JP2004308807A - 空圧アクチュエータの計時駆動装置および計時駆動方法 - Google Patents

Abstract

【課題】電気を一切使用せず、空気圧（ボンベに封入された気体圧も含む）のみで制御できる、空圧アクチュエータの計時駆動装置および計時駆動方法を提供する。
【解決手段】空圧シリンダのピストンロッドの前進位置と後退位置で後退側と前進側に夫々切り換わる機械式切換弁を設け、上記機械式切換弁と空圧シリンダをつなぐ前進配管と後退配管の少なくとも一方に流量調整機構を設けると共に配管の一方を空圧アクチュエータに接続したことを特徴とする、空圧アクチュエータの計時駆動装置および計時駆動方法である。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は空気圧のみで空圧シリンダ、モータ、ポンプなどの空圧アクチュエータの駆動時間を制御できるようにした、空圧アクチュエータの計時駆動装置および計時駆動方法に関する。なお、本発明における「空気圧」は、ボンベに所定圧で封入された窒素、酸素、アルゴンなどの気体圧を含む意味で使用している。
【０００２】
【従来の技術】
従来例えば、複数の潤滑ポイントに加圧潤滑油を供給するための空圧駆動連続作動ポンプのような空圧アクチュエータの、起動時間（待機時間）および起動時間経過後の運転時間は、電気式タイマーによって空圧電磁弁を制御することにより計時するのが普通である。
【０００３】
先行文献を調査したが、適当なものを見出すことはできなかった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記の従来技術においては、電気と空気の両源が必要になり、特に防爆地区における電気用品は法律で定められた規準を満足しなければならず、その制御盤は標準品の価格の十倍近い価格となる。制御盤に限らず防爆用電気品は全てにおいて高価である。
そこで本件出願人は電気を一切使用せず、空気圧（ボンベに封入された気体圧も含む）のみで制御できる、空圧アクチュエータの計時駆動装置および計時駆動方法を提供する。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明は、空圧シリンダのピストンロッドの前進位置と後退位置で後退側と前進側に夫々切り換わる機械式切換弁を設け、上記機械式切換弁と空圧シリンダをつなぐ前進配管と後退配管の少なくとも一方に流量調整機構を設けると共に配管の一方を空圧アクチュエータに接続したことを特徴とする、空圧アクチュエータの計時駆動装置である。
【０００６】
請求項２の発明は、シリンダ内を摺動するピストン、上記ピストンに連結したピストンロッドよりなる空圧シリンダと、空気の流れを制御してピストンを往復動さす機械式切換弁とを設け、上記切換弁をピストンロッドの前進位置では後退側に、後退位置では前進側にピストンロッドに取り付けたブラケットに設けた突起部で夫々切り換えるようになし、上記切換弁からシリンダの両側空気接続口に至る前進配管と後退配管に減圧弁、絞り弁を介装し、上記配管の一方に外部接続口を設け、上記外部接続口に空気作動ポンプ、モータ、シリンダなどの空気アクチュエータを接続し、上記絞り弁の絞り開度と減圧弁の圧力設定値により、上記空圧シリンダの前進時間と後退時間を制御すると共に、上記アクチュエータの駆動時間を制御できるようにしたことを特徴とする、空圧アクチュエータの計時駆動装置である。
【０００７】
請求項３の発明は、空圧シリンダのピストンロッドの前進位置と後退位置で機械式切換弁を後退側と前進側に夫々切り換え、上記機械式切換弁と空圧シリンダをつなぐ前進配管と後退配管の流量を調整してピストンロッドの前進時間と後退時間を定め、上記配管の一方から空圧アクチュエータに空圧を供給するようにした、空圧アクチュエータの計時駆動方法である。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１において、１はピストン１ａ、ピストンロッド１ｂを有する公知の空圧（エアー）シリンダである。図示したものは片側ロッドであるが、両側ロッドでもよい。
２０はピストンロッド１ｂの前端（図１の左端）のねじ部１ｃに取り付けたＬ字形のブラケットで、その長さはシリンダストロークより若干長く設定してある。
３ａ、３ｂはブラケット２０に設けた、後述する機械式切換弁７のフリップトグル（レバー）７−１を操作するための突起部で、突起部３ａはロッド前端側、突起部３ｂはヘッド（シリンダ後端部）側に相当する個所に設けてある。なお突起部双方の間隔Ｌは、シリンダストローク以内に設定されている。図１は後進していた突起部３ａがフリップトグル７−１に衝合して後退配管２１が前進配管２２側に切り換わった直後の状態を示している。
【０００９】
２はシリンダ１の両入口２３、２４に設けた絞り弁（流量制御機構）で、図示のものはメータイン制御のものを示している。メータアウト制御のものとすることも勿論可能であり、また同一仕様（同一絞りサイズ）である必要はないが、同一仕様であれば安価になる。
３、４は上記絞り弁２と後述する機械式切換弁７の出口との間に介在させた減圧弁（流量制御機構）、５、６は圧力計である。これらの圧力計５、６は、圧力表示に前進時間と後退時間を並列表示してある。
７は公知の機械式切換弁で、２位置５ポート弁である。すなわち、図４に示すフリップトグル７−１を傾転することによりシリンダ１への空気供給源１４からの流路（前進配管２２、後退配管２１）を切り換えるようになっている。傾転したトグルは外力によらなければその位置を保持し続ける構造である。図４において、２６はボデイ、２７は押棒、２８はカム、２９は弁ばね、３０はヘッドカバー、３１はトグルの支軸である。
【００１０】
図１の８は供給元圧用減圧弁で、機械式切換弁７の入口２６に接続されている。９はフィルタ、１０はストップ弁、１１は減圧弁８の減圧を目視するための圧力計、１２は空圧駆動連続作動ポンプ、モータ、シリンダなどの空圧アクチュエータである。
１３は機械式切換弁７から減圧弁４に至る回路（後退配管２１）に配管１３ａにより連通したコントロールボックス２５の外部接続口で、配管１３ｂを介して空圧アクチュエータ１２に接続し、空圧アクチュエータ１２の出口は配管１３ｃを介してシングルライン用分配弁１５に連通している。１６は複数の潤滑ポイントである。なお、図示のものは外部接続口１３を減圧弁４側にのみ設置したものを示しているが、減圧弁３側（前進配管２２）に設けることも可能であり、更に双方に設けて減圧弁３側の外部接続口を別の空圧アクチュエータ（図示せず）に接続してもよい。１４ａはエアー供給口である。
【００１１】
以上説明した実施例（装置）の作用は次の通りである。
空気供給源１４から供給された加圧空気（例えば工場エアー）は、ストップ弁１０、フィルタ９を通り、減圧弁８で空圧アクチュエータ１２および減圧弁３、４への供給圧が設定される。この作業は、図２（ｂ）の調整ハンドル１１ａにより圧力計１１の目盛（供給元圧）を見ながら行われる。
さらに図１の状態では機械式切換弁７から減圧弁３、絞り弁２を通ってシリンダ１のヘッド側へ流入し、ピストンロッド１ｂを図の左方へ前進させる。このストロークエンドに至る前進時間を減圧弁３と絞り弁２の絞り開度を調整して設定する。この作業は、図２（ｂ）の調整ハンドル５ａにより圧力計５（ポンプ起動時間計）の目盛を見ながら行われる。集中給油の場合は、ポンプ起動時間（待機時間または前記の前進時間）は概略１時間から４時間程度である。
かかる制御によりピストンロッド１ｂがゆっくりと前進し、ストロークエンド近くになるとブラケット２０の突起部３ｂが機械式切換弁７のフリップトグル７−１を傾転させる。傾転させられることにより切換弁７は切り換わり、加圧空気の流れが切り換わって、今度は減圧弁４から絞り弁２に至り、シリンダ１のロッド側に流入し、ピストンロッド１ｂを図１の右方へ後退させる。
この後退時間は減圧弁４と絞り弁２の絞り開度を調整して設定する。この作業は、図２（ｂ）の調整ハンドル６ａにより圧力計６（ポンプ運転時間計）の目盛を見ながら行われる。集中給油の場合はポンプ運転時間は概略１分から１０分程度である。
かかる制御によりピストンロッド１ｂが後退し、図１に示されているストロークエンド近くになるとブラケット２０の突起部３ａが切換弁７のフリップトグル７−１を傾転させる。傾転させることにより流路が切り換わり、空圧アクチュエータ１２への加圧空気の供給がストップし、アクチュエータ１２は図１の位置で停止すると共にピストンロッド１ｂは前進を開始し、以後は上記の作動を繰り返す。
【００１２】
なお上記実施例においては、空気供給源１４として工場エアーのような空気圧で説明したが、空気供給源１４に代えて、窒素、酸素、アルゴンなどのようなガスを所定圧封入したボンベを利用することも可能である。業務用ガスボンベの封入圧は概ね１５Ｍｐａ（１５０ｋｇ／ｃｍ２）の高圧であるため、減圧弁で１Ｍｐａ（１０ｋｇ／ｃｍ２）以下に落して本装置に供給することができる。また、例えば後退配管２１の断面積を適当に選択することにより減圧弁４、絞り弁２の一方または双方を省略可能となる。なお前述のように、本発明における「空気圧」は、ボンベに所定圧で封入された窒素、酸素、アルゴンなどの気体圧を含む意味で使用している。従って、「空圧」が「窒素圧」、「酸素圧」、「アルゴン圧」となることもある。
【００１３】
【発明の効果】
請求項１、２の発明（装置）によると、電気を一切使用せず、空圧（前記ガス圧を含む）のみで制御できるため、防爆地区用の空圧アクチュエータの繰り返し運転に効果があり、特に大幅なコスタダウンが期待できる。
図１に示す空圧アクチュエータ１２（集中給油用ポンプ）にシングルライン用分配弁１５を接続すれば、多数の潤滑ポイント１６に繰り返し自動的に給油ができる。また、空圧アクチュエータ１２の一例としてのポンプに代えてモータ、シリンダを採用すると、物の反復搬送、回転などにも利用できる。
なお、図示の実施例では、ストップ弁１０を閉じて空気の供給を断てば、全体の停止が速やかに行える利点がある。
【００１４】
請求項３の発明（方法）によると、前進時間と後退時間の調整が極めて容易になる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を集中給油システムに適用した時の系統図である。
【図２】（ａ）、（ｂ）は夫々装置の平面略図および正面略図である。
【図３】本発明を空圧グリースポンプに適用した集中給油装置の系統図である。
【図４】フリップトグル機構を説明するための正面略図である。
【符号の説明】
１ 空圧シリンダ
１ａ ピストン
１ｂ ピストンロッド
２ 絞り弁（流量調整機構の一例）
３、４ 減圧弁（流量調整機構の一例）
３ａ、３ｂ 突起部
７ 機械式切換弁
１２ 空圧アクチュエータ
２１ 後退配管
２２ 前進配管

Claims (3)

1. 空圧シリンダのピストンロッドの前進位置と後退位置で後退側と前進側に夫々切り換わる機械式切換弁を設け、上記機械式切換弁と空圧シリンダをつなぐ前進配管と後退配管の少なくとも一方に流量調整機構を設けると共に配管の一方を空圧アクチュエータに接続したことを特徴とする、空圧アクチュエータの計時駆動装置。
2. シリンダ内を摺動するピストン、上記ピストンに連結したピストンロッドよりなる空圧シリンダと、空気の流れを制御してピストンを往復動さす機械式切換弁とを設け、上記切換弁をピストンロッドの前進位置では後退側に、後退位置では前進側にピストンロッドに取り付けたブラケットに設けた突起部で夫々切り換えるようになし、上記切換弁からシリンダの両側空気接続口に至る前進配管と後退配管に減圧弁、絞り弁を介装し、上記配管の一方に外部接続口を設け、上記外部接続口に空気作動ポンプ、モータ、シリンダなどの空気アクチュエータを接続し、上記絞り弁の絞り開度と減圧弁の圧力設定値により、上記空圧シリンダの前進時間と後退時間を制御すると共に、上記アクチュエータの駆動時間を制御できるようにしたことを特徴とする、空圧アクチュエータの計時駆動装置。
3. 空圧シリンダのピストンロッドの前進位置と後退位置で機械式切換弁を後退側と前進側に夫々切り換え、上記機械式切換弁と空圧シリンダをつなぐ前進配管と後退配管の流量を調整してピストンロッドの前進時間と後退時間を定め、上記配管の一方から空圧アクチュエータに空圧を供給するようにした、空圧アクチュエータの計時駆動方法。

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