JPS61282610A - 速度制御機構を有するシリンダ装置 - 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】 本発明は速度制御機構を有するシリンダ装置に関し、一
層詳細には流体圧シリンダを用いて所定の動作を行うに
際し、シリンダ内のピストンを所定の位置まで急速移動
させる場合であっても、行程終端では効果的にしかも衝
撃なく停止するよう構成した速度制御機構を有するシリ
ンダ装置に関する。

一般に、流体圧シリンダのピストンに連動して物体を移
送する際、通常の速度でピストンをストロークの終端ま
で移動させると、慣性等に起因して被移送物体に非常に
大きな衝撃が加わり、当該物体あるいは流体圧シリンダ
が損傷し、また、騒音を発生することがある。このため
、前記ピストンのストローク終端部近傍でピストンの移
動速度を減速することにより、被移送物体の行程終端の
衝撃を弱める必要がある。

このため、従来から第１図に例示するような速度制御装
置が使用されている。すなわち、この速度制御装置は圧
力源２に接続された切換弁４から通路１２を延在させて
その先端部をピストン６によって仕切られるシリンダ８
内の一方の室１０に連通している。一方、シリンダ８内
の他方の室１４から通路１８を延在させてこれを流量制
御弁１６に接続している。この場合、流量制御弁１６か
ら切換弁４に至る通路２０が配設され、しかも、前記流
量制御弁１６にはダイヤフラム２２に取り付けられた主
弁２４によって開閉される通路２６が形成されている。

ダイヤフラム２２によって仕切られた室２日の内部には
コイルスプリング３０が配設され、このコイルスプリン
グ３０の作用下にダイヤフラム２２は押圧される。また
、通路２６にはコイルスプリング３１によって常時上方
へと押圧される弁３３が設けられ、さらにこの弁３３の
中央部に画成された空間部に円錐台状の弁３８の先端部
が臨んで側路３４を画成する。一方、通路１２にはその
途上において通路４０を分岐し、この通路４０の一端部
に可変絞り弁４２と逆止め弁４４とからなるスピードコ
ントローラ４６を配設している。

さらに、前記スピードコントローラ４６から室２８に連
通ずる通路４８が連結される。

このような従来の速度制御装置の作用は以下の通りであ
る。

先ず、圧力源２から供給された流体は切換弁４、通路１
２を通過して室１０に圧入され、これによってピストン
６が矢印方向に移動する。この結果、室１４内の流体は
、順次、通路１８、流量制御弁１６、通路２０、切換弁
４を経て装置外へ送出される。この時、通路１２内の圧
力は通路４０、可変絞り弁４２）通路４８を経てダイヤ
フラム２２によって画成される室２８に導かれているた
め、室２８の流体圧力が徐々に昇圧する。そして、前記
流体圧力が設定圧以上になった時、ダイヤフラム２２が
変位し、主弁２４が図において下降して通路２６を閉塞
する。従って、その後、ピストン６は弁３３と弁３８に
よって絞られた側路３４を通過する流体の流量に伴って
移動するため、その移動速度は低（なる。

そこで、前記速度制御装置において、ピストン６の減速
開始位置は室２８の流体圧の昇圧の度合によって決定さ
れる。すなわち、ピストン６の変位行程を複数回行う際
、常に所定の位置からピストン６を減速させるためには
前記昇圧の度合が毎回間等でなくてはならない。ところ
が、この昇圧の度合は流体の温度変化、ピストン６に加
わる摩擦力の変化、あるいは、ピストンロッドに連結さ
れる図示しない被移送物体の変更による負荷の変化、お
よび、可変絞り弁４２の精度のように種々の要因によっ
て著しく影響される。従って、事実上、ピストン６を常
に所定の位置から減速させることが出来ず、被移送物体
の好適な移動が不可能であるという不都合が露呈してい
た。

また、ピストンの機械的動作を利用してカム操作による
機械操作弁を用いる速度制御装置、および、リードスイ
ッチ、リミットスイッチ等を用いて電気的に制御する速
度制御装置があるが、いずれの装置も構成要素が多く製
造工程が複雑であり、このため、従来のいずれの装置も
製造コストが高く、電気的な制御による装置では当然の
ことながら専用の電気回路を付設しなければならない等
の難点が存在していた。

本発明は前記の不都合を克服するためになされたもので
あって、ピストンのストローク範囲内の空間に連通ずる
ように流体圧シリンダに複数の孔を設け、これらの孔の
中から流体圧力導出用の一つの孔を任意に選択して流路
を構成し、その孔から導出される流体圧力の変化を効果
的に利用してシリンダから押し出される流体を絞るよう
構成して、ピストンを所定の位置から確実に減速させる
ことにより正確な減速開始位置を確保し、従って、スト
ロークの再現性を確実に得ると共にストローク終端での
過大な衝撃を防止する速度制御機構を有するシリンダ装
置を提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本発明は流体圧シリンダ
の側壁部に少なくとも一つの孔部を形成し、前記孔部に
連通ずる通路を画成した部材を流体圧シリンダに外嵌し
、前記通路を流体圧力の変化に応じて開閉する弁体に接
続するよう構成することを特徴とする。

次に本発明に係る速度制御機構を有するシリンダ装置に
ついて好適な実施例を挙げ、添付の図面を参照しながら
以下詳細に説明する。

図において、参照符号５０は速度制御機構を有するシリ
ンダ装置を示し、その一部を構成するシリンダ５２はそ
の一端部を開口し、他端部を閉塞する。この場合、前記
シリンダ５２の閉塞する側壁にこのシリンダ装置５０を
後述する固定用部材９０と共に図示しない台部に装着す
るための固定用部材５４をボルト５３を介して固着し、
また、孔５８を前記側壁に穿設してピストンロッド８０
をＯリングを介して気密に挿通ずる。なお、シリンダ５
２の長手方向に延在する側壁部には圧力流体を導入する
ためのポート６０と、ピストンの変位作用下に圧力流体
を導出するための孔６２ａ、６２ｂを穿設しておく。さ
らに、シリンダ５２に円筒部材６４を滑動自在に外嵌す
る。この円筒部材６４には、所定の位置にシール部材、
すなわち、０リング６６ａ乃至６６ｆを嵌着する。円筒
部材６４にはそれを貫通する孔６８を穿設し、この孔６
８に連通して螺孔７０を穿設しこれに螺子７２を螺入す
る。なお、０リング６６ｃと６６ｄとの間にシリンダ５
２方向に開口する略り字状の通路７４を穿設しておく。

シリンダ５２の内部には、シール部材７９によって摺動
自在且つ気密な状態でピストン７６を内装し、シリンダ
５２内の室を室７７と室７８とに分割する。この際、ピ
ストン７６に嵌挿するシール部材７９はその断面の直径
が孔６２ａ、６２ｂの直径よりも大きくなるよう選択し
て、孔５２ａ、６２ｂへの嵌入を防止する。さらに、ピ
ストン７６にピストンロッド８０を固着し、前記の通り
、このピストンロッド８０を孔５８に摺動自在且つ気密
な状態で挿通する。この場合、ピストンロッド８０には
螺子部８２を形成しておき、この螺子部８２をピストン
７６、ワシャ８４に挿通してナツト８６を螺着すること
によりピストン７６とピストンロッド８０との一体化を
図る。

一方、シリンダ５２の開口する他端部には速度制御機構
８８を嵌着する。この場合、速度制御機構８８を構成す
るボディにアングル状の固定用部材９０を固着し、この
固定用部材９０および前記固定用部材５４によってシリ
ンダ装置５０を位置決めする。速度制御機構８８にはポ
ート９１が形成され、このポート９１は通路９２と連通
状態にある。そして、前記通路９２に連通して狭小な直
径の側路９４を設け、この側路９４に対し、可変絞り弁
９６を臨ませる。側路９４は実質的には通路９２を迂回
するためのものであり、この通路９２には室９５を画成
してこれに後述する主弁１００を変位自在に収納する。

一方、前記室９５の上方には孔９８を形成し、この孔９
８に主弁１００の柱状部１０２を臨ませる。すなわち、
主弁１００は室９５に収装されたコイルスプリング１０
４によって常時上方へと押圧され、従って、柱状部１０
２の先端部は速度制御機構８８に画成された室１０８に
臨入する。室１０８は摺動する円盤状の隔壁部材１０６
によって室１）０と分離され、前記室１）０は通路１）
２により通路９２）ひいてはシリンダの室７８と連通状
態になっている。また、室１０８から速度制御機構８８
の外部へと開口する通路１）４を形成し、この通路１）
４をシリンダ５２の長手方向に並設され、且つ、円筒部
材６４の通路７４に連結された管路１２８の一端部に臨
ませておく。前記管路１２８．にはその長手方向に伸縮
可能な管体を用いる。なお、前記隔壁部材１０６にコイ
ルスプリング１）８の一端部を係着し、一方、このコイ
ルスプリング１）８の他端部に受止部材１２σを係合さ
せる。この場合、速度制御機構８８にはその一部に内螺
子を有する孔１２２を穿設しておき、受止部材１２０と
一体的に形成された柱状部１２４を前記孔１２２に摺動
自在な状態で挿入し、さらに、螺子１２６を柱状部１２
４に当接するよう孔１２２に螺入する。従って、前記螺
子１２６を螺入すれば、コイルスプリング１）８の弾発
力が調整されることは容易に諒解されよう。

また、両端部に螺子部が形成されたロッド１３０を円筒
部材６４の孔６８に挿通し、前記螺子部の一方を速度制
御機構８８のボディに螺着し、前記口ラド１３０の他方
の螺子部を板体１３２に挿通し、前記螺子部にナツト１
３４を螺着してこのロッド１３０を緊締する。この場合
、板体１３２はシリンダ５２の一方の側壁にボルト１３
５により固定しておく。なお、円筒部材６４は螺子７２
をロッド１３０に対して緊締弛緩することによって位置
決め固定され、通路７４に連通ずる孔６２ａあるいは６
２ｂを任意に選択出来る。

本発明に係るシリンダ装置は基本的には以上のように構
成されるものであり、次に当該装置の作用並びに効果に
ついて説明する。

先ず、第２図に示す位置にあるピストン７６が図の右方
向に移動するストロークを行う場合、ボー）６０から室
７７に流体を圧入する。この圧入された流体によりピス
トン７６が押されて矢印Ａの方向へと移動する。その際
、室７８の圧力流体は孔６２ａ、通路７４、管路１２８
、通路１）４を経て室１０８に導入されると共に、通路
１）２を経て室１）０に導入される。よって、室１０８
および１）０の流体圧力は等しく、主弁１００は開成状
態を維持する。従って、室７８の流体は通路９２を経て
ポート９１から外部へ導出される。

このようにして、ピストン７６は当初の位置から図に示
すＡ方向へと移動し、次にピストン７６が孔６２ａの開
口部を通過する。その瞬間、ポート６０から導入される
室７７の比較的高い圧力流体が、順次、孔６２ａ、通路
７４、管路１２８、通路１）４を経て室１０８に導入さ
れる。この室１０８内に導入された圧力流体が隔壁部材
１０６を図において上方に押し、この結果、柱状部１０
２に対して規制が解除され、コイルスプリング１０４の
弾発力によって主弁１００が上昇して通路９２を閉塞す
る（第３図参照）。これによって、室７８から送出され
る流体は可変絞り弁９６によって開度が絞られた側路９
４を通過することになるため、室７８から送出される流
体量が減少し、この結果、ピストン７６の移動速度が減
速される。この場合、ピストン７６が孔６２ａの開口部
を通過した瞬間に減速を開始するため、減速開始位置は
常に一定となる。すなわち、ピストン７６に加わる負荷
の変化および流体の温度変化にも影響されず、ピストン
７６は所定の位置から確実に減速される。なお、ピスト
ン７６の減速の度合は、可変絞り弁９６の調節により自
由に設定出来る。

このようにして、ピストン７６は孔６２ａの開口部を通
過する位置まで速やかに移動し、前記位置から確実に減
速されて所定の位置で停止することが可能となる。

また、円筒部材６４を移動して通路７４を孔６２ｂに連
通するよう設定しておけば、この場合のストロークにお
いて、ピストン７６は孔６２ｂの開口部を通過する位置
から減速を開始する。すなわち、シリンダ装置５０はそ
のピストン７６のストロークにおいて減速開始位置を任
意に変更することが出来る。また、予め、室１０８に流
体圧力を導入するための孔６２ａ、６２ｂと同様の作用
を施す孔を多数設けてシリンダ５２および円筒部材６４
を構成することによって、ピストン７６の減速開始位置
の選択範囲をより拡大することも可能である。

一方、ピストン７６が第３図の位置から第２図の位置へ
と移動するストロークを行わせる場合、室７７への流体
の圧入を停止した後、ポート９１から通路９２に流体を
圧入する。この時、室１０８への圧力流体の導入はない
ため、隔壁部材１０６はコイルスプリング１）８の作用
下に図における下方向に変位して主弁１００は通路９２
を開く。このため、通路９２に圧入された流体によって
ピストン７６が押圧されて矢印Ｂ方向への移動を開始す
る。また、ピストン７６が孔６２ａの開口部を通過する
場合にも主弁１００の状態は変化しないため、ピストン
７６は通常の速度で所定のストローク終端まで移動する
。

以上説明したように、本発明に係るシリンダ装置のピス
トンの一方のストロークにおいて、常に所定の位置から
確実に減速が開始され、しかも、その減速開始位置を容
易に変更することが出来、他方のストロークにおいては
、ピストンは通常の速度で滑らかに移動する。従って、
物体を往復移動させる場合、当該装置を利用することに
より終端部における衝撃を確実に回避することが出来る
という効果が得られる。さらに、任意の減速開始位置を
選択することが出来るため、多様な要請に応じることが
可能である。

しかも、当該装置は機械操作弁を用いた速度制御装置、
あるいは、リードスイッチ、リミットスイッチ等を用い
た速度制御装置に比較して構成が簡単であり、また、安
価であるという効果も得られる。

以上、本発明について好適な実施例を挙げて説明したが
、本発明はこの実施例に限定されるものではなく、例え
ば、隔壁部材に代替してダイヤフラムを用いて構成する
ことも出来る等、本発明の要旨を逸脱しない範囲におい
て種々の改良並びに設計の変更が可能なことは勿論であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来技術に係る速度制御装置の説明図、第２図
は本発明に係る速度制御機構を有するシリラダ装置のピ
ストンが一方のストローク端に位置する場合の概略縦断
面図、第３図は第２図に示すシリンダ装置のピストンが
他方のストローク端に位置する場合の概略縦断面図、第
４図は第２図および第３図に示すシリンダ装置の概略斜
視図である。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）流体圧シリンダの側壁部に少なくとも一つの孔部
   を形成し、前記孔部に連通する通路を画成した部材を流
   体圧シリンダに外嵌し、前記通路を流体圧力の変化に応
   じて開閉する弁体に接続するよう構成することを特徴と
   する速度制御機構を有するシリンダ装置。
2. （２）特許請求の範囲第１項記載の装置において、弁体
   は一方の圧力流体用ポートに連通し、前記弁体の柱状先
   端部はピストンの変位作用下に孔部を介して圧力流体を
   導入する室内に収装された隔壁部材に係合するよう構成
   し、さらに、前記一方の圧力流体用ポートからシリンダ
   の室内に連通する通路に流量調整弁を介装してなる速度
   制御機構を有するシリンダ装置。