JPH11125212A - シリンダの制御方法、シリンダの制御回路及び制御システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 把持装置を用いることなく、流体の給排制御
のみでピストンをシリンダ本体の中間位置でスムーズに
停止させること。 【解決手段】 シリンダ本体３内に、ピストン８を無潤
滑状態で移動可能に配設した。そのピストン８には、無
潤滑状態下で移動速度の増大に伴ってシリンダ本体３と
の間の摩擦力が途中で低下することなく増加する摺接部
１６を設けた。そして、ピストン８によって区画される
２つのシリンダ室９，１０のうち一方のシリンダ室に対
して流体を供給してピストン８を移動させ、その移動途
中で前記一方のシリンダ室の流体を流量規制しながら徐
々に排出する。これにより、ピストン８の制動力となる
前記摩擦力を同ピストン８に徐々に作用させてシリンダ
２の中間位置でピストン８を停止させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、シリンダの制御方
法、シリンダの制御回路及び制御システムに関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】一般に、本体内部に配設されたピストン
を流体圧を利用して移動させるシリンダにおいては、ピ
ストンがシリンダ内壁の端面と当接する位置を終端位置
としてその間の距離をピストンが移動する。そのような
シリンダに対し、従来、自動車の製造ライン等に使用す
ることを目的として、シリンダの中間位置でピストンを
停止させるものが知られている。この種のシリンダで
は、ブレーキシュー等の機械的な手段を用いた把持装置
により、ピストンに設けられるピストンロッドを把持
し、これによりピストンをシリンダの中間位置で停止さ
せていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前記把持装
置を用いてピストンをシリンダの中間位置で停止させる
場合、この把持装置をシリンダに対して別途取り付ける
必要がある。このため、ピストンロッドの把持装置を取
り付けた分、シリンダが大型化して広いスペースが必要
になるとともに、製造コストも増加してしまうという問
題がある。

【０００４】また、上記のようなシリンダの場合、ピス
トンロッドを所定の位置で停止させるための精度はせい
ぜい±１．０mm程度である。このような精度のものは、
高い停止精度（±０．０１mm以下）が要求される半導体
の製造装置に対して適用することはできないという問題
もある。

【０００５】本発明は上記の問題に鑑みてなされたもの
であって、その第１の目的は把持装置を用いることな
く、流体の給排制御のみでピストンをシリンダ本体の中
間位置で停止させるシリンダの制御方法、シリンダの制
御回路及び制御システムを提供することにある。

【０００６】また、第２の目的は、第１の目的に加えて
ピストンをシリンダ本体の中間位置でスムーズに停止さ
せるシリンダの制御方法、シリンダの制御回路及び制御
システムを提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１に記載の発明は、シリンダ本体内にピスト
ンを無潤滑状態で移動可能に配設し、そのピストンには
無潤滑状態下で移動速度の増大に伴ってシリンダ本体と
の間の摩擦力が途中で低下することなく増加する摺接部
を設け、ピストンによって区画される２つのシリンダ室
のうち一方のシリンダ室に対して流体を供給してピスト
ンを移動させ、その移動途中で前記一方のシリンダ室の
流体を流量規制しながら徐々に排出することにより、ピ
ストンの制動力となる前記摩擦力を同ピストンに徐々に
作用させてシリンダの中間位置でピストンを停止させる
シリンダの制御方法をその要旨としている。。

【０００８】請求項２に記載の発明は、シリンダ本体内
にピストンを無潤滑状態で移動可能に配設し、そのピス
トンには無潤滑状態下で移動速度の増大に伴ってシリン
ダ本体との摩擦力が途中で低下することなく増加する摺
接部を設け、ピストンによって区画される２つのシリン
ダ室にそれぞれ配管を接続し、両シリンダ室のうち一方
のシリンダ室に対応する配管にはそのシリンダ室から排
出される流体の流量を規制して流体を徐々に排出させる
排出流量規制手段を設け、前記一方のシリンダに対し流
体を供給して前記ピストンを移動させるとともに、その
移動途中で前記一方のシリンダ室から徐々に流体を排出
させることによりピストンの制動力となる前記摩擦力を
同ピストンに徐々に作用させてシリンダの中間位置でピ
ストンを停止させるシリンダの制御回路をその要旨とし
ている。

【０００９】請求項３に記載の発明は、請求項２に記載
のシリンダの制御回路において、前記一方のシリンダ室
に対応する配管に、そのシリンダ室に供給される流体の
流量を調整する供給流量規制手段を設けたことをその要
旨とする。

【００１０】請求項４に記載の発明は、請求項２に記載
のシリンダの制御回路において、前記排出流量規制手段
は、チェック弁と絞り弁とを並列に接続した回路である
ことをその要旨としている。

【００１１】請求項５に記載の発明は、請求項３に記載
のシリンダの制御回路において、前記供給流量調整手段
はチェック弁と可変絞り弁とを並列に接続した第１のス
ピードコントローラであり、前記排出流量規制手段は前
記第１のスピードコントローラにおけるチェック弁に対
し逆向きに設けられたチェック弁と可変絞り弁とを並列
に接続した第２のスピードコントローラであることをそ
の要旨としている。

【００１２】請求項６に記載の発明は、シリンダ本体内
にピストンを無潤滑状態で移動可能に配設し、そのピス
トンには無潤滑状態下で移動速度の増大に伴ってシリン
ダ本体との間の摩擦力が途中で低下することなく増加す
る摺接部を設けたシリンダと、前記ピストンによって区
画される２つのシリンダ室にそれぞれ接続される配管
と、前記両配管と流体供給源との間に設けられ、中立位
置と供給位置とに切り換えられる切換弁と、前記中立位
置は前記両配管が大気側に連通され前記両シリンダ室の
流体が大気中に排出される位置であることと、前記供給
位置は前記両配管のうち一方の配管と流体供給源とが接
続されて一方のシリンダ室に流体が供給されるととも
に、他方の配管が大気側に連通され他方のシリンダ室の
流体が大気中に排出される位置であることと、前記両配
管のうち流体の給排が行われる側の配管に設けられ、シ
リンダ室から排出される流体の流量を調整する排出流量
規制手段と、前記ピストンの所定位置を検出するピスト
ン位置検出手段と、前記ピストンを移動させる際に前記
切換弁を中立位置から供給位置に切り換えるとともに、
前記ピストン位置検出手段の検出結果に基づいて切換弁
を中立位置に戻す制御手段とを備えたシリンダの制御シ
ステムをその要旨としている。

【００１３】（作用）従って、請求項１に記載の発明に
よれば、シリンダ本体内のピストンは、一方のシリンダ
室に流体が供給されることにより移動し、その移動途中
で前記一方のシリンダ室の流体が流量規制されながら徐
々に排出される。すると、ピストンの摺接部とシリンダ
本体との間の摩擦力がピストンに対する制動力として徐
々に作用する。これにより、流体の給排制御のみでピス
トンをシリンダ本体の中間位置、即ちシリンダ本体内の
両端間の中間位置でスムーズに停止させることができ
る。

【００１４】請求項２に記載の発明によれば、シリンダ
本体内のピストンは、一方のシリンダ室に流体が供給さ
れることにより移動し、その移動途中で前記一方のシリ
ンダ室の流体が排出流量規制手段により流量規制されな
がら排出される。すると、ピストンの摺接部とシリンダ
本体との間の摩擦力がピストンに対する制動力として徐
々に作用する。これにより、流体の給排制御のみでピス
トンをシリンダ本体の中間位置、即ちシリンダ本体内の
両端間の中間位置でスムーズに停止させることができ
る。

【００１５】請求項３に記載の発明によれば、請求項２
に記載の発明において、供給流量調整手段により流体の
供給量が調整されているため、ピストンの移動速度を変
更することができる。

【００１６】請求項４に記載の発明によれば、請求項２
に記載の発明において、一方のシリンダ室の流体は絞り
弁によって規制された流量で排出される。請求項５に記
載の発明によれば、請求項３に記載の発明において、一
方のシリンダ室へ流体が供給される際には、第２のスピ
ードコントローラはチェック弁を介して流体を通過さ
せ、第１のスピードコントローラは可変絞り弁を介して
流体を通過させる。ゆえに、第２のスピードコントロー
ラの可変絞り弁では流量調整がなされず、第１のスピー
ドコントローラの可変絞り弁のみで調整された流量で流
体がシリンダ室へ供給される。

【００１７】一方のシリンダ室から流体が排出される際
には、第１のスピードコントローラはチェック弁を介し
て流体を通過させ、第２のスピードコントローラは可変
絞り弁を介して流体を通過させる。ゆえに、第１のスピ
ードコントローラの可変絞り弁では流量調整がなされ
ず、第２のスピードコントローラの可変絞り弁のみで調
整された流量で流体がシリンダ室から排出される。

【００１８】請求項６に記載の発明によれば、制御手段
によって中立位置にある切換弁が供給位置に切り換えら
れると、一方のシリンダ室に流体が供給されてピストン
が移動する。そして、ピストン位置検出手段によりピス
トンの所定位置が検出されると、制御手段は切換弁を供
給位置から中立位置に戻し、一方のシリンダ室の流体が
排出される。このとき、シリンダ室内の流体は、排出流
量規制手段により流量規制されながら排出される。する
と、ピストンの摺接部とシリンダ本体との間の摩擦力が
ピストンに対する制動力として徐々に作用する。これに
より、流体の給排制御のみでピストンをシリンダ本体の
中間位置、即ちシリンダ本体内の両端間の中間位置でス
ムーズに停止させることができる。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、実施形態を図１〜図４に従
って説明する。図１は、シリンダ制御システム１を示
し、図２はその制御システム１におけるシリンダ２を示
している。シリンダ２のシリンダ本体３は筒体からなる
チューブ４と、そのチューブ４の一端を気密に閉塞する
ヘッドカバー５と、他端を気密に閉塞するロッドカバー
６とから構成されている。そして、ヘッドカバー５及び
ロッドカバー６によって閉塞された前記チューブ４の内
部には、シリンダ室７が形成されている。

【００２０】前記シリンダ室７にはピストン８が配設さ
れ、同シリンダ室７が第１シリンダ室９と第２シリンダ
室１０とに区画されている。前記ヘッドカバー５には第
１ポート１１が形成され、ロッドカバー６には第２ポー
ト１２が形成されている。第１ポート１１は、前記第１
シリンダ室９に連通され、その第１シリンダ室９に流体
としてのエアを給排する。第２ポート１２は、前記第２
シリンダ室１０に連通され、その第２シリンダ室１０に
エアを給排する。

【００２１】前記ピストン８にはピストンロッド１３が
設けられ、そのピストンロッド１３は前記ロッドカバー
６に形成された貫通孔１４を貫通してシリンダ本体３の
外部に突出されている。貫通孔１４を貫通しているピス
トンロッド１３の外周にはロッドパッキン１５が設けら
れており、第２シリンダ室１０とシリンダ本体３の外部
との間の気密性が確保されている。また、前記ピストン
８の外周面には、摺接部としてのピストンパッキン１６
が設けられており、前記第１シリンダ室９と前記第２シ
リンダ室１０との間の気密性が確保されている。

【００２２】従って、前記第１ポート１１から第１シリ
ンダ室９にエアが供給されると、ピストン８はロッドカ
バー６側に移動する。反対に、第２ポート１２からエア
を供給すると、ピストン８はヘッドカバー５側に移動す
る。

【００２３】前記ピストン８は、前記チューブ４との間
に潤滑剤を全く使用しない無潤滑状態で配設されてい
る。さらに、前記ピストンパッキン１６は、無潤滑状態
下でピストン８の移動速度の増大に伴ってチューブ４と
の間に作用する摩擦力が途中で低下することなく増大す
る材質から形成されている。このため、このピストンパ
ッキン１６が設けられているピストン８は、いわゆる高
摺動型ピストンと呼ばれるものである。そして、本実施
形態におけるピストンパッキン１６はフッ素樹脂を用い
て形成されている。このため、前記第１シリンダ室９に
エアが供給されてピストン８が移動している途中で、エ
アの供給を止めて第１シリンダ室９からエアを排出させ
ると、チューブ４とピストンパッキン１６との間に作用
する摩擦力がピストン８に対する制動力となる。この制
動力によって前記ピストン８は停止される。また、前記
第２シリンダ室１０にエアが供給されてピストン８が移
動している場合でも、同様にしてピストン８は停止され
る。

【００２４】図１に示されているように、前記第１ポー
ト１１には第１の配管２１が接続され、前記第２ポート
１２には第２の配管２２が接続されている。この両配管
２１，２２は切換弁としての電磁弁２３を介してエア供
給源２４に接続されている。この電磁弁２３は、第１及
び第２電磁ソレノイド２５，２６を備えた３位置５ポー
ト型の電磁弁によって構成されている。

【００２５】前記電磁弁２３は、両電磁ソレノイド２
５，２６が消磁状態にあるとき、中立位置２７に切り換
えられる。このとき、第１及び第２シリンダ室９，１０
は前記両配管２１，２２を介して大気側に連通される。
一方、第１電磁ソレノイド２５が励磁状態にあるとき、
電磁弁２３は供給位置である第１の位置２８に切り換え
られる。このとき、第１シリンダ室９とエア供給源２４
とは第１の配管２１を介して連通され、第２シリンダ室
１０は第２の配管２２を介して大気側に連通される。ま
た、第２電磁ソレノイド２６が励磁状態にあるとき、電
磁弁２３は供給位置である第２の位置２９に切り換えら
れる。このとき、第２シリンダ室１０とエア供給源２４
とは第２の配管２２を介して連通され、第１シリンダ室
９は第１の配管２１を介して大気側に連通される。

【００２６】従って、第１電磁ソレノイド２５が励磁さ
れて電磁弁２３が中立位置２７から第１の位置２８に切
り換えられると、第１シリンダ室９にエアが供給され、
前記ピストン８がロッドカバー６側に移動する。また、
第２電磁ソレノイド２６が励磁されて電磁弁２３が中立
位置２７から第２の位置２９に切り換えられると、第２
シリンダ室１０にエアが供給され、前記ピストン８がヘ
ッドカバー５側に移動する。そして、第１電磁ソレノイ
ド２５が消磁されて第１の位置２８から中立位置２７に
切り換えられると、シリンダ室９からエアが排出されて
シリンダ室９内の圧力が大気圧とほぼ等しくなる。第２
電磁ソレノイド２６が消磁されて第２の位置２９から中
立位置２７に切り換えられた場合も同様に、シリンダ室
１０内の圧力が大気圧とほぼ等しくなる。これにより、
ピストン８には前記ピストンパッキン１６とチューブ４
との間の摩擦力のみが働くため、その摩擦力が制動力と
なってピストン８は直ちに停止する。

【００２７】前記シリンダ制御システム１には、前記第
１及び第２電磁ソレノイド２５，２６に励磁信号を出力
する制御手段としての制御回路３０が備えられている。
そして、この制御回路３０に内蔵された制御プログラム
に従って、同制御回路３０から第１電磁ソレノイド２５
あるいは第２電磁ソレノイド２６に励磁信号が出力され
る。これにより、前記ピストン８がロッドカバー６側あ
るいはヘッドカバー５側に移動される。

【００２８】また、前記シリンダ制御システム１は、前
記ピストンロッド１３の先端部に取り付けられるワーク
Ｗの位置を検出するリミットスイッチである第１検出ス
イッチＳＷ１及び第２検出スイッチＳＷ２を備えてい
る。両検出スイッチＳＷ１，ＳＷ２は、制御手段３０に
検出信号を出力する。このような検出信号が制御手段３
０に入力された場合、制御回路３０から電磁ソレノイド
２５，２６に対する励磁信号の出力が停止される。従っ
て、第１検出スイッチＳＷ１または第２検出スイッチＳ
Ｗ２によってワークＷが検出されると、第１の位置２８
または第２の位置２９に切り換えられていた電磁弁２３
が中立位置２７に切り換えられる。これにより、前記ピ
ストン８は停止される。

【００２９】前記第１検出スイッチＳＷ１は、ピストン
８がロッド側ストロークエンドの手前における所定の位
置にあるときにワークＷを検出するように設けられてい
る。第２検出スイッチＳＷ２は、ピストン８がヘッド側
ストロークエンドの手前における所定の位置にあるとき
にワークＷを検出するように設けられている。

【００３０】本実施形態では、前記第１検出スイッチＳ
Ｗ１及び第２検出スイッチＳＷ２によってピストン位置
検出手段が構成されている。前記第１及び第２の配管２
１，２２上において、前記電磁弁２３と第１及び第２ポ
ート１１，１２との間には、供給流量調整手段としての
第１のスピードコントローラ４１，４２がそれぞれ設け
られている。これら第１のスピードコントローラ４１，
４２は、いずれもチェック弁４４とそれに並列に接続さ
れた可変絞り弁４３とによって構成されている。このチ
ェック弁４４は、それぞれシリンダ室９，１０からのエ
アの通過のみを許容するような向きに設けられている。
このため、この第１のスピードコントローラ４１，４２
をエアが通過する場合において、エア供給源２４からの
エアは必ず可変絞り弁４３を通過して流量が規制され
る。そして、シリンダ室９，１０からのエアは、開放さ
れたチェック弁４４の側を優先的に流れることから、可
変絞り弁４３による流量規制を受けない。

【００３１】従って、シリンダ室９，１０にエアを供給
する際、エアは、第１のスピードコントローラ４１，４
２の可変絞り弁４３によって流量が規制されたうえで供
給される。このため、可変絞り弁４３の開度を調整する
ことによりピストン８の移動速度が調整される。

【００３２】また、同じく前記第１及び第２の配管２
１，２２上において、前記電磁弁２３と第１及び第２ポ
ート１１，１２との間には、排出流量規制手段としての
第２のスピードコントローラ４５，４６がそれぞれ設け
られている。これら第２のスピードコントローラ４５，
４６は、いずれもチェック弁４８とそれに並列に接続さ
れた絞り弁４７とによって構成されている。このチェッ
ク弁４８は、それぞれ前記第１のスピードコントローラ
４１，４２におけるチェック弁４４とはその向きが逆と
なるように設けられている。つまり、エア供給源２４か
らのエアの通過のみを許容する向きに設けられている。
このため、この第２のスピードコントローラ４５，４６
をエアが通過する場合において、エア供給源２４からの
エアは、開放されたチェック弁４８の側を優先的に流れ
ることから、絞り弁４７による流量規制を受けない。そ
して、シリンダ室９，１０からのエアは必ず絞り弁４７
を通過して流量が規制される。そして、この絞り弁４７
は、それぞれ流量の規制量を調整することができる可変
絞り弁である。

【００３３】従って、シリンダ室９，１０からエアを排
出する際は、第２のスピードコントローラ４５，４６の
絞り弁４７によって調整された規制量により流体は徐々
に排出される。

【００３４】次に、このシリンダ制御システム１の動作
を図１〜図３に基づいて説明する。図１に示されている
ように、初期の状態においてワークＷは第１検出スイッ
チＳＷ１と第２検出スイッチＳＷ２との間であって、か
つ第２検出スイッチＳＷ２に近い位置にある。そして、
電磁弁２３は中立位置２７にあり、第１及び第２のスピ
ードコントローラ４１，４２，４５，４６は予め所定の
開度となるように調整されている。

【００３５】この初期状態から制御回路３０に内蔵され
た制御プログラムに従って、制御回路３０は第１電磁ソ
レノイド２５に対し励磁信号を出力する。これにより、
電磁弁２３は中立位置２７から第１の位置２８に切りか
わる。すると、第１シリンダ室９とエア供給源２４とが
第１の配管２１を介して連通し、第１シリンダ室９にエ
アが流入する。このときを開始時間Ｔ０とする。

【００３６】図３に示されているように、シリンダ室９
内の圧力は開始時間Ｔ０における大気圧Ｐ０から直線的
に増加し、所定の圧力Ｐ１に近づくにつれて徐々に増加
するようになり、その後時間Ｔ１において圧力は前記所
定の圧力Ｐ１で一定となる。そして、ピストン８及びワ
ークＷは、シリンダ室９の圧力がある値となると初期位
置Ｌ０から徐々に移動し始め、時間Ｔ１で圧力が一定と
なった後には直線的に移動距離が変化する。即ち、ピス
トン８及びワークＷは一定速度で移動する。このとき、
第１のスピードコントローラ４１によって第１シリンダ
室９に流入するエアの流量を調整しているため、所定の
圧力Ｐ１となる時間Ｔ１を調整することができるととも
に、ピストン８の移動速度を調整することができる。こ
うして、ワークＷはピストンロッド１３の突出方向へ移
動する。

【００３７】このピストン８が一定速度で移動している
状態では、図２に矢印で示したように、シリンダ室９が
所定の圧力Ｐ１となっていることにより、ピストン８に
はロッドカバー６側に向けた一定の推力Ｆ１がかかって
いる。一方、シリンダ室１０は大気圧Ｐ０となっている
ことから、ピストン８にはヘッドカバー５側に向けた推
力Ｆ２がかかっている。また、ピストン８にはチューブ
４との間の摩擦力Ｆ３がヘッドカバー５側に向けて働い
ている。従って、この状態においては、推力Ｆ１と推力
Ｆ２との差による駆動力Ｆ４が摩擦力Ｆ３と釣り合って
一定速度を保っている。

【００３８】そして、第１検出スイッチＳＷ１がワーク
Ｗを検出すると、第１検出スイッチＳＷ１は制御回路３
０に検出信号を出力する。この検出信号が入力されると
制御回路３０は、第１電磁ソレノイド２５に対する励磁
信号の出力を停止する。これにより、電磁弁２３は第１
の位置２８から中立位置２７に切りかわる。すると、第
１シリンダ室９は第１の配管２１を介して大気側に連通
し、第１シリンダ室９からエアが流出する。このときを
検出時間Ｔ２とする。

【００３９】すると、シリンダ室９内の圧力は所定の圧
力Ｐ１から直線的に減少し、大気圧Ｐ０に近づくにつれ
て徐々に減少するようになり、その後時間Ｔ３において
圧力は大気圧Ｐ０となる。そして、ピストン８及びワー
クＷは検出時間Ｔ２から徐々に移動速度が減少し、第１
検出スイッチＳＷ１が設けられた位置Ｌ１から所定量離
れた中間位置Ｌ２で停止する。

【００４０】このピストン８の移動速度が徐々に減少す
る状態では、第２のスピードコントローラ４５の絞り弁
４７によって調整された規制量に応じてシリンダ室９内
のエアが徐々に排出され、推力Ｆ１は徐々に減少してい
る。このため、前記摩擦力Ｆ３はその減少した推力Ｆ１
の分の力だけ前記駆動力Ｆ４に打ち勝ち、その打ち勝っ
た分が制動力となってピストン８に作用する。こうし
て、ピストン８には徐々に制動力が作用することにな
り、これにより徐々に移動速度が減少してピストン８は
スムーズに停止することができる。従って、流体の給排
制御のみでピストン８をロッドカバー６とヘッドカバー
５との間の中間位置Ｌ２にてスムーズに停止させること
ができる。それに伴い、ワークＷもスムーズに停止す
る。

【００４１】また、絞り弁４７の開度調整によって、第
１検出スイッチＳＷ１を設けた位置からピストン８及び
ワークＷが停止する位置を適宜調整することもできる。
そして、この場合のピストン８及びワークＷの停止精度
は、±０．０１mm以下になることが確認されている。

【００４２】ピストン８及びワークＷが停止した後、前
記制御回路３０は再び制御プログラムに従って第２電磁
ソレノイド２６に対し励磁信号を出力する。これによ
り、電磁弁２３は中立位置２７から第２の位置２９に切
りかわる。すると、前記第１の位置２８に切りかわった
状態と同様にして、今度はピストン８は第１のスピード
コントローラ４２によって調整した移動速度でロッドカ
バー６側に移動する。

【００４３】そして、第２検出スイッチＳＷ２がワーク
Ｗを検出すると、前記第１検出スイッチＳＷ１の場合と
同様にして、流体の給排制御のみでピストン８をロッド
カバー６とヘッドカバー５との間の中間位置にてスムー
ズに停止させることができる。また、ピストン８が停止
する位置を適宜調整することも前記第１検出スイッチＳ
Ｗ１の場合と同様に可能である。そして、ピストン８の
停止精度も同様に、±０．０１mm以下になることが確認
されている。

【００４４】なお、第１シリンダ室９または第２シリン
ダ室１０にエアを供給してピストン８が移動している際
に、もう一方のシリンダ室からエアを排出するが、この
排出は前記第２のスピードコントローラ４５，４６の絞
り弁４７によって規制されている。このため、ピストン
８が移動する際に何らかの影響でエアが流入しているシ
リンダ室の圧力が急激に増加しても、ピストンロッド１
３の急激な飛び出しを防止することができる。

【００４５】従って、上記の操作を繰り返し行うととも
にシリンダ２を搬送装置等によって移動可能に設けれ
ば、ワークＷを所定の位置から所定の位置へ搬送する装
置等に利用することができる。また、ピストン８の停止
精度が±０．０１mm以下であることから、半導体製造装
置における搬送装置にも適用することができる。

【００４６】以下、上記のような実施形態における特徴
的な作用効果を述べる。 ・シリンダ２としてピストン８を、チューブ４との間に
潤滑剤を全く使用することなく配設し、ピストンパッキ
ン１６を、無潤滑状態下でピストン８の移動速度の増大
に伴ってチューブ４との間の摩擦力が途中で低下するこ
となく増大する性質を有するフッ素樹脂を用いて形成し
た。このため、第１シリンダ室９あるいは第２シリンダ
室１０にエアが供給されてピストン８が移動している途
中で、エアの供給を止めてシリンダ室９，１０から流体
を排出すると、チューブ４との間の摩擦力が制動力とな
って働く。その結果、ピストン８を移動途中、即ちロッ
ドカバー６とヘッドカバー５との間の中間位置で停止さ
せることができる。従って、シリンダ２に対する流体の
給排制御のみでピストン８をロッドカバー６とヘッドカ
バー５との間の中間位置で停止させることができる。

【００４７】・第１及び第２の配管２１，２２上におい
て、電磁弁２３と第１及び第２ポート１１，１２との間
に、絞り弁４７とチェック弁４８とを並列に接続した第
２のスピードコントローラ４５，４６をそれぞれ設けて
シリンダ室９，１０から排出されるエアの流量を規制す
るようにした。このため、シリンダ室９，１０からエア
が徐々に排出されることになり、ピストン８には徐々に
制動力が作用する。従って、ピストン８の移動速度が徐
々に減少し、ピストン８をスムーズに停止させることが
できる。

【００４８】・第１及び第２の配管２１，２２上におい
て、電磁弁２３と第１及び第２ポート１１，１２との間
に、絞り弁４３とチェック弁４４とを並列に接続した第
１のスピードコントローラ４１，４２をそれぞれ設けて
シリンダ室９，１０に供給されるエアの流量を調整する
ようにした。このため、絞り弁４３を調整することによ
り、ピストン８の移動速度を調整することができる。

【００４９】・第２のスピードコントローラ４５，４６
を構成する絞り弁４７は可変絞り弁であり、その開度調
整によって、シリンダ室９，１０から排出されるエアの
規制量を調整することができる。そのため、第１検出ス
イッチＳＷ１を設けた位置からピストン８及びワークＷ
が停止する位置を適宜調整することもできる。

【００５０】・第１シリンダ室９または第２シリンダ室
１０にエアが流入してピストン８が移動している際に、
もう一方のシリンダ室から流出する流出量が第２のスピ
ードコントローラ４５，４６によって調整されている。
このため、ピストン８が移動する際に何らかの影響でエ
アが流入しているシリンダ室の圧力が急激に増加して
も、ピストンロッド１３の急激な飛び出しを防止するこ
とができる。

【００５１】尚、上記した実施形態は、例えば次のよう
に変更することも可能である。 ・上記実施形態では、供給流量調整手段及び排出流量規
制手段として、絞り弁４３，４７とチェック弁４４，４
８とを並列に接続したスピードコントローラ４１，４
２，４５，４６を用いたが、流量を調整したり規制する
手段の構成はこれに限らず、例えば図４に示されている
ような手段を用いてもよい。即ち、図４においては、供
給時と排出時とにそれぞれ対応する２つの絞り弁５１，
５２と２位置３ポート型の電磁弁５３とを用いて供給流
量調整手段及び排出流量規制手段を構成している。そし
て、前記制御回路３０は、前記電磁弁２３に対して励磁
信号を出力すると同時に電磁弁５３にも励磁信号を出力
し、励磁信号の出力を停止するのと同時に電磁弁５３に
対しても励磁信号の出力を停止するようになっている。
この構成によっても、上記実施形態と同様の作用効果を
得ることができる。

【００５２】・上記実施形態では、第１の配管２１と第
２の配管２２との両配管に対して、第１及び第２のスピ
ードコントローラ４１，４２，４５，４６を設けたが、
一方の配管に対してのみ両スピードコントローラを設け
た構成としてもよい。この場合、検出スイッチも１つだ
けとなり１方向への移動に対してエアの供給時と排出時
の流量制御を行うことになる。

【００５３】・上記実施形態では、ピストン位置検出手
段としての第１及び第２検出スイッチＳＷ１，ＳＷ２は
リミットスイッチであるとしたが、例えば、光学式の検
出センサ等を用いてもよい。また、ピストン位置検出手
段は、ワークＷの位置を検出するスイッチだけではな
く、ピストンを直接検出する検出センサ、例えばピスト
ンに設けた磁石をシリンダ本体３に設けたセンサ等によ
って検出するように構成としてもよい。

【００５４】・上記実施形態では、シリンダ２としてピ
ストン８にピストンロッド１３を取り付けたシリンダと
したが、エアの給排制御のみによってピストン８を停止
させることができることから、ロッドレスシリンダであ
ってもよい。

【００５５】・上記実施形態では、第１及び第２のスピ
ードコントローラ４１，４２，４５，４６として絞り弁
４３，４７とチェック弁４４，４８とを並列に接続した
構成としたが、スピードコントローラとしてはこれ以外
の構成のものを使用してもよい。

【００５６】・上記実施形態では、摺接部としてピスト
ンパッキン１６を用い、図２上では断面円形のものとし
たが、ピストンパッキンとしての形状はこれに限らず、
四角形等の断面多角形状やリップを設けてチューブ４内
面に密接させるようなもの等であってもよい。また、摺
接部としてはピストン８の外周面に設けられるピストン
パッキンに限らず、ピストン８の側部外縁等に設けられ
シリンダ室９，１０間をシールするものであってもよ
い。

【００５７】・上記実施形態では、ピストン８に設けら
れるピストンパッキン１６をフッ素樹脂から形成した
が、ピストンパッキン１６の材質はこれに限らず、例え
ばポリアセタール樹脂等によって形成してもよい。

【００５８】次に、上記実施形態から把握できる請求項
以外の技術思想を記載する。 ・請求項１，２において、前記排出流量規制手段によっ
て規制する規制量を調整可能としたことを特徴とするシ
リンダの制御回路。これにより、一方のシリンダ室から
流体を排出してピストンの移動速度を減少させる際に、
その減少量を調整することができ、ピストンの停止位置
を適宜調整することができる。

【００５９】・請求項２，６において、他方のシリンダ
室に対応する配管には、そのシリンダ室から排出される
エアの流量を調整する流量調整手段を設けた。これによ
り、一方のシリンダ室にエアが給排されてピストンが移
動している際に、他方のシリンダ室から排出されるエア
の流量が調整され、何らかの影響で一方のシリンダ室の
圧力が急激に増加しても、ピストンの急激な移動を防止
できる。また、他方のシリンダ室にエアを供給してピス
トンを移動させれば、他方のシリンダ室をエアが供給さ
れるシリンダ室として考えることができ、ピストンの両
方向の移動に対して同じ作用効果を得ることができる。

【００６０】・シリンダ本体内にピストンを無潤滑状態
で移動可能に配設し、そのピストンには無潤滑状態下で
移動速度の増大に伴ってシリンダ本体との間の摩擦力が
途中で低下することなく増加する摺接部を設け、ピスト
ンによって区画される２つのシリンダ室のうち一方のシ
リンダ室に対して流体を供給してピストンを移動させ、
その移動途中で前記一方のシリンダ室の流体を排出し、
ピストンとシリンダ本体との間の摩擦力を制動力として
ピストンをシリンダの中間位置で停止させるシリンダの
制御方法であって、前記一方のシリンダ室から排出され
る流体の流量を規制し、それにより前記摩擦力のうちピ
ストンの制動力となる大きさを規制してその規制された
制動力によってピストンを停止させることを特徴とする
シリンダの制御方法。

【００６１】・シリンダ本体内にピストンを無潤滑状態
で移動可能に配設し、そのピストンには無潤滑状態下で
移動速度の増大に伴ってシリンダ本体との摩擦力が途中
で低下することなく増加する摺接部を設け、ピストンに
よって区画される２つのシリンダ室にそれぞれ配管を接
続し、両シリンダ室のうち一方のシリンダ室に対応する
配管にはそのシリンダ室から排出される流体の流量を規
制する排出流量規制手段を設け、前記一方のシリンダに
対し流体を供給して前記ピストンを移動させるととも
に、その移動途中で前記一方のシリンダ室から徐々に流
体を排出させることによりピストンの制動力となる前記
摩擦力を同ピストンに作用させることを特徴とするシリ
ンダの制御回路。

【００６２】尚、この明細書において使用した技術用語
を次のとおり定義する。「流体」とは、酸素、二酸化炭
素、窒素、アルゴン、水素等の単一種類からなる各種気
体や、それらの混合物である空気等の各種混合気体をい
う。

【００６３】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１〜６に記
載の発明によれば、流体の給排制御のみでピストンをシ
リンダ本体の中間位置でスムーズに停止させることがで
きる。従って、中間停止のための把持装置を別に設ける
必要がなくなり、製造コストを低減させることができる
とともに、シリンダの大きさを通常のシリンダ装置と同
じとすることができる。

【００６４】また、請求項３に記載の発明によれば、上
記の効果に加えてピストンの移動速度を調整することが
でき、使用状況に合わせた制御を行うことができる。さ
らに、請求項４に記載の発明によれば、上記の効果に加
えて流量調整手段の構成を簡単にすることができ、一層
の製造コストの削減を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本実施形態のシリンダ制御システムを示す回
路図。

【図２】 図１のシリンダを示す断面図。

【図３】 シリンダ室の圧力及びピストンの移動距離の
変動を示すグラフ。

【図４】 別例のシリンダ制御システムを示す回路図。

【符号の説明】

３…シリンダ本体、８…ピストン、９，１０…シリンダ
室、１６…摺接部としてのピストンパッキン、２１，２
２…配管、２３…切換弁としての電磁弁、２４…流体供
給源、２７…中立位置、２８…供給位置としての第１の
位置、２９…同じく第２の位置、３０…制御手段として
の制御回路、４１，４２…供給流量調整手段としての第
１のスピードコントローラ、４３，４７…絞り弁、４
４，４８…チェック弁、４５，４６…排出流量規制手段
としての第２のスピードコントローラ、ＳＷ１…ピスト
ン位置検出手段としての第１検出スイッチ、ＳＷ２…同
じく第２検出スイッチ。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリンダ本体内にピストンを無潤滑状態
   で移動可能に配設し、そのピストンには無潤滑状態下で
   移動速度の増大に伴ってシリンダ本体との間の摩擦力が
   途中で低下することなく増加する摺接部を設け、ピスト
   ンによって区画される２つのシリンダ室のうち一方のシ
   リンダ室に対して流体を供給してピストンを移動させ、
   その移動途中で前記一方のシリンダ室の流体を流量規制
   しながら徐々に排出することにより、ピストンの制動力
   となる前記摩擦力を同ピストンに徐々に作用させてシリ
   ンダの中間位置でピストンを停止させることを特徴とす
   るシリンダの制御方法。
2. 【請求項２】 シリンダ本体内にピストンを無潤滑状態
   で移動可能に配設し、そのピストンには無潤滑状態下で
   移動速度の増大に伴ってシリンダ本体との摩擦力が途中
   で低下することなく増加する摺接部を設け、ピストンに
   よって区画される２つのシリンダ室にそれぞれ配管を接
   続し、両シリンダ室のうち一方のシリンダ室に対応する
   配管にはそのシリンダ室から排出される流体の流量を規
   制して流体を徐々に排出させる排出流量規制手段を設
   け、前記一方のシリンダに対し流体を供給して前記ピス
   トンを移動させるとともに、その移動途中で前記一方の
   シリンダ室から徐々に流体を排出させることによりピス
   トンの制動力となる前記摩擦力を同ピストンに徐々に作
   用させてシリンダの中間位置でピストンを停止させるこ
   とを特徴とするシリンダの制御回路。
3. 【請求項３】 前記一方のシリンダ室に対応する配管
   に、そのシリンダ室に供給される流体の流量を調整する
   供給流量調整手段を設けたことを特徴とする請求項２に
   記載のシリンダの制御回路。
4. 【請求項４】 前記排出流量規制手段は、チェック弁と
   絞り弁とを並列に接続した回路であることを特徴とする
   請求項２に記載のシリンダの制御回路。
5. 【請求項５】 前記供給流量規制手段はチェック弁と可
   変絞り弁とを並列に接続した第１のスピードコントロー
   ラであり、前記排出流量規制手段は前記第１のスピード
   コントローラにおけるチェック弁に対し逆向きに設けら
   れたチェック弁と可変絞り弁とを並列に接続した第２の
   スピードコントローラであることを特徴とする請求項３
   に記載のシリンダの制御回路。
6. 【請求項６】 シリンダ本体内にピストンを無潤滑状態
   で移動可能に配設し、そのピストンには無潤滑状態下で
   移動速度の増大に伴ってシリンダ本体との間の摩擦力が
   途中で低下することなく増加する摺接部を設けたシリン
   ダと、 前記ピストンによって区画される２つのシリンダ室にそ
   れぞれ接続される配管と、 前記両配管と流体供給源との間に設けられ、中立位置と
   供給位置とに切り換えられる切換弁と、前記中立位置は
   前記両配管が大気側に連通され前記両シリンダ室の流体
   が大気中に排出される位置であることと、前記供給位置
   は前記両配管のうち一方の配管と流体供給源とが接続さ
   れて一方のシリンダ室に流体が供給されるとともに、他
   方の配管が大気側に連通され他方のシリンダ室の流体が
   大気中に排出される位置であることと、 前記両配管のうち流体の給排が行われる側の配管に設け
   られ、シリンダ室から排出される流体の流量を規制する
   排出流量規制手段と、 前記ピストンの所定位置を検出するピストン位置検出手
   段と、 前記ピストンを移動させる際に前記切換弁を中立位置か
   ら供給位置に切り換えるとともに、前記ピストン位置検
   出手段の検出結果に基づいて切換弁を中立位置に戻す制
   御手段とを備えたことを特徴とするシリンダの制御シス
   テム。