JPH03113101A - サーボアクチュエータ - 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、油圧機械回路に用いる剛性調整機能を有する
電油サーボアクチュエータに関する。

〔従来の技術〕

従来用いられる重油サーボアクチュエータにおいては、
電気信号を油圧信号に変換する重油変換手段、該重油変
換手段により作動されるアクチュエータ、該アクチュエ
ータの出力部材の位置を検出し位置電気信号を発信する
位置検出器、該位置検出器からの位置信号と指令信号と
を比較して偏差信号を発信する加算器、該加算器からの
偏差信号を増幅して前記電池変・換手段へ入力する増幅
器からなる・電油サーボアクチュエータからなっている
。

〔発明が解決しようとする課題〕

このようなサーボアクチュエータを複数個用いて同一の
制御対象を駆動するときに、制御のバラツキにより、ア
クチュエータ間で力のケン力（フォースファイト）が生
じ制御対象に好ましくない応力を与えることになる。

また、電油サーボアクチュエータを、例えば、ロボット
の腕や部品のチャッキング制御等に用い、比較的柔かな
物体を掴むような場合には、制御のバラツキにより過大
荷重が出て、相手物品を損傷しないようにするため、剛
性を弱める必要がある。

逆に、位置制御による外力による定常偏差を減少させる
ために、剛性を高める必要がある場合もある。

しかしながら、従来の電油サーボアクチュエータにおい
ては、増幅器ゲイン、位置検出器ゲイン、バルブ圧力ゲ
インにより剛性が一義的に決まっている。このため、増
幅器ゲイン、位置検出器ゲイン、バルブ圧力ゲインと無
関係に、剛性を簡単に設定できる電油サーボアクチュエ
ータが望まれている。

本発明は上述した問題点に鑑み、複数のサーボアクチュ
エータを同時に用いてもフォースファイトが生じず、ま
た適宜剛性調整機能を有する重油サーボアクチュエータ
を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明においては、シリンダ、該シリンダ内に摺動可能
に装着されシリンダ内を２つのシリンダ室に区画するピ
ストンロッドおよび該ピストンロッドに連結された位置
検出器からなるサーボアクチュエータにおいて、前記ピ
ストン口・ソドが互いに密封状に摺動可能な一対のロッ
ド部材により構成されており、該一対のロッド部材間に
スプリングが装着されており、該ロッド部材の一方は前
記２つのシリンダ室の少なくとも一方の油圧を受けると
ともに前記位置検出器に連結されていることを特徴とす
るサーボアクチュエータにより、上記目的を達成する。

〔作　用〕

本発明においては、ピストンロッドを互いに摺動可能な
一対のロッド部材により構成し、該ロッド部材の一方は
位置検出器に連結されているとともに一方のシリンダ室
の油圧または両方のシリンダ３内ル アクチュエータ内の油圧を検出して位置検出器へ印加さ
れる力を補正することができ、これによりアクチュエー
タの剛性機能が調整され、また複数のアクチュエータを
１つの制御対象に連結してもフォースファイトが生じる
ことが防止できる。

〔実施例〕

以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する
。

第１図は、本発明の第１実施例の断面図である。

シリンダ型アクチュエータは、円筒状をしたシリンダ３
と、シリンダ３内に摺動可能に装着されたピストンロッ
ド８からなり、ピストンロッド８の端部は制御対象（図
示せず）に連結可能である。

電気信号を油圧信号に変換する電油変換手段１は、シリ
ンダ型アクチュエータ４のシリンダ室４ａ、４ｂに連結
している。アクチュエータロッド８のピストン１１がシ
リンダ３に摺動可能に密封状に嵌合され、シリンダ室４
ａ、４ｂが形成されており、アクチュエータ８のピスト
ン１１の両側にシリンダ室４　ａ　％　４　ｂの作動油
圧が作用する。

１２．１３はシールである。

アクチュエータロッド８は一対のロッド部材８ａ、ｇｂ
から構成されており、両ロッド部材８　ａ　％８ｂは密
封状に且つ互いに長手方向に摺動可能に０リング９を介
して嵌合している。すなわち、ロッド部材８ａは円筒状
をしており、外径がＡの軸部３ａｓと、外径がＡより大
きい外径Ｂの先端ヘッド部８ａｈからなり、軸部８ａｓ
と先端ヘッド部ｓａｈ間には肩部８Ｃが形成されている
。

ロッド部材８ｂの先端部８ｂｆは制御対象（図示せず）
に連結され、後端部８ｂｓにピストン１１を具備してい
る。ピストン１１を形成した部位の内側にロッド部材８
ａの先端ヘッド部８ａｈを摺動自在に受入れる凹部８ｄ
が形成されている。

該凹部８ｄはロッド部材８ａの先端ヘッド部８ａｈの外
径とほぼ等しい部分８ｄａおよび該部分に肩部８ｇを介
して連結した細径部８ｄｂからなっており、細径部８ｄ
ｂにはロッド部材８ａを押圧するスプリング１２が装着
されている。

ロッド部材８ａの先端ヘッド部３．ａｈには小孔８ｅが
穿たれている。

ロッド部材８ｂの後端部８ｂｓにナツト１３を螺合して
おりロッド部材８ａがロッド部材８ｂに形成された四部
８ｄのうち、先端ヘッド部８ａｈの外径と等しい部分Ｓ
ｄａ内で移動可能である。

ピストンロッド８ａの先端ヘッド部８ａｈは、連結棒１
０を介してＬＶＤＴ　（線形可変差動変圧器）５に連結
している。ＬＶＤＴ５は、復調器６に接続しており、復
調器６は、加算器１６に接続している。加算器１６はサ
ーボ指令信号を受け、そのサーボ指令信号と復調器６か
らの信号の差の偏差を出力し、増幅器７に人力する。増
幅器７は、偏差を増幅して重油変換手段１へ入力する。

上記構成により、バイアス指令信号を受けると、増幅器
７により増幅された信号が重油変換手段１に入力され、
アクチュエータロッド８を移動させる。

ロッド部材８ａにはＢ−Ａの半径差のドーナツ状の面積
部分、すなわち、肩部８Ｃ部分、にシリンダ室４ａの油
圧を受ける。

スプリング１２は、この油圧による力に対抗するよう配
置され、ロッド部材８ａはシリンダ室４ａの圧力基準圧
力（具体的には、後述する中間値）よりか低いときには
左側に、高くなると右側に移動する。

良く知られているように通常の重油サーボ弁等の電油変
換手段は、その中立時では双方のシリンダ人力圧力はほ
ぼ同一で、また、供給圧力と戻り圧力のほぼ中間値であ
る。

第１図に示す実施例においては、この特性を利用して一
方のシリンダ室４ａの圧力を利用し、特に電油変換手段
１の中立位置付近（すなわち、加算器１６に入力される
指令信号が略零のとき）におけるサーボアクチュエータ
の剛性機能を弱くするよう調整している。このため、Ｌ
ＶＤＴ５に入力される位置信号は実際のアクチュエータ
ロブ１８位置ではなく、これにシリンダ室４ａの圧力と
上記基準圧力との差圧によるバイアスが乗ったものにな
り、アクチュエータの剛性が弱められる。

この第１図に示したサーボアクチュエータを複数個、１
つの制御対象に連結した場合にもアクチュエータの剛性
機能が弱められており、フォースファイトを防止できる
。

第２図に示す実施例では、ロッド部材８ａの先端ヘッド
部８ａｈの外径Ｂを後端の軸部８ａｓの外径Ａより小さ
くして、第１図に示す実施例とは逆にサーボアクチュエ
ータの剛性機能を高めたタイプであり、このためＬＶＤ
Ｔ５には、第１図に示した実施例と逆にアクチュエータ
ロッド８の位置信号にシリンダ室４ａの圧力と上記基準
圧力との差圧に基づくバイアス信号が加算されて加えら
れる。

なお、第２図の実施例では、スプリング１２の装着方法
が第１図の実施例と若干相違するが作用は同じである。

他の構造は第１図と同様であるので、同一部品に同一番
号を付し、その詳細な説明は省略する。

第３図に示す実施例においては第１図に示す実施例と同
様にシリンダ室４ａの圧力をＢ−Ａの半径差のドーナツ
状の面積部分、すなわち、肩部８Ｃ部分、に作用させて
いる。更にシリンダ室４ｂの圧力をロッド部材８ａに作
用させるため、ロッド部材８ａの先端ヘッド部８ａｈか
ら更に外径Ｃの円柱部８ａＣを突出させるとともに、ロ
ッド部材８ｂには小孔８ｆが穿たれている。従って、ロ
ッド部材８ａの先端部はシリンダ室４ｂの圧力を外径Ｃ
の円柱部で受ける。ここにＢ−Ａのドーナツ状部の面積
と外径Ｃの円形部の■積はほぼ同一にしている。

前述の如く、通常の電油サーボ弁等の重油変換手段は、
その中立時では双方のシリンダ入力圧力はほぼ同一で、
また、供給圧力と戻り圧力のほぼ中間値である。

従って、双方のシリンダ室４ａ、４ｂの圧力差によりス
プリング１２に対抗してロッド部材８ａが左または右に
移動し、ロッド部材８ａと結合しているＬＶＤＴ５によ
り電気信号に変換されて出力される。

〔発明の効果〕

第１図および第３図に示す実施例では、剛性を弱めるこ
とができる。

これは、外力に応じてサーボの定常偏差を大きくしたい
制御に有効である。例えば、ロボットや部品のチャッキ
ング制御において、比較的柔らかい物体を掴むときに、
制御のバラツキにより過大荷重が出ないようにすること
ができる。

また、複数のサーボアクチュエータで同一の制御対象を
駆動するときに、制御のバラツキにより、アクチュエー
タ間で力のケン力（フォースファイト）が生じ制御対象
に好ましくない応力を与えることになるが、ここにおい
ても第１実施例および第３実施例によれば、力のケン力
を軽減することが可能である。

第２図に示す実施例では、剛性を高めることができる。

これは、位置制御において外力による定常偏差を減少さ
せるのに有効である。

例えば、サーボループに使用する電油バルブの圧力ゲイ
ンが低すぎて外力による定常偏差が問題になる場合、こ
れを軽減することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例の断面図、第２図は第２実
施例の断面図、第３図は本発明の第３実施例の断面図で
ある。 １・・・電油変換手段、　２・・バイアスピストン、３
・・・スプリング、 ４・・・シリンダ型アクチュエータ、 ５・・・ＬＶＤＴ、　　　　６・・・復調器、７・・・
増幅器、 ８・・・アクチュエータロッド、 ６・・・加算器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、シリンダ、該シリンダ内に摺動可能に装着されシリ
   ンダ内を２つのシリンダ室に区画するピストンロッドお
   よび該ピストンロッドに連結された位置検出器からなる
   サーボアクチュエータにおいて、前記ピストンロッドが
   互いに密封状に摺動可能な一対のロッド部材により構成
   されており、該一対のロッド部材間にスプリングが装着
   されており、該ロッド部材の一方は前記２つのシリンダ
   室の少なくとも一方の油圧を受けるとともに前記位置検
   出器に連結されていることを特徴とするサーボアクチュ
   エータ。