JPS6011285Y2 - シリンダにおけるピストンのストロ−クエンド検出装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、複動式の流体圧シリンダにおいてピストンが
ストロークエンドに達したか否かを検出する装置に関す
る。

エヤーシリンダ又は油圧シリンダ等によって何らかの装
置又は機構等（負荷）を駆動する機械系において、一つ
の負荷の動作が終了したことを確認して他の負荷の動作
を開始させるというように、各負荷の動作相互間にイン
ターロックを掛ける必要の生ずることがある。

これが掛けられないと負荷においてそれまでの動作とこ
れに続く動作とが干渉する危険性があるからである。

従来においては上記動作終了の検出はリミットスイッチ
（ＬＳ）又は近接スイッチ等を負荷によって作動させる
ことによって行われていた。

しかしこの場合には負荷の周辺にＬＳ等を保持する部材
を配設すること、及びこれを作動させるアクチュエータ
を取り付けることが必要となる。

その結果、位置検出手段の機械的な構造が複雑になり、
また電気配線の取り回しか面倒となる。

更に、アクチュエータ及びＬＳ等の選択及び取付方法を
誤まれば、短時期にＬＳが破損し、機械故障の原因とな
る不具合があった。

本考案は、負荷の一動作が終了したことを負荷側におい
てではなく、シリンダ側において検出することによって
上述の不具合を一掃するために、ピストンのストローク
エンドを検出し得る装置を提供することを目的としてな
されたものである。

そして本考案の特徴は、ピストンの両側のシリンダ室に
連通ずるようにシリンダの両端部に設けられた主ポート
から圧力流体を交互に供給して前記ピストンを往復動さ
せる流体圧シリンダにおいて、前記シリンダの一端部に
該ピストン又は該ピストンと一体的に移動する部材によ
って閉塞可能な検出ポートを付設し、該シリンダの他端
部の前記主ポートに接続された管路と該検出ポートとを
接続する検出管路中に、前記シリンダの作動に要する圧
力以下の圧力流体の通過は阻止するが作動に要する圧力
を超える圧力流体の通過は許容する制御弁と、設定値以
上の圧力を検知して検知信号を発する圧力スイッチと、
前記検出ポートから前記主ポートに向かう圧力流体の流
れを阻止するチェック弁とを上記順序で直接に設け、前
記圧力スイッチの設定圧力を前記制御弁が圧力流体の通
過を許容した時前記検出ポートが開放されていれば前記
検知信号を発せず、閉塞されていれば前記検出信号を発
するように選定したことにある。

以下、本考案の実施例を示す図面に基づき詳述する。

これは本考案が抵抗溶接用のガンシリンダに適用された
例である。

第１図に示すエヤシリンダ２０は円筒形状のシリンダチ
ューブ１とその両開口を覆うヘッドカバー２及びロッド
カバー３と、ピストンロッド４と、その先端部に固定さ
れたチューブ１内を滑動するピストン６等から戊り、ピ
ストンの両側にはシリンダ室９及び１０が形成されてい
る。

ヘッドカバー２は中央部に凹所７を備えるとともに、周
辺部の相対する位置に主ポート８及び検出ポート１１を
備えている。

このうち、主ポート８は上記凹所７の内周面に開口して
いるが、検出ポート１１はへラドカバ−２の内側端面に
開口している。

ロッドカバー３の中心部にも同様に凹所１２が形成され
、主ポート１３がその内周面に開口している。

ピストンロッド４はロッドカバー３を貫通して延びてお
り、ピストン６は両側の緩衝部材１６及び１７とともに
ナツト１８によってピストンロッド４の細径部に締付、
固定されている。

ピストン６の後端面（第１図では右端面）には上記検出
ポート１１の開口部と対向する状態にリング状のウレタ
ンゴム製シール部材１９が取れ付けられている。

なお詳しい説明は省略するが、気密が必要とされる部分
にはＯリング又はＵリンング等が配設されている。

上記エヤシリンダ２０には第２図に示すようなエヤ回路
が接続されている。

上記主ポート８及び１３に夫々接続された管路３２及び
３１は４ボート２ポジシヨンの切換弁３を経てエヤ供給
装置３４及びタンク３６に接続されている。

また前記検出ポート１１は検出管路３７によって上記管
路３１に接続されており、この検出管路３７にはＩＪ
ＩＪ−フ弁４１ （制御弁）、圧力スイッチ４２及びチ
ェック弁４３が分岐点側からこの順序で直列に接続され
ている。

リリーフ弁４１及び圧力スイッチ４２は何れも公知のも
のである。

ため詳細な説明は省略するが、リリーフ弁４１の作動圧
力Ｐ２は第３図に示すようにエヤ供給装置３４の発生圧
力Ｐ１よりも多少小さくされ、圧力スイッチ４２の作動
圧力Ｐ３は上記圧力Ｐ２よりも更に多少小さくされてい
る。

またチェック弁４３も公知のものであって、エヤが検出
ポート１１から主ポート１３に向かう方向に流れるのを
阻止する向きに取り付けられている。

抵抗溶接機は図示しないが、ピストンロッド４の先端部
は可動電極に接続されており、ピストン６の往復動によ
って可動電極が固定電極に対して接近離間させられるよ
うになっている。

次に本実施例の作動を説明する。

溶接が終了すると切換弁３３がＩ側に切り換わり、管路
３１及び主ポート１３から左側のシリンダ室９にエヤが
供給され、ピストン６は後退（第２図において右方に移
動する）。

この時シリンダ室９及び管路３１等の圧力は第３図中曲
線Ａにて示すようにピストン６の後退について漸増する
。

一方シリンダ室１０の圧力はほぼ零（大気圧）である。

ピストン６の後退かす）んで後退端（戻り端）に達し、
もはや後退不能となる管路３１等の圧力はそれまでより
も急激に上昇してエヤ供給装置３４の発生圧力Ｐ１と等
しくなる。

その際、管路３１等の圧力がリリーフバルブ４１の作動
圧力Ｐ２よりも大きくなった時点でこれが開き、エヤは
チェック弁４３を経て検出管路３７中を検出ポート１１
の供給されるようになる。

しかしこの時点では検出ポート１１はシール部材１９に
よって塞れているので、検出管路３７等の圧力は曲線Ｂ
にて示すように極めて急激に上昇して上記圧力Ｐ２に等
しくなる。

この際、前記圧力Ｐ３よりも大きくなった時点で圧力ス
イッチ４２が作動して、ピストン６が戻り端に達してい
る旨の検知信号が発せられる。

この検知信号が発せられると、このエヤシリンダ２０と
並設された図示しない別のエヤシリンダのピストンが前
進させられること）なる。

これに対して、何らかの理由（例えば可動電極が被溶接
物に溶着する等の理由）でピストン６が中間位置に停止
した時の作動は以下の通りである。

この時には管路３１等の圧力ビストン６が停止した時点
から第３図中二点鎖線Ｃにて示すように変化し、リリー
フ弁４１が開くのでエヤは検出管路３７を経て検出ポー
ト１１に至ることには変わりない。

しかし検出ポート１１は開放されており、エヤはここか
らシリンダ室１０内に供給されるので、第３図中二点鎖
線りにて示すように検出管路３７の圧力はあまり上昇し
ない。

従って圧力スイッチ４２は作動せず、上記検知信号が発
せられないために、上記並設された別のエヤシリンダは
作動しない。

なお、切換弁３３が■側に切り変われば管路３２から主
ポート８を経てシリンダ室１０内に供給されるエヤが検
出ポート１１から検出管路３７中に逆流すること）なる
が、これはチェック弁４３にて阻止されるので、圧力ス
イッチ４２は作動せずピストン６の前進作動には何ら支
障をきたさない。

このように本実施例においては溶接機の可動電極が後退
端に達したか否かをその駆動源であるエヤシリンダ２０
側において、ピストン６の戻り端を検出することによっ
て判断するようにしたため、溶接機側には何らその位置
検出装置を設けることが不要となった。

これによって検出装置全体がシンプル化され、電気配線
のとりまわしが容易なものとなり、さらには故障も殆ん
ど発生しなくなる。

特に無人化ラインにおける溶接機のように多数のガンシ
リンダが順次前進して多点溶接を行なう場合には、溶接
チップのワークへの溶着等によってピストンが完全に戻
り切らない時には機械破損につながる危険性があるが、
本例によればこれが解消されるのである。

なお、上述したのはあくまでも本考案の一つの実施例の
過ぎないのであって、本考案はこの他にもその趣旨を逸
脱しない範囲内において適宜変更、改良が可能であるこ
とは言うまでもない。

例えば、制御弁としては上記リリーフ弁４１に代えてパ
イロットチェック弁等を使用することができる。

要するにシリンダの作動に要する圧力以下の圧力流体の
通過は阻止するがこれを超える圧力流体の通過は許容す
るようになっていれば良いのである。

圧力流体として作動油を使用することもできる。

また上記制御弁（リリーフ弁４１等）及び圧力スイッチ
の作動圧Ｐ２及びＰ３と圧力発生装置（エヤ供給装置３
４等）における発生圧力Ｐ１とが上述の関係にあること
は不可欠なことではない。

要するに、圧力スイッチの設定圧力は制御弁が圧力流体
の通過を許容した時検出ボートが開放されていれば検知
信号を発しないが、閉塞されていればこれを発するよう
に選定されていれば十分なのである。

すなわち、上記圧力Ｐ２及びＰ３はＰ□よりも相当小さ
くても良いし、Ｐ２よりもＰ３の方が大きくても差し仕
えないのである。

さらに付言するならば、シリンダは溶接機のガンシリン
ダ以外にも種々の目的のために使用することが可能であ
り、その用途によっては、戻り端ではなく押出し端（前
進端）の検出に利用することもできる。

以上詳述したように、本考案に係るストロークエンド検
出装置によれば、負荷側には一切位置検出手段を設ける
ことが不要となって全体の構造が簡単になるとともに、
電気配線のとりまわしが容易になり、さらには機械故障
が減少する効果が奏される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例を示す正面断面図、第２図は
上記実施例に接続された空気圧回路図、第３図は上記実
施例における圧力変化図である。 １・・・・・・シリンダチューブ、２・・・・・・ヘッ
トカバー ３・・・・・・ロッドカバー、４・・・・・
・ピストンロッド、６・・・・・・ピストン、９．１０
・・・・・・シリンダ室、８．１３・・・・・・主ポー
ト、１１・・・・・・検出ポート、１９・・・・・・シ
ール部材、２０・・・・・・エヤシリンダ、３１．３２
・・・・・・管路、３４・・・・・・エヤ供給装置、３
７・・・・・・検出管路、４１・・・・・・ＩＪ ＩＪ
−フ弁、（制御弁）４２・・・・・・圧力スイッチ、４
３・・・・・・チェック弁。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 ピストン両側のシリンダ室に連通ずるようにシリンダの
   両端部に設けられた主ポートから圧力流体を交互に供給
   して前記ピストンを往復動させる流体圧シリンダにおい
   て、前記ピストンがストロークエンドに達したか否かを
   検出する装置であった、 前記シリンダの一端部に該ピストン又は該ピストンと一
   体的に移動する部材によって閉塞可能な検出ポートを付
   設し、該シリンダの端部の前記主ポートに接続された管
   路と該検出ポートとを接続する検出管路中に、前記シリ
   ンダの作動に要する圧力以下の圧力流体の通過は阻止す
   るが作動に要する圧力を越える圧力流体の通過は許容す
   る制御弁と、該設定値以上の圧力を検知して検知信号を
   発する圧力スイッチと、前記検出ポートから前記主ポー
   トに向かう圧力流体の流れを阻止するチェック弁とを上
   記順序で直列に設け、前記圧力スイッチの設定圧力を前
   記制御弁が圧力流体の通過を許容した時前記検出ポート
   が開放されていれば前記検知信号を発すず、閉塞されて
   いれば前記検知信号を発するように選定したことを特徴
   とするシリンダにおけるピストンとストロークエンド検
   出装置。