流量控制器及具备该流量控制器的驱动装置的制作方法

1.本发明涉及一种流量控制器及具备该流量控制器的驱动装置。


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，公开了一种通过在行程末端附近对来自气缸的排出空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，以往的流量控制器的零件数量较多。另外，在将三通阀用于切换排出空气的节流的构件的情况下，需要研磨所需的滑阀等要求生产工时的零件，存在无法廉价地制造的问题。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于，提供一种能够简化装置结构并且制造容易的流量控制器及具备该流量控制器的驱动装置。
6.本发明的一个观点在于流量控制器，该流量控制器连接在气缸的端口和动作切换阀之间，该动作切换阀将高压空气供给源或排气口切换地连接到所述气缸，该流量控制器具备：壳体，该壳体具备与所述气缸的端口连接的气缸侧端口和与动作切换阀连接的阀侧端口；第一流路，该第一流路设置于所述壳体内，连接所述气缸侧端口与所述阀侧端口；第一节流阀，该第一节流阀设置于所述第一流路；第二流路，该第二流路设置于所述壳体内，并与所述第一流路并联设置；第二节流阀，该第二节流阀设置于所述第二流路；先导单向阀，该先导单向阀设置于所述第二流路，并与所述第二节流阀串联地连接；先导空气流路，该先导空气流路设置于所述壳体内，连接所述阀侧端口与所述先导单向阀的先导端口，并对所述先导单向阀进行先导空气的供给、排放；以及第三节流阀，该第三节流阀设置于所述先导空气流路，所述先导单向阀利用所述先导空气的压力切换为容许从所述气缸排出的排出空气通过的状态和阻止所述排出空气通过的状态。
7.本发明的另一观点在于驱动装置，是气缸的驱动装置，具备：高压空气供给源，该高压空气供给源向所述气缸供给高压空气；排气口，该排气口排出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，该流量控制器连接在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：壳体，该壳体具有与所述气缸的所述端口连接的气缸侧端口和与所述动作切换阀连接的阀侧端口；第一流路，该第一流路设置于所述壳体内，连接所述气缸侧端口与所述阀侧端口；第一节流阀，该第一节流阀设置于所述第一流路；第二流路，该第二流路设置于所述壳体内，并与所述第一流路并联设置；第二节流阀，该第二节流阀设置于所述
第二流路；先导单向阀，该先导单向阀设置于所述第二流路，并与所述第二节流阀串联地连接；先导空气流路，该先导空气流路设置于所述壳体内，连接所述阀侧端口与所述先导单向阀的先导端口，并对所述先导单向阀进行先导空气的供给、排放；以及第三节流阀，该第三节流阀设置于所述先导空气流路，所述先导单向阀利用所述先导空气的压力切换为容许所述排出空气通过的状态和阻止所述排出空气通过的状态。
8.根据上述观点的流量控制器及具备该流量控制器的驱动装置，装置结构被简化，制造变得容易。
附图说明
9.图1是表示第一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是表示图1的流量控制器的外观的立体图。
11.图3是表示图2的流量控制器的节流阀和流路的布局的俯视透视图。
12.图4是是沿着图6的iv-iv线的剖视图。
13.图5是表示图4的先导单向阀被切换为空气能够沿双向通过的状态的剖视图。
14.图6是沿着图3的vi-vi线的剖视图。
15.图7是沿着图3的vii-vii线的剖视图。
16.图8是表示图1的杆侧的流量控制器切换至第二控制流时的空气的流动的流体回路图。
具体实施方式
17.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。
18.如图1所示，气缸10是在自动设备生产线等使用的双动型的气缸。气缸10具备圆筒状的缸筒12。在缸筒12的内部设置有分隔缸室12c的活塞14和与活塞14连结的活塞杆16。在顶侧压力室12a设置有顶侧端口18，在杆侧压力室12b设置有杆侧端口18a。
19.驱动装置20与顶侧端口18和杆侧端口18a连接。驱动装置20具备：与顶侧端口18的顶侧连接的流量控制器22、与杆侧端口18a连接的杆侧的流量控制器22a、高压空气供给源24、排气口26以及动作切换阀28。
20.如图2所示，顶侧的流量控制器22具有扁平的箱形的壳体30。在壳体30的正面30a设置有与气缸10的顶侧端口18连接的气缸侧端口32、与动作切换阀28连接的阀侧端口34以及设定气缸10的行程速度的第二节流阀38。另外，在壳体30的上表面30b设置有调节活塞14的动作速度的限制程度的第一节流阀36和设定活塞14的动作速度的限制开始时刻的第三节流阀40。在气缸侧端口32设置有连接构件32b，在阀侧端口34设置有连接构件34b。
21.在图3中，如虚线所示，壳体30在内部具备第一流路42、先导空气流路46以及先导单向阀48。以下，参照图4～图7的剖视图说明壳体30的内部的结构。
22.如图4所示，阀侧端口34设置有端口形成孔34a，该端口形成孔34a设置于壳体30的第一侧面30c附近。端口形成孔34a在壳体30的正面30a开口且形成为朝向背面30e。在端口形成孔34a的正面30a安装有用于连接配管的连接构件34b。第一流路42和先导空气流路46在端口形成孔34a的背面30e侧的端部开口。
23.如图1所示，第一流路42和第二流路44是将阀侧端口34与气缸侧端口32连接的流
路，第一流路42和第二流路44并联地配置。如图4所示，第一流路42包含从端口形成孔34a朝向第二侧面30d直线状地延伸的第一孔部42a和从第一孔部42a弯曲而朝向气缸侧端口32延伸的第二孔部42b。另外，第一孔部42a的第二侧面30d侧的端部作为第二流路44的一部分而与第二节流阀38连通。
24.第二节流阀38设置于阀孔39，该阀孔39形成在阀侧端口34与气缸侧端口32之间。阀孔39在壳体30的正面侧开口并朝向背面30e延伸。第一孔部42a在阀孔39的侧部开口，并且阀孔39的背面30e侧的端部与后述的先导单向阀48的入口48a连通。
25.第二节流阀38是一体地形成有节流阀38a和单向阀38b的带单向阀的节流阀，如图1所示，节流阀38a和单向阀38b并联地配置。如图4所示，第二节流阀38具备：管状的流路构件50、配置于流路构件50的内周部的棒状构件58、与棒状构件58的端部接合的旋钮部59以及安装于流路构件50的外周部的止回密封构件56。流路构件50嵌合于阀孔39的入口侧，并且里侧的部分相比于入口侧缩径，将阀孔39分为流路构件50的内周侧的内侧流路52b和流路构件50的外方的外侧流路54a。内侧流路52b的端部朝向阀孔39的里侧开口，并且内侧流路52b在侧部具备与第一孔部42a连通的开口部52a。外侧流路54a形成为流路构件50的外周与阀孔39之间的间隙。来自第一孔部42a的空气能够在内侧流路52b和外侧流路54a这两个流路流动。
26.第二节流阀38的棒状构件58经由螺纹机构58a以能够进退的方式配置于内侧流路52b的内部。棒状构件58能够与旋钮部59一起转动，通过转动旋钮部59而可变地调整内侧流路52b的流路的截面积，构成节流阀38a。
27.另外，在外侧流路54a设置有止回密封构件56。止回密封构件56是安装于流路构件50的外周的环状的密封构件，在里侧形成有凹部的截面形成为大致v字形。对于从第一孔部42a朝向阀孔39的里侧的空气的流动，止回密封构件56以外周部缩径的方式弹性变形，使空气以自由流动的方式通过。另外，对于从阀孔39的里侧朝向第一孔部42a流动的空气，止回密封构件56的外周部紧贴阀孔39的内周面，由此，阻止通过了外侧流路54a的空气通过。因此，从阀孔39的里侧朝向第一孔部42a流动的空气能够仅通过内侧流路52b，且以由棒状构件58限制的流量流动。
28.在阀孔39的背面30e侧设置有先导单向阀48。先导单向阀48设置于从第一侧面30c贯通第二侧面30d的贯通孔60。贯通孔60的第一侧面30c侧由盖64封闭，第二侧面30d侧由盖62封闭。在盖62和盖64的内侧形成有活塞室60a、中间部60b以及止回阀收容部60c。活塞室60a是截面为圆形的空室，作为先导端口48c，先导空气流路46在盖64的附近开口。另外，向大气开放的空气排出孔65在活塞室60a的中间部60b侧的端部附近开口。另外，在活塞室60a的第二侧面30d侧形成有中间部60b，该中间部60b形成为内径比活塞室60a小。
29.在活塞室60a和中间部60b配置有先导活塞66，该先导活塞66根据先导空气的压力而沿贯通孔60的轴向位移。先导活塞66具有：在活塞室60a内滑动的活塞部66a；从活塞部66a朝向中间部60b延伸出来的引导部66b；以及向引导部66b的顶端侧(第二侧面30d侧)突出的杆部66c。活塞部66a将活塞室60a分隔为与先导空气流路46连通的区域和与空气排出孔65连通的区域。在活塞部66a的中间部60b侧的活塞室60a配置有复位弹簧68，在先导空气不产生作用的情况下，利用复位弹簧68的弹力对先导活塞66向盖64侧施力。
30.引导部66b形成为内径能够被中间部60b插通，且构成为被中间部60b引导而滑动。
杆部66c从引导部66b的顶端突出。杆部66c形成为外径比中间部60b的内径小，在与中间部60b的内周面之间形成能够供空气通过的流路。在中间部60b的第二侧面30d侧的端部形成有缩径部60d，该缩径部60d由将中间部60b的内径缩径而构成。上述杆部66c形成为直径比缩径部60d的内径小，杆部66c能够向止回阀收容部60c侧突出。另外，杆部66c以其顶端部与止回阀收容部60c的后述的阀芯70抵接的方式配置。
31.在中间部60b的第二侧面30d侧形成有止回阀收容部60c。止回阀收容部60c是形成为内径比中间部60b大的、截面圆形的空室，在该止回阀收容部60c的内部配置有构成止回阀的阀芯70。阀芯70具有圆板状的封闭部70a和轴部70b，该封闭部70a形成为直径能够封闭中间部60b的缩径部60d，该轴部70b从封闭部70a向盖62侧突出。封闭部70a由紧贴性优秀的弹性构件覆盖。轴部70b插入于从盖62突出设置的管状的容纳部62a，阀芯70由盖62支承为能够沿贯通孔60的轴向位移。另外，在阀芯70与盖62之间设置有复位弹簧72，通过该复位弹簧72的弹力，对阀芯70朝向缩径部60d施力。作为出口48b，第二流路44在止回阀收容部60c的侧部开口。第二流路44朝向正面30a延伸，并与气缸侧端口32的端口形成孔32a连通。
32.在空气要从出口48b朝向入口48a逆流时，阀芯70被空气的压力施力以封闭缩径部60d，从而阻止空气的逆流。不过，如图5所示，在由于先导空气的压力而先导活塞66的杆部66c向止回阀收容部60c突出的情况下，阀芯70保持从缩径部60d离开的状态，容许从出口48b向入口48a逆流的空气通过。
33.另一方面，如图6所示，第一流路42的第二孔部42b以绕过第二节流阀38的阀孔39的方式朝向第二侧面30d侧延伸，经过第一节流阀36而与第一流路42的气缸侧端口32附近的部分合流。第一节流阀36设置于从上表面30b侧形成的阀孔36a。作为第一节流阀36的入口36b，第二孔部42b在阀孔36a的下端部开口，并且，作为出口36c，第二孔部42b在阀孔36a的侧部开口。第一节流阀36具备经由螺纹机构74a固定于阀孔36a的针74，当转动针74而使针74向入口36b侧前进时，第二孔部42b的流路的截面积缩小。这样，第一节流阀36能够可变地调整第一流路42的流量。
34.如图7所示，第三节流阀40设置于阀孔41，该阀孔41设置于先导空气流路46的中途。阀孔41从上表面30b侧形成，先导空气流路46在阀孔41的底部和侧部开口。第三节流阀40是一体地形成有节流阀40a和单向阀40b的带单向阀的节流阀，并具备流路构件76、针78以及止回密封构件80。
35.流路构件76是将密封阀孔41的上端密封并将阀孔41的底部侧分隔为内侧流路76a与外侧流路76b的管状的构件。针78插入于流路构件76的内侧而可变地调整内侧流路76a的截面积。止回密封构件80(单向阀40b)由安装于流路构件76的外周部的圆环状的弹性构件构成。止回密封构件80形成为在上表面30b侧具有凹部的截面大致v字型，使朝向先导端口48c的先导空气以自由流动的方式通过，并阻止逆向的空气通过。因此，在第三节流阀40中，从先导端口48c排出的先导空气由节流阀40a节流。
36.构成顶侧的流量控制器22的构件的连接关系如图1所示。
37.另一方面，在图1中，连接于杆侧端口18a的杆侧的流量控制器22a与顶侧的流量控制器22实质上相同地构成。在流量控制器22a中，对与顶侧的流量控制器22的结构要素相同的结构要素标注相同符号并省略详细说明。
38.接着，对与顶侧的流量控制器22和杆侧的流量控制器22a连接的动作切换阀28侧
的结构进行说明。动作切换阀28是对高压空气的连接目的地进行电切换的五端口阀，具有第一端口28a～第五端口28e。第一端口28a与顶侧的流量控制器22的阀侧端口34连接，第二端口28b与杆侧的流量控制器22a的阀侧端口34连接。第三端口28c和第五端口28e与排气口26连接，第四端口28d与高压空气供给源24连接。
39.动作切换阀28在图1所示的第一位置将第一端口28a与第四端口28d连通并将第二端口28b与第五端口28e连通。这样，动作切换阀28向顶侧的流量控制器22供给高压空气供给源24的高压空气，并且从排气口26排出杆侧压力室12b的排出空气。
40.另外，动作切换阀28在第二位置将第一端口28a与第三端口28c连通并将第二端口28b与第四端口28d连通。这样，动作切换阀28向杆侧的流量控制器22a供给高压空气供给源24的高压空气，并且从排气口26排出顶侧压力室12a的排出空气。
41.本实施方式的流量控制器22、22a以及驱动装置20如上所述地构成，以下，与动作一起说明它们的作用。在此，参照图1和图8，以使活塞14朝向杆侧端口18a移动的工作行程为例进行说明。
42.如图1所示，在工作行程中，动作切换阀28被切换至第一位置，高压空气供给源24与顶侧的流量控制器22连接。高压空气通过阀侧端口34流入流量控制器22，并且流入第一流路42、第二流路44以及先导空气流路46。高压空气如箭头a所示那样主要通过第二流路44的单向阀38b和先导单向阀48而以自由流动的方式向气缸10的顶侧端口18供给。另外，流入先导空气流路46后的高压空气作为先导空气沿正向流动于单向阀40b，并贮存于先导单向阀48的活塞室60a(参照图5)。
43.另一方面，从杆侧压力室12b排出后的排出空气从气缸侧端口32流入杆侧的流量控制器22a。在流量控制器22a的先导单向阀48的活塞室60a中，残留有上次的行程时贮存的先导空气，如图5所示，先导活塞66向止回阀收容部60c侧突出。因此，如图1所示，先导单向阀48容许从出口48b朝向入口48a的排出空气通过。
44.因此，排出空气如箭头b1所示地通过第一流路42而流动，并且如箭头b2所示那样地在第二流路44流动。排出空气由第一流路42的第一节流阀36和第二节流阀38节流，如箭头b1 b2所示，通过动作切换阀28而从排气口26排出。气缸10的活塞14的动作速度由杆侧的流量控制器22a的排出空气的流量决定。
45.另外，在活塞14进行工作行程期间，杆侧的先导单向阀48的先导空气通过先导空气流路46和第三节流阀40逐渐被排出。与此相伴地，先导单向阀48的先导空气的压力逐渐降低。
46.当杆侧的先导单向阀48的压力低于规定值时，如图4所示，先导活塞66由于复位弹簧68的弹力而向盖64侧位移，杆部66c被拉入中间部60b侧。其结果是，止回阀收容部60c的阀芯70将缩径部60d封闭，先导单向阀48被切换为阻止排出空气通过的状态。
47.然后，如图8所示，排出空气如箭头b1所示地仅通过第一流路42。通过第一节流阀36节流排出空气的流量，从而活塞14的动作速度降低。由此，活塞14到达行程末端时的气缸10的冲击被缓和。
48.如上所述，气缸10的利用驱动装置20的行程动作完成。之后，通过动作切换阀28被切换至第二位置而进行复位行程。在复位行程中，排出空气流向顶侧的流量控制器22，高压空气流向杆侧的流量控制器22a。上述的工作行程的动作只是由杆侧的流量控制器22a替换
了顶侧的流量控制器22，复位行程中的驱动装置20的动作基本上相同，因此省略其说明。
49.本实施方式的流量控制器22、22a以及驱动装置20起到以下的效果。
50.流量控制器22、22a，连接在气缸10的端口与动作切换阀28之间，该动作切换阀28将高压空气供给源24或排气口26切换地连接到气缸10，该流量控制器22、22a具备：壳体30，该壳体30具有与气缸10的端口连接的气缸侧端口32和与动作切换阀28连接的阀侧端口34；第一流路42，该第一流路42设置于壳体30内，连接气缸侧端口32与阀侧端口34；第一节流阀36，该第一节流阀36设置于第一流路42；第二流路44，该第二流路44设置于壳体30内，并与第一流路42并联设置；第二节流阀38，该第二节流阀38设置于第二流路44；先导单向阀48，该先导单向阀48设置于第二流路44，并与第二节流阀38串联地连接；先导空气流路46，该先导空气流路46设置于壳体30内，连接阀侧端口34与先导单向阀48的先导端口48c，并对先导单向阀48进行先导空气的供给、排放；以及第三节流阀40，该第三节流阀40设置于先导空气流路46，先导单向阀48利用先导空气的压力切换为容许从气缸10排出的排出空气通过的状态和阻止排出空气通过的状态。
51.根据上述结构，为了切换排出空气的控制流而使用结构简单的先导单向阀48，因此不需要使用梭形滑阀、三通阀等切换阀，内部结构被简化。另外，伴随着不需要构成梭形滑阀、三通阀的衬套、滑柱等要求精度的构件，而不需要要求生产工时的研磨和表面处理，能够廉价地进行制造。
52.在上述的流量控制器22、22a中，也可以是，还设置有单向阀38b，该单向阀38b设置于第二节流阀38，使从阀侧端口34朝向气缸侧端口32流动的空气通过。通过设置该单向阀38b，能够使高压空气通过单向阀38b并以自由流动的方式向气缸10供给，能够对应气缸10的高速动作。
53.在上述的流量控制器22、22a中，也可以是，第三节流阀40具备节流阀40a和单向阀40b，该单向阀40b与该节流阀40a并联地配置，并使朝向先导端口48c流动的空气通过。根据这样的结构，能够以简单的装置结构调整切换先导单向阀48的时刻。
54.在上述的流量控制器22、22a中，也可以是，先导单向阀48具有：贯通孔60，该贯通孔60具有与先导端口48c连通的活塞室60a、与气缸侧端口32连通的止回阀收容部60c以及将活塞室60a和止回阀收容部60c连接并与第二节流阀38连通的中间部60b；先导活塞66，该先导活塞66配置于活塞室60a和中间部60b，基于先导空气的压力朝向止回阀收容部60c突出或从止回阀收容部60c向中间部60b侧退避；以及阀芯70，该阀芯70设置于止回阀收容部60c，并被配置为能够封闭中间部60b与止回阀收容部60c的连接部分，阀芯70在先导活塞66退避到中间部60b侧的状态下，使从阀侧端口34朝向气缸侧端口32的高压空气通过，阻止逆向的排出空气通过，并且，在先导活塞66向止回阀收容部60c侧突出的状态下，使高压空气和排出空气通过。
55.根据上述结构，不需要滑柱等研磨、表面处理的制造工时较多的部件，能够实现进行流路的切换的流量控制器22、22a，因此，能够抑制流量控制器22、22a的制造成本。
56.在上述的流量控制器22、22a中，也可以构成为，在先导空气的压力为规定值以上时，先导单向阀48的先导活塞66向止回阀收容部60c侧突出，使高压空气和排出空气通过。根据这样的结构，能够使高压空气通过第二流路44而以自由流动的方式向气缸10供给，能够使气缸10高速动作。
57.另外，本实施方式的驱动装置20是气缸10的驱动装置20，具备：高压空气供给源24，该高压空气供给源24向气缸10供给高压空气；排气口26，该排气口26排出气缸10的排出空气；动作切换阀28，该动作切换阀28将高压空气供给源24和排气口26切换地连接到气缸10的端口；以及流量控制器22、22a，该流量控制器22、22a连接在动作切换阀28与气缸10的端口之间，流量控制器22、22a具备：壳体30，该壳体30具有与气缸10的端口连接的气缸侧端口32和与动作切换阀28连接的阀侧端口34；第一流路42，该第一流路42设置于壳体30内，连接气缸侧端口32与阀侧端口34；第一节流阀36，该第一节流阀36设置于第一流路42；第二流路44，该第二流路44设置于壳体30内，并与第一流路42并联设置；第二节流阀38，该第二节流阀38设置于第二流路44；先导单向阀48，该先导单向阀48设置于第二流路44，并与第二节流阀38串联地连接；先导空气流路46，该先导空气流路46设置于壳体30内，连接阀侧端口34与先导单向阀48的先导端口48c，并对先导单向阀48进行先导空气的供给、排放；以及第三节流阀40，该第三节流阀40设置于先导空气流路46，先导单向阀48利用先导空气的压力切换为容许排出空气通过的状态和阻止排出空气通过的状态。
58.在上文中对于本发明列举了优选的实施方式进行说明，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。