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審決分類 審判 全部申し立て 2項進歩性  F16K
管理番号 1054865
異議申立番号 異議2000-73967  
総通号数 28 
発行国 日本国特許庁(JP) 
公報種別 特許決定公報 
発行日 1998-04-14 
種別 異議の決定 
異議申立日 2000-10-24 
確定日 2001-10-23 
異議申立件数
訂正明細書 有 
事件の表示 特許第3035353号「特にバルブを駆動するための制御装置」の請求項1ないし16に係る特許に対する特許異議の申立てについて、次のとおり決定する。 
結論 訂正を認める。 特許第3035353号の請求項1ないし16に係る特許を取り消す。 
理由 【1】手続の経緯
本件特許第3035353号に係る出願は、1995年9月29日(パリ条約による優先権主張1994年12月10日、ドイツ国)を国際出願日とする出願であって、平成12年2月18日に設定登録(請求項の数16)されたものであり、その請求項1〜16の発明に関して、南野 紀世美より特許異議の申立てがあったので、当審において、当該申立ての理由を検討の上、当審より平成13年1月22日付けで特許取消理由を通知したところ、その通知書で指定した期間内の平成13年5月2日に、特許異議意見書と共に訂正請求書が提出されたものである。

【2】訂正請求の可否
1.訂正の要旨
本件特許異議申立てに係る訂正請求における訂正の要旨は、次のとおりである。
『特許請求の範囲の請求項1中の「設けられた、」を、「設けられ、前記フィールドバス(2)が、ツイン導線のシリアルバスからなる、」と訂正する。』

2.訂正の目的、新規事項の有無及び特許請求の範囲の実質的拡張・変更の存否
上記訂正事項は、特許請求の範囲を減縮するものであって、この訂正事項については、願書に添付した明細書の第2頁23〜24行に記載されており、願書に添付した明細書又は図面に記載した事項の範囲内の訂正であり、実質上特許請求の範囲を拡張し又は変更するものでもない。

3.訂正請求の認容について
以上のとおりであるから、上記訂正は、特許法第120条の4第2項ただし書きの各号に掲げる事項を目的とするものであり、同法第120条の4第3項において準用する平成6年法律第116号による改正前の特許法第126条第1項ただし書、第2項及び第3項の規定に適合するので、当該訂正を認容する。

【3】本件特許発明の認定
上記のとおり、平成13年5月2日付けの訂正請求は認容されるので、本件特許の請求項1〜16に係る発明は、平成13年5月2日付けの訂正請求書に添付された全文訂正明細書の特許請求の範囲の請求項1〜16に記載された事項によって特定される次のとおりのものと認める(請求項1の発明を以下、「本件発明」という。)。
「【請求項1】特にバルブ(12)を駆動するために、フィールドバス(2)と少なくとも一つの負荷及び/又はセンサとの間に制御信号を送るために使用される、制御モジュール(23)を有する制御装置において、
前記制御モジュール(23)は、バス通信装置(24)と、該バス通信装置(24)をフィールドバス(2)に接続するための接続手段(25)とを有し、
前記制御モジュール(23)が前記第1の負荷(5)及び/又はセンサ(6)に搭載されることによって、該制御モジュール(23)が、コンタクト手段(27)を介して、該前記第1の負荷(5)及び/又はセンサ(6)に機械的に直接接続されるとともに、前記バス通信装置(24)が前記第1の負荷(5)及び/又はセンサ(6)に電気的に接続され、
前記第1の負荷(5)及び/又はセンサ(6)から離れて配置された少なくとも一つの第2の負荷(5′、5′′及び5′′′)に、電導線(36)を介して前記制御モジュール(23)を接続するために、前記バス通信装置(24)に接続される少なくとも一つの信号出力部(33)が前記制御モジュール(23)に設けられ、
前記フィールドバス(2)が、ツイン導線のシリアルバスからなる、ことを特徴とする制御装置。
【請求項2】前記制御モジュール(23)に、少なくとも一つの信号入力部(35)が少なくとも一つのセンサ(6′、6′′及び6′′′)に接続するために設けられていることを特徴とする請求項1記載の制御装置。
【請求項3】前記制御モジュール(23)のコンタクト手段(27)がプラグ状に形成されたことを特徴とする請求項1または請求項2記載の制御装置。
【請求項4】前記少なくとも一つの信号入力部(35)及び/又は信号出力部(33)が、電導線(36)により制御モジュール(23)から離れて設けられている接続部分(37)に接続され、該接続部分(37)はバス通信装置(24)に電気接続させるために前記第2の負荷(5′、5′′及び5′′′)及び/又はセンサ(6′、6′′及び6′′′)に接続可能であることを特徴とする請求項1から3のいずれか一つに記載の制御装置。
【請求項5】前記制御モジュール(23)及び/又は信号入力部(35)に設けられている全ての信号出力部(33)は各々、前記接続部分(37)に接続されていることを特徴とする請求項4記載の制御装置。
【請求項6】前記各接続部分(37)に導かれている前記電導線(36)は可撓性のある導線の形状であり、実質上、ケーブルの形状であることを特徴とする請求項4または請求項5記載の制御装置。
【請求項7】前記少なくとも一つの接続部分(37)は、架橋部材(43)により、前記制御モジュール(23)に一体的に接続されていることを特徴とする請求項4から6のいずれか一つに記載の制御装置。
【請求項8】前記接続部分(37)のコンタクト手段(32)がプラグ状に形成されたことを特徴とする請求項4から7のいずれか一つに記載の制御装置。
【請求項9】前記少なくとも一つの信号入力部(36)及び/又は信号出力部(33)に、接続手段(42)が電導線(36)を負荷(5′、5′′及び5′′′)及び/又はセンサ(6′、6′′及び6′′′)に取り外し可能に接続させるために設けられていることを特徴とする請求項1から8のいずれか一つに記載の制御装置。
【請求項10】前記接続手段(42)がプラグ状に形成されたことを特徴とする請求項9記載の制御装置。
【請求項11】前記バス通信装置(24)はASIバスのASIバスステーションであることを特徴とする請求項1から10のいずれか一つに記載の制御装置。
【請求項12】前記少なくとも一つの負荷(5)が、電気により作動されるバルブ駆動装置(17)により形成されていることを特徴とする請求項1から11のいずれか一つに記載の制御装置。
【請求項13】前記少なくとも一つのバルブ駆動装置(17)を備えている複数の制御バルブ(12)が統合され、一以上のサブアセンブリ(8)を形成することを特徴とする請求項12記載の制御装置。
【請求項14】前記少なくとも一つのセンサ(6及び6′)が線形駆動装置(15及び15′)、例えば流体動力シリンダに設けられていることを特徴とする請求項1から13のいずれか一つに記載の制御装置。
【請求項15】前記コンタクト手段(27)に加えて、前記制御モジュール(23)は各々、少なくとも一つの信号入力部(35)及び信号出力部(33)を有することを特徴とする請求項1から14のいずれか一つに記載の制御装置。
【請求項16】複数の前記制御モジュール(23)が設けられ、該制御モジュール(23)が前記フィールドバス(2)に沿って異なる位置で選択可能な状態でフィールドバスに接続可能であることを特徴とする請求項1から15のいずれか一つに記載の制御装置。」

【4】引用刊行物及びその記載事項
これに対して、当審における平成13年1月22日付けで通知した取消の理由に引用した、本件特許の出願前である昭和56年12月5日に日本国内において頒布された特開昭56-157931号公報(甲第1号証、以下「引用例」という。)には、次の事項が記載されている。
(a)「駆動装置21は圧縮空気又は圧液により操作されるシリンダ・ピストン装置として形成することができる。」(第10頁右下欄7〜9行)
(b)「操作装置14のホルダ或は駆動装置の動きを監視するために、監視機構22,23が設けられている。」(第10頁右下欄14〜16行)
(c)「特に駆動装置21のエネルギー供給のために、操作装置14の区域に制御装置25が配置されている。同じように構成された制御装置26がはめ込みユニット15に付設されている。これらの制御装置は主接続ライン27を介して中央制御ユニット28と接続されている。」(第10頁右下欄18行〜第11頁左上欄3行)
(d)「制御装置25は、複数のスイッチングモジュール39、40及びいくつかの制御モジュール41から構成されている。スイッチングモジュール39,40は分配レール42上に、制御モジュール41は分配体43上に固定されている《「スイッチングモジュール39,40は分配体43上に、制御モジュール41は分配レール42上に固定されている」の誤記と認められる。》。分配レール42及び分配体43は共に複数の部分44,45,46及び47,48,49から成っている。
これらの部分44ないし49は、それぞれ規定の数のスイッチングモジュール39,40及び制御モジュール41を収容するように形成されている。このような各部分上に配置される制御モジュール又はスイッチングモジュール41,39,40の数は、本発明の枠内において任意に選ぶことができる。分配レ一ル42は本実施例の場合分配体43上に固定されている。」(第11頁右上欄12行〜左下欄7行)
(e)「制御装置25,26は、制御モジュール41がその上部に、制御すべき駆動装置に付設された監視機構の端子に対する連結装置50を有することによってその全有効性が強調される。」(第11頁左下欄12〜15行)
(f)「第3図には、スイッチングモジュール40と制御モジュール41とを組み合わせたものの断面を示す。この図からよく分るように、分配体43の下部にはばち形に形成されたガイド素子57が配置されている。このガイド素子57により、分配体43の個々の部分44,45及び46は対応する対向部分内に支持され、任意の長さに組み立てることができる。」(第11頁右下欄18行〜第12頁左上欄5行)
(g)「これらのスイッチングモジュール40は、駆動装置60と弁体61とを有している。弁体61は連結装置62を有し、この連結装置62上には入口及び出口63,64が配置され、それらはそれぞれ中央分配チャネル58、集合チャネル59と連通している。さらに弁体61には負荷と接続するための圧力媒体出口孔65が設けられている。この圧力媒体出口孔65と分配体43内の中央分配チャネル58或は集合チャネル59との接続は制御ピストン66を介して行われ、この制御ピストン66はピストンロッドを介して駆動装置60のアマチュア67と結合されている。アマチュア67の変位はコイル68,69を交互に付勢することによって行われる。コイル68,69を付勢するための電気入力端70、71は駆動装置60において他の連結装置72にまとめられている。この連結装置はスイッチングモジュール40とそれに付設された制御モジュール41とを結合するために用いられる。制御モジュール41は監視装置のための連結装置50の外に連結装置73を有し、この連結装置73は多重プラグ74により構成することができる。この連結装置73を介して制御モジュールは分配レ一ル42と結合されている。」(第12頁左上欄10行〜右上欄13行)
(h)「連結装置72及び73は多重プラグにより形成される。連結装置72において駆動装置60の入力端70,71はプラグ素子79として形成されているのに対し、この連結装置72の対応部分は制御モジュール41においてブッシュ80より成っている。」(第12頁左下欄17行〜右下欄2行)
(i)「分配レール42は2つの異なるライン群、即ち制御ライン89及び信号ライン90を含んでいる。制御ライン89は、制御ユニット28或は監視、制御装置35及び遠くに置かれた他の監視機構等からの情報或はスイッチング指令を制御モジュール41のフオトカプラ91に導くために用いられる。明らかなように、個々の制御ライン89及び信号ライン90は、分配レールの個々の部分間の連結装置81の区域において第4図に示したプラグ素子83により結合される。」(第13頁左下欄10〜20行)
(j)「分配レール42は図に示す実施例においては同時に主接続ライン27としても用いられる。」(第13頁右下欄11〜13行)
(k)「信号ライン90は、制御ラインを補助して、個々の制御モジユ-ルの論理素子間の直接の情報を伝送するために用いられる。これらの論理素子92は、集積式電子部品によりアナログ式及びデジタル式に、或はマイクロプロセッサにより構成することができる。これらの理論素子92の出力側には出力増幅回路93が接続されており、この出力増幅回路93を介して論理素子92からの情報は、制御ユニット28或は監視、制御装置35、又は他の制御モジユール、及び製造設備1の駆動装置8,21等に伝達するために、再び制御ライン89に伝送することができる。更にこの出力増幅回路93を介して信号はスイッチングモジュール40を操作するために処理され増幅される。
同様に、例えば無接触式の近接スイッチにより形成することのできる監視機構22,23,29の入力信号はフオトカブラ91を介して論理素子92に導かれる。
このように配置することにより、各スイッチングモジュール40、従って各弁51に固有の論理回路を付勢することができる。従って制御装置の費用は、必要とする制御機能に極めて正確に対応する。何となれば、スイッチングモジュール40に付設される制御モジュール41はその大きさにおいて実際上知られた必要な最小部品に止めることができるからである。」(第13頁右下欄17行〜第14頁右上欄3行)
(l)「第7図には、共通の分配体120上に配置することのできる弁群119に対しても、ただ一つの制御モジュール121を・・・設けることができることが示されている。・・・一方弁119と共通にしてスイッチングモジュール125を形成する駆動装置124との接続は、連結装置126を介して多重プラグ127により行うことができる。」(第16頁左下欄12行〜右下欄3行)
(m)第2図には、監視機構22,23,29が制御モジュール41から離れて配置されていることが記載され、第7図には、スイッチングモジュール125が制御モジュール121から離れて配置されていることが記載されている。

上記(c)(d)(e)(i)(j)の記載から、制御ライン89及び信号ライン90を有する分配レール42は、フィールド上の制御装置25の制御モジュール41を中央制御ユニット28と接続するフィールドバスであると認められ、(i)(k)の記載から、制御モジュール41のフオトカプラ91、論理素子92,出力増幅回路93は制御ライン89及び信号ライン90との通信を行うバス通信装置であると認められる。
また上記(g)には、連結装置73が制御モジュール41を分配レールに接続するための接続手段であること、スイッチングモジュール40が、駆動装置60と弁体61とを有すること、連結装置72がスイッチングモジュール40の駆動装置60とそれに付設された制御モジュール41とを結合するために用いられることが記載され、さらに(h)の記載を参照すれば、該連結装置72は多重プラグによって形成されているから、該連結装置72は制御モジュール41をスイッチングモジュール40に機械的であると同時に電気的にも接続するものであると認められる。そして上記(b)(e)(k)(m)には、制御モジュール41が、スイッチングモジュール40から離れて配置された監視機構22,23,29の端子に該バス通信装置を接続して信号を伝達する連結装置50を有していることが記載され、(l)(m)には、1つの制御モジュール121に、離れて配置された複数の駆動装置124を連結装置126を介して接続して、1つの制御モジュールで複数の駆動装置を制御することが記載されている。

したがって、上記引用例には、
「特に弁体61を駆動するために、フィールドバスである分配レール42と少なくとも一つの駆動装置60との間に制御信号を送るために使用される、制御モジュール41を有する制御装置において、制御モジュール41は、フオトカプラ91、論理素子92,出力増幅回路93からなるバス通信装置と、該バス通信装置を分配レール42に接続するための連結装置73とを有し、制御モジュール41が駆動装置60に付設、結合されることによって、該制御モジュール41が、連結装置72を介して駆動装置60に機械的に直接接続されるとともに、該バス通信装置が駆動装置60に電気的に接続され、前記駆動装置60から離れて配置された監視機構22,23,29に、前記制御モジュール41を接続するために、前記バス通信装置に接続される少なくとも一つの信号入力部が前記制御モジュールに設けられた制御装置。」
の発明(以下、「引用例の第1の発明」という。)が記載されており、あわせて、「1つの制御モジュールに、離れて配置された複数の駆動装置を連結装置を介して接続して、1つの制御モジュールで複数の駆動装置を制御する」発明(以下、「引用例の第2の発明」という。)も記載されているものと認める。

【5】発明の対比
本願発明と上記引用例の第1の発明を対比すれば、上記引用例の第1の発明の「弁体61」、「フィールドバスである分配レール42」、「駆動装置60」、「制御モジュール41」、「フオトカプラ91、論理素子92,出力増幅回路93からなるバス通信装置」、「連結装置73」、「連結装置72」は、本件発明の「バルブ(12)」、「フィールドバス(2)」、「負荷(又は第1の負荷(5))」、「制御モジュール(23)」、「バス通信装置(24)」、「接続手段(25)」、「コンタクト手段(27)」にそれぞれ相当しており、さらに、「制御モジュール41が駆動装置60に付設、結合される」ということは、「制御モジュール41が駆動装置60に搭載される」ということでもある。
したがって、本件発明は、上記引用例の第1の発明と、
「特にバルブを駆動するために、フィールドバスと少なくとも一つの負荷との間に制御信号を送るために使用される、制御モジュールを有する制御装置において、前記制御モジュールは、バス通信装置と、該バス通信装置をフィールドバスに接続するための接続手段とを有し、前記制御モジュールが前記第1の負荷に搭載されることによって、該制御モジュールが、コンタクト手段を介して、該前記第1の負荷に機械的に直接接続されるとともに、前記バス通信装置が前記第1の負荷に電気的に接続された制御装置。」
である点で一致し、以下の<相違点>で相違している。
<相違点>
(1)本件発明では、第1の負荷及び/又はセンサから離れて配置された少なくとも一つの第2の負荷に、電導線を介して制御モジュールを接続するために、バス通信装置に接続される少なくとも一つの信号出力部が前記制御モジュールに設けられているのに対し、上記引用例の第1の発明では、駆動装置60から離れて配置された第2の負荷を接続するための信号出力部が制御モジュールに設けられていない点。
(2)本件発明では、フィールドバスが、ツイン導線のシリアルバスからなるものであるのに対し、上記引用例の第1の発明では、フィールドバスが、ツイン導線のシリアルバスでない点。

【6】相違点の検討
相違点(1)に関して
1つの制御モジュールに、離れて配置された複数の負荷(駆動装置)を連結装置を介して接続し、1つの制御モジュールで複数の駆動装置を制御することは、前述したように上記引用例の第2の発明に記載されており、この技術を上記引用例の第1の発明に適用することには何ら困難性がない。また、制御用機器の接続に電導線を用いることは引用例を挙げるまでもなく慣用手段であり、さらに、制御モジュールに負荷を接続する場合、該制御モジュールに信号出力部を設けることは当然であって、該信号出力部がバス通信装置に接続されることも当然である。してみれば、上記引用例の第1の発明において、第1の負荷及び/又はセンサから離れて配置された少なくとも一つの第2の負荷に、電導線を介して制御モジュールを接続するために、バス通信装置に接続される少なくとも一つの信号出力部を前記制御モジュールに設けることは、上記引用例の第2の発明と上記慣用技術に基づいて当業者が容易に想到し得たものというべきである。
相違点(2)に関して
フィールドバスを、ツイン導線のシリアルバスから形成することは、本件特許公報に先行技術として記載された独国特許出願公開第3915456号明細書、独国特許出願公開第4230414号明細書、又は実開平5-50115号公報(甲第2号証)等に記載されているように周知技術であるから、上記引用例の第1の発明において、フィールドバスをツイン導線のシリアルバスから形成することは、上記周知技術に基づいて当業者が容易に想到し得たものである。
そして、本件発明の作用効果は、上記引用例の第1の発明、第2の発明の各記載から予測しうる程度のものであるから、本件発明は、上記引用例の第1の発明と第2の発明に基づいて当業者が容易に発明をすることができたものである。

【7】請求項2〜16に記載された発明について
(1)請求項2の発明について
制御モジュールにセンサを接続するための信号入力部を設けることは、上記引用例の(e)、(k)に記載されているように、上記引用例の第1の発明でも行われているから、制御モジュールに、少なくとも一つの信号入力部を、少なくとも一つのセンサに接続するために設けることは、当業者が容易に行うことができたものである。
(2)請求項3の発明について
制御装置の接続手段をプラグ状とすることは、上記引用例の(g)、(h)の記載にもみられるように、当業者が適宜採用する単なる設計事項であるから、請求項3の発明で、制御モジュールのコンタクト手段をプラグ状とした点は、当業者が容易に行うことができたものである。
(3)請求項4の発明について
制御部材と制御される部材等を接続するのに電導線を用いること、負荷及び/又はセンサを電導線を用いて接続するときに、該負荷及び/又はセンサに接続可能なプラグ等の接続部分を用いることは、それぞれ引用例を挙げるまでもなく従来周知の技術手段であり、信号入力部及び/又は信号出力部制御がモジュールのバス通信装置に電気接続されることは当然であるから、少なくとも一つの信号入力部及び/又は信号出力部を、電導線により制御モジュールから離れて設けられている接続部分に接続し、バス通信装置に電気接続させるために、該接続部分を前記第2の負荷及び/又はセンサに接続可能とすることは、当業者が容易に行うことができたものである。
【請求項5】前記制御モジュール(23)及び/又は信号入力部(35)に設けられている全ての信号出力部(33)は各々、前記接続部分(37)に接続は、当業者が容易に行うことができたものである。
(4)請求項5の発明について
制御部材と制御される部材等を接続するのに、すべての信号出力部を使用するか否かは単なる設計事項であるから、制御モジュールのすべての信号出力部を使用して、すべての信号出力部を各々接続部分に接続することは、当業者が容易に行うことができたものである。
(5)請求項6の発明について
電導線として可撓性のあるケーブルの形状の導線を用いることは、引用例を挙げるまでもなく従来周知の技術手段であるから、請求項6の発明において、各接続部分に導かれている電導線として可撓性のあるケーブルの形状の導線を用いた点は、当業者が容易に行うことができたものである。
(6)請求項7の発明について
電導線やケーブルの接続にジャンパー部材等の架橋部材を用いることは、引用例を挙げるまでもなく従来周知の技術手段であり、それを被接続部材に一体的に接続することは、単なる設計事項であるから、接続部分を架橋部材によって制御モジュールに一体的に接続することは、当業者が容易に行うことができたものである。
(7) 請求項9の発明について
信号入力部及び/又は信号出力部を電導線と接続するときに、取り外し可能な接続手段を用いることは、引用例を挙げるまでもなく従来周知の技術手段であるから、請求項9の発明において、少なくとも一つの信号入力部及び/又は信号出力部に、電導線を負荷及び/又はセンサに取り外し可能に接続させるための接続手段を設けた点は、当業者が容易に行うことができたものである。
(8)請求項8,10の発明について
制御装置の接続手段をプラグ状とすることは、上記(2)でも指摘したように、当業者が適宜採用する単なる設計事項であるから、請求項8,10の発明で、それぞれ「接続部分のコンタクト手段」、「接続手段」をプラグ状とした点は、当業者が容易に行うことができたものである。
(9)請求項11の発明について
ASIバスは、アクチュエータ・センサ・インタフェース・バスシステムとして従来周知であり、バスシステムにおいては、バス通信装置がバスステーションとなることは当然であるから、バスとしてASIバスを用いた点、バス通信装置をASIバスのASIバスステーションとした点はそれぞれ当業者が容易に行うことができたものである。
(10)請求項12の発明について
負荷を、電気により作動されるバルブ駆動装置とすることは、上記引用例の(g)に記載されているように、上記引用例に記載されたものでも行われているから、請求項12の発明において負荷を、電気により作動されるバルブ駆動装置によりした点は、当業者が容易に行うことができたものである。
(11)請求項13の発明について
少なくとも一つのバルブ駆動装置を備える複数の制御バルブを統合して、一以上のサブアセンブリを形成することは、上記引用例の(f)に記載されているように、上記引用例に記載されたものでも行われているから、請求項13の発明において、少なくとも一つのバルブ駆動装置を備えている複数の制御バルブを統合して、一以上のサブアセンブリを形成した点は、当業者が容易に行うことができたものである。
(12)請求項14の発明について
少なくとも一つのセンサを、線形駆動装置である流体動力シリンダに設けることは、上記引用例の(a)、(e)に記載されているように、上記引用例に記載されたものでも行われているから、請求項14の発明において、少なくとも一つのセンサを線形駆動装置、例えば流体動力シリンダに設けた点は、当業者が容易に行うことができたものである。
(13)請求項15の発明について
上記引用例の第1の発明に、上記引用例の第2の発明を適用する場合、連結装置72のほかに信号の入出力部を設けなければならないことは明かであるから、制御モジュールにコンタクト手段に加えて、少なくとも一つの信号入力部及び信号出力部を設けることは、当業者が容易に行うことができたものである。
(14)請求項16の発明について
複数の制御モジュールをバスの複数の位置に選択可能な状態で接続することは周知技術(例えば特開平4-274943号公報参照)であるから、制御モジュールを複数設け、該制御モジュールがフィールドバスに沿って異なる位置で選択可能な状態でフィールドバスに接続可能であるようにすることは、上記周知技術に基づいて当業者が容易に行うことができたものである。

【8】むすび
以上詳述したとおり、本件発明の請求項1〜16に係る特許は、特許法第29条第2項の規定により特許を受けることができないものである。
したがって、本件発明の請求項1〜16に係る特許は、拒絶の査定をしなければならない特許出願に対してされたものである。
よって、特許法等の一部を改正する法律(平成6年法律第116号)附則第14条の規定に基づく、特許法等の一部を改正する法律の施行に伴う経過措置を定める政令(平成7年政令第205号)第4条第2項の規定により、結論のとおり決定する。
 
発明の名称 (54)【発明の名称】
特にバルブを駆動するための制御装置
【発明の詳細な説明】
本発明は、特にバルブを駆動するために、フィールドバスと少なくとも一つの負荷並びに/若しくはセンサとの間に制御信号を伝達するために使用される、制御モジュールを備える制御装置に関し、制御モジュールはバス通信装置とバス通信装置をフィールドバスに接続するための接続手段とを有し、バス通信装置が制御モジュールに設けられているコンタクト手段により負荷及び/又はセンサに電気接続されるように少なくとも一つの負荷及び/又はセンサに接続可能である。
この型の制御装置は独国特許公報3、915、456A1に開示されている。これは一群のバルブにおいて電磁バルブを個々に駆動するために使用される。個々のバルブはバルブプラグにより直列のフィールドバスに接続され、バス通信装置は各バルブが各々バス通信装置を備えるように各バルブプラグに統合されている。バス通信装置はフィールドバスにより伝送された信号を読み、関連のあるアドレスの場合、該当するバルブを切り替える。
周知の制御装置は比較的、適合可能な状態で使用可能であるが、数多くのバス通信装置は実際、設計上、比較的高価である。さらに、フィールドバスの導線を配置する作業は比較的、複雑であり、これは各負荷には個別に導線を設けなければならないからである。
類似しているが、バス通信装置がバルブ駆動装置に統合されている装置が独国特許公報4,230,414A1に開示されている。
本発明の目的は冒頭に述べたような制御装置を提供するにより、容易に設置できるばかりでなく低コストの構造を可能にすることである。
この目的を達成するために、制御モジュールに設けられ、かつバス通信装置に接続されるコンタクト手段に加え、少なくとも一つの信号入力部及び/又は信号出力部が少なくとも一つの他の負荷及び/又はセンサと接続するために設けられている。
従って、一つの負荷又はセンサに設けられると同時に他の負荷及び/又はセンサと接続するために制御モジュールを使用することができ、従って、さらに別のバス通信装置を追加する必要がない。バス通信装置を備える制御モジュールは従って、同時に複数の負荷及び/又はセンサのための中央バスステーションでもよい。従って適応性を実質上、減じることなく発明者は製造コストを減少させることができた。制御モジュールの場合、プラグ部分を適切に使用すると、バルブプラグとして使用可能であり、中央バス通信装置を介して、接続する一群の負荷及び/又はセンサによりフィールドバスに連絡可能であるように、このバルブプラグに更に別の負荷及び/又はセンサを接続することができる。この場合、フィールドバス導線を、設けられている全ての負荷及び/又はセンサにまで延長させる必要がないので、設置の複雑さはさらに減少する。
フィールドバスはいわゆるツイン導線設計を備えるシリアルバスである。フィールドバスがいわゆるASI仕様に適合し、バス通信装置もこれに相当して設計されたASIバスステーションの形状であることが好適である。
本発明のさらに有用な展開は従属請求項に記載されている。
制御モジュールに設けられている信号入力部及び/又は信号出力部は好ましくは電導線を介して外部接続部分に接続され、回路に含まれる負荷及び/又はセンサに接続可能である。第一級の適合性は固有に設計上、可能であり、設計において電導線はケーブルの形状である。しかしながら特別な用途の場合、制御モジュールの組立時、同時に、各接続部分を接続する負荷及び/又はセンサに接続することができるように、一以上の接続部分を制御モジュールに弾性的に接続することも可能である。
電導線と信号入力部、もしくは信号出力部との間に恒久的な配線を設けることが可能である。しかしながら、例えば、様々な長さの電導線を選択的に接続可能にするために、好ましくはプラグ接続手段によって形成される取り外し可能な接続も可能である。
好適な実施例の場合、制御モジュールは負荷に設けられ、コンタクト手段を使用することに加え、信号出力部のみが設けられ、信号出力部は別の負荷に接続される。
このような配置は特にバルブアセンブリに関して使用される。
さらに好適な設計において制御モジュールのコンタクト手段は直接センサに設けられ、または信号出力部のみが設けられ、信号出力部は別のセンサに連絡する。この場合センサ信号が供給されるバス通信装置は、接続しているフィールドバスへ延び、各々に信号を送る。
コンタクト手段に加えて現在、最も好ましいと考えられている具体的な形状において、制御モジュールの据え付けによって、信号出力部又は信号入力部が設けられ、合計で4箇所の接続の可能性が得られるように、さらに三つの信号入力部及び/又は信号出力部が設けられている。実質上コンパクトな装置において、制御モジュールは第一負荷に設けられ、さらに信号出力部が別の負荷に接続し、さらに設けられている二つの負荷はセンサに接続され、これらのセンサは駆動手段、例えば線形駆動装置に設けられている。駆動手段の作動時、センサ信号が発生し、二つの負荷の駆動に使用され、これらの負荷によりバルブ配置が制御され、駆動手段の操作が予め設定される。
添付の図面を参照して本発明をさらに詳細に以下に述べる。
図1は本発明による複数の制御手段が切り替え可能にフィールドバス接続システムに接続されている配置を示し、配置において様々な装置が、異なる設計の制御手段に接続され鎖線で示されている導線に設けられ、これらは以下の図に詳細に示す。
図2は図1に示されている装置IIを詳細な平面図で示す。
図3は図2の配置を矢印IIIの方向からみた側面図で示す。
図4は図1に示されている装置IVを詳細な図で示す。
図5は図1に示されている装置Vを詳細な平面図で示す。
図6は図1に示されている装置VIを詳細な平面図で示す。
図7は制御手段のさらに有用な設計を示す。
予め注意すべきことは図1の配置に設けられている様々な装置は所望のいかなる組合せでも使用可能である。
この場合、可能な形状が多様なので、広範囲の可能な設計による制御手段を説明する。
図1に示されている配置即ち装置は例えば、組立すなわち製造技術に使用可能な機械の制御に使用される。中央制御装置1は制御プログラムを含むが、それにより配置における個々の構成要素の作動状態が制御される。好ましくは記憶されたプログラムによる制御(SPS)である。
フィールドバス2は中央制御装置1に接続されている。フィールドバス2は本実施例においていわゆるASI仕様に適合している。これは、二本のワイヤ状導線3及び4を備える対の導線バス、又は対のワイヤバスである。本実施例において別体の導線又は別体であるが共通の絶縁ケーブルに統合されている導線でもよい。制御信号は最も好ましくはシリアルモードにおいて伝送される。
フィールドバス2に沿って、複数の装置II、IV、V及びVIが接続され、各々、一以上の負荷5及び/又は一以上のセンサ6を備える(図2から7参照)。フィールドバス2を使用して中央制御装置1により負荷5に所定の制御信号が供給されることにより、負荷5は所定の機能を果たす。これと対比的に中央制御装置1にはセンサ6からフィールドバス2により制御信号が伝送され、信号出力に影響が及ぼされる。このように本発明は統合型制御システムを提供する。
本発明による制御手段7はフィールドバス2と少なくとも一つの負荷並びに/もしくはセンサとの間の制御信号を伝送することに関連して有用に使用される。従って両方の伝達方向に信号を送ることに適している。好適な実施例は図2から7に示されている。最初に図2及び3の実施例に言及する。ここに示されているバルブサブアセンブリ8は、長手方向に隣接して連続的に配置された複数の制御バルブ12を備えている。実施例において四つの制御バルブ12が設けられている。制御バルブ12は板状即ちレール状の流体分配器13に取り付けられている。
該流体分配器13は長手方向に貫通している複数の流体ダクト14を有する。これらは周知の状態で、制御バルブ12が据え付けられている流体分配器13の部品取付面に標準パターンにて周知の状態で開口している。一以上の流体ダクト14を介して圧力媒体の中央供給を確保する一方で、他の流体ダクト14により使用された空気を送り、更に他の流体ダクト14によりパイロット圧力媒体を送ることができる。このような構造は例えば独国特許公報4、230、414A1に記載されている。
制御バルブ12は、図4及び6に例証されているような所望の形状を有する流体動力装置15に対する圧力媒体、実質上、空気圧媒体の供給及び排出を制御する。本実施例において動力装置は例えば、流体によって作動される線形駆動装置又は流体動力シリンダである。制御バルブ12が有する開口部16により図示しない圧力媒体導体は流体動力装置に接続可能である。圧力媒体の流動方向、従って、接続されている流体動力装置の作動上の特徴は、制御バルブ12におけるバルブスプールの配置を各々、設定することにより確実に制御される。
各制御バルブ12のスプールの切替位置は各々、一以上の電気作動バルブ駆動装置17によって設定される。図2及び3に示されている制御バルブ12が各々有する二つのバルブ駆動装置17は例えば、制御バルブ12の相対する端面に各々、隣接して設けられている。本発明による実施例におけるバルブ駆動装置17は電磁即ちソレノイド装置であり、周知の状態でコイル18及び可動なアーマチュア22を備える。コイル18に供給される電気制御パルスにより磁石のアーマチュア22の位置が制御され、それによりバルブスプールは移動し、圧力媒体はパイロットダクト14から供給される。圧力媒体の選択された供給に応じて、バルブスプールの所定の切り替えが設定される。
本実施例において上述した負荷5はバルブ駆動装置17により形成されている。
図2及び3に示されている制御装置7は好ましくはブロック状の制御モジュール23を備えている。制御モジュール23の内部に設けられているバス通信装置24は、本実施例においてASIバスステーションの形状に設けられている。制御モジュール23の一外部側面には適する型の接続手段25が設けられているので、フィールドバス2の導線3及び4は取り外し可能に接続することができる。接続されている導線3及び4は第一内部導線26によりバス通信装置24に電気接続されている。制御モジュール23の他方の外部側面に隣接して電気コンタクト手段27が設けられている。この手段も第二内部導線28を介してバス通信装置24に連絡している。
制御モジュール23はバルブ駆動装置17の一つに直接的に設けられている。このための取付ねじ31が示されている。ここでは電気コンタクト手段27は、接続しているバルブ駆動装置17に設けられたコンタクト手段32に電気接続され、このような手段はバルブ駆動装置17の内部導線により駆動装置のコイル18に接続されている。
このようにバス通信装置24はフィールドバス2と負荷5との間に電気接続されている。
このような配置の作動時、バス通信装置24はフィールドバス2から送られた信号を読む。各バス通信装置24に制御信号が到達すると、バス通信装置24により各作動、例えばバルブ部材を変位させるためのアーマチュア22の磁力が生じる。ここでは好ましくは制御モジュール23は信号出力部として電気コンタクト手段27を有するばかりではない。さらに、制御モジュール23に信号出力部33が設けられている。実施例において制御モジュール23には、一つが電気コンタクト手段27を含む場合、制御モジュール23に合計で四つの信号出力部が設けられるように三つの信号出力部33が追加されている。
三つの追加信号出力部33は互いに独立して三つの内部導線34によりバス通信装置24に電気接続されている。さらに、これらの追加信号出力部33は各々、別の負荷5、5′、5″及び5′′′に電気接続されている。これはまた、バルブ駆動装置17′、17″及び17′′′であってもよい。
一つのバルブ駆動装置17′が制御モジュール23を保持している第一バルブ駆動装置17と同じ制御バルブ12に設けられている。他の二つのバルブ駆動装置17″及び17′′′は本実施例において同様に他の制御バルブ12′の一つに設けられている。このように制御モジュール23は同時に、複数のバルブ駆動装置17、さらに複数の制御バルブ12を制御する。
中央制御装置1からフィールドバス2により接続しているバス通信装置24に到達する制御信号は、接続されている負荷5、5′、5″及び5′′′の活性化に必要な情報を備えている。このような情報はバス通信装置24に保持され、それにより接続されている負荷の作動が行われる。
この場合、重要なことは複数の負荷5が共通のバス通信装置24に接続されていることであり、装置24は制御モジュール23に設けられ、制御モジュール23は直接的に負荷17の一つに設けられている。
図6に示されているように、センサに関連して上述と同様の配置が可能である。ここでわかるように、上述した流体動力装置15の二つが設けられ、各々のセンサ6が設けられ、流体動力装置15に設けられているピストンの所定位置に応答する。
本実施例においてセンサ6はいわゆるリードセンサであるが、例えば誘導、磁気抵抗または磁歪センサのような様々な型のセンサを設けることも可能であろう。ここで使用されている用語「センサ」は作動パラメータを測定するためのあらゆる手段を含む。
制御モジュール23はセンサ6の一つに取り付けられている。センサに設けられている電気コンタクト手段27はセンサ手段によりセンサ6の内部に電気接続される。この場合、電気コンタクト手段27は一つの信号入力部を形成し、これを介して信号がセンサ6から供給され、これらの信号は、装置24が適切に設定されている場合、バス通信装置24によりフィールドバス2に伝達され、このような信号はフィールドバス2から中央制御装置1へ送られる。
ここでは制御モジュール23にさらに三つの信号入力部35が追加されている。これらの信号入力部35は各々、さらにセンサ6′、6″及び6′′′に接続されている。一つのセンサ6′が制御モジュール23を保持しているセンサ6と同じ流体動力装置15に設けられている。他の二つの接続されているセンサ6″及び6′′′は少なくとも一つの別の流体動力装置15′に設けられている。従って、複数の互いに独立しているセンサの制御信号がバス通信装置24に到達し、その後フィールドバス2により中央制御装置1に供給される。
図4には混成型の配置が示され、この場合、信号入力部及び信号出力部の両方が制御モジュール23に設けられている。制御モジュール23は、電気コンタクト手段27が信号出力部として機能するように負荷5に設けられている。別の信号出力部33を介して第二負荷5′が別のバルブ駆動装置17′の形状で接続されている。さらに、設けられている二つの信号入力部35は流体動力装置15に設けられている二つのセンサ6及び6′に接続されている。
当然、信号入力部及び信号出力部の混合型配置を有する制御モジュール23を直接的にセンサに取り付け、このセンサにさらに別のセンサ及び別の負荷を接続し、各々駆動することもできるであろう。
各信号出部及び各信号入力部35を一項目として数えた、合計四項目は実質上、有用であることが示された。
複雑さの程度が低いにもかかわらず、システムが実質上、適合性を備えているからである。しかしながら、様々な合計数の項目を提供することが可能であり、信号出力部と信号入力部との数値の関係は要件に応じて可変であろう。
図2及び3に示されている装置IIの場合、制御バルブ12は二つずつ一組で共通の制御モジュール23に接続されている。従って、四つの制御バルブ12が選択された場合、二つの制御モジュール23が設けられる。
さらに、各々負荷5またはセンサ6が接続されている制御モジュール23に設けられている信号出力部33または信号入力部35の間は可撓性のある電導線36により電気接続されていることが最も好ましい。図示されている実施例において絶縁ケースに囲まれている一以上の内部心線を備えているケーブルが使用されている。この種のケーブルは非常に低価格で、装置のユーザが容易に適する長さに切断可能である。電導線36の負荷またはセンサの端部には各々、好ましくは接続部分37が設けられている。
接続部分37は各負荷5または各センサ6に取り外し可能に取り付けられている。負荷またはセンサ上に設けられているコンタクト配置38は、該配置に設けられているコンタクト手段32に(負荷5またはセンサ6に設置された状態で)電気接続され、このコンタクト手段は、設置されている負荷またはセンサの内部手段に接続されている。
従って、図2から4に示されている制御手段7は要件に従って非常に容易に脱着可能である。フィールドバス2の接続とは別に制御モジュール23及び三つの接続部分37を設ける必要があるだけである。
このような接続作業を容易にするために制御モジュール23及び接続部分37は両方とも好ましくはプラグ部分の形状に設計されている。取り付け即ち据え付けば従ってプラグ作業である。電気コンタクト手段27、電気コンタクト配置38、さらにコンタクト手段32はこの場合プラグ接続であり、多種プラグコネクタまたは多重極プラグ接続として組合せ可能である。
制御モジュール23と同様、接続部分37の場合も取付ねじ31により接続部分が取り付けられている要素5または6を追加することが望ましい。
上述した実施例において電導線36は制御モジュール23に恒久的に接続されているが、図5には各導線36を取り外し可能に接続することが可能な設計が示されている。
この場合、追加されている二つの信号入力部35には各々、接続手段42が設けられている。この接続手段はプラグ接続手段であることが好ましい。それにより、詳細に図示されていない電導線36は迅速に接続または取り外し可能である。
同様に接続手段42は当然、信号出力部33にも使用可能である。
図5に示されているように、単一のバルブ駆動装置17で充分、作動するように、制御バルブ12は単安定バルブである。このようなバルブ駆動装置に制御モジュール23が取り付けられている。必要な場合、センサからの電導線は二つの空いている信号入力部35に取り外し可能に接続することができる。
図7に示されている設計の場合、制御モジュール23及び接続部分37は相互接続されている。例えばリブ状の架橋部材43即ちジャンパーにより接続可能であるが、このような部材は接続部分37及び制御モジュール23のハウジングに一体形成可能である。接続部分37と制御モジュール23との間の電導線36はジャンパー部材43の内部に延びることにより保護されている。可撓性は必要ではないので、一以上のプリント回路盤にプリント配線の形状で設けることが可能であり、プリント回路盤は制御モジュール23、ジャンパー部材43及び接続部分37から形成される構造部44の内部に収容されている。この構造部44は実質上、多重プラグ装置を形成し、この装置は一回の組立作業によって、接続される負荷5またはセンサ6に据え付け可能である。接続部分が変更されない、妥当な大きさに注文製造される装置には、このような配置が望ましい。実施例の制御手段7は電磁要素により駆動されるあらゆる作動装置に関して使用可能である。異なる型及びサイズの負荷5及びセンサ6に適し、多様な型の負荷またはセンサを同じ一つの制御手段7に容易に接続させることができる。
例えば図1に概略が示されている配置においてフィールドバス2も比較的、少ない数の列で構成すればよいので、据え付けば非常に容易である。個々の制御モジュール23はフィールドバスに沿った様々な位置に様々な方法で接続可能である。負荷5及びセンサ6へ横断している支線は制御モジュール23には直接設けられないが、電導線36及び接続部分37により形成可能であり、接続部分37は最も単純な型式が可能であり、実質上、個々のバス通信装置を必要としない。
図2及び3にさらに示されている非常停止心線は、必要な場合には、個々の作動装置を停止させるために任意に設けることができる。しかしながら、この場合、駆動力はフィールドバス2ではなく、むしろフィールドバスとは別の非常停止心線を介して供給する必要がある。
ケーブルとして例証された電導線36は様々な長さに合わせて、取り扱い易いように螺旋ケーブルの形状を有していてもよい。
(57)【特許請求の範囲】
1.特にバルブ(12)を駆動するために、フィールドバス(2)と少なくとも一つの負荷及び/又はセンサとの間に制御信号を送るために使用される、制御モジュール(23)を有する制御装置において、
前記制御モジュール(23)は、バス通信装置(24)と、該バス通信装置(24)をフィールドバス(2)に接続するための接続手段(25)とを有し、
前記制御モジュール(23)が前記第1の負荷(5)及び/又はセンサ(6)に搭載されることによって、該制御モジュール(23)が、コンタクト手段(27)を介して、該前記第1の負荷(5)及び/又はセンサ(6)に機械的に直接接続されるとともに、前記バス通信装置(24)が前記第1の負荷(5)及び/又はセンサ(6)に電気的に接続され、
前記第1の負荷(5)及び/又はセンサ(6)から離れて配置された少なくとも一つの第2の負荷(5′、5″及び5′′′)に、電導線(36)を介して前記制御モジュール(23)を接続するために、前記バス通信装置(24)に接続される少なくとも一つの信号出力部(33)が前記制御モジュール(23)に設けられ、
前記フィールドバス(2)が、ツイン導線のシリアルバスからなる、ことを特徴とする制御装置。
2.前記制御モジュール(23)に、少なくとも一つの信号入力部(35)が少なくとも一つのセンサ(6′、6″及び6′′′)に接続するために設けられていることを特徴とする請求項1記載の制御装置。
3.前記制御モジュール(23)のコンタクト手段(27)がプラグ状に形成されたことを特徴とする請求項1または請求項2記載の制御装置。
4.前記少なくとも一つの信号入力部(35)及び/又は信号出力部(33)が、電導線(36)により制御モジュール(23)から離れて設けられている接続部分(37)に接続され、該接続部分(37)はバス通信装置(24)に電気接続させるために前記第2の負荷(5′、5″及び5′′′)及び/又はセンサ(6′、6″及び6′′′)に接続可能であることを特徴とする請求項1から3のいずれか一つに記載の制御装置。
5.前記制御モジュール(23)及び/又は信号入力部(35)に設けられている全ての信号出力部(33)は各々、前記接続部分(37)に接続されていることを特徴とする請求項4記載の制御装置。
6.前記各接続部分(37)に導かれている前記電導線(36)は可撓性のある導線の形状であり、実質上、ケーブルの形状であることを特徴とする請求項4または請求項5記載の制御装置。
7.前記少なくとも一つの接続部分(37)は、架橋部材(43)により、前記制御モジュール(23)に一体的に接続されていることを特徴とする請求項4から6のいずれか一つに記載の制御装置。
8.前記接続部分(37)のコンタクト手段(32)がプラグ状に形成されたことを特徴とする請求項4から7のいずれか一つに記載の制御装置。
9.前記少なくとも一つの信号入力部(36)及び/又は信号出力部(33)に、接続手段(42)が電導線(36)を負荷(5′、5″及び5′′′)及び/又はセンサ(6′、6″及び6′′′)に取り外し可能に接続させるために設けられていることを特徴とする請求項1から8のいずれか一つに記載の制御装置。
10.前記接続手段(42)がプラグ状に形成されたことを特徴とする請求項9記載の制御装置。
11.前記バス通信装置(24)はASIバスのASIバスステーションであることを特徴とする請求項1から10のいずれか一つに記載の制御装置。
12.前記少なくとも一つの負荷(5)が、電気により作動されるバルブ駆動装置(17)により形成されていることを特徴とする請求項1から11のいずれか一つに記載の制御装置。
13.前記少なくとも一つのバルブ駆動装置(17)を備えている複数の制御バルブ(12)が統合され、一以上のサブアセンブリ(8)を形成することを特徴とする請求項12記載の制御装置。
14.前記少なくとも一つのセンサ(6及び6′)が線形駆動装置(15及び15′)、例えば流体動力シリンダに設けられていることを特徴とする請求項1から13のいずれか一つに記載の制御装置。
15.前記コンタクト手段(27)に加えて、前記制御モジュール(23)は各々、少なくとも一つの信号入力部(35)及び信号出力部(33)を有することを特徴とする請求項1から14のいずれか一つに記載の制御装置。
16.複数の前記制御モジュール(23)が設けられ、該制御モジュール(23)が前記フィールドバス(2)に沿って異なる位置で選択可能な状態でフィールドバスに接続可能であることを特徴とする請求項1から15のいずれか一つに記載の制御装置。
 
訂正の要旨 本件特許異議申立てに係る訂正請求における訂正の要旨は、次のとおりである。
『特許請求の範囲の請求項1中の「設けられた、」を、「設けられ、前記フィールドバス(2)が、ツイン導線のシリアルバスからなる、」と訂正する。』
異議決定日 2001-06-06 
出願番号 特願平8-518105
審決分類 P 1 651・ 121- ZA (F16K)
最終処分 取消  
前審関与審査官 川向 和実平岩 正一  
特許庁審判長 蓑輪 安夫
特許庁審判官 ぬで島 慎二
鈴木 久雄
登録日 2000-02-18 
登録番号 特許第3035353号(P3035353)
権利者 フェスト アクツィエンゲゼルシャフト ウント コー
発明の名称 特にバルブを駆動するための制御装置  
代理人 足立 勉  
代理人 足立 勉  
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