JPH0477921B2 - - Google Patents

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
チユエータを制御するアクチユエータの制御装置
に関し、特に、アクチユ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、アクチユエー
タの負荷に対する力を正確且つ迅速に制御できる
ようにしたアクチユエータの制御装置に関する。

従来の技術 従来のアクチユ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とアクチユエータ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５
４にスプール弁５５を配置する。スプール弁５５
とアクチユエータ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に制御信号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
フイードバツ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
アクチユエータ５２の負荷に対する力を制御す
る。

本発明が解決しようとする課題 この場合、アクチユエータ５２の負荷に対する
力を迅速且つ正確に制御できない問題がある。こ
れは、アクチユエータ５２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
と圧力の関係は非線形であるので、目標圧力信号
５９と圧力検出器５６で検出した検出圧力信号５
８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ある。このた
めに応答性が悪く、制御が複雑になる。線形近似
して制御すると限られた条件の下でしか制御でき
ないばかりでなく不正確になる。

本発明の技術的課題は、従つて、アクチユエー
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、アクチユ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溝じた本発
明の技術的手段は、アクチユエータの圧力室に減
圧弁の二次側を連結し、減圧弁の設定圧力を調整
する手段とアクチユエータのピストンロツドとを
連結部材を介して連結して、アクチユエータの負
荷に対する力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。

減圧弁は圧力自己調整機能を有しており、設定
圧力と調整手段の調整量は線形関係にある。ま
た、減圧弁の設定圧力とアクチユエータの負荷に
対する力も線形関係にあるので、減圧弁の調整手
段の調整量とアクチユエータの負荷に対する力と
は線形関係にある。減圧弁の設定圧力を調整する
手段とアクチユエータのピストンロツドとを連結
部材で連結しているので、ピストンロツドに作用
する負荷に応じて、ピストンロツド及び連結部材
が変位して、調整手段を変位せしめる。この調整
手段の変位によつて減圧弁の設定圧力、即ち、ア
クチユエータの圧力室に導入される圧力が調整さ
れ、アクチユエータの負荷に対する力が制御され
る。従つて、ピストンロツドに作用する負荷に基
づいて、調整手段は連結手段で一気に変位せしめ
られるので、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、アクチユエー
タの負荷に対する力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、アクチユエータ
の負荷に対する力を迅速且つ正確に制御すること
ができるので、ロボツトのアクチユエータのよう
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。

また、連結部材を介して調整手段を操作するの
で、コントローラ等の電気部品が不要になり、安
価に作れると共に、防爆域での使用も可能にな
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とアクチユエータ２の圧力室３とをメ
インライン４及び減圧弁５を介して連結する。ア
クチユエータ２と減圧弁５は直接連結されてい
る。

減圧弁５のケーシングは圧力設定ばね６を収容
するスプリング・ケース７と、パイロツト弁８を
配置したバルブ・ケース９と、主弁１０を配置し
た本体１１とからなる。

スプリング・ケース７とバルブ・ケース９の間
にダイヤフラム１２を挾んで配置する。ダイヤフ
ラム１２の上面にはダイヤフラムデイスク１３を
当接せしめ、ダイヤフラムデイスク１３にリリー
フ弁座１４をねじ結合して、ダイヤフラム１２と
ダイヤフラムデイスク１３とリリーフ弁座１４を
連結固定する。

スプリング・ケース７内に収容した圧力設定ば
ね６の下端はダイヤフラムデイスク１３を介して
ダイヤフラム１２の上面に当接する。圧力設定ば
ね６の上端はスプリングシート１５の下面に当接
する。スプリングシート１５の上面に硬球１６を
介して調整手段としての調整ねじ１７を配置す
る。調整ねじ１７に当接するスプリング・ケース
７にはねじを設けず案内するだけである。ダイヤ
フラム１２の上方空間は通路１８を通して外気に
連結し、下方空間は通路１９を通して下記の出口
通路２０に連結する。

本体１１には入口通路２１と出口通路２０を形
成する。入口通路２１と出口通路２０は主弁座２
２に設けた主弁口２３を通して連結する。主弁１
０は主弁口２３の下方に位置し、その上端はピス
トン２４に連結する。ピストン２４は本体１１の
内周に取り付けたシリンダ２５内を摺動する。ピ
ストン２４にはその外周囲に環状の溝を二つ設け
てピストンリングを配置すると共に、上面と下面
を連結する通路２６を開ける。

パイロツト弁８は入口通路２１に通じる通路２
７とピストン２４の上方空間に通じる通路２８の
間に位置し、パイロツト弁体２９がパイロツト弁
座３０内を摺動しパイロツト弁口を下方から開閉
する。パイロツト弁体２９は下方からばね３１で
上方に付勢されている。パイロツト弁体２９の上
端部はリリーフ弁座１４に接離してリリーフ弁口
を開閉するリリーフ弁体を兼ねている。

アクチユエータ２はシリンダ３２と、シリンダ
３２内に往復摺動可能に配置したピストン３３
と、ピストン３３に一端を固定し他端をシリンダ
３２の外側に伸長したピストンロツド３４と、ピ
ストン３３の戻しとしてシリンダ３２内に配置し
たスプリング３５と、ピストン３３及びピストン
ロツド３４の外周とシリンダ３２の間に配置した
シール手段３６，３７と、シリンダ３２に開けた
外気に連通する通路３８と、出口通路２０と圧力
室３を連結する通路３９とからなる。シリンダ３
２の上端にはフランジを形成して減圧弁５の本体
１１の下端のフランジに連結する。

調整ねじ１７に円盤４０を、ピストンロツド３
４に円盤４１を取り付ける。円盤４０にはねじを
設けて調整ねじ１７が進退できるようにする。円
盤４１はピストンロツド３４に固定する。円盤４
０と４１を連結棒４２で連結固定する。連結棒４
２は図面の右側にのみ描いているが、左側にも設
けられている。

ピストンロツド３４に作用する負荷に応じて、
ピストンロツド３４及び、円盤４０、連結棒４
２、円盤４１を介して連結した調整ねじ１７が上
下に変位する。この調整ねじ１７の変位によりス
プリングシート１５が上下に変位し、圧力設定ば
ね６の弾性力が調整され、ダイヤフラム１２に作
用する弾性力が調整される。ダイヤフラム１２が
下方に変位するとパイロツト弁体２９が押し下げ
られ、入口通路２１の流体が通路２７，２８を通
つてピストンロツド２４の上方空間に導入され、
主弁１０がピストン２４で押し下げられて主弁口
２３が開かれ、入口通路２１の流体が出口通路２
０に流れる。出口通路２０は通路１９を通してダ
イヤフラム１２の下方空間に連結されているの
で、出口通路２０に流出した流体でダイヤフラム
１２は上方に押し戻され、圧力設定ばね６の弾性
力とバランスした位置で、パイロツト弁体２９が
ばね３１で押し上げられて通路２７が塞がれ、主
体１０も主弁口２３を塞ぐ。逆に、ダイヤフラム
１２が上方に変位すると、リリーフ弁体を兼ねた
パイロツト弁体２９の上端部がリリーフ弁座１４
のリリーフ弁口を開け、出口通路２０の流体が通
路１９、リリーフ弁口、通路１８を通して外気に
排出され、ダイヤフラム１２の下方空間の圧力、
即ち出口通路２０の圧力が低下し、ダイヤフラム
１２が下方に押し戻されて、圧力設定ばね６の弾
性力と出口通路２０の圧力がバランスした位置で
リリーフ弁口が塞がれる。このようにして、減圧
弁５の出口通路２０の圧力が調節される。出口通
路２０はアクチユエータ２の圧力室３に連結して
いるので、この出口通路２０の圧力がアクチユエ
ータ２の圧力室３に導入され、アクチユエータ２
のピストンロツド３４に作用する負荷に対する力
が制御される。

また、ピストンロツド３４の出力位置を変更す
る場合は、調整ねじ１７を左右に回転せしめるこ
とにより行なう。

本実施例に於いては、減圧弁５とアクチユエー
タ２を直接連結しているので、圧力室３の圧力制
御に時間的な遅れが生じず、アクチユエータ２の
応答性が向上する。

減圧弁５としてパイロツト式減圧弁を用いた
が、直動式であつてもよい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例のアクチユエータの制
御装置の断面図、第２図は従来のアクチユエータ
の制御装置の機構図である。 １：圧力源、２：アクチユエータ、３：圧力
室、５：減圧弁、６：圧力設定ばね、１２：ダイ
ヤフラム、１７：調整ねじ、２０：出口通路、２
１：入口通路、４２：連結棒。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ アクチユエータの圧力室に減圧弁の二次側を
   連結し、減圧弁の設定圧力を調整する手段とアク
   チユエータのピストンロツトとを連結部材を介し
   て連結して、アクチユエータの負荷に対する力を
   制御するようにした、アクチユエータの制御装
   置。