JPH0577882B2 - - Google Patents

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
程終端でピストンを定位置に、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。

［従来の技術］ 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２５の内部にはコイルスプリング３０
が配設され、このコイルスプリング３０の作用下
にダイヤフラム２２は押圧される。また、通路２
６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３
３の中央部に画成された空間部に円錐台状の弁３
８の先端部が臨んで側路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４６から室２８に連通する通路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、主弁２４が図において下
降して通路２６を閉塞する。したがつて、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。

［発明が解決しようとする課題］ このような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。したがつ
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らばならない
等の難点が存在していた。

本発明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、ストロークの再現性を確実に得
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。

［課題を解決するための手段］ 前記の目的を達成するために、本発明は、ピス
トン７６が摺動自在に内装され、端部近傍に夫々
第１のポート９１と第２のポート６０とを設け、
且つ前記第１ポート９１と第２ポート６０との間
に複数の孔部６２ａ，６２ｂが画成されたシリン
ダ５２と、 前記シリンダ５２の一方の端部に設けられた速
度制御機構８８と、 前記シリンダ５２に画成された前記複数の孔部
６２ａ，６２ｂと前記速度制御機構８８に設けら
れた通路１１４とを選択的に連通させる切換手段
と、 を備え、前記速度制御機構８８は、いずれかの前
記孔部６２ａ，６２ｂから前記切換手段を介して
導入される圧力流体により変位動作する摺動部材
１０６と、前記摺動部材１０６の変位動作により
前記第１ポート９１とピストンヘツド側の室７８
とを連通する通路９２を開閉する主弁１００と、
前記ピストンヘツド側の室７８と前記第１ポート
９１とを連通する側路９４に臨む絞り弁９６と、
を有することを特徴とする。

［作用］ シリンダの途上に画成された孔部と、シリンダ
の一方の端部に設けられた速度制御機構とを管路
を介して連通する。従つて、ピストンが前記孔部
を通過すると、ピストンを動作させる圧力がその
まま管路を経て速度制御機構に伝達され、主弁が
閉成される。その結果、シリンダのピストンヘツ
ド側の室はクツシヨン室となる。したがつて、ピ
ストンは常にシリンダの一定の箇所、すなわち、
前記孔部の下流側の位置から制動される。結局、
流体の温度変化、ピストンに加わる摩擦力の変
化、ピストンロツドに連結される負荷の変化に拘
わらず、一定の位置からピストンが制動される。

［実施例］ 次に、本発明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。

図において、参照符号５０は速度制御機構を有
するシリンダ装置を示し、その一部を構成するシ
リンダ５２はその一端部を開口し、他端部を閉塞
する。この場合、前記シリンダ５２の閉塞する側
壁にこのシリンダ装置５０を後述する固定用部材
９０と共に図示しない台部に装着するための固定
用部材５４をボルト５３を介して固着し、また、
孔５８を前記側壁に穿設してピストンロツド８０
をＯリングを介して気密に挿通する。なお、シリ
ンダ５２の長手方向に延在する側壁部には圧力流
体を導入するためのポート６０と、ピストンの変
位作用下に圧力流体を導出するための孔６２ａ，
６２ｂを穿設しておく。さらに、シリンダ５２に
円筒部材６４を滑動自在に外嵌する。この円筒部
材６４には、所定の位置にシール部材、すなわ
ち、Ｏリング６６ａ乃至６６ｆを嵌着する。円筒
部材６４にはそれを貫通する孔６８を穿設し、こ
の孔６８に連通して螺孔７０を穿設しこれに螺子
７２を螺入する。なお、Ｏリング６６ｃと６６ｄ
との間にシリンダ５２方向に開口する略Ｌ字状の
通路７４を穿設しておく。

シリンダ５２の内部には、シール部材７９によ
つて摺動自在且つ気密な状態でピストン７６を内
装し、シリンダ５２内の室を室７７と室７８とに
分割する。この際、ピストン７６に嵌挿するシー
ル部材７９はその断面の直径が孔部６２ａ，６２
ｂの直径よりも大きくなるよう選択して、孔部６
２ａ，６２ｂへの嵌入を防止する。さらに、ピス
トン７６にピストンロツド８０を固着し、前記の
通り、このピストンロツド８０を孔５８に摺動自
在且つ気密な状態で挿通する。この場合、ピスト
ンロツド８０には螺子部８２を形成しておき、こ
の螺子部８２をピストン７６、ワシヤ８４に挿通
してナツト８６を螺着することによりピストン７
６とピストンロツド８０との一体化を図る。

一方、シリンダ５２の開口する他端部には速度
制御機構８８を嵌着する。この場合、速度制御機
構８８を構成するボデイにアングル状の固定用部
材９０を固着し、この固定用部材９０および前記
固定用部材５４によつてシリンダ装置５０を位置
決めする。速度制御機構８８にはポート９１が形
成され、このポート９１は通路９２と連通状態に
ある。そして、前記通路９２に連通して狭小な直
径の側路９４を設け、この側路９４に対し、可変
絞り弁９６を臨ませる。側路９４は実質的には通
路９２を迂回するためのものであり、この通路９
２には室９５を画成してこれに後述する主弁１０
０を変位自在に収納する。

一方、前記室９５の上方には孔９８を形成し、
この孔９８に主弁１００の柱状部１０２を臨ませ
る。すなわち、主弁１００は室９５に収装された
コイルスプリング１０４によつて常時上方へと押
圧され、したがつて、柱状部１０２の先端部は速
度制御機構８８に画成された室１０８に臨入す
る。室１０８は摺動する円盤状の摺動部材１０６
によつて室１１０と分離され、前記室１１０は通
路１１２により通路９２、ひいてはシリンダの室
７８と連通状態になつている。また、室１０８か
ら速度制御機構８８の外部へと開口する通路１１
４を形成し、この通路１１４をシリンダ５２の長
手方向に並設され、且つ、円筒部材６４の通路７
４に連結された管路１２８の一端部に臨ませてお
く。前記管路１２８にはその長手方向に伸縮可能
な管体を用いる。なお、前記摺動部材１０６にコ
イルスプリング１１８の一端部を係着し、一方、
このコイルスプリング１１８の他端部に受止部材
１２０を係合させる。この場合、速度制御機構８
８にはその一部に内螺子を有する孔１２２を穿設
しておき、受止部材１２０と一体的に形成された
柱状部１２４を前記孔１２２に摺動自在な状態で
挿入し、さらに、螺子１２６を柱状部１２４に当
接するよう孔１２２に螺入する。したがつて、前
記螺子１２６を螺回すれば、コイルスプリング１
１８の弾発力が調整されることは容易に諒解され
よう。

また、両端部に螺子部が形成されたロツド１３
０を円筒部材６４の孔６８に挿通し、前記螺子部
の一方を速度制御機構８８のボデイに螺着し、前
記ロツド１３０の他方の螺子部を板体１３２に挿
通し、前記螺子部にナツト１３４を螺着してこの
ロツド１３０を緊締する。この場合、板体１３２
はシリンダ５２の一方の側壁にボルト１３５によ
り固定しておく。なお、円筒部材６４は螺子７２
をロツド１３０に対して緊締弛緩することによつ
て位置決め固定され、通路７４に連通する孔６２
ａあるいは６２ｂを任意に選択出来る。従つて、
前記円筒部材６４と、この円筒部材６４に穿設さ
れた通路７４および前記通路７４と速度制御機構
８８の通路１１４を連通する管路１２８は切換手
段を構成することになる。

本発明に係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７６が
図の右方向に移動するストロークを行う場合、ポ
ート６０から室７７に流体を圧入する。この圧入
された流体によりピストン７６が押されて矢印Ａ
の方向へと移動する。その際、室７８の圧力流体
は孔６２ａ、通路７４、管路１２８、通路１１４
を経て室１０８に導入されると共に、通路１１２
を経て室１１０に導入される。よつて、室１０８
および１１０の流体圧力は等しく、主弁１００は
開成状態を維持する。したがつて、室７８の流体
は通路９２を経てポート９１から外部へ導出され
る。

このようにして、ピストン７６は当初の位置か
ら図に示すＡ方向へと移動し、次にピストン７６
が孔６２ａの開口部を通過する。その瞬間、ポー
ト６０から導入される室７７の比較的高い圧力流
体が、順次、孔６２ａ、通路７４、管路１２８、
通路１１４を経て室１０８に導入される。この室
１０８内に導入された圧力流体が摺動部材１０６
を図において上方に押し、この結果、柱状部１０
２に対して規制が解除され、コイルスプリング１
０４の弾発力によつて主弁１００が上昇して通路
９２を閉塞する（第３図参照）。これによつて、
室７８から送出される流体は可変絞り弁９６によ
つて開度が絞られた側路９４を通過することにな
るため、室７８から送出される流体量を減少し、
この結果、ピストン７６の移動速度が減速され
る。この場合、ピストン７６が孔６２ａの開口部
を通過した瞬間に減速を開始するため、減速開始
位置は常に一定となる。すなわち、ピストン７６
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７６は所定の位置から確実に
減速される。なお、ピストン７６の減速の度合
は、可変絞り弁９６の調節により自由に設定出来
る。

このようにして、ピストン７６は孔６２ａの開
口部を通過する位置まで速やかに移動し、前記位
置から確実に減速されて所定の位置で停止するこ
とが可能となる。

また、円筒部材６４を移動して通路７４を孔６
２ｂに連通するよう設定しておけば、この場合の
ストロークにおいて、ピストン７６は孔６２ｂの
開口部を通過する位置から減速を開始する。すな
わち、シリンダ装置５０はそのピストン７６のス
トロークにおいて減速開始位置を任意に変更する
ことが出来る。また、予め、室１０８に流体圧力
を導入するための孔６２ａ，６２ｂと同様の作用
を施す孔を多数設けてシリンダ５２および円筒部
材６４を構成することによつて、ピストン７６の
減速開始位置の選択範囲をより拡大することも可
能である。

一方、ピストン７６が第３図の位置から第２図
の位置へと移動するストロークを行わせる場合、
室７７への流体の圧入を停止した後、ポート９１
から通路９２に流体を圧入する。この時、室１０
８への圧力流体の導入はないため、摺動部材１０
６はコイルスプリング１１８の作用下に図におけ
る下方向に変位して主弁１００は通路９２を開
く。このため、通路９２に圧入された流体によつ
てピストン７６が押圧されて矢印Ｂ方向への移動
を開始する。また、ピストン７６が孔６２ａの開
口部を通過する場合にも主弁１００の状態は変化
しないため、ピストン７６は通常の速度で所定の
ストローク終端まで移動する。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明に係るシリンダ装
置のピストンの一方のストロークにおいて、常に
所定の位置から確実に減速が開始され、他方のス
トロークにおいては、ピストンは通常の速度で滑
らかに移動する。したがつて、物体を往復移動さ
せる場合、当該装置を利用することにより終端部
における衝撃を確実に回避することが出来るとい
う効果が得られる。さらに、任意の減速開始位置
を選択することが出来るため、多様な要請に応じ
ることが可能である。しかも、当該装置は機械操
作弁を用いた速度制御装置、あるいは、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、また、安価であ
るという効果も得られる。

【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
である。第２図は本発明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概略縦断面図である。第３図
は第２図に示すシリンダ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概略縦断面図、第
４図は第２図および第３図に示すシリンダ装置の
概略斜視図である。 ５０……シリンダ装置、５２……シリンダ、６
０……ポート、６２ａ，６２ｂ……孔、６４……
円筒部材、７６……ピストン、８０……ピストン
ロツド、８２……螺子部、８８……速度制御機
構、９１……ポート、９６……可変絞り弁、１０
０……主弁、１０２……柱状部、１０４……コイ
ルスプリング、１０６……摺動部材、１１８……
コイルスプリング、１２０……受止部材、１２８
……管路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ピストン７６が摺動自在に内装され、端部近
   傍に夫々第１のポート９１と第２のポート６０と
   を設け、且つ前記第１ポート９１と第２ポート６
   ０との間に複数の孔部６２ａ，６２ｂが画成され
   たシリンダ５２と、 前記シリンダ５２の一方の端部に設けられた速
   度制御機構８８と、 前記シリンダ５２に画成された前記複数の孔部
   ６２ａ，６２ｂと前記速度制御機構８８に設けら
   れた通路１１４とを選択的に連通させる切換手段
   と、 を備え、前記速度制御機構８８は、いずれかの前
   記孔部６２ａ，６２ｂから前記切換手段を介して
   導入される圧力流体により変位動作する摺動部材
   １０６と、前記摺動部材１０６の変位動作により
   前記第１ポート９１とピストンヘツド側の室７８
   とを連通する通路９２を開閉する主弁１００と、
   前記ピストンヘツド側の室７８と前記第１ポート
   ９１とを連通する側路９４に臨む絞り弁９６と、
   を有す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。