JPH0451274Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、方向制御弁を用いたシリンダ装置の
駆動制御装置に関し、特に清浄な作業空間で使用
されるシリンダ装置の駆動制御装置に適用して有
効な技術に関する。

〔従来の技術〕

クリーンルーム内で使用されるシリンダ装置等
においては、ピストンロツドの挿通部から外部に
飛散されるオイルミストや金属粉等の異物による
作業空間の汚染に対する対策が必要となる。

このような対策として、シリンダ装置に圧縮空
気などの作動用流体を給排する作動流体給排路の
途中にベンチユリー管を介在させるとともに、こ
のベンチユリー管ののど部をシリンダ装置に対す
るピストンロツドの挿通部に連通させておき、シ
リンダ装置からの排気流がベンチユリー管を通過
する際にのど部に発生する負圧によつてピストン
ロツドの挿通部を吸引することにより、該挿通部
において発生される異物を捕捉して作業空間の汚
染を防止することが考えられる。

ところが、前記したような単に作動流体給排路
にベンチユリー管を介在させる構造では、たとえ
ば、ピストンロツドの動作速度が比較的速く排気
流量が大きくなると、作動流体給排路に接続され
る配管の流路抵抗が増大するため、排気流量をベ
ンチユリー管の前後における排気流の差圧に効果
的に転換できず、排気流による負圧の発生効率が
低下し、ピストンロツドの挿通部における異物を
効果的に捕捉できないという問題点がある。

そこで、本出願人は、先に、シリンダ装置から
の排気流のベンチユリー管に対する入口側に作動
流体蓄積手段を設け、出口側に急速排気弁を設け
た構造を提案した（実開昭63−103004号記載）。

この構造によれば、シリンダ装置を駆動させる
作動流体の排気圧に作動流体蓄積手段に蓄積され
た作動流体の圧が付加されるとともに、急速排気
弁の働きによつてベンチユリー管の出口側におけ
る排気流の排出抵抗が低減されるので、ベンチユ
リー管の前後における排気流の圧力差が大きくな
り、ベンチユリー管ののど部に効果的に負圧を発
生させてピストンロツドの挿通部における異物の
捕捉を確実に行うことができる。

〔考案が解決しようとする課題〕

しかしながら、前記したような作動流体蓄積手
段および急速排気弁を備えた構造では、その作動
流体蓄積手段および急速排気弁により部品点数が
増加し、構造が大形化し、かつ複雑化するという
問題点がある。

ところで、前記したような構造において、その
シリンダ装置を駆動制御する方向制御弁は、主弁
によつて切り換えられる各流路の有効断面積が比
較的小さい構造の弁が適用されていた。

すなわち、外周面に入力ポートとシリンダ装置
に圧縮空気などの作動用流体を給排する作動流体
給排路に接続している出力ポートと排出ポートが
開設され、入力ポートおよび出力ポートを連通さ
せる流路と出力ポートおよび排出ポートを連通さ
せる流路とが主弁によつて切り換えられる構造と
され、入力ポートおよび出力ポートを連通させる
流路と出力ポートおよび排出ポートを連通させる
流路との有効断面積が比較的小さく、互いに同じ
大きさに形成されている方向制御弁が適用されて
いた。

このため、ベンチユリー管を通過して方向制御
弁に流れる排気流が、入力ポートおよび出力ポー
トを連通させる流路の有効断面積と同じ大きさで
比較的小さく形成されている出力ポートおよび排
出ポートを連通させる流路を通じて外部に排出さ
れるので、その有効断面積が比較的小さい出力ポ
ートおよび排出ポートを連通させる流路における
流路抵抗によつてベンチユリー管ののど部に発生
する負圧が低下するという問題点があることを本
考案者は見い出した。

本考案の目的は、部品点数の増加、大形化、構
造の複雑化を生じさせることなく、ベンチユリー
管ののど部に発生する負圧の発生効率の増加を図
ることができ、ピストンロツドの挿通部から発生
する異物を確実に捕捉して作業空間の汚染を確実
に防止することができる方向制御弁を用いたシリ
ンダ装置の駆動制御装置を提供することある。

〔課題を解決するための手段〕

本考案の方向制御弁を用いたシリンダ装置の駆
動制御装置は、ピストンを作動させる作動用流体
が給排されるピストン作動用の流体室と、前記ピ
ストンから突出されているピストンロツドと、こ
のピストンロツドがその軸方向に沿つて移動自在
に挿通されているロツドカバーの挿通部と、この
挿通部を囲繞し、該挿通部から飛散される異物が
排出される集塵アダプタとからなるシリンダ装置
を駆動制御させ、外周面に少なくとも入力ポート
と前記流体室に連通している出力ポートと排出ポ
ートが開設され、前記入力ポートおよび出力ポー
トを連通させる弁孔の流路と前記出力ポートおよ
び排出ポートを連通させる弁孔の流路とが主弁に
よつて切り換えられる方向制御弁を用いたシリン
ダ装置の駆動制御装置であつて、前記流体室およ
び前記出力ポートを連通させている流体給排路の
途中に介在され、該流体室から排出されるピスト
ン作動用流体の排気流によつて負圧が発生される
ベンチユリー管ののど部と、前記のど部および前
記集塵アダプタを連通させている吸引路間に介在
され、前記のど部に発生した負圧によつて前記集
塵アダプタから前記のど部側方向に流れる流体の
みを通過させる逆止弁機構とを備え、前記出力ポ
ートのうちの少なくとも一方と排出ポートのうち
の少なくとも一方とを連通させる孔弁の流路の有
効断面積が、前記入力ポートと出力ポートとを連
通させる弁孔および前記出力ポートのうちの他方
と排出ポートのうちの他方とを連通させる弁孔の
流路の有効断面積より大きく形成されている構造
としたものである。

〔作用〕

前記した手段によれば、シリンダ装置のピスト
ンロツドの挿通部を囲繞する集塵アダプタからベ
ンチユリー管ののど部を通過する排気流が、出力
ポートのうちの少なくとも一方と排出ポートのう
ちの少なくとも一方とを連通させる弁孔により形
成される有効断面積の大きい流路を経て排出され
るので、その流路による流路抵抗が少なく、した
がつて、ベンチユリー管ののど部の負圧の発生効
率の向上を図ることができる。

その結果、ピストンロツドの挿通部に生じた異
物を確実に負圧で吸引して捕捉することができ、
シリンダ装置が使用される作業空間の汚染を確実
に防止できる。

また、このようなベンチユリー管ののど部の負
圧の発生効率の向上は、従来のような作動流体蓄
積手段および急速排気弁を要することなく、単
に、出力ポートのうちの少なくとも一方と排出ポ
ートのうちの少なくとも一方とを連通させる弁孔
の流路の有効断面積の拡大化によつて図られてい
るので、部品点数の減少、小形化、構造の簡素化
を図ることができる。

〔実施例〕

第１図は本考案の一実施例である方向制御弁を
用いたシリンダ装置の駆動制御装置を示す断面
図、第２図はその流体回路図である。

本実施例のシリンダ装置の駆動制御装置に用い
られる方向制御弁は、スプール形の電磁弁とさ
れ、エンドカバー１と、弁本体部２と、パイロツ
ト弁部３と、ソレノイド部４とが同軸状に結合さ
れて構成されている。

前記弁本体部２の下側面には、圧縮空気等の流
体圧源５に接続されている入力ポート６と、排出
ポート７，８とが夫々開設され、また弁本体部２
の上側面には、出力ポート９，１０が夫々開設さ
れている。

弁本体部２の内部には、その軸方向に沿つて軸
孔１１が形成され、この軸孔１１の内周面には、
その軸方向に沿つて所定の間隔をおいて弁座１
２，１３，１４，１５が周設されている。

弁座１２の弁孔１２ａは、弁座１３，１４，１
５の夫々の弁孔１３ａ，１４ａ，１５ａより大径
に形成され、この大径の弁孔１２ａによつて該弁
孔１２ａを通じる排出流路、すなわち該弁孔１２
ａを介して出力ポート９と排出ポート７とを連通
させる排出流路の有効断面積が他の弁孔１３ａ，
１４ａ，１５ａを通じる夫々の流路の有効断面積
より大きく形成されている。

前記軸孔１１には、主軸１６（主弁）がその軸
方向に沿つて変位自在に設けられ、この主軸１６
には、弁座１２，１３，１４，１５に夫々接離さ
れる大径部１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄが軸
方向に所定の間隔をおいて形成されている。

主軸１６の両端面には、ピストン１７，１８が
夫々当接され、これらのピストン１７，１８はエ
ンドカバー１内の作動用流体室１９、パイロツト
弁部３内の作動用流体室２０に夫々の軸方向に沿
つて変位自在に収容されている。

ピストン１７は、ピストン１８よりその受圧面
積が小さくされ、このピストン１７によつて仕切
られた作動用流体室１９の右側流体室１９ａは、
図示しない連通孔を通じて外部に連通されてい
る。

他方、ピストン１８によつて仕切られた作動用
流体室２０の左側流体室２０ａは、流路２１を通
じて外部に連通されている。

また、作動用流体室２０の右側流体室２０ｂ
は、流路２２を通じて外部に連通され、この流路
２２は右側流体室２０ｂ内のフラツパ２３により
開閉されるようになつている。なお、フラツパ２
３は、スプリング２５によつて第１図の右側に付
勢され、このスプリング２５は連通孔２４ａを有
するスプリングシート２４に支持されている。

前記パイロツト弁部３と前記ソレノイド部４と
の結合部位には、パイロツト室２６が形成され、
このパイロツト室２６と右側流体室２０ｂとは、
これらの間の貫通孔２７を介して連通されてい
る。

また、パイロツト室２６は、パイロツト流路２
８を介して入力ポート６に連通され、同様に作動
用流体室１９の左側流体室１９ｂも該パイロツト
流路２８を通じて入力ポート６に連通されてい
る。

更に、パイロツト室２６には、プランジヤ２９
がその軸方向に沿つて変位自在に挿入され、該プ
ランジヤ２９の左端面に埋設されたパイロツト弁
体２９ａによつてパイロツト流路２８の弁孔２８
ａが開閉されるようになつている。

プランジヤ２９はプランジヤスプリング３０に
よつて第１図の左側に付勢されている。

また、プランジヤ２９は、貫通孔２７を貫通し
ているプランジヤピン３１を介してフラツパ２３
に連関されている。

前記ソレノイド部４は、保護カバー３２内のボ
ビン３３に巻装されたコイル３３ａと、ボビン３
３の孔に中途まで挿入され固定された固定コア３
４とを備えている。

そして、このような構造において、コイル３３
ａの励磁時には、第１図に示すように、プランジ
ヤ２９がそのプランジヤスプリング３０の付勢力
に抗して固定コア３４側に吸引されていることに
より、パイロツト流路２８の弁孔２８ａが開か
れ、またフラツパ２３がスプリング２５の付勢力
によつて流路２２を閉じているようになつてい
る。

この場合に、主軸１６は、作動用流体室２０の
右側流体室２０ｂ内の流体圧、すなわち入力ポー
ト６からパイロツト流路２８、パイロツト室２
６、貫通孔２７を通じて右側流体室２０ｂに流入
した流体圧のピストン１８に対する作用により、
第１図の左側に変位されている。

一方、コイル３３ａの消磁時には、固定コア３
４側に吸引されていたプランジヤ２９が該固定コ
ア３４からプランジヤスプリング３０の付勢力に
よつて離反されてパイロツト流路２８の弁孔２８
ａが閉じられ、フラツパ２３によつて閉じられて
いた流路２２が開かれることにより、作動用流体
室２０の右側流体室２０ｂ内の流体圧が該流路２
２を通じて外部に排出される。そして、作動用流
体室１９の左側流体室１９ｂ内の流体圧が大きく
なるため、その流体圧がピストン１７に対して作
用することにより、主軸１６が第１図の状態から
同図の右側に変位されるようになつている。

次に、前記した方向制御弁を用いたシリンダ装
置の駆動制御装置によつて駆動制御されるシリン
ダ装置３５について説明する。

シリンダ装置３５は、複動形のシリンダ装置と
され、両端部がロツドカバー３６およびヘツドカ
バー３７によつて閉止されたシリンダ本体３８
と、このシリンダ本体３８の内部に軸方向に摺動
自在に設けられて該内部を流体室３８ａ，３８ｂ
に隔成しているピストン３９と、このピストン３
９の一端面から突出されたピストンロツド４０と
を備えている。

前記ロツドカバー３６には、周塵アダプタ４１
が該ロツドカバー３６におけるピストンロツド４
０の挿通部３６ａを囲繞するように装着されてい
る。

シリンダ本体３８の流体室３８ｂは、速度制御
弁４２と流体給排路４３とを介して方向制御弁の
出力ポート１０の連通されている。

速度制御弁４２は、ピストンロツド４０の速度
を制御するものであつて、出力ポート１０側から
流体室３８ｂ側の方向にのみ流体圧を通過させる
逆止弁４２ａと、流量調整弁４２ｂとから構成さ
れている。

一方、シリンダ本体３８の流体室３８ａは、速
度制御弁４２と同様な速度制御弁４２と、ベンチ
ユリー管４４と、流体給排路４５とを介して、方
向制御弁の出力ポート９に連通されている。

また、ピストンロツド４０が挿通されている集
塵アダプタ４１の内部と、ベンチユリー管４４の
のど部４４ａとが吸引路４６および逆止弁４７を
介して連通され、該逆止弁４７によつて集塵アダ
プタ４１側からのど部４４ａ側の方向にのみ流体
が通過されるようになつている。

更に、ピストン３９およびピストンロツド４０
が第１図の如く左側に移動されて流体室３８ａか
らの排気流がベンチユリー管４４ののど部４４ａ
を通過する際に、該のど部４４ａに負圧が発生さ
れるようになつている。そして、のど部４４ａの
負圧によつて集塵アダプタ４１の内部が吸引さ
れ、該集塵アダプタ４１の内部の異物が吸引路４
６、逆止弁４７およびベンチユリー管４４を通じ
て出力ポート９に流入し、弁孔１２ａおよび排出
ポート７を通じて外部の所定の個所に排出される
ようになつている。

ここで、本実施例のようなベンチユリー管４
４、逆止弁４７等による吸引機構を他方の流体室
３８ｂ側にも設けることは可能である。

他方の流体室３８ｂ側にもそのような吸引機構
を設ければ、ピストンロツド４０のシリンダ本体
３８内への引き込み時においても集塵アダプタ４
１内の異物を所定の外部に排出することが可能と
なる。

しかし、本実施例において、一方の流体室３８
ａ側にのみベンチユリー管４４等による吸引機構
を設けたのは、ピストンロツド４０がシリンダ本
体３８から押し出される時にのみ、集塵アダプタ
４１内に異物が排出されるという実験結果に基づ
くものである。

次に、本実施例の作用について、説明する。

先ず、ソレノイド部４の励磁時である第１図に
示す状態においては、主軸１６が第１図の左側に
変位されていることにより、所定の流体圧源５か
ら入力ポート６に供給された圧縮空気等の流体圧
が出力ポート１０、流体給排路４３、速度制御弁
４２を通じてシリンダ本体３８の流体室３８ｂに
流入してピストン３９に作用し、該ピストン３９
およびピストンロツド４０が第１図の左側に変位
され、シリンダ本体３８から押し出されている。

次に、方向制御弁のソレノイド部４が消磁され
ると、その左側流体室１９ｂ内の流体圧（大きく
なつた流体圧）のピストン１７に対する作用によ
り、第１図の示す状態の主軸１６が同図の右側に
変位され、入力ポート６に供給された流体圧が出
力ポート９、流体給排路４５、ベンチユリー管４
４、速度制御弁４２を通じてシリンダ本体３８の
流体室３８ａに流入しピストン３９に作用する。
この流体圧の作用により、第１図の左側に変位し
ていたピストン３９およびピストンロツド４０が
第１図の右側に変位される。

なお、このようにして出力ポート９から流体室
３８ａに流体圧が流入する際に、ベンチユリー管
４４と集塵アダプタ４１との間いは、逆止弁４７
が介在されているので、出力ポート９からの流体
圧が集塵アダプタ４１内に流入することはない。

次に、方向制御弁のソレノイド部４が励磁され
ると、その右側流体室２０ｂ内の流体圧（増加し
た流体圧）のピストン１８に対する作用により、
第１図の右側に変位していた主軸１６が同図の左
側に変位され、入力ポート６からの流体圧が出力
ポート１０、流体給排路４３、速度制御弁４２を
通じてシリンダ本体３８の流体室３８ｂに流入
し、第１図の右側に変位していたピストン３９お
よびピストンロツド４０が同図の左側に変位され
る。

一方、このピストン３９等の同図の左側の変位
に伴い、流体室３８ａ内の流体圧が速度制御弁４
２を経てベンチユリー管４４ののど部４４ａを通
過する。そして、この流体室３８ａ内からの排気
流がのど部４４ａを通過する際に発生される負圧
により、集塵アダプタ４１の内部が吸引され、該
集塵アダプタ４１の内部の異物が逆止弁４７およ
びベンチユリー管４４を通じて流体室３８ａの排
気流とともに出力ポート９に流入し、弁孔１２ａ
および排出ポート７を通じて外部の所定の個所に
排出される。

この場合に、本実施例の方向制御弁は、弁孔１
２ａを通じる排出流路の有効断面積が他の弁孔１
３ａ，１４ａ，１５ａを通じる夫々の流路の有効
断面積より大きく形成されていることにより、弁
孔１２ａを通じる排出流路の流路抵抗が他の弁孔
１３ａ，１４ａ，１５ａを通じる流路のそれより
も小さくされているため、ベンチユリー管４４の
のど部４４ａに発生される負圧が該流路抵抗によ
つて減少されることが少ない。

したがつて、このベンチユリー管４４ののど部
４４ａに大きな負圧を発生させることができ、こ
の大きな負圧によつて集塵アダプタ４１内の異物
を確実に吸引して捕捉することができる。

また、そのようなベンチユリー管４４ののど部
４４ａに発生される大きな負圧は、弁孔１２ａを
通じる排出流路の有効断面積の拡大のみによつて
行われていることにより、他の圧縮空気機器等の
付加を必要としないので、構造の簡素化および小
形化を図ることができる。

以上、本考案を実施例に基づき具体的に説明し
たが、本考案は前記実施例に限定されるものでは
なく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能
である。

たとえば、本実施例に用いられる方向制御弁に
は、マニホールドが結合されていないが、たとえ
ばマニホールドが結合された、いわゆるマニホー
ルド弁構造とすることも可能である。

また、本実施例に用いられる方向制御弁は、間
接作動方式の弁構造とされているが、たとえば直
接作動方式の弁構造とすることも可能である。

〔考案の効果〕

本考案の方向制御弁を用いたシリンダ装置の駆
動制御装置によれば、前記した構造とされている
ことにより、以下の効果を得ることができる。

(1) シリンダ装置のピストンロツドの挿通部を囲
繞する集塵アダプタからベンチユリー管ののど
部を通過する排気流が、出力ポートのうちの少
なくとも一方と排出ポートのうち少なくとも一
方とを連通させる弁孔により形成される有効断
面積の大きい流路を経て排出されるので、その
流路による流路抵抗が少なく、したがつて、ベ
ンチユリー管ののど部の負圧の発生効率の向上
を図ることができる。

(2) 前記した(1)のベンチユリー管ののど部の負圧
の発生効率の向上は、従来のような作動流体蓄
積手段および急速排気弁を要することなく、単
に、出力ポートのうち少なくとも一方と排出ポ
ートのうちの少なくとも一方とを連通させる弁
孔の流路の有効断面積の拡大化によつて図られ
ているので、部品点数の減少、小形化、構造の
簡素化を図ることができる。

(3) 前記した(1)の効果により、ピストンロツドの
挿通部に生じた異物を確実に負圧で吸引して捕
捉することができ、シリンダ装置が使用される
作業空間の汚染を確実に防止することができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例である方向制御弁を
用いたシリンダ装置の駆動制御装置を示す断面
図、第２図はその流体回路図である。 １……エンドカバー、２……弁本体部、３……
パイロツト弁部、４……ソレノイド部、５……流
体圧源、６……入力ポート、７，８……排出ポー
ト、９，１０……出力ポート、１１……軸孔、１
２，１３，１４，１５……弁座、１２ａ，１３
ａ，１４ａ，１５ａ……弁孔、１６……主軸（主
弁）、１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ……大径
部、１７，１８……ピストン、１９，２０……作
動用流体室、１９ａ，１９ｂ，２０ａ，２０ｂ…
…流体室、２１，２２……流路、２３……フラツ
パ、２４……スプリングシート、２４ａ……挿通
孔、２５……スプリング、２６……パイロツト
室、２７……貫通孔、２８……パイロツト流路、
２８ａ……パイロツト弁孔、２９……プランジ
ヤ、２９ａ……パイロツト弁体、３０……プラン
ジヤスプリング、３１……プランジヤピン、３２
……保護カバー、３３……ボビン、３３ａ……コ
イル、３４……固定コア、３５……シリンダ装
置、３６……ロツドカバー、３６ａ……挿通部、
３７……ヘツドカバー、３８……シリンダ本体、
３８ａ，３８ｂ……流体室、３９……ピストン、
４０……ピストンロツド、４１……集塵アダプ
タ、４２……速度制御弁、４２ａ……逆止弁、４
２ｂ……流量調整弁、４３……流体給排路、４４
……ベンチユリー管、４４ａ……のど部、４５…
…流体給排路、４６……吸引路、４７……逆止
弁。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ピストン３９を作動させる作動用流体が給排さ
   れるピストン作動用の流体室３８ａ，３８ｂと、
   前記ピストン３９から突出されているピストンロ
   ツド４０と、このピストンロツド４０がその軸方
   向に沿つて移動自在に挿通されているロツドカバ
   ー３６の挿通部３６ａと、この挿通部３６ａを囲
   繞し、該挿通部３６ａから飛散される異物が排出
   される集塵アダプタ４１とからなるシリンダ装置
   ３５を駆動制御させ、外周面に少なくとも入力ポ
   ート６と前記流体室３８ａ，３８ｂに連通してい
   る出力ポート９，１０と排出ポート７，８が開設
   され、前記入力ポート６および出力ポート９，１
   ０を連通させる弁孔１３ａ，１４ａの流路と前記
   出力ポート９，１０および排出ポート７，８を連
   通させる弁孔１２ａ，１５ａの流路とが主弁１６
   によつて切り換えられる方向制御弁を用いたシリ
   ンダ装置の駆動制御装置であつて、前記流体室３
   ８ａ，３８ｂおよび前記出力ポート９，１０を連
   通させている流体給排路４３，４５の途中に介在
   され、該流体室３８ａ，３８ｂから排出されるピ
   ストン作動用流体の排気流によつて負圧が発生さ
   れるベンチユリー管４４ののど部４４ａと、前記
   のど部４４ａおよび前記集塵アダプタ４１を連通
   させている吸引路４６の途中に介在され、前記の
   ど部４４ａに発生した負圧によつて前記集塵アダ
   プタ４１から前記のど部４４ａ側方向に流れる流
   体のみを通過させる逆止弁機構４７とを備え、前
   記出力ポートのうちの少なくとも一方９と排出ポ
   ートのうちの少なくとも一方７とを連通させる弁
   孔１２ａの流路の有効断面積が、前記入力ポート
   ６と出力ポート９，１０とを連通させる弁孔１３
   ａ，１４ａおよび前記出力ポートのうちの他方１
   ０と排出ポートのうちの他方８とを連通させる弁
   孔１５ａの流路の有効断面積より大きく形成され
   ていることを特徴とする方向制御弁を用いたシリ
   ンダ装置の駆動制御装置。