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JPH01283403A - Cylinder positioning device utilizing servo valve - Google Patents

Cylinder positioning device utilizing servo valve

Info

Publication number
JPH01283403A
JPH01283403A JP63110392A JP11039288A JPH01283403A JP H01283403 A JPH01283403 A JP H01283403A JP 63110392 A JP63110392 A JP 63110392A JP 11039288 A JP11039288 A JP 11039288A JP H01283403 A JPH01283403 A JP H01283403A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
pressure
cylinder
piston
servo valve
pressurized fluid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP63110392A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Masayuki Yuasa
湯浅 正之
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Bridgestone Corp
Original Assignee
Bridgestone Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bridgestone Corp filed Critical Bridgestone Corp
Priority to JP63110392A priority Critical patent/JPH01283403A/en
Publication of JPH01283403A publication Critical patent/JPH01283403A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To make it possible to uniformly maintain a piston for a long time by providing a pressure detecting means in supply/discharge pipes to drive a servo valve by a signal from the pressure detecting means and keeping the pressure of pressurized fluid in a cylinder at predetermined value. CONSTITUTION:A servo valve 10 for controlling pressure and a detecting means 32 for detecting the pressure are provided in supply/discharge pipes 9a, 9b and the servo valve 10 is controlled by a signal from the pressure detecting means 32. Accordingly, even if operating fluid leaks via a sealing portion to change pressure in a cylinder tube 1, the change is compensated so that a piston 2 can be uniformly kept for a long time.

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明は、シリンダの出力を一定に保持することので
きるシリンダの位置決め装置に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Field of Industrial Application) The present invention relates to a cylinder positioning device that can maintain a constant cylinder output.

(従来の技術) 加圧流体の有するエネルギーを機械的な運動に変換する
装置の一つに流体圧シリンダーがある。
(Prior Art) A fluid pressure cylinder is one of the devices that converts the energy of pressurized fluid into mechanical motion.

この様な流体圧シリンダは、通常、第4図に示すように
、円柱状内面を有するシリンダチューブ1内にピストン
2が摺動自在に配設されており、ピストンにはピストン
ロッド3が固着され、一方シリンダチューブの各端部に
はそれら開口部を封止する封止部材としてのカバー4a
、4bがそれぞれ一体的に固着されている。
As shown in FIG. 4, such a fluid pressure cylinder usually has a piston 2 slidably disposed inside a cylinder tube 1 having a cylindrical inner surface, and a piston rod 3 fixed to the piston. , and a cover 4a as a sealing member for sealing the openings at each end of the cylinder tube.
, 4b are each integrally fixed.

そして、シリンダチューブ1とピストン2とにより画成
されるそれぞれの室5に、各カバー4a及び4bに形成
した給排孔6a、6bを介して作動媒体としての、例え
ば圧縮空気を供給し又はそこから排出することによ吟、
ピストン2、ひいてはそれに固着されたピストンロッド
3を軸線方向に移動させていた。
Then, compressed air, for example, as a working medium is supplied to each chamber 5 defined by the cylinder tube 1 and the piston 2 through supply and discharge holes 6a and 6b formed in each cover 4a and 4b. By discharging from the
The piston 2 and, by extension, the piston rod 3 fixed thereto were moved in the axial direction.

ところで、上述の流体圧シリンダにあっては、シリンダ
チューブI内に配設されるピストン2は、その内面を摺
動すると共に、ピストン2により分離される室5の作動
媒体の相互の述通を遮断するため、の外面の周方向に形
成した溝に、シール部材7としてのピストンリング、0
−リング等を埋設し、又は第5図に示したように、ピス
トンリング本体2aに椀形パツキン8をリテーナリング
を介してボルトにより固着するのが通例であった。
By the way, in the above-mentioned fluid pressure cylinder, the piston 2 disposed in the cylinder tube I slides on its inner surface, and also allows the working medium in the chamber 5 separated by the piston 2 to communicate with each other. A piston ring as a sealing member 7 is inserted into a groove formed in the circumferential direction on the outer surface of the
- It was customary to embed a ring or the like, or to fix a bowl-shaped packing 8 to the piston ring main body 2a with a bolt via a retainer ring, as shown in FIG.

(発明が解決しようとする課題) このため、従来の流体圧シリンダにあっては、ピストン
の外周に配設した0−リングがシリンダチューブ内面に
接触するので摩擦抵抗が大きく、特に、作動媒体の圧力
が比較的低い状態にあっては、ピストン2、ひいてはピ
ストンロッド3を所定位置に正しく移動させることが困
難になると言う問題があった。
(Problem to be Solved by the Invention) For this reason, in conventional fluid pressure cylinders, the O-ring provided on the outer periphery of the piston comes into contact with the inner surface of the cylinder tube, resulting in large frictional resistance. When the pressure is relatively low, there is a problem in that it is difficult to correctly move the piston 2 and, by extension, the piston rod 3 to a predetermined position.

この問題に対処するため、シリンダチューブとシール部
材との隙間を大きめに設定し、摺動抵抗を低減させるこ
とも考えられるが、かえってO−リングが変形し易くな
り、その隙間にO−リングの一部が食い込む等の不都合
があった。また、その隙間から作動流体が高圧の室から
低圧の室に向がって流れることともなり、加えて、ピス
トンロッドと封止部材としてのカバーとの間の隙間から
も流出することとなるので、ピストンの挙動を一定に保
持することができないという問題があった。
To deal with this problem, it may be possible to set a larger gap between the cylinder tube and the seal member to reduce the sliding resistance, but this would make the O-ring more likely to deform, and the O-ring would fit into the gap. There were some inconveniences, such as some parts digging into it. In addition, the working fluid will flow from the high-pressure chamber to the low-pressure chamber through the gap, and will also flow out from the gap between the piston rod and the cover as a sealing member. However, there was a problem in that the behavior of the piston could not be maintained constant.

本発明はこの様な問題に鑑みてなされたものであり、ピ
ストンとシリンダチューブとの間の摺動抵抗が小さく、
長時間に亘すピストンをシリンダチューブに対して一定
に保持することの出来るシリンダの位置決め装置を提供
することをその目的とする。
The present invention was made in view of such problems, and has a structure in which the sliding resistance between the piston and the cylinder tube is small.
It is an object of the present invention to provide a cylinder positioning device capable of holding a piston constant relative to a cylinder tube for a long period of time.

(課題を達成するための手段) シリンダチューブ内に摺動自在に配設され、外周にラビ
リンス部が形成されたピストンを有する流体圧シリンダ
と、このシリンダに通用される加圧流体の流入量及び排
出量を調整することによりその圧力を制御するサーボ弁
と、シリンダに適用された加圧流体の圧力を検知する検
知手段と、そのサーボ弁を制御信号に基づいて駆動する
と共に、検知手段からの検出信号に基づいて駆動し、シ
リンダ内の加圧流体の圧力を所定値に保持する制御手段
とを具えてなる。
(Means for achieving the object) A fluid pressure cylinder having a piston that is slidably disposed in a cylinder tube and has a labyrinth portion formed on the outer periphery, an inflow amount of pressurized fluid flowing through the cylinder, and A servo valve that controls the pressure by adjusting the discharge amount, a sensing means that senses the pressure of the pressurized fluid applied to the cylinder, and a sensor that drives the servo valve based on a control signal and a The control means is driven based on the detection signal and maintains the pressure of the pressurized fluid in the cylinder at a predetermined value.

(作用) 操作圧力源から供給された加圧流体は、制御信号に基づ
いて駆動されるサーボ弁により、その流入量及び排出量
が調整され、所望の圧力の流体としてシリンダの室に供
給され、ピストンを所定位置にもたらす。
(Function) The pressurized fluid supplied from the operating pressure source has its inflow and discharge amounts adjusted by a servo valve driven based on a control signal, and is supplied to the chamber of the cylinder as a fluid at a desired pressure. Bring the piston into position.

この際、加圧流体は、時間の経過とともにこのラビリン
ス部を介して高圧の室から低圧の室に向けて移動し、ま
た、ピストンロッド及びそれに関連するカバー間に配設
されたシール部を介して流出し、シリンダに適用した加
圧流体の圧力が変動することとなるが、制御手段はその
変動を補償すべくシリンダ内の加圧流体の圧力を検知す
る検知手段からの検出信号に基づいてサーボ弁を駆動し
、流体圧シリンダに適用される加圧流体の圧力を調整す
るので、ピストン、ひいてはピストンロッドは、実質的
に所定位置に保持される。
In this case, the pressurized fluid moves from the high pressure chamber to the low pressure chamber over time through this labyrinth, and also through the seal placed between the piston rod and its associated cover. This causes the pressure of the pressurized fluid applied to the cylinder to fluctuate, but in order to compensate for the fluctuation, the control means detects the pressure of the pressurized fluid in the cylinder based on the detection signal from the detection means. By driving the servovalve and regulating the pressure of the pressurized fluid applied to the hydraulic cylinder, the piston, and thus the piston rod, is held substantially in place.

(実施例) 以下図面を参照して本発明の好適な実施例について詳述
する。
(Embodiments) Preferred embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings.

第1図は、本発明位置決め装置を示す模式図であり、簡
略のため、第4図及び第5図に示したものと同等の作用
をなすものには同一の符号を付して示す。流体圧シリン
ダは、シリンダチューブ1と、そのシリンダチューブ内
に可動に配設されるピストン2と、シリンダチューブの
軸線方向に延在させてピストン2に一体的に固着された
ピストンロッド3と、そしてシリンダチューブ1の両端
開口をそれぞれ封止するカバー4a及び4bとを具える
FIG. 1 is a schematic diagram showing the positioning device of the present invention, and for the sake of simplicity, parts having the same functions as those shown in FIGS. 4 and 5 are denoted by the same reference numerals. The fluid pressure cylinder includes a cylinder tube 1, a piston 2 movably disposed within the cylinder tube, a piston rod 3 extending in the axial direction of the cylinder tube and integrally fixed to the piston 2, and It includes covers 4a and 4b that respectively seal the openings at both ends of the cylinder tube 1.

それらカバーには、給徘孔6a及び6bが形成されてお
り、シリンダチューブ1、ピストン3そしてカバー4a
、4bにて画成される室5に作動媒体としての加圧流体
を給排することができ、このことにより、ピストン及び
それに固着されたピストンロフト3を軸線方向に駆動す
ることができる。
Feed holes 6a and 6b are formed in these covers, and the cylinder tube 1, piston 3, and cover 4a
, 4b can supply and discharge pressurized fluid as a working medium, thereby making it possible to drive the piston and the piston loft 3 fixed thereto in the axial direction.

ピストン2は、シリンダチューブ1と僅かな隙間を持っ
てその軸線方向に配設されるので、シリンダ内面との摺
動抵抗は、従来の流体圧シリンダに比較して究めて低い
ものとなる。また、その外周の少なくとも一部には、狭
部並びに拡大部が並列に配置されたラビリンスシール8
を形成し、シリンダとピストンとの隙間を介しての加圧
流体の流動を出来るだけ阻止する。
Since the piston 2 is disposed in the axial direction of the cylinder tube 1 with a small gap therebetween, the sliding resistance against the inner surface of the cylinder is extremely low compared to conventional fluid pressure cylinders. Further, at least a part of the outer periphery thereof has a labyrinth seal 8 in which a narrow part and an enlarged part are arranged in parallel.
to prevent the pressurized fluid from flowing through the gap between the cylinder and the piston as much as possible.

これら室5に、所定の圧力とした加圧流体を供給するの
は、それら給排孔6a及び6bに給排管9a及び9bを
介して接続されたサーボ弁lOである。
A servo valve lO connected to these supply and discharge holes 6a and 6b via supply and discharge pipes 9a and 9b supplies pressurized fluid at a predetermined pressure to these chambers 5.

このサーボ弁は、第2図(a)及び(b)に示したよう
に、導入口14に接続された図示しない操作圧力源から
供給される加圧流体の導入量及び排出口16から排出さ
れる加圧流体の排出量を適宜に調整することにより、供
給口18から上述した流体圧シリンダに適用される加圧
流体の圧力を変更することができるものである。
As shown in FIGS. 2(a) and 2(b), this servo valve controls the amount of pressurized fluid supplied from an operating pressure source (not shown) connected to the inlet 14 and the amount of pressurized fluid discharged from the outlet 16. By appropriately adjusting the amount of pressurized fluid discharged from the supply port 18, the pressure of the pressurized fluid applied to the above-mentioned fluid pressure cylinder can be changed.

同図(b)にその片側のみ一部を破断して示したように
、ハウジング12には、導入口14に交差して延在させ
た第1の流路20が連通して設けられており、この第1
の流路20は、第1の弁手段22を経て第2の流路24
に接続している。この第2の流路24は、流体圧シリン
ダに加圧流体を供給すべくハウジング12に開口させて
形成した供給口18に連通ずるとともに、第2の弁手段
26を介してこれもハウジング12に開口させて形成し
た排出口16に連通している。
As shown in FIG. 2B with only one side thereof partially cut away, the housing 12 is provided with a first flow path 20 that extends across the inlet 14 and communicates with the housing 12. , this first
The flow path 20 passes through the first valve means 22 to the second flow path 24.
is connected to. This second passage 24 communicates with a supply port 18 formed in the housing 12 for supplying pressurized fluid to the hydraulic cylinder, and also communicates with the housing 12 via a second valve means 26. It communicates with a discharge port 16 formed by opening.

それら対をなす第1及び第2の弁手段22及び26は、
第3図に示すように、中空の弁座部材28の一端に形成
された円誰状凹面をした弁座30に対向して偏移可能に
配置されたほぼ球状の弁体32を、磁性材料よりなる絞
り調整板34を電磁石36により弁座方向に引きつけて
偏移させることにより、弁座30及び弁体32との間隔
、つまり弁開度を調整してそこを通過する加圧流体の流
量をそれぞれ変更するものであり、その開度は電磁石3
6に適用される電気信号の大きさに対応して調整するこ
とができるものである。
The paired first and second valve means 22 and 26 are
As shown in FIG. 3, a substantially spherical valve body 32, which is displaceably disposed opposite to a concave valve seat 30 formed at one end of a hollow valve seat member 28, is made of magnetic material. By attracting the throttle adjustment plate 34 made of are changed respectively, and the opening degree is the electromagnet 3.
6 can be adjusted in accordance with the magnitude of the electrical signal applied.

したがって、弁手段22を開くとともに弁手段26を閉
じると、供給口18から供給される加圧流体の圧力が増
大し、一方、弁手段22を閉じ弁手段26を開けば供給
される加圧流体の圧力を低減させることができる。
Therefore, opening the valve means 22 and closing the valve means 26 increases the pressure of the pressurized fluid supplied from the supply port 18, whereas closing the valve means 22 and opening the valve means 26 increases the pressure of the pressurized fluid supplied from the supply port 18. pressure can be reduced.

また、第2の流路24の中間に、供給口18から流体圧
シリンダに供給される加圧流体の圧力を検知する圧力検
知手段38、例えば半導体圧力センサを配設する。そし
て、圧力検知手段38からの検出信号はリード線34を
介して、第1図に示したように制御手段50に入力され
る。なお、符号40及び42はそれら弁手段22及び2
6が装着される収容孔をそれぞれ示し、44はそれら弁
手段の電磁石に電気信号を送るリード線を示している。
In addition, a pressure detection means 38 , such as a semiconductor pressure sensor, for detecting the pressure of the pressurized fluid supplied from the supply port 18 to the fluid pressure cylinder is disposed in the middle of the second flow path 24 . The detection signal from the pressure sensing means 38 is inputted to the control means 50 via the lead wire 34 as shown in FIG. Incidentally, reference numerals 40 and 42 indicate the valve means 22 and 2.
6 indicates the receiving holes in which they are installed, and 44 indicates the lead wires for sending electrical signals to the electromagnets of these valve means.

制御手段50は、流体圧シリンダの出力軸、つまりピス
トンロッド3を所定位置にもたらすよう、サーボ弁10
に制御信号をおくり、それぞれの室5に供給される加圧
流体の圧力を調整するとともに、ピストンロッド3が所
定位置にもたらされたならば、検知手段38からの検知
信号に基づいて、ぞれぞれの室5の圧力差を一定に維持
すべくサーボ弁10の作動を制御する。
The control means 50 controls the servo valve 10 to bring the output shaft of the hydraulic cylinder, that is, the piston rod 3, to a predetermined position.
A control signal is sent to the chambers 5 to adjust the pressure of the pressurized fluid supplied to each chamber 5, and when the piston rod 3 is brought to a predetermined position, it is determined whether the The operation of the servo valve 10 is controlled to maintain the pressure difference between the respective chambers 5 constant.

なお、ピストンロッド3が所定位置にもたらされたこと
を検出し、またピストンロッド3がその所定位置にある
ことを検知するため、ピストンロッド3に関連させて位
置検出手段、例えばリニアエンコーダを配置し、制御手
段が、リニアエンコーダ及び圧力検知手段32からの検
出信号を演算比較し、その結果に基づいてサーボ弁10
を駆動する構成としてもよい。
Note that in order to detect that the piston rod 3 has been brought to a predetermined position and also to detect that the piston rod 3 is in the predetermined position, a position detection means, for example a linear encoder, is arranged in relation to the piston rod 3. The control means calculates and compares the detection signals from the linear encoder and the pressure detection means 32, and controls the servo valve 10 based on the results.
It may also be configured to drive.

(発明の効果) 以上詳述したように、本発明装置によれば、従来の装置
にあっては、ピストン及びそれを収容するシリンダとの
間をシールするO−リングを排除して、ラビリンスシー
ルを用いてそれら部材間をシールすると共に、ラビリン
スシールを用いることに起因して生ずる作動流体の漏洩
を補償する構成としたので、実質的にピストンとシリン
ダとが機械的に接触することがなく、従って、作動圧力
が低い場合にあってもシリンダを作動させることができ
るので起動特性が向上し、また位置決め精度を向上させ
ることができる。
(Effects of the Invention) As detailed above, according to the device of the present invention, the O-ring that seals between the piston and the cylinder that accommodates it is eliminated, and the labyrinth seal is created. The piston and the cylinder are substantially prevented from mechanically contacting each other because the structure uses a labyrinth seal to seal between these members and compensates for the leakage of the working fluid that occurs due to the use of the labyrinth seal. Therefore, since the cylinder can be operated even when the operating pressure is low, the starting characteristics can be improved, and the positioning accuracy can also be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は、本発明装置を一部断面にして示す線図、 第2図(a)及び(b)は、本発明装置のサーボ弁の外
観を示す斜視図、及び一部破断してその構造を示す説明
図、 第3図は、第2図に示すサーボ弁を構成する弁手段の模
式図、 第4図及び第5図は、従来のシリンダ及びそれに適用さ
れるピストンを示す説明図である。 t−m−シリンダチューブ2− ピストン3−・−ピス
トンロッド 4a、4b−カバー5−室       
 6a、6b−給排孔7− シール部材 8・−N形パツキン(ラビリンスシール)9a、9b−
給排管   10−ボルト12−ハウジング   14
−導入口 16−排出口     18・−供給口20.24−一
流路    22.26−弁手段28−弁座部材   
 3〇−弁座 32−弁体      34−絞り調整板36−電磁石
Fig. 1 is a diagram showing the device of the present invention in partial cross section, and Fig. 2 (a) and (b) are perspective views showing the external appearance of the servo valve of the device of the present invention, and FIG. 3 is a schematic diagram of the valve means constituting the servo valve shown in FIG. 2. FIGS. 4 and 5 are explanatory diagrams showing a conventional cylinder and a piston applied thereto. be. t-m-cylinder tube 2-piston 3--piston rod 4a, 4b-cover 5-chamber
6a, 6b - Supply/discharge hole 7 - Seal member 8 - N type packing (labyrinth seal) 9a, 9b -
Supply/discharge pipe 10-Bolt 12-Housing 14
- Inlet port 16 - Outlet port 18 - Supply port 20.24 - Channel 22.26 - Valve means 28 - Valve seat member
30-Valve seat 32-Valve body 34-Aperture adjustment plate 36-Electromagnet

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 1、シリンダチューブ内に摺動自在に配設され、外周に
ラビリンス部が形成されたピストンを有する流体圧シリ
ンダと、このシリンダに適用される加圧流体の流入量及
び排出量を調整することによりその圧力を制御するサー
ボ弁と、シリンダに適用される加圧流体の圧力を検知す
る検知手段と、そのサーボ弁を制御信号に基づいて駆動
すると共に、検知手段からの検出信号に基づいて駆動し
、シリンダ内の加圧流体の圧力を所定値に保持する制御
手段とを具えてなることを特徴とするサーボ弁を用いた
シリンンダの位置決め装置。
1. A fluid pressure cylinder having a piston that is slidably disposed inside a cylinder tube and has a labyrinth formed on its outer periphery, and by adjusting the inflow and discharge amounts of pressurized fluid applied to this cylinder. A servo valve that controls the pressure, a detection means that detects the pressure of the pressurized fluid applied to the cylinder, and a servo valve that is driven based on a control signal and a detection signal from the detection means. 1. A cylinder positioning device using a servo valve, comprising: a control means for maintaining the pressure of pressurized fluid in the cylinder at a predetermined value.
JP63110392A 1988-05-09 1988-05-09 Cylinder positioning device utilizing servo valve Pending JPH01283403A (en)

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