JPH01316190A - ロボット用グリッパ - Google Patents

ロボット用グリッパ

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JPH01316190A
JPH01316190A JP14540288A JP14540288A JPH01316190A JP H01316190 A JPH01316190 A JP H01316190A JP 14540288 A JP14540288 A JP 14540288A JP 14540288 A JP14540288 A JP 14540288A JP H01316190 A JPH01316190 A JP H01316190A
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gripper
pressurized fluid
spool
cylinder
fingers
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Tomokazu Sendai
智一 千代
Koshi Ujimoto
氏本 皓之
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Nitta Corp
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Nitta Corp
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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】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、ロボット用のグリッパに関し、より詳細に
は、加圧油、圧縮空気等の加圧流体を利用してフィンガ
ーによってワークを挟持するようにしたロボット用グリ
ッパに関するものである。
〔従来の技術〕
従来のこの種口ボット用グリッパは、本体の左右両側に
一対のフィンガーを互いに対向するように設けると共に
、左右両フィンガーを本体内に設けたピストンと連結し
、加圧流体によってピストンを移動させることにより、
両フィンガー間の距離を変えて掴むようにしたものであ
る。
〔発明が解決しようとする課題] しかし、従来のグリッパは、左右のフィンガーの自動調
節機能がなく、両フィンガーが同じ速度で移動するよう
になっているので、ロボット・ハンドの中心と掴もうと
するワークの中心とがずれていた場合には、いずれか先
にワークに接触するフィンガーに過大な力が作用し、ロ
ボットの関節やワーク等に無理な力が作用することが多
かったそこで、この発明の目的は、ロボット・ハンドの
中心とワークの中心とがずれていても各フィンガーが均
等な力でワークを押圧することができ、ワークやロボッ
トを損傷させる恐れのな・いロボット用グリッパを提供
することである。
〔課題を解決するための手段〕
上記目的を達成するため、この発明では次のような技術
的手段を講じている。
すなわち、グリッパ本体(2)と、当該グリッパ本体(
2)の外部においてその両側に互いに対向して設けた一
対のフィンガー(3a) (3b)と、上記グリッパ本
体(2)内に設けた、上記各フィンガー(3a)(3b
)を駆動するための一対のシリンダ(6a) (6b)
とを備え、当該シリンダ(6a) (6b)に加圧流体
を供給・排出して上記両フィンガー(3a) (3b)
によってワーク(9)を掴むように構成されたロボット
用グリッパにおいて、上記一対のシリンダ(6a) (
6b)へ加圧流体を供給するための供給流路(12a)
 (12b)および上記一対のシリンダ(6a) (6
b)内の加圧流体を排出するための排出流路(16a)
 (16b’)の途中に調整弁(18)を設けている。
当該調整弁(18)は、上記グリッパ本体(2)内に形
成した空洞(19)の内部にスプール(20)を移動可
能に設けていると共に、上記一対のシリンダ(6a)(
6b)の掴み側の室(13a) (13b)と各々連通
する一対のパイロット室(26a) (26b)を有し
ており、かつ当該パイロット室(26a) (26b)
内の加圧流体の圧力差によって上記スプール(20)が
移動するように構成されている。
上記スプール(20)が中央位置にあるときには、上記
調整弁(18)を通ってなされる上記各シリンダ(6a
) (6b)への加圧流体の供給と上記各シリンダ(6
a) (6b)からの加圧流体の排出は、上記各フィン
ガ−(3a) (3b)が同じ動きをするように行われ
、上記スプール(20)が中央位置から外れたときには
、先に移動を妨げられたフィンガー(3aまたは3b)
を駆動するシリンダ(6aまたは6b)への加圧流体の
供給量および当該シリンダ(6aまたは6b)からの加
圧流体の排出量が減少し、かつ他方のフィンガー(3b
または3a)を駆動するシリンダ(6bまたは6a)か
らの加圧流体の排出量が増加するように構成されている
上記スプール(20)は、両端部に設けたピストン部(
23a) (23b) と、当2亥ピストン部(23a
) (23b)の間に等間隔に配置された二つの大径部
(25a) (25b)と、当該大径部(25a) (
25b)および上記ピストン部(23a) (23b)
の間に形成された三つの小径部(24a) (24b)
 (24c)から構成することができる。この場合、上
記各供給流路(12a) (12b)は、上記小径部(
24a) (24b) (24c)のうち外側の二つの
小径部(24a) (24b)の周囲を通って各々接続
され、上記各排出流路(16a) (16b)は、上記
大径部(25a) (25b)に形成した環状溝を通っ
て各々接続されるようにする。
上記調整弁(18)には、さらにもう一つの排出流路(
22)を設けることができる。当該排出流路(22)は
、上記小径部(24a) (24b) (24c)のう
ち中央の小径部(24c)の周囲に接続し、かつ流路断
面積を大きくするのが好ましい。
また、上記スプール(20)が中心位置から外れたとき
に、加圧流体が、ワーク(9)に先に当接したフィンガ
ー(3aまたは3b)側のシリンダ(6aまたは6b)
の掴み側の室(13aまたは13b)および離し側の室
(15aまたは15b)に供給されるように構成すると
良い。
〔作用〕
両フィンガー(3a) (3b)が等速で移動している
間は、パイロット圧力供給流路(21a) (21b)
を介して両パイロット室(26a) (26b)には同
圧の加圧流体が供給されるので、スプール(20)は中
央位置に保たれる。この状態では、両フィンガー(3a
) (3b)は同じ速度で移動する。
一方のフィンガー、たとえば右側のフィン−i −(3
a)がワーク(9)によって先に移動を妨げられると、
フィンガー(3a)を駆動するシリンダ(6a)の掴み
側の室(13a)内の圧力が一時的に高まるので、当該
室(13a)と連通ずる調整弁(18)のパイロット室
(26a)内の圧力が反対側のパイロット室(26b)
内の圧力よりも高くなる。この結果、スプール(20)
は左側に向かって押圧され、中心位置から左側に移動す
る。この状態では、上記シリンダ(6a)の掴み側の室
(13a)への加圧流体の供給量は絞られ、同時に離し
側の室(15a)からの流体の排出量も絞られるので、
画室(13a) (15a)内の圧力は短時間のうちに
等しくなり、上記フィンガー(3a)の移動は速やかに
停止される。
一方、ワーク(9)によって移動を妨げられていない側
のフィンガー(3b)は、掴み側の室(13b)への加
圧流体の供給は今までと同様に続けられると共に、離し
側の室(15b)内の流体は急速に排出されるので、フ
ィンガー(3a)がワーク(9) に当接する前よりも
速い速度で移動し、短時間でワーク (9)に当接する
ことができる。
〔実施例〕
以下、この発明の実施例を添付図面に基づいて説明する
第1図および第2図において、この発明に係るロボット
用グリッパ(1)は、グリッパ本体(2)の外側におい
て、左右に一対のフィンガー(3a) (3b)を互い
に対向して設けて構成されている。両フィンガー(3a
) (3b)は、いずれも支持シャフト(4a) (4
b)によってグリッパ本体(2)に左右に移動可能に取
り付けられているが、支持シャフト(4a) (4b)
の摺動を滑らかに行わせるために、支持シャフト(4a
) (4b)は、いずれもグリッパ本体(2)に固設さ
れたベアリング(5)を介して支持されている。
また、グリッパ本体(2)内には、上記フィンガ(3a
) (3b)駆動用の一対のシリンダ(6a) (6b
)が設けてあり、各シリンダ(6a) (6b)の口y
ド(7a) (7b)の先端が各フィンガー(3a) 
(3b)に接続されている。従って、加圧流体の供給・
排出によってシリンダ(6a) (6b)のピストン(
8a) (8b)が移動すると、それによってフィンガ
ー(3a) (3b)が左右に移動し、ワーク(9)を
掴んだり離したりすることができるものである。
(10) (11)は、加圧流体用の供給ポートと排出
ポートで、供給ポート(10)は、供給流路(12c)
と、供給流路(12c)から分岐した二つの供給流路(
12a) (12b)を介して、各シリンダ(6a) 
(6b)の外側の掴み側の室(13a) (13b)に
連通している。また、排出ポート(11)は、排出流路
(14)と、排出流路(14)に合流している二つの排
出流路(16a) (16b)を介して、各シリンダ(
6a) (6b)の内側の離し側の室(15a) (1
5b)に連通している。排出流路(16a) (16b
)の排出ポート(11)側の端部には、各々オリフィス
(17)が設けてあり、加圧流体の排出量を絞ってピス
トン(8a) (8b)を徐々に移動させるようにして
いる。
グリッパ本体(2)の内部には、さらに、供給流路(1
2a) (12b)  と排出流路(16a) (16
b)の途中に調整弁(18)が設けである。この調整弁
(18)は、グリッパ本体(2)に形成した円筒形の空
洞(I9)の内部にスプール(20)を摺動可能に嵌合
したものであり、左右のフィンガー(3a) (3b)
に加わる力が同じでないときにその動きを調整して、両
フィンガー(3a) (3b)がワーク(9)を均等な
力で掴むようにする役目を果たすものである。
上記空洞(19)の左右の端部には、シリンダ(6a)
(6b)の掴み側の室(13a) (13b)と各々連
通ずる一対のパイロット圧力供給流路(21a) (2
1b)が接続されており、また、空洞(19)の中央部
には、排出流路(14)に連通ずるもう一つの排出流路
(22)が接続されている。この排出流路(22)には
、上記排出流路(16a) (16b)に設けたような
オリフィス(17)は設けられていないため、排出流路
(16a) (16b)よりもかなり大きな流路断面積
を有する。
上記スプール(20)は、左右対称の形状とされ、左右
両端部に空洞(19)の内壁面と摺動する円柱形のピス
トン部(23a) (23b)を有している。また、各
ピストン部(23a) (23b)に隣接して、二つの
小径部(24a) (24b)が形成されていると共に
、各小径部(24a) (24b)に隣接して二つの大
径部(25a)(25b)が形成されている。両人径部
(25a) (25b)の間すなわちスプール(20)
の中央部には、さらに小径部(24c)が形成されてい
る。上記の二つの大径部(25a) (25b)は、上
記ピストン部(23a) (23b)から等しい距離に
ある。三つの小径部(24a) (24b) (24c
)と空洞(19)の内壁面との間には、かなり大きな隙
間があるので、加圧流体はこの隙間を通って流動するこ
とができる。また、二つの大径部(25a) (25b
)は、いずれも中央部に窪みが形成されて両端部が鍔状
になっているので、鍔状の端部が空洞(19)の内壁面
と摺動し、また加圧流体は、中央部の窪みと空洞(19
)の内壁面との間に形成される円環状の溝を通って流動
することができるなお、上記ピストン部(23a) (
23b)および上記大径部(25a) (25b)の鍔
状端部は、空洞(19)の内壁に密接しているので、加
圧流体の左右方向すなわち空洞(19)の長袖方向の流
動は、これらの部分によってほとんど妨げられ、互いに
隣接する二つの空間はほぼ完全に遮断される。
上記スプール(20)は、通常は第1図に示すように中
央位置にあり、この状態では、二つの供給流路(12a
) (12b)の上方部分と下方部分とは、いずれも二
つの外側の小径部(24a) (24b)の周囲の隙間
を介して互いに連通している。また、同様にして、二つ
の排出流路(16a) (16b)の上方部分と下方部
分とは、いずれも二つの大径部(24a) (24b)
の環状溝を介して互いに連通しており、もう一つの排出
流路(22)は中央の小径部(24c)の周囲の隙間に
通じている。
上記調整弁(18)は、上記スプール(20)が左右い
ずれかの方向に移動すると、後述するように各流路の接
続状態が変わり、フィンガー(3a) (3b)の移動
速度を自動的に調整するものである。
次に、以上のように構成したグリッパ(1)の作動状態
について説明する。
両フィンガー(3a) (3b)によってワーク(9)
を掴むときには、加圧油、圧縮空気等の加圧流体を供給
ポート(10)から供給すると共に排出ポート(11)
から排出するが、この加圧流体は、供給流路(12c)
およびそれから分岐した供給流路(12a) (12b
)の上方部分を通って調整弁(18)に流入する。
調整弁(18)内では、スプール(20)は通常、第1
図に示すように中央位置にあり、供給流路(12a)(
12b)の上方部分と下方部分は、スープール(20)
の左右の小径部(24a) (24b)の周囲の隙間を
介して互いに連通しているので、加圧流体は、さらに各
シリンダ(6a) (6b)の掴み側の室(13a) 
(13b)に流入する。また、排出流路(16a) (
16b)の上方部分と下方部分は、スプール(20)の
二つの大径部(25a) (25b)の環状溝を介して
互いに連通しているので、供給と同時に、各シリンダ(
6a) (6b)の離し側の室(15a) (15b)
内の加圧流体は、排出流路(16a) (16b)およ
びそれらが合流する排出流路(14)を通って、排出ポ
ート(11)から外部に排出される。
このとき、流体はオリフィス(17)によって絞られて
徐々に排出されるため、両フィンガー(3a) (3b
)は徐々に内側に向かって移動する。
両フィンガー(3a) (3b)がほぼ等速で移動して
いるときは、各シリンダ(6a) (6b)の掴み側の
室(13a) (13b)からパイロット圧力供給流路
(21a) (21b)を介して調整弁(18)のスブ
ーJ喧20)の左右のパイロット室(26a) (26
b)に送られるパイロット圧は、はぼ同圧であるため、
スプール(20)は中央位置を保つ。
次に、掴むべきワニク(9)の中心とグリッパ(1)の
中心とがずれているため、右側のフィンガー(3a)の
みが先にワーク(9)に当接したとすると、第2図に示
すように、スプール(20)は左側に移動する。なぜな
ら、右側のフィンガー(3a)の運動がワーク(9)に
よって妨げられると、右側のシリンダ(6a)の掴み側
の室(13a)内の圧力が背圧の影客によって一時的に
高くなり、このため、パイロット圧力供給流路(21a
)を介して掴み側の室(13a)と連通している調整弁
(18)の右側のパイロット室(26a)内の圧力も高
くな−る。これに対し、左側のフィンガー(3b)は運
動を続けているので、上記のような背圧は生じない。こ
うして、スプール(20)のピストン部(23a) (
23b)に作用する圧力に差が生じ、この圧力差によっ
てスプール(20)は左側に押圧されるからである。
第2図の状態では、右側の供給流路(12a)が右側の
ピストン部(23a)によって絞られるため、右側のシ
リンダ(6a)の掴み側の室(13a)への加圧流体の
供給量が減少する。また、それと同時に、離し側の室(
15a)内の加圧流体の排出量も、スプール(20)の
右側の大径部(25a)によって絞られ、排出量もかな
り減少することになる。この状態では、さらに、加圧流
体の一部が、供給流路(12a)の下方部分と排出流路
(16a)の下方部分を通って両方の室(13a) (
15a)内に流入するため、両室(13a) (15a
)内の圧力は短時間で等しくなり、フィンガー(3a)
を内側に移動させる力はなくなるため、フィンガー(3
a)はその位置で保持される。
左側のシリンダ(3b)では、供給流路(12b)はス
プール(20)によって絞られないので、掴み側の室(
13b)への加圧流体の供給量は変化しない。これに対
し、離し側の室(15b)内の加圧流体の排出は、排出
流路(16b)の下方部分が、左側の大径部(25b)
の環状溝および中央の小径部(24c)の周囲を介して
、排出流路(16b)の上方部分および中央の排出流路
(22)に連通ずるので、排出量は大きく増加する。特
に、オリフィス(17)が設けられてなく流路断面積の
大きい中央の排出流路(22)を通って排出されるため
、排出量は非常に大となる。このため、左側のフィンガ
ー(3b)は、右側のフィンガー(3a)がワーク(9
)に当接する前よりもかなり速い速度で移動する。
そして、フィンガー(3b)がワーク(9)に当接した
ならば、右側のフィンガー(3a)について上述したよ
うにして、スプール(20)の両ビスI−ン部(23a
) (23b)に作用する力に差が生じるので、スプー
ル(20)は右側に移動し、やがて圧力はバランスして
スプール(20)は中央位置に復帰する。こうして、ワ
ーク(9)は両フィンガー(3a) (3b)によって
等しい力で押圧されて掴まれることになる。
掴んだワーク(9)を離すときは、上記とは逆に加圧流
体を排出ポート(11)から供給し、供給ポート(10
)から排出すればよい。こうすると、加圧流体によって
各シリンダ(6a) (6b)のピストン(8a) (
8b)が外側に向かって動かされ、両フィンガー(3a
)(3b)は互いに離れるので、ワーク(9)を離すこ
とができる。
〔発明の効果〕
以上の説明から明らかなように、この発明に係るグリッ
パ(1)は、グリッパ(1)の中心とワーク(9)の中
心とがずれていても、自動的に両フィンガー(3a) 
(3b)の移動速度が調節されて両フィンガー(3a)
 (3b)は均等な力でワーク(9)を掴むことができ
、ワーク(9)やロボットに無理な力をかけてt員傷さ
せる恐れがなく、また構成も簡単である等の優れた効果
を有するものである。
また、上記調整弁(18)にもう一つの排出流路(22
)を設けると、排出流路の断面積が非常に大となり、ワ
ーク(9)に当接しない側のフィンガー(3bまたは3
a)を迅速に移動してワーク(9)に当接させることが
できる。
さらに、上記スプール(20)が中心位置から外れたと
きに、加圧流体が、ワーク(9)に先に当接したフィン
ガー(3aまたは3b)側のシリンダ(6aまたは6b
)の掴み側の室(13aまたは13b)および離し側の
室(15aまたは15b)に供給されるように構成する
と、上記フィンガー(3aまたは3b)を迅速に停止し
てワーク(9)やロボットに無理な力がかかる時間を短
縮することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、この発明に係るロボット用グリッパの一実施
例を示す断面説明図である。 第2図は、スプールが左側へ移動したときの状態を示す
、調整弁の拡大断面説明図である。 (1)・・・ロボット用グリッパ (2)・・・グリッ
パ本体(3a) (3b)−フィンガー   (6a)
 (6b)−・・シリンダ(7a) (7b)・・・シ
リンダのロンド(8a) (8b)・・・シリンダのピ
ストン(9)・・・ワーク        (10)・
・・供給ボート(11)・・・排出ポート (12a) (12b) (12c) −供給流路(1
3a) (13b) ・=掴み側の室(14) (16
a) (16b) (22)−排出流路(15a) (
15b) −Rし側の室(17)・・・オリフィス  
   (18)・・・調整弁(19)・・・空s   
      (20)・・・スプール(21a) (2
1b)・・・パイロット圧力供給流路(23a) (2
3b) −・−ピストン部(24a) (24b) (
24c) ・・−小径部(25a) (25b) −大
径部

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、グリッパ本体(2)と、当該グリッパ本体(2)の
    外部においてその両側に互いに対向して設けた一対のフ
    ィンガー(3a)(3b)と、上記グリッパ本体(2)
    内に設けた、上記各フィンガー(3a)(3b)を駆動
    するための一対のシリンダ(6a)(6b)とを備え、
    当該シリンダ(6a)(6b)に加圧流体を供給・排出
    して上記両フィンガー(3a)(3b)によってワーク
    (9)を掴むように構成されたロボット用グリッパにお
    いて、 上記一対のシリンダ(6a)(6b)へ加圧流体を供給
    するための供給流路(12a)(12b)および上記一
    対のシリンダ(6a)(6b)内の加圧流体を排出する
    ための排出流路(16a)(16b)の途中に調整弁(
    18)を設けており、 当該調整弁(18)は、上記グリッパ本体(2)内に形
    成した空洞(19)の内部にスプール(20)を移動可
    能に設けていると共に、上記一対のシリンダ(6a)(
    6b)の掴み側の室(13a)(13b)と各々連通す
    る一対のパイロット室(26a)(26b)を有してお
    り、かつ当該パイロット室(26a)(26b)内の加
    圧流体の圧力差によって上記スプール(20)が移動す
    るように構成されており、 しかも、上記スプール(20)が中央位置にあるときに
    は、上記調整弁(18)を通ってなされる上記各シリン
    ダ(6a)(6b)への加圧流体の供給と上記各シリン
    ダ(6a)(6b)からの加圧流体の排出は、上記各フ
    ィンガー(3a)(3b)が同じ動きをするように行わ
    れ、上記スプール(20)が中央位置から外れたときに
    は、先に移動を妨げられたフィンガー(3aまたは3b
    )を駆動するシリンダ(6aまたは6b)への加圧流体
    の供給量および当該シリンダ(6aまたは6b)からの
    加圧流体の排出量が減少し、かつ他方のフィンガー(3
    bまたは3a)を駆動するシリンダ(6bまたは6a)
    からの加圧流体の排出量が増加するように構成されてい
    ることを特徴とするロボット用グリッパ。 2、上記スプール(20)が、両端部に設けたピストン
    部(23a)(23b)と、当該ピストン部(23a)
    (23b)の間に等間隔に配置された二つの大径部(2
    5a)(25b)と、当該大径部(25a)(25b)
    および上記ピストン部(23a)(23b)の間に形成
    された三つの小径部(24a)(24b)(24c)か
    ら成り、しかも、上記各供給流路(12a)(12b)
    は、上記小径部(24a)(24b)(24c)のうち
    外側の二つの小径部(24a)(24b)の周囲を通っ
    て各々接続され、上記各排出流路(16a)(16b)
    は、上記大径部(25a)(25b)に形成した環状溝
    を通って各々接続されている請求項1に記載のロボット
    用グリッパ。 3、上記調整弁(18)にもう一つの排出流路(22)
    が設けてあり、当該排出流路(22)は、上記小径部(
    24a)(24b)(24c)のうち中央の小径部(2
    4c)の周囲に接続されている請求項2に記載のロボッ
    ト用グリッパ。 4、上記スプール(20)が中心位置から外れたときに
    、加圧流体が、ワーク(9)に先に当接したフィンガー
    (3aまたは3b)側のシリンダ(6aまたは6b)の
    掴み側の室(13aまたは13b)および離し側の室(
    15aまたは15b)に供給されるように構成されてい
    る請求項1ないし3のいずれかに記載のロボット用グリ
    ッパ。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998015393A1 (en) * 1996-10-07 1998-04-16 Fabco Air, Inc. Robotic gripper

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