JP2003336602A - サーボシリンダの制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 小型でありながら既存のサーボシリンダへ
の設置を容易とする。 【解決手段】 制御モータ71からの回転駆動力と、ピ
ストンロッド36の移動により回転するフィードバック力
としての検出ローラ87の回転力とを変換移動手段85に伝
達してサーボ制御弁61のスプール46を移動させ、主回路
の切換を行うようにしたので、スプール46自身は軸方向
に若干量移動するだけであり、装置全体が小型となる。
しかも、検出ローラ87、変換移動手段85、伝達ロッド92
はサーボシリンダ31外に設置されることとなり、サーボ
シリンダ31のピストンロッド36の外径を大径とする必要
が無くなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、機械式フィード
バックを用いてサーボシリンダの作動を制御するように
したサーボシリンダの制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のサーボシリンダの制御装置として
は、例えば図７に示すようなものが知られている。この
制御装置を用いてピストン11およびピストンロッド12を
所定距離だけ突出側に移動させる場合には、制御モータ
13に操作信号を入力し、ピストン11、ピストンロッド12
内に形成された挿入孔14に遊嵌されているボールねじ軸
15を右回転させることにより、該ボールねじ軸15に螺合
するとともに挿入孔14の内周に摺接するスプール16を突
出側に移動させる。

【０００３】この結果、ピストン11に形成された流入通
路17と給排通路18とがスプール16の外周に形成された環
状溝19を通じて連通し、これにより、ポンプから供給通
路20を通じてシリンダ室21のロッド側室22に常時導かれ
ている高圧流体が、前記流入通路17、環状溝19、給排通
路18を通じてシリンダ室21のヘッド側室23に供給され
る。

【０００４】ここで、ピストン11のヘッド側室23側の受
圧面積（流体力）はロッド側室22側の受圧面積（流体
力）より大であるため、ピストン11およびピストンロッ
ド12はピストン11の両側に作用する流体力差によって突
出側に移動する。このようにしてピストン11、ピストン
ロッド12がスプール16に追従して移動し、流入通路17と
給排通路18とがスプール16により遮断されそうになる
が、前記スプール16は制御モータ13の作動によりさらに
突出側に移動しているため、ヘッド側室23に引き続き高
圧流体が供給され、これにより、ピストン11、ピストン
ロッド12は引き続いてスプール16に追従移動する。

【０００５】そして、スプール16がボールねじ軸15の回
転により所定距離だけ移動すると、ピストン11、ピスト
ンロッド12も同一距離だけ突出側に移動するが、このと
き、ピストン11、ピストンロッド12がスプール16に追い
ついて流入通路17と給排通路18との間がスプール16によ
り遮断され、ピストン11、ピストンロッド12の突出移動
が停止する。

【０００６】一方、ピストン11、ピストンロッド12を前
記突出位置から初期位置に復帰させる場合には、制御モ
ータ13に操作信号を入力してボールねじ軸15を左回転さ
せることにより、スプール16をボールねじ軸15によって
引っ込み側に移動させる。この結果、ピストンロッド12
内に形成された戻り通路25と前記給排通路18とが環状溝
19を通じて連通するが、このとき、シリンダ室21のロッ
ド側室22には前述のように高圧流体が常時供給されてい
るので、ピストン11、ピストンロッド12が引っ込み側に
押し戻され、これにより、該ヘッド側室23内の流体は給
排通路18、環状溝19、戻り通路25を通じて挿入孔14に流
出する。

【０００７】このようにして挿入孔14に流出した流体は
ボールねじ軸15内に形成された貫通孔26およびシリンダ
ケース27内に形成された排出通路28を通じて排出され
る。この結果、ピストン11、ピストンロッド12がスプー
ル16に追従して引っ込み側に移動し、給排通路18と戻り
通路25がスプール16により遮断されそうになるが、前記
スプール16は制御モータ13の作動によりさらに引っ込み
側に移動しているため、ロッド側室22に引き続き高圧流
体が供給されるとともに、ヘッド側室23からは流体が排
出され、これにより、ピストン11、ピストンロッド12は
引き続きスプール16に追従移動する。

【０００８】そして、スプール16がボールねじ軸15の回
転により初期位置まで復帰すると、ピストン11、ピスト
ンロッド12もスプール16と同一距離だけ引っ込み側に移
動してスプール16に追いつく。このとき、給排通路18と
戻り通路25との間がスプール16により遮断され、ピスト
ン11、ピストンロッド12の引っ込み移動が停止する。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来のサーボシリンダの制御装置にあっては、ピス
トン11、ピストンロッド12の中心軸上に形成された挿入
孔14に、ピストン11、ピストンロッド12のストローク長
より長いボールねじ軸15を遊嵌するようにしているた
め、装置全体が大型になるとともに、既存のサーボシリ
ンダへの設置が困難であり、しかも、ピストンロッド12
の外径が挿入孔14の影響を受けて大径となり、ピストン
11、ピストンロッド12の突出時と引っ込み側とにおける
移動速度に大きな差が発生するという問題点もある。

【００１０】この発明は、小型でありながら既存のサー
ボシリンダへの設置が容易であるサーボシリンダの制御
装置を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】このような目的は、サー
ボシリンダに流体を給排する主回路の途中に介装され、
軸方向に移動することで流体の流れ方向を切換えるスプ
ールを有するサーボ制御弁と、回転駆動力を受けたと
き、該回転駆動力を軸方向移動力に変換して前記サーボ
制御弁のスプールに付与する変換移動手段と、入力され
た操作信号に応じた回転駆動力を発生し、該回転駆動力
を前記変換移動手段に付与する制御モータと、ピストン
ロッドに転がり接触し、該ピストンロッドの移動に応じ
て回転する検出ローラと、該検出ローラの回転力をフィ
ードバック力として前記変換移動手段に伝達付与する機
械式伝達手段とを備えることにより達成することができ
る。

【００１２】サーボシリンダのピストンロッドを突出側
あるいは引っ込み側に移動させる場合には、操作信号を
制御モータに入力して回転駆動力を変換移動手段に付与
する。この結果、変換移動手段は前記回転駆動力を軸方
向移動力に変換してサーボ制御弁のスプールに付与し、
該スプールを軸方向に移動させる。これにより、主回路
を流れる流体の流れ方向が切換えられ、ピストンロッド
が移動する。

【００１３】このようにピストンロッドが移動すると、
該ピストンロッドの外周に転がり接触している検出ロー
ラが前記移動に応じて回転するが、このとき、検出ロー
ラの回転力はフィードバック力として機械式伝達手段に
より変換移動手段に伝達付与される。この結果、変換移
動手段はスプールを制御モータによる移動方向と逆方向
に移動させ、スプールを初期位置（中立位置）に向かっ
て復帰させる。

【００１４】このようにサーボシリンダの作動時、変換
移動手段には制御モータおよび検出ローラからスプール
に逆方向の軸方向移動を発生させる回転力が付与される
が、この検出ローラの回転は制御モータの回転より僅か
に遅れるため、通常スプールは開状態に保持され、ピス
トンロッドは所定方向への移動を継続する。そして、制
御モータへの操作信号の入力が終了すると、スプールは
初期位置に復帰するが、このとき、ピストンロッドは所
望のストロークだけ軸方向に移動し停止する。

【００１５】ここで、前述のようにスプール自身は軸方
向に若干量移動するだけであるため、これを移動させる
ための変換移動手段、検出ローラ、機械式伝達手段を、
従来技術で説明したような長いボールねじ軸に比較して
小型とすることができる。また、検出ローラはピストン
ロッドに転がり接触しているため、該検出ローラおよび
変換移動手段、機械式伝達手段はサーボシリンダ外に設
置されることとなり、この結果、サーボシリンダのピス
トンロッドの外径を大径とする必要が無く、これによ
り、ピストンロッドの突出時と引っ込み時における移動
速度差を小さくすることができる。

【００１６】また、請求項２に記載のように構成すれ
ば、簡単な構造でかつ小型、安価でありながら、回転駆
動力を軸方向移動力に変換して確実にスプールに付与す
ることができる。さらに、請求項３に記載のように構成
すれば、簡単な構造でかつ小型、安価でありながら、検
出ローラの回転をはすば歯車に伝達することができる。

【００１７】また、請求項４に記載のように構成すれ
ば、装置全体の幅を容易に狭くすることができる。さら
に、請求項５に記載のように構成すれば、既存のシリン
ダに簡単に設置することができる。また、請求項６に記
載のように構成すれば、装置全体を安価で小型とするこ
とができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、この発明の一実施形態を図
面に基づいて説明する。図１、２、３、４、５、６にお
いて、31は油圧ショベル、クレーン、工作機械、アミュ
ーズメント装置等に用いられるサーボシリンダであり、
このサーボシリンダ31はヘッド側が閉止されロッド側が
開口している有底円筒状の本体ケース32を有する。33は
前記本体ケース32のロッド側端に固定され、該本体ケー
ス32のロッド側開口を閉止するロッドカバーであり、こ
のロッドカバー33と前記本体ケース32との内部にはこれ
らに囲まれたシリンダ室34が形成されている。

【００１９】35は前記シリンダ室34に摺動可能に収納さ
れ、該シリンダ室34をロッド側室34ａとヘッド側室34ｂ
とに区画するピストンであり、このピストン35には中央
部が前記ロッドカバー33を貫通し、本体ケース32と同軸
であるピストンロッド36の後端部が固定されている。37
はロッドカバー33の先端面にボルト等により着脱可能に
取付けられたホルダーであり、このホルダー37に形成さ
れた遊嵌孔38内には前記ピストンロッド36が遊嵌されて
いる。

【００２０】41は先端部が前記ホルダー37に固定されサ
ーボシリンダ31に平行に延びる四角柱状のケース本体で
あり、このケース本体41内にはサーボシリンダ31に平行
に延びる貫通した断面円形のスプール孔42が形成されて
いる。そして、このスプール孔42の先端開口はケース本
体41に固定された先端キャップ43により閉止され、一
方、後端開口はケース本体41に固定された後端キャップ
44により閉止されている。

【００２１】46は前記スプール孔42内に摺動可能に挿入
されピストンロッド36に平行に延びるスプールであり、
このスプール46はキー47により回り止めされながらスプ
ール孔42内を軸方向に移動可能である。このスプール46
の外周には先端側から後端側に向かって軸方向に離れた
３個の環状溝46ａ、46ｂ、46ｃが順次形成されている。

【００２２】49は高圧流体を吐出するポンプであり、こ
のポンプ49に接続されている供給通路50は、前記ケース
本体41内に形成され、環状溝46ｂに常時連通している供
給孔51に接続されている。52は前記供給孔51より先端側
のケース本体41内に形成された第１給排孔であり、この
第１給排孔52と前記サーボシリンダ31のロッド側室34ａ
とは第１給排通路53により接続されている。54は前記供
給孔51より後端側のケース本体41内に形成された第２給
排孔であり、この第２給排孔54と前記サーボシリンダ31
のヘッド側室34ｂとは第２給排通路55により接続されて
いる。

【００２３】この結果、前記スプール46が先端側に移動
することで、供給孔51と第１給排孔52とが環状溝46ｂを
介して連通すると、ポンプ49から吐出された高圧流体は
第１給排通路53を通じてロッド側室34ａに供給され、ピ
ストン35、ピストンロッド36を引っ込み側（ヘッド側）
に移動させ、一方、スプール46が後端側に移動すること
で、供給孔51と第２給排孔54とが環状溝46ｂを介して連
通すると、ポンプ49から吐出された高圧流体は第２給排
通路55を通じてヘッド側室34ｂに供給され、ピストン3
5、ピストンロッド36を突出側（ロッド側）に移動させ
る。

【００２４】57はケース本体41内に形成され、一側が二
股に分岐するとともに、一方の一端が第１給排孔52より
先端側でスプール孔42に開口し、他方の一端が第２給排
孔54より後端側でスプール孔42に開口する排出孔であ
り、この排出孔57の他端とタンク58とは排出通路59によ
って接続されている。そして、前述のようにスプール46
が先端側に移動すると、排出孔57の他方の一端と第２給
排孔54とが環状溝46ｃを介して連通するため、ヘッド側
室34ｂ内の流体は引っ込み側に移動するピストン35によ
り第２給排通路55に押出された後、排出通路59を通じて
タンク58に排出される。

【００２５】一方、スプール46が後端側に移動すると、
排出孔57の一方の一端と第１給排孔52とが環状溝46ａを
介して連通するため、ロッド側室34ａ内の流体は突出側
に移動するピストン35により第１給排通路53に押出され
た後、排出通路59を通じてタンク58に排出される。前述
した供給通路50、供給孔51、第１給排孔52、第１給排通
路53、第２給排孔54、第２給排通路55、排出孔57、排出
通路59は全体として、サーボシリンダ31に流体を給排す
る主回路60を構成する。また、前述のスプール孔42、ス
プール46、キー47は全体として、前記主回路60の途中に
介装され、軸方向に移動することで流体の流れ方向を切
換えるスプール46を有するサーボ制御弁61を構成する。

【００２６】前記環状溝46ａより先端側のスプール46に
は切り欠き63が形成され、この切り欠き63内にはスプー
ル46と同軸で略円筒状をしたスリーブ64を回転可能に支
持するスラストブッシュ65が収納固定されている。この
結果、前記スリーブ64はスラストブッシュ65を介してス
プール46に回転可能に支持されることになる。

【００２７】66はスプール46の中心軸上に形成された遊
嵌穴であり、この遊嵌穴66には先端部外周におねじ67を
有し、ピストンロッド36に平行に延びるねじ軸68が遊嵌
されている。69は前記スリーブ64の内周に形成されため
ねじであり、このめねじ69には前記ねじ軸68のおねじ67
が螺合している。この結果、ねじ軸68が回転すると、お
ねじ67、めねじ69のねじ作用により、スリーブ64はスプ
ール46と共に軸方向に一体的に移動する。

【００２８】71は後端キャップ44の後端面に取付けられ
たパルスモータ等の制御モータであり、この制御モータ
71には図示していない制御部から操作信号（パルス）が
入力される。この制御モータ71はねじ軸68と同軸で前記
操作信号により回転する出力軸72を有し、この出力軸72
は後端キャップ44を貫通するねじ軸68の後端部に連結さ
れている。

【００２９】そして、この制御モータ71は入力された操
作信号に応じた回転駆動力を発生し、該回転駆動力を後
述する変換移動手段85のねじ軸68に付与する。そして、
前述のように制御モータ71の出力軸72、ねじ軸68および
サーボ制御弁61のスプール46を、サーボシリンダ31のピ
ストンロッド36と平行に配置するようにすれば、制御装
置全体を安価で小型とすることができる。

【００３０】74はホルダー37、ケース本体41を貫通しホ
ルダー37の遊嵌孔38において内端が開口する貫通孔であ
り、この貫通孔74はピストンロッド36のほぼ半径方向
に、詳しくは、ピストンロッド36の中心軸Ｌとスプール
46の中心軸とを含む平面に平行に延びるとともに、スプ
ール46の先端部側方を通過している。そして、この貫通
孔74のケース本体41における外端開口はケース本体41に
固定されたキャップ75により閉止されている。

【００３１】76は前記貫通孔74の内端部に遊嵌され該貫
通孔74と同軸の連結スリーブであり、この連結スリーブ
76は複数の軸受77を介してホルダー37、ケース本体41に
回転可能に支持されている。78は連結スリーブ76より外
側の貫通孔74内に遊嵌された伝達軸であり、この伝達軸
78の内端部は連結スリーブ76の外端部に移動可能に挿入
されている。

【００３２】また、この伝達軸78の外端部とケース本体
41との間には軸受80が介装されるとともに、伝達軸78と
連結スリーブ76とはキー79を介して連結されており、こ
の結果、該伝達軸78は前記連結スリーブ76と一体となっ
て回転することができる。

【００３３】前記伝達軸78の中央部にははすば歯車82が
一体形成され、このはすば歯車82の外周にははすばから
なる外歯83が形成されている。一方、前記スリーブ64の
外周には前記外歯83に噛み合うはすばからなる外歯84が
形成されているが、このスリーブ64の回転軸線とはすば
歯車82の回転軸線とはねじれ状態で直交しているので、
これらスリーブ64とはすば歯車82とは直交ヘリカルスパ
イラルギアを構成する。

【００３４】そして、例えば前記ねじ軸68が左回転する
と、スリーブ64ははすば歯車82によりねじ軸68との一体
回転が制限されているため、右回転しながら軸方向に、
ここでは後端側に向かって移動し、これにより、スプー
ル46もスリーブ64と一体となって軸方向（後端側）に移
動する。一方、はすば歯車82が図４において右回転する
と、スリーブ64は左回転するが、このとき、スリーブ64
はねじ軸68に螺合しているため、スリーブ64はねじ作用
によって軸方向（先端側）に移動し、これにより、スプ
ール46もスリーブ64と一体となって軸方向（先端側）に
移動する。

【００３５】前述したスリーブ64、ねじ軸68、はすば歯
車82は全体として、ねじ軸68またははすば歯車82が回転
駆動力を受けたとき、該回転駆動力を軸方向移動力に変
換して前記サーボ制御弁61のスプール46に付与する変換
移動手段85を構成する。ここで、この変換移動手段85を
前述のようなスリーブ64、ねじ軸68、はすば歯車82から
構成すれば、簡単な構造でかつ小型、安価でありなが
ら、回転駆動力を軸方向移動力に変換して確実にスプー
ル46に付与することができる。

【００３６】87は回転軸線がはすば歯車82の回転軸線と
同軸の検出ローラであり、この検出ローラ87は連結スリ
ーブ76に内端側から挿入されるとともに、キー88により
連結スリーブ76に一体回転するよう連結された軸部87ａ
と、軸部87ａの内端に一体形成され、内端面が球面の一
部からなる凸レンズ状の接触部87ｂとから構成されてい
る。

【００３７】そして、この接触部87ｂの内端面はロッド
カバー33から突出しているピストンロッド36の外周に転
がり接触しており、この結果、前記検出ローラ87はピス
トンロッド36の軸方向移動に応じて回転する。89は連結
スリーブ76と接触部87ｂとの間に介装された皿ばねであ
り、この皿ばね89は検出ローラ87をピストンロッド36に
対して滑りが発生しないよう押付ける。

【００３８】ここで、サーボシリンダ31のピストンロッ
ド36の中心軸Ｌを通過し、検出ローラ87の回転軸線に平
行な直線Ｍと、サーボシリンダ31のピストンロッド36に
対する検出ローラ87の転がり接触点Ｎとサーボシリンダ
31のピストンロッド36の中心軸Ｌとを結ぶ半径方向線Ｐ
との交差角Ｑを45度未満としている。

【００３９】このようにすれば、検出ローラ87を前記直
線Ｍに接近させることができ、これにより、装置全体の
幅を容易に狭くすることができる。91は連結スリーブ76
内で伝達軸78と検出ローラ87との間に介装されたスプリ
ングであり、このスプリング91は伝達軸78を外側に向か
って付勢し、スリーブ64の外歯84とはすば歯車82の外歯
83との間のバックラッシを無くするようにしている。

【００４０】前述した連結スリーブ76、伝達軸78は全体
として、前記はすば歯車82、検出ローラ87に連結された
機械式伝達手段としての伝達ロッド92を構成し、この伝
達ロッド92は前記検出ローラ87の回転力をフィードバッ
ク力として前記変換移動手段85のはすば歯車82に伝達付
与する。ここで、前述のようにはすば歯車82の回転軸線
と検出ローラ87の回転軸線とを同軸とするとともに、こ
れらはすば歯車82、検出ローラ87に、直線状に延びる伝
達ロッド92を連結するようにすれば、簡単な構造でかつ
小型、安価としながら、検出ローラ87の回転をはすば歯
車82に確実に伝達することができる。

【００４１】また、前述したケース本体41、先端キャッ
プ43、後端キャップ44、キャップ75は全体としてケーシ
ング94を構成する。そして、この同一のケーシング94内
に前述したサーボ制御弁61、変換移動手段85、伝達ロッ
ド92を収納するとともに、制御モータ71、検出ローラ87
を支持させ、さらに、該ケーシング94を本体ケース32、
ロッドカバー33からなるサーボシリンダ31のシリンダケ
ース95、詳しくは前述のようにロッドカバー33に着脱可
能に取付けるようにしたので、既存のシリンダに制御装
置を簡単に付加設置することができる。

【００４２】次に、この発明の一実施形態の作用につい
て説明する。ピストン35、ピストンロッド36が、図１に
示す位置で停止しているサーボシリンダ31を作動して、
これらピストン35、ピストンロッド36を突出側に所定距
離だけ移動させる場合には、制御部から制御モータ71に
操作信号を入力し、その出力軸72を図４の右方から見て
左回転させる。

【００４３】この結果、変換移動手段85のねじ軸68に出
力軸72から左回りの回転駆動力が付与されるが、このと
き、スリーブ64ははすば歯車82によりねじ軸68との一体
回転が制限されているため、右回転しながら軸方向に、
ここでは後端側に移動し、これにより、スプール46もス
リーブ64と一体となって軸方向（後端側）に移動する。
このように変換移動手段85によって回転駆動力は軸方向
移動力に変換されてサーボ制御弁61のスプール46に付与
され、該スプール46を軸方向に移動させる

【００４４】前述のようにスプール46が後端側に移動す
ると、供給孔51と第２給排孔54とが環状溝46ｂを介して
連通し、主回路60を流れる流体の流れ方向が切換えられ
る。これにより、ポンプ49から吐出された高圧流体は第
２給排通路55を通じてヘッド側室34ｂに供給され、ピス
トン35、ピストンロッド36を突出側（ロッド側）に移動
させる。このとき、排出孔57の一方の一端と第１給排孔
52とが環状溝46ａを介して連通するため、ロッド側室34
ａ内の流体は突出側に移動するピストン35により第１給
排通路53に押出された後、排出通路59を通じてタンク58
に排出される。

【００４５】このようにしてピストンロッド36が突出側
に移動すると、該ピストンロッド36の外周に転がり接触
している検出ローラ87が前記移動に応じて回転（図４に
おいて右回転）するが、この検出ローラ87の回転力はフ
ィードバック力として伝達ロッド92により変換移動手段
85のはすば歯車82にそのまま伝達付与される。

【００４６】このようにはすば歯車82が右回転すると、
該はすば歯車82に噛み合っているスリーブ64が左回転す
るが、このとき、スリーブ64はねじ軸68に螺合している
ため、スリーブ64はねじ作用によって、制御モータ71に
よる移動方向と逆方向、ここでは先端側に移動する。こ
れにより、スプール46もスリーブ64と一体となって先端
側に移動し、該スプール46を初期位置（供給孔51、第２
給排孔54同士および第１給排孔52、排出孔57同士が遮断
された中立位置）に向かって復帰させる。

【００４７】このようにサーボシリンダ31の作動時、変
換移動手段85には制御モータ71、検出ローラ87からスプ
ール46に逆方向の軸方向移動を発生させる回転力が付与
されるが、この検出ローラ87の回転は制御モータ71の出
力軸72の回転より僅かに遅れるため、通常スプール46は
開状態に保持され、ピストンロッド36は突出側への移動
を継続する。そして、制御モータ71への操作信号の入力
が終了すると（制御モータ71に対し所定数のパルスが入
力され終わると）、出力軸72が回転しなくなるため、検
出ローラ87からのフィードバック回転によりスプール46
は初期の中立位置に復帰するが、このとき、ピストンロ
ッド36は所望のストローク（前述の所定距離）だけ軸方
向に移動し停止する。

【００４８】ここで、前述のようにスプール46自身は軸
方向に若干量移動するだけであるため、これを移動させ
るための変換移動手段85、検出ローラ87、伝達ロッド92
を、従来技術で説明したような長いボールねじ軸に比較
して小型とすることができる。また、検出ローラ87はピ
ストンロッド36に転がり接触しているため、該検出ロー
ラ87および変換移動手段85、伝達ロッド92はサーボシリ
ンダ31外に設置されることとなり、この結果、サーボシ
リンダ31のピストンロッド36の外径を大径とする必要が
無く、これにより、ピストンロッド36の突出時と引っ込
み時における移動速度差を小さくすることができる。

【００４９】一方、ピストンロッド36を引っ込み側に移
動させる場合には、制御モータ71によってスリーブ64を
先端側に移動させ、ポンプ49から吐出された高圧流体を
ロッド側室34ａに供給する。これにより、ピストンロッ
ド36が引っ込み側に移動するが、この移動により検出ロ
ーラ87、はすば歯車82が左回転し、スリーブ64が機械的
フィードバック力を受けて後端側に移動する。そして、
制御モータ71に対する操作信号の入力が終了すると、ピ
ストンロッド36は所定距離だけ引っ込み側に移動し当該
位置で停止する。

【００５０】なお、前述の実施形態においては、スリー
ブ64内にねじ軸68をねじ込むことで、制御モータ71から
の回転駆動力をスリーブ64に伝達するようにしたが、こ
の発明においては、スリーブの外周に形成されたおねじ
と、ねじ軸のおねじとを螺合させることで、あるいは、
スリーブの外周に形成されたはすばからなる外歯と、出
力軸に連結されたはすば歯車の外周に形成されたはすば
からなる外歯とを噛み合わせることで、制御モータから
の回転駆動力をスリーブに伝達するようにしてもよい。

【００５１】また、前述の実施形態においては、スリー
ブ64の外歯84とはすば歯車82の外歯83とを噛み合わせる
ことで、検出ローラ87からの回転力をスリーブ64に伝達
するようにしたが、この発明においては、スリーブの内
周に形成されためねじと、機械式伝達手段に設けられた
おねじとを螺合させることで、あるいは、スリーブの外
周に形成されたおねじと、機械式伝達手段に設けられた
おねじとを螺合させることで、検出ローラからの回転駆
動力をスリーブに伝達するようにしてもよい。

【００５２】さらに、前述の実施形態においては、内端
面が球面の一部からなる凸レンズ状の接触部87ｂを有す
る検出ローラ87の内端面をピストンロッド36の外周に転
がり接触させるようにしたが、この発明においては、サ
ーボシリンダのピストンロッドの中心軸に垂直な平面内
に回転軸が位置している円筒状をした検出ローラの外周
をピストンロッドの外周に転がり接触させるようにして
もよい。また、前述の実施形態においては、検出ローラ
87の接触部87ｂを内端面が球面の一部からなる凸レンズ
状としたが、この発明においては、前記接触部を内端面
が平面（フラット）である円板状としてもよい。

【００５３】また、この発明においては、検出ローラ、
伝達ロッドの回転量を回転検出器により検出したり、制
御モータの出力軸の回転量をポジションセンサ等により
検出することで、制御精度を向上させるようにしてもよ
い。

【００５４】

【発明の効果】以上説明したように、この発明によれ
ば、サーボシリンダの制御装置を、簡単に小型化するこ
とができるとともに、既存のサーボシリンダに対して容
易に設置することもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施形態を示す一部が記号で表さ
れた正面断面図である。

【図２】図１のＩ−Ｉ矢視断面図である。

【図３】サーボ制御弁近傍の正面断面図である。

【図４】図１のII−II矢視断面図である。

【図５】図３のIII−III矢視断面図である。

【図６】サーボシリンダの制御装置の概略説明図であ
る。

【図７】従来のサーボシリンダの制御装置の一例を示す
正面断面図である。

【符号の説明】

31…サーボシリンダ 46…スプール 60…主回路 61…サーボ制御弁 64…スリーブ 67…おねじ 68…ねじ軸 69…めねじ 71…制御モータ 82…はすば歯車 83…外歯 84…外歯 85…変換移動手段 87…検出ローラ 92…伝達手段 94…ケーシング 95…シリンダケース Ｌ…中心軸 Ｍ…直線 Ｎ…転がり接触点 Ｐ…半径方向線 Ｑ…交差角

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 橋本 正孝 岐阜県不破郡垂井町御所野1414番地 帝人 製機株式会社岐阜第二工場内 Ｆターム(参考） 3H001 AA07 AB04 AC03 AD05 AE03 AE05

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】サーボシリンダに流体を給排する主回路の
   途中に介装され、軸方向に移動することで流体の流れ方
   向を切換えるスプールを有するサーボ制御弁と、回転駆
   動力を受けたとき、該回転駆動力を軸方向移動力に変換
   して前記サーボ制御弁のスプールに付与する変換移動手
   段と、入力された操作信号に応じた回転駆動力を発生
   し、該回転駆動力を前記変換移動手段に付与する制御モ
   ータと、ピストンロッドに転がり接触し、該ピストンロ
   ッドの移動に応じて回転する検出ローラと、該検出ロー
   ラの回転力をフィードバック力として前記変換移動手段
   に伝達付与する機械式伝達手段とを備えたことを特徴と
   するサーボシリンダの制御装置。
2. 【請求項２】前記変換移動手段は、スプールに回転可能
   に支持されるとともに、該スプールと軸方向に一体的に
   移動し、内周にめねじが形成され、外周にはすばからな
   る外歯が形成されたスリーブと、前記スリーブのめねじ
   に螺合するおねじを有するとともに、制御モータの出力
   軸に連結されたねじ軸と、外周に前記スリーブの外歯に
   噛み合うはすばからなる外歯が形成され、前記スリーブ
   とで直交ヘリカルスパイラルギアを構成するはすば歯車
   とを備えた請求項１記載のサーボシリンダの制御装置。
3. 【請求項３】前記検出ローラの回転軸線とはすば歯車の
   回転軸線とを同軸とするとともに、前記機械式伝達手段
   を、これらはすば歯車、検出ローラに連結された直線状
   に延びる伝達ロッドから構成した請求項２記載のサーボ
   シリンダの制御装置。
4. 【請求項４】前記サーボシリンダのピストンロッドの中
   心軸Ｌを通過し、検出ローラの回転軸線に平行な直線Ｍ
   と、サーボシリンダのピストンロッドに対する検出ロー
   ラの転がり接触点Ｎとサーボシリンダのピストンロッド
   の中心軸Ｌとを結ぶ半径方向線Ｐとの交差角Ｑを45度未
   満とした請求項１記載のサーボシリンダの制御装置。
5. 【請求項５】前記サーボ制御弁、変換移動手段および機
   械式伝達手段を同一のケーシング内に収納するととも
   に、制御モータ、検出ローラを前記ケーシングに支持さ
   せ、該ケーシングをサーボシリンダのシリンダケースに
   着脱可能に取付けるようにした請求項１記載のサーボシ
   リンダの制御装置。
6. 【請求項６】前記サーボ制御弁のスプール、ねじ軸およ
   び制御モータの出力軸をサーボシリンダのピストンロッ
   ドと平行に配置した請求項２記載のサーボシリンダの制
   御装置。