JP2506019Y2 - 速度制御機構を有する流体圧シリンダ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、速度制御機構を有する流体圧シリンダに関
するものである。

［従来の技術］ 本考案の考案者らは、実願平２−89800号（実開平２
−48404号公報参照）において、速度制御機構を有する
流体圧シリンダを提案した。

この既提案の流体圧シリンダは、簡単な構成によって
ピストンを低速で起動及び停止させることができ、かつ
ストローク中間において速度を滑らかに増減させること
ができるので、急激な速度変動によって破損し易い半導
体ウエハ等のワークの移動に好適であるが、カラーの設
置場所についての配慮に欠けるため、流体圧シリンダの
全長が長くなるという問題がある。

［考案が解決しようとする課題］ 本考案が解決しようとする課題は、起動及び停止時の
速度が小さく、ストローク中間において速度が滑らかに
増減する速度制御機構を有する流体圧シリンダの全長を
短くして、コンパクトなものとすることにある。

［課題を解決するための手段］ 上記課題を解決するため、本考案の速度制御機構を有
する流体圧シリンダは、相互に並行に設置したシリンダ
孔と少なくとも１個のガイド孔とを有するシリンダ、上
記シリンダ孔とガイド孔を往復動するピストンとガイド
ロッド、及びピストンロッドを有するプレートを備え、
シリンダに設けたポートからピストンで区画された一対
の圧力室に圧力流体を給排して、ピストンとプレートと
を一体に駆動させる流体圧シリンダであって、上記ガイ
ド孔とガイドロッドの一方が、ピストンのストロークに
略等しい軸方向長さと、断面積が正弦曲線状に変化する
軸方向の溝とを有するカラーを、これらの他方が、上記
カラーが遊嵌する軸方向の凹部と、カラーの外周面に当
接するリングとをそれぞれ備え、上記ポートと圧力室の
少なくとも一方が、上記カラーの溝を介して連通してい
ることを特徴としている。

また、同様の課題を解決するため、上記流体圧シリン
ダが、ピストンロッドとガイドロッドをシリンダ外にお
いて一体移動可能に連結したプレートを備え、ピストン
によって区画された少なくとも一方の圧力室が、ピスト
ンロッド、プレート及びガイドロッドに設けた流路によ
って凹部に連通していることを特徴としている。

さらに、同様の課題を解決するため、これらの流体圧
シリンダにおいて、ポートとカラーの間に流量調整弁を
設けたことを特徴としている。

［作用］ 圧力流体の給排によってピストンが往復動すると、ガ
イドロッドまたはガイド孔の一方に設けたリングが、他
方に設けたカラーの外周面に当接しながら相対移動する
ので、ポートから供給された圧力流体がカラーの溝を通
って圧力室に給排される。

この場合、溝の断面積を正弦曲線状に変化させたこと
により、ピストンの起動及び停止時の速度が小さくかつ
中間の速度が大きくなるので、ストローク時間を短縮す
ることができ、しかも速度の増減が滑らかである。

また、相対移動するカラーとリングを、シリンダ孔に
並設したガイド孔と該ガイド孔を摺動するガイドロッド
とに設けたので、これらをピストンの側方に設けたもの
と比べて、流体圧シリンダの全長を短くすることができ
る。

さらに、ポートとカラーの間に設けた流量調整弁によ
って、ピストンの駆動速度を調節することができる。

［実施例］ 図面は本考案の実施例を示し、この速度制御機構を有
する流体圧シリンダのボディ１は、相互に平行なシリン
ダ孔２とガイド孔3a,3bを備え、シリンダ孔２はヘッド
カバー4aとロッドカバー4bによって、ガイド孔3a,3bは
端板5,5と共通のベース６によって、それぞれ軸方向両
端が閉鎖されている。

ピストンロッド９とガイドロッド10a,10bは、ロッド
カバー4bと端板5,5とに形成した開口を密に貫通する一
端に、プレート８が一体移動可能に取付けられており、
ピストンロッド９の他端に、シリンダ孔２内を密に摺動
するピストン11が適宜の手段によって固定され、ガイド
ロッド10a,10bの他端は、ガイド孔3a,3bに設けたサイド
ブッシュ12,12によって軸方向に往復動可能に支持され
ている。

上記ベース６は、ガイド孔3a,3bと略同心で、ピスト
ン11のストロークに略等しい軸方向長さを有するカラー
14a,14bを備え、カラー14a,14bの外周面に、両端から中
央に向けて断面積が漸次増加する軸方向の溝15a,15bが
形成されている。この溝15a,15bは、第３図に示すよう
に軸方向の幅が等しく、かつその深さを正弦曲線状と
し、軸方向断面積が正弦曲線状に変化するものとされて
おり、複数設けてもよい。

上記ガイドロッド10a,10bは、カラー14a,14bの略全長
が遊嵌可能な凹部17a,17bを有し、該凹部17a,17bの開口
付近に、カラー14a,14bの外周面に当接するリング18,18
（一方のみ図示）が取付けられている。

ベース６に開設された圧縮空気給排用のポート20a,20
b（第２図参照）は、流路21a,21bによってガイド孔3a,3
bの底部に連通し、これらの流路21a,21b中に、流量調整
弁を構成するニードル弁22,22が設置されている。ま
た、ピストン11で区画された圧力室23a,23bは、流路24
a,24bによって凹部17a,17bの底部に連通している。

次に、上記実施例の動作を述べる。

第１図はピストン11とプレート８が下動ストローク終
端に到達した状態を示し、この状態において切換弁（図
示省略）を切換えてポート20aから圧縮空気を供給する
と、この空気は流路21a、カラー14aの溝15a及び流路24a
を通って圧力室23aに供給され、同時に圧力室23bの空気
が流路24b、カラー14bの溝15b及び流路21bを通ってポー
ト20bから排出されるので、ピストン11とプレート８は
図において上動し、その速度はニードル弁22,22の開度
調節によって調整することができる。

この場合、ピストン11とプレート８は、ストローク当
初は溝15a,15bの断面積が小さいために低速で起動し、
ストロークに伴って溝15a,15bの断面積が滑らかに増加
するので、これらの速度が滑らかに増加する。ピストン
11のストロークによってリング18,18が溝15a,15bの中央
を過ぎると、溝15a,15bの断面積が滑らかに減少するの
で、ピストン11とプレート８の速度が滑らかに減少して
上動ストローク終端に停止する。

切換弁を切換えてポート20bから圧力室23bに圧縮空気
を供給すると、ピストン11とプレート８が図において下
動する。この場合のピストン11とプレート８の速度変動
は上動の場合と同じであるから、詳細な説明は省略す
る。

上記実施例は、ピストン11とプレート８を低速で起動
及び停止できるものでありながら、ストローク中間位置
における速度を滑らかに増減できるので、ストローク時
間を短縮することができる。

また、複雑な制御回路を必要としないので、速度制御
機構を安価なものとすることができる。

さらに、凹部17a,17bとカラー14a,14bを、ピストンロ
ッド９とシリンダ孔２とに並設したガイドロッド10a,10
bとガイド孔3a,3bとに設けたことによって、ボディ１の
長さを長くすることなく速度制御機構を組込むことがで
きるので、流体圧シリンダの全長を短くすることがで
き、しかもガイドロッド10a,10bによるプレート８のガ
イドに支障はない。

上記実施例は、供給流量と排出流量の双方によってピ
ストン11の速度を制御しているが、カラー及び凹部の一
万を省略して、流路21aと24aまたは21bと24bを直接連通
させると、メータインまたはメータアウト制御とするこ
とができる。

なお、図示を省略しているが、ガイドロッドの先端に
カラーを設け、ガイド孔に上記カラーが遊嵌する凹部と
リングを設けてもよい。

［考案の効果］ 本考案の速度制御機構を有する流体圧シリンダは、シ
リンダ孔に並設したガイド孔と該ガイド孔を摺動するガ
イドロッドとに、溝を有するカラーと、カラーの外周面
に当接するリングを有する凹部とを設けたので、ピスト
ンの側面にカラーと凹部とを設けたものに比べて流体圧
シリンダの全長を短くできるので、速度制御機構を有す
る流体圧シリンダをコンパクトなものにすることができ
る。

また、ガイドの軸方向に設けた溝の断面積を正弦曲線
状に変化するものとしたことにより、ピストンの起動及
び停止時の速度が小さくかつ中間の速度が大きくなるの
で、ピストンのストローク時間を短縮することができ、
しかも速度の変化が滑らかなために、速度の急激な変動
によって破損し易いワークであっても、短時間でかつ破
損させることなく移動させることができる。

さらに、構成が簡単で複雑な制御回路を使用する必要
がないので、速度制御機構を安価なものにすることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案の実施例を示し、第１図は要部縦断正面
図、第２図は一部を切欠いた裏面図、第３図はカラーの
断面図である。 ２……シリンダ孔、3a,3b……ガイド孔、８……プレー
ト、９……ピストンロッド、10a,10b……ガイドロッ
ド、11……ピストン、14a,14b……カラー、15a,15b……
溝、17a,17b……凹部、18……リング、20a,20b……ポー
ト、22……ニードル弁、23a,23b……圧力室。

Claims (3)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】相互に並行に設置したシリンダ孔と少なく
   とも１個のガイド孔とを有するシリンダ、上記シリンダ
   孔とガイド孔を往復動するピストンとガイドロッド、及
   びピストンロッドを有するプレートを備え、シリンダに
   設けたポートからピストンで区画された一対の圧力室に
   圧力流体を給排して、ピストンとプレートとを一体に駆
   動させる流体圧シリンダであって、 上記ガイド孔とガイドロッドの一方が、ピストンのスト
   ロークに略等しい軸方向長さと、断面積が正弦曲線状に
   変化する軸方向の溝とを有するカラーを、これらの他方
   が、上記カラーが遊嵌する軸方向の凹部と、カラーの外
   周面に当接するリングとをそれぞれ備え、 上記ポートと圧力室の少なくとも一方が、上記カラーの
   溝を介して連通している、 ことを特徴とする速度制御機構を有する流体圧シリン
   ダ。
2. 【請求項２】ピストンロッドとガイドロッドをシリンダ
   外において一体移動可能に連結したプレートを備え、 ピストンによって区画された少なくとも一方の圧力室
   が、ピストンロッド、プレート及びガイドロッドに設け
   た流路によって凹部に連通している、 ことを特徴とする請求項１に記載した速度制御機構を有
   する流体圧シリンダ。
3. 【請求項３】ポートとカラーの間に流量調整弁を設け
   た、 ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載した速
   度制御機構を有する流体圧シリンダ。