JPH01303301A

JPH01303301A - 流体装置

Info

Publication number: JPH01303301A
Application number: JP63319778A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Mibu; 壬生　和男; Hirozo Yamamoto; 博三山本; Yoshihide Oi; 大井　良英
Original assignee: Daihatsu Diesel Manufacturing Co Ltd
Current assignee: Daihatsu Diesel Manufacturing Co Ltd
Priority date: 1987-12-29
Filing date: 1988-12-19
Publication date: 1989-12-07

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、流体圧シリンダのピストンロッドの作動量を
制御ずろ流体装置に関する。

〈従来の技術〉従来、この種の流体装置として、空気圧シリンダのピス
トンロッドの往復運動をボールネジ軸の回転に変換して
、ピストンロッドを位置決めするしのが知られている。

この流体装置は、中空のピストンロッドをａするピスト
ンを本体のチューブ内に摺動自在に嵌装し、このピスト
ンに同軸をなしてボールナットを固定するとともに、こ
のボールナットに螺合するボールネジ軸を、上記ピスト
ンロッド内に延在させて回転自在かつ軸方向に移動不可
能に上記本体に装着して空気圧シリンダとし、この空気
圧シリンダの本体とボールネジ軸の間にボールネジ軸の
回転を制動ずろ電磁ブレーキを設けるとともに、上記ボ
ールネジ軸端にその回転角に応じたパルス信号を発生ず
るロータリエンコーダを設けて、シリンダロッドの現在
位置を表わす上記パルス信号と目標位置表わす予め与え
られた信号とを制御装置で比較し、両信号が一致したと
き上記電磁ブレーキに制動信号を出力するとともに、駆
動エアの供給を止めてピストンロッドを目標位置に停止
させるものである。そして、この流体装置は、ピストン
ロッドの往復動に伴うスラスト力が、ボールナットを介
してボールネジ軸の回転に変換される際、逆倍力作用に
よって大幅に低減されるので、ピストンロッドを直接制
動する場合に比べて滑りが少なくブレーキ作用が確実化
し、しかも制動に要するエネルギを低減できるという利
点があり、また電磁ブレーキを用いているので、保持力
ら大きいという利点がある。

〈発明が解決しようとする課題〉しかしながら、上記従来の流体装置は、上記利点がある
反面、未だ次のような問題を有する。即ち、上記従来の
流体装置では、ピストンロッドの速度に応じた時間だけ
ボールネジ軸に電磁ブレーキを連続作用させて制動する
ため、ブレーキの摩擦面の摩耗や摩擦面押圧力の経時的
な変化等によりボールネジ軸に加わる制動力にバラツキ
が生じ、ピストンロッドの停止６位置決め精度あるいは
速度制御精度が次第に低下するという欠点がある。

また、電磁ブレーキは、他のブレーキに比べて制動時の
振動や衝撃が大きく、減辻率が大きいため、上記連続制
動も加わって電磁ブレーキの寿命やシリンダ本体の寿命
が短くなり、またピストンロッドに連なる負荷側に振動
が伝わるという欠点かある。

そこで、本発明の目的は、電磁ブレーキの他にこれを補
助ずろ制動手段を設け、これらを適宜組み合わせて作動
させて電磁ブレーキによる連続制動や衝撃の大きい制動
を避けることによって、電磁ブレーキや流体圧シリンダ
の寿命を延ばし、ピストンロッドを高精度で停止１位置
決めあるいは速度制御できる流体装置を提供することで
ある。

く課題を解決するための手段〉」二記目的を達成するため、本発明の流体装置は、中空
のピストンロッドを有するピストンを本体のチコーブ内
に摺動自在に嵌装し、このピストンに同軸をなしてボー
ルナットを固定ずろとともに、このボールナットに螺合
するボールネジ軸からなる出力軸を、上記ピストンロッ
ド内に延在させて回転自在かつ軸方向に移動不可能に上
記本体に装着してなる流体圧シリンダと、この流体圧シ
リンダの本体と出力軸の間に設けられ、出力軸の回転を
制動する電磁ブレーキと、上記流体圧シリンダの出力軸
の回転量を電気信号として検出するロータリエンコーダ
と、圧力源を上記流体圧シリンダの第１ポートと第１ポ
ートとに切換接続して、ピストンを往復動さ仕る主電磁
切換弁と、上記流体圧シリンダの第１ポートに連なる流
路につながる第１制動ラインと、上記流体圧シリンダの
第１ポートに連なる流路につながる第２制動ラインと、
上記第１制動ラインまたは第２制動ラインのいずれか一
方に圧力隙を接続する副電磁切換弁と、上記主電磁切換
弁を制御する駆動信号を出力するとともに、上記ロータ
リエンコーダからの検出信号と予め与えられた目標値を
表わす信号との偏差と動作区間に応じて、上記主７１！
磁切換弁を経る流体圧で駆動されるピストンに背圧を加
えるように上記副電磁切換弁を切り換える１次制動信号
と上記電磁ブレーキを作動させる２次制動信号とを出力
して、上記ピストンを１］標位置にスムーズに停止さけ
る制御装置を備えたことを特徴とずろ。

く作用〉ピストンロッドの目標値が制御装置に設定されると、こ
の制御装置から出力される駆動信号で作動４′ろ主電磁
切換弁は、圧力源を流体圧シリンダの第１ポートに接続
し、ピストンが往動する。ピストンの往動は、これに固
定したボールナットを介してボールネジ軸の回転に変換
され、ピストンの変位量に対応するボールネジ軸の回転
量は、ロータリエンコーダで検出され電気信号として上
記制御装置に入力される。制御装置は、上記ロータリエ
ンコーダからの検出信号と上記目標値を表わ４゛信号と
の個差と動作区間に応じて、副電磁切換弁にこれを切り
換える１次制動信号を出力し、これによって圧ツノ源か
ら第２制動ラインを経て流体圧シリンダの第１ポート側
に流体圧が作用し、往動するピストンに背圧を加えてこ
れを制動する。

また、制御装置は、上記偏差と動作区間に応じて、とり
わけ目標位置付近において？Ｉ！磁ブシブレーキれを作
動させる２次制動信号を出力し、これによってボールネ
ジ軸の回転が６制動され、これにボールナットを介して
連結されたピストンは、目標位置でスムーズに停止する
。

上記制御装置による１次制動信号と２次制動信号の出力
は、例えば制動初期に前者を、制動中期に両者を、制動
後期に後者を夫々出力するなどでき、また例えば両者を
間欠的にあるいは前者を連続的に、後者を間欠的に夫々
出力するなどでき、これらの制動方式と動作区間毎の制
御により、電磁ブレーキによる制動時の振動や衝撃が緩
和され、ピストンロッドの停止１位置決め精度が向上し
、電磁ブレーキの寿命を延ばすことができる。なお、ピ
ストンロッドの復動の場合の動作ら、前述の往動のとき
と同様である。

〈実施例〉以下、本発明を図示の実施例により詳細に説明する。

第１図は本発明の流体装置の一実施例を示す概要図であ
り、ｌは中空のピストンロッド４を有するピストン３を
本体２のチューブ２ａ内に摺動自（１：に嵌装し、この
ピストン３に同軸をなしてボールナット５を固定すると
ともに、このボールナット５に螺合するボールネジ軸６
を、上記ピストン３内に延在さＵ“て回転自在かつ軸方
向に移動不可能に上記本体２に装置してなるエアシリン
ダ、７はこのエアシリンダ１の本体２の一端から突出す
る上記ボールネジ軸６に固定したアーマチュア７ａとこ
れに対向するように本体２に固定した電磁石７ｂからな
る電磁ブレーキ、８は上記ボールネジ軸６の回転量を検
出するためボールネジ軸の一端６ａに設けたロータリエ
ンコーダである。

また、＋３は第１エア源９に連なるメインライン１０を
、上記エアシリンダ１の第１ポートｌ）。

に連なる第１ライン１１と第１ポートＰ　、に連なる第
２ライン１２とに切換接続するスプリングセンタ形３位
置５ポートの主電磁切換弁、１５は上記エアシリンダ！
のチューブ２ａの第１ポートＰ。

側端に設けた第１制動圧ポートＰＩ゛を第２エア源Ｉ４
に接続する第１制動ライン、１６はエアシリンダ１のチ
ューブ２ａの第１ポートＰｔ側端に設けた第２制動圧ポ
ートＰｔ’を上記第２エア源１４に接続する第２制動ラ
イン、１７．１８は上記第１制動ラインＩ５および第２
制動ライン１６に夫々介設されたスプリングオフセット
常時閉形２位置２ポートの副電磁切換弁、１９は上記主
電磁切換弁１３を制御する駆動信号Ｓｓ、Ｓｓ’を出力
するとともに、上記ロータリエンコーダ８からの検出信
号Ｓ１と制御装置１９に装備の目標位置入力装置（図示
Ｕ“ず）より設定された目標値との偏差とピストンロッ
ド４の動作区間に応じて、上記主１ｉ磁切換弁１３を経
るエアで駆動されるピストン３に背圧を加えるように上
記副電磁切換弁１７．１８を切り換える■次制動信号Ｓ
、、Ｓ、°と上記電磁ブレーキ７を作動させる２次制動
信号Ｓ、とを出力して、ピストンロッド４を目標位置に
スムーズに停止さＵｏる制御装置である。

上記メインライン！０の第１エア源９側および第１．第
２制動ライン１５．１６の合流する第２エア源！４側に
は、空気圧フィルタ２２とルブリケータ２４を夫々減圧
弁２３の前後に配置した空気圧Ａｌ７Ｊ整ユニツト２１
を夫々介設する。また、エアシリンダ１に連なる」−記
事１ライン１■および第２ライン１２には、チェックブ
ｒ−２６と可変絞り弁２７を並列接続してなる速度制御
弁２５を夫々メータアウト方式で介設し、さらに第１ラ
イン１１の１７１１ｍ切換弁１３側には、減圧弁２８と
エアシリンダｌの第１ポートＰ、へ向かう流れを阻止す
るヂエック弁２９を並列に介設している。上記主電磁切
換弁１３は、供給口Ｓと２個のシリンダポートＣ，，Ｃ
ｔと２個の排気口Ｅｌ、　Ｅｔを有し、中立位置で供給
口Ｓが両シリングポートＣ，，Ｃ２に連通し、右のシン
ボル位置でエアシリンダｌの第１ポートＰ１に、左のシ
ンボル位置でエアシリンダ１の第１ポートＩ）ｔに夫々
エアを供給する。なお、上記排気口Ｅ、、Ｅ、には消音
器３０．３０を設けている。また、上記副ｆｆｌ磁切換
弁１８は、主電磁切換弁１３が制御装置１９からの駆動
信号Ｓ３を受けて右のシンボル位置にあるとき、制御装
置１９からの１次制動信号Ｓ４を受けて右のシンポル位
置に切り換わって第２制動圧ポートＰ＊’に背圧エアを
供給する。同様に、上記副７Ｔｉ磁切換弁１６７は、主
電磁切換弁１３が駆動信号８３′を受けて左のシンボル
位置にあるとき、！次制動信号８４゛を受けて右のシン
ボル位置に切り換わって第１制動圧ポートＰ、″に背圧
エアを供給ずろ。

」−記制御装置１９は、外部装置２０との間で制御装置
１９のシリンダ運転状態および外部装置２０での遠隔シ
リンダ運転の人出力信号Ｓ、をやりとりするインターフ
ェイス３１と、この装置を制御するととムにインターフ
ェイス３Ｉおよびロータリエンコーダ８からの信号Ｓ１
に基づいてエアシリンダ！の制御に必要な演算を行なう
ＣＰ　Ｕ　３２ど、このＣＰＬＩ３２からの１言号を受
けて電磁ブレーキ７への２次制動信号Ｓ、を発生４−る
ブレーキ信号発生部３３と、Ｃ１）ＬＪ３２からの信号
を受けて主１ｒｉ磁切換弁１３への駆動信号Ｓ　、、　
Ｓ　３’および副電磁切換弁１７．１８への１次制動信
号Ｓ、、Ｓ４゜を発生ずる励磁信号発生部３４と、これ
ら信号発生部３３．３４からの信号を増幅して出力する
ドライバ３５からなる。

上記ＣＰ　ＬＪ　３２は、制御装置１９に装備のまたは
外部装置２０よりの位置決め開始信号（スタート人力）
が与えられると、第２図（ａ）に例示するように、予め
制御装置１９に装備の１１標位置設定器（キーボード（
図示せず））より、位置決め順序に従って設定された設
定値（制御装置内メモリで記憶）をＩＩ標値として、理
想減速曲線Ｃに従って減速開始位置×１から目標位置Ｘ
までの間をｎ個の動作区間１１、・・・、１１．・・・
、Ｉｎに分け、６区間ｆｊｊの目標速度ｖｌ　＋・・・
、ｖｉ、・・・ｖｎを求める一方、次のような間欠作動
手段と連続作動手段を備えている。即ち、間欠作動手段
は、上記各区間毎の目標速度ｖｉと、１ノ−タリエン＝
１−ダ８からの検出信号Ｓ、から求めたその区間の実測
ピストン速度Ｖとを比較し、Ｖ≧ｖｉであれば副７１１
磁切換ブＦ！　７．１８に１次制動信号Ｓ４゜８４′を
、？［磁ブレーキ７に２次制動信号Ｓ、を夫、々間欠的
に出力し続ける。従って、第２図（ａ）の例で、実測ピ
ストン速度Ｖが理想減速曲線Ｃに一致４゛るらのとすれ
ば、結局各区間の太線の部分即ら全域で副？！！磁切換
弁１７．１８および電磁ブレーキ７による制動がピスト
ンロッド４に間欠的に加わることになる。特に、間欠的
に出力される上記２次制動信号Ｓ、は高速で切換わり、
平均的に見れば制動力が連続変化した場合と同等となる
。

また、連続作動手段は、第２図（ｃ）に示すように、前
述と同様に理想６λ速曲線Ｃのｎ個の動作区間のうち、
少なくとら減速開始位置Ｘ、側の区間（この場合Ｉｔの
み）において、実測ピストン速度Ｖが区間速度Ｖ、を超
えると副電磁切換弁１７．１８に１次制動信号ｓ　４＋
　ｓ　、＋を出力し続け、その後は区間■１の全域で実
測ピストン速度Ｖに関係なく制動状態となる。従って、
第２図（ｃ）の例で、実測ピストン速度Ｖが理想減速曲
線Ｃに一致するらのとすれば、第１区間！１の太線で示
す全域で副電磁切換弁１７．１８による制動がピストン
ロッド４に連続的に加わり、以降の区間Ｉ、〜Ｉ、で７
ＩＸ磁ブレーキ７のみによる間欠制動が加わることにな
る。

上記間欠作動手段と連続作動手段は、制御装置１９に装
備の設定器（スイッチ等）または外部装置２０からの制
動モード信号によりｒｉｉｆ者のみをあるいは両者を働
か仕ることができ、０１１者のみを働かＵる場合は、−
に記制御モード信号により、ｉ次制動信号Ｓ、、Ｓ、°
を間欠出力する動作区間と２次制動信号Ｓ、を間欠出力
ずろ動作区間を任行に組み合わけ指定でき、両者を働か
仕る場合は、上記制御モード信号により、１次制動信号
Ｓ４．Ｓ４’を連続出力する動作区間と、２次制動信号
Ｓ、を間欠出力する動作区間をｆｌｆｔに組み合わせ指
定できるようになっている。即ち第２図（Ｌ、）におい
ては、例えば高速域で１次制動、中・低速域と停止で２
次制動、高・中速域で！次制動、中・低速域と停止で２
次制動、全速度域で１次制動、停止で２次制動というよ
うに制御モード信号ににす６速度域に対する１次、２次
制動を指定でき、１次制動力を連続作動手段、２次制動
力を間欠作動手段または１次制動力ら２次制動力も間欠
作動手段というように制動モード信号により１次制動力
および２次制動力に対する間欠または連続作動手段を指
定できろ。

上記構成の流体装置の動作について、制御装置１９の処
理の流れを示す第３図〜第５図のフローチャートを参照
しつつ次に述べる。

いま、外部装置２０または制御装置に装備のスイッチか
ら制御装置１９に位置決め開始入力（スタート入力）が
人力され、目標位置（設定済）がエアシリンダ１のピス
トンロッド４を第１図中左方へ突出させるような場合、
ＣＩ’Ｕ３２は、ステップＳｌで位置決め制御開始と判
断し、ステップＳ２に進む。そして、ステップＳ２で、
励磁信号発生部３４．ドライバ３５を介して主電磁切換
弁１３へ駆動信号Ｓｓ’を出力すると、主電磁切換弁１
３は右のシンボル位置に切り換わって、第・ｌエア源９
を第１ライン１１を経てエアシリンダ１の第１ポートＰ
１に接続するとともに、エアシリンダｌの第１ポートり
、を第２ライン１２を経て大気に解放する。また、ステ
ップＳ３で、ブレーキ信号発生部３３．ドライバ３５を
介して電磁ブレーキ７へ出力していた２次制動信号Ｓ、
を停止すると、吸引されていたアーマチュア７ａが電磁
石７ｂから離れ、ボールネジ軸６は回転可となる。従っ
て、ピストン３は、第１ポートＰ１から供給されろエア
で第１図中左方へ往動し、ピストン３の往動はこれに固
定したボールナット５を介してボールネジ軸６の回転に
変換され、ボールネジ軸６の回転ｆｉｔは【ｌ−クリエ
ンコーダ８で検出され、ピストン位置に対応するパルス
信号Ｓ１となって制御装置１９のＣＩ”０３２に入力さ
れる。

ＣＩ）０３２は、上記位置決め開始入力（スタート入力
）により理想威速曲１ａＣ（第２図参照）に従って減速
開始位置Ｘ、を決定するとともに、曲線Ｃをｎ個の動作
区間に分割し、また上記制動モード信号および制御モー
ド信号によりδ動作区間の制動が間欠または連続のいず
れのモードか、第１制動または第２制動あるいは両方の
いずれのモードかを決定する。このフローチャートでは
、便宜上第２図（ｃ）に示すような制御、制動モードが
設定されたとして、以下の説明を行なう。ＣＰＵ３２は
、ステップＳ４で、ロータリエンコーダ８からのパルス
信号Ｓｌの表わすピストン位置が上記減速開始位置ｘ１
に達したか否かを判断し、達したと判断ずれば、第１区
間の制御モードたるステップＳ５の第１制動サブルーチ
ンに進む。

この第１制動ザブルーチンは、第４図に示すようになっ
ている。即ち、ＣＰＵ３２は、ステップＳ３１で、パル
ス信号Ｓ１が表わすピストン位置ｈ＜１次制動区間であ
るか否かを判断し、否の場合はステップＳ３４で１次制
動力を解除し、リターンする。１次制動区間である場合
はステップＳ３２で制動モードが何かを判断し、連続制
動の場合はステップＳ３Ｇで１次制動力を制動にしリタ
ーンする。間欠作動の場合は、ステップ８３３でパルス
信号Ｓ１が表わす実測ピストン速度Ｖがその区間速度ｖ
、以上であるか否か即ち連続制動が必要か否かを判断し
、以上と判断ずればステップＳ３５に進んで、副電磁切
換弁１８に１次制動信号Ｓ。

を連続出力し、副電磁切換弁１８は右のシンボル位置に
切り換わって、第２エア源１４を第２制動ラインｉ６を
経てエアシリンダｌの第２制動圧ポートＰ、°に接続す
る。すると、目標位置Ｘに向かって図中左方に往動する
ピストン３に第２制動圧ボー　ｌ’　Ｉ’　ｔ’からの
背圧が作用し、ピストン３は減速せしめられ、処理はメ
インルーチンにリターンする。実測ピストン速度Ｖが区
間速度Ｖ、以下の場合は、ステップＳ３４で、１次制動
信号Ｓ４を停止して副電磁切換ブＦ１８による連続制動
を解除し、処理はメインルーチンにリターンする。この
第４図に示ず１次制動すブルーヂンはシリンダが移動中
宮にサブルーチンされるので、ステップＳ３３の判断に
より（間欠制動の場合）理想減速曲線Ｃに対応するよう
に間欠制動される。

こうして、処理は第３図のメインルーチンのステップＳ
６へ移る。ステップＳ６は、第２図（ｃ）の第２区間！
、以降の制御モードたる２次制動すブルーヂンである（
第５図り照）。ステップＳ４０において、パルス信号Ｓ
ｌが表わすピストン位置が２次制動区間であるか否かを
判断し、否の場合はステップ８４３で２次制動力を解除
し、リターンする。２次制動区間である場合はステップ
Ｓ４１で制動モードが何かを判断し、連続作動の場合は
ステップＳ４５で２次制動力を制動し、リターンする。

間欠作動の場合はステップＳ４２で上記実測ピストン速
度ｖｈ＜各区間１ｉの目標速度ｖｉ（ｉ≧２）以」二で
あるか否かを判断し、以上なら（Ｖ≧ｖｉ）ステップＳ
４４へ進んで間欠制動を行ない、以上でないなら（ｙ＜
　ｖｉ）ステップＳ４３に進んで間欠制動を解除し、リ
ターンする。

ステップＳ９では、パルス信号Ｓ、が表わすピストン位
置から最終区間であるか否かを判断し、否ならステップ
Ｓ４に戻って制動ループを繰り返す一方、肯ならステッ
プＳＩＯに進んで目標位置Ｘに達したか否かを判断する
。そして、１°ｒと判断ずれば、電磁ブレーギアに２次
制動信号Ｓ５を出力し、電磁ブレーキ７がボールネジ軸
６の回転を制動してピストンロッド４の往動を停止さ仕
る。次いで、ステップＳＩ２で目標位置Ｘに停止したか
否かを判断し、否ならステップＳ２に戻って停止位置の
微調整を行なう一方、肯ならステップＳ１３に進んで主
電磁切換弁１３への駆動信号Ｓ、、Ｓ、。

を共に停止し、これによって中立位置となる上記切換弁
１３を介してピストン３の両側に第１エアと：（ｌの空
気圧がかかった状態で位置決めされる。

最後に、ステップＳ１４で位置決め完了信号を外１１り
装置２０に出力し、ステップＳＩ５で次の目標位置が位
置決め制御順序に従ってＣＰＵ３２によって設定された
後、らとのステップＳ１に戻るのである。なお、ピスト
ンロッド４を第１図中右方へ逆に没入さ仕る復動の場合
も、上述の往動のときと同様の制御がなされることは勿
論である。

上記実施例では、エアシリンダｌの両端に設けた第１．
第２制動圧ポートＰ　＋’　＊　Ｐ　ｔ’に第１．第２
制動ライン１５．１６を経て直接エア源！４のエアを導
くようにしているので、第１．第１ポート１）、、Ｐ、
を介して間接的に上記エアを導く場合よりらピストン３
に効果的に背圧を加えることができ、１次制動を効果的
に効かせることができる。

また、制御装置１９のＣＰＵ３２は、理想減速曲線Ｃに
従って、谷動作区間１ｉの制御モードを設定させるとと
しに、この制動モードおよび制御モードに従って間欠作
動手段と連続作動手段および１次制動手段たる副？ｒｉ
磁切換弁１７．１８と２次制動手段たる電磁ブレーキ７
を任意に組み合わｄ・’で作動させるようにしているの
で、ピストンロッド４を動作区間に応じて最適に制動す
ることができ、従来の？′Ｉｔ磁ブレーキのみによる連
続制動に比して制動時の振動や衝撃が格段に緩和され、
ピストンロッドの停止１位置決め精度が著しく向」ニす
るうえ、電磁ブレーキの寿命を大幅に延ばすことができ
る。また、上記実施例の制御装置１９・は、ピストン３
が動作しないとか、目標位置に停止しないとか、ピスト
ンが許容速度を超えたなどの位置決めエラーおよび目標
位置の入力がないのに開始指令かあったとか、目標位置
の記憶がノイズ等で異常となったとか、メモリのバック
アップが不良などのシステムエラーを検出する手段を備
えている。

第６図は、第１図に示す実施例の１次制動手段たる第２
エア源Ｉ４、第１．第２制動ライン１５゜Ｉ６、副電磁
切換弁１７．１８を省略し、エアシリンダｌの排気側に
流量を切り換え制御する電磁切換ブｆ’ｌｏＯと絞り弁
１０１からなる流ｍ調整手段を設けて１次制動手段とし
た変形例である。即ち、第１図の第１ライン１１．第２
ライン！２に夫々介設した速度制御弁２５を省略ずろと
とらに、主電磁切換弁＋３の排気口Ｅｌ＋　Ｅ　２を、
制御装置１９から出力される１次制動信号Ｓ８で切換わ
ろ２位置３ポートの電磁切換弁１００に接続し、この切
換弁１００の一方の排気ラインに絞り弁１０１を設けて
、エアシリンダ１からの排気をこの絞り弁＋０１を経て
放出することにより、ピストン３に制動のための背圧を
かけている。上記変形例によって乙、第１図と路間等の
１次制動効果が得られろ。また、第１図に示す実施例の
１次制動手段の代わりに、エアシリンダｌのボールネジ
軸端６ａに、制御装置！９からの１次制動信号によって
制動力が調整できろ発電ブレーキ３６（第１図参照）を
設けて、これによってピストンロッド４に１次制動を加
えるようにしてもよい。

第７図は、第６図の空気圧系にエアシリンダｌに代えて
設けられるロークリエアアクヂュエータの断面図である
。このロークリエアアクチュエータ５１は、本体５２の
チューブ５２．１内の中心軸上にボールネジ５６ｃを有
するボールネジ軸である出力軸５６をその一端５Ｇａを
チューブ外に突出させて回転自在かつ軸方向に移動不可
能に支承し、上記ボールネジ５６ｃに外嵌するボールナ
ツト５５を固定したピストン５３を上記チューブ５２ａ
内に摺動自在に嵌装している。また、チューブ５２ａの
他端から突出する上記出力軸５６に、第６図と同じアー
マチュア７ａを固定し、これに対向するようにチューブ
他端に電磁石７ｂを固定ずろとともに、出力軸の他端５
６１１に第６図と同じ【Ｊ−クリエンコーダ８を設けて
いる。なお、ピストン５３の貫通穴５３ａには、チュー
ブ内に軸方向に延１役したロッド５４を挿通して回り止
めとしている。なお、この回り止めのロッド５４は、チ
ュニブ５２ａの断面およびピストン５３が楕円形状もし
くは多角形形状の場合、省略することができる。

上記構成のロータリエアアクチュエータ５１の第１ポー
ト！〕１．第１ポートＰ、には、第６図の制御装置１９
によって切換動作ずろ主電磁切換弁１３を経てエア源９
からエアが供給されるととらに、０ｊ１述と同様に上記
制御装置１９によって、流ｆｆｔｉｌＡＩ整手段たる切
換弁＋００および校り弁１０１を介してピストン５３の
背圧が制御され、かつ電磁ブレーキ７が制御される。従
って、制御装置１９のＣＩ）［３２にロークリエアアク
チュエータ５！の１７１標回転角度や減圧開始回転角度
を設定しておけば、ＣＰＵ３２は、ＣＩ−クリエンコー
ダ８からの回転量検出信号に基づいて制御に必要な演算
を行い、この演算結果に基づいて励磁信号発生部３４を
介して主電磁切換弁Ｉ３に駆動信号ｓ、、ｓ’、を、切
換弁１００に１次制動信号Ｓ６を夫々出力するとともに
、ブレーキ信号発生部３３を介して電磁ブレーキ７に２
次制動信号Ｓ、を出力し、これによってロークリエアア
クチュエータ５！の出力軸５６ａは正確かつ円滑に上記
目標回転角度まで回転して停止する。

上記ロークリエアアクチュエータ５１によれば、円滑で
しかも回転方向において、より精度の高い中間位置決め
が可能になる。

第８図は、第７図のロークリエアアクチュエータ５１の
変形例を示す断面図である。このロークリエアアクチュ
エータ６１は、出力軸６６の外周にヘリカルスプライン
６（ｉｃを設け、このヘリカルスプライン６６ｃに外嵌
ずろスプライン穴６５をピストン６３に形成した点を除
いて第７図のロークリエアアクチュエータと同じ構成で
ある。従って、このロータリエアアクチュエータ６１も
前述と同様に動作し、前述と同様の効果を奏する。なお
、上記ロータリエアアクチュエータ５１．６１は、第６
図の空気圧系のみならず、第１図の空気圧系にも適用で
きることはいうまでしない。

なお、本発明の第１．第２制動ラインは、上記実施例に
よらず第１．第１ポートＰ　Ｉ　＋　Ｐ　２に接続して
もよく、副電磁切換弁は、第１．第２制動ラインの合流
部に設けた単一の２位置３ポートの切換弁であってもよ
い。さらに、本発明の制御装置による制動モードが実施
例のものに限られないのはいうよでしない。

〈発明の効果〉以１−の説明で明らかなように、本発明の流体装置は、
ピストンＣ！ツドの往復動をピストンに固定したボール
ナツトを介してこれに螺合するボールネジ軸の回転に変
換するとともに、上記ボールネジ軸の回転を制動する電
磁ブレーキおよびボールネジ軸の回転量を検出するロー
タリエンコーダを備えた流体圧シリンダと、この流体圧
シリンダの第１．第１ポートに圧力源を切換接続してピ
ストンを往復動させる主電磁切換弁と、上記第１ポート
に連なる流路につながる第１制動ラインまたは」４記第
１ポートに連なる流路につながる第２制動ラインのい「
れか一方に圧力源を接続ずろ副電磁切換弁とを備え、制
御装置によって、上記主電磁切換弁に駆動信号を出力す
るとともに、上記ロータリエンコーダからの検出信号と
予め与えられた［１標値を表わず信号との偏差と動作区
間に応じて、化復動するピストンに背圧を加えるように
上記副電磁切換弁に１次制動信号を出力し、」二記電磁
ブレーキに２次制動信号を出力して、ピストンを目標位
置にスムーズに停止させるようにしているので、副電磁
切換弁による１次制動と電磁ブレーキによる２次制動を
任意に組み合わせて間欠あるいは連続作動させてピスト
ンロッドを動作区間に応じて最適に制動することができ
、従来の電磁ブレーキのみによる連続制動に比して制動
時の振動や衝撃が格段に緩和され、ピストンロッドの停
止。

位置決め精度が著しく向上するうえ、電磁ブレーキの寿
命を大幅に延ばすことができる。

なお、上記流体圧シリンダに代えて、チューブ内にボー
ルネジ等からなる出力軸を回転自在に支承し、この出力
軸に外嵌するボールナツト等を固定したビス］・ンを上
記チューブ内に摺動自在に嵌装してなる流体圧ロータリ
アクチュエータを設ければ、円滑な回転が得られるとと
もに、回転方向においてより精度の高い中間位置決めが
可能になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の流体装置の一実施例を示す概要図、第
２図は上記流体装置の制御装置による制御モードを示す
図、第３〜第５図は上記制御装置の処理の流れを示すフ
ローヂャート、第６図は排気絞り弁による１次制動を示
す変形例の概要図、第７図は第６図の空気圧系にエアシ
リンダに代えて設けられる【１−クリエアアクチュエー
タの断面図、第８図は上記ロークリエアアクチュエータ
の変形例の断面図である。１・・・エアシリンダ、２・・・本体、２ａ・・・チュ
ーブ、３・・・ピストン、４・・・ピストンロッド、５
・・・ボールナット、６・・・ボールネジ軸、７・・・
電磁ブレーキ、８・・・ロータリエンコーダ、９・・・
第１エア源、＋３・・・主？１磁切換弁、１４・・・第
２エア源、１５・・・第２制動ライン、１Ｇ・・・第２
制動ライン、＋７．ｌ、８・・・副ｍ磁切換弁、【）１・・・第１ポ
ート、Ｐｌ・・・第１制動圧ポート、Ｐ、・・・第１ポ
ート、Ｐｔ’・・・第２制動圧ポート、１９・・・制御
装置、３２・・・ＣＰＵ５Ｓ、・・・検出信号、Ｓ３．
Ｓ３’・・・駆動信号、Ｓ　、、　Ｓ　、＋・・・１次
制動信号、Ｓ、・・・２次制動信号。特　許　出　願　人　　ダイハツディーゼル株式会社代　理　人　弁理士　　前出　葆−ほか１名第４図第５図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）　中空のピストンロッドを有するピストンを本体
のチューブ内に摺動自在に嵌装し、このピストンに同軸
をなしてボールナットを固定するとともに、このボール
ナットに螺合するボールネジ軸からなる出力軸を、上記
ピストンロッド内に延在させて回転自在かつ軸方向に移
動不可能に上記本体に装着してなる流体圧シリンダと、この流体圧シリンダの本体と出力軸の間に設けられ、出
力軸の回転を制動する電磁ブレーキと、上記流体圧シリ
ンダの出力軸の回転量を電気信号として検出するロータ
リエンコーダと、圧力源を上記流体圧シリンダの第１ポ
ートと第２ポートとに切換接続して、ピストンを往復動
させる主電磁切換弁と、上記流体圧シリンダの第１ポートに連なる流路につなが
る第１制動ラインと、上記流体圧シリンダの第２ポートに連なる流路につなが
る第２制動ラインと、上記第１制動ラインまたは第２制動ラインのいずれか一
方に圧力源を接続する副電磁切換弁と、上記主電磁切換
弁を制御する駆動信号を出力するとともに、上記ロータ
リエンコーダからの検出信号と予め与えられた目標値を
表わす信号との偏差と動作区間に応じて、上記主電磁切
換弁を経る流体圧で駆動されるピストンに背圧を加える
ように上記副電磁切換弁を切り換える１次制動信号と上
記電磁ブレーキを作動させる２次制動信号とを出力して
、上記ピストンを目標位置にスムーズに停止させる制御
装置を備えたことを特徴とする流体装置。
（２）　上記請求項１記載の流体装置において、上記第
１制動ラインは、流体圧シリンダのチューブの第１ポー
ト側端に設けた第１制動圧ポートと圧力源をつなぎ、上
記第２制動ラインは、流体圧シリンダのチューブの第２
ポート側端に設けた第２制動圧ポートと上記圧力源をつ
なぐ流体装置。
（３）　上記請求項１または請求項２記載の流体装置に
おいて、上記制御装置は、理想減速曲線に基づいて各動
作区間毎に予め定められた目標速度と、上記ロータリエ
ンコーダの検出信号から求めたピストン速度とを比較し
、ピストン速度が目標速度以上のとき、上記副電磁切換
弁に１次制動信号を、上記電磁ブレーキに２次制動信号
を夫々間欠的に出力する間欠作動手段を含む流体装置。
（４）　上記特許請求項１または請求項２記載の流体装
置において、上記制動装置は、少なくとも減速初期に上
記副電磁切換弁に１次制動信号を連続的に出力する連続
作動手段と、理想減速曲線に基づいて各動作区間毎に予
め定められた目標速度と上記ロータリエンコーダの検出
信号から求めたピストン速度とを比較し、ピストン速度
が目標速度以上のとき、上記電磁ブレーキに２次制動信
号を間欠的に出力する間欠作動手段を含む流体装置。
（５）　上記請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の
流体装置において、上記流体圧シリンダの本体とボール
ネジ軸の間に、ボールネジ軸に制動力を付与可能な発電
ブレーキが設けられた流体装置。
（６）　中空のピストンロッドを有するピストンを本体
のチューブ内に摺動自在に嵌装し、このピストンに同軸
をなしてボールナットを固定するとともに、このボール
ナットに螺合するボールネジ軸からなる出力軸を、上記
ピストンロッド内に延在させて回転自在かつ軸方向に移
動不可能に上記本体に装着してなる流体圧シリンダと、この流体圧シリンダの本体と出力軸の間に設けられ、出
力軸の回転を制動する電磁ブレーキと、上記流体圧シリ
ンダの出力軸の回転量を電気信号として検出するロータ
リエンコーダと、圧力源を上記流体圧シリンダの第１ポートと第２ポート
とに切換接続して、ピストンを往復動させる主電磁切換
弁と、この主電磁切換弁の排気口に連なる排気ラインに介設し
た流量調整手段と、上記主電磁切換弁を制御する駆動信号を出力するととも
に、上記ロータリエンコーダからの検出信号と予め与え
られた目標値を表わす信号との偏差と動作区間に応じて
、上記主電磁切換弁を経る流体圧で駆動されるピストン
に背圧を加えるように上記流量調整手段を制御する１次
制動信号と上記電磁ブレーキを作動させる２次制動信号
とを出力して、上記ピストンの往復動を介して上記出力
軸を目標回転角に正確かつ円滑に停止させる制御装置を
備えたことを特徴とする流体装置。
（７）　上記請求項１または請求項６記載の流体装置に
おいて、上記流体圧シリンダに代えて、本体のチューブ
内の中心軸上にボールネジあるいはヘリカルスプライン
からなる出力軸をその一端をチューブ外に突出させて回
転自在かつ軸方向に移動不可能に支承し、この出力軸に
外嵌するボールナットあるいはスプライン穴を固定した
ピストンを上記チューブ内に摺動自在に嵌装してなる流
体圧ロータリアクチュエータを設けた流体装置。