JPS5884205A - 電気・機械変換装置 - Google Patents

電気・機械変換装置

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JPS5884205A
JPS5884205A JP18284481A JP18284481A JPS5884205A JP S5884205 A JPS5884205 A JP S5884205A JP 18284481 A JP18284481 A JP 18284481A JP 18284481 A JP18284481 A JP 18284481A JP S5884205 A JPS5884205 A JP S5884205A
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JP
Japan
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piston
fluid
small displacement
amount
spool
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JP18284481A
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JPS6248082B2 (ja
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Makoto Yuki
幸 良
Hiroyuki Ishioka
石岡 博行
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Shimadzu Corp
Shimazu Seisakusho KK
Original Assignee
Shimadzu Corp
Shimazu Seisakusho KK
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Publication date
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Granted legal-status Critical Current

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    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B9/00Servomotors with follow-up action, e.g. obtained by feed-back control, i.e. in which the position of the actuated member conforms with that of the controlling member
    • F15B9/02Servomotors with follow-up action, e.g. obtained by feed-back control, i.e. in which the position of the actuated member conforms with that of the controlling member with servomotors of the reciprocatable or oscillatable type
    • F15B9/08Servomotors with follow-up action, e.g. obtained by feed-back control, i.e. in which the position of the actuated member conforms with that of the controlling member with servomotors of the reciprocatable or oscillatable type controlled by valves affecting the fluid feed or the fluid outlet of the servomotor
    • F15B9/09Servomotors with follow-up action, e.g. obtained by feed-back control, i.e. in which the position of the actuated member conforms with that of the controlling member with servomotors of the reciprocatable or oscillatable type controlled by valves affecting the fluid feed or the fluid outlet of the servomotor with electrical control means

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、電気信号を比較的大きな機械的動作置に変換
するための電気・機械変換装置に関するものである。
例えば、油圧装置のコンピュータ制御化を促進するため
には、電拳油サーボ弁等の複雑な機器゛を用いるこメな
しに電気信号をそれに比例した機械的動作量に変換する
装置を開発することが先決である。
本発明はこのような事情に僑みてなされたもノテ、入力
された電気信号をフォースモークによって第1の可動部
材の機械的な小変位量または小変位力に変換するととも
に、流体圧にょ゛って進退flu:l用ピストンの大き
な動作量をフィードバック機構醗ζよって第2の可動部
材の小変位量または小変位力に変換し′、これら両回動
部材の変位量または変位力の差にょってピストン作動用
流体の制御を行なうようにすることによって、複雑な制
御回路を一切用いることなしに電気信号をそれに比例し
た大きな機械的動作量に確実かつ正確に変換することが
できるようにした電気・機械変換装置を提供するもので
ある。
説明する。
内部に空洞部1aを有した箱形ハウジングlの一側壁部
にフォースモータ2を取着している−。
フォースモータ2は端子2aに入力された電気信号を第
1の可動部材たる駆動軸2bの軸心方向の小変位量に変
換するようにした通常のものである。
また、前記ハウジングlの底部両側壁に前記フォースモ
ータ2の駆動軸2bと平行な軸心を有した対をなすシリ
ンダ8.8を形成し、これら各シリンダ8.8にピスト
ン4の各端部をそれぞれスライド可能に嵌合させている
。すなわち、このピストン4は前記各シリンダ8.8内
に形成される対をなす流体導入室5.6間に配設され、
両流体導入室5.6内の圧力差に一応じて軸心方向に進
退するようになっている。そして、このピストン4の端
面輪心部には出力軸7が一体に突設されておりこの出力
軸7の先端部は軸孔8を通してハウジングl外へ突出さ
せである。また、前記ハウジングlの空洞部1a内には
、前記ピストン4の進退勤作鰍を第2の可動要素の小変
位量に変換するフィードバック機構9を設けている。フ
ィードバック機構9は、′°龍記ハウジングlの天壁部
に螺着され前記ピストン4の軸心と直交する方向に螺合
進退可能な枢支部材11と、基端部12&を前記枢支部
材11の凹陥部1iaに枢支させ先端部12b1kl!
i記ピストン4の係合部4aに係合させたフィードバッ
クロッド12とを具備してなるもので、このフィードバ
ックロッド12の基端近傍部126 、つまり該フィー
ドバックロッド12の前記駆動軸2bの軸心と交叉する
部位を前述した第2の可動要素としている。
フィードバックロッド12は、基端側部材18と先端側
部材14とをテレスコープ式に嵌合させて軸心方向に伸
縮可能としたもので、前記両部材1g、14間には、こ
れら両部材1B、14を該フィードバックロッド12が
伸長する方向に付勢するスプリングlδが介在させであ
る。また、前記ハウリング1の一側壁部内に、前記両回
動部材の小変位量どうし、つまり、前記フォースモータ
2の駆動軸2bの変位量と前記フィードバックロッド1
2の基端近傍部12Cの変位量とを比較してその差が設
定範囲内に維持されるように前記流体導入室5.6のい
ずれか一万に圧力流体を選択的に供給する流体制御機構
16を設けている。具体的には、流体制御機構16は前
記ハウジングlの個IIに貫通孔17を前記フォースモ
ータ2の駆動軸2bと軸心を一致させて穿設し、この貫
通孔17の内周にスリーブ18を軸心方向にスライド可
能に嵌合させ、このスリーブ18の内周にスプール19
を軸心方向にスライド可能に嵌合させている。そして、
前記貫通孔17の内li!i1面に8本の環状溝2B、
24.25を軸心方向Cζ所定の間隔をあけて形成し、
中央の環状溝24を流体通路26を介して圧力流体源か
に連通させるとともに、両側の各環状溝28.25を流
体通路鵡、29を介して前記各流体導入室5.6にそれ
ぞれ連通させている。また、前記スリーブ18011I
IIに前記各環状溝28.2425にそれぞれ連通する
ボートIll、 82.88を穿設し常時は前記両ポー
ト81.88を前記スプール19によって閉塞してお(
ようにしている。そして、前記スプール19を前記フォ
ースモータ2の駆動軸2bIζ固着するとともに、この
スプール19と前記スリーブ18との間にスプリング3
4を介挿′シ、このスリーブ18の端部を前記フィード
バックロッド12の基端近傍部12eに弾接させるよう
にしている。なお85は前記スプール19の両端面に接
する空51186.87をオイルタンク88に連通させ
るための流体通路である。
次いで、この実施例の作用を説明する。フォースモータ
1の端子1亀に電気信号が入力されその駆動軸1bが該
電気信号に対応する量だけ例えば、図中左方へ変位した
場合、スプール19が前記駆動軸2bとともに左方へ変
位してポート81と?−ト82とが連通状態となる。そ
のため、圧力流体源4から流体通路26を通してスリー
ブ18円に導入された圧力流体がポート81から流体通
路2Bを通して一方の流体導入室6内Cζ流れ込み、ピ
ストン4が左方へ移動する。そうすると、該ピストン4
に付−されてフィードバックロッド12が左方へ回動す
るとともに、該ロッド12の基端近傍部tzeに弾接さ
せたスリーブ18が前記スプール19を追いかけるよう
にして左方へ移動する。そして、このスリーブ18が前
記スプール19に追いついて、前記ポート81が該スプ
ール19にjり再び閉塞された時点で前記ピストン4が
停止する。なお、前記スリーブ18とスプール19とが
相対的に変位して前記ポート81が開いている間は、前
記流体通路29と流体通路85とがポート88を介して
連通状態となるので、他方の流体導入室6内の流体は前
記両流体通路29.85を通して油タンク88へ排出・
される。また、逆にフォースモータ1の駆動軸1bがス
プール19とともに図中右方へ変位した場合、&−)8
2とポート88とが連通状態となる。そのため、圧力流
体源4から流体通路26を通してスリーブ18内に導入
された圧力流体がポート88から流体通路29を通して
流体導入室6内に流れ込み、ピストン4が右方へ移動す
る。そうすると、該ピストン4に付勢されてフィードバ
ックロッド12が右方へ回動するとともに、該ロッド1
2の基端近傍部120に弾接させたスリーブ18が前記
スプール19を追いかけるようにして右方へ移動する。
そして、このスリーブ18が前記スプール19に追いつ
いて、前記ポート88が該スプール19により再び閉塞
された時点で前記ピストン4が停止する。なお、前記z
−)8Bカ用いている間は、前記流体通路詔と流体通路
85とがポート81を介して連通状態となるので、前記
流体導入室5内の流体は前記両流体通路29.85を通
して油タンク88へ排出される。
しかして、このような実施例によれば、入力された電気
信号に比例して動作するスプール19の変位量をX、出
力用のピストン4の動作量をy。
フィードバックロッド12の基端から前記基端近傍部1
20までの距離をa、フィードバックロッド12の基端
から先端までの距離をbとすると、これらの間には、y
=1なる関係が成立する。つまり、前記ピストン4は前
記スプール19の動き、を増幅したかたちで比例動作す
ることになる。したがってこのようなものであれば、フ
ォースモータ2の端子2aに電気信号を入力することに
よって前記ピストン4の出力軸7から該電気信号に比例
した比較的大きな機械的州力を得ることができるもので
ある。
また、このような実施例であれば、フィードバック機構
9の枢*部材11をハウジングIIζ対して螺合進退さ
せることによって、フィードバックロッド12の基端か
ら先端までの距離すを変更することができる。したがっ
て、入力に対する出力の割合、換言すれば、特定の入力
電気信号に対する出力用ピストン4の進退動作量を簡皐
な操作によって適宜調節することができるという利点が
ある。
さらに、図示実施例のように、流体制御機構16をスリ
゛−ブ18とスプール19とを有してなるものにし、フ
ォースモーク2の駆動軸2bの小変位量とフィードバッ
グロッド12の基端近傍部120の小変位量とを比較し
て流体の切換えを行なわせるようにすれば、フォースモ
ータ2のアーマチユア等た無理な力が作用しないので、
゛流体の制御を円滑に行なわせることができるとともに
、フォースモータ2の所期の性能を長期に亘って維持す
ることができるという利点が得られる。
なお、図示実施例では、流体制御機構がスリ−ブとスプ
ールとからなるものである場合について説明したが、特
許請求の範囲第1項に記載された発明(以下「発明11
」と称す)は、かならずしもこのようなものに限られな
いのは勿論であり、例えば、スリーブを廃し、スプール
の一端に直結した第1の可動部材の変位力と前記スプー
ルの他端にスプリングを介して接続した第2の可動部材
の変位力との兼合いによって前記スプールを進退させて
流体を切換えるような流体制御機構を採用してもよい。
また、図示実施例では、フィードバック機構が、フィー
ドバックロッドの長さを枢支部材の螺合進退調節により
変更することができるように構成したものである場合に
ついて説明したが、特許請求の範囲第2項に記載された
発明(以下「発明2」と称す)はかならずしもこのよう
なものに限られないのは勿論であり、例えば、前記枢支
部材をハウジング等に固設したようなものにしてもよい
。また、この発明2には、第2図に示すような実施例も
含まれる。すなわち、第2図に示すものは、第1図に示
す実施例とは逆に、スリーブ18をフォースモータ2の
駆動軸2bに固着するとともに、スプール19をフィー
ドバックロッド12の基端近傍部120に弾接させたも
ので、第1図に示すものと同様な作用をなす。なお、第
2図では、第1図に示す部品と同様な機能を有する部品
には第1図におけるものと同一の記号を付しである。
以上、詳述したように、発明1は、入力された電気信号
をフォースモータ1ζよって第1の可動部材の機械的な
小変位量または小変位力に変換するとともに、流体圧に
よって進退する出力用ピストンの大ミな動作量をフィー
ドバック機構によって第2の可動部材の小変位量または
小変位力に変換し、これら両回動部材の変位量または変
位力の差によってピストン作動流体の制御を行なうとい
う基本構成を有しているため、複雑な制御回路を一切用
いることなし翳ζ電気信号をそれに比例した大きな機械
的動作量に確実かつ正確−ζ変換することができるもの
である。しかも、フィードバック機構を、伸縮可能なフ
ィードバックロッドと、このフィードバックロッドの基
端部を枢支する枢支部材とから構成し、この枢支部材を
出力用ピストンの軸心と略直交する方向に螺合進退可能
に保持しているので、入力に対する出力−の割合を簡単
な操作によって適宜調節することができるという効果が
得られる。
また、発明2は、前述した発明1と同様な基本構成をな
すものであるため、前記発明lと同じく、簡単な構成に
よって、電気的な入力を機械的な出力に確実かつ正確に
変換することができるという効果を有している。しかも
、流体制御機構をスリーブとスプールとからなるものに
しているので、前述のようにフォースモータ゛に無理な
力が作用することがなく、簡単な構成によって流体の制
御を円滑に°行なわせるξとができるとともに、ブオー
スモータの所期の性能を長期に亘って維持することがで
きる等の優れた効果が得られるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例を示す断面図、第2図は本発
明の他の実施例を示す断面図である。 2・・・フォースモータ 2b・・・第1の可動部材(駆動軸) 4・・・ピア、トン・ 5.6−流体導入室9・・・フ
ィードバック機構  11−枢支部材12−・・フィー
ドバックロッド 120・・・第2の可動部材(基端近傍部)16−・・
流体制御機構  18・−スリーブ19−・・スプール
  27・−圧力流体源代理人 弁理士 赤澤−博

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)  入力された電気信号を第1の可動要素の小変
    位量または小変位力に変換するフォースモークと対をな
    す流体導入室間に配設され両流体導入室内の圧力差に応
    じて軸心方向に進退動作を行なう出力用のピストンと、
    このピストンの進退動作量を第2の可動要素の小変位量
    または小変位力に変換するフィードバック機構と、前記
    両可動要素の小変位量どうしまたは小変位力どうしt比
    較してその差が設定範囲内に維持されるように@記流体
    導入室のいずれか一方に圧力流体を選択的に供給する流
    体制御ssとを具備してe、L前記フィードパ2フ機構
    が、前記ピストンの軸心と略直交する方向に螺合進退可
    能に保持され九枢支部材と、基端部を前記枢支部材に枢
    支させ先端部を前記ピストンに係合させた伸縮可能1フ
    イードバツクロツドとを備え、前記フィードバックロッ
    ドの基端近傍部を前記第2の可動要素とし−に一〇であ
    ることを特徴とする電気・機械変換装置。
  2. (2)  入力された電気信号を第1の可動要素の小変
    位量に変換するフォースモークと、対をなす流体導入室
    間に配設され両流体導入室内の圧力差に応じて軸心方向
    に進退動作を行なう出力用のピストンと、このピストン
    の進退動作量を第2の可動要素の小変位量に変換するフ
    ィードバック機構と、前記両可動要素の小変位量どうし
    を比較してその差が設定範囲内に維持されるよう薇こ前
    記流体導入室のいずれか一方に圧力流体を選択的に供給
    する流体制御機構とを具備してなり、前記流体制御機構
    が、いずれか一方の可動要素に付勢されて軸心方向にス
    ライドするスリーブと、このスリーブの内周に嵌合され
    他方の可動要素に付勢されて軸心方向にスライドするス
    プールとの相対運動によって圧力流体源を前記流体導入
    室のいずれかに接続し得るように構成したものであるこ
    とを特徴とする電気・機械変換装置。
JP18284481A 1981-11-14 1981-11-14 電気・機械変換装置 Granted JPS5884205A (ja)

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JP18284481A JPS5884205A (ja) 1981-11-14 1981-11-14 電気・機械変換装置

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JPS6248082B2 JPS6248082B2 (ja) 1987-10-12

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61244902A (ja) * 1985-04-22 1986-10-31 Tokyo Keiki Co Ltd リモ−ト操作形ピストン装置
WO1997023734A1 (fr) * 1995-12-22 1997-07-03 Amc (Action Mesure Controle) S.A. Dispositif actionneur positionneur pour l'asservissement d'un servomoteur

Cited By (3)

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WO1997023734A1 (fr) * 1995-12-22 1997-07-03 Amc (Action Mesure Controle) S.A. Dispositif actionneur positionneur pour l'asservissement d'un servomoteur

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