(57)【要約】【課題】ブースタに対して入力圧を設定するトランスデューサのムービングコイルに外部からの衝撃が加わっても、上記のコイルが変位を起こすことなく、これによって高速・高精度の制御を可能にしたフォースモータ式変位装置を提供する。【解決手段】ブースタ１０に対して入力圧Ｐｉｎを設定するトランスデューサ１１のコイルに検出回路１３と位相反転回路１４と増幅器１５とを接続し、増幅器１５の出力を、指令信号が入力される加算器１２の他方の入力端子に供給する。【選択図】図１
2008090558.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁気回路内にムービングコイルを配し、該ムービングコイルに電流を通ずることによって前記ムービングコイルを移動させて所定の変位を生ずるようにしたフォースモータ式変位装置において、
外部からの衝撃によって前記ムービングコイルに生ずる振動に伴う逆起電力を検出する検出手段と、
前記検出手段によって検出された逆起電力による電流を位相反転する反転手段と、
を具備し、前記位相反転された電流を前記ムービングコイルに加えられる信号電流に重畳して印加し、前記逆起電力による電流を相殺することを特徴とするフォースモータ式変位装置。
【請求項２】
前記反転手段が前記検出手段の後段に接続された反転回路から構成され、該反転回路の出力を所定の値に増幅して前記ムービングコイルに加えられる信号電流に重畳することを特徴とする請求項１に記載のフォースモータ式変位装置。
【請求項３】
前記反転手段が前記ムービングコイルに対して信号電流を印加する減算器から構成され、前記減算器で信号電流から前記逆起電力による電流を減算することを特徴とする請求項１に記載のフォースモータ式変位装置。
【請求項４】
入力圧を設定するためのノイズフラッパを備え、前記ノイズフラッパのフラッパを変位させることにより所定の入力圧をノズルの背圧として取出すようにした圧力調整装置において、
前記フラッパを変位させるためのフォースモータを備え、該フォースモータは磁気回路内にムービングコイルを配し、該ムービングコイルに電流を通ずることによって前記ムービングコイルを移動させて所定の変位を生じ、
外部からの衝撃によって前記ムービングコイルに生ずる振動に伴う逆起電力を検出する検出手段と、
前記検出手段によって検出された逆起電力による電流を位相反転する反転手段と、
を具備し、前記位相反転された電流を前記ムービングコイルに加えられる信号電流に重畳して印加し、前記逆起電力による電流を相殺することを特徴とする圧力調整装置。
【請求項５】
排気アダプタを備え、前記ノズルフラッパによって設定される入力圧よりも出力圧が高い場合に前記排気アダプタによって排気動作が行なわれることを特徴とする請求項４に記載の圧力調整装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フォースモータ式変位装置およびフォースモータ式変位装置を用いた圧力調整装置に係り、とくに磁気回路内にムービングコイルを配し、該ムービングコイルに電流を通ずることによって該ムービングコイルを移動させて所定の変位を生ずるようにしたフォースモータ式変位装置、およびこのようなフォースモータ式変位装置を応用した圧力調整装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
耐振型高精度電空レギュレータとして、従来より用いられていた構成は、例えば図５に示す構成である。このようなレギュレータは、所定の入力圧Ｐｉｎに対して、所定の出力圧Ｐｏｕｔを生ずるブースタ１０５を備えており、このブースタ１０５に対して入力圧を設定するために一対の電磁弁１０７、１０８が信号入力ポートに接続される。そして上記電磁弁１０７、１０８の電磁コイルを制御回路１１０によって制御するようにしている。
【０００３】
ブースタ１０５は、Ｐｏｕｔ＝Ｋ・Ｐｉｎの出力圧Ｐｏｕｔを生ずる圧力調整装置である。出力圧Ｐｏｕｔが目標値よりも上がった場合には、そのことが制御回路１１０にフィードバックされる。従って制御回路１１０は、左側であって供給側の電磁弁１０７を閉じるとともに、右側であって排気側の電磁弁１０８を開く。従って右側の電磁弁１０８から大気開放１０９に対してガスが逃げ、これによってＰｏｕｔが低くなる。従って出力圧Ｐｏｕｔが目標値に一致したことが制御回路１１０によって検出されたら、右側の電磁弁１０８を閉じることになる。
【０００４】
一方ブースタ１０５の出力圧Ｐｏｕｔが下がった場合には、左側の電磁弁１０７を開くとともに右側の電磁弁１０８を閉じる。これによって供給圧Ｐｓが電磁弁１０７を通してブースタ１０５の信号入力ポートに加えられ、これによって出力圧Ｐｏｕｔが上昇する。そして出力圧Ｐｏｕｔが目標値に一致した場合には、そのことを制御回路１１０が検出し、これによって電磁弁１０７を閉じる。
【０００５】
このような従来の耐振型電空レギュレータは、構造が比較的簡単であって安価であるが、使用条件の変化に対して安定性が劣り、とくに外部からの衝撃に対する安定性が劣り、高い精度の制御を行なうことが困難であった。
【０００６】
特開平７−１５６０９１号公報に開示されているリニアアクチュエータは、一端側にチャッキング用爪を有し、かつその長軸方向に往復動可能なセンターヨークと、このセンターヨークの他端側よりセンターヨークを長軸方向にて付勢するバネと、センターヨークの外周に装着された永久磁石と、センターヨークを駆動するための制御電流を通電させる固定コイルと、固定コイルの内部に装填されたサイドヨークとを有しており、固定コイルに対する電流の向きおよび大きさの制御とバネの付勢力との相互作用によってセンターヨークの移動に際しての速度及び方向を制御し、ストロークエンド近傍でセンターヨークを減速させることにより、チャッキング用爪の送り速度を制御するとともに、ストロークエンドでの衝撃の発生を回避し得るようにしている。
【０００７】
このようなリニアアクチュエータは、ストロークエンドでの衝撃を回避する構造を備えているものの、ストロークの中間位置において外部からの外乱が加わった場合に、これに伴う振動による誤動作を回避することができない。従ってこのことから、外来衝撃に対する安定性に欠け、高い精度の制御を行なうことができない欠点がある。
【特許文献１】特開平７−１５６０９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本願発明の課題は、高い精度での制御が可能なフォースモータ式変位装置、およびこのようなフォースモータ式変位装置を応用した圧力調整装置を提供することである。
【０００９】
本願発明の別の課題は、外部から衝撃が加わった場合においても、なおかつこのような衝撃による精度の劣化を回避できるようにしたフォースモータ式変位装置、およびこのようなフォースモータ式変位装置を用いた圧力調整装置を提供することである。
【００１０】
本願発明のさらに別の課題は、構造が簡潔で、コスト的に有利であって、しかも高い精度の制御が可能なフォースモータ式変位装置と、このようなフォースモータ式変位装置を応用した圧力調整装置を提供することである。
【００１１】
本願発明の上記の課題および別の課題は、以下に述べる本願発明の技術的思想、およびその実施の形態によって明らかにされる。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本願の主要な発明は、磁気回路内にムービングコイルを配し、該ムービングコイルに電流を通ずることによって前記ムービングコイルを移動させて所定の変位を生ずるようにしたフォースモータ式変位装置において、
外部からの衝撃によって前記ムービングコイルに生ずる振動に伴う逆起電力を検出する検出手段と、
前記検出手段によって検出された逆起電力による電流を位相反転する反転手段と、
を具備し、前記位相反転された電流を前記ムービングコイルに加えられる信号電流に重畳して印加し、前記逆起電力による電流を相殺することを特徴とするフォースモータ式変位装置に関するものである。
【００１３】
ここで、前記反転手段が前記検出手段の後段に接続された反転回路から構成され、該反転回路の出力を所定の値に増幅して前記ムービングコイルに加えられる信号電流に重畳するようにしてよい。また前記反転手段が前記ムービングコイルに対して信号電流を印加する減算器から構成され、前記減算器で信号電流から前記逆起電力による電流を減算するようにしてよい。
【００１４】
圧力調整装置に関する主要な発明は、入力圧を設定するためのノイズフラッパを備え、前記ノイズフラッパのフラッパを変位させることにより所定の入力圧をノズルの背圧として取出すようにした圧力調整装置において、
前記フラッパを変位させるためのフォースモータを備え、該フォースモータは磁気回路内にムービングコイルを配し、該ムービングコイルに電流を通ずることによって前記ムービングコイルを移動させて所定の変位を生じ、
外部からの衝撃によって前記ムービングコイルに生ずる振動に伴う逆起電力を検出する検出手段と、
前記検出手段によって検出された逆起電力による電流を位相反転する反転手段と、
を具備し、前記位相反転された電流を前記ムービングコイルに加えられる信号電流に重畳して印加し、前記逆起電力による電流を相殺することを特徴とする圧力調整装置に関するものである。
【００１５】
ここで、排気アダプタを備え、前記ノズルフラッパによって設定される入力圧よりも出力圧が高い場合に前記排気アダプタによって排気動作が行なわれてよい。
【発明の効果】
【００１６】
本願の主要な発明は、磁気回路内にムービングコイルを配し、該ムービングコイルに電流を通ずることによってムービングコイルを移動させて所定の変位を生ずるようにしたフォースモータ式変位装置において、外部からの衝撃によってムービングコイルに生ずる振動に伴う逆起電力を検出する検出手段と、検出手段によって検出された逆起電力による電流を位相反転する反転手段と、を具備し、位相反転された電流をムービングコイルに加えられる信号電流に重畳して印加し、逆起電力による電流を相殺するようにしたものである。
【００１７】
従ってこのようなフォースモータ式変位装置によると、外部からの衝撃によってムービングコイルに振動が発生し、これによってムービングコイルが振動を起こした場合には、この振動に伴う逆起電力が検出回路によって検出されるとともに、反転手段によって位相反転されることになり、位相反転された電流がムービングコイルに加えられる信号電流に重畳して印加される。従って逆起電力による電流が上記位相反転された電流と相殺されることになり、このためにムービングコイルは外乱による振動を回避することが可能になる。
【００１８】
圧力調整装置に関する主要な発明は、入力圧を設定するためのノイズフラッパを備え、ノイズフラッパのフラッパを変位させることにより所定の入力圧をノズルの背圧として取出すようにした圧力調整装置において、フラッパを変位させるためのフォースモータを備え、該フォースモータは磁気回路内にムービングコイルを配し、該ムービングコイルに電流を通ずることによってムービングコイルを移動させて所定の変位を生じ、外部からの衝撃によってムービングコイルに生ずる逆起電力を検出する検出手段と、検出手段によって検出された逆起電力による電流を位相反転する反転手段と、を具備し、位相反転された電流をムービングコイルに加えられる信号電流に重畳して印加し、逆起電力による電流を相殺するようにしたものである。
【００１９】
従ってこのような圧力調整装置によると、この圧力調整装置のノイズフラッパのフラッパを変位させるフォースモータのムービングコイルに衝撃によって振動が生じた場合にも、この衝撃による振動に伴う逆起電力を、検出手段によって検出されかつ位相反転された出力によって相殺することが可能になる。従って衝撃の伴う振動の影響を受けることなく、適正な入力圧を設定することが可能になり、このために振動に対して極めて高い耐性を有する圧力調整装置を提供できるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下本願発明を図示の実施の形態によって説明する。図１は本実施の形態の圧力制御装置の全体の構成をブロック図によって示したものである。ここでは、圧力調整手段としてのブースタ１０を備えている。ブースタ１０は、その入力圧をＰｉｎとし、出力圧をＰｏｕｔとし、供給圧をＰｓとした場合に、Ｐｏｕｔ＝Ｋ・Ｐｉｎとなるような出力圧を生ずるようになっている。なおここでＫとして、１〜４程度の乗数が設定される。そしてこのブースタ１０に対して入力圧Ｐｉｎを設定するためのトランスデューサ１１が設けられる。トランスデューサ１１はフォースモータを備える電気圧力トランスデューサである。そしてこのトランスデューサ１１のムービングコイルに対して、加算器１２から指令電流が供給される。一方トランスデューサ１１はそのコイルに生ずる電流を検出する検出回路１３を備え、この検出回路１３の後段には反転回路１４が接続されている。そして反転回路１４の後段にさらに増幅器１７が接続されるとともに、増幅器１７の出力が上記加算器１２の一方の入力端子に供給される。なおこの加算器１２の他方の入力端子には設定信号が供給されるようになっている。
【００２１】
図２は変形例の構成を示している。すなわち図１における反転回路１４を減算器１８の減算動作によって達成するようにしたものである。ここではトランスデューサ１１のコイルに接続される検出回路１３の後段に増幅器１５を接続するとともに、この増幅器１５の出力端を減算器１８のマイナス側の入力端子に供給している。なお減算器１８のプラス側の入力端子には、設定信号が供給される。
【００２２】
図１に示す構成の動作について説明する。図３Ａに示すように、加算器１２の一方の入力端子に所定の変位移動させるためのほぼステップ状の設定信号が加わった場合には、加算器１２の出力にこれに応じた出力が発生する。そしてこのような出力が検出回路１３に入力される。ここで例えば何等かの衝撃が外部から加わった場合には、トランスデューサ１１のコイルが振動を受ける。従ってこのような振動に伴う逆起電力が加算器１２の出力ラインＤに生ずる。このような出力ラインの電流の変化が検出回路１３によって検出される。
【００２３】
検出回路１３は例えばバンドパスフィルタから構成され、上記の振動に伴うムービングコイルの逆起電力による電圧の変動のみを検出する（図３Ｂ参照）。そしてこのような検出回路１３の検出出力を、位相反転回路１４に供給する。従って位相反転回路１４は、検出回路１３の検出出力を位相反転し、これによって反転出力（図３Ｃ参照）を出力する。この値が増幅器１５で設定された倍率で増幅され、加算器１２の他方の入力端子に供給される。
【００２４】
上述の如く、増幅器１５の出力は、上記反転回路１４によって反転された出力を増幅したものである。従って外乱による逆起電力と逆位相の信号が加算器１２に加えられることになり、この加算器１２による加算動作によって、トランスデューサ１１のコイルの逆起電力が相殺されることになる。従って加算器１２の出力Ｄは、上記の外乱に伴うトランスデューサ１１のムービングコイルの逆起電力による電流の影響をほとんど無くした状態で、このトランスデューサ１１のムービングコイルにほぼ正しい指定信号のみを供給することが可能になる。従ってトランスデューサ１１のムービングコイルは、実質的に振動による加速度の影響を受けることがなくなる。
【００２５】
図２に示す構成の場合には、検出回路１３の検出出力を増幅器１５によって増幅するとともに、この増幅器１５の出力を減算器１８のマイナス側の入力端子に供給している。従って減算器１８が上述の相殺の動作を行なうことになり、この場合においても、減算器１８の出力は図３Ｄに示すような、外部からの衝撃によるムービングコイルの逆起電力の影響がない出力となる。従ってこの場合においても、ブースタ１０のトランスデューサ１１には、指令信号がほぼ正しく供給されることになる。
【００２６】
このように本実施の形態のフォースモータ式変位装置は、ムービングコイル型フォースモータによって構成される電気圧力トランスデューサ１１であって、ブースタ１０に対して入力圧Ｐｉｎを印加するようになっている。トランスデューサ１１のコイルに振動が発生して起電力が生じた場合には、この逆起電力を検出回路１３によって検出するとともに、この検出回路１３の検出出力を反転回路１４によって位相反転することによって、加算器１２の出力側で相殺動作が行なわれ、これによってこの加算器１２からは、振動による逆起電力の影響のない指令信号を出力させるようにしている。
【００２７】
加算器１２を経由してトランスデューサ１１のムービングコイルに入力される設定信号は、このムービングコイルが衝撃によって振動して逆起電力を生じない場合には、そのままトランスデューサ１１のコイルに入力される。これに対して外部からの衝撃による加速度の変化によって、ムービングコイルが移動すると、このムービングコイルの移動速度に比例する起電力を生ずる。この起電力を位相反転回路１４で反転するとともに、増幅器１５によって増幅し、加算器１２で加算すると、外乱によって発生するトランスデューサ１１のムービングコイルに発生する逆起電力が相殺されることになり、これによってムービングコイル１１が外部からの衝撃による変位を防止することができるようになる。
【００２８】
このような構成は、フォースモータ型電空レギュレータの、高速、高精度の特徴をそのまま損なうことなく、しかも従来の欠点であった外部の衝撃に伴う加速度の変化による大きなノイズを低減することが可能になる。また図１あるいは図２に示す簡単な回路構成の電気的な回路のみを付加するだけで外乱ノイズによる悪影響を抑えることが可能になり、簡潔な構成と低コストでの高速、高精度の機能達成が可能になる。
【００２９】
次に、上記トランスデューサ１１と、このトランスデューサ１１によって入力圧Ｐｉｎが設定されるブースタ１０の具体的な構成について説明する。図４はこのブースタ１０の構成を示しており、このブースタ１０はベース３１と、ブースタの本体部を構成するバランスブースタ３２と、排気アダプタ３３と、入力信号発生部３４と、フォースモータ３５とを備えている。なおベース３１には供給ポート３６と出力ポート３７とが設けられ、排気アダプタ３３には排気ポート３８が設けられる。
【００３０】
上記ベース３１の供給ポート３６は通路４２からバランスブースタ３２の通路４３、排気アダプタ３３の通路４４、および入力信号発生部３４の通路４５を通して入力信号発生部３４の空間４６に接続されている。また上記ベース３１の出力ポート３７と連通する通路４８はこのベース３１の上面に臨む凹部４９に連通されている。
【００３１】
バランスブースタ３２の下部には凹部５２が形成され、この凹部５２が上記ベース３１の凹部４９と連通される。そして凹部５２内に弁体５３が配されている。弁体５３は中心孔５４の出口側の部分に設けられたシールリングから成るバルブシート５５と接触することによって閉弁動作を行なうようになっている。なお中心孔５４は供給圧が供給される通路４３に横孔５６を介して連通されている。
【００３２】
上記弁体５３は複数の縦方向に延びるロッド５７を介してバランスブースタ３２の上側の凹部５８に配された圧力板５９と連結されるようになっている。圧力板５９はその下面に突部６０を備え、この突部６０が圧力板５９の下側に配された小ダイヤフラム６１を上から押圧するようになっている。小ダイヤフラム６１は中心孔５４と凹部５８との連通を遮断している。また上記バランスブースタ３２の上下の凹部５８、５２は互いに連通路６２によって連通される。
【００３３】
次に排気アダプタ３３の構成について説明する。排気アダプタ３３内にはそのほぼ中心部を縦方向に貫通するように凹部６５が形成され、この凹部６５内に伝達ブロック６６が配される。伝達ブロック６６はその外周側に配されるばね６７によって上方に弾性的に付勢される。そして伝達ブロック６６が排気アダプタ３３の上面に取付けられたダイヤフラム６８の下面を受けるようになっている。
【００３４】
これに対して伝達ブロック６６の下面にはプレート６９が取付けられ、このプレート６９の中心部に形成された筒状ボス７０が伝達ブロック６６の中心孔７１に嵌着されている。なおプレート６９は伝達ブロック６６の中心部を貫通する皿ビス７５によってこの伝達ブロック６６の下面に固着される。そしてプレート６９の中心孔７１はこの伝達ブロック６６の排気孔７２に連通される。またプレート６９と伝達ブロック６６の下面との間には補助ダイヤフラム７３が配される。また補助ダイヤフラム７３にはその中心部に連通孔７４が形成され、この連通孔７４に上記プレート６９の筒状ボス７０が挿入されている。
【００３５】
次に入力信号発生部の構成について説明すると、入力信号発生部３４を構成するブロックには側面に開放された断面が円形の凹部８０が形成され、この凹部８０にはノズル８１の基部８２が嵌着されている。なおノズル８１はこのブロックにばね８３に抗してねじ込まれている。そして基部８２の外周面に形成された一対の周溝に装着されたＯリング８４、８５によって凹部８０がシールされている。
【００３６】
上記ノズル８１の先端部に開放される中心孔８６は基部８２の横孔８７と連通されるとともに、入力信号発生部３４のブロックの通路８８を通してこのブロックの下面の凹部８９に連通される。
【００３７】
フォースモータ３５には、上記ノズル８１の先端部と対向するようにフラッパ９２が配される。フラッパ９２はその外周側に開口９３が形成され、これによってその両面の圧力を等しくしている。フラッパ９２はムービングコイル９４を巻装したボビン９５を備えている。そしてヨーク９６とセンタコア９７とマグネット９８とによって磁気回路が形成され、とくにヨーク９６とセンタコア９７とのエアギャップの部分にムービングコイル９４が配され、このムービングコイル９４に電流を通ずることによって、フラッパ９２を軸線方向に移動させるようにしている。
【００３８】
次に以上のような構成になるこの圧力調整装置の初期調整の動作を説明する。入力信号発生部３４のノズル８１をねじ込み調整し、このノズル８１の先端部とフラッパ９２との間のギャップ調整を行なう。このときのギャップは、ノズル８１の背圧であって凹部８９に生ずる圧力であり、ダイヤフラム６８の上面に加わる入力圧が所定の値となるように調整する。
【００３９】
例えばこの圧力調整装置をｃｈｅｍｉｃａｌ  ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  ｐｏｌｉｓｈｉｎｇのためのパッドに対する圧力調整装置として使用する場合には、出力ポート３７を通してパッドに加えられる圧力が、パッドの重量をキャンセルするような圧力に調整される。このような初期調整が出荷時の０点調整になる。なお出荷時の圧力調整が必ずしもパッドの自重をキャンセルする値でなくてもよく、目的に応じて種々の値が設定可能である。
【００４０】
次に通常の圧力調整の動作を説明する。フォースモータ３５のムービングコイル９４に電流を通ずると、スピーカのボイスコイルの原理と同様の原理によって、ボビン９５が軸線方向の力を受ける。従ってこれにより、ノズル８１の先端部に対するフラッパ９２の距離を調整できる。フラッパ９２のノズル８１に対するギャップを調整することによって、供給圧が印加されているノズル８１の背圧が変化する。背圧は中心孔８６、横孔８７、通路８８、および凹部８９を通してダイヤフラム６８の上面に入力圧あるいは信号圧Ｐｉｎとして印加される。
【００４１】
ここでノズル８１に対してフラッパ９２を近づけるようにムービングコイル９４に電流を通ずると、ノズル８１の背圧であってダイヤフラム６８の上面に加わる圧力が上昇する。従って伝達ブロック６６がダイヤフラム６８によって下方へ押され、ばね６７に抗して下方へ移動する。従ってこの伝達ブロック６６の下部のプレート６９が圧力板５９を下方へ押圧する。従って圧力板５９とロッド５７を介して連結されている下側の弁体５３が下方へ移動し、この弁体５３がバルブシート５５から離間する。
【００４２】
このようにして弁体５３が開かれると、供給ポート３６から通路４２、４３、横孔５６、および中心孔５４を通して凹部５２に供給圧が印加され、この供給圧がさらに連通路６２を通して上側の凹部５８に供給される。従って伝達ブロック６６の下側の補助ダイヤフラム７３に対してその下面に作用する上方への力が増加する。そしてやがて上側のダイヤフラム６８に加わる入力圧による下方への力と上記の補助ダイヤフラム７３に加わる上方への力とがバランスする位置で、弁体５３がバルブシート５４に接触して閉じることになり、ここで供給圧が遮断される。
【００４３】
上記のダイヤフラム６８の上面に作用する入力圧が増加することによる圧力調整動作は、基本的に伝達ブロック６６が下方に移動する動作であって、バランスブースタ３２の圧力板５９の上面をプレート６９が押す動作である。従ってこの動作の際にはプレート６９の筒状ボス７０の中心孔７１が圧力板５９の上面で閉じられており、排気動作が行なわれない。従ってこの圧力調整の動作時には排気ポート３８を通して真空ポンプ側へ空気が流れることはない。
【００４４】
次に減圧動作を説明する。フォースモータ３５のコイル９４に逆方向の電流を通じ、これによってフラッパ９２をノズル８１の先端部から離間させると、このノズル８１の背圧が低下する。従って凹部８９に生ずる入力圧であってダイヤフラム６８の上面に加わる圧力が低下する。従って伝達ブロック６６はばね６７によって上方に移動される。ところが下側の弁体５３がバルブシート５５に着座しており、それ以上に上方へ移動できないために圧力板５９も上方に移動できず、伝達ブロック６６の下面のプレート６９の筒状ボス７０が圧力板５９の上面から離間する。
【００４５】
従って互いに連通路６２によって連通されているバランスブースタ３２の上下の凹部５８、５２内の空気が上記プレート６９の筒状ボス７０の中心孔７１および排気孔７２から凹部６５を通って排気ポート３８側に流れ、排気動作が行なわれる。すると凹部５８内の圧力であって補助ダイヤフラム７３に対して下側から印加される圧力が低下するために、上側のダイヤフラム６８に加わる上方からの圧力と補助ダイヤフラム７３に下方から印加される圧力とがバランスした状態で、再び力が釣合うようになり、このときにプレート６９の筒状ボス７０の中心孔７１が圧力板５９によって閉塞されて排気動作を停止する。
【００４６】
このように図４に示すブースタは、入力圧Ｐｉｎを受けるダイヤフラム６８と、出力圧Ｐｏｕｔを受ける補助ダイヤフラム７３とを備えており、伝達ブロック６６および圧力プレート６９によって対向する力に変換される。Ｐｉｎ＞Ｐｏｕｔの場合には、弁体５３がバルブシート５５から離間してバランスブースタ３２が開放されて供給圧Ｐｓが印加され、これによって出力圧Ｐｏｕｔが上昇される。一方Ｐｉｎ＜Ｐｏｕｔの場合には、排気アダプタ３３の筒状ボス７０が圧力板５９から離れて中心孔が開かれ、これによって排気ポート３８を通して排気されることになり、これによって出力圧Ｐｏｕｔが下降される。何れの場合においても、Ｐｏｕｔ＝Ｋ・Ｐｉｎの状態で、入出力がバランスされるようになる。なおここで比例定数Ｋとして、１〜４倍程度の値が任意に選択されるように設定される。
【００４７】
このように本実施の形態の圧力調整装置は、ムービングコイル型のフォースモータ３５を有する入力信号発生部３４、真空ポンプあるいは真空圧力と接続される排気アダプタ３３、流量増幅を行なうバランスブースタ３２から構成され、これらによって連成型電空レギュレータを構成したものである。
【００４８】
ここでフォースモータ３５と連動する圧力信号発生部３４で発生する入力信号によって、排気アダプタ３３への入力信号圧Ｐｉｎが決定される。排気アダプタ３３には排気ポート３８を通して負圧供給圧力（真空圧）が接続され、この圧力が常にバランス状態にある。また排気アダプタ３３には減算スプリングを構成するばね６７が内蔵され、そのばね力と負圧出力による力とがバランスされており入力圧Ｐｉｎが０の状態で、最大の負圧が出力される。この状態で排気アダプタ３３はバランス状態である。このような状態から入力圧Ｐｉｎが上昇すると、バランスが崩れて新たなバランス状態になるので出力圧Ｐｏｕｔが上昇する。
【００４９】
いま上側のダイヤフラム６８の有効面積をＳ１とし、伝達ブロック６６の下側の補助ダイヤフラム７３の有効面積をＳ２とし、減算スプリングを構成するばね６７のばね力をＦとすると、入力圧Ｐｉｎと出力圧Ｐｏｕｔとは力平衡原理に基いて次の式が成立する。
【００５０】
Ｐｉｎ・Ｓ１−Ｆ＝Ｐｏｕｔ・Ｓ２
ここで上下のダイヤフラム６８、７３の面積を等しくし、Ｓ１＝Ｓ２とすると、真空ポンプの圧力変動が出力ノイズとならず、排気ポート３８と接続される負圧供給圧力（真空圧）の影響を受けなくなる。またＳ１＝Ｓ２とすることによって、上記の式は次のようになる。
【００５１】
Ｐｏｕｔ＝Ｐｉｎ−Ｆ／Ｓ２
この状態では出力側のバルブシート５５および排気側のバルブシートを構成する筒状ボス７０の中心孔７１が何れも遮断状態にあり、真空ポンプと出力圧とは互いに独立の状態になる。
【００５２】
このような圧力調整装置によれば、上述の如く上下のダイヤフラム６８、７３の面積を等しくすることによって、真空ポンプの圧力変動の影響を受けず、出力ノイズが減少する。また真空ポンプと出力ポート３７とは、減圧動作時以外は常に排気通路が閉じて遮断されているために、従来の装置における絞りに相当する固定抵抗が不要になり、圧力降下を高速で行なうことが出来、圧力降下のための時間が短縮される。また真空ポンプは減圧動作時のみしか負荷が加わらないために、真空ポンプの負荷を最小限にしてそのトラブルの発生を防止することが可能になる。
【００５３】
さらに図４に示す構成によれば、圧力板５９の下面の突部６０が小ダイヤフラム６１を押すようになっており、この小ダイヤフラム６１の有効面積をバルブシート５５の有効面積と等しくすることによって、横孔５６から中心孔５４を通して上方に働く力と下方に働く力とが互いにバランスする。従って供給圧の影響を受けなくなり、供給圧が出力圧に対してノイズとならない。
【００５４】
以上本願発明を図示の実施の形態によって説明したが、本願発明は上記実施の形態によって限定されることなく、本願発明の技術的思想の範囲内において各種の変更が可能である。例えば上記実施の形態におけるトランスデューサ１１と接続されるブースタ１０の構成については、各種の設計変更が可能であり、必ずしも排気アダプタ３３を備えるブースタに限られることなく、各種のブースタ、その他の圧力変換装置に広く利用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５５】
本願発明は、レーザ加工機のアシストガスの供給制御、救急車用呼吸器のガスの供給圧の制御、プレス機械のバランス圧力調整等のような、加速度の変化が大きな場所での精密圧力制御に広く利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明の一実施の形態に係るフォースモータ式変位装置の構成を示すブロック図である。
【図２】変形例に係るフォースモータ式変位装置の構成を示すブロック図である。
【図３】外部からの衝撃を伴う逆起電力の相殺の動作を示すグラフである。
【図４】トランスデューサによって入力圧が制御されるブースタの具体的な構成を示す縦断面図である。
【図５】従来の耐振型電空レギュレータの構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００５７】
１０  ブースタ
１１  トランスデューサ
１２  加算器
１３  検出回路
１４  反転回路
１５  増幅器
１８  減算器
３１  ベース
３２  バランスブースタ
３３  排気アダプタ
３４  入力信号発生部
３５  フォースモータ
３６  供給ポート
３７  出力ポート
３８  排気ポート
４２〜４５  通路
４６  空間
４８  通路
４９  凹部
５２  凹部
５３  弁体
５４  中心孔
５５  バルブシート（シールリング）
５６  横孔
５７  ロッド
５８  凹部
５９  圧力板
６０  突部
６１  小ダイヤフラム
６２、６３  連通路
６５  凹部
６６  伝達ブロック
６７  ばね
６８  ダイヤフラム
６９  プレート
７０  筒状ボス
７１  中心孔
７２  排気孔
７３  補助ダイヤフラム
７４  連通孔
７５  皿ビス
８０  凹部
８１  ノズル
８２  基部
８３  ばね
８４、８５  Ｏリング
８６  中心孔
８７  横孔
８８  通路
８９  凹部
９２  フラッパ
９３  開口
９４  ムービングコイル
９５  ボビン
９６  ヨーク
９７  センタコア
９８  マグネット
１０５  ブースタ
１０７  電磁弁（入力側）
１０８  電磁弁（排気側）
１０９  大気開放
１１０  制御回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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