JPH01316506A - アクチュエータの制御装置 - 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】 産業上の利用分野 本発明は油圧や空気圧等の流体圧を用いてアクチュエー
タを制御するアクチュエータの制御装置に関し、特に、
アクチュエータに供給する流体圧の応答性、制御性を向
上せしめて、アクチュエータの作動量を正確且つ迅速に
制御できるようにしたアクチュエータの制御装置に関す
る。

従来の技術 従来のアクチュエータの制御装置を第２図を参照して説
明する。

圧力源５１と７クチユエータ５２の圧力室５３をメイン
ライン５４で連結する。メインライン５４にスプール弁
５５を配置する。スプール弁５５とアクチュエータ５２
の圧力室５３との間のメインライン５４ａの圧力を検出
する圧力検出器５６を設ける。スプール弁５５の開度を
コントローラ５７で制御する。コントローラ５７は圧力
検出器５６からの検出圧力信号５８と目標圧力信号５９
とを入力して、両信号との比較値に基づいてスプール弁
５５に制御信＠６０を供給して開度を制御する。即ち、
メインライン５４ａを経由する圧力フィードバック制御
によりメインライン５４ａの圧力を制御する。このよう
な圧力制御に基づいてアクチュエータ５２の作動量を制
御する。

本発明が解決しようとする課題 この場合、アクチュエータ５２の作動量を迅速且つ正確
に制御できない問題がある。これは、アクチュエータ５
２の圧力室５３に供給する圧力の応答性、制御性が悪い
ためである。即ち、スプール弁５５の開度を制御して流
量を制御した結果として圧力を制御するものであり、開
度と圧力の関係は比例でないので、目標圧力信＠５９と
圧力検−出器５６で検出した検出圧力信号５８とを比較
しながら、徐々にスプール弁５５の開度を制御しなけれ
ばならないためでおる。このために応答性が悪く、制御
が複雑になる。

本発明の技術的課題は、従って、アクチュエータの圧力
室に供給する圧力の応答性、制御制を向上せしめて、ア
クチュエータの作動量を迅速且つ正確に制御できるよう
にすることである。

課題を解決するための手段 上記の技術的課題を解決するために講じた本発明の技術
的手段は、アクチュエータの一方の圧力室に減圧弁の二
次側を連結し、減圧弁のダイヤフラムの下方空間をアク
チュエータの他方の圧力室に連結し、アクチュエータの
他方の圧力室の圧力を調整する手段に駆動手段を連結し
、調整手段の調整量とアクチュエータの作動量との関係
を記憶したコントローラで駆動手段を駆動して調整手段
の調整量を調整し、アクチュエータの作動量を制御する
ようにした、ものである。

作用 上記の技術的手段の作用は下記の通りである。

コントローラ内のコンピュータにはアクチュエータの他
方の圧力室の圧力を調整する手段の調整量とアクチュエ
ータの作動量との関係が記憶されている。コントローラ
を通して所望のアクチュエータの作動全信号を入力すれ
ば、上記の記憶された関係に基づいて作動全信号に対す
る調整手段の調整量が演算され、駆動手段に制御信号が
供給される。この制御信号に基づいて駆動手段が駆動さ
れ調整手段の調整量が調整される。この結果、アクチュ
エータの一方の圧力室の圧力が変化して、他方の圧力室
の圧力が調整手段の調整量とバランスするように制御さ
れ、アクチュエータの作動量が制御される。減圧弁は圧
力自己調整機能を有しており、調整手段の調整量とアク
チュエータの他方の圧力室の圧力とは比例関係にある。

また、アクチュエータの他方の圧力室の圧力と作動量は
逆数に比例する。従って、駆動手段はコントローラから
の制御信号に基づいて調整手段を一気に操作することが
できるので、減圧弁の設定圧力は素早く設定されると共
に設定が容易で正確になり、アクチュエータの作動量が
迅速且つ正確に制御される。

発明の効果 上記のように本発明によれば、アクチュエータの作動量
を迅速且つ正確に制御することができるので、ロボット
のアクチュエータのような高性能な制御の要求される分
野にも用いることができる。

実施例 上記の技術的手段の具体例を示す実施例を説明する（第
１図参照）。

圧力源１と減圧弁２の入口通路３をメインライン４で連
結する。減圧弁２の出口通路５をアクチュエータ６の一
方の圧力室７に連結する。アクチュエータ６の他方の圧
力室８は通路９を通して減圧弁２のダイヤフラム１０の
下方空間１１に速結する。アクチュエータ６と減圧弁２
は直接連結されている。

減圧弁２のケーシングは圧力設定ばね１２を収容するス
プリング・ケース１３と、主弁１４を配置した本体１５
とからなる。

スプリング・ケース１３と本体１５の間にダイヤフラム
１０を挾んで配置する。ダイヤフラム１０の上面には圧
力設定ばね１２の下端がダイヤフラムディスク１６を介
して、下面には主弁１４の主弁体１７の上端が接する。

圧力設定ばね１２の上端はスプリングシート１８の下面
に当接する。

スプリングシート１８を貫通して調整手段としての調整
ねじ１９を取り付ける。スプリングシート１８の外形と
これに当接するスプリング・ケース１３の内周壁の形状
はトラック形状に形成している。

スプリング・ケース１３の上方に調整ねじ１９を回転操
作する駆動手段としての電動機２０を連結する。電動機
２０にその出力軸の回転位置を検出するロータリエンコ
ーダ２１を取り付ける。電動＃ｌ　２０にはコントロー
ラ２２が信号線２３を介して結線されている。

入口通路３ど出口通路５は本体１５に形成する。

入口通路３と出口通路５は主弁座２４に設けた主弁口２
５を通して連結する。主弁体１７は主弁座２４内を摺動
し主弁口２５を下方から開閉する。

主弁体１７は下方からばね２６で上方に付勢されている
。主弁口２５は通路２７を通して外気に連通している。

アクチュエータ６はシリンダ２８と、シリンダ２８内に
往復摺動可能に配置したピストン２９と、ピストン２９
に一端を固定し他端をシリンダ２８の外側に伸長したピ
ストンロッド３０と、ピストン２９及びピストンロッド
３０の外周とシリンダ２８の間に配置したシール手段３
１．３２とからなる。シリンダ２８の上端には７ランジ
を形成して減圧弁２の本体１５の下端のフランジに連結
する。シリンダ２８のピストン２９で仕切られた一方の
圧力室７は減圧弁２の出口通路５に連結し、他方の圧力
室８は通路９を通して減圧弁２のダイヤフラム１０の下
方空間１１に連結している。

コントローラ２２内のコンピュータにはアクチュエータ
６のピストンロッド３０の作動量と調整ねじ１９の回転
位置との関係が記憶されており、所望の作動母信＠（参
照番＠３３）を入力すれば、作動量信号３３に対する調
整ねじ１９の調整量が演算され、電動機２０に信＠線２
３を介して制御信号が供給される。この制御信号に基づ
いて電動機２０が駆動され、ロータリエンコーダ２１で
電動機２０の回転位置を検出して電動機２０は停止する
。電動機２０の回転により調整ねじ１９が回転してスプ
リングシート１日が上下に変位し、圧力設定ばね１２の
弾性力が調整され、ダイヤフラム１０に作用する弾性力
が調整される。ダイヤフラム１０が下方に変位すると主
弁体１７が押し下げられで主弁口２５が開かれ、人口通
路３の流体が出口通路５に流れる。出口通路５に流出し
た流体はアクチュエータ６の一方の圧力室７に導入され
ピストン２つを押し下げる。このピストン２９の下方へ
の変位により、アクチュエータ６の他方の圧力室８の圧
力が上昇し、他方の圧力室８とダイヤフラム１０の下方
空間１１は通路９を通して連結しているので、ダイヤフ
ラム１０は上方に押し戻され、圧力設定はね１２の弾性
力とバランスした位置で、主弁体１７がばね２６で押し
上げられて主弁口２５が塞がれる。電動ＩＮ　２０の回
転により、逆に、ダイヤフラム１０が上方に変位すると
、主弁口２５は通路２７を通して外気に連結しているの
で、アクチュエータ６の一方の圧力室７の流体が出口通
路５、主弁口２５、通路２７を通って外気に排出されて
、一方の圧力室７の圧力が低下するので、ピストン２９
は上方に押し戻され、他方の圧力室８の圧力も低下し、
ダイヤフラム１０が下方に押し戻されて、圧力設定ばね
１２の弾性力と他方の圧力￥８の圧力がバランスする。

このようにして、アクチュエータ６の一方の圧力室７と
他方の圧力室８の圧力が制御され、アクチュエータ８の
ピストンロッド２９の作動量が制御される。

本実施例に於いては、減圧弁２とアクチュエータ６を直
接連結しているので、圧力室７．８の圧力制御に時間的
な遅れが生じず、アクチュエータ２の応答性が向上する
。

上記の実施例に於いては、エンコーダ２１を用いて電動
１１１２０の回転位置を検出するようにしたが、ポテン
ショ・メータ等を用いることもできる。

また、調整ねじ１９の回転位置を検出するようにしたり
、スプリングシート１８等の上下に変位する部材の位置
を検出するようにしてもよい。あるいは、電動機として
ステッピングモータを用いれば、位置検出手段は不要に
することもできる。

減圧弁２としてダイヤフラム１Ｑの変位で主弁１４を直
接操作する直動式減圧弁を用いたが、パイロット弁を操
作してピストン弁等の主弁を間接的に操作するパイロッ
ト式でおってもよい。

また、より高精度な制御を行うために、入口通路３と出
口通路５や圧力室７と８の圧力を検出したり、ピストン
ロッド２９の出力位置を検出してコントローラ２２にフ
ィードバックし、微調整するようにしてもよい。

アクチュエータ６として往復動型アクチュエータを示し
たが、回転型アクチュエータであってもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例のアクチュエータの制御装置の
断面図、第２図は従来のアクチュエータの制御装置の機
構図である。 １：圧力源　　　　　　　２：減圧弁 ３：入日通路　　　　　　５：出口通路６：アクチュエ
ータ　　　７二一方の圧力室８：他方の圧力室　　　　
９：通路 １０：ダイヤフラム　　　１１：下方空間１２：圧力設
定ばね　　　１９：調整ねじ２０：電動機　　　　　　
２２：コントローラ３３：作動量信号

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、アクチュエータの一方の圧力室に減圧弁の二次側を
   連結し、減圧弁のダイヤフラムの下方空間をアクチュエ
   ータの他方の圧力室に連結し、アクチュエータの他方の
   圧力室の圧力を調整する手段に駆動手段を連結し、調整
   手段の調整量とアクチュエータの作動量との関係を記憶
   したコントローラで駆動手段を駆動して調整手段の調整
   量を調整し、アクチュエータの作動量を制御するように
   した、アクチュエータの制御装置。