JP4641608B2 - 押圧装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は押圧装置に係り、とくに流体式シリンダから成り、ピストンロッドによってワークを押圧する押圧装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば液晶表示装置の組立てに用いられる液晶重合わせ装置は、加圧力を時間に対して制御することを要する。このような目的のために、従来は図６に示すような押圧装置が用いられていた。
【０００３】
この装置はエアシリンダ７２が用いられ、そのピストン７３に固着されたピストンロッド７４の先端側の部分に押圧子７５を取付けている。またピストンロッド７４から側方に突出するアーム７６を位置センサ７７の入力端に接続するようにしている。そして位置センサ７７の出力をストローク／電圧変換器８３において電圧に変換するとともに、コンパレータ８５に供給している。コンパレータ８５は指示器８４の出力（入力目標値）と変換器８３の出力とを比較し、両者の偏差をサーボアンプ８６で増幅し、スプールバルブ９０のフォースモータ９１に供給するようにしている。
【０００４】
従って指示器８４によって指示値を入力すると、指示値がコンパレータ８５で変換器８３の出力と比較され、コンパレータ８５の偏差出力がサーボアンプ８６で増幅されてスプールバルブ９０のフォースモータ９１に印加され、これによってスプールバルブ９０が切換えられるようになっている。ここでコンパレータ８５およびサーボアンプ８６から成るシステムはデジタルコントローラ９２から構成されている。
【０００５】
デジタルコントローラ９２の出力によってスプールバルブ９０が左側のポジションに切換えられた場合にはシリンダ７２のピストンロッド７４が引込まれてストロークが減少する。これに対してスプールバルブ９０が右側のポジションに切換えられた場合には、ピストンロッド７４が押出されてそのストロークが増加する。またスプールバルブ９０が中立位置に切換えられると、その位置で停止する。従ってデジタルコントローラ９２によってスプールバルブ９０を切換えてシリンダ７２のストロークを所定の値に設定することにより、押圧子７５によってワークを所定のストロークで押圧することが可能になる。
【０００６】
このような従来の流体式シリンダ７２の内圧は図７に示すように、そのストロークに関係なく一定の値を維持するようになっている。すなわちピストンロッド７４の太さを無視して考えると、ピストン７３に対して右側の空間の圧力Ｐ2 による押圧力はピストン７３に対して左側の空間の圧力Ｐ1 による押圧力と押圧子７５が受ける反力Ｆとの和とバランスする。ところがこのバランスは図７に示すように、ストロークに関係なく成立するものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来のこのような押圧装置は、スプールバルブ９０がＯＮ−ＯＦＦ式の切換えバルブから構成されている。従って不感帯がないと非常に不安定になり、シリンダ７２は目標ストロークの近傍でチャタリングを起すことになる。このような理由から、図６に示すように中間にロックポジションを設けたスプールバルブ９０を用いている。ところがこのように不感帯を設けると、その部分では制御が行なわれないために、目標ストロークの近傍での位置制御が停止し、精度が低下する欠点がある。
【０００８】
またこのような押圧装置はストロークの制御は行なうことが可能だが、押圧力の制御を行なうことができない。さらにこの装置はスプールバルブ９０のフォースモータ９１を３つのポジションに切換えるためにデジタルコントローラ９２を用いるようにしており、これによって装置が高価になるとともに、制御用のソフトウエアを用意しなければならないという欠点がある。
【０００９】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであって、力学的な平衡バランスによって位置決めが行なわれるようにした簡潔でしかも高精度の押圧装置を提供することを目的とする。
【００１０】
本願の主要な発明は、流体式シリンダから成り、ピストンロッドによってワークを押圧する押圧装置において、
前記流体式シリンダのピストンロッドの両側の空間にそれぞれ作動圧を供給する制御弁を接続し、
一方の制御弁に前記流体式シリンダのピストンロッドのストロークを検出する位置センサの出力を変換器により電流値に変換した信号を入力するとともに、他方の制御弁に請求項１の発明においては前記変換器の出力信号と指示器により出力されるストロークの目標値とをコンパレータで比較して得られる差分の信号を、また請求項２の発明においては前記流体式シリンダのピストンロッド側とは反対側の空間の圧力を変換器により変換された電圧と指示器により出力される圧力の目標値とをコンパレータで得られる差分の信号を入力することを特徴とする押圧装置に関するものである。
【００１１】
ここで前記制御弁は入力信号が増加するとそれに応じて出力圧が増加または減少する制御弁であってよい。また前記流体式シリンダのストロークに応じた入力信号が供給される前記一方の制御弁が前記流体式シリンダのピストンに対してピストンロッド側の空間に接続されてよい。
【００１２】
また目標値がコンパレータにおいて前記流体式シリンダの実際のストロークと比較され、目標値と実際のストロークとの偏差が前記他方の制御弁に入力されるようにしてよい。あるいはまた目標値がコンパレータにおいて前記流体式シリンダの前記他方の制御弁が接続された空間の圧力と比較され、目標値と実際の圧力との偏差が前記他方の制御弁に入力されるようにしてよい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の一実施の形態の押圧装置を示すものであって、押圧装置はそのアクチュエータとしてエアシリンダ７２が設けられている。エアシリンダ７２はピストン７３を摺動可能に内蔵し、ピストン７３にピストンロッド７４が連設されている。ピストンロッド７４はシリンダ７２の左方に突出されるとともに、先端部に押圧子７５を備えている。またピストンロッド７４にはアーム７６が取付けられ、このアーム７６が位置センサ７７の入力端に連結されている。
【００１４】
上記エアシリンダ７２のピストン７３に対してその両側にはそれぞれ制御弁８１、８２が接続されている。そして一方の制御弁８１の入力側は、上記位置センサ７７の出力端に接続された変換器８３の出力端と接続されている。またこのシステムはストロークを指示する指示器８４を備え、この指示器８４の出力が変換器８３の出力とコンパレータ８５で比較されるようになっている。コンパレータ８５の出力側はサーボアンプ８６に接続され、しかもサーボアンプ８６の出力側が上記第２の制御弁８２の入力側に接続されている。
【００１５】
図３はこの一実施の形態に用いられる制御弁８１、８２の全体の構成を示すものであって、この制御弁はボディ１０を備えており、このボディ１０の下側の部分にはその左側に供給ポート１１が、右側の部分には出力ポート１２がそれぞれ形成されている。
【００１６】
またこのボディ１０はその上部側に第１の凹部１６を有し、この凹部１６の上部開口を閉塞するように入力ダイヤフラム１７を備えている。そして入力ダイヤフラム１７はその下側に配されている圧力板１８によって受けられるようになっている。圧力板１８は下方へ突出するように比較的大きな直径のセンタボス１９を備え、このセンタボス１９が出力ダイヤフラム２０のほぼ中央部を押圧するようにしている。そして第１の凹部１６であって入力ダイヤフラム１７と出力ダイヤフラム２０との間の空間が小孔２１によって外部と連通され、大気圧に等しい圧力に維持されるようになっている。
【００１７】
上記第１の凹部１６の下側には第２の凹部２２が連設されている。そして第１の凹部１６と第２の凹部２２とを互いに遮断するように上記出力ダイヤフラム２０が配されている。そしてこのような出力ダイヤフラム２０を受けるように第２の凹部２２内には受け板２３が配されている。受け板２３はばね２４によって上方へ押圧付勢されている。
【００１８】
上記受け板２３の下面に接触するように第２の凹部２２には圧力板２５が配されている。この圧力板２５はロッド２６を介して下側に配されているポペット２７と連結されている。ここでポペット２７は第３の凹部２８内に配されている。また上記ロッド２６は貫通孔２９によってボディ１０に摺動可能に支持されている。そしてポペット２７の上面にはＯリング３０が取付けられており、このＯリング３０が凹部２８の内側の上面に圧着するようになっている。
【００１９】
圧力板２５の下側には突部３５が連設されるとともに、この突部３５がバランスダイヤフラム３６を押圧するようになっている。なおバランスダイヤフラム３６はその下側に配されているばね受け３７を介してキャンセルばね３８の押圧力を受けるようにしている。
【００２０】
次にこのような構成のボディ１０から成る弁本体の上側に配されているノズルフラッパの機構について説明する。ノズル４５は中心孔４６を具備するとともに、このノズル４５の基端側の部分が保持部４７に構成されており、上部ボディ４８に設けられている凹部４９内において支持されている。
【００２１】
上記ノズル４５は中心孔４６と連通する横孔５０を備えるとともに、横孔５０は保持部４７の外周面に形成されている連通溝５１に連通されている。そして上記連通溝５１と連通するようにボディ４８にはポート５２が形成されており、このポート５２が凹部１６内であって上記入力ダイヤフラム１７の上側の空間に連通されている。そして絞り通路５３および連通路５４を介してポート５２は供給ポート１１に連通されるようになっている。
【００２２】
次に上記ノズル４５の先端部と対向するように配されているフラッパ６０について説明する。フラッパ６０は例えばりん青銅の薄板から成り、その外周側の部分には表裏の両側を連通させる開口６１が形成されている。またこのようなフラッパ６０はその周縁部がケーシング６２によって張設されている。
【００２３】
ケーシング６２内にはヨーク６３が配されるとともに、このヨーク６３の内部にはマグネット６４とセンタコア６５とがそれぞれ取付けられている。またセンタコア６５の外周側であってヨーク６３の内周側との隙間の部分にはコイル６６が配されている。そしてこのコイル６６がボビン６７に取付けられている。そしてボビン６７を介してコイル６６は上記フラッパ６０に連結されている。なおヨーク６３およびケーシング６２を貫通するように小孔６８が形成されており、これによってケーシング６２の内部に圧力が大気圧に維持されている。
【００２４】
次にこのような制御弁の動作の概要を説明する。ケーシング６２内のコイル６６には信号電流が加えられる。コイル６６はマグネット６４によって形成される磁気回路のエアギャップの中に配されているために、コイル６６に加えられる信号電流によってこのコイル６６が軸線方向に移動する。すなわちここではコイル６６とマグネット６４とヨーク６３とセンタコア６５とによってリニアモータが構成されており、このようなリニアモータによってフラッパ６０が図１において左右の方向の力を受けることになる。従ってこのような力によってフラッパ６０がノズル４５の先端部に対して変位する。
【００２５】
供給ポート１１を通して加えられる供給圧は連通路５４、絞り通路５３、ポート５２、連通溝５１、横孔５０を通してノズル４５の中心孔４６に対して作動圧として印加される。そしてこのような作動圧は、フラッパ６０とノズル４５の先端部との隙間を通して流出する流出量に応じて減圧され、減圧された圧力が中心孔４６、横孔５０、連通溝５１、およびポート５２を通して信号圧として取出され、この信号圧が入力ダイヤフラム１７の上面に作用する。
【００２６】
これに対して下側の凹部２８が出力ポート１２と連通しているために、凹部２８内が出力圧に維持される。そしてこのような出力圧はボディ１０の貫通孔２９を通して凹部２２に印加されているために、凹部２２内の圧力が出力圧に等しくなるとともに、出力ダイヤフラム２０の下面が出力圧を受けることになる。
【００２７】
これに対して供給ポート１１からの供給圧はボディ１０の中心部に上下方向に貫通するように形成されている中心孔４０に印加されるために、バランスダイヤフラム３６の下面には供給圧が印加される。さらにこのバランスダイヤフラム３６の下面には、キャンセルばね３８の弾性復元力がばね受け３７を介して加わる。また中心孔４０に加わる供給圧はポペット２７の上面であってＯリング３０よりも中心側の領域に印加されることになる。
【００２８】
ここでコイル６６に流れる信号電流を増大させると、フラッパ６０が図１において左方に押圧され、ノズル４５の先端部に近接し、これによってノズル４５の背圧、すなわち信号圧が増大する。従ってこの信号圧が上面に加えられるダイヤフラム１７は下方へより大きな力を受けることになり、下方に移動する。そしてこのような入力ダイヤフラム１７の力が圧力板１８、センタボス１９、出力ダイヤフラム２０、受け板２３を介して圧力板２５に印加される。従ってこの圧力板２５が下方へ移動する。
【００２９】
圧力板２５はロッド２６を介してポペット２７と連結されているために、圧力板２５が下方へ移動するとポペット２７も下方へ移動する。従ってこのポペット２７の上面に設けられているＯリング３０が凹部２８の上面から離間する。従って供給ポート１１からの供給圧が中心孔４０から第３の凹部２８に流動し、出力ポート１２を通して取出される出力圧が上昇する。
【００３０】
出力圧は凹部２２内であって出力ダイヤフラム２０の下面に加えられており、出力圧の上昇に伴って出力ダイヤフラム２０が上方へ押す力が次第に増大し、やがて入力ダイヤフラム１７による下方への力の増加量をキャンセルするようになると、ここで再び力の平衡に達し、図１に示すように圧力板２５およびポペット２７が上方へ移動してＯリング３０が凹部２８の上面に接触し、供給圧を遮断する。これによって新しい平衡状態に達する。
【００３１】
コイル６６に加えられる信号電流を減少させた場合には、このコイル６６がフラッパ６０を左方へ押圧する力が少なくなり、このフラッパ６０自身の弾性復元力とのバランスによってノズル４５とフラッパ６０との間の隙間が増大する。従ってこの場合にはノズル４５の背圧が減少することになる。
【００３２】
ノズル４５の背圧、すなわち信号圧が減少すると、入力ダイヤフラム１７の上面に加えられる信号圧が減少するために出力圧を受ける出力ダイヤフラム２０の押圧力によって入力ダイヤフラム１７が上方へ移動することになる。従って圧力板１８およびセンタボス１９もばね２４の弾性復元力によって上方へ移動するようになる。
【００３３】
するとセンタボス１９の先端部が出力ダイヤフラム２０から離間する。従って出力ダイヤフラム２０および受け板２３に貫通して形成されている中心孔４１が開くようになる。従ってこのような中心孔４１を通して第２の凹部２２内の空間の出力圧が第１の凹部１６側へ逃げるようになり、さらに小孔２１を通してボディ１０の外側に流出する。これによって出力圧が次第に減少する。そして出力圧による力が信号圧による力とバランスする状態に達すると、再びセンタボス１９が出力ダイヤフラム２０の上面に接し、中心孔４１を閉塞して新たな力の平衡状態に達する。
【００３４】
図４はこのような制御弁のコイル６６に入力信号として供給される信号電流に対する出力圧力の変化を示している。このグラフから明らかなように、コイル６６に加えられる信号電流に応じて、出力ポート１２から出力される出力圧力がほぼ直線的に増加する特性を有している。なお図１に示す一対の制御弁８１、８２はともに図３に示すような制御弁から構成されている。ここで原理的な特性は同一であるものの、一対の制御弁８１、８２の仕様は互いに異なっている。
【００３５】
次に制御弁８１、８２とエアシリンダ７２から成る押圧装置の全体の動作を説明する。指示器８４によってストロークの目標値を入力する。これに対してエアシリンダ７２のその時の現実のストロークは位置センサ７７によって検出されるとともに、このストロークが変換器８３において電流に変換される。そして指示器８４の出力と変換器８３の出力とがコンパレータ８５で比較され、その偏差がサーボアンプ８６に入力される。ここでサーボアンプ８６は比例積分制御を行なうアンプであって、コンパレータ８５の出力を△Ｓとし、比例定数をＣ１、Ｃ２とすると、サーボアンプ８６の出力は次式で表わされる。なおここで第１項が比例項で第２項が積分項である。
【００３６】
Ｃ1 △Ｓ＋Ｃ2 ∫△Ｓｄｔ
上記の式で示されるサーボアンプ８６の出力が制御信号として制御弁８２に供給される。これに対して反対側の制御弁８１の入力側にはストローク／電流変換器８３の出力が供給されている。
【００３７】
ここで制御弁８１、８２の出力ポート１２に生ずる出力圧をそれぞれＰ1 、Ｐ2 とし、シリンダ７２のピストン７３の断面積をＡとし、ピストンロッド７４の断面積をａとし、押圧子７５に加わる反力をＦとすると、エアシリンダ７２の軸線方向の力のバランスは次式で表わされる。
【００３８】
Ｆ＋（Ａ−ａ）Ｐ1 ＝ＡＰ2
いまエアシリンダ７２のピストン７３の右側の空間の圧力を図２においてＢ点に設定する。このときにピストン７３の左側の空間の圧力は必ず上記の力のバランスが成立するＡ点に設定されなければならない。Ａ点からずれた場合には力のバランスが成立しなくなる。
【００３９】
ところがサーボアンプ８６によるフィードバック制御によって、上記のような力のバランスが自動的に成立し、安定点に達するようにしている。いま図２においてシリンダ７２のピストン７３の右側の空間の圧力Ｐ2 が増大して図２においてＢ点からＢ１点に移行した場合について考える。Ｐ2 が増大するとピストン７３を押す力が大きくなるためにこれによってピストンロッド７４が押出され、このシリンダ７２のストロークが増加する。するとこのストロークが位置センサ７７によって検出されるとともに、この検出出力が変換器８３によって電流に変換されて制御弁８１に信号として供給される。すなわち制御弁８１の出力Ｐ1 が増加してピストンロッド７４を押戻す力が増加し、これによってＰ2 の増大にバランスする。
【００４０】
なおこのときに指示器８４に入力される目標値と実際のストロークとの間にオフセット量が存在するときは、このオフセット量に応じてコンパレータ８５が出力を生じ、この出力がサーボアンプ８６によって増幅されて制御弁８２に供給される信号電流が増減され、このようなサーボ動作によって制御弁８２の出力圧Ｐ2 が調整され、上記のオフセットがなくなる。
【００４１】
エアシリンダ７２のピストン７３に対して右側の空間の圧力Ｐ2 が小さくなって図２においてＢ点からＢ２点に移行した場合には、ピストン７３が右方に押されてピストンロッド７４が引込まれる。従ってこのエアシリンダ７２のストロークが小さくなる。するとこの小さなストロークが位置センサ７７によって検出される。位置センサ７７の出力は変換器８３によって電流に変換されるとともに、変換された電流値が制御弁８１に制御信号として供給される。従って制御弁８１の出力圧Ｐ1 が減少し、ピストン７３を押戻す力が減少して新たな力のバランスの平衡に達する。
【００４２】
なおこのときに目標とするストロークと実際のストロークとの間にオフセットが存在する場合には、このオフセットがコンパレータ８５から出力される。従ってサーボアンプ８６を通して供給される制御弁８２の信号電流が増加あるいは減少し、上記のオフセットをキャンセルするように作用する。これによって新しい力のバランスが成立する。従って常に安定なバランス点においてエアシリンダ７２が所定のストロークを生ずることになる。
【００４３】
このような押圧装置は、エアシリンダ７２の軸線方向の力のバランスによって安定点を得るようにしているために、不感帯を設ける必要がなくなる。またサーボアンプ８６が比例積分要素から構成されており、とくにその積分項で目標値とのオフセットをなくすことが可能になる。例えば押圧子７５のストロークを５ｍｍとしたときに、比例制御によって４．９ｍｍのストロークを得、積分項で０．１ｍｍのストロークを得、これによって目標値となる５ｍｍのストロークを正しく発現している。またサーボアンプ８６とコンパレータ８５の組合わせがアナログコントローラによって構成されるために、取扱いが容易になるとともに、低コストでシステムを組立てることが可能になる。
【００４４】
次に別の実施の形態を図５によって説明する。この実施の形態において、エアシリンダ７２のピストン７３の左側の空間と接続されている制御弁８１の信号ポートには、位置センサ７７の出力を電流に変換するストローク／電流変換器８３の出力が供給されるようになっている。これに対してシリンダ７２のピストン７３の右側の空間あるいは制御弁８２の出力圧Ｐ2 が圧力／電圧変換器８７によって電圧に変換されるとともに、コンパレータ８５に供給される。コンパレータ８５は指示器８４の出力（目標値）と変換器８７の出力とを比較するとともに、その比較出力をサーボアンプ８６に供給している。そしてサーボアンプ８６の出力が信号電流として制御弁８２に供給されている。
【００４５】
このような押圧装置において、押圧子７５がワークに当接していない場合には、押圧子７５の受ける反力Ｆが０であるためにエアシリンダ７２に負荷がかからず、エアシリンダ７２のピストン７３の右側の部屋の圧力は小さな値になっている。そしてこのような場合に指示器８４に何等かの信号が供給されると、その信号値がコンパレータ８５に供給される。このときにエアシリンダ７２の右側の部屋の出力Ｐ2 は小さな値になっており、変換器８７の出力も小さいために、コンパレータ８５は比較的大きな出力を生じ、この大きな出力がサーボアンプ８６で増幅されて制御弁８２に信号電流として供給される。従って押圧子７５がワークに当接していない場合には、ロッド７４がほぼ一定の速度で次第に押出される。
【００４６】
ワークに対して押圧子７５が当接すると、これによって反力Ｆを生ずるとともに、エアシリンダ７２のピストン７３の右側の部屋の圧力Ｐ2 が立上がる。従ってこの場合には上記第１の実施の形態と同様の圧力のバランスが成立する。
【００４７】
何等かの原因によってエアシリンダ７２のピストン７３の右側の空間の圧力Ｐ2 が大きくなって押圧子７５によるワークに対する押圧力が増大すると、圧力Ｐ2 が変換器８７によって電圧に変換されるとともに、この圧力がコンパレータ８５で目標値と比較され、コンパレータ８５の出力が低下する。従ってサーボアンプ８６を通して制御弁８２に供給される信号電流も低くなり、これによってエアシリンダ７２のピストン７３の右側の空間に供給される圧力Ｐ2 が減少する。
【００４８】
逆にピストン７３の右側の空間の圧力Ｐ2 が小さくなった場合には、この小さな圧力Ｐ2 が変換器８７で電圧に変換され、サーボアンプ８６に供給される。すなわちこの場合にはサーボアンプ８６の出力が増加し、増加した出力がサーボアンプ８６で増幅されて制御弁８２に制御信号として供給される。すなわちこの場合には制御弁８２によって供給される出力圧Ｐ2 が増加し、これによって押圧力を元の状態に戻す。このようにして押圧子７５によってワークに与えられる押圧力を常に一定の値に維持している。
【００４９】
この実施の形態において、サーボアンプ８６は上記第１の実施の形態と同様に比例積分要素を構成している。そしてコンパレータ８５において指示器８４で供給される圧力の目標値と制御弁８２の出力圧との偏差値△Ｐを得るようにしているために、このサーボアンプ８６の出力は、コンパレータ８５の出力圧を△Ｐとすると、次式で表わされる。なおここで第１項が比例項で第２項が積分項である。またこの式でＣ１、Ｃ２は比例定数である。なおこれらの比例定数は、段落３６の式の比例定数と一致せず、独立に設定された値である。
【００５０】
Ｃ1 △Ｐ＋Ｃ2 ∫△Ｐｄｔ
【発明の効果】
本願の主要な発明は、流体式シリンダから成り、ピストンロッドによってワークを押圧する押圧装置において、流体式シリンダのピストンロッドの両側の空間にそれぞれ作動圧を供給する制御弁を接続し、一方の制御弁に流体式シリンダのピストンロッドのストロークを検出する位置センサの出力を変換器により電流値に変換した信号を入力するとともに、他方の制御弁に変換器の出力信号と指示器により出力されるストロークの目標値とをコンパレータで比較して得られる差分の信号、または流体式シリンダのピストンロッド側とは反対側の空間の圧力を変換器により変換された電圧と指示器により出力される圧力の目標値とをコンパレータで得られる差分の信号を入力するようにしたものである。
【００５１】
従ってこのような押圧装置によれば、流体式シリンダのピストンの両側に加わる力のバランスによって平衡点が得られ、不感帯を設けることなくしかも安定な動作が達成されるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態の押圧装置の接続を示すブロック図である。
【図２】エアシリンダのストロークと圧力との関係を示すグラフである。
【図３】制御弁の構造を示す縦断面図である。
【図４】制御弁の信号電流と出力圧力との関係を示すグラフである。
【図５】第２の実施の形態の押圧装置のブロック図である。
【図６】従来の押圧装置のブロック図である。
【図７】従来の押圧装置のストロークと圧力との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１０ ボディ
１１ 供給ポート
１２ 出力ポート
１６ 第１の凹部
１７ 入力ダイヤフラム
１８ 圧力板
１９ センタボス
２０ 出力ダイヤフラム
２１ 小孔
２２ 第２の凹部
２３ 受け板
２４ ばね
２５ 圧力板
２６ ロッド
２７ ポペット
２８ 第３の凹部
２９ 貫通孔
３０ Ｏリング
３５ 突部
３６ バランスダイヤフラム
３７ ばね受け
３８ キャンセルばね
４０ 中心孔
４１ 中心孔
４５ ノズル
４６ 中心孔
４７ 保持部
４８ 上部ボディ
４９ 凹部
５０ 横孔
５１ 連通溝
５２ ポート
５３ 絞り通路
５４ 連通路
６０ フラッパ
６１ 開口
６２ ケーシング
６３ ヨーク
６４ マグネット
６５ センタコア
６６ コイル
６７ ボビン
６８ 小孔
７２ シリンダ
７３ ピストン
７４ ロッド
７５ 押圧子
７６ アーム
７７ 位置センサ
８１、８２ 制御弁
８３ 変換器
８４ 指示器
８５ コンパレータ
８６ サーボアンプ
８７ 変換器
９０ スプールバルブ
９１ フォースモータ
９２ デジタルコントローラ
【発明の属する技術分野】
本発明は押圧装置に係り、とくに流体式シリンダから成り、ピストンロッドによってワークを押圧する押圧装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば液晶表示装置の組立てに用いられる液晶重合わせ装置は、加圧力を時間に対して制御することを要する。このような目的のために、従来は図６に示すような押圧装置が用いられていた。
【０００３】
この装置はエアシリンダ７２が用いられ、そのピストン７３に固着されたピストンロッド７４の先端側の部分に押圧子７５を取付けている。またピストンロッド７４から側方に突出するアーム７６を位置センサ７７の入力端に接続するようにしている。そして位置センサ７７の出力をストローク／電圧変換器８３において電圧に変換するとともに、コンパレータ８５に供給している。コンパレータ８５は指示器８４の出力（入力目標値）と変換器８３の出力とを比較し、両者の偏差をサーボアンプ８６で増幅し、スプールバルブ９０のフォースモータ９１に供給するようにしている。
【０００４】
従って指示器８４によって指示値を入力すると、指示値がコンパレータ８５で変換器８３の出力と比較され、コンパレータ８５の偏差出力がサーボアンプ８６で増幅されてスプールバルブ９０のフォースモータ９１に印加され、これによってスプールバルブ９０が切換えられるようになっている。ここでコンパレータ８５およびサーボアンプ８６から成るシステムはデジタルコントローラ９２から構成されている。
【０００５】
デジタルコントローラ９２の出力によってスプールバルブ９０が左側のポジションに切換えられた場合にはシリンダ７２のピストンロッド７４が引込まれてストロークが減少する。これに対してスプールバルブ９０が右側のポジションに切換えられた場合には、ピストンロッド７４が押出されてそのストロークが増加する。またスプールバルブ９０が中立位置に切換えられると、その位置で停止する。従ってデジタルコントローラ９２によってスプールバルブ９０を切換えてシリンダ７２のストロークを所定の値に設定することにより、押圧子７５によってワークを所定のストロークで押圧することが可能になる。
【０００６】
このような従来の流体式シリンダ７２の内圧は図７に示すように、そのストロークに関係なく一定の値を維持するようになっている。すなわちピストンロッド７４の太さを無視して考えると、ピストン７３に対して右側の空間の圧力Ｐ2 による押圧力はピストン７３に対して左側の空間の圧力Ｐ1 による押圧力と押圧子７５が受ける反力Ｆとの和とバランスする。ところがこのバランスは図７に示すように、ストロークに関係なく成立するものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
従来のこのような押圧装置は、スプールバルブ９０がＯＮ−ＯＦＦ式の切換えバルブから構成されている。従って不感帯がないと非常に不安定になり、シリンダ７２は目標ストロークの近傍でチャタリングを起すことになる。このような理由から、図６に示すように中間にロックポジションを設けたスプールバルブ９０を用いている。ところがこのように不感帯を設けると、その部分では制御が行なわれないために、目標ストロークの近傍での位置制御が停止し、精度が低下する欠点がある。
【０００８】
またこのような押圧装置はストロークの制御は行なうことが可能だが、押圧力の制御を行なうことができない。さらにこの装置はスプールバルブ９０のフォースモータ９１を３つのポジションに切換えるためにデジタルコントローラ９２を用いるようにしており、これによって装置が高価になるとともに、制御用のソフトウエアを用意しなければならないという欠点がある。
【０００９】
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたものであって、力学的な平衡バランスによって位置決めが行なわれるようにした簡潔でしかも高精度の押圧装置を提供することを目的とする。
【００１０】
本願の主要な発明は、流体式シリンダから成り、ピストンロッドによってワークを押圧する押圧装置において、
前記流体式シリンダのピストンロッドの両側の空間にそれぞれ作動圧を供給する制御弁を接続し、
一方の制御弁に前記流体式シリンダのピストンロッドのストロークを検出する位置センサの出力を変換器により電流値に変換した信号を入力するとともに、他方の制御弁に請求項１の発明においては前記変換器の出力信号と指示器により出力されるストロークの目標値とをコンパレータで比較して得られる差分の信号を、また請求項２の発明においては前記流体式シリンダのピストンロッド側とは反対側の空間の圧力を変換器により変換された電圧と指示器により出力される圧力の目標値とをコンパレータで得られる差分の信号を入力することを特徴とする押圧装置に関するものである。
【００１１】
ここで前記制御弁は入力信号が増加するとそれに応じて出力圧が増加または減少する制御弁であってよい。また前記流体式シリンダのストロークに応じた入力信号が供給される前記一方の制御弁が前記流体式シリンダのピストンに対してピストンロッド側の空間に接続されてよい。
【００１２】
また目標値がコンパレータにおいて前記流体式シリンダの実際のストロークと比較され、目標値と実際のストロークとの偏差が前記他方の制御弁に入力されるようにしてよい。あるいはまた目標値がコンパレータにおいて前記流体式シリンダの前記他方の制御弁が接続された空間の圧力と比較され、目標値と実際の圧力との偏差が前記他方の制御弁に入力されるようにしてよい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の一実施の形態の押圧装置を示すものであって、押圧装置はそのアクチュエータとしてエアシリンダ７２が設けられている。エアシリンダ７２はピストン７３を摺動可能に内蔵し、ピストン７３にピストンロッド７４が連設されている。ピストンロッド７４はシリンダ７２の左方に突出されるとともに、先端部に押圧子７５を備えている。またピストンロッド７４にはアーム７６が取付けられ、このアーム７６が位置センサ７７の入力端に連結されている。
【００１４】
上記エアシリンダ７２のピストン７３に対してその両側にはそれぞれ制御弁８１、８２が接続されている。そして一方の制御弁８１の入力側は、上記位置センサ７７の出力端に接続された変換器８３の出力端と接続されている。またこのシステムはストロークを指示する指示器８４を備え、この指示器８４の出力が変換器８３の出力とコンパレータ８５で比較されるようになっている。コンパレータ８５の出力側はサーボアンプ８６に接続され、しかもサーボアンプ８６の出力側が上記第２の制御弁８２の入力側に接続されている。
【００１５】
図３はこの一実施の形態に用いられる制御弁８１、８２の全体の構成を示すものであって、この制御弁はボディ１０を備えており、このボディ１０の下側の部分にはその左側に供給ポート１１が、右側の部分には出力ポート１２がそれぞれ形成されている。
【００１６】
またこのボディ１０はその上部側に第１の凹部１６を有し、この凹部１６の上部開口を閉塞するように入力ダイヤフラム１７を備えている。そして入力ダイヤフラム１７はその下側に配されている圧力板１８によって受けられるようになっている。圧力板１８は下方へ突出するように比較的大きな直径のセンタボス１９を備え、このセンタボス１９が出力ダイヤフラム２０のほぼ中央部を押圧するようにしている。そして第１の凹部１６であって入力ダイヤフラム１７と出力ダイヤフラム２０との間の空間が小孔２１によって外部と連通され、大気圧に等しい圧力に維持されるようになっている。
【００１７】
上記第１の凹部１６の下側には第２の凹部２２が連設されている。そして第１の凹部１６と第２の凹部２２とを互いに遮断するように上記出力ダイヤフラム２０が配されている。そしてこのような出力ダイヤフラム２０を受けるように第２の凹部２２内には受け板２３が配されている。受け板２３はばね２４によって上方へ押圧付勢されている。
【００１８】
上記受け板２３の下面に接触するように第２の凹部２２には圧力板２５が配されている。この圧力板２５はロッド２６を介して下側に配されているポペット２７と連結されている。ここでポペット２７は第３の凹部２８内に配されている。また上記ロッド２６は貫通孔２９によってボディ１０に摺動可能に支持されている。そしてポペット２７の上面にはＯリング３０が取付けられており、このＯリング３０が凹部２８の内側の上面に圧着するようになっている。
【００１９】
圧力板２５の下側には突部３５が連設されるとともに、この突部３５がバランスダイヤフラム３６を押圧するようになっている。なおバランスダイヤフラム３６はその下側に配されているばね受け３７を介してキャンセルばね３８の押圧力を受けるようにしている。
【００２０】
次にこのような構成のボディ１０から成る弁本体の上側に配されているノズルフラッパの機構について説明する。ノズル４５は中心孔４６を具備するとともに、このノズル４５の基端側の部分が保持部４７に構成されており、上部ボディ４８に設けられている凹部４９内において支持されている。
【００２１】
上記ノズル４５は中心孔４６と連通する横孔５０を備えるとともに、横孔５０は保持部４７の外周面に形成されている連通溝５１に連通されている。そして上記連通溝５１と連通するようにボディ４８にはポート５２が形成されており、このポート５２が凹部１６内であって上記入力ダイヤフラム１７の上側の空間に連通されている。そして絞り通路５３および連通路５４を介してポート５２は供給ポート１１に連通されるようになっている。
【００２２】
次に上記ノズル４５の先端部と対向するように配されているフラッパ６０について説明する。フラッパ６０は例えばりん青銅の薄板から成り、その外周側の部分には表裏の両側を連通させる開口６１が形成されている。またこのようなフラッパ６０はその周縁部がケーシング６２によって張設されている。
【００２３】
ケーシング６２内にはヨーク６３が配されるとともに、このヨーク６３の内部にはマグネット６４とセンタコア６５とがそれぞれ取付けられている。またセンタコア６５の外周側であってヨーク６３の内周側との隙間の部分にはコイル６６が配されている。そしてこのコイル６６がボビン６７に取付けられている。そしてボビン６７を介してコイル６６は上記フラッパ６０に連結されている。なおヨーク６３およびケーシング６２を貫通するように小孔６８が形成されており、これによってケーシング６２の内部に圧力が大気圧に維持されている。
【００２４】
次にこのような制御弁の動作の概要を説明する。ケーシング６２内のコイル６６には信号電流が加えられる。コイル６６はマグネット６４によって形成される磁気回路のエアギャップの中に配されているために、コイル６６に加えられる信号電流によってこのコイル６６が軸線方向に移動する。すなわちここではコイル６６とマグネット６４とヨーク６３とセンタコア６５とによってリニアモータが構成されており、このようなリニアモータによってフラッパ６０が図１において左右の方向の力を受けることになる。従ってこのような力によってフラッパ６０がノズル４５の先端部に対して変位する。
【００２５】
供給ポート１１を通して加えられる供給圧は連通路５４、絞り通路５３、ポート５２、連通溝５１、横孔５０を通してノズル４５の中心孔４６に対して作動圧として印加される。そしてこのような作動圧は、フラッパ６０とノズル４５の先端部との隙間を通して流出する流出量に応じて減圧され、減圧された圧力が中心孔４６、横孔５０、連通溝５１、およびポート５２を通して信号圧として取出され、この信号圧が入力ダイヤフラム１７の上面に作用する。
【００２６】
これに対して下側の凹部２８が出力ポート１２と連通しているために、凹部２８内が出力圧に維持される。そしてこのような出力圧はボディ１０の貫通孔２９を通して凹部２２に印加されているために、凹部２２内の圧力が出力圧に等しくなるとともに、出力ダイヤフラム２０の下面が出力圧を受けることになる。
【００２７】
これに対して供給ポート１１からの供給圧はボディ１０の中心部に上下方向に貫通するように形成されている中心孔４０に印加されるために、バランスダイヤフラム３６の下面には供給圧が印加される。さらにこのバランスダイヤフラム３６の下面には、キャンセルばね３８の弾性復元力がばね受け３７を介して加わる。また中心孔４０に加わる供給圧はポペット２７の上面であってＯリング３０よりも中心側の領域に印加されることになる。
【００２８】
ここでコイル６６に流れる信号電流を増大させると、フラッパ６０が図１において左方に押圧され、ノズル４５の先端部に近接し、これによってノズル４５の背圧、すなわち信号圧が増大する。従ってこの信号圧が上面に加えられるダイヤフラム１７は下方へより大きな力を受けることになり、下方に移動する。そしてこのような入力ダイヤフラム１７の力が圧力板１８、センタボス１９、出力ダイヤフラム２０、受け板２３を介して圧力板２５に印加される。従ってこの圧力板２５が下方へ移動する。
【００２９】
圧力板２５はロッド２６を介してポペット２７と連結されているために、圧力板２５が下方へ移動するとポペット２７も下方へ移動する。従ってこのポペット２７の上面に設けられているＯリング３０が凹部２８の上面から離間する。従って供給ポート１１からの供給圧が中心孔４０から第３の凹部２８に流動し、出力ポート１２を通して取出される出力圧が上昇する。
【００３０】
出力圧は凹部２２内であって出力ダイヤフラム２０の下面に加えられており、出力圧の上昇に伴って出力ダイヤフラム２０が上方へ押す力が次第に増大し、やがて入力ダイヤフラム１７による下方への力の増加量をキャンセルするようになると、ここで再び力の平衡に達し、図１に示すように圧力板２５およびポペット２７が上方へ移動してＯリング３０が凹部２８の上面に接触し、供給圧を遮断する。これによって新しい平衡状態に達する。
【００３１】
コイル６６に加えられる信号電流を減少させた場合には、このコイル６６がフラッパ６０を左方へ押圧する力が少なくなり、このフラッパ６０自身の弾性復元力とのバランスによってノズル４５とフラッパ６０との間の隙間が増大する。従ってこの場合にはノズル４５の背圧が減少することになる。
【００３２】
ノズル４５の背圧、すなわち信号圧が減少すると、入力ダイヤフラム１７の上面に加えられる信号圧が減少するために出力圧を受ける出力ダイヤフラム２０の押圧力によって入力ダイヤフラム１７が上方へ移動することになる。従って圧力板１８およびセンタボス１９もばね２４の弾性復元力によって上方へ移動するようになる。
【００３３】
するとセンタボス１９の先端部が出力ダイヤフラム２０から離間する。従って出力ダイヤフラム２０および受け板２３に貫通して形成されている中心孔４１が開くようになる。従ってこのような中心孔４１を通して第２の凹部２２内の空間の出力圧が第１の凹部１６側へ逃げるようになり、さらに小孔２１を通してボディ１０の外側に流出する。これによって出力圧が次第に減少する。そして出力圧による力が信号圧による力とバランスする状態に達すると、再びセンタボス１９が出力ダイヤフラム２０の上面に接し、中心孔４１を閉塞して新たな力の平衡状態に達する。
【００３４】
図４はこのような制御弁のコイル６６に入力信号として供給される信号電流に対する出力圧力の変化を示している。このグラフから明らかなように、コイル６６に加えられる信号電流に応じて、出力ポート１２から出力される出力圧力がほぼ直線的に増加する特性を有している。なお図１に示す一対の制御弁８１、８２はともに図３に示すような制御弁から構成されている。ここで原理的な特性は同一であるものの、一対の制御弁８１、８２の仕様は互いに異なっている。
【００３５】
次に制御弁８１、８２とエアシリンダ７２から成る押圧装置の全体の動作を説明する。指示器８４によってストロークの目標値を入力する。これに対してエアシリンダ７２のその時の現実のストロークは位置センサ７７によって検出されるとともに、このストロークが変換器８３において電流に変換される。そして指示器８４の出力と変換器８３の出力とがコンパレータ８５で比較され、その偏差がサーボアンプ８６に入力される。ここでサーボアンプ８６は比例積分制御を行なうアンプであって、コンパレータ８５の出力を△Ｓとし、比例定数をＣ１、Ｃ２とすると、サーボアンプ８６の出力は次式で表わされる。なおここで第１項が比例項で第２項が積分項である。
【００３６】
Ｃ1 △Ｓ＋Ｃ2 ∫△Ｓｄｔ
上記の式で示されるサーボアンプ８６の出力が制御信号として制御弁８２に供給される。これに対して反対側の制御弁８１の入力側にはストローク／電流変換器８３の出力が供給されている。
【００３７】
ここで制御弁８１、８２の出力ポート１２に生ずる出力圧をそれぞれＰ1 、Ｐ2 とし、シリンダ７２のピストン７３の断面積をＡとし、ピストンロッド７４の断面積をａとし、押圧子７５に加わる反力をＦとすると、エアシリンダ７２の軸線方向の力のバランスは次式で表わされる。
【００３８】
Ｆ＋（Ａ−ａ）Ｐ1 ＝ＡＰ2
いまエアシリンダ７２のピストン７３の右側の空間の圧力を図２においてＢ点に設定する。このときにピストン７３の左側の空間の圧力は必ず上記の力のバランスが成立するＡ点に設定されなければならない。Ａ点からずれた場合には力のバランスが成立しなくなる。
【００３９】
ところがサーボアンプ８６によるフィードバック制御によって、上記のような力のバランスが自動的に成立し、安定点に達するようにしている。いま図２においてシリンダ７２のピストン７３の右側の空間の圧力Ｐ2 が増大して図２においてＢ点からＢ１点に移行した場合について考える。Ｐ2 が増大するとピストン７３を押す力が大きくなるためにこれによってピストンロッド７４が押出され、このシリンダ７２のストロークが増加する。するとこのストロークが位置センサ７７によって検出されるとともに、この検出出力が変換器８３によって電流に変換されて制御弁８１に信号として供給される。すなわち制御弁８１の出力Ｐ1 が増加してピストンロッド７４を押戻す力が増加し、これによってＰ2 の増大にバランスする。
【００４０】
なおこのときに指示器８４に入力される目標値と実際のストロークとの間にオフセット量が存在するときは、このオフセット量に応じてコンパレータ８５が出力を生じ、この出力がサーボアンプ８６によって増幅されて制御弁８２に供給される信号電流が増減され、このようなサーボ動作によって制御弁８２の出力圧Ｐ2 が調整され、上記のオフセットがなくなる。
【００４１】
エアシリンダ７２のピストン７３に対して右側の空間の圧力Ｐ2 が小さくなって図２においてＢ点からＢ２点に移行した場合には、ピストン７３が右方に押されてピストンロッド７４が引込まれる。従ってこのエアシリンダ７２のストロークが小さくなる。するとこの小さなストロークが位置センサ７７によって検出される。位置センサ７７の出力は変換器８３によって電流に変換されるとともに、変換された電流値が制御弁８１に制御信号として供給される。従って制御弁８１の出力圧Ｐ1 が減少し、ピストン７３を押戻す力が減少して新たな力のバランスの平衡に達する。
【００４２】
なおこのときに目標とするストロークと実際のストロークとの間にオフセットが存在する場合には、このオフセットがコンパレータ８５から出力される。従ってサーボアンプ８６を通して供給される制御弁８２の信号電流が増加あるいは減少し、上記のオフセットをキャンセルするように作用する。これによって新しい力のバランスが成立する。従って常に安定なバランス点においてエアシリンダ７２が所定のストロークを生ずることになる。
【００４３】
このような押圧装置は、エアシリンダ７２の軸線方向の力のバランスによって安定点を得るようにしているために、不感帯を設ける必要がなくなる。またサーボアンプ８６が比例積分要素から構成されており、とくにその積分項で目標値とのオフセットをなくすことが可能になる。例えば押圧子７５のストロークを５ｍｍとしたときに、比例制御によって４．９ｍｍのストロークを得、積分項で０．１ｍｍのストロークを得、これによって目標値となる５ｍｍのストロークを正しく発現している。またサーボアンプ８６とコンパレータ８５の組合わせがアナログコントローラによって構成されるために、取扱いが容易になるとともに、低コストでシステムを組立てることが可能になる。
【００４４】
次に別の実施の形態を図５によって説明する。この実施の形態において、エアシリンダ７２のピストン７３の左側の空間と接続されている制御弁８１の信号ポートには、位置センサ７７の出力を電流に変換するストローク／電流変換器８３の出力が供給されるようになっている。これに対してシリンダ７２のピストン７３の右側の空間あるいは制御弁８２の出力圧Ｐ2 が圧力／電圧変換器８７によって電圧に変換されるとともに、コンパレータ８５に供給される。コンパレータ８５は指示器８４の出力（目標値）と変換器８７の出力とを比較するとともに、その比較出力をサーボアンプ８６に供給している。そしてサーボアンプ８６の出力が信号電流として制御弁８２に供給されている。
【００４５】
このような押圧装置において、押圧子７５がワークに当接していない場合には、押圧子７５の受ける反力Ｆが０であるためにエアシリンダ７２に負荷がかからず、エアシリンダ７２のピストン７３の右側の部屋の圧力は小さな値になっている。そしてこのような場合に指示器８４に何等かの信号が供給されると、その信号値がコンパレータ８５に供給される。このときにエアシリンダ７２の右側の部屋の出力Ｐ2 は小さな値になっており、変換器８７の出力も小さいために、コンパレータ８５は比較的大きな出力を生じ、この大きな出力がサーボアンプ８６で増幅されて制御弁８２に信号電流として供給される。従って押圧子７５がワークに当接していない場合には、ロッド７４がほぼ一定の速度で次第に押出される。
【００４６】
ワークに対して押圧子７５が当接すると、これによって反力Ｆを生ずるとともに、エアシリンダ７２のピストン７３の右側の部屋の圧力Ｐ2 が立上がる。従ってこの場合には上記第１の実施の形態と同様の圧力のバランスが成立する。
【００４７】
何等かの原因によってエアシリンダ７２のピストン７３の右側の空間の圧力Ｐ2 が大きくなって押圧子７５によるワークに対する押圧力が増大すると、圧力Ｐ2 が変換器８７によって電圧に変換されるとともに、この圧力がコンパレータ８５で目標値と比較され、コンパレータ８５の出力が低下する。従ってサーボアンプ８６を通して制御弁８２に供給される信号電流も低くなり、これによってエアシリンダ７２のピストン７３の右側の空間に供給される圧力Ｐ2 が減少する。
【００４８】
逆にピストン７３の右側の空間の圧力Ｐ2 が小さくなった場合には、この小さな圧力Ｐ2 が変換器８７で電圧に変換され、サーボアンプ８６に供給される。すなわちこの場合にはサーボアンプ８６の出力が増加し、増加した出力がサーボアンプ８６で増幅されて制御弁８２に制御信号として供給される。すなわちこの場合には制御弁８２によって供給される出力圧Ｐ2 が増加し、これによって押圧力を元の状態に戻す。このようにして押圧子７５によってワークに与えられる押圧力を常に一定の値に維持している。
【００４９】
この実施の形態において、サーボアンプ８６は上記第１の実施の形態と同様に比例積分要素を構成している。そしてコンパレータ８５において指示器８４で供給される圧力の目標値と制御弁８２の出力圧との偏差値△Ｐを得るようにしているために、このサーボアンプ８６の出力は、コンパレータ８５の出力圧を△Ｐとすると、次式で表わされる。なおここで第１項が比例項で第２項が積分項である。またこの式でＣ１、Ｃ２は比例定数である。なおこれらの比例定数は、段落３６の式の比例定数と一致せず、独立に設定された値である。
【００５０】
Ｃ1 △Ｐ＋Ｃ2 ∫△Ｐｄｔ
【発明の効果】
本願の主要な発明は、流体式シリンダから成り、ピストンロッドによってワークを押圧する押圧装置において、流体式シリンダのピストンロッドの両側の空間にそれぞれ作動圧を供給する制御弁を接続し、一方の制御弁に流体式シリンダのピストンロッドのストロークを検出する位置センサの出力を変換器により電流値に変換した信号を入力するとともに、他方の制御弁に変換器の出力信号と指示器により出力されるストロークの目標値とをコンパレータで比較して得られる差分の信号、または流体式シリンダのピストンロッド側とは反対側の空間の圧力を変換器により変換された電圧と指示器により出力される圧力の目標値とをコンパレータで得られる差分の信号を入力するようにしたものである。
【００５１】
従ってこのような押圧装置によれば、流体式シリンダのピストンの両側に加わる力のバランスによって平衡点が得られ、不感帯を設けることなくしかも安定な動作が達成されるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態の押圧装置の接続を示すブロック図である。
【図２】エアシリンダのストロークと圧力との関係を示すグラフである。
【図３】制御弁の構造を示す縦断面図である。
【図４】制御弁の信号電流と出力圧力との関係を示すグラフである。
【図５】第２の実施の形態の押圧装置のブロック図である。
【図６】従来の押圧装置のブロック図である。
【図７】従来の押圧装置のストロークと圧力との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１０ ボディ
１１ 供給ポート
１２ 出力ポート
１６ 第１の凹部
１７ 入力ダイヤフラム
１８ 圧力板
１９ センタボス
２０ 出力ダイヤフラム
２１ 小孔
２２ 第２の凹部
２３ 受け板
２４ ばね
２５ 圧力板
２６ ロッド
２７ ポペット
２８ 第３の凹部
２９ 貫通孔
３０ Ｏリング
３５ 突部
３６ バランスダイヤフラム
３７ ばね受け
３８ キャンセルばね
４０ 中心孔
４１ 中心孔
４５ ノズル
４６ 中心孔
４７ 保持部
４８ 上部ボディ
４９ 凹部
５０ 横孔
５１ 連通溝
５２ ポート
５３ 絞り通路
５４ 連通路
６０ フラッパ
６１ 開口
６２ ケーシング
６３ ヨーク
６４ マグネット
６５ センタコア
６６ コイル
６７ ボビン
６８ 小孔
７２ シリンダ
７３ ピストン
７４ ロッド
７５ 押圧子
７６ アーム
７７ 位置センサ
８１、８２ 制御弁
８３ 変換器
８４ 指示器
８５ コンパレータ
８６ サーボアンプ
８７ 変換器
９０ スプールバルブ
９１ フォースモータ
９２ デジタルコントローラ
Claims (6)
- 流体式シリンダから成り、ピストンロッドによってワークを押圧する押圧装置において、
前記流体式シリンダのピストンロッドの両側の空間にそれぞれ作動圧を供給する制御弁を接続し、
一方の制御弁に前記流体式シリンダのピストンロッドのストロークを検出する位置センサの出力を変換器により電流値に変換した信号を入力するとともに、他方の制御弁に前記変換器の出力信号と指示器により出力されるストロークの目標値とをコンパレータで比較して得られる差分の信号を入力することを特徴とする押圧装置。 - 流体式シリンダから成り、ピストンロッドによってワークを押圧する押圧装置において、
前記流体式シリンダのピストンロッドの両側の空間にそれぞれ作動圧を供給する制御弁を接続し、
一方の制御弁に前記流体式シリンダのピストンロッドのストロークを検出する位置センサの出力を変換器により電流値に変換した信号を入力するとともに、他方の制御弁に前記流体式シリンダのピストンロッド側とは反対側の空間の圧力を変換器により変換された電圧と指示器により出力される圧力の目標値とをコンパレータで比較して得られる差分の信号を入力することを特徴とする押圧装置。 - 前記制御弁は入力信号が増加するとそれに応じて出力圧が増加または減少することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の押圧装置。
- 前記流体式シリンダのストロークに応じた入力信号が供給される前記一方の制御弁が前記流体式シリンダのピストンに対してピストンロッド側の空間に接続されることを特徴とする請求項１〜請求項３の何れかに記載の押圧装置。
- 目標値が前記コンパレータにおいて前記流体式シリンダの実際のストロークと比較され、目標値と実際のストロークとの偏差が前記他方の制御弁に入力されることを特徴とする請求項１に記載の押圧装置。
- 目標値が前記コンパレータにおいて前記流体式シリンダの前記他方の制御弁が接続された空間の圧力と比較され、目標値と実際の圧力との偏差が前記他方の制御弁に入力されることを特徴とする請求項２に記載の押圧装置。
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