【手続補正書】
【提出日】平成18年10月30日(2006.10.30)
【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】
ピストンの移動方向に延び、シリンダに固定的に結合されたアンテナロッドであって、結合部と該アンテナロッドの遠位端部の間にマイクロ波パルスを伝えるように構成されたアンテナロッド、
ピストンにスライド可能に結合され、前記マイクロ波パルスの部分的な反射を引き起こすように構成されたスライド部材、
前記アンテナロッドの近位端部に結合され、マイクロ波パルスに応答して基準反射信号を生成するように構成された固定基準部材、
前記アンテナロッドに接続され、マイクロ波パルスを生成および受信するように構成されたマイクロ波トランシーバ回路、および
ピストン位置を計算するように構成された計算回路からなり、
基準反射信号の振幅が、前記ピストンが前記固定基準部材に近づく時のピストン位置に関連し、前記計算回路が、前記ピストンが前記固定基準部材に近づく時の前記基準反射信号の振幅に基づいてピストン位置を計算する、シリンダ内の油圧ピストンの相対的な位置を測定するための装置。
【請求項２】
前記アンテナロッドが外部導体で囲まれた基準導体を含む請求項１の装置。
【請求項３】
ピストン位置の関数として油圧アクチュエータに制御信号を提供するように構成されたコントローラを含む請求項１の装置。
【請求項４】
プログラム可能な離散入／出力ラインを含む請求項１の装置。
【請求項５】
反射マイクロ波パルスと変換器回路内で遅延されたパルスとの関数である信号を処理するように構成されたデジタル計算装置を含む請求項１の装置。
【請求項６】
ピストン位置と前記基準反射信号の振幅との関係が本質的に単調である請求項１の装置。
【請求項７】
前記計算回路がルックアップテーブルを使用してピストン位置を計算する請求項１の装置。
【請求項８】
前記計算回路が多項方程式を使用してピストン位置を計算する請求項１の装置。
【請求項９】
前記計算回路が、スライド部材によって反射されたマイクロ波パルスの時間遅延に基づいてピストン位置を計算する請求項１の装置。
【請求項１０】
ピストンの移動方向に延び、シリンダに固定的に結合されたアンテナロッドであって、結合部と該アンテナロッドの遠位端部の間にマイクロ波パルスを伝えるように構成され、外部導体内に基準導体を少なくとも部分的に含むアンテナロッド、
前記アンテナロッドの外部導体にスライド可能に結合され、前記マイクロ波パルスの部分的な反射を引き起こすべく、前記ピストンが前記シリンダ内を移動するにつれてスライド可能なスライド部材、
前記アンテナロッドに接続され、マイクロ波パルスを生成および受信するように構成されたマイクロ波トランシーバ回路、および
前記アンテナロッドの外部導体上に伝えられた反射マイクロ波パルスと前記アンテナロッドの基準導体上に伝えられた反射マイクロ波パルスとの関数としてピストン位置を計算するように構成された計算回路からなるシリンダ内の油圧ピストンの相対的な位置を測定するための装置。
【請求項１１】
前記外部導体が管状形である請求項１０の装置。
【請求項１２】
前記アンテナロッドの外部導体にマイクロ波トランシーバを選択的に接続するように構成されたスイッチング回路を含む請求項１０の装置。
【請求項１３】
前記基準導体が前記外部導体の内部に沿って延びる細長い導体からなる請求項１０の装置。
【請求項１４】
前記基準導体が前記外部導体の中心に沿って延びる請求項１３の装置。
【請求項１５】
前記外部導体が管状形である請求項１０の装置。
【請求項１６】
基準反射信号を生成するために前記アンテナロッドに接続された固定基準部材をさらに含み、前記ピストンが前記固定基準部材に近づく時に、反射された基準パルスの振幅の関数としてピストン位置が計算される請求項１０の装置。
【請求項１７】
ピストン位置の関数として油圧アクチュエータに制御信号を提供するコントローラを含む請求項１０の装置。
【請求項１８】
プログラム可能な離散入／出力ラインを含む請求項１０の装置。
【請求項１９】
反射マイクロ波パルスと遅延マイクロ波パルスとの関数である信号を処理するように構成されたデジタル計算装置を含む請求項１０の装置。
【請求項２０】
ピストンの移動方向に延び、シリンダに固定的に結合されたアンテナロッドであって、結合部と該アンテナロッドの遠位端部の間にマイクロ波パルスを伝えるように構成されたアンテナロッド、
ピストンにスライド可能に結合され、前記マイクロ波パルスの部分的な反射を引き起こすように構成されたスライド部材、
前記アンテナロッドの近位端部に結合され、マイクロ波パルスに応答して基準反射信号を生成するように構成された固定基準部材、
前記アンテナロッドに接続され、マイクロ波パルスを生成および受信するように構成されたマイクロ波トランシーバ回路、
前記スライド部材からのマイクロ波パルスの部分反射の関数として、ピストン位置を計算するように構成された計算回路、および
コマンド入力および前記ピストン位置に応答して油圧アクチュエータに制御信号を提供するように構成され、前記制御信号が前記ピストン位置の積分あるいは導関数の少なくとも１つの関数である制御回路からなるシリンダ内の油圧ピストンの相対的な位置を測定するための装置。
【請求項２１】
前記油圧アクチュエータからの油圧流体の圧力を感知するように構成さた圧力センサを含み、前記制御信号がさらに前記感知圧力の関数である請求項２０の装置。
【請求項２２】
前記アンテナロッドが外部導体内に基準導体を含む請求項２０の装置。
【請求項２３】
ピストンが固定基準部材に近づいた時に、前記固定基準部材からの反射マイクロ波パルスの振幅の関数としてピストン位置が計算される請求項２０の装置。
【請求項２４】
プログラム可能な離散入／出力ラインを含む請求項２０の装置。
【請求項２５】
反射マイクロ波パルスと遅延マイクロ波パルスとの関数である信号を処理するように構成されたデジタル計算装置を含む請求項２０の装置。
【請求項２６】
前記ピストンが前記シリンダの端部に近づくにつれて、前記制御回路が前記制御信号内に緩衝を提供する請求項２０の装置。
【請求項２７】
ピストンの移動方向に延び、シリンダに固定的に結合されたアンテナロッドであって、結合部と該アンテナロッドの遠位端部の間にマイクロ波パルスを伝えるように構成されたアンテナロッド、
ピストンにスライド可能に結合され、前記マイクロ波パルスの部分的な反射を引き起こすように構成されたスライド部材、
前記アンテナロッドの近位端部に結合され、マイクロ波パルスに応答して基準反射信号を生成するように構成された固定基準部材、
前記アンテナロッドに接続され、マイクロ波パルスを生成および受信するように構成されたマイクロ波トランシーバ回路、
前記スライド部材からのマイクロ波パルスの部分反射の関数として、ピストン位置を計算するように構成された計算回路、および
複数のプログラム可能な関数を有する入／出力（Ｉ／Ｏ）接続を含む制御回路からなるシリンダ内の油圧ピストンの相対的な位置を測定するための装置。
【請求項２８】
前記入／出力接続が切り替え出力（switching output）からなる請求項２７の装置。
【請求項２９】
前記入／出力接続が電圧レベル出力からなる請求項２７の装置。
【請求項３０】
前記入／出力接続が電流レベル出力からなる請求項２７の装置。
【請求項３１】
前記入／出力接続が、リミットスイッチ機能用の設定点を受信するための入力からなる請求項２７の装置。
【請求項３２】
前記入／出力接続が警報状態出力を提供する請求項２７の装置。
【請求項３３】
前記警報状態が、過温度、副操作温度、範囲外測定、自己テスト故障、アンテナ開回路、アンテナ短絡回路、最高速度超過、および電子緩衝故障からなる状態のグループから選択される請求項３２の装置。
【請求項３４】
前記入／出力接続の関数のプログラムに使用するための入力を含む請求項２７の装置。
【請求項３５】
ピストン位置の関数として油圧アクチュエータに制御信号を提供するように構成されたコントローラを含む請求項２７の装置。
【請求項３６】
反射マイクロ波パルスと遅延マイクロ波パルスとの関数である信号を処理するように構成されたデジタル計算装置を含む請求項２７の装置。
【請求項３７】
ピストンの移動方向に延び、シリンダに固定的に結合されたアンテナロッドであって、結合部と該アンテナロッドの遠位端部の間にマイクロ波パルスを伝えるように構成されたアンテナロッド、
ピストンにスライド可能に結合され、前記マイクロ波パルスの部分的な反射を引き起こすように構成されたスライド部材、
前記アンテナロッドの近位端部に結合され、マイクロ波パルスに応答して基準反射信号を生成するように構成された固定基準部材、
前記アンテナロッドに接続され、マイクロ波パルスを生成および受信するように構成されたマイクロ波トランシーバ回路、および、
前記スライド部材から反射されたマイクロ波パルス内の時間遅延の関数としてピストン位置を計算するように構成され、前記マイクロ波トランシーバから受信した信号をデジタル処理するように構成されたデジタル計算装置を含む計算回路からなるシリンダ内の油圧ピストンの相対的な位置を測定するための装置。
【請求項３８】
前記計算回路が前記マイクロ波トランシーバの動作を制御する請求項３７の装置。
【請求項３９】
前記計算回路からのデジタル出力を、前記マイクロ波トランシーバの動作を制御するアナログ信号に変換するように構成されたデジタル−アナログ変換器を含む請求項３８の装置。
【請求項４０】
前記計算回路が、前記マイクロ波トランシーバの走査範囲を制御する請求項３７の装置。
【請求項４１】
前記計算回路が、前記マイクロ波トランシーバの解像度を制御する請求項３７の装置。
【請求項４２】
前記計算回路が、前記マイクロ波トランシーバの更新率を制御する請求項３７の装置。
【請求項４３】
前記計算回路が、前記マイクロ波トランシーバと前記アンテナロッドとの間の距離に合わせて調される請求項３７の装置。
【請求項４４】
前記計算回路が、前記マイクロ波トランシーバの送信電力を制御する請求項３７の装置。
【請求項４５】
ピストン位置の関数として油圧アクチュエータに制御信号を提供するように構成されたコントローラを含む請求項３７の装置。
【請求項４６】
プログラム可能な離散入／出力ラインを含む請求項３７の装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
位置測定回路２４は、アンテナロッド２２に接続されるマイクロ波信号からの反射に基づいて位置出力を提供する。マイクロ波信号は、アンテナロッド２２上の３つの位置（固定基準パルスを反射するベース３８、接触ガイドまたはブッシング４０、およびロッド端部のガイドまたはブッシング３４）で反射される。位置測定回路は、シリンダ１２内のピストン１４の相対的な位置を測定するために、固定基準位置から出てピストン表面で反射された信号、および固定基準位置から出てアンテナロッドの端部で反射された信号間の時間遅延の比に応答する。
することもできる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１８】
カップ３８は、マイクロ波信号の一部を反射することによって「固定基準（fiducial）」パルスを生成するように構成される。固定基準パルスは、信号処理を始めるために位置測定回路２４によって使用され、シリンダ１２のベース５２の位置を示す基準パルスを提供する。位置測定回路２４は、この固定基準パルスを受信する前に信号を処理する必要はない。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１９】
位置を測定するために反射マイクロ波パルスを使用する場合の１つの問題は、ピストンヘッド１４が完全に押し込められた位置にある時には不正確であるということである。このことは、ピストン表面がシリンダベース５２に近づくにつれて、ピストンヘッドのインピーダンス不整合がだんだん無くなっていくことによる。ピストン表面がベース５２に接近するにつれて、ピストン表面が接地に近づくので、大きなインピーダンス（例えば１３０オーム）が減少し始める。完全に押し込められた位置では、シリンダバレルインピーダンスは、ピストンから大きな影響を受けて、比較的に低くなる（例えば２０オーム未満）。この状態では、固定基準反射およびピストン表面反射はどちらも比較的に小さく、単一の反射パルスの中に融合される。このことは、完全に閉じた位置付近の測定を、困難で不正確にする。このパルス融合は、ピストン表面がアンテナロッド２２の遠位端部に近い時にも生じる。これは、ロッドを延長することによって対処することができる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２０】
ピストン１４が完全に延びた位置にある時、ロッド２２の端部からの干渉は、ピストン表面からの反射パルスと干渉を引き起こすことがある。その反射は、広がった２倍のパルスとして現われる。１つの態様では、信号処理は真のピストン位置を識別するために使用される。例えば、放物線に反射パルスを合わせるという曲線のあてはめがなされる。そこで、実際のピストン位置が、合わせられた放物線に一致させられる。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００２１】
１つの態様では、ピストン１４がベース５２近くに完全に押し込まれた位置に近づく時、本発明は他の位置測定技術を使用する。図２は、ミリメートル単位のピストン変位対ボルト単位の固定基準振幅を示すグラフである。図２に示されるように、図１のカップ３８の近くで生成された固定基準パルスの振幅は、ピストン変位と関係がある。ピストン表面の基平面が固定基準インピーダンス不整合と相互作用するので、固定基準振幅におけるこの変化が生じる。固定基準パルスの振幅は、本質的には単調に減少し、完全に押し込められた位置で最小値となる。固定基準パルス振幅は、マイクロ波パルスの波長のおよそ２分の１で減少し始める。ピストン位置測定回路２４は、ピストンが完全に押し込まれた位置に近づく時に、ピストン位置を測定するために固定基準振幅の測定値を用いる。いくつかの実施例では、測定回路２４は、ピストン位置を測定するために、固定基準振幅および伝播時間データの両方を用いる。この測定は、完全に押し込まれた位置の近くでピストン位置を制御する用法において意義がある。ピストンがそのストロークの端部に近づき、物理的な停止位置に接近するにつれて、ピストン変位の速度を落とすことがしばしば望まれる。これにより、物理的な停止位置に存在する摩耗を低減することができる。ピストン位置は、参照表（look-up table）、多項方程式あるいは他の技術を使用して、固定基準振幅の関数として測定されることができる。