JP2007146867A

JP2007146867A - アクチュエータの空圧回路

Info

Publication number: JP2007146867A
Application number: JP2005337921A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Kamimura; 博神村
Original assignee: Sintokogio Ltd
Current assignee: Sintokogio Ltd
Priority date: 2005-11-24
Filing date: 2005-11-24
Publication date: 2007-06-14

Abstract

【課題】コンプレッサのエア消費量を削減するとともに、アクチュエータの背圧低下によるロッドの飛び出し現象を防止することができるアクチュエータの空圧回路を提供する。
【解決手段】圧力供給源から圧縮空気を供給するエア供給配管を途中で２系統に分岐したのち、一方のエア配管をアクチュエータのヘッド側に接続するとともに、他方のエア配管をアクチュエータのロッド側に接続するアクチュエータの空圧回路であって、前記アクチュエータのロッド側に、常時圧縮空気を供給するように構成されている。
【選択図】図１（ａ）

Description

本発明はアクチュエータの空圧回路に関する。さらに詳しくは、昇降装置やプッシャ装置などに用いられるアクチュエータ、たとえばエアシリンダの空圧回路に関する。

たとえば、造型ラインに配置される昇降装置（リフタ）に用いられるエアシリンダとして、昇降ストロークが長いエアシリンダを使用する場合、非常停止時、昇降途中でエアシリンダの停止を行なうため、図５（a）に示されるように、センタークローズタイプの３ポジション電磁弁１０１を使用した空圧回路または図５（b）に示されるように、ダブルソレノイド電磁弁２０１と昇降可用カットバルブ２０２を組み合わせた空圧回路が用いられている。

図５（a）における空圧回路では、コンプレッサ１０２からメインエア供給用玉形弁１０３に供給される圧縮空気は、フィルタ１０４、減圧弁１０５、ルブリケータ１０６および残圧排除用玉形弁１０７が設けられたメインエア供給配管１０８を通して前記３ポジッション電磁弁１０１に流入されたのち、該３ポジション電磁弁１０１の切り換えにより、エアシリンダ１０９のヘッド側Ａに接続されるヘッド側エア配管１０８ａとエアシリンダ１０９のロッド側Ｂに接続されるロッド側エア配管１０８ｂに分配される。ここで、符号１１０はサイレンサである。また、前記ヘッド側エア配管１０８ａには、アウト絞り上昇用スピードコントローラ１１１とイン絞り下降用スピードコントローラ１１２が設けられている。また、前記ロッド側エア配管１０８ｂには、イン絞り上昇用スピードコントローラ１１３とアウト絞り下降低速用スピードコントローラ１１４が設けられているとともに、該下降低速用スピードコントローラ１１４の上流位置と下流位置とに接続されるパイパスエア配管１０８ｃにアウト絞り下降高速用スピードコントローラ１１５と下降高速用カットバルブ１１６が設けられている。さらに、前記ヘッド側エア配管１０８ａとロッド側エア配管１０８ｂとのあいだに接続される中間エア配管１０８ｄには、残圧排除用シャトルバルブ１１７と残圧排除用玉形弁１１８が設けられている。

従来の図５（ａ）および図５（ｂ）の空圧回路とも、エアシリンダ１０９のロッドの上昇工程および下降工程ごとに背圧側の空気を大気に放出してしまうため、その放出分の空気を補うだけのコンプレッサ容量が必要である。

また、図５（a）に示される空圧回路の場合、コンプレッサ１０２が運転している場合でも、昇降装置が長時間停止した後、および残圧排除用玉形弁１１８を開いた後は、エアシリンダ１０９の背圧が大気圧まで下がってしまうため、イン絞り下降用スピードコントローラ１１２およびイン絞り上昇用スピードコントローラ１１３を設けて、エアシリンダ１０９に流れ込む空気量を制限しても、３ポジション電磁弁１０１の切り換え時、作動側にエアシリンダ１０９のロッドが勢い良く、上昇方向または下降方向に飛び出してしまう挙動が避けられない問題がある。

また、図５（b）に示される空圧回路の場合についても、通常運転時は、昇降可用カットバルブ２０２は開放しているため、エアシリンダ１０９の背圧低下は発生しないが、非常停止を作動させ、該カットバルブ２０２を閉じ、エアシリンダ１０９が途中停止したのち、残圧排除用玉形弁１１８を開くと、エアシリンダ１０９の背圧が抜けてしまうため、途中停止状態からの再起動時には、前述と同様にエアシリンダ１０９のロッドの飛び出し現象が発生するという問題がある。

そこで、本発明は、叙上の事情に鑑み、コンプレッサのエア消費量を削減するとともに、エアシリンダなどのアクチュエータの背圧低下によるロッドの飛び出し現象を防止することができるアクチュエータの空圧回路を提供することを目的とする。

本発明のアクチュエータの空圧回路は、圧力供給源から圧縮空気を供給するエア供給配管を途中で２系統に分岐したのち、一方のエア配管をアクチュエータのヘッド側に接続するとともに、他方のエア配管をアクチュエータのロッド側に接続するアクチュエータの空圧回路であって、前記アクチュエータのロッド側に、常時圧縮空気を供給するように構成されてなることを特徴としている。

本発明によれば、コンプレッサのエア消費量を削減するとともに、アクチュエータの背圧低下によるロッドの飛び出し現象を防止することができる。また、従来の空圧回路に比べ、エア配管系統を単純化することができる。

以下、添付図面に基づいて本発明のアクチュエータの空圧回路を説明する。
実施の形態１

本発明のアクチュエータとしてエアシリンダなどを用いることができる。本実施の形態１にかかわるエアシリンダの空圧回路は、図１（ａ）に示されるように、圧力供給源としてのコンプレッサ１から圧縮空気を供給するエア供給配管２が途中で、エアシリンダ３のヘッド側Ａに接続するエア配管２ａとエアシリンダ３のロッド側Ｂに接続するエア配管２ｂとの２系統に分岐されている。そして、該エアシリンダ３のヘッド側Ａに接続したエア配管２ａには、方向制御弁としてのシングルソレノイド電磁弁４とアウト絞り上昇用スピードコントローラ５が設けられている。また、前記エアシリンダ３のロッド側Ｂに接続したエア配管２ｂには、アウト絞り下降用スピードコントローラ６が設けられている。

前記コンプレッサ１から常時開いているメインエア供給用玉形弁７に供給される圧縮空気は、その二次側にフィルタ８、減圧弁９、ルブリケータ１０および残圧排除用玉形弁１１が設けられたエア供給配管２からエア配管２ａとエア配管２ｂに分配される。なお、配管経路途中に設けた前記残圧排除用玉形弁１１は、常時閉じた状態にされているが、メンテナンス時などにエアシリンダ３内の残圧を排除する時は、メインエア供給用玉形弁７を閉じたのち、開かれる。

前記シングルソレノイド電磁弁４のスプリングリターンの原位置側にて、一次エアとの連通ポートには、プラグ１２が施されており、圧縮空気の放散を防止している。また、エアシリンダ３との連通ポートには、サイレンサ１３を設け、大気と連通する回路とされている。

本実施の形態１では、エアシリンダ３のロッド側Ｂには、エア配管２ｂにより、常時圧縮空気の元圧（ロッド側Ｂの背圧）が加わるようにされているため、シングルソレノイド電磁弁４の原位置側では、エアシリンダ３のロッドは上昇する。このときのエアシリンダ３のロッドの上昇速度は、前記アウト絞り上昇用スピードコントローラ５にて行なわれている。

ついで、前記シングルソレノイド電磁弁４の通電位置側では、一次エアとの連通ポートがエアシリンダ３側に切り替わるため、ロッド側Ｂよりヘッド側Ａの方の推力が大きいエアシリンダの特性にて、常時圧縮空気の元圧が加わっているエアシリンダ３のロッド側Ｂの背圧に打ち勝ち、該エアシリンダ３のヘッド側Ａとロッド側Ｂの差圧により、エアシリンダ３のロッドは出側、すなわち下降方向へ作動する。このときのエアシリンダ３のロッドの降下速度は、前記アウト絞り下降用スピードコントローラ６にて行なわれている。

本実施の形態１では、エアシリンダ３のロッド降下時、該ロッド側Ｂの排気を前記シングルソレノイド電磁弁４の上流のエア配管２ａ側に戻し、排気エアを大気に排出しないため、圧縮空気を消費しない。したがって、従来方式の空圧回路と比べ、コンプレッサのエア消費量を削減できるため、コンプレッサ能力を削減することができる。

また、昇降装置の特徴として、重力の影響を大きく受けるため、アウト絞り下降用スピードコントローラ６にて行なう下降速度の調整は、微妙な調整を要するが、本実施の形態１の空圧回路の場合、ロッド側Ａの背圧による上昇方向への推力のバックアップが作用しているため、急激な落下が発生することがなく、下降速度の調整が容易となる。

さらに、本実施の形態１の空圧回路は、方向制御弁としてシングルソレノイド電磁弁を使用しているため、非常停止などで作動途中に、通電を停止した場合、エアシリンダのロッドを上昇させることができる。

したがって、本発明では、エアシリンダの背圧低下によるロッドの飛び出し現象を防止することができるため、本発明の空圧回路を非常停止時、ロッドの上昇で安全側に作動させるアクチュエータに適用することができる。
実施の形態２

つぎに本発明の実施の形態２を図１（ｂ）に基づいて説明する。本実施の形態２の空圧回路は、図１（ｂ）に示されるように、図１（ａ）の方向制御弁としてのシングルソレノイド電磁弁４の代わりにダブルソレノイド電磁弁２４を用いている点で、前記実施の形態１の空圧回路とは相違している。ただし、本実施の形態２では、実施の形態１と比較して、非常停止などで作動途中に、通電を停止した場合でも、エアシリンダ３のロッドは、その作動方向のストロークエンドまで、作動してしまう。
実施の形態３

つぎに本発明の実施の形態３を図２（ａ）に基づいて説明する。本実施の形態３の空圧回路は、図２（ａ）に示されるように、エアシリンダ３のロッド側Ｂ（下降側）に、２速制御回路を組み込んだ点で、前記実施の形態１の空圧回路と相違している。

具体的には、実施の形態１におけるエアシリンダ３のロッド側Ｂのエア配管２ｂに設けられるアウト絞り下降用スピードコントローラ６の代わりに、第１のスピードコントローラとしてのアウト絞り下降低速用スピードコントローラ３１を配置する。そして、該アウト絞り下降低速用スピードコントローラ３１に並列して、その前後（上流位置と下流位置）にバイパスエア配管２ｃを連結するとともに、第２のスピードコントローラとしてのアウト絞り下降高速用スピードコントローラ３２および下降高速用カットバルブ３３を配置する。

本実施の形態３では、前記実施の形態１、２と比較して、ロッド側Ｂの背圧による上昇方向への推力のバックアップによる下降速度調整の容易化に加え、ロッドの下降端における減速停止を可能にすることができる。

なお、本実施の形態３では、ロッドの下降端における減速停止を行なう空圧回路であるが、本発明は、これに限定されるものではなく、エアシリンダ３のヘッド側Ａに接続されるエア配管２ａのアウト絞り上昇用スピードコントローラ５に代えて設けられるアウト絞り上昇低速用スピードコントローラの前後にバイパスエア配管を連結するとともに、該バイパスエア配管にアウト絞り上昇高速用スピードコントローラおよび上昇高速用カットバルブを配置することにより、上昇端における減速停止を行なうことができる。
実施の形態４

つぎに本発明の実施の形態４を図２（ｂ）に基づいて説明する。本実施の形態４の空圧回路は、図２（ｂ）に示されるように、図２（ａ）の方向制御弁としてのシングルソレノイド電磁弁４の代わりにダブルソレノイド電磁弁２４を用いている点で、前記実施の形態３の空圧回路とは相違している。本実施の形態４では、下降高速用カットバルブ３３の通電時、高速下降として、通電を停止した場合、低速下降に切り替わり、減速して安全側に作動させることができる。
実施の形態５

つぎに本発明の実施の形態５を図３（ａ）に基づいて説明する。本実施の形態５の空圧回路は、図３（ａ）に示されるように、図１（ａ）の空圧回路におけるエア配管２ａとエア配管２ｂに昇降可用カットバルブ５１を設けた途中停止回路を組み込んだ点で、前記実施の形態１の空圧回路とは相違している。

具体的には、２系統に分けたエア配管のうち、エア配管２ａのシングルソレノイド電磁弁４とスピードコントローラ５とのあいだとエア配管２ｂとに昇降可用カットバルブ５１を配置するとともに、エア配管２ａ、２ｂ間を接続した中間エア配管２ｄに残圧排除用シャトルバルブ５２と、常時閉じた状態の残圧排除用玉形弁５３とを配置する。

通常、運転中は、昇降可用カットバルブ５１は常時通電し、その前後のエア配管２ａ、２ｂをそれぞれ連通状態としているため、図１（ａ）の実施の形態１の空圧回路として作動している。

非常停止などで、作動途中に通電を停止した場合、昇降可用カットバルブ５１が閉じ、その前後のエア配管２ａ、２ｂを遮断するため、作動中のエアシリンダ３のロッドは途中停止する。

この状態では、各昇降可用カットバルブ５１とエアシリンダ３とのあいだに、残圧がこもったままとなるため、前記残圧排除用玉形弁５３を開くことにより、残圧を排除することができる。なお、前記残圧排除用シャトルバルブ５２は、通常運転中のエアの逆流防止として機能させるために設けられている。
実施の形態６

つぎに本発明の実施の形態６を図３（ｂ）に基づいて説明する。本実施の形態６の空圧回路は、図３（ｂ）に示されるように、図３（ａ）の方向制御弁としてのシングルソレノイド電磁弁４の代わりにダブルソレノイド電磁弁２４を用いている点で、前記実施の形態５の空圧回路とは相違している。
実施の形態７

つぎに本発明の実施の形態７を図４（ａ）に基づいて説明する。本実施の形態７の空圧回路は、図４（ａ）に示されるように、図２（ａ）の実施の形態３の２速制御回路と図３（ａ）の実施の形態５の途中停止回路の両方を組み込んだ空圧回路にされている。本実施の形態７では、実施の形態３、５と同様の作用効果を奏することができる。
実施の形態８

つぎに本発明の実施の形態８を図４（ｂ）に基づいて説明する。本実施の形態８の空圧回路は、図４（ｂ）に示されるように、図４（ａ）の方向制御弁としてのシングルソレノイド電磁弁４の代わりにダブルソレノイド電磁弁２４を用いている点で、前記実施の形態７の空圧回路とは相違している。

これまでの実施の形態では、昇降装置に用いられるエアシリンダについて説明しているが、本発明は、これに限定されるものではなく、水平往復運動を行なうプッシャのエアシリンダにも適用することができる。

本発明の実施の形態１にかかわるエアシリンダの空圧回路の回路構成図である。本発明の実施の形態２にかかわるエアシリンダの空圧回路の回路構成図である。本発明の実施の形態３にかかわるエアシリンダの空圧回路の回路構成図である。本発明の実施の形態４にかかわるエアシリンダの空圧回路の回路構成図である。本発明の実施の形態５にかかわるエアシリンダの空圧回路の回路構成図である。本発明の実施の形態６にかかわるエアシリンダの空圧回路の回路構成図である。本発明の実施の形態７にかかわるエアシリンダの空圧回路の回路構成図である。本発明の実施の形態８にかかわるエアシリンダの空圧回路の回路構成図である。従来のエアシリンダの空圧回路の回路構成図である。従来の他のエアシリンダの空圧回路の回路構成図である。

符号の説明

１コンプレッサ
２エア供給配管
２ａ、２ｂエア配管
２ｃバイパスエア配管
２ｄ中間エア配管
３エアシリンダ
４シングルソレノイド電磁弁
５アウト絞り上昇用スピードコントローラ
６アウト絞り下降用スピードコントローラ
７メインエア供給用玉形弁
８フィルタ
９減圧弁
１０ルブリケータ
１１残圧排除用玉形弁
１２プラグ
１３サイレンサ
２４ダブルソレノイド電磁弁
３１アウト絞り下降低速用スピードコントローラ
３２アウト絞り下降高速用スピードコントローラ
３３下降高速用カットバルブ
５１昇降可用カットバルブ
５２残圧排除用シャトルバルブ
５３残圧排除用玉形弁

Claims

圧力供給源から圧縮空気を供給するエア供給配管を途中で２系統に分岐したのち、一方のエア配管をアクチュエータのヘッド側に接続するとともに、他方のエア配管をアクチュエータのロッド側に接続するアクチュエータの空圧回路であって、
前記アクチュエータのロッド側に、常時圧縮空気を供給するように構成されてなるアクチュエータの空圧回路。
前記アクチュエータのヘッド側に接続したエア配管にスピードコントローラと電磁弁を設け、かつ前記アクチュエータのロッド側に接続したエア配管にスピードコントローラを設け、該アクチュエータのロッドを出側へ作動させるときは、該アクチュエータのヘッド側とロッド側の差圧を利用するとともに、該ロッド側の排気を前記電磁弁の上流のエア配管側に戻す請求項1記載のアクチュエータの空圧回路。
前記アクチュエータのロッドの速度制御回路が、前記ヘッド側に接続したエア配管またはロッド側に接続したエア配管に設けられる第１のスピードコントローラと、該第１のスピードコントローラに並列して、該スピードコントローラの上流位置から下流位置にバイパスエア配管を連結するとともに、該バイパスエア配管に設けられる第２のスピードコントローラとカットバルブとにより、２速制御回路にされてなる請求項１または２記載のアクチュエータの空圧回路。
前記アクチュエータのヘッド側に接続したエア配管と前記アクチュエータのロッド側に接続したエア配管にカットバルブを設けてなる請求項１または２記載のアクチュエータの空圧回路。
前記電磁弁が方向制御弁である請求項２、３または４記載のアクチュエータの空圧回路。
前記方向制御弁がシングルソレノイド電磁弁またはダブルソレノイド電磁弁である請求項２、３または４記載のアクチュエータの空圧回路。