JPH0926043A - Electro-hydraulic stepping cylinder - Google Patents

Electro-hydraulic stepping cylinder

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JPH0926043A
JPH0926043A JP19905695A JP19905695A JPH0926043A JP H0926043 A JPH0926043 A JP H0926043A JP 19905695 A JP19905695 A JP 19905695A JP 19905695 A JP19905695 A JP 19905695A JP H0926043 A JPH0926043 A JP H0926043A
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JP
Japan
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annular groove
pressure oil
port
rotor
control valve
Prior art date
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Application number
JP19905695A
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Japanese (ja)
Inventor
Haruhisa Takatani
晴久 高谷
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TAKATANI ENG KK
Original Assignee
TAKATANI ENG KK
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To realize opposition in regard to a large stroke and high speed response due to flow quantity change at an electric electro-hydraulic stepping cylinder. SOLUTION: The feed end discharge of pressure oil is changed over by driving rotatingly the inner rotor 12 of e rotary control valve 50 by means of a pulse motor 1, and by this, the straight line movement of the piston 4 of a differential cylinder 3 is carried out, and at the same time the feedback of the straight line movement of the piston 4 to the outer rotor 11 of the rotary control valve 50 is conducted. The rotary control valve 50 is fitted to the end of the differential cylinder 3, and reformation following capacity change is facilitated. The load of the pulse motor 1 is made to be the inertia load of the inner rotor 12 alone, and even if a large stroke is realized, high speed response is made possible.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は油圧によるディジタル制
御に用いる3方向切替型ロータリ制御弁を用いた電気油
圧ステッピングシリンダに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electrohydraulic stepping cylinder using a three-way switching type rotary control valve used for hydraulic digital control.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来の電気油圧ステッピングシリンダを
図10に示す。この例のステッピングシリンダは、パル
スモータ1でボールネジ2を回し、これによって差動シ
リンダ3のピストン4のヘッド(以下ピストンヘッド)
4a内に組み込んだスプール5をボールネジ2の軸線方
向に沿ってスライドさせ、ピストンヘッド4aに設けた
圧油制御ポートP、圧油排出ポートDの開閉方向を切り
換えてピストン4がスプール5の移動方向に追従するよ
うに制御するものである。なお図10中で、4bはピス
トン4のロッド(以下ピストンロッド)、A1はピスト
ンヘッド4aの左側の室、A2は同右側の室、Psは圧
油の供給圧力、Poutは同排出圧力、Plは右側の室
A2の内圧である。
2. Description of the Related Art A conventional electrohydraulic stepping cylinder is shown in FIG. In the stepping cylinder of this example, the ball screw 2 is rotated by the pulse motor 1, and thereby the head of the piston 4 of the differential cylinder 3 (hereinafter referred to as the piston head).
The spool 5 installed in the 4a is slid along the axial direction of the ball screw 2, and the opening / closing direction of the pressure oil control port P and the pressure oil discharge port D provided on the piston head 4a is switched so that the piston 4 moves in the moving direction of the spool 5. The control is performed so as to follow. In FIG. 10, 4b is a rod of the piston 4 (hereinafter referred to as piston rod), A1 is a chamber on the left side of the piston head 4a, A2 is a chamber on the right side thereof, Ps is a supply pressure of pressure oil, Pout is a discharge pressure thereof, Pl Is the internal pressure of the right chamber A2.

【0003】即ち、パルスモータ1を右回転させた図1
0(A)の状態では、右側の室A2内の圧油が圧油排出
ポートDから排出されて圧力が下がり、ピストン4は図
中右側へ動く。また、パルスモータ1を左回転させた図
10(B)の状態では、圧油制御ポートPから右側の室
A2へ圧油が供給されて圧力が高まり、ピストン4は図
中左側へ動く。例えばパルスモータ1に与える電気パル
ス1つでボールネジ2に取り付けたスプール5が10μ
m動くように減速比及びボールネジ2のリード角を定め
ておき、パルスモータ1に1パルスが印加されてパルス
モータ1が所定角度回転すると、ボールネジ2の回転に
よりスプール5が10μm進み、上述のようなピストン
ヘッド4aの両側の室A1、A2の圧力にアンバランス
が生じてピストン4が駆動される。スプール5とピスト
ンヘッド4aのポートP、Dが一致した位置に至ると、
両側の室A1、A2の圧力がバランスし、ピストン4が
停止する。換言すれば、常にボールネジ2に取り付けた
スプール5を追いかけてピストン4が動くことになり、
静的には入力パルス数に比例したピストン4の位置が保
障され、動的にはパルスモータ1から印加する入力パル
スの周波数に比例した速度偏差をもってピストン4がス
プール5を追いかける動作が成立する。
That is, FIG. 1 in which the pulse motor 1 is rotated clockwise
In the state of 0 (A), the pressure oil in the chamber A2 on the right side is discharged from the pressure oil discharge port D to reduce the pressure, and the piston 4 moves to the right side in the figure. Further, in the state shown in FIG. 10B in which the pulse motor 1 is rotated counterclockwise, pressure oil is supplied from the pressure oil control port P to the right chamber A2 to increase the pressure, and the piston 4 moves to the left side in the drawing. For example, the spool 5 attached to the ball screw 2 is 10μ with one electric pulse given to the pulse motor 1.
When the reduction ratio and the lead angle of the ball screw 2 are set so that the pulse motor 1 moves by m and one pulse is applied to the pulse motor 1 to rotate the pulse motor 1 by a predetermined angle, the rotation of the ball screw 2 advances the spool 5 by 10 μm. The pressure in the chambers A1 and A2 on both sides of the piston head 4a is unbalanced and the piston 4 is driven. When the spool 5 and the ports P and D of the piston head 4a reach a position where they coincide with each other,
The pressures in the chambers A1 and A2 on both sides are balanced, and the piston 4 stops. In other words, the piston 4 will always follow the spool 5 attached to the ball screw 2,
The position of the piston 4 is statically guaranteed in proportion to the number of input pulses, and dynamically the piston 4 follows the spool 5 with a velocity deviation proportional to the frequency of the input pulse applied from the pulse motor 1.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上述した
従来の電気油圧ステッピングシリンダにあっては、ピス
トン4の移動速度を大きくして高速応答を可能にするこ
とが難しかった。即ち、周知のように油圧シリンダにあ
っては速度V、圧油の流量Q及びシリンダの面積Aの間
にV=Q/Aが成立するため、速度を上げるには流量Q
を大きくする必要があり、流量Qを大きくするにはシリ
ンダの面積Aを大きくすることになってしまい、結局取
り得る移動速度値が制限されてしまうようになってい
た。
However, in the above-mentioned conventional electrohydraulic stepping cylinder, it is difficult to increase the moving speed of the piston 4 to enable high-speed response. That is, as is well known, in a hydraulic cylinder, V = Q / A is established between the speed V, the flow rate Q of pressure oil, and the area A of the cylinder.
Has to be increased, and in order to increase the flow rate Q, the area A of the cylinder has to be increased, and eventually the possible moving speed value is limited.

【0005】また従来のステッピングシリンダにあって
は、パルスモータ1の負荷がボールネジ2となってお
り、ボールネジ2全体をパルスモータ1で回転駆動する
ようになっているため、高速応答化や大ストローク化の
ためにはかなり出力の大きなパルスモータが必要になっ
てしまっていた。
Further, in the conventional stepping cylinder, the load of the pulse motor 1 is the ball screw 2, and the entire ball screw 2 is rotationally driven by the pulse motor 1. Therefore, high speed response and large stroke are achieved. To achieve this, a pulse motor with a fairly large output was needed.

【0006】本発明はこのような従来の問題点に鑑みて
なしたもので、流量変更による高速応答化への対応、及
び大出力のパルスモータを用いずに高速応答化や大スト
ローク化を図れる電気油圧ステッピングシリンダを提供
することを目的とする。
The present invention has been made in view of the above conventional problems, and it is possible to realize a high speed response by changing the flow rate, and a high speed response and a large stroke without using a large output pulse motor. An object is to provide an electro-hydraulic stepping cylinder.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】本発明に係る電気油圧ス
テッピングシリンダは上記目的を達成するために、パル
スモータによる回転駆動により3方向制御弁の弁体位置
を可変させ、圧油の供給、排出を制御して差動シリンダ
のピストンロッドを往復駆動及び作動制御する電気油圧
ステッピングシリンダであって、上記3方向制御弁が、
中空円筒状で内腔を有するとともに隣接位置する圧油制
御ポート、圧油送入出ポート及びタンクポートを備えた
ケーシングと、圧油制御ポート用環状溝、圧油送入出ポ
ート用環状溝及びタンクポート用環状溝を上記ケーシン
グの各ポートと対応する外周面位置に備え上記ケーシン
グ内に摺接嵌合する中空円筒形のアウターロータと、上
記圧油用油路口とタンク用油路口とに対応する位置に設
けた切替用環状溝、上記圧油送入出ポート用環状溝と対
応する位置に設けた制御用環状溝、上記切替用環状溝と
制御用環状溝を連結する連結溝及び上記連結用油路口の
開口形状と同一形状を有し上記連結用油路口及びそれら
の中間位置で上記切替用環状溝を分断するランド部を有
し上記アウターロータ内に摺接嵌合する円筒形のインナ
ーロータとからなり、かつ上記両ロータがそれぞれ外方
へ突出する軸を同軸に備える3方向切替型ロータリ制御
弁であって、該3方向切替型ロータリ制御弁を上記差動
シリンダの端部に取り付け、上記ピストンロッドの往復
動を回転動に変換する送りネジ手段と上記ロータの軸の
一方とを連結し、上記ロータの軸の他方と上記パルスモ
ータとを連結し、該他方の軸の回転に対応して上記一方
の軸を回転させて圧油の供給、排出を制御して上記ピス
トンロッドを往復駆動するとともに、該ピストンロッド
の往復動に伴う上記送りネジの回転により該送りネジと
連結する上記一方の軸及び該軸を有する上記ロータを回
転させるようにしてなる構成としたものである。
In order to achieve the above object, an electrohydraulic stepping cylinder according to the present invention changes the valve body position of a three-way control valve by rotational driving by a pulse motor to supply and discharge pressure oil. Is an electro-hydraulic stepping cylinder for controlling the reciprocating drive and operation of the piston rod of the differential cylinder by controlling
A casing having a hollow-cylindrical inner diameter and a pressure oil control port, a pressure oil inlet / outlet port, and a tank port located adjacent to each other, a pressure oil control port annular groove, a pressure oil inlet / outlet port annular groove, and Corresponding to a hollow cylindrical outer rotor that has an annular groove for a tank port at an outer peripheral surface position corresponding to each port of the casing and is slidably fitted into the casing, and the oil passage for pressure oil and the oil passage for tank. Switching annular groove provided at a position, a control annular groove provided at a position corresponding to the pressure oil inlet / outlet port annular groove, a connecting groove for connecting the switching annular groove and the control annular groove, and the connection A cylindrical inner having the same shape as the opening of the oil passage opening, and having the connecting oil passage opening and a land portion that divides the switching annular groove at an intermediate position between them, which is slidably fitted into the outer rotor. Rotor and body A three-way switching rotary control valve coaxially provided with shafts projecting outward from both rotors, wherein the three-way switching rotary control valve is attached to an end of the differential cylinder, and the piston rod Of the rotor shaft and one of the rotor shafts are connected to each other, and the other of the rotor shafts is connected to the pulse motor. The one shaft is rotated to control the supply and discharge of pressure oil to reciprocally drive the piston rod, and the one shaft connected to the feed screw by the rotation of the feed screw accompanying the reciprocal movement of the piston rod. And a configuration in which the rotor having the shaft is rotated.

【0008】[0008]

【実施例】以下本発明の実施例を図面を参照して説明す
る。図1は、本発明に係る電気油圧ステッピングシリン
ダの一実施例を示す断面図(A)、及びこの実施例に用
いた3方向切替型のロータリ制御弁の組立断面図、図2
は本実施例の平面図、図3は同油圧回路図、図4はロー
タリ制御弁を構成するアウターロータとインナーロータ
を示す分解斜視図である。なお以下では従来と共通する
要素には共通する符号を付して説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 is a sectional view (A) showing an embodiment of an electrohydraulic stepping cylinder according to the present invention, and an assembled sectional view of a three-way switching type rotary control valve used in this embodiment, FIG.
Is a plan view of the present embodiment, FIG. 3 is a hydraulic circuit diagram thereof, and FIG. 4 is an exploded perspective view showing an outer rotor and an inner rotor that constitute a rotary control valve. It should be noted that in the following description, the elements common to the conventional ones will be described with the same reference numerals.

【0009】本実施例のステッピングシリンダは主に、
パルスモータ1、3方向切替型のロータリ制御弁50及
び差動シリンダ3からなり、パルスモータ1でロータリ
制御弁10を駆動して圧油の供給、排出を切り替え、こ
れによって差動シリンダ3のピストン4を直線運動させ
るとともに、ピストン4の直線運動をロータリ制御弁5
0にフィードバックするように駆動制御するものであ
る。
The stepping cylinder of this embodiment is mainly composed of
It consists of a pulse motor 1, a three-way switching type rotary control valve 50 and a differential cylinder 3, and the pulse motor 1 drives the rotary control valve 10 to switch between pressure oil supply and discharge, whereby the piston of the differential cylinder 3 is changed. 4 is moved linearly and the linear movement of the piston 4 is changed by the rotary control valve 5
The drive is controlled so as to feed back to 0.

【0010】まずロータリ制御弁50の構造を説明す
る。このロータリー制御弁50は、ケーシング10内に
アウターロータ11を回転自在にして嵌合し、さらにア
ウターロータ11内にインナーロータ12を回転自在に
嵌合して構成したもので、アウターロータ11とインナ
ーロータ12は、それぞれ支持軸13、14を備える。
アウターロータ11の一端にボルト止めした支持軸13
には、ケーシング10にボルト止めしたカバー15aを
貫通させてボールネジ2の端部を機械的に連結固定し、
カバー15bから外側へ突出するインナーロータ12の
支持軸14にはパルスモータ1を連結し、両軸13、1
4それぞれをカバー15a、15bの内側に設けたベア
リング16、16により支持してある。
First, the structure of the rotary control valve 50 will be described. The rotary control valve 50 is configured by rotatably fitting an outer rotor 11 in a casing 10 and rotatably fitting an inner rotor 12 in the outer rotor 11. The rotor 12 includes support shafts 13 and 14, respectively.
Support shaft 13 bolted to one end of the outer rotor 11
In this case, the cover 15a bolted to the casing 10 is penetrated to mechanically connect and fix the end portion of the ball screw 2,
The pulse motor 1 is connected to the support shaft 14 of the inner rotor 12 that projects outward from the cover 15b, and both shafts 13, 1
4 are supported by bearings 16 and 16 provided inside the covers 15a and 15b.

【0011】ケーシング10は、図1に示すように差動
シリンダ3のシリンダカバーを兼ね、内部に中空円筒部
17を有し、圧油制御ポートP、タンクポートT及びコ
ントロールポートCを形成してある。圧油制御ポートP
は差動シリンダ3の外周に配した外部配管51を介して
差動シリンダ3の室A1に連通させてあり、コントロー
ルポートCは室A2に連通させてある。
As shown in FIG. 1, the casing 10 also serves as a cylinder cover of the differential cylinder 3, has a hollow cylindrical portion 17 therein, and forms a pressure oil control port P, a tank port T and a control port C. is there. Pressure oil control port P
Is communicated with the chamber A1 of the differential cylinder 3 through an external pipe 51 arranged on the outer periphery of the differential cylinder 3, and the control port C is communicated with the chamber A2.

【0012】アウターロータ11は、ケーシング10の
中空円筒部17の内周面に外周面を摺接させて嵌合し、
ケーシング10の各ポートP、T、Cと対応する位置に
3本の環状溝20、21、22を備えている。これらの
環状溝20、21、22のうち、圧油送入出ポート用環
状溝21には中空円筒部17内へ貫通する一対の連結用
油路口23、23が径方向で対向させて形成してある。
また圧油制御ポート用環状溝20とタンクポート用環
状溝22にはそれぞれ4個の圧油用油路口24とタンク
用油路口25が設けてある。これら油路口24、25も
中空円筒部17内へ貫通している。図6はこれらの配置
態様を示すアウターロータ11の内面の展開図である。
The outer rotor 11 is fitted to the inner peripheral surface of the hollow cylindrical portion 17 of the casing 10 with the outer peripheral surface in sliding contact with the outer peripheral surface.
Three annular grooves 20, 21, 22 are provided at positions corresponding to the ports P, T, C of the casing 10. Of these annular grooves 20, 21, 22 a pair of connecting oil passage openings 23, 23 penetrating into the hollow cylindrical portion 17 are formed in the pressure oil inlet / outlet port annular groove 21 so as to face each other in the radial direction. There is.
The pressure oil control port annular groove 20 and the tank port annular groove 22 are respectively provided with four pressure oil oil passage openings 24 and four tank oil passage openings 25. These oil passage openings 24 and 25 also penetrate into the hollow cylindrical portion 17. FIG. 6 is a development view of the inner surface of the outer rotor 11 showing these arrangements.

【0013】またインナーロータ12は、連結用油路口
23、23に対応する位置に設けた切替用環状溝26
と、これを挟んで圧油制御ポート用環状溝20とタンク
ポート用環状溝22に対応する位置に設けた制御用環状
溝27、28とを有し、切替用環状溝26は、表面がラ
ンド部を形成する四つの隔壁ピン29・・・により四分
割してあり、その分割部分である制御溝部26a、26
b、26c、26dは、連結溝30、31により交互に
制御用環状溝27、28に連結してある。図7はこれら
の配置態様を示すインナーロータ12の外面の展開図で
ある。
Further, the inner rotor 12 has a switching annular groove 26 provided at a position corresponding to the connecting oil passage ports 23, 23.
And the control annular grooves 27 and 28 which are provided at positions corresponding to the pressure oil control port annular groove 20 and the tank port annular groove 22 sandwiching this, and the switching annular groove 26 has a land surface. Are divided into four by four partition wall pins 29, which form a portion, and control groove portions 26a, 26 which are the divided portions.
b, 26c and 26d are alternately connected to the control annular grooves 27 and 28 by connecting grooves 30 and 31, respectively. FIG. 7 is a developed view of the outer surface of the inner rotor 12 showing these arrangements.

【0014】図8に示すように、隔壁ピン29の直径W
1は切替用環状溝26の幅W2よりも大きく、かつアウ
ターロータ11の連結用油路口23の開口径と等しくし
てある。このため切替用環状溝26と連結用油路口23
との間には、アウターロータ11とインナーロータ12
との相対回転角度差によって、図9に示すように角度差
に比例する面積の開口部分Xが生じるようになってい
る。隔壁ピン29は、例えば丸棒材を切替用環状溝26
に打ち込み、頂部表面をインナーロータ12の表面に沿
うように円筒研磨して形成するが、その他の手段によっ
てもよいことはもちろんである。
As shown in FIG. 8, the diameter W of the partition pin 29 is
1 is larger than the width W2 of the switching annular groove 26 and equal to the opening diameter of the connecting oil passage port 23 of the outer rotor 11. Therefore, the switching annular groove 26 and the connecting oil passage port 23
Between the outer rotor 11 and the inner rotor 12
Due to the relative rotation angle difference between and, an opening portion X having an area proportional to the angle difference is generated as shown in FIG. The partition pin 29 is made of, for example, a round bar material and has an annular groove 26 for switching.
And the top surface is cylindrically polished along the surface of the inner rotor 12, but other means may be used.

【0015】また、差動シリンダ3のピストン4は、ピ
ストンヘッド4aからピストンロッド4bの中程まで伸
びる空所52を備え、空所52のピストンヘッド4a部
分にはボールネジ2と螺合して送りネジ手段を構成する
ナット53を固定してある。もちろんボールネジ2は、
ピストンヘッド4aあるいはピストンロッド4bとはナ
ット53との螺合以外には連結されていない。
Further, the piston 4 of the differential cylinder 3 is provided with a cavity 52 extending from the piston head 4a to the middle of the piston rod 4b, and the piston head 4a portion of the cavity 52 is screwed into the ball screw 2 and fed. A nut 53 forming a screw means is fixed. Of course, the ball screw 2
It is not connected to the piston head 4a or the piston rod 4b except for screwing with the nut 53.

【0016】以上のように構成した電気油圧ステッピン
グシリンダの動作を説明する。まずアウターロータ11
の連結用油路口23の内周面側をインナーロータ12の
隔壁ピン29により塞ぎ、図示せぬ油圧源からの圧油が
圧油制御ポートPと差動シリンダ3の一方の室A1に供
給されている状態を初期状態とし、パルスモータ1によ
りインナーロータ12を所定数のパルスに対応する角度
だけ回転させる。すると、アウターロータ11の連結用
油路口23とインナーロータ12の隔壁ピン29との位
置がずれて、図9に示すように連結用油路口23がイン
ナーロータ12の制御溝部26a、26cに対して開口
する。
The operation of the electrohydraulic stepping cylinder configured as above will be described. First, the outer rotor 11
The inner peripheral surface side of the connecting oil passage port 23 is closed by the partition pin 29 of the inner rotor 12, and pressure oil from a hydraulic pressure source (not shown) is supplied to the pressure oil control port P and one chamber A1 of the differential cylinder 3. In this state, the inner rotor 12 is rotated by the pulse motor 1 by an angle corresponding to a predetermined number of pulses. Then, the connecting oil passage port 23 of the outer rotor 11 and the partition wall pin 29 of the inner rotor 12 are displaced from each other, and the connecting oil passage port 23 with respect to the control groove portions 26a, 26c of the inner rotor 12 as shown in FIG. Open.

【0017】圧油制御ポートPから供給されている圧油
は、アウターロータ11の圧油制御ポート用環状溝2
0、圧油用油路口24を通り、インナーロータ12の制
御用環状溝27に入り、連結溝30を介して制御溝部2
6a、26cに入り、連結用油路口23からアウターロ
ータ11の圧油送入出ポート用環状溝21へ入り、コン
トロールポートCから差動シリンダ3の他方の室A2に
供給され、これによって差動シリンダ3のピストン4が
図中左方向へ移動するように駆動する。
The pressure oil supplied from the pressure oil control port P is the pressure oil control port annular groove 2 of the outer rotor 11.
0, through the pressure oil passage 24, into the control annular groove 27 of the inner rotor 12, and through the connecting groove 30 to the control groove portion 2
6a, 26c, from the connecting oil passage port 23 into the pressure oil inlet / outlet port annular groove 21 of the outer rotor 11, and supplied from the control port C to the other chamber A2 of the differential cylinder 3, whereby the differential The piston 4 of the cylinder 3 is driven so as to move leftward in the figure.

【0018】ピストン4の移動とともにナット53が移
動すると、これに螺合しているボールネジ2が回転し、
ピストン4の直線運動がボールネジ2の回転運動に変換
され、ボールネジ2と機械的に連結しているアウターロ
ータ11も回転する。即ち、ピストン4の移動量に応じ
たフィードバックが支持軸13を介してアウターロータ
11に掛かり、アウターロータ11はインナーロータ1
2の回転に追従する。
When the nut 53 moves along with the movement of the piston 4, the ball screw 2 screwed on the nut 53 rotates,
The linear motion of the piston 4 is converted into the rotary motion of the ball screw 2, and the outer rotor 11 mechanically connected to the ball screw 2 also rotates. That is, feedback according to the amount of movement of the piston 4 is applied to the outer rotor 11 via the support shaft 13, and the outer rotor 11 is
Follow the rotation of 2.

【0019】一方、インナーロータ12を回転させたと
きに、連結用油路口23がインナーロータ12の制御溝
部26b、26dに対して開口したとすると、制御溝部
26a、26cが連結用油路口23に対してブロックさ
れることから、圧油制御ポートPとコントロールポート
Cの間が遮断され、コントロールポートCとタンクポー
トTが連通する。即ち、差動シリンダ3の他方の室A2
からの戻りの圧油は、圧油戻りポートAから圧油送入出
ポート用環状溝21、連結用油路口23、制御溝部26
b、26d、連結溝31を介して制御用環状溝28、タ
ンク用油路口25、タンクポート用環状溝22、タンク
ポートTを通りタンク54へ排出される。すると差動シ
リンダ3の他方の室A2内の圧力が低下するため、一方
の室A1の内圧によりピストン4は図3中右方へ移動す
る。これによって先と同様にアウターロータ11にフィ
ードバックが掛かり、アウターロータ11はインナーロ
ータの回転に追従する。
On the other hand, when the connecting oil passage opening 23 opens to the control groove portions 26b and 26d of the inner rotor 12 when the inner rotor 12 is rotated, the control groove portions 26a and 26c are connected to the connecting oil passage opening 23. Since it is blocked against, the pressure oil control port P and the control port C are cut off, and the control port C and the tank port T are in communication. That is, the other chamber A2 of the differential cylinder 3
The pressure oil returned from the pressure oil return port A is the pressure oil inlet / outlet port annular groove 21, the connection oil passage port 23, and the control groove portion 26.
b, 26d, the control annular groove 28, the tank oil passage opening 25, the tank port annular groove 22, and the tank port T through the connecting groove 31, and the fuel is discharged to the tank 54. Then, the pressure in the other chamber A2 of the differential cylinder 3 decreases, so that the piston 4 moves to the right in FIG. 3 due to the internal pressure of the one chamber A1. As a result, feedback is applied to the outer rotor 11 as before, and the outer rotor 11 follows the rotation of the inner rotor.

【0020】このような圧油の供給、排出動作におい
て、パルスモータ1によるインナーロータ12の回転駆
動量と油圧アクチュエータの作動量とをほぼリニアな関
係にすることができる。即ち、1パルス分だけインナー
ロータ12を回転させると、連結用油路口23が切替用
環状溝26に対してインナーロータ12の回転角度に比
例して開口するが、開口部分Xの面積はインナーロータ
12の回動量に応じて近似的にリニヤに変化するように
形成することが容易に可能であり、またアウターロータ
11がインナーロータ12の回転に追従し、隔壁ピン2
9が所定の遅れをもって開口部分Xを塞いで圧油の供
給、排出を停止させる方向に動くため、差動シリンダ3
はパルスモータ1により1パルス対応分だけ回転駆動さ
れることになる。換言すれば、アウターロータ11とイ
ンナーロータ12の相対角度差によってピストン4を往
復駆動するとともに、ボールネジ2とナット53からな
る送りネジ手段の回転によりアウターロータ11が、角
度差0となるように圧油が分配されるように構成してい
る。もちろん、以上の説明とは逆にアウターロータ11
を駆動側、インナーロータ12を被駆動側としても同様
の結果が得られる。
In such pressure oil supply and discharge operations, the rotational drive amount of the inner rotor 12 by the pulse motor 1 and the operation amount of the hydraulic actuator can be made to have a substantially linear relationship. That is, when the inner rotor 12 is rotated by one pulse, the connecting oil passage port 23 opens in the switching annular groove 26 in proportion to the rotation angle of the inner rotor 12, but the area of the opening X is the inner rotor. It can be easily formed so as to be linearly changed in accordance with the rotation amount of the outer rotor 12, and the outer rotor 11 follows the rotation of the inner rotor 12 and the partition pin 2
9 moves in a direction in which the opening portion X is closed with a predetermined delay to stop the supply and discharge of the pressure oil, the differential cylinder 3
Is driven to rotate by the pulse motor 1 by one pulse. In other words, the piston 4 is reciprocally driven by the relative angular difference between the outer rotor 11 and the inner rotor 12, and the outer rotor 11 is pressed by the rotation of the feed screw means including the ball screw 2 and the nut 53 so that the angular difference becomes zero. It is configured to distribute oil. Of course, contrary to the above description, the outer rotor 11
The same result can be obtained by setting the drive side to the drive side and the inner rotor 12 to the driven side.

【0021】なお本明細書においてはすべて「パルスモ
ータ」として説明しているが、この用語については、パ
ルス信号を受けて回転速度を制御し、入力パルスの数に
比例した回転角度で回転停止できるすべての駆動手段を
含む。
In the present specification, all are described as a "pulse motor", but in this term, the rotation speed is controlled by receiving a pulse signal, and the rotation can be stopped at a rotation angle proportional to the number of input pulses. Includes all drive means.

【0022】[0022]

【発明の効果】本発明に係る電気油圧ステッピングシリ
ンダは以上説明してきたようなものなので、配弁部分を
差動シリンダの端部に配置することができ、大容量、小
容量の組み替えが容易に行なえるようになり、またパル
スモータの負荷を回転体であるインナーロータのみの慣
性負荷とすることができ、このため差動シリンダのスト
ロークが大きくなってもパルスモータの負荷が増大せ
ず、従って高速応答が可能になるという多大な効果があ
る。
Since the electrohydraulic stepping cylinder according to the present invention is as described above, the valve distributing portion can be arranged at the end of the differential cylinder, and the large capacity and the small capacity can be easily recombined. In addition, the load of the pulse motor can be the inertial load of only the inner rotor, which is a rotating body. Therefore, even if the stroke of the differential cylinder increases, the load of the pulse motor does not increase. There is a great effect that a high speed response becomes possible.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明に係る電気油圧ステッピングシリンダの
一実施例を示す断面図(A)、及びこの実施例に用いた
3方向切替型のロータリ制御弁の組立断面図(B)であ
る。
FIG. 1 is a sectional view (A) showing an embodiment of an electrohydraulic stepping cylinder according to the present invention, and an assembled sectional view (B) of a three-way switching type rotary control valve used in this embodiment.

【図2】図1の実施例の電気油圧ステッピングシリンダ
の平面図である。
2 is a plan view of the electro-hydraulic stepping cylinder of the embodiment of FIG.

【図3】同油圧回路図である。FIG. 3 is a hydraulic circuit diagram of the same.

【図4】ロータリ制御弁を構成するアウターロータとイ
ンナーロータを示す分解斜視図である。
FIG. 4 is an exploded perspective view showing an outer rotor and an inner rotor that form a rotary control valve.

【図5】本実施例の動作説明図である。FIG. 5 is an operation explanatory diagram of the present embodiment.

【図6】アウターロータの側壁面の展開図である。FIG. 6 is a development view of a side wall surface of the outer rotor.

【図7】インナーロータの側壁面の展開図である。FIG. 7 is a development view of a side wall surface of the inner rotor.

【図8】切替用環状溝と隔壁ピンとの寸法関係を示す平
面図である。
FIG. 8 is a plan view showing a dimensional relationship between the switching annular groove and the partition pin.

【図9】隔壁ピンによる油路口の開口制御状態を示す平
面図である。
FIG. 9 is a plan view showing an opening control state of an oil passage opening by a partition pin.

【図10】従来の電気油圧ステッピングシリンダの構
造、動作を示す断面図である。
FIG. 10 is a sectional view showing the structure and operation of a conventional electrohydraulic stepping cylinder.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 パルスモータ 2 ボールネジ 3 差動シリンダ 4 ピストン 4a ピストンヘッド 4b ピストンロッド 10 ケーシング 11 アウターロータ 12 インナーロータ 13、14 支持軸 17 ケーシングの中空円筒部 20 圧油制御ポート用環状溝 21 圧油送入出ポート用環状溝 22 タンクポート用環状溝 23 連結用油路口 24 圧油用油路口 25 タンク用油路口 26 切替用環状溝 27、28 制御用環状溝 29 隔壁ピン 30、31 連結溝 50 ロータリ制御弁 51 外部配管 52 ピストン内の空所 53 ナット A1、A2 ピストンロッドの室 P 圧油制御ポート Ps 圧油の供給圧力と室A1の内圧 Pl 室A2の内圧 T タンクポート C コントロールポート 1 Pulse Motor 2 Ball Screw 3 Differential Cylinder 4 Piston 4a Piston Head 4b Piston Rod 10 Casing 11 Outer Rotor 12 Inner Rotor 13, 14 Support Shaft 17 Hollow Cylindrical Portion of Casing 20 Annular Groove for Pressure Oil Control Port 21 Pressure Oil Transfer Annular groove for port 22 Annular groove for tank port 23 Oil passage opening for connection 24 Oil passage opening for pressure oil 25 Oil passage opening for tank 26 Annular groove for switching 27, 28 Annular groove for control 29 Partition pin 30, 31 Connecting groove 50 Rotary control valve 51 External piping 52 Void in piston 53 Nuts A1, A2 Piston rod chamber P Pressure oil control port Ps Pressure oil supply pressure and chamber A1 internal pressure Pl Chamber A2 internal pressure T Tank port C Control port

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 パルスモータによる回転駆動により3方
向制御弁の弁体位置を可変させ、圧油の供給、排出を制
御して差動シリンダのピストンロッドを往復駆動及び作
動制御する電気油圧ステッピングシリンダであって、 上記3方向制御弁が、中空円筒状で内腔を有するととも
に隣接位置する圧油制御ポート、圧油送入出ポート及び
タンクポートを備えたケーシングと、圧油制御ポート用
環状溝、圧油送入出ポート用環状溝及びタンクポート用
環状溝を上記ケーシングの各ポートと対応する外周面位
置に備え上記ケーシング内に摺接嵌合する中空円筒形の
アウターロータと、上記圧油用油路口とタンク用油路口
とに対応する位置に設けた切替用環状溝、上記圧油送入
出ポート用環状溝と対応する位置に設けた制御用環状
溝、上記切替用環状溝と制御用環状溝を連結する連結溝
及び上記連結用油路口の開口形状と同一形状を有し上記
連結用油路口及びそれらの中間位置で上記切替用環状溝
を分断するランド部を有し上記アウターロータ内に摺接
嵌合する円筒形のインナーロータとからなり、かつ上記
両ロータがそれぞれ外方へ突出する軸を同軸に備える3
方向切替型ロータリ制御弁であって、 該3方向切替型ロータリ制御弁を上記差動シリンダの端
部に取り付け、上記ピストンロッドの往復動を回転動に
変換する送りネジ手段と上記ロータの軸の一方とを連結
し、上記ロータの軸の他方と上記パルスモータとを連結
し、該他方の軸の回転に対応して上記一方の軸を回転さ
せて圧油の供給、排出を制御して上記ピストンロッドを
往復駆動するとともに、該ピストンロッドの往復動に伴
う上記送りネジの回転により該送りネジと連結する上記
一方の軸及び該軸を有する上記ロータを回転させるよう
にしてなることを特徴とする電気油圧ステッピングシリ
ンダ。
1. An electro-hydraulic stepping cylinder for controlling the supply and discharge of pressure oil by reciprocating and operating the piston rod of a differential cylinder by varying the valve position of a three-way control valve by rotationally driving a pulse motor. Wherein the three-way control valve is a hollow cylinder, has a lumen, and is adjacent to a casing having a pressure oil control port, a pressure oil inlet / outlet port, and a tank port, and an annular groove for the pressure oil control port. A hollow cylindrical outer rotor that has a pressure oil inlet / outlet port annular groove and a tank port annular groove at an outer peripheral surface position corresponding to each port of the casing, and is slidably fitted into the casing; Switching annular groove provided at a position corresponding to the oil passage opening for the tank and the oil passage opening for tank, a control annular groove provided at a position corresponding to the annular groove for the pressure oil inlet / outlet port, and the switching annular groove The outer shape having the same shape as the connecting groove for connecting the control annular groove and the opening shape of the connecting oil passage opening, and having the land portion for dividing the connecting oil passage opening and the switching annular groove at an intermediate position therebetween. A cylindrical inner rotor slidably fitted in the rotor, and the two rotors are coaxially provided with shafts respectively projecting outward.
A directional switching type rotary control valve, wherein the three-way switching type rotary control valve is attached to an end portion of the differential cylinder, and feed screw means for converting reciprocating motion of the piston rod into rotary motion and a shaft of the rotor. One of them is connected, the other of the rotor shafts is connected to the pulse motor, and the one shaft is rotated in response to the rotation of the other shaft to control the supply and discharge of the pressure oil to The piston rod is reciprocally driven, and the one shaft connected to the feed screw and the rotor having the shaft are rotated by the rotation of the feed screw accompanying the reciprocating movement of the piston rod. Electric hydraulic stepping cylinder.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100449158C (en) * 2006-10-27 2009-01-07 成都电子机械高等专科学校 Ratio-variable feedback type digital fluid cylinder
CN103727100A (en) * 2014-01-16 2014-04-16 焦作市华科液压机械制造有限公司 Digital type hydraulic cylinder

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