JPH04224304A - 駆動シリンダの速度制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、圧縮性流体によって
作動される駆動シリンダの速度制御装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の駆動シリンダの速度制御
装置としては、スピードコントローラ、電空比例制御弁
、ハイドロチェック弁、あるいはエアハイドロコンバー
タ等を用いたものが知られている。しかしながら、これ
らの従来構成においては、いずれも駆動シリンダの速度
制御を連続して正確に行うことができないという問題が
あった。

【０００３】この問題点を解消するために、この発明と
同一の出願人は、先の特許出願（特願昭６３−１４４１
５０号、特開平１−３１２２０８号）において、駆動シ
リンダのピストンと制動シリンダのピストンとを互いに
連動させ、制動シリンダのピストンにより区画される両
流体室を、電場を有する制動通路を介して連通させると
共に、この両流体室及び制動通路に電気粘性流体を充填
し、制動通路の電場の大きさを調整可能にした駆動シリ
ンダの速度制御装置を提案した。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、この先願構
成においては、制動シリンダがロッド式のシリンダによ
り構成されて、そのシリンダの両端にピストンロッドが
突出されているため、装置全体が大型になると共に、ピ
ストンロッドの貫通部から電気粘性流体の漏れが生じ易
いという問題があった。

【０００５】この発明は、このような従来の技術に存在
する問題点に着目してなされたものであって、その目的
とするところは、装置全体を小型化することができると
共に、制動シリンダから非圧縮性流体が漏れるのを防止
することができ、しかも、駆動シリンダの速度制御を連
続して正確に行うことができる駆動シリンダの速度制御
装置を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、請求項１の発明では、圧縮性流体によって作動さ
れるピストンを有する駆動シリンダと、ロッドレスシリ
ンダよりなり、前記駆動シリンダのピストンに連動する
ピストンを有する制動シリンダと、その制動シリンダの
ピストンによって区画される両流体室内に流入出される
非圧縮性流体と、前記流体室内への非圧縮性流体の流量
を調整する流量調整手段とを備えたものである。

【０００７】請求項２の発明では、請求項１の構成にお
いて、前記非圧縮性流体として電気粘性流体を使用し、
前記流量調整手段として電気粘性流体に電場を調整して
付与する電場調整付与手段を設けたものである。請求項
３の発明では、請求項１の構成において、前記非圧縮性
流体としてオイルを使用し、前記流量調整手段として流
体室内へのオイルの流路開口量を調整する流路開口調整
手段を設けたものである。

【０００８】請求項４の発明では、請求項１の構成にお
いて、前記非圧縮性流体として磁性流体を使用し、前記
流量調整手段として磁性流体に磁場を調整して付与する
磁場調整付与手段を設けたものである。請求項５の発明
では、圧縮性流体によって作動される駆動シリンダと、
その駆動シリンダと平行に配設され、ロッドレスシリン
ダよりなる制動シリンダと、前記駆動シリンダのピスト
ンと制動シリンダのピストンとを連動可能に連結する連
結手段と、前記制動シリンダのピストンによって区画さ
れる両流体室内に流入出される非圧縮性流体と、前記流
体室内への非圧縮性流体の流量を調整する流量調整手段
とを備えたものである。

【０００９】請求項６の発明では、請求項５の構成にお
いて、前記非圧縮性流体として電気粘性流体を使用し、
前記流量調整手段として電気粘性流体に電場を調整して
付与する電場調整付与手段を設けたものである。請求項
７の発明では、請求項５の構成において、前記非圧縮性
流体としてオイルを使用し、前記流量調整手段として流
体室内へのオイルの流路開口量を調整する流路開口調整
手段を設けたものである。

【００１０】請求項８の発明では、請求項５の構成にお
いて、前記非圧縮性流体として磁性流体を使用し、前記
流量調整手段として磁性流体に磁場を調整して付与する
磁場調整付与手段を設けたものである。請求項９の発明
では、請求項５の構成において、前記連結手段が、駆動
シリンダと制動シリンダとの間に跨がって配設された連
結体と、その連結体と両シリンダのピストンとの間にそ
れぞれ対向して設けられたマグネットとよりなるもので
ある。

【００１１】請求項１０の発明では、請求項５の構成に
おいて、前記制動シリンダの両流体室が連通路を介して
連通され、前記非圧縮性流体が両流体室及び連通路に充
填されているものである。

【００１２】

【作　　用】上記のように構成された駆動シリンダの速
度制御装置において、圧縮性流体により駆動シリンダの
ピストンが移動されると、それに連動して制動シリンダ
のピストンが移動され、その制動シリンダの両流体室内
に非圧縮性流体が流入出される。このとき、流量調整手
段により流体室内への非圧縮性流体の流量を調整すれば
、その調整された流量に応じて制動シリンダの制動力が
変化して、駆動シリンダの速度を変更することができる
。 すなわち、流量を減少させれば、制動力が大きくなって
速度が遅くなり、流量を増加させれば、制動力が小さく
なって速度が速くなる。

【００１３】又、前記非圧縮流体として電気粘性流体又
は磁性流体を使用し、流量調整手段として電場調整付与
手段又は磁場調整付与手段を使用した場合には、可動部
材がないので、耐久性が向上する。

【００１４】

【実施例】以下、この発明を具体化した駆動シリンダの
速度制御装置の第１実施例を、図１及び図２に基づいて
詳細に説明する。図２に示すように、駆動シリンダ１及
び制動シリンダ２はそれぞれロッドレスシリンダより構
成され、一対のエンドブロック３，４間に平行に配設さ
れている。駆動シリンダ１は、シリンダチューブ５と、
そのシリンダチューブ５内に移動可能に設けられた一対
のピストン６と、両ピストン６を連結するピストンロッ
ド７とを備え、ピストン６によってシリンダチューブ５
内に一対の流体室８，９が区画される。各ピストン６の
外周には滑動リング１０及びパッキン１１が嵌着され、
ピストンロッド７の両端にはクッション体１２が取り付
けられている。

【００１５】前記制動シリンダ２は、シリンダチューブ
１３と、そのシリンダチューブ１３内に移動可能に設け
られた一対のピストン１４と、両ピストン１４を連結す
るピストンロッド１５とを備え、ピストン１４によって
シリンダチューブ１３内に一対の流体室１６，１７が区
画される。各ピストン１４の外周には滑動リング１８及
びパッキン１９が嵌着され、ピストンロッド１５の両端
にはクッション体２０が取り付けられている。

【００１６】一対の入力ポート２１，２２は前記エンド
ブロック３に設けられ、一方の入力ポート２１が駆動シ
リンダ１の一方の流体室８に連通されている。連通パイ
プ２３は両エンドブロック３，４間に架設され、この連
通パイプ２３を介して他方の入力ポート２２が他方の流
体室９に連通されている。そして、切換バルブ（図示略
）の切り換えにより、コンプレッサ（図示略）から一方
の入力ポート２１を介して一方の流体室８に圧縮性流体
が供給されたときには、駆動シリンダ１のピストン６が
左方に移動される。又、切換バルブ（図示略）の切り換
えにより、コンプレッサ（図示略）から他方の入力ポー
ト２２を介して他方の流体室９に圧縮性流体が供給され
たときには、ピストン６が右方に移動される。

【００１７】連通パイプ２６は前記両エンドブロック３
，４間に架設され、この連通パイプ２６を含めて制動シ
リンダ２の両流体室１６，１７を連通するための閉回路
をなす連通路２７が形成されている。非圧縮性流体２８
は制動シリンダ２の両流体室１６，１７及び連通路２７
に充填され、第１実施例においては、この非圧縮性流体
２８として電気粘性流体２８Ａが使用されている。この
電気粘性流体２８Ａは電場の大きさに比例して粘性が変
化する性質を有している。

【００１８】連結手段を構成する連結装置２９は前記駆
動シリンダ１と制動シリンダ２との間に設けられ、駆動
シリンダ１のピストン６と制動シリンダ２のピストン１
４とを連動可能に連結している。この連結装置２９は、
駆動シリンダ１のシリンダチューブ５に移動可能に嵌挿
されたスライダ３０と、制動シリンダ２のシリンダチュ
ーブ１３に移動可能に嵌挿されたスライダ３１と、両ス
ライダ３０，３１を連結するために駆動シリンダ１と制
動シリンダ２との間に跨がって配設された連結体として
の移動部材３２とから構成されている。各一対の筒状体
３３，３４は両スライダ３０，３１内に嵌着され、その
内周面には滑動リング３５，３６及びスクレーパ３７，
３８がそれぞれ設けられている。

【００１９】複数のピストン側マグネット３９は前記駆
動シリンダ１のピストン６間に複数のヨーク４０を介し
て配設され、このピストン側マグネット３９と対向する
ように、スライダ３０の内面には複数のスライダ側マグ
ネット４１が複数のヨーク４２を介して配設されている
。複数のピストン側マグネット４３は前記制動シリンダ
２のピストン１４間に複数のヨーク４４を介して配設さ
れ、このピストン側マグネット４３と対向するように、
スライダ３１の内面には複数のスライダ側マグネット４
５が複数のヨーク４６を介して配設されている。そして
、ピストン側マグネット３９，４３とスライダ側マグネ
ット４１，４５との吸着により、両シリンダ１，２のピ
ストン６，１４がスライダ３０，３１及び移動部材３２
を介して連動可能に連結されている。

【００２０】流量調整手段としての流量調整装置４７は
前記一方のエンドブロック３に設けられ、連通路２７か
ら制動シリンダ２の流体室１６，１７内へ流入出する電
気粘性流体２８Ａの流量を調整する。そして、第１実施
例においては、この流量調整装置４７として、電気粘性
流体２８Ａに電場を調整して付与する電場調整付与手段
としての電場調整付与装置４７Ａが設けられている。こ
の電場調整付与装置４７Ａは、絶縁体４８を介して連通
路２７内に配設された円筒状電極４９と、その円筒状電
極４９内に所定の間隙５０をおいて位置するように、絶
縁体５１を介して連通路２７内に配設された棒状電極５
２とより構成されている。そして、リード線５３を介し
て両電極４９，５２に印加される電圧が増減されること
によって、電場の大きさが変更され、両電極４９，５２
間の間隙５０を通る電気粘性流体２８Ａの粘性が、電場
の大きさに比例して増減される。

【００２１】次に、前記のように構成された駆動シリン
ダの速度制御装置について動作を説明する。さて、切換
バルブ（図示略）の切り換えにより、コンプレッサ（図
示略）からいずれか一方の入力ポート２１，２２を介し
て駆動シリンダ１の流体室８又は流体室９に圧縮性流体
が供給されると、駆動シリンダ１のピストン６が左方又
は右方に移動される。この駆動シリンダ１のピストン６
の移動に伴い、連動装置２９のスライダ３０，３１及び
移動部材３２を介して制動シリンダ２のピストン１４が
同方向へ一体的に移動され、このピストン１４の移動に
伴って、制動ピストン２の両流体室１６，１７間に電気
粘性流体２８Ａの流れが生じる。

【００２２】このとき、電場調整付与装置４７Ａの両電
極４９，５１に印加される電圧が増減されると、電場の
大きさが変更されて、両電極４９，５２間の間隙５０を
流れる電気粘性流体２８Ａの粘性が、電場の大きさに比
例して増減され、制動シリンダ２の制動力が増減される
。すなわち、両電極４９，５２の印加電圧が上がると、
電気粘性流体２８Ａの粘性が大きくなって、間隙５０を
通る電気粘性流体２８Ａの流量が減少し、制動シリンダ
２の制動力が大きくなって駆動シリンダ１の速度が遅く
なる。これとは逆に、印加電圧が下がると、電気粘性流
体２８Ａの粘性が小さくなって間隙５０を通る流量が増
大し、制動シリンダ２の制動力が小さくなって駆動シリ
ンダ１の速度が速くなる。従って、圧縮性流体によって
作動される駆動シリンダ１の速度制御を、電気信号によ
り連続して正確に行うことができる。前記間隙５０を小
さくすることにより電気粘性流体２８Ａの流量を殆どな
くしてロック状態に近い状態にすることもできる。

【００２３】又、この実施例においては、前記のように
駆動シリンダ１及び制動シリンダ２がロッドレスシリン
ダにより構成されているため、ロッド式のシリンダによ
り構成した従来装置のように、両シリンダ１，２の両端
にピストンロッドが突出することはなく、装置全体を小
型にすることができる。さらに、この実施例では、駆動
シリンダ１及び制動シリンダ２のシリンダチューブ５，
１３にピストンロッド等が貫通していないため、駆動シ
リンダ１から圧縮性流体が漏れたり、制動シリンダ２か
ら非圧縮性流体としての電気粘性流体２８Ａが漏れたり
するのを防止することができる。

【００２４】さらに、前記制動シリンダ２の両流体室１
６，１７は連通路２７を介して連通されて全体として閉
回路が構成され、前記非圧縮性流体２８は両流体室１６
，２７及び連通路２７に充填されているので、非圧縮性
流体２８の漏洩を防止することができる。又、前記非圧
縮流体２８として電気粘性流体２８Ａを使用し、流量調
整手段として電場調整付与手段４７Ａを使用した場合に
は、可動部材がないので、耐久性を向上することができ
る。

【００２５】

【別の実施例】次に、この発明の第２実施例を図３に基
づいて説明する。さて、この実施例においては、制動シ
リンダ２の流体室１６，１７及び連通路２７内に充填さ
れる非圧縮性流体２８としてオイル２８Ｂが使用され、
流体の流量を調整するための流量調整装置４７として、
制動シリンダ２の流体室１６，１７内へのオイル２８Ｂ
の流路開口量を調整する流路開口調整手段としての流路
開口調整装置４７Ｂが設けられている。この流路開口調
整装置４７Ｂは、一方のエンドブロック３に螺合された
フレーム５６と、そのフレーム５６に螺合された支持体
５７と、その支持体５７に回転可能に螺合されたステム
５８と、制動シリンダ２の流体室１６へのオイル２８Ｂ
の流路５９に対応するように、ステム５８の内端に設け
られたニードルバルブ６０と、ステム５８の外端に取り
付けられた調整つまみ６１とから構成されている。又、
フレーム５６の内周にはステムガイド６２が設けられ、
フレーム５６の内周及び外周にはパッキン６３，６４が
設けられている。

【００２６】従って、この第２実施例においては、前記
流路開口調整装置４７Ｂの調整つまみ６１によりステム
５８を回動操作すれば、ニードルバルブ６０が軸線方向
に移動されて流路５９の開口量が調整され、圧縮性流体
による駆動シリンダ１の作動時に、流路５９を流れるオ
イル２８Ｂの流量が増減される。そして、このオイル２
８Ｂの流量に応じて制動シリンダ２の制動力が変化して
、駆動シリンダ１の速度が変更される。又、前記ステム
５８により流路５９を閉鎖すれば、制動シリンダ２がロ
ック状態となる。

【００２７】次に、この発明の第３実施例を図４に基づ
いて説明する。さて、この第３実施例においては前記第
２実施例と同様に、非圧縮性流体２８としてオイル２８
Ｂが使用され、流量調整装置４７として制動シリンダ２
の流体室１６，１７内へのオイル２８Ｂの流路開口量を
調整する流路開口調整装置４７Ｂが設けられている。こ
の流路開口調整装置４７Ｂは、連通路２７に連通する開
口６８を有するスリーブ６７と、そのスリーブ６７内に
移動可能に嵌挿されたスプール６９と、そのスプール６
９を一方向に付勢するバネ７０とから構成されている。 電磁比例ソレノイド７１はエンドブロック３の側面に装
着され、スプール６９の外端を貫通固定したプランジャ
７２と、そのプランジャ７２の周囲に巻回配置されたコ
イル７３とを備えている。

【００２８】従って、この実施例においては、電磁比例
ソレノイド７１のコイル７３に印加される電流に応じた
大きさの磁力が発生して、プランジャ７２の位置が無段
階に調整される。このプランジャ７２を介してスプール
６９が移動され、スリーブ６７の開口６８を流れるオイ
ル２８Ｂの流量が増減される。そして、このオイル２８
Ｂの流量に応じて制動シリンダ２の制動力が変化して、
駆動シリンダ１の速度が変更される。又、前記スプール
６９により開口６８が完全に閉鎖されると、制動シリン
ダ２がロック状態となる。

【００２９】次に、この発明の第４実施例を図５に基づ
いて説明する。さて、この実施例においては、制動シリ
ンダ２の流体室１６，１７及び連通路２７内に充填され
る非圧縮性流体２８として磁性流体２８Ｃが使用され、
流体の流量を調整するための流量調整装置４７として、
磁性流体２８Ｃに磁場を調整して付与する磁場調整付与
手段としての磁場調整付与装置４７Ｃが設けられている
。この磁場調整付与装置４７Ｃは、連通路２７を取り巻
くように設けられたコア７６と、そのコア７６を励磁す
るコイル７７とを備えている。

【００３０】従って、この実施例においては、磁場調整
付与装置４７Ｃのコイル７７に印加される電流の大きさ
を調整することにより、発生する磁場の大きさが変化し
、連通路２７を流れる磁性流体２８Ｃの粘性が磁場の大
きさに比例して増減される。それにより、制動シリンダ
２の制動力が変化して、駆動シリンダ１の速度が変更さ
れる。この実施例において前記磁場調整付与装置４７Ｃ
と対応する連通路２７の通路面積を小さくすることによ
り、コイル７７への通電時に磁性流体２８Ｃの流れを殆
どなくして、制動シリンダ２をロック状態に近い状態に
することができる。

【００３１】なお、この発明は前記各実施例の構成に限
定されるものではなく、例えば、図６に示すように制動
シリンダ２の両側方に駆動シリンダ１を配置したりして
駆動シリンダ１を複数にしたり、駆動シリンダ１をロッ
ド式シリンダにしたり、さらに非圧縮性流体２８や流量
調整装置４７を適宜に変更して構成したりする等、この
発明の趣旨から逸脱しない範囲で、各部の構成を任意に
変更して具体化することも可能である。

【００３２】

【発明の効果】この発明は、以上説明したように構成さ
れているため、装置全体を小型化することができると共
に、制動シリンダから非圧縮性流体が漏れるのを防止す
ることができ、しかも、駆動シリンダの速度制御を連続
して正確に行うことができるという優れた効果を奏する
。

【００３３】又、前記非圧縮流体として電気粘性流体又
は磁性流体を使用し、流量調整手段として電場調整付与
手段又は磁場調整付与手段を使用した場合には、可動部
材がないので、耐久性を向上することができる効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明を具体化した駆動シリンダの速度制御
装置の第１実施例を示す略体断面図である。

【図２】この発明を具体化した駆動シリンダの速度制御
装置の第１実施例を示す断面図である。

【図３】この発明を具体化した駆動シリンダの速度制御
装置の第２実施例を示す断面図である。

【図４】この発明を具体化した駆動シリンダの速度制御
装置の第３実施例を示す断面図である。

【図５】この発明を具体化した駆動シリンダの速度制御
装置の第４実施例を示す断面図である。

【図６】この発明を具体化した駆動シリンダの速度制御
装置の別例を示す略体断面図である。

【符号の説明】

１　　　　駆動シリンダ ２　　　　制動シリンダ ６　　　　駆動シリンダのピストン １４　　　　制動シリンダのピストン １６　　　　制動シリンダの流体室 １７　　　　制動シリンダの流体室 ２７　　　　連通路 ２８　　　　非圧縮性流体 ２８Ａ　　電気粘性流体 ２８Ｂ　　オイル ２８Ｃ　　磁性流体 ２９　　　　連結手段としての連結装置３２　　　　連
結体としての移動部材 ３９　　　　ピストン側マグネット ４１　　　　スライダ側マグネット ４３　　　　ピストン側マグネット ４５　　　　スライダ側マグネット

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　圧縮性流体によって作動されるピスト
   ン（６）を有する駆動シリンダ（１）と、ロッドレスシ
   リンダよりなり、前記駆動シリンダ（１）のピストン（
   ６）に連動するピストン（１４）を有する制動シリンダ
   （２）と、その制動シリンダ（２）のピストン（１４）
   によって区画される両流体室（１６，１７）内に流入さ
   れるとともに、流出される非圧縮性流体（２８）と、前
   記流体室（１６，１７）内への非圧縮性流体（２８）の
   流量を調整する流量調整手段（４７）とを備えたことを
   特徴とする駆動シリンダの速度制御装置。
2. 【請求項２】　　前記非圧縮性流体（２８）として電気
   粘性流体（２８Ａ）を使用し、前記流量調整手段（４７
   ）として電気粘性流体（２８Ａ）に電場を調整して付与
   する電場調整付与手段（４７Ａ）を設けたことを特徴と
   する請求項１の駆動シリンダの速度制御装置。
3. 【請求項３】　　前記非圧縮性流体（２８）としてオイ
   ル（２８Ｂ）を使用し、前記流量調整手段（４７）とし
   て流体室（１６，１７）内へのオイル（２８Ｂ）の流路
   開口量を調整する流路開口調整手段（４７Ｂ）を設けた
   ことを特徴とする請求項１の駆動シリンダの速度制御装
   置。
4. 【請求項４】　　前記非圧縮性流体（２８）として磁性
   流体（２８Ｃ）を使用し、前記流量調整手段（４７）と
   して磁性流体（２８Ｃ）に磁場を調整して付与する磁場
   調整付与手段（４７Ｃ）を設けたことを特徴とする請求
   項１の駆動シリンダの速度制御装置。
5. 【請求項５】　　圧縮性流体によって作動される駆動シ
   リンダ（１）と、その駆動シリンダ（１）と平行に配設
   され、ロッドレスシリンダよりなる制動シリンダ（２）
   と、前記駆動シリンダ（１）のピストン（６）と制動シ
   リンダ（２）のピストン（１４）とを連動可能に連結す
   る連結手段（２９）と、前記制動シリンダ（２）のピス
   トン（１４）によって区画される両流体室（１６，１７
   ）内に流入されるとともに、流出される非圧縮性流体（
   ２８）と、前記流体室（１６，１７）内への非圧縮性流
   体（２８）の流量を調整する流量調整手段（４７）とを
   備えたことを特徴とする駆動シリンダの速度制御装置。
6. 【請求項６】　　前記非圧縮性流体（２８）として電気
   粘性流体（２８Ａ）を使用し、前記流量調整手段（４７
   ）として電気粘性流体（２８Ａ）に電場を調整して付与
   する電場調整付与手段（４７Ａ）を設けたことを特徴と
   する請求項５の駆動シリンダの速度制御装置。
7. 【請求項７】　　前記非圧縮性流体（２８）としてオイ
   ル（２８Ｂ）を使用し、前記流量調整手段（４７）とし
   て流体室（１６，１７）内へのオイル（２８Ｂ）の流路
   開口量を調整する流路開口調整手段（４７Ｂ）を設けた
   ことを特徴とする請求項５の駆動シリンダの速度制御装
   置。
8. 【請求項８】　　前記非圧縮性流体（２８）として磁性
   流体（２８Ｃ）を使用し、前記流量調整手段（４７）と
   して磁性流体（２８Ｃ）に磁場を調整して付与する磁場
   調整付与手段（４７Ｃ）を設けたことを特徴とする請求
   項５の駆動シリンダの速度制御装置。
9. 【請求項９】　　前記連結手段（２９）は、駆動シリン
   ダ（１）と制動シリンダ（２）との間に跨がって配設さ
   れた連結体（３２）と、その連結体（３２）と両シリン
   ダ（１，２）のピストン（６，１４）との間にそれぞれ
   対向して設けられたマグネット（３９，４１，４３，４
   ５）とよりなることを特徴とする請求項５の駆動シリン
   ダの速度制御装置。
10. 【請求項１０】　　前記制動シリンダ（２）の両流体室
    （１６，１７）は連通路（２７）を介して連通されて全
    体として閉回路が構成され、前記非圧縮性流体（２８）
    は両流体室（１６，２７）及び連通路（２７）に充填さ
    れていることを特徴とする請求項５の駆動シリンダの速
    度制御装置。