KR20190052116A - 유체압 실린더의 구동 방법 및 구동 장치 - Google Patents

유체압 실린더의 구동 방법 및 구동 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20190052116A
KR20190052116A KR1020197011488A KR20197011488A KR20190052116A KR 20190052116 A KR20190052116 A KR 20190052116A KR 1020197011488 A KR1020197011488 A KR 1020197011488A KR 20197011488 A KR20197011488 A KR 20197011488A KR 20190052116 A KR20190052116 A KR 20190052116A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
cylinder chamber
fluid
air
fluid pressure
switching valve
Prior art date
Application number
KR1020197011488A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102209367B1 (ko
Inventor
유지 다카쿠와
히로유키 아사하라
겐고 몬덴
아키 이와모토
나오키 신조
가즈타카 소메야
아키히로 가자마
Original Assignee
에스엠시 가부시키가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 에스엠시 가부시키가이샤 filed Critical 에스엠시 가부시키가이샤
Priority claimed from PCT/JP2017/031793 external-priority patent/WO2018056036A1/en
Publication of KR20190052116A publication Critical patent/KR20190052116A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102209367B1 publication Critical patent/KR102209367B1/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B11/00—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor
    • F15B11/02—Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member
    • F15B11/024—Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member by means of differential connection of the servomotor lines, e.g. regenerative circuits
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B1/00—Installations or systems with accumulators; Supply reservoir or sump assemblies
    • F15B1/02—Installations or systems with accumulators
    • F15B1/027—Installations or systems with accumulators having accumulator charging devices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B11/00—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor
    • F15B11/06—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor involving features specific to the use of a compressible medium, e.g. air, steam
    • F15B11/064—Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor involving features specific to the use of a compressible medium, e.g. air, steam with devices for saving the compressible medium
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B21/00—Common features of fluid actuator systems; Fluid-pressure actuator systems or details thereof, not covered by any other group of this subclass
    • F15B21/14—Energy-recuperation means
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/20—Fluid pressure source, e.g. accumulator or variable axial piston pump
    • F15B2211/21—Systems with pressure sources other than pumps, e.g. with a pyrotechnical charge
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/20—Fluid pressure source, e.g. accumulator or variable axial piston pump
    • F15B2211/21—Systems with pressure sources other than pumps, e.g. with a pyrotechnical charge
    • F15B2211/212—Systems with pressure sources other than pumps, e.g. with a pyrotechnical charge the pressure sources being accumulators
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/30—Directional control
    • F15B2211/31—Directional control characterised by the positions of the valve element
    • F15B2211/3122—Special positions other than the pump port being connected to working ports or the working ports being connected to the return line
    • F15B2211/3133—Regenerative position connecting the working ports or connecting the working ports to the pump, e.g. for high-speed approach stroke
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/30—Directional control
    • F15B2211/315—Directional control characterised by the connections of the valve or valves in the circuit
    • F15B2211/3157—Directional control characterised by the connections of the valve or valves in the circuit being connected to a pressure source, an output member and a return line
    • F15B2211/31576—Directional control characterised by the connections of the valve or valves in the circuit being connected to a pressure source, an output member and a return line having a single pressure source and a single output member
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/30—Directional control
    • F15B2211/315—Directional control characterised by the connections of the valve or valves in the circuit
    • F15B2211/3157—Directional control characterised by the connections of the valve or valves in the circuit being connected to a pressure source, an output member and a return line
    • F15B2211/31582—Directional control characterised by the connections of the valve or valves in the circuit being connected to a pressure source, an output member and a return line having multiple pressure sources and a single output member
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/40—Flow control
    • F15B2211/405—Flow control characterised by the type of flow control means or valve
    • F15B2211/40515—Flow control characterised by the type of flow control means or valve with variable throttles or orifices
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/40—Flow control
    • F15B2211/415—Flow control characterised by the connections of the flow control means in the circuit
    • F15B2211/41554—Flow control characterised by the connections of the flow control means in the circuit being connected to a return line and a directional control valve
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/70—Output members, e.g. hydraulic motors or cylinders or control therefor
    • F15B2211/705—Output members, e.g. hydraulic motors or cylinders or control therefor characterised by the type of output members or actuators
    • F15B2211/7051—Linear output members
    • F15B2211/7053—Double-acting output members
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/70—Output members, e.g. hydraulic motors or cylinders or control therefor
    • F15B2211/75—Control of speed of the output member
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/80—Other types of control related to particular problems or conditions
    • F15B2211/88—Control measures for saving energy
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/80—Other types of control related to particular problems or conditions
    • F15B2211/885—Control specific to the type of fluid, e.g. specific to magnetorheological fluid
    • F15B2211/8855—Compressible fluids, e.g. specific to pneumatics

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Fluid-Pressure Circuits (AREA)
  • Actuator (AREA)

Abstract

유체압 실린더 구동 장치(20, 20A 내지 20F)는, 전환 밸브(24), 고압 에어 공급원(26), 배출구(28), 및 체크 밸브(30)를 포함한다. 전환 밸브(24)가 제1 위치에 있을 때, 헤드측 실린더실(42)은 고압 에어 공급원(26)에 연통하고, 로드측 실린더실(44)은 배출구(28)에 연통한다. 전환 밸브(24)가 제2 위치에 있을 때, 헤드측 실린더실(42)은 체크 밸브(30)를 통하여 로드측 실린더실(44)에 연통하고, 헤드측 실린더실(42)은 배출구(28)에 연통한다.

Description

유체압 실린더의 구동 방법 및 구동 장치
본 발명은, 유체압 실린더의 구동 방법 및 구동 장치에 관한 것이다. 더욱 상세하게는, 본 발명은, 복귀 공정에서 큰 구동력을 필요로 하지 않는 복동형 유체압 실린더의 구동 방법 및 구동 장치에 관한 것이다.
종래부터, 구동 공정에서는 큰 출력을 필요로 하고, 복귀 공정에서는 큰 출력을 필요로 하지 않는, 공기압을 이용한 복동 액추에이터의 구동 장치가 알려져 있다(일본 실용신안공개 실공평2-002965호 공보 참조).
이 액추에이터 구동 장치는, 도 11에 도시된 바와 같이, 복동 실린더 장치(1)의 구동측 압력실(3)로부터 배출되는 배기의 일부를 어큐뮬레이터(12)에서 회수 및 축적하고, 이것을 복동 실린더 장치(1)의 복귀 동력으로 사용하는 것이다. 구체적으로는, 전환 밸브(5)가 도 11에 도시된 상태로 전환되면, 구동측 압력실(3) 내의 고압 배기가 회수 밸브(10)의 회수 포트(10b)를 통해 어큐뮬레이터(12)에 축적된다. 배출 압력이 저하하여, 배기압과 어큐뮬레이터 압력과의 차이가 작아지면, 구동측 압력실(3) 내의 잔존 공기는 회수 밸브(10)의 배출 포트(10c)로부터 대기에 방출되고, 동시에 어큐뮬레이터(12)의 축압공기가 복귀측 압력실(4)에 유입된다.
상기 액추에이터 구동 장치는, 전환 밸브(5)를 전환시켜도, 배기압과 어큐뮬레이터 압력과의 차이가 작아질 때까지는, 구동측 압력실(3) 내의 고압 공기가 대기에 방출되지 않기 때문에, 복동 실린더 장치(1)의 복귀에 필요한 추진력을 얻을 수 있기까지 시간이 걸린다고 하는 문제가 있다. 또, 배기압과 어큐뮬레이터 압력과의 압력 차이가 큰 동안에는, 회수 밸브(10)의 입구 포트(10a)를 회수 포트(10b)에 연통시키고, 배기압과 어큐뮬레이터 압력과의 압력차이가 작아졌을 때에 입구 포트(10a)를 배출 포트(10c)에 연통시키는 복잡한 구조의 회수 밸브(10)를 필요로 한다.
본 발명은, 이러한 과제를 고려하여 이루어진 것이다. 본 발명의 목적은, 배출 압력을 재이용하여 유체압 실린더를 복귀시킴으로써 에너지 절약을 도모하면서, 복귀에 필요한 시간을 가급적 단축시키고자 하는 것이다. 또, 본 발명의 또 다른 목적은, 배출 압력을 재이용함으로써 유체압 실린더를 복귀시키는 회로를 간소화하고자 하는 것이다.
본 발명에 따른 유체압 실린더의 구동 방법은, 구동 공정과 복귀 공정을 가진다. 구동 공정에서는, 일측 실린더실에 유체 공급원으로부터 유체를 공급함과 함께, 타측 실린더실로부터 유체를 적어도 외부에 배출한다. 복귀 공정에서는, 일측 실린더실에 축적된 유체의 일부를 타측 실린더실을 향하여 공급하면서, 일측 실린더실에 축적된 유체의 다른 일부를 적어도 외부에 배출한다.
또, 본 발명에 따른 유체압 실린더의 구동 장치는, 복동형 유체압 실린더의 구동 장치로서, 전환 밸브와; 유체 공급원과; 배출구와; 공급용 체크 밸브를 포함한다. 이 경우, 전환 밸브가 제1 위치에 있을 때, 일측 실린더실은 유체 공급원에 연통하고, 타측 실린더실은 적어도 배출구에 연통한다. 전환 밸브가 제2 위치에 있을 때, 일측 실린더실은 공급용 체크 밸브를 통하여 타측 실린더실에 연통하고, 일측 실린더실은 적어도 배출구에 연통한다.
상기한 유체압 실린더의 구동 방법 및 구동 장치에 의하면, 일측 실린더실에 축적된 유체가 타측 실린더실로 공급되는 동시에 외부에 배출된다. 이 때문에, 타측 실린더실의 유체압이 증가하고 일측 실린더실의 유체압이 급속히 감소한다. 그 결과, 유체압 실린더의 복귀에 필요한 시간을 가급적 단축할 수 있다. 또, 복잡한 구조의 회수 밸브를 필요로 하지 않고, 공급용 체크 밸브 등의 간단한 회로 구성을 채용하기만 하면 된다. 그 결과, 유체압 실린더를 복귀시키기 위한 회로를 간소화할 수 있다.
상기한 유체압 실린더의 구동 장치에 있어서, 전환 밸브와 배출구와의 사이에는 제1 스로틀 밸브가 설치되어 있는 것이 바람직하다. 이것에 의하면, 외부에 배출되는 유체의 양을 제한할 수 있어, 에너지 절약을 충분히 도모할 수 있다.
상기 제1 스로틀 밸브는, 가변 스로틀 밸브인 것이 바람직하다. 이것에 의하면, 일측 실린더실에 축적된 유체를 타측 실린더실로 공급하는 양과, 일측 실린더실에 축적된 유체를 외부에 배출하는 양과의 비율을 조정할 수 있다.
또, 상기한 유체압 실린더의 구동 장치에 있어서, 타측 실린더실과 전환 밸브와의 사이에 제1 탱크가 설치되어 있는 것이 바람직하다. 이것에 의하면, 일측 실린더실로부터 배출되는 유체를 타측 실린더실과 연결되는 제1 탱크에 축적시켜 둘 수 있어, 복귀 공정시, 타측 실린더실의 용적이 증가될 때에 그 압력이 저하되는 것을 가급적 억제할 수 있다.
상기 제1 탱크의 용적은, 변동하는 일측 실린더실의 용적의 최대치의 대략 절반인 것이 바람직하다. 이것에 의하면, 일측 실린더실에 축적된 유체를 타측 실린더실로 공급할 때에 타측 실린더실의 유체압을 신속히 증가시키는 작용과, 타측 실린더실의 용적이 증가할 때에 그 압력의 저하를 억제하는 작용과의 밸런스를 적정하게 할 수 있다.
또, 상기 구동 장치에서는, 제1 탱크를 포함하는 구성을 대신하여, 공급용 체크 밸브로부터 전환 밸브를 지나서 타측 실린더실에 이르는 배관의 용적을, 구동 장치 내의 다른 배관의 용적보다 크게 할 수 있다. 이것에 의하면, 공급용 체크 밸브로부터 전환 밸브를 지나서 타측 실린더실의 입구에 이를 때까지의 배관 내의 용적을 충분히 확보할 수 있으므로, 제1 탱크를 생략하는 것이 가능하게 된다. 이 경우에도, 제1 탱크를 설치한 경우와 동일한 효과가 용이하게 얻어질 수 있다.
또, 상기 구동 장치는, 전환 밸브에 대해서 배출구와 병렬로 접속되는 제2 탱크를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 전환 밸브가 제1 위치에 있을 때, 타측 실린더실은, 전환 밸브를 통하여 배출구 및 제2 탱크에 연통한다. 또, 전환 밸브가 제2 위치에 있을 때, 일측 실린더실은, 공급용 체크 밸브 및 전환 밸브를 통하여 타측 실린더실에 연통하고, 전환 밸브를 통하여 배출구 및 제2 탱크에 연통한다.
이것에 의하면, 배출구로부터 외부에 배출되는 유체의 일부를 제2 탱크에 축적하므로, 제2 탱크에 축적되는 유체의 양만큼 구동 장치에 있어서의 유체의 소비량이 감소한다. 이 결과, 구동 장치에 의한 에너지 절약을 더욱 실현시킬 수 있다.
이 경우, 전환 밸브와 제2 탱크와의 사이에 축압용 체크 밸브를 설치하면, 제2 탱크에 일단 축적된 유체가 배출구를 통하여 외부에 배출되는 것을 방지할 수 있다.
또, 전환 밸브와 배출구와의 사이에 제2 스로틀 밸브를 설치하고, 제2 스로틀 밸브 및 배출구를 전환 밸브에 대해서 제2 탱크와 병렬로 접속하는 것이 바람직하다. 이것에 의하면, 제1 스로틀 밸브를 설치한 경우와 마찬가지로, 외부에 배출되는 유체의 양을 제한하여, 에너지 절약을 충분히 도모할 수 있다.
이 경우, 제2 스로틀 밸브가 가변 스로틀 밸브이면, 전환 밸브로부터 배출되어 제2 탱크에 공급되는 유체의 양과 배출구를 통하여 외부에 배출되는 유체의 양과의 비율을 용이하게 조정할 수 있다.
또, 상기 구동 장치에 있어서, 유체를 분사하는 분사 기구가 커플러를 통하여 제2 탱크에 접속되어 있는 것이 바람직하다. 이것에 의하면, 제2 탱크에 축적된 유체가 커플러를 통하여 분사 기구에 공급된다. 그 결과, 분사 기구는, 예를 들어, 외부의 대상물을 향하여 유체를 분사하는 것이 가능하게 된다.
또, 상기 구동 장치는, 전환 밸브가 제2 위치에 있을 때, 그리고 일측 실린더실에 축적된 유체의 일부를, 일측 실린더실로부터 공급용 체크 밸브 및 전환 밸브를 통하여 타측 실린더실에 공급할 때, 제2 탱크에 축적된 유체를 타측 실린더실에 공급하는 제1 유체 공급 기구를 더 포함한다. 이것에 의하면, 일측 실린더실로부터 타측 실린더실에 공급되는 유체의 압력이 저하했을 경우, 제2 탱크로부터 제1 유체 공급 기구를 통하여 타측 실린더실에 유체가 공급된다. 이 결과, 유체압 실린더를 확실하게, 또한, 효율적으로 복귀시킬 수 있다.
상기 구동 장치는, 유체 공급원으로부터 제2 탱크에 유체를 공급하는 제2 유체 공급 기구를 더 포함하는 것이 바람직하다. 이것에 의하면, 제2 탱크에 축적된 유체를 이용할 때, 유체의 압력 저하를 억제하는 것이 가능하게 된다.
본 발명의 상기한 그리고 또 다른 목적, 특징 및 장점은, 본 발명의 바람직한 실시형태가 예로서 도시된 첨부 도면과 함께 이어지는 설명으로부터 더욱 명확해질 것이다.
도 1은, 본 발명의 실시형태에 따른 유체압 실린더 구동 장치의 회로도이다.
도 2는, 전환 밸브가 다른 위치에 있을 때의 도 1의 회로도이다.
도 3은, 도 1의 유체압 실린더의 동작시에 있어서의 각 실린더실의 에어 압력과 피스톤 스트로크를 측정한 결과를 나타내는 도면이다.
도 4는, 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 유체압 실린더 구동 장치의 회로도이다.
도 5는, 제1 변형예에 따른 유체압 실린더 구동 장치의 회로도이다.
도 6은, 제2 변형예에 따른 유체압 실린더 구동 장치의 회로도이다.
도 7은, 제3 변형예에 따른 유체압 실린더 구동 장치의 회로도이다.
도 8은, 제4 변형예에 따른 유체압 실린더 구동 장치의 회로도이다.
도 9는, 제5 변형예에 따른 유체압 실린더 구동 장치의 회로도이다.
도 10은, 제6 변형예에 따른 유체압 실린더 구동 장치의 회로도이다.
도 11은, 관련기술에 따른 액추에이터 구동 장치의 회로도이다.
이하, 본 발명에 따른 유체압 실린더의 구동 방법에 대해, 그것을 실시하는 유체압 실린더 구동 장치와의 관계에서 바람직한 실시형태를 들어 첨부의 도면을 참조하면서 설명한다.
1. 본 실시형태의 구성
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시형태에 따른 유체압 실린더 구동 장치(20)는, 복동형의 에어 실린더(유체압 실린더)(22)에 적용된다. 유체압 실린더 구동 장치(20)는, 전환 밸브(24), 고압 에어 공급원(유체 공급원)(26), 배기구(배출구)(28), 체크 밸브(공급용 체크 밸브)(30), 스로틀 밸브(제1 스로틀 밸브)(32), 에어 탱크(제1 탱크)(34) 및 소정의 배관을 포함한다.
에어 실린더(22)는, 실린더 본체(36)의 내부에 왕복 슬라이딩 가능하게 배치된 피스톤(38)을 가진다. 피스톤 로드(40)는, 피스톤(38)에 연결되는 일단부와, 실린더 본체(36)로부터 외부로 연장되는 타단부를 포함한다. 에어 실린더(22)는, 피스톤 로드(40)의 압출시(신장시), 워크피스(도시생략)의 위치결정 등의 일을 행하고, 피스톤 로드(40)의 인입시에는 일을 하지 않는다. 실린더 본체(36)는, 피스톤(38)에 의해 구획되는 2개의 실린더실, 즉, 피스톤 로드(40)와 반대쪽에 위치하는 헤드측 실린더실(일측 실린더실)(42) 및 피스톤 로드(40)와 같은 쪽에 위치하는 로드측 실린더실(타측 실린더실)(44)을 포함한다.
전환 밸브(24)는, 제1 포트(46) 내지 제5 포트(54)를 가지며, 도 2에 도시된 제1 위치와 도 1에 도시된 제2 위치와의 사이에서 전환될 수 있는 솔레노이드 밸브로서 구성된다. 제1 포트(46)는, 배관에 의해 헤드측 실린더실(42)에 연결되고, 체크 밸브(30)의 상류 측에 연결되어 있다. 제2 포트(48)는, 배관에 의해 에어 탱크(34)를 통하여 로드측 실린더실(44)에 연결되어 있다. 제3 포트(50)는, 배관에 의해 고압 에어 공급원(26)에 연결되어 있다. 제4 포트(52)는, 배관에 의해 스로틀 밸브(32)를 통하여 배기구(28)에 연결되어 있다. 제5 포트(54)는, 배관에 의해 체크 밸브(30)의 하류 측에 연결되어 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 전환 밸브(24)가 제2 위치에 있을 때는, 제1 포트(46)와 제4 포트(52)가 연결되고, 제2 포트(48)와 제5 포트(54)가 연결된다. 도 2에 도시된 바와 같이, 전환 밸브(24)가 제1 위치에 있을 때는, 제1 포트(46)와 제3 포트(50)가 연결되고, 제2 포트(48)와 제4 포트(52)가 연결된다. 전환 밸브(24)는, 비통전시에는 스프링의 가압력에 의해 제2 위치에 유지되고, 통전시에는 제2 위치로부터 제1 위치로 전환된다. 또한, 전환 밸브(24)에 대한 통전 또는 비통전은, 상위 장치인 PLC(Programmable Logic Controller)(도시생략)로부터 전환 밸브(24)에의 통전 명령의 출력(통전) 또는 통전정지 명령의 출력(비통전)에 의해 행해진다.
체크 밸브(30)는, 전환 밸브(24)가 제2 위치에 있을 때, 헤드측 실린더실(42)로부터 로드측 실린더실(44)로 향하는 에어의 유동을 허용하고, 로드측 실린더실(44)로부터 헤드측 실린더실(42)로 향하는 에어의 유동을 저지한다.
스로틀 밸브(32)는, 배기구(28)로부터 배출되는 에어의 양을 제한하기 위해서 설치되어 있고, 에어의 배출 유량을 조정할 수 있도록, 통로 면적을 변경 가능한 가변 스로틀 밸브로서 구성되어 있다.
에어 탱크(34)는, 헤드측 실린더실(42)로부터 로드측 실린더실(44)을 향해 공급되는 에어를 축적하기 위해서 설치되어 있다. 에어 탱크(34)를 설치함으로써, 로드측 실린더실(44)의 용적을 실질적으로 크게 할 수 있다. 에어 탱크(34)의 용적은, 예를 들어, 피스톤 로드(40)가 최대 위치까지 신장하였을 때의 헤드측 실린더실(42)의 용적(변동하는 헤드측 실린더실(42)의 용적의 최대치)의 대략 절반으로 설정되어 있다.
2. 본 실시형태의 동작
본 실시형태에 따른 유체압 실린더 구동 장치(20)는, 기본적으로는 이상과 같이 구성되는 것이다. 이하, 도 1 및 도 2를 참조하면서, 그 작용(동작)(본 실시형태에 따른 에어 실린더(22)의 구동 방법)에 관하여 설명한다. 또한, 도 1에 도시된 바와 같이, 피스톤 로드(40)가 끝까지 인입된 상태를 초기 상태로 한다.
이 초기 상태에 있어서, 전환 밸브(24)에 통전시켜 전환 밸브(24)를 제2 위치(도 1 참조)로부터 제1 위치(도 2 참조)로 전환시키면, 구동 공정이 수행된다. 구동 공정에서는, 고압 에어 공급원(26)으로부터 고압 에어가 헤드측 실린더실(42)에 공급되고, 로드측 실린더실(44)의 에어가 스로틀 밸브(32)를 통하여 배기구(28)로부터 배출된다. 구동 공정에서는, 도 2에 도시된 바와 같이, 피스톤 로드(40)는 최대 위치까지 신장되고, 큰 추력으로 그 위치에 유지된다.
피스톤 로드(40)가 신장되어 워크피스의 위치결정 등의 작업을 행한 후, 전환 밸브(24)에의 통전을 정지시키면, 전환 밸브(24)는 제1 위치로부터 제2 위치로 전환되어, 복귀 공정이 수행된다. 복귀 공정에서는, 헤드측 실린더실(42)에 축적된 에어의 일부가 체크 밸브(30)를 통해 로드측 실린더실(44)에 공급된다. 동시에, 헤드측 실린더실(42)에 축적된 에어의 다른 일부가 스로틀 밸브(32)를 통하여 배기구(28)로부터 배출된다. 이 경우에, 로드측 실린더실(44)을 향해 공급되는 에어는, 주로 에어 탱크(34)에 축적된다. 피스톤 로드(40)의 인입이 시작되기 전에, 로드측 실린더실(44) 및 배관 통로를 포함해서, 체크 밸브(30)와 로드측 실린더실(44) 사이에 에어가 존재할 수 있는 영역 중 가장 큰 공간을 차지하는 것은 에어 탱크(34)이기 때문이다. 그 후, 헤드측 실린더실(42)의 에어 압력이 감소하고, 로드측 실린더실(44)의 에어 압력이 상승하면, 그리고 로드측 실린더실(44)의 에어 압력이 헤드측 실린더실(42)의 에어 압력보다 소정값 이상 커지면, 피스톤 로드(40)의 인입이 시작된다. 그리고, 피스톤 로드(40)는 피스톤 로드(40)가 가장 인입된 초기 상태로 복귀한다.
상기 일련의 동작에 있어서의 헤드측 실린더실(42)의 에어 압력(P1), 로드측 실린더실(44)의 에어 압력(P2), 및 피스톤 스트로크를 측정한 바, 도 3에 도시된 결과를 얻을 수 있었다. 이하, 도 3을 참조하면서, 유체압 실린더 구동 장치(20)의 동작 원리(구동 공정 및 복귀 공정)를 상세하게 설명한다. 또한, 도 3에 있어서, 에어 압력의 제로 지점은, 에어 압력이 대기압과 동일한 것을 나타내고, 피스톤 스트로크의 제로 지점은, 피스톤 로드(40)가 가장 인입된 위치에 있는 것을 나타낸다.
먼저, 유체압 실린더 구동 장치(20)의 동작 원리 가운데, 구동 공정에 관하여 설명한다. 전환 밸브(24)에 통전 명령이 출력된 시각 t1에 있어서, 헤드측 실린더실(42)의 에어 압력(P1)은 대기압과 동일하고, 로드측 실린더실(44)의 에어 압력(P2)은 대기압보다 약간 크다.
전환 밸브(24)에 통전 명령이 출력되어, 전환 밸브(24)가 제2 위치(도 1 참조)로부터 제1 위치(도 2 참조)로 전환되면, 헤드측 실린더실(42)의 에어 압력(P1)은 상승을 개시한다. 시각 t2에 있어서, 헤드측 실린더실(42)의 에어 압력(P1)은 피스톤(38)의 정지 마찰 저항에 이기는 양만큼 로드측 실린더실(44)의 에어 압력(P2)을 초과하여, 피스톤 로드(40)의 압출 방향(도 2의 좌측 방향)으로의 이동이 시작된다. 그 후, 시각 t3에 있어서, 피스톤 로드(40)는 최대로 신장된다. 헤드측 실린더실(42)의 에어 압력(P1)은 더욱 상승한 후에 일정해지고, 로드측 실린더실(44)의 에어 압력(P2)은 하강하여 대기압과 동일해진다. 또한, 시각 t2와 시각 t3의 사이에서, 헤드측 실린더실(42)의 에어 압력(P1)이 일시적으로 하강하고, 로드측 실린더실(44)의 에어 압력(P2)이 일시적으로 상승하는 것은, 헤드측 실린더실(42)의 용적이 증가하고, 로드측 실린더실(44)의 용적이 감소한 것에 기인한다고 생각된다.
다음에, 유체압 실린더 구동 장치(20)의 동작 원리 중, 복귀 공정에 대해 설명한다. 시각 t4에 있어서 전환 밸브(24)에 통전 정지 명령이 출력되어, 전환 밸브(24)가 제1 위치로부터 제2 위치에 전환되면, 헤드측 실린더실(42)의 에어 압력(P1)이 하강하기 시작하고, 로드측 실린더실(44)의 에어 압력(P2)이 상승하기 시작한다. 헤드측 실린더실(42)의 에어 압력(P1)이 로드측 실린더실(44)의 에어 압력(P2)과 동일해지면, 체크 밸브(30)의 작용에 의해, 헤드측 실린더실(42)의 에어가 로드측 실린더실(44)을 향해 공급되지 않게 되어, 로드측 실린더실(44)의 에어 압력(P2)의 상승이 멈춘다. 한편, 헤드측 실린더실(42)의 에어 압력(P1)은 계속 하강하고, 시각 t5에 있어서, 로드측 실린더실(44)의 에어 압력(P2)은 피스톤(38)의 정지 마찰 저항에 이기는 양만큼 헤드측 실린더실(42)의 에어 압력(P1)을 초과하여, 피스톤 로드(40)의 인입 방향(도 1의 우측 방향)으로의 이동이 시작된다.
피스톤 로드(40)이 인입 방향으로 이동을 시작하면, 로드측 실린더실(44)의 용적이 증가한다. 그러므로, 로드측 실린더실(44)의 에어 압력(P2)은 하강한다. 하지만, 헤드측 실린더실(42)의 에어 압력(P1)는 그것보다 큰 비율로 하강한다. 그러므로, 로드측 실린더실(44)의 에어 압력(P2)이 헤드측 실린더실(42)의 에어 압력(P1)을 초과하는 상태가 계속된다. 일단 이동을 시작한 피스톤(38)의 슬라이딩 저항은 정지 상태에서의 피스톤(38)의 마찰 저항보다 작다. 그러므로, 피스톤 로드(40)의 인입 방향으로의 이동은 원활하게 행해진다. 또한, 피스톤 로드(40)의 인입시, 에어 탱크(34) 내의 에어 압력도, 피스톤(38)에 대한 인입력(가압력)으로서 이용되는 것은 물론이다.
그리고, 시각 t6에 있어서, 피스톤 로드(40)는 끝까지 들어간 상태로 복귀한다. 이 때, 헤드측 실린더실(42)의 에어 압력(P1)은 대기압과 동일하고, 로드측 실린더실(44)의 에어 압력(P2)은 대기압보다 약간 크다. 다음의 전환 밸브(24)에의 통전 명령이 이루어질 때까지 이 상태가 유지된다.
3. 본 실시형태의 효과
이상 설명한 것처럼, 본 실시형태에 따른 에어 실린더(22)의 구동 방법 및 유체압 실린더 구동 장치(20)에 의하면, 헤드측 실린더실(42)에 축적된 에어가 로드측 실린더실(44)을 향해 공급되는 동시에 외부에 배출된다. 이 때문에, 로드측 실린더실(44)의 에어 압력(P2)이가 증가하고, 헤드측 실린더실(42)의 에어 압력(P1)이 급속히 감소한다. 그 결과, 에어 실린더(22)(의 피스톤 로드(40))의 복귀에 필요한 시간을 가급적 단축시킬 수 있다. 또, 복잡한 구조의 회수 밸브를 필요로 하지 않고, 체크 밸브(30) 등의 간단한 회로 구성을 채용하기만 하면 된다. 그 결과, 에어 실린더(22)를 복귀시키기 위한 회로를 간소화할 수 있다.
또, 전환 밸브(24)와 배기구(28)와의 사이에 스로틀 밸브(32)가 설치되어 있다. 그 결과, 외부에 배출되는 에어의 양을 제한할 수 있어, 에너지 절약을 충분히 도모할 수 있다. 이 경우, 스로틀 밸브(32)는 가변 스로틀 밸브이다. 그 결과, 헤드측 실린더실(42)에 축적된 에어를 로드측 실린더실(44)로 공급하는 에어의 양과, 헤드측 실린더실(42)에 축적된 에어를 외부에 배출할 때의 에어의 배출 유량과의 비율을 조정할 수 있다.
또한, 로드측 실린더실(44)과 전환 밸브(24)와의 사이에 에어 탱크(34)가 설치되어 있다. 그 결과, 헤드측 실린더실(42)로부터 배출되는 에어를 로드측 실린더실(44)에 연결되는 에어 탱크(34)에 축적해 둘 수 있어, 복귀 공정시, 로드측 실린더실(44)의 용적이 증가할 때에 그 에어 압력(P2)이 저하하는 것을 가급적 억제할 수 있다.
이 경우, 에어 탱크(34)의 용적은, 변동하는 헤드측 실린더실(42)의 용적의 최대치의 대략 절반이다. 그 결과, 헤드측 실린더실(42)에 축적된 에어를 로드측 실린더실(44)을 향해 공급할 때에, 로드측 실린더실(44)의 에어 압력(P2)을 신속히 증가시키는 작용과, 로드측 실린더실(44)의 용적이 증대할 때에 그 에어 압력(P2)의 저하를 억제하는 작용과의 밸런스를 적정하게 할 수 있다.
또한, 상기 유체압 실린더 구동 장치(20)에서는, 배기구(28)로부터 배출되는 에어의 양을 제한하기 위해서 스로틀 밸브(32)를 설치한다. 하지만, 스로틀 밸브(32)는 반드시 필요한 구성은 아니다.
또, 상기 유체압 실린더 구동 장치(20)에서는 에어 탱크(34)가 설치된다. 그러나, 도 4에 도시된 바와 같이, 체크 밸브(30)로부터 전환 밸브(24)를 지나서 로드측 실린더실(44)에 이르는 배관(56)의 용적을, 유체압 실린더 구동 장치(20) 내의 다른 배관의 용적보다 크게 할 수 있다. 이것에 의해, 체크 밸브(30)로부터 전환 밸브(24)를 지나서 로드측 실린더실(44)의 입구에 이를 때까지의 배관 내의 용적을 충분히 확보할 수 있으므로, 에어 탱크(34)를 생략할 수 있고, 에어 탱크(34)를 설치한 경우와 동일한 효과가 용이하게 얻어질 수 있다.
4. 본 실시형태의 변형예
다음에, 본 실시형태에 따른 유체압 실린더 구동 장치(20)의 변형예(제1 내지 제6 변형예의 유체압 실린더 구동 장치(20A 내지 20F))에 관하여, 도 5 내지 도 10을 참조하면서 설명한다. 또한, 제1 내지 제6 변형예의 설명에 있어서, 본 실시형태에 따른 유체압 실린더 구동 장치(20)와 동일한 구성요소에 대해서는, 동일한 참조 부호를 부여하고, 그 상세한 설명을 생략한다.
4.1 제1 변형예
제1 변형예의 유체압 실린더 구동 장치(20A)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 제4 포트(52)에 대해, 스로틀 밸브(32)를 통하여, 가변 스로틀 밸브인 스로틀 밸브(제2 스로틀 밸브)(58), 사일렌서(60) 및 배기구(28)가 배관에 의해 직렬로 접속 되어 있는 점에서, 도 4에 도시된 유체압 실린더 구동 장치(20)의 구성과는 다르다.
이 경우, 유체압 실린더 구동 장치(20A)는, 에어 탱크(제2 탱크)(62)를 더 포함한다. 에어 탱크(62)는, 배관에 의해, 체크 밸브(축압용 체크 밸브)(64)를 통하여, 스로틀 밸브(58), 사일렌서(60), 및 배기구(28)와 병렬로 접속되어 있다. 따라서, 제1 변형예에서는, 스로틀 밸브(58) 및 배기구(28)와, 에어 탱크(62)가, 제4 포트(52)에 대해서 병렬로 접속되어 있다.
그리고, 제1 변형예에 있어서, 도 5에 도시된 바와 같이 전환 밸브(24)가 제2 위치에 있을 때, 헤드측 실린더실(42)은, 체크 밸브(30), 배관(56), 및 전환 밸브(24)를 통하여 로드측 실린더실(44)에 연통하고, 전환 밸브(24) 및 스로틀 밸브(32)를 통하여 배기구(28) 및 에어 탱크(62)에 연통한다. 또, 전환 밸브(24)가 제1 위치에 있을 때, 로드측 실린더실(44)은, 전환 밸브(24)를 통하여 배기구(28) 및 에어 탱크(62)에 연통한다.
이와 같이 제1 변형예의 유체압 실린더 구동 장치(20A)에서는, 전환 밸브(24)가 제1 위치 및 제2 위치 중 어느 위치인 경우에도, 제4 포트(52)로부터 배기구(28)를 통하여 외부에 배출되는 에어의 일부를, 체크 밸브(64)를 통하여, 에어 탱크(62)에 축적 가능하다. 이것에 의해, 에어 탱크(62)에 축적하는 양만큼, 유체압 실린더 구동 장치(20A)에 있어서의 에어의 소비량이 감소된다. 이 결과, 유체압 실린더 구동 장치(20A)의 에너지 절약을 더욱 실현시킬 수 있다.
또, 스로틀 밸브(32)와 에어 탱크(62)와의 사이에는 체크 밸브(64)가 배치되어 있다. 그 결과, 일단 에어 탱크(62)에 축적된 에어가 역류하여, 배기구(28)를 통하여 외부에 배출되는 것을 저지할 수 있다.
또한, 스로틀 밸브(58)를 설치하고, 스로틀 밸브(58), 사일렌서(60), 및 배기구(28)를, 제4 포트(52)에 대해서, 체크 밸브(64) 및 에어 탱크(62)와 병렬로 접속하고 있다. 이것에 의해, 스로틀 밸브(32)를 설치한 경우와 마찬가지로, 외부에 배출되는 에어의 양을 제한하여, 에너지 절약을 더욱 도모할 수 있다. 게다가, 스로틀 밸브(58)는 가변 스로틀 밸브이다. 그 결과, 제4 포트(52)로부터 배출되는 에어의 에어 탱크(62)에의 공급량과 배기구(28)를 통하여 외부에 배출되는 에어의 배출 유량과의 비율을 용이하게 조정할 수 있다.
또한, 제1 변형예의 유체압 실린더 구동 장치(20A)는, 제4 포트(52)에 대해서, 스로틀 밸브(58), 사일렌서(60), 에어 탱크(62), 및 체크 밸브(64)가 접속되는 점 이외에는, 도 4의 유체압 실린더 구동 장치(20)와 동일한 구성을 채용하고 있다. 그 결과, 상술한 유체압 실린더 구동 장치(20)와 동일한 효과가 용이하게 얻어질 수 있음은 물론이다.
4.2 제2 변형예
제2 변형예의 유체압 실린더 구동 장치(20B)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 배관(56)을 대신하여, 에어 탱크(34)를 포함하는 점에서, 제1 변형예의 유체압 실린더 구동 장치(20A)(도 5 참조)와는 다르다. 따라서, 체크 밸브(30)로부터 전환 밸브(24)를 통하여 로드측 실린더실(44)에 이르는 배관의 용적과 유체압 실린더 구동 장치(20B) 내의 다른 배관의 용적과의 사이에는, 큰 차이가 없는 것에 유의한다.
유체압 실린더 구동 장치(20B)에 있어서도, 제4 포트(52)에 대해서, 스로틀 밸브(58), 사일렌서(60), 에어 탱크(62), 및 체크 밸브(64)가 접속되어 있다. 그 결과, 제1 변형예의 유체압 실린더 구동 장치(20A)와 동일한 효과를 얻을 수 있다. 또, 유체압 실린더 구동 장치(20B)는 에어 탱크(34)를 포함하므로, 도 1 및 도 2의 유체압 실린더 구동 장치(20)와 동일한 효과를 얻을 수 있다.
4.3 제3 변형예
제3 변형예의 유체압 실린더 구동 장치(20C)는, 도 7에 도시된 바와 같이, 에어 블로우 기구(분사 기구)(66)가 커플러(68)를 통하여 에어 탱크(62)에 접속되어 있는 점에서, 제1 및 제2 변형예의 유체압 실린더 구동 장치(20A, 20B)(도 5 및 도 6 참조)와는 다르다. 커플러(68)는, 체크 밸브를 구비하는 소켓부(68a)와 플러그부(68b)를 포함한다. 소켓부(68a)와 플러그부(68b)가 연결되어, 에어 탱크(62)와 에어 블로우 기구(66)를 연통시킨다.
이것에 의해, 에어 탱크(62)에 축적된 에어는, 커플러(68)를 통하여 에어 블로우 기구(66)에 공급된다. 에어 블로우 기구(66)는, 예를 들어, 분사구(70)로부터 외부의 도시하지 않은 대상물을 향해 에어를 분사하여, 이 대상물에 대한 에어 블로우를 행할 수 있다.
또한, 유체압 실린더 구동 장치(20C)는, 실선으로 도시된 바와 같이 배관(56)을 포함할 수도 있고, 혹은, 점선으로 도시된 바와 같이 배관(56)을 대신하여 에어 탱크(34)를 포함할 수도 있다. 어느 경우에도, 에어 탱크(62)에 축적된 에어를 에어 블로우에 이용하는 것이 가능하고, 제1 및 제2 변형예의 유체압 실린더 구동 장치(20A, 20B)와 동일한 효과를 얻을 수 있다.
4.4 제4 변형예
제4 변형예의 유체압 실린더 구동 장치(20D)는, 도 8에 도시된 바와 같이, 제1 유체 공급 기구(72)가 배치되어 있는 점에서, 제1 내지 제3 변형예의 유체압 실린더 구동 장치(20A 내지 20C)(도 5 내지 도 7 참조)와는 다르다. 제1 유체 공급 기구(72)는, 전환 밸브(24)가 제2 위치에 있을 때, 그리고 헤드측 실린더실(42)로부터 체크 밸브(30) 및 전환 밸브(24)를 통하여 로드측 실린더실(44)에, 헤드측 실린더실(42)에 축적된 에어의 일부를 공급할 때, 에어 탱크(62)에 축적된 에어를 로드측 실린더실(44)에 공급한다.
제1 유체 공급 기구(72)는, 에어 탱크(62)와 로드측 실린더실(44)을 접속하는 배관 상에 배치된 전환 밸브(74), 체크 밸브(76), 및 압력 스위치(78)을 포함한다. 이 경우, 에어 탱크(62)와 제2 포트(48)를 접속하는 배관 상에, 에어 탱크(62)로부터 제2 포트(48)를 향해, 전환 밸브(74)와 체크 밸브(76)가 차례로 배치되어 있다. 또, 제2 포트(48)와 로드측 실린더실(44)을 접속하는 배관에 있어서의 로드측 실린더실(44)에 가까운 지점(에어 탱크(34)와 로드측 실린더실(44)와의 사이)에, 압력 스위치(78)가 배치되어 있다.
전환 밸브(74)는, 통전시에는, 도 8의 제1 위치에 있어, 에어 탱크(62)와 체크 밸브(76)와의 접속을 차단한다. 한편, 비통전시에는, 전환 밸브(74)는, 스프링의 가압력에 의해 제2 위치에 유지되어 에어 탱크(62)와 체크 밸브(76)를 접속한다. 체크 밸브(76)는, 전환 밸브(74)가 제2 위치에 있을 때, 에어 탱크(62)로부터 로드측 실린더실(44)로 향하는 에어의 유동을 허용하고, 로드측 실린더실(44)로부터 에어 탱크(62)로 향하는 에어의 유동을 저지한다.
압력 스위치(78)는, 전환 밸브(24)가 제2 위치에 있을 때, 제2 포트(48)와 로드측 실린더실(44)을 접속하는 배관(예를 들어, 배관(56)) 내를 흐르는 에어의 유체압(작동 압력)이 소정의 제1 역치까지 저하하였는지 아닌지를 검출한다. 작동 압력이 제1 역치까지 저하한 경우에, 압력 스위치(78)는, 그 검출 결과를 나타내는 출력 신호를 PLC에 출력한다. PLC는, 압력 스위치(78)로부터 출력 신호가 입력되지 않았을 때에는, 전환 밸브(74)에 통전 명령을 출력하여 전환 밸브(74)를 제1 위치에 유지시킨다. PLC는, 압력 스위치(78)로부터 출력 신호가 입력되고 있을 때는, 전환 밸브(74)에 통전 정지 명령을 출력하여 전환 밸브(74)를 제2 위치로 전환시킨다.
따라서, 유체압 실린더 구동 장치(20D)에서는, 전환 밸브(24)가 제2 위치에 있을 때, 헤드측 실린더실(42)로부터 로드측 실린더실(44)에 공급되는 에어의 에어 압력이 제1 역치까지 저하했을 경우, 압력 스위치(78)는 PLC에 출력 신호를 출력하고, PLC는 전환 밸브(74)에 통전 정지 명령을 출력하여 전환 밸브를 제2 위치로 전환시킨다. 이러한 방식으로, 에어 탱크(62)에 축적된 에어는, 에어 탱크(62)로부터 전환 밸브(74) 및 체크 밸브(76)를 통하여 로드측 실린더실(44)에 공급된다.
그 결과, 피스톤 로드(40)의 인입시 헤드측 실린더실(42)로부터 로드측 실린더실(44)에 공급되는 에어의 에어 압력이 저하하는 경우에도, 제1 유체 공급 기구(72)를 통하여, 에어 탱크(62)의 에어가 보조적으로 공급된다. 그 때문에, 인입시의 피스톤(38)의 이동 속도를 일정하게 유지할 수 있고, 에어 실린더(22)를 확실하고 또한 효율적으로 복귀시키는 것이 가능해진다. 또한, 유체압 실린더 구동 장치(20D)가 제1 유체 공급 기구(72)를 구비한다는 점 이외에는, 유체압 실린더 구동 장치(20D)는, 제1 및 제2 변형예의 유체압 실린더 구동 장치(20A, 20B)와 동일한 구성을 채용한다. 그 결과, 유체압 실린더 구동 장치(20D)는, 유체압 실린더 구동 장치(20A, 20B)와 동일한 효과를 얻을 수 있음은 물론이다.
4.5 제5 변형예
제5 변형예의 유체압 실린더 구동 장치(20E)는, 도 9에 도시된 바와 같이, 제1 유체 공급 기구(72)가 체크 밸브(76)만을 포함하고, 고압 에어 공급원(26)으로부터 에어 탱크(62)에 에어를 공급하는 제2 유체 공급 기구(80)를 더 포함하는 점에서, 제4 변형예의 유체압 실린더 구동 장치(20D)(도 8 참조)와는 다르다.
제2 유체 공급 기구(80)는, 고압 에어 공급원(26)과 에어 탱크(62)를 접속하는 배관 상에 배치된 에어-작동식 밸브(82)를 포함한다. 에어-작동식 밸브(82)는, 파일럿압인 에어 탱크(62) 내의 에어 압력이 소정의 제2 역치보다 높은 경우에는, 도 9에 도시된 제2 위치를 유지하여, 고압 에어 공급원(26)과 에어 탱크(62)와의 접속을 차단한다. 한편, 에어 탱크(62) 내의 에어 압력이 제2 역치까지 저하했을 경우, 에어-작동식 밸브(82)는 제1 위치로 전환되어, 고압 에어 공급원(26)과 에어 탱크(62)를 연통시킨다. 이것에 의해, 고압 에어 공급원(26)은 에어 탱크(62)에 고압 에어를 공급한다.
그리고, 유체압 실린더 구동 장치(20E)에서는, 전환 밸브(24)가 제2 위치에 있을 때, 그리고 헤드측 실린더실(42)로부터 로드측 실린더실(44)에 공급되는 에어의 에어 압력이 에어 탱크(62) 내의 에어 압력보다 낮아졌을 경우에, 에어 탱크(62)에 축적된 에어가, 에어 탱크(62)로부터 체크 밸브(76)를 통하여 로드측 실린더실(44)에 공급된다. 또, 로드측 실린더실(44)에의 에어의 공급에 의해, 에어 탱크(62) 내의 에어 압력이 제2 역치까지 저하했을 경우, 에어-작동식 밸브(82)가 제2 위치로부터 제1 위치로 전환되어, 고압 에어 공급원(26)으로부터 에어 탱크(62)에 고압 에어가 공급된다. 이 결과, 에어 탱크(62) 내의 에어 압력의 저하를 억제하면서, 로드측 실린더실(44)에 고압 에어를 공급할 수 있다.
이와 같이, 제5 변형예의 유체압 실린더 구동 장치(20E)에서는, 제1 유체 공급 기구(72)가 체크 밸브(76)만을 포함한다. 그 결과, 전환 밸브(74) 및 압력 스위치(78)가 불필요해져, 유체압 실린더 구동 장치(20E)의 간소화를 도모할 수 있다. 또, 유체압 실린더 구동 장치(20E)가 고압 에어 공급원(26)으로부터 에어 탱크(62)에 고압 에어를 공급하는 제2 유체 공급 기구(80)를 더 포함한다. 그 결과, 에어 탱크(62)에 축적된 에어를 이용하는 경우에, 에어 압력의 저하를 억제하는 것이 가능해진다. 또한, 유체압 실린더 구동 장치(20E)가 제2 유체 공급 기구(80)를 포함하는 점 이외에는, 유체압 실린더 구동 장치(20E)는, 제1, 제2 및 제4 변형예의 유체압 실린더 구동 장치(20A, 20B, 20D)와 동일한 구성을 채용한다. 따라서, 유체압 실린더 구동 장치(20E)는, 유체압 실린더 구동 장치(20A, 20B, 20D)와 동일한 효과를 얻을 수 있음은 물론이다.
4.6 제6 변형예
제6 변형예의 유체압 실린더 구동 장치(20F)는, 도 10에 도시된 바와 같이, 에어 탱크(62)에 축적된 에어를 에어 블로우 기구(66)에 의한 에어 블로우에 이용하는 점에서, 제5 변형예의 유체압 실린더 구동 장치(20E)(도 9 참조)와는 다르다. 이 경우, 유체압 실린더 구동 장치(20F)는, 에어 블로우 기구(66) 및 제2 유체 공급 기구(80)를 포함한다. 따라서, 유체압 실린더 구동 장치(20F)는, 제3 및 제5 변형예의 유체압 실린더 구동 장치(20C, 20E)(도 7 및 도 9 참조)와 동일한 효과를 얻을 수 있다. 또, 유체압 실린더 구동 장치(20F)는, 제1 및 제2 변형예의 유체압 실린더 구동 장치(20A, 20B)(도 5 및 도 6 참조)와 동일한 구성을 채용한다. 그 결과, 각각의 유체압 실린더 구동 장치(20A, 20B)와 동일한 효과를 얻을 수 있음은 물론이다.
본 발명에 따른 유체압 실린더의 구동 장치는, 전술한 실시형태에 한정하지 않고, 본 발명의 요지를 일탈하지 않는 범위에서, 여러 가지의 구성을 채택할 수 있음은 물론이다.

Claims (14)

  1. 유체압 실린더(22)를 구동하는 방법으로서,
    유체 공급원(26)으로부터 일측 실린더실(42)에 유체를 공급하고, 타측 실린더실(44)로부터 적어도 외부에 유체를 배출하는 구동 공정과;
    상기 일측 실린더실(42)에 축적된 유체의 일부를 상기 타측 실린더실(44)로 공급하고, 상기 일측 실린더실(42)에 축적된 유체의 다른 일부를 적어도 외부에 배출하는 복귀 공정;
    을 포함하는, 유체압 실린더의 구동 방법.
  2. 복동형 유체압 실린더(22)의 구동 장치(20, 20A 내지 20F)로서,
    전환 밸브(24);
    유체 공급원(26);
    배출구(28); 및
    공급용 체크 밸브(30);
    를 포함하며,
    상기 전환 밸브(24)가 제1 위치에 있을 때, 일측 실린더실(42)은 상기 유체 공급원(26)에 연통하고, 타측 실린더실(44)은 적어도 상기 배출구(28)에 연통하며;
    상기 전환 밸브(24)가 제2 위치에 있을 때, 상기 일측 실린더실(42)은 상기 공급용 체크 밸브(30)를 통하여 상기 타측 실린더실(44)에 연통하고, 상기 일측 실린더실(42)은 적어도 상기 배출구(28)에 연통하는, 유체압 실린더(22)의 구동 장치(20, 20A 내지 20F).
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 전환 밸브(24)와 상기 배출구(28)와의 사이에는 제1 스로틀 밸브(32)가 설치되는, 유체압 실린더(22)의 구동 장치(20, 20A 내지 20F).
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 제1 스로틀 밸브(32)는 가변 스로틀 밸브인, 유체압 실린더(22)의 구동 장치(20, 20A 내지 20F).
  5. 청구항 2 내지 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 타측 실린더실(44)과 상기 전환 밸브(24)와의 사이에는 제1 탱크(34)가 설치되는, 유체압 실린더(22)의 구동 장치(20, 20B 내지 20F).
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 제1 탱크(34)의 용적은 변동하는 상기 일측 실린더실(42)의 용적의 최대치의 절반인, 유체압 실린더(22)의 구동 장치(20, 20B 내지 20F).
  7. 청구항 2 내지 4 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공급용 체크 밸브(30)로부터 상기 전환 밸브(24)를 지나서 상기 타측 실린더실(44)에 이르는 배관의 용적은, 상기 구동 장치(20, 20A, 20C 내지 20F) 내의 다른 배관의 용적보다 큰, 유체압 실린더(22)의 구동 장치(20, 20A, 20C 내지 20F).
  8. 청구항 2 내지 7 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전환 밸브(24)에 대해서 상기 배출구(28)와 병렬로 접속되는 제2 탱크(62)를 더 포함하며,
    상기 전환 밸브(24)가 제1 위치에 있을 때, 상기 타측 실린더실(44)은 상기 전환 밸브(24)를 통하여 상기 배출구(28) 및 상기 제2 탱크(62)에 연통하며;
    상기 전환 밸브(24)가 제2 위치에 있을 때, 상기 일측 실린더실(42)은, 상기 공급용 체크 밸브(30) 및 상기 전환 밸브(24)를 통하여 상기 타측 실린더실(44)에 연통하고, 상기 전환 밸브(24)를 통하여 상기 배출구(28) 및 상기 제2 탱크(62)에 연통하는, 유체압 실린더(22)의 구동 장치(20A 내지 20F).
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 전환 밸브(24)와 상기 제2 탱크(62)와의 사이에는 축압용 체크 밸브(64)가 설치되는, 유체압 실린더(22)의 구동 장치(20A 내지 20F).
  10. 청구항 8 또는 9에 있어서,
    상기 전환 밸브(24)와 상기 배출구(28)와의 사이에는 제2 스로틀 밸브(58)가 설치되며;
    상기 제2 스로틀 밸브(58) 및 상기 배출구(28)는 상기 전환 밸브(24)에 대해서 상기 제2 탱크와 병렬로 접속되는, 유체압 실린더(22)의 구동 장치(20A 내지 20F).
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 제2 스로틀 밸브(58)는 가변 스로틀 밸브인, 유체압 실린더(22)의 구동 장치(20A 내지 20F).
  12. 청구항 8 내지 11 중 어느 한 항에 있어서,
    유체를 분사하는 분사 기구(66)가 커플러(68)를 통하여 상기 제2 탱크(62)에 접속되어 있는, 유체압 실린더(22)의 구동 장치(20C, 20F).
  13. 청구항 8 내지 11 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전환 밸브(24)가 제2 위치에 있을 때, 그리고 상기 일측 실린더실(42)에 축적된 유체의 일부를, 상기 일측 실린더실(42)로부터 상기 공급용 체크 밸브(30) 및 상기 전환 밸브(24)를 통하여 상기 타측 실린더실(44)에 공급할 때, 상기 제2 탱크(62)에 축적된 유체를 상기 타측 실린더실(44)에 공급하는 제1 유체 공급 기구(72)를 더 포함하는, 유체압 실린더(22)의 구동 장치(20D, 20E).
  14. 청구항 12 또는 13에 있어서,
    상기 유체 공급원(26)으로부터 상기 제2 탱크(62)에 유체를 공급하는 제2 유체 공급 기구(80)를 더 포함하는 유체압 실린더(22)의 구동 장치(20E, 20F).
KR1020197011488A 2016-09-21 2017-09-04 유체압 실린더의 구동 방법 및 구동 장치 KR102209367B1 (ko)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JPJP-P-2016-184211 2016-09-21
JP2016184211 2016-09-21
JPJP-P-2016-253074 2016-12-27
JP2016253074A JP6673550B2 (ja) 2016-09-21 2016-12-27 流体圧シリンダの駆動方法及び駆動装置
PCT/JP2017/031793 WO2018056036A1 (en) 2016-09-21 2017-09-04 Driving method and driving device of fluid pressure cylinder

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190052116A true KR20190052116A (ko) 2019-05-15
KR102209367B1 KR102209367B1 (ko) 2021-01-29

Family

ID=61835600

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020197011488A KR102209367B1 (ko) 2016-09-21 2017-09-04 유체압 실린더의 구동 방법 및 구동 장치

Country Status (9)

Country Link
US (1) US10927857B2 (ko)
JP (1) JP6673550B2 (ko)
KR (1) KR102209367B1 (ko)
CN (1) CN109790858B (ko)
BR (1) BR112019005424A2 (ko)
DE (1) DE112017004732B4 (ko)
MX (1) MX2019003183A (ko)
RU (1) RU2731783C9 (ko)
TW (1) TWI646265B (ko)

Families Citing this family (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6673551B2 (ja) 2016-09-21 2020-03-25 Smc株式会社 流体圧シリンダ
CN111051706A (zh) * 2017-09-07 2020-04-21 Smc 株式会社 气缸用流体回路
JP6467733B1 (ja) * 2018-05-21 2019-02-13 Smc株式会社 流体圧シリンダの駆動方法及び駆動装置
JP7214079B2 (ja) 2018-06-13 2023-01-30 Smc株式会社 流体回路用選定システム及び流体回路用選定方法
JP7137160B2 (ja) 2018-06-13 2022-09-14 Smc株式会社 エアシリンダの流体回路
WO2020054320A1 (ja) * 2018-09-13 2020-03-19 Smc株式会社 流体圧シリンダ
WO2020054324A1 (ja) * 2018-09-13 2020-03-19 Smc株式会社 流体圧シリンダ
MX2021002864A (es) * 2018-09-13 2021-05-28 Smc Corp Cilindro hidraulico.
WO2020054321A1 (ja) * 2018-09-13 2020-03-19 Smc株式会社 流体圧シリンダ
WO2020054323A1 (ja) * 2018-09-13 2020-03-19 Smc株式会社 流体圧シリンダの駆動装置
KR20210091311A (ko) * 2018-11-21 2021-07-21 에스엠시 가부시키가이샤 실린더 구동장치 및 유로 유닛
JP2020085183A (ja) * 2018-11-29 2020-06-04 Smc株式会社 流体圧シリンダの駆動装置
DE102019121433B4 (de) * 2019-08-08 2022-12-29 SMC Deutschland GmbH Fluidrückführvorrichtung für einen doppeltwirkenden Zylinder und Verfahren zum Betreiben eines solchen Zylinders
JP2022126927A (ja) * 2021-02-19 2022-08-31 Smc株式会社 エアシリンダの流体回路

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58118303A (ja) * 1981-12-29 1983-07-14 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd 流体圧力回路に於ける再生回路
JP2009275770A (ja) * 2008-05-13 2009-11-26 Caterpillar Japan Ltd 流体圧シリンダ制御回路
JP2013137062A (ja) * 2011-12-28 2013-07-11 Kobelco Contstruction Machinery Ltd 建設機械の油圧シリンダ回路

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1601740A1 (de) * 1967-02-15 1971-01-14 Langen & Co Schaltung fuer doppeltwirkenden hydraulischen Spannzylinder
JPH022965Y2 (ko) 1979-11-08 1990-01-24
SU1000617A1 (ru) * 1981-06-30 1983-02-28 Предприятие П/Я Р-6266 Самореверсирующийс пневмо(гидро)привод
FR2524580A1 (fr) * 1982-04-06 1983-10-07 Valdenaire Maurice Perfectionnements aux installations pneumatiques et dispositif economiseur d'air comprime destine a etre monte sur de telles installations
DE3467025D1 (en) * 1983-05-03 1987-12-03 Alusuisse Electropneumatic drive system for a crust braking device, and method for its operation
AT404291B (de) 1996-07-10 1998-10-27 Hygrama Ag Oszillierventil
JPH11257304A (ja) * 1998-03-09 1999-09-21 Yuken Kogyo Co Ltd 差動回路及び該差動回路を構成する方向切換弁
DE29900349U1 (de) 1999-01-12 1999-04-01 Festo Ag & Co Arbeitsvorrichtung
US20050146252A1 (en) * 2003-12-30 2005-07-07 Ksp Technologies Corp. Cylinder apparatus with a capability of detecting piston position in a cylinder
CN202152773U (zh) * 2011-07-27 2012-02-29 胡国樑 气缸往复控制机构
DE102012001562A1 (de) 2012-01-27 2013-08-01 Robert Bosch Gmbh Ventilanordnung für eine mobile Arbeitsmaschine
CN202597307U (zh) * 2012-04-28 2012-12-12 汕头市甜甜乐糖果食品有限公司 气缸供气控制结构
RU141437U8 (ru) * 2013-03-22 2014-09-20 Общество с ограниченной ответственностью "Браво Моторс" Гидроцилиндр трансформации
CN203239666U (zh) * 2013-04-22 2013-10-16 浙江中德自控阀门有限公司 一种气动双作用执行机构带储气罐的手自动控制系统
CN105927604A (zh) * 2016-06-17 2016-09-07 苏州青林自动化设备有限公司 一种用于大型三次元平衡缸气压回路系统
WO2018056037A1 (en) 2016-09-21 2018-03-29 Smc Corporation Fluid pressure cylinder
JP6673551B2 (ja) 2016-09-21 2020-03-25 Smc株式会社 流体圧シリンダ

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58118303A (ja) * 1981-12-29 1983-07-14 Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd 流体圧力回路に於ける再生回路
JP2009275770A (ja) * 2008-05-13 2009-11-26 Caterpillar Japan Ltd 流体圧シリンダ制御回路
JP2013137062A (ja) * 2011-12-28 2013-07-11 Kobelco Contstruction Machinery Ltd 建設機械の油圧シリンダ回路

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
DE A* *

Also Published As

Publication number Publication date
US20190277310A1 (en) 2019-09-12
RU2731783C9 (ru) 2021-06-22
CN109790858B (zh) 2021-02-12
JP2018054117A (ja) 2018-04-05
DE112017004732T5 (de) 2019-08-01
RU2731783C1 (ru) 2020-09-08
JP6673550B2 (ja) 2020-03-25
TW201816285A (zh) 2018-05-01
TWI646265B (zh) 2019-01-01
CN109790858A (zh) 2019-05-21
KR102209367B1 (ko) 2021-01-29
US10927857B2 (en) 2021-02-23
BR112019005424A2 (pt) 2019-06-18
MX2019003183A (es) 2019-08-05
DE112017004732B4 (de) 2023-04-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20190052116A (ko) 유체압 실린더의 구동 방법 및 구동 장치
KR102175356B1 (ko) 유체압 실린더
KR102162708B1 (ko) 증압장치
KR102511681B1 (ko) 유체압 실린더의 구동방법 및 구동장치
TWI784173B (zh) 氣壓缸的流體迴路
KR102266451B1 (ko) 실린더 구동용 매니폴드 장치 및 실린더 구동장치
CN107009016A (zh) 焊接帽冷却水控制系统
WO2018056037A1 (en) Fluid pressure cylinder
TWI686544B (zh) 氣壓缸用流體回路
JP2020085183A (ja) 流体圧シリンダの駆動装置
WO2018056036A1 (en) Driving method and driving device of fluid pressure cylinder
CN103649558A (zh) 用于控制液压气动的压力传送装置的阀和具有阀的液压气动的压力传送装置
JPWO2019188127A1 (ja) エアシリンダの流体回路
CN104930007A (zh) 一种液压回路的控制阀

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant