JP7424304B2 - 流量コントローラ及びそれを備えた駆動装置 - Google Patents

Description

本発明は、エアシリンダの流量コントローラ及びそれを備えた駆動装置に関する。

従来より、エアシリンダの端部にゴムやウレタン等の軟質樹脂によるクッション部材や、オイルダンパ等を取り付けることで、ストロークエンドでの衝撃を緩和するショックアブソーバが用いられている。しかしながら、機械的にエアシリンダの衝撃を緩和するショックアブソーバは動作回数による寿命があり、定期的にメンテナンスが必要であり、メンテナンスの都度、装置や設備の分解を余儀なくされていた。

そこで、装置や設備を分解することなく、エア配管のみで後付け可能な装置でショックアブソーバ機構を実現するスピードコントローラが提案されている（特許第５５７８５０２号公報）。そのスピードコントローラは、ストロークエンド付近でエアシリンダの動作速度を遅くするように制御することで衝撃を抑制する。

このスピードコントローラは、高圧エア供給源とエアシリンダとの間の流路上に三方分岐のシャトル弁を配置し、エアシリンダからの排気を高圧エアの導入用の流路とは別の排気用流路に導く。そして、排気用流路上に設けられた切換弁及び第１絞弁及び第２絞弁を介して排気エアの排気を行う。切換弁は、ストロークエンド付近でストローク速度を遅くする第１絞弁を通るように排気エアの流路を切り換えて排気工程においてエアシリンダの衝撃を緩和するように動作する。

上記のスピードコントローラでは、高圧エアの流路と排気エアの流路との切換部分にシャトル弁を使用している。シャトル弁は、弁体の下流側において流路を２つに分けているため、流路の断面積が制約されてしまい、高圧エアや排気エアの流量を十分に確保できない。そのため、スピードコントローラによってエアシリンダの高速動作が妨げられてしまうという問題がある。

そこで、本発明の一実施形態は、シリンダの衝撃を緩和する衝撃緩和機能を有しつつも、流量に優れた流量コントローラ及びそれを備えた駆動装置を提供することを目的とする。

本発明の一観点は、エアシリンダに供給される高圧エア及び前記エアシリンダから排気される排気エアを通過させる主流路と、前記主流路に併設された副流路と、前記副流路に設けられ、前記副流路を流れる前記排気エアの流量を調節する排気流量調整部と、前記エアシリンダと、前記主流路と、前記副流路との間に接続され、前記エアシリンダを前記主流路に連通させる第１位置と前記エアシリンダを前記副流路に連通させる第２位置とで切り換えを行う切換弁と、前記第１位置から前記第２位置への切換が行われるまでの時間を調整するパイロットエア調整部と、を備え、前記切換弁は、前記主流路からのパイロット圧により前記第１位置に切り替わるとともに前記パイロット圧の減少により前記第２位置に復帰するスプール弁よりなり、前記パイロットエア調整部は、前記切換弁のパイロットエアの流出速度を規制する絞弁を備える流量コントローラにある。

また、本発明の別の一観点は、エアシリンダに高圧エアを供給する高圧エア供給源と、前記エアシリンダから排気される排気エアを排気する排気口と、前記エアシリンダに接続され前記高圧エア及び前記排気エアを流通させる主流路と、前記主流路に併設され前記排気口に連通した副流路と、前記高圧エア供給源、前記排気口、及び前記主流路の間に接続され、前記主流路に前記高圧エア供給源又は前記排気口を切り換えて連通させる動作切換弁と、前記副流路を流れる前記排気エアの流量を調節する排気流量調整部と、前記エアシリンダと、前記主流路と、前記副流路との間に接続され、前記エアシリンダを前記主流路に連通させる第１位置と前記エアシリンダを前記副流路に連通させる第２位置とで切り換えを行う切換弁と、前記第１位置から前記第２位置への切換が行われるまでの時間を調整するパイロットエア調整部と、を有し、前記切換弁は、前記主流路からのパイロット圧により前記第１位置に切り替わるとともに前記パイロット圧の減少により前記第２位置に復帰するスプール弁よりなり、前記パイロットエア調整部は、前記切換弁のパイロットエアの流出速度を規制する絞弁を有する流量コントローラと、を備えた、駆動装置にある。

上記観点の流量コントローラ及び駆動装置によれば、高圧エアを供給するための主流路を排気エアの流路としても用いており、シャトル弁が不要となっている。そして、エアシリンダの動作速度の調節を流路断面の確保が容易なスプール弁で行う。これにより、シリンダの衝撃を緩和する衝撃緩和機能を有しつつも、流量に優れた流量コントローラ及びそれを備えた駆動装置を実現できる。

第１実施形態に係る流量コントローラ及び駆動装置の流体回路図である。 図２Ａは、図１の流量コントローラのハウジングの斜視図であり、図２Ｂは図２Ａのハウジングをシリンダポート側から見て示す斜視図である。 図３Ａは、図２Ａのハウジングの切換弁の第１位置での断面図であり、図３Ｂは、図２Ａのハウジングの切換弁の第２位置での断面図である。 図２Ａのハウジングに動作速度調整部、排気流量調整部及びシリンダ配管接続用のジョイントを取り付けた状態の斜視図である。 エアシリンダの作動工程での図１の流量コントローラ及び駆動装置の接続状態を示す流体回路図である。 エアシリンダの引込工程での図１の流量コントローラ及び駆動装置の接続状態を示す流体回路図である。 エアシリンダの引込工程においてストロークエンド付近での図１の流量コントローラ及び駆動装置の接続状態を示す流体回路図である。 第２実施形態に係る流量コントローラ及び駆動装置の流体回路図である。 図９Ａ及び図９Ｂは、図８の切換弁のハウジングの断面図である。 第３実施形態に係る流量コントローラ及び駆動装置の流体回路図である。 図１１Ａは、第３実施形態に係る切換弁のハウジングの第１ポート側の斜視図であり、図１１Ｂは図１１Ａのハウジングのシリンダポート側の斜視図である。 図１２Ａは、図１１Ａのハウジングの平面図であり、図１２Ｂは図１１Ａのハウジングのニードル付近の断面図である。なお、図１２Ｂの断面は図１２ＡのＸＩＩＢ－ＸＩＩＢ位置に対応する。 図１３Ａは、図１１Ａの切換弁の第１位置での断面図であり、図１３Ｂは図１１Ａの切換弁の第２位置での断面図である。 第３実施形態に係る流量コントローラの斜視図である。

以下、本発明の好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照して詳細に説明する。

（第１実施形態）
図１に示すように、本実施形態の駆動装置１０は、エアシリンダ１２の駆動に用いられるものであり、ヘッド側の流量コントローラ１４、エンド側の流量コントローラ１４Ａ、動作切換弁１６、高圧エア供給源１８、及び排気口２０を備えている。

エアシリンダ１２は、自動設備ライン等に使用される復動型シリンダであり、シリンダ室を仕切るピストン２２とピストン２２に連結されたピストンロッド２３とを備えている。ピストン２２のヘッド側のヘッド側圧力室２４には、ヘッド側ポート２６が設けられている。また、ピストン２２のエンド側のエンド側圧力室２８には、エンド側ポート３０が設けられている。ヘッド側ポート２６には第１流路３２が接続されるとともに、エンド側ポート３０には第２流路３２Ａが接続され、それぞれ第１流路３２と第２流路３２Ａを介して高圧エアのエアシリンダ１２への導入と、エアシリンダ１２からの排気が行われる。第１流路３２にはヘッド側の流量コントローラ１４が設けられている。また、第２流路３２Ａには、エンド側の流量コントローラ１４Ａが設けられている。

流量コントローラ１４は、第１流路３２に接続される主流路３４と、主流路３４に並列に配設された副流路３６とを含む。主流路３４及び副流路３６には、ヘッド側ポート２６に接続されるヘッド側の切換弁３８が介装される。ヘッド側の切換弁３８は、いわゆる三方弁であり、ヘッド側ポート２６に接続されるシリンダポート３８ａを有する。ヘッド側の切換弁３８は、さらにバルブポート３８ｂと、排気ポート３８ｃとパイロットポート３８ｄとを備える。バルブポート３８ｂは主流路３４を介してヘッド側の動作速度調整部４０に接続され、排気ポート３８ｃは副流路３６を介してヘッド側の排気流量調整部４２に接続される。パイロットポート３８ｄには、パイロットエア調整部４４が設けられている。

図２Ａに示すように、切換弁３８は、箱型のハウジング４６にパイロットエア調整部４４とともに内蔵されている。ハウジング４６の一方の側面４６ａには、バルブポート３８ｂ、排気ポート３８ｃ及びパイロットポート３８ｄが設けられている。また、図２Ｂに示すように、一方の側面４６ａに対向する他方の側面４６ｂには、シリンダポート３８ａが設けられている。また、ハウジング４６の一方の側面４６ａ及び他方の側面４６ｂに垂直な側面４６ｃには、切換弁３８を収容するための貫通孔４８が形成されている。その貫通孔４８の両端部には、貫通孔４８を封じるエンドカバー５０が取り付けられている。さらに、ハウジング４６の上面４６ｄには、パイロットエア調整部４４の調整ねじが露出している。

切換弁３８は、スプール弁として構成されており、図３Ａに示すように、ハウジング４６の貫通孔４８に設けられたスプール５２を備えている。スプール５２は、貫通孔４８のスプールガイド部４８ａに収容され、スプールガイド部４８ａに沿って摺動する。スプールガイド部４８ａには、バルブポート３８ｂに連通する第１連通溝５６ａと、排気ポート３８ｃに連通する第２連通溝５６ｂと、第１連通溝５６ａと第２連通溝５６ｂとの間に形成され、シリンダポート３８ａに連通する第３連通溝５６ｃとが形成されている。

スプール５２には、第１位置において第２連通溝５６ｂと第３連通溝５６ｃとの連通を阻止する第１封止壁５８ａと、第２位置において第１連通溝５６ａと第３連通溝５６ｃとの連通を阻止する第２封止壁５８ｂと、径方向に縮径して形成された凹部５８ｃとが形成されている。凹部５８ｃは、第１封止壁５８ａと第２封止壁５８ｂとの間に形成されており、第１位置において第１連通溝５６ａと第３連通溝５６ｃとを連通させるように構成されている。

また、図３Ｂに示すように、凹部５８ｃは、第２位置において第２連通溝５６ｂと第３連通溝５６ｃとを連通させるように構成されている。すなわち、第１位置では、図３Ａに示すように、バルブポート３８ｂとシリンダポート３８ａとが連通し、第２位置では、図３Ｂに示すように、排気ポート３８ｃとシリンダポート３８ａとが連通する。なお、切換弁３８の第１位置において、スプール５２の凹部５８ｃとスプールガイド部４８ａの第３連通溝５６ｃとによって形成される流路の断面積がスピードコントローラ（例えば、動作速度調整部４０）の流路断面積と同等又はこれよりも大きく形成されており、高圧エア及び排気エアの流通を妨げないように構成することが好ましい。

スプール５２の軸方向の一方の端部（図の右側）には復帰バネ５９（付勢部材）が設けられている。復帰バネ５９は、例えばコイルバネであり、スプール５２を図の左側に付勢する。

スプール５２の他方の端部側（図の左側）には、パイロットポート３８ｄから導入されたパイロットエアの圧力によってスプール５２を、図の右側に付勢して第１位置に変位させる駆動ピストン６０が設けられている。駆動ピストン６０は、スプール５２よりも大きな径に形成されており、ピストン収容部４８ｂに収容されている。駆動ピストン６０は、ピストン収容部４８ｂをスプール５２側の空室とエンドカバー５０側の空室とに気密に仕切る。ピストン収容部４８ｂのエンドカバー５０付近には、パイロットポート３８ｄから延びる流路６２が開口している。流路６２の途上には、パイロットエア調整部４４が設けられている。

パイロットエア調整部４４は、図１に示すように、絞弁４４ａと、この絞弁４４ａに並列に設けられたチェック弁４４ｂとを備える。ヘッド側の切換弁３８のパイロットポート３８ｄには、第１流路３２から分岐した流路を介して高圧エアがパイロット圧として供給される。そして、パイロット圧により駆動ピストン６０が駆動して、図３Ｂに示す第２位置から図３Ａに示す第１位置へと、スプール５２の位置を切り換える。また、高圧エア供給源１８からパイロットエア調整部４４に供給されるエア圧が十分でない場合、復帰バネ５９の弾発力により切換弁３８を構成するスプール５２は第１位置（図３Ａ）から第２位置（図３Ｂ）へと切り換わる。

図４に示すように、切換弁３８のシリンダポート３８ａには、エアシリンダ１２に連通する配管（第１流路３２）を接続するジョイント６４が接続される。バルブポート３８ｂには、ヘッド側の動作速度調整部４０が接続され、排気ポート３８ｃにはヘッド側の排気流量調整部４２が接続されて、ヘッド側の流量コントローラ１４が構成される。パイロットポート３８ｄにはジョイント６６が接続される。

図１に示すように、ヘッド側の動作速度調整部４０は、主流路３４に介装された高圧エアの流量を可変に調整する絞弁４０ａと、この絞弁４０ａに並列に設けられたチェック弁４０ｂとを備える。絞弁４０ａとチェック弁４０ｂの下流側は、動作切換弁１６の後述する第１ポート１６ａに接続される。すなわち、動作速度調整部４０は、エアシリンダ１２から排気口２０に向かう方向の排気エアを素早く通過させ、その逆方向の高圧エアの通過を規制するメーターインのスピードコントローラを構成する。

排気流量調整部４２は、ピストン２２の引込動作時にエアシリンダ１２のヘッド側ポート２６から排気されるエアの流量を可変に調整可能な絞弁４２ａと、この絞弁４２ａに並列に設けられたチェック弁４２ｂを備える。絞弁４２ａとチェック弁４２ｂの下流側は排気口２０に接続される。

上記のように構成されるヘッド側の流量コントローラ１４に対し、エアシリンダ１２のエンド側ポート３０と動作切換弁１６との間に介装されるエンド側の流量コントローラ１４Ａは、ヘッド側の流量コントローラ１４と実質的に同一に構成されるため、ヘッド側の流量コントローラ１４の構成要素と同一の構成要素には同一の参照符号を付して、その詳細な説明を省略する。ただし、ヘッド側の流量コントローラ１４の第１流路３２、主流路３４、副流路３６、切換弁３８、動作速度調整部４０、排気流量調整部４２、及びパイロットエア調整部４４に対しては、エンド側の流量コントローラ１４Ａでは、参照符号の末尾に符号Ａを付して区別して示す。

次に、ヘッド側の流量コントローラ１４及びエンド側の流量コントローラ１４Ａにそれぞれ第１流路３２及び第２流路３２Ａを介して接続される動作切換弁１６について説明する。動作切換弁１６は、電気的に高圧エアの流路を切り換える五方弁であって、第１ポート１６ａ～第５ポート１６ｅを備える。第１ポート１６ａは第１流路３２（主流路３４）に接続し、第２ポート１６ｂは第２流路３２Ａ（主流路３４Ａ）に接続する。第３ポート１６ｃ及び第５ポート１６ｅは、排気口２０に接続し、第４ポート１６ｄは高圧エア供給源１８に接続する。

次に、第１実施形態の駆動装置１０の作用効果について説明する。

図１に示すように、動作切換弁１６が第１位置にある場合には、エアシリンダ１２のピストンロッド２３が送り出される作動工程が行われる。ヘッド側ポート２６には、第１流路３２を介して高圧エア供給源１８が接続され、流量コントローラ１４を介して高圧エアが供給される。ヘッド側の切換弁３８は、第１流路３２から分岐してパイロットエア調整部４４を介して供給されるパイロットエアの作用下に、第１位置に変位する。これにより、ヘッド側の主流路３４（第１流路３２）がヘッド側ポート２６と連通し、ヘッド側圧力室２４に高圧エアが供給される。ヘッド側圧力室２４に供給される高圧エアの流量は、ヘッド側の動作速度調整部４０の絞弁４０ａによって規制される。そのため、ピストンロッド２３は、動作速度調整部４０によって調整された所定の動作速度で送り出される。

一方、エンド側の第２流路３２Ａは、動作切換弁１６を介して排気口２０に連通する。作動工程の初期においては、エンド側の切換弁３８Ａのパイロットエアが十分に残留している。そのため、図３Ａに示すように、駆動ピストン６０の付勢力によりスプール５２が第１位置に位置する。そして、図１に示すように、エンド側ポート３０が主流路３４Ａと連通する。エンド側圧力室２８からの排気エアは動作速度調整部４０Ａのチェック弁４０ｂを介して素早く排出される。

切換弁３８Ａのパイロットエアは、パイロットエア調整部４４Ａの絞弁４４ａを介して徐々に排気口２０に流出する。パイロットエアの流出速度は絞弁４４ａの開度によって調整される。作動工程の開始から所定時間が経過して、エアシリンダ１２のピストン２２がストロークエンドに近づくと、エンド側の切換弁３８Ａのパイロット圧が低下し、図３Ｂに示すように、復帰バネ５９の作用下にスプール５２が第２位置に移動する。そして、図５に示すように、エンド側の切換弁３８Ａのシリンダポート３８ａと排気ポート３８ｃとがつながる。エンド側圧力室２８は、エンド側ポート３０及び切換弁３８Ａを介してエンド側の副流路３６Ａに連通する。そして、エンド側ポート３０の排気エアは、エンド側の排気流量調整部４２Ａの絞弁４２ａによる流量調整を受けつつ排気口２０から排気される。

エンド側の排気流量調整部４２Ａの絞弁４２ａの流量は、ヘッド側の動作速度調整部４０の絞弁４０ａの流量よりも小さく設定されるため、エアシリンダ１２の動作速度は減速される。その結果、エンド側の排気流量調整部４２Ａがエアクッションのように作用して、エアシリンダ１２のストロークエンドでの衝撃が緩和される。

その後、図６に示すように、動作切換弁１６が第２位置に切り替わり、エアシリンダ１２の引込工程が行われる。引込工程では、エンド側の流量コントローラ１４Ａの第２流路３２Ａが高圧エア供給源１８に連通し、ヘッド側の流量コントローラ１４の第１流路３２が排気口２０に連通する。引込工程では、作動工程とは逆にヘッド側の流量コントローラ１４を介して排気エアの排気が行われる。

その際に、ストロークエンド付近においてヘッド側の流量コントローラ１４は、図５を参照しつつ説明したエンド側の流量コントローラ１４Ａの動作と同様に動作する。すなわち、引込工程の終端付近において、図７に示すように、流量コントローラ１４は、ヘッド側圧力室２４を副流路３６に連通させて、ヘッド側圧力室２４の排気エアの流量を絞弁４２ａで規制する。これにより、ヘッド側の流量コントローラ１４は、エアシリンダ１２の引込工程において衝撃を緩和するように作用する。

以上に説明した、本実施形態の流量コントローラ１４、１４Ａ及び駆動装置１０は以下の効果を奏する。

流量コントローラ１４、１４Ａにおいて、切換弁３８、３８Ａは、主流路３４、３４Ａを介して動作切換弁１６に接続されるバルブポート３８ｂと、副流路３６、３６Ａを介して排気口２０に接続される排気ポート３８ｃと、エアシリンダ１２に接続されるシリンダポート３８ａと、切換弁３８、３８Ａのパイロットエアが導入されるパイロットポート３８ｄと、を有するハウジング４６と、バルブポート３８ｂに連通する第１連通溝５６ａと、排気ポート３８ｃに連通する第２連通溝５６ｂと、第１連通溝５６ａと第２連通溝５６ｂとの間に形成され、シリンダポート３８ａに連通する第３連通溝５６ｃと、を有するスプールガイド部４８ａと、スプールガイド部４８ａに軸方向に摺動可能に配設され、第１位置において第２連通溝５６ｂと第３連通溝５６ｃとの連通を阻止する第１封止壁５８ａと、第２位置において第１連通溝５６ａと第３連通溝５６ｃとの連通を阻止する第２封止壁５８ｂと、第１封止壁５８ａと第２封止壁５８ｂとの間に形成されて第１連通溝５６ａ又は第２連通溝５６ｂと第３連通溝５６ｃとを連通させる凹部５８ｃと、が形成されたスプール５２と、パイロットポート３８ｄと連通して所定のパイロット圧の作用下にスプール５２を軸方向に付勢することによりスプール５２を第１位置に変位させる駆動ピストン６０と、スプール５２を駆動ピストン６０とは逆方向に付勢してスプール５２を第２位置に復帰させる復帰バネ５９（付勢部材）と、を有する。

上記のように構成された流量コントローラ１４、１４Ａによれば、ストロークの終端付近で切換弁３８、３８Ａが切り換わることで、エアシリンダ１２のストロークエンドでの衝撃を緩和することができる。また、切換弁３８、３８Ａの流量の確保が容易であることがからエアシリンダ１２の高速動作への対応が容易である。

流量コントローラ１４、１４Ａの第１位置において、スプール５２の凹部５８ｃとスプールガイド部４８ａの第１連通溝５６ａとによって形成される流路の断面積をスピードコントローラの流路断面積と同等又はこれよりも大きくしてもよい。これにより、流量コントローラ１４、１４Ａの流量が大きくなるため、エアシリンダ１２の高速動作への対応が容易となる。

流量コントローラ１４、１４Ａにおいて、ハウジング４６の内部のパイロットポート３８ｄと駆動ピストン６０との間の流路６２の途上にパイロットエア調整部４４、４４Ａが設けられていてもよい。パイロットエア調整部４４、４４Ａをハウジング４６に内蔵することで、外付け部品を減らすことができ、装置構成を簡素化できる。

流量コントローラ１４、１４Ａにおいて、バルブポート３８ｂと動作切換弁１６とを繋ぐ主流路３４、３４Ａ上に、主流路３４、３４Ａを流れるエアの流量を調節することでエアシリンダ１２の動作速度を調整する動作速度調整部４０、４０Ａを、さらに有してもよい。これにより、エアシリンダ１２の通常のストローク時の動作速度を調整できて好適である。

流量コントローラ１４、１４Ａにおいて、動作速度調整部４０、４０Ａは、絞弁４０ａと、絞弁４０ａに並設され、且つエアシリンダ１２からの排気エアを通過させる向きに接続されたチェック弁４０ｂと、を備えてもよい。これにより、エアシリンダ１２の排気エアを素早く排気口２０から排気できる。

（第２実施形態）
本実施形態に係る駆動装置１０Ａは、図８に示すように、エアシリンダ１２の通常のストロークの際の動作速度を排気エアの流量で制御するメータアウトの流量コントローラ７０、７０Ａを備えている。なお、駆動装置１０Ａ及び流量コントローラ７０、７０Ａにおいて、第１実施形態の駆動装置１０及び流量コントローラ１４、１４Ａと同様の構成については、同一の符号を付して、その詳細な説明は省略する。

駆動装置１０Ａにおいて、ヘッド側の流量コントローラ７０は、エアシリンダ１２のヘッド側ポート２６に接続され、エンド側の流量コントローラ７０Ａはエアシリンダ１２のエンド側ポート３０に接続されている。

ヘッド側の流量コントローラ７０の基本構成は、図１に示す流量コントローラ１４と同様であるが、動作速度調整部７２が動作速度調整部４０と逆向きに接続されている。すなわち、動作速度調整部７２は、上流側が動作切換弁１６に接続され、下流側が切換弁３８のバルブポート３８ｂに接続されている。

また、本実施形態の流量コントローラ７０は、メータアウトでの動作により、シリンダポート３８ａを介して切換弁３８のスプール５２に圧力が作用した状態となる。そのため、図９Ａ及び図９Ｂに示すように、スプール５２の確実な動作を可能とするべく、シリンダポート３８ａの背圧を復帰バネ５９が配置された復帰バネ収容室５９ａ（付勢部材収容室）に導く復帰補助流路７４が設けられている。

なお、エンド側の流量コントローラ７０Ａはヘッド側の流量コントローラ７０と同様の構成となっており、共通する構成については同一符号を付してその詳細な説明は省略する。また、エンド側の流量コントローラ７０Ａの一部の構成については符号の末尾に符号Ａを付して示す。

以下、本実施形態の駆動装置１０Ａ及び流量コントローラ７０、７０Ａの動作及び作用について説明する。

図８に示すように、ピストン２２及びピストンロッド２３を押し出す作動工程において、エアシリンダ１２には、ヘッド側の流量コントローラ７０を介して高圧エアがヘッド側圧力室２４に導入される。その際に、高圧エア供給源１８からの高圧エアは、ヘッド側の動作速度調整部７２の絞弁７２ａによって流量が規制されることなく、チェック弁７２ｂを通過して流入する。一方、エンド側圧力室２８の排気エアは、エンド側の動作速度調整部７２Ａを介して排気口２０から排気される。その際に、エンド側の動作速度調整部７２Ａの絞弁７２ａによって、排気エアの流量（流速）が規制される。その結果、ピストン２２の作動工程時の動作速度が所定の値に制御される。このようにして、作動工程では、エンド側の動作速度調整部７２Ａの絞弁７２ａによってピストン２２の動作速度が規制される。

また、図９Ａに示すように、作動工程において、エンド側の流量コントローラ７０Ａには、シリンダポート３８ａとバルブポート３８ｂとに連通する経路に、背圧が作用する。この背圧が作用すると、復帰バネ５９の付勢力だけでは、スプール５２を復帰させる動作が確実に行われないおそれがある。そこで、本実施形態では、ハウジング４６Ａ内の復帰補助流路７４を介して、シリンダポート３８ａの背圧を復帰バネ収容室５９ａに導入する。これにより、背圧をスプール５２の第２位置（図９Ｂ）への復帰に利用することができる。

エンド側の流量コントローラ７０Ａにおいて、駆動ピストン６０を付勢するパイロット圧が減少すると、図９Ｂに示すように、復帰バネ５９及び復帰バネ収容室５９ａの背圧の作用下にスプール５２が第２位置に移動し、エンド側ポート３０がエンド側の排気流量調整部４２Ａ（図８参照）に連通する。その結果、エンド側の排気流量調整部４２Ａの絞弁４２ａ（図８参照）によって排気エアの流量が絞られてエアシリンダ１２のストローク速度が規制される。このように、メータアウトでエアシリンダ１２の動作速度を制御した場合であっても、ストロークエンド付近でエアシリンダ１２の速度を低下させて衝撃を緩和できる。

なお、エアシリンダ１２の引込工程においては、ヘッド側ポート２６に接続されたヘッド側の流量コントローラ７０の動作とエンド側の流量コントローラ７０Ａの動作とが、作動工程の際の動作と入れ替わるだけである。引込工程では、ヘッド側の流量コントローラ７０によってストロークエンド付近でのエアシリンダ１２の動作速度が規制される。

本実施形態の駆動装置１０Ａ及び流量コントローラ７０、７０Ａは以下の効果を奏する。

本実施形態の流量コントローラ７０、７０Ａにおいて、動作速度調整部７２、７２Ａは、主流路３４、３４Ａに接続された絞弁７２ａと、絞弁７２ａに並設され、エアシリンダ１２から排気される排気エアを阻止しエアシリンダ１２に向かう高圧エアを通過させる向きに接続されたチェック弁７２ｂとを備える。これにより、エアシリンダ１２の動作速度をメータアウトで制御することができる。

また、上記の流量コントローラ７０、７０Ａにおいて、切換弁３８、３８Ａを収容するハウジング４６Ａには、復帰バネ５９を収容する復帰バネ収容室５９ａとシリンダポート３８ａとを連通させる復帰補助流路７４が設けられている。これにより、メータアウトでスプール５２に作用する背圧を復帰バネ収容室５９ａ側にも作用させることができる。その結果、復帰バネ５９によるスプール５２の復帰動作を確実に行うことができ、ストロークエンドにおけるエアシリンダ１２の動作速度の抑制を確実に行える。

（第３実施形態）
図１０に示すように、本実施形態の駆動装置１０Ｂは、エアシリンダ１２のヘッド側ポート２６に接続されたヘッド側の流量コントローラ８２と、エンド側ポート３０に接続されたエンド側の流量コントローラ８２Ａとを備える。本実施形態の流量コントローラ８２、８２Ａは、切換弁３８、３８Ａを収容するハウジング４６Ｂ（図１２Ｂ参照）に接続される配管を減らすべく、排気ポート３８ｃに代えて、排気口８８、８８Ａを設けている。なお、図１～図７を参照しつつ説明した流量コントローラ１４、１４Ａと同様の構成については、同一の符号を付してその詳細な説明は省略する。

ヘッド側の流量コントローラ８２は、排気ポート３８ｃに代えて設けられたヘッド側の排気流路８６と、排気流路８６に連通したヘッド側の排気口８８とを備える。排気流路８６の途上には、排気流量調整部８４が設けられている。排気流量調整部８４は、例えば、ニードルバルブよりなり、流路断面積を増減させることにより、排気流路８６を介して排気される排気エアの流量を規制する。

図１１Ａ及び図１１Ｂに示すように、切換弁３８は、ハウジング４６Ｂ内に収容されている。ハウジング４６Ｂは、図１１Ａに示すように、直方体状の箱形に形成されており、その上面４６ｄには、パイロットエア調整部４４及び排気流量調整部８４の調整ねじが露出している。パイロットエア調整部４４及び排気流量調整部８４は、上面側からドライバーやレンチ等の工具で、その流量を調整可能となっている。

図１２Ｂに示すように、排気流量調整部８４は、ハウジング４６Ｂを厚み方向（上面４６ｄに垂直な方向）に貫通する孔部８４ｂに形成されたニードルバルブよりなる。ニードル部８４ａの側部に形成されたねじ機構により、ニードル部８４ａが前進又は後退することにより、流路断面積を変化させる。排気流量調整部８４は、上流側がハウジング４６Ｂ内部に形成された排気流路８６を介して切換弁３８（スプール弁）と連通している。孔部８４ｂの下端部には、排気口８８が設けられており、ニードル部８４ａを通過した排気エアが排気口８８から排出されるように構成されている。すなわち、排気流量調整部８４の下流側は、排気口８８に連通している。排気口８８に多孔質材等による消音部材８８ａを設けてもよい。

図１２Ａに示すように、シリンダポート３８ａと、バルブポート３８ｂとは、ハウジング４６Ｂの対向する側面に形成されている。なお、ハウジング４６Ｂには、排気ポート３８ｃは形成されていない。

図１３Ａに示すように、排気流量調整部８４と切換弁３８とを連通させる排気流路８６の一端は、スプールガイド部４８ａの第２連通溝５６ｂに連通し、第２連通溝５６ｂには、排気流路８６の開口部８６ａが形成されている。

また、ハウジング４６Ｂには、メータアウトで使用する場合の動作を確実にするべく、第２実施形態のハウジング４６Ａと同様の復帰補助流路７４が形成されている。

本実施形態の流量コントローラ８２は、図１４に示すように、ハウジング４６Ｂに、ジョイント６４、動作速度調整部７２及びジョイント６６が接続されて構成される。すなわち、シリンダポート３８ａには、エアシリンダ１２に連通する配管を接続するためのジョイント６４が接続される。また、バルブポート３８ｂには、動作速度調整部７２が接続される。さらに、パイロットポート３８ｄには、ジョイント６６が接続される。

一方、エンド側の流量コントローラ８２Ａは、図１０に示すように、ヘッド側の流量コントローラ８２と同一の構成となっている。流量コントローラ８２Ａにおいて、ヘッド側の流量コントローラ８２と同一の構成については、同一符号を付してその詳細な説明は省略する。ただし、エンド側の流量コントローラ８２Ａの一部の構成については、各符号の末尾に符号Ａを付して区別して示す。

流量コントローラ８２、８２Ａは以上のように構成され、以下その作用について説明する。

本実施形態のハウジング４６Ｂは、図１３Ａに示すように、ストロークの途中までは、駆動ピストン６０へのパイロット圧の作用下に、スプール５２が第１位置に位置し、シリンダポート３８ａとバルブポート３８ｂとが連通した状態に保たれる。

駆動ピストン６０のパイロット圧がエンド側のパイロットエア調整部４４Ａを通じて抜けることで減少することにより、エアシリンダ１２がストロークエンドに近づいたタイミングで復帰バネ５９（付勢部材）の作用下にスプール５２が第２位置に移動する。図１３Ｂに示すように、スプール５２が第２位置に移動すると、シリンダポート３８ａとエンド側の排気流路８６Ａ（図１０参照）とが連通する。そして、エアシリンダ１２からの排気エアは、エンド側の排気流量調整部８４Ａのニードル部８４ａにより流量が規制されながら徐々に排気口８８Ａから排気される。その結果、エアシリンダ１２の動作速度が抑制される。

本実施形態の流量コントローラ８２、８２Ａ及び駆動装置１０Ｂは、以下の効果を奏する。

流量コントローラ８２、８２Ａの切換弁３８、３８Ａを収容するハウジング４６Ｂは、第２連通溝５６ｂに連通した排気流量調整部８４、８４Ａ及び排気口８８、８８Ａを有している。これにより、外部の排気口２０と連通する配管が不要となり、装置構成を簡素化できる。

上記において、本発明について好適な実施形態を挙げて説明したが、本発明は前記実施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、種々の改変が可能なことは言うまでもない。

Claims (6)

1. エアシリンダ（１２）に供給される高圧エア及び前記エアシリンダから排気される排気エアを通過させる主流路（３４）と、
   前記主流路に設けられ、前記主流路を流れる前記排気エアの流量を調節することで前記エアシリンダの動作速度を調整する動作速度調整部（７２）と、
   前記主流路に併設された副流路（３６）と、
   前記副流路に設けられ、前記副流路を流れる前記排気エアの流量を調節する排気流量調整部（４２）と、
   前記エアシリンダと、前記主流路と、前記副流路との間に接続され、前記エアシリンダを前記主流路に連通させる第１位置と前記エアシリンダを前記副流路に連通させる第２位置とで切り換えを行う切換弁（３８）と、
   前記主流路と前記切換弁とを接続し、前記主流路から前記切換弁にパイロットエアを導くパイロットエア流路（６２）と、
   前記パイロットエア流路の途上に設けられ、前記第１位置から前記第２位置への切換が行われるまでの時間を調整するパイロットエア調整部（４４）と、を備え、
   前記切換弁は、前記主流路からのパイロット圧により前記第１位置に切り替わるとともに前記パイロット圧の減少により前記第２位置に復帰するスプール弁よりなり、
   前記パイロットエア調整部は、前記切換弁の前記パイロットエアの流出速度を規制する第１絞弁（４４ａ）と、前記第１絞弁に併設され前記切換弁への前記パイロットエアの流入を許容し、前記切換弁からの前記パイロットエアの流出を阻止する向きに取り付けられた第１チェック弁（４４ｂ）と、を備え、
   前記動作速度調整部は、前記主流路に設けられた第２絞弁（７２ａ）と、前記第２絞弁に並列に接続され、前記エアシリンダから排気される前記排気エアを阻止し前記エアシリンダに向かう前記高圧エアを通過させる第２チェック弁（７２ｂ）と、を備え、
   前記切換弁は、前記スプール弁を前記第２位置に復帰させる向きに付勢する付勢部材（５９）と、前記付勢部材を収容する付勢部材収容室（５９ａ）と、前記付勢部材収容室と前記エアシリンダに接続されるシリンダポート（３８ａ）とを連通させる復帰補助流路（７４）と、を有する流量コントローラ。
2. 請求項１記載の流量コントローラであって、前記切換弁を収容するとともに、前記主流路に接続されるバルブポート（３８ｂ）と、前記副流路に接続される排気ポート（３８ｃ）と、前記シリンダポート（３８ａ）と、前記パイロットエアが導入されるパイロットポート（３８ｄ）と、を有するハウジング（４６Ａ）と、
   前記ハウジング内に形成され、前記バルブポートに連通する第１連通溝（５６ａ）と、前記排気ポートに連通する第２連通溝（５６ｂ）と、前記第１連通溝と前記第２連通溝との間に形成され、前記シリンダポートに連通する第３連通溝（５６ｃ）とを有するスプールガイド部（４８ａ）と、
   前記スプールガイド部に軸方向に摺動可能に配設され、前記第１位置において前記第２連通溝と前記第３連通溝との連通を阻止する第１封止壁（５８ａ）と、前記第２位置において前記第１連通溝と前記第３連通溝との連通を阻止する第２封止壁（５８ｂ）と、前記第１封止壁と前記第２封止壁との間に形成されて前記第１連通溝又は前記第２連通溝と前記第３連通溝とを連通させる凹部（５８ｃ）と、が形成されたスプール（５２）と、
   前記パイロットポートと連通して所定の前記パイロット圧の作用下に前記スプールを前記軸方向に付勢することにより前記スプールを前記第１位置に変位させる駆動ピストン（６０）と、
   を有する流量コントローラ。
3. 請求項２記載の流量コントローラであって、前記第１位置において、前記スプールの前記凹部と前記スプールガイド部の前記第１連通溝とによって形成される流路の断面積が前記主流路の断面積と同等又はこれよりも大きい、流量コントローラ。
4. 請求項２又は３記載の流量コントローラであって、前記ハウジングの内部であって、前記パイロットポートと前記駆動ピストンとの間の流路（６２）上に前記パイロットエア調整部が設けられている流量コントローラ。
5. エアシリンダに高圧エアを供給する高圧エア供給源（１８）と、
   前記エアシリンダから排気される排気エアを排気する排気口（２０）と、
   前記エアシリンダに前記高圧エア供給源と前記排気口とを切り替えて接続する動作切換弁（１６）と、
   前記動作切換弁と前記エアシリンダとの間に接続された請求項１に記載の流量コントローラと、を備えた、駆動装置。
6. エアシリンダのヘッド側ポート（２６）とエンド側ポート（３０）とに高圧エアを給排する駆動装置であって、
   前記ヘッド側ポートに接続される第１流路（３２）と、
   前記エンド側ポートに接続される第２流路（３２Ａ）と、
   前記第１流路の途上に設けられたヘッド側流量コントローラ（７０）と、
   前記第２流路の途上に設けられたエンド側流量コントローラ（７０Ａ）と、を備え、
   前記ヘッド側流量コントローラ及び前記エンド側流量コントローラのそれぞれは、請求項１に記載の流量コントローラよりなり、
   前記エアシリンダのピストンロッド（２３）が送り出される作動工程の動作速度は、前記エンド側流量コントローラの前記動作速度調整部及び前記排気流量調整部により、調整される、駆動装置。

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