JPH0473406A - 空圧シリンダの速度制御方法 - 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】 ［産業上の利用分野］ この発明は空圧シリンダの速度制御装置に関するもので
ある。

［従来技術］ ハイリリーフ型減圧弁を使用して負荷を有する空圧シリ
ンダのピストンロッドの速度を空気圧力により制御する
場合に、ロッドの速度が低速の場合は空圧シリンダのロ
ット側とヘッド側との圧力差か僅少であるので外力、例
えばピストンロッドの曲り等によりストロークの途中で
（習動抵抗が変化し、このためロットのスピードか変化
し、極端な場合には負荷が停止することがある。

［発明が解決しようとする課題］ この発明は上記の不具合を解決した空圧シリンダの速度
制御方法の提供を課題とする。

［課題を解決するための技術的手段］ 上記の課題を解決するためこの発明は加圧空気源に連通
する一次圧室、空圧シリンダのボートに連通ずる二次圧
室及び大気に連通する排気室を有し、二次圧室は一次圧
室及び排気室に切換弁子により通断可能及び複数の圧力
制御を可能にしたハイリリーフ型減圧弁弁において、空
圧シリンダに対する給気通路及び排気通路の少なくとも
一方に並列に配置した２方口弁と流量調整弁とにより空
圧シリンダの速度を空気の圧力による制御から流量によ
る制御に変換可能にしている。

［作用］ 負荷か空圧シリンダのピストンロッドとともに低速で移
動している時は減圧弁において二次圧室の圧力は設定圧
力とほぼ平行状態となってあり、−次圧室と二次圧室と
の連通面積又は二次圧室と排気室との連通面積は小さく
、この小さい連通面積及び２方口弁を通って一次圧至か
ら二次圧室を経て空圧シリンダに定常的に給気され、又
は空圧シリンダから二次圧室を経て排気室に定常的に排
気される。経時後角荷のスピードが空圧シリンダのピス
トンの摺動抵抗の増加等により減少し、あるいは負荷が
停止した時はハイリリーフ型減圧弁の切り換えにより前
記の連通面積は大きくなって減圧弁は給気又は排気状態
となり、減圧弁内で空気は流れ易くなる。一方ハイリリ
ーフ型減圧弁の切り換えと同時に２方口弁は閉鎖される
ので、空気は流量調整弁を流量調整されて流れる。即ち
空圧シリンダのピストンのスピードが空気の圧力による
制御から流量による制御に変換される。この結果負荷の
動きは正常状態に戻る。

［実施例］ 以下実施例を示す図面によりこの発明を説明する。第１
図は第１実施例を示す。同図において空圧シリンダの速
度制ｍ装置は突圧シリンダ１０とハイリリーフ型減圧弁
２０とこの両者を並列で連通する２方口弁１と流量調整
弁２とから構成されている。

空圧シリンダ１０はそのケーシング１１内にピストン１
２を摺動自在に収容しており、ピストンロッド１３はケ
ーシング１１の一方の端壁１１ａを摺動自在に貫通して
その端部に負荷Ｗを取り付けている。］４．１５はそれ
ぞれロッド側室、ヘット側室であり、１６．１７はロッ
ドボート、ヘットボートである。

ハイリリーフ型減圧弁２０は筒状のケーシング２１内に
第１隔壁２１Ｃ１第２隔壁２１ｄが配置され、第１隔壁
２１ｃと頂壁２１ａとの間の内腔にはハツト型のバラン
スピストン２２、調圧ピストン２３が摺動自在に収容さ
れている。バランスピストン２２は又頂壁２１ａに取り
付けたねじ部３０に対しても摺動自在となっている。バ
ランスピストン２２と頂壁２１ａとの間の空間は給気室
２４となっており、バランスピストン２２と調圧ピスト
ン２３との間の空間はバランス室２５となっており、調
圧ピストン２３と第１隔壁２１Ｃ間の空間は調圧室２６
となっている。バランスピストン２２にはスクリュ式の
調圧ハンドル２７が取り付けられ、調圧ハンドル２７と
調圧ピストン２３との間には調圧用ばね２８が介装され
ている。

２１ｅはケーシング２１の内周面に設けた段差でパラン
スピントン２２のストッパとなっている。

又２９は給気室２４の給気ボートである。

第１隔壁２１Ｃと第２隔壁２１ｄとの間の空間はボート
３４を介して大気に連通し、調圧室２６と同心の排気室
３３となってあり、第１隔壁２１Ｃには排気室３３に連
通する第１弁室３１が調圧室２６と同心に設けられ、こ
こに第１弁体３２が摺動自在に挿入されている。第１弁
体３２と第１隔壁２１との間には圧縮スプリング３５が
配置されている。第１弁体３２は圧縮スプリング３５に
よりシール材３７を介して第２隔壁２１ｄに形成した第
１弁座３６に当接し、後述のロット５０の上昇により第
１弁座３６から上方に離隔する。

第２隔壁２１ｄには排気室３３と同心でこれに連通する
二次圧室３８が設けられ、二次圧室３８は第２隔壁２１
ｄと底壁２１ｂ間に形成した一次圧至３９に連通してい
る。−次圧室３９には第２弁体４０が収容され、第２弁
体４０は底壁２１ｂに設けた第２弁室５２に摺動自在に
なっている。

第２弁体４０は圧縮スプリング５１によりシール材４２
を介して第２隔壁２１ｄに設けた第２弁座４１に当接し
、後述のロッド５０の下降によりロッド５０と当接して
第２弁座４１から下方に離隔する。第２隔壁２１ｄには
二次圧室３８に連通するボート４３．４４が設けられて
いる。第１弁室３１は第１弁体３２に設けた空気通路３
２ａを介して二次圧室３８に連通し、又第２弁室５２も
第２弁体４０に設けた空気通路４０ａを介して二次圧室
３８に連通している。

調圧ピストン２３には段差５０Ｃを介して相互に接続す
る小径部５０ａ及び大径部５０ｂからなるロッド５０の
小径部５０ａか固着され、小径部５０ａは第１隔壁２１
Ｇに気密に摺動自在に挿通され、又第１弁体３２に遊挿
されている。段差５ＯＣは第１弁体３２の下面を支持し
ている。大径部５０ｂは二次圧室３８内に位置し、その
端部は調圧ピストン２３の移動により第２弁体４０の上
面に当接、離隔する。

給気室２４はポート２９を介して加圧空気源４９に連通
する５ポ一ト２位置空圧電磁弁（以後５ポート弁と言う
）４５に連通し、調圧室２６はポート４６を介して３ボ
一ト２位置空圧電磁弁（以後３ポート弁と言う）４７に
連通する。３ポート弁４７は又５ボート弁４５に連通し
、ポート４４を介して二次圧室３８に連通ずる。−次圧
苗３９はポート４８を介して加圧空気源４９に連通する
。

減圧弁２０のポート４３は空気通路３を介して空圧シリ
ンダ１０のロッドポート１６と連通している。即ち減圧
弁２０の二次圧室３８は空圧シリンダ１０のロッド側室
１４に連通している。空気通路３には前述の２方口弁１
と流量調整弁２とか並列に配置されている。

上記の構成において、負荷Ｗか定常速度で減速降下して
いる時は５ボート弁４５は通電、３ボト弁４７は非通電
となっている。即ち調圧ピストン２３は調圧ばね２８の
弱いばね力に対し低圧調整され、第１弁体３２は上昇し
て３ポート弁４７により二次圧室３８と調圧室２６とが
連通し、調圧ばね２８の弱いばね力に平衡してワークに
より発生する圧力より僅かに弱い圧力とし、第１弁座３
３との間に僅かの隙間を形成する。この状態では空圧シ
リンダ１０のロッド側室１４の空気は２方口弁１を通っ
て二次圧室３８から排気室３３を経てポート３４から減
圧弁２０外に定常的に排出される。

若し外部力の変化、例えば空圧シリンダ１０より発生す
る圧力が小さくなった時は第１弁体３２は調圧ばね２８
のばね力に抗しきれず閉じ、ワークＷは停止する。この
時には電気的に２方口弁１を閉じ、５ボート弁４５を通
電のままとし、３ポート弁４７を非通電から通電に切り
換える。このためハイリリーフ型減圧弁２０の調圧ピス
トン２６は上昇して第１弁体３２と第１弁座３６との隙
間を大きくして排気状態とする。この結果空圧シリンダ
１０の排気側室１４の空気は流れ易くなり、流量調整弁
２により流量調整されて一定の流量で空圧シリンダ１０
からハイリリーフ型減圧弁２０の排気室３３を経てポー
ト３４から排出される。

従って負荷Ｗは所定の速度で減速降下する。

なお、負荷Ｗを緩速で上昇させる時は５ボート弁４５．
３ポート弁４７をともに非通電とする。

上昇中負荷Ｗの速度か遅くなり、あるいは停止した時は
５ボート弁４５をそのままとし、３ベート弁４７を非通
電から通電に切り換えて減圧弁２０を給気状態とし、同
時に２方口弁１を閉じる。これにより負荷Ｗは所定の速
度で上昇する。

第２図は第２実施例を示す。第２実施例では空圧シリン
ダ１０は水平に配置され、負荷Ｗはローラ４に支持され
、空圧シリンダ１０のロッド１３に連結されて床面上を
第２図で左右方向に移動可能となっている。又ハイリリ
ーフ型減圧弁２０．２方口弁１及び流量調整弁２は空圧
シリンダ１０の排気ポート１６と吸気ポート１７とに使
用されている。排気ポート１６に使用されているハイリ
リーフ型減圧弁、２方口弁及び流量調整弁には第１実施
例と同じ符号を付し、吸気ポート１７に使用されている
ハイリリーフ型減圧弁、２方口弁及び流量調整弁にはサ
フィックスａを付けて説明する。

第２図では負荷Ｗは左方向に緩速で移動している。空圧
シリンダ１０のヘッド側に連結されたハイリリーフ型減
圧弁２０ａは高調圧状態で、５ボート弁４５ａは非通電
、３ポート弁４７ａは通電状態になっている。一方、空
圧シリンダ１０のロッド側に連結されたハイリリーフ型
減圧弁２０は低調圧（即ち５ボート弁４５は通電、３ポ
ート弁４７は非通電）となっている。この状態の時に外
部力の変化により圧力バランスが崩れて、負荷Ｗの速度
か低下し、あるいは停止した時は空圧シリンダ１０のヘ
ッド側のハイリリーフ型減圧弁２０ａを給気状態としく
５ポート弁４５ａ、３ポート弁４７ａは非通電）、空圧
シリンダ１０のロンド側のハイリリーフ型減圧弁２０を
低調圧のままとし、２方口弁１を電気的に閉に切り換え
る。この結果空圧シリンダ１０のヘッド側室１４の空気
は流れ易くなり、ハイリリーフ型減圧弁２０ａの一次圧
室３９ａのポート４８ａから吸気し、流量調整弁２ａに
より流量調整されて一定の流量で空圧シリンダ１０に流
入する。

第３図は第３実施例を示す。第３実施例は空圧シリンダ
１０において負荷Ｗが緩い速度で上昇している場合を示
す。この場合にはハイリリーフ型減圧弁２０の一次圧至
３９のポート４８と加圧空気源４９とを連通する空気通
路５に２方口弁］と流量調整弁２とが並列に配置されて
いる。又５ポート弁４５及び３ポート弁４７はともに非
通電である。この結果調圧ピストン２３は高圧調圧され
、ロッド５０は降下して第２弁体４０を押し下げ、同弁
体と第２弁座４１との間に小隙間を形成する。

加圧空気源４９からの空気は２方口弁１を通り、空気通
路５、−次圧室３９、二次圧室３８を経て空圧シリンダ
１０の排気側室１４に入り、負荷を緩い速度で上昇させ
る。

この状態の時に外部力の変化により、負荷Ｗの上昇速度
が低下し、おるいは停止した時はハイリリーフ型減圧弁
２０を給気状態（５ボート弁４５は非通電のままとし、
３ポート弁４７に通電する）に、２方口弁１を閉にそれ
ぞれ電気的に切り換える。この結果第２弁体４０と第２
弁座４１との隙間か大きくなって空気は流れ易くなり、
加圧空気源４９からの空気は流量調整弁２により流量調
整されて、空気通路５、−次圧室３９、二次圧室３８を
経て空圧シリンダ１０の排気側室１４に定常の状態で入
り、負荷Ｗを緩速上昇させる。

第４図は第４実施例を示し、第１実施例の変型である。

第４実施例では２方口弁１及び流量調整弁２はハイリリ
ーフ型減圧弁２０の排気室３３のポート３４にに連通す
る空気通路７に並列に配置されている。第１実施例の場
合と同じく負荷Ｗが緩い速度で降下している時は５ボー
ト弁４５は通電、３ポート弁４７は非通電である。

この状態の時に若し外部力の変化により、負荷Ｗの速度
か低下し、あるいは停止した時は電気的に２方口弁１を
閉じ、５ボート弁４５を通電のままとし、３ポート弁４
７を非通電から通電に切り換え、ハイリリーフ型減圧弁
２０の調圧ピストン２６を上昇させて第１弁体３２と第
１弁座３６との隙間を大きくして排気状態とする。この
結果空圧シリンダ１０の排気側室１４の空気は流れ易く
なり、空圧シリンダ１０からハイリリーフ型減圧弁２０
の二次圧室３８、排気室３３、ポート３４を経て流量調
整弁２ににより流量調整され一定の流量で排出される。

第５図は第５実施例を示す。第５実施例は負荷Ｗが空圧
シリンダ１０により上昇及び下降が可能とするための装
置であり、第１実施例の１個の流量調整弁２の代りに２
個の流量調整弁２ａ、２ｂを直列に配置し、各流量制御
弁２ａ、２ｂに並列に互いに逆方向のチエツク弁６ａ、
６ｂを設けたものである。流量制御弁２ａとチエツク弁
６ａとの組合せは空圧シリンダ１０からの空気が矢印Ｐ
方向に流れる時、即ち負荷Ｗか降下する時にチエツク弁
６ａがチエツク機能を発揮し、流量調整弁２ｂとチエツ
ク弁６ｂとの組合せは空気かハイリリーフ型減圧弁２０
から矢印Ｑ方向に流れる時、即ち負荷Ｗが上昇する時に
チエツク弁６ｂがチエツク機能を発揮する。第５実施例
の作用は第１実施例及び第３実施例と同じであるのでそ
の説明を省略する。

［効果］ この発明は上述の構成を有するので次のような優れた効
果を有する。

（イ〉空圧シリンダにより負荷が定常状態で低速移動し
ている時に負荷の移動速度が変動した時あるいは停止し
た時直ちに対処し、定常、低速状態を保持することがで
きる。

（ロ）従って負荷の速度変動に伴う事故を未然に防止す
ることができる。

（ハ）従来の空圧シリンダとハイリリーフ型減圧弁に２
方口弁と流量調整弁とを追加すればよいので装置か簡単
であり、使用範囲か極めて広い。

【図面の簡単な説明】

第１〜５図はそれぞれ第１〜５実施例の正面図を示す。 １・・・２方口弁 ２・・・流量制御弁 ３．５．７・・・空気通路（空圧シリンダに対する給気
通路及び排気通路） １０・・・空圧シリンダ ２０・・・ハイリリーフ型減圧弁 ３２・・・第１弁体（切換弁子） ３３・・・排気室 ３８・・・二次圧室　　３９・・・−次圧室４０・・・
第２弁体（切換弁子） ４９・・・加圧空気源

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　加圧空気源に連通する一次圧室、空圧シリンダのポー
   トに連通する二次圧室及び大気に連通する排気室を有し
   、二次圧室は一次圧室及び排気室に切換弁子により通断
   可能及び複数の圧力制御を可能にしたハイリリーフ型減
   圧弁において、空圧シリンダに対する給気通路及び排気
   通路の少なくとも一方に並列に配置した２方口弁と流量
   調整弁とにより空圧シリンダの速度を空気の圧力による
   制御から流量による制御に変換可能としたことを特徴と
   する空圧シリンダの速度制御方法。