JPH04370405A - シリンダの動作制御装置 - 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】この発明はシリンダの動作制御方
法及びその装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、鋼板等を一直線に多数溶接する場
合のスライドテーブル又は溶接ガンの移動と位置決めに
エアシリンダが使用されている。このエアシリンダには
プレッシャセンタータイプの３位置５ポート電磁弁が使
用されている。シリンダを中間停止させるために、シリ
ンダのピストンの内側の室が加圧されており、力のバラ
ンスを取るため、減圧弁をシリンダのキャップ側に設け
ている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前述したエ
アシリンダの動作制御装置は、シリンダの作動室が非加
圧状態である場合に、一方の作動室に圧力流体を供給す
ると、ピストンが不用意に突出するので、負荷が急激に
移動して安全上問題であった。又、安全性を向上するた
めには、複雑な制御が必要であるという問題もあった。

【０００４】この発明の目的は、シリンダの動作時にピ
ストンが不用意に移動するのを抑制して、安全性を向上
することができるとともに、複雑な制御を行わなくても
済むシリンダの動作制御方法及びその装置を提供するこ
とにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明は上記目的を達
成するため、圧力流体供給源から圧力流体をシリンダの
ピストンの前後に形成された両作動室の一方へ供給する
動作に同期して、他方の作動室が非加圧状態の場合に該
作動室へ一時的に圧力流体を供給するという方法をとっ
ている。

【０００６】又、請求項２記載の発明は、シリンダのピ
ストンの前後に形成された両作動室と圧力流体供給源と
の間に接続され、両作動室の圧力流体を排出させる位置
と、両作動室に圧力流体を供給する位置と、いずれか一
方の作動室に圧力流体を供給する二つの位置との計４位
置に切り換え可能な一対の位置切換動作機構を備えた切
換弁と、前記一対の位置切換動作機構に接続され、両位
置切換動作機構の位置切換動作を制御する位置切換動作
制御回路と、動作指令回路からの位置切換動作信号が一
方の作動室に行われた場合にその立ち上がりを検出して
他方の作動室に一時的に圧力流体を供給する補助圧力流
体供給制御回路とにより構成している。

【０００７】

【作用】請求項１記載の発明は、ピストンの前後に形成
された両作動室の一方へ圧力流体を供給する動作に同期
して、他方の作動室が非加圧状態の場合に該作動室へ一
時的に圧力流体を供給するので、ピストンが不用意に移
動することはなく、制御動作が安全に行われる。

【０００８】又、請求項２記載の発明は、シリンダの両
作動室が非加圧状態において、動作指令回路からシリン
ダの動作信号が出力されると、一方の作動室に圧力流体
が供給されると同時に、補助圧力流体供給制御回路によ
り他方の作動室に一時的に圧力流体が供給され、このた
め、シリンダのピストンが不用意に移動することはなく
、制御動作が安全に行われる。又、複雑な制御動作を行
わなくてもよい。

【０００９】

【実施例】以下、この発明を具体化した第１実施例を図
１〜図４に基づいて説明する。図１に示すようにエアシ
リンダの本体１内のピストン２にはロッド３が連結され
、負荷Ｗが支持されている。シリンダ本体１内に形成さ
れる前後一対の作動室１ａ，１ｂには管路４，５を通し
て４位置切換弁６が接続され、該切換弁６には管路７を
介してエアポンプ等の圧力流体供給源８が接続されてい
る。この切換弁６の切り換えにより、流体供給源８から
シリンダ本体１の両作動室１ａ，１ｂにエア等の圧力流
体が選択的に供給される。又、前記管路４，５にはチェ
ック付可変絞り弁９，１０が接続されている。

【００１０】又、前記切換弁６は、シリンダ本体１の両
作動室１ａ，１ｂ内の圧力流体を排出させる位置Ｐ１と
、両作動室１ａ，１ｂに圧力流体を供給する位置Ｐ２と
、一方の作動室１ａに圧力流体を供給する位置Ｐ３と、
他方の作動室１ｂに圧力流体を供給する位置Ｐ４との４
位置に切り換え可能に構成されている。次に、前記切換
弁６の構成について説明すると、図２に示すように、弁
框１１はブロック状に形成され、その内部には長手方向
に延びる弁室１２が設けられている。一対の第１弁座１
３は弁室１２内の中央部に所定間隔をおいて形成され、
この第１弁座１３の外側にそれぞれ所定間隔をおいて対
応するように、弁室１２内には一対の第２弁座１４が形
成されている。

【００１１】１つの入力ポート１５は前記両第１弁座１
３間において弁室１２に開口するように弁框１１に形成
され、入力通路１６を介して前記流体供給源８に接続さ
れている。２つの出力ポート１７，１８は第１弁座１３
と第２弁座１４との間において弁室１２にそれぞれ開口
するように弁框１１に形成され、出力通路１９，２０を
介して前記シリンダ本体１の両作動室１ａ，１ｂに接続
されている。２つの排出ポート２１，２２は第２弁座１
４の外側において弁室１２にそれぞれ開口するように弁
框１１に形成され、図示しない排出部に連結されている
。

【００１２】一対のスプール２３，２４は前記弁室１２
内に一軸線方向へ移動可能に設けられ、その外周には第
１及び第２弁座１３，１４に接離可能に対向する第１及
び第２弁部２５，２６が設けられている。一対のパイロ
ット弁２７，２８は弁框１１上に装設され、弁室１２の
中央部と両端部との間のパイロット通路２９，３０を開
閉制御する。

【００１３】又、前記両スプール２３，２４の対向面２
３ａ，２４ａには入力ポート１５の入力圧が付与され、
両スプール２３，２４の背面２３ｂ，２４ｂには各パイ
ロット弁２７，２８からのパイロット圧が付与されるよ
うになっている。さらに、各スプール２３，２４に付与
されるパイロット圧が入力圧よりも大きくなるように、
スプール２３，２４の背面２３ｂ，２４ｂ側の受圧面積
が、対向面２３ａ，２４ａ側の受圧面積よりも大きく形
成されている。

【００１４】そして、前記一対のパイロット弁２７，２
８が、両弁２７，２８のオフ状態、両弁２７，２８のオ
ン状態、又はいずれか一方の弁２７，２８のオン状態に
選択的に作動されることにより、図２に示すように、一
対のスプール２３，２４が、両出力ポート１７，１８を
入力ポート１５から閉鎖すると共に排出ポート２１，２
２に連結して、シリンダ本体１の両作動室１ａ，１ｂか
ら圧力流体を排出させる位置Ｐ１と、両出力ポート１７
，１８を入力ポート１５に開放して、シリンダ本体１の
両作動室１ａ，１ｂに圧力流体を供給する位置Ｐ２と、
いずれか一方の出力ポート１７，１８を入力ポート１５
に開放すると共に、他方の出力ポート１７，１８を排出
ポート２１，２２に連結して、シリンダ本体１のいずれ
か一方の作動室１ａ，１ｂに圧力流体を供給する位置Ｐ
３，Ｐ４との４位置に切り換えられる。

【００１５】次に、前記４位置切換弁６のパイロット弁
２７，２８を動作して位置切換を行う位置切換動作制御
回路３５、予め設定されたプログラムに基づいて位置切
換動作指令を出力する動作指令回路３６、及び前記動作
指令回路３６からの位置切換動作信号が一方の作動室１
ａ（１ｂ）に行われた場合にその立ち上がりを検出して
他方の作動室１ｂ（１ａ）に一時的に圧力流体を供給す
る補助圧力流体供給制御回路３７について説明する。

【００１６】図３に示すように前記パイロット弁２７，
２８は、リード線４２Ａ，４２Ｂ，４２Ｃ，４２Ｄによ
り直流電源４１と接続されている。前記リード線４２Ｂ
，４２Ｃ及び４２Ｃ，４２Ｄには、第１，第２のトラン
ジスタＴＲ１，ＴＲ２が接続され、パイロット弁２７，
２８を動作するようにしている。動作指令回路３６はマ
イクロコンピュータを主体とする動作信号出力回路４３
を備えている。この出力回路４３により前記第１，第２
のトランジスタＴＲ１，ＴＲ２がオン、オフ動作される
ようにしている。

【００１７】前記電源４１と第１，第２のトランジスタ
ＴＲ１，ＴＲ２の間には補助圧力流体供給制御回路３７
を構成するワンショットパルス発生回路４４が接続され
、トランジスタＴＲ１，ＴＲ２がオン動作されると、パ
ルス電圧Ｅｐを出力するようにしている。このパルス電
圧Ｅｐの時間幅は可変抵抗器ＶＲにより調整されるよう
にしている。又、前記パイロット弁２７と第２トランジ
スタＴＲ２は第３トランジスタＴＲ３を介して接続され
、該第３トランジスタＴＲ３は抵抗Ｒ１を介して前記ワ
ンショットパルス発生回路４４に接続されている。同様
に、前記パイロット弁２８と第１トランジスタＴＲ１は
第４トランジスタＴＲ４を介して接続され、該第４トラ
ンジスタＴＲ４は抵抗Ｒ２を介して前記ワンショットパ
ルス発生回路４４に接続されている。図３中のＤ１〜Ｄ
６は逆流防止用のダイオードである。

【００１８】前記電源４１と第１トランジスタＴＲ１の
間には抵抗Ｒ３及び第１発光ダイオードＬＤ１が接続さ
れ、該第１トランジスタＴＲ１がオン動作されると、点
灯され動作表示するようにしている。同様に前記電源４
１と第２トランジスタＴＲ２の間には抵抗Ｒ４及び第２
発光ダイオードＬＤ２が接続され、該第２トランジスタ
ＴＲ２がオン動作されると、点灯され動作表示するよう
にしている。なお、抵抗Ｒ３及び第１発光ダイオードＬ
Ｄ１、抵抗Ｒ４及び第２発光ダイオードＬＤ２にはサー
ジ吸収用のダイオードＤ７，Ｄ８がそれぞれ並列に接続
されている。

【００１９】次に、前記のように構成したシリンダの動
作制御装置について、その作用を図３及び図４を中心に
説明する。今、図３は両トランジスタＴＲ１，ＴＲ２が
オフされて、４位置切換弁６が位置Ｐ１に保持され、シ
リンダ本体内の作動室１ａ，１ｂが非加圧となっている
状態を示す。

【００２０】この状態において動作信号出力回路４３か
らの動作信号により第１トランジスタＴＲ１がオンされ
ると、パイロット弁２７が動作されて、４位置切換弁６
が位置Ｐ１から位置Ｐ３へ切り換えられ、一方の作動室
１ａに圧力流体が供給される。この第１トランジスタＴ
Ｒ１のオン動作と同期してワンショットパルス発生回路
４４が動作されるので、該パルス発生回路４４から図４
に示すようにパルス電圧Ｅｐ　が抵抗Ｒ２を介して第４
トランジスタＴＲ４に印加され、電源４１の電圧が他方
のパイロット弁２８に一時的に流れる。従って、パイロ
ット弁２８が動作され、他方の作動室１ｂに圧力流体が
一時的に供給され、この結果作動室１ｂがある程度加圧
された状態となるので、作動室１ａへの圧力流体の供給
時にピストン２が不用意に動作されることはない。

【００２１】又、図３に示す状態において、第１トラン
ジスタＴＲ１がオフ状態に保持され、第２トランジスタ
ＴＲ２がオン動作されると、パイロット弁２８が動作さ
れて、４位置切換弁６が位置Ｐ１から位置Ｐ４へ切り換
えられ、一方の作動室１ｂへ圧力流体が供給される。そ
して、この第２トランジスタＴＲ２のオン動作と同期し
てワンショットパルス発生回路４４が動作されるので、
該パルス発生回路４４からパルス電圧Ｅｐ　が抵抗Ｒ１
を介して第３トランジスタＴＲ３に印加され、電源４１
の電圧が他方のパイロット弁２７に一時的に流れる。従
って、パイロット弁２７が動作され、他方の作動室１ａ
に圧力流体が一時的に供給され、この結果、動室１ａが
ある程度加圧された状態となるので、作動室１ｂへの圧
力流体の供給時にピストン２が不用意に動作されること
はない。

【００２２】又、切換弁６が位置Ｐ３に保持されている
状態、つまり作動室１ａの加圧状態において、位置Ｐ４
に切換動作される場合には、トランジスタＴＲ１より、
トランジスタＴＲ２へ連続的に切り換わるため、ワンシ
ョット回路のトリガとはならず、パルス電圧が出力され
ることはない。さらに、切換弁６が位置Ｐ４に保持され
ている状態、つまり作動室１ｂの加圧状態でパイロット
弁２７が動作されても、同様にして、パルス電圧が出力
されることはない。

【００２３】次に、この発明の第２実施例を図５に基づ
いて説明する。この実施例は第１、第２のワンショット
パルス発生回路４４，４５を第３，第４のトランジスタ
ＴＲ３，ＴＲ４用に分離独立するとともに、それぞれの
可変抵抗ＶＲ１，ＶＲ２により独立してパルス電圧の時
間幅を調整することができるようにしている。その他の
構成及び作用、効果は前述した第１実施例と同様である
。

【００２４】さらに、この発明の第３実施例を図６に基
づいて説明する。この実施例では第１実施例の動作制御
回路３５に対し、手動操作用のスイッチＳＷ１，ＳＷ２
を接続している。従って、この実施例ではスイッチＳＷ
１をオンすると、ワンショットパルス発生回路４４が動
作され、作動室１ｂに供給される圧力流体による加圧状
態が確認できるので、可変抵抗ＶＲによるパルス電圧の
時間幅の調整を容易に行うことができる。

【００２５】前記動作指令回路３６が機能していない場
合、あるいは存在しない場合にも、電源が制御回路３５
へ供給されていれば、スイッチＳＷ１，ＳＷ２により動
作指令を与えることができ、制御回路３５の機能により
不用意な動作もなく、安全に駆動できる。なお、この発
明は前記実施例に限定されるものではなく、例えば、シ
リンダとしてロッドレスシリンダを使用する等、この発
明の趣旨を変更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できる。

【００２６】

【発明の効果】以上詳述したように、この発明は一対の
作動室を有するシリンダの両作動室が非加圧状態におい
て、いずれか一方の作動室に圧力流体が供給されると、
他方の作動室へ一時的に圧力流体が供給されるので、一
方の作動室によるピストンの動作速度が緩和され、ピス
トンの不用意な動作が抑制され、安全性を向上すること
ができ、さらに複雑な制御動作を不要にすることができ
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第１実施例のシリンダの
動作制御装置を示す略体回路図である。

【図２】４位置切換弁を示す断面図である。

【図３】シリンダの動作を制御する電気回路図である。

【図４】シリンダの動作タイミングを示す説明図である
。

【図５】この発明の第２実施例を示す電気回路図である
。

【図６】この発明の第３実施例を示す電気回路図である
。

【符号の説明】

１　　シリンダ本体、１ａ，１ｂ　　作動室、６　　４
位置切換弁、８　　圧力流体供給源、３５　　位置切換
動作制御回路、３６　　動作指令回路、４３　　動作信
号出力回路、４４　　補助圧力流体供給制御回路を構成
するワンショットパルス発生回路。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　圧力流体供給源から圧力流体をシリン
   ダのピストンの前後に形成された両作動室の一方へ供給
   する動作に同期して、他方の作動室が非加圧状態の場合
   に該作動室へ一時的に圧力流体を供給することを特徴と
   するシリンダの動作制御方法。
2. 【請求項２】　　シリンダのピストンの前後に形成され
   た両作動室と圧力流体供給源との間に接続され、両作動
   室の圧力流体を排出させる位置と、両作動室に圧力流体
   を供給する位置と、いずれか一方の作動室に圧力流体を
   供給する二つの位置との計４位置に切り換え可能な一対
   の位置切換動作機構を備えた切換弁と、前記一対の位置
   切換動作機構に接続され、両位置切換動作機構の位置切
   換動作を制御する位置切換動作制御回路と、動作指令回
   路からの位置切換動作信号が一方の作動室に行われた場
   合にその立ち上がりを検出して他方の作動室に一時的に
   圧力流体を供給する補助圧力流体供給制御回路とにより
   構成したことを特徴とするシリンダの動作制御装置。