TW202244400A - 氣壓缸的流體迴路 - Google Patents

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Abstract

一種氣壓缸(10)的流體迴路,是與附設有排氣口(30A、30B)的切換閥(28)連接,頭側壓力室(22)是藉由第1配管(26A)而與切換閥連接,桿側壓力室(24)是藉由第2配管(26B)而與切換閥連接。在第1配管及切換閥之間的連接處或是在切換閥的第1輸出通口附近配置第1節流部(32A),在第2配管及切換閥之間的連接處或是在切換閥的第2輸出通口附近配置第2節流部(32B)。

Description

氣壓缸的流體迴路
本發明,是有關於氣壓缸的流體迴路,其包含節流部。
以往,為了限制氣壓缸的速度,已知在氣壓缸的給排通口配置固定節流部(固定限流孔)的技術。且,為了可以將氣壓缸的速度調整至最適合者,已知在氣壓缸的給排通口配置可變節流部(可變限流孔)的技術。
例如,在日本特開2019-44952號公報中,記載了具備第1速度控制器及第2速度控制器的氣壓缸。第1速度控制器,是被配置於朝氣壓缸的第1缸室將壓縮空氣給排的缸通口部的開口部。第2速度控制器,是被配置於朝氣壓缸的第2缸室將壓縮空氣給排的缸通口部的開口部。
但是將在給排通口配置了節流部的氣壓缸由高速、高頻率作動的話,熱能量會大量被積蓄於缸室中,氣壓缸各部的溫度會大幅上昇。氣壓缸未具有充分的耐熱性的情況時,或是氣壓缸的動作速度、動作頻率是比假定以上更高的情況時,有可能會減損氣壓缸的耐久性。即,氣壓缸的溫度上昇,有可能對於被設置在氣壓缸的密封墊、節氣閥等的橡膠構件造成負面影響。
[發明所欲解決之問題]
本發明的目的,是解決上述的課題。 [用以解決問題之技術手段]
本發明的氣壓缸的流體迴路,是與附設有排氣口的切換閥連接。氣壓缸,是具備藉由活塞而被區劃的頭側壓力室及桿側壓力室。頭側壓力室是藉由第1配管而與切換閥的第1輸出通口連接,桿側壓力室是藉由第2配管而與切換閥的第2輸出通口連接。藉由切換閥而對於頭側壓力室及桿側壓力室的空氣的給排進行切換。在第1配管及切換閥之間的連接處或是在切換閥的第1輸出通口附近配置第1節流部,在第2配管及切換閥之間的連接處或是在切換閥的第2輸出通口附近配置第2節流部。
依據上述氣壓缸的流體迴路的話,可將由節流部發生的熱積蓄之空氣的容積,是包含第1配管的容積及第2配管的容積。因此,除了空氣的溫度上昇可被抑制以外,因為可伴隨從排氣口的排氣使切換閥被冷卻,所以氣壓缸的溫度上昇被抑制。
在本發明的氣壓缸的流體迴路中,在第1配管及切換閥之間的連接處或是在切換閥的第1輸出通口附近配設第1節流部,在第2配管及切換閥之間的連接處或是在切換閥的第2輸出通口附近配設第2節流部。因此,可以加大空氣的熱容量以外,也可獲得冷卻效果,氣壓缸的溫度上昇可被抑制。
上述的目的、特徵及優點,可參照添附圖面說明的以下的實施方式的說明而容易地了解。
首先,將本發明的基本概念一邊與比較例1及比較例2對照一邊進行說明。在本發明中,在朝氣壓缸將空氣給排的配管及切換閥的連接處、或是在切換閥的輸出通口附近,配置節流部(限流孔)。本發明的說明,也包含與比較例1及比較例2共通的構成。
如圖1所示,氣壓缸10,是具備缸筒12、頭外罩14、桿外罩16及活塞18。在活塞18及頭外罩14之間存在的頭側壓力室22,是藉由第1配管26A而與切換閥28的第1輸出通口31A連接。在活塞18及桿外罩16之間存在的桿側壓力室24,是藉由第2配管26B而與切換閥28的第2輸出通口31B連接。在切換閥28中,附設有朝大氣被開放的第1排氣口30A及第2排氣口30B。
切換閥28,是在第1位置及第2位置之間可切換。在第1位置中,來自流體供給源38的空氣是透過第1配管26A被供給至頭側壓力室22,桿側壓力室24的空氣是透過第2配管26B朝大氣被開放。在第2位置中,來自流體供給源38的空氣是透過第2配管26B被供給至桿側壓力室24,頭側壓力室22的空氣是透過第1配管26A朝大氣被開放。切換閥28被切換至第1位置的話,活塞桿20是被推出。切換閥28被切換至第2位置的話,活塞桿20是被退縮。
本發明中與比較例1及比較例2共通的部分,是如以上。在本發明中,在第1配管26A及切換閥28之間的連接處,或是在切換閥28的第1輸出通口31A附近,配置第1節流部32A。且,在第2配管26B及切換閥28之間的連接處,或是在切換閥28的第2輸出通口31B附近,配置第2節流部32B。
對於此,在比較例1中,如圖2所示,在頭側壓力室22的與第1配管26A連接處(頭側通口)配置第1節流部34A。且,在桿側壓力室24的與第2配管26B連接處(桿側通口)配置第2節流部34B。
且在比較例2中,如圖3所示,在第1配管26A的中途處配置第1節流部36A,在第2配管26B的中途處配置第2節流部36B。在比較例2中,將從第1節流部36A至氣壓缸10為止的第1配管26A的部分稱為「第1配管26A的下游部分」。且,將從第2節流部36B至氣壓缸10為止的第2配管26B的部分稱為「第2配管26B的下游部分」。
接著說明,比較例1中的熱的發生、移動及伴隨其的氣壓缸10的溫度上昇。
在活塞桿20的推出過程中,空氣是通過第1節流部34A被充填至頭側壓力室22。空氣通過第1節流部34A時,空氣持有的能量的一部分會被轉換成熱能量。此熱,是一邊使空氣的溫度上昇,一邊與空氣一起進入頭側壓力室22。此熱,是以空氣作為媒體朝頭外罩14等的氣壓缸10的構成零件被傳達,使該構成零件的溫度上昇。且,上述熱的一部分,是藉由熱傳導,從第1節流部34A被傳達至氣壓缸10的構成零件。在上述活塞桿20的推出過程中桿側壓力室24的空氣通過第2節流部34B時雖也發生熱,但是此熱對於氣壓缸10的影響小。
在活塞桿20的退縮過程中,空氣是通過第2節流部34B而被充填至桿側壓力室24。空氣通過第2節流部34B時,空氣持有的能量的一部分會被轉換成熱能量。此熱,是一邊使空氣的溫度上昇,一邊與空氣一起進入桿側壓力室24。此熱,是以空氣作為媒體朝桿外罩16等的氣壓缸10的構成零件被傳達,使該構成零件的溫度上昇。且上述熱的一部分,是藉由熱傳導,從第2節流部34B被傳達至氣壓缸10的構成零件。在上述活塞桿20的退縮過程中,頭側壓力室22的空氣通過第1節流部34A時雖也發生熱,但是此熱對於氣壓缸10的影響小。
又,在活塞桿20的推出過程中被積蓄在頭側壓力室22的熱的一部分,是在接下來的活塞桿20的退縮過程中與空氣一起從第1節流部34A朝向第1配管26A被放出。且,在活塞桿20的退縮過程中被積蓄在桿側壓力室24的熱的一部分,是在接下來的活塞桿20的推出過程中與空氣一起從第2節流部34B朝向第2配管26B被放出。
如此,伴隨活塞桿20的推出過程及退縮過程所發生的熱,會某固定程度被積蓄在氣壓缸10。活塞18若反覆往復運動的話,氣壓缸10的溫度,會上昇至以自然放熱作為主體的氣壓缸10的放熱量是與氣壓缸10的受熱量成為平衡的狀態為止。在比較例1中,氣壓缸10是成為非常高溫。
接著說明,比較例2中的熱的發生、移動及伴隨其的氣壓缸10的溫度上昇。
在活塞桿20的推出過程中,空氣是通過第1節流部36A被充填至第1配管26A的下游部分及頭側壓力室22。空氣通過第1節流部36A時,空氣持有的能量的一部分會被轉換成熱能量。此熱,是一邊使空氣的溫度上昇,一邊與空氣一起被搬運至第1配管26A的下游部分及頭側壓力室22。此熱,是以空氣作為媒體朝頭外罩14等的氣壓缸10的構成零件被傳達,使該構成零件的溫度上昇。且,上述熱的一部分,是藉由熱傳導,從第1節流部36A朝第1配管26A被傳達,進一步從第1配管26A被傳達至氣壓缸10的構成零件。
在活塞桿20的退縮過程中,空氣是通過第2節流部36B而被充填至第2配管26B的下游部分及桿側壓力室24。空氣通過第2節流部36B時,空氣持有的能量的一部分會被轉換成熱能量。此熱,是一邊使空氣的溫度上昇,一邊與空氣一起被搬運至第2配管26B的下游部分及桿側壓力室24。此熱,是以空氣作為媒體朝桿外罩16等的氣壓缸10的構成零件被傳達,使該構成零件的溫度上昇。且,上述熱的一部分,是藉由熱傳導,從第2節流部36B朝第2配管26B被傳達,進一步從第2配管26B被傳達至氣壓缸10的構成零件。
如此,伴隨活塞桿20的推出過程及退縮過程所發生的熱,不是只有被積蓄於氣壓缸10,也藉由第1配管26A的下游部分及第2配管26B的下游部分被分擔並被積蓄。
活塞18若反覆往復運動的話,氣壓缸10的溫度,會上昇至以自然放熱作為主體的氣壓缸10的放熱量是與氣壓缸10的受熱量成為平衡的狀態為止。此情況,將發生的熱收容之空氣的容積,不是只有頭側壓力室22的容積及桿側壓力室24的容積,也加上第1配管26A的下游部分的容積及第2配管26B的下游部分的容積者。因此,與比較例1相比的話,空氣的熱容量較大,空氣不會成為如比較例1的情況的高溫,氣壓缸10也不會成為如比較例1的情況的高溫。
接著說明,本發明中的熱的發生、移動及放熱(冷卻)及伴隨其的氣壓缸10的溫度上昇。
在活塞桿20的推出過程中,空氣是通過第1節流部32A被充填至第1配管26A整體及頭側壓力室22。空氣通過第1節流部32A時,空氣持有的能量的一部分會被轉換成熱能量。此熱,是一邊使空氣的溫度上昇,一邊與空氣一起被搬運至第1配管26A及頭側壓力室22。此熱,是以空氣作為媒體朝頭外罩14等的氣壓缸10的構成零件被傳達,使該構成零件的溫度上昇。且,上述熱的一部分,是藉由熱傳導,從第1節流部32A朝第1配管26A被傳達,進一步從第1配管26A被傳達至氣壓缸10的構成零件。
在上述活塞桿20的推出過程中,被充填至第2配管26B及桿側壓力室24的空氣,是通過第2節流部32B,從被附設在切換閥28的第2排氣口30B朝大氣中被排出。空氣從第2排氣口30B被排出時,空氣會在絕熱狀態下急劇地膨脹,使空氣的溫度下降。因此,切換閥28被冷卻,第1節流部32A及第2節流部32B也被冷卻。且,可獲得第1配管26A、第2配管26B及那些內部的空氣被冷卻的效果。又,在活塞桿20的推出過程中,被充填至第2配管26B及桿側壓力室24的空氣通過第2節流部32B時雖也會發生熱,但是此熱不會對於氣壓缸10造成影響。
在活塞桿20的退縮過程中,空氣是通過第2節流部32B被充填至第2配管26B整體及桿側壓力室24。空氣通過第2節流部32B時,空氣持有的能量的一部分會被轉換成熱能量。此熱,是一邊使空氣的溫度上昇,一邊與空氣一起被搬運至第2配管26B及桿側壓力室24。此熱,是以空氣作為媒體朝桿外罩16等的氣壓缸10的構成零件被傳達,使該構成零件的溫度上昇。且,上述熱的一部分,是藉由熱傳導,從第2節流部32B朝第2配管26B被傳達,進一步從第2配管26B被傳達至氣壓缸10的構成零件。
在上述活塞桿20的退縮過程中,朝第1配管26A及頭側壓力室22被充填的空氣,是通過第1節流部32A,從被附設在切換閥28的第1排氣口30A朝大氣中被排出。空氣從第1排氣口30A被排出時,空氣是在絕熱狀態下急劇地膨脹,使空氣的溫度下降。因此,切換閥28被冷卻,第1節流部32A及第2節流部32B也被冷卻。且,可獲得第1配管26A、第2配管26B及那些內部的空氣被冷卻的效果。又,在活塞桿20的退縮過程中,朝第1配管26A及頭側壓力室22被充填的空氣通過第1節流部32A時雖也發生熱,但是此熱不會對於氣壓缸10造成影響。
如此,伴隨活塞桿20的推出過程及退縮過程所發生的熱,不是只有被積蓄於氣壓缸10,也藉由第1配管26A整體及第2配管26B整體被分擔並被積蓄。且,藉由伴隨活塞桿20的推出過程及退縮過程,使切換閥28被冷卻,就可獲得第1配管26A、第2配管26B及那些內部的空氣被冷卻的效果。
活塞18若反覆往復運動的話,氣壓缸10的溫度,會上昇至氣壓缸10的放熱量與氣壓缸10的受熱量成為平衡的狀態為止。本發明的情況,將發生的熱收容之空氣的容積,不是只有頭側壓力室22的容積及桿側壓力室24的容積,也加上第1配管26A整體的容積及第2配管26B整體的容積,與比較例2相比,空氣的熱容量是更大。且,因為將第1節流部32A及第2節流部32B直接連接在切換閥28,所以可獲得第1配管26A、第2配管26B及那些內部的空氣被冷卻的效果。因此,空氣不易成為高溫,氣壓缸10的溫度上昇可充分地被抑制。
本發明,為了了解將活塞18由規定的週期往復動(振動)時,各部位的溫度是成為那程度,而對於比較例1及比較例2的各氣壓缸10的流體迴路,進行了實驗。各部位,是缸筒12、頭外罩14、桿外罩16、切換閥28、第1節流部32A、34A、36A及第2節流部32B、34B、36B。
對於所使用的氣壓缸10,缸筒12的內徑是10mm,活塞18的行程是45mm。對於所使用的第1配管26A,內徑是4mm,長度是500mm。同樣地,對於所使用的第2配管26B,內徑是4mm,長度是500mm。第1節流部32A、34A、36A的限流孔徑是被設定成1.1mm,第2節流部32B、34B、36B的限流孔徑是被設定成1.8mm。對於切換閥28的節拍,從切換至第1位置之後至切換至第2位置為止的時間、及從切換至第2位置之後至切換至第1位置為止的時間,皆被設定成35ms。
本發明的情況,從氣壓缸10至第1節流部32A為止的距離,是與第1配管26A的長度相同為500mm。且,從氣壓缸10至第2節流部32B為止的距離,是與第2配管26B的長度相同為500mm。比較例1的情況,從氣壓缸10至第1節流部34A為止的距離是零,從氣壓缸10至第2節流部34B為止的距離是零。在比較例2中,第1節流部36A是被設置在第1配管26A的剛好中央,第2節流部36B是被設置在第2配管26B的剛好中央。因此,從氣壓缸10至第1節流部36A為止的距離是250mm,從氣壓缸10至第2節流部36B為止的距離是250mm。
測量了在室溫25℃下將氣壓缸10作動了5分鐘時的各部位的溫度(最高溫度)。將測量結果匯整之後的表顯示於圖4。
在比較例1中,缸筒12是上昇至100℃為止,頭外罩14是上昇至111℃為止,桿外罩16是上昇至63℃為止。在比較例2中,缸筒12是上昇至64℃為止,頭外罩14是上昇至50℃為止,桿外罩16是上昇至46℃為止。
對於此,在本發明中,缸筒12的溫度只上昇至56℃為止,頭外罩14及桿外罩16的溫度只上昇至39℃為止。可了解,本發明的氣壓缸10的構成零件的溫度上昇是充分地被抑制。
且可了解,在比較例1中,切換閥28的溫度是成為比室溫更低的17℃,切換閥28是相當程度被冷卻。且,在比較例1中,頭外罩14的溫度是大幅超過桿外罩16的溫度。這是顯示,在限流孔徑比第2節流部34B更小的第1節流部34A所發生的熱的影響很大。
(第1實施方式) 對於本發明的第1實施方式的氣壓缸的流體迴路40,一邊參照圖5及圖6一邊說明。氣壓缸的流體迴路40,是具備氣壓缸42、第1配管58、第2配管60、第1速度控制器62(第1節流部)、第2速度控制器64(第2節流部)及切換閥66。
切換閥66,是具有:在內部具有閥孔68a的殼體68、及可滑動地被配置於閥孔68a的滑閥體70。在殼體68中,是附設有附消音器的第1排氣口72及附消音器的第2排氣口74。殼體68,是具備:與無圖示的流體供給源連接的供給通口68b、及與第1速度控制器62連接的第1輸出通口68c、及與第2速度控制器64連接的第2輸出通口68d。
可變節流部也就是第1速度控制器62,是由:在內部具有空氣通路62c的閥本體62a、及插入該空氣通路62c的針閥體62b所構成。從閥本體62a朝外部延伸的針閥體62b的端部,是具有抓持部62d。藉由將此抓持部62d轉動操作,就可以將空氣通路62c的面積變更。閥本體62a是構成L字狀。閥本體62a的一端部是與切換閥66的第1輸出通口68c連接,閥本體62a的另一端部是與第1配管58連接。
可變節流部也就是第2速度控制器64,也與第1速度控制器62同樣,由閥本體64a及針閥體64b所構成。閥本體64a的一端部是與切換閥66的第2輸出通口68d連接,閥本體64a的另一端部是與第2配管60連接。
氣壓缸42,是具備缸筒44、頭外罩46、桿外罩48、活塞50及活塞桿52。在活塞50及頭外罩46之間存在的頭側壓力室54,是與第1配管58連接。在活塞50及桿外罩48之間存在的桿側壓力室56,是與第2配管60連接。
切換閥66,是對應滑閥體70的滑動位置,在將活塞桿52推出的第1位置、及將活塞桿52退縮的第2位置之間可切換。如圖6所示的切換閥66,是被切換至第1位置的狀態中。
切換閥66是位於第1位置的情況時,第1速度控制器62的空氣通路62c是與供給通口68b連通,第2速度控制器64的空氣通路64c是與第2排氣口74連通。來自流體供給源的空氣是通過第1速度控制器62被供給至第1配管58及頭側壓力室54。且,第2配管60的空氣及桿側壓力室56的空氣是通過第2速度控制器64從第2排氣口74朝大氣中被排出。
切換閥66是位於第2位置的情況時,第2速度控制器64的空氣通路64c是與供給通口68b連通,第1速度控制器62的空氣通路62c是與第1排氣口72連通。來自流體供給源的空氣是通過第2速度控制器64被供給至第2配管60及桿側壓力室56。且,第1配管58的空氣及頭側壓力室54的空氣是通過第1速度控制器62從第1排氣口72朝大氣中被排出。
在活塞桿52的推出過程中空氣通過第1速度控制器62時發生的熱,是與空氣一起被搬運至第1配管58及頭側壓力室54。在活塞桿52的退縮過程中空氣通過第2速度控制器64時發生的熱,是與空氣一起被搬運至第2配管60及桿側壓力室56。即,將發生的熱收容之空氣的容積,不是只有頭側壓力室54的容積及桿側壓力室56的容積,也加上第1配管58整體的容積及第2配管60整體的容積,而使空氣的熱容量變大。因此,空氣不易成為高溫,氣壓缸42的溫度上昇是被抑制。
且在活塞桿52的推出過程中,空氣從第2排氣口74被排出時,藉由絕熱膨脹使空氣的溫度下降。在活塞桿52的退縮過程中,空氣從第1排氣口72被排出時,也藉由絕熱膨脹使空氣的溫度下降。由此,切換閥66被冷卻,第1速度控制器62及第2速度控制器64也被冷卻。且,可獲得第1配管58、第2配管60及那些內部的空氣被冷卻的效果。因此,氣壓缸42的溫度上昇被抑制。
依據本實施方式,可將由第1速度控制器62及第2速度控制器64發生的熱積蓄之空氣的容積,是包含第1配管58的容積及第2配管60的容積。因此,空氣的溫度上昇被抑制,氣壓缸42的溫度上昇被抑制。此外,因為切換閥66是伴隨從第1排氣口72及第2排氣口74的排氣而被冷卻,所以氣壓缸42的溫度上昇被抑制。
在本實施方式中,第1節流部及第2節流部雖是可變節流部,但是這些是固定節流部也可以。且,第1節流部及第2節流部,是採用只將朝氣壓缸流入的空氣縮徑,但不將從氣壓缸排出的空氣縮徑的形式者(入口側的節流部)也可以。且,在切換閥66雖附設2個排氣口,但是匯集成1個排氣口也可以。
(第2實施方式) 接著,對於本發明的第2實施方式的氣壓缸的流體迴路80,一邊參照圖7一邊說明。又,對於與上述的氣壓缸的流體迴路40相同或是同等的構成附加同一的參照符號,並省略詳細的說明。
氣壓缸的流體迴路80,是具備氣壓缸42、第1配管58、第2配管60、第1接頭86、第2接頭88及切換閥66。第1接頭86,是將切換閥66的第1輸出通口68c與第1配管58連接的L字狀的接頭。第2接頭88,是將切換閥66的第2輸出通口68d與第2配管60連接的L字狀的接頭。
固定節流部也就是第1節流部82及第2節流部84,是被內藏在切換閥66。具體而言,第1節流部82,是在切換閥66的第1輸出通口68c的附近,被配置於殼體68的閥孔68a中的規定的部位及第1輸出通口68c之間。且,第2節流部84,是在切換閥66的第2輸出通口68d的附近,被配置於殼體68的閥孔68a中的規定的部位及第2輸出通口68d之間。
依據本實施方式,可將由第1節流部82及第2節流部84發生的熱積蓄之空氣的容積,是包含第1配管58的容積及第2配管60的容積。因此,空氣的溫度上昇被抑制,氣壓缸42的溫度上昇被抑制。此外,因為伴隨從第1排氣口72及第2排氣口74的排氣而使被內藏了第1節流部82及第2節流部84的切換閥66被冷卻,所以氣壓缸42的溫度上昇被抑制。
在本發明中,在從氣壓缸至切換閥的流路中流路面積最小且節流效果最高的位置,設置第1節流部及第2節流部。本發明也包含將流路面積比第1節流部及第2節流部更寬的別的節流部配置於從氣壓缸至切換閥的流路中的情況。
本發明,不限定於上述的實施方式,即使不脫離本發明的實質,也可採用各種的構成。
10:氣壓缸 12:缸筒 14:頭外罩 16:桿外罩 18:活塞 20:活塞桿 22:頭側壓力室 24:桿側壓力室 26A:第1配管 26B:第2配管 28:切換閥 30A:第1排氣口 30B:第2排氣口 31A:第1輸出通口 31B:第2輸出通口 32A,34A,36A:第1節流部 32B,34B,36B:第2節流部 34A:第1節流部 34B:第2節流部 36A:第1節流部 36B:第2節流部 38:流體供給源 40:流體迴路 42:氣壓缸 44:缸筒 46:頭外罩 48:桿外罩 50:活塞 52:活塞桿 54:頭側壓力室 56:桿側壓力室 58:第1配管 60:第2配管 62:第1速度控制器 62a:閥本體 62b:針閥體 62c:空氣通路 62d:抓持部 64:第2速度控制器 64a:閥本體 64b:針閥體 64c:空氣通路 66:切換閥 68:殼體 68a:閥孔 68b:供給通口 68c:第1輸出通口 68d:第2輸出通口 70:滑閥體 72:第1排氣口 74:第2排氣口 80:流體迴路 82:第1節流部 84:第2節流部 86:第1接頭 88:第2接頭
[圖1],是說明本發明的基本概念用的圖。
[圖2],是比較例1的概念圖。
[圖3],是比較例2的概念圖。
[圖4],是將有關於本發明及比較例的測量資料匯整之後的表。
[圖5],是本發明的第1實施方式的氣壓缸的流體迴路的外觀圖。
[圖6],是圖5的氣壓缸的流體迴路的剖面圖。
[圖7],是本發明的第2實施方式的氣壓缸的流體迴路的剖面圖。
10:氣壓缸
12:缸筒
14:頭外罩
16:桿外罩
18:活塞
20:活塞桿
22:頭側壓力室
24:桿側壓力室
26A:第1配管
26B:第2配管
28:切換閥
30A:第1排氣口
30B:第2排氣口
31A:第1輸出通口
31B:第2輸出通口
32A:第1節流部
32B:第2節流部
38:流體供給源

Claims (4)

  1. 一種氣壓缸(10)的流體迴路,是與附設有排氣口(30A、30B)的切換閥(28)連接, 氣壓缸,是具備藉由活塞(18)而被區劃的頭側壓力室(22)及桿側壓力室(24),頭側壓力室是藉由第1配管(26A)而與切換閥的第1輸出通口(31A)連接,桿側壓力室是藉由第2配管(26B)而與切換閥的第2輸出通口(31B)連接,藉由切換閥而對於頭側壓力室及桿側壓力室的空氣的給排進行切換,在第1配管及切換閥之間的連接處或是在切換閥的第1輸出通口附近配置第1節流部(32A),在第2配管及切換閥之間的連接處或是在切換閥的第2輸出通口附近配置第2節流部(32B)。
  2. 如請求項1的氣壓缸的流體迴路,其中, 前述第1節流部及前述第2節流部,是可變節流部。
  3. 如請求項1的氣壓缸的流體迴路,其中, 前述第1節流部及前述第2節流部,是固定節流部。
  4. 如請求項1的氣壓缸的流體迴路,其中, 前述第1節流部及前述第2節流部,是入口側的節流部。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS581211A (ja) 1981-06-25 1983-01-06 Nec Home Electronics Ltd 可変圧力装置
DE3815939A1 (de) 1988-05-10 1989-11-23 Bayerische Motoren Werke Ag Steuervorrichtung fuer pneumatische systeme, insbesondere pneumatik-zylinder an arbeits- und fertigungs-maschinen oder -anlagen
DE4201464C2 (de) 1992-01-21 1995-08-24 Festo Kg Vorrichtung zur Dämpfung eines in einem Zylinder verschiebbaren Kolbens in wenigstens einem seiner Endlagenbereiche
DE4229054C2 (de) 1992-08-31 1996-05-30 Mannesmann Ag Funktionsbaustein, insbesondere für pneumatische Medien
WO1997013073A1 (en) * 1995-10-02 1997-04-10 Pos-Line Ab Method and valve apparatus for controlling a reciprocatable fuid actated power machine
DE19645701A1 (de) 1996-11-06 1998-05-07 Wabco Gmbh Ventileinrichtung für eine durch ein Druckmittel betätigbare Türanlage
JP6327421B2 (ja) * 2013-09-02 2018-05-23 Smc株式会社 流体制御弁
JP6959485B2 (ja) * 2016-06-23 2021-11-02 Smc株式会社 スピードコントローラ
JP6673550B2 (ja) * 2016-09-21 2020-03-25 Smc株式会社 流体圧シリンダの駆動方法及び駆動装置
US20190136876A1 (en) * 2017-06-10 2019-05-09 Shahin Fallahi Electro-hydraulic or electro-pneumatic servo-actuator using khayyam triangle
JP2019044952A (ja) 2017-08-30 2019-03-22 Smc株式会社 エアシリンダ用流体回路およびその設計方法
JP7137160B2 (ja) * 2018-06-13 2022-09-14 Smc株式会社 エアシリンダの流体回路
EP3879125A1 (en) * 2018-11-09 2021-09-15 SMC Corporation Flow rate controller and drive device comprising same
KR20220001167U (ko) * 2020-11-17 2022-05-24 주식회사 한국가스기술공사 공압식 액추에이터의 점검 장치

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