JPS6126493A - 電空変換器の空気式サーボ装置に対する可変速度抵抗回路 - Google Patents

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】 産業上の利用分野 本発明は一般には電空変換器に関し、詳しくいうと、電
空変換器の速度を調整するために使用できる可変速度抵
抗回路を使用する新規なかつ有用なサーボ装置に関する
。

従来の技術 電空変換器は空気式（圧気）装置の動作を制御するモー
タを使用する。しかし、可変速度手段を一体部分として
有する電空変換器は知られていない。若干の製造業者は
異なる速度の電空変換器を提供するために、電空変換器
に種々のサーボモーター歯車箱構成体を使用している。

すなわち、各電空変換器の所望とする速度に適合したサ
ーボモーター歯車箱構成体を使用し、速度の異なる種々
のモデルの電空変換器を提供している。

発明が解決しようとする問題点 このことは製造業者は異なる速度ごとに異なるモデルの
電空変換器を供給しなければならないということを意味
する。従って、製造効率が悪く、高価になる。まだ、各
モデルの電空変換器は特定の１つの速度のみを供給でき
るだけであり、融通性が全くない。

問題点を解決するための手段 本発明は電空変換器のモータとともに使用できる、かつ
このモータの速度を変化させて電空変換器の速度を変化
さ・せるための抵抗回路に関する。

本発明の抵抗回路は電空変換器のＤＣ（直流）サーボモ
ータに供給される電流および電圧を制限するのに使用さ
れる。

従って、本発明の目的は、電力を受け入れるための第１
の端子および第２の端子、ならびに２つの反対の方向に
回転可能なシャフトを有する可逆ＤＣサーボモータと、
前記シャフトの位置に比例するガス圧を供給するために
前記シャツｔと協働する空気式手段と、前記第１の端子
に接続された圧力上昇ラインと、前記第２の端子に接続
された圧力降下ラインと、前記圧力上昇ラインおよび前
記圧力降下ラインの一方に選択的に接続可能な共通の端
子および該共通端子とは異なる電圧の電力端子を有する
電力供給源とを具備する可変速度電空変換器を提供する
ことである。１つの抵抗が前記圧力上昇ラインと圧力降
下ラインとの間に接続されており、別の抵抗が前記上昇
および降下の各ライン中に接続されており、そして可変
抵抗手段が電力供給源の電力端子と上昇および降下ライ
ンを一緒に接続する接続点との間に接続されている。

可変抵抗手段は多位置スイッチまたは複数のスイッチの
形式にあり、各スイッチの一側が電力端子に接続され、
その他側が複数の抵抗の一側に接続され、これら抵抗の
他側が上昇および降下ラインを一緒に接続する接続点に
接続された形式のものでよい。可変抵抗手段として可変
抵抗を使用することもできる。

本発明の他の目的は第３の抵抗が上昇ラインと降下ライ
ンとの間に接続され、七−夕に供給されるサージ電圧（
電流）を抑制するようにした上述の可変速度電空変換器
を提供することである。

本発明のさらに他の目的は設計が簡単で、頑強な構成を
有し、かつ経済的に製造すること５力ｊできる可変速度
電空変換器を提供することである。

本発明の十分な理解のために、以下添付゛図面を参照し
て本発明の好ましい実施例について詳細に説明する。

添付図面を参照すると、総括的に参照番号１０で指示さ
れた空気式位置決め装置（ポジショナ−）に使用できる
本発明による可変速度電空変換器が参照番号１２で総括
的に示されている。この空気式位置決め装置１０は機械
的作動子（アクチュエータ）に接続され、出力を提供す
るためのカムシャフト１６を有する既知の位置決め装置
本体１４を含む。位置決め装置本体１４は加圧ガスを空
気式位置決め装置に供給するための静圧力供給ライン１
８に接続されている。ガスは一般には空気である。

位置決め装置１０は位置伝送器２０を含み、この位置伝
送器２０は破線２４で示すようにシャフト１６に機械的
に接続された摺動子を有する可変抵抗２２を含む。可変
抵抗２２の摺動子を動かすことによって、位置伝送器２
０はシャフト１６の位置を表わす４〜２０　ｍＡ　（ミ
リアンペア）ライン２６に信号を発生する。位置伝送器
は＋２４ｖＤＣライン２８を通じて電力を受け入れる。

モーター空気変換器（Ｍ／Ｐ変換器）の形式にある電空
変換器１２は静圧力供給ライン１８に接続されたライン
３０を介して加圧ガスを受け入れ、また＋２４ＶＤＣラ
イン３２を介して電力を受け入れる。電空変換器１２は
また、共通端子（第２図参照）に選択的に接続可能な上
昇ライン３４および降下ライン３６に接続されている。

上昇ライン３４を共通端子に接続することによって、変
換器１２のモータは一方向に回転し、ライン３８を介し
そ変換器１２から出て行くガスの圧力を増大させる。降
下ライン３６を共通端子に接続することによって、モー
タのシャフトは反対方向に回転し、ライン３８の圧力を
減少させる。ライン３８の圧力は一般には３ないし１５
　ｐｓｉの範囲であり、変換器１２のモータの位置に比
例する。このモータの位置はモータに供給される電気信
号に比例する。

第４図を参照すると、電空変換器１２のモータ４０は可
逆ＤＣサーボモータの形式にある。モータ４０のシャフ
トはギヤ４２に接続されており、ギヤ４２はカム４６に
接続された出力シャフト４４を有する。カム４６はノズ
ル４８のオリフィスと対面している。ノズル４８はスプ
リングバイアスされたベロー５０に接続されており、ベ
ロー５０はこのベロー５０の内部ならびにノズル４８の
内部と連通ずる入力ライン５２を有する。制御された圧
力で加圧ガスを供給するためのライン３８はライン５２
に接続されている。ライン′５８および５２は２２　ｐ
ａｌ±２ｐｓｉ　　の一定の低圧のガス（一般には空気
）を調整器５４から受け入れる。調整器５４はポンプま
たは他のガス供給源５６から加圧ガスを受け入れる。

ギヤ（減速装置）４２によって制御されるシャフト４４
の回転位置は最終的にはモータ４０のシャフトによって
制御される。モータ４０のシャフトは、ライン５８およ
び６０を介してこのモータに供給される電力によって決
定される選択された速度で、一方向または反対方向に回
転する。

第２図を参照すると、モータ４０に対する抵抗速度制御
器が示されており、この速度制御器は圧力上昇ラインの
形式にある上昇ライン３４および圧力降下ラインの形式
にある降下ライン３６を含む。これら２つのラインは総
括的に参照番号６２で指示されたスイッチ手段によって
共通端子６４に選択的に接続される。共通端子６４は＋
２４ＶＤＣライン６２とは異なる電圧（一般には接地電
圧）にある。モータ４０の端子５８’はライン５８を介
して上昇ライン３４に接続され、モータ４０の端子６０
’はライン６０を介して降下ライン３６に接続される。

第１の抵抗６６がライン３４中に接続されており、第２
の抵抗６８がライン３４中に接続されている。これら抵
抗６６．６Ｂは例えば両方ともｉ、ｏｏｏオームの抵抗
でよい。例えば５６．２オームの分路抵抗７０がライン
３４と３６の間に、モ−タ４０と並列に接続されている
。この抵抗７０はモータに生じるかつギヤ４２における
摩擦によって生じる動抵抗の変化のために必要であるＤ
Ｃモータの両端間の電圧降下の安定化を行なう。

一般的には電空変換器１２の速度を変えること、特定す
るとモータ４０の速度を変えることは総括的に参照番号
７２で指示した可変抵抗手段によって達成される。可変
抵抗手段７２は４つの別個の抵抗７４を含み、これら抵
抗７４は４位置ディップ（ＤＩＰ）スイッチ７６の４つ
のスイッチにそれぞれ接続されている。各スイッチの他
側は＋２４ＶＤＣライン３２に接続されている。４位置
スイッチ７６のスイッチの１つ以上を閉成して１つ以上
の抵抗７４を選択することによって、抵抗６６．６８を
一緒に接続する共通の端子７８に棺々の電圧レベルが提
供できる。

第３図の実施例は第２図の実施例と実質的に同じであり
、従って同じ参照番号が同じまたは類似の部品を指示す
るのに使用されている。それ故、これら部品についての
説明は省略する。第３図の実施例が第２図の実施例と相
違する点は可変抵抗手段７２が複数の別個の抵抗からな
るのではなくて単一の可変抵抗８０からなり、この可変
抵抗８０の摺動子が＋２４ＶＤＣライン３２に接続され
、抵抗本体が上昇ライン３４と降下ライン３６とを一緒
に接続する接続点、すなわちライン端子７８に接続され
ていることである。勿論、可変抵抗８０の抵抗本体をラ
イン３２に゛接続し、摺動子をライン端子７８に接続し
てもよい。

次に、本発明の可変速度電空変換器の動作について説明
する。

初めに、第２図の抵抗手段７２または第３図の可変抵抗
８０の抵抗値が選択される。次に、第４図のライン３８
の圧力を上昇させることが望まれる場合には、スイッチ
手段６２を適当な位置に置くことによって上昇ジイン３
４が共通端子６４に接続される。電圧および電流がライ
ン′５２から抵抗手段７２または可変抵抗８０を介して
ライン端子７８に供給される。電流は抵抗６８、ライン
６０、モータ４″０、ライン５８およびライン３４を通
つて共通端子６４へと流れる。これによってモータ４０
のシャフトは選択された速度で一方向に回転し、ライン
３８の圧力を調整する。モータ４０のシャフトはライン
３４と共通端子６４間の接続を断ち、共通端子６４とラ
イン３６間を接続することによって逆回転する。電流は
ＤＣサーボモータ４０を逆方向に流れ、シャフトは逆回
転する。

本発明のさらに他の実施例においては、可変抵抗手段７
２または可変抵抗８０で電圧を調整するのではなくて、
ライン３２の電力供給源を調整する。

第４図に示すライン３８の圧力はカム４６の回転位置に
よって調整され、カム４６の回転位置はギヤ４２のシャ
フト４４によって決定される。調整器５４によってライ
ン５２に供給されるガスはベロー５０をそのスプリング
によるバイアスに抗して膨張させ、ノズル４８をカム４
６の頂部の方へ移動させる。ノズル４８がカム４６の頂
部に接近するある点で動的平衡状態に達する。これはベ
ロー５０にライン３８の圧力を決定する背圧を確立する
。カム４６の位置を変えることによってライン３８の圧
力はモータ４ｏにその端子５Ｂ’、（５０’を介して供
給された電力に比例して変化される。

発明の効果 本発明の第１の重要な利点は異なる所望の速度を提供す
るだめの種々のサーボモータ／ギヤ機構および変換器モ
デルを購入あるいは在庫する必要がなくなり、従ってコ
ストが大巾に減少する。第２図または第３図の抵抗回路
により唯１つのサーボモータ／ギヤ機構を必要とするだ
けである。抵抗を購入し、在庫する費用は種々のサーボ
モータを購入し、在庫する費用と比較すると微々たるも
のである。

本発明の第２の利点は速度が現場で調整できることであ
る。必要とする速度が変換器に初めに特定された速度と
相違する場合に、異なる速度を提供するための異なる変
換器を注文する必要は全くなくなる。

本発明の原理の応用例を示すために本発明の特定の実施
例を詳細に記載し、図示したけれど、本発明はその原理
を逸脱することなしにその他の態様で実施できることは
理解されよう。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の可変速度電空変換器を組込んだ位置決
め装置を示す構成図、第２図は本発明の電空変換器に使
用されるサーボモータおよび抵抗器を用いるモータ制御
装置の回路接続図、第３図は本発明の他の実施例を示す
第２図と類似の回路接続図、第４図は本発明の電空変換
器に使用されるモータおよび空気式手段の概略構成図で
ある。 １０：空気式位置決め装置 １２：可変速度電空変換器 １４：位置決め装置本体 １６：カムシャフト １８：静圧力供給ライン ２０：位置伝送器 ２２：可変抵抗 ３２：＋２４ｖＤＣライン ３４：上昇ライン ３６：降下ライン ４０：モータ ４２：ギヤ ４４：出力シャフト ４６：カム ４８：ノズル ５０：ベロー ５２：入力ライン ５４：調整器 ５６：ガス供給源 ６２：スイッチ手段 ６４：共通端子 ７２：可変抵抗手段 ７６：４位置ディップスイッチ ７８゛ニライン端子 ８０：可変抵抗 ＦＩＧ２゜ ＦＩＧ　３゜ ＦＩＧ、４゜

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）電力を受け入れるための第１の端子および第２の
   端子と２つの反対の方向に回転可能なシャフトとを有す
   る可逆ＤＣサーボモータと、 前記シャフトと協働して前記シャフトの回転に比例する
   圧力でガスを供給するための空気式手段と、前記第１の
   端子に接続された圧力上昇ラインと、前記第２の端子に
   接続された圧力降下ラインと、共通端子と該共通端子と
   は異なる電圧の電力端子とを有する電力供給源と、 前記圧力上昇ラインおよび前記圧力降下ラインの一方に
   前記共通端子を選択的に接続するスイッチ手段と、 前記圧力上昇ライン中の第１の抵抗と、 前記圧力降下ライン中の第２の抵抗と、 前記第１および第２の抵抗の前記第１および第２のモー
   タ端子とは反対側で前記圧力上昇ラインおよび前記圧力
   降下ライン間に接続されたライン端子と、 該ライン端子と前記電力端子との間に接続され、前記電
   力端子とライン端子との間に選択された抵抗を供給して
   前記モータシャフトを、前記共通端子に前記圧力上昇お
   よび圧力降下ラインの一方を接続することによって一方
   向に駆動し、前記圧力上昇および圧力降下ラインの他方
   を前記共通端子に接続することによって反対方向に駆動
   するための可変抵抗手段 とを具備することを特徴とする可変速度電空変換器。
2. （２）前記第１および第２の抵抗の前記第１および第２
   のモータ端子に隣接する側で、前記モータと並列に、前
   記圧力上昇ラインと前記圧力降下ラインとの間に分路抵
   抗が接続されている特許請求の範囲第１項記載の変換器
   。
3. （３）前記空気式手段が、前記モータシャフトに接続さ
   れかつギヤシャフトを有する減速歯車と、該ギヤシャフ
   トに接続されたカムと、該カムに接近して取付けられか
   つ前記ギヤシャフトの方へおよびこれから離れる方向へ
   移動可能なノズルと、該ノズルに接続され、該ノズルを
   移動させるためのベローと、該ベローに接続され、該ベ
   ローに選択された一定の圧力を供給するためのガス圧力
   供給源と、前記ベローに接続され、選択された圧力のガ
   スを供給するための圧力供給ラインとからなり、前記ノ
   ズルを介して供給されるガスが前記カムによつて選択的
   に制限されて前記ベローの位置を調整し、前記ベローに
   背圧を生じさせるように構成されている特許請求の範囲
   第２項記載の変換器。
4. （４）前記可変抵抗手段が、前記ライン端子に各一側が
   接続された複数の別個の抵抗と、該別個の抵抗の各反対
   側に接続され、かつ前記電力端子に接続された別個のス
   イッチとからなる特許請求の範囲第２項記載の変換器。
5. （５）前記可変抵抗手段が前記電力端子と前記ライン端
   子との間に接続された可変抵抗からなる特許請求の範囲
   第２項記載の変換器。