JPH0531281Y2 - - 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が。このため、前記ピス
トンのストローク終端部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１
４から通路１８を延在させてこれを流量制御弁１
６に接続している。この場合、流量制御弁１６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
付けられた弁体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
先端部が臨んで通路３４を画成する。一方、通路
１２に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４
６から室２８に連通する通路４８が連結されてい
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から供給された流体は切換弁
４、通路１２を通過して室１０に圧入され、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内の圧力は通路４
０、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、弁体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伴つて移動するた
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
合い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
昇圧の度合は流体の温度変化、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工程が複雑であ
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、流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流体圧力の変化を
効果的に利用してシリンダから押し出される流体
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
を目的とする。

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、 前記流量制御弁は第１のポートと第２のポート
とこれらのポートと連通する通路を有し、しかも
ダイヤフラムを介して区分される第１と第２の室
とを有し、前記第２室は第３孔部に連通し、前記
ダイヤフラムの動作に応じて変位し前記通路を開
閉するダイヤフラムに一体的に設けるとともに、
前記ダイヤフラムに第１のコイルスプリングと第
２のコイルスプリングとを互いに反対方向に弾発
力が及ぶように係合させ、さらに、前記第１ポー
トと第２ポートとを連通し且つ絞り弁が臨む側路
を設け、 ピストンが第３孔部を通過する以前は第１室と
第２室とを弁体の開作用下に同圧に保持し、ピス
トンが第３孔部を通過した後は第３孔部を介して
供給圧力を第２室に導入し、前記第１室と第２室
の圧力差のもとに前記ダイヤフラムが弁体を閉塞
し、且つ前記側路を介して第１ポート側へ第２孔
部の流体を絞りながら逃出させることにより前記
第２孔部側のシリンダ室内圧を高めてピストンに
クツシヨン作用を施して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。

本実施例の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５２，５
４、流量制御弁５６、流体圧シリンダ５８、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６０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が逆止め弁６２、可変絞り弁６４か
らなり、スピードコントローラ５４は逆止め弁６
６、可変絞り弁６８からなる。

流量制御弁５６のボデイには第１のポート６９
と第２のポート７０とを画成し、夫々のポート６
９，７０を連通する略Ｌ字状の通路７２，７４を
設ける。そして、前記ボデイの下部には前記通路
７２と通路７４とを連通する狭小な直径の側路７
６を設け、この側路７６に対して可変絞り弁７８
を臨ませる。また、通路７２および７４に連通す
る比較的大きい一つの室を画成すると共に、通路
７４の一端部を管状に形成し、この管状の隔壁７
５にコイルスプリング８０の一部を外嵌する。さ
らに、弁体８２が一体形成されたダイヤフラム８
４を設けて前記室を第１の室８６と第２の室８８
とに分離画成する。前記弁体８２は通路７４の一
端を開閉するものであり、これにコイルスプリン
グ８０の弾発力が加えられる。また、室８８に連
通する通路９０および孔部９２を穿設し、孔部９
２の一部に内螺子を刻設し、さらに、弁体８２に
コイルスプリング９４を載置し、このコイルスプ
リング９４の一端部に受止部材９６を係着する。
その際、受止部材９６には柱状部９８を一体形成
しておき、これを孔部９２に摺動自在且つ気密な
状態で挿入する。一方、ハンドル１００が貫装さ
れた螺子１０１を前記柱状部９８に当接するよう
孔部９２に螺入する。従つて、コイルスプリング
９４の弾発力はハンドル１００の回動操作により
調節出来る。なお、室８８の流体圧力が高くな
り、室８６の流体圧力との差が所定圧以上に達し
た時のみ、弁体８２が通路７４を閉塞するよう構
成する。

シリンダ５８には気密に摺動するピストン１０
２を内装し、このピストン１０２からは外部へと
摺動自在に突出するピストンロツド１０４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１０４に機械的に接続されてピストン１０
２と連動することになる。シリンダ５８の両端部
近傍には流体入出用の孔部１０６，１０８を夫々
穿設し、ピストン１０２によつて仕切られるシリ
ンダ５８の各室１１０および１１２への流体の通
路を得る。さらにピストン１０２の変位作用下に
圧力流体を導出するための孔部１１４をシリンダ
５８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１１４はピストン１０２のス
トローク範囲内に穿設しておく。

次いで、以上の各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、切換弁５０には圧
力源６０に至る通路１１６およびスピードコント
ローラ５２，５４に至る通路１１８，１２０を設
ける。また、スピードコントローラ５２から流量
制御弁５６の通路７２に至る通路１２２を設け、
スピードコントローラ５４からシリンダ５８の孔
部１０６に至る通路１２４を設ける。さらに、流
量制御弁５６には通路９０からシリンダ５８の孔
部１１４に至る通路１２６を設け、通路７４から
シリンダ５８の孔部１０８に至る通路１２８を設
ける。

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１０２
を図の矢印Ａ方向へと移動させる場合、切換弁５
０に圧力源６０から与圧された流体を通路１１６
を介して供給し、さらに、前記流体を通路１２
０、スピードコントローラ５４、通路１２４、孔
部１０６を経て室１１０に圧入する。この圧入さ
れた流体によつてピストン１０２が押圧されて矢
印Ａの方向へと移動する。その際、室１１２は孔
部１１４、通路１２６，９０を介して室８８と連
通していると共に、孔部１０８、通路１２８，７
４を介して室８６にも連通している。従つて、室
８８および８６の流体圧力は等しいため、弁体８
２は当初の状態と変化なく通路７４を開いてい
る。従つて、室１１２の流体は順次、孔部１０
８、通路１２８，７４、室８６、通路７２，１２
２、可変絞り弁６４、通路１１８、切換弁５０を
経て外部に送出される。この場合、可変絞り弁６
４の絞り調節によりピストン１０２の移動速度を
任意に設定出来る。

このようにして、ピストン１０２は当初の位置
から矢印Ａ方向へと移動し、次に、ピストン１０
２が孔部１１４を通過する。この瞬間、室１１０
の供給圧からなる高圧の流体が孔部１１４から通
路１２６，９０を経て室８８に導入される。この
室８８に導入された流体がダイヤフラム８４およ
び弁体８２を図において下方に押圧し、この結
果、弁体８２が変位して環状の隔壁７５の先端部
に圧接し、通路７４の一端部を閉塞する（第３図
参照）。なお、弁体８２は二つのコイルスプリン
グ８０，９４によつてバランスよく押圧されてい
るため、流体圧力の変化に対する速応性が高めら
れている。前記したように弁体８２が通路７４の
一端部を閉塞した後、室１１２から押し出される
流体は可変絞り弁７８により開度が小さく絞られ
た側路７６を通過することになるため、室１１２
から送出される流体量が減少し、ピストン１０２
の移動速度は減速される。この場合、ピストン１
０２が孔部１１４を通過した瞬間に減速が開始さ
れるため、常に減速開始位置は一定である。すな
わち、ピストン１０２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１０２
は常に所定の位置から確実に減速される。なお、
ピストン１０２の減速の度合は可変絞り弁７８の
調節により自由に設定出来る。

次に、ピストン１０２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６０からの流
体を通路１１８、スピードコントローラ５２、通
路１２２，７２を介して室８６に供給する。この
時、既に比較的高圧力の流体は室８８に導入され
てはいないため、ダイヤフラム８４および弁体８
２が図の上方に変位して弁体８２は通路７４を開
放している。従つて、前記室８６に供給された流
体は通路７４，１２８、孔部１０８を経て室１１
２に圧入され、ピストン１０２が前記流体に押さ
れて矢印Ｂ方向へと移動する。そして、このよう
なストロークにおいて、弁体８２は常に開いた状
態であり、ピストン１０２はストローク終端まで
滑らかに移動する。この場合の移動速度は可変絞
り弁６８の絞り調節により任意に設定出来る。

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、シリンダに第３の
孔部を設け、この第３孔部を通路を介して流量制
御弁内のダイヤフラムで画成される第２の室に連
通し、一方、前記流量制御弁の第１のポートと第
２のポートを連通する主たる通路の他にこれらの
ポートを連通する側路を設け、しかもこの側路に
絞り弁を臨ませている。従つて、流体の温度変
化、ピストンに対する摩擦力の変化、あるいはピ
ストンロツドに連通される負荷の変化にかかわり
なく、ピストンが一方のストロークにおいては所
定の位置から確実に減速され、他方のストローク
においては滑らかに移動するという顕著な効果が
得られる。しかも、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、当該時の過大な衝撃を
確実に防止することが出来るという効果も得られ
る。さらに、当該装置は機械操作弁、リードスイ
ツチ、リミツトスイツチ等を用いた速度制御装置
に比較して構成が簡単であり、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、５２，５４……スピードコン
トローラ、５６……流量制御弁、５８……シリン
ダ、６２……逆止め弁、６４……可変絞り弁、６
６……逆止め弁、６８……可変絞り弁、７２，７
４……通路、７６……側路、７８……可変絞り
弁、８０……コイルスプリング、８２……弁体、
８４……ダイヤフラム、８６，８８……室、９４
……コイルスプリング、９６……受止部材、１０
２……ピストン、１０６，１０８，１１４……孔
部。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 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、 前記流量制御弁は第１のポートと第２のポート
   とこれらのポートと連通する通路を有し、しかも
   ダイヤフラムを介して区分される第１と第２の室
   とを有し、前記第２室は第３孔部に連通し、前記
   ダイヤフラムの動作に応じて変位し前記通路を開
   閉する弁体をダイヤフラムに一体的に設けるとと
   もに、前記ダイヤフラムに第１のコイルスプリン
   グと第２のコイルスプリングとを互いに反対方向
   に弾発力が及ぶように係合させ、さらに、前記第
   １ポートと第２ポートとを連通し且つ絞り弁が臨
   む側路を設け、 ピストンが第３孔部を通過する以前は第１室と
   第２室とを弁体の開作用下に同圧に保持し、ピス
   トンが第３孔部を通過した後は第３孔部を介して
   供給圧力を第２室に導入し、前記第１室と第２室
   の圧力差のもとに前記ダイヤフラムが弁体を閉塞
   し、且つ前記側路を介して第１ポート側へ第２孔
   部の流体を絞りながら逃出させることにより前記
   第２孔部側のシリンダ室内圧を高めてピストンに
   クツシヨン作用を施して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。