JPS6275223A - 空気圧設定器 - 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】 （イ）産業上の利用分野 この発明は、工業計測の分野で、例えば空気信号を入力
する計器の校正装置として用いられるもので、設定信号
に対応した精密空気圧を発生する空気圧設定器に関する
。

（ロ）従来の技術 設定値に対応した空気圧力を出力する従来の空気圧設定
器としては、電磁式のノズルフラッパを採用したものや
、サーボ弁方式のものが使用されている。

（ハ）発明が解決しようとする問題点 上記ノズルフラッパ方式やサーボ弁方式は、構造が比較
的複雑であり、高精度な空気圧を得るためには、加工精
度や組立精度を著しく向上せねばならず、機器を大量・
安価に製作することは困難であった。

この発明は、上記問題点を解消し、高精度な設定空気圧
を出力し得る、しかも大量・安価に製作し得る空気圧設
定器を提供することを目的としている。

（ニ）問題点を解決するための手段 この発明の空気圧設定器は、空気圧を保持する容量タン
ク（１）と、この容量タンクの空気圧を増加するため、
空気圧源より容量タンクに空気圧を供給するための第１
の電磁弁（２）と、容量タンクの空気圧を減少するため
、容量タンクを大気に開放するための第２の電磁弁（４
）と、容量タンクの空気圧を電気信号に変換する圧力セ
ンサ（６）と、設定信号と圧力センサからの電気信号と
を比較し、両信号の偏差を導出する偏差検出回路（７）
と、この偏差に応じ前記第１及び第２の電磁弁を制御す
る制御回路（８，９）と、前記第１及び第２の電磁弁と
前記容量タンク間に設けられる絞り（３）と、この絞り
に並列に接続される第３の電磁弁（５）と、前記偏差が
所定値を越えたか否かを判別し、その出力で第３の電磁
弁を開閉制御する偏差判別手段（１０）とから構成され
ている。

（ホ）作用 この空気圧設定器では、容量タンク内の空気圧が圧力セ
ンサで検出されるが、設定信号値に比し、圧力センサか
らの信号値が小さいと、その偏差に応じ、制御回路は第
１の電磁弁を開き、容量タンク内に空気圧を供給する。

逆に、容量タンク内の空気圧が設定値よりも大きくなる
と、その偏差に応じ、制御回路は第２の電磁弁を開き、
容量タンク内の空気圧を大気に開放する。

もっとも、偏差が所定値以上であると、これが偏差判別
手段で判別され、第３の電磁弁が開かれ、上記した容量
タンクへの空気圧の供給、あるいは大気への開放は絞り
と第３の電磁弁の双方を通してなされるので、タンク内
の空気圧は設定値に急速に接近する。しかし、偏差が所
定値以内になると、第３の電磁弁が閉じられ、容量タン
クへの空気圧の供給、あるいは大気への開放は絞りのみ
を通してなされるので、ハンチングの発生が防止される
。

（へ）実施例 以下、実施例により、この発明をさらに詳細に説明する
。

第１図は、この発明の一実施例を示す空気圧設定器のブ
ロック図である。同図において、１は５００ｃｃの容量
を持ち、空気圧を保持する容量タンクである。この容量
タン、り１には、電磁弁（第１の）２、絞り３を介して
高圧の空気圧が供給されるようになっており、逆に容量
タンク１内の空気圧が絞り３、電磁弁（第２の）４を介
して大気に開放されるようになっている。絞り３には、
電磁弁（第３の）５が並列に接続されている。

°　容量タンク１の空気圧は、圧力センサ６で電気信号
に変換され、フィードバック信号Ｅｆとして偏差検出回
路７に入力されている。この偏差検出回路７には、設定
信号Ｅｓが入力されていて、両人力信号の偏差Ｅｓ−Ｅ
ｆを出力するようになっている。

偏差検出回路７の出力（偏差）は、比例制御回路８に加
えられるとともに、極性弁別回路９及び偏差比較回路１
０に入力されるようになっている。

比例制御回路８は偏差に応じた信号を出力し、極性弁別
回路９は偏差の極性を弁別し、極性がプラスの場合、つ
まりＥｓ−Ｅｆ＞Ｏの場合に比例制御回路８からの信号
に応じ、電磁弁２を開き、極性がマイナス、つまりＥｓ
−Ｅｆ＜Ｏの場合には、やはり比例制御回路８からの信
号に応じ、電磁弁４を開くようになっている。

偏差比較回路ｌＯは、入力される偏差と所定値とを比較
し、偏差が所定値以上の場合に、電磁弁５を開くように
なっている。

次に、上記実施例空気圧設定器の動作について説明する
。

容量タンク１内の空気圧が大気圧である〔第３図参照〕
とし、動作がスタートすると、圧力センサ６より出力さ
れるフィードバック信号Ｅ「は小さ−く、ＥＳ〉〉Ｅｆ
であり、その偏差は極性がプラスで絶対値も大きい。そ
のため、比例制御回路８は、第２図（ｂ）に示すように
、オン期間Ｔｏに対し、周期Ｔの小さい（オフ期間小）
信号を出力する。

極性弁別回路９は、偏差がプラスであることを判別し、
比例制御回路８よりの信号を受け、そのオン期間Ｔｏに
電磁弁２を開く。

また、動作開始当初は、フィードバック信号Ｅｆは所定
の偏差幅ＡＶｓ外であるから、偏差比較回路１０もオン
出力を出し、電磁弁５を開く、従って、供給空気圧は、
電磁弁２から絞り３と電磁弁５の並列回路を通るので、
容量タンク１内の空気圧は急速に上昇する。

従って、フィードバック信号Ｅｆは、設定信号Ｅｓに近
づき、偏差Ｅｓ−Ｅｆはプラスであるが、当初よりも小
さくなる。そのため、比例制御回路８は第２図（ａｌに
示すように、オン期間Ｔｏに対し、周期Ｔの長い（オフ
期間大）信号を出力する。極性弁別回路９は、比例制御
回路８よりの信号を受け、そのオン期間ＴＯに電磁弁２
を開く。そのため、電磁弁２の開かれる期間が相対的に
小さくなる。

空気圧の供給が進み、フィードバック信号Ｅｆがやがて
第３図に示す偏差幅ΔＶｓ内に入ると、偏差が所定値内
となったことになり、偏差比較回路１０の出力がオフし
、電磁弁５が閉じられる。

そのため、供給空気圧は電磁弁２から絞り３のみを通っ
て容量タンク１内に与えられる。そのため、空気圧の変
化が抑えられ、絞り３がない場合には、第３図に示す曲
線Ａのように変化するものが、曲線Ｂのように変化する
ことになり、ハンチングが生じるのを軽減する。

なお、容量タンク１内の空気圧が設定値を越えると、Ｅ
ｓ＜Ｅｆとなり、偏差はマイナスとなり、極性弁別回路
９はこれを弁別し、電磁弁４を開く、開く時間は偏差値
に応するものであることは、偏差がプラスの場合と同様
である。

また、タンク１内の空気圧が非常に高い状態にあり、こ
こから低い設定値まで落として来る場合も、電磁弁５は
同様に開閉制御される。すなわち、偏差が所定値以上の
場合には電磁弁５を開き、絞り３と電磁弁５の双方を経
て、電磁弁４によりタンク１内の空気圧を大気に開放し
、空気圧を急速に減する。偏差が所定値以内となると、
電磁弁５を閉じ、絞り３、電磁弁４による大気開放とす
る。

（ト）発明の効果 この発明によれば、従来のようにサーボ系やフラッパを
使用せず、電磁弁と容量タンクを用いるものであるから
、構造が簡単であり、サーボ系の摩擦やフラッパの疲労
等の心配が不要なので、長寿命・安価な空気圧設定器を
得ることができる。

その上、設定値とタンク内の空気圧との偏差が大きい時
は、絞りに電磁弁を並列接続して、急速に設定値に近づ
け、偏差が小さくなると絞りのみを通して供給あるいは
開放するようにしてハンチングを抑えるようにしている
ので、迅速に所定の空気圧を出力することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の一実施例を示す空気圧設定器のブ
ロック図、第２図（ａｌ　（ｂ）は、同空気圧設定器の
動作を説明するための比例制御回路の出力波形を示す図
、第３図は、同空気圧設定器の動作を説明するためのタ
ンク内空気圧の変化を示す図である。 工：容量タンク、　　　２：第１の電磁弁、３：絞り、
　　　　　４：第２の電磁弁、５：第３の電磁弁、　６
：圧力センサ、７：偏差検出回路、　８：比例制御回路
、９：極性弁別回路、　１０：偏差比較回路。 特許出願人　　　　　　株式会社島津製作所代理人　　
　　弁理士　中　村　茂　信′ｗ＆１図 第２図 第３図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）空気圧を保持する容量タンクと、この容量タンク
   の空気圧を増加するため、空気圧源より容量タンクに空
   気圧を供給するための第１の電磁弁と、容量タンクの空
   気圧を減少するため、容量タンクを大気に開放するため
   の第２の電磁弁と、容量タンクの空気圧を電気信号に変
   換する圧力センサと、設定信号と圧力センサからの電気
   信号とを比較し、両信号の偏差を導出する偏差検出回路
   と、この偏差に応じ前記第１及び第２の電磁弁を制御す
   る制御回路と、前記第１及び第２の電磁弁と前記容量タ
   ンク間に設けられる絞りと、この絞りに並列に接続され
   る第３の電磁弁と、前記偏差が所定値を越えたか否かを
   判別し、その出力で第３の電磁弁を開閉制御する偏差判
   別手段とを備えてなる空気圧設定器。