JPS6320605A

JPS6320605A - 空気圧レギユレ−タ

Info

Publication number: JPS6320605A
Application number: JP16599586A
Authority: JP
Inventors: Koji Nakanishi; 康二中西
Original assignee: Kuroda Precision Industries Ltd
Current assignee: Kuroda Precision Industries Ltd
Priority date: 1986-07-15
Filing date: 1986-07-15
Publication date: 1988-01-28
Anticipated expiration: 2010-05-31
Also published as: JPH0750418B2

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、空気圧機器に供給される空気圧を調整する空
気圧レギュレータに係り、特に２ボート電磁弁を利用し
て供給空気圧調整を可能にした空気圧レギュレータに関
する。

〔従来の技術〕

従来、空気圧機器に一定圧力の空気を供給するための空
気圧レギュレータとしては、第３図に示す方式のものが
知られている。これは昭和６０年５月２８日に「昭和６
０年春季油圧講演会」で発表されたものである。

第３図において、１は空気圧レギュレータを構成するメ
インバルブで、このメインバルブ１の供給ポートｌａは
第１の２ポート電磁弁２を介して空気圧源３に接続され
、そしてメインバルブ１の吐出ポート１ｂは絞り４を介
して図示しない空気圧機器（アクチュエータなど）に接
続されるようになっていると共に、メインバルブの開閉
等による圧力変動を吸収するサージタンク５が接続され
ている。また、メインバルブ１の排気ボート１ｃにｉよ
第２の２ボート電磁弁６が￥涜さｎている。

７は上記メインバルブ１の吐出圧力を検出する圧力セン
サで、この圧力センサ７↓こより検知された吐出圧カニ
！アナログ信号に変換され、さらにＡ／Ｄ変換器８によ
りディジタル最に変換されてマイクロコンピュータ９に
伝送されるようになっている。

マイクロコンピュータ９は予め設定された目標の圧力と
、圧力センサ７で検知された現在の吐出圧力とを比較し
、その差に応じたパルス幅の信号を出力し、これにより
上記第１又は第２の２ポート電磁弁２又は６を駆動して
、吐出圧力を設定値に制御する。即ち、現在の吐出圧力
がマイクロコンピュータ９に設定された目標圧力より低
い場合には、囲標値との差に比例したパルス幅の信号を
第１の２ポート電磁弁２に出力し、これを開動作させる
。次に、該電磁弁２を閉じて、一定時間後の吐出圧力を
マイクロコンピュータ９にて比較する。従って、吐出圧
力が目標圧力に近づくに伴い、電磁弁２の開パルス幅が
狭くなる。又、電磁弁２の動作の結果、吐出圧力が門標
値よりも高くな・ちと、今度は第２の２ポート電磁弁６
が上記と同様の動作をして余分な供給空気を排出し、目
標圧力に近づくように制御する。

〔発明が解決しようとする問題点］上記のような従来の空気圧レギュレータで：よ、供給、
排気用の２ポート電磁弁によりダイレクトに圧力制御す
るものであるため、２ポート電磁弁２．６には、アクチ
ュエータへの供給流量に見合った大きさのものが必要と
なると共に、大流量の場合には電磁弁に大形のものが必
要になり、耐久性に問題が生じる。

又、電磁弁の開閉による圧力変動をサージタンク５で吸
収するようにしているが、脈動が生し易く、これを生じ
にくくするには大きな容量のサージタンクが必要になり
、そして大きな容量のサージタンクを用いると、応答遅
れが生じる問題がある。さらに又、吐出圧力が目標圧力
より高くなると、２ポート電磁弁６により供給空気を排
出するため、この２ボート電磁弁６にはリリーフ能力を
もった大きな容量のものが必要になると共に、空気消費
量も大きい問題があった。

〔発明の目的〕

本発明は上記の問題点を解決するためになされたもので
、供給、排気用２ポート電磁弁の小形。

小容量化を可能にすると共に、微小圧力変動をな（し、
かつ応答遅れを小さくした空気圧レギュレータを提供す
ることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明に係る空気圧レギュレータは、供給空気圧制御の
ための給気及び排気弁機構を有するメインバルブと、こ
のメインバルブの給気及び排気弁機構を操作するパイロ
ット弁機構と、上記メインバルブからの吐出圧力を検知
する圧力センサと、この圧力センサからの検知信号と設
定値との偏差に応じたパルス信号を送出する制御手段と
、この制御手段からの信号により開閉動作されると共に
上記バイロフト弁機構に加わるパイロット圧給気及び排
気制御する２ポート電磁弁とから構成したものである。

〔発明の作用〕

本発明においては、制御手段から送出されるパルス信号
が給気又は排気用２ポート電磁弁に印加されることによ
り、給気用２ポート電磁弁が開閉動作すると、その開動
作による空気圧パルスがパイロット圧としてバイロフト
弁機構に供給され、これによりメインバルブを操作して
吐出圧力が設定圧になるよう圧力制御する。そして、吐
出圧力が設定圧より高くなると、排気用２ポート電磁弁
が開閉動作してパイロット弁ｌＢ構のパイロット圧力が
パルス状に排気され、これによりメインバルブを操作し
ての吐出圧力を設定圧になるように制御する。このため
、２ポート電磁弁が小形、小容量化され、かつ応答遅れ
の少ない空気圧レギュレータを可能にする。

〔発明の実施例〕以下、本発明の実施例を第１図及び第２図について説明
する。

第１図は、本発明に係る空気圧レギュレータの全体のシ
ステム構成図を示す。図において、２０は空気圧機器へ
の圧力制御を行なうメインバルブ、２１はメインバルブ
２０を構成する弁筺体で、この弁筺体２１は図示しない
空気圧源が接続される供給ボー）２１ａ、図示しない空
気圧機器が接続される吐出ポート２１ｂ及びこの吐出ポ
ート２１ｂに弁筺体内部で連通される排気ポート２１ｃ
を有し、上記供給ポート２１ａと吐出ポート２１ｂ間を
結ぶ通路２２内には、これに形成した給気口２３を開閉
する給気弁体２４が配設され、この給気弁体２４はばね
２５によって給気口２３を常時閉じる方向に付勢されて
いる。又、上記吐出ポート２１ｂと排気ポート２１０間
を連通ずる排気口２６には、これを開閉する排気弁体２
７が摺動可能に嵌合され、そして、この排気弁体２７の
一端は上記給気弁体２４に係合され、両者は互いに連動
するようになっていると共に、排気弁体２７の他端は、
弁筺体２１内に設けた弁操作用のダイヤフラム２８に一
体に連結されている。２９は上記弁筺体２１内に上記ダ
イヤフラム２８により区画されたダイヤフラム室で、こ
のダイヤフラム室２９の流出入口２９ａには、これに加
わるパイロ・ノド圧を制御する空気圧パルス供給用の２
ポート電磁弁３０及び排気用の２ポート電磁弁３１が接
続されている。

又、３２は吐出ポート２１ｂ側、即ち空気圧機器に供給
される吐出圧力を検知して電気信号に変換する圧力セン
サで、この圧力センサ３２から出力されるアナログ量の
電気信号はＡ／Ｄ変換器３３に入力されるようになって
おり、そしてＡ／Ｄ変換器３３によりディジタル量に変
換された吐出圧力情報はマイクロコンピュータ３４に入
力される。マイクロコンピュータ３４は、設定圧力と吐
出圧力とを比較し、その差に応じたパルス幅の信号を演
算送出するもので、この信号は上記２ポート電磁弁３１
．３２に出力され、これら電磁弁３１．３２を開閉動作
することによって上記ダイヤフラム室２９内のパイロッ
ト圧を制御し、これに応じて動作するダイヤフラム２８
により給気弁体２４、排気弁体２７を操作して吐出圧力
が設定圧力になるように圧力制御するものである。

次に、上記のように構成された本実施例の動作について
説明する。

今、空気圧機器の負荷変動などにより吐出圧力Ｐが設定
圧力Ｐｒより低下したとすると、このときの吐出圧力Ｐ
は圧力センサ３２により電圧に変換され、Ａ／Ｄ変換器
３３によりディジタル量に変換された後、マイクロコン
ピュータ３４に送出される。ここで、上記検知圧力値は
予め設定されている設定値と比較され、その差に比例し
たパルス幅（パルス周波数でも良い）の信号に変換され
、このパルス信号を給気用の２ポート電磁弁３０に出力
する。すると、２ポート電磁弁３０は励磁されてオフセ
−／　）位Ｉｔ３０ａ側に切り換えられ、パルス幅に応
じた時間開動作することでパルス状の空気圧をパイロッ
ト圧としてダイヤフラム室２９に供給する。これに伴い
ダイヤフラム室２９内の圧力が上昇するため、ダイヤフ
ラム２８を第１図において下方へ変位させ、その変位量
に相当して排気弁体２７を押し下げる。これに伴い、排
気弁体２７と連動する給気弁体２４が下方に動き、給気
口２３の開度を大きくして、供給ポート２１ａから吐出
ポート２Ｉｂ側への供給空気圧を増加させる。このとき
の吐出圧力は圧力センサ３２により検知されＡ／Ｄ変換
器３３を介してマイクロコンピュータ３４に取り込まれ
て、再び設定値と比較され、その差に応じたパルス幅の
信号を２ポート電磁弁３０に印加する。

第２図（ａ）がこのときの２ポート電磁弁３０に印加さ
れる入力信号の波形を示したもので、この図から明らか
なように吐出圧力が設定圧力Ｐｒに近づ（に従い、入力
信号のパルス幅が減少し、これと共に２ポート電磁弁３
０を通してダイヤフラム室２９内に供給される空気圧パ
ルス幅も小さくなり、設定圧力Ｐｒに見合った平衡状態
に移行し、空気圧機器への空気圧を一定に制御すること
になる。なお、第２図（ａｌにおいて、パルス信号のオ
フ時間τは一定である。

次に、吐出圧力Ｐが設定圧力Ｐｒより高くなった場合に
ついて述べる。この場合も上記と同様に圧力センサ３２
による検知圧力に基づいてマイクロコンピュータ３４で
両者の差が演算され、その差に応じたパルス幅の信号が
第２図（ｂｌに示すように出力され、このパルス信号を
排気側の２ポート電碩弁３１に印加し、これをパルス幅
に応じた時間、一定時間隔で励磁して開放することによ
り、ダイヤフラム室２９のパイロット圧を大気に排出す
る。これにより吐出圧力は設定圧力Ｐｒに制御されるこ
とになる。

なお、設定圧力Ｐｒを増加、あるいは減少させる場合も
同様の動作が行なわれる。

このようにメインバルブ２０に対する圧力制御のための
制御指令を２ポート電磁弁３０．３１で空気圧パルスに
変換し、これをバイロフト圧としてダイヤフラム室２９
に加え、各弁体を操作するようにしたので、圧力制御の
直線性が良く、正確な圧力制御が可能になると共に、２
ポート電磁弁が小形、小容量のもので良く、しかも電磁
弁３０゜３１にはパイロット圧が使用され、従来のよう
に供給空気圧を直接制御するものでないため、小形であ
っても耐久性が十分に得られる。

又、吐出圧力が設定圧力よりも高くなったとき、パイロ
ット操作形の排気弁体２７により排気するため、排気用
の２ポート電磁弁３１が小形、小容量のものであっても
リリーフ能力を大きく取ることができる。さらに又、ダ
イヤフラム室２９がサージタンクの役割を発揮し、かつ
ダイヤフラム２８、排気弁体２７のシール用オーリング
などが微小圧力変動を防止し、従って従来のようなサー
ジタンクが不能になる。又、メインバルブのパイロット
弁として機能するダイヤフラム室２９の容量が小さいの
で、応答遅れも小さくできる。

なお、上記実施例では２ポート電磁弁３０，３１により
制御されるバイロフト弁をダイヤフラム２８及びダイヤ
フラム室２９により構成した場合について述べたが、こ
れに限定されるものではない。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、圧力制御を行なうメイン
バルブに給気及び排気で一定の圧力供給を司るパイロッ
ト弁を組み込み、このパイロット弁に対するバイロフト
圧の給気、排気を、２ポート電磁弁で得られる空気圧パ
ルスにより行なうようにしたので、２ボート電磁弁の小
形、小容量化が可能となり、微小圧力変動のないかつ応
答遅れの小さい空気圧レギュレータを容易に提供し得る
と言う効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る空気圧レギュレータの一例を示す
全体のシステム構成図、第２図は第１図における２ボー
ト電磁弁への入力信号波形を示す図、第３図は従来にお
ける空気圧レギュレータのシステム構成図である。２０・・・メインバルブ、２６・・・給気弁体、２７・
・・排気弁体、２８・・・ダイヤフラム、２９・・・ダ
イヤフラム室、３０・・・給気用２ポート電磁弁、３１
・・・排気用２ポート電磁弁、３２・・・圧力センサ、
３３・・・Ａ／Ｄ変換器、３４・・・マイクロコンピュ
ータ。第１図第°゛２　図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）供給空気圧制御のための給気及び排気弁機構を有
するメインバルブと、このメインバルブの給気及び排気
弁機構を操作するパイロット弁機構と、上記メインバル
ブからの吐出圧力を検知する圧力センサと、この圧力セ
ンサからの検知信号と設定値との偏差に応じたパルス信
号を送出する制御手段と、この制御手段からの信号によ
り開閉動作されると共に上記パイロット弁機構に加わる
パイロット圧給気及び排気制御する２ポート電磁弁とか
ら構成したことを特徴とする空気圧レギュレータ。
（２）パイロット弁機構が、ダイヤフラムとこれにより
区画され給気及び排気用２ポート電磁弁に連通するダイ
ヤフラム室とから構成されていることを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載の空気圧レギュレータ。