JPS608512A - 流体圧式演算器 - 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】 本発明は流体圧式演算器に係り、とくに外部から加えら
れる電気信号に応じた流体月を得るようにした流体圧式
演算器に関覆る。

外部から加えられる電気信号に応じた流体圧を得るため
に従来Ｊ：り用いられている装置は、プロポーショナル
ソレノイドを用いるものであって、そのプランジ１ノに
例えばノズルニードルを取イ」け、ソレノイドの変位に
応じてノズルの絞りち１を変化させるように４１４成さ
れていた。そしてノズルの背圧を出力圧として取出すよ
うに構成されていた。

このような従来の装置によれば、ソレノイド自身がヒス
テリヒスを有し、またリニアリティがＵｊ　＜、さらに
ノズルニードルに摩擦力か作用するために、非常に精度
が悪いという欠点を有しでいた。従ってこのような従来
の装置は、どくにＡ−ブンループ制御を行なう場合には
、極めＩラフな精度のものにしか応用できなかった。

このような従来のプロポーショナルソレノイドを用いる
装置において、その精度を向上させるためには、出力圧
を電気的にピックアップしてフィードバックするような
閉ループを構成しなければならなかった。従ってソレノ
イドの制御回路が複雑になるという欠点があった、ざら
にソレノイド自身が温度変化により温度ドリフトを発生
するために、このドリフトを補償するための特別な制御
回路を設けなければならないという欠点を有してい　ｌ
こ　。

本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであつ
゛Ｕ、Ｊ−プンルーブでも高精度な制御が行なわれ、外
部から加えられる電気信号に応じた正確な流体圧が得ら
れるようにした流体圧式演算器を提供することを目的と
するものである。

以下本発明を図示の一実施例につき説明する。

図面は本実施例に係る演算器を示すものであって、この
演算器はボディ１を備えており、このボディ１の上下に
はそれぞれ四部２．３が形成されている。そして凹部２
．３はそれぞれボート４．５によって外部と連通されて
おり、凹部２．３内が人気圧に保持されるようになって
いる。四部２．３内にはそれぞれ圧力板６．７が配され
てＪ３す、これらの圧力板６．７は連結ロッド８＆こよ
って互に一体に移動するように連結されＣいる。そして
連結ロッド８はボディ１に形成され７ｊ案内孔９にｌ；
１７ｊ動可能に支持されている。

上記ボディ１の下側にはペースプレー１へ１０が取イ１
けられており、このベースプレート１０には供給ボート
１１が設けられている。この供給ボート１１は上記ボデ
ィ１に形成された空気通路１２を介して、ボディ１に取
付【ノられＣいるノズル１３と接続されている。ノズル
１３は上記圧力板６の下面に固着されたフラッパ１４と
対向ＪるＪ：うになっている。そして上記供給ボー１−
１１とノズル１３とを連通さける空気通路１２にはＡリ
フイス１５が設けられている。

ざらにこのノズル１３の背面側は、空気通路１６を介し
てレースプレート１０に形成された出カポ−１〜１７と
連通されている。ま７ｊベースプレート１０には入力ポ
ート１８が設（Ｊられており、この入カポ−１−１８は
ボディ１の下側の四部３と連通されている。そしてこの
凹部３内にはダイヤフラム１９が配されており、入力ポ
ート１８から供給された入ツノ圧がダイヤフラム１９を
介して圧力板７に加わるように構成されている。

ボディ１の上側にはスプリングケース２０が固着されて
おり、このスプリングケース２０内にはコイルスプリン
グ２１が収納されている。そしてこのコイルスプリング
２１の上部および下部にはそれぞればね受け２２．２３
が取付けられており、下側のばね受【）２３を介してコ
イルスプリング２１が上記圧力板６を押すように構成さ
れている。

また上記スプリングケース２０の上側にはリニアスデツ
プモータ２４が固着されている。このモータ２４のケー
シングの内部には、その外周側に］イル２５とポールピ
ース２６とから成る固定子が配されるとともに、中心側
には回転子２７が配されており、ベアリング２８によっ
て回転可能に支持されている。

そしてこの回転子２７の中心部には雌ねじ孔２９が形成
されており、このＩｌｉねじ孔２９と係合する雄ねじを
有する送りねじ３０が回転子２７の雌ねじ孔２９を挿通
している。送りねじ３０の上端側には非円形の部分３１
が形成されており、この部分３１が回転止め３２と係合
されるようになっている。またこの送りねじ３０の下端
ｌユ、上記上側のばね受１プ２２を押すようになってい
る、。

以上のような構成にｄ３いて、ベースプレート１０の供
給ボート１１からオリフーｒス１５Ｊ３よび空気通路１
２を介してノズル１３に空気圧を供給する。同時にノズ
ル１３の背圧を空気通路１６を通して出力ポート１７に
よって得るようにり゛るとともに、出力ポート１７から
冑られた出力肚を図面において点線で示ずように入力ポ
ート１８にフィードバックする。するとこの出ノＪ圧が
タイ４７ノラム１９を介して下側の圧力板１７に加わる
ことになる。これに対しで上側の圧力板６には、スプリ
ング２１の弾性復元力が加わることになる。

スプリング２１はばね受け２２を介してステップモータ
２４の送りねじ３０によって押されるようになっている
。しかもこの送りねじ３０はモータ２４の雌ねじ孔２つ
と係合されている。従ってスプリング２１の変形量は送
りねじ３０の移動量に比例し、しかもこの移動量はステ
ップモータ２４に加えられるパルス数に比例づ−る。そ
こでスプリング２１の変形量をＬとし、ステップモータ
２４に加えられるパルス数を１１とすると、１−＝に、
ｎ　・・・・・・・・・・・・・・・（１）トｆＸる。

ここでに１は比例定数である。そしてこのスプリング２
１が圧力板６を押ず力Ｆはスプリング２１の変形毎に比
例し、 Ｆ＝　ｋ２Ｌ＝　ｋ＋　ｋ２　ｎ　−・＝−（２）とな
る。なおに２はスプリング２１のばね定数である。上記
の式から明らかなようにスプリング２１が圧力板６を押
す力はステップモータ２４に加えられるパルス数ｎに比
例する。

これに対して上側の圧力板６とロッド８を介して連結さ
れている下側の圧力板７には、ダイヤフラム１９を介し
て出力圧が加わり、また上側の圧力板６の下面にはノズ
ル１３を介して出力圧が加えられることになる。いま出
力圧をＰｏとし、ダイヤフラム１９およびノズル１３の
有効面積をそれぞれＳおよびＡとすると、一対の圧力板
６．７に加わる上下方向の力の釣合から、 Ｐ　ｏ　Ｓ　＋　ｌ二）　ｏＡ＝Ｆ＝　ｋ＋　ｋ２　ｎ
　−（３）となる。ここでノズル１３の面ｆｆｊ　Ａは
ダイ１７フラム１９の面積Ｓに比べて遥かに小さいため
に、ＰｏＡは無視できる。よってつぎの式が成立する。

Ｐ　ｏ　Ｓ　＝　ｋ＋　Ｌ　ｎ　・・・・・・・・・・
・・・・・・・・（４）よって Ｐｏ＝　ｋ＋　Ｌ　ｎ／Ｓ＝Ｋ　ｎ　−−（り）Ｋ−に
＋Ｌ／Ｓ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・
・・・く６）そして（５）式から明らかなように、出力
ポート１７から得られる出力圧Ｐｏは、ステップモータ
２４に加えられるパルス数に比例した圧力となる。

このように本実施例に係る流体圧式演算器にＪ：れは、
出力圧を電気的にピックアップしてフィードバックする
ことなく、外部から加えられる電気信号に応じた流体圧
が正確に得られるようになる。

しかもスプリング２１を変形させるモータ２４がリニア
ステップモータから構成されているために、温度ドリフ
トが発生せず、このために温度補償を行なう必要もなく
なる。さらにステップモータ２４へはパルスを供給すれ
ばよいために、このモータ２４をコンピュータと直結す
ることも可能になる。さらに出力ポート１７から得られ
るノズル１３の背圧を入力ポート１８を介してダイヤフ
ラム１９ヘフイードバツクするようにしているために、
フリクション等の誤差の原因となる力に比べて逃かに大
きな力でスプリング２１とバランスさせることができる
。従ってフリクション等によるヒステリヒスが非常に小
さくなるとともに、高いりニアリティを有するようにな
る。

以上本発明を図示の一実施例につき述べたが、本発明は
上記実施例によって限定されることなく、本発明の技術
的思想に基づいて各種の変更が可能である。例えば上記
実施例においてはノズル１３が上側の圧力板６の下面に
設けられるようになっているが、ノズル１３を下側の圧
力板７の上面に対向さけて配置してもよい。

以」二に述べたように本発明は、ｑに一体に移動するよ
うに連結された一対の圧力板を備え、一方の圧力板をス
プリングで押すようにするととｚしに、このスプリング
の変形量を外部から加えられる電気信号に応じて駆動さ
れるモータで制御し、使方の圧力板に上記スプリングに
抗して流体圧を加えるようにし、上記一対の圧力板の内
の１つの表面に対向してノズルを設け、このノズルの背
圧を出力圧として取出すとともに、この背圧を上記他方
の圧力板に流体圧として供給するようにしたものである
。従って本発明によれば、オーブンループで外部から加
えられる電気信号に応じた流体圧を高い精度で得ること
が可能となる。さらに出力圧となるノズルの背圧を上記
他方の圧力板に流体圧として供給するようにしているた
めに、ヒスプリヒスがなく、リニアリティが高くなる。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例に係る空気圧式演算器の縦断面
図である。 なお図面に用いた符号において、 ６．７・・・圧力板 １３・・・・・ノズル １９・・・・・ダイヤフラム ２１・・・・・コイルスプリング ２４・・・・・リニアスデップモータ である。 代理人　松　利　修

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、外部から加えられる電気信号に応じた流体圧を得る
   ようにした演算器において、互に一体に移動するように
   連結された一対の圧力板を備え、一方の圧力板をスプリ
   ングで押すようにするとともに、このスプリングの変形
   聞を外部から加えられる電気信号に応じて駆動されるモ
   ータで制御し、他方の圧力板に前記スプリングに抗して
   流体圧を加えるようにし、前記一対の圧力板の内の１つ
   の表面に対向し−Ｃノズルを設け、このノズルの背圧を
   出力圧として取出すとともに、この背圧を前記他方の圧
   力板に流体圧として供給するようにしたことを特徴とす
   る流体圧式演算器。 ２、前記モータがリニアステップモータがら構成され、
   外部から加えられるパルス数に比例して前記スプリング
   が変形するようにしたことを特徴とする特許請求の範囲
   第１項に記載の流体圧式演算器。