JPH04366005A - 流体圧アクチュエータとそれを用いた旋回割出装置 - 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】本発明は、流体圧アクチュエータ
とそれを用いた旋回割出装置に関するもので油圧シリン
ダ等のストロークの終点においては減速してショックを
緩和し、かつ急速に終点に至るよう工夫を加えたもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】エアシリンダ、油圧シリンダ等流体圧を
用いたアクチュエータは、ロボットやＦＡ機器に多く使
用されている。最近のシリンダにはストロークエンドで
のショックを緩和するために流体流量を絞り込み、ピス
トンが減速してイナーシャを小さくした時点から、流体
の流量をゼロ近くにするよう、ピストンの減速手段が付
されている。

【０００３】旋回割出装置についても、本発明者は割出
ピンロッドに流体圧流路絞り部を設けて一般の流体圧ア
クチュエータ同様に割出ショックを緩和した装置を開発
し、特願平１−２５５８４８号で提案している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ストロ
ーク終端付近にピストンの減速手段を設けると、たしか
にストロークエンドのショックは緩和されるが、流体流
量のゼロ近くから停止するまでの時間的ロスが多く、次
の動作に移るまでに多くの時間を要することとなる。特
に、動作に敏捷性が要求されるロボットや割出装置にお
いては、遅い応答が致命的欠点となる。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、このような欠
点を解決するためになされたものである。すなわち、シ
リンダ１とピストン２とからなりピストン２のストロー
ク終端附近にピストンの減速手段と共にピストン減速後
終点前の減速解除手段を設けたことを特徴とした。

【０００６】ここで具体的には、減速手段はピストン２
前後のテーパ段部３及びシリンダキャップ４又はピスト
ンロッド５の軸受キャップ６に設けた前記テーパ段部３
がはまる凹部７であり、減速解除手段は前記テーパ段部
３面基部のくぼみ８としたもの、あるいは、減速手段は
段付ピストン円筒段部９面のテーパ溝１０及びシリンダ
キャップ４又はピストンロッド５の軸受キャップ６に設
けた前記円筒段部９がはまる凹部７であり、減速解除手
段は円筒段部９面基部のくぼみ８としたものが、本発明
の流体圧アクチュエータとして好適である。

【０００７】更に、図２のように円筒段部を有するピス
トンにおいて、クッション室の流路途中にチェック弁と
ニードル弁の組合わせでクッションスピードを調整する
ようにした別部材による減速手段のある油圧シリンダに
ついても、円筒段部９面の基部のくぼみ８が有効な減速
解除手段となる。

【０００８】このような手段は、旋回割出装置にも応用
でき、その場合は流体圧アクチュエータのシリンダとピ
ストンが油圧モータで駆動する駆動割出軸の割出カム溝
にはまる割出ピンを作動させる油圧シリンダ部３３と割
出ピンロッド４６であり、減速手段が油圧流路絞り部３
４であり、減速解除手段が油圧流路連通部６０となる。 旋回割出装置は、広く各種工作機械の自動工具交換装置
、割出テーブル、オートローダ、パレットチェンジャ等
広く油圧モーター体型旋回割出装置であり、ノックピン
の流体圧アクチュエータとして使用される。

【０００９】

【作用】ストローク終端付近の減速手段は流体の逃げを
防いで動作停止前のショックを柔らげ、次に、これまで
とは逆に減速後終点前には減速解除手段によって減速手
段を解除して、流体流量ゼロ近くから急激に流量を増や
すことによって停止するまでの時間のロスタイムをなく
すことができる。

【００１０】加速についても減速とは逆に、クッション
スタートが可能となる。シリンダのストロークエンドか
ら、まずクッション室１１よりくぼみ８を通って、シリ
ンダ室１２に流体が急激に流れ、速度を早めるが、イナ
ーシャが大きくなる前に減速手段で流量が絞られ、減速
し、再び絞り部の連通路が連続的に開いて加速となる。

【００１１】

【実施例】図１は本発明の流体圧アクチュエータとして
油圧シリンダに応用した例を示すもので、減速手段はピ
ストン２前後のテーパ段部３及びシリンダキャップ４又
はピストンロッド５の軸受キャップ６に設けた前記テー
パ段部３がはまる凹部７であり、減速解除手段は前記テ
ーパ段部３面基部のくぼみ８である。

【００１２】シリンダ１両端のシリンダキャップ４と軸
受キャップ７の内面にある凹部７はピストン２のテーパ
段部３とでクッション室１１を形成し、凹部７にテーパ
段部３が入り込み、両者の間隙から流体が抜けるときに
内圧が上昇し、ピストンロッド５の動きが緩和される。 これが減速手段となるのであるが、このテーパ段部３面
の基部にその周辺の１〜数ヶ所へ切欠きのくぼみ８を設
けると、ピストン２のストローク終端附近でくぼみ８に
よりクッション室１１とシリンダ室１２とが連通し、ク
ッション室内の流体がポート１３へ逃げて加速され速や
かに終点に達する。すなわち、くぼみ８が減速解除手段
となるのである。

【００１３】図２は、図１に示す例の変形であり、減速
手段として段付ピストン円筒段部９面のテーパ溝１０及
びシリンダキャップ４又はピストンロッド５の軸受キャ
ップ６に設けた前記円筒段部９がはまる凹部７であり、
減速解除手段に円筒段部９面基部のくぼみ８を設けたも
のを示す。すなわち、上記テーパ段部３に代えて円筒段
部９とその外周面のテーパ溝１０でもって減速手段とし
ている。テーパ溝１０は図３に示すようにＶ溝又はＵ溝
等である。減速解除手段は図１と同じく円筒段部９面基
部のくぼみ８であり、作用も同様であるので説明を省略
する。

【００１４】図４は割出装置の要部破断側面図であって
、図５は割出カム部破断正面図である。図６は割出ピン
ロッドの中央縦断面図である。

【００１５】本装置は、油圧モータ３１と割出カム部３
２と、油圧シリンダ部３３及び油圧流路絞り部３４を主
たる構成としている。油圧モータ３１はマニホルドブロ
ック３５の下部にカムケーシング３６と共に取付ける。 このマニホルドブロック３５の上部にはソレノイドバル
ブ３７，３８と油圧シリンダ１が取付けられて、油圧モ
ータと一体のブロックを形成している。

【００１６】割出カム部３２は油圧モータ３１の駆動割
出軸４０に設けた割出カム４１と割出ピン４２とからな
り、割出カム４１は図４，５に示すようにカムケーシン
グ３６内に納められ、カム溝４３の回転前後にカムスロ
ープ４４，４４を設けたものである。

【００１７】流体圧アクチュエータとなる油圧シリンダ
３３は、この場合、図４のようにマニホルドブロック３
５の上部にシリンダケーシング１を取付け、シリンダ内
の油圧ピストン２内には下方へ押圧する圧縮スプリング
４７が内蔵され、ピストン２上端をリミットスイッチ４
８のドッグ４９としている。リミットスイッチ４８は割
出ピン４２が割出カム４１のカム溝４３へ入って位置決
定したときの確認信号をとるためのものである。

【００１８】旋回割出装置における減速手段は油圧流路
絞り部３４であり、その詳細を図６に示す。これは、割
出ピンロッド４６に設けた円筒テーパ５０又はＶ溝テー
パやＵ溝テーパと、割出ピンロッド４６外周のバイパス
流路につながる減速ポート５１，５２のある内筒５３と
が前記マニホルドブロック３５の内筒保持穴５４内に納
められて、図４にみれるように、駆動割出軸４０と直角
一直線上に設けられた割出カム部３２と油圧シリンダ部
３３の間に配置されている。円筒テーパ５０は図４又は
図６のように割出ピン４２がカム溝４３にはまり込んだ
状態で油圧流路が最も絞られて狭くなっており、割出ピ
ン４２がカム溝４３から外れた状態、すなわち、図５に
おいて割出ピン先端が割出カム４１のカム円周面５５に
接して図４又は図６の仮想線の位置（上限）にあるとき
は油圧流路が最も開いている。その中間のカムスロープ
４４にあるとき、徐々に開から閉又はその逆に移動する
のである。

【００１９】旋回割出装置における減速解除手段は油圧
流路連通部６０である。具体的には図４，６及び７に示
されるように、割出ピンロッド４６の円筒テーパ５０の
上限にかかる部分から上方にかけて上下方向に円弧状の
くぼみ６１である。図６において、割出ピンロッド４６
が２点鎖線で示す上下にあるときは減速ポート５１と５
２は連通して減速効果はないが、実線の位置では両ポー
トが閉じ極端にゼロ近くまで減速し、カム溝４３へゆっ
くりとショックなしに割出ピン４２が入るのであるが、
くぼみ６１があると終点近くになって再び減速ポート５
１と５２が連通して減速効果を解除し、速やかに終点に
達する。割出ピン４２はカム溝４３へ入るまでに十分減
速されているので、両者の衝突によるショックはほとん
どない。ロスタイムを短縮する効果のみが発生する。

【００２０】本発明の流体圧アクチュエータは、以上の
ように終点附近の減速と減速解除との相乗作用によって
、ショックの緩和と動作の敏捷性を兼備し、終点からの
加速時もクッションスタートができ、各種ロボットやＦ
Ａ機器に好適なものとなっている。

【００２１】

【発明の効果】また、このような流体圧アクチュエータ
を応用した旋回割出装置は以上のような構造及び作用の
ために、割出機構が簡単で、メカニカルバルブを不要と
し、油圧回路が簡単でタイミング調整も要らなくなった
。また、市販の汎用油圧モータが利用でき、特別仕様の
油圧モータにする必要がない。そして、全体をコンパク
トにまとめた上に独立したアクチュエータ作動用のソレ
ノイドバルブ取付スペースを設定でき、すべての回路が
組込めることとなった。したがって、小型、低コストで
安定かつ迅速な性能の旋回割出装置となっている。

【図面の簡単な説明】

【図１】油圧シリンダの中央縦断面図である。

【図２】油圧シリンダの他の例を示す中央縦断面図であ
る。

【図３】図２のＩ−Ｉ断面図である。

【図４】旋回割出装置の要部破断側面図である。

【図５】同要部破断正面図である。

【図６】割出ピンロッドの中央縦断面図である。

【図７】図６のＡ部矢視図である。

【符号の説明】

１　　シリンダ ２　　ピストン ３　　テーパ段部 ４　　シリンダキャップ ５　　ピストンロッド ６　　軸受キャップ ７　　凹部 ８　　くぼみ ９　　円筒段部 １０　　テーパ溝 １１　　クッション室 １２　　シリンダ室 ３２　　割出カム部 ３３　　油圧シリンダ部 ３４　　油圧流路絞り部 ４０　　駆動割出軸 ４１　　割出カム ４２　　割出ピン ４６　　割出ピンロッド ５０　　円筒テーパ ６０　　油圧流路連通部 ６１　　くぼみ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　シリンダ１とピストン２とからなりピ
   ストン２のストローク終端附近にピストンの減速手段と
   共にピストン減速後終点前の減速解除手段を設けたこと
   を特徴とする流体圧アクチュエータ。
2. 【請求項２】　　減速手段はピストン２前後のテーパ段
   部３及びシリンダキャップ４又はピストンロッド５の軸
   受キャップ６に設けた前記テーパ段部３がはまる凹部７
   であり、減速解除手段は前記テーパ段部３面基部のくぼ
   み８である請求項１記載の流体圧アクチュエータ。
3. 【請求項３】　　減速手段は段付ピストン円筒段部９面
   のテーパ溝１０及びシリンダキャップ４又はピストンロ
   ッド５の軸受キャップ６に設けた前記円筒段部９がはま
   る凹部７であり、減速解除手段は円筒段部９面基部のく
   ぼみ８である請求項１記載の流体圧アクチュエータ。
4. 【請求項４】　　流体圧アクチュエータのシリンダとピ
   ストンが油圧モータで駆動する駆動割出軸の割出カム溝
   にはまる割出ピンを作動させる油圧シリンダ部３３と割
   出ピンロッド４６であり、減速手段が油圧流路絞り部３
   ４であり、減速解除手段が油圧流路連通部６０である旋
   回割出装置。