JPH0219605Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この考案は、流体圧シリンダのピストンの摺動
速度および減速特性、つまりは、流体圧シリンダ
によつて摺動駆動される各種の被動装置の定位置
制御や速度制御に利用される流体圧シリンダの制
御装置に関するものである。

（従来の技術） この種の流体圧シリンダの制御装置において、
被動装置の速度制御や位置制御等を行なうに当つ
てのピストンに対する制動力の付与手段として、
従来一般的には、摩擦ブレーキを使用し、この摩
擦ブレーキの制動タイミングや制動作用時間、あ
るいはそれらを適宜に組合せて制動特性を設定す
るとともに、その設定値とピストンの摺動量を回
転量に変換して検出するパルスエンコーダなどの
検出器の検出値とを比較して、両値が一致したと
き、所定の制動力を付与する手段が採用されてい
た。

（考案が解決しようとする課題） 上記構成の従来の流体圧シリンダの制御装置に
よる場合には、次のような欠点があつた。

即ち、摩擦ブレーキを使用するので、その摩擦
面の摩耗や被摩擦面に対する押圧力の経時的な変
動等によつて、一定のタイミングで制動力を付与
しても、実制動特性にバラツキを発生することを
免れ得ず、従つて、初期設定のままで長期に亘つ
て使用すると、所期の制御精度が次第に低下する
問題があつた。

この考案は上記実状に鑑みてなされたもので、
制動力の経時的なバラツキをなくして、初期設定
のままでの長期使用にもかかわらず、常に高精度
な制御性能を保持することができる流体圧シリン
ダの制御装置を提供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために、この考案に係る流
体圧シリンダの制御装置は、ピストンを摺動自在
に嵌着するシリンダ本体内に、上記ピストンに固
定されたナツト体と上記シリンダ本体に対して回
転自在で、かつ摺動規制状態に支承されて上記ナ
ツト体に螺合する螺軸とこの螺軸の螺旋溝および
ナツト体内を転動循環移動するボール群とからな
り、ピストンの摺動運動を回転運動に変換するボ
ールスクリユウ式の摺動回転運動変換機構を組込
み、このボールスクリユウ式摺動回転運動変換機
構における上記螺軸に、この螺軸の回転量を介し
て上記ピストンの摺動量を検出するパルスエンコ
ーダを取付けるとともに、このパルスエンコーダ
によるピストンの摺動量検出値と設定値とを比較
して、両値が一致したとき、上記螺軸に制動力を
付与するブレーキを備え、このブレーキは、制動
力を多段に設定可能な発電ブレーキからなり、も
つて、上記ピストンの摺動速度ならびに減速特性
を上記ブレーキにおける制動力の設定に基づいて
自動制御可能に構成したことを特徴とする。

（作用） この考案によれば、螺軸に制動力を付与するブ
レーキとして、発電ブレーキを使用することによ
り、この発電ブレーキの発電容量と螺軸の回転数
とが常に比例関係にあるため、例えば、発電ブレ
ーキのブレーキ抵抗値を適宜に選定し初期設定す
るだけで、回転子にかかる負荷を変化させて螺軸
の回転数、すなわち、ピストンの摺動速度を設定
速度に制御することができる。ここで、発電ブレ
ーキのブレーキ抵抗値は、たとえばダイヤル式の
操作つまみを回転するだけの極く簡単な操作によ
つて容易に多段に設定可能であるとともに、発電
容量が回転数と比例関係にあることから、設定さ
れたブレーキ抵抗値も回転数と比例して変化し、
ピストンの摺動速度の変化にかかわらず、つまり
経時的な変動を招くことなく、所定通りの制御を
実行することができる。

（実施例） 以下、この考案の一実施例を図面に基づいて詳
述する。

第１図、第２図で示すように、圧力流体給排出
用接続口１Ａ，１Ｂを有するシリンダチユーブ１
Ｃとヘツドカバー１Ｄならびにロツドカバー１Ｅ
を備えたシリンダ本体１内にピストン２を摺動自
在に設け、このピストン２にピン３を介して螺合
固定されたピストンロツド４を上記ロツドカバー
１Ｅに貫通支持させ、もつて、上記ピストン２に
より区画形成されたシリンダ本体１内の両シリン
ダ室１Ｆ，１Ｇに対して圧力流体を給排すること
により、上記ピストン２およびピストンロツド４
をシリンダチユーブ１Ｃの軸芯方向に一体的に摺
動移動させる複動型流体圧シリンダを構成してい
る。

このような複動型流体圧シリンダの制御装置を
構成するに、上記シリンダ本体１内に、ピストン
２およびピストンロツド４の摺動運動を回転運動
に変換するボールスクリユウー利用の摺動回転運
動変換機構５を設け、このボールスクリウー利用
の摺動回転運動変換機構５の螺軸６をシリンダ本
体１のヘツドカバー１Ｄに形成した貫通孔１Ｈを
通して外部に突出させるとともに、上記螺軸６の
突出軸部分に制動力を付与可能な発電ブレーキ７
と、上記螺軸６の回転量を検出するパルスエンコ
ーダ８とを設けている。

上記摺動回転運動変換機構５は、上記シリンダ
本体１のヘツドカバー１Ｄとピストンロツド４の
軸芯孔４ａとに亘つて、螺軸部６ａと出力軸部６
ｂとからなる上記の螺軸６をベアリング９，９及
び環状ガイド部材１０を介して回転のみ自在に架
設するとともに、上記ピストン２の後部には、こ
のピストン２の摺動軸芯と同軸芯上に位置し、か
つ、上記螺軸部６ａに形成された螺旋溝６ｃに沿
つて転動可能な多数のボール１１を備えたナツト
体１２を螺合固定して構成されている。なお、上
記ボール１１群はナツト体１２内で循環移動する
ように構成されている。

そして、上記シリンダ本体１内の両シリンダ室
１Ｆ，１Ｇに対する圧力流体の給排制御により、
ピストン２およびナツト体１２を一体移動させる
と、これにともない螺軸６が回転され、それの回
転量をパルスエンコーダ８が検出する。ピストン
２の変位量と検出した回転量との間には方向を含
めて１対１の対応関係にある。そして、ピストン
２の変位量が大きく増幅されたかたちで螺軸６の
回転量が検出される。

つぎに、パルスエンコーダ８の出力信号がコン
トローラでカウントされ、これが設定値と一致し
たとき、発電ブレーキ７のブレーキ抵抗値が設定
された値に変更され、回転子にかかる負荷を変化
させることにより、螺軸６に付与される制動力を
自動調整して、ピストン２の摺動速度を設定通り
に自動制御する。

従つて、上記ブレーキ７のブレーキ抵抗値を所
定の制御値に設定しておくことにより、螺軸６の
回転数、つまりピストン２の摺動速度に関係な
く、ビストン２を確実にかつ安定良く、その設定
値通りに自動制御して定位置に停止させることが
できる。

つぎに、この考案の他の実施例について列記す
る。

(1) 上記発電ブレーキ７としては、その発電動機
の界磁方式によつて直巻電動機式、自励分巻電
動機式、他励分巻電動機式ならびに他励付直巻
電動機式などがあり、何れを使用してもよい。

(2) 上記発電ブレーキ７によるピストンロツド４
の速度制御手段としては、抵抗制御以外、直並
列制御、界磁制御などがあり、何れの手段を採
用しても良い。

(3) 上記発電ブレーキ７の補助として他種のブレ
ーキ、例えば、電磁ブレーキ、油圧ブレーキ、
ハンドブレーキ、ドラムブレーキなどを併用し
ても良い。

（考案の効果） 以上のように、この考案によれば、ボールスク
リユウーを利用することによる逆倍力作用で、ブ
レーキに要する必要エネルギーを低減できること
と、ピストンの摺動量（現在位置）をパルスエン
コーダにより増幅して高精度に検出できること
と、発電ブレーキの使用によりピストンの作動速
度にかかわらず、所定の制動力を安定良く付与で
きること、ならびに摩耗等に起因した制動力のバ
ラツキを回避できることの相乗効果として、長年
月に亘る使用に際しても、ピストンの作動速度制
御を非常に高精度に安定良く行ない得る。しか
も、簡単な操作をもつて多段の速度制御を実現で
きるという顕著な効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

図面はこの考案に係る流体圧シリンダの制御装
置の実施例を示し、第１図は全体の縦断面図、第
２図は第１図の−線断面図である。 １……シリンダ本体、２……ピストン、４……
ピストンロツド、６……螺軸、７……発電ブレー
キ、８……パルスエンコーダ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ピストン２を摺動自在に嵌着するシリダン本体
   １内に、上記ピストン２に固定されたナツト体１
   ２と上記シリンダ本体１に対して回転自在で、か
   つ摺動規制状態に支承されて上記ナツト体１２に
   螺合する螺軸６とこの螺軸６の螺旋溝６ｃおよび
   ナツト体１２内を転動循環移動するボール群１１
   とからなり、ピストン２の摺動運動を回転運動に
   変換するボールスクリユウ式の摺動回転運動変換
   機構５を組込み、このボールスクリユウ式摺動回
   転運動変換機構５における上記螺軸６に、この螺
   軸６の回転量を介して上記ピストン２の摺動量を
   検出するバルスエンコーダ８を取付けるととも
   に、このパルスエンコーダ８によるピストン２の
   摺動量検出値と設定値とを比較して、両値が一致
   したとき、上記螺軸６に制動力を付与するブレー
   キ７を備え、このブレーキ７は、制動力を多段に
   設定可能な発電ブレーキからなり、もつて、上記
   ピストン２の摺動速度ならびに減速特性を上記ブ
   レーキ７における制動力の設定に基づいて自動制
   御可能に構成したことを特徴とする流体圧シリン
   ダの制御装置。