JP4342747B2 - シリンダ制御用センサ及びこれを備えたシリンダ装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シリンダのピストンの動作状態、例えばピストンがストロークエンドに達したことを検知可能なシリンダ制御用センサ及びこれを備えたシリンダ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、自動車部品の鋳造金型やプラスチック金型等には、多くの油圧シリンダが用いられている。従来、鋳造機械等の産業機械に用いられる往復動シリンダは、前進又は後進位置を正確に制御すると共に、機械作動と組み合わせたシーケンス回路により自動化されている。
【０００３】
例えば、従来のシリンダ制御技術としては、図１２に示すように、シリンダ本体１に取り付けられたアナログスイッチや近接スイッチ等を用いたリミットスイッチ装置２により、前後進位置を検知し、信号を制御盤に送って切換弁（ソレノイドバルブ）を介してシリンダを停止させる制御技術がある。また、シリンダ内にセンサを内蔵して前後進位置を検知し、ストローク調整をパルス信号に変え、検出器でデータ化して再度信号を制御盤に送り、切換弁を介してシリンダを停止させる制御技術がある。さらに、特公平７−４２９６５号には、メインシリンダに同期するサブシリンダを設けて該サブシリンダへの流れる流体の量を調整して前後進位置を検知し制御する技術が提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のシリンダ制御技術では、次のような課題が残されている。すなわち、従来のリミットスイッチ装置による場合は、高温、多量の離型剤やスラッジ等によりリミットスイッチ装置が損傷を受けやすく、これに起因する金型トラブルが生産上の大きな障害になる場合がある。また、作業現場の先端部に取り付けてあるため、水、オイル、バリ等を常時受けることから、防水性スイッチを使用しても漏電を起こしやすく、リミットスイッチ装置のコード切断も起きるおそれがあった。また、シリンダ本体にリミットスイッチ装置を取り付けるスペースが採れない場合があると共に、シリンダのサイズ（ストローク）によってリミットスイッチ装置の高精度な調整が必要である。さらに、複数のシリンダがある場合には、各シリンダにそれぞれリミットスイッチ装置を取り付ける必要があり、部材点数及びコストの増大を招くと共に、一回路にて行うとすれば制御が複雑化し制御困難になる不都合があった。また、センサを内蔵する場合は、パルス信号を使用するので、シリンダ内部の駆動部をストロークに合わせて加工し、検出器と接続しなくてはならないと共に、磁気発生には弱く誤作動の元になるおそれがあった。さらに、サブシリンダに流入する流体量により制御する場合は、メインシリンダに遮断部材が必要であると共に流入する流体量を調節する必要があり、より簡易な構成でかつ流体量調節が不要な技術が要望されている。
【０００５】
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、シリンダから離間させて接続可能で誤作動が起き難く、シリンダのサイズ等による調整や流体量調節も不要にすることができるシリンダ制御用センサ及びこれを備えたシリンダ装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、ピストンによって２つの室に仕切られたシリンダ室を内部に有するメインシリンダに接続され、ピストンの動作状態を検知するシリンダ制御用センサであって、前記２つの室の少なくとも一方の室と接続管路を介して接続され前記一方の室から押し出される流体で内部のバネ又は封入ガスが加圧されるアキュムレータと、前記接続管路に設けられ前記一方の室への流体の流れを抑制する逆止弁を備えると共に、前記一方の室からの加圧が停止した瞬間に生じる前記アキュムレータと前記接続管路のうち前記逆止弁よりも前記一方の室側に位置する部分との差圧により前記メインシリンダの駆動を停止させる信号を発信する停止信号発信機構とを備えていることを特徴とする。
【０００７】
このシリンダ制御用センサでは、前記２つの室の少なくとも一方の室と接続管路を介して接続され前記一方の室から押し出される流体で内部のバネ又は封入ガスが加圧されるアキュムレータを備えているので、ピストンの移動によりメインシリンダの室（一方の室）から押し出される流体が接続管路を介してアキュムレータに流れ込み、アキュムレータ内の圧力を上昇させる。そして、ピストンが例えばストロークエンドに達する寸前に高いサージ圧が発生し、アキュムレータ内の圧力も急減に高くなる。さらに、ピストンがストロークエンドに達した瞬間に室内の流体の圧力が急激に低下し、接続管路からアキュムレータに加わる圧力も急激に低下する。このとき、高圧状態のアキュムレータと急激に圧力が低下した接続管路とには差圧が生じる。
【０００８】
本発明では、一方の室からの加圧が停止した瞬間に生じるアキュムレータと接続管路との差圧によりメインシリンダの駆動を停止させる信号を発信する停止信号発信機構を備えているので、ピストンがストロークエンドに達した瞬間に生じた差圧により、停止信号が発信され、メインシリンダの駆動を停止させることができる。したがって、本発明では、ピストンがストロークエンドに達した直後にメインシリンダを確実にかつ高速に停止させることができる。
【０００９】
また、本発明のシリンダ制御用センサは、前記停止信号発信機構が、前記接続管路に設けられ前記一方の室への流体の流れを抑制する逆止弁と、前記接続管路における前記アキュムレータと前記逆止弁との間に一端が接続された第１分岐管路と、前記接続管路における前記一方の室と前記逆止弁との間に一端が接続された第２分岐管路と、前記第１分岐管路の他端と前記第２分岐管路の他端とに接続され第１分岐管路内の圧力が第２分岐管路内の圧力より高くなったときに前記信号を発信するスイッチ機構とを備えている技術が採用される。
【００１０】
このシリンダ制御用センサでは、例えばピストンがストロークエンドに達した瞬間に生じた差圧により、アキュムレータから接続管路及び第１分岐管路へと流体が押し出されようとするが、逆止弁があるために第１分岐管路側に流体が押し出される。また、同時に急激に圧力が低下した一方の室から逆止弁までの接続管路に接続されている第２分岐管路内も圧力が低いため、第１分岐管路内の圧力が第２分岐管路内の圧力より高くなる。したがって、このときスイッチ機構により、メインシリンダの駆動を停止させる信号が発信される。このように、本発明では、接続管路に設けた逆止弁により、第１分岐管路内と第２分岐管路内とに差圧を発生させるので、容易に停止信号を発信させることができる。
【００１１】
また、本発明のシリンダ制御用センサは、前記スイッチ機構が、ピストンによって２つの室に仕切られたシリンダ室を有するセンサシリンダと、該センサシリンダのピストンの移動による機械的作用により電気的に前記信号を発信するスイッチ部とを備え、前記センサシリンダの一方の室と前記第１分岐管路の他端側とが接続されていると共に、センサシリンダの他方の室と前記第２分岐管路の他端側とが接続されていることが好ましい。
【００１２】
このシリンダ制御用センサでは、センサシリンダの一方の室と第１分岐管路の他端側とが接続されていると共に、センサシリンダの他方の室と第２分岐管路の他端側とが接続されているので、第１分岐管路内の圧力が第２分岐管路内より高くなったときにセンサシリンダのピストンが移動して機械的作用により電気的にスイッチ部を作動させ、停止信号を発信することができ、簡易なかつ安価な構成で確実に動作させることができる。
【００１３】
また、本発明のシリンダ制御用センサは、前記停止信号発信機構が、前記接続管路における前記アキュムレータと前記逆止弁との間に一端が接続された第１分岐管路と、前記第１分岐管路の他端に接続され該第１分岐管路から流れ込む流体で移動可能なピストンを有するセンサシリンダと、該センサシリンダのピストンの移動による機械的作用により電気的に前記信号を発信するスイッチ部と、前記差圧が発生するまでの圧力よりも低い前記第１分岐管路内の圧力に対抗して前記センサシリンダのピストンの移動を抑える移動抑制機構とを備えている技術を採用してもよい。
【００１４】
このシリンダ制御用センサでは、差圧が発生するまでの圧力よりも低い第１分岐管路内の圧力に対抗してセンサシリンダのピストンの移動を抑える移動抑制機構を備えているので、メインシリンダのピストンが移動している間は、第１分岐管路内の圧力が、上記差圧が発生した際の圧力よりも低い圧力になっているために、移動抑制機構によりセンサシリンダのピストンが移動しない。そして、メインシリンダのピストンがストロークエンドに達したとき、上記差圧が発生すると共に逆止弁より上流側の接続管路への流れが抑制されているために、第１分岐管路内の圧力が急激に上昇して移動抑制機構で抑制可能な圧力を越え、センサシリンダのピストンが移動してスイッチ部により上記信号が発信される。
【００１５】
また、本発明のシリンダ制御用センサは、前記アキュムレータが、前記接続管路から流れ込む流体で移動可能なピストンを有するシリンダであって、前記接続管路から流体が流れ込む際に移動する前記シリンダのピストンに負荷を加える負荷機構として前記バネ又は封入ガスが設けられていることが好ましい。
【００１６】
このシリンダ制御用センサでは、接続管路から流体が流れ込む際に移動するシリンダのピストンに負荷を加える負荷機構が設けられているので、接続管路からシリンダ内に流体が流入するとシリンダのピストンが移動するが、この際、負荷機構により負荷が加わり、シリンダ内が加圧されると共に室内容積が増大する。さらに、メインシリンダのピストンがストロークエンドに達した瞬間、接続管路の圧力が急激に低下すると、シリンダ内と接続管路内とに差圧が生じ、シリンダから接続管路側へ流体が押し出されて、メインシリンダ駆動の停止信号が発信される。すなわち、停止信号を発信させるために十分な差圧及び流体の量を確保することができる。
【００１７】
また、本発明のシリンダ制御用センサは、前記アキュムレータが、前記接続管路よりも内径が大きく設定された大径管路であることが好ましい。
【００１８】
このシリンダ制御用センサでは、アキュムレータが、接続管路よりも内径が大きく設定された大径管路であるので、大径管路内が接続管路から流入する流体により加圧さえ内径が大きい分だけ圧力エネルギーを多く蓄積することができ、非常に簡易な構成でアキュムレータ効果を得ることができる。
【００１９】
また、本発明のシリンダ制御用センサは、前記メインシリンダの２つの室のそれぞれに接続される一対の前記アキュムレータ及び前記停止信号発信機構を備え、前記停止信号発信機構が、正常に作動する状態でメインシリンダのピストンが駆動されて前記センサシリンダの駆動停止信号の発信が解除されてから前記メインシリンダのピストンがストロークエンドに達して駆動停止信号が発信されるまでを正常作動時間とした場合に、該正常作動時間よりも短い時間でメインシリンダの駆動を停止させる信号が発信されたときに、誤作動を知らせる信号を発信する誤作動検知機構を備えていることが好ましい。
【００２０】
このシリンダ制御用センサでは、正常作動時間よりも短い時間でメインシリンダの駆動を停止させる信号が発信されたときに、誤作動を知らせる信号を発信する誤作動検知機構を備えているので、例えば金型成形等においてバリなどによりピストンが中間停止した場合、正常作動時と同様に差圧が発生して停止信号が発信されるが、この場合、正常作動時間よりも早く停止信号が発信されるため、誤作動検知機構により、誤作動を検知することができる。
【００２１】
本発明のシリンダ装置は、ピストンによって２つの室に仕切られたシリンダ室を内部に有するメインシリンダを備えたシリンダ装置であって、前記２つの室の少なくとも一方に接続された上記本発明のシリンダ制御用センサを備えていることを特徴とする。
【００２２】
このシリンダ装置では、前記２つの室の少なくとも一方に接続された上記本発明のシリンダ制御用センサを備えているので、メインシリンダのピストンがストロークエンドに達した瞬間にシリンダ制御用センサが停止信号を発信するため、メインシリンダの駆動を確実にかつ高速に停止させることができる。
【００２３】
また、本発明のシリンダ装置は、前記メインシリンダの２つの室に一端が接続され流体を給排する一対の給排管路と、前記一対の給排管路の他端に接続された切換弁とを備え、前記シリンダ制御用センサは、前記一対の給排管路の少なくとも一方に前記接続管路を接続して設けられていることが好ましい。
【００２４】
このシリンダ装置では、シリンダ制御用センサが一対の給排管路の少なくとも一方に接続管路を接続して設けられているので、メインシリンダを駆動する流体を給排する一対の給排管路を介して接続管路に流入する流体でシリンダ制御用センサを作動させることができ、メインシリンダに直接接続管路を接続せずに済み、配管をシンプルに構成することが可能になる。
【００２５】
また、本発明のシリンダ装置は、複数の前記メインシリンダを備え、前記シリンダ制御用センサは、前記複数のメインシリンダに分岐して接続された前記接続管路に対して１つ設けられていることが好ましい。
【００２６】
このシリンダ装置では、シリンダ制御用センサの接続管路が複数のメインシリンダに分岐して接続されているので、例えば出力の異なる複数のメインシリンダでも一つのシリンダ制御用センサで制御することができる。
【００２７】
また、本発明のシリンダ装置は、前記シリンダ制御用センサが前記切換弁に設置されていることが好ましい。すなわち、このシリンダ装置では、シリンダ制御用センサが切換弁に設置されるので、切換弁との複合化・一体化を図ることができ、全体をコンパクトにすることができると共にコストを低減することができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るシリンダ制御用センサ及びこれを備えたシリンダ装置の参考例及び第１実施形態を、図１から図７及び図１３を参照しながら説明する。なお、これらの図中、符号１１はメインシリンダ、１３Ａは第１シリンダ制御用センサ、１３Ｂは第２シリンダ制御用センサを示している。また、図１から図４はこの発明の参考例を示す図であり、図１３は第１実施形態を示す図である。また、図５から図７は参考例と第１実施形態の双方に共通する図である。なお、第１実施形態が参考例と異なるのは、参考例における第１絞り弁２２Ａ、２２Ｂを有する負荷機構２０Ａ、２０Ｂに代えて、シリンダ１６Ａ、１６Ｂがバネや封入ガスを内蔵して構成されている点である。
以下、参考例及び第１実施形態について説明するが、参考例、第１実施形態特有の部分については、その旨を記載し、その旨の記載がない部分は参考例及び第１実施形態の双方に共通する部分である。
【００２９】
参考例及び第１実施形態のシリンダ装置は、図１から図５及び図１３に示すように、ピストン１０によって２つの室（ヘッド側室１２ａ、ロッド側室１２ｂ）に仕切られたシリンダ室１２を内部に有する鋳造金型用コアーシリンダやボアシリンダ等の大型のメインシリンダ１１を備え、このメインシリンダ１１の２つの室に接続された第１シリンダ制御用センサ１３Ａ及び第２シリンダ制御用センサ１３Ｂを備えている。
【００３０】
上記メインシリンダ１１には、シリンダ室１１内にピストン１０が摺動可能に挿入されている。該ピストン１０は、シリンダ室１２を２つの室、すなわちヘッド側室１２ａとロッド側室１２ｂとに仕切る大径のピストン部１０ａと、該ピストン部１０ａに基端が固定され他端がシリンダ室１２外に突出したロッド部１０ｂとから構成されている。
【００３１】
また、メインシリンダ１１のヘッド側室１２ａ及びロッド側室１２ｂには、これらにオイル等の流体を給排する、すなわちこれらに流体を供給する又はこれらから流体を排出させる一対の給排管路１４Ａ、１４Ｂの一端が接続されている。これらの給排管路１４Ａ、１４Ｂの他端は切換弁ＳＶに接続され、該切換弁ＳＶには、圧力流体を吐出するポンプＰと切換弁ＳＶから流出する流体を貯留するタンクＴとが接続されている。
【００３２】
すなわち、切換弁ＳＶは、一対の給排管路１４Ａ、１４Ｂに対するポンプＰとタンクＴとの接続を切り換えるソレノイドバルブであり、この切り換えにより、給排管路１４Ａ、１４Ｂのいずれか一方がポンプＰ側に接続されて高圧側となると共に他方がタンクＴ側に接続されて低圧側になり、ロッド側室１２ｂ又はヘッド側室１２ａのいずれかに一方にポンプＰから高圧流体が供給され、他方から戻り流体がタンクＴへと排出される。
【００３３】
上記第１、第２シリンダ制御用センサ１３Ａ、１３Ｂは、図５に示すように、例えば操作盤等のメインシリンダ１１から遠く離間した位置に設置され、給排管路１４Ａ、１４Ｂに第１接続管路（接続管路）１５Ａ、１５Ｂを介して接続されている。なお、参考例及び第１実施形態の第１、第２シリンダ制御用センサ１３Ａ、１３Ｂは、切換弁ＳＶ側に設置されて集積弁として取り付けられる。
【００３４】
また、第１、第２シリンダ制御用センサ１３Ａ、１３Ｂは、給排管路１４Ａ、１４Ｂに第１接続管路１５Ａ、１５Ｂを介して接続されヘッド側室１２ａ又はロッド側室１２ｂから押し出される流体で内部が加圧されるシリンダ（アキュムレータ）１６Ａ、１６Ｂと、ヘッド側室１２ａ又はロッド側室１２ｂからの加圧が停止した瞬間に生じるシリンダ１６Ａ、１６Ｂと第１接続管路１５Ａ、１５Ｂとの差圧によりメインシリンダ１１の駆動を停止させる信号を発信する停止信号発信機構１７Ａ、１７Ｂとを備えている。
【００３５】
なお、第１シリンダ制御用センサ１３Ａのシリンダ１６Ａは、メインシリンダ１１のヘッド側室１２ａに接続された給排管路１４Ａに接続され、第２シリンダ制御用センサ１３Ｂのシリンダ１６Ｂは、メインシリンダ１１のロッド側室１２ｂに接続された給排管路１４Ｂに接続されている。
【００３６】
上記シリンダ１６Ａ、１６Ｂは、シリンダ室１８内にピストン１９が摺動可能に挿入されている。該ピストン１９は、シリンダ室１８を２つの室、すなわちヘッド側室１８ａとロッド側室１８ｂとに仕切る大径のピストン部１９ａと、該ピストン部１９ａに基端が固定され他端がシリンダ室１８外に突出したロッド部１９ｂとから構成されている。
【００３７】
第１シリンダ制御用センサ１３Ａでは、メインシリンダ１１のヘッド側室１２ａとシリンダ１６Ａのヘッド側室１８ａとが給排管路１４Ａ及び第１接続管路１５Ａを介して接続され、第２シリンダ制御用センサ１３Ｂでは、メインシリンダ１１のロッド側室１２ｂとシリンダ１６Ｂのヘッド側室１８ａとが給排管路１４Ｂ及び第１接続管路１５Ｂを介して接続されている。また、参考例に係るシリンダ１６Ａ、１６Ｂのロッド側室１８ｂには、該ロッド側室１８ｂ側にシリンダ１６Ａ、１６Ｂのピストン１９が移動する際に負荷を加える負荷機構２０Ａ、２０Ｂが設けられている。
また、第１実施形態に係るシリンダ１６Ａ、１６Ｂのロッド側室１８ｂには、バネや封入ガスが内蔵されており、シリンダ１６Ａ、１６Ｂのピストン１９が移動する際に負荷を加える負荷機構とされている。
【００３８】
参考例に係る負荷機構２０Ａ、２０Ｂは、フローコントローラとして機能するものであって、シリンダ１６Ａ、１６Ｂのロッド側室１８ｂとメインシリンダ１１とを接続する第２接続管路２１Ａ、２１Ｂと、該第２接続管路２１Ａ、２１Ｂに設けられた第１絞り弁２２Ａ、２２Ｂ（一般的な絞り弁やオリフィス（固定絞り弁）等の流量制御弁）と、第２接続管路２１Ａ、２１Ｂにおける第１絞り弁２２Ａ、２２Ｂの両側に接続された第１迂回管路２３Ａ、２３Ｂと、該第１迂回管路２３Ａ、２３Ｂに設けられメインシリンダ１１からシリンダ１６Ａ、１６Ｂへの流体の流れを止める第１逆止弁２４Ａ、２４Ｂとから構成されている。
【００３９】
なお、参考例及び第１実施形態に係る第１シリンダ制御用センサ１３Ａの第２接続管路２１Ａは、シリンダ１６Ａのロッド側室１８ｂとメインシリンダ１１のヘッド側室１２ａとを接続し、第２シリンダ制御用センサ１３Ｂの第２接続管路２１Ｂは、シリンダ１６Ｂのロッド側室１８ｂとメインシリンダ１１のロッド側室１２ｂとを接続している。
【００４０】
上記停止信号発信機構１７Ａ、１７Ｂは、第１接続管路１５Ａ、１５Ｂに設けられメインシリンダ１１への流体の流れを止める第２逆止弁２５Ａ、２５Ｂと、第１接続管路１５Ａ、１５Ｂにおけるシリンダ１６Ａ、１６Ｂと第２逆止弁２５Ａ、２５Ｂとの間に一端が接続された第１分岐管路２６Ａ、２６Ｂと、切換弁ＳＶと第１接続管路１５Ａ、１５Ｂの接続部との間の給排管路１４Ａ、１４Ｂに一端が接続され該給排管路１４Ａ、１４Ｂを介して第１接続管路１５Ａ、１５Ｂに接続された第２分岐管路２７Ａ、２７Ｂと、第１分岐管路２６Ａ、２６Ｂの他端と第２分岐管路２７Ａ、２７Ｂの他端とに接続され第１分岐管路２６Ａ、２６Ｂ内の圧力が第２分岐管路２７Ａ、２７Ｂ内の圧力より高くなったときに停止信号を発信するスイッチ機構２８Ａ、２８Ｂとを備えている。
【００４１】
該スイッチ機構２８Ａ、２８Ｂは、ピストン２９によって２つの室、すなわちヘッド側室３０ａ及びロッド側室３０ｂに仕切られたシリンダ室３０を有するセンサシリンダ３１Ａ、３１Ｂと、該センサシリンダ３１Ａ、３１Ｂのピストン２９の移動による機械的に停止信号を発信するスイッチ部３２Ａ、３２Ｂとを備えている。
【００４２】
上記センサシリンダ３１Ａ、３１Ｂは、シリンダ１６Ａ、１６Ｂよりも多少小さいサブシリンダであって、シリンダ室３０内にピストン２９が摺動可能に挿入されている。該ピストン２９は、シリンダ室３０を２つの室、すなわちヘッド側室３０ａとロッド側室３０ｂとに仕切る大径のピストン部２９ａと、該ピストン部２９ａに基端が固定され他端がシリンダ室３０外に突出したロッド部２９ｂとから構成されている。また、センサシリンダ３１Ａ、３１Ｂのロッド側室３０ｂと第１分岐管路２６Ａ、２６Ｂの他端とが接続されていると共に、センサシリンダ３１Ａ、３１Ｂのヘッド側室３０ａと第２分岐管路２７Ａ、２７Ｂの他端とが接続されている。
【００４３】
上記スイッチ部３２Ａ、３２Ｂは、センサシリンダ３１Ａ、３１Ｂのロッド部２９ｂ側方に設置されたマイクロスイッチであり、ロッド部２９ｂがシリンダ室３０内に引っ込んだときに、ロッド部２９ｂ先端に固定された係止部２９ｃが係合することにより、マイクロスイッチがオフからオンに切り換わり、これが制御盤３８に設けられた表示器に表示され、切換弁ＳＶを流れ位置から中立位置に切り換えるものである。
【００４４】
上記第２分岐管路２７Ａ、２７Ｂは、第２絞り弁３３Ａ、３３Ｂ（一般的な絞り弁又はオリフィス（固定絞り弁）等の流量制御弁）と、第２分岐管路２７Ａ、２７Ｂにおける第２絞り弁３３Ａ、３３Ｂの両側に接続された第２迂回管路３４Ａ、３４Ｂと、該第２迂回管路３４Ａ、３４Ｂに設けられ給排管路１４Ａ、１４Ｂからセンサシリンダ３１Ａ、３１Ｂへの流体の流れを止める第３逆止弁３５Ａ、３５Ｂとから構成されている。
【００４５】
第１分岐管路２６Ａ、２６Ｂには、第３分岐管路３６Ａ、３６Ｂの一端が接続され、該第３分岐管路３６Ａ、３６Ｂの他端は、第２分岐管路２７Ａ、２７Ｂにおける第２迂回管路３４Ａ、３４Ｂとの接続部と給排管路１４Ａ、１４Ｂとの接続部との間に接続されている。
【００４６】
上記第３分岐管路３６Ａ、３６Ｂの途中には、リリーフ弁３７Ａ、３７Ｂが設けられている。該リリーフ弁３７Ａ、３７Ｂは、第１分岐管路２６Ａ、２６Ｂ内がリリーフ圧まで上昇したとき、該第１分岐管路２６Ａ、２６Ｂ内の流体を第３分岐管路３６Ａ、３６Ｂにリリーフさせるものである。なお、リリーフ弁３７Ａ、３７Ｂは、圧力調整弁であれば他のものでもよく、また、圧力を保持できるバルブであれば逆止弁でもよい。
【００４７】
また、上記停止信号発信機構１７Ａ、１７Ｂは、正常作動時にメインシリンダ１１が駆動されてからピストン１０がストロークエンドに達して駆動停止信号が発信されるまでの時間を正常作動時間として設定しており、該正常作動時間よりも短い時間でメインシリンダ１１の駆動を停止させる信号が発信されたときに、誤作動を知らせる信号を発信するタイマー（誤作動検知機構）３８ａを備えている。
【００４８】
上記タイマー３８ａは、第１、第２シリンダ制御用センサ１３Ａ、１３Ｂを収納するケース３９が取り付けられた制御盤３８に設けられ、スイッチ部３２Ａ、３２Ｂと電気的に接続されている。このタイマー３８ａは、図６及び図７に示すようにメインシリンダ１１のピストン１０が前進端のストロークエンドから戻り端のストロークエンドに後退する場合、メインシリンダ１１が駆動されるまでは第１シリンダ制御用センサ１３Ａのスイッチ部３２Ａがオフ状態、第２シリンダ制御用センサ１３Ｂのスイッチ部３２Ｂがオン状態（図７のＡ）とされ、メインシリンダ１１が駆動されてスイッチ部３２Ｂが解除されてオフ状態となってからタイマーカウントを始め、第１シリンダ制御用センサ１３Ａのスイッチ部３２Ａがオン状態になる時点（図７のＢ又はＣ）までタイマーカウントするようになっている。図７のＣは図６のＣに対応するメインシリンダ１１のピストン１０が戻り端に到達して第１シリンダ制御用センサ１３Ａのスイッチ部３２Ａがオン状態であり、図７のＢは図６のＢに対応しており、例えば、バリ咬み等により第１シリンダ制御用センサ１３Ａのスイッチ部３２Ａがオン状態となった場合を示している。この間の作動時間が、図６および図７の場合のように上記正常作動時間よりも短いときに、誤作動であるとして、例えばエラーであることを知らせるブザーを鳴らす又はランプを点灯させる等の措置が自動的に行われる。なお、上記正常作動時間は、メインシリンダ１１のピストン１０が正常にストロークエンドに達するまでの作動時間にタイムラグ分を補正してタイマー３８ａに入力、設定される。
【００４９】
次に、第１実施形態及び参考例のシリンダ装置におけるメインシリンダ１１の制御方法について、図１から図４を参照して説明する。
【００５０】
〔ピストン前進開始〕
まず、ポンプＰから圧力流体を、図１に示すように、切換弁ＳＶのポートＡからメインシリンダ１１のヘッド側室１２ａ内に給排管路１４Ａを介して供給する。このとき、高圧流体は、ヘッド側室１２ａ内に入り、メインシリンダ１１のピストン１０を前進させる。
【００５１】
また、第１シリンダ制御用センサ１３Ａの第１接続管路１５Ａには、流体の一部が流入する。
第１実施形態では、流体は第１接続管路１５Ａ側に流入し、第１接続管路１５Ａに流入した圧力流体は、シリンダ１６Ａのヘッド側室１８ａに流入してピストン１９を前進させる。
また、参考例では、第２接続管路２１Ａには、第１絞り弁２２Ａ及び第１逆止弁２４Ａがあるため、流体は第１接続管路１５Ａ側に優先的に流入する。そして、第１接続管路１５Ａに流入した圧力流体は、シリンダ１６Ａのヘッド側室１８ａに入り、ピストン１９を前進させる。
【００５２】
また、第１実施形態及び参考例において、第２分岐管路２７Ａにも圧力流体の一部が流入する。このとき、第３分岐管路３６Ａにリリーフ弁３７Ａがあるため、流体は第３分岐管路３６Ａに接続された第１分岐管路２６Ａへは流れず、第２迂回管路３４Ａを介してセンサシリンダ３１Ａのヘッド側室３０ａ内に流れ込む。そして、センサシリンダ３１Ａに流入した圧力流体は、センサシリンダ３１Ａのピストン２９を前進させ、同時にスイッチ部３２Ａから先端の係止部２９ｃが離れてマイクロスイッチをオフ状態にする。
【００５３】
一方、メインシリンダ１１のピストン１０が前進することにより、ロッド側室１０ｂ内の流体がロッド側室１０ｂに接続された給排管路１４Ｂに押し出され、大半が切換弁ＳＶのポートＢからタンクＴへとリターンされる。また、押し出された流体の一部は、第２シリンダ制御用センサ１３Ｂの第１接続管路１５Ｂに流入する。
このとき、第１実施形態では、シリンダ１６Ｂに内蔵されたバネや封入ガスにより、シリンダ１６Ｂのピストン１９の移動に負荷が加わり、シリンダ１６Ｂが圧力エネルギーを蓄積するアキュムレータとして機能し、第１接続管路１５Ｂからの流体の流入によりヘッド側室１８ａ内の圧力が上昇すると共に、室内容積が増大する。
【００５４】
なお、参考例では、第２接続管路２１Ｂには、第１絞り弁２２Ｂ及び第１逆止弁２４Ｂがあるため、流体は第１接続管路１５Ｂ側に優先的に流入する。そして、第１接続管路１５Ｂに流入した圧力流体は、シリンダ１６Ｂのヘッド側室１８ａに入り、ピストン１９を前進させる。
また、負荷機構２０Ｂである第１絞り弁Ｂ及び第１逆止弁２４Ｂにより、シリンダ１６Ｂのピストン１９の移動に負荷が加わり、シリンダ１６Ｂが圧力エネルギーを蓄積するアキュムレータとして機能し、第１接続管路１５Ｂからの流体の流入によりヘッド側室１８ａ内の圧力が上昇すると共に、室内容積が増大する。
【００５５】
また、第１実施形態及び参考例において、第２分岐管路２７Ｂにも圧力流体の一部が流入する。このとき、第３分岐管路３６Ｂにリリーフ弁３７Ｂがあるため、流体は第３分岐管路３６Ｂに接続された第１分岐管路２６Ｂへは流れず、第２迂回管路３４Ｂを介してセンサシリンダ３１Ｂのヘッド側室３０ａ内に流れ込む。そして、センサシリンダ３１Ｂに流入した圧力流体は、センサシリンダ３１Ｂのピストン３０を前進させ、同時にスイッチ部３２Ｂから先端の係止部２９ｃが離れてマイクロスイッチをオフ状態にする。そして、メインシリンダ１１のピストン１０がストロークエンドに達する寸前に高いサージ圧が発生し、シリンダ１６Ｂ内の圧力も急減に高くなる。
【００５６】
〔ピストン前進完了〕さらに、図２に示すように、ピストン１０がストロークエンドに達した瞬間に、メインシリンダ１１のロッド側室１２ｂ内の流体の圧力が急激に低下すると共に、給排管路１４Ｂを介して第１接続管路１５Ｂからシリンダ１６Ｂに加わる圧力も急激に低下し、流体の流入も停止する。このとき、高圧状態のシリンダ１６Ｂと急激に圧力が低下した第１接続管路１５Ｂ（第２逆止弁２５Ｂと給排管路１５Ｂとの間）とには差圧が生じる。この差圧により、第２シリンダ制御用センサ１３Ｂの停止信号発信機構１７Ｂが作動し、メインシリンダ１１の駆動を停止させる。
【００５７】
すなわち、第１接続管路１５Ｂは、第２逆止弁２５Ｂがあるためシリンダ１６Ｂと第２逆止弁２５Ｂとの間が高圧状態となる。一方、この部分に接続された第１分岐管路２６Ｂ内の圧力は、急激に圧力が低下した給排管路１４Ｂに接続された第２分岐管路２７Ｂ内よりも高くなる。
【００５８】
このため、高圧側のシリンダ１６Ｂから第１分岐管路２６Ｂを介してセンサシリンダ３１Ｂのロッド側室３０ｂ内に、一気に流体が流れ込むことになる。このとき、センサシリンダ３１Ｂのピストン２９は、ロッド側室３０ｂ内に流れ込む流体により後退すると共に、先端の係止部２９ｃがスイッチ部３２Ｂに当接してマイクロスイッチがオン状態となる。
【００５９】
スイッチ部３２Ｂがオンになると、スイッチ部３２Ｂから制御盤３８へメインシリンダ１１の駆動停止信号が送信され、制御盤３８に設けられた表示器にこれが表示されると共に、切換弁ＳＶを流れ位置から中立位置に切り換える。したがって、切換弁ＳＶのポートＡからの圧力流体の供給が停止され、メインシリンダ１１の駆動が停止する。
【００６０】
〔ピストン戻り〕
なお、メインシリンダ１１のピストン１０を戻す場合は、図３及び図４に示すように、ピストン１０を前進させる場合に対して、第１シリンダ制御用センサ１３Ａと第２シリンダ制御用センサ１３Ｂとの作動状態が逆になることから以下に簡単に説明する。
【００６１】
すなわち、ピストン１０を戻す場合は、まず、切換弁ＳＶによりポートＢとポンプＰとを接続すると共に、ポートＢとタンクＴとを接続するように接続の切り換えを行い、ポンプＰから圧力流体をメインシリンダ１１のロッド側室１２ｂに給排管路１４Ｂを介して供給する。
【００６２】
このとき、上述したピストン前進時の第１シリンダ制御用センサ１３Ａ及び第２シリンダ制御用センサ１３Ｂの動作が互いに逆になり、ピストン戻り開始時に第２シリンダ制御用センサ１３Ｂのセンサシリンダ３１Ｂによりスイッチ部３２Ｂがオフとなり、ピストン戻りが完了したときに、第１シリンダ制御用センサ１３Ａの停止信号発信機構１７Ａによりスイッチ部３２Ａがオンとなり、メインシリンダ１１の駆動が停止されるようになっている。
【００６３】
このように、本実施形態では、メインシリンダ１１のヘッド側室１２ａ又はロッド側室１２ｂからの加圧が停止した瞬間に生じるシリンダ１６Ａ、１６Ｂと第１接続管路１５Ａ、１５Ｂとの差圧によりメインシリンダ１１の駆動を停止させる信号を発信する停止信号発信機構１７Ａ、１７Ｂを備えているので、ピストン１０がストロークエンドに達した瞬間に生じた差圧により、停止信号が発信され、メインシリンダ１１の駆動を確実にかつ高速に停止させることができる。
【００６４】
また、センサシリンダ３１Ａ、３１Ｂのロッド側室３０ｂと第１分岐管路２６Ａ、２６Ｂ内とが接続されていると共に、センサシリンダ３１Ａ、３１Ｂのヘッド側室３０ａと第２分岐管路２７Ａ、２７Ｂ内とが接続されているので、第１分岐管路２６Ａ、２６Ｂ内の圧力が第２分岐管路２７Ａ、２７Ｂ内より高くなったときに機械的にスイッチ部３２Ａ、３２Ｂが作動し、停止信号を発信することができ、簡易なかつ安価な構成で確実に動作させることができる。
【００６５】
第１実施形態では、バネや封入ガスを内蔵したシリンダ１６Ａ、１６Ｂをアキュムレータとして機能させているので、停止信号を発信させるために十分な差圧及び流体の量を確保することができる。
また、本実施形態の第１、第２シリンダ制御用センサ１３Ａ、１３Ｂは、切換弁ＳＶ側に設置されて集積弁として取り付けられているので、全体としてコンパクトにすることができると共に低コスト化を図ることができる。
参考例では、負荷機構２０Ａ、２０Ｂを用いて室内容積が増大可能なシリンダ１６Ａ、１６Ｂをアキュムレータとして機能させているので、停止信号を発信させるために十分な差圧及び流体の量を確保することができる。
【００６６】
次に、本実施形態のシリンダ装置が、いわゆるバリ咬みにより中間停止した際の誤動作検知方法について説明する。
【００６７】
第１実施形態及び参考例では、正常に作動した場合、図６及び図７に示すように、メインシリンダ１１のピストン１０先端に取り付けられた摺動金型４０が金型本体４１に当たったところで（図中のＡ状態）、第２シリンダ制御用センサ１３Ｂのスイッチ部３２Ｂがオン状態となり、メインシリンダ１１の駆動が停止されるが、バリ咬みにより中間で停止してしまった場合でも（図中のＢ状態）、第２シリンダ制御用センサ１３Ｂのスイッチ部３２Ｂがオン状態となり、メインシリンダ１１の駆動停止信号が送られるようになっている。このため、中間停止した場合にトラブルが発生してしまうため、第１実施形態及び参考例のシリンダ装置では、中間停止状態となった場合に、タイマー３８ａにより誤作動を検知し、エラーを知らせる信号を発信するようになっている。
【００６８】
すなわち、メインシリンダ１１のピストン１０が完全に戻った状態のとき（図中のＣ状態）、第１シリンダ制御用センサ１３Ａにおけるセンサシリンダ３１Ａのピストン２９はスイッチ部３２Ａに当接してオン状態となり、停止信号によりメインシリンダ１１の駆動が停止されている。この状態から、流体を供給してメインシリンダ１１を駆動すると、上記ピストン２９がスイッチ部３２Ａから離間してオフ状態となり、この時点からタイマー３８ａが作動し、タイマーカウントを始める。
【００６９】
そして中間停止した場合、第２シリンダ制御用センサ１３Ｂにおけるセンサシリンダ３１Ｂのピストン２９がスイッチ部３２Ｂに当接してオン状態となり、タイマー３８ａのカウントが停止すると共に、この間の作動時間が予めセットしてある正常作動時間より短い場合、例えば正常作動時間が３０秒である場合に、実際の作動時間が２８秒であったとき、タイマー３８ａは誤作動と判断して信号を発信し、エラーを知らせるブザー又はランプを作動させる。これによって、中間停止を検知できずに生じるトラブルを防ぐことができる。
【００７０】
次に、本発明に係るシリンダ制御用センサ及びこれを備えたシリンダ装置の第２実施形態を、図８を参照しながら説明する。
【００７１】
第２実施形態と参考例との異なる点は、参考例では第２接続管路２１Ａ、２１Ｂ及び負荷機構２０Ａ、２０Ｂを備えていると共に第２分岐管路２７Ａ、２７Ｂに第２迂回管路３４Ａ、３４Ｂを備えているのに対し、第２実施形態の第１，第２シリンダ制御用センサ１１３Ａ、１１３Ｂでは、図８に示すように、第２接続管路及び負荷機構がないと共に第２分岐管路１２７Ａ、１２７Ｂに第２迂回管路がない点である。さらに、第２実施形態では、シリンダ１１６Ａ、１１６Ｂのロッド側室１８ｂにスプリング１００が入っている点で参考例と異なっている。
【００７２】
すなわち、本実施形態では、参考例のような負荷機構の代わりにシリンダ１１６Ａ、１１６Ｂにスプリング１００を内蔵させているので、負荷が加わった際にスプリング１００の付勢力で差圧を生じさせることができる。また、本実施形態では、逆流防止用の第２迂回管路を削除して管路を簡素化している。なお、シリンダ１１６Ａ、１１６Ｂをスプリング１００を入れた単動シリンダとしたが、復動シリンダとしても構わない。
【００７３】
次に、本発明に係るシリンダ制御用センサ及びこれを備えたシリンダ装置の第３実施形態を、図９を参照しながら説明する。
【００７４】
第３実施形態と第２実施形態との異なる点は、第２実施形態では給排管路１４Ａ、１４Ｂ一対に第１、第２シリンダ制御用センサ１３Ａ、１３Ｂをそれぞれ設けているのに対し、第３実施形態では、図９に示すように、給排管路１４Ａだけに第１シリンダ制御用センサ１１３Ａを設けている点である。また、第２実施形態では、第１シリンダ制御用センサ１１３Ａの管路をインライン方式と違って袋小路にしている点である。
【００７５】
すなわち、本実施形態は、第１シリンダ制御用センサ１１３Ａで片側制御を行うものであり、第１接続管路１５Ａ、第３分岐管路３６Ａ及び第２分岐管路１２７Ａが一本にまとめられて給排管路１４Ａに接続されているため、第１シリンダ制御用センサ１１３Ａの着脱が容易となる利点がある。
【００７６】
次に、本発明に係るシリンダ制御用センサ及びこれを備えたシリンダ装置の第４実施形態を、図１０を参照しながら説明する。
【００７７】
第４実施形態では、特開平６−５０３０４号公報に記載の技術と組み合わせた構成を有している。すなわち、本実施形態では、図１０に示すように、メインシリンダ５１１のシリンダ室５１２（ヘッド側室５１２ａ端部、ロッド側室５１２ｂ端部）に挿入穴５１２ｃ、５１２ｄを設けると共に該挿入穴５１２ｃ、５１２ｄに挿入可能な挿入部５１０ｃ、５１０ｄをピストン５１０に設け、挿入穴５１２ｃ、５１２ｄ外のシリンダ室に給排管路１４Ａ、１４Ｂを接続すると共に挿入穴５１２ｃ、５１２ｄにシリンダ制御用センサ５１３Ａ、５１３Ｂの第１接続管路５１５Ａ、５１５Ｂをそれぞれ接続している。
【００７８】
これにより、挿入部５１０ｃ、５１０ｄが挿入穴５１２ｃ、５１２ｄの室と給排管路１４Ａ、１４Ｂとを遮断した際に、第１接続管路５１５Ａ、５１５Ｂに流体を流出させるため、かじりやバリ等によりメインシリンダ５１１のピストン５１０が途中で止まってもシリンダ制御用センサ５１３Ａ、５１３Ｂが誤動作せず、挿入部５１０ｃ、５１０ｄが挿入穴５１２ｃ、５１２ｄに入ったストロークエンド状態でのみ確実にシリンダ制御用センサ５１３Ａ、５１３Ｂを作動させることができる。
【００７９】
なお、第４実施形態では、リリーフ弁３７Ａ、３７Ｂの代わりに逆止弁４３７Ａ、４３７Ｂを採用している点で第１実施形態と異なっている。
【００８０】
なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。例えば、上記第１実施形態では、第１、第２シリンダ制御用センサ１３Ａ、１３Ｂをメインシリンダ１１から離れた位置に設置したが、図１１に示すように、メインシリンダ１１に直接設置してもよい。このように、本発明のシリンダ制御用センサは、コンパクトであるため、設置場所を自由に設定することが可能である。
【００８１】
また、上記実施形態では、スイッチ部３２Ａ、３２Ｂは、センサシリンダ３１Ａ、３１Ｂのピストン２９の移動により機械的に停止信号を発信するスイッチ部を採用したが、例えばセンサシリンダ３１Ａ、３１Ｂのピストン２９の移動により生じる圧力で作動する圧力センサにより電気的に停止信号を発信するスイッチ部としても構わない。
【００８２】
また、シリンダ１６Ａ、１６Ｂの代わりに、増圧を発生させるシリンダ（ブースタシリンダ等）を採用して構わない。
【００８３】
また、シリンダ１６Ａ、１６Ｂを用いずに、アキュムレータ効果を有する他の構造を採用しても構わない。例えば、シリンダ１６Ａ、１６Ｂではなく、第１接続管路１５Ａ、１５Ｂよりも内径が大きく設定された大径管路を設けても、同様にアキュムレータとして機能させることができる。
【００８４】
また、第２逆止弁２５Ａ、２５Ｂは、流体を一方向のみに補充する弁のため、メインシリンダ１１側への流入を抑制する弁であれば、比例弁、パイロットチェック弁、絞り弁等を使用してもよい。また、リリーフ弁３７Ａ、３７Ｂは、シーケンス弁、カウンタバランス弁等の圧力弁でもよく、これらに減圧弁（アンロード弁）等に逆止弁を合体させれば、第１接続管路１５Ａ、１５Ｂと第３分岐管路３６Ａ、３６Ｂとを一つの管路とすることができる。なお、圧力弁等の代わりにオリフィスを使用しても圧力を得ることができる。
【００８５】
また、シリンダ１６Ａ、１６Ｂとセンサシリンダ３１Ａ、３１Ｂとを複合化させれば（これらのシリンダは両ロッド型、片側複合型、スプール（ロッドレス）型等にしてもよい）、管路の集約ができ、よりコンパクト化を図ることができる。
【００８６】
また、センサシリンダ３１Ａ、３１Ｂを、スプール（ロッドレス）形態にして、センサシリンダ内にスイッチ部の機能を内蔵させても構わない。さらに、センサシリンダとしてラムシリンダ等を採用し、上記差圧が発生した際の圧力よりも低い第１分岐管路２６Ａ、２６Ｂ内の圧力に対抗してセンサシリンダのピストンの移動を抑える移動抑制機構としてスプリングやガスを封入してもよい。この場合、上記実施形態の第２分岐管路２７Ａ、２７Ｂとフローコントローラである第２絞り弁３３Ａ、３３Ｂ及び第３逆止弁３５Ａ、３５Ｂとが不要になる。
【００８７】
例えば、図１においてメインシリンダ１１のピストン１０が右側に移動するとメインシリンダ１１のロッド側室１２ｂから排出された流体は、その一部が第１接続管路１５Ｂの第２逆止弁２５Ｂよりも第１分岐管路２６Ｂ及び同調シリンダ１６Ｂ側に流入する。
第１分岐管路２６Ｂ及び同調シリンダ１６Ｂ側に流入した流体は、同調シリンダ１６Ｂのバネや封入ガスを圧縮しながら同調シリンダ１６Ｂのヘッド側室１８ａに流入するが、センサシリンダ３１Ｂのロッド側室３０ｂ内には移動抑制機構の作用により流入しない。
ヘッド側室１８ａに流入した流体は、同調シリンダ１６Ｂのバネや封入ガスを圧縮するとともに高くなり、これにともなって第１接続管路１５Ｂ内の圧力もしだいに高くなる。
【００８８】
そして、メインシリンダ１１のピストン１０がストロークエンド（右側端）に到達するときに、第１接続管路１５Ｂ内の流体はセンサシリンダ３１Ｂの移動抑制機構の反力よりも高い圧力まで上昇し、センサシリンダ３１Ｂのロッド側室３０ｂ内に流体が流入してピストン２９をセンサシリンダのヘッド側室の側に移動させてスイッチ部３２Ｂにより上記信号が発信される。
【００８９】
また、上記実施形態では、一つのメインシリンダ１１を第１、第２シリンダ制御用センサ１３Ａ、１３Ｂで制御したが、シリンダ制御用センサの第１接続管路を複数のメインシリンダに分岐して接続することにより、例えば出力の異なる複数のメインシリンダでも一つのシリンダ制御用センサで制御することができる。
【００９０】
また、タイマー３８ａは、第１、第２シリンダ制御用センサ１３Ａ、１３Ｂを収納するケース３９が取り付けられた制御盤３８に設けられているが、シリンダ制御用センサや制御盤から離間させて設けても構わない。また、第１、第２シリンダ制御用センサ１３Ａ、１３Ｂを、制御盤３８から離間させて設置しても構わない。
【００９１】
【発明の効果】
本発明によれば、以下の効果を奏する。本発明のシリンダ制御用センサ及びシリンダ装置によれば、メインシリンダの２つの室の一方に接続管路を介して接続され一方の室から押し出される流体で内部が加圧されるアキュムレータと、一方の室からの加圧が停止した瞬間に生じるアキュムレータと接続管路との差圧によりメインシリンダの駆動を停止させる信号を発信する停止信号発信機構とを備えているので、ピストンがストロークエンドに達した瞬間に生じた差圧により、停止信号が発信され、メインシリンダの駆動を確実にかつ高速に停止させることができる。
【００９２】
したがって、本発明では、シリンダ制御用センサが接続管路によりメインシリンダ、すなわち作業現場から離間させて接続可能であり、誤作動が起き難いと共に高価なスイッチ類を取り付ける必要やスイッチ交換等のメンテナンスを行う必要が無い。また、アキュムレータ効果により生じる差圧を利用するため、汎用のシリンダであればシリンダのサイズ等による調整や流体量調節もほとんど不要であり、制御盤等に直接接続することや、複数の出力の異なるシリンダを制御することも可能になる。これらにより、本発明によれば、製品品質の安定化、生産性及び安全性の向上、さらにコストの低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 シリンダ制御用センサ及びシリンダ装置の参考例に係るピストン前進開始時を示す回路図である。
【図２】 シリンダ制御用センサ及びシリンダ装置の参考例に係るピストン前進開始時を示す回路図である。
【図３】 シリンダ制御用センサ及びシリンダ装置の参考例に係るピストン前進開始時を示す回路図である。
【図４】 シリンダ制御用センサ及びシリンダ装置の参考例に係るピストン前進開始時を示す回路図である。
【図５】 本発明の第１実施形態及び参考例に係るシリンダ制御用センサ及びシリンダ装置の第１実施形態を示す斜視図である。
【図６】 本発明の第１実施形態及び参考例に係るシリンダ制御用センサ及びシリンダ装置の第１実施形態を示す中間停止を説明するための側面図である。
【図７】 本発明の第１実施形態及び参考例に係るシリンダ制御用センサ及びシリンダ装置の第１実施形態における正常作動時、中間停止時及び作動前で制御盤中のスイッチ部の状態を示す説明図である。
【図８】 本発明に係るシリンダ制御用センサ及びシリンダ装置の第２実施形態を示す回路図である。
【図９】 本発明に係るシリンダ制御用センサ及びシリンダ装置の第３実施形態を示す回路図である。
【図１０】 本発明に係るシリンダ制御用センサ及びシリンダ装置の第４実施形態を示す回路図である。
【図１１】 本発明に係るシリンダ制御用センサ及びシリンダ装置の第１実施形態におけるシリンダ制御用センサの他の設置例を示す斜視図である。
【図１２】 本発明に係るシリンダ制御用センサ及びシリンダ装置の従来例を示す斜視図である。
【図１３】 本発明に係るシリンダ制御用センサ及びシリンダ装置の第１実施形態を示すピストン前進開始時の回路図である。
【符号の説明】
１０ メインシリンダのピストン
１１、５１１ メインシリンダ
１２ａ メインシリンダのヘッド側室
１２ｂ メインシリンダのロッド側室
１３Ａ、１１３Ａ、５１３Ａ 第１シリンダ制御用センサ
１３Ｂ、１１３Ｂ、５１３Ｂ 第２シリンダ制御用センサ
１４Ａ、１４Ｂ 給排管路
１５Ａ、１５Ｂ、５１５Ａ、５１５Ｂ 第１接続管路（接続管路）
１６Ａ、１１６Ａ、１６Ｂ、１１６Ｂ シリンダ（アキュムレータ）
１７Ａ、１７Ｂ 停止信号発信機構
２０Ａ、２０Ｂ 負荷機構
２２Ａ、２２Ｂ 第１絞り弁
２５Ａ、２５Ｂ 第２逆止弁
２６Ａ、２６Ｂ 第１分岐管路
２７Ａ、１２７Ａ、２７Ｂ、１２７Ｂ 第２分岐管路
２８Ａ、２８Ｂ スイッチ機構
３０ａ センサシリンダのヘッド側室
３０ｂ センサシリンダのロッド側室
３１Ａ、３１Ｂ センサシリンダ
３２Ａ、３２Ｂ スイッチ部
３８ａ タイマー（誤作動検知機構）
１００ スプリングＳＶ 切換弁
５１０ メインシリンダのピストン
１１、５１１ メインシリンダ
１２ａ メインシリンダのヘッド側室
１２ｂ メインシリンダのロッド側室
１３Ａ、１１３Ａ、５１３Ａ 第１シリンダ制御用センサ
１３Ｂ、１１３Ｂ、５１３Ｂ 第２シリンダ制御用センサ
１４Ａ、１４Ｂ 給排管路
１５Ａ、１５Ｂ、５１５Ａ、５１５Ｂ 第１接続管路（接続管路）
１６Ａ、１１６Ａ、１６Ｂ、１１６Ｂ シリンダ（アキュムレータ）
１７Ａ、１７Ｂ 停止信号発信機構
２０Ａ、２０Ｂ 負荷機構
２２Ａ、２２Ｂ 第１絞り弁
２５Ａ、２５Ｂ 第２逆止弁
２６Ａ、２６Ｂ 第１分岐管路
２７Ａ、１２７Ａ、２７Ｂ、１２７Ｂ 第２分岐管路
２８Ａ、２８Ｂ スイッチ機構
３０ａ センサシリンダのヘッド側室
３０ｂ センサシリンダのロッド側室
３１Ａ、３１Ｂ センサシリンダ
３２Ａ、３２Ｂ スイッチ部
３８ａ タイマー（誤作動検知機構）
１００ スプリングＳＶ 切換弁
【発明の属する技術分野】
本発明は、シリンダのピストンの動作状態、例えばピストンがストロークエンドに達したことを検知可能なシリンダ制御用センサ及びこれを備えたシリンダ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、自動車部品の鋳造金型やプラスチック金型等には、多くの油圧シリンダが用いられている。従来、鋳造機械等の産業機械に用いられる往復動シリンダは、前進又は後進位置を正確に制御すると共に、機械作動と組み合わせたシーケンス回路により自動化されている。
【０００３】
例えば、従来のシリンダ制御技術としては、図１２に示すように、シリンダ本体１に取り付けられたアナログスイッチや近接スイッチ等を用いたリミットスイッチ装置２により、前後進位置を検知し、信号を制御盤に送って切換弁（ソレノイドバルブ）を介してシリンダを停止させる制御技術がある。また、シリンダ内にセンサを内蔵して前後進位置を検知し、ストローク調整をパルス信号に変え、検出器でデータ化して再度信号を制御盤に送り、切換弁を介してシリンダを停止させる制御技術がある。さらに、特公平７−４２９６５号には、メインシリンダに同期するサブシリンダを設けて該サブシリンダへの流れる流体の量を調整して前後進位置を検知し制御する技術が提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のシリンダ制御技術では、次のような課題が残されている。すなわち、従来のリミットスイッチ装置による場合は、高温、多量の離型剤やスラッジ等によりリミットスイッチ装置が損傷を受けやすく、これに起因する金型トラブルが生産上の大きな障害になる場合がある。また、作業現場の先端部に取り付けてあるため、水、オイル、バリ等を常時受けることから、防水性スイッチを使用しても漏電を起こしやすく、リミットスイッチ装置のコード切断も起きるおそれがあった。また、シリンダ本体にリミットスイッチ装置を取り付けるスペースが採れない場合があると共に、シリンダのサイズ（ストローク）によってリミットスイッチ装置の高精度な調整が必要である。さらに、複数のシリンダがある場合には、各シリンダにそれぞれリミットスイッチ装置を取り付ける必要があり、部材点数及びコストの増大を招くと共に、一回路にて行うとすれば制御が複雑化し制御困難になる不都合があった。また、センサを内蔵する場合は、パルス信号を使用するので、シリンダ内部の駆動部をストロークに合わせて加工し、検出器と接続しなくてはならないと共に、磁気発生には弱く誤作動の元になるおそれがあった。さらに、サブシリンダに流入する流体量により制御する場合は、メインシリンダに遮断部材が必要であると共に流入する流体量を調節する必要があり、より簡易な構成でかつ流体量調節が不要な技術が要望されている。
【０００５】
本発明は、前述の課題に鑑みてなされたもので、シリンダから離間させて接続可能で誤作動が起き難く、シリンダのサイズ等による調整や流体量調節も不要にすることができるシリンダ制御用センサ及びこれを備えたシリンダ装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、ピストンによって２つの室に仕切られたシリンダ室を内部に有するメインシリンダに接続され、ピストンの動作状態を検知するシリンダ制御用センサであって、前記２つの室の少なくとも一方の室と接続管路を介して接続され前記一方の室から押し出される流体で内部のバネ又は封入ガスが加圧されるアキュムレータと、前記接続管路に設けられ前記一方の室への流体の流れを抑制する逆止弁を備えると共に、前記一方の室からの加圧が停止した瞬間に生じる前記アキュムレータと前記接続管路のうち前記逆止弁よりも前記一方の室側に位置する部分との差圧により前記メインシリンダの駆動を停止させる信号を発信する停止信号発信機構とを備えていることを特徴とする。
【０００７】
このシリンダ制御用センサでは、前記２つの室の少なくとも一方の室と接続管路を介して接続され前記一方の室から押し出される流体で内部のバネ又は封入ガスが加圧されるアキュムレータを備えているので、ピストンの移動によりメインシリンダの室（一方の室）から押し出される流体が接続管路を介してアキュムレータに流れ込み、アキュムレータ内の圧力を上昇させる。そして、ピストンが例えばストロークエンドに達する寸前に高いサージ圧が発生し、アキュムレータ内の圧力も急減に高くなる。さらに、ピストンがストロークエンドに達した瞬間に室内の流体の圧力が急激に低下し、接続管路からアキュムレータに加わる圧力も急激に低下する。このとき、高圧状態のアキュムレータと急激に圧力が低下した接続管路とには差圧が生じる。
【０００８】
本発明では、一方の室からの加圧が停止した瞬間に生じるアキュムレータと接続管路との差圧によりメインシリンダの駆動を停止させる信号を発信する停止信号発信機構を備えているので、ピストンがストロークエンドに達した瞬間に生じた差圧により、停止信号が発信され、メインシリンダの駆動を停止させることができる。したがって、本発明では、ピストンがストロークエンドに達した直後にメインシリンダを確実にかつ高速に停止させることができる。
【０００９】
また、本発明のシリンダ制御用センサは、前記停止信号発信機構が、前記接続管路に設けられ前記一方の室への流体の流れを抑制する逆止弁と、前記接続管路における前記アキュムレータと前記逆止弁との間に一端が接続された第１分岐管路と、前記接続管路における前記一方の室と前記逆止弁との間に一端が接続された第２分岐管路と、前記第１分岐管路の他端と前記第２分岐管路の他端とに接続され第１分岐管路内の圧力が第２分岐管路内の圧力より高くなったときに前記信号を発信するスイッチ機構とを備えている技術が採用される。
【００１０】
このシリンダ制御用センサでは、例えばピストンがストロークエンドに達した瞬間に生じた差圧により、アキュムレータから接続管路及び第１分岐管路へと流体が押し出されようとするが、逆止弁があるために第１分岐管路側に流体が押し出される。また、同時に急激に圧力が低下した一方の室から逆止弁までの接続管路に接続されている第２分岐管路内も圧力が低いため、第１分岐管路内の圧力が第２分岐管路内の圧力より高くなる。したがって、このときスイッチ機構により、メインシリンダの駆動を停止させる信号が発信される。このように、本発明では、接続管路に設けた逆止弁により、第１分岐管路内と第２分岐管路内とに差圧を発生させるので、容易に停止信号を発信させることができる。
【００１１】
また、本発明のシリンダ制御用センサは、前記スイッチ機構が、ピストンによって２つの室に仕切られたシリンダ室を有するセンサシリンダと、該センサシリンダのピストンの移動による機械的作用により電気的に前記信号を発信するスイッチ部とを備え、前記センサシリンダの一方の室と前記第１分岐管路の他端側とが接続されていると共に、センサシリンダの他方の室と前記第２分岐管路の他端側とが接続されていることが好ましい。
【００１２】
このシリンダ制御用センサでは、センサシリンダの一方の室と第１分岐管路の他端側とが接続されていると共に、センサシリンダの他方の室と第２分岐管路の他端側とが接続されているので、第１分岐管路内の圧力が第２分岐管路内より高くなったときにセンサシリンダのピストンが移動して機械的作用により電気的にスイッチ部を作動させ、停止信号を発信することができ、簡易なかつ安価な構成で確実に動作させることができる。
【００１３】
また、本発明のシリンダ制御用センサは、前記停止信号発信機構が、前記接続管路における前記アキュムレータと前記逆止弁との間に一端が接続された第１分岐管路と、前記第１分岐管路の他端に接続され該第１分岐管路から流れ込む流体で移動可能なピストンを有するセンサシリンダと、該センサシリンダのピストンの移動による機械的作用により電気的に前記信号を発信するスイッチ部と、前記差圧が発生するまでの圧力よりも低い前記第１分岐管路内の圧力に対抗して前記センサシリンダのピストンの移動を抑える移動抑制機構とを備えている技術を採用してもよい。
【００１４】
このシリンダ制御用センサでは、差圧が発生するまでの圧力よりも低い第１分岐管路内の圧力に対抗してセンサシリンダのピストンの移動を抑える移動抑制機構を備えているので、メインシリンダのピストンが移動している間は、第１分岐管路内の圧力が、上記差圧が発生した際の圧力よりも低い圧力になっているために、移動抑制機構によりセンサシリンダのピストンが移動しない。そして、メインシリンダのピストンがストロークエンドに達したとき、上記差圧が発生すると共に逆止弁より上流側の接続管路への流れが抑制されているために、第１分岐管路内の圧力が急激に上昇して移動抑制機構で抑制可能な圧力を越え、センサシリンダのピストンが移動してスイッチ部により上記信号が発信される。
【００１５】
また、本発明のシリンダ制御用センサは、前記アキュムレータが、前記接続管路から流れ込む流体で移動可能なピストンを有するシリンダであって、前記接続管路から流体が流れ込む際に移動する前記シリンダのピストンに負荷を加える負荷機構として前記バネ又は封入ガスが設けられていることが好ましい。
【００１６】
このシリンダ制御用センサでは、接続管路から流体が流れ込む際に移動するシリンダのピストンに負荷を加える負荷機構が設けられているので、接続管路からシリンダ内に流体が流入するとシリンダのピストンが移動するが、この際、負荷機構により負荷が加わり、シリンダ内が加圧されると共に室内容積が増大する。さらに、メインシリンダのピストンがストロークエンドに達した瞬間、接続管路の圧力が急激に低下すると、シリンダ内と接続管路内とに差圧が生じ、シリンダから接続管路側へ流体が押し出されて、メインシリンダ駆動の停止信号が発信される。すなわち、停止信号を発信させるために十分な差圧及び流体の量を確保することができる。
【００１７】
また、本発明のシリンダ制御用センサは、前記アキュムレータが、前記接続管路よりも内径が大きく設定された大径管路であることが好ましい。
【００１８】
このシリンダ制御用センサでは、アキュムレータが、接続管路よりも内径が大きく設定された大径管路であるので、大径管路内が接続管路から流入する流体により加圧さえ内径が大きい分だけ圧力エネルギーを多く蓄積することができ、非常に簡易な構成でアキュムレータ効果を得ることができる。
【００１９】
また、本発明のシリンダ制御用センサは、前記メインシリンダの２つの室のそれぞれに接続される一対の前記アキュムレータ及び前記停止信号発信機構を備え、前記停止信号発信機構が、正常に作動する状態でメインシリンダのピストンが駆動されて前記センサシリンダの駆動停止信号の発信が解除されてから前記メインシリンダのピストンがストロークエンドに達して駆動停止信号が発信されるまでを正常作動時間とした場合に、該正常作動時間よりも短い時間でメインシリンダの駆動を停止させる信号が発信されたときに、誤作動を知らせる信号を発信する誤作動検知機構を備えていることが好ましい。
【００２０】
このシリンダ制御用センサでは、正常作動時間よりも短い時間でメインシリンダの駆動を停止させる信号が発信されたときに、誤作動を知らせる信号を発信する誤作動検知機構を備えているので、例えば金型成形等においてバリなどによりピストンが中間停止した場合、正常作動時と同様に差圧が発生して停止信号が発信されるが、この場合、正常作動時間よりも早く停止信号が発信されるため、誤作動検知機構により、誤作動を検知することができる。
【００２１】
本発明のシリンダ装置は、ピストンによって２つの室に仕切られたシリンダ室を内部に有するメインシリンダを備えたシリンダ装置であって、前記２つの室の少なくとも一方に接続された上記本発明のシリンダ制御用センサを備えていることを特徴とする。
【００２２】
このシリンダ装置では、前記２つの室の少なくとも一方に接続された上記本発明のシリンダ制御用センサを備えているので、メインシリンダのピストンがストロークエンドに達した瞬間にシリンダ制御用センサが停止信号を発信するため、メインシリンダの駆動を確実にかつ高速に停止させることができる。
【００２３】
また、本発明のシリンダ装置は、前記メインシリンダの２つの室に一端が接続され流体を給排する一対の給排管路と、前記一対の給排管路の他端に接続された切換弁とを備え、前記シリンダ制御用センサは、前記一対の給排管路の少なくとも一方に前記接続管路を接続して設けられていることが好ましい。
【００２４】
このシリンダ装置では、シリンダ制御用センサが一対の給排管路の少なくとも一方に接続管路を接続して設けられているので、メインシリンダを駆動する流体を給排する一対の給排管路を介して接続管路に流入する流体でシリンダ制御用センサを作動させることができ、メインシリンダに直接接続管路を接続せずに済み、配管をシンプルに構成することが可能になる。
【００２５】
また、本発明のシリンダ装置は、複数の前記メインシリンダを備え、前記シリンダ制御用センサは、前記複数のメインシリンダに分岐して接続された前記接続管路に対して１つ設けられていることが好ましい。
【００２６】
このシリンダ装置では、シリンダ制御用センサの接続管路が複数のメインシリンダに分岐して接続されているので、例えば出力の異なる複数のメインシリンダでも一つのシリンダ制御用センサで制御することができる。
【００２７】
また、本発明のシリンダ装置は、前記シリンダ制御用センサが前記切換弁に設置されていることが好ましい。すなわち、このシリンダ装置では、シリンダ制御用センサが切換弁に設置されるので、切換弁との複合化・一体化を図ることができ、全体をコンパクトにすることができると共にコストを低減することができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るシリンダ制御用センサ及びこれを備えたシリンダ装置の参考例及び第１実施形態を、図１から図７及び図１３を参照しながら説明する。なお、これらの図中、符号１１はメインシリンダ、１３Ａは第１シリンダ制御用センサ、１３Ｂは第２シリンダ制御用センサを示している。また、図１から図４はこの発明の参考例を示す図であり、図１３は第１実施形態を示す図である。また、図５から図７は参考例と第１実施形態の双方に共通する図である。なお、第１実施形態が参考例と異なるのは、参考例における第１絞り弁２２Ａ、２２Ｂを有する負荷機構２０Ａ、２０Ｂに代えて、シリンダ１６Ａ、１６Ｂがバネや封入ガスを内蔵して構成されている点である。
以下、参考例及び第１実施形態について説明するが、参考例、第１実施形態特有の部分については、その旨を記載し、その旨の記載がない部分は参考例及び第１実施形態の双方に共通する部分である。
【００２９】
参考例及び第１実施形態のシリンダ装置は、図１から図５及び図１３に示すように、ピストン１０によって２つの室（ヘッド側室１２ａ、ロッド側室１２ｂ）に仕切られたシリンダ室１２を内部に有する鋳造金型用コアーシリンダやボアシリンダ等の大型のメインシリンダ１１を備え、このメインシリンダ１１の２つの室に接続された第１シリンダ制御用センサ１３Ａ及び第２シリンダ制御用センサ１３Ｂを備えている。
【００３０】
上記メインシリンダ１１には、シリンダ室１１内にピストン１０が摺動可能に挿入されている。該ピストン１０は、シリンダ室１２を２つの室、すなわちヘッド側室１２ａとロッド側室１２ｂとに仕切る大径のピストン部１０ａと、該ピストン部１０ａに基端が固定され他端がシリンダ室１２外に突出したロッド部１０ｂとから構成されている。
【００３１】
また、メインシリンダ１１のヘッド側室１２ａ及びロッド側室１２ｂには、これらにオイル等の流体を給排する、すなわちこれらに流体を供給する又はこれらから流体を排出させる一対の給排管路１４Ａ、１４Ｂの一端が接続されている。これらの給排管路１４Ａ、１４Ｂの他端は切換弁ＳＶに接続され、該切換弁ＳＶには、圧力流体を吐出するポンプＰと切換弁ＳＶから流出する流体を貯留するタンクＴとが接続されている。
【００３２】
すなわち、切換弁ＳＶは、一対の給排管路１４Ａ、１４Ｂに対するポンプＰとタンクＴとの接続を切り換えるソレノイドバルブであり、この切り換えにより、給排管路１４Ａ、１４Ｂのいずれか一方がポンプＰ側に接続されて高圧側となると共に他方がタンクＴ側に接続されて低圧側になり、ロッド側室１２ｂ又はヘッド側室１２ａのいずれかに一方にポンプＰから高圧流体が供給され、他方から戻り流体がタンクＴへと排出される。
【００３３】
上記第１、第２シリンダ制御用センサ１３Ａ、１３Ｂは、図５に示すように、例えば操作盤等のメインシリンダ１１から遠く離間した位置に設置され、給排管路１４Ａ、１４Ｂに第１接続管路（接続管路）１５Ａ、１５Ｂを介して接続されている。なお、参考例及び第１実施形態の第１、第２シリンダ制御用センサ１３Ａ、１３Ｂは、切換弁ＳＶ側に設置されて集積弁として取り付けられる。
【００３４】
また、第１、第２シリンダ制御用センサ１３Ａ、１３Ｂは、給排管路１４Ａ、１４Ｂに第１接続管路１５Ａ、１５Ｂを介して接続されヘッド側室１２ａ又はロッド側室１２ｂから押し出される流体で内部が加圧されるシリンダ（アキュムレータ）１６Ａ、１６Ｂと、ヘッド側室１２ａ又はロッド側室１２ｂからの加圧が停止した瞬間に生じるシリンダ１６Ａ、１６Ｂと第１接続管路１５Ａ、１５Ｂとの差圧によりメインシリンダ１１の駆動を停止させる信号を発信する停止信号発信機構１７Ａ、１７Ｂとを備えている。
【００３５】
なお、第１シリンダ制御用センサ１３Ａのシリンダ１６Ａは、メインシリンダ１１のヘッド側室１２ａに接続された給排管路１４Ａに接続され、第２シリンダ制御用センサ１３Ｂのシリンダ１６Ｂは、メインシリンダ１１のロッド側室１２ｂに接続された給排管路１４Ｂに接続されている。
【００３６】
上記シリンダ１６Ａ、１６Ｂは、シリンダ室１８内にピストン１９が摺動可能に挿入されている。該ピストン１９は、シリンダ室１８を２つの室、すなわちヘッド側室１８ａとロッド側室１８ｂとに仕切る大径のピストン部１９ａと、該ピストン部１９ａに基端が固定され他端がシリンダ室１８外に突出したロッド部１９ｂとから構成されている。
【００３７】
第１シリンダ制御用センサ１３Ａでは、メインシリンダ１１のヘッド側室１２ａとシリンダ１６Ａのヘッド側室１８ａとが給排管路１４Ａ及び第１接続管路１５Ａを介して接続され、第２シリンダ制御用センサ１３Ｂでは、メインシリンダ１１のロッド側室１２ｂとシリンダ１６Ｂのヘッド側室１８ａとが給排管路１４Ｂ及び第１接続管路１５Ｂを介して接続されている。また、参考例に係るシリンダ１６Ａ、１６Ｂのロッド側室１８ｂには、該ロッド側室１８ｂ側にシリンダ１６Ａ、１６Ｂのピストン１９が移動する際に負荷を加える負荷機構２０Ａ、２０Ｂが設けられている。
また、第１実施形態に係るシリンダ１６Ａ、１６Ｂのロッド側室１８ｂには、バネや封入ガスが内蔵されており、シリンダ１６Ａ、１６Ｂのピストン１９が移動する際に負荷を加える負荷機構とされている。
【００３８】
参考例に係る負荷機構２０Ａ、２０Ｂは、フローコントローラとして機能するものであって、シリンダ１６Ａ、１６Ｂのロッド側室１８ｂとメインシリンダ１１とを接続する第２接続管路２１Ａ、２１Ｂと、該第２接続管路２１Ａ、２１Ｂに設けられた第１絞り弁２２Ａ、２２Ｂ（一般的な絞り弁やオリフィス（固定絞り弁）等の流量制御弁）と、第２接続管路２１Ａ、２１Ｂにおける第１絞り弁２２Ａ、２２Ｂの両側に接続された第１迂回管路２３Ａ、２３Ｂと、該第１迂回管路２３Ａ、２３Ｂに設けられメインシリンダ１１からシリンダ１６Ａ、１６Ｂへの流体の流れを止める第１逆止弁２４Ａ、２４Ｂとから構成されている。
【００３９】
なお、参考例及び第１実施形態に係る第１シリンダ制御用センサ１３Ａの第２接続管路２１Ａは、シリンダ１６Ａのロッド側室１８ｂとメインシリンダ１１のヘッド側室１２ａとを接続し、第２シリンダ制御用センサ１３Ｂの第２接続管路２１Ｂは、シリンダ１６Ｂのロッド側室１８ｂとメインシリンダ１１のロッド側室１２ｂとを接続している。
【００４０】
上記停止信号発信機構１７Ａ、１７Ｂは、第１接続管路１５Ａ、１５Ｂに設けられメインシリンダ１１への流体の流れを止める第２逆止弁２５Ａ、２５Ｂと、第１接続管路１５Ａ、１５Ｂにおけるシリンダ１６Ａ、１６Ｂと第２逆止弁２５Ａ、２５Ｂとの間に一端が接続された第１分岐管路２６Ａ、２６Ｂと、切換弁ＳＶと第１接続管路１５Ａ、１５Ｂの接続部との間の給排管路１４Ａ、１４Ｂに一端が接続され該給排管路１４Ａ、１４Ｂを介して第１接続管路１５Ａ、１５Ｂに接続された第２分岐管路２７Ａ、２７Ｂと、第１分岐管路２６Ａ、２６Ｂの他端と第２分岐管路２７Ａ、２７Ｂの他端とに接続され第１分岐管路２６Ａ、２６Ｂ内の圧力が第２分岐管路２７Ａ、２７Ｂ内の圧力より高くなったときに停止信号を発信するスイッチ機構２８Ａ、２８Ｂとを備えている。
【００４１】
該スイッチ機構２８Ａ、２８Ｂは、ピストン２９によって２つの室、すなわちヘッド側室３０ａ及びロッド側室３０ｂに仕切られたシリンダ室３０を有するセンサシリンダ３１Ａ、３１Ｂと、該センサシリンダ３１Ａ、３１Ｂのピストン２９の移動による機械的に停止信号を発信するスイッチ部３２Ａ、３２Ｂとを備えている。
【００４２】
上記センサシリンダ３１Ａ、３１Ｂは、シリンダ１６Ａ、１６Ｂよりも多少小さいサブシリンダであって、シリンダ室３０内にピストン２９が摺動可能に挿入されている。該ピストン２９は、シリンダ室３０を２つの室、すなわちヘッド側室３０ａとロッド側室３０ｂとに仕切る大径のピストン部２９ａと、該ピストン部２９ａに基端が固定され他端がシリンダ室３０外に突出したロッド部２９ｂとから構成されている。また、センサシリンダ３１Ａ、３１Ｂのロッド側室３０ｂと第１分岐管路２６Ａ、２６Ｂの他端とが接続されていると共に、センサシリンダ３１Ａ、３１Ｂのヘッド側室３０ａと第２分岐管路２７Ａ、２７Ｂの他端とが接続されている。
【００４３】
上記スイッチ部３２Ａ、３２Ｂは、センサシリンダ３１Ａ、３１Ｂのロッド部２９ｂ側方に設置されたマイクロスイッチであり、ロッド部２９ｂがシリンダ室３０内に引っ込んだときに、ロッド部２９ｂ先端に固定された係止部２９ｃが係合することにより、マイクロスイッチがオフからオンに切り換わり、これが制御盤３８に設けられた表示器に表示され、切換弁ＳＶを流れ位置から中立位置に切り換えるものである。
【００４４】
上記第２分岐管路２７Ａ、２７Ｂは、第２絞り弁３３Ａ、３３Ｂ（一般的な絞り弁又はオリフィス（固定絞り弁）等の流量制御弁）と、第２分岐管路２７Ａ、２７Ｂにおける第２絞り弁３３Ａ、３３Ｂの両側に接続された第２迂回管路３４Ａ、３４Ｂと、該第２迂回管路３４Ａ、３４Ｂに設けられ給排管路１４Ａ、１４Ｂからセンサシリンダ３１Ａ、３１Ｂへの流体の流れを止める第３逆止弁３５Ａ、３５Ｂとから構成されている。
【００４５】
第１分岐管路２６Ａ、２６Ｂには、第３分岐管路３６Ａ、３６Ｂの一端が接続され、該第３分岐管路３６Ａ、３６Ｂの他端は、第２分岐管路２７Ａ、２７Ｂにおける第２迂回管路３４Ａ、３４Ｂとの接続部と給排管路１４Ａ、１４Ｂとの接続部との間に接続されている。
【００４６】
上記第３分岐管路３６Ａ、３６Ｂの途中には、リリーフ弁３７Ａ、３７Ｂが設けられている。該リリーフ弁３７Ａ、３７Ｂは、第１分岐管路２６Ａ、２６Ｂ内がリリーフ圧まで上昇したとき、該第１分岐管路２６Ａ、２６Ｂ内の流体を第３分岐管路３６Ａ、３６Ｂにリリーフさせるものである。なお、リリーフ弁３７Ａ、３７Ｂは、圧力調整弁であれば他のものでもよく、また、圧力を保持できるバルブであれば逆止弁でもよい。
【００４７】
また、上記停止信号発信機構１７Ａ、１７Ｂは、正常作動時にメインシリンダ１１が駆動されてからピストン１０がストロークエンドに達して駆動停止信号が発信されるまでの時間を正常作動時間として設定しており、該正常作動時間よりも短い時間でメインシリンダ１１の駆動を停止させる信号が発信されたときに、誤作動を知らせる信号を発信するタイマー（誤作動検知機構）３８ａを備えている。
【００４８】
上記タイマー３８ａは、第１、第２シリンダ制御用センサ１３Ａ、１３Ｂを収納するケース３９が取り付けられた制御盤３８に設けられ、スイッチ部３２Ａ、３２Ｂと電気的に接続されている。このタイマー３８ａは、図６及び図７に示すようにメインシリンダ１１のピストン１０が前進端のストロークエンドから戻り端のストロークエンドに後退する場合、メインシリンダ１１が駆動されるまでは第１シリンダ制御用センサ１３Ａのスイッチ部３２Ａがオフ状態、第２シリンダ制御用センサ１３Ｂのスイッチ部３２Ｂがオン状態（図７のＡ）とされ、メインシリンダ１１が駆動されてスイッチ部３２Ｂが解除されてオフ状態となってからタイマーカウントを始め、第１シリンダ制御用センサ１３Ａのスイッチ部３２Ａがオン状態になる時点（図７のＢ又はＣ）までタイマーカウントするようになっている。図７のＣは図６のＣに対応するメインシリンダ１１のピストン１０が戻り端に到達して第１シリンダ制御用センサ１３Ａのスイッチ部３２Ａがオン状態であり、図７のＢは図６のＢに対応しており、例えば、バリ咬み等により第１シリンダ制御用センサ１３Ａのスイッチ部３２Ａがオン状態となった場合を示している。この間の作動時間が、図６および図７の場合のように上記正常作動時間よりも短いときに、誤作動であるとして、例えばエラーであることを知らせるブザーを鳴らす又はランプを点灯させる等の措置が自動的に行われる。なお、上記正常作動時間は、メインシリンダ１１のピストン１０が正常にストロークエンドに達するまでの作動時間にタイムラグ分を補正してタイマー３８ａに入力、設定される。
【００４９】
次に、第１実施形態及び参考例のシリンダ装置におけるメインシリンダ１１の制御方法について、図１から図４を参照して説明する。
【００５０】
〔ピストン前進開始〕
まず、ポンプＰから圧力流体を、図１に示すように、切換弁ＳＶのポートＡからメインシリンダ１１のヘッド側室１２ａ内に給排管路１４Ａを介して供給する。このとき、高圧流体は、ヘッド側室１２ａ内に入り、メインシリンダ１１のピストン１０を前進させる。
【００５１】
また、第１シリンダ制御用センサ１３Ａの第１接続管路１５Ａには、流体の一部が流入する。
第１実施形態では、流体は第１接続管路１５Ａ側に流入し、第１接続管路１５Ａに流入した圧力流体は、シリンダ１６Ａのヘッド側室１８ａに流入してピストン１９を前進させる。
また、参考例では、第２接続管路２１Ａには、第１絞り弁２２Ａ及び第１逆止弁２４Ａがあるため、流体は第１接続管路１５Ａ側に優先的に流入する。そして、第１接続管路１５Ａに流入した圧力流体は、シリンダ１６Ａのヘッド側室１８ａに入り、ピストン１９を前進させる。
【００５２】
また、第１実施形態及び参考例において、第２分岐管路２７Ａにも圧力流体の一部が流入する。このとき、第３分岐管路３６Ａにリリーフ弁３７Ａがあるため、流体は第３分岐管路３６Ａに接続された第１分岐管路２６Ａへは流れず、第２迂回管路３４Ａを介してセンサシリンダ３１Ａのヘッド側室３０ａ内に流れ込む。そして、センサシリンダ３１Ａに流入した圧力流体は、センサシリンダ３１Ａのピストン２９を前進させ、同時にスイッチ部３２Ａから先端の係止部２９ｃが離れてマイクロスイッチをオフ状態にする。
【００５３】
一方、メインシリンダ１１のピストン１０が前進することにより、ロッド側室１０ｂ内の流体がロッド側室１０ｂに接続された給排管路１４Ｂに押し出され、大半が切換弁ＳＶのポートＢからタンクＴへとリターンされる。また、押し出された流体の一部は、第２シリンダ制御用センサ１３Ｂの第１接続管路１５Ｂに流入する。
このとき、第１実施形態では、シリンダ１６Ｂに内蔵されたバネや封入ガスにより、シリンダ１６Ｂのピストン１９の移動に負荷が加わり、シリンダ１６Ｂが圧力エネルギーを蓄積するアキュムレータとして機能し、第１接続管路１５Ｂからの流体の流入によりヘッド側室１８ａ内の圧力が上昇すると共に、室内容積が増大する。
【００５４】
なお、参考例では、第２接続管路２１Ｂには、第１絞り弁２２Ｂ及び第１逆止弁２４Ｂがあるため、流体は第１接続管路１５Ｂ側に優先的に流入する。そして、第１接続管路１５Ｂに流入した圧力流体は、シリンダ１６Ｂのヘッド側室１８ａに入り、ピストン１９を前進させる。
また、負荷機構２０Ｂである第１絞り弁Ｂ及び第１逆止弁２４Ｂにより、シリンダ１６Ｂのピストン１９の移動に負荷が加わり、シリンダ１６Ｂが圧力エネルギーを蓄積するアキュムレータとして機能し、第１接続管路１５Ｂからの流体の流入によりヘッド側室１８ａ内の圧力が上昇すると共に、室内容積が増大する。
【００５５】
また、第１実施形態及び参考例において、第２分岐管路２７Ｂにも圧力流体の一部が流入する。このとき、第３分岐管路３６Ｂにリリーフ弁３７Ｂがあるため、流体は第３分岐管路３６Ｂに接続された第１分岐管路２６Ｂへは流れず、第２迂回管路３４Ｂを介してセンサシリンダ３１Ｂのヘッド側室３０ａ内に流れ込む。そして、センサシリンダ３１Ｂに流入した圧力流体は、センサシリンダ３１Ｂのピストン３０を前進させ、同時にスイッチ部３２Ｂから先端の係止部２９ｃが離れてマイクロスイッチをオフ状態にする。そして、メインシリンダ１１のピストン１０がストロークエンドに達する寸前に高いサージ圧が発生し、シリンダ１６Ｂ内の圧力も急減に高くなる。
【００５６】
〔ピストン前進完了〕さらに、図２に示すように、ピストン１０がストロークエンドに達した瞬間に、メインシリンダ１１のロッド側室１２ｂ内の流体の圧力が急激に低下すると共に、給排管路１４Ｂを介して第１接続管路１５Ｂからシリンダ１６Ｂに加わる圧力も急激に低下し、流体の流入も停止する。このとき、高圧状態のシリンダ１６Ｂと急激に圧力が低下した第１接続管路１５Ｂ（第２逆止弁２５Ｂと給排管路１５Ｂとの間）とには差圧が生じる。この差圧により、第２シリンダ制御用センサ１３Ｂの停止信号発信機構１７Ｂが作動し、メインシリンダ１１の駆動を停止させる。
【００５７】
すなわち、第１接続管路１５Ｂは、第２逆止弁２５Ｂがあるためシリンダ１６Ｂと第２逆止弁２５Ｂとの間が高圧状態となる。一方、この部分に接続された第１分岐管路２６Ｂ内の圧力は、急激に圧力が低下した給排管路１４Ｂに接続された第２分岐管路２７Ｂ内よりも高くなる。
【００５８】
このため、高圧側のシリンダ１６Ｂから第１分岐管路２６Ｂを介してセンサシリンダ３１Ｂのロッド側室３０ｂ内に、一気に流体が流れ込むことになる。このとき、センサシリンダ３１Ｂのピストン２９は、ロッド側室３０ｂ内に流れ込む流体により後退すると共に、先端の係止部２９ｃがスイッチ部３２Ｂに当接してマイクロスイッチがオン状態となる。
【００５９】
スイッチ部３２Ｂがオンになると、スイッチ部３２Ｂから制御盤３８へメインシリンダ１１の駆動停止信号が送信され、制御盤３８に設けられた表示器にこれが表示されると共に、切換弁ＳＶを流れ位置から中立位置に切り換える。したがって、切換弁ＳＶのポートＡからの圧力流体の供給が停止され、メインシリンダ１１の駆動が停止する。
【００６０】
〔ピストン戻り〕
なお、メインシリンダ１１のピストン１０を戻す場合は、図３及び図４に示すように、ピストン１０を前進させる場合に対して、第１シリンダ制御用センサ１３Ａと第２シリンダ制御用センサ１３Ｂとの作動状態が逆になることから以下に簡単に説明する。
【００６１】
すなわち、ピストン１０を戻す場合は、まず、切換弁ＳＶによりポートＢとポンプＰとを接続すると共に、ポートＢとタンクＴとを接続するように接続の切り換えを行い、ポンプＰから圧力流体をメインシリンダ１１のロッド側室１２ｂに給排管路１４Ｂを介して供給する。
【００６２】
このとき、上述したピストン前進時の第１シリンダ制御用センサ１３Ａ及び第２シリンダ制御用センサ１３Ｂの動作が互いに逆になり、ピストン戻り開始時に第２シリンダ制御用センサ１３Ｂのセンサシリンダ３１Ｂによりスイッチ部３２Ｂがオフとなり、ピストン戻りが完了したときに、第１シリンダ制御用センサ１３Ａの停止信号発信機構１７Ａによりスイッチ部３２Ａがオンとなり、メインシリンダ１１の駆動が停止されるようになっている。
【００６３】
このように、本実施形態では、メインシリンダ１１のヘッド側室１２ａ又はロッド側室１２ｂからの加圧が停止した瞬間に生じるシリンダ１６Ａ、１６Ｂと第１接続管路１５Ａ、１５Ｂとの差圧によりメインシリンダ１１の駆動を停止させる信号を発信する停止信号発信機構１７Ａ、１７Ｂを備えているので、ピストン１０がストロークエンドに達した瞬間に生じた差圧により、停止信号が発信され、メインシリンダ１１の駆動を確実にかつ高速に停止させることができる。
【００６４】
また、センサシリンダ３１Ａ、３１Ｂのロッド側室３０ｂと第１分岐管路２６Ａ、２６Ｂ内とが接続されていると共に、センサシリンダ３１Ａ、３１Ｂのヘッド側室３０ａと第２分岐管路２７Ａ、２７Ｂ内とが接続されているので、第１分岐管路２６Ａ、２６Ｂ内の圧力が第２分岐管路２７Ａ、２７Ｂ内より高くなったときに機械的にスイッチ部３２Ａ、３２Ｂが作動し、停止信号を発信することができ、簡易なかつ安価な構成で確実に動作させることができる。
【００６５】
第１実施形態では、バネや封入ガスを内蔵したシリンダ１６Ａ、１６Ｂをアキュムレータとして機能させているので、停止信号を発信させるために十分な差圧及び流体の量を確保することができる。
また、本実施形態の第１、第２シリンダ制御用センサ１３Ａ、１３Ｂは、切換弁ＳＶ側に設置されて集積弁として取り付けられているので、全体としてコンパクトにすることができると共に低コスト化を図ることができる。
参考例では、負荷機構２０Ａ、２０Ｂを用いて室内容積が増大可能なシリンダ１６Ａ、１６Ｂをアキュムレータとして機能させているので、停止信号を発信させるために十分な差圧及び流体の量を確保することができる。
【００６６】
次に、本実施形態のシリンダ装置が、いわゆるバリ咬みにより中間停止した際の誤動作検知方法について説明する。
【００６７】
第１実施形態及び参考例では、正常に作動した場合、図６及び図７に示すように、メインシリンダ１１のピストン１０先端に取り付けられた摺動金型４０が金型本体４１に当たったところで（図中のＡ状態）、第２シリンダ制御用センサ１３Ｂのスイッチ部３２Ｂがオン状態となり、メインシリンダ１１の駆動が停止されるが、バリ咬みにより中間で停止してしまった場合でも（図中のＢ状態）、第２シリンダ制御用センサ１３Ｂのスイッチ部３２Ｂがオン状態となり、メインシリンダ１１の駆動停止信号が送られるようになっている。このため、中間停止した場合にトラブルが発生してしまうため、第１実施形態及び参考例のシリンダ装置では、中間停止状態となった場合に、タイマー３８ａにより誤作動を検知し、エラーを知らせる信号を発信するようになっている。
【００６８】
すなわち、メインシリンダ１１のピストン１０が完全に戻った状態のとき（図中のＣ状態）、第１シリンダ制御用センサ１３Ａにおけるセンサシリンダ３１Ａのピストン２９はスイッチ部３２Ａに当接してオン状態となり、停止信号によりメインシリンダ１１の駆動が停止されている。この状態から、流体を供給してメインシリンダ１１を駆動すると、上記ピストン２９がスイッチ部３２Ａから離間してオフ状態となり、この時点からタイマー３８ａが作動し、タイマーカウントを始める。
【００６９】
そして中間停止した場合、第２シリンダ制御用センサ１３Ｂにおけるセンサシリンダ３１Ｂのピストン２９がスイッチ部３２Ｂに当接してオン状態となり、タイマー３８ａのカウントが停止すると共に、この間の作動時間が予めセットしてある正常作動時間より短い場合、例えば正常作動時間が３０秒である場合に、実際の作動時間が２８秒であったとき、タイマー３８ａは誤作動と判断して信号を発信し、エラーを知らせるブザー又はランプを作動させる。これによって、中間停止を検知できずに生じるトラブルを防ぐことができる。
【００７０】
次に、本発明に係るシリンダ制御用センサ及びこれを備えたシリンダ装置の第２実施形態を、図８を参照しながら説明する。
【００７１】
第２実施形態と参考例との異なる点は、参考例では第２接続管路２１Ａ、２１Ｂ及び負荷機構２０Ａ、２０Ｂを備えていると共に第２分岐管路２７Ａ、２７Ｂに第２迂回管路３４Ａ、３４Ｂを備えているのに対し、第２実施形態の第１，第２シリンダ制御用センサ１１３Ａ、１１３Ｂでは、図８に示すように、第２接続管路及び負荷機構がないと共に第２分岐管路１２７Ａ、１２７Ｂに第２迂回管路がない点である。さらに、第２実施形態では、シリンダ１１６Ａ、１１６Ｂのロッド側室１８ｂにスプリング１００が入っている点で参考例と異なっている。
【００７２】
すなわち、本実施形態では、参考例のような負荷機構の代わりにシリンダ１１６Ａ、１１６Ｂにスプリング１００を内蔵させているので、負荷が加わった際にスプリング１００の付勢力で差圧を生じさせることができる。また、本実施形態では、逆流防止用の第２迂回管路を削除して管路を簡素化している。なお、シリンダ１１６Ａ、１１６Ｂをスプリング１００を入れた単動シリンダとしたが、復動シリンダとしても構わない。
【００７３】
次に、本発明に係るシリンダ制御用センサ及びこれを備えたシリンダ装置の第３実施形態を、図９を参照しながら説明する。
【００７４】
第３実施形態と第２実施形態との異なる点は、第２実施形態では給排管路１４Ａ、１４Ｂ一対に第１、第２シリンダ制御用センサ１３Ａ、１３Ｂをそれぞれ設けているのに対し、第３実施形態では、図９に示すように、給排管路１４Ａだけに第１シリンダ制御用センサ１１３Ａを設けている点である。また、第２実施形態では、第１シリンダ制御用センサ１１３Ａの管路をインライン方式と違って袋小路にしている点である。
【００７５】
すなわち、本実施形態は、第１シリンダ制御用センサ１１３Ａで片側制御を行うものであり、第１接続管路１５Ａ、第３分岐管路３６Ａ及び第２分岐管路１２７Ａが一本にまとめられて給排管路１４Ａに接続されているため、第１シリンダ制御用センサ１１３Ａの着脱が容易となる利点がある。
【００７６】
次に、本発明に係るシリンダ制御用センサ及びこれを備えたシリンダ装置の第４実施形態を、図１０を参照しながら説明する。
【００７７】
第４実施形態では、特開平６−５０３０４号公報に記載の技術と組み合わせた構成を有している。すなわち、本実施形態では、図１０に示すように、メインシリンダ５１１のシリンダ室５１２（ヘッド側室５１２ａ端部、ロッド側室５１２ｂ端部）に挿入穴５１２ｃ、５１２ｄを設けると共に該挿入穴５１２ｃ、５１２ｄに挿入可能な挿入部５１０ｃ、５１０ｄをピストン５１０に設け、挿入穴５１２ｃ、５１２ｄ外のシリンダ室に給排管路１４Ａ、１４Ｂを接続すると共に挿入穴５１２ｃ、５１２ｄにシリンダ制御用センサ５１３Ａ、５１３Ｂの第１接続管路５１５Ａ、５１５Ｂをそれぞれ接続している。
【００７８】
これにより、挿入部５１０ｃ、５１０ｄが挿入穴５１２ｃ、５１２ｄの室と給排管路１４Ａ、１４Ｂとを遮断した際に、第１接続管路５１５Ａ、５１５Ｂに流体を流出させるため、かじりやバリ等によりメインシリンダ５１１のピストン５１０が途中で止まってもシリンダ制御用センサ５１３Ａ、５１３Ｂが誤動作せず、挿入部５１０ｃ、５１０ｄが挿入穴５１２ｃ、５１２ｄに入ったストロークエンド状態でのみ確実にシリンダ制御用センサ５１３Ａ、５１３Ｂを作動させることができる。
【００７９】
なお、第４実施形態では、リリーフ弁３７Ａ、３７Ｂの代わりに逆止弁４３７Ａ、４３７Ｂを採用している点で第１実施形態と異なっている。
【００８０】
なお、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。例えば、上記第１実施形態では、第１、第２シリンダ制御用センサ１３Ａ、１３Ｂをメインシリンダ１１から離れた位置に設置したが、図１１に示すように、メインシリンダ１１に直接設置してもよい。このように、本発明のシリンダ制御用センサは、コンパクトであるため、設置場所を自由に設定することが可能である。
【００８１】
また、上記実施形態では、スイッチ部３２Ａ、３２Ｂは、センサシリンダ３１Ａ、３１Ｂのピストン２９の移動により機械的に停止信号を発信するスイッチ部を採用したが、例えばセンサシリンダ３１Ａ、３１Ｂのピストン２９の移動により生じる圧力で作動する圧力センサにより電気的に停止信号を発信するスイッチ部としても構わない。
【００８２】
また、シリンダ１６Ａ、１６Ｂの代わりに、増圧を発生させるシリンダ（ブースタシリンダ等）を採用して構わない。
【００８３】
また、シリンダ１６Ａ、１６Ｂを用いずに、アキュムレータ効果を有する他の構造を採用しても構わない。例えば、シリンダ１６Ａ、１６Ｂではなく、第１接続管路１５Ａ、１５Ｂよりも内径が大きく設定された大径管路を設けても、同様にアキュムレータとして機能させることができる。
【００８４】
また、第２逆止弁２５Ａ、２５Ｂは、流体を一方向のみに補充する弁のため、メインシリンダ１１側への流入を抑制する弁であれば、比例弁、パイロットチェック弁、絞り弁等を使用してもよい。また、リリーフ弁３７Ａ、３７Ｂは、シーケンス弁、カウンタバランス弁等の圧力弁でもよく、これらに減圧弁（アンロード弁）等に逆止弁を合体させれば、第１接続管路１５Ａ、１５Ｂと第３分岐管路３６Ａ、３６Ｂとを一つの管路とすることができる。なお、圧力弁等の代わりにオリフィスを使用しても圧力を得ることができる。
【００８５】
また、シリンダ１６Ａ、１６Ｂとセンサシリンダ３１Ａ、３１Ｂとを複合化させれば（これらのシリンダは両ロッド型、片側複合型、スプール（ロッドレス）型等にしてもよい）、管路の集約ができ、よりコンパクト化を図ることができる。
【００８６】
また、センサシリンダ３１Ａ、３１Ｂを、スプール（ロッドレス）形態にして、センサシリンダ内にスイッチ部の機能を内蔵させても構わない。さらに、センサシリンダとしてラムシリンダ等を採用し、上記差圧が発生した際の圧力よりも低い第１分岐管路２６Ａ、２６Ｂ内の圧力に対抗してセンサシリンダのピストンの移動を抑える移動抑制機構としてスプリングやガスを封入してもよい。この場合、上記実施形態の第２分岐管路２７Ａ、２７Ｂとフローコントローラである第２絞り弁３３Ａ、３３Ｂ及び第３逆止弁３５Ａ、３５Ｂとが不要になる。
【００８７】
例えば、図１においてメインシリンダ１１のピストン１０が右側に移動するとメインシリンダ１１のロッド側室１２ｂから排出された流体は、その一部が第１接続管路１５Ｂの第２逆止弁２５Ｂよりも第１分岐管路２６Ｂ及び同調シリンダ１６Ｂ側に流入する。
第１分岐管路２６Ｂ及び同調シリンダ１６Ｂ側に流入した流体は、同調シリンダ１６Ｂのバネや封入ガスを圧縮しながら同調シリンダ１６Ｂのヘッド側室１８ａに流入するが、センサシリンダ３１Ｂのロッド側室３０ｂ内には移動抑制機構の作用により流入しない。
ヘッド側室１８ａに流入した流体は、同調シリンダ１６Ｂのバネや封入ガスを圧縮するとともに高くなり、これにともなって第１接続管路１５Ｂ内の圧力もしだいに高くなる。
【００８８】
そして、メインシリンダ１１のピストン１０がストロークエンド（右側端）に到達するときに、第１接続管路１５Ｂ内の流体はセンサシリンダ３１Ｂの移動抑制機構の反力よりも高い圧力まで上昇し、センサシリンダ３１Ｂのロッド側室３０ｂ内に流体が流入してピストン２９をセンサシリンダのヘッド側室の側に移動させてスイッチ部３２Ｂにより上記信号が発信される。
【００８９】
また、上記実施形態では、一つのメインシリンダ１１を第１、第２シリンダ制御用センサ１３Ａ、１３Ｂで制御したが、シリンダ制御用センサの第１接続管路を複数のメインシリンダに分岐して接続することにより、例えば出力の異なる複数のメインシリンダでも一つのシリンダ制御用センサで制御することができる。
【００９０】
また、タイマー３８ａは、第１、第２シリンダ制御用センサ１３Ａ、１３Ｂを収納するケース３９が取り付けられた制御盤３８に設けられているが、シリンダ制御用センサや制御盤から離間させて設けても構わない。また、第１、第２シリンダ制御用センサ１３Ａ、１３Ｂを、制御盤３８から離間させて設置しても構わない。
【００９１】
【発明の効果】
本発明によれば、以下の効果を奏する。本発明のシリンダ制御用センサ及びシリンダ装置によれば、メインシリンダの２つの室の一方に接続管路を介して接続され一方の室から押し出される流体で内部が加圧されるアキュムレータと、一方の室からの加圧が停止した瞬間に生じるアキュムレータと接続管路との差圧によりメインシリンダの駆動を停止させる信号を発信する停止信号発信機構とを備えているので、ピストンがストロークエンドに達した瞬間に生じた差圧により、停止信号が発信され、メインシリンダの駆動を確実にかつ高速に停止させることができる。
【００９２】
したがって、本発明では、シリンダ制御用センサが接続管路によりメインシリンダ、すなわち作業現場から離間させて接続可能であり、誤作動が起き難いと共に高価なスイッチ類を取り付ける必要やスイッチ交換等のメンテナンスを行う必要が無い。また、アキュムレータ効果により生じる差圧を利用するため、汎用のシリンダであればシリンダのサイズ等による調整や流体量調節もほとんど不要であり、制御盤等に直接接続することや、複数の出力の異なるシリンダを制御することも可能になる。これらにより、本発明によれば、製品品質の安定化、生産性及び安全性の向上、さらにコストの低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 シリンダ制御用センサ及びシリンダ装置の参考例に係るピストン前進開始時を示す回路図である。
【図２】 シリンダ制御用センサ及びシリンダ装置の参考例に係るピストン前進開始時を示す回路図である。
【図３】 シリンダ制御用センサ及びシリンダ装置の参考例に係るピストン前進開始時を示す回路図である。
【図４】 シリンダ制御用センサ及びシリンダ装置の参考例に係るピストン前進開始時を示す回路図である。
【図５】 本発明の第１実施形態及び参考例に係るシリンダ制御用センサ及びシリンダ装置の第１実施形態を示す斜視図である。
【図６】 本発明の第１実施形態及び参考例に係るシリンダ制御用センサ及びシリンダ装置の第１実施形態を示す中間停止を説明するための側面図である。
【図７】 本発明の第１実施形態及び参考例に係るシリンダ制御用センサ及びシリンダ装置の第１実施形態における正常作動時、中間停止時及び作動前で制御盤中のスイッチ部の状態を示す説明図である。
【図８】 本発明に係るシリンダ制御用センサ及びシリンダ装置の第２実施形態を示す回路図である。
【図９】 本発明に係るシリンダ制御用センサ及びシリンダ装置の第３実施形態を示す回路図である。
【図１０】 本発明に係るシリンダ制御用センサ及びシリンダ装置の第４実施形態を示す回路図である。
【図１１】 本発明に係るシリンダ制御用センサ及びシリンダ装置の第１実施形態におけるシリンダ制御用センサの他の設置例を示す斜視図である。
【図１２】 本発明に係るシリンダ制御用センサ及びシリンダ装置の従来例を示す斜視図である。
【図１３】 本発明に係るシリンダ制御用センサ及びシリンダ装置の第１実施形態を示すピストン前進開始時の回路図である。
【符号の説明】
１０ メインシリンダのピストン
１１、５１１ メインシリンダ
１２ａ メインシリンダのヘッド側室
１２ｂ メインシリンダのロッド側室
１３Ａ、１１３Ａ、５１３Ａ 第１シリンダ制御用センサ
１３Ｂ、１１３Ｂ、５１３Ｂ 第２シリンダ制御用センサ
１４Ａ、１４Ｂ 給排管路
１５Ａ、１５Ｂ、５１５Ａ、５１５Ｂ 第１接続管路（接続管路）
１６Ａ、１１６Ａ、１６Ｂ、１１６Ｂ シリンダ（アキュムレータ）
１７Ａ、１７Ｂ 停止信号発信機構
２０Ａ、２０Ｂ 負荷機構
２２Ａ、２２Ｂ 第１絞り弁
２５Ａ、２５Ｂ 第２逆止弁
２６Ａ、２６Ｂ 第１分岐管路
２７Ａ、１２７Ａ、２７Ｂ、１２７Ｂ 第２分岐管路
２８Ａ、２８Ｂ スイッチ機構
３０ａ センサシリンダのヘッド側室
３０ｂ センサシリンダのロッド側室
３１Ａ、３１Ｂ センサシリンダ
３２Ａ、３２Ｂ スイッチ部
３８ａ タイマー（誤作動検知機構）
１００ スプリングＳＶ 切換弁
５１０ メインシリンダのピストン
１１、５１１ メインシリンダ
１２ａ メインシリンダのヘッド側室
１２ｂ メインシリンダのロッド側室
１３Ａ、１１３Ａ、５１３Ａ 第１シリンダ制御用センサ
１３Ｂ、１１３Ｂ、５１３Ｂ 第２シリンダ制御用センサ
１４Ａ、１４Ｂ 給排管路
１５Ａ、１５Ｂ、５１５Ａ、５１５Ｂ 第１接続管路（接続管路）
１６Ａ、１１６Ａ、１６Ｂ、１１６Ｂ シリンダ（アキュムレータ）
１７Ａ、１７Ｂ 停止信号発信機構
２０Ａ、２０Ｂ 負荷機構
２２Ａ、２２Ｂ 第１絞り弁
２５Ａ、２５Ｂ 第２逆止弁
２６Ａ、２６Ｂ 第１分岐管路
２７Ａ、１２７Ａ、２７Ｂ、１２７Ｂ 第２分岐管路
２８Ａ、２８Ｂ スイッチ機構
３０ａ センサシリンダのヘッド側室
３０ｂ センサシリンダのロッド側室
３１Ａ、３１Ｂ センサシリンダ
３２Ａ、３２Ｂ スイッチ部
３８ａ タイマー（誤作動検知機構）
１００ スプリングＳＶ 切換弁
Claims (10)
- ピストンによって２つの室に仕切られたシリンダ室を内部に有するメインシリンダに接続され、ピストンの動作状態を検知するシリンダ制御用センサであって、
前記２つの室の少なくとも一方の室と接続管路を介して接続され前記一方の室から押し出される流体で内部のバネ又は封入ガスが加圧されるアキュムレータと、
前記接続管路に設けられ前記一方の室への流体の流れを抑制する逆止弁を備えると共に、前記一方の室からの加圧が停止した瞬間に生じる前記アキュムレータと前記接続管路のうち前記逆止弁よりも前記一方の室側に位置する部分との差圧により前記メインシリンダの駆動を停止させる信号を発信する停止信号発信機構とを備えていることを特徴とするシリンダ制御用センサ。 - 請求項１に記載のシリンダ制御用センサにおいて、
前記停止信号発信機構は、前記接続管路における前記アキュムレータと前記逆止弁との間に一端が接続された第１分岐管路と、
前記接続管路における前記一方の室と前記逆止弁との間に一端が接続された第２分岐管路と、
前記第１分岐管路の他端と前記第２分岐管路の他端とに接続され第１分岐管路内の圧力が第２分岐管路内の圧力より高くなったときに前記信号を発信するスイッチ機構とを備えていることを特徴とするシリンダ制御用センサ。 - 請求項２に記載のシリンダ制御用センサにおいて、前記スイッチ機構は、ピストンによって２つの室に仕切られたシリンダ室を有するセンサシリンダと、該センサシリンダのピストンの移動による機械的作用により電気的に前記信号を発信するスイッチ部とを備え、前記センサシリンダの一方の室と前記第１分岐管路の他端側とが接続されていると共に、センサシリンダの他方の室と前記第２分岐管路の他端側とが接続されていることを特徴とするシリンダ制御用センサ。
- 請求項１に記載のシリンダ制御用センサにおいて、
前記停止信号発信機構は、前記接続管路における前記アキュムレータと前記逆止弁との間に一端が接続された第１分岐管路と、
前記第１分岐管路の他端に接続され該第１分岐管路から流れ込む流体で移動可能なピストンを有するセンサシリンダと、
該センサシリンダのピストンの移動による機械的作用により電気的に前記信号を発信するスイッチ部と、
前記差圧が発生するまでの圧力よりも低い前記第１分岐管路内の圧力に対抗して前記センサシリンダのピストンの移動を抑える移動抑制機構とを備えていることを特徴とするシリンダ制御用センサ。 - 請求項１から４のいずれかに記載のシリンダ制御用センサにおいて、前記アキュムレータは、前記接続管路から流れ込む流体で移動可能なピストンを有するシリンダであって、前記接続管路から流体が流れ込む際に移動する前記シリンダのピストンに負荷を加える負荷機構として前記バネ又は封入ガスが設けられていることを特徴とするシリンダ制御用センサ。
- 請求項３から５のいずれかに記載のシリンダ制御用センサにおいて、
前記メインシリンダの２つの室のそれぞれに接続される一対の前記アキュムレータ及び前記停止信号発信機構を備え、
前記停止信号発信機構は、正常に作動する状態でメインシリンダのピストンが駆動されて前記センサシリンダの駆動停止信号の発信が解除されてから前記メインシリンダのピストンがストロークエンドに達して駆動停止信号が発信されるまでを正常作動時間とした場合に、該正常作動時間よりも短い時間でメインシリンダの駆動を停止させる信号が発信されたときに、誤作動を知らせる信号を発信する誤作動検知機構を備えていることを特徴とするシリンダ制御用センサ。 - ピストンによって２つの室に仕切られたシリンダ室を内部に有するメインシリンダを備えたシリンダ装置であって、前記２つの室の少なくとも一方に接続された請求項１から６のいずれかに記載のシリンダ制御用センサを備えていることを特徴とするシリンダ装置。
- 請求項７に記載のシリンダ装置において、前記メインシリンダの２つの室に一端が接続され流体を給排する一対の給排管路と、前記一対の給排管路の他端に接続された切換弁とを備え、前記シリンダ制御用センサは、前記一対の給排管路の少なくとも一方に前記接続管路を接続して設けられていることを特徴とするシリンダ装置。
- 請求項８に記載のシリンダ装置において、複数の前記メインシリンダを備え、前記シリンダ制御用センサは、前記複数のメインシリンダに分岐して接続された前記接続管路に対して１つ設けられていることを特徴とするシリンダ装置。
- 請求項８又は９に記載のシリンダ装置において、前記シリンダ制御用センサは、前記切換弁に設置されていることを特徴とするシリンダ装置。
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