JP2524017Y2 - 速度制御機構付き流体圧シリンダ - Google Patents

速度制御機構付き流体圧シリンダ

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JP2524017Y2
JP2524017Y2 JP1990089800U JP8980090U JP2524017Y2 JP 2524017 Y2 JP2524017 Y2 JP 2524017Y2 JP 1990089800 U JP1990089800 U JP 1990089800U JP 8980090 U JP8980090 U JP 8980090U JP 2524017 Y2 JP2524017 Y2 JP 2524017Y2
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勝治郎 伊藤
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Description

【考案の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本考案は、ピストンの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] 流体圧シリンダで移動させるワークには、半導体ウエ
ハのように、急激な速度変動によって破損し易いものが
ある。
このような破損し易いワークを移動させる場合、従来
は、 (1)シリンダを低速で駆動する。
(2)速度制御弁と制御弁とを有する回路を複数段設け
て速度を多段制御する。
(3)電流値に応じて流量が増減する制御弁を有する回
路によって、速度を多段制御する。
ことで行なっている。
しかしながら、(1)の場合はピストンのストローク
に時間がかかり、(2)の場合は滑らかな制御ができな
くて急激な速度変動があり、(3)の場合は制御回路が
複雑で高価になる、という問題がある。
またピストンの移動速度を制御するために、一方のカ
バーに設けた凹部にブッシュを取付けてこのブッシュと
ロッドとにキー溝を設け、ロッド側のキー溝に装着した
キーとブッシュ側のキー溝との間に幅が等しい流体通路
を設けた流体圧シリンダが、実公昭37-25906号公報にお
いて提案されている。
上記既提案の流体圧シリンダは、キーの高さを軸方向
に変化させることによってピストンの移動速度を制御す
ることができるが、速度を滑らかに変化させるものでは
なく、また、カバーに取付けたブッシュとロッドとの両
方にそれぞれキー溝を加工してこれらのキー溝間にキー
を取付けるために、流体通路の構成が複雑で加工が面倒
である。
[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、起動及び停止が低
速でかつ中間におい速度が滑らかに増減して高速で移動
し、しかも構成及び加工が容易で安価にできる速度制御
機構を有する流体圧シリンダを提供することにある。
[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付き
流体圧シリンダは、シリンダと該シリンダ内を摺動する
ピストンとを備え、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を往復動させ
る流体圧シリンダにおいて、上記シリンダを構成するカ
バーの一方または双方が、上記ポートに連通して圧力室
側が開口する凹部を、上記ピストンが、一側または両側
に、そのストロークに略等しい軸方向長さを有し上記凹
部に遊嵌するカラーをそれぞれ備え、上記カラーの軸方
向に、幅が等しく軸方向の深さが正弦曲線状に変化する
溝を設け、上記凹部に、カラーの外周面をシールするシ
ールリングを設けた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
ダにおいて、ポートと圧力室を連通する主流路に、圧力
室への流体の流入または圧力室からの流体の流出のみを
許容するチェック弁を、ポートと凹部を連通するバイパ
ス流路に流量調整弁をバイパス流路に流量調整弁を設け
たこと、或いは、凹部に設けたシールリングに代えて、
該凹部の一方にポートから圧力室への流体の流入のみを
許容するクッションパッキンを、凹部の他方に圧力室か
らポートへの流体の流出のみを許容するクッションパッ
キンをそれぞれ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移動すると、カラ
ーの外周面がシールリングによってシールされているの
で、カラー設置側の圧力室の流体がカラーの軸方向に設
けた溝を通って外部に流出する。
この場合、カラーの軸方向に、幅が等しく軸方向に深
さが正弦曲線状に変化する溝を設けたことによって、該
溝の軸方向断面積が正弦曲線状に変化するために、ピス
トンの起動及び停止時の速度が小さくかつ中間部分の速
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で急激に変動
することがない。
また、ポートと圧力室を連通する主流路に、圧力室へ
の流体の流入または圧力室からの流体の流出のみを許容
するチェック弁を、ポートと凹部を連通するバイパス流
路に流量調整弁を設けたことによって、ピストンをメー
タイン制御またメータアウト制御することができるとと
もに、流量調整弁によってピストンの速度を調節するこ
とができる。
さらに、凹部の一方にポートから圧力室への流体の流
入のみを許容するクッションパッキンを、凹部の他方に
圧力室からポートへの流体の流出のみを許容するクッシ
ョンパッキンをそれぞれ設けたことによって、ピストン
をメータイン制御及びメータアウト制御することができ
る。
[実施例] 第1図ないし第3図は本考案の第1実施例を示し、こ
の速度制御機構付き流体圧シリンダにおけるシリンダ1
は、シリンダチューブ2と、タイロッド5,・・及びナッ
トによってその両端に気密に取付けられたヘッドカバー
3とロッドカバー4を備え、これらのカバー3と4に、
軸方向の凹部3aと4aが、開口を対向させて形設されてい
る。
上記シリンダチューブ2内を摺動するピストン7とそ
の両側のカラー8,9は、ロッドカバー4を密に貫通する
ロッド10の縮径部に嵌挿され、ロッド10の先端に螺着さ
せたピストンナット11によってロッド10の段部10aに圧
接されている。
上記カラー8と9は、ピストン7のストロークに略等
しい軸方向長さと凹部3aと4aに遊嵌可能な外形を有し、
外周面に軸方向の溝8aと9aを備え、凹部3aと4aの開口部
に、カラー8と9の外周面をシールするシールリング12
と13が取付けられている。
第2図及び第3図はロッド側のカラー9を示し、上記
溝9aは、軸方向において幅が等しくかつその深さを正弦
曲線状にしたことにより、軸方向断面積が正弦曲線状に
変化するものとして構成されている。また、図示を省略
しているが、ヘッド側のカラー8は、ピストン7と反対
側の端面にピストンナット11の基部を沈めるための凹部
を有する以外は、カラー9と同一の構成を備えている。
上記溝8aと9aは、カラーに複数設けてもよい。
カバー3と4に開設したポート15と16は、主流路15a
と16aによってピストンで区画された圧力室17と18に連
通するとともに、バイパス流路15bと16bによって凹部3a
と4aに連通し、主流路15aと16aにポート15と16から圧力
室17と18への空気の流入のみを許容するチェック弁20,2
0が、バイパス流路15bと16bに流量調整弁を構成するニ
ードル弁21,21が、それぞれ設置されている。
次に、上記第1実施例の動作を述べる。
第1図は、ピストン7が右動ストローク終端に達した
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15から圧縮空気を供給すると、この空気は
主流路15a及びチェック弁20を通って圧力室17に流入す
る。一方圧力室18の空気は、主流路16aがチェック弁20
で閉鎖されているため、溝9a及びバイパス流路16bを通
ってポート16から排出されるので、ピストン7とロッド
10はメータアウト制御で図において左動し、その速度は
ニードル弁21によって調整することができる。
この場合、溝9aの軸方向断面積が正弦曲線状に変化す
るので、ピストン7のストローク当初は溝9a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幅が一
定で深さが正弦曲線状に変化する溝9aの断面積が漸次増
加するので、ピストン7の速度は滑らかに増加する。ピ
ストン7がストロークの中央位置を過ぎると、溝9aの断
面積が漸次減少するので、ピストン7の駆動速度が滑ら
かに減少して左動ストローク終端に停止する。
切換弁を切換えてポート16から圧力室18に圧縮空気を
供給すると、ピストン7とロッド10が図において右動す
る。この場合のピストン7の速度変動は左動の場合と同
じであるから、詳細な説明は省略する。
上記第1実施例は、ピストン7を低速で始動及び停止
できるものでありながら、ストローク中間における速度
が滑らかに変化して、ストローク時間が短縮することが
できる。
また、カラー軸方向に、幅が等しくかつ軸方向の深さ
が正弦曲線状に変化する溝を設けるのみでよく、カラー
と凹部の両方にキー溝を加工する必要がないので、速度
制御機構の構成及び加工が簡単で安価なものとすること
ができる。
さらに、ピストンの一側または両側に溝を有するカラ
ーを設けることによってピストンの移動速度を制御でき
るので、速度制御機構がない既存の流体圧シリンダへの
組込みが容易である。
上記第1実施例は、排出流量によってピストン7の速
度を制御するメータアウト制御であるが、チェック弁2
0,20を圧力室からポートへの流体の流出のみを許容する
ものとすると、メータイン制御をすることができる。ま
た、一方向の速度のみを制御する場合は、カラー8,9及
びシールリング12,13の一方を省略することができる。
第4図及び第5図は、第4図に記載した条件で実験し
た場合の、ピストンのストロークと時間及び速度の関係
を示す線図である。
第6図は本考案の第2実施例を示し、第2実施例のシ
リンダ31を構成するヘッドカバー33の凹部33aの開口
に、ポート35から圧力室17への流体の流入のみを許容す
るクッションパッキン36が、ロッドカバー34の凹部34a
の開口に、圧力室18からポート37への流体の流出のみを
許容するクッションパッキン38が、それぞれ装着されて
いる。
第2実施例の他の構成は、主流路及びチェック弁がな
い以外は第1実施例と同じであるから、図の主要な箇所
に同一の符号を付して詳細な説明は省略する。
上記第2実施例は、図示の状態においてポート35から
圧縮空気を供給すると、クッションパッキン36と38によ
るカラー8と9のシールが解除されるので、ピストン7
が通常の流体圧シリンダと同様に左動する。またポート
37から圧縮空気を供給すると、クッションパッキン38と
36がカラー9と8の外周面をシールするので、ピストン
7が溝9aによってメータイン制御されるとともに、溝8a
によってメータアウト制御される。
この場合も、溝8aと9aの幅を等しくして軸方向の深さ
を正弦曲線状に変化させたことによって、第7図に示す
ように、ストローク中間位置におけるピストン7の速度
が大きくかつ速度が滑らかに増減する。
[考案の効果] 本考案の速度制御機構付き流体圧シリンダは、ピスト
ンの一側または両側に取付けた、軸方向長さがピストン
のストロークに略等しいカラーに軸方向の溝を設けて、
この溝を、幅が等しく軸方向の深さが正弦曲線状に変化
するものとしたことによって、ピストンの起動及び停止
時の速度が小さくかつ中間部分の速度を大きくできるの
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で急激に変動することがな
い。
また、カラーに上記構成の溝を設けることによってピ
ストンの速度を制御できるので、構成及び加工が簡単で
速度制御機構を安価なものにすることができ、しかも速
度制御機構がない既存の流体圧シリンダへの組込みが容
易である。
さらに、主流路に圧力室への流体の流入または圧力室
からの流体の流出のみを許容するチェック弁を、バイパ
ス流路に流量調整弁を設けたことにより、ピストンをメ
ータイン制御またはメータアウト制御できるとともに、
流量調整弁によって速度を調整することができる。
また、シールリングに代えてクッションパッキンとし
たことによって、ピストンをメータイン及びメータアウ
ト制御することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本考案の第1実施例の半部縦断正面図、第2図
はロッド側のカラーの縦断面図、第3図は第2図のA−
A断面図、第4図及び第5図はピストンのストロークと
時間及び速度との関係線図、第6図は第2実施例の半部
縦断正面図、第7図は第2実施例におけるピストンのス
トロークと時間との関係線図である。 1,31……シリンダ、3,4,33,34……カバー、3a,4a,33a,4
4a……凹部、7……ピストン、8,9……カラー、8a,9a…
…溝、12,13……シールリング、15,16,35,37……ポー
ト、15a,16a……主流路、15b,16b……バイパス流路、1
7,18……圧力室、20……チェック弁、21……ニードル
弁、36,38……クッションパッキン。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 実開 昭62−162402(JP,U) 特公 昭48−24112(JP,B1) 実公 昭37−25906(JP,Y1)

Claims (3)

    (57)【実用新案登録請求の範囲】
  1. 【請求項1】シリンダと該シリンダ内を摺動するピスト
    ンとを備え、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を往復動させる流体
    圧シリンダにおいて、 上記シリンダを構成するカバーの一方または双方が、上
    記ポートに連通して圧力室側が開口する凹部を、上記ピ
    ストンが、一側または両側に、そのストロークに略等し
    い軸方向長さを有し上記凹部に遊嵌するカラーをそれぞ
    れ備え、 上記カラーの軸方向に、幅が等しく軸方向の深さが正弦
    曲線状に変化する溝を設け、 上記凹部に、カラーの外周面をシールするシールリング
    を設けた、 ことを特徴とする速度制御機構付き流体圧シリンダ。
  2. 【請求項2】ポートと圧力室を連通する主流路に、圧力
    室への流体の流入または圧力室からの流体の流出のみを
    許容するチェック弁を、ポートと凹部を連通するバイパ
    ス流路に流量調整弁を設けた、 ことを特徴とする請求項1に記載した速度制御機構付き
    流体圧シリンダ。
  3. 【請求項3】凹部に設けたシールリングに代えて、該凹
    部の一方にポートから圧力室への流体の流入のみを許容
    するクッションパッキンを、凹部の他方に圧力室からポ
    ートへの流体の流出のみを許容するクッションパッキン
    をそれぞれ設けた、 ことを特徴とする請求項1に記載した速度制御機構付き
    流体圧シリンダ。
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