JPH0419205Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は速度制御機構を有するシリンダ装置に
関し、一層詳細には、流体圧シリンダを用いて所
定の動作を行うに際し、シリンダ内のピストンを
所定の位置まで急速移動させる場合であつても、
行程終端では効果的に、しかも、衝撃なく停止す
るよう構成した速度制御機構を有するシリンダ装
置に関する。

一般に、流体圧シリンダのピストンに連動して
物体を移送する際、通常の速度でピストンをスト
ロークの終端まで移動させると、慣性等に起因し
て被移送物体に非常に大きな衝撃が加わり、当該
物体、あるいは、流体圧シリンダが損傷し、ま
た、騒音を発生することがある。このため、前記
ピストンのストローク終端部近傍でピストンの移
動速度を減速することにより、被移送物体の行程
終端の衝撃を弱める必要がある。

このため、従来から第１図に例示するような速
度制御装置が使用されている。すなわち、この速
度制御装置は圧力源２に接続された切換弁４から
通路１２を延在させてその先端部をピストン６に
よつて仕切られるシリンダ８内の一方の室１０に
連通している。一方、シリンダ８内の他方の室１
４から通路１８を延在させてこれを流量制御弁１
６に接続している。この場合、流量制御弁１６か
ら切換弁４に至る通路２０が配設され、しかも、
前記流量制御弁１６にはダイヤフラム２２に取り
付けられた主弁２４によつて開閉される通路２６
が形成されている。ダイヤフラム２２によつて仕
切られた室２８の内部にはコイルスプリング３０
が配設され、このスプリング３０の作用下にダイ
ヤフラム２２は押圧される。また、通路２６には
コイルスプリング３１によつて常時上方へと押圧
される弁３３が設けられ、さらにこの弁３３の中
央部に画成された空間部に円錐台状の弁３８の先
端部が臨んで側路３４を画成する。一方、通路２
２にはその途上において通路４０を分岐し、この
通路４０の一端部に可変絞り弁４２と逆止め弁４
４とからなるスピードコントローラ４６を配設し
ている。さらに、前記スピードコントローラ４６
から室２８に連通する通路４８が連結される。

このような従来の速度制御装置の作用は以下の
通りである。

先ず、圧力源２から供給された流体は切換弁
４、通路１２を通過して室１０に圧入され、これ
によつてピストン６が矢印方向に移動する。この
結果、室１４内の流体は、順次、通路１８、流量
制御弁１６、通路２０、切換弁４を経て装置外へ
送出される。この時、通路１２内の圧力は通路４
０、可変絞り弁４２、通路４８を経てダイヤフラ
ム２２によつて画成される室２８に導かれている
ため、室２８の流体圧力が徐々に昇圧する。そし
て、前記流体圧力が設定圧以上になつた時、ダイ
ヤフラム２２が変位し、主弁２４が図において下
降して通路２６を閉塞する。従つて、その後、ピ
ストン６は弁３３と弁３８によつて絞られた側路
３４を通過する流体の流量に伴つて移動するた
め、その移動速度は低くなる。

そこで、前記速度制御装置において、ピストン
６の減速開始位置は室２８の流体圧力の昇圧の度
合によつて決定される。すなわち、ピストン６の
変位行程を複数回行う際、常に所定の位置からピ
ストン６を減速させるためには前記昇圧の度合が
毎回同等でなくてはならない。ところが、この昇
圧の度合は流体の温度変化、ピストン６に加わる
摩擦力の変化、あるいは、ピストンロツドに連結
される図示しない被移送物体の変更による負荷の
変化、および、可変絞り弁４２の精度のように
種々の要因によつて著しく影響される。従つて、
事実上、ピストン６を常に所定の位置から減速さ
せることが出来ず、被移送物体の好適な移動が不
可能であるという不都合が露呈していた。

また、ピストンの機械的動作を利用してカム操
作による機械操作弁を用いる速度制御装置、およ
び、リードスイツチ、リミツトスイツチ等を用い
て電気的に制御する速度制御装置があるが、いず
れの装置も構成要素が多く製造工程が複雑であ
り、このため、従来のいずれの装置も製造コスト
が高く、電気的な制御による装置では当然のこと
ながら専用の電気回路を付設しなければならない
等の難点が存在していた。

本考案は前記の不都合を克服するためになされ
たものであつて、ピストンのストローク範囲内の
空間に開口するように流体圧シリンダに孔部を設
け、この孔部から導出される流体圧力の変化を効
果的に利用してシリンダから押し出される流体を
絞るよう構成することにより、ピストンを所定の
位置から確実に減速させてストロークの再現性を
確実に得ると共に、ストローク終端での過大な衝
撃を防止する速度制御機構を有するシリンダ装置
を提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本考案は、流体
圧シリンダ内のピストンによつて仕切られる両室
に第１および第２の孔部から交互に流体を供給し
てピストンを摺動させるシリンダにおいて、前記
シリンダの側壁部に第３の孔部を形成し、前記第
２孔部と第３孔部に流量制御弁を接続し、前記第
２孔部を前記流量制御弁の内部に配設され且つ第
１のコイルスプリングを介して押圧されるダイヤ
フラムによつて画成される第１の室に連通し、一
方、第３孔部を前記ダイヤフラムによつて画成さ
れる第２の室に連通し、しかも、前記ダイヤフラ
ムに第２のコイルスプリングによつて付勢される
流量調整用主弁を係合し、前記流量制御弁は夫々
流体圧シリンダの第１と第２の孔部に連通する第
１のポートと第２のポートとを有し、前記２つの
ポートを連通する通路を設け、この通路に可変絞
りを臨ませ、ピストンが第３孔部を通過する以前
においては第１室と第２室とを同圧に保持し、一
方、ピストンガ前記第３孔部を通過して第２孔部
に至る間、第３孔部を介して供給圧力を第２室に
導入してダイヤフラムを第１コイルスプリングの
弾発力に抗して変位させ、これによつて主弁を第
２コイルスプリングの弾発作用下に閉成して第２
孔部側の室内圧を高めてピストンにクツシヨン作
用を施すよう構成することを特徴とする。

次に、本考案に係る速度制御機構を有するシリ
ンダ装置について好適な実施例を挙げ、添付の図
面を参照しながら以下詳細に説明する。

当該実施例の速度制御機構を有するシリンダ装
置は切換弁５０、スピードコントローラ５２，５
４、流量制御弁５６、流体圧シリンダ５８および
複数の通路から構成される。

前記切換弁５０は圧力源６０から供給される流
体の流れ方向を制御するための弁であり、一方、
スピードコントローラ５２，５４は夫々逆止め弁
６２，６６、可変絞り弁６４，６８を含む。

次に、流量制御弁５６には第１のポート６９と
第２のポート７１とが形成され、夫々のポート６
９，７１は通路７２によつて連通している。この
通路７２には連通して狭小な直径の通路７４を設
け、この側路７４に対し、可変絞り弁７６を臨ま
せる。側路７４は実質的には通路７２を迂回する
ためのものであり、前記通路７２に室７７を画成
してこれに後述する主弁８６を変位自在に収納す
る。また、前記室７７の上方に比較的大きい室を
画成し、ダイヤフラム７８を設けることによつて
前記室を第１の室８０と第２の室８２とに分離す
る。さらに、前記通路７２と室８０とを連通する
孔８４を形成し、通路７２をその途上において開
閉する主弁８６を配設する。この場合、主弁８６
には柱状部８８を形成しておき、この柱状部８８
を前記孔８４に摺動自在且つ気密な状態で挿通す
る。また、主弁８６は室７７に収装されたコイル
スプリング９０によつて常時上方へと押圧され、
従つて、柱状部８８の先端部は室８０に臨入す
る。そして、通路７２と室８２とを第２ポート７
１を介して連通する通路９２と、室８０から流量
制御弁５６の外部へと開口する通路９４を形成す
る。さらに、室８２の上方に孔９６を穿設し、そ
の一部に内螺子を刻設する。

ダイヤフラム７８にはその略中央部に台座９
８，１００を固着する。すなわち、台座９８に螺
子部１０２を形成しておき、この螺子部１０２を
ダイヤフラム７８に挿通して台座１００に螺入
し、螺子部１０２にナツト１０４を螺着すること
によりダイヤフラム７８と台座９８，１００とを
固着する。前記台座１００にはコイルスプリング
１０６の一端部をナツト１０４に外嵌させて載置
し、このコイルスプリング１０６の他端部に受止
部材１０８を係合させる。受止部材１０８には柱
状部１１０を一体的に形成しておき、これを前記
孔９６に摺動自在且つ気密な状態で挿入する。孔
９６にはハンドル１１２が固着された螺子１１３
を螺入して前記柱状部１１０に当接させる。従つ
て、コイルスプリング１０６の弾発力はハンドル
１１２の回動操作によつて調整出来ることは容易
に諒解されよう。

なお、通常の状態では主弁８６は通路７２を開
放し、室８０と室８２との流体圧力の差が所定圧
以上の時には、ダイヤフラム７８が図の上方に変
位して主弁８６が通路７２を閉塞するよう構成す
る。また、主弁８６が通路７２を閉塞する場合、
好適には、台座９８と柱状部８８が離間するよう
構成し、主弁８６がコイルスプリング１０６に関
係なくコイルスプリング９０に押圧されて通路７
２を確実に閉塞するよう構成しておく。

一方、シリンダ５８はその内部で気密に摺動す
るピストン１１４と、ピストン１１４に固着され
てシリンダ５８外部へ摺動自在且つ気密な状態で
突出するピストンロツド１１６を有する。すなわ
ち、図示しない被移送物体はピストンロツド１１
６を介してピストン１１４と連動することにな
る。次に、ピストン１１４を移動させる圧力流体
を導入するために、シリンダ５８のピストン１１
４によつて仕切られる両室１１８，１２０に孔部
１２２，１２４を穿設する。なお、この場合、孔
部１２２，１２４はピストン１１４のストローク
範囲外に位置するよう構成する。さらに、シリン
ダ５８の長手方向に延在する側壁部にピストン１
１４のストローク範囲内に開口する圧力流体導出
用の孔部１２６を穿設する。

次いで、以上の各構成要素を連結するための通
路を配設する。すなわち、切換弁５０から圧力源
６０に至る通路１２８、および、切換弁５０から
スピードコントローラ５２，５４夫々に至る通路
１３０，１３２を設け、さらに、スピードコント
ローラ５２から流量制御弁５６の通路７２に至る
通路１３４を設ける。さらにまた、通路７２から
シリンダ５８の孔部１２４に連通する通路１３６
を設け、スピードコントローラ５４からシリンダ
５８の孔部１２２に連通する通路１３８、およ
び、流量制御弁５６の通路９４からシリンダ５８
の孔部１２６に連通する通路１４０を夫々設け
る。なお、図中、参照符号１４１は通路７２に設
けられた主弁８６が当接する隔壁を示す。

本考案に係るシリンダ装置は以上のように構成
されるものであり、次に当該装置の作用並びに効
果について説明する。

先ず、第２図に示す位置にあるピストン１１４
を矢印Ａ方向へ移動させる場合、圧力源６０から
与圧された流体を、順次、通路１２８、切換弁５
０、通路１３２、スピードコントローラ５４、通
路１３８、孔部１２２を経て室１１８に導入す
る。この導入された加圧流体によりピストン１１
４が押されて矢印Ａの方向へと移動する。その
際、室１２０の流体は、孔部１２６から通路１４
０，９４を経て室８０に導入されると共に、孔部
１２４から通路１３６、第２ポート７１、通路９
２を経て室８２に導入される。従つて、室８０と
室８２の流体圧力は等しく、ダイヤフラム７８が
下方向に押されて変位した状態に変化はなく、主
弁８６は通路７２を開放している。結局、室１２
０の流体は孔部１２４から通路１３６、ポート７
１、通路７２，１３４を経て可変絞り弁６４に至
り、この可変絞り弁６４によつて流量調整された
後、通路１３０、切換弁５０を介して外部へと送
出される。この場合、ピストン１１４の移動速度
は可変絞り弁６４の絞り調節によつて任意に設定
出来る。

このようにして、ピストン１１４は当初の位置
から矢印Ａ方向へと移動し、次に、ピストン１１
４が孔部１２６を通過する。その瞬間、供給圧力
を受ける室１１８から高圧の圧力流体が孔部１２
６に至り、この孔部１２６から通路１４０，９４
を経て室８０に導入される（第３図参照）。この
室８０に導入された圧力流体がダイヤフラム７８
を図の上方に押し上げ、この結果、柱状部８８に
対する規制が解除され、コイルスプリング９０の
弾発力によつて主弁８６が上昇して隔壁１４１に
当接し、通路７２を閉塞する。従つて、室１２０
から送出される流体は可変絞り弁７６によつて開
度が絞られた側路７４を通過することになるた
め、室１２０から送出される流体量が減少し、こ
の結果、ピストン１１４の移動速度が減速され
る。この場合、ピストン１１４が孔部１２６を通
過した瞬間に減速が開始されるため、減速開始位
置は常に一定である。すなわち、ピストン１１４
に加わる負荷の変化および流体の温度変化にも影
響されず、ピストン１１４は所定の位置から確実
に減速される。なお、ピストン１１４の減速の度
合は可変絞り弁７６の調節により自由に設定出来
る。

このようにしてピストン１１４は孔部１２６の
開口部を通過する位置まで速やかに移動し、前記
位置から確実に減速されて所定の位置で停止する
ことが可能となる。

一方、ピストン１１４を第３図の位置から第２
図の位置へと移動させる場合、先ず、切換弁５０
の流路方向を変えて圧力源６０から供給される圧
力流体を通路１３０、スピードコントローラ５
２、通路１３４を通過させて通路７２に供給す
る。この時、室８０への圧力流体の導入はないた
め、ダイヤフラム７８はコイルスプリング１０６
の作用下に図における下方向に変位して主弁８６
は通路７２を開く。従つて、前記通路７２に供給
された流体は通路１３６を経て孔部１２４から室
１２０に圧入され、この圧入された流体によつて
ピストン１１４が押圧されて矢印Ｂ方向へと移動
する。なお、ピストン１１４が孔部１２６を通過
する場合にも室８０の流体圧力が室８２の流体圧
力よりも高くはならないために主弁８６の開いた
状態は変化せず、ピストン１１４は通常の速度で
所定のストローク終端まで移動する。この場合、
室１１８から押し出される流体は可変絞り弁６８
を介して外部へと送出される。従つて、可変絞り
弁６８の絞り調節によりピストン１１４の移動速
度を自由に設定出来る。

以上説明したように、本考案に係るシリンダ装
置は、ピストンの一方のストロークにおいて、ピ
ストンは急速移動した後、所定の位置から確実に
減速される。従つて、前記ストロークを利用する
ことにより被移送物体を好適に停止することが可
能となり、被移送物体、あるいは、これに当接す
る他の物体の損傷および当接時における騒音等を
防止することが出来るという効果が得られる。し
かも、当該装置は機械操作弁を用いた速度制御装
置、あるいは、リードスイツチ、リミツトスイツ
チ等を用いた速度制御装置に比較して構成が簡単
であり、また、安価に製造出来るという効果も得
られる。

以上、本考案について好適な実施例を挙げて説
明したが、本考案はこの実施例に限定されるもの
ではなく、ダイヤフラムに代替してスリーブ内を
摺動する部材を用いて構成することが出来る等、
本考案の要旨を逸脱しない範囲において種々の改
良並びに設計の変更が可能なことは勿論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来技術に係る速度制御装置の説明
図、第２図は本考案に係る速度制御機構を有する
シリンダ装置のピストンが一方のストローク端に
位置する場合の装置全体の説明図、第３図は第２
図に示すシリンダ装置のピストンが他方のストロ
ーク端に位置する場合の装置全体の説明図であ
る。 ５０……切換弁、５２，５４……スピードコン
トローラ、５６……流量制御弁、５８……シリン
ダ、６０……圧力源、６２……逆止め弁、６４…
…可変絞り弁、６６……逆止め弁、６８……可変
絞り弁、７２……通路、７４……側路、７６……
可変絞り弁、７８……ダイヤフラム、８０，８２
……室、８６……主弁、９０……コイルスプリン
グ、１０２……螺子部、１０６……コイルスプリ
ング、１１２……ハンドル、１２２，１２４，１
２６……孔部。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 流体圧シリンダ内のピストンによつて仕切ら
   れる両室に第１および第２の孔部から交互に流
   体を供給してピストンを摺動させるシリンダに
   おいて、前記シリンダの側壁部に第３の孔部を
   形成し、前記第２孔部と第３孔部に流量制御弁
   を接続し、前記第２孔部を前記流量制御弁の内
   部に配設され且つ第１のコイルスプリングを介
   して押圧されるダイヤフラムによつて画成され
   る第１の室に連通し、一方、第３孔部を前記ダ
   イヤフラムによつて画成される第２の室に連通
   し、しかも、前記ダイヤフラムに第２のコイル
   スプリングによつて付勢される流量調整用主弁
   を係合し、前記流量制御弁は夫々流体圧シリン
   ダの第１と第２の孔部に連通する第１のポート
   と第２のポートとを有し、前記２つのポートを
   連通する通路を設け、この通路に可変絞りを臨
   ませ、ピストンが第３孔部を通過する以前にお
   いては第１室と第２室とを同圧に保持し、一
   方、ピストンガ前記第３孔部を通過して第２孔
   部に至る間、第３孔部を介して供給圧力を第２
   室に導入してダイヤフラムを第１コイルスプリ
   ングの弾発力に抗して変位させ、これによつて
   主弁を第２コイルスプリングの弾発作用下に閉
   成して第２孔部側の室内圧を高めてピストンに
   クツシヨン作用を施すよう構成することを特徴
   とする速度制御機構を有するシリンダ装置。 (2) 実用新案登録請求の範囲第１項記載の装置に
   おいて、流量制御弁には側路が設けられ、この
   側路の開度を調整する可変絞り弁を配設してな
   る速度制御機構を有するシリンダ装置。 (3) 実用新案登録請求の範囲第１項記載の装置に
   おいて、第１孔部は第１のスピードコントロー
   ラに接続し、流量制御弁の通路は第２のスピー
   ドコントローラに接続し、第１および第２スピ
   ードコントローラは切換弁に接続してなる速度
   制御機構を有するシリンダ装置。