JPH03282004A - Speed control device and cylinder device - Google Patents
Speed control device and cylinder deviceInfo
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- JPH03282004A JPH03282004A JP7998390A JP7998390A JPH03282004A JP H03282004 A JPH03282004 A JP H03282004A JP 7998390 A JP7998390 A JP 7998390A JP 7998390 A JP7998390 A JP 7998390A JP H03282004 A JPH03282004 A JP H03282004A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、速度制御装置およびシリンダ装置に関し、特
に、流体の粘性抵抗を利用して、制御対象物や負荷の移
動速度および停止位置などを制御する技術に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a speed control device and a cylinder device, and particularly to a speed control device and a cylinder device, and in particular, a method for controlling the moving speed and stopping position of a controlled object or load by using the viscous resistance of a fluid. Regarding control technology.
〔従来の技術〕
たとえば、空気圧シリンダ装置においては、高速域にお
ける負荷の駆動および速度制御などにはその特性が生か
されて好適であるが、動作流体である空気が圧縮性のた
め、低速域における制御精度が劣るという問題がある。[Prior Art] For example, pneumatic cylinder devices are suitable for load driving and speed control in high-speed ranges due to their characteristics, but because the working fluid air is compressible, they are suitable for driving loads in high-speed ranges and controlling speed. There is a problem that control accuracy is poor.
このため、空気圧エネルギを油圧エネルギに変換して負
荷を駆動するハイドロコンバータを用いたり、ストロー
ク中に一定の負荷抵抗を発生するハイドロチエッカを所
望の負荷とともにシリンダ装置に結合するなどの対策が
取られているが、いずれも問題点が多く、利用が好まれ
ない。For this reason, countermeasures have been taken, such as using a hydro converter that converts pneumatic energy into hydraulic energy to drive the load, and connecting a hydro checker that generates a certain load resistance during the stroke to the cylinder device together with the desired load. However, they all have many problems and are not preferred for use.
特に、ストローク中の任意の位置での任意の速度を得る
ことは非常に困難であり、強いて実現しようとしても、
コスト的に引き合わず実用に供されていないというのが
現状である。In particular, it is very difficult to obtain any speed at any position during the stroke, and even if you try to achieve it,
The current situation is that it is not put into practical use due to cost considerations.
このような問題を解決すべく、従来では、たとえば特開
平1−312208号公報に開示される技術が提案され
ている。In order to solve such problems, a technique disclosed in, for example, Japanese Unexamined Patent Publication No. 1-312208 has been proposed.
すなわち、駆動シリンダのピストンロッドと、制動シリ
ンダのピストンロッドとを結合して連動させ、制動シリ
ンダ側のピストンによって当該シリンダ内に形成される
流体室を電場を有する制動通路を介して連通させるとと
もに、両流体室および制動通路に電場の強弱によって粘
性が変化する電気粘性流体を封入し、制動力を発生する
電気粘性流体の制動通路における粘性を、制−動通路の
電場の強弱によって制御するようにしたものである。That is, the piston rod of the drive cylinder and the piston rod of the brake cylinder are coupled and interlocked, and the fluid chamber formed in the cylinder by the piston on the brake cylinder side is communicated via a brake passage having an electric field, Both fluid chambers and the braking passage are filled with an electrorheological fluid whose viscosity changes depending on the strength of the electric field, and the viscosity of the electrorheological fluid that generates braking force in the braking passage is controlled by the strength of the electric field in the braking passage. This is what I did.
ところが、上記の従来技術の場合には、電気粘性流体の
無段階的かつ随時の粘性値の制御によって、駆動シリン
ダのピストンロッドのストロークの任意の位置で任意の
制御速度を得ることができるという効果はあるものの、
駆動シリンダと制動シリンダとをピストンロッドを介し
て機械的に結合する構造であるため、制動シリンダ側の
ピストンロッドの挿通部における電気粘性流体の漏洩が
懸念され、当該電気粘性流体の封入量の減少による圧縮
性の空気の侵入などによって制御精度の低下を生じると
いう問題がある。However, in the case of the above-mentioned prior art, the effect is that any control speed can be obtained at any position in the stroke of the piston rod of the drive cylinder by stepless and continuous control of the viscosity value of the electrorheological fluid. Although there is
Since the drive cylinder and brake cylinder are mechanically connected via a piston rod, there is a concern that electrorheological fluid may leak from the piston rod insertion part on the brake cylinder side, resulting in a reduction in the amount of electrorheological fluid sealed. There is a problem in that control accuracy decreases due to the intrusion of compressible air due to the intrusion of compressible air.
そこで、本発明の目的は、制動力を発生する電気粘性流
体の漏洩を生じることなく、当該電気粘性流体への印加
電圧の制御による制御対象物の速度および停止位置の制
御を安定に行うことが可能な速度制御装置を提供するこ
とにある。Therefore, an object of the present invention is to stably control the speed and stop position of a controlled object by controlling the voltage applied to the electrorheological fluid, without causing leakage of the electrorheological fluid that generates the braking force. The object of the present invention is to provide a possible speed control device.
本発明の他の目的は、制御対象物の速度や停止位置の制
御の自動化が容易な速度制御装置を提供することにある
。Another object of the present invention is to provide a speed control device that can easily automate control of the speed and stop position of a controlled object.
本発明の他の目的は、保守管理の容易な速度制御装置を
提供することにある。Another object of the present invention is to provide a speed control device that is easy to maintain.
本発明の他の目的は、制動力を発生する電気粘性流体の
漏洩を生じることなく、当該電気粘性流体への印加電圧
の制御による負荷の速度および停止位置の制御を安定に
行うことが可能なシリンダ装置を提供することにある。Another object of the present invention is to stably control the speed and stop position of a load by controlling the voltage applied to the electrorheological fluid, without causing leakage of the electrorheological fluid that generates the braking force. An object of the present invention is to provide a cylinder device.
本発明の他の目的は、負荷の速度や停止位置の制御の自
動化が容易なシリンダ装置を提供することにある。Another object of the present invention is to provide a cylinder device in which control of load speed and stop position can be easily automated.
本発明の他の目的は、保守管理の容易なシリンダ装置を
提供することにある。Another object of the present invention is to provide a cylinder device that is easy to maintain and manage.
本発明の前ε己ならびにその他の目的と新規な特徴は、
本明細書の記述および添付図面から明らかになるであろ
う。The foregoing and other objects and novel features of the present invention are as follows:
It will become clear from the description herein and the accompanying drawings.
本願において開示される発明のうち、代表的なものの概
要を簡単に説明すれば、下記のとおりである。A brief overview of typical inventions disclosed in this application is as follows.
すなわち、本発明になる速度制御装置は、シリンダと、
このシリンダ内に第1および第2の流体室を隔成する被
動ピストンと、シリンダの外部に位置して制御対象物と
係合し、磁力を媒介として被動ピストンと連動するスラ
イド部材と、第1の流体室と第2の流体室とを接続する
連通路と、シリンダ内に封入され、印加電圧の大小に応
じて粘性が変化する電気粘性流体と、連通路の一部に介
設され、被動ピストンの変位に応じて当該連通路を通じ
て第1の流体室と第2の流体室との間を移動する電気粘
性流体に印加する電圧を変化させることによって、当該
電気粘性流体の通過抵抗を制御する流体制御部とを備え
たものである。That is, the speed control device according to the present invention includes a cylinder,
a driven piston that separates first and second fluid chambers within the cylinder; a slide member that is located outside the cylinder and engages with the object to be controlled and that moves in conjunction with the driven piston using magnetic force; a communication passage connecting the fluid chamber and the second fluid chamber; an electrorheological fluid sealed in the cylinder and whose viscosity changes depending on the magnitude of the applied voltage; The passage resistance of the electrorheological fluid is controlled by changing the voltage applied to the electrorheological fluid moving between the first fluid chamber and the second fluid chamber through the communication path according to the displacement of the piston. It is equipped with a fluid control section.
また、本発明になるシリンダ装置は、第1および第2の
シリンダと、第1のシリンダの内部に第3および第4の
流体室を隔成し、当該第3および第4の流体室に給排さ
れる流体圧によって推力を発生する駆動ピストンと、第
1のシリンダの少なくとも一端から外部に突出し、ピス
トンに負荷を結合するピストンロッドと、第2のシリン
タ内ニ第5および第6の流体室を隔成し、磁力を媒介と
して駆動ピストンと連動する被動ピストンと、第5の流
体室と第6の流体室とを接続する連通路と、第5および
第6の流体室に封入され、印加電圧の大小によって粘性
が変化する電気粘性流体と、連通路の一部に介設され、
駆動ピストンと連動する被動ピストンの変位に応じて当
該連通路を通じて第5の流体室と第6の流体室との間を
移動する電気粘性流体に印加する電圧を変化させること
によって、当該電気粘性流体の通過抵抗を制御する流体
制御部とを備えたものである。Further, the cylinder device according to the present invention includes a first cylinder, a second cylinder, a third fluid chamber, and a fourth fluid chamber, which are separated from each other inside the first cylinder. a driving piston that generates thrust by discharged fluid pressure; a piston rod that projects outward from at least one end of the first cylinder and couples a load to the piston; and fifth and sixth fluid chambers within the second cylinder. a communication path connecting the fifth fluid chamber and the sixth fluid chamber; An electrorheological fluid whose viscosity changes depending on the voltage level, and a part of the communication path is interposed,
By changing the voltage applied to the electrorheological fluid moving between the fifth fluid chamber and the sixth fluid chamber through the communication path according to the displacement of the driven piston that interlocks with the driving piston, the electrorheological fluid is and a fluid control section that controls the passage resistance of the fluid.
上記した本発明の速度制御装置によれば、電気粘性流体
の粘性を利用して制動力を発生する被動ピストンと制御
対象物とが当該被動ピストンに磁力を介して係合するス
ライド部材を介して連動するため、たとえば当該被動ピ
ストンと制御対象物とを結合する目的で、電気粘性流体
が封入されたシリンダ内から外部に突出する被動ピスト
ンロッドを設ける必要がなく、当該被動ビス゛トンロッ
ドの挿通部からの電気粘性流体の漏洩の懸念がなくなる
。According to the above-described speed control device of the present invention, the driven piston that generates braking force using the viscosity of the electrorheological fluid and the controlled object are connected via the slide member that engages with the driven piston via magnetic force. Because of the interlocking, there is no need to provide a driven piston rod that protrudes outside from a cylinder filled with electrorheological fluid, for example, for the purpose of coupling the driven piston and the controlled object, and There is no need to worry about electrorheological fluid leakage.
この結果、制動力を発生する電気粘性流体の漏洩、すな
わち電気粘性流体の封入量の減少による外気の侵入など
に起因する制iff精度の低下を生じることなく、しか
も、流体制御部を通過する電気粘性流体に印加される電
圧を適宜制御することで、制御対象物の任意の速度およ
び停止位置の制御を安定に行うことが可能となる。As a result, there is no reduction in braking accuracy due to leakage of the electrorheological fluid that generates the braking force, or in other words, intrusion of outside air due to a decrease in the amount of electrorheological fluid sealed, and moreover, the electric current passing through the fluid control section is prevented. By appropriately controlling the voltage applied to the viscous fluid, it is possible to stably control any speed and stop position of the controlled object.
また、電気粘性流体に印加する電圧を制御することで、
当該電気粘性流体の粘性抵抗すなわち被動ピストンに得
られる制動力を随意に調整する構造であるため、コンピ
ュータなどの自動制御との整合性がよく、制御対象物の
速度や停止位置の制御の自動化を容易に実現することが
できる。In addition, by controlling the voltage applied to the electrorheological fluid,
Because it has a structure that arbitrarily adjusts the viscous resistance of the electrorheological fluid, that is, the braking force obtained by the driven piston, it is compatible with automatic control such as computers, and can be used to automate the control of the speed and stop position of the controlled object. This can be easily achieved.
さらに、制動力を発生する電気粘性流体が、たとえばピ
ストンロッドの挿通部などの流体シールを必要とする可
動部などのない密閉空間に封入される構造であるため、
シールの交換や電気粘性流体の補充などの煩雑な作業が
不要となり、速度制御装置の保守管理が容易になる。Furthermore, the structure is such that the electrorheological fluid that generates the braking force is sealed in a sealed space that does not have any moving parts that require a fluid seal, such as the insertion part of the piston rod.
This eliminates the need for complicated operations such as replacing seals and replenishing electrorheological fluid, making maintenance management of the speed control device easier.
また、上記した本発明になるシリンダ装置によれば、負
荷を駆動する駆動ピストンと、電気粘性流体の粘性抵抗
によって制動力を発生する被動ピストンとが、磁力を媒
介として連動する構造であるため、たとえば被動ピスト
ン側に、当該被動ピストンが収容される第2のシリンダ
から外部に突出するピストンロッドなどを設ける必要が
なく、当該ピストンロッドの挿通部からの電気粘性流体
の漏洩の懸念がなくなる。Furthermore, according to the cylinder device of the present invention described above, since the driving piston that drives the load and the driven piston that generates braking force by the viscous resistance of the electrorheological fluid are interlocked using magnetic force, For example, there is no need to provide, on the driven piston side, a piston rod or the like that protrudes outside from the second cylinder in which the driven piston is accommodated, and there is no fear of leakage of electrorheological fluid from the insertion portion of the piston rod.
この結果、制動力を発生する電気粘性流体の漏洩、すな
わち電気粘性流体の封入量の減少などに起因する制御精
度の低下を生じることなく、シかも、流体制御部を通過
する電気粘性流体に印加される電圧を適宜制御すること
で、駆動ピストンによって駆動される負荷の任意の速度
および停止位置の制御を安定に行うことができる。As a result, the electrorheological fluid that generates the braking force can be applied to the electrorheological fluid passing through the fluid control section without reducing the control accuracy due to leakage of the electrorheological fluid that generates the braking force, that is, a decrease in the amount of the electrorheological fluid sealed. By appropriately controlling the voltage applied to the drive piston, it is possible to stably control the arbitrary speed and stop position of the load driven by the drive piston.
また、電気粘性流体に印加する電圧を制御することで、
当該電気粘性流体の粘性抵抗すなわち被動ピストンに得
られる制動力を随意に調整する構造であるため、コンビ
エータなどの自動制御との整合性がよく、負荷の速度や
停止位置の制御の自動化を容易に実現することができる
。In addition, by controlling the voltage applied to the electrorheological fluid,
Since it has a structure that arbitrarily adjusts the viscous resistance of the electrorheological fluid, that is, the braking force obtained by the driven piston, it is compatible with automatic controls such as combinators, and it is easy to automate the control of load speed and stop position. It can be realized.
さらに、制動力を発生する電気粘性流体が、たとえばピ
ストンロッドの挿通部などの流体シールを必要とする可
動部などのない密閉空間に封入される構造であるため、
シールの交換や電気粘性流体の補充などの煩雑な作業が
不要となり、シリンダ装置の保守管理が容易になる。Furthermore, the structure is such that the electrorheological fluid that generates the braking force is sealed in a sealed space that does not have any moving parts that require a fluid seal, such as the insertion part of the piston rod.
This eliminates the need for complicated operations such as replacing seals and replenishing electrorheological fluid, making maintenance management of the cylinder device easier.
〔実施例1〕
第1図は、本発明の一実施例であるシリンダ装置の構造
の一例を示す断面図であり、第2図は、前記第1図にお
いて線U−]Iで示される部分の断面図である。[Embodiment 1] FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of the structure of a cylinder device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 shows a portion indicated by the line U-]I in FIG. FIG.
断面が円形のインナーチューブ1は、外形が四角の中実
部材を長手方向に円形にくり抜いて形成されたアウター
チューブ2によってほぼ同軸に覆われており、両者の両
端部は、固定リング3aおよび固定リング4aによって
アウターチューブ2に係止されるロッドカバー3および
ヘッドカバー4によって閉止されている。An inner tube 1 having a circular cross section is covered almost coaxially with an outer tube 2 formed by hollowing out a solid member having a square outer shape circularly in the longitudinal direction, and both ends of the inner tube 1 are covered with a fixing ring 3a and a fixing ring 3a. It is closed by a rod cover 3 and a head cover 4, which are locked to the outer tube 2 by a ring 4a.
インナーチューブ1の内部には、ロッドカバー3を貫通
するピストンロッド6の内端部に、一対の保持部材5a
の間に複数の磁石5bおよび磁性体からなるヨーク5C
を交互に配置・保持させ、ねじ5dを介して固定した構
造の駆動ピストン5が配置され、流体室R1および流体
室R2を隔成している。Inside the inner tube 1, a pair of holding members 5a are attached to the inner end of the piston rod 6 passing through the rod cover 3.
A yoke 5C consisting of a plurality of magnets 5b and a magnetic material between
Driving pistons 5 are arranged such that they are alternately arranged and held and fixed via screws 5d, separating the fluid chambers R1 and R2.
インナーチューブ1の内部の流体室R1およびR2には
、ロッドカバー3およびヘッドカバー4の各々に穿設さ
れたポート7およびポート8が連通しており、外部から
、図示しない配管などを介して、たとえば圧縮空気圧を
導入することにより、駆動ピストン5に推力を発生させ
、この推力をピストンロッド6を介して外部の図示しな
い負荷に伝達する構造となっている。Fluid chambers R1 and R2 inside the inner tube 1 are in communication with ports 7 and 8 provided in the rod cover 3 and the head cover 4, respectively. By introducing compressed air pressure, the driving piston 5 generates thrust, and this thrust is transmitted to an external load (not shown) via the piston rod 6.
駆動ピストン50両端部外周およびインナーチューブ1
の両端部内周、さらには、ピストンロッド6のロッドカ
バー3における貫通部には、パツキン5e、パツキンl
a、パツキン6−aが設けられおり、インナーチューブ
1の内部の流体室R1およびR2の気密が保持されてい
る。Drive piston 50 both ends outer periphery and inner tube 1
A packing 5e and a packing l are provided on the inner periphery of both ends of the piston rod 6, and further on the penetrating portion of the rod cover 3 of the piston rod 6.
A, a gasket 6-a is provided to keep fluid chambers R1 and R2 inside the inner tube 1 airtight.
この場合、インナーチューブ1とアウターチューブ2と
の間には、前記駆動ピストン5を取り囲む位置にドーナ
ツ形状の被動ピストン9が配置され、当該インナーチュ
ーブ1とアウターチューブ2との間の空間に流体室R3
および流体室R4を隔成している。In this case, a donut-shaped driven piston 9 is disposed between the inner tube 1 and the outer tube 2 at a position surrounding the driving piston 5, and a fluid chamber is provided in the space between the inner tube 1 and the outer tube 2. R3
and a fluid chamber R4 are separated from each other.
被動ピストン9の内周面には、駆動ピストン5を構成す
る複数の磁石5bおよびヨーク5cにそれぞれ対応する
位置に複数の磁石9bおよびヨーク9Cが配置されてい
るとともに、磁石5bと磁石9bの極性が互い逆になっ
ており、対向するヨーク5Cと90との間に磁気的な吸
引力が作用する構造となっている。On the inner circumferential surface of the driven piston 9, a plurality of magnets 9b and a yoke 9C are arranged at positions corresponding to the plurality of magnets 5b and yokes 5c that constitute the driving piston 5, respectively, and the polarities of the magnets 5b and 9b are arranged. are opposite to each other, and the structure is such that a magnetic attractive force acts between the opposing yokes 5C and 90.
これにより、インナーチューブ1の内部の駆動ピストン
5と、インナーチューブ1とアウターチューブ2との間
に位置する被動ピストン9とが磁力を介して結合され、
相互に連動するものである。As a result, the driving piston 5 inside the inner tube 1 and the driven piston 9 located between the inner tube 1 and the outer tube 2 are coupled via magnetic force,
They are interconnected.
被動ピストン9によって隔成された流体室R3およびR
4の内部には、印加される電場の強弱によって粘性が変
化する物性を有する電気粘性流体10が封入されている
。Fluid chambers R3 and R separated by driven piston 9
4 is sealed with an electrorheological fluid 10 whose viscosity changes depending on the strength of the applied electric field.
この電気粘性流体10は、たとえば第4図に示されるよ
うに、印加電圧V(電場E)に比例して粘度が増大する
性質を有している。This electrorheological fluid 10 has a property that its viscosity increases in proportion to the applied voltage V (electric field E), as shown in FIG. 4, for example.
アウターチューブ2とロッドカバー3およびヘッドカバ
ー4との間、および被動ピストン9の内外周とインナー
チューブ1およびアウターチューブ2との間には、パツ
キン2a、パツキン9eが装着されており、流体室R3
およびR4からの電気粘性流体10の漏洩を防止してい
る。A gasket 2a and a gasket 9e are installed between the outer tube 2, the rod cover 3, and the head cover 4, and between the inner and outer peripheries of the driven piston 9, and the inner tube 1 and the outer tube 2.
And leakage of the electrorheological fluid 10 from R4 is prevented.
流体室R3およびR4は、ロッドカバー3の内部に穿設
された連通路3b、外形が矩形のアウターチューブ2の
隅部に軸方向に穿設された連通路2b、ヘッドカバー4
の内部に穿設された連通路4bを介して相互に連通して
おり、流体室R3およびR4の内部封入されている電気
粘性流体10は、被動ピストン9の変位に応じて、連通
路3b。The fluid chambers R3 and R4 include a communication passage 3b bored inside the rod cover 3, a communication passage 2b bored in the axial direction at a corner of the outer tube 2 having a rectangular outer shape, and a head cover 4.
The electrorheological fluid 10 sealed inside the fluid chambers R3 and R4 communicates with each other via a communication path 4b bored inside the communication path 3b in accordance with the displacement of the driven piston 9.
連通路2b、連通路4bを通じて当該゛流体室R3とR
4との間を循環する構造となっている。The fluid chambers R3 and R are connected through the communication path 2b and the communication path 4b.
It has a structure that circulates between 4 and 4.
ヘッドカバー4に穿設された連通路4bの経路には、被
動ピストン9の変位に伴って流体室R3とR4との間を
移動する電気粘性流体10が通過する流体制御部11が
介設されている。A fluid control section 11 is interposed in the path of the communication passage 4b formed in the head cover 4, through which the electrorheological fluid 10 that moves between the fluid chambers R3 and R4 as the driven piston 9 is displaced passes. There is.
この流体制御部11は、たとえば、第3図に示されるよ
うに、電気粘性流体10の流れ方向に平行に、同心円状
に配置された複数の電極11a。The fluid control unit 11 includes, for example, a plurality of electrodes 11a arranged concentrically in parallel to the flow direction of the electrorheological fluid 10, as shown in FIG.
電極11bと、この電極11aとllbとの間に所望電
圧を印加する電圧調整器11Cとを備えたものである。It is equipped with an electrode 11b and a voltage regulator 11C that applies a desired voltage between the electrodes 11a and llb.
そして、この電圧調整器11Cから電極11aとllb
との間に印加する電圧、すなわち、当該電極11aとl
lbとの間を通過する電気粘性流体10に作用する電場
の大きさを制御することにより、当該流体制御部11に
おける電気粘性流体10の通過抵抗を、随時、所望の値
に制御することが可能になっている。Then, from this voltage regulator 11C, electrodes 11a and llb
That is, the voltage applied between the electrodes 11a and l
By controlling the magnitude of the electric field acting on the electrorheological fluid 10 passing between the lb and the electrorheological fluid 10, it is possible to control the passage resistance of the electrorheological fluid 10 in the fluid control unit 11 to a desired value at any time. It has become.
また、アウターチューブ2の壁面に軸方向に穿設されて
いる連通路2bの途中には、当該連通路2bの開放およ
び遮断を制御する弁12が介設されている。Furthermore, a valve 12 for controlling opening and closing of the communication passage 2b is interposed in the middle of the communication passage 2b that is bored in the wall surface of the outer tube 2 in the axial direction.
以下、本実施例の速度制御装置の作用について説明する
。The operation of the speed control device of this embodiment will be explained below.
まず、インナーチューブ1の内部の流体室R1(R2)
に、ボー)?(8)を通じて圧縮空気などの流体圧を作
用させると、駆動ピストン5およびピストンロッド6は
第1図の左(右)方向に移動し、ピストンロッド6に結
合された図示しない負荷が駆動される。First, the fluid chamber R1 (R2) inside the inner tube 1
ni, bo)? When fluid pressure such as compressed air is applied through (8), the drive piston 5 and piston rod 6 move in the left (right) direction in FIG. 1, and a load (not shown) coupled to the piston rod 6 is driven. .
この時、駆動ピストン5に磁力によって結合されている
被動ピストン9は、当該駆動ピストン5と連動し、被動
ピストン9が第1図の左(右)方向に変位するとき、流
体室R4(R3)の電気粘性流体10は、連通路4b、
流体制御部11.連通路2b、連通路3b(連通路3b
、連通路2b連通路4b、流体制御部11)を通じて流
体室R3(R4)に移動する。At this time, the driven piston 9 magnetically connected to the driving piston 5 moves in conjunction with the driving piston 5, and when the driven piston 9 is displaced in the left (right) direction in FIG. The electrorheological fluid 10 is connected to the communication path 4b,
Fluid control section 11. Communication path 2b, communication path 3b (communication path 3b
, the communication path 2b, the communication path 4b, and the fluid control section 11) to the fluid chamber R3 (R4).
そして、被動ピストン9には、連通路4b、流体制御部
11.連通路2b、連通路3゛bなどにおける電気粘性
流体10の通過抵抗によって定まる制動力が作用し、こ
の制動力は、磁力を介して当該被動ピストン9と連動す
る駆動ピストン5に伝達される。The driven piston 9 includes a communication passage 4b, a fluid control section 11. A braking force determined by the passage resistance of the electrorheological fluid 10 in the communication passage 2b, the communication passage 3'b, etc. acts, and this braking force is transmitted to the driving piston 5 interlocking with the driven piston 9 through magnetic force.
このため、流体制御部11において、電極11aとIl
bとの間に印加する電圧を適宜制御し、当該流体制御部
11における電気粘性流体10の通過抵抗を所望の値に
設定することにより、磁力を介して被動ピストン9と連
動する駆動ピストン5の所望の行程位置における速度を
所望の値に設定することができる。Therefore, in the fluid control section 11, the electrode 11a and Il
By appropriately controlling the voltage applied between the drive piston 5 and the driven piston 9 and setting the passage resistance of the electrorheological fluid 10 in the fluid control section 11 to a desired value, The speed at a desired stroke position can be set to a desired value.
また、随時、連通路2bに介設されている弁12を作動
させて当該連通路2bを遮断して電気粘性流体10の流
通を阻止することにより、被動ピストン9、すなわち当
該被動ピストン9に連動する駆動ピストン5を行程の所
望の位置で確実に停止させることができる。In addition, the driven piston 9, that is, the driven piston 9 is interlocked with the driven piston 9 by operating the valve 12 provided in the communicating path 2b to shut off the communicating path 2b and preventing the flow of the electrorheological fluid 10. The driving piston 5 can be reliably stopped at a desired position in its stroke.
さらに、本実施例のシリンダ装置では、駆動ピストン5
と被動ピストン9とが磁力を介して連動する構造である
ため、被動ピストン9と駆動ピストン5とを機械的に結
合するなどの目的で、被動ピストン9の側に、外部から
ロッドカバー3を貫通して当該被動ピストン9に係合さ
れるピストンロッドなどを設ける必要がない。Furthermore, in the cylinder device of this embodiment, the drive piston 5
Since the structure is such that the driven piston 9 and the driven piston 9 interlock with each other through magnetic force, the rod cover 3 is penetrated from the outside on the driven piston 9 side for the purpose of mechanically coupling the driven piston 9 and the driving piston 5. There is no need to provide a piston rod or the like to be engaged with the driven piston 9.
これにより被動ピストン9に制動力を発生させる電気粘
性流体10が封入される流体室R3,R4、連通路3b
、連通路2b、連通路4b、流体制御部11などの系を
完全な密閉状態にすることができ、電気粘性流体10が
外部に漏洩する懸念がない。Fluid chambers R3 and R4, in which the electrorheological fluid 10 that generates braking force on the driven piston 9 is sealed, and the communication passage 3b
, the communication path 2b, the communication path 4b, the fluid control unit 11, and other systems can be completely sealed, and there is no concern that the electrorheological fluid 10 will leak to the outside.
このため、電気粘性流体10の封入量が稼働時に漏洩に
よって減少し、流体室R3およびR4の内部に外気が侵
入することなどに起因して、被動ピストン9を介した駆
動ピストン5の前述のような速度や停止位置の制御精度
が劣化することがなく、安定した制御精度を長期間にわ
たって維持することができる。For this reason, the amount of the electrorheological fluid 10 sealed during operation is reduced due to leakage, and the outside air infiltrates into the fluid chambers R3 and R4. The control accuracy of speed and stop position does not deteriorate, and stable control accuracy can be maintained over a long period of time.
さらに、電気粘性流体10の補充などの煩雑な作業も不
要となり、シリンダ装置の保守管理が極めて容易になる
。Furthermore, complicated operations such as replenishing the electrorheological fluid 10 are no longer necessary, making maintenance management of the cylinder device extremely easy.
また、特に限定されないが、必要に応じて、弁12や、
流体制御B11の電圧調整器11cと、外部の制御コン
ビエータシステムなどとを接続することにより、シリン
ダ装置の制御の自動化を容易に実現することができる。In addition, although not particularly limited, the valve 12,
By connecting the voltage regulator 11c of the fluid control B11 to an external control combinator system or the like, automation of the control of the cylinder device can be easily realized.
また、駆動ピストン5が位置するインナーチューブ1と
、この駆動ピストン5に制動力を及ぼす被動ピストン9
が位置するアウターチューブ2とがほぼ同軸に二重構造
を呈していることにより、シリンダ装置が大幅に小形化
され、設置に要するスペースを削減することができる。Also, an inner tube 1 in which a driving piston 5 is located, and a driven piston 9 that exerts a braking force on this driving piston 5.
Since the outer tube 2 is located almost coaxially and has a double structure, the cylinder device can be significantly downsized and the space required for installation can be reduced.
〔実施例2つ
第5図は、本発明の一実施例である速度制御装置の構成
の一例を模式的に示す断面図であり、第6図は、前記第
5図において線■−VIで示される部分の断面図である
。[Two Embodiments] FIG. 5 is a sectional view schematically showing an example of the configuration of a speed control device according to an embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 3 is a cross-sectional view of the portion shown.
シリンダ20の内部には、被動ピストン21が位置して
おり、流体室R5および流体室R6を隔成している。A driven piston 21 is located inside the cylinder 20, and separates a fluid chamber R5 from a fluid chamber R6.
被動ピストン21は、中央部に、軸方向に交互に配列さ
れた複数の磁石21bおよび複数のヨーク21Cを保持
した構造となっている。The driven piston 21 has a structure in which a plurality of magnets 21b and a plurality of yokes 21C are alternately arranged in the axial direction in the center thereof.
また、両端外周部には、シリンダ20の内周面との間隙
を塞ぐようにパツキン20eが装着されている。Further, gaskets 20e are attached to the outer circumferential portions of both ends so as to close the gap with the inner circumferential surface of the cylinder 20.
流体室R5およびR6は、シリンダ200両端部に接続
された連通路22を介して連通しており、当該流体室R
5,R6および連通路22には電気粘性流体10が充満
している。The fluid chambers R5 and R6 communicate with each other via a communication path 22 connected to both ends of the cylinder 200, and the fluid chamber R
5, R6 and the communication path 22 are filled with electrorheological fluid 10.
また、連通路22の途中には、前記実施例1と同様の構
造を有する流体制御部11および弁12が介設されてい
る。Further, a fluid control section 11 and a valve 12 having the same structure as in the first embodiment are interposed in the middle of the communication path 22.
シリンダ20の外周には、被動ピストン21に対応する
位置に、当該シリンダ20の軸方向に移動自在なスライ
ド部材23が配置されている。A slide member 23 that is movable in the axial direction of the cylinder 20 is arranged on the outer periphery of the cylinder 20 at a position corresponding to the driven piston 21 .
このスライド部材23のシリンダ20に接する内周部に
は、シリンダ20の内部に位置する被動ピストン21の
複数の磁石21bおよびヨーク21Cにそれぞれ対応す
るように、複数の磁石23bおよびヨーク23cが設け
られいる、。スライド部材23の磁石23bの極性は被
動ピストン21の磁石21bと逆になっており、対向す
るヨーク23cおよびヨーク21Cが相互に吸引する磁
気回路を構成することで、被動ピストン21とスライド
部材23とが磁力を介して連動する構造となっている。A plurality of magnets 23b and a yoke 23c are provided on the inner peripheral portion of the slide member 23 in contact with the cylinder 20 so as to correspond to the plurality of magnets 21b and yoke 21C of the driven piston 21 located inside the cylinder 20, respectively. There is. The polarity of the magnet 23b of the slide member 23 is opposite to that of the magnet 21b of the driven piston 21, and the opposing yokes 23c and 21C form a magnetic circuit that attracts each other, so that the driven piston 21 and the slide member 23 The structure is such that they are interlocked via magnetic force.
また、被動ピストン21に連動するスライド部材23に
は、他の図示しないシリンダ装置などによって、シリン
ダ20の軸方向に往復動する制御対象物24が係合して
いる。Furthermore, a controlled object 24 that reciprocates in the axial direction of the cylinder 20 is engaged with the slide member 23 that moves in conjunction with the driven piston 21 by another cylinder device (not shown).
以下、本実施例2の速度制御装置の作用について説明す
る。Hereinafter, the operation of the speed control device of the second embodiment will be explained.
まず、図示しないシリンダ装置などによって駆動される
制御対象物24が第5図の左(右)方向に移動すると、
この制御対象物24に係合したスライド部材23も同方
向に移動し、さらに磁力によって当該スライド部材23
に連動する被動ピストン21もシリンダ20の内部を左
(右)方向に移動する。First, when the controlled object 24 driven by a cylinder device (not shown) moves in the left (right) direction in FIG.
The slide member 23 engaged with the controlled object 24 also moves in the same direction, and the slide member 23 is further moved by the magnetic force.
The driven piston 21 that is interlocked also moves inside the cylinder 20 in the left (right) direction.
このとき、被動ピストン21の左(右)方向への変位に
よって流体室R6(R5)から排除された電気粘性流体
10は、連通路22を通過して反対側の流体室R5(R
6)に流入し、被動ピストン21には、電気粘性流体1
0の連通路22や、弁12.流体制御部11などにおけ
る通過抵抗に応じた制動力が発生し、この制動力はスラ
イド部材23を介して制御対象物24に作用する。At this time, the electrorheological fluid 10 removed from the fluid chamber R6 (R5) by the displacement of the driven piston 21 in the left (right) direction passes through the communication path 22 to the fluid chamber R5 (R5) on the opposite side.
6), and the electrorheological fluid 1 flows into the driven piston 21.
0 communication passage 22, valve 12. A braking force is generated in accordance with the passage resistance in the fluid control section 11 and the like, and this braking force acts on the controlled object 24 via the slide member 23.
そして、流体制御部11において、電極11aとllb
との間に電圧調整器11Cから印加する電圧(電場)の
強さを適宜制御し、当該流体制御部11を通過する電気
粘性流体10の粘性、すなわち通過抵抗の大小を制御す
ることにより、被動ピストン21に発生する制動力の大
小を当該被動ピストン21の所望の行程位置において無
段階的に調整する。すなわち、この被動ピストン21に
磁力を介して連動するスライド部材23に係合された制
御対象物の移動行程の所望の位置における速度が所望の
値に制御される。Then, in the fluid control unit 11, the electrodes 11a and llb
By appropriately controlling the strength of the voltage (electric field) applied from the voltage regulator 11C between the The magnitude of the braking force generated in the piston 21 is adjusted steplessly at a desired stroke position of the driven piston 21. That is, the speed at a desired position of the movement stroke of the controlled object engaged with the slide member 23 which is interlocked with the driven piston 21 via magnetic force is controlled to a desired value.
さらに、所望の位置で、弁12を閉じ、連通路22にお
ける電気粘性流体IOの流通、を遮断することにより、
被動ピストン21、すなわちスライド部材23および制
御対象物24の行程中の任意の位置で的確に停止させる
ことができる。Furthermore, by closing the valve 12 at a desired position and blocking the flow of the electrorheological fluid IO in the communication path 22,
The driven piston 21, that is, the slide member 23 and the controlled object 24, can be accurately stopped at any position during the stroke.
このように、本実施例の速度制御装置では、制御対象物
24と、制動力を発生する被動ピストン21とが、磁力
を媒介として連動するスライド部材23を介して係合さ
れる構造であるため、被動ピストン21に制動力を発生
させる電気粘性流体10が封入される流体室R5,R6
や連通路22などの系を完全な密閉状態とすることがで
きる。As described above, in the speed control device of this embodiment, the controlled object 24 and the driven piston 21 that generates the braking force are engaged with each other via the slide member 23 that interlocks with each other using magnetic force as a medium. , fluid chambers R5 and R6 filled with electrorheological fluid 10 that generates braking force on driven piston 21;
The system such as the communication passage 22 and the like can be completely sealed.
この結果1、当該被動ピストン21に、シリンダ20の
端部を貫通して外部に突出するピストンロッドなどを設
ける必要がないので当該ピストンロッドの貫通部などか
らの電気粘性流体10の漏洩の懸念がない。As a result 1, there is no need to provide the driven piston 21 with a piston rod that penetrates the end of the cylinder 20 and protrudes to the outside, so there is no fear of leakage of the electrorheological fluid 10 from the penetrating portion of the piston rod. do not have.
このため、稼働中において、流体室R5やR6に封入さ
れた電気粘性流体10の減少による外気の侵入などに起
因して、被動ピストン21による上述のようなスライド
部材23を介した制御対象物24の速度や停止位置の制
御が不正確になることがなく、制御対象物24の速度や
停止位置の制御などを長期間にわたって安定に行うこと
ができる。Therefore, during operation, due to the intrusion of outside air due to a decrease in the electrorheological fluid 10 sealed in the fluid chambers R5 and R6, the controlled object 24 is moved by the driven piston 21 through the slide member 23 as described above. The speed and stop position of the object 24 will not be inaccurately controlled, and the speed and stop position of the controlled object 24 can be controlled stably over a long period of time.
さらに、制御精度を維持するなどの目的で、シリンダ2
0を分解して電気粘性流体10を補充するなどの煩雑な
作業が不要となり、速度制御装置の保守管理が容易にな
る。Furthermore, in order to maintain control accuracy, cylinder 2
This eliminates the need for complicated operations such as disassembling the electrorheological fluid 10 and replenishing the electrorheological fluid 10, making maintenance management of the speed control device easier.
また、特に図示しないが、制御対象物24を駆動する図
示しないシリンダ装置の制御システムと弁12および流
体制御部11の電圧調整器11cとを連携させることに
より、当該制御対象物24の本実施例の速度制御装置に
よる速度制御や停止位置の制御などを容易に自動化する
ことができる。Although not particularly shown in the drawings, by coordinating the control system of a cylinder device (not shown) that drives the controlled object 24 with the valve 12 and the voltage regulator 11c of the fluid control section 11, the controlled object 24 can be controlled in this embodiment. Speed control and stop position control using the speed control device can be easily automated.
〔実施例3〕
第7図は、本発明の他の実施例である速度制御装置の構
成の一例を示す断面図である。[Embodiment 3] FIG. 7 is a sectional view showing an example of the configuration of a speed control device according to another embodiment of the present invention.
この実施例3の場合には、シリンダ20の内部の偏心し
た位置に、軸方向に被動ピストン21を貫通する連通管
25を設けたところが前記実施例2の速度制御装置の場
合と異なるもの゛である。Embodiment 3 is different from the speed control device of Embodiment 2 in that a communication pipe 25 that passes through the driven piston 21 in the axial direction is provided at an eccentric position inside the cylinder 20. be.
すなわち、この連通管25の両端を支持するシリンダ2
0のNj部には、流体制御部11および弁12と、これ
らをシリンダ20の内部の流体室R5およびR6にそれ
ぞれ連通させる連通孔20aおよび連通孔20bが設け
られている。That is, the cylinder 2 supporting both ends of this communication pipe 25
The Nj section of 0 is provided with a fluid control section 11, a valve 12, and a communication hole 20a and a communication hole 20b that communicate these with fluid chambers R5 and R6 inside the cylinder 20, respectively.
また、シリンダ20の両端における連通管25の支持部
、および被動ピストン21における連通管250貫通部
には、パツキン25aおよびパツキン25bが装着され
ており、流体室R5およびR6の苦情性を確保している
。In addition, gaskets 25a and 25b are attached to the support portions of the communication tube 25 at both ends of the cylinder 20 and the communication tube 250 penetration portion of the driven piston 21, to ensure that the fluid chambers R5 and R6 are free from complaints. There is.
そして、被動ピストン21の往復動にさいしては、これ
らの連通管25.流体制御部11.弁12、連通孔20
a、連通孔20bを通じて、電気粘性流体10が流体室
R5とR6との間を流動し、連通管25.流体制御部1
1.弁12.連通孔20a、連通孔20bにおける当該
電気粘性流体10の通過抵抗が被動ピストン21に制動
力として作用するものである。When the driven piston 21 reciprocates, these communication pipes 25. Fluid control section 11. Valve 12, communication hole 20
a, the electrorheological fluid 10 flows between the fluid chambers R5 and R6 through the communication hole 20b, and the communication pipe 25.a. Fluid control section 1
1. Valve 12. The passage resistance of the electrorheological fluid 10 in the communication holes 20a and 20b acts on the driven piston 21 as a braking force.
本実施例の場合にも、流体制御部11において電圧調整
器11Cから、電気粘性流体10が通過する電極11a
とllbとの間に印加する電圧を適宜変化させ、電気粘
性流体10の粘度、すなわち当該流体制御部11におけ
る通過抵抗を所望の値に設定することにより、被動ピス
トン21およびスライド部材23を介して制御対象物に
作用する制動力を、当該被動ピストン21 (制御対象
物)の行程の所望位置で所望の大きさに調整し、制御対
象物24の速度を所望の値に制御することができる。In the case of this embodiment as well, in the fluid control unit 11, the voltage regulator 11C is connected to the electrode 11a through which the electrorheological fluid 10 passes.
By appropriately changing the voltage applied between The braking force acting on the controlled object can be adjusted to a desired magnitude at a desired position in the stroke of the driven piston 21 (controlled object), and the speed of the controlled object 24 can be controlled to a desired value.
また、必要に応じて、弁12を閉じ、連通管25におけ
る電気粘性流体10の流通を遮断することにより、被動
ピストン2Iおよびスライド部材23を介して、制御対
象物24を行程中の所望の位置に精度良く停止させるこ
とができる。Further, if necessary, by closing the valve 12 and blocking the flow of the electrorheological fluid 10 in the communication pipe 25, the controlled object 24 can be moved to a desired position during the stroke via the driven piston 2I and the slide member 23. can be stopped with high accuracy.
しかも、電気粘性流体10によって制動力を発生する被
動ピストン21と、この制動力を制御対象物24に伝達
するスライド部材23とは、磁力を介して間接的に結合
されて連動する構造であるため、電気粘性流体10が封
入されるシリンダ20の気密性を損なうような、ピスト
ン−ロッドなどを被動ピストン21に設ける必要がない
。In addition, the driven piston 21 that generates braking force by the electrorheological fluid 10 and the slide member 23 that transmits this braking force to the controlled object 24 are indirectly coupled and interlocked via magnetic force. There is no need to provide the driven piston 21 with a piston-rod or the like that would impair the airtightness of the cylinder 20 in which the electrorheological fluid 10 is sealed.
このため、封入された電気粘性流体10の漏洩による減
少などに起因して電気粘性流体10による被動ピストン
21の速度や停止位置の制御精度が劣化することが回避
され、上述のような電気粘性流体10による被動ピスト
ン21の速度や停止位置の制御を長期間安定に行うこと
ができる。Therefore, it is possible to avoid deterioration in the control accuracy of the speed and stop position of the driven piston 21 by the electrorheological fluid 10 due to a decrease in the enclosed electrorheological fluid 10 due to leakage, etc. 10 can stably control the speed and stop position of the driven piston 21 over a long period of time.
その他、保守管理や自動化が容易なことも前記実施例2
の速度制御装置の場合と同様である。In addition, the above-mentioned Example 2 also facilitates maintenance management and automation.
The same is true for the speed control device.
〔実施例4〕
第8図は、本発明の他の実施例であるシリンダ装置の構
成の一例を示す断面図である。[Embodiment 4] FIG. 8 is a sectional view showing an example of the configuration of a cylinder device according to another embodiment of the present invention.
本実施例のシリンダ装置は、シリンダ30と、二のシリ
ンダ30の内部に位置し、流体室R7および流体室R8
を隔成する駆動ピストン31と、シリンダ30の外周部
に駆動ピストン31の位置に対応して配置され、軸方向
に移動自在なスライド部材32とを備えている。The cylinder device of this embodiment includes a cylinder 30, a fluid chamber R7 and a fluid chamber R8 located inside the second cylinder 30.
The cylinder 30 includes a drive piston 31 that separates the cylinder 30 from the drive piston 31, and a slide member 32 that is disposed on the outer periphery of the cylinder 30 in correspondence with the position of the drive piston 31 and is movable in the axial direction.
流体室R7およびR8には、シリンダ300両端部にそ
れぞれ穿設された複数のポー)30aおよびポート30
bが連通しており、これらのポート30aおよび30b
を介して、流体室R7およびR8の内部に圧縮空気など
の流体圧を給排することにより駆動ピストン31に所望
の方向に所望の大きさの推力を発生する構造になってい
る。The fluid chambers R7 and R8 include a plurality of ports 30a and 30a formed at both ends of the cylinder 300, respectively.
b are in communication, and these ports 30a and 30b
By supplying and discharging fluid pressure such as compressed air into and out of the fluid chambers R7 and R8, a thrust force of a desired magnitude is generated in a desired direction to the drive piston 31.
駆動ピストン31の外周部には、複数の磁石31bと磁
性体からなる複数のヨーク31Cとが交互に配置されて
いるとともに、この駆動ピストン31に臨んでシリンダ
30の外周部に設けられたスライド部材32の内周部に
は、複数の磁石32bと、複数のヨーク32cとが、駆
動ピストン31の磁石32bおよびヨーク32cに対応
するように交互に配置されている。A plurality of magnets 31b and a plurality of yokes 31C made of magnetic material are alternately arranged on the outer circumference of the drive piston 31, and a slide member is provided on the outer circumference of the cylinder 30 facing the drive piston 31. 32, a plurality of magnets 32b and a plurality of yokes 32c are arranged alternately so as to correspond to the magnets 32b and yokes 32c of the drive piston 31.
そして、駆動ピストン31の複数の磁石31bとスライ
ド部材32の側の複数の磁石32bの極性が互いに逆に
なるように設定し、双方のヨーク31cとヨーク32c
との間に磁気的な吸引力が発生するようにして、駆動ピ
ストン31とスライド部材32とが連動するようになっ
ている。Then, the polarities of the plurality of magnets 31b of the drive piston 31 and the plurality of magnets 32b on the slide member 32 side are set to be opposite to each other, and both yokes 31c and yokes 32c are set to have opposite polarities.
The drive piston 31 and the slide member 32 are designed to interlock with each other so that a magnetic attraction force is generated between the drive piston 31 and the slide member 32.
また、スライド部材32の外周の一部は、直線状に切欠
され、複数の磁石32bおよびヨーク32cが外部に露
出している。Further, a portion of the outer periphery of the slide member 32 is cut out in a linear shape, and a plurality of magnets 32b and yokes 32c are exposed to the outside.
そして、このスライド部材32に図示しない所望の負荷
を接続することにより、邑該負荷の駆動が行われるもの
である。By connecting a desired load (not shown) to this slide member 32, the load is driven.
また、駆動ピストン31の両端部外周には、パツキン3
1eが装着されており、流体室R7およびR8の気密性
が保持されている。Further, gaskets 3 are provided on the outer periphery of both ends of the drive piston 31.
1e is installed, and the airtightness of fluid chambers R7 and R8 is maintained.
この場合、シリンダ30の近傍には、前記実施例2に例
示した速度制御装置がそのシリンダ20を当該シリンダ
30と平行にした姿勢で配置されている。In this case, the speed control device exemplified in the second embodiment is placed near the cylinder 30 in an attitude in which the cylinder 20 is parallel to the cylinder 30.
なお、この場合の速度制御装置の側のスライド部材23
Aの外周部は、シリンダ装置の側のスライド部材32に
臨む部分が切欠されており、速度制御装置のスライド部
材23Aと当該シリンダ装置側のスライド部材32とが
、双方の切欠部から露出した各々の磁石23b、ヨーク
23cおよび磁石32b、ヨーク32cの間の磁気的に
吸引力によって結合されている。In addition, in this case, the slide member 23 on the side of the speed control device
The outer periphery of A is cut out at the portion facing the slide member 32 on the cylinder device side, and the slide member 23A of the speed control device and the slide member 32 on the cylinder device side are each exposed from both the notches. The magnet 23b and yoke 23c and the magnet 32b and yoke 32c are magnetically coupled by attractive force between them.
これにより、シリンダ装置側の駆動ピストン31には、
スライド部材32およびスライド部材23Aを介して、
速度制御装置側の被動ピストン21に電気粘性流体10
の粘性抵抗によって発生する制動力が伝達され、この制
動力の大きさは、流体制御部11において、電圧調整器
11cから、電極11aと電極11bとの間に印加され
る電圧によって制御される。As a result, the drive piston 31 on the cylinder device side has
Via the slide member 32 and slide member 23A,
Electrorheological fluid 10 is applied to the driven piston 21 on the speed control device side.
The braking force generated by the viscous resistance is transmitted, and the magnitude of this braking force is controlled by the voltage applied between the electrodes 11a and 11b from the voltage regulator 11c in the fluid control unit 11.
また、必要に応じて、速度制御装置側の弁12を開閉す
ることにより、駆動ピストン31を任意の位置で精度良
く停止させることができる。Further, by opening and closing the valve 12 on the speed control device side as necessary, the drive piston 31 can be stopped at an arbitrary position with high precision.
このように、本実施例のシリンダ装置では、駆動ピスト
ン31に対して、磁力を介して、速度制御装置側の被動
ピストン21が結合され、速度制御装置側の被動ピスト
ン21における制動力の大きさが流体制御部11におい
て電気粘性流体10に印加される電圧値によって制御さ
れるので、駆動ピストン31によって駆動される図示し
ない負荷の行程中の任意の位置における速度および停止
位置などを任意に制御することが可能となる。In this way, in the cylinder device of this embodiment, the driven piston 21 on the speed control device side is coupled to the drive piston 31 via magnetic force, and the magnitude of the braking force on the driven piston 21 on the speed control device side is is controlled by the voltage value applied to the electrorheological fluid 10 in the fluid control unit 11, so that the speed and stop position at any position during the stroke of the load (not shown) driven by the drive piston 31 can be arbitrarily controlled. becomes possible.
また、シリンダ装置側の駆動ピストン31と速度制御装
置側の被動ピストン21とは、双方のスライド部材32
およびスライド部材23Aを介して磁気的に結合されて
いるため、たとえば従来のように双方に設けられたピス
トンロッドを介して結合する場合に比較して、全体の構
造が簡単化される。Further, the driving piston 31 on the cylinder device side and the driven piston 21 on the speed control device side are connected to both sliding members 32.
Since they are magnetically coupled via the sliding member 23A, the overall structure is simplified compared to, for example, the conventional case where the coupling is via piston rods provided on both sides.
以上本発明者によってなされた発明を実施例に基づき具
体的に説明したが、本発明は前記実施例に限定されるも
のではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能
であることはいうまでもない。Although the invention made by the present inventor has been specifically explained above based on Examples, it goes without saying that the present invention is not limited to the Examples and can be modified in various ways without departing from the gist thereof. Nor.
たとえば、シリンダ装置や速度制御装置の構成は、前述
の各実施例に例示したものに限定されない。For example, the configurations of the cylinder device and speed control device are not limited to those exemplified in each of the embodiments described above.
本願において開示される発明のうち、代表的なものによ
って得られる効果を簡単に説明すれば、以下のとおりで
ある。Among the inventions disclosed in this application, the effects obtained by typical inventions are briefly described below.
すなわち、本発明になる速度制御装置によれば、シリン
ダと、このシリンダ内に第1および第2の流体室を隔成
する被動ピストンと、前記シリンダの外部に位置して制
御対象物と係合し、磁力を媒介として前記被動ピストン
と連動するスライド部材と、前記第1の流体室と第2の
流体室とを接続する連通路と、前記シリンダ内に封入さ
れ、印加電圧の大小に応じて粘性が変化する電気粘性流
体と、前記連通路の一部に介設され、前記被動ピストン
の変位に応じて当該連通路を通じて前記第1の流体室と
第2の流体室との間を移動する電気粘性流体に印加する
電圧を変化させることによって、当該電気粘性流体の通
過抵抗を制御する流体制御部とからなるので、たとえば
被動ピストンと制御対象物とを結合する目的で、電気粘
性流体が封入されたシリンダ内から外部に突出する被動
ピストンロッドを設ける必要がなく、当該被動ピストン
ウッドの挿通部からの電気粘性流体の漏洩の鮎念がなく
なる。That is, according to the speed control device of the present invention, a cylinder, a driven piston that separates first and second fluid chambers in the cylinder, and a driven piston that is located outside the cylinder and engages with a controlled object. a slide member that interlocks with the driven piston through magnetic force; a communication passage that connects the first fluid chamber and the second fluid chamber; An electrorheological fluid whose viscosity changes, and an electrorheological fluid that is interposed in a part of the communication path and moves between the first fluid chamber and the second fluid chamber through the communication path in accordance with the displacement of the driven piston. The fluid control section controls the passage resistance of the electrorheological fluid by changing the voltage applied to the electrorheological fluid. There is no need to provide a driven piston rod that protrudes from inside the cylinder to the outside, and there is no risk of electrorheological fluid leaking from the insertion portion of the driven piston wood.
この結果、制動力を発生する電気粘性流体の漏洩、すな
わち電気粘性流体の封入量の誠少による外気の侵入など
に起因する制御精度の低下を生じることなく、しかも、
流体制御部を通過する電気粘性流体に印加される電圧を
適宜制御することで、制御対象物の任意の速度および停
止位置の制御を安定に行うことが可能となる。As a result, there is no reduction in control accuracy due to leakage of the electrorheological fluid that generates braking force, or in other words, intrusion of outside air due to an insufficient amount of electrorheological fluid.
By appropriately controlling the voltage applied to the electrorheological fluid passing through the fluid control section, it is possible to stably control any speed and stop position of the controlled object.
また、電気粘性流体に印加する電圧を制御することで、
当該電気粘性流体の粘性抵抗すなわち被動ピストンに得
られる制動力を随意に關整する構造であるため、コンピ
ュータなどの自動制御との整合性がよく、制御対象物の
速度や停止位置の制御の自動化を容易に実現することが
できる。In addition, by controlling the voltage applied to the electrorheological fluid,
Since it has a structure that adjusts the viscous resistance of the electrorheological fluid, that is, the braking force obtained by the driven piston, at will, it is compatible with automatic control such as computers, and can automate the control of the speed and stop position of the controlled object. can be easily realized.
さらに、制動力を発生する電気粘性流体が、たとえばピ
ストンロッドの挿通部などの流体シールを必要とする可
動部などのない密閉空間に封入される構造であるため、
シールの交換や電気粘性流体の補充などの煩雑な作業が
不要となり、速度制御装置の保守管理が容易になる。Furthermore, the structure is such that the electrorheological fluid that generates the braking force is sealed in a sealed space that does not have any moving parts that require a fluid seal, such as the insertion part of the piston rod.
This eliminates the need for complicated operations such as replacing seals and replenishing electrorheological fluid, making maintenance management of the speed control device easier.
また、本発明になるシリンダ装置によれば、第1および
N2のシリンダと、前記第1のシリンダの内部に第3お
よび第4の流体室を隔成し、当該第3および第4の流体
室に給排される流体圧によって推力を発生する駆動ピス
トンと、前記第1のシリンダの少なくとも一端から外部
に突出し、前記ピストンに負荷を結合するピストンロッ
ドと、前記第2のシリンダ内に第5および第6の流体室
を隔成し、磁力を媒介として前記駆動ピストンと連動す
る被動ピストンと、前記第5の流体室と第6の流体室と
を接続する連通路と、前記第5および第6の流体室に封
入され、印加電圧の大小によって粘性が変化する電気粘
性流体と、前記連通路の一部に介設され、前記駆動ピス
トンと連動する前記被動ピストンの変位に応じて当該連
通路を通じて前記第5の流体室と第6の流体室との間を
移動する電気粘性流体に印加する電圧を変化させること
によって、当該電気粘性流体の通過抵抗を制御する流体
制御部とからなるので、たとえば被動ピストン側に、当
該被動ピストンが収容される第2のシリンダから外部に
突出するピストンロッドなどを設ける必要がなく、当該
ピストンロッドの挿通部からの電気粘性流体の漏洩の懸
念がなくなる。Further, according to the cylinder device of the present invention, the first and N2 cylinders and the third and fourth fluid chambers are separated from each other inside the first cylinder, and the third and fourth fluid chambers are separated from each other. a driving piston that generates thrust by fluid pressure supplied to and discharged from the first cylinder; a piston rod that projects outward from at least one end of the first cylinder and couples a load to the piston; a driven piston that separates a sixth fluid chamber and interlocks with the driving piston through magnetic force; a communication path that connects the fifth fluid chamber and the sixth fluid chamber; an electrorheological fluid whose viscosity changes depending on the magnitude of the applied voltage; and an electrorheological fluid which is interposed in a part of the communication passage and passes through the communication passage according to the displacement of the driven piston that interlocks with the drive piston. and a fluid control unit that controls the passage resistance of the electrorheological fluid by changing the voltage applied to the electrorheological fluid moving between the fifth fluid chamber and the sixth fluid chamber, for example. There is no need to provide, on the driven piston side, a piston rod or the like that protrudes to the outside from the second cylinder in which the driven piston is accommodated, and there is no fear of leakage of electrorheological fluid from the insertion portion of the piston rod.
この結果、制動力を発生する電気粘性流体の漏洩、すな
わち電気粘性流体の封入量の減少による外気の侵入など
に起因する制御精度の低下を生じることなく、しかも、
流体制御部を通過する電気粘性流体に印加される電圧を
適宜制御することで、駆動ピストンによって駆動される
負荷の任意の速度および停止位置の制御を安定に行うこ
とができる。As a result, there is no reduction in control accuracy due to leakage of the electrorheological fluid that generates the braking force, or in other words, intrusion of outside air due to a reduction in the amount of electrorheological fluid sealed, and furthermore,
By appropriately controlling the voltage applied to the electrorheological fluid passing through the fluid control section, it is possible to stably control the arbitrary speed and stop position of the load driven by the drive piston.
また、電気粘性流体に印加する電圧を制御することで、
当該電気粘性流体の粘性抵抗すなわち被動ピストンに得
られる制動力を随意に調整する構造であるため、コンピ
ュータなどの自動制御との整合性がよく、負荷の速度や
停止位置の制御の自動化を容易に実現することができる
。In addition, by controlling the voltage applied to the electrorheological fluid,
Since it has a structure that arbitrarily adjusts the viscous resistance of the electrorheological fluid, that is, the braking force obtained by the driven piston, it is compatible with automatic control such as a computer, making it easy to automate control of load speed and stop position. It can be realized.
さらに、制動力を発生する電気粘性流体が、たとえばピ
ストンロッドの挿通部などの流体シールを必要とする可
動部などのない密閉空間に封入される構造であるため、
シールの交換や電気粘性流体の補充などの煩雑な作業が
不要となり、シリンダ装置の保守管理が容易になる。Furthermore, the structure is such that the electrorheological fluid that generates the braking force is sealed in a sealed space that does not have any moving parts that require a fluid seal, such as the insertion part of the piston rod.
This eliminates the need for complicated operations such as replacing seals and replenishing electrorheological fluid, making maintenance management of the cylinder device easier.
第1図は本発明の一実施例であるシリンダ装置の構造の
一例を示す断面図、第2図は前記第1図において線■−
■で示される部分の断面図、第3図は流体制御部の構成
の一例を模式的に示す説明図、第4図は電気粘性流体の
特性の一例を示す線図、第5図は本発明の一実施例であ
る速度制御装置の構成の一例を模式的に示す断面図、第
6図は前記第5図において線VI−VIで示される部分
の断面図、第7図は本発明の他の実施例である速度制御
装置の構成の一例を示す断面図、第8図は、本発明の他
の実施例であるシリンダ装置の構成の一例を示す断面図
である。
l・・・インナーチューブ、
1a・・・パツキン、
2・・・アウターチニーブ、
2a・・・パツキン、
2b・・・連通路、
3・・・ロッドカバー
3a・・・固定リング、
3b・・・連通路、
4−・・ヘッドカバー
4a・・・固定リング、
4b・・・連通路、
5・・・駆動ピストン、
5a・・・保持部材、
5b・・・磁石、
5C・・Qヨーク、
5d・・ ・ねじ、
5e1″パツキン、
6・・・ピストンロッド、
6a・・・パツキン、
11 a。
20 a。
23゜
7、8 ・ ・ ・ポート、
9・・・被動ピストン、
9b・・・磁石、
9C・・・ヨーク、
9e・・・パツキン、
10・・・電気粘性流体、
11・・・流体制御部、
11b・・・電極、
IC・・・電圧調整器、
12・・・弁、
20・・・シリンダ、
20b・・・連通孔、
20e・・・パツキン、
21・・・被動ピストン、
21b・・・磁石、
2IC・・・ヨーク、
22・・・連通路、
23A・・・スライド部材、
23b・・・磁石、
23C・・・ヨーク、
24・・・制御対象物、
25・・・連通管、
25a、25b・−・パツキン、
30・・・シリンダ、
30a ・ ・ ・ポート、
30b ・ ・ ・ポート、
31・・・駆動ピストン、
31b・・・磁石、
31c・・・ヨーク、
31e・・・パツキン、
32・・・スライド部材、
32b・・・磁石、
32c・・・ヨーク、
R1−R8・・・流体室。FIG. 1 is a sectional view showing an example of the structure of a cylinder device according to an embodiment of the present invention, and FIG.
3 is an explanatory diagram schematically showing an example of the configuration of the fluid control section, FIG. 4 is a diagram showing an example of the characteristics of electrorheological fluid, and FIG. 5 is a diagram showing an example of the characteristics of the electrorheological fluid. FIG. 6 is a cross-sectional view schematically showing an example of the configuration of a speed control device according to an embodiment, FIG. 6 is a cross-sectional view of the portion indicated by line VI-VI in FIG. 5, and FIG. FIG. 8 is a sectional view showing an example of the configuration of a speed control device according to another embodiment of the present invention. FIG. 8 is a sectional view showing an example of the configuration of a cylinder device according to another embodiment of the present invention. l... Inner tube, 1a... Packing, 2... Outer chinive, 2a... Packing, 2b... Communication path, 3... Rod cover 3a... Fixing ring, 3b... Communication path, 4--Head cover 4a...Fixing ring, 4b...Communication path, 5...Drive piston, 5a...Holding member, 5b...Magnet, 5C...Q yoke, 5d.・ ・Screw, 5e1″ packing, 6... Piston rod, 6a... Packing, 11 a. 20 a. 23°7, 8... Port, 9... Driven piston, 9b... Magnet, 9C...Yoke, 9e...Packing, 10...Electrorheological fluid, 11...Fluid control unit, 11b...Electrode, IC...Voltage regulator, 12...Valve, 20. ...Cylinder, 20b...Communication hole, 20e...Packing, 21...Driven piston, 21b...Magnet, 2IC...Yoke, 22...Communication path, 23A...Slide member, 23b... Magnet, 23C... Yoke, 24... Controlled object, 25... Communication tube, 25a, 25b... Packing, 30... Cylinder, 30a... Port, 30b...・Port, 31... Drive piston, 31b... Magnet, 31c... Yoke, 31e... Packet, 32... Slide member, 32b... Magnet, 32c... Yoke, R1-R8 ...Fluid chamber.
Claims (1)
体室を隔成する被動ピストンと、前記シリンダの外部に
位置して制御対象物と係合し、磁力を媒介として前記被
動ピストンと連動するスライド部材と、前記第1の流体
室と第2の流体室とを接続する連通路と、前記シリンダ
内に封入され、印加電圧の大小に応じて粘性が変化する
電気粘性流体と、前記連通路の一部に介設され、前記被
動ピストンの変位に応じて当該連通路を通じて前記第1
の流体室と第2の流体室との間を移動する電気粘性流体
に印加する電圧を変化させることによって、当該電気粘
性流体の通過抵抗を制御する流体制御部とからなること
を特徴とする速度制御装置。 2、第1および第2のシリンダと、前記第1のシリンダ
の内部に第3および第4の流体室を隔成し、当該第3お
よび第4の流体室に給排される流体圧によって推力を発
生する駆動ピストンと、前記第1のシリンダの少なくと
も一端から外部に突出し、前記ピストンに負荷を結合す
るピストンロッドと、前記第2のシリンダ内に第5およ
び第6の流体室を隔成し、磁力を媒介として前記駆動ピ
ストンと連動する被動ピストンと、前記第5の流体室と
第6の流体室とを接続する連通路と、前記第5および第
6の流体室に封入され、印加電圧の大小によって粘性が
変化する電気粘性流体と、前記連通路の一部に介設され
、前記駆動ピストンと連動する前記被動ピストンの変位
に応じて当該連通路を通じて前記第5の流体室と第6の
流体室との間を移動する電気粘性流体に印加する電圧を
変化させることによって、当該電気粘性流体の通過抵抗
を制御する流体制御部とからなることを特徴とするシリ
ンダ装置。 3、前記第1および第2のシリンダが、二重構造をなす
インナーチューブおよびアウターチューブで構成され、
前記被動ピストンは、前記インナーチューブとアウター
チューブとの間に前記第5および第6の流体室を隔成し
、前記インナーチューブを介して前記駆動ピストンを取
り囲むドーナツ形状を呈することを特徴とする請求項2
記載のシリンダ装置。 4、前記第1および第2のシリンダが所望の間隔を置い
て平行に並置され、前記駆動ピストンおよび被動ピスト
ンは、前記第1および第2のシリンダの外部に軸方向に
変位自在に設けられ、前記駆動ピストンおよび被動ピス
トンにそれぞれ磁力を媒介として結合されるスライド部
材を介して連動するようにしたことを特徴とする請求項
2記載のシリンダ装置。[Claims] 1. A cylinder, a driven piston that separates first and second fluid chambers within the cylinder, and a driven piston located outside the cylinder that engages with a controlled object and mediates magnetic force. a sliding member interlocking with the driven piston; a communication passage connecting the first fluid chamber and the second fluid chamber; and an electric current sealed in the cylinder whose viscosity changes depending on the magnitude of applied voltage. A viscous fluid is interposed in a part of the communication path, and the first
and a fluid control section that controls the passage resistance of the electrorheological fluid by changing the voltage applied to the electrorheological fluid moving between the fluid chamber and the second fluid chamber. Control device. 2. First and second cylinders and third and fourth fluid chambers are separated from each other inside the first cylinder, and thrust is generated by fluid pressure supplied to and discharged from the third and fourth fluid chambers. a driving piston that generates a flow, a piston rod that projects outward from at least one end of the first cylinder and couples a load to the piston, and fifth and sixth fluid chambers that are separated within the second cylinder. , a driven piston interlocking with the driving piston through magnetic force, a communication passage connecting the fifth fluid chamber and the sixth fluid chamber, and an applied voltage sealed in the fifth and sixth fluid chambers. an electrorheological fluid whose viscosity changes depending on the size of the fluid; and an electrorheological fluid that is interposed in a part of the communicating path and passes through the communicating path to the fifth fluid chamber and the sixth fluid chamber in accordance with the displacement of the driven piston that interlocks with the driving piston. A cylinder device comprising: a fluid control unit that controls passage resistance of the electrorheological fluid by changing a voltage applied to the electrorheological fluid moving between the fluid chamber and the fluid chamber of the cylinder device. 3. The first and second cylinders are composed of an inner tube and an outer tube having a double structure,
The driven piston has a donut shape that defines the fifth and sixth fluid chambers between the inner tube and the outer tube, and surrounds the driving piston via the inner tube. Section 2
The cylinder device described. 4. The first and second cylinders are arranged in parallel at a desired interval, and the driving piston and the driven piston are provided outside the first and second cylinders so as to be freely displaceable in the axial direction, 3. The cylinder device according to claim 2, wherein the cylinder device is interlocked with the driving piston and the driven piston through slide members that are respectively connected to the driving piston and the driven piston via magnetic force.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2079983A JP3041012B2 (en) | 1990-03-28 | 1990-03-28 | Speed control device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2079983A JP3041012B2 (en) | 1990-03-28 | 1990-03-28 | Speed control device |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03282004A true JPH03282004A (en) | 1991-12-12 |
| JP3041012B2 JP3041012B2 (en) | 2000-05-15 |
Family
ID=13705556
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2079983A Expired - Fee Related JP3041012B2 (en) | 1990-03-28 | 1990-03-28 | Speed control device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3041012B2 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04224304A (en) * | 1990-12-26 | 1992-08-13 | Ckd Corp | Speed controller of drive cylinder |
| JPH0571406U (en) * | 1992-02-28 | 1993-09-28 | エヌオーケー株式会社 | Actuator |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2578257B2 (en) | 1990-12-26 | 1997-02-05 | シーケーディ株式会社 | Drive cylinder speed controller |
-
1990
- 1990-03-28 JP JP2079983A patent/JP3041012B2/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH04224304A (en) * | 1990-12-26 | 1992-08-13 | Ckd Corp | Speed controller of drive cylinder |
| JPH0571406U (en) * | 1992-02-28 | 1993-09-28 | エヌオーケー株式会社 | Actuator |
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3041012B2 (en) | 2000-05-15 |
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