JP4624038B2 - Liquid supply device - Google Patents

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Description

本発明は、塗料などの液体を定量供給する液体供給装置に関する。   The present invention relates to a liquid supply device that supplies a liquid such as paint in a fixed amount.

従来の液体供給装置として、パルスモータやサーボモータにより駆動機構を介してピストンポンプのピストンを往復動させる構成が知られている(例えば、特許文献1)。このような電動アクチュエータを用いた液体供給装置は、駆動機構としてボールねじ等を用いることにより、ピストンの位置決めや速度制御を高精度で行うことができ、所望の定量供給を行うことができる。ところが、許容トルク負荷がそれほど大きくないため、液体の粘度が高い場合や吐出側の流路が長い場合においては、液体の供給が困難になるという問題があった。   As a conventional liquid supply device, a configuration is known in which a piston of a piston pump is reciprocated via a drive mechanism by a pulse motor or a servo motor (for example, Patent Document 1). The liquid supply apparatus using such an electric actuator can perform positioning and speed control of the piston with high accuracy by using a ball screw or the like as a drive mechanism, and can perform a desired quantitative supply. However, since the allowable torque load is not so large, there is a problem that it is difficult to supply the liquid when the viscosity of the liquid is high or the flow path on the discharge side is long.

一方、吐出側にある程度大きな負荷が作用しても、十分な吐出性能を維持可能な液体供給装置として、エアモータに駆動用のエアを供給することによりピストンを往復動させるエアレスポンプが知られている(例えば、特許文献2)。エアモータとしては、複動型のエアシリンダが好ましく用いられ、エアシリンダの断面積とピストンポンプの断面積との比率を適宜設定することにより、高い吐出圧力を得ることができる。ところが、エアモータの吐出圧力の制御が駆動エアの供給圧の調整によって行われるため、吐出側の負荷変動に対して吐出流量を高精度に維持することが困難であるという問題があった。高圧供給が可能なポンプとしては、上述した他にギアポンプも知られているが、特に低粘度塗料などの液体においてはギアとハウジングとの隙間からリークが生じ易く、やはり定量供給が困難であった。   On the other hand, an airless pump that reciprocates a piston by supplying driving air to an air motor is known as a liquid supply device that can maintain sufficient discharge performance even if a large load acts on the discharge side. (For example, patent document 2). As the air motor, a double-acting air cylinder is preferably used, and a high discharge pressure can be obtained by appropriately setting the ratio between the cross-sectional area of the air cylinder and the cross-sectional area of the piston pump. However, since the discharge pressure of the air motor is controlled by adjusting the supply pressure of the driving air, there is a problem that it is difficult to maintain the discharge flow rate with high accuracy against the load fluctuation on the discharge side. In addition to the above, a gear pump is also known as a pump capable of supplying high pressure. However, particularly in a liquid such as a low-viscosity paint, leakage is likely to occur from the gap between the gear and the housing, and it is difficult to quantitatively supply the pump. .

液体供給装置としては、その他に、特許文献3に開示された構成が知られている。この液体供給装置は、吸引ポンプのハウジングの内部に2つのピストンが対向配置されており、2個の駆動モータによりそれぞれ個別に駆動制御することにより、ポンプ室の容積を増減して液体を供給することができる。ところが、使用される2個の駆動モータはいずれも電動モータであり、特許文献1の構成と同様、液体の粘度が高い場合などには液体の定量供給が困難であるという問題があった。
特開2001−113220号公報 特開平6−296907号公報 特開平8−72266号公報(図6、段落[0086])
As the liquid supply device, the configuration disclosed in Patent Document 3 is known. In this liquid supply device, two pistons are arranged opposite to each other inside the housing of the suction pump, and the liquid is supplied by increasing / decreasing the volume of the pump chamber by individually controlling driving by two drive motors. be able to. However, the two drive motors used are both electric motors, and there is a problem that it is difficult to quantitatively supply the liquid when the viscosity of the liquid is high, as in the configuration of Patent Document 1.
JP 2001-113220 A JP-A-6-296907 JP-A-8-72266 (FIG. 6, paragraph [0086])

本発明は、このような問題を解決すべくなされたものであって、液体の粘度や吐出側の負荷に拘わらず、液体を高い精度で定量供給することができる液体供給装置の提供を目的とする。   The present invention has been made to solve such a problem, and an object of the present invention is to provide a liquid supply device capable of quantitatively supplying a liquid with high accuracy regardless of the viscosity of the liquid and the load on the discharge side. To do.

本発明の前記目的は、2つの開口を有するシリンダ本体と、前記シリンダ本体の内壁面を摺動する摺動部材とを備え、前記摺動部材が前記シリンダ本体の軸線に沿って移動することにより、前記開口の一方から液体が流入され、前記開口の他方から液体が排出されるように構成された液体供給装置であって、前記摺動部材を駆動する電動アクチュエータと、前記電動アクチュエータによる前記摺動部材の駆動を補助する流体圧シリンダとを備える液体供給装置により達成される。   The object of the present invention includes a cylinder body having two openings and a sliding member that slides on the inner wall surface of the cylinder body, and the sliding member moves along the axis of the cylinder body. A liquid supply apparatus configured to allow liquid to flow in from one of the openings and to discharge liquid from the other of the openings, the electric actuator driving the sliding member, and the sliding by the electric actuator This is achieved by a liquid supply device including a fluid pressure cylinder that assists driving of the moving member.

この液体供給装置において、前記電動アクチュエータは駆動ロッドを備え、前記流体圧シリンダはピストンロッドを備えており、前記駆動ロッド及びピストンロッドは、前記摺動部材を挟んだ両側において、前記シリンダ本体の軸線に沿って進退可能にそれぞれ配置されていることが好ましい。   In this liquid supply apparatus, the electric actuator includes a drive rod, the fluid pressure cylinder includes a piston rod, and the drive rod and the piston rod are arranged on both sides of the sliding member on the axis of the cylinder body. It is preferable that they are arranged so as to be able to advance and retreat along each.

また、前記開口から排出される液体の圧力を検出する液圧検出手段と、前記液圧検出手段の検出に基づいて、前記流体圧シリンダの作動流体圧を制御する作動制御手段とを更に備えることが好ましい。   Further, the apparatus further comprises a fluid pressure detecting means for detecting the pressure of the liquid discharged from the opening, and an operation control means for controlling the working fluid pressure of the fluid pressure cylinder based on the detection by the fluid pressure detecting means. Is preferred.

また、前記流体圧シリンダは、複動型のエアシリンダであることが好ましい。   The fluid pressure cylinder is preferably a double-acting air cylinder.

また、上記液体供給装置は、2つの前記開口にそれぞれ配管を介して接続され、液体供給源から2つの前記開口のいずれかに液体が供給されるように液体流路を切り替え可能な切替弁を更に備える構成にすることができ、前記切替弁による液体流路の切り替えが、前記摺動部材の往復動の切り替えに同期して行われるように構成することができる。   The liquid supply device includes a switching valve that is connected to each of the two openings via a pipe and that can switch a liquid flow path so that liquid is supplied to one of the two openings from a liquid supply source. The liquid flow path can be switched by the switching valve in synchronism with switching of the reciprocating motion of the sliding member.

本発明の液体供給装置によれば、液体の粘度や吐出側の負荷に拘わらず、液体を高い精度で定量供給することができる。   According to the liquid supply apparatus of the present invention, the liquid can be quantitatively supplied with high accuracy regardless of the viscosity of the liquid and the load on the discharge side.

以下、本発明の実施の形態について添付図面を参照して説明する。図1は、本発明の一実施形態に係る液体供給装置の概略構成図であり、要部を断面で示している。図1に示すように、液体供給装置は、シリンダ本体1、電動アクチュエータ6及びエアシリンダ7を備えている。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a liquid supply apparatus according to an embodiment of the present invention, and shows a main part in cross section. As shown in FIG. 1, the liquid supply apparatus includes a cylinder body 1, an electric actuator 6, and an air cylinder 7.

シリンダ本体1は、軸方向両端を覆う2つの端板1a,1bに、それぞれ開口4a,4bが形成されており、内壁面に沿って摺動する断面円形の摺動ブロック2が収容されている。摺動ブロック2の軸方向両側には、Vシールなどのシール部材3が設けられており、摺動ブロック2が摺動する際のシール性が保持される。   The cylinder body 1 has openings 4a and 4b formed in two end plates 1a and 1b covering both ends in the axial direction, respectively, and accommodates a sliding block 2 having a circular cross section that slides along the inner wall surface. . Seal members 3 such as V-seal are provided on both sides in the axial direction of the sliding block 2, and the sealing performance when the sliding block 2 slides is maintained.

電動アクチュエータ6は、パルスモータやサーボモータなどのモータと、ボールねじなどの直線運動機構とを備えた公知の構成であり、一方の端板1aを介して摺動ブロック2に連結されシリンダ本体1の軸線に沿って進退する駆動ロッド6aを備えている。   The electric actuator 6 has a known configuration including a motor such as a pulse motor or a servo motor and a linear motion mechanism such as a ball screw. The electric actuator 6 is connected to the sliding block 2 via one end plate 1a and is connected to the cylinder body 1. The drive rod 6a which advances / retreats along the axis line is provided.

また、エアシリンダ7は、シリンダ本体の両端部に形成された2つのエア供給孔7a,7bを介して圧縮空気を交互に供給することにより、内部のピストン(図示せず)が進退するように構成された公知の複動型エアシリンダである。このエアシリンダ7は、他方の端板1bを介して摺動ブロック2に連結されシリンダ本体1の軸線に沿って進退するピストンロッド5を備えており、電動アクチュエータ6による摺動ブロック2の駆動を補助する。   Further, the air cylinder 7 alternately supplies compressed air through two air supply holes 7a and 7b formed at both ends of the cylinder body so that an internal piston (not shown) advances and retreats. This is a known double-acting air cylinder. The air cylinder 7 includes a piston rod 5 that is connected to the sliding block 2 via the other end plate 1 b and moves forward and backward along the axis of the cylinder body 1, and drives the sliding block 2 by the electric actuator 6. Assist.

エアシリンダ7の各エア供給孔7a,7bは、ユニバーサルタイプの三方弁15及び電空変換器12を介して圧縮空気供給源13に接続されている。電空変換器12は、後述する液圧センサ11からの信号に基づいてエアシリンダ7への空気圧を制御する作動制御手段として機能し、その構成としてはノズルフラッパ方式などを例示することができる。   The air supply holes 7 a and 7 b of the air cylinder 7 are connected to a compressed air supply source 13 via a universal type three-way valve 15 and an electropneumatic converter 12. The electropneumatic converter 12 functions as an operation control means for controlling the air pressure to the air cylinder 7 based on a signal from a hydraulic pressure sensor 11 to be described later, and the configuration can be exemplified by a nozzle flapper system.

シリンダ本体1の端板1a,1bにおける駆動ロッド6a及びピストンロッド5との摺動部は、テフロン(登録商標)や高密度ポリエチレン、或いは、その他の高性能エンジニアリングプラスチックからなるVシール、Uシールなどが設けられることにより、液密にシールされている。また、摺動性及び耐久性をより高めるために、シリンダ本体1の内壁面や駆動ロッド6a及びピストンロッド5の外周面に硬質クロムメッキなどを施して、鏡面仕上げを行うことが好ましい。   Sliding portions of the end plates 1a and 1b of the cylinder body 1 with the drive rod 6a and the piston rod 5 are V seals, U seals, etc. made of Teflon (registered trademark), high density polyethylene, or other high performance engineering plastics. By providing the liquid-tight seal. In order to further improve the slidability and durability, it is preferable that the inner wall surface of the cylinder body 1 and the outer peripheral surfaces of the drive rod 6a and the piston rod 5 are subjected to mirror finish by applying hard chrome plating or the like.

エアシリンダ7のシリンダ径は、液体の粘度や、吐出側の配管の径・長さなど、想定される吐出側の圧力損失を考慮して、必要な推力が得られるように設定することが好ましい。また、駆動ロッド6a及びピストンロッド5のストローク長は、コンパクト化を図る観点からほぼ同じであることが好ましく、具体的には、10〜100cmが好ましく、20〜50cmがより好ましい。   The cylinder diameter of the air cylinder 7 is preferably set so that necessary thrust can be obtained in consideration of the assumed pressure loss on the discharge side such as the viscosity of the liquid and the diameter and length of the discharge side piping. . Moreover, it is preferable that the stroke length of the drive rod 6a and the piston rod 5 is substantially the same from a viewpoint of making compact, specifically, 10-100 cm is preferable and 20-50 cm is more preferable.

駆動ロッド6a及びピストンロッド5の径は、要求される液体の供給流量や、シリンダ本体1の内径などを考慮して適宜設定すればよいが、大きすぎると端板1a,1bとの間のシール性が悪化する一方、小さすぎると強度上の問題が生じやすくなることから、5〜20mmの範囲が好ましく、10〜15mmの範囲がより好ましい。   The diameters of the drive rod 6a and the piston rod 5 may be appropriately set in consideration of the required liquid supply flow rate, the inner diameter of the cylinder body 1, and the like, but if it is too large, the seal between the end plates 1a and 1b On the other hand, if it is too small, a problem in strength tends to occur, so the range of 5 to 20 mm is preferable, and the range of 10 to 15 mm is more preferable.

シリンダ本体1の2つの開口4a,4bには、それぞれ分配配管16a,16bを介して切替弁10が接続されている。切替弁10は、エア駆動式、電磁式などそのタイプは特に限定されないが、防爆エリアで使用する場合はエア駆動式を用いることが好ましく、より速い切り替え応答を必要とする場合には電磁式を用いることが好ましい。切替弁10には、供給配管16c及び排出配管16dが接続されており、供給配管16cは、ダイアフラムポンプ9を介して液体収容タンク8に接続されている。ダイアフラムポンプ9は、液体収容タンク8内の液体を切替弁10に向けて一定の圧力で供給する。   A switching valve 10 is connected to the two openings 4a and 4b of the cylinder body 1 via distribution pipes 16a and 16b, respectively. The type of the switching valve 10 is not particularly limited, such as an air driven type or an electromagnetic type, but it is preferable to use an air driven type when used in an explosion-proof area, and an electromagnetic type is required when a faster switching response is required. It is preferable to use it. A supply pipe 16 c and a discharge pipe 16 d are connected to the switching valve 10, and the supply pipe 16 c is connected to the liquid storage tank 8 via the diaphragm pump 9. The diaphragm pump 9 supplies the liquid in the liquid storage tank 8 toward the switching valve 10 at a constant pressure.

切替弁10は、液体収容タンク8から供給された液体が、分配配管16a,16bを介して2つの開口4a,4bのいずれかに供給されるように、流路を切り替え可能に構成されている。一方の分配配管16aに液体が供給される場合には、シリンダ本体1の液体が他方の分配配管16bを経て排出配管16dから排出され、他方の分配配管16bに液体が供給される場合には、シリンダ本体1の液体が一方の分配配管16aを経て排出配管16dから排出される。排出配管16dには、通過する液体の圧力を検出してアナログ信号を出力する液圧センサ11が設けられており、液圧センサ11の検出信号は電空変換器12に送信される。排出配管16dは、例えば液体が塗料である場合には、混合器又は塗装ガンに接続される。例えば、2液型塗料の場合の主剤と硬化剤との混合や、インライン調色における複数色塗料の混合などを行う場合は、塗装ガンに至る前に混合器へ供給される。   The switching valve 10 is configured to be able to switch the flow path so that the liquid supplied from the liquid storage tank 8 is supplied to one of the two openings 4a and 4b via the distribution pipes 16a and 16b. . When the liquid is supplied to one distribution pipe 16a, the liquid in the cylinder body 1 is discharged from the discharge pipe 16d through the other distribution pipe 16b, and when the liquid is supplied to the other distribution pipe 16b, The liquid in the cylinder body 1 is discharged from the discharge pipe 16d through one distribution pipe 16a. The discharge pipe 16d is provided with a hydraulic pressure sensor 11 that detects the pressure of the passing liquid and outputs an analog signal. The detection signal of the hydraulic pressure sensor 11 is transmitted to the electropneumatic converter 12. For example, when the liquid is a paint, the discharge pipe 16d is connected to a mixer or a paint gun. For example, when mixing a main agent and a curing agent in the case of a two-component paint or mixing a plurality of color paints in in-line toning, the mixture is supplied to the mixer before reaching the coating gun.

電動アクチュエータ6、エアシリンダ7及びダイアフラムポンプ9の作動、並びに、三方弁15及び切替弁10による流路の切り替えは、図示しないコントローラにより行われる。   The operation of the electric actuator 6, the air cylinder 7, and the diaphragm pump 9, and the switching of the flow path by the three-way valve 15 and the switching valve 10 are performed by a controller (not shown).

次に、以上の構成を備えた液体供給装置の作動について説明する。まず、電動アクチュエータ6及びダイアフラムポンプ9を作動させ、駆動ロッド6aにより摺動ブロック2を一方の端板1a側から他方の端板1bに向けて移動させる。これにより、塗料などの液体が、液体収容タンク8から供給配管16c、切替弁10及び分配配管16aを経て一方の開口4aからシリンダ本体1に流入すると共に、シリンダ本体1の他方の開口4bからは、シリンダ本体1内の液体が押し出される。シリンダ本体1から排出された液体は、分配配管16b、切替弁10及び排出配管16dを経て、搬送先に供給される。   Next, the operation of the liquid supply apparatus having the above configuration will be described. First, the electric actuator 6 and the diaphragm pump 9 are operated, and the sliding block 2 is moved from the one end plate 1a side to the other end plate 1b by the drive rod 6a. As a result, a liquid such as paint flows into the cylinder body 1 from the one opening 4a through the supply pipe 16c, the switching valve 10 and the distribution pipe 16a from the liquid storage tank 8, and from the other opening 4b of the cylinder body 1. The liquid in the cylinder body 1 is pushed out. The liquid discharged from the cylinder body 1 is supplied to the transport destination through the distribution pipe 16b, the switching valve 10 and the discharge pipe 16d.

駆動ロッド6aの移動量などにより摺動ブロック2が他方の端板1bの近傍の所定位置に到達したことをコントローラ(図示せず)が検知すると、当該コントローラは、電動アクチュエータ6による駆動ロッド6aの移動方向を逆方向に切り替えると共に、シリンダ本体1の他方の開口4bに液体が供給されるように切替弁10の流路切り替えを行う。摺動ブロック2は、他方の端板1b側から一方の端板1aに向けて移動し、シリンダ本体1内には他方の開口4bから液体が流入すると共に、一方の開口4aから液体が押し出されて、分配配管16a、切替弁10及び排出配管16dを経て、搬送先に供給される。摺動ブロック2が一方の端板1aに近づくと、コントローラ(図示せず)は、再び駆動ロッド6aの移動方向を切り替えると共に、切替弁10の流路切り替えを行う。   When a controller (not shown) detects that the sliding block 2 has reached a predetermined position in the vicinity of the other end plate 1b due to the amount of movement of the drive rod 6a, the controller detects that the drive rod 6a is driven by the electric actuator 6. While switching the moving direction to the reverse direction, the flow path of the switching valve 10 is switched so that the liquid is supplied to the other opening 4 b of the cylinder body 1. The sliding block 2 moves from the side of the other end plate 1b toward the one end plate 1a. The liquid flows into the cylinder body 1 from the other opening 4b and the liquid is pushed out from the one opening 4a. Then, it is supplied to the transfer destination through the distribution pipe 16a, the switching valve 10 and the discharge pipe 16d. When the sliding block 2 approaches one end plate 1a, a controller (not shown) switches the moving direction of the drive rod 6a again and switches the flow path of the switching valve 10.

このように、切替弁による液体流路の切り替えが、摺動ブロック2の往復動の切り替えに同期して行われるようにすることで、摺動ブロック2の往復動と共に液体が排出管16dを通過し、排出管16dに接続された混合器又は塗装ガンなどに液状の塗料を連続的に供給することができる。   Thus, by switching the liquid flow path by the switching valve in synchronization with the switching of the reciprocating motion of the sliding block 2, the liquid passes through the discharge pipe 16d together with the reciprocating motion of the sliding block 2. The liquid paint can be continuously supplied to a mixer or a paint gun connected to the discharge pipe 16d.

排出管16dを通過する液体の圧力は、液圧センサ11により検知され、液圧に応じたアナログ信号が電空変換器12に向けて出力される。電空変換器12は、入力された信号に基づいて、液圧が高くなるほどエアシリンダ7に供給される圧縮空気の圧力も高くなるように、作動空気圧の制御を行う。三方弁15によるエアシリンダ7への供給流路の切り替えは、ピストンロッド5の往復動が電動アクチュエータ6の駆動ロッド6aの往復動と同期するように、コントローラ(図示せず)により制御される。すなわち、駆動ロッド6aが一方の端板1a側から他方の端板1bに向けて移動するときは、ピストンロッド5も同様に一方の端板1a側から他方の端板1bに向けて移動し、駆動ロッド6aが他方の端板1b側から一方の端板1aに向けて移動するときは、ピストンロッド5も同様に他方の端板1b側から一方の端板1aに向けて移動する。エアシリンダ7によって摺動ブロック2に作用する力は、上述したように液圧センサ11により検知された吐出側の負荷に応じて変動し、負荷が大きいほどエアシリンダ7による摺動ブロック2の推進力も大きくなる。したがって、電動アクチュエータ6による摺動ブロック2の移動は、負荷がほとんど0の状態(すなわち、シリンダ本体1の内部に液体が存在しない場合に近い状態)で行うことができる。 The pressure of the liquid passing through the discharge pipe 16d is detected by the hydraulic pressure sensor 11, and an analog signal corresponding to the hydraulic pressure is output to the electropneumatic converter 12. Based on the input signal, the electropneumatic converter 12 controls the operating air pressure so that the pressure of the compressed air supplied to the air cylinder 7 increases as the hydraulic pressure increases. Switching of the supply flow path to the air cylinder 7 by the three-way valve 15 is controlled by a controller (not shown) so that the reciprocation of the piston rod 5 is synchronized with the reciprocation of the drive rod 6a of the electric actuator 6. That is, when the drive rod 6a moves from one end plate 1a toward the other end plate 1b, the piston rod 5 similarly moves from one end plate 1a toward the other end plate 1b , When the drive rod 6a moves from the other end plate 1b toward the one end plate 1a, the piston rod 5 similarly moves from the other end plate 1b toward the one end plate 1a . The force acting on the sliding block 2 by the air cylinder 7 varies according to the load on the discharge side detected by the hydraulic pressure sensor 11 as described above, and the propulsion of the sliding block 2 by the air cylinder 7 increases as the load increases. Power also increases. Therefore, the movement of the sliding block 2 by the electric actuator 6 can be performed in a state where the load is almost zero (that is, a state close to the case where no liquid exists in the cylinder body 1).

このように、電動アクチュエータ6の許容負荷が小さい場合でも、電動アクチュエータ6による摺動ブロック2の駆動をエアシリンダ7により補助することができるので、液体の粘度や吐出側の負荷に拘わらず、液体を高い精度で一定流量供給することができる。例えば、2液以上の多液混合装置の場合は、各液の供給状態によって混合器の内圧が変動するが、本実施形態の液体供給装置によれば、混合器の内圧に拘わらず塗料を常に一定の流量で送り込むことができ、特に有用である。   In this way, even when the allowable load of the electric actuator 6 is small, the driving of the sliding block 2 by the electric actuator 6 can be assisted by the air cylinder 7, so that the liquid can be used regardless of the viscosity of the liquid or the load on the discharge side. Can be supplied at a constant flow rate with high accuracy. For example, in the case of a multi-liquid mixing device of two or more liquids, the internal pressure of the mixer varies depending on the supply state of each liquid, but according to the liquid supply device of this embodiment, the paint is always applied regardless of the internal pressure of the mixer. It can be fed at a constant flow rate and is particularly useful.

電動アクチュエータ6の動力源としてパルスモータを使用する場合、低速になりすぎると速度安定性が低下するため、液体供給流量を高精度で制御可能とするために、駆動ロッド6aの移動速度は通常0.1mm/sec以上であることが好ましい。但し、パルスモータに変速ギアやボールネジを組み合わせることにより、0.01mm/secでも安定した速度制御を得ることも可能であるため、最低移動速度は必ずしも0.1mm/secに限定されない。   When a pulse motor is used as a power source for the electric actuator 6, since the speed stability decreases when the speed is too low, the moving speed of the drive rod 6a is normally 0 so that the liquid supply flow rate can be controlled with high accuracy. It is preferably 1 mm / sec or more. However, by combining a pulse motor with a transmission gear or a ball screw, it is possible to obtain stable speed control even at 0.01 mm / sec, and therefore the minimum moving speed is not necessarily limited to 0.1 mm / sec.

実際の設計においては、駆動ロッド6a及びピストンロッド5の径をまず決定し、電動アクチュエータ6の設定速度範囲と必要な吐出量の設定範囲から、シリンダ本体1の内径(=摺動ブロック2の直径)を決定することが好適である。例えば、電動アクチュエータ6の最低移動速度が0.1mm/secである場合、この速度で摺動ブロック2が1分間で進む距離は6mmである。要求される最低吐出量が1cc/minの場合、必要な摺動ブロック2の断面積を求め、これから摺動ブロック2の直径を算出すると、約17.8mmとなる。   In actual design, the diameters of the drive rod 6a and the piston rod 5 are first determined, and the inner diameter of the cylinder body 1 (= the diameter of the sliding block 2) is determined from the set speed range of the electric actuator 6 and the set range of the required discharge amount. ) Is preferred. For example, when the minimum moving speed of the electric actuator 6 is 0.1 mm / sec, the distance that the sliding block 2 travels in one minute at this speed is 6 mm. When the required minimum discharge amount is 1 cc / min, the required cross-sectional area of the sliding block 2 is obtained, and the diameter of the sliding block 2 is calculated from this to be about 17.8 mm.

一方、電動アクチュエータ6の最高移動速度は、最低移動速度の通常200〜1000倍程度に設定可能である。例えば、最低移動速度が0.1mm/secの場合、最高移動速度を100mm/secに設定することができ、駆動ロッド6a及びピストンロッド5の径が10mmで、シリンダ本体1の内径が17.8mmの場合、シリンダ本体1からの最大吐出量は、約1000cc/minとなる。   On the other hand, the maximum moving speed of the electric actuator 6 can be set to about 200 to 1000 times the minimum moving speed. For example, when the minimum moving speed is 0.1 mm / sec, the maximum moving speed can be set to 100 mm / sec, the diameter of the drive rod 6a and the piston rod 5 is 10 mm, and the inner diameter of the cylinder body 1 is 17.8 mm. In this case, the maximum discharge amount from the cylinder body 1 is about 1000 cc / min.

以上、本発明の一実施形態について詳述したが、本発明の具体的な態様は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、シリンダ本体1の内部構成は、摺動ブロック2の移動によりシリンダ本体1の内部の液体が押圧されて外部へ供給される構成であれば必ずしも本実施形態のものに限定されず、電動アクチュエータ6及びエアシリンダ7を適宜配置することにより、本実施形態と同様の効果を得ることができる。   As mentioned above, although one Embodiment of this invention was explained in full detail, the specific aspect of this invention is not limited to the said embodiment. For example, the internal structure of the cylinder body 1 is not necessarily limited to that of the present embodiment as long as the liquid inside the cylinder body 1 is pressed by the movement of the sliding block 2 and supplied to the outside. By arranging 6 and the air cylinder 7 as appropriate, the same effects as in the present embodiment can be obtained.

また、エアシリンダ7の代わりに、複動型の油圧シリンダなど他の流体圧シリンダを使用することも可能である。   Further, instead of the air cylinder 7, other fluid pressure cylinders such as a double-acting hydraulic cylinder can be used.

[実施例]
図1に示す構成の液体供給装置の実施例を説明する。シリンダ本体1は、内径が72.3mmφのステンレスサニタリー配管を使用し、全長500mmで両端に連結用のフランジを溶接したものを使用した。電動アクチュエータ6は、THK社製のボールネジユニット(KR45)に、オリエンタルモーター社製の5相パルスモータ(PK543AW)を駆動源としたものを使用し、駆動ロッド6aの最低制御速度を0.1mm/secとした。エアシリンダ7は、コガネイ社製でシリンダ径が100mmφのエアシリンダ(DDA100)を使用した。液圧センサ11は、キーエンス社製の液圧センサ(AP−52A)を使用し、電空変換器12はCKD社製の電空変換器(EVS500)を使用した。また、駆動ロッド6a及びピストンロッド5の径は10mmとした。
[Example]
An embodiment of the liquid supply apparatus having the configuration shown in FIG. 1 will be described. The cylinder body 1 is made of stainless sanitary piping having an inner diameter of 72.3 mmφ, and has a total length of 500 mm and welded flanges for connection at both ends. The electric actuator 6 uses a ball screw unit (KR45) made by THK and a 5-phase pulse motor (PK543AW) made by Oriental Motor as a drive source, and the minimum control speed of the drive rod 6a is 0.1 mm / sec. As the air cylinder 7, an air cylinder (DDA100) manufactured by Koganei and having a cylinder diameter of 100 mmφ was used. As the hydraulic pressure sensor 11, a hydraulic pressure sensor (AP-52A) manufactured by Keyence Corporation was used, and as the electropneumatic converter 12, an electropneumatic converter (EVS 500) manufactured by CKD Corporation was used. The diameters of the drive rod 6a and the piston rod 5 were 10 mm.

このように構成された液体供給装置を用いて高粘度の塗料を供給したところ、エアシリンダ7の作動空気圧が0.5MPaに設定され、エアシリンダ7による駆動補助によって、電動アクチュエータ6による高精度の定量供給を行うことができた。   When a highly viscous coating material is supplied using the liquid supply apparatus configured as described above, the operating air pressure of the air cylinder 7 is set to 0.5 MPa, and the driving assistance by the air cylinder 7 enables high precision by the electric actuator 6. A fixed amount could be supplied.

エアシリンダ7のシリンダ径が100mmであるのに対し、シリンダ本体1の内径が72.3mmであるため、両者の面積比は約2:1である。したがって、エアシリンダ7の作動空気圧が0.5MPaの場合、シリンダ本体1内の液体には1MPaの圧力が作用することになる。これは、電動アクチュエータ6の推力に換算すると、約4000Nとなる。このように吐出側に大きな負荷が作用する状態で、エアシリンダ7による駆動補助なしに電動アクチュエータ6のみによって摺動ブロック2を駆動しようとすると、パルスモータの許容推力(数百ニュートン程度)を超えてしまい、過負荷状態となってパルスモータが停止した。   Since the cylinder diameter of the air cylinder 7 is 100 mm, the inner diameter of the cylinder body 1 is 72.3 mm, so the area ratio between them is about 2: 1. Therefore, when the operating air pressure of the air cylinder 7 is 0.5 MPa, a pressure of 1 MPa acts on the liquid in the cylinder body 1. This is approximately 4000 N when converted to the thrust of the electric actuator 6. When the sliding block 2 is driven only by the electric actuator 6 without driving assistance by the air cylinder 7 in a state where a large load acts on the discharge side in this way, the allowable thrust (about several hundred newtons) of the pulse motor is exceeded. As a result, the pulse motor stopped due to an overload condition.

本発明の一実施形態に係る液体供給装置の概略構成図である。It is a schematic block diagram of the liquid supply apparatus which concerns on one Embodiment of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 シリンダ本体
2 摺動ブロック
4a,4b 開口
5 ピストンロッド
6 電動アクチュエータ
6a 駆動ロッド
7 エアシリンダ
10 切替弁
11 液圧センサ
12 電空変換器(作動制御手段)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Cylinder main body 2 Sliding block 4a, 4b Opening 5 Piston rod 6 Electric actuator 6a Drive rod 7 Air cylinder 10 Switching valve 11 Hydraulic pressure sensor 12 Electropneumatic converter (operation control means)

Claims (4)

2つの開口を有するシリンダ本体と、
前記シリンダ本体の内壁面を摺動する摺動部材とを備え、
前記摺動部材が前記シリンダ本体の軸線に沿って移動することにより、前記開口の一方から液体が流入され、前記開口の他方から液体が排出されるように構成された液体供給装置であって、
前記摺動部材を駆動する電動アクチュエータと、
前記電動アクチュエータによる前記摺動部材の駆動を補助する流体圧シリンダとを備え
前記電動アクチュエータは駆動ロッドを有し、
前記流体圧シリンダはピストンロッドを有しており、
前記駆動ロッド及びピストンロッドは、前記摺動部材を挟んだ両側において、前記シリンダ本体の軸線に沿って進退可能にそれぞれ配置されている、液体供給装置。
A cylinder body having two openings;
And a sliding member that slides an inner wall surface of said cylinder body,
A liquid supply apparatus configured to allow liquid to flow from one of the openings and to discharge liquid from the other of the openings by moving the sliding member along the axis of the cylinder body,
An electric actuator for driving the sliding member;
And a fluid pressure cylinder for assisting the driving of the sliding member by the electric actuator,
The electric actuator has a drive rod;
The fluid pressure cylinder has a piston rod;
The liquid supply device , wherein the drive rod and the piston rod are respectively disposed on both sides of the sliding member so as to be able to advance and retract along the axis of the cylinder body .
前記開口から排出される液体の圧力を検出する液圧検出手段と、
前記液圧検出手段の検出に基づいて、前記流体圧シリンダの作動流体圧を制御する作動制御手段と
を更に備える請求項1に記載の液体供給措置。
Fluid pressure detecting means for detecting the pressure of the liquid discharged from the opening;
An operation control means for controlling the working fluid pressure of the fluid pressure cylinder based on the detection of the hydraulic pressure detection means ;
The liquid supply measure according to claim 1, further comprising:
前記流体圧シリンダは、複動型のエアシリンダである請求項1又は2に記載の液体供給装置。 The fluid pressure cylinder, the liquid supply apparatus according to claim 1 or 2 which is double-acting air cylinder. 2つの前記開口にそれぞれ配管を介して接続され、液体供給源から2つの前記開口のいずれかに液体が供給されるように液体流路を切り替え可能な切替弁を更に備え、
前記切替弁による液体流路の切り替えが、前記摺動部材の往復動の切り替えに同期して行われる請求項1又は2に記載の液体供給装置。
A switching valve connected to each of the two openings via a pipe and capable of switching a liquid flow path so that liquid is supplied to one of the two openings from a liquid supply source;
Switching of the liquid flow path by the switching valve, the liquid supply apparatus according to claim 1 or 2 carried out in synchronization with the switching of the reciprocating motion of the sliding member.
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