JPH11325294A - シリンダ用速度制御装置 - Google Patents

シリンダ用速度制御装置

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JPH11325294A JP10134072A JP13407298A JPH11325294A JP H11325294 A JPH11325294 A JP H11325294A JP 10134072 A JP10134072 A JP 10134072A JP 13407298 A JP13407298 A JP 13407298A JP H11325294 A JPH11325294 A JP H11325294A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】シリンダの作動速度を自動的に制御するととも
に、メンテナンス作業を簡素化し、しかも、多数のスピ
ードコントローラの絞り量の調整を遠隔操作によって一
括して遂行することにある。 【解決手段】シリンダ用速度制御装置１０は、シリンダ
２と、シリンダ室に出入する圧力流体の流量を制御する
スピードコントローラ１１ａ、１１ｂと、前記スピード
コントローラ１１ａ、１１ｂに電気信号を出力するコン
トローラ１５と、前記シリンダ２のピストン７の変位量
を検出し、検出信号をコントローラ１５に導出するセン
サ１９とを備え、前記スピードコントローラ１１ａ、１
１ｂは、流体通路を流通する圧力流体の流量を制御する
絞り部と、前記コントローラ１５から導出された電気信
号に基づいて、前記絞り部における絞り量を変化させる
絞り量制御部とを有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、シリンダに出入す
る圧力流体の流量を電気的に制御するスピードコントロ
ーラを介してピストンの変位速度を自動的に制御するこ
とが可能なシリンダ用速度制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来から、圧縮空気等の圧力流体を利用
して客体を駆動制御するために、流体圧機器が広汎に利
用されている。この種の流体圧機器として、例えば、シ
リンダの作動速度を制御する速度制御回路を図１３に示
す。
【０００３】この速度制御回路１は、シリンダ２と、圧
力流体供給源３から供給される圧力流体を前記シリンダ
２の一方のポート４ａと他方のポート４ｂとに切り換え
る切換弁５と、前記シリンダ２の一組のポート４ａ、４
ｂにそれぞれ装着される一組のスピードコントローラ６
ａ、６ｂとから構成される。
【０００４】この場合、圧力流体供給源３から供給され
た圧力流体は、切換弁５の切換作用下に一方または他方
のスピードコントローラ６ａ（６ｂ）を介してシリンダ
２の一方または他方のポート４ａ（４ｂ）に供給され、
前記圧力流体の作用下に、シリンダ２のシリンダ室内に
収装されたピストン７が所定の速度で往復動作する。
【０００５】前記スピードコントローラ６ａ、６ｂは、
一般的に、可変絞り弁８とチェック弁９とが並列に一体
的に組み合わされて構成され、前記可変絞り弁８は、外
部に露呈する摘み部（図示せず）が形成された図示しな
い弁棒を有し、前記摘み部を把持して弁棒を所定方向に
回動させることにより、前記弁棒と着座部との離間間隔
（絞り量）が調整される。この結果、前記弁棒と着座部
との離間間隔により弁内部の通路面積が変化し、シリン
ダ２に供給または排出される圧力流体の流量が制御され
る。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来技
術に係るシリンダの速度制御回路では、シリンダの作動
速度が変化した場合、作業者が手作業によってスピード
コントローラの摘み部を所定方向に回動させて弁棒と着
座部との離間間隔（絞り量）をその都度調整しなければ
ならず、シリンダの作動速度を自動的に制御するように
は設けられていない。
【０００７】また、例えば、メンテナンス時においてシ
リンダの作動速度を調整する場合、作業者の手作業によ
って多数のスピードコントローラの絞り量をそれぞれ個
別に設定あるいは調整しているため、煩雑であるととも
に、メンテナンス作業を簡便に行うことができないとい
う不都合がある。
【０００８】本発明は、前記の不都合を克服するために
なされたものであり、シリンダの作動速度を自動的に制
御するとともに、メンテナンス作業を簡素化し、しか
も、多数のスピードコントローラの絞り量の調整を遠隔
操作によって一括して遂行することが可能なシリンダ用
速度制御装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【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、シリンダと、前記シリンダのポートに
装着され、シリンダ室に出入する圧力流体の流量を制御
するスピードコントローラと、前記スピードコントロー
ラに電気信号を出力するコントローラと、前記シリンダ
のピストンの変位量を検出し、検出信号をコントローラ
に導出するセンサと、を備え、前記スピードコントロー
ラは、第１ポートと第２ポートとを連通させる流体通路
が形成されたボデイと、前記流体通路を流通する圧力流
体の流量を制御する絞り部と、前記コントローラから導
出された電気信号に基づいて、前記絞り部における絞り
量を変化させる絞り量制御部と、を有することを特徴と
する。
【００１０】本発明によれば、コントローラが、予め設
定された変位速度とセンサから検出された検出信号に基
づいて演算された変位速度とを比較し、スピードコント
ローラに対して電気信号を導出して実際の変位速度が設
定された変位速度の許容範囲内となるように絞り量を増
減する。
【００１１】この結果、シリンダのピストンの変位速度
が所望の速度に自動的に制御される。
【００１２】
【発明の実施の形態】本発明に係るシリンダ用速度制御
装置について好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参
照しながら以下詳細に説明する。
【００１３】図１において、参照数字１０は、本発明の
実施の形態に係るシリンダ用速度制御装置を示す。
【００１４】このシリンダ用速度制御装置１０は、シリ
ンダ２と、前記シリンダ２の一組のポート４ａ、４ｂに
それぞれ装着され、同一の構成要素からなる第１スピー
ドコントローラ１１ａおよび第２スピードコントローラ
１１ｂと、圧力流体供給源３と第１および第２スピード
コントローラ１１ａ、１１ｂとの間に介装される切換弁
１３と、前記第１スピードコントローラ１１ａ、第２ス
ピードコントローラ１１ｂおよび切換弁１３とそれぞれ
電気的に接続され、該第１スピードコントローラ１１
ａ、第２スピードコントローラ１１ｂおよび切換弁１３
に対し制御信号を導出するコントローラ１５と、前記シ
リンダ２に収装されたピストン１７の変位量を検出し、
その検出信号をコントローラ１５に導出するセンサ１９
とから構成される。
【００１５】なお、前記センサ１９は、例えば、ポテン
ショメータ、リニアエンコーダ等からなり、アナログま
たはデジタルの検出信号としてコントローラ１５に導出
される。
【００１６】前記第１スピードコントローラ１１ａ（第
２スピードコントローラ１１ｂ）は、第１圧力流体出入
ポート（第１ポート）１２および第２圧力流体出入ポー
ト（第２ポート）１４が形成された略直方体状のボデイ
１６と（図４参照）、前記ボデイ１６の一側面部に所定
間隔離間して連結された一組の第１電磁弁１８並びに第
２電磁弁２０からなる電磁弁部２２とを含む（図３参
照）。
【００１７】さらに、第１スピードコントローラ１１ａ
（第２スピードコントローラ１１ｂ）は、図２に示され
るように、前記ボデイ１６の略中央部に配設され、前記
第２圧力流体出入ポート１４から第１圧力流体出入ポー
ト１２に向かって流通する圧力流体の流量を制御する絞
り部２４と、コントローラ１５から出力された電気信号
に基づいて付勢される第１電磁弁１８または第２電磁弁
２０の駆動作用下に前記絞り部２４における絞り量を制
御する絞り量制御部２８と、前記ボデイ１６の上面に設
けられ、該ボデイ１６と一体的に連結されるカバー部材
３０とを有する。
【００１８】第１電磁弁１８および第２電磁弁２０は、
それぞれ同一構成からなり、図４に示されるように、断
面矩形状のハウジング３２と、前記ハウジング３２内に
配設されコイルが複数回巻回されたコイル部３４と、前
記コイル部３４に囲繞され矢印Ｙ方向に沿って変位自在
に設けられた可動鉄心３６と、図示しない電源と前記コ
イル部３４とを電気的に接続するリード線３８とをそれ
ぞれ有する。
【００１９】なお、前記可動鉄心３６には連結部材４０
を介してばね部材４２が装着され、前記ばね部材４２の
弾発力によって該可動鉄心３６は、常時、矢印Ｙ2 方向
に向かって押圧された状態にある。また、前記可動鉄心
３６の端部には、後述するラック４４の端部に点接触す
るボール部材４６が固着されている。なお、参照数字４
８は、ラック４４の端部に係着されたばね部材を示して
いる。
【００２０】絞り量制御部２８は、図２に示されるよう
に、絞り部２４を間にして相互に対称に配設され、同一
の構成要素からなる第１制御機構５０ａおよび第２制御
機構５０ｂとを有し、第１制御機構５０ａは、後述する
弁体５２を着座部５４に向かって接近する方向（矢印Ｘ
2 方向）に変位させ、第２制御機構５０ｂは、前記弁体
５２を着座部５４から離間する方向（矢印Ｘ1 方向）に
変位させる制御を行う。なお、第１制御機構５０ａおよ
び第２制御機構５０ｂの同一の構成要素には同一の参照
数字を付して、その詳細な説明を省略する。
【００２１】第１制御機構５０ａ（第２制御機構５０
ｂ）は、略円柱状に形成され、ボール部材４６を介して
第１電磁弁１８の可動鉄心３６に当接するラック４４
と、前記ラック４４の歯部に噛合し該ラック４４の直線
運動を回転運動に変換するピニオン５６と、前記ピニオ
ン５６に連結されて該ピニオン５６と一体的に回動する
シャフト５８とを有する。前記ラック４４は、ボデイ１
６に対して略水平方向に延在する断面円形状の孔部６０
に沿って摺動自在に配設され、該ラック４４の外周面に
は所定のピッチからなる歯部が形成される。また、ピニ
オン５６の外周面には、前記ラック４４の歯部と噛合す
る歯部が形成されている。
【００２２】前記シャフト５８には、該シャフト５８が
所定の一方向にのみ回転したときにその回転力を伝達す
る機能を営むワンウェイクラッチ６２と、外周面の上部
側の段部に噛合部６４が一体的に形成された駆動歯車６
６とがピニオン５６と同軸に連結される。この場合、ピ
ニオン５６およびシャフト５８が一体的に所定の一方向
に回転したときにのみ、ワンウェイクラッチ６２を介し
て該シャフト５８の回転力が駆動歯車６６に伝達され、
一方、ピニオン５６およびシャフト５８が前記とは異な
る方向に回転した場合には、該シャフト５８の回転力が
駆動歯車６６に伝達されないように構成されている。
【００２３】ボデイ１６の略中央部には、駆動歯車６６
の噛合部６４と噛み合う歯部が外周面に形成された従動
歯車６８が配設されている。前記従動歯車６８の上面部
には、カバー部材３０の孔部に回動自在に軸支される軸
部７０が一体的に連結され、該従動歯車６８の底面部に
は、外周面にねじ部が刻設されたねじ部材７２が一体的
に連結されている。前記ねじ部材７２は、リング状の軸
受部材７４の孔部に形成されたねじ孔と螺合するように
設けられている。なお、前記軸受部材７４は、後述する
円筒体７６の段部に保持されるとともに、前記円筒体７
６の上面に固定されたリング体７８によって抜け止めが
なされている。また、前記従動歯車６８、軸部７０およ
びねじ部材７２は、一体的に変位する変位部材として機
能するものである。
【００２４】この場合、従動歯車６８が所定方向に回動
することにより該従動歯車６８と一体的に軸部７０およ
びねじ部材７２が回動する。従って、従動歯車６８は、
軸受部材７４のねじ孔に対するねじ部材７２のねじ込み
量の増減作用下に、上下方向（矢印Ｘ方向）に沿って変
位するように設けられている。なお、ねじ部材７２の一
端部には、弁体５２に点接触するボール部材８０が固着
されている。
【００２５】絞り部２４は、段部を介してボデイ１６の
凹部８２内に固定された円筒体７６と、前記円筒体７６
に形成された貫通孔８４に沿って変位自在に設けられた
弁体５２と、一端部が前記貫通孔８４内の環状段部に係
着し他端部が弁体５２の環状凸部に係着するばね部材８
６と、円筒体７６の外周面に形成された環状溝に装着さ
れたチェック弁８８とを有する。この場合、前記弁体５
２は、前記ばね部材８６の弾発力の作用下に、常時、上
方（矢印Ｘ1 方向）に向かって押圧された状態にある。
なお、参照数字９０ａ、９０ｂは、それぞれ、円筒体７
６および弁体５２に装着されたシール部材を示してい
る。
【００２６】前記円筒体７６には、図４に示されるよう
に、貫通孔８４の軸線と直交するように形成され、第１
圧力流体出入ポート１２と前記貫通孔８４とを連通させ
る通路として機能する第１孔部９２と、第２圧力流体出
入ポート１４と前記貫通孔８４とを連通させる通路とし
て機能する第２孔部９４とが形成されている。
【００２７】前記弁体５２の一端部は断面テーパ状に形
成され、前記弁体５２の一端部が円筒体７６の内壁面に
形成された着座部５４に着座することにより貫通孔８４
が閉塞される。弁体５２の他端部は、点接触するボール
部材８０を介して従動歯車６８のねじ部材７２と当接す
るように設けられている。
【００２８】従って、従動歯車６８の回動作用下に、ば
ね部材８６の弾発力に抗して弁体５２が該従動歯車６８
と一体的に下方側に向かって変位することにより、弁体
５２の一端部と着座部５４との離間間隔が小さくなり、
終局的には、弁体５２の一端部が着座部５４に着座して
貫通孔８４を閉塞する。一方、従動歯車６８の回動作用
下に、ばね部材８６の弾発力によって弁体５２が該従動
歯車６８と一体的に上方側に向かって変位することによ
り、弁体５２の一端部と着座部５４との離間間隔が大き
くなるように構成されている。
【００２９】チェック弁８８は、例えば、ゴム等の可撓
性材料によって形成され、ボデイ１６の凹部８２の内壁
面に接触して第２圧力流体出入ポート１４から第１圧力
流体出入ポート１２側に向かって圧力流体が流通ことを
阻止するリップ部９６が形成されている。
【００３０】本発明の実施の形態に係るシリンダ用速度
制御装置１０は、基本的には以上のように構成されるも
のであり、次にその動作並びに作用効果について説明す
る。
【００３１】先ず、シリンダ２のピストン７が一定の変
位速度で変位するように制御する場合について説明す
る。
【００３２】圧力流体供給源３から供給された圧力流体
（圧縮空気）は、切換弁１３を通過し、第１スピードコ
ントローラ１１ａの第１圧力流体出入ポート１２を経由
してボデイ１６の凹部８２内に導入される。前記凹部８
２内に導入された圧力流体によってチェック弁８８のリ
ップ部９６が凹部８２の内壁面から離間して内側に撓
み、前記圧力流体は、前記リップ部９６と前記内壁面と
の間を通過して凹部８２に連通する第２圧力流体出入ポ
ート１４から導出される。さらに、圧力流体は、ポート
４ａを経由してシリンダ２の第１シリンダ室９９ａに供
給される。この第１シリンダ室９９ａ内に供給される圧
力流体の作用下に、ピストン７が矢印Ｂ方向に変位す
る。
【００３３】なお、前記ピストン７の変位量は、センサ
１９によって検出され、その検出信号がコントローラ１
５に導出される。コントローラ１５では、初期設定され
た変位速度と前記検出信号に基づいて演算された変位速
度とを比較し、後述するように、第１スピードコントロ
ーラ１１ａおよび／または第２スピードコントローラ１
１ｂの絞り量を電気信号によって増減させることによ
り、ピストン７の変位速度が予め設定された変位速度の
許容範囲となるようにフィードバック制御している。
【００３４】その際、第２シリンダ室９９ｂ内の圧力流
体は、第２スピードコントローラ１１ｂによって所定の
流量に絞られた後、切換弁１３を通じて大気中に排気さ
れる。すなわち、第２スピードコントローラ１１ｂの第
２圧力流体出入ポート１４に導入された圧力流体は、チ
ェック弁８８のリップ部９６を内壁面に向かって押圧す
ることにより、該圧力流体が凹部８２に沿って流通する
ことが阻止され、該圧力流体は、相互に連通する第２孔
部９４、貫通孔８４、第１孔部９２並びに第１圧力流体
出入ポート１２を経由して切換弁１３に導出される。そ
の際、第２孔部９４から貫通孔８４に沿って流通する圧
力流体は、弁体５２の一端部と着座部５４との離間間隔
によって所定の流量に絞られる。なお、この絞り量は、
予め所定の絞り量に設定されているものとする。
【００３５】次に、前記ピストン７が変位終端位置に到
達した後、コントローラ１５から切換弁１３に導入され
る切換信号によって弁位置が切り換わり、圧力流体供給
源３から供給された圧力流体は、切換弁１３、第２スピ
ードコントローラ１１ｂ並びにポート４ｂを経由してシ
リンダ２の第２シリンダ室９９ｂに供給される。この圧
力流体の作用下にピストン７が前記とは反対方向（矢印
Ａ方向）に向かって変位する。その際、第１シリンダ室
９９ａ内の圧力流体は、第１スピードコントローラ１１
ａによって所定の流量に絞られた後、切換弁１３を通じ
て大気中に排気される。
【００３６】このように、第１および第２スピードコン
トローラ１１ａ、１１ｂによってメータアウト制御がな
されている場合において、第１スピードコントローラ１
１ａおよび／または第２スピードコントローラ１１ｂに
電気信号を入力して絞り量を増減することにより、シリ
ンダ２のピストン７の変位速度を一定に制御する場合に
ついて、以下に説明する。
【００３７】なお、第１および第２スピードコントロー
ラ１１ａ、１１ｂは同一に構成されているため、第１ス
ピードコントローラ１１ａの絞り量を制御する場合につ
いて説明し、第２スピードコントローラ１１ｂについて
の説明は省略する。
【００３８】先ず、第１スピードコントローラ１１ａの
絞り量を増大させる場合について説明する。コントロー
ラ１５から第１電磁弁１８にオン信号およびオフ信号を
導入する。なお、このオン信号およびオフ信号は、連続
する単数あるいは複数のいずれの電気信号であってもよ
い。
【００３９】前記オン信号およびオフ信号に基づいて可
動鉄心３６が往復動作し、この可動鉄心３６の直線状の
往復運動は、第１制御機構５０ａを構成するラック４４
に伝達される。前記ラック４４の往復動作に基づいて該
ラック４４に噛合するピニオン５６が正逆両方向にそれ
ぞれ所定角度だけ回転運動する。
【００４０】この場合、ワンウェイクラッチ６２の作用
下に正方向または逆方向のいずれか一方向のみの回転運
動が駆動歯車６６に伝達され、さらに、前記駆動歯車６
６の回転運動は、噛合部６４を介して従動歯車６８に伝
達されて該従動歯車６８が所定方向に回転する。前記従
動歯車６８の回転運動は、軸受部材７４のねじ孔とねじ
部材７２との螺合作用下に、直線運動に変換され、前記
従動歯車６８が下方側（矢印Ｘ2 方向）に向かって変位
する。
【００４１】従って、前記従動歯車６８と一体的に変位
するねじ部材７２を介して、ばね部材８６の弾発力に抗
して弁体５２が下方側に変位し、弁体５２の一端部と着
座部５４との離間間隔が小さくなる。この結果、貫通孔
８４を介して導入された圧力流体は、弁体５２の一端部
と着座部５４との間隙を流通する流量が絞られ、絞り量
が増大する。
【００４２】なお、第１制御機構５０ａから伝達される
回転運動によって従動歯車６８が所定方向に回転してい
る際、第２制御機構５０ｂを構成する駆動歯車６６はワ
ンウェイクラッチ６２の作用下に空転しているため、前
記第１制御機構５０ａから第２制御機構５０ｂに回転運
動が伝達されることはない。
【００４３】次に、第１スピードコントローラ１１ａの
絞り量を減少させる場合について説明する。先ず、コン
トローラ１５から第２電磁弁２０にオン信号およびオフ
信号を導入する。なお、このオン信号およびオフ信号
は、単数あるいは複数のいずれであってもよい。
【００４４】前記オン信号およびオフ信号に基づいて可
動鉄心３６が往復動作し、この可動鉄心３６の直線状の
往復運動は、第２制御機構５０ｂを構成するラック４４
に伝達される。前記ラック４４の往復動作に基づいて該
ラック４４に噛合するピニオン５６が正逆両方向にそれ
ぞれ所定角度だけ回転運動する。
【００４５】この場合、ワンウェイクラッチ６２の作用
下に、正方向または逆方向のいずれか一方向のみの回転
運動が駆動歯車６６に伝達され、さらに、前記駆動歯車
６６の回転運動は、噛合部６４を介して従動歯車６８に
伝達されて該従動歯車６８が前記所定方向と反対方向に
回転する。前記従動歯車６８の回転運動は、軸受部材７
４のねじ孔とねじ部材７２との螺合作用下に、直線運動
に変換され、前記従動歯車６８が上方側（矢印Ｘ1 方
向）に向かって変位する。
【００４６】従って、前記従動歯車６８と一体的に変位
するねじ部材７２を介して、ばね部材８６の弾発力の作
用下に弁体５２が上方側に変位し、弁体５２の一端部と
着座部５４との離間間隔が大きくなる。この結果、貫通
孔８４を介して導入され、弁体５２の一端部と着座部５
４との間の間隙を流通する圧力流体の流量が大きくな
り、絞り量が減少する。
【００４７】なお、第２制御機構５０ｂから伝達される
回転運動によって従動歯車６８が回転している際、第１
制御機構５０ａを構成する駆動歯車６６はワンウェイク
ラッチ６２の作用下に空転しているため、前記第２制御
機構５０ｂから第１制御機構５０ａに回転運動が伝達さ
れることはない。
【００４８】第２スピードコントローラ１１ｂは、第１
スピードコントローラ１１ａと同じようにしてその絞り
量が増減される。
【００４９】このように、コントローラ１５から出力さ
れる電気信号によって第１スピードコントローラ１１ａ
および／または第２スピードコントローラ１１ｂの第１
電磁弁１８または第２電磁弁２０を付勢・滅勢し、前記
第１電磁弁１８または第２電磁弁２０によって駆動され
る第１制御機構５０ａまたは第２制御機構５０ｂを介し
て、弁体５２と着座部５４との離間間隔を簡便に増減さ
せることができる。
【００５０】前記第１スピードコントローラ１１ａおよ
び／または第２スピードコントローラ１１ｂの絞り量の
調整は、センサ１９からコントローラ１５に入力される
検出信号に基づいて行われる。すなわち、コントローラ
１５は、センサ１９からの検出信号に基づいて演算され
た実際のピストン７の変位速度と初期設定されたピスト
ン７の変位速度とを比較し、さらに、コントローラ１５
は、実際のピストン７の変位速度が初期設定された許容
範囲内となるように、前記第１スピードコントローラ１
１ａおよび／または第２スピードコントローラ１１ｂに
電気信号を導出してその絞り量を制御する。この結果、
図６に示されるように、シリンダ２のピストン７の変位
速度が一定となるように制御される。
【００５１】このように、コントローラ１５から導出さ
れる電気信号に基づいて、前記第１スピードコントロー
ラ１１ａおよび／または第２スピードコントローラ１１
ｂの絞り量を変化させてピストン７の変位速度をフィー
ドバック制御することにより（図５参照）、前記ピスト
ン７の変位速度を所望の速度に自動的に制御することが
可能となる。従って、メンテナンス作業が簡素化され、
しかもコントローラ１５に接続された多数のスピードコ
ントローラの絞り量の調整を遠隔操作によって一括して
遂行することができる。
【００５２】この場合、シリンダ２のピストン７の変位
速度の制御は、図６に示されるような一定速度の制御に
限定されるものではなく、図７に示されるようにリアル
タイムで速度制御を行い、あるいは図８に示されるよう
に、シリンダ２の一端側に配設される図示しない第１セ
ンサと他端側に配設される図示しない第２センサとから
なる２個のセンサを用いてピストン７の変位速度を多段
に制御するように構成してもよい。前記多段制御の場
合、第１センサおよび第２センサからそれぞれ出力され
る検出信号に基づいてフィードバック制御が行われるこ
とは勿論である。
【００５３】なお、第１および第２スピードコントロー
ラ１１ａ、１１ｂは、第１電磁弁１８または第２電磁弁
２０に対する非通電時において弁体５２が所定位置に保
持されているため、自己保持機能を有する。
【００５４】さらに、第１電磁弁１８または第２電磁弁
２０に入力されるオン信号およびオフ信号によって絞り
量を設定あるいは調整することができ、駆動用増幅器等
を用いる必要がないため、製造コストを低減することが
できる。
【００５５】ここで、センサ１９からの検出信号に基づ
いて演算された実際のピストン７の変位速度と初期設定
されたピストン７の変位速度とを比較し、実際のピスト
ン９の変位速度が初期設定された許容範囲内にないとき
にコントローラ１５からアラーム信号を出力する場合に
ついて、図９に示すフローチャートに沿って説明する。
【００５６】先ず、圧力流体供給源３の付勢作用下にシ
リンダ２に圧力流体を供給し（ステップＳ１）、前記供
給された圧力流体の作用下に、シリンダ２のピストン７
が所定の方向に変位動作を開始する（ステップＳ２）。
コントローラ１５は、前記ピストン７が変位動作を開始
したか否かをセンサ１９から出力される検出信号に基づ
いて確認し（ステップＳ３）、該ピストン７が変位動作
を開始していない場合、コントローラ１５は、図示しな
い他の装置にアラーム信号を出力する（ステップＳ
４）。作業者は、例えば、前記アラーム信号に基づいて
発光するＬＥＤの発光光あるいは警報音等によってピス
トン７の変位速度が許容範囲外にあることを認識するこ
とができる。
【００５７】シリンダ２のピストン７が作動した後、コ
ントローラ１５は、センサ１９によって検出されたピス
トン７の変位量から該ピストン７の変位速度を演算し、
前記変位速度が初期設定されたピストン７の変位速度の
許容範囲内にあるか否かを判断する（ステップＳ５、Ｓ
６）。ピストン７の変位速度が許容範囲内にない場合、
コントローラ１５は、第１スピードコントローラ１１ａ
および／または第２スピードコントローラ１１ｂに電気
信号を入力し、ピストン７の変位速度が許容範囲内とな
るように前記第１スピードコントローラ１１ａおよび／
または第２スピードコントローラ１１ｂの絞り量を調整
する（ステップＳ７）。
【００５８】ピストン７の変位速度が許容範囲内にある
場合、コントローラ１５は、センサ１９から検出される
検出信号に基づいてピストン７が変位終端位置に到達し
たことを認識し（ステップＳ８）、さらに、ピストン７
が始動してから変位終端位置までに要した実際の変位時
間が予め設定されている変位時間の許容範囲内にあるか
否かを判断する（ステップＳ９）。
【００５９】実際のピストン７の変位時間が予め設定さ
れている変位時間の許容範囲内にない場合、換言する
と、ピストン７が予め設定されている変位時間よりも速
く変位終端位置に到達したとき、並びに設定されている
変位時間よりも遅く変位終端位置に到達したとき、コン
トローラ１５は、アラーム信号を出力する（ステップＳ
１０）。
【００６０】一方、実際のピストン７の変位時間が予め
設定されている変位時間の許容範囲内にある場合、コン
トローラ１５は、動作完了信号を出力する（ステップＳ
１１）。
【００６１】このように、作業者は、コントローラ１５
から出力されるアラーム信号に基づいてシリンダ２のピ
ストン７の変位速度が正常に制御されているか否かを簡
便に認識することができる。
【００６２】次に、変形例に係るスピードコントローラ
１００を図１０に示す。
【００６３】このスピードコントローラ１００は、第１
圧力流体出入ポート１０２および第２圧力流体出入ポー
ト１０４が形成されたボデイ１０６と、前記ボデイ１０
６と一体的に連結されたボンネット１０８と、前記ボデ
イ１０６とボンネット１０８との間に挟持されたダイヤ
フラム１１０とを有する。
【００６４】前記ボンネット１０８の内部には、ダイヤ
フラム１１０によって閉塞された室１１２が形成され、
前記室１１２内には、積層型の電歪素子（電歪／圧電部
材）１１４が配設される。この電歪素子１１４は、最上
部および最下部に設けられた一組の絶縁体１１６ａ、１
１６ｂと、前記一組の絶縁体１１６ａ、１１６ｂの間に
積層された複数の焼成体１１８とから構成される。前記
電歪素子１１４の両側面部には、図示しない一組の外部
電極が装着され、前記外部電極は図示しないリード線を
介してコントローラ１５に接続される。また、複数の隣
接する焼成体１１８の間には、櫛歯状に形成された図示
しない内部電極が形成されている。この場合、前記電歪
素子１１４の一端部は、ボンネット１０８の天井部に固
着され、他端部はダイヤフラム１１０の上面部に固着さ
れている。
【００６５】ダイヤフラム１１０の下部側には、第１通
路１２０および第２通路１２２を介して第１圧力流体出
入ポート１０２および第２圧力流体出入ポート１０４に
連通するダイヤフラム室１２３が形成されている。ま
た、ダイヤフラム１１０の中央下部側には、第２通路１
２２に連通するノズル孔１２４が形成され、前記ノズル
孔１２４とダイヤフラム１１０との間隙に沿って流通す
る圧力流体の絞り量が設定される。
【００６６】変形例に係るスピードコントローラ１００
は、基本的には以上のように構成されるものであり、次
にその動作並びに作用効果について説明する。
【００６７】第１圧力流体出入ポート１０２から供給さ
れた圧力流体（圧縮空気）は、第１通路１２０を介して
ダイヤフラム室１２３に導入される。前記ダイヤフラム
室１２３に導入された圧力流体は、ダイヤフラム１１０
とノズル孔１２４との離間間隔によって所定の流量に絞
られた後、前記ノズル孔１２４に連通する第２通路１２
２並びに第２圧力流体出入ポート１０４から、例えば、
シリンダ２等の流体圧機器に導出される。
【００６８】圧力流体の絞り量を増減する場合、コント
ローラ１５から電歪素子１１４に電気信号を導出する。
前記電歪素子１１４では、図示しない外部電極を介して
積層された焼成体１１８間の内部電極に電流が流れ、電
界が発生する。前記電界の作用下に、積層された複数の
焼成体１１８が膨張し、電歪素子１１４の一端部に固着
されたダイヤフラム１１０がノズル孔１２４側に向かっ
て撓曲する。
【００６９】従って、コントローラ１５から導出される
電気信号に基づいて電歪素子１１４が矢印Ｘ方向に沿っ
て伸縮することにより、ダイヤフラム１１０とノズル孔
１２４との離間距離を増減させることができる。この結
果、コントローラ１５から導出される電気信号によって
絞り量を簡便に調整することができる。
【００７０】前記電歪素子１１４を用いることにより、
応答速度が向上するとともに、シリンダ２のピストン７
が所定の方向に変位している際にも絞り量を調整するこ
とができる。しかも、第１圧力流体出入ポート１０２か
ら第２圧力流体出入ポート１０４側に向かって流通する
圧力流体、並びに前記とは逆方向に第２圧力流体出入ポ
ート１０４から第１圧力流体出入ポート１０２側に向か
って流通する圧力流体のいずれであっても、流量を制御
することができる。前記電歪素子１１４は、半導体製造
技術を用いて製造することができるため、高精度にしか
も大量生産することができるという利点もある。
【００７１】なお、図１１に示すように、ダイヤフラム
１１０の底面部に、ノズル孔１２４に沿って挿入される
突起部１２６を固着して構成してもよい。
【００７２】また、図１２に示すように、第１圧力流体
出入ポート１０２と第２圧力流体出入ポート１０４とを
連通させる連通路１２８を形成し、圧力流体が第２圧力
流体出入ポート１０４から第１圧力流体出入ポート１０
２側に向かって流通することを阻止するチェック弁１３
０を配設することにより、一方向にのみ沿って流通する
圧力流体の絞り量を制御することができる。
【００７３】なお、前記電歪素子１１４に代替して、図
示しないボイスコイル型リニアアクチュエータ、ステッ
ピングモータ等の各種電動モータ等により、絞り量を制
御することも可能である。
【００７４】
【発明の効果】本発明によれば、以下の効果が得られ
る。
【００７５】すなわち、シリンダに出入する圧力流体の
流量をコントローラから出力される電気信号に基づいて
制御することにより、シリンダのピストンの変位速度を
自動的に制御することができる。
【００７６】また、メンテナンス作業を簡素化し、多数
のスピードコントローラの絞り量の調整を遠隔操作によ
って一括して遂行することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るシリンダ用速度制御
装置の回路構成図である。
【図２】図１に示すシリンダ用速度制御装置を構成する
スピードコントローラの縦断面図である。
【図３】図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った縦断面図であ
る。
【図４】図３のＩＶ−ＩＶ線に沿った縦断面図である。
【図５】図１のシリンダ用速度制御装置の動作説明に供
するブロック図である。
【図６】シリンダのピストンの変位速度を一定速度に制
御した場合の速度とストローク量との関係を示す説明図
である。
【図７】シリンダのピストンの変位速度をリアルタイム
で制御した場合の速度とストローク量との関係を示す説
明図である。
【図８】シリンダのピストンの変位速度を多段に制御し
た場合の速度とストローク量との関係を示す説明図であ
る。
【図９】コントローラからアラーム信号を出力する場合
を示すフローチャートである。
【図１０】変形例に係るスピードコントローラの縦断面
図である。
【図１１】図１０のスピードコントローラのダイヤフラ
ムに固着された突起部の部分断面図である。
【図１２】さらに他の変形例に係るスピードコントロー
ラの縦断面図である。
【図１３】従来技術に係るシリンダ用速度制御装置を説
明するための速度制御回路の構成図である。
【符号の説明】
２…シリンダ ７…ピストン １０…シリンダ用速度制御装置 １１ａ、１１ｂ、１００…スピードコントローラ １２、１４、１０２、１０４…圧力流体出入ポート １３…切換弁 １５…コントローラ １６、１０６…ボデイ １８、２０…電磁弁 １９…センサ ２２…電磁弁部 ２４…絞り部 ２８…絞り量制御部 ３６…可動鉄心 ４４…ラック ５０ａ、５０ｂ…制御機構 ５２…弁体 ５４…着座部 ５６…ピニオン ５８…シャフト ６２…ワンウェイク
ラッチ ６６…駆動歯車 ６８…従動歯車 ７２…ねじ部材 ７４…軸受部材 ７６…円筒体 ８４…貫通孔 ８６…ばね部材 ８８、１３０…チェ
ック弁 １１０…ダイヤフラム １１４…電歪素子 １１８…焼成体 １２４…ノズル孔

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】シリンダと、 前記シリンダのポートに装着され、シリンダ室に出入す
    る圧力流体の流量を制御するスピードコントローラと、 前記スピードコントローラに電気信号を出力するコント
    ローラと、 前記シリンダのピストンの変位量を検出し、検出信号を
    コントローラに導出するセンサと、 を備え、 前記スピードコントローラは、第１ポートと第２ポート
    とを連通させる流体通路が形成されたボデイと、 前記流体通路を流通する圧力流体の流量を制御する絞り
    部と、 前記コントローラから導出された電気信号に基づいて、
    前記絞り部における絞り量を変化させる絞り量制御部
    と、 を有することを特徴とするシリンダ用速度制御装置。
  2. 【請求項２】請求項１記載のシリンダ用速度制御装置に
    おいて、コントローラは、予め設定された変位速度とセ
    ンサから検出された検出信号に基づいて演算された変位
    速度とを比較し、スピードコントローラに対して電気信
    号を導出して実際の変位速度が設定された変位速度の許
    容範囲内となるように絞り量を増減することを特徴とす
    るシリンダ用速度制御装置。
  3. 【請求項３】請求項２記載のシリンダ用速度制御装置に
    おいて、予め設定された変位速度とセンサから検出され
    た検出信号に基づいて演算された変位速度とを比較し、
    実際の変位速度が設定された変位速度の許容範囲内にな
    い場合、コントローラは、アラーム信号を導出すること
    を特徴とするシリンダ用速度制御装置。
  4. 【請求項４】請求項１記載のシリンダ用速度制御装置に
    おいて、絞り量制御部は、第１電磁弁に入力されるオン
    信号およびオフ信号に基づいて駆動され、絞り部におけ
    る絞り量を増大させる第１制御機構と、第２電磁弁に入
    力されるオン信号およびオフ信号に基づいて駆動され、
    絞り部における絞り量を減少させる第２制御機構とを有
    することを特徴とするシリンダ用速度制御装置。
  5. 【請求項５】請求項４記載のシリンダ用速度制御装置に
    おいて、第１制御機構は、第１電磁弁の可動鉄心の往復
    直線運動が伝達されるラックと、前記ラックに噛合し直
    線運動を回転運動に変換するピニオンと、前記ピニオン
    と同軸に軸支される駆動歯車を介して回転運動が伝達さ
    れることにより軸線方向に沿って変位する変位部材とを
    有し、前記変位部材の変位作用下に、ばね部材の弾発力
    に抗して弁体を押圧することにより、前記弁体と着座部
    との離間間隔が小さくなることを特徴とするシリンダ用
    速度制御装置。
  6. 【請求項６】請求項４記載のシリンダ用速度制御装置に
    おいて、第２制御機構は、第２電磁弁の可動鉄心の往復
    直線運動が伝達されるラックと、前記ラックに噛合し直
    線運動を回転運動に変換するピニオンと、前記ピニオン
    と同軸に軸支される駆動歯車を介して回転運動が伝達さ
    れることにより軸線方向に沿って変位する変位部材とを
    有し、前記変位部材の変位作用下に、ばね部材の弾発力
    によって弁体が着座部から離間する方向に変位すること
    により、前記弁体と着座部との離間間隔が大きくなるこ
    とを特徴とするシリンダ用速度制御装置。
  7. 【請求項７】請求項５または６記載のシリンダ用速度制
    御装置において、ピニオンと駆動歯車との間に介装さ
    れ、前記ピニオンの一方向のみの回転運動を前記駆動歯
    車に伝達するワンウェイクラッチが設けられることを特
    徴とするシリンダ用速度制御装置。
  8. 【請求項８】請求項１記載のシリンダ用速度制御装置に
    おいて、絞り部は、流体通路に連通するノズル孔と、前
    記ノズル孔との離間間隔により該ノズル孔を流通する圧
    力流体の流量を制御するダイヤフラムとを有し、 絞り量制御部は、前記ダイヤフラムを変位させる電歪／
    圧電部材からなり、 前記電歪／圧電部材に通電して該電歪／圧電部材が膨張
    することにより前記ダイヤフラムとノズル孔との離間間
    隔が調整されることを特徴とするシリンダ用速度制御装
    置。
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