(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
設定された圧力値の空気圧を発生させる圧力発生器において、
台座と、この台座に接続され前記供給圧力の供給を制御する第１の電磁弁と、前記台座内部の圧力を大気に開放して前記出力空気圧の圧力値を調整する第２の電磁弁と、前記設定圧力値がゼロの場合に前記台座内に連続した空気の流れを生じさせる第３の電磁弁と、前記台座からの前記出力空気圧の圧力値をモニタする圧力センサとから構成され、供給される供給圧力の一部を大気に開放して出力空気圧の圧力値を制御する圧力制御手段と、
前記出力空気圧をモニタして設定圧力値との偏差を一定値にするように前記圧力制御手段を制御する圧力設定手段とを備えたことを特徴とする圧力発生器。
【請求項２】
前記圧力設定手段が、
前記圧力センサの出力信号と前記設定圧力値との偏差が一定値になるように前記第１及び第２の電磁弁を制御する制御回路から構成されることを特徴とする
請求項１記載の圧力発生器。
【請求項３】
前記出力空気圧をゼロにする場合に前記制御回路が、
前記第１及び第３電磁弁を開いて前記出力空気圧を負圧にした上で前記第１及び第３の電磁弁を閉じ前記第２の電磁弁で大気開放することを特徴とする
請求項２記載の圧力発生器。
【請求項４】
前記台座が、
前記第１の電磁弁が接続される供給口の対面に前記第３の電磁弁が接続される第１の排気口が設けられ、前記第１の排気口に向かって前記供給口から台座の内部にパイプが延長して形成され、このパイプの先端口よりも前記供給口側の側面に前記出力空気圧を出力する出力口が形成され、この出力口の対面に前記第２の電磁弁が接続される第２の排気口が形成されることを特徴とする
請求項１記載の圧力発生器。
【請求項５】
前記出力口に設けたタンクを介して前記出力空気圧を出力することを特徴とする
請求項４記載の圧力発生器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、設定された圧力値の空気圧を発生させる圧力発生器に関し、特に簡単な構成で発生圧力値から高速に出力空気圧をゼロにすることが可能な圧力発生器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の圧力発生器は外部から供給される供給圧力を台座に導くと共に一部の圧力を大気に開放することにより台座内部の圧力を制御して、設定された圧力値の空気圧を発生させる。
【０００３】
図２はこのような従来の圧力発生器の一例を示す構成ブロック図である。図２において１は台座、２はニードル、３はスクリュー軸、４はギア、５はモータ等の駆動手段、６は圧力センサ、７は制御回路、１００は供給圧力、１０１は出力空気圧である。また、１〜６は圧力制御手段５０を、７は圧力設定手段５１をそれぞれ構成している。
【０００４】
台座１には図２中”ＳＰ０１”に示す供給口の対面に排気口が設けられ、この排気口は台座１内部に向かって口径が小さくなるテーパが形成されている。また、前記排気口に向かって図２中”ＳＰ０１”に示す供給口から台座１の内部にパイプが延長して形成され、このパイプの先端口よりも供給口側の側面に図２中”ＯＰ０１”に示す出力口が形成される。
【０００５】
供給圧力１００は台座１の図２中”ＳＰ０１”に示す供給口から台座１内に導入され、台座１に設けられた図２中”ＯＰ０１”に示す出力口から圧力配管に導かれて出力空気圧１０１として出力される。また、圧力配管は途中で分岐して圧力センサ６に接続される。
【０００６】
一方、台座１の図２中”ＳＰ０１”に示す供給口の対面に設けられた排気口のテーパ部分にはニードル２が挿入され、ニードル２と台座１との隙間部分が図２中”ＥＰ０１”に示す空気放出部を形成し、台座１に供給される供給圧力１００の一部を大気に開放する。
【０００７】
また、ニードル２の中心軸にはスクリュー軸３が固定され、ギア４を介して駆動手段５に接続される。圧力センサ６の出力信号は制御回路７に接続され、制御回路７からの駆動信号は駆動手段５に接続される。
【０００８】
ここで、図２に示す従来例の動作を説明する。供給圧力１００が図２中”ＳＰ０１”に示す供給口から供給され、図２中”ＯＰ０１”に示す出力口から出力空気圧１０１として出力されるので、図２中”ＥＰ０１”に示す空気放出部の隙間が”０”であって台座１の気密が保たれていれば出力空気圧１０１の圧力値は供給圧力１００の圧力値と等しくなる。
【０００９】
この状態で、駆動手段５を制御してニードル２の台座１への挿入量を少なくしていくと、図２中”ＥＰ０１”に示す空気放出部の隙間が広がって台座１内部の空気が大気に放出される。このため、台座１内部の圧力が低下して図２中”ＯＰ０１”に示す出力口から出力される出力空気圧１０１の圧力値は低下する。
【００１０】
一方、圧力センサ６は出力空気圧１０１の圧力値をモニタして制御回路７に出力する。制御回路７は圧力センサ６からの出力信号の予め設定されている設定圧力値に対する偏差が”０”になるように駆動手段５をフィードバック制御することにより、出力空気圧１０１を設定圧力値に制御することが可能になる。
【００１１】
また、設定圧力値が”０”である場合は、図２中”ＥＰ０１”に示す空気放出部の隙間を大きくして供給圧力１００の全てを図２中”ＥＰ０１”に示す空気放出部から大気に放出させる。
【００１２】
この時、供給圧力１００の流入量に対して図２中”ＥＰ０１”に示す空気放出部からの放出量が大きい場合には図２中”ＯＰ０１”に示す出力口の近傍は空気の粘性により真空状態になり、出力空気圧１０１は負圧になる。そこで、制御回路７は出力空気圧１０１の負圧を圧力センサ６でモニタしてニードル２の挿入量を制御して出力空気圧１０１を”０”にする。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、図２に示す従来例では設定圧力値が”０”であっても他の設定圧力値でも常に供給圧力１００が必要であり、空気を無駄に消費してしまうと言った問題点があった。また、ニードル２を駆動するためのモータ、ギヤ等の複雑な機構が必要であると言った問題点もあった。
【００１４】
この場合、台座に電磁弁により必要な圧力の供給若しくは放出を行って台座内部の圧力を調整するような閉じた系で圧力発生器を構成することにより、図２に示す従来例のような空気の無駄を防止することが可能になる。
【００１５】
但し、出力空気圧１０１を設定圧力値に制御した後に設定圧力値を”０”にする場合には、電磁弁で台座内部の空気を大気に開放しても出力空気圧が”０”になるまで時間がかかってしまい、電磁弁のコンダクタンスを大きくして出力空気圧が”０”なる時間を短縮すると圧力制御の分解能が低下してしまうと言った課題があった。
従って本発明が解決しようとする課題は、簡単な構成で発生圧力値から高速に出力空気圧をゼロにすることが可能な圧力発生器を実現することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
このような課題を達成するために、本発明のうち請求項１記載の発明は、
設定された圧力値の空気圧を発生させる圧力発生器において、
台座と、この台座に接続され前記供給圧力の供給を制御する第１の電磁弁と、前記台座内部の圧力を大気に開放して前記出力空気圧の圧力値を調整する第２の電磁弁と、前記設定圧力値がゼロの場合に前記台座内に連続した空気の流れを生じさせる第３の電磁弁と、前記台座からの前記出力空気圧の圧力値をモニタする圧力センサとから構成され、供給される供給圧力の一部を大気に開放して出力空気圧の圧力値を制御する圧力制御手段と、前記出力空気圧をモニタして設定圧力値との偏差を一定値にするように前記圧力制御手段を制御する圧力設定手段とを備えたことにより、空気の無駄を防止でき、モータやギヤ等の複雑な機構が不要になるので構成が簡単になる。
【００１７】
請求項２記載の発明は、
請求項１記載の発明である圧力発生器において、
前記圧力設定手段が、
前記圧力センサの出力信号と前記設定圧力値との偏差が一定値になるように前記第１及び第２の電磁弁を制御する制御回路から構成されることにより、空気の無駄を防止でき、モータやギヤ等の複雑な機構が不要になるので構成が簡単になる。
【００１８】
請求項３記載の発明は、
請求項２記載の発明である圧力発生器において、
前記出力空気圧をゼロにする場合に前記制御回路が、
前記第１及び第３電磁弁を開いて前記出力空気圧を負圧にした上で前記第１及び第３の電磁弁を閉じ前記第２の電磁弁で大気開放することにより、短時間に出力空気圧をゼロにすることが可能になる。
【００１９】
請求項４記載の発明は、
請求項１記載の発明である圧力発生器において、
前記台座が、
前記第１の電磁弁が接続される供給口の対面に前記第３の電磁弁が接続される第１の排気口が設けられ、前記第１の排気口に向かって前記供給口から台座の内部にパイプが延長して形成され、このパイプの先端口よりも前記供給口側の側面に前記出力空気圧を出力する出力口が形成され、この出力口の対面に前記第２の電磁弁が接続される第２の排気口が形成されることにより、空気の無駄を防止でき、モータやギヤ等の複雑な機構が不要になるので構成が簡単になる。また、短時間に出力空気圧をゼロにすることが可能になる。
【００２０】
請求項５記載の発明は、
請求項４記載の発明である圧力発生器において、
前記出力口に設けたタンクを介して前記出力空気圧を出力することにより、出力空気圧の安定化を図ることが可能になる。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下本発明を図面を用いて詳細に説明する。図１は本発明に係る圧力発生器の一実施例を示す構成ブロック図である。図１において７，５１及び１００は図２と同一符号を付してあり、８は空気の流れを変える台座、９は供給圧力用の電磁弁，１０は出力空気圧調整用の電磁弁、１１はゼロ点出力用の電磁弁、１２は圧力センサ、１３は出力空気圧を安定させるためのタンク，１０２は出力空気圧である。また、８〜１３は圧力制御手段５２を構成している。
【００２３】
台座８には図１中”ＳＰ０２”に示す供給口の対面に図１中”ＥＰ０２”に示す排気口が設けられる。また、図１中”ＥＰ０２”に示す排気口に向かって図１中”ＳＰ０２”に示す供給口から台座８の内部にパイプが延長して形成され、このパイプの先端口よりも供給口側の側面に図１中”ＯＰ０２”に示す出力口が形成される。さらに、図１中”ＯＰ０２”に示す出力口の対面には図１中”ＥＰ０３”に示す排気口が形成される。
【００２４】
供給圧力１００は圧力配管により電磁弁９に導かれ、電磁弁９を通過した供給圧力１００はさらに圧力配管を介して図１中”ＳＰ０２”に示す供給口から台座８に導入される。台座８内部の圧力は台座８に設けられた図１中”ＯＰ０２”に示す出力口から圧力配管に導かれてタンク１３に導入される。そして、タンク１３内部の圧力が圧力配管を介して出力空気圧１０２として出力される。また、この圧力配管は途中で分岐して圧力センサ６に接続される。
【００２５】
一方、台座８内部の圧力は図１中”ＥＰ０２”及び”ＥＰ０３”に示す排気口は圧力配管により電磁弁１１及び１０に導かれ、電磁弁１１及び１０の出力はそれぞれ大気に開放される。
【００２６】
圧力センサ１２の出力信号は制御回路７に接続され、制御回路７からの制御信号は電磁弁９，１０及び１１にそれぞれ接続される。
【００２７】
ここで、図１に示す実施例の動作を説明する。通常状態では制御回路７は電磁弁１０及び１１を閉じて、電磁弁９を開けて供給圧力１００を台座８内部に導入する。そして、制御回路７は圧力センサ１２からの出力信号の予め設定されている設定圧力値に対する偏差が”０”になるように電磁弁９及び１０を開閉してフィードバック制御することにより、出力空気圧１０２を設定圧力値に制御することが可能になる。
【００２８】
例えば、電磁弁９を開いて台座８内部の圧力を供給圧力１００に等しくした後に電磁弁９を閉じ、電磁弁１０を開いて出力空気圧１０２を設定圧力値に等しくなるように制御し、出力空気圧１０２が設定圧力値に等しくなった時点で電磁弁１０を閉じることにより設定圧力値に背御することが可能になる。また、その後、出力空気圧１０２の圧力値が低下した場合には電磁弁９を再び開いて設定圧力値に制御する。
【００２９】
このため、必要に応じて電磁弁９及び１０を開閉することになるので、従来例のように常に供給圧力１００が必要にならないので、空気の無駄を防止することが可能になる。また、モータやギヤ等の複雑な機構が不要になるので構成が簡単になる。
【００３０】
一方、設定圧力値を”０”にする場合には制御回路７は電磁弁９及び１１を開け、電磁弁１０を閉める。この場合には、図２に示す従来例のように図１中”ＳＰ０２”に示す供給口からその対面にある図１中”ＥＰ０２”に示す排気口に向かって連続した空気の流れが生じるので、図１中”ＯＰ０２”に示す出力口の近傍が真空状態になり、出力空気圧１０２が負圧になる。
【００３１】
制御回路７は圧力センサ１２の出力信号により出力空気圧１０２が負圧になったことを確認した時点で電磁弁９及び１１を閉じ、電磁弁１０を開放して台座８内部の圧力を大気に開放する。これにより、出力空気圧１０２は”０（大気圧）”になる。
【００３２】
すなわち、台座８内部の圧力を単純に電磁弁１０により大気に開放するのではなく、台座８内部に連続した空気の流れを発生させて出力空気圧１０２を一旦負圧にしてから台座８内部の圧力を大気に開放することにより、出力空気圧１０２をある設定圧力値に制御した後であっても短時間に出力空気圧を”０”にすることが可能になる。
【００３３】
この結果、台座８に供給圧力用の電磁弁９，出力空気圧調整用の電磁弁１０及びゼロ点出力用の電磁弁１１を設け、電磁弁９及び１０を制御して出力空気圧１０２を制御することにより、空気の無駄を防止でき、モータやギヤ等の複雑な機構が不要になるので構成が簡単になる。
【００３４】
また、供給圧力用電磁弁９及びゼロ点出力用電磁弁１１により出力空気圧１０２を負圧にした上で電磁弁９及び１１を閉じ出力空気圧調整用電磁弁１０で大気開放することにより、短時間に出力空気圧を”０”にすることが可能になる。
【００３５】
なお、図１に示す実施例では出力空気圧１０２を安定させるためにタンク１３を設けているが必ずしも必須の構成要素ではない。
【００３６】
また、制御回路７は圧力センサ１２の出力信号と設定圧値との偏差がゼロになるようにフィードバック制御すると記載しているが、特にゼロに限定されるわけではなく一定値になるように制御すれば良い。
【００３７】
また、図１では図１中”ＥＰ０３”に示す排気口を図１中”ＯＰ０２”に示す出力口の対面に設けているが、勿論これに限定されるわけではない。
【００３８】
【発明の効果】
以上説明したことから明らかなように、本発明によれば次のような効果がある。
請求項１及び請求項２の発明によれば、供給される供給圧力の一部を大気に開放して出力空気圧の圧力値を制御する圧力制御手段と、前記出力空気圧をモニタして設定圧力値との偏差を一定値にするように前記圧力制御手段を制御する圧力設定手段とを備えたことにより、空気の無駄を防止でき、モータやギヤ等の複雑な機構が不要になるので構成が簡単になる。
【００３９】
また、請求項４の発明によれば、台座に供給圧力用の電磁弁，出力空気圧調整用の電磁弁及びゼロ点出力用の電磁弁を設け、電磁弁及びを制御して出力空気圧を制御することにより、空気の無駄を防止でき、モータやギヤ等の複雑な機構が不要になるので構成が簡単になる。また、短時間に出力空気圧をゼロにすることが可能になる。
【００４０】
また、請求項３の発明によれば、供給圧力用電磁弁及びゼロ点出力用電磁弁により出力空気圧を負圧にした上で上記電磁弁を閉じ出力空気圧調整用電磁弁で大気開放することにより、短時間に出力空気圧をゼロにすることが可能になる。
【００４１】
また、請求項５の発明によれば、出力口にタンクを設けたことにより、出力空気圧の安定化を図ることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る圧力発生器の一実施例を示す構成ブロック図である。
【図２】従来の圧力発生器の一例を示す構成ブロック図である。
【符号の説明】
１，８  台座
２  ニードル
３  スクリュー軸
４  ギア
５  駆動手段
６，１２  圧力センサ
７  制御回路
９，１０，１１  電磁弁
１３  タンク
５０，５２  圧力制御手段
５１  圧力設定手段
１００  供給圧力
１０１，１０２  出力空気圧
【図１】
0003562700.tif 000002
【図２】
0003562700.tif 000003