TWI746145B - 流量控制器及驅動裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明之流量控制器(10)及驅動裝置(40)係具備：第一流路(12)，係連接於動作切換閥(38)與氣壓缸(30)之間，而對氣壓缸(30)的缸室(24)進行空氣的供給及排放；第一流量調整部(16)，係設置於第一流路(12)；第二流路(14)，係與第一流路(12)並設；導引止回閥(20)，係設置於前述第二流路的途中；第二流量調整部(18)，係設置於第二流路(14)的途中，且與導引止回閥(20)串接；導引空氣流路(21)，其一端與動作切換閥(38)連通，另一端連接於導引止回閥(20)的導引埠口(20c)：及第三流量調整部(22)，係設置於導引空氣流路(21)。

Description

流量控制器及驅動裝置
本發明係關於調整氣壓缸(air cylinder)的動作速度的流量控制器及驅動裝置。
以往，採用一種衝擊緩和機構，該衝擊緩和機構係於氣壓缸的端部安裝橡膠或聚氨酯(urethane)等軟質樹脂所構成的緩衝(cushion)材料、或油阻尼器(oil damper)來緩和在行程終端(stroke end)的衝擊。然而，機械性地緩和氣壓缸之衝擊的衝擊緩和機構會有動作次數的限制，而必須進行定期性的維護(maintance)。
為了消除此種不適合，日本國專利第5578502號公報記載一種速度控制器(流量控制器)，該速度控制器(流量控制器)係在行程終端附近將來自氣壓缸的排放氣體予以節流，而使氣壓缸的動作速度降低者。
然而，以往的流量控制器存在著零件數量多，使得裝置構造複雜的問題。
本發明之目的在於提供以簡單的裝置構造就可緩和氣壓缸之衝擊的流量控制器及驅動裝置。
本發明之一觀點係一種流量控制器，係具備：第一流路，係連接於動作切換閥與氣壓缸之間，而對前述氣壓缸的缸室進行空氣的供給及排放；第一流量調整部，係設置於前述第一流路；第二流路，係與前述第一流路並設；導引止回閥，係設置於前述第二流路的途中，具有入口埠口(port，又稱通口)、出口埠口及導引埠口，且前述入口埠口連接於前述第二流路之前述動作切換閥側的第一部分，而前述出口埠口連接於前述第二流路之前述氣壓缸側的第二部分；第二流量調整部，係設置於前述第二流路的途中，且與前述導引止回閥串接；導引空氣流路，其一端與前述動作切換閥連通，另一端連接於前述導引止回閥的前述導引埠口；及第三流量調整部，係設置於前述導引空氣流路。
本發明之一觀點係一種驅動裝置，係具備：高壓空氣供給源，係對氣壓缸供給高壓空氣；排氣口，係將來自前述氣壓缸之排放空氣予以排出；動作切換閥，係以切換高壓空氣供給源及前述排氣口之一方的方式連接於前述氣壓缸的埠口；及流量控制器，係設置於前述動作切換閥與前述氣壓缸之前述埠口之間；前述流量控制器係具備：第一流路，係連接於前述動作切換閥與前述氣壓缸之間，而對前述氣壓缸的缸室進行空氣的供給及排放；第一流量調整部，係設置於前述第一流路；第二流路，係與前述第一流路並設；導引止回閥，係設置於前述第二流路的途中，具有入口埠口、出口埠口及導引埠口，且前述入口埠口連接於前述第二流路之前述動作切換閥側的第一部分，而前述出口埠口連接於前述第二流路之前述氣壓缸側的第二部分；第二流量調整部，係設置於前述第二流 路的途中，且與前述導引止回閥串接；導引空氣流路，其一端與前述動作切換閥連通，另一端連接於前述導引止回閥的前述導引埠口；及第三流量調整部，係設置於前述導引空氣流路。
依據上述觀點的流量控制器及驅動裝置，以簡單的裝置構造就可緩和氣壓缸的衝擊。
從配合檢附的圖式之以下的實施型態例的說明，應可更清楚明白上述的目的、特徵及優點。
10,10A:流量控制器
12,12A:第一流路
14,14A:第二流路
14a:第一部分
14b:第二部分
16:第一流量調整部
18:第二流量調整部
18a:第二節流閥
18b:止回閥
20:導引止回閥
20a:入口埠口
20b:出口埠口
20c:導引埠口
21,21A:導引空氣流路
22:第三流量調整部
22a:第三節流閥
22b:止回閥
24:缸室
24a:頭側壓力室
24b:桿側壓力室
26:活塞
28:活塞桿
30:氣壓缸
32:頭側埠口
32A:桿側埠口
34,34A,36,36A:配管
38:動作切換閥
40:驅動裝置
41:第一埠口
42:第二埠口
43:第三埠口
44:第四埠口
45:第五埠口
46:高壓空氣供給源
48:排氣口
A,A3,B,B3:箭號
A1,A2:高壓空氣
B1,B2:排放空氣
A3,B3:箭號
圖1係顯示本發明之實施型態之氣壓缸之流量控制器及驅動裝置的流體回路圖。
圖2係顯示於圖1之流量控制器及驅動裝置，在作動行程中，桿側之流量控制器切換成第二控制流之狀態的流體回路圖。
圖3係顯示於圖1之流量控制器及驅動裝置，在復位行程之連接關係的流體回路圖。
以下舉出本發明之較佳的實施型態，且參照檢附圖式來詳細說明。
圖1所示的氣壓缸30係使用於自動設備生產線等之複動型的氣壓缸，且藉由驅動裝置40所驅動，該驅動裝置40係具備：一對流量控制器10,10A、動作切換閥38、高壓空氣供給源46及排氣口48。
氣壓缸30係具備：將缸室24區隔的活塞26、及連結於活塞26的活塞桿28。缸室24係藉由活塞26而區隔成頭側壓力室24a與桿側壓力室24b。於頭側壓力室24a係設置有頭側埠口32，於桿側壓力室24b係設置有桿側埠口32A。
於頭側埠口32係連接有頭側的第一流路12及頭側的第二流路14，於桿側埠口32A係連接有桿側的第一流路12A及桿側的第二流路14A。於上述該等流路係連接有以切換高壓空氣供給源46與排氣口48的方式進行連結的動作切換閥38。如此一來，通過第一流路12,12A及第二流路14,14A而進行對氣壓缸30供給高壓氣體及進行對來自氣壓缸30之排放氣體的排出。
頭側的流量控制器10係包含頭側的第一流路12及頭側的第二流路14。第一流路12與第二流路14係並聯連接。如圖示的例子，第一流路12及第二流路14之一方的端部係彙集於配管34而連接於頭側埠口32，第一流路12及第二流路14之另一方的端部係彙集於配管36而連接於動作切換閥38。
於第一流路12係設置有第一流量調整部16。第一流量調整部16係節流閥，且構成能夠可變地調整通過第一流路12之空氣的流量。另一方面，於第二流路14係設置有導引止回閥20及第二流量調整部18。
導引止回閥20係具有：入口埠口20a、出口埠口20b及導引埠口20c。入口埠口20a係連接於第二流路14之動作切換閥38側的第一部分14a，出口埠口20b係連接於第二流路14之氣壓缸30側的第二部分14b，導引埠口20c係連接於後述的導引空氣流路21。當導引空氣的壓力未滿預定值時，導引止回閥20係使自入口埠口20a朝向出口埠口20b流動的空氣通過，並且阻止往其反向流動的空氣。再者，當導引空氣的壓力達預定值以上時，導引止回閥20係使自入口埠口20a朝向出口埠口20b流動的空氣及往其反向流動的空氣通過。
第二流量調整部18係與導引止回閥20串接。在圖示的例子中，係連接於第二流路14的第一部分14a(導引止回閥20之動作切換閥38側)，然而並非限定於此方式，也可連接於第二流路14的第二部分14b(導引止回閥20之氣壓缸30側)。第二流量調整部18係具備：第二節流閥18a、以及與第二節流閥18a並設的止回閥18b。止回閥18b係連接成：使朝向氣壓缸30側流動的空氣通過並阻止其反向之空氣的朝向。朝向動作切換閥38流動的空氣係可藉由第二節流閥18a而可變地調整。另外，第二流量調整部18也可由使第二節流閥18a與止回閥18b一體化而成之具止回閥的節流閥來構成。
再者，頭側的流量控制器10更具備：進行導引止回閥20之導引空氣的供給/排出的導引空氣流路21、及第三流量調整部22。導引空氣流路21之一方的端部係與動作切換閥38連通，而導引空氣流路21之另一方的端部係連接於導引止回閥20的導引埠口20c。第三流量調整部22係設置於導引空氣流路21的途中，具備第三節流閥22a及與第三節流閥22a並設的止回閥22b。止回閥22b係連接成：使朝向導引止回閥20流動的空氣通過並阻止其反向之空氣的朝向。第三節流閥22a係可將自導引止回閥20排出的導引空氣的流量可變地調整。再者，第三流量調整部22也可由使第三節流閥22a與止回閥22b一體化而成的具止回閥的節流閥來構成。
相對於如以上方式所構成的頭側的流量控制器10，桿側的流量控制器10A係配置於桿側埠口32A與動作切換閥38之間的管路上。桿側的流量控制器10A實質上係與頭側的流量控制器10相同地構成，因此，對於與頭側的流量控制器10的構成要素相同的構成要素係賦予相同符號並省略其詳細的說明。惟，相對於頭側的流量控制器10之第一流路12、第二流路14及導引空氣流路21，桿側的 流量控制器10A係於各個參照符號的末尾附加A以示區別。
接著，針對連接於頭側及桿側的流量控制器10,10A的動作切換閥38進行說明。動作切換閥38係具備：電性地切換高壓空氣之流路的五埠口閥，亦即第一埠口41至第五埠口45。第一埠口41係連接於頭側的流量控制器10之第一流路12及第二流路14。第二埠口42係連接於桿側的流量控制器10A之第一流路12A及第二流路14A。第三埠口43及第五埠口45係連接於排氣口48。第四埠口44係連接於供給高壓空氣的高壓空氣供給源46。
動作切換閥38於圖1及圖2所示的第一位置係使第一埠口41與第四埠口44連通，並且使第二埠口42與第五埠口45連通。亦即，動作切換閥38係於第一位置將高壓空氣供給源46連結於頭側的流量控制器10，將排氣口48連結於桿側的流量控制器10A，而使氣壓缸30進行作動行程。
再者，動作切換閥38於圖2所示的第二位置係使第一埠口41與第三埠口43連通，使第二埠口42與第四埠口44連通。亦即，動作切換閥38係於第二位置將排氣口48連結於頭側的流量控制器10，將高壓空氣供給源46連結於桿側的流量控制器10A，而使氣壓缸30進行復位行程。
本實施型態之流量控制器10,10A及驅動裝置40係如以上的方式所構成，以下針對其作用進行說明。
如圖1所示，在作動行程中，動作切換閥38的第四埠口44與第一埠口41連通，而使高壓空氣供給源46的高壓空氣供給至頭側的流量控制器10。配管36如箭號A所示，將高壓空氣朝向氣壓缸30流動。然後，分歧成流動於第一流路12的高壓空氣A1與流動於第二流路14的高壓空氣A2。
第一流路12的高壓空氣A1係以藉由第一流量調整部16所節流後 的預定流量來流動。另一方面，第二流路14的高壓空氣A2係朝向第二流量調整部18。由於第二流量調整部18的止回閥18b係連接成使高壓空氣A2通過的方向，所以高壓空氣A2主要通過止回閥18b而朝向導引止回閥20。由於導引止回閥20係連接成使高壓空氣A2通過的方向，所以高壓空氣A2係通過導引止回閥20而朝向氣壓缸30流動。如此一來，高壓空氣A2係以不受節流閥所節流的自由流通之方式流動於第二流路14。
再者，來自第一流路12的高壓空氣A1與來自第二流路14的高壓空氣A2係流入氣壓缸30的頭側壓力室24a，使活塞26朝向桿側驅動。
再者，導引空氣流路21的一端與動作切換閥38及第二流路14之動作切換閥側的第一部分14a連通，而於作動行程中，高壓空氣之一部分係作為導引空氣而如箭號A3所示流入導引空氣流路21。第三流量調整部22的止回閥22b係使朝向導引止回閥20流動的導引空氣迅速地通過而供給至導引止回閥20。藉此，會使導引止回閥20的高壓空氣的壓力成為較高的值。
相對於此，排放空氣係自氣壓缸30的桿側壓力室24b通過桿側埠口32A而排出。排放空氣係如箭號B所示流動於配管34A，而流入桿側的流量控制器10A。在流量控制器10A中，排放空氣係流入第一流路12A及第二流路14A。流入第一流路12A的排放空氣B1係以由第一流量調整部16所節流後的預定的流量來流動。
再者，流入第二流路14A的排放空氣B2係流入導引止回閥20。於導引止回閥20係殘留有前次的復位行程時所蓄積的導引空氣，使得導引止回閥20之導引空氣的壓力會保持成比預定值還高的值，直到作動行程的中途為止。因此，直到作動行程的中途為止，導引止回閥20係使排放空氣B2通過。通過導引止回閥20後的排放空氣B2係以由第二流量調整部18之第二節流閥18a所節流後的 預定流量流動於第二流路14A。如此一來，桿側的流量控制器10A係使排放空氣B1+B2通過，該排放空氣B1+B2係相當於通過第一流量調整部16後的排放空氣B1的流量與通過第二流量調整部18後的排放空氣B2的流量之和的流量。
以將氣壓缸30的排放空氣、第一流量調整部16及第二流量調整部18之流量合計後的第一控制流排出，活塞26係以第一控制流所限制的速度往桿側移動。
於進行作動行程的期間，通過桿側的流量控制器10A的導引空氣流路21A來進行導引止回閥20之導引空氣的排放。導引空氣的排放係通過第三流量調整部22的第三節流閥22a而慢慢地進行，而使導引空氣的壓力漸漸降低。
如圖2所示，在氣壓缸30之活塞26到達行程終端的時機(timing)，桿側的導引止回閥20的導引空氣的壓力會下降預定值，使桿側的導引止回閥20閉塞第二流路14A而阻止排放空氣B2的通過。
隨著導引止回閥20閉塞第二流路14A，僅流動於第一流量調整部16之排放空氣B1從氣壓缸30排出。氣壓缸30的排放氣體係切換至藉由第一流量調整部16所節流後的第二控制流。由於第二控制流會比第一控制流更加強地被節流，故使氣壓缸30之活塞26的動作速度降低。藉此，活塞26的速度降低，而緩和在活塞26之行程終端附近的衝擊。
之後，如圖3所示，動作切換閥38係切換至第二位置，頭側的流量控制器10會連接於排氣口48，桿側的流量控制器10A會連接於高壓空氣供給源46。再者，高壓空氣會通過流量控制器10A而導入氣壓缸30之桿側壓力室24b，且通過頭側的流量控制器10而進行頭側壓力室24a之排放空氣的排出。藉此，活塞26會開始往頭側移動的復位行程。
此外，於復位行程中的頭側的流量控制器10的動作與作動行程中的桿側的流量控制器10A相同，且復位行程中的桿側的流量控制器10A的動作與作動行程中的頭側的流量控制器10的動作相同，因此，省略其動作之詳細的說明。復位行程係於頭側的流量控制器10進行從排放空氣通過第一流量調整部16及第二流量調整部18的第一控制流，切換至僅流動於第一流量調整部16的第二控制流，而緩和在活塞26的行程終端的衝擊。
本實施型態之流量控制器10,10A及驅動裝置40可達成以下的效果。
本實施型態之流量控制器10,10A係具備：第一流路12,12A，係連接於動作切換閥38與氣壓缸30之間，且對氣壓缸30的缸室24進行空氣的供給及排放；第一流量調整部16，係設置於第一流路12,12A；第二流路14,14A，係與第一流路12,12A並設；導引止回閥20，係設置於前述第二流路14的途中，具有入口埠口20a、出口埠口20b及導引埠口20c，且入口埠口20a連接於第二流路14,14A之動作切換閥38側的第一部分14a，而出口埠口20b連接於第二流路14,14A之氣壓缸30側的第二部分14b；第二流量調整部18，係設置於第二流路14,14A的途中，且與前述導引止回閥20串接；導引空氣流路21,21A，其一端與動作切換閥38連通，另一端連接於導引止回閥20的導引埠口20c；及第三流量調整部22，係設置於導引空氣流路21,21A。
依據上述的構成，不須使用梭動閥(shuttle valve)或滑軸閥(spool valve)等複雜的構造之零件，以簡單的裝置構造，就可實現能夠緩和在行程終端附近之衝擊的流量控制器10,10A。
於上述的流量控制器10,10A中亦可為：導引止回閥20係構成為： 當導引空氣的壓力未滿預定值時，阻止自出口埠口20b朝向入口埠口20a流動的空氣，而當導引空氣的壓力為預定值以上時，使自出口埠口20b朝向入口埠口20a流動的空氣通過。
於上述的流量控制器10,10A中亦可為：第三流量調整部22係具備：第三節流閥22a及止回閥22b，該止回閥22b係與第三節流閥22a並設且使朝向導引埠口20c流動的空氣通過並阻止往其反向流動的空氣。止回閥22b能夠於被供給高壓空氣時迅速地將導引空氣供給至導引止回閥20。再者，藉由第三節流閥22a，可將導引空氣的排出速度可變地調整，因此，能夠容易地進行流量控制器10,10A之從第一控制流切換成第二控制流之時機的調整。
上述的流量控制器10,10A中亦可為：第二流量調整部18係具備：第二節流閥18a及止回閥18b，該止回閥18b係與第二節流閥18a並設，且使朝向氣壓缸30流動的空氣通過，並阻止往其反向流動的空氣。以上述的方式來構成時，藉由第二節流閥18a能夠將第一控制流的流量可變地調整。再者，藉由止回閥18b，能以自由流通之方式將高壓空氣供給至氣壓缸30，故亦可因應氣壓缸30的高速動作而為適合者。
本實施型態之驅動裝置40係具備：高壓空氣供給源46，係對氣壓缸30供給高壓空氣；排氣口48，係將來自氣壓缸30之排放空氣予以排出；動作切換閥38，係以切換高壓空氣供給源46及排氣口48之一方的方式連接於氣壓缸30的埠口；及流量控制器10,10A，係設置於動作切換閥38與氣壓缸30之埠口之間；流量控制器10,10A係具備：第一流路12,12A，係連接於動作切換閥38與氣壓缸30之間，而對氣壓缸30的缸室24進行空氣的供給及排放；第一流量調整部16，係設置於第一流路12,12A；第二流路14,14A，係與第一流路12,12A並設；導引止回閥 20，係設置於第二流路14,14A的途中，具有入口埠口20a、出口埠口20b及導引埠口20c，且入口埠口20a連接於第二流路14,14A之動作切換閥38側的第一部分14a，而出口埠口20b連接於第二流路14,14A之氣壓缸30側的第二部分14b；第二流量調整部18，係設置於第二流路14,14A的途中，且與導引止回閥20串接；導引空氣流路21,21A，其一端與動作切換閥38連通，另一端連接於導引止回閥20的導引埠口20c；及第三流量調整部22，係設置於導引空氣流路21,21A。
依據上述的構造，以簡單的裝置構造，就可實現能夠緩和在行程終端附近之衝擊的驅動裝置40。
在上述的說明中，針對本發明舉出較佳的實施型態進行了說明，而本發明並非限定於前述實施型態，在不脫離本發明之要旨的範圍內，當然可作各式各樣的改變。
10,10A:流量控制器
12,12A:第一流路
14,14A:第二流路
14a:第一部分
14b:第二部分
16:第一流量調整部
18:第二流量調整部
18a:第二節流閥
18b:止回閥
20:導引止回閥
20a:入口埠口
20b:出口埠口
20c:導引埠口
21,21A:導引空氣流路
22:第三流量調整部
22a:第三節流閥
22b:止回閥
24:缸室
24a:頭側壓力室
24b:桿側壓力室
26:活塞
28:活塞桿
30:氣壓缸
32:頭側埠口
32A:桿側埠口
34,34A,36,36A:配管
38:動作切換閥
40:驅動裝置
41:第一埠口
42:第二埠口
43:第三埠口
44:第四埠口
45:第五埠口
46:高壓空氣供給源
48:排氣口
A,A3,B,B3:箭號
A1,A2:高壓空氣
B1,B2:排放空氣

Claims (5)

  1. 一種流量控制器(10,10A)，係具備：第一流路(12,12A)，係連接於動作切換閥(38)與氣壓缸(30)之間，而對前述氣壓缸(30)的缸室(24)進行空氣的供給及排放；第一流量調整部(16)，係設置於前述第一流路；第二流路(14,14A)，係與前述第一流路並設；導引止回閥(20)，係設置於前述第二流路的途中，具有入口埠口(20a)、出口埠口(20b)及導引埠口(20c)，且前述入口埠口連接於前述第二流路之前述動作切換閥側的第一部分(14a)，而前述出口埠口連接於前述第二流路之前述氣壓缸側的第二部分(14b)；第二流量調整部(18)，係設置於前述第二流路的途中，且與前述導引止回閥串接；導引空氣流路(21,21A)，其一端與前述動作切換閥及前述第二流路之前述動作切換閥側的前述第一部分連通，另一端連接於前述導引止回閥的前述導引埠口；及第三流量調整部(22)，係設置於前述導引空氣流路。
  2. 如請求項1所述之流量控制器，其中，在導引空氣的壓力未滿預定值時，前述導引止回閥係阻止從前述出口埠口朝向前述入口埠口流動的空氣，在前述導引空氣的壓力為預定值以上時，前述導引止回閥係使從前述出口埠口朝向前述入口埠口流動的空氣通過。
  3. 如請求項1或2所述之流量控制器，其中，前述第三流量調整部係具備：第三節流閥(22a)；及止回閥(22b)，係與前述第三節流閥並設，且使朝向前述導引埠口流動的空氣通過並阻止往其反向流動的空氣。
  4. 如請求項1或2所述之流量控制器，其中，前述第二流量調整部係具備：第二節流閥(18a)；及止回閥(18b)，係與前述第二節流閥並設，且使朝向前述氣壓缸流動的空氣通過並阻止往其反向流動的空氣。
  5. 一種驅動裝置(40)，係具備：高壓空氣供給源(46)，係對氣壓缸供給高壓空氣；排氣口(48)，係將來自前述氣壓缸之排放空氣予以排出；動作切換閥(38)，係以切換前述高壓空氣供給源及前述排氣口之一方的方式連接於前述氣壓缸的埠口；及流量控制器，係設置於前述動作切換閥與前述氣壓缸之前述埠口之間；前述流量控制器係具備：第一流路，係連接於前述動作切換閥與前述氣壓缸之間，而對前述氣壓缸的缸室進行空氣的供給及排放；第一流量調整部，係設置於前述第一流路；第二流路，係與前述第一流路並設； 導引止回閥，係設置於前述第二流路的途中，具有入口埠口、出口埠口及導引埠口，且前述入口埠口連接於前述第二流路之前述動作切換閥側的第一部分，而前述出口埠口連接於前述第二流路之前述氣壓缸側的第二部分；第二流量調整部，係設置於前述第二流路的途中，且與前述導引止回閥串接；導引空氣流路，其一端與前述動作切換閥及前述第二流路之前述動作切換閥側的前述第一部分連通，另一端連接於前述導引止回閥的前述導引埠口；及第三流量調整部，係設置於前述導引空氣流路。
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