TWI673437B - 氣缸用流體迴路及其設計方法 - Google Patents

氣缸用流體迴路及其設計方法 Download PDF

Info

Publication number
TWI673437B
TWI673437B TW107110068A TW107110068A TWI673437B TW I673437 B TWI673437 B TW I673437B TW 107110068 A TW107110068 A TW 107110068A TW 107110068 A TW107110068 A TW 107110068A TW I673437 B TWI673437 B TW I673437B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
cylinder
piping
fluid circuit
conduction
switching valve
Prior art date
Application number
TW107110068A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201912956A (zh
Inventor
髙田芳行
浅葉毅
風間晶
妹尾満
張護平
Original Assignee
日商Ｓｍｃ股份有限公司
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 日商Ｓｍｃ股份有限公司 filed Critical 日商Ｓｍｃ股份有限公司
Publication of TW201912956A publication Critical patent/TW201912956A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI673437B publication Critical patent/TWI673437B/zh

Links

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
    • F15B11/06—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
    • F15B21/04—Special measures taken in connection with the properties of the fluid
    • 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
    • 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
    • F15B11/04—Systems essentially incorporating special features for controlling the speed or actuating force of an output member for controlling the speed
    • 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
    • F15B13/00—Details of servomotor systems ; Valves for servomotor systems
    • F15B13/02—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors
    • F15B13/04—Fluid distribution or supply devices characterised by their adaptation to the control of servomotors for use with a single servomotor
    • F15B13/0401—Valve members; Fluid interconnections therefor
    • 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
    • F15B21/008—Reduction of noise or vibration
    • 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
    • F15B19/00—Testing; Calibrating; Fault detection or monitoring; Simulation or modelling of fluid-pressure systems or apparatus not otherwise provided for
    • F15B19/007—Simulation or modelling
    • 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
    • F15B2211/305—Directional control characterised by the type of valves
    • F15B2211/30525—Directional control valves, e.g. 4/3-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
    • F15B2211/40—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
    • F15B2211/41527—Flow control characterised by the connections of the flow control means in the circuit being connected to an output member 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
    • F15B2211/40—Flow control
    • F15B2211/415—Flow control characterised by the connections of the flow control means in the circuit
    • F15B2211/41527—Flow control characterised by the connections of the flow control means in the circuit being connected to an output member and a directional control valve
    • F15B2211/41536—Flow control characterised by the connections of the flow control means in the circuit being connected to an output member and a directional control valve being connected to multiple ports of an 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
    • F15B2211/70—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
    • F15B2211/86—Control during or prevention of abnormal conditions
    • F15B2211/8616—Control during or prevention of abnormal conditions the abnormal condition being noise or vibration
    • 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)

Abstract

本發明提供一種氣缸用流體迴路(10)，係利用配管(16、18)來連接切換壓縮空氣之供給排出的切換閥(14)與氣缸(12)之缸體埠口部(34、36)之間而成者，且配管(16、18)之音速傳導係比切換閥(14)及缸體埠口部(34、36)之音速傳導更小。

Description

氣缸用流體迴路及其設計方法
本發明係關於一種將氣缸之流體予以供給排出之流體迴路及其設計方法。
以往，已知有一種在氣缸之流體迴路設置速度控制器(可變孔口機構)，且調整供給至氣缸之壓縮空氣的流量或從氣缸排出之壓縮空氣的流量，藉此調整活塞之移動速度的技術。
例如，在日本特開2011-012746號公報中，記載有一種流體壓系統，係將可調整供給至流體壓缸體之壓力流體之流量的速度控制器設置在連接流體壓缸體之埠口及驅動切換閥之配管埠口。
一般而言，構成氣缸之流體迴路的配管係為了使活塞之動作加快來縮短缸體之反應時間，要使其有效截面積變大，且使氣體之流通阻力變小係為一般常識。
在日本特開2017-089820號公報所公開之內容，係記載在從缸體離開之位置配置速度控制器，並且利用具備容積減低部之配管來連接缸體及速度控制器。依據 該構成，即使配管變長，亦可高精確度地調節活塞之移動速度。
如上所述，由於構成氣缸之流體迴路的配管之有效剖面積係通常設定為較大，因此未到達氣缸之內部而儲留在配管內之壓縮空氣會在切換至切換閥之排出位置時放出至大氣。亦即，在未直接有助於氣缸之動作的情形下被丟棄之壓縮空氣存在有相當的量，使壓縮空氣之消耗量變多。此外，考慮未裝設速度控制器之情形，亦必須預先在氣缸之埠口等設置作為流體迴路之基準阻力的固定孔口。在日本特開2017-089820號公報中，雖將配管之容積設定為較小，但並非謀求壓縮空氣之消耗量減低者。
本發明係設計成利用配管大致決定流體迴路之基準阻力者，其目的在於謀求無須設置固定孔口等之流體迴路之簡單化，並且謀求壓縮空氣之消耗量的減低。
本發明之氣缸用流體迴路係利用配管連接切換壓縮空氣之供給排出之切換閥與氣缸之缸體埠口部之間而成者，且配管之音速傳導(sonic conductance)比切換閥及缸體埠口部之音速傳導更小。
依據上述之氣缸用流體迴路，迴路整體之阻力會因配管而最受到影響，因此無須在氣缸設置固定孔口(無須在氣缸對微細之孔進行加工)。並且，可減低壓縮空 氣之消耗量。
在上述之氣缸用流體迴路中，配管之音速傳導較佳為切換閥及缸體埠口部之音速傳導的1/2以下。依據此構成，由於迴路整體之阻力係依據配管而決定，因此無須在氣缸設置固定孔口，並且能以配管為基準設定氣缸之使用速度。
並且，在配管與缸體埠口部之間設有速度控制器時，配管之音速傳導必須比速度控制器之音速傳導更小。此時，配管之音速傳導係較佳為切換閥、缸體埠口部及速度控制器的音速傳導之1/2以下。依據此構成，即使在配管與缸體埠口部之間設有速度控制器時，迴路整體之阻力會由配管所控制。特別是，當配管之音速傳導為速度控制器之音速傳導的大致1/2時，以前述使用速度為最高使用速度在比該最高使用速度低預定量之速度的範圍內，能以良好之靈敏度來調整使用速度。
再者，在切換閥之排氣埠口設置有消音器之情形時，配管之音速傳導必須比消音器之音速傳導更小。此時，配管之音速傳導較佳為切換閥、缸體埠口部及消音器之音速傳導的1/2以下。依據此構成，即使在切換閥之排氣埠口設置有消音器之情形時，迴路整體之阻力係由配管所控制。
本發明之氣缸用流體迴路的設計方法係利用配管來連接切換壓縮空氣之供給排出的切換閥與氣缸之缸體埠口部之間而成的氣缸用流體迴路之設計方法。再者， 設計成從氣缸用資料庫、配管用資料庫及切換閥用資料庫之中選擇預定者，且使配管之音速傳導比切換閥及缸體埠口部之音速傳導更小。當氣缸用流體迴路具備速度控制器或消音器時，係設計成從速度控制器用資料庫或消音器用資料庫之中選擇預定者，且使配管之音速傳導比該等之音速傳導更小。只要以上述方式進行設計，可依據配管而大致決定流體迴路之基準阻力。
本發明之氣缸用流體迴路係由於以配管來控制迴路整體之阻力，因此無須在氣缸設置固定孔口，且可使流體迴路簡單化。並且，可減低壓縮空氣之消耗量。
由與附圖相輔之下述之較佳實施形態例的說明，上述之目的、特徵及優點將更為明瞭。
10‧‧‧汽缸用流體迴路
12‧‧‧氣缸
14‧‧‧切換閥
16‧‧‧第1配管
18‧‧‧第2配管
20‧‧‧缸體管
22‧‧‧端罩
24‧‧‧桿罩
26‧‧‧活塞
28‧‧‧活塞桿
30‧‧‧第1缸體室
32‧‧‧第2缸體室
34‧‧‧第1缸體埠口部
34a‧‧‧開口部
34b‧‧‧孔部
36‧‧‧第2缸體埠口部
36a‧‧‧開口部
36b‧‧‧孔部
38‧‧‧第1速度控制器
38a‧‧‧管接頭
38b‧‧‧針閥
38c‧‧‧旋鈕
40‧‧‧第2速度控制器
40a‧‧‧管接頭
40b‧‧‧針閥
40c‧‧‧旋鈕
40d‧‧‧埠口連接部
40e‧‧‧配管連接部
42‧‧‧閥外殼
44‧‧‧筒軸
46‧‧‧電磁線圈
48‧‧‧彈簧
50‧‧‧配管
52‧‧‧減壓閥
54‧‧‧壓縮機
56‧‧‧供給埠口
58‧‧‧第1輸出埠口
60‧‧‧第2輸出埠口
62a、62b‧‧‧排氣埠口
64a、64b‧‧‧消音器
第1圖係本發明實施形態之氣缸用流體迴路的概略圖。
第2A圖係第1圖之氣缸用流體迴路的A部放大圖，第2B圖係第1圖之氣缸用流體迴路的B部放大圖。
第3圖係顯示配管之內徑、長度及音速傳導之關係的圖。
第4圖係顯示第1圖之氣缸用流體迴路之設計方法之流程圖的一部分。
第5圖係第1圖之氣缸用流體迴路之設計方法之流程圖的剩餘部分。
針對本發明之氣缸用流體迴路列舉適當之實施形態並參照附圖，以下詳細地說明。在第1圖中，元件符號10係顯示本發明實施形態之氣缸用流體迴路。
氣缸用流體迴路10係以第1配管16及第2配管18連接複動型之氣缸12與切換閥14之間。
氣缸12係包含缸體管20、端罩22、桿罩24、活塞26及活塞桿28。在圓筒狀之缸體管20的軸方向一端固定有端罩22，在缸體管20之軸方向另一端固定有桿罩24。在缸體管20之內部，以滑動自如之方式設置有活塞26，其一端連接在活塞26之活塞桿28的另一端係插通桿罩24而朝外部延伸。缸體管20之內部空間係被區隔成端罩22側之第1缸體室30與桿罩24側之第2缸體室32。
在端罩22中，於第1缸體室30設置有用以將壓縮空氣予以供給排出之第1缸體埠口部34。如第2A圖所示，第1缸體埠口部34係具有朝端罩22之側面開口之開口部34a及接續於開口部34a之孔部34b。在桿罩24中，設置有用以將壓縮空氣供給排出至第2缸體室32之第2缸體埠口部36。如第2B圖所示，第2缸體埠口部36係具有朝桿罩24之側面開口之開口部36a及接續於開口部36a之孔部36b。
在第1缸體埠口部34之開口部34a安裝有第1速度控制器38，且在第2缸體埠口部36之開口部36a安裝有第2速度控制器40。第1速度控制器38係可藉由手動方式來調整從第1缸體室30排出之壓縮空氣的流量， 第2速度控制器40係可藉由手動方式來調整從第2缸體室32排出之壓縮空氣的流量。亦即，第1速度控制器38及第2速度控制器40係為被稱為出口制流之形式者，亦可為可調整供給至缸體室之壓縮空氣之流量之被稱為入口制流的形式者。
如第2A圖所示，第1速度控制器38係在管接頭38a之內部配設有針閥38b。藉由以手動方式操作連結在針閥38b之旋鈕38c，而可調整朝預定方向流通於管接頭38a之內部的壓縮空氣之流量。管接頭38a係具有連接在氣缸12之第1缸體埠口部34的埠口連接部38d及連接在第1配管16之配管連接部38e。
如第2B圖所示，第2速度控制器40係在管接頭40a之內部配設有針閥40b而構成。藉由以手動方式操作連接在針閥40b之旋鈕40c而可調整朝預定方向流通於管接頭40a之內部的壓縮空氣之流量。管接頭40a係具有連接在氣缸12之第2缸體埠口部36的埠口連接部40d及連接在第2配管18的配管連接部40e。
切換閥14係由閥外殼42、筒軸44、電磁線圈46、彈簧48等所構成。閥外殼42係具備：透過供給配管50及減壓閥52而連接在壓縮機54之供給埠口56；連接在第1配管16之第1輸出埠口58；連接在第2配管18之第2輸出埠口60；以及連接在大氣之二個排氣埠口62a、62b。在閥外殼42之內部，以可滑動自如之方式配設有筒軸44。在各排氣埠口62a、62b中，設置有消音器64a、64b。
當未對電磁線圈46通電時，筒軸44係利用彈簧48之彈推力保持在第1位置，當與電磁線圈46通電時，筒軸44係抵抗彈簧48之彈推力而移動至第2位置。當筒軸44位於第1位置時，第1輸出埠口58係連接在排氣埠口62a，並且第2輸出埠口60係連接在供給埠口56(參照第1圖)。當筒軸44位在第2位置時，第1輸出埠口58係連接在供給埠口56，並且第2輸出埠口60係連接在排氣埠口62b。
氣缸用流體迴路10係設計成迴路整體之阻力會因第1配管16及第2配管18而最受到影響。亦即，第1配管16及第2配管18之音速傳導係設計成比切換閥14、第1缸體埠口部34、第2缸體埠口部36、第1速度控制器38、第2速度控制器40及消音器64a、64b之各音速傳導更小。特別是，當第1配管16及第2配管18之音速傳導為上述各迴路要素之音速傳導的1/2以下時，迴路整體之阻力會依據第1配管16及第2配管18而決定，不會受到上述各迴路要素之影響。
此外，音速傳導係由2000年之JIS規格(JIS B 8390-2000)所採用之ISO方式所得之流量顯示式之預定係数，且為與有效剖面積或CV值同地顯示氣體之流動容易度的指標。音速傳導之單位係dm3/(s．bar)。音速傳導越小，意味著氣體流動時之阻力越大。
在此，針對配管之音速傳導加以說明。第3圖係顯示配管之內徑、配管之長度及配管之音速傳導之關 係。具體而言，就配管之內徑分別為5.0mm、4.0mm、3.0mm、2.0mm、1.0mm之情形，係顯示在0.1至5.0m之範圍變更配管之長度時之音速傳導的值。如第3圖所示，配管之內徑越小，音速傳導越小，配管越長，音速傳導越小。例如，在將配管之長度設為2m時，將配管之內徑設為上述各值時之音速傳導係分別為1.63、0.92、0.44、0.15、0.02。
包含第1配管16及第2配管18之氣缸用流體迴路10的各迴路要素之音速傳導係例如以下述方式設計。
針對第1配管16及第2配管18，將該等之內徑設為3.0mm，將該等之長度設為2.0m。藉此，第1配管16及第2配管18之音速傳導皆為0.44。此外，第1配管16及第2配管18之長度係基本而言，依據氣缸12及切換閥14之設置環境(氣缸12與切換閥14之間的設置距離)而決定。
針對第1缸體埠口部34及第2缸體埠口部36，將各孔部34b、36b之內徑設為10.9mm。藉此，第1缸體埠口部34及第2缸體埠口部36之音速傳導係成為16.8。此外，在習知技術中，第1缸體埠口部34及第2缸體埠口部36之各孔部34b、36b係作為固定孔口發揮作用，因此設計成內徑2mm左右。
切換閥14係採用音速傳導為1.92者，消音器64a、64b係採用音速傳導為2.0者。針對第1速度控制器38及第2速度控制器40，皆採用音速傳導為0.88者。
依據上述之設計例，第1配管16及第2配 管18之音速傳導係切換閥14、第1缸體埠口部34、第2缸體埠口部36、第1速度控制器38、第2速度控制器40及消音器64a、64b之各音速傳導的1/2以下。因此，氣缸用流體迴路10整體之阻力係由第1配管16及第2配管18所決定。再者，第1配管16及第2配管18之音速傳導係剛好成為第1速度控制器38及第2速度控制器40之音速傳導的1/2。
本發明實施形態之氣缸用流體迴路10及其具體的設計例係如以上所述，接著對其動作及作用效果加以說明。
當切換閥14位在第1位置時，從壓縮機54經由減壓閥52而被供給之壓縮空氣，係通過切換閥14之供給埠口56及第2輸出埠口60供給至第2配管18內。供給至第2配管18內之壓縮空氣係經由第2速度控制器40及第2缸體埠口部36而供給至第2缸體室32。再者，第1缸體室30內之壓縮空氣係通過第1缸體埠口部34，而在被第1速度控制器38調整過流量之後，排出至第1配管16內。排出至第1配管16內之壓縮空氣係通過切換閥14之第1輸出埠口58及排氣埠口62a，且通過消音器64a而放出至大氣中。藉此，活塞26係朝端罩22驅動，活塞桿28係被拉入。
當對電磁線圈46進行通電且切換閥14位於第2位置時，從壓縮機54經由減壓閥52而被供給之壓縮空氣係通過切換閥14之供給埠口56及第1輸出埠口58 而供給至第1配管16內。供給至第1配管16內之壓縮空氣係經由第1速度控制器38及第1缸體埠口部34而供給至第1缸體室30。再者，第2缸體室32內之壓縮空氣係通過第2缸體埠口部36而在被第2速度控制器40調整過流量後，排出至第2配管18內。排出至第2配管18內之壓縮空氣係通過切換閥14之第2輸出埠口60及排氣埠口62b，且通過消音器64b而放出至大氣中。藉此，活塞26係朝向桿罩24而被驅動，活塞桿28係被推出。
接著，針對儲留於第1配管16及第2配管18之內部的壓縮空氣從切換閥14之排氣埠口62a、62b放出所導致之壓縮空氣的消耗量加以說明。將第1配管16及第2配管18之內徑為5.0mm時之上述壓縮空氣的消耗量設為100時，第1配管16及第2配管18之內徑為4.0mm、3.0mm、2.0mm、1.0mm時之上述壓縮空氣的消耗量係分別為64、36、16、4。亦即，藉由使第1配管16及第2配管18之內徑變小，上述壓縮空氣之消耗量會大幅地變少。
氣缸12之最高使用速度(活塞26之最高驅動速度)雖亦取決於缸體管20之內徑等，但在上述設計例中，成為對應於第1配管16及第2配管18之音速傳導的值。再者，氣缸12之使用速度係藉由驅動第1速度控制器38及第2速度控制器40，而可在從該最高使用速度至比該最高使用速度低預定量之速度的範圍進行調整。在上述設計例中，由於將第1配管16及第2配管18之音速傳導作為第1速度控制器38及第2速度控制器40之音速傳導的1/2， 因此可在由旋鈕38c及旋鈕40c所操作之操作區域的全範圍有效地調整氣缸12之使用速度。
依據本實施形態之氣缸用流體迴路10，特別是上述設計例，由於氣缸用流體迴路10整體之阻力係由第1配管16及第2配管18所決定，因此無須在氣缸12設置固定孔口。再者，由於第1配管16及第2配管18之內徑較小，因此可減低壓縮空氣之消耗量。再者，可依據第1配管16及第2配管18來決定氣缸12之最高使用速度。
在本實施形態之氣缸用流體迴路10中，雖於第1缸體埠口部34及第2缸體埠口部36分別安裝第1速度控制器38及第2速度控制器40，但亦可不安裝第1速度控制器38及第2速度控制器40。亦即，亦可將第1配管16及第2配管18分別直接連接在第1缸體埠口部34及第2缸體埠口部36。再者，雖在切換閥14之排氣埠口62a、62b設置消音器64a、64b，但亦可不設置消音器64a、64b。
接著，針對本發明之氣缸用流體迴路10的設計方法，列舉適當之實施形態，並在以下參照第4圖及第5圖進行說明。
在設計氣缸用流體迴路10之氣缸12、第1配管16、第2配管18、第1速度控制器38、第2速度控制器40及消音器64a、64b之際，預先作成有所需之資料庫。亦即，作成氣缸用資料庫、配管用資料庫、速度控制器用資料庫、切換閥用資料庫及消音器用資料庫。
氣缸用資料庫係由複數個氣缸資料所構成，各氣缸資料係包含缸體管之內徑(缸體之內徑)及缸體埠口部的音速傳導。配管用資料庫係由複數個配管資料所構成，各配管資料係包含該配管之內徑。速度控制器用資料庫係由複數個速度控制器資料所構成，各速度控制器資料係包含該速度控制器之音速傳導。切換閥用資料庫係由複數個切換閥資料所構成，各切換閥資料係包含該切換閥之音速傳導。消音器用資料庫係由複數個消音器資料所構成，各消音器資料係包含該消音器之音速傳導。
在S1中，輸入氣缸12之衝程量、氣缸12所要求之衝程時間、供給至氣缸12之氣壓、氣缸12之負荷、第1配管16之長度、第2配管18之長度等條件。
在S2中，依據氣缸12之衝程量、供給至氣缸12之氣壓、氣缸12之負荷等條件，從氣缸用資料庫之中選擇一個氣缸。
在S3中，從配管用資料庫之中選擇最小內徑之配管，在S4中，亦考慮第1配管16之長度及第2配管18之長度，求出第1配管16及第2配管18之音速傳導。
在S5中，判定在S4中所求出之第1配管16及第2配管18的音速傳導是否比在S2中所選擇之氣缸的缸體埠口部之音速傳導更小。當判定為第1配管16及第2配管18之音速傳導比缸體埠口部之音速傳導更小時，移行至S6。當非判定為第1配管16及第2配管18之音速傳導比缸體埠口部之音速傳導更小時則回到S2，並排除已選擇 之氣缸，再選擇氣缸。
在S6中，依據在S4中所求出之第1配管16及第2配管18的音速傳導、在S2中所選擇之氣缸的音速傳導、缸體管之內徑等，模擬計算氣缸之衝程時間。
在S7中，比較在S6中所計算之值與要求之衝程時間。當判斷比要求計算值之衝程時間更大時，亦即判斷未滿足要求時，移行至S8。當判斷為要求計算值之衝程時間以下時，亦即判斷為滿足要求時，移行至S9。
在S8中，判定是否從配管用資料庫中選擇最大內徑之配管。當為最大內徑時，回到S2，排除已選擇之氣缸，再選擇氣缸。當非為最大內徑時，回到S3，排除已選擇之配管，再從配管選定用資料庫中選擇最小內徑之配管。
在S9中，從速度控制器用資料庫中選擇音速傳導比第1配管16及第2配管18更大之速度控制器，且在其中選擇音速傳導最小之速度控制器。再者，從切換閥用資料庫中，選擇音速傳導比第1配管16及第2配管18更大之切換閥，且在其中選擇音速傳導最小之切換閥。再者，從消音器用資料庫中選擇音速傳導比第1配管16及第2配管18更大之消音器，且在其中選擇音速傳導最小之消音器。
在S10中，加入考量在S9中所選擇之速度控制器、切換閥及消音器之各音速傳導，以模擬計算氣缸之衝程時間。
在S11中，比較在S10中所計算之值與要求之衝程時間。當判斷為計算值之比要求之衝程時間大時，回到S9，並針對前一次所選擇之速度控制器、切換閥及消音器中之音速傳導最小者，重新進行選擇。例如，當前一次之速度控制器的音速傳導比前一次之切換閥及消音器之音速傳導更小時，針對速度控制器選擇音速傳導比前一次稍大者，針對切換閥及消音器則選擇與前一次相同者。
當在S11中判斷為衝程時間之計算值為要求之衝程時間以下時，移行至S12。在S12中，決定將最後選擇之配管的內徑運用在第1配管16及第2配管18，並且決定採用最後選擇之氣缸、速度控制器、切換閥及消音器，而結束處理。
依據本實施形態之設計方法，第1配管16及第2配管18之音速傳導係比氣缸12之缸體埠口部、第1速度控制器38、第2速度控制器40、切換閥14及消音器64a、64b之各音速傳導更小。亦即，流體迴路之基準阻力係大致由配管所決定。再者，由於從資料庫中選擇機器，因此設計簡單。
在本實施形態之設計方法中，於S9中，雖從音速傳導單純比配管大之速度控制器中選擇，但亦可從音速傳導為配管之2倍以上的速度控制器中選擇。關於切換閥及消音器亦可使用相同方式選擇。
本發明之氣缸用流體迴路及其設計方法係不限定於上述實施形態及設計例，在不脫離本發明之要旨 的範圍內，當然可採用各種構成。

Claims (10)

  1. 一種氣缸用流體迴路(10)，係利用配管(16、18)連接切換壓縮空氣之供給排出之切換閥(14)與氣缸(12)之缸體埠口部(34、36)之間而成者，且前述配管(16、18)之音速傳導比前述切換閥(14)及前述缸體埠口部(34、36)之音速傳導更小。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之氣缸用流體迴路(10)，其中，前述配管(16、18)之音速傳導係為前述切換閥(14)及前述缸體埠口部(34、36)之音速傳導的1/2以下。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之氣缸用流體迴路(10)，其中，在前述配管(16、18)與前述缸體埠口部(34、36)之間設有速度控制器(38、40)，而前述配管(16、18)之音速傳導係比前述速度控制器(38、40)之音速傳導更小。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之氣缸用流體迴路(10)，其中，前述配管(16、18)之音速傳導係前述切換閥(14)、前述缸體埠口部(34、36)及前述速度控制器(38、40)的音速傳導之1/2以下。
  5. 如申請專利範圍第4項所述之氣缸用流體迴路(10)，其中，前述配管(16、18)之音速傳導係前述速度控制器(38、40)的音速傳導之大致1/2。
  6. 如申請專利範圍第1項所述之氣缸用流體迴路(10)，其中，在前述切換閥(14)之排氣埠口(62a、62b)設置有消音器(64a、64b)，前述配管(16、18)之音速傳 導係比前述消音器(64a、64b)之音速傳導更小。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之氣缸用流體迴路(10)，其中，前述配管(16、18)之音速傳導係前述切換閥(14)、前述缸體埠口部(34、36)及前述消音器(64a、64b)的音速傳導之1/2以下。
  8. 一種氣缸用流體迴路(10)的設計方法，係利用配管(16、18)來連接切換壓縮空氣之供給排出的切換閥(14)與氣缸(12)之缸體埠口部(34、36)之間而成的氣缸用流體迴路(10)之設計方法，係設計成從氣缸用資料庫、配管用資料庫及切換閥用資料庫之中選擇預定者，且前述配管(16、18)之音速傳導比前述切換閥(14)及前述缸體埠口部(34、36)之音速傳導更小。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之氣缸用流體迴路(10)的設計方法，其中，前述氣缸用流體迴路(10)係在前述配管(16、18)與前述缸體埠口部(34、36)之間設有速度控制器(38、40)，且設計成從速度控制器用資料庫之中選擇預定者，前述配管(16、18)之音速傳導比前述速度控制器(38、40)之音速傳導更小。
  10. 如申請專利範圍第8項所述之氣缸用流體迴路(10)的設計方法，其中，前述氣缸用流體迴路(10)係在前述切換閥(14)之排氣埠口(62a、62b)設置有消音器(64a、64b)，且設計成從消音器用資料庫之中選擇預定者，前述配管(16、18)之音速傳導比前述消音器(64a、64b)之音速傳導更小。
TW107110068A 2017-08-30 2018-03-23 氣缸用流體迴路及其設計方法 TWI673437B (zh)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017165113 2017-08-30
JP2017-165113 2017-08-30
JP2017197673A JP2019044952A (ja) 2017-08-30 2017-10-11 エアシリンダ用流体回路およびその設計方法
JP2017-197673 2017-10-11

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201912956A TW201912956A (zh) 2019-04-01
TWI673437B true TWI673437B (zh) 2019-10-01

Family

ID=65814028

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW107110068A TWI673437B (zh) 2017-08-30 2018-03-23 氣缸用流體迴路及其設計方法

Country Status (8)

Country Link
US (1) US20200355203A1 (zh)
EP (1) EP3677794A1 (zh)
JP (1) JP2019044952A (zh)
KR (1) KR20200042943A (zh)
CN (1) CN111051705A (zh)
BR (1) BR112020004216A2 (zh)
RU (1) RU2020112531A (zh)
TW (1) TWI673437B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2964120T3 (es) * 2018-01-11 2024-04-04 Windmoeller & Hoelscher Dispositivo de llenado y método para el llenado de recipientes de envasado abiertos por arriba y dispositivo conformado-llenado-sellado
JP7393369B2 (ja) * 2021-01-20 2023-12-06 フタバ産業株式会社 抵抗スポット溶接装置
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 (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5737920A (en) * 1995-04-20 1998-04-14 Ingersoll-Rand Company Means for improving the prevention of icing in air motors
EP0837280A1 (en) * 1996-10-15 1998-04-22 Superior Valve Company Pressurized fluid storage and transfer system including a sonic nozzle
JP2000179503A (ja) * 1998-12-16 2000-06-27 Smc Corp 空気圧機器の選定方法
JP2003114913A (ja) * 2001-10-05 2003-04-18 Smc Corp 空気圧機器選定システム、空気圧機器選定方法、空気圧機器選定プログラム及び記録媒体
JP2011012746A (ja) * 2009-07-01 2011-01-20 Smc Corp 流体圧システムの漏れ検出機構及び検出方法
JP2017089820A (ja) * 2015-11-13 2017-05-25 株式会社ディスコ 配管

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB909616A (en) * 1960-02-22 1962-10-31 Westinghouse Brake & Signal Improvements relating to compressed fluid braking apparatus
JP2002147406A (ja) * 2000-11-16 2002-05-22 Smc Corp 空気圧機器の動作シミュレート結果表示処理装置および結果表示処理記録物
US6442999B1 (en) * 2001-03-22 2002-09-03 Joseph Baumoel Leak locator for pipe systems
JP3738830B2 (ja) * 2001-08-28 2006-01-25 財団法人理工学振興会 気体用機器の流量特性計測装置および流量特性計測方法
KR20070086081A (ko) * 2004-11-12 2007-08-27 에스엠씨 가부시키 가이샤 공압 장치 선택 시스템, 공압 장치 선택 방법, 기록 매체및 공압 장치 선택 프로그램
JP4345060B2 (ja) * 2004-11-30 2009-10-14 Ｓｍｃ株式会社 イオナイザー
JP2008180287A (ja) * 2007-01-24 2008-08-07 Kobelco Contstruction Machinery Ltd 建設機械の油圧制御装置
CN104089440A (zh) * 2014-07-04 2014-10-08 龚炳新 节能制冷设备

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5737920A (en) * 1995-04-20 1998-04-14 Ingersoll-Rand Company Means for improving the prevention of icing in air motors
EP0837280A1 (en) * 1996-10-15 1998-04-22 Superior Valve Company Pressurized fluid storage and transfer system including a sonic nozzle
JP2000179503A (ja) * 1998-12-16 2000-06-27 Smc Corp 空気圧機器の選定方法
JP2003114913A (ja) * 2001-10-05 2003-04-18 Smc Corp 空気圧機器選定システム、空気圧機器選定方法、空気圧機器選定プログラム及び記録媒体
JP2011012746A (ja) * 2009-07-01 2011-01-20 Smc Corp 流体圧システムの漏れ検出機構及び検出方法
JP2017089820A (ja) * 2015-11-13 2017-05-25 株式会社ディスコ 配管

Also Published As

Publication number Publication date
RU2020112531A (ru) 2021-09-30
US20200355203A1 (en) 2020-11-12
BR112020004216A2 (pt) 2020-09-01
EP3677794A1 (en) 2020-07-08
KR20200042943A (ko) 2020-04-24
TW201912956A (zh) 2019-04-01
JP2019044952A (ja) 2019-03-22
CN111051705A (zh) 2020-04-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI673437B (zh) 氣缸用流體迴路及其設計方法
EP2373910B1 (en) Fluid control valve
JP2007198272A (ja) 薬液供給システム
EP2899400B1 (en) Compressed air driven reciprocating piston hydraulic pump
CN109072951B (zh) 用于压缩空气消耗器的压缩空气供应的方法、阀设备和带有计算机程序的数据载体
EP1705435A3 (en) Constant flow rate expansion valve
JP6093784B2 (ja) 吸入口流動面積を変更することによりｎｖｈを改善するための空調機用圧縮機の可変吸入機構
EP1959139A3 (en) Device for reducing pulsation in a variable displacement compressor
WO2018211837A1 (ja) シリンダ駆動用マニホールド装置及びシリンダ駆動装置
WO2006102510A3 (en) Positive crankcase ventilation valve assembly with a vacuum pulsation dampener
DE60304577D1 (de) Spritzenanordnung
WO2019044006A1 (ja) エアシリンダ用流体回路およびその設計方法
EP1548241B1 (en) Muffler
US20170152844A1 (en) Multi-port metering pump assembly and related methods
CA2529850C (en) Poppet type flow control valve
CN113357047B (zh) 一种适用于宽马赫数范围的冲压发动机喷嘴
JPH07310648A (ja) 空圧作動潤滑ポンプ
JP4503471B2 (ja) 電磁弁一体型膨張弁
EP0898132A2 (en) Bidirectional flow control device
JP4566150B2 (ja) 電磁弁一体型膨張弁
ITCO20130059A1 (it) Assieme pistone-cilindro per compressore centrifugo
CN112262389B (zh) 流体回路用选定系统和流体回路用选定方法
US20210108657A1 (en) Fluid circuit for air cylinders
RU2003117856A (ru) Запорное устройство с регулятором давления непрямого действия
WO2022254262A1 (en) Pressure multiplier

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A Annulment or lapse of patent due to non-payment of fees