JP2558197B2 - 流体圧シリンダの加圧制御装置 - Google Patents

流体圧シリンダの加圧制御装置

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JP2558197B2
JP2558197B2 JP3355842A JP35584291A JP2558197B2 JP 2558197 B2 JP2558197 B2 JP 2558197B2 JP 3355842 A JP3355842 A JP 3355842A JP 35584291 A JP35584291 A JP 35584291A JP 2558197 B2 JP2558197 B2 JP 2558197B2
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祖 温 王
田 哲 朗 徳
地 幹 夫 山
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ピストンのストローク
終端において加圧力を出力できる流体圧シリンダの加圧
制御装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】本発明の発明者らは、先に実開平3−4
7667号公報によって、電気−流体圧レギュレータと
5ポート切換弁とを有する加圧ユニットを提案した。こ
の既提案の加圧ユニットは、電気−流体圧レギュレータ
によって出力圧を任意の圧力に設定できるという利点を
有するが、ピストンのストローク速度についての配慮に
欠けるところがあり、ヘッド側圧力室の設定圧とロッド
側圧力室の空気圧との差が大きいとピストンが飛出し気
味に加速されるため、ピストンのストロークが短い場合
に、高速で起動したピストンがストローク終端において
シリンダに衝突し、これによって大きな衝撃音を発生し
て作業環境を悪化させるばかりでなく、甚だしいときは
装置を破損させる恐れがある。
【0003】従来、流体圧シリンダのピストンをストロ
ーク終端に緩衝的に停止させるものとして、ピストンの
ストローク終端近くにおいて排気側の絞りを切換えた
り、または排気をリリーフ弁に切換えることが知られて
いる。しかしながら、これら公知の緩衝停止手段は、ピ
ストンのストローク時間が長くなったり、或いは特定の
出力圧のときには緩衝的に停止しても、出力圧が大きく
なると衝突したり、出力圧が小さくなるとストローク時
間が長くなったりするために、出力圧の変動に対応でき
ないという問題がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明が解決しようと
する課題は、出力圧の変動に関係なく、高速で起動させ
たピストンをストローク終端に緩衝的に停止させるとと
もに、加圧力を出力できる流体圧シリンダの加圧制御装
置、及びそれに使用する弁ユニットを提供することにあ
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明における流体圧シリンダの加圧制御装置は、
流体圧シリンダと、該流体圧シリンダのピストンで区画
されたヘッド側及びロッド側の圧力室に圧力流体を給排
するヘッド側及びロッド側の流路とを備えた流体圧シリ
ンダの制御装置において、上記ヘッド側の流路に、パイ
ロット流体圧の大小により出力圧が調整できる第1のレ
ギュレータと、該第1のレギュレータにパイロット流体
を出力するための、印加電圧または電流値の大小によっ
て出力圧を調整できる第1の電気−流体圧レギュレータ
とを設け、ロッド側の流路に、パイロット流体圧の大小
により出力圧が調整できる第2のレギュレータと、並列
に設置された、印加電圧または電流値の大小によって出
力圧が調整できかつピストンのストローク終端において
電圧の印加または電流の供給が解除される第2の電気−
流体圧レギュレータ及び出力圧が比較的低圧で調整可
能な第3のレギュレータと、上記第2のレギュレータに
出力するパイロット流体をピストンのストローク当初は
第3のレギュレータから出力される低圧の流体とし、ピ
ストンのストローク中に第2の電気−流体圧レギュレー
タから出力される流体に切り換える3方弁とを設けたこ
とを特徴としている。また、組立を容易にするため、
発明は、圧力源に連通させる供給口、流体圧シリンダの
ヘッド側及びロッド側圧力室に連通させる第1、第2の
出力口、並びに主排出口及び第1、第2の副排出口を有
するケースと、パイロット流体圧の大小により出力圧が
調整できる第1、第2のレギュレータと、第1のレギュ
レータにパイロット流体を出力するための、印加電圧ま
たは電流値の大小によって出力圧が調整できる第1の電
気−流体圧レギュレータと、並列に設置された、印加電
圧または電流値の大小によって出力圧が調整できかつピ
ストンのストローク終端において電圧の印加または電流
の供給が解除される第2の電気−流体圧レギュレータ
及び出力圧が比較的低圧で調整可能な第3のレギュレー
タと、上記第2のレギュレータに出力するパイロット流
体をピストンのストローク当初は第3のレギュレータか
ら出力される低圧の流体とし、ピストンのストローク中
に第2の電気−流休圧レギュレータ−から出力される流
体に切り換える3方弁とを備え、上記第1、第2のレギ
ュレータを上記供給口と第1、第2の出力口の間に、第
1の電気−流体圧レギュレータを供給口と第1の副排出
口の間に、第2の電気−流体圧レギュレータ及び第3の
レギュレータを供給口と第2の副排出口の間に、3方弁
を第2の電気−流体圧レギュレータ及び第3のレギュレ
ータの出力ポートと第1のレギュレータのパイロットポ
ートの間にそれぞれ設置し、第1、第2のレギュレータ
の排出ボートを主排出口に接続した弁ユニットを特徴と
している。
【0006】
【作用】ヘッド側圧力室の流体圧は、第1の電気−流体
圧レギュレータの印加電圧または電流値の大小によりパ
イロット流体圧を調整すると、第1のレギュレータによ
って任意の圧力に設定することができ、ロッド側圧力室
の流体圧は、3方弁により第2の電気−流体圧レギュレ
ータと第3のレギュレータとに切換えてパイロット流体
圧を高低2圧にするとともに、これらのパイロット流体
圧をそれぞれ調整すると、第2のレギュレータによって
任意の圧力に設定することができる。したがって、第1
及び第2のレギュレータから出力される流体圧を調整し
て、ヘッド側及びロッド側の圧力室の流体圧をピストン
のストローク位置に応じた適切な圧力にすることによ
り、ピストンを高速で起動させ、高速で起動させたピス
トンを減速させてストローク終端に緩衝的に停止させ、
さらにはストローク終端において所望の加圧力を発生さ
せることができる。また、シリンダ加圧後の復帰行程に
おいては、直前の加圧行程におけるヘッド側の流体圧と
同程度の流体圧を所定時間ロッド側に加えて加速復帰し
た後に低圧にして減速することによって、種々の加圧力
の影響を受けることなくストローク終端に緩衝的に復帰
させることができる。
【0007】さらに、これらの弁をケース内に組み付け
たことにより、配管の接続が容易で作業現場においてユ
ーザーが組み立てることができる。
【0008】
【実施例】図1は本発明の実施例を示し、この流体圧シ
リンダ1はピストン2とロッド3を備え、ピストン2で
区画されたヘッド側圧力室4aとロッド側圧力室4b
は、流路5aと5bによって空気源6に接続されてい
る。上記流路5aは、第1のレギュレータ11と、該レ
ギュレータ11にパイロット流体を出力する第1の電気
−流体圧レギュレータ12とを備え、第1のレギュレー
タ11はパイロット流体圧の大小によって出力圧を調整
できるものとして、第1の電気−流体圧レギュレータ1
2は印加電圧または電流値の大小によって出力圧を調整
できるものとして構成されている。また、流路5bは、
第2のレギュレータ14と、並列に設置された第2の電
気−流体圧レギュレータ15及び第3のレギュレータ1
6と、第2の電気−流体圧レギュレータ15と第3のレ
ギュレータ16から出力される流体を切換えて第2のレ
ギュレータ14にパイロット流体として出力する電磁3
方弁17とを備えている。これら第2のレギュレータ1
4及び電気−流体圧レギュレータ15は、第1のレギュ
レータ11及び電気−流体圧レギュレータ12と同一の
構成を備え、第3のレギュレータ16は手動により出力
圧が調整可能で、かつ第2の電気−流体圧レギュレータ
15より低圧の流体を出力するものとして構成されてい
る。そして、これらの弁12,15,17は、タイマに
よって作動される。
【0009】次に、図2を参照して上記実施例の動作を
述べる。図1は、第1の電気−流体圧レギュレータ12
の印加電圧の解除により、圧力室4aの空気が第1のレ
ギュレータ11から排出され、電磁3方弁17の切換え
による第3のレギュレータ16の低圧のパイロット空気
によって、第2のレギュレータ14から圧力室4bに低
圧の空気が供給された状態を示し、図において上動して
いるピストン2は、低圧の空気圧で保持されている。こ
の状態において、第1、第2の電気−流体圧レギュレー
タ12と15に所望の電圧を印加すると、第1のレギュ
レータ11から圧力室4aに高圧の空気が供給され、一
方圧力室4bは電磁3方弁17により低圧のパイロット
空気が出力されていて圧力が低いので、ピストン2は高
速で起動する。タイマによる設定時間Tの経過後電磁
3方弁17のソレノイドを励磁して、第2のレギュレー
タ14に出力されるパイロット空気を高圧の第2の電気
−流体圧レギュレータ15側に切換えると、第2のレギ
ュレータ14から圧力室4bに圧力室4aと略同圧の高
圧空気が供給され、これによってピストン2が減速さ
れ、タイマによる時間Tの経過によってピストン2が
駆動ストローク終端に緩衝的に停止する。駆動ストロー
ク終端において、第2の電気−流体圧レギュレータ15
の電圧の印加を解除するとともに、第1の電気−流体圧
レギュレータ12の印加電圧を所要の値にすることによ
って、ピストン2に所要の加圧力が生じる。
【0010】所定の加圧時間の経過後、第1の電気−流
体圧レギュレータ12の電圧の印加を解除するととも
に、第2の電気−流体圧レギュレータ15に、第1の電
気−流体圧レギュレータ12に直前まで印加されていた
電圧を印加すると、圧力室4aの空気が第1のレギュレ
ータ11から排出状態になるとともに、圧力室4bに供
給された、直前の加圧時の圧力室4aと同圧の空気によ
ってピストン2は高速で復帰する。タイマによる所定の
時間Tの経過後、第2の電気−流体圧レギュレータ1
5の設定圧を低圧にすると、第2のレギュレータ14か
ら出力される空気圧が低圧になり、これによりピストン
2が減速されて復帰ストローク終端に緩衝的に停止し、
時間Tの経過後、ソレノイドの励磁を解除して電磁3
方弁17を第3のレギュレータ16側に切換えると、第
2のレギュレータ14から出力される空気圧が低圧にな
って駆動前の状態に戻る。したがって、高速度で起動さ
せたピストン2を、駆動及び復帰ストローク終端に緩衝
的に停止させることができるばかりでなく、ストローク
時間を短縮することができる。
【0011】上記流体圧シリンダ1をスポット溶接にお
ける電極の移動に使用した場合は、電極の溶着によって
ピストン2及びロッド3が復帰しないことがある。この
場合は、所定の時間経過後、タイマによって時間T5
2の電気−流体圧レギュレータ15にパルス電流を供給
すると、圧力室4bにさらに高圧の空気が供給されてピ
ストン2等を復帰させることができる。
【0012】図3は、上記加圧制御装置における全ての
弁をケース21に組み込んだ弁ユニット20を示し、ケ
ース21は、空気源6に連通する供給口22、流路5
a,5bを介して流体圧シリンダ1の圧力室4a,4b
にそれぞれ連通する第1、第2の出力口23a,23
b、並びに主排出口24及び第1、第2の副排出口25
a,25bを備えている。上記第1、第2のレギュレー
タ11,14は供給口22と第1,第2の出力口23
a,23bの間に、第1の電気−流体圧レギュレータ1
2は供給口22と第1の副排出口25aの間にそれぞれ
設置され、第2の電気−流体圧レギュレータ15及び第
3のレギュレータ16は供給口22と第2の副排出口2
5bの間に並列に設置されており、第1、第2のレギュ
レータ11,14の排出ポートRは主排出口24に接続
されている。なお、第1の電気−流体圧レギュレータ
2及び電磁3方弁17の出力ポートは、第1、第2のレ
ギュレータ11,14のパイロットポートに連通し、電
磁3方弁17の供給ポートと排出ポートが、第2の電気
−流体圧レギュレータ15及び第3のレギュレータ16
の各出力ポートに切換えて連通することは、図1と同じ
である。上記弁ユニット20は、ケース21内に必要な
弁の全てが組み付けられているので、ユーザーが作業現
場において容易に組み立てることができる。
【0013】
【発明の効果】本発明における流体圧シリンダの加圧制
御装置は、高速で起動させたピストンを減速させてスト
ローク終端位置に緩衝的に停止させることができるの
で、ピストンのストローク時間を短縮できるものであり
ながら、衝突による衝撃音の発生や流体圧シリンダの破
損を防止することができる。また、パイロット流体圧に
よって圧力室に供給する流体圧を調整できるので、流体
圧シリンダに供給する圧力流体の流量を多くすることが
できる。
【0014】さらに、必要な弁を全て組み込んだ弁ユニ
ットによって、加圧制御装置の組立が容易である。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例の構成図である。
【図2】作動の説明図である。
【図3】弁ユニットの構成図である。
【符号の説明】
1 シリンダ 2 ピストン 4a,4b 圧力室 5a,5b 流路 11,14 第1、第2のレギュレータ 12,15 第1、第2の電気−流体圧レギュレータ 16 第3のレギュレータ 17 電磁3方弁 20 弁ユニット 21 ケース 22 供給口 23a,23b 第1、第2の出力口 24 主排出口 25a,25b 第1、第2の副排出口
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山 地 幹 夫 茨城県筑波郡谷和原村絹の台4−2−2 エスエムシー株式会社筑波技術センタ ー内 (56)参考文献 特開 昭58−644(JP,A) 実開 昭58−38002(JP,U) 実公 平2−39044(JP,Y2)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 流体圧シリンダと、該流体圧シリンダの
    ピストンで区画されたヘッド側及びロッド側の圧力室に
    圧力流体を給排するヘッド側及びロッド側の流路とを備
    えた流休圧シリンダの制御装置において、 上記ヘッド側の流路に、パイロット流体圧の大小により
    出力圧が調整できる第1のレギュレータと、該第1のレ
    ギュレータにパイロット流体を出力するための、印加電
    圧または電流値の大小によって出力圧を調整できる第1
    の電気−流体圧レギュレータとを設け、 ロッド側の流路に、パイロット流体圧の大小により出力
    圧が調整できる第2のレギュレータと、並列に設置され
    た、印加電圧または電流値の大小によって出力圧が調整
    できかつピストンのストローク終端において電圧の印加
    または電流の供給が解除される第2の電気−流体圧レギ
    ュレータ及び出力圧が比較的低圧で調整可能な第3の
    レギュレータと、上記第2のレギュレータに出力するパ
    イロット流体をピストンのストローク当初は第3のレギ
    ュレータから出力される低圧の流体とし、ピストンのス
    トローク中に第2の電気−流体圧レギュレータから出力
    される流体に切り換える3方弁とを設けた、 ことを特徴とする流体圧シリンダの加圧制御装置。
  2. 【請求項2】 圧力源に連通させる供給口、流体圧シリ
    ンダのヘッド側及びロッド側圧力室に連通させる第1、
    第2の出力口、並びに主排出口及び第1、第2の副排出
    口を有するケースと、パイロット流体圧の大小により出
    力圧が調整できる第1、第2のレギュレータと、第1の
    レギュレータにパイロット流体を出力するための、印加
    電圧または電流値の大小によって出力圧が調整できる第
    1の電気−流体圧レギュレータと、並列に設置された、
    印加電圧または電流値の大小によつて出力圧が調整でき
    かつピストンのストローク終端において電圧の印加また
    は電流の供給が解除される第2の電気−流体圧レギュレ
    ータ及び出力圧が比較的低圧で調整可能な第3のレギ
    ュレータと、上記第2のレギュレータに出力するパイロ
    ット流体をピストンのストローク当初は第3のレギュレ
    ータから出力される低圧の流体とし、ピストンのストロ
    ーク中に第2の電気−流体圧レギュレータから出力され
    る流体に切り換える3方弁とを備え、 上記第1、第2のレギュレータを上記供給口と第1、第
    2の出力口の間に、第1の電気−流体圧レギュレータを
    供給口と第1の副排出口の間に、第2の電気−流体圧レ
    ギュレータ及び第3のレギュレータを供給口と第2の副
    排出口の間に、3方弁を第2の電気−流体圧レギュレー
    タ及び第3のレギュレータの出力ポートと第1のレギュ
    レータのパイロットポートの間にそれぞれ設置し、第
    1、第2のレギュレータの排出ポートを主排出口に接続
    した、 ことを特徴とする弁ユニット。
JP3355842A 1991-12-20 1991-12-20 流体圧シリンダの加圧制御装置 Expired - Lifetime JP2558197B2 (ja)

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