JP2008014817A

JP2008014817A - 圧力発生装置

Info

Publication number: JP2008014817A
Application number: JP2006186743A
Authority: JP
Inventors: Shozo Miyazaki; 詔三宮崎; Masaaki Imai; 政明今井
Original assignee: Nagano Keiki Co Ltd
Current assignee: Nagano Keiki Co Ltd
Priority date: 2006-07-06
Filing date: 2006-07-06
Publication date: 2008-01-24

Abstract

【課題】簡単な構成で、精度よく圧力を制御する圧力発生装置を提供すること。
【解決手段】圧力発生装置の圧力発生装置本体２００は、作業流体が収納されたシリンダ２２１の内部にピストン２２４が進退可能に設けられた圧力発生部２２０と、この圧力発生部２２０のピストン２２４に連結される可動板２１０と、電空変換器から導入される空気により可動板２１０に連結される押出ピストン２３２を進退させるエアシリンダ２３０と、モータに駆動されて可動板２１０に連結可能な進退軸を備えた駆動部２４０と、を具備した。
【選択図】図２

Description

圧力を発生する圧力発生装置に関する。

従来、所定の圧力を発生させて出力する圧力発生装置を備え、この圧力発生装置から発生した圧力により例えば圧力センサなどの圧力測定器を検査する装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

この特許文献１に記載のものは、オイルタンクおよび油圧ポンプを備えた圧力源と、この圧力源に接続されるメカニカルサーボバルブと、このメカニカルサーボバルブに接続されるとともに、メカニカルサーボバルブを軸心方向が平行に設けられる給圧シリンダとを備えた加圧装置である。この加圧装置では、メカニカルサーボバルブの軸心上に設けられるとともに、給圧シリンダとの接続を開閉する弁体に接続される操作ロッド部と、給圧シリンダの軸心上に設けられてシリンダ内のピストンに接続されたピストンロッドと、をバランスリンク部でリンクさせる。このような加圧装置では、操作ロッド部を例えば下方に移動させると、弁体も下方に移動し、メカニカルサーボバルブから給圧シリンダ内にオイルが供給され、これに応じてピストンが上昇する。このピストンの上昇により所定の圧力が出力される。そして、ピストンが上昇することでバランスリンク部により連結された操作ロッド部も上昇し、再び弁体によりメカニカルサーボバルブと給圧シリンダとが遮断される構成が採られている。

特許第２７０６９６６号公報

ところで、特許文献１のような従来の加圧装置では、オイルタンクから供給されるオイルを油圧ポンプにより供給する圧力源を利用している。このような圧力源では、オイルタンクなどを設ける必要があるため、装置が大型化してしまうという問題が挙げられる。また、高圧下においてピストンの移動量を厳密に制御することが困難であるため、高圧下における加圧精度が低下してしまうおそれがあるという問題が挙げられる。

本発明では、簡単な構成で、小型で、精度よく圧力を制御する圧力発生装置を提供することを目的とする。

本発明の圧力発生装置は、作動流体が収納されたシリンダの内部にピストンが進退可能に設けられ、このピストンの進退により圧力を発生させる圧力発生部と、前記ピストンの一端部に連結される可動板と、前記可動板に連結される可動連結部を備え、内部に空気が導入されることで前記可動連結部が前記ピストンの進退方向に進退して前記可動板を進退させるエアシリンダと、前記ピストンの進退方向に進退可能に設けられるとともに、先端部が前記可動板に連結可能に設けられる進退軸、およびこの進退軸を進退させるモータを備えた駆動部と、を具備したことを特徴とする。
この発明によれば、圧力発生装置は、作業流体が収納されたシリンダの内部にピストンが進退可能に設けられた圧力発生部と、この圧力発生部のピストンに連結される可動板と、空気が導入されることで可動板に連結される可動連結部を進退させ、可動板を進退させるエアシリンダと、モータを駆動させることで可動板に連結可能な進退軸を進退させる可動部と、を備えている。これにより、可動板を進退させることで圧力発生部のピストンを進退させることができ、このピストンの進退により進退移動量に応じた圧力を発生させることができる。この時、エアシリンダにてある程度可動板を進退させた後、駆動部のモータを駆動させて進退軸を進退させることで、可動板を精度よく移動させることができる。
したがって、ピストンの移動量を微調整することができ、発生する圧力も微調整できるので、所望の圧力を精度よく発生させることができる。また、可動板を移動させるために、空気を導入することで可動板連結部を進退させるエアシリンダを用いているため、従来の油圧式圧力発生装置のような油圧ポンプ、オイルタンクなどといった構成が不要となり、圧力発生装置の構成を簡単にし、小型化を図ることができる。

本発明の圧力発生装置では、前記進退軸は、前記可動板から離反可能に設けられ、前記進退軸が前記可動板に当接したことを検知する検知センサを備えることが好ましい。
この発明によれば、進退軸が可動板に当接したことを検知する検知センサが設けられている。これにより、検知センサにて進退軸が可動板に当接したことを検知し、この位置を基本位置として進退軸を進退させることで可動板をより正確に進退させることができる。したがって、圧力発生部にて発生させる圧力をより精密に調整することができる。

本発明では、前記エアシリンダは、複数設けられることが好ましい。
この発明によれば、複数本のエアシリンダで可動板を進退させているため、例えば可動板が圧力発生部のピストンに対して傾斜することがなく、ピストンが可動板に直交する状態を維持することができる。したがって、ピストンの移動量を正確にでき、圧力発生部からより精密に圧力を発生させることができる。

この時、本発明では、前記エアシリンダは、前記圧力発生部を挟む位置にそれぞれ少なくとも１つずつ設けられることが好ましい。
この発明では、エアシリンダが圧力発生部を挟んで少なくとも１つ以上設けられているので、可動板と圧力発生部のピストンとを直交する状態に確実に維持することができ、より正確にピストンを移動させることができる。

本発明では、前記エアシリンダは、前記可動板を該エアシリンダ側に付勢させる方向に圧力を印加する減圧弁を備えることが好ましい。
この発明によれば、減圧弁は、可動板をエアシリンダ側に付勢する方向に圧力を印加している。これにより、エアシリンダは、圧力発生部の圧力発生に対して抗することができる。したがって、圧力発生部にこのような圧力発生に抗する力を発生させる構成が不要であるため、圧力発生部を小型化することができる。さらに、圧力発生部での圧力制御が容易になり、広い圧力範囲を精度良く制御することが可能となる。さらには、例えば進退軸による可動板の位置調整時に、可動板をシリンダから離れる方向に移動しすぎた場合でも、進退軸を後退させることで容易に可動板をシリンダに近接する方向に移動させることができる。

［圧力制御装置の構成］
以下、本発明の一実施の形態に係る圧力制御装置を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の一実施の形態に係る圧力制御装置の概略を模式的に示すブロック図である。図２は、本実施の形態の圧力発生装置本体の平面図である。図３は、圧力発生装置本体の正面図である。図４は、図３におけるIV-IV線にて断面した状態での圧力発生装置本体の側断面図である。図５は、図３におけるV-V線にて断面した状態での圧力発生装置本体の側断面図である。

図１において、１００は、圧力制御装置であり、この圧力制御装置１００は、所定の圧力を発生させて出力部２６０から出力させる装置である。この圧力制御装置１００は、例えば出力部２６０から出力される基準圧力に基づいて圧力センサなどの圧力測定装置を検査する検査補助装置、圧力室などに正確な圧力を与えるための圧力付与装置など、精密な圧力を設定するための装置として利用される。そして、この圧力制御装置１００は、圧力発生装置１１０と、制御装置１２０と、などを備えている。

圧力発生装置１１０は、制御装置１２０から入力される信号に基づいて、所定の圧力を発生させて出力部２６０から出力させる装置である。そして、圧力発生装置１１０は、図１に示すように、圧力発生装置本体２００と、作動流体供給手段２５０と、出力部２６０と、などを備えている。

圧力発生装置本体２００は、図１ないし図５に示すように、互いに平行して設けられるエアシリンダ設置板２０１、固定板２０２、および可動板２１０を備えている。
エアシリンダ設置板２０１は、固定板２０２に対向する面から反対側面に貫通する圧力発生部挿通孔２０１Ａ、および駆動部挿通孔２０１Ｂを備えている。
固定板２０２は、エアシリンダ設置板２０１に向かって立設される複数の連結棒２０３を備えている。そして、この連結棒２０３のエアシリンダ設置板２０１側の端部をエアシリンダ設置板２０１に例えばボルト締めなどにより固定することで、エアシリンダ設置板２０１と固定板２０２とは、互いに連結固定されている。また、固定板２０２は、可動板２１０に対向する面からエアシリンダ設置板２０１に対向する面に貫通する圧力発生部固定挿通孔２０２Ａと、駆動部固定挿通孔２０２Ｂとを備えている。

可動板２１０は、例えば金属板などにより形成され、図３に示すように、ピストン固定孔２１１と、一対のエアシリンダ軸固定孔２１２と、駆動軸挿通孔２１３とが固定板２０２に対向する面から反対側面に貫通して設けられている。ピストン固定孔２１１および一対のエアシリンダ軸固定孔２１２は、略一直線上に並列して形成されている。また、ピストン固定孔２１１は、一対のエアシリンダ軸固定孔２１２の間で、これらのエアシリンダ軸固定孔２１２から等距離となる位置に形成されている。駆動軸挿通孔２１３は、ピストン固定孔２１１および一対のエアシリンダ軸固定孔２１２を結ぶ直線の、ピストン固定孔２１１を通る垂線上に形成されている。
また、可動板２１０は、駆動軸挿通孔２１３の近傍に検知センサ２１４を備えている。この検知センサ２１４は、センサ本体２１４Ａと、駆動軸挿通孔２１３を覆う状態に配置されるセンサ片２１４Ｂとを備えている。そして、この検知センサ２１４は、後述の進退軸２４２が可動板２１０に当接したか否かを検知するセンサである。具体的には、検知センサ２１４は、センサ本体２１４Ａにて、進退軸２４２の先端部が駆動軸挿通孔２１３に挿通されてセンサ片２１４Ｂに当接したことを検知し、所定の検知信号を制御装置１２０に送信する。

そして、圧力発生装置本体２００は、固定板２０２に固定される圧力発生部２２０と、エアシリンダ設置板２０１に固定される一対のエアシリンダ２３０と、固定板２０２に固定される駆動部２４０と、を備えている。

圧力発生部２２０は、略筒状のシリンダ２２１と、シリンダ２２１の両端部に設けられる第一閉塞部２２２および第二閉塞部２２３と、シリンダ２２１に挿通されるピストン２２４と、を備えている。

シリンダ２２１は、エアシリンダ設置板２０１の圧力発生部挿通孔２０１Ａの径寸法および固定板２０２の圧力発生部固定挿通孔２０２Ａの径寸法と略同一径寸法に形成されている。また、シリンダ２２１は、外周面に径方向に突出するフランジ部２２１Ａを有している。このフランジ部２２１Ａは、固定板２０２の圧力発生部固定挿通孔２０２Ａの径寸法よりも大きい径寸法に形成されている。そして、シリンダ２２１は、固定板２０２の圧力発生部固定挿通孔２０２Ａにエアシリンダ設置板２０１側から挿通されて、フランジ部２２１Ａを固定板２０２に例えばボルト締めなどにより固定することで、固定板２０２に固定される。

また、シリンダ２２１の内周部には、作動流体供給手段２５０から供給される作動流体が充填されている。このシリンダ２２１の内周部は、径寸法が大きい大径内周部２２１Ｂと、大径内周部２２１Ｂより径寸法が小さい小径内周部２２１Ｃと、を備えている。そして、大径内周部２２１Ｂは、ピストン２２４の後述する押圧軸２２４Ｃが挿通され、この押圧軸２２４Ｃがシリンダ２２１の軸心上を進退することで、シリンダ２２１の内周部の作動流体が押圧される。また、小径内周部２２１Ｃには、シリンダ２２１の内部と外部とを連通する第一連通孔２２１Ｄ、第二連通孔２２１Ｅが設けられている。

さらに、シリンダ２２１の内周部の両端部には、それぞれ第一シール部材２２１Ｇおよち第二シール部材２２１Ｈが設けられている。第一シール部材２２１Ｇは、シリンダ２２１の可動板２１０側に近接する一端部に設けられている。この第一シール部材２２１Ｇは、シリンダ２２１の小径内周部２２１Ｃとピストン２２４のピストン軸２２４Ａとの間、および小径内周部２２１Ｃと第一閉塞部２２２との間をシールする。一方、第二シール部材２２１Ｈは、シリンダ２２１のエアシリンダ設置板２０１に近接する一端部に設けられている。この第二シール部材２２１Ｈは、シリンダ２２１の大径内周部２２１Ｂとピストン２２４の押圧軸２２４Ｃとの間、および大径内周部２２１Ｂと第二閉塞部２２３との間をシールする。

第一閉塞部２２２は、上述したように、シリンダ２２１の可動板２１０側の一端部に設けられている。この第一閉塞部２２２は、例えばボルト締めなどによりシリンダ２２１に固定されている。また、第一閉塞部２２２は、シリンダ２２１の軸心上に、ピストン２２４のピストン軸２２４Ａを挿通するピストン軸孔２２２Ａが形成されている。このピストン軸孔２２２Ａは、ピストン２２４のピストン軸２２４Ａの径寸法と略同一径寸法に形成され、ピストン軸２２４Ａの外周面が摺接される状態で、このピストン軸２２４Ａを挿通している。

第二閉塞部２２３は、上述したように、シリンダ２２１のエアシリンダ設置板２０１側の一端部に設けられている。この第二閉塞部２２３は、例えばボルト締めなどによりシリンダ２２１に固定されている。また、第二閉塞部２２３は、シリンダ２２１の軸心上に、ピストン２２４の押圧軸２２４Ｃを挿通する押圧軸孔２２３Ａが形成されている。この押圧軸孔２２３Ａは、押圧軸２２４Ｃの径寸法と略同一径寸法に形成され、押圧軸２２４Ｃの外周面が摺接される状態で、この押圧軸２２４Ｃを挿通している。

ピストン２２４は、互いに同軸となるピストン軸２２４Ａおよび押圧軸２２４Ｃを備えている。そして、ピストン２２４は、前記したように、ピストン軸２２４Ａが第一閉塞部２２２のピストン軸孔２２２Ａから挿通され、押圧軸２２４Ｃが第二閉塞部２２３の押圧軸孔２２３Ａから挿通される状態で、シリンダ２２１内に格納されている。ここで、ピストン軸２２４Ａは、シリンダ２２１の小径内周部２２１Ｃよりも小さい径寸法に形成されている。これにより、小径内周部２２１Ｃとピストン軸２２４Ａとの間に作動流体が流通可能となり、第一連通孔２２１Ｄ、第二連通孔２２１Ｅが閉塞されず、大径内周部２２１Ｂおよび小径内周部２２１Ｃと連通可能となる。また、押圧軸２２４Ｃは、大径内周部２２１Ｂよりも小さい径寸法で、かつ小径内周部２２１Ｃよりも大きい径寸法に形成されている。これにより、押圧軸２２４Ｃは、シリンダ２２１内の大径内周部２２１Ｂ内に移動範囲が規制される。
また、ピストン軸２２４Ａの可動板２１０側の端部には、可動板２１０のピストン固定孔２１１の径寸法と略同一径寸法となる可動板接続部２２４Ｂが設けられている。この可動板接続部２２４Ｂが可動板２１０のピストン固定孔２１１に挿通されて、例えばボルト締めなどにより固定されている。これにより、可動板２１０がピストン２２４の軸心方向に進退移動することで、ピストン２２４も連動して進退移動し、押圧軸２２４Ｃにてシリンダ２２１内の作動流体を押圧することが可能となる。

エアシリンダ２３０は、エアシリンダ設置板２０１に例えばボルト締めなどにより固定される。この時、一対のエアシリンダ２３０は、圧力発生部２２０のシリンダ２２１を挟み込み、ピストン２２４の軸心と一対のエアシリンダ２３０の軸心との距離が同一距離となり、かつ、これらの軸心が互いに平行で同一平面上と配置されるように設置される。
このエアシリンダ２３０は、内部に空気を導入可能なエアシリンダ本体２３１と、このエアシリンダ本体２３１に挿通される可動連結部としての押出ピストン２３２とを備えている。押出ピストン２３２の可動板２１０側の端部は、可動板２１０のエアシリンダ軸固定孔２１２に挿通され、例えばボルト締めなどにより固定されている。
また、エアシリンダ２３０のエアシリンダ本体２３１には、図示しない２つの空気導入孔が設けられている。このうち一方の空気導入孔は、空気導入管２３３（図１参照）を介して電空変換器２３４（図１参照）に接続されている。この電空変換器２３４は、制御装置１２０に電気的に接続されており、制御装置１２０から入力される信号に基づいて、所定の圧力の空気を、空気導入管２３３を介して空気導入孔からエアシリンダ本体２３１の内部に導入する。
また、２つの空気導入孔のうち他方の空気導入孔は、減圧管２３５（図１参照）を介して減圧弁２３６（図１参照）に接続されている。この減圧弁２３６は、リリーフ付圧力調整弁であり、エアシリンダ２３０内部の空気の圧力を一定の所定圧力（例えば０．０８ＭＰａの圧力）に調整して出力させる。すなわち、減圧弁２３６は、押出ピストン２３２に固定された可動板２１０をエアシリンダ２３０側に付勢する所定圧力をエアシリンダ本体２３１の内部に印加している。これにより、エアシリンダ２３０を減圧側に動かして可動板２１０をエアシリンダ２３０側に移動させる場合に、圧力発生部２２０の発生圧力が小さく、圧力発生部２２０による可動板２１０の移動が不安定な場合でも、確実にエアシリンダ２３０により可動板２１０を減圧側に移動させることができる。

駆動部２４０は、モータ２４１と、進退軸２４２と、ギア部２４３と、ケース２４４とを備えている。
モータ２４１は、制御装置１２０に電気的に接続され、制御装置１２０から供給される電力により、制御装置１２０から入力される信号に応じて図示しない軸部を回転駆動させる。このモータ２４１は、ギア部２４３に固定されており、ギア部２４３に設けられる図示しない複数のギアを介して進退軸２４２に駆動力を伝達する。

進退軸２４２は、ギア部２４３およびケース２４４に、軸心方向に沿って進退可能に保持されている。この進退軸２４２は、前記したように、モータ２４１から伝達される駆動力により進退される。すなわち、進退軸２４２は、外周面にスクリューが形成され、このスクリューが、ギア部２４３に設けられる図示しないハスバ歯車に係合している。そして、モータ２４１が駆動すると、ギア部２４３のハスバ歯車が回転駆動し、進退軸２４２が軸心方向に進退する。
また、進退軸２４２の可動板２１０側の端面には、可動板２１０の駆動軸挿通孔２１３に挿通可能な連結挿通軸２４２Ａが突出して設けられている。この連結挿通軸２４２Ａは、進退軸２４２の端部から先端部までの長さが、可動板２１０の固定板２０２側面から検知センサ２１４のセンサ片２１４Ｂまでの長さ寸法と略同一寸法に形成されている。そして、進退軸２４２の端面が可動板２１０の固定板２０２側の面に当接すると、連結挿通軸２４２Ａが駆動軸挿通孔２１３を挿通して検知センサ２１４のセンサ片２１４Ｂに当接する。

ギア部２４３には、モータ２４１およびケース２４４が固定されている。また、ギア部２４３は、固定板２０２に例えばボルト締めなどにより固定されている。この時、ギア部２４３は、進退軸２４２を固定板２０２の駆動部固定挿通孔２０２Ｂに挿通させた状態で、かつケース２４４をエアシリンダ設置板２０１の駆動部挿通孔２０１Ｂに挿通した状態で固定される。また、このギア部２４３は、上記したように進退軸２４２を進退可能に保持する。さらに、ギア部２４３は、上記したように、内部に複数の図示しないギア、および進退軸２４２に係合する図示しないハスバ歯車を有し、モータ２４１から伝達される駆動力をこれらのギアおよびハスバ歯車を介して進退軸２４２に伝達する。

ケース２４４は、上記したように、進退軸２４２を進退可能に保持する。

作動流体供給手段２５０は、作動流体が収納されるタンク２５１を備えている。この作動流体としては、例えばオイル、水など、いかなる流体を用いてもよい。このタンク２５１には、作動流体供給管２５２が接続されている。そして、タンク２５１は、この作動流体供給管２５２を介して圧力発生部２２０のシリンダ２２１の第二連通孔２２１Ｅに接続されている。また、この作動流体供給管２５２には、逆止弁２５３が設けられ、シリンダ２２１内からの作動流体の逆流を防止している。これにより、シリンダ２２１の内部の作動流体が所定の圧力以下となると、作動流体供給手段２５０から作動流体がシリンダ２２１内に導入される。

出力部２６０は、出力口２６１と、圧力センサ２６２とを備えている。
出力口２６１は、出力管２６３を介してシリンダ２２１の第一連通孔２２１Ｄに接続されている。そして、可動板２１０が移動して押圧軸２２４Ｃにより作動流体が押圧されると、第一連通孔２２１Ｄから出力口２６１に所定圧力の作動流体が出力される。この出力口２６１には、例えば圧力センサなどの圧力測定器に接続される。すなわち、出力口２６１は、制御装置１２０にて設定した設定圧力に基づいて、圧力発生装置本体２００から正確な圧力が出力される。このため、この出力口２６１に上記のように圧力測定装置を接続して、この圧力測定装置が示す圧力値と、制御装置１２０にて設定した圧力値とを比較することで、圧力測定装置の精度検査を実施することが可能となる。また出力口２６１に接続されるものとして、上記のような圧力測定装置に限らず、例えば出力口２６１に正確な圧力設定が必要な実験用圧力室などを接続する構成としてもよい。
さらに、出力管２６３には、返送管２６５が接続されている。この返送管２６５は、返送バルブ２６６を介して作動流体供給手段２５０のタンク２５１に接続されている。そして、返送バルブ２６６を開状態とすることで、出力管２６３内のオイルをタンク２５１に返送することが可能となり、出力管２６３内の圧力を大気開放でき、また、オイルを再利用することが可能となる。また、返送バルブ２６６が閉状態の場合、可動板２１０が圧力発生部２２０側に移動した際に出力部２６０からのオイルを再びシリンダ２２１内に戻して出力部２６０の圧力を減圧することができる。
なお、返送バルブ２６６は、制御装置１２０に電気的に接続され、制御装置１２０から入力される信号に応じて開閉状態を変化させる構成としてもよい。

圧力センサ２６２は、出力部２６０に出力される作動流体の圧力を測定する。また圧力センサ２６２は、制御装置１２０と電気的に接続されており、測定した出力口２６１の圧力を電気信号に変換して制御装置１２０に出力する。

制御装置１２０は、図１に示すように、制御部１２１と、電源部１２３と、操作部１２２と、などを備えている。

制御部１２１は、圧力発生装置１１０、電源部１２３および操作部１２２と電気的に接続され、圧力発生装置１１０に所定の圧力を発生する旨の信号を出力する。具体的には、制御部１２１は、圧力センサ２６２から入力された信号に基づいて、図示しない表示手段に出力部２６０から出力された圧力や、現在の出力部の圧力を表示させる制御をする。
さらに、制御部１２１は、操作部１２２から入力された操作信号に基づいて、設定圧力を認識し、圧力発生装置１１０に圧力を発生させる旨の信号を出力する。具体的には、制御装置１２０は、エアシリンダ２３０の電空変換器２３４の動作を制御し、押出ピストン２３２を所定量進退させて可動板２１０を移動させる制御をする。そして、駆動部２４０のモータ２４１を駆動させて進退軸２４２を可動板２１０側に移動させる制御をする。また、制御部１２１は、検知センサ２１４から入力される信号に基づいて、可動板２１０に進退軸２４２の端面が当接したことを認識すると、例えば操作部１２２から設定入力された設定圧力に基づいて進退軸２４２を微調整する。すなわち、圧力センサ２６２から入力される信号に基づいて、現在出力部２６０にて出力されている圧力を認識し、この圧力が設定圧力と一致するように進退軸２４２微小量進退移動させる。

操作部１２２は、制御部１２１に電気的に接続されている。操作部１２２は、例えばキーボード、マウス、操作ボタン、操作つまみなどの操作手段を備え、この操作手段が利用者により操作されることで、制御部１２１に操作に応じた信号を出力する。この信号としては、例えば圧力発生装置から圧力を発生させる旨の信号、発生させる圧力値に関する信号などが挙げられる。なお、操作部１２２の操作手段として、表示装置を備え、この表示装置の所定位置に触れることで所定の信号が出力される、いわゆるタッチパネルなどを用いる構成としてもよく、その他いずれの構成としてもよい。

電源部１２３は、制御部１２１、操作部１２２、および圧力発生装置１１０の（駆動部）の（モータ）に電気的に接続され、それぞれに所定の電力を供給している。

〔圧力制御装置の動作〕
次に上記のような圧力制御装置１００の動作を説明する。

まず、制御装置１２０の操作部１２２の例えば電源スイッチが押下されることで、圧力制御装置１００の電源部１２３から制御部１２１、および圧力発生装置１１０に電力が供給される。そして、操作部１２２が操作されて、圧力発生装置１１０にて所定の設定圧力を発生させる旨の信号が制御部１２１に入力されると、制御部１２１は、この設定圧力を圧力発生装置１１０に発生させる制御をする。

具体的には、制御部１２１は、圧力センサ２６２から入力される信号に基づいて、出力部２６０の圧力を認識する。そして、制御部１２１は、設定圧力と現在の出力部２６０の圧力との差を演算し、設定圧力を出力するために必要な可動板２１０の移動量を演算する。この後、制御部１２１は、電空変換器２３４に、前記演算した可動板２１０の移動量に対応する圧力信号を出力し、エアシリンダ本体２３１の内部に所定圧力の空気を導入させる制御をする。これにより、エアシリンダ２３０の押出ピストン２３２が可動板２１０を押し上げ、可動板２１０に連結されるピストン２２４も移動して押圧軸２２４Ｃがシリンダ２２１の大径内周部２２１Ｂの作動流体が押圧されて出力部２６０に出力される。ここで、制御部１２１は、圧力センサ２６２から入力される信号に基づいて現在の出力部２６０の圧力を認識し、出力部２６０における圧力が設定圧力近傍となるように、エアシリンダ２３０にて可動板２１０を移動させる。例えば設定圧力が１０ＭＰａである場合、制御部１２１は、出力部２６０における圧力が、（設定圧力−１）ＭＰａ、すなわち９ＭＰａとなるように電空変換器２３４を制御して可動板２１０を移動させる。

この後、制御部１２１は、駆動部２４０のモータ２４１を駆動させて、進退軸２４２を可動板２１０に向かって移動させる。そして、進退軸２４２の連結挿通軸２４２Ａが可動板２１０の駆動軸挿通孔２１３に挿通されて、連結挿通軸２４２Ａの先端部が検知センサ２１４のセンサ片２１４Ｂに当接すると、検知センサ２１４のセンサ本体２１４Ａから制御装置１２０に信号が出力される。制御部１２１は、この信号を入力すると、進退軸２４２の精密移動処理を実施する。すなわち、制御部１２１は、圧力センサ２６２から出力される信号に基づいて、現在の出力部２６０の圧力を認識し、この圧力が設定圧力と一致するように進退軸２４２を微小量ずつ進退させる。例えば、上記のように、設定圧力が１０ＭＰａであり、エアシリンダ２３０の駆動により出力部２６０に９ＭＰａの圧力が出力されている場合、制御部１２１は、モータ２４１を駆動させて進退軸２４２の端面で可動板２１０を押し込み、出力部２６０の出力値が１０ＭＰａとなるように、１ＭＰａ分だけ可動板２１０をシリンダ２２１から離隔する方向に移動させる。

この後、制御部１２１は、圧力センサ２６２から入力させる信号に基づいて、出力部２６０の圧力と設定圧力とが一致したことを認識すると、モータ２４１の駆動を停止し、可動板２１０の移動を停止させる。これにより、出力部２６０の出力口２６１から操作部１２２にて設定入力された設定圧力と同値となる圧力が出力される。この時、エアリシンダ２３０の減圧弁２３６により可動板２１０がエアシリンダ２３０側に付勢されているので、可動板２１０と進退軸２４２が離隔することがなく、また、可動板２１０により進退軸２４２のガタツキや振動などによる変位を防止できるため、出力部２６０から正確な圧力を出力することが可能となる。

〔実施の形態の作用効果〕
上述したように、上記のような圧力制御装置１００の圧力発生装置１１０は、作業流体が収納されたシリンダ２２１の内部にピストン２２４が進退可能に設けられた圧力発生部２２０と、この圧力発生部２２０のピストン２２４に連結される可動板２１０と、電空変換器２３４から導入される空気により可動板２１０に連結される押出ピストン２３２を進退させるエアシリンダ２３０と、モータ２４１に駆動されて可動板２１０に連結可能な進退軸２４２を備えた駆動部２４０とを備えている。このため、エアシリンダ２３０である程度可動板２１０を移動させた後、駆動部２４０の進退軸２４２で可動板２１０を精度よく移動させることができる。したがって、ピストン２２４の移動量を微調整することができるので、正確な圧力を出力部２６０に出力させることができる。エアシリンダ２３０およびモータ２４１により可動板２１０を移動させているため、構成が簡単となり、圧力発生装置１１０の小型化を図ることができる。また、高圧下においても、モータ２４１を駆動させて進退軸２４２を確実に進退移動させることができ、可動板２１０もこの進退軸２４２の移動に応じて正確に移動させることができるので、精度よく所定の圧力を出力することができる。

また、進退軸２４２の可動板２１０側の端面には連結挿通軸２４２Ａが突出形成されており、可動板２１０の駆動軸挿通孔２１３近傍には、この連結挿通軸２４２Ａが挿通されて進退軸２４２が可動板２１０に当接したことを検知する検知センサ２１４が設けられている。このため、この検知センサ２１４にて進退軸２４２が可動板２１０に当接したことを検知することができ、この位置を基本位置として進退軸２４２を微調整して進退させることで、可動板２１０をより正確に進退移動させることができる。したがって、圧力発生部２２０にて発生させる圧力をより精密に調整することができる。

さらに、エアシリンダ２３０は、圧力発生部２２０を挟んで一対設けられている。このため、ピストン２２４のピストン軸２２４Ａと可動板２１０との連結角度を直角にすることができ、この角度を維持したまま可動板２１０を進退移動させることができる。したがって、ピストンの移動量が正確になり、圧力発生部２２０から発生する圧力を正確に制御することができる。

そして、エアシリンダ２３０は、減圧弁２３６を備え、この減圧弁２３６は、エアシリンダ本体２３１の内部を所定圧力に調整している。このため、押出ピストン２３２がエアシリンダ本体２３１内部に没入する方向に付勢されるので、可動板２１０もシリンダ２２１に近接する方向に付勢される。したがって、圧力発生部２２０側に可動板２１０を常に付勢させて接触させることができるので、例えばエアシリンダ２３０を減圧側に移動させる場合に、圧力発生部２２０での発生圧力が小さくても確実に可動板２１０を圧力発生部２０に付勢して接触させることができ、広い圧力範囲の圧力制御を精度良く実施することができる。また、圧力発生部２２０の発生圧力に対してエアシリンダ２３０にて抗することができ、可動板２１０を圧力発生部２２０側に付勢する他の構成が不要となるため、構成を簡単にできる。

さらに、作動流体供給手段２５０の作動流体供給管２５２は、逆止弁２５３を備えているため、シリンダ２２１内の作動流体の圧力が所定値以下となった場合に、自動的に作動流体供給管２５２からシリンダ２２１内に作動流体を供給することができる。また、シリンダ２２１内の作動流体が作動流体供給管２５２側に逆流することがないので、作動流体の逆流による圧力低下などを防止できる。

そして、制御部１２１は、圧力センサ２６２から送信される信号に基づいて出力部２６０の圧力を認識し、この圧力を設定圧力に一致させるように、駆動部２４０を駆動しているので、出力部２６０に設定圧力と一致する圧力を正確に出力することができる。

また、第一シール部材２２１Ｇおよび第二シール部材２２１Ｈにより、シリンダ２２１と、ピストン軸２２４Ａ、押圧軸２２４Ｃ、第一閉塞部２２２、および第二閉塞部２２３と、がシールされている。このため、高圧下においてもシリンダ２２１内の作動流体が漏れたりすることがなく、高圧化においても正確な圧力を出力することができる。

［他の実施の形態］
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。

例えば、上記実施の形態においてシリンダ２２１内に導入する作動流体として、オイル、水などの液体を例示したが、空気などの気体を用いてもよい。この構成では、作動流体供給手段２５０のタンク２５１が不要となるため、さらに構成を簡単にでき、小型化を図ることができる。

そして、上記実施の形態では、作動流体供給手段２５０のタンク２５１から圧力発生部２２０に作動流体を供給し、逆止弁２５３により圧力発生部２２０からの作動流体の逆流を防止する構成としたが、これに限らない。例えば、図６に示すような構成であってもよい。すなわち、図６における圧力発生装置１１０Ａは、圧力発生装置本体２００と、作動流体供給手段２５０Ａと、出力部２６０とを備えている。なお、図６において、上記実施の形態と同様の構成には同符号を付し、その説明を簡略もしくは省略する。

この圧力発生装置１１０Ａでは、作動流体供給手段２５０Ａは、タンク２５１と、作動流体供給シリンダ２５４と、シリンダ作動部２５５と、などを備えている。
タンク２５１は、第一供給管２５１Ａにより作動流体供給シリンダ２５４の一端部に接続されている。また、作動流体供給シリンダ２５４は、第一供給管２５１Ａが接続される一端部に、作動流体供給管２５２が接続されている。
そして、第一供給管２５１Ａには、タンク２５１から作動流体供給シリンダ２５４に供給される作動流体のタンク２５１への逆流を防止する逆止弁２５１Ａ１が設けられている。また、作動流体供給管２５２には、上記実施の形態と同様に、圧力発生部２２０から作動流体供給手段２５０Ａへの作動流体の逆流を防止する逆止弁２５３が設けられている。

作動流体供給シリンダ２５４は、略筒状に形成され、内部に軸方向に沿って進退自在となるピストンが設けられている。この作動流体供給シリンダ２５４の一端側には、前記したように、第一供給管２５１Ａおよび作動流体供給管２５２が設けられている。また、作動流体供給シリンダ２５４の他端部には、軸方向に沿って挿通孔が形成され、この挿通孔からピストン軸が進退自在に挿通されている。そして、このピストン軸は、シリンダ作動部２５５に接続されている。

シリンダ作動部２５５は、作動エアシリンダ２５６と、電磁弁２５７と、空圧源２５８とを備えている。作動エアシリンダ２５６は、略筒状に形成され、作動流体供給シリンダ２５４と同軸上に設けられている。この作動シリンダ２５６の両端部にはそれぞれ、電磁弁２５７に接続される作動エア導入管２５６Ａ，２５６Ｂが接続され、内部を連通している。
また、作動エアシリンダ２５６の内部には、軸方向に沿って移動可能なピストンが設けられ、このピストンは、作動流体供給シリンダ２５４の挿通孔から突出したピストン軸に連結固定されている。
電磁弁２５７は、作動エア導入管２５６Ａ，２５６Ｂ、および空圧源２５８に接続されている。また電磁弁２５７は、制御部１２１に接続され（図示略）、制御部からの制御信号に基づいて、空圧源２５８からの空気圧力を作動エア導入管２５６Ａまたは作動エア導入管２５６Ｂに導入する。
そして、例えば作動エア導入管２５６Ｂにエアが導入され、作動エアシリンダ２５６内のピストンが作動流体供給シリンダ２５４側に移動すると、作動流体供給シリンダ２５４のピストンも第一供給管２５１Ａおよび作動流体供給管２５２が設けられる一端側に移動する。これにより、作動流体供給管２５２から圧力発生部２２０に作動流体が出力される。
一方、例えば作動エア導入管２５６Ａにエアが導入され、作動エアシリンダ２５６内のピストンが作動流体供給シリンダ２５４から離隔する方向に移動すると、作動流体供給シリンダ２５４のピストンも第一供給管２５１Ａおよび作動流体供給管２５２が接続される一端部から離隔する方向に移動する。これにより、タンク２５１から作動流体供給シリンダ２５４内に作動流体が供給される。

上記のような構成の作動流体供給手段２５０Ａを用いることで、作動流体供給シリンダ２５４により確実に圧力発生部２２０へ作動流体を供給することができる。したがって、より精密に出力部２６０に圧力を出力することができる。

また、エアシリンダ２３０が圧力発生部２２０を挟んで一対設けられる構成としたが、さらに多くの、例えば３つ以上のエアシリンダ２３０が設けられる構成としてもよい。

さらに、ギア部２４３の内部に複数のギアおよびハスバ歯車を設け、モータ２４１からの駆動力をこの複数のギアとハスバ歯車から進退軸２４２に伝達させる構成としたが、モータ２４１の回転軸に直接進退軸２４２に噛合するハスバ歯車を設ける構成、その他のギアにより進退軸２４２を進退させる構成、モータ２４１の回転力をスクリューにより進退軸に伝達する構成など、ステッピングモータの回転を進退軸２４２のリニア運動に変換する構成であればいかなる構成であってもよい。

さらには、エアシリンダ２３０に減圧弁２３６を設け、エアシリンダ本体２３１内の空気を常時減圧する構成としたが、例えば制御装置１２０により開閉可能な構成とし、制御装置１２０の制御によりエアシリンダ本体２３１内を減圧する場合にのみ減圧弁２３６を開く構成としてもよい。

そして、進退軸２４２が可動板２１０に進退可能な構成としたが、例えば進退軸２４２が可動板２１０に連結固定された構成としてもよい。この場合、例えばギア部２４３の進退軸２４２を係合するハスバ歯車を進退軸２４２から係脱自在に設け、エアシリンダ２３０により可動板２１０を移動させる際には、進退軸２４２をハスバ歯車から脱離させる。そして、駆動部２４０のモータ２４１を駆動させて可動板２１０を微調整する際に、ハスバ歯車を進退軸２４２に係合させる構成としてもよい。このような構成にすることで、上記実施の形態と同様に、エアシリンダ２３０により可動板２１０をある程度移動させた後、進退軸２４２を進退させて可動板２１０の移動量を微調整することができ、精度よく所定の圧力を出力させることができる、

そして、センサ片２１４Ｂに連結挿通軸２４２Ａの先端部が当接したことを検知する検知センサ２１４を可動板２１０上に取り付ける構成としたが、例えば赤外線により進退軸２４２が可動板２１０に当接したことを検知する赤外線センサや、フォトセンサなど、その他のセンサを用いて、連結挿通軸２４２Ａと可動板２１０との位置確認を実施する構成としてもよい。

また、圧力発生部２２０が固定板２０２に固定されて可動板２１０が固定板２０２から離隔するとピストン２２４が可動板２１０とともに移動して圧力を発生する構成を示したが、例えば圧力発生部２２０が可動板２１０の固定板２０２とは反対側に連結された構成としてもよい。この場合、圧力発生部２２０を固定する固定部を別途に用意し、この固定部に圧力発生部２２０を固定する。この構成では、可動板２１０が固定板２０２から離隔することで、圧力発生部２２０のピストンがシリンダ内に押し込まれて圧力を出力する構成とすることで、出力部２６０の圧力を出力することができる。

そして、制御装置としては、例えばパーソナルコンピュータなどが例示でき、また、パーソナルコンピュータに、圧力発生装置１１０と接続される圧力発生接続装置を介してパーソナルコンピュータに接続される構成としてもよい。

また、操作部１２２が電源部１２３に電気的に接続された例を示したが、操作部１２２が制御部１２１を介して電源部１２３から電力が供給される構成としてもよい。

その他、本発明の実施の際の具体的な構造および手順は、本発明の目的を達成できる範囲で他の構造などに適宜変更できる。

本発明は、圧力を発生する圧力発生装置、この圧力発生装置にて発生した圧力を用いて圧力センサなどの圧力測定器を検査する検査装置、および前記圧力発生装置にて発生する圧力により圧力室の圧力を制御する圧力装置に利用することができる。

本発明の一実施の形態に係る圧力制御装置の概略を模式的に示すブロック図である。本実施の形態の圧力発生装置本体の平面図である。圧力発生装置本体の正面図である。図３におけるIV-IV線にて断面した状態での圧力発生装置本体の側断面図である。図３におけるV-V線にて断面した状態での圧力発生装置本体の側断面図である。他の実施の形態における圧力制御装置の概略を模式的に示すブロック図である。

符号の説明

２１０…可動板
２１４…検知センサ
２２０…圧力発生部
２２１…シリンダ
２２４…ピストン
２３０…エアシリンダ
２３２…可動連結部としての押出ピストン
２３６…減圧弁
２４０…駆動部
２４１…モータ
２４２…進退軸

Claims

作動流体が収納されたシリンダの内部にピストンが進退可能に設けられ、このピストンの進退により圧力を発生させる圧力発生部と、
前記ピストンの一端部に連結される可動板と、
前記可動板に連結される可動連結部を備え、内部に空気が導入されることで前記可動連結部が前記ピストンの進退方向に進退して前記可動板を進退させるエアシリンダと、
前記ピストンの進退方向に進退可能に設けられるとともに、先端部が前記可動板に連結可能に設けられる進退軸、およびこの進退軸を進退させるモータを備えた駆動部と、
を具備したことを特徴とした圧力発生装置。
請求項１に記載の圧力発生装置であって、
前記進退軸は、前記可動板から離反可能に設けられ、
前記進退軸が前記可動板に当接したことを検知する検知センサを備えた
ことを特徴とした圧力発生装置。
請求項１または請求項２に記載の圧力発生装置であって、
前記エアシリンダは、複数設けられた
ことを特徴とした圧力発生装置。
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の圧力発生装置であって、
前記エアシリンダは、前記圧力発生部を挟む位置にそれぞれ少なくとも１つずつ設けられた
ことを特徴とした圧力発生装置。
請求項１ないし請求項４のいずれかに記載の圧力発生装置であって、
前記エアシリンダは、前記可動板を該エアシリンダ側に付勢させる方向に圧力を印加する減圧弁を備えた
ことを特徴とした圧力発生装置。