JPH03282004A

JPH03282004A - 速度制御装置

Info

Publication number: JPH03282004A
Application number: JP7998390A
Authority: JP
Inventors: Mitsuo Ando; 光男安藤
Original assignee: Koganei Corp
Current assignee: Koganei Corp
Priority date: 1990-03-28
Filing date: 1990-03-28
Publication date: 1991-12-12
Anticipated expiration: 2015-05-15
Also published as: JP3041012B2

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〕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。

〔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。

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。

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。

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。

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。

〔発明が解決しようとする課題〕

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。

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。

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
。

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。

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。

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。

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。

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。

〔課題を解決するための手段〕

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。

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。

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。

〔作用〕

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
。

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。

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。

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。

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。

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。

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
。

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。

〔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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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
。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

以下、本実施例の速度制御装置の作用について説明する
。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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
。

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。

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。

〔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
。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

〔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。

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。

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。

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
。

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。

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。

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。

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
。

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。

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。

〔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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

〔発明の効果〕

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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
。

【図面の簡単な説明】

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。

Claims

【特許請求の範囲】１、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。