JPH0341136Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は速度制御機構を有するシリンダ装置に
関し、一層詳細には、流体圧シリンダを用いて所
定の動作を行うに際し、シリンダ内のピストンを
所定の位置まで急速移動させる場合であつても、
行程終端では効果的にしかも衝撃なく停止するよ
う構成した速度制御機構を有するシリンダ装置に
関する。

一般に、流体圧シリンダのピストンに連動して
物体を移送する際、通常の速度でピストンをスト
ロークの終端まで移動させると、慣性等に起因し
て被移送物体に非常に大きな衝撃が加わり、当該
物体あるいは流体圧シリンダが損傷し、また、騒
音を発生することがある。このため、前記ピスト
ンのストローク終端近傍でピストンの移動速度を
減速することにより、被移送物体の行程終端の衝
撃を弱める必要がある。

このため、従来から第１図に例示するような速
度制御装置が使用されている。すなわち、この速
度制御装置は圧力源２に接続された切換弁４から
通路１２を延在させて、その先端部をピストン６
によつて仕切られるシリンダ８内の一方の室１０
に連通している。一方、シリンダ８内の他方の室
１４から通路１８を延在させて、これを流量制御
弁１６に接続している。この場合、流量制御弁１
６から切換弁４に至る通路２０が配設され、しか
も、前記流量制御弁１６にはダイヤフラム２２に
取り付けられた主弁２４によつて開閉される通路
２６が形成されている。ダイヤフラム２２によつ
て仕切られた室２８の内部にはコイルスプリング
３０が配設され、このスプリング３０の作用下に
ダイヤフラム２２は押圧される。また、通路２６
にはコイルスプリング３１によつて常時上方へと
押圧される弁３３が設けられ、さらにこの弁３３
の中央部に画成された空間部に円錐台状の弁３８
の先端部が臨んで側路３４を画成する。一方、通
路１２は、その途上において、通路４０を分岐
し、この通路４０の一端部に可変絞り弁４２と逆
止め弁４４とからなるスピードコントローラ４６
を配設している。さらに、前記スピードコントロ
ーラ４６から室２８に連動する通路４８が連結さ
れる。

このような従来の速度制御装置の作用は以下の
通りである。

先ず、圧力源２から供給された圧力流体は切換
弁４、通路１２を通過して室１０に導入され、こ
れによつてピストン６が矢印方向に移動する。こ
の結果、室１４内の流体は、順次、通路１８、流
量制御弁１６、通路２０、切換弁４を経て装置外
へ送出される。この時、通路１２内の圧力流体は
通路４０，可変絞り弁４２、通路４８を経てダイ
ヤフラム２２によつて画成される室２８に導かれ
ているため、室２８の流体圧力が徐々に昇圧す
る。そして、前記流体圧力が設定圧以上になつた
時、ダイヤフラム２２が変位し、主弁２４が図に
おいて下降して通路２６を閉塞する。従つて、そ
の後、ピストン６は弁３３と弁３８によつて絞ら
れた側路３４を通過する流体の流量に対応して移
動するため、その移動速度は低くなる。

そこで、前記速度制御装置において、ピストン
６の減速開始位置は室２８の流体圧力の昇圧の度
合によつて決定される、すなわち、ピストン６の
変位行程を複数回行う際、常に所定の位置からピ
ストン６を減速させるためには、前記昇圧の度合
が毎回同等でなくてはならない。ところが、この
昇圧の度合は流体温度変化、ピストン６に加わる
摩擦力の変化、あるいは、ピストンロツドに連結
される図示しない被移送物体の変更による負荷の
変化、および、可変絞り弁４２の精度のように
種々の要因によつて著しく影響される。従つて、
事実上、ピストン６を常に所定の位置から減速さ
せることが出来ず、被移送物体の好適な移動が不
可能であるという不都合が露呈していた。

また、ピストンの機械的動作を利用してカム操
作による機械操作弁を用いる速度制御装置、およ
び、リードスイツチ、リミツトスイツチ等を用い
て電気的に制御する速度制御装置があるが、いず
れの装置も構成要素が多く製造行程が複雑であ
り、このため、従来のいずれの装置も製造コスト
が高く、電気的な制御による装置では当然のこと
ながら専用の電気回路を付設しなければならない
等の難点が存在していた。

本考案は前記の不都合を克服するためになされ
たものであつて、液体圧シリンダの側壁部にピス
トンのストローク範囲内の空間に連通する孔部を
設け、この孔部から導出される液体圧力の変化を
効果的に利用してシリンダから押し出される液体
を絞るよう構成し、ピストンを所定の位置から確
実に減速させるストロークの再現性を得ると共
に。ストローク終端での過大な衝撃を防止する速
度制御機構を有するシリンダ装置を提供すること
を目的をする。

前記の目的を達成するために、本考案は流体圧
シリンダのピストンによつて仕切られる両室に第
１および第２の孔部から流体を交互に供給してピ
ストンを移動させるシリンダにおいて、前記シリ
ンダんの側壁部に第３の孔部を形成し、前記第２
孔部と第３孔部に流量制御弁を接続し、前記流量
制御弁の内部にダイヤフラムによつて区分される
第１の室と第２の室とを画成し、前記第１室と第
３孔部とを連通すると共に、調整自在にストツパ
部材を前記第１室に臨ませ、一方、第２室と圧力
流体供給源とを接続し且つ前記第２室の内部にダ
イヤフラムを弾性的に押圧するコイルスプリング
を臨設し、ピストンが第３孔部を通過する以前に
おいては第１室と第２室とを同圧に保持し、前記
ピストンが第３孔部を通過後第２孔部に至る間、
前記第３孔部を介して供給圧力を流量制御弁の第
１室に供給してダイヤフラムをストツパ部材の規
制から開放し、前記ダイヤフラムに設けられた主
弁により第２孔部に連通する通路を閉塞して第２
孔部側の室内圧を高めてピストンにクツシヨン作
用を施すことからなることを特徴とする。

次に、本考案に係る速度制御機構を有するシリ
ンダ装置について好適な実施例を挙げ、添付の図
面を参照しながら以下詳細に説明する。

当該実施例に係る速度制御機構を有するシリン
ダ装置は切換弁５０、スピードコントローラ５
２、流量制御弁５４、流体圧シリンダ５６、およ
び、複数の通路から構成される。

前記切換弁５０は圧力源５８から供給される流
体の流れ方向を切り換えるための方向制御弁であ
る。スピードコントローラ５２は可変絞り弁６０
および逆止め弁６２から構成される。

流量制御弁５４においては、そのボデイに第１
のポート６３と第２のポート６４とを画成し、
夫々のポート６３，６４を連通する略Ｌ字状の通
路６６，６８を設ける。そして、前記通路６６と
通路６８とを連通する小径な側路７０をボデイ下
部に設け、この側路７０に対して可変絞り弁７２
を臨ませる。ボデイの中央部には通路６６および
６８に連通する比較的大きい室を画成すると共
に、通路６８の一端部を管状に形成し、この管状
の隔壁６７にコイルスプリング７４の一部を外嵌
する。さらに、円錐台状の主弁７６が一体形成さ
れたダイヤフラム７８を設けて前記室を第１の室
８０と第２の室８２に分離画成する。前記主弁７
６は通路６８の一端をか開閉するものであり、こ
れにコイルスプリング７４を当接させる。また、
室８２に連通する通路８４および孔部８６を穿設
し、孔部８６の一部に内螺子を刻設する。さら
に、フランジ８７ａと一部に螺子が刻設された柱
状部８７ｂとからなるストツパ部材８８を前記孔
部８６に螺入し、柱状部８７ｂにハンドル９０を
装着する。この場合、室８２の流体圧力が高くな
り、室８０の流体圧力との差が所定圧以上になつ
た場合のみ、主弁７６が変位して通路６８を閉塞
し、他の場合は主弁７６がコイルスプリング７４
の弾発力によつてフランジ８７ａに当接して通路
６８を開放するよう構成する。

一方、シリンダ５６には気密に摺動するピスト
ン９２を内装し、このピストン９２にピストンロ
ツド９４を設ける。すなわち、図示しない被移送
物体はピストンロツド９４に機械的に接続されて
ピストン９２と連動することになる。

シリンダ５６の両端部近傍には流体入出用の孔
部９６，９８を穿設し、ピストン９２によつて仕
切られるシリンダ５６の夫々の室１００，１０２
に対する流体に通路を得る。さらに、ピストン９
２の変位作用下に圧力流体を導出するための孔部
１０４をシリンダ５６の長手方向に延在する側壁
部に穿設しておく。この場合、孔部１０４はピス
トン９２のストローク範囲内にあるように構成す
る。

また、以上の構成要素を流路接続するための通
路を配設する。すなわち、圧力源５８から切換弁
５０に至る通路１０６を設け、切換弁５０から流
量制御弁５４の通路６６に至る通路１０８と、切
換弁５０からスピードコントローラ５２に至る通
路１１０を設ける。一方、スピードコントローラ
５２からはシリンダ５６の孔部９６に至る通路１
１２を設け、流量制御弁５４の通路８４からシリ
ンダ５６に孔部１０４に連通する通路１１４と、
流量制御弁５４の通路６８とシリンダ５６の孔部
９８とを連通する通路１１６を設けておく。

本考案に係る速度制御機構を有するシリンダ装
置は基本的には以上のように構成されるものであ
り、次に当該装置の作用並びに効果について説明
する。

先ず、第２図に示す位置にあるピストン９２を
矢印Ａ方向へと移動させる場合、圧力源５８から
与圧された流体を通路１０６を介して切換弁５０
に供給し、さらに、前記流体を通路１１０、スピ
ードコントローラ５２、通路１１２、孔部９６を
順次経て室１００に導入する、この導入された流
体によりピストン９２が押圧されて矢印Ａ方向へ
と移動する。この際、室１０２は孔部１０４、通
路１１４、８４を介して室８２と連通していると
共に、孔部９８、通路１１６，６８を介して室８
０にも連通している。よつて、室８０と室８２の
流体圧力は等しいため、主弁７６は当初の状態と
変化なく通路６８を開放している。従つて、室１
０２の流体は、孔部９８、通路１１６，６８、室
８０，通路６６，１０８、切換弁５０を経て外部
に導出される。

このようにして、ピストン９２は当初の位置か
ら矢印Ａ方向へと移動し、次に孔部１０４を通過
する。この瞬間、供給圧力が付与される室１００
の高圧力流体が孔部１０４から通路１１４，８４
を経て室８２に導入される。この室８２に導入さ
れた流体がダイヤフラム７８、および、主弁７６
を図において下方へと押圧し、この結果、主弁７
６が環状の隔壁６７の先端部に気密に圧接し、通
路６８を閉塞する（第３図参照）。従つて、この
後、室１０２から押し出される流体は可変絞り弁
７２によつて開度が絞られた側路７０を通過する
ことになるため、室１０２から送出される流体量
が減少し、ピストン９２の移動速度は減速され
る。この場合、ピストン９２が孔部１０４を通過
した瞬間に減速が開始されるため、減速開始位置
は常に一定である。すなわち、ピストン９２に加
わる負荷の変化、および流体の温度変化にも影響
されず、ピストン９２は所定の位置から確実に減
速される、なお、ピストン９２の減速の度合は可
変絞り弁７２の調節により任意に設定出来る。

次に、ピストン９２を第３図に示す位置から第
２図に示す位置へと移動させる場合、先ず、切換
弁５０の流路方向を変えて圧力源５８から供給さ
れる流体を通路１０８，６６を介して室８０に導
入する。この時、既に室１００には供給圧力に係
る流体が導入されていないため、室８２の流体圧
力は低下しており、主弁７６がコイルスプリング
７４の弾発力により図の上方に変位して通路６８
を開放している。従つて、室８０に供給された流
体は通路６８，１１６、孔部９８を経て室１０２
に圧入され、ピストン９２が前記流体に押されて
矢印Ｂ方向へと移動する。なお、ピストン９２が
孔部１０４を通過する以降においても室８２の流
体圧力は室８０の流体圧力と同圧となるために、
主弁７６はコイルスプリング７４の作用下に通路
６８を開放している。従つて、ピストン９２は所
定のストローク終端まで滑らかに移動する。この
場合、可変絞り弁６０の調節によりピストン９２
の移動速度を任意に設定出来る。

以上説明したように、本考案の速度制御機構を
有するシリンダ装置によれば、ピストンの一方の
ストロークにおいて、ピストンは急速移動した
後、所定の位置から確実に減速され、他方のスト
ロークにおいて、ピストンは滑らかに移動する。
従つて、当該装置を利用して物体を往復移動さ
せ、その一方の移動行程端で前記物体が他の物体
に当接する場合、当接時の過大な衝撃を防止する
ことが出来るという効果が得られる。しかも、当
該装置は構成が簡単であり、機械操作弁あるいは
リミツトスイツチ等を用いた速度制御装置に比較
して安価であるという効果も得られる。

以上、本考案について好適な実施例を挙げて説
明したが、本考案はこの実施例に限定されるもの
ではなく、本考案の要旨を逸脱しない範囲におい
て種々の改良並びに設計の変更が可能なことは勿
論である。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来技術に係る速度制御装置の説明
図、第２図は本考案に係る速度制御機構を有する
シリンダ装置のピストンが一方のストローク端に
位置する場合の装置全体の説明図、第３図は第２
図に示す装置のピストンが他方のストローク端に
位置する場合の装置全体の説明図である。 ５０……切換弁、５２……スピードコントロー
ラ、５４……流量制御弁、５６……シリンダ、５
８……圧力源、６０……可変絞り弁、６２……逆
止め弁、６６，６８……通路、７０……側路、７
２……可変絞り弁、７４……コイルスプリング、
７６……主弁、７８……ダイヤフラム、８０，８
２……室、８８……ストツパ部材、９２……ピス
トン、９６，９８，１０４……孔部。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 流体圧シリンダのピストンによつて仕切られ
   る両室に第１および第２の孔部から流体を交互
   に供給してピストンを移動させるシリンダにお
   いて、前記シリンダの側壁部に第３の孔部を形
   成し、前記第２孔部と第３孔部に流量制御弁を
   接続し、前記流量制御弁の内部にダイヤフラム
   によつて区分される第１の室と第２の室とを画
   成し、前記第１室と第３孔部とを連通すると共
   に、調整自在にストツパ部材を前記第１室に臨
   ませ、一方、第２室と圧力流体供給源とを接続
   し且つ前記第２室の内部にダイヤフラムを弾性
   的に押圧するコイルスプリングを臨設し、ピス
   トンが第３孔部を通過する以前においては第１
   室と第２室とを同圧に保持し、前記ピストンが
   第３孔部を通過後第２孔部に至る間、前記第３
   孔部を介して供給圧力を流量制御弁の第１室に
   て供給してダイヤフラムをストツパ部材の規制
   から解放し、前記ダイヤフラムに設けられた主
   弁により第２孔部に連通する通路を閉塞して第
   ２孔部側の室内圧を高めてピストンにクツシヨ
   ン作用を施すことからなることを特徴とする速
   度制御機構を有するシリンダ装置。 (2) 実用新案登録請求の範囲第１項記載の装置に
   おいて、流量制御弁には側路が設けられ、この
   側路に可変絞り弁を臨入してなる速度制御機構
   を有するシリンダ装置。 (3) 実用新案登録請求の範囲第１項または第２項
   記載の装置において、流体圧シリンダの第１孔
   部にスピードコントローラを接続し、前記スピ
   ードコントローラと流量制御弁に方向制御弁を
   接続することからなる速度制御機構を有するシ
   リンダ装置。