JPH09114527A - 圧力比例制御弁を使用した圧力制御方法、及び、圧力比例制御弁の制御信号発生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 異なる容量の負荷に対しても、圧力比例制御
弁を用いた高精度で高速な圧力制御を容易に行う。 【解決手段】 圧力比例制御弁４の制御による設定時間
が長いときはその出力側に電磁弁５を接続する。電磁弁
５の出力ポートには、減圧弁８の圧力ＰD が連通され
る。電磁弁５は給気指令信号ＳI により出力ポート１４
に圧力ＰD を導入し、排気指令信号ＳE により出力ポー
ト１４のエアを排気する。制御信号発生装置３は、目標
圧力電圧値データＤS から実圧力電圧値データＤO を差
し引いた比較偏差が予め設定された第２の偏差以上のと
きは給気指令信号ＳI を出力する。又、実圧力電圧値デ
ータＤO から目標圧力電圧値データＤS を差し引いた比
較偏差が第２の偏差ΔＤ2 のときは、排気指令信号ＳE
を出力する。各比較偏差が第２の偏差ΔＤ2 よりも小さ
くなると、圧力比例制御弁４が実圧力ＰO を目標圧力Ｐ
S に制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、圧力比例制御弁を
使用する圧力制御方法、及び、同圧力制御方法に使用す
る圧力比例制御弁の制御信号発生装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】圧力比例制御弁を使用してシリンダ、タ
ンク等の容量性負荷の圧力制御を行う場合、負荷に供給
する実圧力が目標圧力に達する迄の時間（即ち、設定時
間）と、目標圧力に対する実圧力の偏差（即ち、設定精
度）がユーザ側が要求する制御特性になる。

【０００３】ところが、圧力比例制御弁は製品の歴史が
浅いため、その仕様特性は減圧弁に準じて表示されてい
る。即ち、単位時間当たりに負荷側に供給することがで
きる流量（即ち、流量特性）、及び、設定精度等で表示
されている。

【０００４】ユーザが圧力比例制御弁の機種を選定する
にあたり、上記の仕様特性から設定精度を知ることはで
きるが、設定時間を知ることはできない。なぜなら、圧
力比例制御弁の特性として、流量特性と設定時間には相
関がないためである。従って、ユーザが機種選定を行う
際には、経験等に基づいて選択した圧力比例制御弁を使
用して、実際に使用する負荷容量、圧力比例制御弁への
供給圧力、目標圧力、配管条件等の条件下での確認試験
を行う必要がある。この確認試験の結果、所望の設定時
間が得られない場合は、改めて別の機種を選択し再度確
認試験を行って設定時間を調べることになる。あるい
は、ユーザの要求により、供給者側でユーザの使用条件
に対する設定時間を確認している。

【０００５】そこで、ユーザが圧力比例制御弁の仕様特
性からその仕様条件に応じて所望の設定精度及び設定時
間を得ることができる圧力比例制御弁を選択することが
できるように、仕様特性を実際の使用状態に合ったもの
に改めることが考えられている。即ち、設定時間を、負
荷容量を０又は１ｌとした状態でのステップ応答特性に
おける設定時間として表示することが提案されている。
この仕様特性によれば設定時間を機種間で比較すること
が可能になるため、機種選定の際の参考にすることがで
きる。

【０００６】しかしながら、上記の設定時間は負荷容量
が０又は１ｌといった限定された条件下でしか適用でき
ないため、ユーザが実際に使用する条件下での設定時間
を推定することはできない。又、多様な条件下での設定
時間を仕様化することは困難である。従って、機種の選
定に当たっては、依然として経験等から選択した圧力比
例制御弁を使用してユーザあるいは供給者側がユーザが
使用する条件下での確認試験を行う必要がある。

【０００７】確認試験の結果、所望の設定時間が得られ
なかった場合、圧力比例制御弁に代えてパイロット式の
大容量のリリーフ付減圧弁で負荷にエアを供給するよう
に構成する。そして、この減圧弁のパイロット圧を圧力
比例制御弁にて制御する方法が考えられる。この構成に
よれば、大容量の減圧弁により負荷に多量のエアを供給
することができるため、設定時間の遅れの原因が圧力比
例制御弁の流量の不足にある場合には実圧力を目標圧力
に急速に高めることができる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、リリー
フ付減圧弁を圧力比例制御弁にて制御して負荷にエアを
供給する方法によれば、設定時間の遅れの原因が圧力比
例制御弁の流量の不足にある場合には負荷に供給するエ
アの流量を増大することにより設定時間を短縮すること
ができる。しかし、設定時間の遅れが、圧力比例制御弁
の流量の不足によるものではなく、圧力比例制御弁自体
の特性にあるときには設定時間を短縮することはできな
い。

【０００９】又、上記方法では、減圧弁で実圧力を制御
することになるため、その設定精度は減圧弁に依存す
る。従って、圧力比例制御弁で直接実圧力を制御する場
合に対して設定精度が低下する。

【００１０】本発明は、上記問題点を解決するためにな
されたものであって、その目的は、異なる容量の負荷に
対しても、圧力比例制御弁を使った高精度で高速な圧力
制御を容易に行うことができる圧力比例制御弁を使用す
る圧力制御方法、及び、同圧力制御方法に使用するのに
好適な圧力比例制御弁の制御信号発生装置を提供するこ
とにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め、請求項１に記載の発明は、目標圧力を指示する目標
電圧信号に基づき圧力比例制御弁が前記出力ポートに出
力する実圧力の検出値である実圧力信号と、実圧力が標
圧力に達した時点における実圧力信号との偏差に対する
基準偏差を予め設定し、各時点での実圧力信号と、実圧
力が目標圧力に達した時点での実圧力信号との偏差に対
応する比較偏差が前記基準偏差以上であるときは、圧力
比例制御弁の出力ポートに同出力ポートを外部の圧力源
に連通する電磁弁を接続し、該電磁弁を作動して出力ポ
ートの圧力を目標圧力に近づくように制御するようにし
た。

【００１２】請求項２に記載の発明は、目標圧力を指示
する目標電圧信号に基づき圧力比例制御弁が前記出力ポ
ートに出力する実圧力の検出値である実圧力信号と、実
圧力が目標圧力に達した時点における実圧力信号との偏
差に対する基準偏差を予め設定し、実圧力が目標圧力に
達した時点における実圧力信号から各時点での実圧力信
号を差し引いた偏差に対応する比較偏差が正の値とな
り、その大きさが前記基準偏差以上であるときは、圧力
比例制御弁の出力ポートに同出力ポートを圧力比例制御
弁の入力ポートに連通する第１の電磁弁を接続するとと
もに、同出力ポートを大気に連通する第２の電磁弁を接
続し、該第１の電磁弁を作動して圧力比例制御弁の出力
ポートに高い圧力の流体を供給し、実圧力が目標圧力に
達した時点での実圧力信号から、各時点での実圧力信号
を差し引いた偏差に対応する比較偏差が負の値となり、
その大きさが前記基準偏差以上であるときは、前記第２
の電磁弁を作動して圧力比例制御弁の出力ポートから流
体を大気に排気するようにした。

【００１３】請求項３に記載の発明は、外部から入力さ
れる目標圧力指令データに基づき、圧力比例制御弁が出
力する実圧力を当該目標圧力指令データに対応する目標
圧力に制御するための目標電圧信号を出力する圧力比例
制御弁の制御信号発生装置において、前記目標電圧信号
に基づき圧力比例制御弁が出力する実圧力の検出値であ
る実圧力信号と、実圧力が目標圧力に達した時点におけ
る実圧力信号との偏差に対応する比較偏差を予め設定さ
れた基準偏差と比較する偏差比較手段と、前記偏差比較
手段の比較結果に基づき、前記比較偏差が基準偏差以上
であるとき、圧力比例制御弁の出力ポートを外部の圧力
源に連通する電磁弁を制御する制御信号を出力する制御
信号出力手段とを備えた。

【００１４】従って、請求項１に記載の発明によれば、
目標圧力信号に基づいて圧力比例制御弁の実圧力が目標
圧力に制御される迄の設定時間が所望の設定時間よりも
短かったときは、圧力比例制御弁だけで負荷に対する圧
力制御を行う。設定時間が所望の設定時間よりも長かっ
たときは、圧力比例制御弁の出力ポートに、同出力ポー
トを外部の圧力源に連通する電磁弁を接続する。そし
て、目標圧力に対応する実圧力信号と実圧力信号との偏
差に対応する比較偏差が予め設定される基準偏差以上で
ある間、圧力比例制御弁の出力ポートに出力ポートを外
部の圧力源に連通する電磁弁が作動され、出力ポートの
圧力が目標圧力に近づくように制御される。従って、電
磁弁が作動される間は、圧力比例制御弁の出力ポートの
圧力が圧力源の圧力にて制御され目標圧力に制御される
ため、出力ポートの圧力を目標圧力に近づくように急速
に制御することが可能になる。その結果、圧力を制御す
る負荷の容量が異なっても、電磁弁にて出力ポートの圧
力を制御することにより、設定時間の短縮化を図ること
ができる。偏差が基準偏差よりも小さくなると、電磁弁
の作動が停止されるため、実圧力が圧力比例制御弁自体
の制御で目標圧力に高精度に制御される。

【００１５】請求項２に記載の発明によれば、目標圧力
信号に基づいて圧力比例制御弁の実圧力が目標圧力に制
御される迄の設定時間が所望の設定時間よりも短かった
ときは、圧力比例制御弁だけで負荷に対する圧力制御を
行う。設定時間が所望の設定時間よりも長かったとき
は、圧力比例制御弁の出力ポートに、同出力ポートを圧
力比例制御弁の入力ポートに連通する第１の電磁弁を接
続するとともに、同出力ポートを大気に連通する第２の
電磁弁を接続する。そして、目標圧力に対応する実圧力
信号から実圧力信号を差し引いた偏差に対応する比較偏
差が正の値となり、その大きさが予め設定される基準偏
差以上であるときは、第１の電磁弁が作動され、出力ポ
ートに高い圧力の流体が供給される。又、目標圧力に対
応する実圧力信号から実圧力信号を差し引いた偏差に対
応する比較偏差が負の値となり、その大きさが予め設定
される基準偏差以上である間は、第２の電磁弁が作動さ
れ、出力ポートから流体が排気される。従って、第１又
は第２の電磁弁が作動されるときは、圧力比例制御弁の
出力ポートの圧力が目標圧力に近づくように急速に制御
される。その結果、圧力を制御する負荷の容量が異なっ
ても、第１又は第２の電磁弁にて出力ポートの圧力を制
御することにより、設定時間の短縮化を図ることが可能
になる。比較偏差が基準偏差よりも小さくなると、第１
又は第２の電磁弁の作動が停止されるため、実圧力が圧
力比例制御弁自体の制御で目標圧力に高精度に制御され
る。又、出力ポートに供給する圧力を圧力比例制御弁の
入力側から得るとともに、出力ポートの流体を大気に排
気するようにしたので、特別に両電磁弁に接続する圧力
源を設ける必要がない。

【００１６】請求項３に記載の発明によれば、外部から
入力される目標圧力指令データに基づき、圧力比例制御
弁が出力する実圧力を目標圧力指令データに対応する目
標圧力に制御するための目標電圧信号を出力する。偏差
比較手段は、圧力比例制御弁が出力する実圧力の検出値
である実圧力信号について、目標圧力に対応する実圧力
信号と実圧力信号との偏差に対応する比較偏差を予め設
定された基準偏差と比較する。制御信号出力手段は、偏
差比較手段の比較結果に基づき、比較偏差が基準偏差以
上であるとき、圧力比例制御弁の出力ポートを外部の圧
力源に連通する電磁弁を制御する制御信号を出力する。
従って、圧力比例制御弁のみで負荷に供給する圧力を制
御して、所定の設定時間が得られなかった場合、圧力比
例制御弁の出力ポートを外部の圧力源に連通する電磁弁
を制御して、出力ポートに高圧力を供給したり、あるい
は、出力ポートの圧力を放出することが可能になる。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した一実施
の形態を図１〜図６に従って説明する。図１は、負荷Ｌ
に供給する空圧を制御するための圧力制御装置１のブロ
ック図を示している。この圧力制御装置１は、空圧ユニ
ット２及び制御信号発生装置３から構成されている。空
圧ユニット２は、フィルタ７、減圧弁８及び圧力比例制
御弁４が順に接続された公知の空圧機器にて構成され、
フィルタ７の入力ポートには空圧源２ａから圧力ＰI の
エアが供給されている。圧力比例制御弁４には、制御信
号発生装置３が接続されている。制御信号発生装置３
は、圧力比例制御弁４が負荷Ｌに供給する圧力（以下、
実圧力ＰO という）を目標圧力ＰS に制御するための目
標電圧信号ＶS を圧力比例制御弁４の内部の図示しない
制御部に出力する。圧力比例制御弁４は、目標電圧信号
ＶS に基づき、負荷Ｌに供給する実圧力ＰO を目標圧力
ＰS に制御する。制御信号発生装置３には、制御コンピ
ュータ６が接続されている。

【００１８】負荷Ｌに供給する実圧力ＰO の制御は、通
常、空圧ユニット２と制御信号発生装置３の組み合わせ
で行われる。この組み合わせからなる圧力制御装置１で
は、負荷Ｌに供給される実圧力ＰO が圧力値０から目標
圧力値ＰS に達するまでの所要時間（以下、設定時間と
いう）が所望の時間内とならなかった場合には、減圧弁
８の出力ポートと圧力比例制御弁４の入力ポートをバイ
パスする電磁弁５が追加される。尚、図１においては、
電磁弁５を機能的に同一である３ポート３位置切換弁と
して表示している。

【００１９】図３は、電磁弁５を接続しない空圧ユニッ
ト２の正面図である。フィルタ７、減圧弁８及び圧力比
例制御弁４はそれぞれその入力ポートが左側面に、出力
ポートが右側面に設けられている。フィルタ７は、空圧
源２ａから供給される圧力ＰI のエアから水分等を除去
したエアを減圧弁８に供給する。減圧弁８はフィルタ７
から供給される圧力ＰI のエアを所定の圧力ＰD に減
圧して圧力比例制御弁４に供給する。圧力比例制御弁４
は、減圧弁８から供給される圧力ＰD のエアを目標電圧
信号ＶS に対応する目標圧力ＰS に制御して負荷Ｌに供
給する。

【００２０】図４は、電磁弁５を追加した空圧ユニット
２の正面図である。この空圧ユニット２では、減圧弁８
の出力ポート側に分岐アダプタ９が接続され、この分岐
アダプタ９に圧力比例制御弁４が接続されている。分岐
アダプタ９には、減圧弁８の出力ポートを圧力比例制御
弁４の入力ポートに連通するとともに、その下面に減圧
弁８の出力ポートを連通する分岐ポート９ａが設けられ
ている。電磁弁５は、圧力比例制御弁４の出力ポート側
に接続されるとともに、分岐ポート９ａからの分岐管１
０が接続されている。負荷Ｌは、電磁弁５の出力側に接
続される。

【００２１】電磁弁５の構成を図５に従って詳細に説明
する。ハウジング１１には左右方向に連通する流路１２
が形成されている。流路１２の左端には入力ポート１３
が形成され、流路１２の右端には出力ポート１４が形成
されている。流路１２の中央下側には吸気側弁座１５が
開口され、吸気側弁座１５の下方には吸気ピース１６が
固着されている。吸気ピース１６と吸気側弁座１５との
間には、吸気室１７が形成されている。吸気ピース１６
の下部中央には吸気ポート１８が形成され、吸気ピース
１６の上部には吸気ポート１８と吸気室１７とを連通す
る複数の流路１９が形成されている。流路１２の中央上
側には排気側弁座２０が開口されている。

【００２２】ハウジング１１の上側には、第１アッパー
ピース２１が固着されている。ハウジング１１と第１ア
ッパーピース２１とにより排気室２２が形成され、排気
室２２は弁座２０を介して流路１２に連通されている。
排気室２２の前側には排気ポート２３が形成されてい
る。第１アッパーピース２１の下部には弁座２４が形成
されている。

【００２３】第１アッパーピース２１の上側には第２ア
ッパーピース２５が固着されている。第１アッパーピー
ス２１と第２アッパーピース２５とにより復帰用ばね室
２６が形成され、復帰用ばね室２６は前記弁座２４にて
排気室２２に連通されている。

【００２４】前記各弁座１５，２０，２４には、弁体２
７が摺動可能に支持されている。弁体２７は軸部２８を
備え、その軸部２８の下端に弁部２９が、軸部２８の中
央に弁部３０が、軸部２８の上部に弁部３１がそれぞれ
形成されている。そして、弁部２９が吸気側弁座１５
に、弁部３０が排気側弁座２０に、弁部３１が弁座２４
にそれぞれ摺接している。

【００２５】前記吸気ピース１６にはばね保持孔３２が
形成されている。弁部２９の下面には吸気側弁座１５よ
りも大径のワッシャ３３が当接されている。ばね保持孔
３２とワッシャ３３との間には、弁部２９が吸気側弁座
１５の下端位置よりも下方にあるときに上方向に復帰す
る付勢力を付与する復帰用圧縮ばね３４が配設されてい
る。

【００２６】前記復帰用ばね室２６内において、弁部３
１の上面には弁座２４よりも大径のワッシャ３５が当接
されている。復帰用ばね室２６の上側面とワッシャ３６
との間には、弁部３１が弁座２４の中央位置よりも上方
にあるときに下方向の付勢力を付与する復帰用圧縮ばね
３６が配設されている。

【００２７】弁部２９が吸気側弁座１５の下端位置にあ
るときは、弁部３０は排気側弁座２０の上端位置にあ
る。このとき、弁部３１は、弁座２４の中央位置にあ
る。以下、弁体２７の各弁部２９，３０，３１がこのよ
うな位置に配置されているときの弁体２７の位置を弁体
中立位置という。弁体２７に外部から力が加わらないと
きは、弁体２７は両復帰用圧縮ばね３４，３６及び両ワ
ッシャ３３，３５の作用により弁体中立位置に配置され
る。弁体２７が弁体中立位置から下方に移動すると弁部
２９が吸気側弁座１５から外れた下方に配置され、吸気
ポート１８が流路１２に連通される。このとき、弁部３
０は排気側弁座２０の下端位置に配置され、流路１２と
排気室２２とは隔絶される。又、弁部３１は弁座２４の
下端位置に配置され、排気室２２と復帰用ばね室２６と
を隔絶する。

【００２８】反対に、弁体２７が弁体中立位置から上方
に移動すると弁部２９が吸気側弁座１５の上端位置に配
置され、吸気ポート１８と流路１２とは隔絶される。こ
のとき、弁部３０は排気側弁座２０から外れた上方に配
置され、流路１２は排気室２２に連通される。又、弁部
３１は弁座２４の上端位置に配置され、排気室２２と復
帰用ばね室２６とを隔絶する。

【００２９】尚、軸部２８には、その下端から復帰用ば
ね室２６に連通する流路３７が形成されている。この流
路３７により、復帰用ばね室２６は吸気ポート１８に常
時連通されている。

【００３０】第２アッパピース２５の内部にはピストン
室３９が形成され、このピストン室３９にはピストン４
０が上下方向に摺動可能に配設されている。ピストン室
３９は、ピストン４０により上室４１及び下室４２に区
画されている。

【００３１】ピストン４０の下面には、前記弁体２７の
上端が固着されている。弁体２７が弁体中立位置にある
ときは、ピストン４０はピストン室３９の上下中央（以
下、ピストン中立位置という）に配置される。ピストン
４０がピストン中立位置から下動してピストン室３９の
下端に当接する位置に配置されると、弁体２７が弁体中
立位置から下動して吸気ポート１８が流路１２に連通さ
れる。ピストン４０がピストン中立位置から上動してピ
ストン室３９の上端に当接する位置に配置されると、弁
体２７が弁体中立位置から上動して流路１２が排気ポー
ト２３に連通される。

【００３２】第２アッパピース２５の外部には、図４に
示すように、給気側電磁弁４３及び排気側電磁弁４４が
設けられている。両電磁弁４３，４４は、共に３ポート
２位置の単動ソレノイドノーマルクローズタイプであ
る。給気側電磁弁４３の各ポートは、復帰用ばね室２
６、上室４１及び大気に連通されている。給気側電磁弁
４３は、作動のための制御信号である給気指令信号が入
力されないときは上室４１を大気に連通し、給気指令信
号が入力されるときは上室４１と復帰用ばね室２６とを
連通する。又、排気側電磁弁４４の各ポートは、復帰用
ばね室２６、下室４２及び大気に連通されている。排気
側電磁弁４４は、作動のための制御信号である排気指令
信号が入力されないときは下室４２を大気に連通し、排
気指令信号が入力されるときは下室４２と復帰用ばね室
２６とを連通する。

【００３３】従って、給気側電磁弁４３及び排気側電磁
弁４４に共に指令信号が入力されないときは、ピストン
４０がピストン中立位置に配置されて弁体２７が弁体中
立位置に配置されるため、流路１２は吸気ポート１８及
び排気ポート２３のいずれにも連通されない。給気側電
磁弁４３に給気指令信号が入力されると、上室４１に供
給されるエアによりピストン４０がピストン中立位置か
ら下動して弁体２７が弁体中立位置から下動され、流路
１２に吸気ポート１８が連通される。又、排気側電磁弁
４４に排気指令信号が入力されると、下室４２に供給さ
れるエアによりピストン４０がピストン中立位置から上
動して弁体２７が弁体中立位置から上動され、流路１２
が排気ポート２３に連通される。

【００３４】入力ポート１３が設けられる左側面４５の
上下位置には、連結用のねじ溝４６がそれぞれ形成され
ている。出力ポート１４が設けられる右側面４７には、
出力ポートの外周にＯリングを収容する収容孔４８が形
成されている。又、同右側面４７の上下位置には、前記
各ねじ溝４６と相対向する位置に連結用のねじ溝４９が
それぞれ形成されている。

【００３５】電磁弁５に連結される圧力比例制御弁４の
図示しない入力ポートが設けられる左側面、及び、出力
ポート５１が設けられる右側面５２にも、それぞれ一対
の連結用のねじ溝５３が設けられている。又、圧力比例
制御弁４の右側面５２には、Ｏリング５４を収容する収
容孔５５が設けられている。圧力比例制御弁４の収容孔
５５にＯリング５４を収容し、この右側面５２に電磁弁
５の左側面４５を当接する。すると、右側面５２のねじ
溝５３と、左側面４５のねじ溝４６とにより一対のねじ
孔５６が形成される。この両ねじ孔５６にそれぞれ連結
用ボルト５７を挿入することにより、圧力比例制御弁４
に電磁弁５が連結され、圧力比例制御弁４の出力ポート
５１が電磁弁５の入力ポート１３に連結されるようにな
っている。本実施の形態では、電磁弁５にて第１及び第
２の電磁弁が構成されている。

【００３６】次に、制御信号発生装置３について説明す
る。制御信号発生装置３は、図２に示すように、入力部
６１、マイコン部６２及び出力部６３とから構成されて
いる。制御信号発生装置３は、圧力比例制御弁４の目標
圧力値ＰS を指示するための、５つの異なる表現形式の
目標圧力指令データを入力することができる。尚、本実
施の形態では、マイコン部６２にて偏差比較手段及び指
令信号出力手段が構成されている。

【００３７】入力部６１は、キー入力部６４、指令信号
入力部６５及び圧力信号入力部６６を備えている。キー
入力部６４は、圧力比例制御弁４の目標圧力ＰS を指示
するために入力される５つの異なる表現形式の目標圧力
指令データに対応する５つの入力モードの内の１つを使
用者のキー操作により選択する。以下、各入力モードを
説明する。

【００３８】第１の入力モードは、使用者がキー入力部
６４からキー操作により１０進数の目標圧力値（以下、
単に目標圧力値データという）Ｄ1 を入力する入力モー
ドである。

【００３９】第２の入力モードは、制御コンピュータ６
から出力される、目標圧力値ＰS をＢＣＤコード化した
ＢＣＤ目標圧力値データを入力する入力モードである。
第３の入力モードは、制御コンピュータ６から出力され
る、目標圧力値ＰS に対応する電圧信号値をＢＣＤコー
ド化したＢＣＤ電圧信号値データを入力する入力モード
である。

【００４０】第４の入力モードは、プログラマブルロジ
ックコントローラ（即ち、シーケンサ）から出力され
る、目標圧力値ＰS を２進化した２進数の目標圧力値デ
ータを入力する入力モードである。

【００４１】第５の入力モードは、シーケンサから出力
される、目標圧力値ＰS に対応する電圧信号値を２進化
した２進数の電圧信号値データを入力する入力モードで
ある。

【００４２】即ち、本実施の形態では、目標圧力値デー
タＤ1 、ＢＣＤ目標圧力値データ、ＢＣＤ電圧信号値デ
ータ、２進数の目標圧力値データ、２進数の電圧信号値
データの内の何れかにて目標圧力指令データとなる。

【００４３】キー入力部６４は、選択された各入力モー
ドに対応したモード選択信号ＳM をマイコン部６２に出
力する。又、キー入力部６４は、第１の入力モードにお
いてキー操作にて各位毎に順次入力される１０進数の目
標圧力値データＤ1 を、各位の値に対応した２値信号デ
ータとして順次マイコン部６２に出力する。即ち、目標
圧力値データＤ1 は、各位の数字に対応する２値データ
の集合からなる。尚、第１の入力モードにおいては、目
標圧力値データＤ1 として異なる複数のデータを入力可
能になっている。

【００４４】指令信号入力部６５は、第１の入力モード
において入力された目標圧力値データＤ1 を選択するた
めの圧力選択信号ＳC を入力してマイコン部６２に出力
する。指令信号入力部６５は、第２の入力モードにおい
てＢＣＤ目標圧力値データを入力し、圧力指令データＤ
2 としてマイコン部６２に出力する。又、指令信号入力
部６５は、第３の入力モードにおいてＢＣＤ電圧信号値
データを入力し、圧力指令データＤ2 としてマイコン部
６２に出力する。指令信号入力部６５は、第４の入力モ
ードにおいて２進数の目標圧力値データを入力し、圧力
指令データＤ2としてマイコン部６２に出力する。さら
に、指令信号入力部６５は、第５の入力モードにおいて
２進数の電圧信号値データを入力し、圧力指令データＤ
2 としてマイコン部６２に出力する。

【００４５】圧力信号入力部６６は、圧力比例制御弁４
が内部の図示しない圧力検出センサで検出する実圧力Ｐ
O の検出値（以下、実圧力信号という）ＶO を入力して
マイコン部６２に出力する。

【００４６】マイコン部６２は、中央処理装置（以下、
ＭＰＵという）６７、読出専用メモリ（以下、ＲＯＭと
いう）６８、読出及び書換え可能なメモリ（以下、ＲＡ
Ｍという）６９、入出力インターフェース（以下、Ｉ／
Ｏという）７０、アナログ−デジタル変換器（以下、Ａ
／Ｄ変換器という）７１及びデジタル−アナログ変換器
（以下、Ｄ／Ａ変換器という）７２とから構成されてい
る。

【００４７】Ｉ／Ｏ７０には、前記キー入力部６４及び
指令信号入力部６５がそれぞれ接続されている。又、Ａ
／Ｄ変換器７１には前記圧力信号入力部６６が接続さ
れ、圧力信号入力部６６から入力する実圧力信号ＶO を
実圧力電圧値データＤO に変換して出力する。

【００４８】ＲＯＭ６８には、各入力モードにおいて入
力部６１から出力される目標圧力値データＤ1 、ＢＣＤ
目標圧力値データ、ＢＣＤ電圧信号値データ、及び、２
進数の目標圧力値データを圧力比例制御弁４を制御する
ための２進数の電圧信号値データ（以下、電圧信号値デ
ータＤB という）に変換するためのプログラムが記憶さ
れている。即ち、この電圧信号値データＤB は、目標圧
力値ＰS に対応したデータである。

【００４９】又、ＲＯＭ６８には、実圧力電圧値データ
ＤO における第１の偏差値ΔＤ1 、及び、第１の偏差値
ΔＤ1 よりも大きな基準偏差としての第２の偏差値ΔＤ
2 が記憶されている。第１の偏差値ΔＤ1 は、実圧力Ｐ
O がほぼ目標圧力ＰS に達したか否かを判断するために
設定される偏差値である。第２の偏差値ΔＤ2 は、実圧
力ＰO が目標圧力ＰS に近づいてその変化率が低下し始
めるときを判断するために設定された偏差値である。

【００５０】又、ＲＯＭ６８には、各入力モードにおい
て求めた電圧信号値データＤB に対する目標圧力電圧値
データＤS 、各時点の実圧力電圧値データＤO 及び第２
の偏差値ΔＤ2 に基づいて電磁弁５を制御するための給
気指令信号ＳI 及び排気指令信号ＳE を出力するための
プログラムが記憶されている。ここで、目標圧力電圧値
データＤS とは、実圧力ＰO が各入力モードにおいて求
めた電圧信号値データＤB に対する目標圧力ＰS に達し
た時点における実圧力電圧値データＤO である。本実施
の形態では、給気指令信号ＳI 及び排気指令信号ＳE に
て指令信号が構成されている。

【００５１】ＲＡＭ６９は、マイコン部６２に入力され
る目標圧力値データ、ＢＣＤ目標圧力値データ、ＢＣＤ
電圧信号値データ、２進数の目標圧力値データ、及び、
２進数の電圧信号値データ（即ち、電圧信号値データＤ
B ）を一時的に記憶する。

【００５２】ＭＰＵ６７は、モード選択信号ＳM に基づ
き選択された入力モードを判断する。ＭＰＵ６７は、プ
ログラムに従って各入力モード毎に以下のデータ変換処
理を行う。

【００５３】(1) 第１の入力モードでは、キー入力部６
４から順次出力される２値表現された１０進数の目標圧
力値データＤ1 に所定の変換係数を乗じて２値表現され
た１０進数の電圧信号値データに変換する。さらに、こ
の２値表現された１０進数の電圧信号値データを電圧信
号値データＤB にデータ変換する。

【００５４】(2) 第２の入力モードでは、入力したＢＣ
Ｄ目標圧力値データに所定の変換係数を乗じてＢＣＤ電
圧信号値データにデータ変換する。さらに、このＢＣＤ
電圧信号値データを電圧信号値データＤB にデータ変換
する。

【００５５】(3) 第３の入力モードでは、入力したＢＣ
Ｄ電圧信号値データを電圧信号値データＤB にデータ変
換する。 (4) 第４の入力モードでは、入力した２進数の目標圧力
値データに所定の変換定数を乗じて電圧信号値データＤ
B に変換する。

【００５６】(5) 第５の入力モードでは、入力した２進
数の電圧信号値データを電圧信号値データＤB としてそ
のまま出力する。ＭＰＵ６７は、第１の入力モードにお
いて、求めた複数の電圧信号値データＤB をそれぞれＲ
ＡＭ６９に格納する。そして、ＭＰＵ６７は、第１の入
力モードにおいて、入力した圧力選択信号ＳC にて指定
された電圧信号値データＤB を取り出しＤ／Ａ変換器７
２を介して出力部６３に出力する。又、ＭＰＵ６７は、
第２から第５の各入力モードにおいて、変換された電圧
信号値データＤB をＤ／Ａ変換器７２を介して出力部６
３に出力する。尚、ＭＰＵ６７は、各入力モードにおい
て、求めた電圧信号値データＤB をＩ／Ｏ７０を介して
出力部６３に出力する。

【００５７】又、ＭＰＵ６７は、プログラムにより、電
磁弁５を制御する給気指令信号ＳI及び排気指令信号ＳE
を出力するための圧力値比較処理を実行する。先ず、
ＭＰＵ６７は、各入力モードにおいて求めた電圧信号値
データＤB に所定の変換係数を乗じて対応する目標圧力
電圧値データＤS を求める。次いで、ＭＰＵ６７は、求
めた目標圧力電圧値データＤS から各時点における実圧
力電圧値データＤO を差し引いた比較偏差ΔＤが正の値
となり、その大きさが第２の偏差値ΔＤ2 以上であると
きは、給気側電磁弁４３を作動するための給気指令信号
ＳI を出力部６３に出力する。

【００５８】又、ＭＰＵ６７は、目標圧力電圧値データ
ＤS から実圧力電圧値データＤO を差し引いた比較偏差
ΔＤが負の値となり、その大きさが第２の偏差値ΔＤ2
以上であるときは、排気側電磁弁４４を作動するための
排気指令信号ＳE を出力部６３に出力する。

【００５９】さらに、ＭＰＵ６７は、目標圧力電圧値デ
ータＤS と、実圧力電圧値データＤO との偏差が第１の
偏差値ΔＤ1 以下であるときは、制御完了信号ＳS を出
力部６３に出力する。

【００６０】出力部６３は、表示部７３、第１出力部７
４及び第２出力部７５とから構成されている。表示部７
３は、各入力モードにおいて電圧信号値データＤB を入
力し、この電圧信号値データＤB に対応する十進数の圧
力値を表示する。第１出力部７４は、各入力モードにお
いて入力した給気指令信号ＳI 又は排気指令信号ＳEを
出力する。又、第１出力部７４は、各入力モードにおい
て入力した制御完了信号ＳS を制御コンピュータ６に出
力する。第２出力部７５は圧力比例制御弁４の制御部に
接続され、電圧信号値データＤB をＤ／Ａ変換器７２を
介して入力し、その制御部に対して電圧信号値データＤ
B に対応する目標電圧信号ＶS を出力する。

【００６１】本実施の形態では、制御信号発生装置３に
は制御コンピュータ６が接続されている。制御コンピュ
ータ６は、本実施の形態の圧力制御装置１が使用される
製造工程等において、制御信号発生装置３を含む複数の
被制御機器を制御する。制御コンピュータ６は、制御信
号発生装置３に対して負荷Ｌに供給する目標圧力ＰSを
指令するためのＢＣＤコード化されたＢＣＤ目標圧力値
データを出力する。

【００６２】次に、以上のように構成された空圧ユニッ
ト及び制御信号発生装置の作用について説明する。ユー
ザがある負荷Ｌの圧力を制御しようとするときは、先
ず、図３に示すように、空圧ユニット２をフィルタ７、
減圧弁８、圧力比例制御弁４からなる最小のユニットで
構成する。この圧力比例制御弁４としては、比較的少流
量のもので十分である。何故なら、負荷Ｌに供給する目
標圧力ＰS の設定時間として所望の設定時間が得られな
かった場合、電磁弁５を追加して単位時間に供給するエ
アの量を増加することにより設定時間を短縮することが
できるからである。そして、この空圧ユニット２からな
る圧力制御装置１において、圧力比例制御弁４にて負荷
Ｌに供給される実圧力ＰO が所定の目標圧力ＰS に達す
るまでの設定時間を確認試験する。

【００６３】先ず、この空圧ユニット２を制御信号発生
装置３に接続して圧力制御装置１を構成する。圧力比例
制御弁４の制御部に備えられた目標電圧信号ＶS の入力
端に第２出力部７５の出力端を接続する。さらに、圧力
比例制御弁４の図示しない圧力検出センサが出力する実
圧力信号ＶO の出力端を圧力信号入力部６６の入力端に
接続する。又、制御信号発生装置３の指令信号入力部６
５の入力端に、制御コンピュータ６のＢＣＤ目標圧力値
データの出力端を接続する。

【００６４】次に、キー入力部６４のキー操作により、
制御コンピュータ６が出力するＢＣＤ目標圧力値データ
を入力するための第２の入力モードを選択する。そし
て、制御コンピュータ６に、確認試験のための所定のＢ
ＣＤ目標圧力値データを出力させる。

【００６５】ＭＰＵ６７はＢＣＤ目標圧力値データを入
力すると、このＢＣＤ目標圧力値データをＢＣＤ電圧信
号値データにデータ変換する。さらに、ＭＰＵ６７は、
ＢＣＤ電圧信号値データを電圧信号値データＤB に変換
し、この電圧信号値データＤB をＤ／Ａ変換器７２及び
第２出力部６３を介して目標電圧信号ＶS として圧力比
例制御弁４に出力する。又、ＭＰＵ６７は、電圧信号値
データＤB に対する目標圧力電圧値データＤS を求め
る。

【００６６】圧力比例制御弁４は、目標電圧信号ＶS を
入力すると、減圧弁８から供給される圧力ＰD から得ら
れる実圧力ＰO をその目標電圧信号ＶS に対する目標圧
力ＰS に向かって制御する。その結果、実圧力ＰO は目
標圧力ＰS に向かって０から上昇し、この実圧力ＰO に
対する実圧力電圧値データＤO がＭＰＵ６７に入力され
る。ＭＰＵ６７は、図６に示すように、目標圧力電圧値
データＤS から各時点における実圧力電圧値データＤO
を差し引いた比較偏差ΔＤが正の値となり、その大きさ
が第２の偏差値ΔＤ2 以上である間は、給気指令信号Ｓ
I を第１出力部７４に出力する（尚、図６では、電磁弁
５が追加されていないときの実圧力電圧値データＤO を
二点鎖線で示している）。

【００６７】実圧力ＰO が目標圧力ＰS に近づき、目標
圧力電圧値データから実圧力電圧値データを差し引いた
比較偏差ΔＤが第２の偏差値ΔＤ2 よりも小さくなる
と、ＭＰＵ６７は給気指令信号ＳI の出力を停止する。
さらに、ＭＰＵ６７は、目標圧力電圧値データＤS に対
する実圧力電圧値データＤO の比較偏差ΔＤが第１の偏
差値ΔＤ1 以下になると、制御完了信号ＳS を制御コン
ピュータ６に対して出力する。このとき、使用者は、制
御コンピュータ６からＢＣＤ目標圧力値データが出力さ
れた時点から、制御コンピュータ６に制御完了信号ＳS
が入力される時点迄の所要時間を計測する。即ち、この
所要時間は、圧力比例制御弁４にて負荷Ｌに供給される
実圧力ＰO が目標圧力ＰS に制御されるまでの設定時間
になる（図６に設定時間Ｔ1 で図示）。この設定時間Ｔ
1 が使用者の所望の設定時間以下となったときは、電磁
弁５の追加を行うことなくこの空圧ユニット２からなる
圧力制御装置１で負荷Ｌの圧力制御を行うようにする。

【００６８】設定時間Ｔ1 が所望の設定時間よりも長か
った場合、図４に示すように、上記の空圧ユニット２に
電磁弁５を追加接続する。この電磁弁５の流量は、短縮
しようとする設定時間に応じたものとする。即ち、実際
の設定時間Ｔ1 が所望の設定時間に対して長くなればな
るほど、流量の大きな電磁弁５を選択する。何故なら、
設定時間Ｔ1 の遅れは、単位時間当たりの流量の不足に
あるためである。

【００６９】電磁弁５を追加接続するには、先ず、圧力
比例制御弁４を減圧弁８の出力ポート側から取り外し、
その減圧弁８の出力ポート側に分岐アダプタ９を接続し
て、この分岐アダプタ９に圧力比例制御弁４を接続す
る。この分岐アダプタ９の分岐ポート９ａと電磁弁５の
吸気ポート１８に分岐管１０にて接続する。そして、電
磁弁５の出力ポート１４に負荷Ｌを接続する。最後に、
制御信号発生装置３の第１出力部７４の給気指令信号Ｓ
I の出力端に給気側電磁弁４３を、同じく排気指令信号
ＳE の出力端に排気側電磁弁４４に接続する。

【００７０】こうして電磁弁５を追加接続した空圧ユニ
ット２からなる圧力制御装置１にて、負荷Ｌに対する圧
力制御を行う。改めて、制御コンピュータ６に、負荷Ｌ
に供給する実圧力ＰO を目標圧力ＰS に制御するための
ＢＣＤ目標圧力値データを出力させる。制御信号発生装
置３は、このＢＣＤ目標圧力値データに対する目標電圧
信号ＶS を圧力比例制御弁４に出力する。圧力比例制御
弁４は、入力した目標圧力信号ＶS に基づきその実圧力
ＰO を目標圧力ＰS に向かって制御する。ＭＰＵ６７
は、ＢＣＤ目標圧力値データを電圧信号値データＤB に
変換し、この電圧信号値データＤB に対する目標圧力電
圧値データＤS を求める。

【００７１】そして、ＭＰＵ６７は、求めた目標圧力電
圧値データＤS から各時点における実圧力電圧値データ
ＤO を差し引いた比較偏差ΔＤが正の値となり、その大
きさが第２の偏差値ΔＤ2 以上である間は、電磁弁５の
給気側電磁弁４３に給気指令信号ＳI を出力する（図６
に図示、尚、図６では、このときの実圧力電圧値データ
ＤO を実線で示している）。給気側電磁弁４３は給気指
令信号ＳI を入力すると、ピストン室３９の上室４１に
減圧弁８からの圧力ＰD のエアを供給して弁体２７を弁
体中立位置から下動させる。その結果、電磁弁５の出力
ポート１４には、吸気ポート１８を介して減圧弁８から
目標圧力ＰS よりも高い圧力ＰD のエアが供給される。

【００７２】従って、圧力比例制御弁４に目標電圧信号
ＶS が入力された時点から、電磁弁５の吸気ポート１８
には減圧弁８からの圧力ＰD のエアが供給される。その
ため、電磁弁５の出力ポート１４から負荷Ｌに供給され
る実圧力ＰO は、電磁弁５を追加する前に圧力比例制御
弁４のみにて負荷Ｌに供給される場合の実圧力ＰO より
も急速に上昇する。即ち、図６に示すように、実圧力電
圧値データＤO は、二点鎖線で示す電磁弁５を使用しな
い場合における実圧力電圧値データＤO の特性に対し
て、急速に目標圧力電圧値データＤS に近づくようにな
る。

【００７３】実圧力ＰO が目標圧力ＰS に近づき、目標
圧力電圧値データから実圧力電圧値データＤO を差し引
いた比較偏差ΔＤが第２の偏差値ΔＤ2 よりも小さくな
ると、ＭＰＵ６７は給気指令信号ＳI の出力を停止す
る。すると、ピストン室３９の上室４１が大気に連通さ
れ弁体２７が弁体中立位置に復帰するため、出力ポート
１４への減圧弁８からのエアの供給が停止される。従っ
て、これ以降は、負荷Ｌに供給される実圧力ＰO は、圧
力比例制御弁４のみにて制御されて目標圧力ＰSに近づ
く。

【００７４】実圧力ＰO が目標圧力ＰS にさらに近づ
き、目標圧力電圧値データＤS に対する実圧力電圧値デ
ータＤO の偏差が第１の偏差値ΔＤ1 以下になると、Ｍ
ＰＵ６７は制御完了信号ＳS を制御コンピュータ６に出
力する。

【００７５】従って、負荷Ｌに供給される実圧力ＰO
は、電磁弁５にて供給される減圧弁８からのエアの圧力
ＰD により急速に上昇して目標圧力ＰS に近づくように
制御される。そして、実圧力ＰO が目標圧力ＰS に近づ
いた時点からは圧力比例制御弁４の制御により高精度に
目標圧力ＰS に制御される。その結果、実圧力ＰO が目
標圧力ＰS に制御されるまでの設定時間Ｔ2 は、電磁弁
５を使用しない場合に比較して短縮される。

【００７６】以上の結果、負荷Ｌには高い目標圧力ＰS
が供給された状態になる。次に、制御コンピュータ６
が、制御完了信号ＳS に基づいて、次の目標圧力ＰS と
して圧力値０に対するＢＣＤ目標圧力値データを出力し
たとする。制御信号発生装置３はそのＢＣＤ目標圧力値
データに対する目標電圧信号ＶS を圧力比例制御弁４に
出力する。圧力比例制御弁４は目標電圧信号ＶS を入力
すると、実圧力ＰO を目標圧力ＰS （＝０）に向かって
制御する。ＭＰＵ６７は、新たな目標圧力値ＰSに対す
る電圧信号値データＤB から、目標圧力電圧値データＤ
S を求める。ＭＰＵ６７は、求めた目標圧力電圧値デー
タＤS から実圧力電圧値データＤO を差し引いた比較偏
差ΔＤが負の値となり、その大きさが第２の偏差値ΔＤ
2 以上である間は、電磁弁５の排気側電磁弁４４に排気
指令信号ＳE を出力する。排気側電磁弁４４は排気指令
信号ＳE を入力すると、ピストン室３９の下室４２に圧
力ＰD のエアを供給して弁体２７を弁体中立位置から上
動させる。その結果、電磁弁５の出力ポート１４から排
気ポート２３を介してエアが排気される。

【００７７】従って、圧力比例制御弁４に目標電圧信号
ＶS が入力された時点から、電磁弁５の出力ポート１４
のエアが排気される。そのため、電磁弁５の出力ポート
１４から負荷Ｌに供給される実圧力ＰO は、電磁弁５を
追加する前に圧力比例制御弁４のみにて負荷Ｌに供給さ
れる場合の実圧力ＰO よりも急速に下降する。即ち、図
６に示すように、実圧力電圧値データＤO は、二点鎖線
で示す電磁弁５を使用しない場合における実圧力電圧値
データＤO の特性に対して、急速に目標圧力電圧値デー
タＤS に近づくようになる。

【００７８】実圧力ＰO が目標圧力ＰS （＝０）に近づ
き、実圧力電圧値データＤO から目標圧力電圧値データ
ＤS を差し引いた比較偏差ΔＤが第２の偏差値ΔＤ2 よ
りも小さくなると、ＭＰＵ６７は排気指令信号ＳE の出
力を停止する。すると、ピストン室３９の下室４２が大
気に連通され弁体２７が弁体中立位置に復帰するため、
出力ポート１４からのエアの排気が停止される。従っ
て、これ以降は、負荷Ｌに供給される実圧力ＰO は、圧
力比例制御弁４のみにて制御されて目標圧力ＰS（＝
０）に近づく。

【００７９】実圧力ＰO が目標圧力ＰS （＝０）にさら
に近づき、実圧力電圧値データＤOに対する目標圧力電
圧値データＤS の偏差が第１の偏差値ΔＤ1 以下になる
と、ＭＰＵ６７は制御完了信号ＳS を制御コンピュータ
６に出力する。

【００８０】従って、負荷Ｌに供給される実圧力ＰO
は、電磁弁５にてエアが排気されるため急速に下降して
目標圧力ＰS （＝０）に近づくように制御される。そし
て、実圧力ＰO が目標圧力ＰS （＝０）に近づいた時点
からは圧力比例制御弁４の制御により高精度に目標圧力
ＰS （＝０）に制御される。その結果、実圧力ＰO が目
標圧力ＰS （＝０）に制御されるまでの設定時間Ｔ3
は、電磁弁５を使用しない場合における設定時間Ｔ4 に
対して短縮される。

【００８１】以上のように、圧力比例制御弁４だけの圧
力制御では目標圧力ＰS に対する所望の設定時間が得ら
れなかった場合、安価な電磁弁５を追加するだけで、設
定精度を低下させることなく設定時間Ｔ2 ，Ｔ3 を短縮
することが可能になる。

【００８２】以上詳述した本実施の形態の圧力比例制御
弁を使用した圧力制御方法及び圧力比例制御弁の制御信
号発生装置によれば、以下の効果を得ることができる。 （ａ） 先ず、選択した圧力比例制御弁４にて負荷Ｌに
供給する実圧力ＰO を目標圧力ＰS に制御する設定時間
の確認試験を行い、所望の設定時間が得られた場合には
このままで負荷Ｌの圧力制御を行う。所定の設定時間が
得られなかった場合は、圧力比例制御弁４に、制御信号
発生装置３にて制御される電磁弁５を接続する。そし
て、圧力比例制御弁４にて制御される実圧力ＰO を高い
目標圧力ＰS に制御するときは、目標圧力ＰS から実圧
力ＰO を差し引いた偏差に対応する比較偏差ΔＤが正の
値となり、その大きさが予め設定された第２の偏差値Δ
Ｄ2以上である間は、電磁弁５にて出力ポート１４に減
圧弁８からの高い圧力ＰD のエアを供給することにより
実圧力ＰO を急速に上昇させる。又、同様に、実圧力Ｐ
O を低い目標圧力ＰS に制御するときは、目標圧力ＰS
から実圧力ＰO を差し引いた偏差に対応する比較偏差Δ
Ｄが負の値となり、その大きさが第２の偏差値ΔＤ2 以
上である間は、電磁弁５にて出力ポート１４からエアを
排気することにより実圧力ＰO を急速に下降させる。い
ずれにおいても、実圧力ＰO と目標圧力ＰS との偏差に
対応する比較偏差ΔＤが第２の偏差値ΔＤ2 よりも小さ
くなってからは、電磁弁５の作動を停止し圧力比例制御
弁４自体の制御により実圧力ＰOを目標圧力ＰS に高精
度に制御する。従って、圧力比例制御弁４のみの圧力制
御により所望の設定時間が得られなかった場合に、短縮
したい時間に応じた流量の安価な電磁弁５を追加するだ
けで設定精度を維持したまま設定時間Ｔ3 ，Ｔ4 を短縮
化することができる。

【００８３】この結果、使用者は、圧力比例制御弁４を
選択して空圧ユニット２を構成するにあたり、各使用者
の使用条件に合わせた設定時間の確認試験を行うことな
く、比較的少流量のものを選択するだけでよくなるた
め、圧力比例制御弁４の機種の選定が容易になる。又、
圧力比例制御弁４のメーカは、圧力比例制御弁４を使用
した高精度の圧力制御を電磁弁５を追加した空圧ユニッ
ト２により高い自由度で選択できる設定時間で行うこと
ができることから、流量の異なる圧力比例制御弁４を多
機種用意する必要がなくなる。従って、圧力比例制御弁
４の機種の統合により、構成部品の低コスト化、在庫管
理コストの低減化を図り、製造原価を低減することがで
きる。

【００８４】（ｂ） 電磁弁５は、減圧弁８、圧力比例
制御弁４と同様に、連結するとその入力ポート１３及び
出力ポート１４が直線状に配置され、出力ポート１４に
対する圧力ＰD の供給、又は、出力ポート１４からの実
圧力ＰO の放出を行うことができる構造とした。従っ
て、設定時間を短縮する必要がある際には、圧力比例制
御弁４に容易に接続して空圧ユニット２を構成し、圧力
比例制御弁４の出力ポートと同じ方向に実圧力ＰO を供
給することができる。

【００８５】（ｃ） 制御信号発生装置３は、予め設定
される入力モードに応じて、キー入力部６４から入力さ
れる目標圧力値、制御コンピュータ６から出力されるＢ
ＣＤ目標圧力値データ又はＢＣＤ電圧信号値データ、プ
ログラマブルロジックコントローラから出力される２進
数の目標圧力値データを、圧力比例制御弁４を制御する
目標電圧信号ＶS を得るため電圧信号値データＤB に変
換するようにした。従って、ユーザの多様な使用条件に
容易に対応することができる。特に、キー入力部６４に
より目標圧力値ＰS を直接入力することができるため、
目標圧力の設定が容易になる。

【００８６】尚、本発明は上記実施の形態に限定される
ものではなく、以下のように構成することもできる。 （１） 上記実施の形態では、マイコン部６２が目標圧
力電圧値データＤS と実圧力電圧値データＤO との偏差
を第２の偏差値ΔＤ2 と比較し、その比較結果に基づい
て給気指令信号ＳI 又は排気指令信号ＳE を出力するよ
うにした。これを、回路的に行うように構成してもよ
い。即ち、実圧力信号ＶO を目標電圧信号ＶS と比較
し、その比較結果に基づいて給気指令信号ＳI 又は排気
指令信号ＳEを出力するようにする。この場合、実圧力
信号ＶO と目標電圧信号ＶS との偏差が比較偏差にな
る。

【００８７】（２） 実圧力ＰO を高い目標圧力ＰS に
制御するときにのみ設定時間が問題になる場合は、給気
指令信号ＳI のみを出力するように構成してもよい。こ
の場合、電磁弁５を給気指令信号ＳI によりその出力ポ
ート１４に供給エアを供給するだけのタイプの電磁弁５
としてもよい。

【００８８】又、低い目標圧力ＰS に制御するときにの
み設定時間が問題になる場合は、排気指令信号ＳE のみ
を出力するように構成してもよい。この場合、電磁弁５
を排気指令信号ＳE により出力ポート１４のエアを排気
するだけのタイプの電磁弁５としてもよい。

【００８９】（３） 電磁弁を図７及び図８に示す電磁
弁７９としてもよい。この電磁弁７９は、ハウジング８
０の相対向する側に、入力ポート８１と出力ポート８２
とが形成され、両ポート８１，８２は連通されている。
両ポート８１，８２間には筒状の隔壁８３が形成され、
その内部に筒状の弁部８４が設けられている。弁部８４
の内部は、排気ポート８５に連通されている。隔壁８３
と弁部８４との間に形成される空間部は上室８６及び下
室８７に２分されている。その上室８６は弁部８４の上
側開口を介して排気ポート８５に連通され、下室８７は
弁部８４の下側開口を介して吸気ポート８８に連通され
ている。そして、吸気側電磁弁８９及び排気側電磁弁９
０が共に作動しないときは、ピストン９１が中立位置に
配置され弁体９２が上側開口に、弁体９３が下側開口に
当接する。このときは、吸気ポート８８及び排気ポート
８５は、出力ポート８２に連通されない。吸気側電磁弁
８９の作動によりピストン９１が下動すると、弁体９３
が下動して出力ポート８２に吸気ポート８８が連通され
る。排気側電磁弁９０の作動によりピストン９１が上動
すると、弁体９２が上動して出力ポート８２が排気ポー
ト８５に連通される。

【００９０】この電磁弁７９のハウジング８０は、図８
に示す圧力比例制御弁４のハウジング９４と同一の金型
で成形されている。そして、成形後に、切削加工等の二
次加工を行うことにより、圧力比例制御弁４のハウジン
グ９４又は電磁弁７９のハウジング８０として形成して
いる。従って、両ハウジング８０，９４の金型を共通化
して製造原価を低減することができるため、電磁弁７９
及び圧力比例制御弁４を安価に提供することができる。

【００９１】（４） 本実施の形態の電磁弁５に代え
て、圧力比例制御弁４の出力ポートと負荷Ｌとを連結管
で連結し、この連結管に、例えばそれぞれ２ポート２位
置の独立した給気側電磁弁及び排気側電磁弁を接続す
る。そして、この両電磁弁にて連結管内の圧力を制御す
ることにより、設定時間を変更するようにしてもよい。

【００９２】（５） 電磁弁５の出力ポート１４に減圧
弁８が出力する圧力ＰD を導入するようにしたが、これ
を、他の圧力源から導入するようにしてもよい。又、出
力ポート１４のエアを大気に放出するようにしたが、こ
れを、他の低圧源に放出するようにしてもよい。

【００９３】（６） 本実施の形態では、目標圧力ＰS
を圧力値０とする目標圧力指令データが入力された場
合、実圧力電圧値データＤO から目標圧力電圧値データ
ＤS （即ち、目標圧力値０に対応）を差し引いた比較偏
差ΔＤが基準偏差ΔＤ2 よりも小さくなった時点で、電
磁弁５への排気指令信号ＳE の出力を停止した。そし
て、圧力比例制御弁４の制御により実圧力ＰO を目標圧
力ＰS （即ち、圧力値０）に制御するようにした。これ
を、実圧力電圧値データＤO が圧力値０に対応する値に
なるまで、排気指令信号ＳE にて電磁弁５に排気動作を
行わせるようにしてもよい。

【００９４】（７） 圧力比例制御弁４として、内部の
圧力検出センサで実圧力ＰO を検出して、その検出値で
ある実圧力信号ＶO を帰還してフィードバック制御を行
うタイプのものに実施した。これを、自らは実圧力ＰO
を検出せず、フィードバック制御を行わないタイプの圧
力比例制御弁に実施してもよい。この場合、電磁弁５か
ら負荷Ｌに供給される実圧力ＰO を別に設けた圧力検出
センサで検出して実圧力信号ＶO を得るようにする。

【００９５】（８） 本実施の形態では、制御信号発生
装置３を制御コンピュータ６にて制御するようにした
が、プログラマブルコントローラにて制御するようにし
てもいよい。この場合、プログラマブルコントローラか
らは、２進数の目標圧力値データ、又は、２進数の電圧
信号値データが出力される。又、キー入力部６４にて直
接複数の１０進数の目標圧力値データを入力しておき、
プログラマブルコントローラが入力された目標圧力値デ
ータを順次選択するようにしてもよい。

【００９６】上記実施の形態から把握できる請求項以外
の技術的思想について、以下にその効果とともに記載す
る。 （１） 流体を導入する入力ポート１３と、入力ポート
１３に連通される出力ポート１と、入力ポート１３に導
入される流体よりも高圧源に連通される吸気ポート１８
と低圧源に連通される排気ポート２３と、受圧体４０を
摺動可能に収容し、受圧体４０にて給気側室４１と排気
側室４２とに区画される受圧体室３９と、給気側室４１
に対して流体の吸排を行う給気側電磁弁４３と、排気側
室４１に対して流体の吸排を行う排気側電磁弁４４と、
給気側室４１への給気による受圧体４０の移動により、
吸気ポート１８を出力ポート１４に連通し、排気側室４
２への給気による受圧体４０の移動により、出力ポート
１４を排気ポート２３に連通する弁機構１５，２０，２
４，２７等とを備え、入力ポート１３及び出力ポート１
４には、他の空圧機器に接続するための連結手段４６，
４８，４９を設けた。

【００９７】このような構成によれば、電磁弁５と連結
可能に形成された圧力比例制御弁４に接続するだけで、
圧力比例制御弁４が出力する実圧力ＰO の制御を行うこ
とができる。

【００９８】（２） 目標電圧信号ＶS に基づき圧力比
例制御弁４が出力する実圧力ＰO の検出値である実圧力
信号ＶO と、実圧力ＶO が目標圧力ＰS に達した時点に
おける実圧力信号ＶO との偏差に対応する比較偏差ΔＤ
を予め設定された基準偏差ΔＤ2 と比較する偏差比較手
段６２と、偏差比較手段６７，６８の比較結果に基づ
き、比較偏差ΔＤが基準偏差ΔＤ2 以上であるとき、圧
力比例制御弁４の出力ポート１４に外部の圧力源に連通
する電磁弁５を制御する指令信号ＳI ，ＳE を出力する
制御信号出力手段６２とからなる圧力比例制御弁４に接
続される電磁弁の制御装置。

【００９９】このような構成によれば、圧力比例制御弁
４のみでは所定の設定時間が得られなかった場合、ユー
ザが既に使用している圧力比例制御弁４の制御信号発生
装置３を無駄にすることなく、追加した電磁弁５の制御
を行うことができる。

【０１００】（３） 請求項３に記載の圧力比例制御弁
の制御信号発生装置において、キー操作により１０進数
の目標圧力指令データＤ1 を各位毎に順次入力するキー
入力手段６４を設けた。

【０１０１】このような構成によれば、作業者が直接目
標圧力値を入力することができるため、目標圧力ＰO を
容易に変更することができる。

【０１０２】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１に記載の
発明によれば、圧力比例制御弁の制御では所望の設定時
間が得られない場合でも、電磁弁を追加するだけで設定
精度を低下させることなく設定時間を短縮することがで
きる。従って、異なる容量の負荷に対しても、圧力比例
制御弁を使った高精度で迅速な圧力制御を容易に行うこ
とができる。

【０１０３】請求項２に記載の発明によれば、請求項１
に記載の発明の効果に加えて、負荷に供給する圧力を高
い目標圧力に制御する場合でも、又、供給する圧力を低
い目標圧力に制御する場合でも、圧力比例制御弁を用い
た高精度で迅速な圧力制御を行うことができる。

【０１０４】請求項３に記載の発明によれば、圧力比例
制御弁を制御して負荷に供給する圧力を制御することが
でき、このとき、圧力比例制御弁だけでは所望の設定時
間が得られなかったときは、追加した電磁弁を制御して
容易に設定時間の短縮化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 制御信号発生装置のブロック図。

【図２】 圧力制御装置のブロック図。

【図３】 空圧ユニットの正面図。

【図４】 電磁弁を加えた空圧ユニットの正面図。

【図５】 電磁弁の断面図。

【図６】 実圧力信号に対する各信号のタイミングチャ
ート。

【図７】 別例の空圧ユニットの正面図。

【図８】 （ａ）は電磁弁及び圧力比例制御弁の断面
図、（ｂ）は圧力比例制御弁の別の断面図。

【符号の説明】

４…圧力比例制御弁、５…第１及び第２の電磁弁、１３
…入力ポート、１４…出力ポート、６２…偏差比較手段
及び指令信号出力手段としてのマイコン部、Ｄ1 …目標
圧力指令データとしての目標圧力値データ、Ｄ2 …同じ
く圧力指令データ、ＰD …圧力源としての圧力、ＰO …
実圧力、ＰS …目標圧力、ＳE …指令信号としての排気
指令信号、ＳI …同じく給気指令信号、ＶO …実圧力信
号、ＶS…目標電圧信号、ΔＤ2 …基準偏差としての第
２の偏差。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 目標圧力（ＰS ）を指示する目標電圧信
   号（ＶS ）に基づき圧力比例制御弁（４）が前記出力ポ
   ート（１４）に出力する実圧力（ＰO ）の検出値である
   実圧力信号（ＶO ）と、実圧力（ＰO ）が目標圧力（Ｐ
   S ）に達した時点における実圧力信号（ＶO ）との偏差
   に対する基準偏差（ΔＤ2 ）を予め設定し、 各時点での実圧力信号（ＶO ）と、実圧力（ＰO ）が目
   標圧力（ＰS ）に達した時点での実圧力信号（ＶO ）と
   の偏差に対応する比較偏差（ΔＤ）が前記基準偏差（Δ
   Ｄ2 ）以上であるときは、圧力比例制御弁（４）の出力
   ポート（１４）に同出力ポート（１４）を外部の圧力源
   （ＰD ）に連通する電磁弁（５）を接続し、該電磁弁
   （５）を作動して出力ポート（１４）の圧力を目標圧力
   （ＰS ）に近づくように制御するようにした圧力比例制
   御弁を使用した圧力制御方法。
2. 【請求項２】 目標圧力（ＰS ）を指示する目標電圧信
   号（ＶS ）に基づき圧力比例制御弁（４）が前記出力ポ
   ート（１４）に出力する実圧力（ＰO ）の検出値である
   実圧力信号（ＶO ）と、実圧力（ＰO ）が目標圧力（Ｐ
   S ）に達した時点における実圧力信号（ＶO ）との偏差
   に対する基準偏差（ΔＤ2 ）を予め設定し、 実圧力（ＰO ）が目標圧力（ＰS ）に達した時点におけ
   る実圧力信号（ＶO ）から、各時点での実圧力信号（Ｖ
   O ）を差し引いた偏差に対応する比較偏差（ΔＤ）が正
   の値となり、その大きさが前記基準偏差（ΔＤ2 ）以上
   であるときは、圧力比例制御弁（４）の出力ポート（１
   ４）に同出力ポート（１４）を圧力比例制御弁（４）の
   入力ポート（１３）に連通する第１の電磁弁（５）を接
   続するとともに、同出力ポート（１４）を大気に連通す
   る第２の電磁弁（５）を接続し、該第１の電磁弁（５）
   を作動して圧力比例制御弁（４）の出力ポート（１４）
   に高い圧力（ＰD ）の流体を供給し、 実圧力が目標圧力（ＰS ）に達した時点での実圧力信号
   （ＶO ）から、各時点での実圧力信号（ＶO ）を差し引
   いた偏差に対応する比較偏差（ΔＤ）が負の値となり、
   その大きさが前記基準偏差（ΔＤ2 ）以上であるとき
   は、前記第２の電磁弁（５）を作動して圧力比例制御弁
   （４）の出力ポート（１４）から流体を大気に排気する
   ようにした圧力比例制御弁を使用した圧力制御方法。
3. 【請求項３】 外部から入力される目標圧力指令データ
   （Ｄ1 ，Ｄ2 ）に基づき、圧力比例制御弁（４）が出力
   する実圧力（ＰO ）を当該目標圧力指令データ（Ｄ1 ，
   Ｄ2 ）に対応する目標圧力（ＰS ）に制御するための目
   標電圧信号（ＶS ）を出力する圧力比例制御弁の制御信
   号発生装置において、 前記目標電圧信号（ＶS ）に基づき圧力比例制御弁
   （４）が出力する実圧力（ＰO ）の検出値である実圧力
   信号（ＶO ）と、実圧力（ＰO ）が目標圧力（ＰO）に
   達した時点における実圧力信号（ＶO ）との偏差に対応
   する比較偏差（ΔＤ）を予め設定された基準偏差（ΔＤ
   2 ）と比較する偏差比較手段（６２）と、 前記偏差比較手段（６７，６８）の比較結果に基づき、
   前記比較偏差（ΔＤ）が基準偏差（ΔＤ2 ）以上である
   とき、圧力比例制御弁（４）の出力ポート（１４）に外
   部の圧力源に連通する電磁弁（５）を制御する指令信号
   （ＳI ，ＳE ）を出力する指令信号出力手段（６２）と
   を備えた圧力比例制御弁の制御信号発生装置。