装置は、ピストン上で磁気作動要素と、およびシリンダ胴部で支持された検知手段とから構成されている。
【背景技術】
【０００２】
シリンダ孔内のピストン位置を表示する一般的な技術としては、ピストン上に磁気作動要素および、シリンダ胴部に調節可能に設けた１つあるいはそれ以上の単一のセンサーを備えることにより達成されている。この既知技術に係る問題点は、シリンダ内にセンサーを迅速且つ簡単に設置することが困難であることである。これらセンサーは、手作業によって個々に動かして所望の位置に固定しなければならないものであり、この作業は扱いにくく且つ時間がかかるものである。その他の問題として、表示される位置の数が２，３箇所に限られ、それによりピストンの動作制御の可能性に制限を与えてしまうということがある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
この既知技術に関するさらなる課題は、小型のピストンシリンダ装置を実現することであり、すなわち信号処理電子部品を含んだ位置検知手段が、装置の外形寸法を増やすことなく、標準型のピストンシリンダ装置の外形寸法の範囲内に収められ、とりわけ機械の損傷に対して安全に保護されることである。
【０００４】
この技術におけるさらなる問題は幾つかの応用例、例えば食品や薬の産業において重要であるシリンダの衛生的な外部デザインと簡単な清掃が難しいことである。
【０００５】
米国特許明細書US 6,351,117において、測定をするために、電気パルスを使用して、磁気的に作動する磁歪変換装置によってピストンシリンダ装置内のピストン位置の表示を得る代替方法が開示されている。この変換器はシリンダ筒内に同心で取り付けられ、ピストン内あるいはピストンロッド内でシリンダ端壁の一方の端壁から延長し、作動磁石がピストン上に取り付けられている。しかしながら、これは変換器の配置がむしろ扱い難い、その理由としてはピストン或いはピストンロッドおよびシリンダの端壁を、高価で特別な設計とする必要があるのみならず、この変換器はメンテナンスまたは取り換えが難しい。ピストンシリンダ装置に適用するには、上述の一般的な技術に比較してシリンダの設計を複雑にしない位置決め変換器の方法が必要であることが、課題として提起される。
【０００６】
この変換器の位置決め問題の一つの解決策は、米国特許明細書US 5,514,961に述べられており、そこでは、該変換器が該シリンダと並設してシリンダ内に配置してある。電子部品を含む評価装置は、シリンダ筒の伸長部に取り付けられている。この手法は、センサーのために余分な孔を穿設した特別なシリンダ胴部を設計することのみならず、電子的評価装置の配置によりシリンダの長さを増やさなければならない。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記で明らかな従来型の位置検知変換器を備えた従来技術のピストンシリンダ装置に関する課題は、ピストンシリンダ装置が、標準型の押出成形アルミニウム合金の胴部を使用すること、位置検知変換器と電子回路基板の双方を、シリンダ胴部に対して特に高度で特別な機械加工無しで、しかも装置の外寸を増加せずに、適合させることによって構成された、本発明によって解決される。しかも、本発明による装置は、国際的な標準仕様のＩＳＯ６４３１及びＶＤＭ  Ａ２４５６２に合致する寸法を有する標準型シリンダ胴部に組み込むことができるものである。本発明による、このピストンシリンダ装置は、さらに衛生の理由で確実な使用に対しては重要な、清潔を簡単に保つことが簡単である外形も有する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明の好ましい実施例を以下に参照図面に基づいて説明する。  
【０００９】
図中において、  
図１は、本発明のピストンシリンダ装置の縦断面である。  
図２は、図１の装置の平面図である。  
図３は、図１におけるIII-III線に沿った横断面図である。
【００１０】
図中においてピストンシリンダ装置が示され、この装置はシリンダ孔１１を有するシリンダ胴部１０、および対向する２つの端壁１２および１３、およびシリンダ孔１１内で移動できるように導かれるピストン１４とピストンロッド１５から構成され、そしてピストンロッド１５が一つの端壁１２に設けられた開口部を介してシリンダ筒から延長される。このシリンダ胴部１０は、押出成形プロセス時に形成された外部における長い空洞あるいはチャンネル２０を備え、押出成形アルミニウム合金から成る標準のタイプのものである。このことは、シリンダ胴部１０が高度で余計な機械加工を必要としていないことを意味している。このシリンダ胴部１０はもとより、ピストンシリンダ装置も国際的な標準仕様のＩＳＯ６４３１およびＶＤＭ２４５６２を満たすように仕上げられている。
【００１１】
一般的な方法において、該シリンダ胴部１０は図示していないもののシリンダ孔１１を往来する圧力媒体を伝達するための接続部を備え、同様に、ピストンを移動するためシリンダ孔１１の端部を往来するように圧力媒体を送るための通路を備えている。
【００１２】
位置検知および表示装置は、ピストン１４に載置された磁気作動要素１７、およびシリンダ胴部１０内のチャンネル２０内に設けられた磁歪変換器１８の形で電子的に非接触の伸長センサーユニットとから構成される。変換器１８は、誘導型に代用させることができ、シリンダ胴部１０の丈の主要部全体にわたって延び、そして回路基板１９上の電子部品と接続される。回路基板１９も、チャンネル２０内に搭載されている。
【００１３】
チャンネル２０がシリンダ胴部１０の外側に開かれているために、該変換器１８および該回路基板１９が、外部ダメージやほこり等から保護をしなければならない。この種の保護はチャンネル２０に、チャンネル２０を閉ざすように設けられ、好ましくは樹脂材料で形成されるカバー帯状体２１によって達成される。
【００１４】
回路基板１９が収納できるように十分に広く、且つ該回路基板１９に隣接して、予め設定された位置にピストン１４が到達したことを視覚的に表示するための複数のLED素子が担持するパネル２５も配置できるように、チャンネル２０が形成されている。遠隔に配置したプログラム可能制御ユニットに回路基板１９を接続するため、パネル２５を介して外側へ延長するケーブル２７があり、プログラム可能制御ユニットは、例えば、パーソナルコンピュータによる。
【００１５】
作動中において、ピストン１４上の磁気要素１７が、変換器１８上の特定した選択表示位置を通過することによって、表示が得られる。これら表示は、LED素子を介して視覚的に示され、そしてこれら表示は、シリンダ孔１１および／または他の関連したオートメーション部品を往来する圧力媒体の供給を調整することに使われ、それによって、ピストンの動作が制御される。このようにピストン位置を多数表示できるので、この種類の位置表示変換器１８は、停止／開始の操作指令が得られるのみならず、例えばシリンダ端壁１２，１３付近での減速ランプ（retardation ramp）も得られる。
【００１６】
マイクロパルスで動作する磁気歪変換器１８に対応する動作はそれ自身、例えば米国特許明細書US 3898555で良く知られており、本明細書内に詳しく記載しない。
【００１７】
本発明は新規で、且つ良好に保護された検知部品と、全体的に小型のシリンダ設計とを組み合わせてできるものである。また更に本発明は、高度な位置検知手段を備えた安価なピストンシリンダを、比較的安価で標準型のアルミニウム合金押し出し成形によるシリンダ胴部を利用することによって、完成させた。
【００１８】
この変換器１８上の位置表示ポイントは、回路基板１９の電子部品および、遠隔に配置されたコンピュータを介して電気的にセットされる。この電子部品は好ましくは、ティーチイン技術に従って表示位置の設定が可能にするように構成されている。
【００１９】
位置変換器１８および電子回路基板１９を、シリンダ胴部１０に元から形成されているチャンネル２０内に配置することによって、全体形状がISOおよびVDM標準仕様を満たす小型のシリンダ装置を安価で得られた。また更に、この新規な装置は、変換器や回路基板の整備または取り換えの際に取り扱いやすい。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明によるピストンシリンダ装置の縦断面。
【図２】図１の装置の平面図。
【図３】図１におけるIII-III線に沿った横断面図。
【国際調査報告】
2006522296.tif 000006
2006522296.tif 000007
2006522296.tif 000008