JPS60237202A - 流体圧サ−ボシリンダ - 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】 〔発明の技術分野〕 本発明は、高粘度ポンプ等に使用されるオープンループ
制御の流体圧サーボシリンダに関するものである。

〔発明の技術的背景〕

従来のオープンループ制御の流体圧サーボシリンダは、
特開昭５４−１９０号公報に示されるように、シリンダ
本体の内部に軸方向摺動自在に嵌合したピストンの中心
部にめねじを設け、このめねじに螺合したねじ棒を制御
モータによって回転することにより、このねじ棒ととも
にねじ棒の端部に設けたスプールを軸方向移動し、この
スプールを主とした制御弁によりピストンの一側面にか
かる流体圧を制御し、ピストンの他側面にかかる流体圧
との相対的関係によって、ピストン負荷を制御モータの
回転量に応じて進退するものである。

〔背景技術の問題点〕

このように従来は、スプールを用いた制御弁によって流
体制御を行なっているが、このスプールを弁本体内に装
着する場合、実際は、弁本体の穴内にＯリングを介して
精密仕上のライナ（スリーブ）を嵌合し、このライナ内
に精密仕上のスプールを嵌合しなければならない。した
がってこのスプールによる制御弁構造は、加工、組立に
おいて困難性をともなうのが普通である。また従来のス
プールによる制御弁は、弁本体に３種類のボートが不可
欠であるとともにスプールに２個の環状凹溝が不可欠で
あり、制御弁構造が複雑になる傾向があるし、また弁本
体に上記３ポートに連通ずる流体通孔を穿設する必要が
あり、このため弁本体が大形化するとともに重くなる欠
点がある。

（発明の目的〕 本発明は、流体圧サーボシリンダにおける制御弁構造を
従来のスプール構造から全く新しい構造のものに改良し
、従来の問題点を解消しようとするものである。

〔発明の概要〕

本発明の流体圧サーボシリンダは、シリンダ本体の内部
に軸方向摺動自在に嵌合したピストンの中心部にめねじ
を設け、このめねじに螺合したねじ棒を制御モータによ
って回転することにより、このねじ棒とともにねじ棒の
端部に設けた流体制御部材を軸方向移動し、この流体制
御部材によりピストンの一側面にかかる流体圧を制御し
、ピストンの他側面にかかる流体圧との相対的関係によ
って、ピストン負荷を制御モータの回転量に応じて進退
する流体圧サーボシリンダにおいて、上記シリンダ本体
の一端部に設けたヘッドカバーからピストンの一側面に
対する流体室の内部に軸方向に円柱形の凸部を一体的に
突設し、この凸部の内部に上記ヘッドカバーの流体゛供
給口および流体排出口にそれぞれ別個に連通ずる軸方向
の流体供給穴および流体排出穴を設け、この流体供給穴
および流体排出穴から上記凸部の外周面にそれぞれ別個
に流体供給孔および流体排出孔を軸方向に位置をずらし
て開口し、この凸部の外周面に上記ねじ棒と一体的に軸
方向移動する円筒状の流体制御部材を摺動自在に嵌合し
、この流体制御部材は上記流体供給孔または流体排出孔
に選択的に連通ずる通孔を設けてなり、この通孔を経て
上記ピストンの一側面にかかる流体を給排制御すること
を特徴とするものである。

〔発明の実施例〕

以下、本発明を図面に示す実施例を参照して詳細に説明
する。

第１図ないし第３図は本発明の第１実施例を示し、シリ
ンダ本体１の内部にピストン２を軸方向摺動自在に嵌合
し、このピストン２の中心部に設けためねじ３にねじ棒
４を螺合し、このねじ棒４を伸縮カップリング５、シャ
フト６およびカップリング７を介してパルスモータ、ス
テッピングモータまたはサーボモータ等の制御モータ８
によって回転するように設ける。上記伸縮カップリング
５は、複数の可撓性板部材のたとえばＸ方向位置とＹ方
向位置とを交互に互いちがいにリベット止めしてなるも
のであり、各可撓性板部材の変形により、一方の軸９に
対し他方の軸１０は伸縮可能であり、一方の軸９の回転
のみを他方の軸１０に伝達する。この伸縮カップリング
５はベローズ構造のもので代替することもできる。

また上記シリンダ本体１の左端部に設けたヘッドカバー
１３から上記ピストン２の左端面に対する流体室１４の
内部に軸方向に円柱形の凸部１５を一体的に突設し、こ
の凸部１５の内部に、上記ヘッドカバー１３の流体供給
口１６および流体排出口１７にそれぞれ別個に連通ずる
軸方向の流体供給穴１８および流体排出穴１９を設け、
この流体供給穴１８および流体排出穴１９から上記凸部
１５の外周面にそれぞれ別個に流体供給孔２０および流
体排出孔２１を軸方向に位置をずらして開口する。

上記凸部１５は、中央部に前記シャフト６を挿入する穴
２２を設け、この穴２２の周囲に上記流体供給穴１８お
よび流体排出穴１９を交互に３個づつ設け、その各供給
穴１８への入口孔２３はヘッドカバー１３の環状凹溝２
４を介し１個の流体供給口１６に連通し、また各排出穴
１９からの出口孔２５は環状凹溝２６を介し１個の流体
排出口１７に連通する。上記流体供給穴１８および排出
穴１９はそれぞれ１個づつ設けるだけでもよい。

さらに上記凸部１５の外周面に上記ねじ棒４と一体的に
軸方向移動する円筒状の流体制御部材３１を摺動自在に
嵌合する。

この流体制御部材３１は、上記流体供給孔２０または流
体排出孔２１に選択的に連通ずる通孔３２を全周にわた
って複数設けてなる。この通孔３２は１個でもよく、凸
部１５に設けた環状凹溝３３．３４を介して上記孔２０
または孔２１と連通する。さらにこの流体制御部材３１
は、上記伸縮カップリング５の外周部に位置する円筒部
３５を一体に形成してなり、この円筒部３５に一体取付
の端板部３６を上記ねじ棒４の端部に回動自在に嵌着す
る。上記各部３５．３６には流体通孔３７．３８を穿設
しておく。

このサーボシリンダの作動流体としては例えば油を使用
し、油圧シリンダとする。

そうして、外部ポンプによって加圧供給された油の圧は
、シリンダ本体１の右端部に設けたロッドカバー４１の
外部供給口４２から供給パイプ４３、前記流体供給０１
６を経て凸部１５の供給穴１８内に作用すると同時に、
上記ロッドカバー４１に設けた流体給排穴４４を経てピ
ストン２の右側の流体室４５に作用する。

この状態で、流体制御部材３１の通孔３２が流体供給孔
２０の環状凹溝３３とオーバーラツプする位置に移動す
ると、油圧は上記通孔３２を経て左側の流体室１４にも
作用する。ここにおいてピストン右側面よりピストン左
側面の受圧面積の方が大きいので、ピストン２の左側面
にかかる油圧による力が、ピストン２の右側面にかがる
油圧にょる力およびピストン負荷の和よりも勝り、ピス
トン２およびピストンロンド４６は右方に移動する。

また流体制御部材３１の通孔３２が流体排出孔２１の環
状凹溝３４とオーバーラツプする位置に移動すると、左
側の流体室１４内の油は、上記通孔３２を通って排出穴
１９に流込み、さらに排出口１７および排出バイブ４７
を経てロッドカバー４１の外部排出口４８から外部に流
出するため、ピストン２は右側の流体室４５の油圧によ
って左方に移動する。

次にこのサーボシリンダの制御方法を説明すると、前記
制御モータ８によってねじ棒４を回動すると、ピストン
２は油圧バランスおよび負荷によって容易には動かない
ので、ねじ棒４の方が反作用でカップリング５の伸縮作
用をともなって軸方向に移動し、このねじ棒４の端部に
設けた流体制御部材３１も軸方向移動し、この流体制御
部材３１によりピストン２の左側面にかかる油圧を上記
の要領で供給または排出制御し、ピストン２の右側面に
かかる油圧との相対的関係によって、ピストン負荷を制
御モータ８の回転量に応じたストロークだけ進退駆動す
る。そし、てねじ棒４の回転が停止すると、上記流体制
御部材３１は第１図に示す中立位置に復帰し、ピストン
２を定位置に保つ。なおねじ棒４はピストンロンド４６
の中空部５１内で進退され、中空部５１の容積が変化す
るので、この中空部５１が密封状態とならないようにピ
ストン２に通孔５２を設けておく。

このサーボシリンダの組立は、左端のへラドカバー１３
と右端のロッドカバー４１との間に上記シリンダ本体１
およびパイプ４３．４７を嵌着した上で、゛この両端の
カバー１３．４１を第２図に示す複数のタイロッド５３
により相互に近づけるように締付ける。

ロッドカバー４１にはこのサーボシリンダの取付板５４
が固定されている。

次に、第４図ないし第６図は本発明の第２実施例を示し
、上記第１実施例と同様に、シリンダ本体１の内部に軸
方向摺動自在に嵌合したピストン２の中心部にめねじ３
を設け、このめねじ３にねじ棒４を螺合するなどしたサ
ーボシリンダにおいて、上記シリンダ本体１の左端部に
設けたヘッドカバー１３からピストン２の左側面に対す
る流体室１４の内部に軸方向に円柱形の凸部１５を一体
的に突設し、この凸部１５の内部に上記ヘッドカバー１
３の流体供給口１６および流体排出口１７にそれぞれ別
個に連通ずる軸方向の流体供給穴１８および流体排出穴
１９を設け、この流体供給穴１８および流体排出穴１９
から上記凸部１５の外周面にそれぞれ別個に流体供給孔
２０および流体排出孔２１を軸方向に位置をずらして開
口し、この凸部１５の外周面に上記ねじ棒４と一体的に
軸方向移動する円筒状の流体制御部材３１を摺動自在に
嵌合し、この流体制御部材３１は上記流体供給孔２０ま
たは流体排出孔２１に選択的に連通ずる通孔３２を設け
てなり、この通孔３２を経て上記ピストン２の左側面に
かかる流体を給排制御するものである。

さらにこの第２実施例は、前記伸縮カップリン・グ５を
取除くとともに、流体制御部材３，１の外周面にギヤ６
１を一体に形成し、このギヤ６１と噛合するギヤ６２を
制御モータ８の回転軸６３に設け、そして上記流体制御
部材３１の軸方向移動は、ギヤ６１とギヤ６２との間の
摺動によって可能にする。そうして制御モータ８の正逆
回転は、ギヤ６２．６１および流体制御部材３１を経て
ねじ棒４に伝わり、このねじ棒４は回転によって生ずる
反作用により軸方向に移動し、このねじ棒４とともに流
体制御部材３１も軸方向に移動し、第１実施例と同様に
、この流体１１Ｊ　Ｉ１１部材３１によりピストン２の
左側面にかかる油圧を制御し、ピストン２の右側面にか
かる油圧との相対的関係によって、ピストン負荷を制御
モータ８の回転量に応じて進退する。

〔発明の効果〕

本発明によれば、ピストンの一側面に対する流体室の内
部に軸方向に円柱形の凸部を設け、この凸部の外周面に
ねじ棒と一体的に軸方向移動する円筒状の流体制御部材
を摺動自在に嵌合することにより従来のスプール構造を
なくしたから、従来の制御弁のように弁本体の穴内にＯ
リングを介して精密仕上のライナ（スリーブ）を嵌合し
このライナ内に精密仕上のスプールを嵌合するという製
作上の困難性がなく、上記凸部および流体制御部材の加
工、組立が容易に行なえる。また上記凸部に設けた流体
供給孔および流体排出孔の２種類の孔を流体制御部材に
設けた通孔により選択するようにしたから制御弁構造が
シンプルになった。また上記凸部内に流体供給穴および
流体排出穴をまとめたので、Ｉ＼ラッドバーに複雑な流
体通孔を穿設する必要がな（、ヘッドカバーの小形化、
軽量化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例を示す断面図、第２図は第
１図のＵ−１ｆ線断面図、第３図はその流体制御部材の
斜視図、第４図は本発明の第２実施例を示す断面図、第
５図はその凸部の断面図、第６図はその流体制御部材の
斜視図である。 １・・シリンダ本体、２・・ピストン、３・・めねじ、
４・・ねじ棒、８・・制御モータ、１３・・ヘッドカバ
ー、１４・・流体室、１５・・凸部、１６・・流体供給
口、１７・・流体排出口、１８・・流体供給穴、１９・
・流体排出穴、２０・・流体供給孔、２１・・流体排出
孔、３１・・流体制御部材、３２・・通孔。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）　シリンダ本体の内部に軸方向摺動自在に嵌合し
   たピストンの中心部にめねじを設け、このめねじに螺合
   したねじ棒を制御モータによって回転することにより、
   このねじ棒とともにねじ棒の端部に設けた流体制御部材
   を軸方向移動し、この流体制御部材によりピストンの一
   側面にかかる流体圧を制御し、ピストンの他側面にかか
   る流体圧との相対的関係によって、ピストン負荷を制御
   モータの回転ｒｅ応じて進退する流体圧サーボシリンダ
   において、上記シリンダ本体の一端部に設けたヘッドカ
   バーからピストンの一側面に対する流体室の内部に軸方
   向に円柱形の凸部を一体的に突設し、この凸部の内部に
   上記ヘッドカバーの流体供給口および流体排出口にそれ
   ぞれ別個に連通ずる軸方向の流体供給穴および流体排出
   穴を設け、この流体供給穴および流体排出穴から上記凸
   部の外周面にそれぞれ別個に流体供給孔および流体排出
   孔を軸方向に位置をずらして開口し、この凸部の外周面
   に上記ねじ棒と一体的に軸方向移動する円筒状の流体制
   御部材を摺動自在に嵌合し、この流体制御部材は上記流
   体供給孔または流体排出孔に選択的に連通ずる通孔を設
   けてなり、この通孔を経て上記ピストンの一側面にかか
   る流体を給排制御することを特徴とする流体圧サーボシ
   リンダ。