流量控制器及驱动装置的制作方法

1.本发明涉及一种调整气缸的动作速度的流量控制器及驱动装置。


背景技术：

2.以往，使用冲击缓和机构，该冲击缓和机构在气缸的端部安装由橡胶、聚氨酯等软质树脂构成的缓冲材料、油阻尼器等来缓和行程末端的冲击。但是，机械性地缓和气缸的冲击的冲击缓和机构对动作次数有限制，需要定期地进行维护。
3.为了消除这种不适，在日本专利第5578502号公报中，记载了一种通过在行程末端附近对来自气缸的排气进行节流来使气缸的动作速度降低的速度控制器(流量控制器)。
4.但是，以往的流量控制器存在零件数量较多、装置结构复杂的问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于，提供一种能够以简单的装置结构缓和气缸的冲击的流量控制器及驱动装置。
6.本发明的一个观点在于流量控制器，具备：第一流路，该第一流路连接在动作切换阀与气缸之间，对所述气缸的缸室进行空气的供给、排放；第一流量调整部，该第一流量调整部设置于所述第一流路；第二流路，该第二流路与所述第一流路并联设置；先导单向阀，该先导单向阀设置于所述第二流路的中途，具有入口端口、出口端口以及先导端口，所述入口端口与所述第二流路的所述动作切换阀侧的第一部分连接，所述出口端口与所述第二流路的所述气缸侧的第二部分连接；第二流量调整部，该第二流量调整部设置于所述第二流路的中途，并与所述先导单向阀串联地连接；先导空气流路，该先导空气流路的一端与所述动作切换阀连通，另一端与所述先导单向阀的所述先导端口连接；以及第三流量调整部，该第三流量调整部设置于所述先导空气流路。
7.本发明的另一观点在于驱动装置，具备空气供给源，该高压空气供给源向气缸供给高压空气；排气口，该排气口排出来自所述气缸的排出空气；动作切换阀，该动作切换阀将所述高压空气供给源和所述排气口中的一方切换地连接到所述气缸的端口；以及流量控制器，该流量控制器设置于所述动作切换阀与所述气缸的所述端口之间，所述流量控制器具备：第一流路，该第一流路连接在所述动作切换阀与所述气缸之间，对所述气缸的缸室进行空气的供给、排放；第一流量调整部，该第一流量调整部设置于所述第一流路；第二流路，该第二流路与所述第一流路并联设置；先导单向阀，该先导单向阀设置于所述第二流路的中途，具有入口端口、出口端口以及先导端口，所述入口端口与所述第二流路的所述动作切换阀侧的第一部分连接，所述出口端口与所述第二流路的所述气缸侧的第二部分连接；第二流量调整部，该第二流量调整部设置于所述第二流路的中途，并与所述先导单向阀串联地连接；先导空气流路，该先导空气流路的一端与所述动作切换阀连通，另一端与所述先导单向阀的所述先导端口连接；以及第三流量调整部，该第三流量调整部设置于所述先导空气流路。
8.根据上述观点的流量控制器及驱动装置，能够以简单的装置结构缓和气缸的冲击。
附图说明
9.图1是本发明的实施方式涉及的气缸的流量控制器和驱动装置的流体回路图。
10.图2是在图1的流量控制器和驱动装置中表示在工作行程中杆侧的流量控制器切换为第二控制流的状态的流体回路图。
11.图3是在图1的流量控制器和驱动装置中表示在复位行程中的连接关系的流体回路图。
具体实施方式
12.以下，列举本发明的优选的实施方式，参照附图进行详细说明。
13.图1所示的气缸30是在自动设备生产线等使用的双动型的气缸，该气缸30由具备一对流量控制器10、10a、动作切换阀38、高压空气供给源46以及排气口48的驱动装置40驱动。
14.气缸30具备分隔缸室24的活塞26和与活塞26连结的活塞杆28。缸室24被活塞26分隔为顶侧压力室24a和杆侧压力室24b。在顶侧压力室24a设置有顶侧端口32，在杆侧压力室24b设置有杆侧端口32a。
15.在顶侧端口32连接有顶侧的第一流路12和顶侧的第二流路14，在杆侧端口32a连接有杆侧的第一流路12a和杆侧的第二流路14a。切换地连接高压空气供给源46与排气口48的动作切换阀38与这些流路连接。然后，通过第一流路12、12a和第二流路14、14a进行向气缸30的高压空气的供给和来自气缸30的排出空气的排出。
16.顶侧的流量控制器10包含顶侧的第一流路12和顶侧的第二流路14。第一流路12与第二流路14并联地连接。如图示的例那样，第一流路12和第二流路14的一方的端部在配管34集中而与顶侧端口32连接，第一流路12和第二流路14的另一方的端部在配管36集中而与动作切换阀38连接。
17.在第一流路12设置有第一流量调整部16。第一流量调整部16是节流阀，并且能够可变地调整通过第一流路12的空气的流量。另一方面，在第二流路14设置有先导单向阀20和第二流量调整部18。
18.先导单向阀20具有入口端口20a、出口端口20b以及先导端口20c。入口端口20a与第二流路14的动作切换阀38侧的第一部分14a连接，出口端口20b与第二流路14的气缸30侧的第二部分14b连接，先导端口20c与后述的先导空气流路21连接。在先导空气的压力小于规定值的情况下，先导单向阀20使从入口端口20a朝向出口端口20b流动的空气通过并阻止逆向流动的空气。另外，在先导空气的压力为规定值以上时，先导单向阀20使从入口端口20a朝向出口端口20b流动的空气和逆向流动的空气通过。
19.第二流量调整部18与先导单向阀20串联地连接。在图示的例中是与第二流路14的第一部分14a(先导单向阀20的动作切换阀38侧)连接，但不限定于此，也可以与第二流路14的第二部分14b(先导单向阀20的气缸30侧)连接。第二流量调整部18具备第二节流阀18a和与第二节流阀18a并联设置的单向阀18b。单向阀18b被连接成使朝向气缸30侧流动的空气
通过并阻止逆向的空气的朝向。朝向动作切换阀38流动的空气能够由第二节流阀18a可变地调整。另外，第二流量调整部18也可以由将第二节流阀18a与单向阀18b一体化的带单向阀的节流阀构成。
20.另外，顶侧的流量控制器10还具备先导空气流路21和第三流量调整部22，该先导空气流路21进行先导单向阀20的先导空气的供给、排放。先导空气流路21的一方的端部与动作切换阀38连通，另一方的端部与先导单向阀20的先导端口20c连接。第三流量调整部22设置于先导空气流路21的中途，并具备与第三节流阀22a和第三节流阀22a并联设置的单向阀22b。单向阀22b被连接成使朝向先导单向阀20流动的空气通过并阻止逆向的空气的朝向。第三节流阀22a能够可变地调整从先导单向阀20排出的先导空气的流量。另外，第三流量调整部22也可以由将第三节流阀22a与单向阀22b一体化的带单向阀的节流阀构成。
21.相对于如上述那样构成的顶侧的流量控制器10，杆侧的流量控制器10a配置在杆侧端口32a与动作切换阀38之间的管路上。由于杆侧的流量控制器10a与顶侧的流量控制器10实质上相同地构成，因此，对与顶侧的流量控制器10的结构要素相同的结构要素标注相同的符号并省略其详细说明。不过，相对于顶侧的流量控制器10的第一流路12、第二流路14以及先导空气流路21，在杆侧的流量控制器10a侧对各个参照符号的末尾标注a以示区别。
22.接着，对与顶侧和杆侧的流量控制器10、10a连接的动作切换阀38进行说明。动作切换阀38是对高压空气的流路进行电切换的五端口阀，并具备第一端口41～第五端口45。第一端口41与顶侧的流量控制器10的第一流路12和第二流路14连接。第二端口42与杆侧的流量控制器10a的第一流路12a和第二流路14a连接。第三端口43和第五端口45与排气口48连接。第四端口44与供给高压空气的高压空气供给源46连接。
23.动作切换阀38在图1和图2所示的第一位置将第一端口41与第四端口44连通，并使第二端口42与第五端口45连通。即，动作切换阀38在第一位置将高压空气供给源46与顶侧的流量控制器10连接，将排气口48与杆侧的流量控制器10a连接，使气缸30进行工作行程。
24.另外，动作切换阀38在如图3所示的第二位置将第一端口41与第三端口43连通，并使第二端口42与第四端口44连通。即，动作切换阀38在第二位置将顶侧的流量控制器10与排气口48连接，将杆侧的流量控制器10a与高压空气供给源46连接，使气缸30进行复位行程。
25.本实施方式的流量控制器10、10a以及驱动装置40如上所述地构成，以下对其作用进行说明。
26.如图1所示，在工作行程中，动作切换阀38的第四端口44与第一端口41连通，高压空气供给源46的高压空气向顶侧的流量控制器10供给。高压空气在配管36如箭头a所示那样地朝向气缸30流动。然后，分支为在第一流路12流动的高压空气a1和在第二流路14流动的高压空气a2。
27.第一流路12的高压空气a1以通过第一流量调整部16节流的规定的流量流动。另一方面，第二流路14的高压空气a2流向第二流量调整部18。第二流量调整部18的单向阀18b被连接成使高压空气a2通过的朝向，因此，高压空气a2主要通过单向阀18b流向先导单向阀20。先导单向阀20被连接成使高压空气a2通过的朝向，因此，高压空气a2通过先导单向阀20朝向气缸30流动。这样，高压空气a2作为不被节流阀节流的自由流动而在第二流路14流动。
28.然后，在气缸30的顶侧压力室24a中，来自第一流路12的高压空气a1和来自第二流
路14的高压空气a2流动，驱动活塞26朝向杆侧。
29.另外，在工作行程中，高压空气的一部分作为先导空气如箭头a3所示那样地流入先导空气流路21。第三流量调整部22的单向阀22b使朝向先导单向阀20流动的先导空气迅速地通过而供给向先导单向阀20。由此，先导单向阀20的先导空气的压力成为较高的值。
30.另一方面，排出空气从气缸30的杆侧压力室24b通过杆侧端口32a排出。排出空气在配管34a如箭头b所示那样地流动，并流入杆侧的流量控制器10a。在流量控制器10a中，排出空气流入第一流路12a和第二流路14a。流入第一流路12a后的排出空气b1以通过第一流量调整部16节流的规定的流量流动。
31.另外，流入第二流路14a后的排出空气b2流入先导单向阀20。在先导单向阀20中，残留有上次复位行程时贮存的先导空气，直到工作行程的中途，先导单向阀20的先导空气的压力保持在比规定值高的值。因此，直到工作行程的中途，先导单向阀20使排出空气b2通过。通过先导单向阀20后的排出空气b2以通过第二流量调整部18的第二节流阀18a节流的规定流量在第二流路14a流动。这样，杆侧的流量控制器10a使相当于通过第一流量调整部16后的排出空气b1的流量和通过第二流量调整部18后的排出空气b2的流量之和的流量的排出空气b1 b2通过。
32.气缸30的排出空气以第一流量调整部16和第二流量调整部18的流量合计而成的第一控制流排出，活塞26以由第一控制流限制的速度向杆侧移动。
33.在工作行程进行的期间，先导单向阀20的先导空气的排气通过杆侧的流量控制器10a的先导空气流路21a而进行。先导空气的排气通过第三流量调整部22的第三节流阀22a逐渐进行，先导空气的压力下降。
34.如图2所示，在气缸30的活塞26到达行程末端附近的时刻，杆侧的先导单向阀20的先导空气的压力低于规定值，杆侧的先导单向阀20封闭第二流路14a而阻止排出空气b2的通过。
35.伴随着先导单向阀20封闭第二流路14a，仅从气缸30排出在第一流量调整部16流动的排出空气b1。气缸30的排出空气被切换为通过第一流量调整部16节流的第二控制流。第二控制流与第一控制流相比被更强地节流，因此气缸30的活塞26的动作速度降低。由此，活塞26的速度降低，在活塞26的行程末端附近的冲击被缓和。
36.之后，如图3所示，动作切换阀38切换至第二位置，顶侧的流量控制器10与排气口48连接，杆侧的流量控制器10a与高压空气供给源46连接。然后，高压空气通过流量控制器10a导入气缸30的杆侧压力室24b，顶侧压力室24a的排出空气通过顶侧的流量控制器10排出。由此，开始活塞26向顶侧移动的复位行程。
37.另外，复位行程中的顶侧的流量控制器10的动作与工作行程中的杆侧的流量控制器10a相同，复位行程中的杆侧的流量控制器10a的动作与工作行程中的顶侧的流量控制器10的动作相同，因此，省略这些动作的详细说明。在复位行程中，在顶侧的流量控制器10中，排出空气从通过第一流量调整部16和第二流量调整部18的第一控制流切换到仅流过第一流量调整部16的第二控制流，在活塞26的行程末端的冲击被缓和。
38.本实施方式的流量控制器10、10a以及驱动装置40起到以下的效果。
39.本实施方式的流量控制器10、10a具备：第一流路12、12a，该第一流路12、12a连接在动作切换阀38与气缸30之间，对气缸30的缸室24进行空气的供给、排放；第一流量调整部
16，该第一流量调整部16设置于第一流路12、12a；第二流路14、14a，该第二流路14、14a与第一流路12、12a并联设置；先导单向阀20，该先导单向阀20设置于所述第二流路14的中途，具有入口端口20a、出口端口20b以及先导端口20c，入口端口20a与第二流路14、14a的动作切换阀38侧的第一部分14a连接，出口端口20b与第二流路14、14a的气缸30侧的第二部分14b连接；第二流量调整部18，该第二流量调整部18设置于第二流路14、14a的中途，并与所述先导单向阀20串联地连接；先导空气流路21、21a，该先导空气流路21、21a的一端与动作切换阀38连通，另一端与先导单向阀20的先导端口20c连接；以及第三流量调整部22，该第三流量调整部22设置于先导空气流路21、21a。
40.根据上述的结构，能够不使用梭形滑阀、滑阀的复杂结构的部件而以简单的装置结构实现能够缓和在行程末端附近的冲击的流量控制器10、10a。
41.在上述的流量控制器10、10a中，也可以是，先导单向阀20构成为，在先导空气的压力小于规定值时阻止从出口端口20b朝向入口端口20a流动的空气，在先导空气的压力为规定值以上时使从出口端口20b朝向入口端口20a流动的空气通过。
42.在上述的流量控制器10、10a中，也可以是，第三流量调整部22具备第三节流阀22a和单向阀22b，该单向阀22b与第三节流阀22a并联设置，使朝向先导端口20c流动的空气通过并阻止逆向流动的空气。单向阀22b能够在供给高压空气时向先导单向阀20迅速地供给先导空气。另外，通过第三节流阀22a，能够可变地调整先导空气的排出速度，因此，能够容易地调整流量控制器10、10a从第一控制流切换到第二控制流的时刻。
43.在上述的流量控制器10、10a中，也可以是，第二流量调整部18具备第二节流阀18a和单向阀18b，该单向阀18b与第二节流阀18a并联设置，使朝向气缸30流动的空气通过，阻止逆向流动的空气。当如上所述地构成时，通过第二节流阀18a，能够可变地调整第一控制流的流量。另外，通过单向阀18b，能够使高压空气以自由流动的方式向气缸30供给，因此，也适合于对应气缸30的高速动作。
44.本实施方式的驱动装置40具备：高压空气供给源46，该高压空气供给源46向气缸30供给高压空气；排气口48，该排气口48排出来自气缸30的排出空气；动作切换阀38，该动作切换阀38将高压空气供给源46和排气口48中的一方切换地连接至气缸30的端口；以及流量控制器10、10a，该流量控制器10、10a设置于动作切换阀38与气缸30的端口之间，流量控制器10、10a具备：第一流路12、12a，该第一流路12、12a连接在动作切换阀38与气缸30之间，并对气缸30的缸室24进行空气的供给、排放；第一流量调整部16，该第一流量调整部16设置于第一流路12、12a；第二流路14、14a，该第二流路14、14a与第一流路12、12a并联设置；先导单向阀20，该先导单向阀20设置于第二流路14、14a的中途，具有入口端口20a、出口端口20b以及先导端口20c，该先导单向阀20的入口端口20a与第二流路14、14a的动作切换阀38侧的第一部分14a连接，出口端口20b与第二流路14、14a的气缸30侧的第二部分14b连接；第二流量调整部18，该第二流量调整部18设置于第二流路14、14a的中途，与先导单向阀20串联地连接；先导空气流路21、21a，该先导空气流路21、21a的一端与动作切换阀38连通，另一端与先导单向阀20的先导端口20c连接；以及第三流量调整部22，该第三流量调整部22设置于先导空气流路21、21a。
45.根据上述结构，能够实现一种以简单的装置结构缓和在行程末端附近的冲击的驱动装置40。
46.在上文中对于本发明列举优选的实施方式进行了说明，但本发明不限定于所述实施方式，在不脱离本发明的主旨的范围内，当然也能够进行各种改变。