JPH0826884B2 - 空気油圧サーボ弁用ディザ発生方法並びに装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は主として空気信号によって動作するサーボ弁
用ディザ発生装置に関するものである。

サーボ弁は微小信号圧力でスプールに信号圧力に対応
した位置をとらせる必要があり、静止摩擦力の影響を除
去するためにディザ即ち小さい脈動を信号圧力に付加す
る。

〔従来の技術〕

従来、空気圧信号により作動する油圧サーボ弁のディ
ザは空気信号発生装置へ空気を提供するための空気ブロ
ワーの吐出圧の脈動を利用する方法が殆どを占めてい
た。

すなわち、第３図の空気変換部７に示すように、空気
圧信号をその１室に入れて力に変換してスプールに与え
る。一方、空気圧信号発生装置である空気センサ８は空
気を供給するブロワーが発生する空気圧力自身が脈動を
有しているので、ブロワーの吐出圧力すなわち空気圧信
号発生装置８へ供給する空気の空気源の圧力を空気圧力
変換部７の別の１室に供給して、この圧力を力に変換し
てディザにして、空気圧信号による力に重畳して与えて
いた。この場合には、ディザの周期及び大きさはブロワ
ーの特性により決まる。例えばベーン型ブロワーの場
合、羽数によりディザの容量が決まっていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

油圧サーボ弁のスプールの入力にはディザが付加され
る。即ち、サーボ弁のスプールは微小信号に対応した位
置に保持される必要があり、静止摩擦力の影響を除くた
めに、常時、小さい脈動が与えられている。しかしなが
ら、従来の技術では脈動を与えるためには脈動が大きい
形式の空気ブロワーを装備することが必須要件であり、
例えば、脈動の無い工場空気等を使用する場合にはディ
ザを得ることができなかった。更に、性能，加工上で有
利なシロッコファン等の羽根枚数の多い空気ブロワーは
空気脈動が小さいため使用できなかった。又、サーボ弁
の性能に合わせて、ディザ周波数、振幅（脈動数，脈動
の大きさ）を変化させることは不可能であった。

困って、本発明はこれらの諸欠点に鑑みて開発された
もので空気脈動の無い工場空気等の使用を可能とすると
ともに性能の良い脈動の少ないブロワーを使用可能と
し、さらにディザ周波数，振幅を簡易，適確に変化し得
る空気作動型油圧サーボ弁用ディザ発生装置の提供を目
的とする。

〔課題を解決するための手段〕

本発明による空気油圧サーボ弁用ディザ発生方法は空
気圧信号によって動作する油圧サーボ弁を含む制御系に
おいて、前記空気圧信号を力に変換してスプールに与え
ると共に、空気圧信号発生装置に供給する空気源の圧力
にディザを発生させたものを力に変換して前記空気圧信
号による力に重畳してスプールに信号力を与えてばねの
力と平衡させてスプールの位置を決定する油圧サーボ弁
において、前記油圧サーボ弁用の油圧源の油圧ポンプ軸
と連動する回転体を用いて前記空気源の圧力回路抵抗を
周期的に変化させる機構によりディザを発生させるもの
である。

好適な実施例において、空気源の圧力回路抵抗を周期
的に変化させる機構は空気源と圧力変換部との間に設け
た空気放出回路に介挿する。

他の実施例において、空気源の圧力回路抵抗を周期的
に変化させる機構は空気源と圧力変換部との間に設けた
バイパス回路に介挿する。

本発明による空気油圧サーボ弁用ディザ発生装置は、
スプールを空気圧信号によって制御する油圧サーボ弁に
おいて、信号空気圧を力に変換してスプールによると共
に、空気信号発生装置へ供給するための空気源の圧力を
圧力変換部で力に変換してディザ信号としてスプールに
重畳して与えるとき、油圧サーボ弁用給油ポンプに連動
して回転し、空気供給源に連結された管路の抵抗を空気
抵抗を周期的に変化させる機構により空気源の回路の空
気圧に脈動を与えるものである。

この装置の実施例において、周期的に変化させる機構
をチョッパープレートとし駆動モーターの駆動軸に取付
けることにより構成した。

他の実施例において、チョッパープレートは油圧源と
連動して回転する空気ブロワーのローター又はカップリ
ングに取付けることにより構成した。

〔作用〕

第３図に示すように、空気圧信号によって動作する油
圧サーボ弁の空気圧力変換部７の１室に空気圧信号を加
えると共に、空気圧力変換部７の他の１室に空気圧信号
発生装置すなわち空気センサ８へ供給する空気源の脈動
する圧力を加えて、各々の圧力を隔膜などで力に変換し
てサーボ弁のスプールに与えることにより安価な油圧サ
ーボ弁用ディザ発生装置が得られる。しかし、このため
には空気源は一定レベル以上の脈動を含んでいる必要が
あり、工場空気や安価なブロワのように脈動が少ない空
気源を用いるときには別のディザ発生装置を設ける必要
があった。

これに対して、本発明は、油圧サーボ弁用の油圧源の
ポンプ駆動用の軸の回転と連動する回転体により空気源
の圧力回路抵抗を周期的に変化させる機構を設けて空気
源の圧力に脈動を発生させて、この空気圧力を空気油圧
サーボ弁の空気圧力変換部７へ加えることにより、別の
ディザ発生装置の設置を不要にするものである。

この空気源の圧力の回路抵抗を周期的に変化させる機
構は、空気源と圧力変換部７の間の圧力を放出する回路
に設けてもよいし、空気源と圧力変換部７に設けたバイ
パス回路に入れてもよい。

本発明は第３図に示すように、空気圧信号により制御
を行う油圧サーボ弁において、空気圧力変換部７に空気
圧信号をその１室に入れて力に変換してスプールに与え
る。一方、空気信号発生装置である空気センサ８へ空気
を供給する空気源の圧力自身に脈動を生ずるようにし
て、空気源の圧力を空気圧力変換部７の別の１室に供給
して、この圧力を変換してディザ力として、空気信号に
よる力に重畳して与える。この時空気源に脈動を発生さ
せる手段として油圧の駆動源（例えば電動モーター）と
油ポンプ（空気ブロワーを付加して共通のモーターでポ
ンプとブロワーを駆動する場合もある）の回転軸の回転
を利用したディザ発生機構を空気圧力変換部７と連結さ
れた空気源の回路に設ける。ディザ発生機構はチョッパ
ープレートを回転軸に連結し、その円周上に近接した空
気ノズルを設け、その空気源は例えば工場空気（実施さ
れるシステムに付加された当該空気圧サーボシステム以
外にも用いるための空気ブロワーからの空気）で構成さ
れても良く、脈動の少ない安価なブロワーを用いても良
い。この空気源の空気回路の一部において、当該油圧サ
ーボ弁の油圧源と連動する回転軸が回転することで、チ
ョッパープレートが回転し、近接した空気ノズルを開閉
して、ノズル背圧またはノズル出口圧力を脈動させるこ
とにより、ディザを発生させる装置であって、チョッパ
ープレートの間隔，形状，数，空気ノズルとの近接隙間
等を調整することにより、ディザ周波数，振幅量を変え
ることができる。また、このチョッパーは油圧源と連結
されて回転する空気ブロワーのローター又はカップリン
グに取り付けても良い。

〔実施例〕

以下本発明ディザ発生装置の一実施例を図面とともに
説明する。

（第１実施例） しかして、本発明によるディザ発生装置は第１図に示
す如く、駆動モーター５の駆動軸50にチョッパープレー
ト４を取付けるとともに給油ポンプ２を連結し、かつ前
記プレート４に対応せしめて、空気源としての工場空気
９との連結部30を有する空気ノズル３を設けることによ
り構成され、駆動モーター５を回転させることにより、
工場空気９から可変絞り11を介して空気ノズル３とサー
ボ弁10に供給される空気に脈動12を与えることができる
ように構成されたものである。尚31は空気の放出口を示
すものである。

（第２実施例） 第２図は本発明ディザ発生装置の第２実施例を示し、
特に第１実施例を装置における工場空気９に変え、空気
ブロワー１を駆動モーター5,チョッパープレート4,油圧
モーター２と同軸に連結することにより構成した場合を
示したものであり、空気ブロワー１からの空気は可変絞
り11を介して空気ノズル３とサーボ弁10に供給される。
そして第１図の装置と同様、チョッパープレート４が回
転されることにより、脈動を与えることができるもので
ある。

尚、第1,第２実施例中、チョッパープレート４は駆動
モーター５の回転軸50に取付けることにより構成した場
合を示したが、同チョッパープレート４を空気ブロワー
１のローター又はカップリングに取付けることにより構
成することも可能である。

第３図はワークの状態の制御、例えば走行中のウェブ
等の耳端位置制御用の油圧サーボ弁システムの一例を示
すもので、特に本発明ディザ発生装置を適用したディザ
回路部の構成を示したものである。

しかして、同回路部中工場空気９を用いる場合は空気
ブロワー１は不必要となる。

また、被測定対象14（例えば走行ウェブ）の矢印16方
向の変位を空気センサ８により検出すると、その検出空
気信号は空気圧力変換部（隔膜）７に入力される。そし
て空気圧力変換部７の変位は油圧サーボ弁６のスプール
を制御し、油圧シリンダー13を操作することによって測
定対象14を矢印16方向に制御し、設定された耳端位置に
保持する。

ディザ回路はチョッパープレート４に近接して設けら
れた空気ノズル３によって脈動を空気圧力変換部７に与
える。そのためチョッパープレート４の回転周期で空気
圧力変換部７の検出空気信号が入る室とは別のディザ用
の室に入力されてスプールを押す力に変換されてによっ
て油圧サーボ弁６のスプールにディザを与え得る。ここ
では圧力変換部７に与える空気圧のディザ信号用の出力
をチョッパープレートにより周期的に変える例を示した
が空気源からの空気をチョッパープレートを経由して減
圧的に圧力変換部７に与えてもよい。15は防塵パージの
ため微小量の空気を流す絞り機構を示すものである。

第４図は第２図の構成としたディザ信号発生用抵抗４
をブロワー１に一体に組合せた例を示す。ブロワー１は
空気圧力変換部７例えば第３図の隔膜と空気圧センサ８
例えば第３図のセンサとに絞り11を介して空気圧を供給
する。第２図に示す通り、絞り11を通った空気を一体回
転のディザ発生用抵抗４、例えば第２図の脈動発生部材
によって脈動を発生させて大気に放出する。他の点は第
３図と同様である。

第５図は他の空気源９から空気を供給する例を示す。
空気源９は空気圧センサ８と空気圧力変換部７とに第３
図と同様に空気圧力を供給する。この場合はバイパス回
路20を空気源９から分岐してディザ発生用抵抗４を経て
空気圧力変換部７に供給する。他の点は第３図と同様で
ある。第５図の場合も絞り11の選択によって、所要の強
さの脈動を本流の空気流に付加できる。

〔発明の効果〕

以上の説明のように、空気圧信号により制御する油圧
サーボシステムにおいて、空気圧信号を力に変換してス
プールに加えると共に、空気信号発生装置用の空気源の
圧力に脈動を発生されてこの圧力を圧力変換部において
力に変換してスプールに重畳することによりディザを発
生させるとき、油圧源の駆動軸の回転を用いて空気源回
路に強制的に脈動を発生させるものである。この結果、
空気脈動の無い工場空気、又は脈動が少ない形式の安価
な空気ブロワーを用いることが可能となり、空気源の制
約が皆無となり、かつ、最適な脈動を与えることが容易
となって、大幅に用途が拡大すると同時にシステムのコ
ストダウンに益するところ大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明ディザ発生装置の第１実施例を示す一部
縦断側面図、第２図は第２実施例を示す一部縦断側面
図、第３図は走行ウェブの耳端位置制御用の油圧サーボ
弁システムに実施した場合の回路構成を示す線図、第４
図第５図は空気回路構成の他の実施例を示す線図であ
る。 １……空気ブロワー ２……給油ポンプ ３……空気ノズル ４……チョッパープレート（ディザ信号発生抵抗） ５……駆動モーター ６……油圧サーボ弁 ７……空気圧力変換部 ８……空気センサ ９……工場空気 10……サーボ弁 11……可変絞り 12……脈動

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】空気圧信号によって動作する油圧サーボ弁
   を含む制御系において、前記空気圧信号を力に変換して
   スプールに与えると共に、空気圧信号発生装置に供給す
   る空気源の圧力にディザを発生させたものを力に変換し
   て前記空気圧信号による力に重畳してスプールに信号力
   を与えてばねの力と平衡させてスプールの位置を決定す
   る油圧サーボ弁において、 前記油圧サーボ弁用の油圧源の油圧ポンプ軸と連動する
   回転体を用いて前記空気源の圧力回路抵抗を周期的に変
   化させる機構によりディザを発生させることを特徴とす
   る空気油圧サーボ弁用ディザ発生方法。
2. 【請求項２】前記空気源の圧力回路抵抗を周期的に変化
   させる機構は、前記空気源と前記圧力変換部との間に設
   けた空気放出回路に介挿する特許請求の範囲第１項記載
   の空気油圧サーボ弁用ディザ発生方法。
3. 【請求項３】前記空気源の圧力回路抵抗を周期的に変化
   させる機構は前記空気源と前記圧力変換部との間に設け
   たバイパス回路に介挿する特許請求の範囲第１項記載の
   空気油圧サーボ弁用ディザ発生方法。
4. 【請求項４】スプールを空気圧信号によって制御する油
   圧サーボ弁において、 信号空気圧を力に変換してスプールに与えると共に、空
   気信号発生装置へ供給するための空気源の圧力を圧力変
   換部で力に変換してディザ信号としてスプールに重畳し
   て与えるとき、油圧サーボ弁用給油ポンプに連動して回
   転し、前記空気供給源に連結された管路の抵抗を空気抵
   抗を周期的に変化させる機構により前記空気源の回路の
   空気圧に脈動を与えることを特徴とする空気油圧サーボ
   弁用ディザ発生装置。
5. 【請求項５】前記周期的に変化させる機構をチョッパー
   プレートとし駆動モーターの駆動軸に取付けることによ
   り構成したことを特徴とする特許請求の範囲第４項記載
   の空気油圧サーボ弁用ディザ発生装置。
6. 【請求項６】前記チョッパープレートは油圧源と連動し
   て回転する空気ブロワーのローター又はカップリングに
   取付けることにより構成したことを特徴とする特許請求
   の範囲第５項記載の空気油圧サーボ弁用ディザ発生装
   置。