JP2892451B2 - 電気―空気サーボアクチュエータ - Google Patents
電気―空気サーボアクチュエータInfo
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- JP2892451B2 JP2892451B2 JP18578090A JP18578090A JP2892451B2 JP 2892451 B2 JP2892451 B2 JP 2892451B2 JP 18578090 A JP18578090 A JP 18578090A JP 18578090 A JP18578090 A JP 18578090A JP 2892451 B2 JP2892451 B2 JP 2892451B2
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Description
本発明は、電気信号に基づいて駆動ロッドを空気によ
る大きな力で摺動・位置決めすることのできる電気−空
気サーボアクチュエータに関する。
る大きな力で摺動・位置決めすることのできる電気−空
気サーボアクチュエータに関する。
電気信号に基づいた作動を行わせるためのアクチュエ
ータの作動媒体としては、従来液体（油）あるいは空気
が広く用いられている。 作動媒体として空気を用いるアクチュエータは、当該
アクチュエータの圧縮空気源として通常工場に設備され
ている空圧ラインが使用でき、駆動源を別途用意する必
要がないこと、油を扱わないため清潔である等の利点が
ある反面、速度調整、ストロークの中間位置停止等の制
御が極めて困難であるという問題を有している。 従来開示されている電気−空気制御技術としては、PT
P方式（point to point方式）、あるいはサーボ方式が
ある。 PTP方式は、例えば第４図に示されるように負荷に連
結される駆動ロッドを動かして定点で止めるものであ
り、位置決めのみが可能で追従動作はできない。具体的
には、機械的なストッパを用いる方法と、位置検出器及
びブレーキを併用する方法とがある。 これに対しサーボ方式は、例えば第５図及び第６図
（Ａ）に示されるように電空制御弁を用い、位置検出器
による電気的なフィードバック系を構成する方式であ
る。この方式は任意の位置決めの他に追従動作も可能で
あるが、電空制御弁の動作遅れにより応答性や精度を高
く維持できないという問題がある。 このような問題に対し、特開昭62−270801号公報にお
いて、第７図に示されるようなサーボシリンダが提案さ
れている。 簡単に説明すると、このサーボシリンダにおいて駆動
ロッド16を矢示Ｘ方向に突出させる場合は、第７図
（Ａ）に示されるように、まず電動モータ（図示省略）
によってスクリューシャフト22を回転させ、ナットブロ
ック21を圧縮ばね24に抗して図の矢印の方向に移動させ
る。ポペット弁20はストッパ27によって図の左方向の動
きが規制されているため、ポート17から流入された圧縮
空気は矢印で示されるような通路を通って気密室45に至
る。その結果ロッド16と一体化されているピストン15が
図の左側に押出され、ナットブロック21が左右のポペッ
ト弁19、20に対して中立する位置まで移動し、ここで停
止する。 一方ロッド16を後退させるときは、第７図（Ｂ）に示
されるように、スクリューシャフト22を逆転させナット
ブロック21を図の矢印の方向に移動させる。その結果、
気密室45の空気は矢印で示す通路を通って大気に放出さ
れる。そのためピストン15が図の右側に移動し、やはり
ナットブロック21がポペット弁19、20に対して中立する
位置で停止する。 このサーボアクチュエータは、第６図（Ｂ）に示され
るように、位置制御系がメカニカルに構成されているた
め、比較的応答性がよく、又制御精度も従来のものより
は高いものが得られる。
ータの作動媒体としては、従来液体（油）あるいは空気
が広く用いられている。 作動媒体として空気を用いるアクチュエータは、当該
アクチュエータの圧縮空気源として通常工場に設備され
ている空圧ラインが使用でき、駆動源を別途用意する必
要がないこと、油を扱わないため清潔である等の利点が
ある反面、速度調整、ストロークの中間位置停止等の制
御が極めて困難であるという問題を有している。 従来開示されている電気−空気制御技術としては、PT
P方式（point to point方式）、あるいはサーボ方式が
ある。 PTP方式は、例えば第４図に示されるように負荷に連
結される駆動ロッドを動かして定点で止めるものであ
り、位置決めのみが可能で追従動作はできない。具体的
には、機械的なストッパを用いる方法と、位置検出器及
びブレーキを併用する方法とがある。 これに対しサーボ方式は、例えば第５図及び第６図
（Ａ）に示されるように電空制御弁を用い、位置検出器
による電気的なフィードバック系を構成する方式であ
る。この方式は任意の位置決めの他に追従動作も可能で
あるが、電空制御弁の動作遅れにより応答性や精度を高
く維持できないという問題がある。 このような問題に対し、特開昭62−270801号公報にお
いて、第７図に示されるようなサーボシリンダが提案さ
れている。 簡単に説明すると、このサーボシリンダにおいて駆動
ロッド16を矢示Ｘ方向に突出させる場合は、第７図
（Ａ）に示されるように、まず電動モータ（図示省略）
によってスクリューシャフト22を回転させ、ナットブロ
ック21を圧縮ばね24に抗して図の矢印の方向に移動させ
る。ポペット弁20はストッパ27によって図の左方向の動
きが規制されているため、ポート17から流入された圧縮
空気は矢印で示されるような通路を通って気密室45に至
る。その結果ロッド16と一体化されているピストン15が
図の左側に押出され、ナットブロック21が左右のポペッ
ト弁19、20に対して中立する位置まで移動し、ここで停
止する。 一方ロッド16を後退させるときは、第７図（Ｂ）に示
されるように、スクリューシャフト22を逆転させナット
ブロック21を図の矢印の方向に移動させる。その結果、
気密室45の空気は矢印で示す通路を通って大気に放出さ
れる。そのためピストン15が図の右側に移動し、やはり
ナットブロック21がポペット弁19、20に対して中立する
位置で停止する。 このサーボアクチュエータは、第６図（Ｂ）に示され
るように、位置制御系がメカニカルに構成されているた
め、比較的応答性がよく、又制御精度も従来のものより
は高いものが得られる。
しかしながら、特開昭62−270801で開示されているサ
ーボアクチュエータは、スクリューシャフト22、ナット
ブロック21の他に、複雑なエルボー通路を備えた１対の
ポペット弁19、20が必須であり、更にはストッパ26、2
7、圧縮ばね24、25等の要素も必須であることから、装
置が複雑でコストの上昇を招き易いという問題があっ
た。又、ポペット弁（弁体が弁座から直角方向に移動す
る形式の弁）を用いて空気の通路を切換えを行うように
なっていたため、モータはポペット弁の慣性力に加え
て、ポペットを支えるばね力に抗した力及びポペット弁
の受圧面にかかる空気圧による外力に抗した力を発生さ
せねばならず、余分な外力により応答性が低下したり、
安定性が悪くなるという問題もあった。 本発明は、このような従来の問題に鑑みてなされたも
のであって、サーボの構成をより簡略化して低コストを
実現すると共に、応答性が良く、しかも位置決め時の安
定性が高い電気−空気サーボアクチュエータを提供する
ことを目的とする。
ーボアクチュエータは、スクリューシャフト22、ナット
ブロック21の他に、複雑なエルボー通路を備えた１対の
ポペット弁19、20が必須であり、更にはストッパ26、2
7、圧縮ばね24、25等の要素も必須であることから、装
置が複雑でコストの上昇を招き易いという問題があっ
た。又、ポペット弁（弁体が弁座から直角方向に移動す
る形式の弁）を用いて空気の通路を切換えを行うように
なっていたため、モータはポペット弁の慣性力に加え
て、ポペットを支えるばね力に抗した力及びポペット弁
の受圧面にかかる空気圧による外力に抗した力を発生さ
せねばならず、余分な外力により応答性が低下したり、
安定性が悪くなるという問題もあった。 本発明は、このような従来の問題に鑑みてなされたも
のであって、サーボの構成をより簡略化して低コストを
実現すると共に、応答性が良く、しかも位置決め時の安
定性が高い電気−空気サーボアクチュエータを提供する
ことを目的とする。
本発明は、シリンダボディ内に気密に且つ摺動自在に
配置され、負荷に連結される駆動ロッドが連結又は一体
的に延在されたピストンと、該ピストンの内部に該ピス
トンの摺動方向と同一の方向に摺動自在に配置され、外
周に溝部の形成されたスプールと、該スプールを、ねじ
−ナットの螺合機構を介して前記ピストン内で摺動・位
置決めする電動モータと、前記スプールの外周に、前記
ピストンと一体的に連結されて配置されたスリーブと、
圧縮空気源、前記シリンダボディ内でピストンによって
分割されてできた２つの気密室、及び大気の４者の間で
形成した空気通路と、を備え、該空気通路のうち、前記
スリーブ内に形成された空気通路の少なくとも１つが、
当該空気通路の前記スリーブの溝部に対する開口断面積
がスプールの摺動方向において異なるような形状で形成
され、前記スプールの外周に形成された溝部により、前
記空気通路における空気の流れ方向を、該スプールの位
置に依存して切換え、前記電動モータによる前記スプー
ルの摺動・位置決めに対応して前記ピストンを摺動・位
置決めすると共に、スプールの位置に応じて、該スプー
ルの特定の溝部が前記開口断面積が異なる空気通路の特
定の開口断面積の側と連結される構成としたことによ
り、上記目的を達成したものである。
配置され、負荷に連結される駆動ロッドが連結又は一体
的に延在されたピストンと、該ピストンの内部に該ピス
トンの摺動方向と同一の方向に摺動自在に配置され、外
周に溝部の形成されたスプールと、該スプールを、ねじ
−ナットの螺合機構を介して前記ピストン内で摺動・位
置決めする電動モータと、前記スプールの外周に、前記
ピストンと一体的に連結されて配置されたスリーブと、
圧縮空気源、前記シリンダボディ内でピストンによって
分割されてできた２つの気密室、及び大気の４者の間で
形成した空気通路と、を備え、該空気通路のうち、前記
スリーブ内に形成された空気通路の少なくとも１つが、
当該空気通路の前記スリーブの溝部に対する開口断面積
がスプールの摺動方向において異なるような形状で形成
され、前記スプールの外周に形成された溝部により、前
記空気通路における空気の流れ方向を、該スプールの位
置に依存して切換え、前記電動モータによる前記スプー
ルの摺動・位置決めに対応して前記ピストンを摺動・位
置決めすると共に、スプールの位置に応じて、該スプー
ルの特定の溝部が前記開口断面積が異なる空気通路の特
定の開口断面積の側と連結される構成としたことによ
り、上記目的を達成したものである。
本発明においては、負荷に連結される駆動ロッドが連
結又は一体化されたピストンを位置決めするのにあたっ
て、まずスプールをねじ−ナットの螺合機構を介してピ
ストン内で摺動・位置決めし、この位置決めに対応して
スプールの外周に形成した溝部のピストンに対する軸方
向位置が偏位し、圧縮空気源、シリンダボディ内の２つ
の気密室、及び大気の４者の間で形成した空気通路の切
換えが行われるようになっている。このため部品点数が
少なく、しかもモータの発生する力はスプールの慣性力
だけでよく、応答性、安定性共い高い系が構成できる。
又、本発明では、更に、スプールの外周にピストンと一
体的に連続してスリーブを配置し、このスリーブ内に配
置される空気通路のうち少なくとも１つを、溝部に対す
る開口断面積がスプールの摺動方向において異なるよう
に形成するようにしているため、スプールがどの位置に
あるときでも（例えば前進時でも後退時でも）当該空気
通路を通る空気の流量を一定に維持できる。そのためピ
ストン応答速度を常に一定に維持することができる。
結又は一体化されたピストンを位置決めするのにあたっ
て、まずスプールをねじ−ナットの螺合機構を介してピ
ストン内で摺動・位置決めし、この位置決めに対応して
スプールの外周に形成した溝部のピストンに対する軸方
向位置が偏位し、圧縮空気源、シリンダボディ内の２つ
の気密室、及び大気の４者の間で形成した空気通路の切
換えが行われるようになっている。このため部品点数が
少なく、しかもモータの発生する力はスプールの慣性力
だけでよく、応答性、安定性共い高い系が構成できる。
又、本発明では、更に、スプールの外周にピストンと一
体的に連続してスリーブを配置し、このスリーブ内に配
置される空気通路のうち少なくとも１つを、溝部に対す
る開口断面積がスプールの摺動方向において異なるよう
に形成するようにしているため、スプールがどの位置に
あるときでも（例えば前進時でも後退時でも）当該空気
通路を通る空気の流量を一定に維持できる。そのためピ
ストン応答速度を常に一定に維持することができる。
以下図面に基づいて本発明の実施例を詳細に説明す
る。 円筒形のシリンダボディ102の中に気密に且つ摺動自
在にピストン104が組込まれている。該ピストン104には
同軸にスリーブ106が一体的に固定され、且つ負荷に連
結される駆動ロッド108がこのスリーブ106に一体的に連
結されている。この駆動ロッド108はシリンダボディ102
の底面部102Aを貫通しており、軸受部102Bによって摺動
自在に支持されている。なお符号110はロッドシールで
ある。 ピストン104の内部、具体的にはこれと一体化されて
いるスリーブ106の内部には、該ピストン104の摺動方向
と同一の方向に摺動可能なようにスプール112が組込ま
れている。このスプール112には、回り止めのキー114が
取付けられている。又、スプール112のピストン104に対
する軸方向の変位を制限するためにストッパ116が設け
られている。但しこのストッパ116は本発明自体に必須
なものではない。 スプール112にはナット118が固定されており、ボール
ねじシャフト120が螺合している。このボールねじシャ
フト120の軸端はベアリング122によりカバー132に回転
自在に取付けられており、且つカップリング124を介し
てステッピングモータ128と連結されている。 ピストン104のステッピングモータ128側には、キー溝
130が切られており、カバー132に固定されたキー134と
の係合により、該ピストン104の摺動の案内及び回転の
防止がなされるようになっている。 カバー132、ピストン104、及びスリーブ106の内部に
は空気が通る通路151〜158が設けられ、圧縮空気源13
6、シリンダボディ102内でピストン104によって分割さ
れてできた第１、第２気密室138、140、及び大気142の
４者の間を連結している。これらの通路151〜158は、ス
プール112の外周に形成された溝部112A、112Bにより、
スプール112の位置に依存して各通路151〜158を通る空
気の流れ方向を切換える構成とされている。 又、第２図及び第３図において詳細に示すように、ス
プール112とスリーブ106とによって構成されるバルブ部
分は、第１気密室（定圧室）138から第２気密室（制御
圧室）140へ流れ込む空気流量と第２気密室140から大気
へ流れ出す空気流量とを等しくするため、即ち駆動ロッ
ド108が後退するときの速度と前進するときの速度とを
等しくするため、スリーブ106の通路155の円周方向の長
さl1、l2を前後方向（軸方向）で差をもたせた構造にし
ている。 より具体的に説明すると、圧縮空気源136の空気圧Ps
を約7Kgf/cm2・Ｇ、第２気密室140での室圧を約1/2Ps＝
3.5Kgf/cm2・Ｇとすると、駆動ロッド108が後退すると
きは7Kgf/cm2・Ｇ→3.5Kgf/cm2・Ｇの空気が通路155を
流れることになり、一方駆動ロッド108が前進するとき
には、3.5Kg/cm2・Ｇ→0Kgf/cm2・Ｇ（大気）の空気が
通路155を流れることになる。そのため、もし通路155の
断面積を軸方向で同一にしていた場合には、後者は前者
の1/1.7の空気しか流れなくなり、それだけ応答性が劣
ることになる。このため、この実施例では、スルーブ10
6内の通路155のスプール112の溝部112Aあるいは112Bに
対する開口断面積を駆動ロッド108が前進するときに用
いられる部分X1の円周方向の長さl1を、後退するときに
用いられる部分X2の円周方向の長さl2の約1.7倍とする
ことによって変え、該駆動ロッド108の前進及び後退の
応答速度を等しく確保するようにしたものである。 次にこの実施例の作用を説明する。 ステッピングモータ128が軸側から見て時計方向に回
転すると、ボールねじシャフト120も一体的に回転す
る。このボールねじシャフト120に螺合しているナット1
18は、スプール112に固定されており、且このスプール1
12はキー114によってピストン104に対して回り止めがな
され、このピストン104はキー134によってカバー132に
対して周り止めされている。そのため結局ナット118は
前記ボールねじシャフト120の回転によって前進を開始
する。又このナット118の前進によってスプール112も一
体的に前進する。この結果スプール112の溝部112A、112
Bとスリーブ106の通路154〜156との間に偏差が生じ、第
１図破線に示されるような状態となる。このため通路15
1、第１気密室138、通路152、153、及びスプール112の
溝部112Aが閉じた空間となるため、圧縮空気源136から
の空気の流入が阻止される。 一方、第２気密室140の空気は通路154、155、溝部112
B、通路156、157、158を介して大気へ放出される。 従って第２気密室140の空気圧が下がり、ピストン104
の前後方向の力バランスが崩れ、該ピストン104がスリ
ーブ106、駆動ロッド108と共に前進する。しかしなが
ら、スプール112はこれらと共には移動しないため、や
がてスプール112の溝部112A、112Bとスリーブ106の通路
154〜156との偏差が再び０となったところで第１気密室
の空気の流出が止まり、ピストン104の移動も停止す
る。 この結果、結局電動モータ128によってボールねじシ
ャフト120を回転し、ナット118を任意の位置で位置決め
すると、この位置決めされた軸方向位置に対応して駆動
ロッド108が摺動・位置決めされることになる。 逆に電動モータ128が反時計方向に回転し、スプール1
12が後退すると、スプール112の溝部112A、112Bとスリ
ーブ106の通路154〜156との間に前進時と逆側に偏差が
生じ、第２気密室140の空気の大気への放出が阻止され
ると共に、圧縮空気源138に連通されている第１気密室1
38の空気が通路152、153、溝部112A、通路155、154を介
して第２気密室140に流れ込む。これにより第２気密室1
40の空気圧が上がり、ピストン104の前後方向の力バラ
ンスが崩れ、該ピストン104は後退する。この後退によ
りスプール112の溝部112A、112Bとスリーブ106の通路15
4〜156との偏差が再び０になったところでそれ以上の空
気の移動が阻止され、ピストン104の後退が完了する。 以上の２つの動作において、この実施例では通路155
の円周方向の長さl1、l2に違いをもたせたことにより、
スプール112の溝部112A、112Bとスリーブ106の通路154
〜156との偏差に対する流量の比が同一になっており、
このため応答性が前進時と後退時とで等しくなってい
る。 又、この実施例によれば、第６図（Ｂ）に示されるよ
うに、位置制御系がメカニカルに構成されており、且つ
スプール弁による流路切換えであることから、弁自身に
空気圧による余分な外力やばねによる保持力を受けない
ため、切換えを非常に安定して行うことができる。従っ
て結果としてステッピングモータの位置制御系の応答性
を高く維持でき、又、位置決め精度を向上できる。
る。 円筒形のシリンダボディ102の中に気密に且つ摺動自
在にピストン104が組込まれている。該ピストン104には
同軸にスリーブ106が一体的に固定され、且つ負荷に連
結される駆動ロッド108がこのスリーブ106に一体的に連
結されている。この駆動ロッド108はシリンダボディ102
の底面部102Aを貫通しており、軸受部102Bによって摺動
自在に支持されている。なお符号110はロッドシールで
ある。 ピストン104の内部、具体的にはこれと一体化されて
いるスリーブ106の内部には、該ピストン104の摺動方向
と同一の方向に摺動可能なようにスプール112が組込ま
れている。このスプール112には、回り止めのキー114が
取付けられている。又、スプール112のピストン104に対
する軸方向の変位を制限するためにストッパ116が設け
られている。但しこのストッパ116は本発明自体に必須
なものではない。 スプール112にはナット118が固定されており、ボール
ねじシャフト120が螺合している。このボールねじシャ
フト120の軸端はベアリング122によりカバー132に回転
自在に取付けられており、且つカップリング124を介し
てステッピングモータ128と連結されている。 ピストン104のステッピングモータ128側には、キー溝
130が切られており、カバー132に固定されたキー134と
の係合により、該ピストン104の摺動の案内及び回転の
防止がなされるようになっている。 カバー132、ピストン104、及びスリーブ106の内部に
は空気が通る通路151〜158が設けられ、圧縮空気源13
6、シリンダボディ102内でピストン104によって分割さ
れてできた第１、第２気密室138、140、及び大気142の
４者の間を連結している。これらの通路151〜158は、ス
プール112の外周に形成された溝部112A、112Bにより、
スプール112の位置に依存して各通路151〜158を通る空
気の流れ方向を切換える構成とされている。 又、第２図及び第３図において詳細に示すように、ス
プール112とスリーブ106とによって構成されるバルブ部
分は、第１気密室（定圧室）138から第２気密室（制御
圧室）140へ流れ込む空気流量と第２気密室140から大気
へ流れ出す空気流量とを等しくするため、即ち駆動ロッ
ド108が後退するときの速度と前進するときの速度とを
等しくするため、スリーブ106の通路155の円周方向の長
さl1、l2を前後方向（軸方向）で差をもたせた構造にし
ている。 より具体的に説明すると、圧縮空気源136の空気圧Ps
を約7Kgf/cm2・Ｇ、第２気密室140での室圧を約1/2Ps＝
3.5Kgf/cm2・Ｇとすると、駆動ロッド108が後退すると
きは7Kgf/cm2・Ｇ→3.5Kgf/cm2・Ｇの空気が通路155を
流れることになり、一方駆動ロッド108が前進するとき
には、3.5Kg/cm2・Ｇ→0Kgf/cm2・Ｇ（大気）の空気が
通路155を流れることになる。そのため、もし通路155の
断面積を軸方向で同一にしていた場合には、後者は前者
の1/1.7の空気しか流れなくなり、それだけ応答性が劣
ることになる。このため、この実施例では、スルーブ10
6内の通路155のスプール112の溝部112Aあるいは112Bに
対する開口断面積を駆動ロッド108が前進するときに用
いられる部分X1の円周方向の長さl1を、後退するときに
用いられる部分X2の円周方向の長さl2の約1.7倍とする
ことによって変え、該駆動ロッド108の前進及び後退の
応答速度を等しく確保するようにしたものである。 次にこの実施例の作用を説明する。 ステッピングモータ128が軸側から見て時計方向に回
転すると、ボールねじシャフト120も一体的に回転す
る。このボールねじシャフト120に螺合しているナット1
18は、スプール112に固定されており、且このスプール1
12はキー114によってピストン104に対して回り止めがな
され、このピストン104はキー134によってカバー132に
対して周り止めされている。そのため結局ナット118は
前記ボールねじシャフト120の回転によって前進を開始
する。又このナット118の前進によってスプール112も一
体的に前進する。この結果スプール112の溝部112A、112
Bとスリーブ106の通路154〜156との間に偏差が生じ、第
１図破線に示されるような状態となる。このため通路15
1、第１気密室138、通路152、153、及びスプール112の
溝部112Aが閉じた空間となるため、圧縮空気源136から
の空気の流入が阻止される。 一方、第２気密室140の空気は通路154、155、溝部112
B、通路156、157、158を介して大気へ放出される。 従って第２気密室140の空気圧が下がり、ピストン104
の前後方向の力バランスが崩れ、該ピストン104がスリ
ーブ106、駆動ロッド108と共に前進する。しかしなが
ら、スプール112はこれらと共には移動しないため、や
がてスプール112の溝部112A、112Bとスリーブ106の通路
154〜156との偏差が再び０となったところで第１気密室
の空気の流出が止まり、ピストン104の移動も停止す
る。 この結果、結局電動モータ128によってボールねじシ
ャフト120を回転し、ナット118を任意の位置で位置決め
すると、この位置決めされた軸方向位置に対応して駆動
ロッド108が摺動・位置決めされることになる。 逆に電動モータ128が反時計方向に回転し、スプール1
12が後退すると、スプール112の溝部112A、112Bとスリ
ーブ106の通路154〜156との間に前進時と逆側に偏差が
生じ、第２気密室140の空気の大気への放出が阻止され
ると共に、圧縮空気源138に連通されている第１気密室1
38の空気が通路152、153、溝部112A、通路155、154を介
して第２気密室140に流れ込む。これにより第２気密室1
40の空気圧が上がり、ピストン104の前後方向の力バラ
ンスが崩れ、該ピストン104は後退する。この後退によ
りスプール112の溝部112A、112Bとスリーブ106の通路15
4〜156との偏差が再び０になったところでそれ以上の空
気の移動が阻止され、ピストン104の後退が完了する。 以上の２つの動作において、この実施例では通路155
の円周方向の長さl1、l2に違いをもたせたことにより、
スプール112の溝部112A、112Bとスリーブ106の通路154
〜156との偏差に対する流量の比が同一になっており、
このため応答性が前進時と後退時とで等しくなってい
る。 又、この実施例によれば、第６図（Ｂ）に示されるよ
うに、位置制御系がメカニカルに構成されており、且つ
スプール弁による流路切換えであることから、弁自身に
空気圧による余分な外力やばねによる保持力を受けない
ため、切換えを非常に安定して行うことができる。従っ
て結果としてステッピングモータの位置制御系の応答性
を高く維持でき、又、位置決め精度を向上できる。
以上説明した通り、本発明によれば、位置制御系を構
成する主要素としてスプール弁を用いるようにしたた
め、部品点数が少なく、従ってコストの低減を図ること
ができ、又モータの駆動力の大幅な低減が図れることか
ら応答性をより向上させることができ、且つ特定の位置
での位置決めを安定して行うことができるようになると
いう優れた効果が得られる。
成する主要素としてスプール弁を用いるようにしたた
め、部品点数が少なく、従ってコストの低減を図ること
ができ、又モータの駆動力の大幅な低減が図れることか
ら応答性をより向上させることができ、且つ特定の位置
での位置決めを安定して行うことができるようになると
いう優れた効果が得られる。
第１図は本発明が適用された電気−空気サーボアクチュ
エータの縦断面図、 第２図は第１図II部分の部分斜視図、 第３図は同じくIII−III線に沿うスリーブの部分断面
図、 第４図は従来のPTP方式による電気−空気サーボアクチ
ュエータのブロック図、 第５図は従来のサーボ方式のブロック図、 第６図（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ従来のサーボ方式及び
上記実施例方式の制御ブロック図、 第７図（Ａ）、（Ｂ）は従来の電気−空気サーボシリン
ダの縦断面図である。 102……シリンダボディ、 104……ピストン、106……スリーブ、 108……駆動ロッド、112……スプール弁、 112A、112B……溝部、 118……ナット、 120……ボールねじシャフト、 128……ステッピングモータ、 136……圧縮空気源、 138……第１気密室（定圧室）、 140……第２気密室（制御圧室）、 151〜158……通路。
エータの縦断面図、 第２図は第１図II部分の部分斜視図、 第３図は同じくIII−III線に沿うスリーブの部分断面
図、 第４図は従来のPTP方式による電気−空気サーボアクチ
ュエータのブロック図、 第５図は従来のサーボ方式のブロック図、 第６図（Ａ）、（Ｂ）はそれぞれ従来のサーボ方式及び
上記実施例方式の制御ブロック図、 第７図（Ａ）、（Ｂ）は従来の電気−空気サーボシリン
ダの縦断面図である。 102……シリンダボディ、 104……ピストン、106……スリーブ、 108……駆動ロッド、112……スプール弁、 112A、112B……溝部、 118……ナット、 120……ボールねじシャフト、 128……ステッピングモータ、 136……圧縮空気源、 138……第１気密室（定圧室）、 140……第２気密室（制御圧室）、 151〜158……通路。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) F15B 9/09
Claims (1)
- 【請求項１】シリンダボディ内に気密に且つ摺動自在に
配置され、負荷に連結される駆動ロッドが連結又は一体
的に延在されたピストンと、 該ピストンの内部に該ピストンの摺動方向と同一の方向
に摺動自在に配置され、外周に溝部の形成されたスプー
ルと、 該スプールを、ねじ−ナットの螺合機構を介して前記ピ
ストン内で摺動・位置決めする電動モータと、 前記スプールの外周に、前記ピストンと一体的に連結さ
れて配置されたスリーブと、 圧縮空気源、前記シリンダボディ内でピストンによって
分割されてできた２つの気密室、及び大気の４者の間で
形成した空気通路と、を備え、 該空気通路のうち、前記スリーブ内に形成された空気通
路の少なくとも１つが、当該空気通路の前記スリーブの
溝部に対する開口断面積がスプールの摺動方向において
異なるような形状で形成され、 前記スプールの外周に形成された溝部により、前記空気
通路における空気の流れ方向を、該スプールの位置に依
存して切換え、前記電動モータによる前記スプールの摺
動・位置決めに対応して前記ピストンを摺動・位置決め
すると共に、 スプールの位置に応じて、該スプールの特定の溝部が前
記開口断面積が異なる空気通路の特定の開口断面積の側
と連結される構成としたことを特徴とする電気−空気サ
ーボアクチュエータ。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18578090A JP2892451B2 (ja) | 1990-07-13 | 1990-07-13 | 電気―空気サーボアクチュエータ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18578090A JP2892451B2 (ja) | 1990-07-13 | 1990-07-13 | 電気―空気サーボアクチュエータ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0473402A JPH0473402A (ja) | 1992-03-09 |
| JP2892451B2 true JP2892451B2 (ja) | 1999-05-17 |
Family
ID=16176768
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18578090A Expired - Fee Related JP2892451B2 (ja) | 1990-07-13 | 1990-07-13 | 電気―空気サーボアクチュエータ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2892451B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ATE354160T1 (de) | 2003-10-30 | 2007-03-15 | Koninkl Philips Electronics Nv | Audiosignalcodierung oder -decodierung |
| JPWO2008081803A1 (ja) * | 2006-12-28 | 2010-04-30 | 株式会社小松製作所 | Ｅｇｒバルブ装置 |
| CN110195729B (zh) * | 2019-05-27 | 2020-10-23 | 辽宁工程技术大学 | 一种阀芯内置式数字流体缸 |
-
1990
- 1990-07-13 JP JP18578090A patent/JP2892451B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0473402A (ja) | 1992-03-09 |
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Legal Events
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|---|---|---|---|
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