JP7137160B2

JP7137160B2 - エアシリンダの流体回路

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Publication number: JP7137160B2
Application number: JP2018113156A
Authority: JP
Inventors: 満妹尾; 護平張; 勇登藤原
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Priority date: 2018-06-13
Filing date: 2018-06-13
Publication date: 2022-09-14
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Also published as: TWI784173B; JP2019215051A; WO2019240023A1; CN112262264A; BR112020025458A2; EP3808992A4; US20210131454A1; US11118606B2; KR20210020106A; CN112262264B; TW202004031A; MX2020013548A; EP3808992A1

Description

本発明は、エアシリンダの流体回路に関する。

特許文献１記載の流体回路は、排出圧力を再利用して流体圧シリンダを復帰させることで省エネルギー化を図りつつ、復帰に必要な時間を可及的に短縮することを課題としている。

当該課題を解決するため、特許文献１記載の流体回路は、切換弁と、流体供給源と、排出口と、供給用チェック弁とを備え、前記切換弁の第１位置において、一方のシリンダ室が前記流体供給源に連通すると共に、他方のシリンダ室が少なくとも前記排出口に連通し、前記切換弁の第２位置において、前記一方のシリンダ室が前記供給用チェック弁を介して前記他方のシリンダ室に連通すると共に、前記一方のシリンダ室が少なくとも前記排出口に連通する。

特開２０１８－５４１１７号公報

特許文献１記載の流体回路は、排気口の経路に絞り弁を設けるようにしている。そのため、エアシリンダからの排気流量のみを調整することが可能であるが、エアシリンダへの供給流量を調整することができないという問題がある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、エアシリンダへの供給流量とエアシリンダからの排気流量とをそれぞれ独立に調整することができると共に、構造の簡略化を図ることができるエアシリンダの流体回路を提供することを目的とする。

［１］本発明に係るエアシリンダの流体回路は、ピストンによって区画される第１エア室と第２エア室とを有するエアシリンダと、前記ピストンの駆動工程と復帰工程とで切り換わる切換弁と、前記第１エア室と前記切換弁間の第１流路と、前記第２エア室と前記切換弁間の第２流路と、を有するエアシリンダの流体回路であって、前記第２流路に、２つの速度制御弁（可変絞り弁＋チェック弁）が直列に設置されている。

ピストンの駆動工程では、切換弁から第２エア室への供給流量を一方の速度制御弁の可変絞り弁で調整することができ、ピストンの復帰工程では、第２エア室から切換弁への排気流量を他方の速度制御弁の可変絞り弁で調整することができる。すなわち、エアシリンダへの供給流量とエアシリンダからの排気流量とをそれぞれ独立に調整することができる。これは流体回路の要求特性である駆動工程でのストローク時間の短縮化、復帰工程後での流体圧シリンダ内の圧力の増大化につながる。しかも、第２流路に、２つの速度制御弁を直列に設置するだけでよいため、構造の簡単化も図ることができる。

［２］本発明において、前記駆動工程では、一方の前記速度制御弁のチェック弁と、他方の前記速度制御弁の可変絞り弁が前記第２流路を構成し、前記復帰工程では、一方の前記速度制御弁の可変絞り弁と、他方の前記速度制御弁のチェック弁が前記第２流路を構成してもよい。

駆動工程では、第２流路に供給されたエアが一方の速度制御弁のチェック弁と、他方の速度制御弁の可変絞り弁を流通し、エアシリンダの第２エア室に供給される。復帰工程では、エアシリンダの第２エア室から第２流路に排気されたエアが一方の速度制御弁の可変絞り弁と、他方の速度制御弁のチェック弁を流通し、切換弁を介して排気される。従って、ピストンの駆動工程では、切換弁から第２エア室への供給流量を一方の速度制御弁の可変絞り弁で調整することができ、ピストンの復帰工程では、第２エア室から切換弁への排気流量を他方の速度制御弁の可変絞り弁で調整することができる。

［３］本発明において、前記第２流路から分岐され、前記切換弁に向かう第３流路と、前記第３流路に設けられ、前記第２流路側を入力とする外側チェック弁とを有し、前記第３流路は、前記駆動工程において、前記第２流路から一部供給されたエアを貯留し、前記第３流路は、前記復帰工程において、前記切換弁を介して、前記第２流路と前記第１流路を連通してもよい。

駆動工程では、第３流路に第２流路から一部のエアが供給されて、該エアが第３流路に貯留する。第３流路に貯留されたエアは、その後の復帰工程で、切換弁及び第１流路を介してエアシリンダの第１エア室に供給される。すなわち、第３流路に貯留されたエアをピストンの復帰用の圧力として活用させることができ、エアの消費を抑えることができる。

［４］本発明において、前記第１流路と前記第２流路との間に設けられたバイパス流路と、前記バイパス流路に介設される内側チェック弁及び内側パイロットチェック弁と、を備え、前記内側チェック弁は、前記第２エア室から前記第１エア室に向かうエアの流通を許容すると共に、前記第１エア室から前記第２エア室に向かうエアの流通を阻止し、前記内側パイロットチェック弁は、前記第１エア室から前記第２エア室に向かうエアの流通を許容すると共に、パイロット圧が作用しないときは前記第２エア室から前記第１エア室に向かうエアの流通を阻止してもよい。

これにより、第２エア室に蓄積されたエアを第１エア室に向けて供給すると共に、外部に排出することが可能になる。このため、第１エア室の圧力が増加すると共に、第２エア室の圧力が急速に減少し、エアシリンダの復帰に必要な時間を可及的に短縮することができる。また、複雑な構造の回収弁を必要とせず、エアシリンダを復帰させるための流体回路を簡素化することができる。

［５］本発明において、前記第１流路のうち、前記第１エア室寄りにタンク部が設けられていてもよい。これにより、第２エア室から排出されるエアをタンク部に蓄積しておくことができ、エアシリンダの復帰工程時、第１エア室の容積が増大する際にその圧力が低下するのを可及的に抑えることができる。

本発明に係るエアシリンダの流体回路によれば、エアシリンダへの供給流量とエアシリンダからの排気流量とをそれぞれ独立に調整することができると共に、構造の簡略化を図ることができる。

図１Ａは、第１の実施の形態に係るエアシリンダの流体回路（第１流体回路）の切換弁を第１状態とした場合の回路図であり、図１Ｂは、第１流体回路の駆動工程の状態を示す説明図である。図２Ａは、第１流体回路の切換弁を第２状態とした場合の回路図であり、図２Ｂは、第１流体回路の復帰工程の状態を示す説明図である。エアシリンダの外観の一例を示す斜視図である。第１流体回路の変形例を示す回路図である。図５Ａは、第２の実施の形態に係るエアシリンダの流体回路（第２流体回路）の切換弁を第１状態とした場合の回路図であり、図５Ｂは、第２流体回路の駆動工程の状態を示す説明図である。図６Ａは、第２流体回路の切換弁を第２状態とした場合の回路図であり、図６Ｂは、第２流体回路の復帰工程の状態を示す説明図である。第２流体回路の変形例を示す回路図である。

以下、本発明に係るエアシリンダの流体回路について好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照しながら説明する。

先ず、第１の実施の形態に係るエアシリンダの流体回路（以下、第１流体回路１０Ａと記す）について、図１Ａ～図４を参照しながら説明する。

第１流体回路１０Ａは、図１Ａに示すように、第１エア流路１２ａ、第２エア流路１２ｂ、切換弁１６を含む。

エアシリンダ３０は、図３に示すように、シリンダチューブ３２、ヘッドカバー３４、ロッドカバー３６、並びに図１Ａに示すように、ピストン３８、ピストンロッド４０等から構成される。シリンダチューブ３２の一端側はロッドカバー３６によって閉塞され、シリンダチューブ３２の他端側はヘッドカバー３４によって閉塞される。シリンダチューブ３２の内部にピストン３８（図１Ａ参照）が往復移動自在に配設されている。シリンダチューブ３２の内部空間は、例えば図１Ａに示すように、ピストン３８とロッドカバー３６との間に形成される第１エア室４２ａと、ピストン３８とヘッドカバー３４との間に形成される第２エア室４２ｂとに区画される。

ピストン３８に連結されたピストンロッド４０は第１エア室４２ａを縦断し、その端部がロッドカバー３６を通って外部に延びる。エアシリンダ３０は、ピストンロッド４０の押し出し時（伸長時）に図示しないワークの位置決め等の仕事を行い、ピストンロッド４０の引き込み時には仕事をしない。

エアシリンダ３０の第１エア室４２ａと切換弁１６との間に第１エア流路１２ａが設けられ、エアシリンダ３０の第２エア室４２ｂと切換弁１６との間に第２エア流路１２ｂが設けられている。

第２エア流路１２ｂの途中には、２つの速度制御弁（第１速度制御弁５０ａ及び第２速度制御弁５０ｂ）が介設されている。第１速度制御弁５０ａは、メータアウトと呼ばれる形式の可変絞り弁であり、第２エア室４２ｂから排出されるエアの流量を手動により調整可能な制御弁である。一方、第２速度制御弁５０ｂは、メータインと呼ばれる形式の可変絞り弁であり、第２エア室４２ｂに供給されるエアの流量を手動により調整可能な制御弁である。第１速度制御弁５０ａを操作することによって、第２エア室４２ｂに蓄積されたエアを第１エア室４２ａに向けて供給する量と外部に排出する量との割合を調整することができる。

第１速度制御弁５０ａは、第１チェック弁５２ａと第１絞り弁５４ａとが並列に接続されて構成されている。第１チェック弁５２ａは、切換弁１６を介してエアシリンダ３０の第２エア室４２ｂに向かうエアの流通を許容し、エアシリンダ３０の第２エア室４２ｂから切換弁１６に向かうエアの流通を阻止する。第１絞り弁５４ａは、エアシリンダ３０の第２エア室４２ｂから切換弁１６に向かうエアの流量を調整する。

第２速度制御弁５０ｂは、第２チェック弁５２ｂと第２絞り弁５４ｂとが並列に接続されて構成されている。第２チェック弁５２ｂは、エアシリンダ３０の第２エア室４２ｂから切換弁１６に向かうエアの流通を許容し、切換弁１６を介してエアシリンダ３０の第２エア室４２ｂに向かうエアの流通を阻止する。第２絞り弁５４ｂは、切換弁１６を介してエアシリンダ３０の第２エア室４２ｂに向かうエアの流量を調整する。

また、この第１流体回路１０Ａは、第２エア流路１２ｂのうち、エアシリンダ３０と第１速度制御弁５０ａとの間の任意のポイントに、第３チェック弁５２ｃが接続されている。この第３チェック弁５２ｃは、第２エア流路１２ｂから切換弁１６に向かうエアの流通を許容し、切換弁１６から第２エア流路１２ｂに向かうエアの流通を阻止する。

一方、切換弁１６は、第１ポート６０ａ～第５ポート６０ｅを有し、第１位置と第２位置との間で切り換え可能な５ポート２位置電磁弁として構成される。第１ポート６０ａは第１エア流路１２ａに繋がっており、第２ポート６０ｂは第２エア流路１２ｂに繋がっている。第３ポート６０ｃはエア供給源６２に繋がっている。第４ポート６０ｄはサイレンサ６３が付設された排気口６４に繋がっており、第５ポート６０ｅは上述した第３チェック弁５２ｃに繋がっている。また、第１ポート６０ａと第４ポート６０ｄが繋がり、且つ、第２ポート６０ｂと第３ポート６０ｃが繋がっている。第３チェック弁５２ｃから切換弁１６の第５ポート６０ｅまでの第３エア流路１２ｃは１つのエア貯留部として機能する。

そして、図１Ａに示すように、切換弁１６が第１位置にあるとき、第１ポート６０ａと第４ポート６０ｄが繋がり、且つ、第２ポート６０ｂと第３ポート６０ｃが繋がる。一方、図２Ａに示すように、切換弁１６が第２位置にあるときは、第１ポート６０ａと第５ポート６０ｅが繋がり、且つ、第２ポート６０ｂと第４ポート６０ｄが繋がる。

なお、切換弁１６は、非通電時はばねの付勢力により第２位置に保持され、通電時に第２位置から第１位置に切り換わる。なお、切換弁１６に対する通電又は非通電は、図示しない上位装置であるＰＬＣ（ＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＬｏｇｉｃＣｏｎｔｒｏｌｌｅｒ）から切換弁１６への通電指令の出力（通電）又は通電停止指令の出力（非通電）によって行われる。

ピストンロッド４０が押し出されるエアシリンダ３０の駆動工程では、切換弁１６が第１位置とされ、ピストンロッド４０が引き込まれるエアシリンダ３０の復帰工程では切換弁１６が第２位置とされる。

第１エア流路１２ａの任意のポイントには、タンク部６８が介設されている。タンク部６８は、エアを蓄積するエアタンクとして作用するように容積を大きくとってある。

なお、図１Ａ～図２Ｂは、第１流体回路１０Ａを回路図によって概念的に示したもので、エアシリンダ３０の内部に組み込まれる流路も、便宜上、エアシリンダ３０の外側に配設されているかの如く描かれている。

実際には、図１Ａの一点鎖線で囲まれた部分、すなわち、第３チェック弁５２ｃを含む第２エア流路１２ｂの一部及びタンク部６８を含む第１エア流路１２ａの一部は、エアシリンダ３０の内部に組み込まれている。

また、例えば、図１Ａの一点鎖線で囲まれた領域の第１エア流路１２ａは、図３に示すように、ロッドカバー３６とシリンダチューブ３２とヘッドカバー３４とに亘って設けられ、そのうちシリンダチューブ３２に設けられる部分がタンク部６８となっている。タンク部６８は、例えば、シリンダチューブ３２を内側チューブと外側チューブからなる二重構造とし、両者の間に形成される空間によって構成してもよい。

第１流体回路１０Ａは、基本的には以上のように構成されるものであり、以下、図１Ａ～図２Ｂを参照しながら、その作用について説明する。なお、図１Ａに示すように、切換弁１６が第１位置にあり、ピストンロッド４０が最も引き込まれた状態を初期状態とする。

先ず、図１Ａ及び図１Ｂに示すように、駆動工程は、初期状態において、エア供給源６２からのエアが第２エア流路１２ｂを介して第２エア室４２ｂに供給され、第１エア室４２ａ内のエアが第１エア流路１２ａを介して排気口６４から外部に排出されるようになる。このとき、第２速度制御弁５０ｂでは、エアが第２絞り弁５４ｂによって流量が調整され、第１速度制御弁５０ａでは、第１チェック弁５２ａを介して第２エア室４２ｂに供給される。また、エア供給源６２からのエアは、第２エア流路１２ｂから第３チェック弁５２ｃを介して第３エア流路１２ｃに供給される。

これにより、第２エア室４２ｂの圧力が上昇し始めると共に、第１エア室４２ａの圧力が下降し始める。第２エア室４２ｂの圧力がピストン３８の静止摩擦抵抗に打ち勝つ分だけ第１エア室４２ａの圧力を上回ると、ピストンロッド４０の押し出し方向への移動が始まる。そして、図１Ｂに示すように、ピストンロッド４０は最大位置まで伸長し、大きな推力でその位置に保持される。

ピストンロッド４０が伸長してワークの位置決め等の作業が行われた後、図２Ａ及び図２Ｂに示すように、切換弁１６が第１位置から第２位置に切り換えられる。すなわち、ピストンロッド４０の復帰工程が開始される。

この復帰工程では、第２エア室４２ｂに蓄積されたエアの一部が第３チェック弁５２ｃを通って第１エア室４２ａに向けて流通し、それと同時に、第２エア室４２ｂに蓄積されたエアの他の一部が第１速度制御弁５０ａ、第２速度制御弁５０ｂ及び切換弁１６を介して排気口６４から排出される。このとき、第１速度制御弁５０ａでは、エアが第１絞り弁５４ａによって流量が調整され、第２速度制御弁５０ｂでは、第２チェック弁５２ｂを介して切換弁１６に向けて流通する。

一方、第１エア室４２ａに向けて供給されるエアは、主にタンク部６８に蓄積される。ピストンロッド４０の引き込みが始まる前は、第１エア室４２ａと配管通路とを含めて第３チェック弁５２ｃから第１エア室４２ａでの間にエアが存在し得る領域のうち、最も大きな空間を占めるのはタンク部６８であるからである。

その後、第２エア室４２ｂのエア圧が減少し、第１エア室４２ａのエア圧が上昇して、第１エア室４２ａのエア圧が第２エア室４２ｂのエア圧よりも所定以上大きくなると、ピストンロッド４０の引き込みが始まる。そして、ピストンロッド４０が最も引き込まれた初期状態に復帰する。

第１流体回路１０Ａでは、第１エア流路１２ａにタンク部６８を介設した例を示したが、第１エア流路１２ａの内径が十分に大きく、タンク部６８の役割を果たす場合、図４の変形例に係る第１流体回路１０Ａａに示すように、タンク部６８の介設を省略してもよい。

次に、第２の実施の形態に係るエアシリンダの流体回路（以下、第２流体回路１０Ｂと記す）について、図５Ａ～図７を参照しながら説明する。

第２流体回路１０Ｂは、上述した第１流体回路１０Ａとほぼ同様の構成を有するが、第３エア流路１２ｃに代えて、バイパス流路８０を有する点で異なる。

すなわち、第２流体回路１０Ｂは、第１エア流路１２ａの途中からバイパス流路８０が分岐し、該バイパス流路８０は第２エア流路１２ｂの途中に合流している。すなわち、第１エア流路１２ａの任意のポイントＭ１と第２エア流路１２ｂの任意のポイントＭ２との間にバイパス流路８０が設けられている。

バイパス流路８０には、第２エア流路１２ｂの任意のポイントＭ２に近い側に第４チェック弁５２ｄが介設され、第１エア流路１２ａの任意のポイントＭ１に近い側にパイロットチェック弁５６が介設されている。第４チェック弁５２ｄは、第２エア室４２ｂから第１エア室４２ａに向かうエアの流通を許容し、第１エア室４２ａから第２エア室４２ｂに向かうエアの流通を阻止する。

パイロットチェック弁５６は、第１エア室４２ａから第２エア室４２ｂに向かうエアの流通を許容する。また、パイロットチェック弁５６は、所定圧力以上のパイロット圧が作用していないときは、第２エア室４２ｂから第１エア室４２ａに向かうエアの流通を阻止し、所定圧力以上のパイロット圧が作用しているときは、第２エア室４２ｂから第１エア室４２ａに向かうエアの流通を許容する。換言すれば、パイロットチェック弁５６は、パイロット圧が作用していないときは、第１エア室４２ａから第２エア室４２ｂに向かうエアの流通を許容すると共に、第２エア室４２ｂから第１エア室４２ａに向かうエアの流通を阻止する逆止弁として機能し、パイロット圧が作用しているときは、エアがいずれの方向にも流通可能となり、逆止弁として機能しない。

第１エア流路１２ａの任意のポイントＭ１と切換弁１６との間の第１エア流路１２ａに第５チェック弁５２ｅが介設されている。第５チェック弁５２ｅは、第１エア流路１２ａの任意のポイントＭ１から切換弁１６に向かうエアの流通を許容し、切換弁１６から第１エア流路１２ａの任意のポイントＭ１に向かうエアの流通を阻止する。第５チェック弁５２ｅと切換弁１６との間の第１エア流路１２ａから分岐してパイロットチェック弁５６に至るパイロット流路５８が設けられている。

第２流体回路１０Ｂの切換弁１６も、第１ポート６０ａ～第５ポート６０ｅを有し、第１位置と第２位置との間で切り換え可能な５ポート２位置電磁弁として構成される。第１ポート６０ａは第１エア流路１２ａに繋がっており、第２ポート６０ｂは第２エア流路１２ｂに繋がっている。

第３ポート６０ｃは第１サイレンサ６３ａが付設された第１排気口６４ａに繋がっている。第４ポート６０ｄはエア供給源６２に繋がっており、第５ポート６０ｅは第２サイレンサ６３ｂが付設された第２排気口６４ｂに繋がっている。

なお、図５Ａの一点鎖線で囲まれた部分、すなわち、タンク部６８、第４チェック弁５２ｄとパイロットチェック弁５６を含むバイパス流路８０、パイロット流路５８、第５チェック弁５２ｅを含む第１エア流路１２ａの一部及び第２エア流路１２ｂの一部は、エアシリンダ３０の内部に組み込まれている。

第２流体回路１０Ｂは、基本的には以上のように構成されるものであり、以下、図５Ａ～図６Ｂを参照しながら、その作用について説明する。なお、図５Ａに示すように、切換弁１６が第１位置にあり、ピストンロッド４０が最も引き込まれた状態を初期状態とする。

先ず、図５Ａ及び図５Ｂに示すように、駆動工程は、初期状態において、エア供給源６２からのエアが第２エア流路１２ｂを介して第２エア室４２ｂに供給され、第１エア室４２ａ内のエアが第１エア流路１２ａを介して第２排気口６４ｂから外部に排出されるようになる。このとき、第２速度制御弁５０ｂでは、エアが第２絞り弁５４ｂによって流量が調整され、第１速度制御弁５０ａでは、第１チェック弁５２ａを介して第２エア室４２ｂに供給される。

これにより、第２エア室４２ｂの圧力が上昇し始めると共に、第１エア室４２ａの圧力が下降し始める。第２エア室４２ｂの圧力がピストン３８の静止摩擦抵抗に打ち勝つ分だけ第１エア室４２ａの圧力を上回ると、ピストンロッド４０の押し出し方向への移動が始まる。そして、図５Ｂに示すように、ピストンロッド４０は最大位置まで伸長し、大きな推力でその位置に保持される。

ピストンロッド４０が伸長してワークの位置決め等の作業が行われた後、図６Ａに示すように、切換弁１６が第１位置から第２位置に切り換えられる。すなわち、ピストンロッド４０の復帰工程が開始される。

復帰工程では、エア供給源６２からのエアが第５チェック弁５２ｅと切換弁１６との間の第１エア流路１２ａ内に流れ込み、第５チェック弁５２ｅによって流れを阻まれた該第１エア流路１２ａ内のエアの圧力が上昇する。そして、第１エア流路１２ａに接続されたパイロット流路５８の圧力も所定以上になり、パイロットチェック弁５６が逆止弁として機能しなくなる。

パイロットチェック弁５６が逆止弁としての機能を失うと、第２エア室４２ｂに蓄積されたエアの一部は、第２エア流路１２ｂの任意のポイントＭ２を経て、第４チェック弁５２ｄとパイロットチェック弁５６を含むバイパス流路８０を通り、第１エア流路１２ａの任意のポイントＭ１から第１エア室４２ａに向けて供給される。それと共に、第２エア室４２ｂに蓄積されたエアの他の一部は、第２エア流路１２ｂを介して第１排気口６４ａから外部に排出される。このとき、第１速度制御弁５０ａでは、エアが第１絞り弁５４ａによって流量が調整され、第２速度制御弁５０ｂでは、第２チェック弁５２ｂを介して切換弁１６に向けて流通する。これにより、第２エア室４２ｂの圧力が下降し始めると共に、第１エア室４２ａの圧力が上昇し始める。このとき、第１エア室４２ａに向けて供給されるエアは、主にタンク部６８に蓄積される。

第２エア室４２ｂの圧力が減少し、第１エア室４２ａの圧力が上昇して、第２エア室４２ｂの圧力が第１エア室４２ａの圧力に等しくなると、第４チェック弁５２ｄの作用により、第２エア室４２ｂのエアが第１エア室４２ａに向けて供給されなくなり、第１エア室４２ａの圧力の上昇が止まる。一方、第２エア室４２ｂの圧力は下降し続ける。そして、第１エア室４２ａの圧力がピストン３８の静止摩擦抵抗に打ち勝つ分だけ第２エア室４２ｂの圧力を上回ると、ピストンロッド４０の引き込み方向への移動が始まる。

ピストンロッド４０が引き込み方向へ移動を始めると、第１エア室４２ａの容積が増加するため、第１エア室４２ａの圧力は下降するが、タンク部６８の存在によって第１エア室４２ａの容積は実質的に大きなものとなっており、圧力が下降する割合は小さい。そして、第２エア室４２ｂの圧力はそれより大きな割合で下降するので、第１エア室４２ａの圧力が第２エア室４２ｂの圧力を上回る状態は継続する。また、一旦、移動を始めたピストン３８の摺動抵抗は静止状態でのピストン３８の摩擦抵抗よりも小さいので、ピストンロッド４０の引き込み方向への移動は支障なく行われる。こうして、ピストンロッド４０が最も引き込まれた初期状態に戻る。再び切換弁１６が切り換えられるまでこの状態が維持される。

第２流体回路１０Ｂでは、第１エア流路１２ａにタンク部６８を介設した例を示したが、第５チェック弁５２ｅと第１エア室４２ａとの間の第１エア流路１２ａの内径が十分に大きく、タンク部６８の役割を果たす場合、図７の変形例に係る第２流体回路１０Ｂａに示すように、タンク部６８の介設を省略してもよい。

このように、本実施の形態は、ピストン３８によって区画される第１エア室４２ａと第２エア室４２ｂとを有するエアシリンダ３０と、ピストン３８の駆動工程と復帰工程とで切り換わる切換弁１６と、第１エア室４２ａと切換弁１６間の第１エア流路１２ａと、第２エア室４２ｂと切換弁１６間の第２エア流路１２ｂと、を有するエアシリンダの流体回路であって、第２エア流路１２ｂに、２つの速度制御弁（第１速度制御弁５０ａ及び第２速度制御弁５０ｂ）が直列に設置されている。

ピストン３８の駆動工程では、切換弁１６から第２エア室４２ｂへの供給流量を第２速度制御弁５０ｂの第２絞り弁５４ｂで調整することができ、ピストン３８の復帰工程では、第２エア室４２ｂから切換弁１６への排気流量を第１速度制御弁５０ａの第１絞り弁５４ａで調整することができる。すなわち、エアシリンダ３０への供給流量とエアシリンダ３０からの排気流量とをそれぞれ独立に調整することができる。これは流体回路の要求特性である駆動工程でのストローク時間の短縮化、復帰工程後での流体圧シリンダ内の圧力の増大化につながる。しかも、第２エア流路１２ｂに、２つの速度制御弁を直列に設置するだけでよいため、構造の簡単化も図ることができる。

本実施の形態において、駆動工程では、第１速度制御弁５０ａの第１チェック弁５２ａと、第２速度制御弁５０ｂの第２絞り弁５４ｂが第２エア流路１２ｂを構成し、復帰工程では、第１速度制御弁５０ａの第１絞り弁５４ａと、第２速度制御弁５０ｂの第２チェック弁５２ｂが第２エア流路１２ｂを構成する。

駆動工程では、第２エア流路１２ｂに供給されたエアが第１速度制御弁５０ａの第１チェック弁５２ａと、第２速度制御弁５０ｂの第２絞り弁５４ｂを流通し、エアシリンダ３０の第２エア室４２ｂに供給される。復帰工程では、エアシリンダ３０の第２エア室４２ｂから第２エア流路１２ｂに排気されたエアが第１速度制御弁５０ａの第１絞り弁５４ａと、第２速度制御弁５０ｂの第２チェック弁５２ｂを流通し、切換弁１６を介して排気される。従って、ピストン３８の駆動工程では、切換弁１６から第２エア室４２ｂへの供給流量を第２速度制御弁５０ｂの第２絞り弁５４ｂで調整することができ、ピストン３８の復帰工程では、第２エア室４２ｂから切換弁１６への排気流量を第１速度制御弁５０ａの第１絞り弁５４ａで調整することができる。

本実施の形態において、第２エア流路１２ｂから分岐され、切換弁１６に向かう第３エア流路１２ｃと、第３エア流路１２ｃに設けられ、第２エア流路１２ｂ側を入力とする第３チェック弁５２ｃ（外側チェック弁）とを有し、第３エア流路１２ｃは、駆動工程において、第２エア流路１２ｂから一部供給されたエアを貯留し、第３エア流路１２ｃは、復帰工程において、切換弁１６を介して、第２エア流路１２ｂと第１エア流路１２ａを連通してもよい。

駆動工程では、第３エア流路１２ｃに第２エア流路１２ｂから一部のエアが供給されて、該エアが第３エア流路１２ｃに貯留する。第３エア流路１２ｃに貯留されたエアは、その後の復帰工程で、切換弁１６及び第１エア流路１２ａを介してエアシリンダ３０の第１エア室４２ａに供給される。すなわち、第３エア流路１２ｃに貯留されたエアをピストン３８の復帰用の圧力として活用させることができ、エアの消費を抑えることができる。

本実施の形態において、第１エア流路１２ａと第２エア流路１２ｂとの間に設けられたバイパス流路８０と、バイパス流路８０に介設される第４チェック弁５２ｄ（内側チェック弁）及びパイロットチェック弁５６（内側パイロットチェック弁）と、を備え、第４チェック弁５２ｄは、第２エア室４２ｂから第１エア室４２ａに向かうエアの流通を許容すると共に、第１エア室４２ａから第２エア室４２ｂに向かうエアの流通を阻止し、パイロットチェック弁５６は、第１エア室４２ａから第２エア室４２ｂに向かうエアの流通を許容すると共に、パイロット圧が作用しないときは、第２エア室４２ｂから第１エア室４２ａに向かうエアの流通を阻止してもよい。

これにより、第２エア室４２ｂに蓄積されたエアを第１エア室４２ａに向けて供給すると共に、外部に排出することが可能になる。このため、第１エア室４２ａの圧力が増加すると共に、第２エア室４２ｂの圧力が急速に減少し、エアシリンダ３０の復帰に必要な時間を可及的に短縮することができる。また、複雑な構造の回収弁を必要とせず、エアシリンダ３０を復帰させるための流体回路を簡素化することができる。

本実施の形態において、第１エア流路１２ａのうち、第１エア室４２ａ寄りにタンク部６８を設けてもよい。これにより、第２エア室４２ｂから排出されるエアをタンク部６８に蓄積しておくことができ、エアシリンダ３０の復帰工程時、第１エア室４２ａの容積が増大する際に、その圧力が低下するのを可及的に抑えることができる。

本発明に係るエアシリンダの流体回路は、上述の実施形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することのない範囲で、種々の構成を採り得ることはもちろんである。

１０Ａ…第１流体回路１０Ｂ…第２流体回路
１２ａ…第１エア流路１２ｂ…第２エア流路
１２ｃ…第３エア流路１６…切換弁
３０…エアシリンダ３８…ピストン
４０…ピストンロッド４２ａ…第１エア室
４２ｂ…第２エア室５０ａ…第１速度制御弁
５０ｂ…第２速度制御弁
５２ａ～５２ｅ…第１チェック弁～第５チェック弁
５４ａ…第１絞り弁５４ｂ…第２絞り弁
５６…パイロットチェック弁５８…パイロット流路
６８…タンク部

Claims

ピストンによって区画される第１エア室と第２エア室とを有するエアシリンダと、
前記ピストンの駆動工程と復帰工程とで切り換わる切換弁と、
前記第１エア室と前記切換弁間の第１流路と、
前記第２エア室と前記切換弁間の第２流路と、
を有するエアシリンダの流体回路であって、
前記第２流路に、２つの速度制御弁が直列に設置されており、
前記第１流路と前記第２流路との間に設けられたバイパス流路と、
前記バイパス流路と前記第１流路とが互いに接続された、前記第１流路の接続点から前記切換弁に向かうエアの流通を許容し、前記切換弁から前記第１流路の前記接続点に向かうエアの流通を阻止するチェック弁と、
を有する、エアシリンダの流体回路。
請求項１記載のエアシリンダの流体回路において、
前記駆動工程では、一方の前記速度制御弁のチェック弁と、他方の前記速度制御弁の可変絞り弁が前記第２流路を構成し、
前記復帰工程では、一方の前記速度制御弁の可変絞り弁と、他方の前記速度制御弁のチェック弁が前記第２流路を構成する、エアシリンダの流体回路。
請求項１又は２記載のエアシリンダの流体回路において、
前記第２流路から分岐され、前記切換弁に向かう第３流路と、
前記第３流路に設けられ、前記第２流路側を入力とする外側チェック弁とを有し、
前記第３流路は、前記駆動工程において、前記第２流路から一部供給されたエアを貯留し、
前記第３流路は、前記復帰工程において、前記切換弁を介して、前記第２流路と前記第１流路を連通する、エアシリンダの流体回路。
請求項１又は２記載のエアシリンダの流体回路において、
前記バイパス流路に介設される内側チェック弁及び内側パイロットチェック弁を備え、
前記内側チェック弁は、前記第２エア室から前記第１エア室に向かうエアの流通を許容すると共に、前記第１エア室から前記第２エア室に向かうエアの流通を阻止し、前記内側パイロットチェック弁は、前記第１エア室から前記第２エア室に向かうエアの流通を許容すると共に、パイロット圧が作用しないときは前記第２エア室から前記第１エア室に向かうエアの流通を阻止する、エアシリンダの流体回路。
請求項１～４のいずれか１項に記載のエアシリンダの流体回路において、
前記第１流路のうち、前記第１エア室寄りにタンク部が設けられている、エアシリンダの流体回路。