(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
切換弁の作動により往復動する流体アクチュエータを有し、この流体アクチュエータの一方向への作動の際の排出経路には絞りを設け、流体アクチュエータの一方向への作動の際にこの絞り前の圧力が低下することに基づいて流体アクチュエータの圧力流体の供給を受ける作動室から圧力流体を排出できるよう開作動する安全作動弁を設けるとともに、流体アクチュエータの一方向側作動端部と他方側作動端部で安全作動弁の開作動を阻止するため作動される制御弁を設けた流体アクチュエータ作動装置。
【請求項２】
切換弁の作動により往復動する流体アクチュエータを有し、この流体アクチュエータの一方向への作動の際の供給経路には絞りを設け、流体アクチュエータの一方向への作動の際にこの絞り後の圧力が上昇することに基づいて流体アクチュエータの圧力流体の供給を受ける作動室から圧力流体を排出できるよう開作動する安全作動弁を設けるとともに、流体アクチュエータの一方向側作動端部で安全作動弁の開作動を阻止するため作動される制御弁を設けた流体アクチュエータの流体アクチュエータ作動装置。
【請求項３】
切換弁の作動により往復動する流体アクチュエータを有し、この流体アクチュエータの一方向への作動の際の排出経路には絞りと絞り前での圧力低下を検出して電気信号を生じる圧力検出器を設け、圧力検出器からの電気信号に基づき一方向への作動の際に圧力流体が供給される流体アクチュエータの作動室から圧力流体を排出できるよう開作動する電磁操作の安全作動弁を設けるとともに、流体アクチュエータの一方向側作動端部と他方側作動端部で安全作動弁の開作動を阻止するための電気信号を得る位置検出器をそれぞれ設けた流体アクチュエータ作動装置。
【請求項４】
切換弁の作動により往復動する流体アクチュエータを有し、この流体アクチュエータの一方向への作動の際の供給経路には絞りと絞り後での圧力上昇を検出して電気信号を生じる圧力検出器を設け、圧力検出器からの電気信号に基づき一方向への作動の際に圧力流体が供給される流体アクチュエータの作動室から圧力流体を排出できるよう開作動する電磁操作の安全作動弁を設けるとともに、流体アクチュエータの一方向側作動端部で安全作動弁の開作動を阻止するための電気信号を得る位置検出器を設けた流体アクチュエータ作動装置。
【請求項５】
安全作動弁が流体アクチュエータの圧力流体の供給を受ける作動室から圧力流体を排出できるよう開作動するとき、この作動室への圧力流体の供給を阻止するものである請求項１から請求項４のいずれかに記載の流体アクチュエータ作動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、流体シリンダや揺動モータのように切換弁の作動により往復動される流体アクチュエータの作動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば流体シリンダは、各種機械、装置において、適宜な可動部材あるいはピストンロッドの先端を、前進側の移動終端付近、要するに前進側作動端部で対象物に押しつけ、対象物への所定の処理が終われば、再びピストンロッドあるいはこれによって可動部材を復帰させるよう後退されるといった使い方をされることが多い。この場合、可動部材あるいはピストンロッドの先端と、対象物あるいは機械、装置のフレーム等との間に人や、異物が挟まれると人身事故や各部の破損につながるので、このような事態を防止するものとして、実公昭６０−４６６８号公報に記載のものがある。
【０００３】
すなわち、このものでは、流体シリンダのピストンとピストンロッドには、キャップ側からピストンロッドに沿って穴が設けられ、またキャップ側端壁からはこの穴に嵌入する棒状の突出部が設けられている。そして、この突出部先端に開口する通路より供給される圧力流体が穴内端の小さい受圧面積に作用して小さい力でピストンを前進させ、前進側移動端部に達すると突出部が穴から抜け出して、ピストンのキャップ側全域に圧力流体を作用させて対象物に大きな力を作用させるようになっており、これにより、前進側移動端部に達するまでの間でピストンロッド先端と対象物との間に例えば人が挟まれても、容易にピストンロッドすなわちピストンを押し戻して逃げることができるようにして安全作動を得るようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
このものでは、ピストンロッド内に穴を設けるので、ピストンロッドがある程度太いものでなけば適用できない問題点がある。本発明は、流体アクチュエータの特定部分の形状に左右されずに、挟み込みの防止ができる流体アクチュエータの作動装置を実現しようとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項１に記載の発明では、切換弁の作動により往復動する流体アクチュエータを有し、この流体アクチュエータの一方向への作動の際の排出経路には絞りを設け、流体アクチュエータの一方向への作動の際にこの絞り前の圧力が低下することに基づいて流体アクチュエータの圧力流体の供給を受ける作動室から圧力流体を排出できるよう開作動する安全作動弁を設けるとともに、流体アクチュエータの一方向側作動端部と他方側作動端部で安全作動弁の開作動を阻止するため作動される制御弁を設けている。
【０００６】
請求項２に記載の発明では、切換弁の作動により往復動する流体アクチュエータを有し、この流体アクチュエータの一方向への作動の際の供給経路には絞りを設け、流体アクチュエータの一方向への作動の際にこの絞り後の圧力が上昇することに基づいて流体アクチュエータの圧力流体の供給を受ける作動室から圧力流体を排出できるよう開作動する安全作動弁を設けるとともに、流体アクチュエータの一方向側作動端部で安全作動弁の開作動を阻止するため作動される制御弁を設けている。
【０００７】
また、請求項３に記載の発明では、切換弁の作動により往復動する流体アクチュエータを有し、この流体アクチュエータの一方向への作動の際の排出経路には絞りと絞り前での圧力低下を検出して電気信号を生じる圧力検出器を設け、圧力検出器からの電気信号に基づき一方向への作動の際に圧力流体が供給される流体アクチュエータの作動室から圧力流体を排出できるよう開作動する電磁操作の安全作動弁を設けるとともに、流体アクチュエータの一方向側作動端部と他方側作動端部で安全作動弁の開作動を阻止するための電気信号を得る位置検出器をそれぞれ設けている。
【０００８】
さらに、請求項４に記載の発明では、切換弁の作動により往復動する流体アクチュエータを有し、この流体アクチュエータの一方向への作動の際の供給経路には絞りと絞り後での圧力上昇を検出して電気信号を生じる圧力検出器を設け、圧力検出器からの電気信号に基づき一方向への作動の際に圧力流体が供給される流体アクチュエータの作動室から圧力流体を排出できるよう開作動する電磁操作の安全作動弁を設けるとともに、流体アクチュエータの一方向側作動端部で安全作動弁の開作動を阻止するための電気信号を得る位置検出器を設けている。
【０００９】
また、請求項５に記載の発明では、上記の如き安全作動弁を、圧力流体が供給される流体アクチュエータの作動室から圧力流体を排出できるよう開作動するとき、この作動室への圧力流体の供給を阻止するものとしている。
【００１０】
【作用】
請求項１に記載の流体アクチュエータの作動装置によると、一方向側の作動端部へと他方向側の作動端部を脱して流体アクチュエータが作動している間に、流体アクチュエータの可動部分に人や異物が挟まれるような場合、流体アクチュエータの負荷が大きくなるので、排出経路の絞り前の圧力が正常作動の場合よりも低下する。これにより、安全作動弁が流体アクチュエータの供給側の作動室より圧力流体の排出を許すよう開作動するので、大きな力で人や、異物を挟み込むような事態が防止される。
【００１１】
請求項２に記載の流体アクチュエータの作動装置によると、一方向側の作動端部へと流体アクチュエータが作動している間に、流体アクチュエータの可動部分に人や異物が挟まれるような場合、流体アクチュエータの負荷が大きくなるので、供給経路の絞り後の圧力が正常作動の場合よりも上昇する。これにより、安全作動弁が流体アクチュエータの供給側の作動室より圧力流体の排出を許すよう開作動するので、大きな力で人や、異物を挟み込むような事態が防止される。
【００１２】
請求項３に記載の流体アクチュエータの作動装置によると、一方向側の作動端部へと他方向側の作動端部を脱して流体アクチュエータが作動している間に、流体アクチュエータの可動部分に人や異物が挟まれるような場合、流体アクチュエータの負荷が大きくなるので、排出経路の絞り前の圧力が正常作動の場合よりも低下する。これを検出する圧力検出器の電気信号に基づき安全作動弁が流体アクチュエータの供給側の作動室より圧力流体の排出を許すよう開作動するので、大きな力で人や、異物を挟み込むような事態が防止される。
【００１３】
請求項４に記載の流体アクチュエータの作動装置によると、一方向側の作動端部へと流体アクチュエータが作動している間に、流体アクチュエータの可動部分に人や異物が挟まれるような場合、流体アクチュエータの負荷が大きくなるので、供給経路の絞り後の圧力が正常作動の場合よりも上昇する。これを検出する圧力検出器の電気信号に基づき安全作動弁が流体アクチュエータの供給側の作動室より圧力流体の排出を許すよう開作動するので、大きな力で人や、異物を挟み込むような事態が防止される。
【００１４】
請求項５に記載の流体アクチュエータの作動装置によると、安全作動弁は、流体アクチュエータの供給側の作動室より圧力流体の排出を許すよう開作動するとき、この供給側の作動室への圧力流体の供給を阻止する。
【００１５】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図面により説明する。
本発明の第１実施例を示す図１において、１は切換弁２により前進後退作動される片ロッド形のシリンダである。シリンダ１のヘッド側の作動室１Ａへの給排路３には、シリンダ１の前進時にメータアウトの速度制御をはかる絞り弁４が逆止め弁５と並列に設置されている。６、７は、シリンダ１のキャップ側の作動室１Ｂのための給排路であり、これら給排路６、７間には、安全作動弁９が介在している。そして、切換弁２に接続した給排路７には、シリンダ１の後退時にメータアウトの速度制御をはかる絞り弁１０が逆止め弁１１と並列に設置されている。
【００１６】
安全作動弁９は、ばね１２の押圧で得られる弁体１３の図示ノーマル位置では、給排路６、７間を遮断するとともに、キャップ側の作動室８に接続した給排路７を、通路１４を介して他方の給排路３の絞り弁４より切換弁２側に通じさせるようになっている。１５は、安全作動弁９の弁体１３の反ばね側に形成したパイロット室、１６は、弁体１３に当接するピストン１７の反ばね側に形成したパイロット室である。
【００１７】
そして、安全作動弁９は、パイロット室１５あるいは１６に導入される圧力による押圧力がばね１２の押圧力よりも大きいと、弁体１３は、ばね１２の付勢に抗して図示状態から右方へ移動した、給排路６を給排路７に通じさせるとともに通路１４と遮断する、作動位置を取るようになっている。１８は、ばね１２の弁体１３と反対側を受け、回動による進退でばね１３の押圧力を調整する調整ねじであり、１９は、調整ねじ１８のロックナットである。
【００１８】
給排路３の絞り弁４の切換弁２側には、自由流れ方向を逆にした二つの逆止め弁２０、２１が並列設置されている。そして、作動室２方向へ自由流れとなる逆止め弁２０は、そのクラッキング圧力が適宜の大きさになるよう調整自在となっている。２２はパイロット通路で、絞り弁４の作動室２側と、逆止め弁２０の切換弁２側との圧力の高い方を高圧選択用のシャットル弁２３を介しパイロット室１５へ導くものである。
【００１９】
２４は、給排路７の絞り弁１０の切換弁２側に、切換弁２側へ自由流れとなる逆止め弁２５と並列に設けた絞り弁である。そして、この絞り弁２４は、安全作動弁９により給排路６と７が通じられシリンダ１が前進作動する際、絞り弁４によるメータアウトの速度制御に影響を与えない範囲で、その前位に適当な圧力が生じるよう、適宜な開度に設定されている。
【００２０】
２６はパイロット通路で、給排路７の、絞り弁２４の切換弁２側から分岐して絞り２７をへてパイロット室１６に通じている。そして、絞り２７の後からは、終端が大気開放の分岐路２８が分岐しており、この分岐路２８には、ノーマルオープン形、機械操作式の開閉弁である制御弁２９、３０が直列に設置されている。
【００２１】
この制御弁２９は、シリンダ１の後退側作動端部、すなわち、ピストン１Ｃが後退端位置からそこより若干前進側の位置までの間にあるとき、ピストンロッド１Ｄに設けたドグ３１によって閉位置に切り換えられるものである。また、制御弁３０は、シリンダ１の前進側作動端部、すなわち、ピストン１Ｃが前進端位置からそこより若干後退側の位置までの間にあるとき、ドグ３１によって閉位置に切り換えられるようになっており、ピストン１Ｃが前進するときピストンロッド１Ｄ先端が押圧の対象物３２に当接する少し前には制御弁３０が閉作動されるものである。
【００２２】
次にこの実施例の作動を説明する。図示状態は、切換弁２は中立位置にあり、ピストン１Ｃを後退端に保持してシリンダ１を停止させている。給排路３、７には顕著な圧力は存在せず、安全作動弁９の弁体１３は、図示ノーマル位置にあり、また制御弁２９は、ドグ３１によって閉じられている。
【００２３】
ここで、切換弁２を右位置２Ａに切り換えると、給排路３は排気側に、また、給排路７は、空圧源Ｐにそれぞれ接続される。そして、パイロット通路２７は、分岐路２８の連通が制御弁２９により阻止されるので、パイロット室１６は、空圧源Ｐからの圧縮空気が導入されて圧力が上昇し、弁体１３は、ばね１２の付勢に抗してピストン１７により右行されて作動位置に達し、給排路６を、給排路７に接続するとともに、連通路１４と遮断する。これにより、シリンダ１は、作動室８に圧縮空気が導入されてピストン１Ｃが前進を始め、前進作動を開始する。
【００２４】
ピストン１Ｃの前進により、作動室１Ａから排出される空気は、絞り弁４により絞られて該絞り弁４前の圧力が上昇する。この圧力はシャットル弁２３をへてパイロット通路２２によりパイロット室１５に導入される。そして、さらにピストン１Ｃが前進していくと、やがて、ドグ３１が離脱して制御弁２９は開状態に転じる。これにより、分岐路２８が両制御弁２９、３０を介して大気開放状態となるので、絞り２７の後でパイロット通路２６の圧力、ひいてはパイロット室１６の圧力がほぼ大気圧程度に低下して、安全作動弁９のピストン１７による弁体１３への押圧力は失われるが、パイロット室１５に導かれる絞り弁４前の圧力により弁体１３は引き続き作動位置に保たれ、絞り弁４による速度制御を受けつつピストン１Ｃは前進を継続する。
【００２５】
ピストン１Ｃの前進で、ピストンロッド１Ｄの先端が対象物３２の手前に達すると、制御弁３０がドグ３１によって閉じられ、これにより、パイロット通路２６の絞り２７後では再び圧力が立ち上がってこの圧力を受けるピストン１７により弁体１３が押圧される。次いで、ピストンロッド１Ｄ先端が対象物３２に当接して対象物３２への押圧を開始すると、シリンダ１の負荷が大きくなり絞り弁４前の圧力が低下してパイロット室１５の圧力によっては制御弁９の弁体１３を作動位置に保てなくなるが、パイロット室１６の圧力を受けるピストン１７によって弁体１３は作動位置に保持され、シリンダ１による対象物３２への押圧作動は支障なく行なわれる。
【００２６】
対象物３２への押圧が終わった後、切換弁２を左位置２Ｂに切り換えると給排路３は空圧源Ｐに接続され、給排路７は大気開放される。そして、給排路３の逆止め弁２０前の圧力がシャットル弁２３を介してパイロット室１５に導かれ安全作動弁９の弁体１３はこの圧力による押圧で作動位置に保持されて、シリンダ１は、絞り弁１０によるメータアウトの速度制御を受けつつ後退作動し、図示状態に達する。なお、このとき、シリンダ１の後退時の負荷が特に小さくてわずかな圧力で後退できるような場合でも、逆止め弁２０のクラッキング圧力を適宜調整して、パイロット室１５に導く逆止め弁２０前の圧力を、弁体１３を作動位置に保つに十分な圧力とすることができ、切換弁２の左位置２Ｂへの切り換えに応じて素早くシリンダ１の後退作動を開始できる。そして以後、このような切換弁２の反復作動により、シリンダ１は前進後退を繰り返すことができる。
【００２７】
ここで、シリンダ１の前進作動時において、ピストンロッド１Ｄが対象物３２に達するまでの負荷が対象物３２を押圧する場合に比べて特に小さい場合では、安全作動弁９の弁体がピストン１７によって作動位置に移動されシリンダ１が前進を開始したとき、給排路７の圧力の過渡的な低下をまねくことがある。このような場合でも、絞り弁２４の絞り作用で、給排路７のパイロット通路２６が分岐する絞り弁２４前位に適度な圧力を保つことができてピストン１７により弁体１３を作動位置に安定保持でき、シリンダ１の前進開始に伴う安全作動弁９の過渡的なチャタリングを防止できる。
【００２８】
そして、シリンダ１の前進作動の際に、ドグ３１が制御弁２９を開作動させた後、制御弁３０を閉作動させるまでの間で、ピストンロッド１Ｄと対象物３２の間に人あるいは人に限らず異物を挟み込んだとき、シリンダ１の負荷が大きくなり、これにより、排出側となる給排路３では絞り弁４前の圧力が低下する。すなわち、パイロット通路２６により、パイロット室１５導かれる圧力が低下する。これにより、安全作動弁９の弁体１３は、ばね１２によってノーマル位置に移動する。このため、キャップ側の作動室１Ｂへの圧縮空気の供給は停止されるとともに、該作動室１Ｂの圧縮空気は、給排路６、連通路１４を介し排出側となっている給排路３より切換弁２をへて大気開放される。
【００２９】
従って、シリンダ１は停止して推力はもはや生じなくなるので人身事故の発生が防止でき、あるいは、異物による各部の破損が防止でき、さらに、作動室１Ｂ内の圧縮空気は排出できるので、ピストンロッド１Ｄを押してピストン１Ｃとともにキャップ側へ移動させ、容易に挟み込み状態を解除できる。また、このシリンダ１が停止した状態で切換弁２を左位置２Ｂに切り換えれば、前記したと同様に、空圧源Ｐに接続される給排路３の逆止め弁２０前の圧力がシャットル弁２３を介してパイロット室１５に導かれ安全作動弁９の弁体１３はこの圧力による押圧で作動位置に移動、保持されて、シリンダ１は、絞り弁１０によるメータアウトの速度制御を受けつつ後退作動する。
【００３０】
そして、この安全制御弁９の弁体１３の作動位置からノーマル位置への切り換わりが、絞り弁４の前の圧力がどの程度に低下したとき生じるかは、調整ねじ１８の回動操作によるばね１２のばね力の調整で適宜設定できる。なお、前記通路１４は、図示のように給排路３に接続させるかわりに、直接大気開放させてもよい。また、パイロット通路２６は給排路７から分岐させず、別途空圧源Ｐに通じるよう設けることもできる。
【００３１】
図２は、本発明の第２実施例を示す。第１実施例と同等部分には同符号を付して異なった部分について以下説明すると、このものは、給排路７が、切換弁２とシリンダ１のキャップ側の作動室１Ｂを接続しており、安全作動弁９は、この給排路７の絞り弁１０のシリンダ１側から分岐した通路３３と大気開放の排出路３４との間を、弁体１３のノーマル位置で通じさせ、作動位置で遮断するようにしている。また、この弁体１３のばね１２側には、パイロット室１５Ａが形成され、このパイロット室１５Ａには、給排路３の絞り弁４と逆止め弁２０の間にパイロット通路４９で接続されている。
【００３２】
このものの作動は、図示のピストン１Ｃが後退端にある状態よりシリンダ１を前進作動させるため切換弁２を右位置に切り換えると、給排路７に導入される圧縮空気は、絞り弁２４の絞り作用でその前位に圧力が確保され、この圧力は、制御弁２９が閉じていることにより、パイロット通路２６よりパイロット室１６に導入されてピストン１７を介し安全作動弁９の弁体１３をばね１２に抗して作動位置へと移動させ排出路３４を遮断する。これにより給排路７から作動室１Ｂへ圧縮空気が導入されてシリンダ１のピストン１Ｃが前進する。そして、作動室１Ａから排出される空気が絞り弁４で絞られて圧力が生じ、この圧力がシャットル弁２３をへてパイロット室１５に導入されて弁体１３を作動位置に保持し、パイロット室１６の圧力はピストン１Ｃの前進が進んでドグ３１が離脱することで制御弁２９が開状態に転じて低下する。
【００３３】
この後、制御弁３０がドグ３１で開かれるまでの間でピストンロッド１Ｄと対象物３２間に人や異物が挟まれる異常事態が生じない正常作動においては、シリンダ１は前進作動を続け、やがて制御弁３０がドグ３１の作用で閉じ、次いでピストンロッド１Ｄは対象物に当接してこれを押圧する。この押圧時には、シリンダ１の負荷が大きくなり、絞り弁４の前には、弁体１３を作動位置に保つに足る圧力は生じないが、押圧開始前に制御弁３０が閉じて絞り２７後のパイロット通路２７に圧力を立たせ、このパイロット室１６に導くこの圧力で、先の実施例同様に、ピストン１７を介し弁体１３は作動位置に保たれるので、押圧作用に支障はない。
【００３４】
また、制御弁３０がドグ３１で開かれるより前に前記異常事態が生じたときは、シリンダ１の負荷が大きくなって絞り弁４の前には弁体１３を作動位置に保つに足る圧力が生じなく、弁体１３は、ばね１２によりノーマル位置に転じ、排出路３４が開かれる。このため、給排路７へ供給される圧縮空気は大気中へ流出し、ピストン１Ｃに大きな推力が生じなくなるので、人身事故や各部の破損を招く事態が防止される。さらに、作動室１Ｂ内の圧縮空気は排出路３４へと排出できるので、ピストンロッド１Ｄを押してピストン１Ｃとともにキャップ側へ移動させて、容易に挟み込み状態を解除できる。
【００３５】
そして、対象物３２への押圧終了後や、異常事態が生じたときに切換弁２が左位置に切り換えられると、給排路３に圧縮空気が導入され、逆止め弁２０前の圧力がシャットル弁２３をへてパイロット室１５に導入されて安全作動弁９の弁体１３を作動位置に保持し、シリンダ１は、絞り弁１７によるメータアウトの速度制御のもとに後退作動する。なお、この場合、逆止め弁２０のクラッキング圧力は、弁体１３を作動位置に保つに必要な圧力が該弁２０の前に生じるよう適宜調整されることは勿論である。そしてこの実施例では、シリンダ１の前進時の絞り弁４の後の圧力がパイロット室１５Ａに導かれて該絞り弁４前からパイロット室１５に導かれる圧力と対向して弁体１３に作用しているので、この絞り弁４の後の排気経路での背圧に相当する押圧力をばね１２で与えなくてもよく、先の実施例の場合と比較すると、ばね１２を小さくできる。
【００３６】
図３は、本発明の第３実施例を示す。先の実施例と同等部分には同符号を付して異なった部分について以下説明すると、このものでは、安全作動弁９が、ノーマル位置では給排路６と給排路７を接続し、作動位置では、この給排路６を給排路７と遮断して大気開放する、パイロット操作式の切換弁となっている。そして、安全作動弁９のためのパイロット通路３６が給排路７における絞り弁１０の切換弁２側から分岐しており、パイロット通路３６には、負荷検出弁３５、シリンダ１の後退側端部でドグ３１により作動される制御弁２９及びシリンダ１の前進側端部でドグ３１により作動される制御弁３０が順次設置されている。
【００３７】
負荷検出弁３５は、給排路３の絞り弁４のシリンダ１側から分岐するパイロット通路３７の圧力が設定圧以上となるとノーマル位置から作動位置へ転じる一種のシーケンス弁で、ノーマル位置では、入口側を出口側に接続し、作動位置では、出口側を入口側と遮断して大気開放する３ポート弁となっており、設定圧力は調整自在である。制御弁２９、３０は、共に機械操作式の３ポート形切換弁で、ノーマル位置では入口側を出口側に接続し、ドグ３１で作動されて転じる作動位置では出口側を入口側と遮断して大気開放するようになっている。
【００３８】
このものの作動は、ピストン１Ｃが後退端にある図示位置から切換弁２を右位置に切り換えると、制御弁２９が作動位置にあることから安全作動弁９はノーマル位置に留まり、圧縮空気が作動室１Ｂに導入されてピストン１Ｃが前進する。これによって排出空気が通る絞り弁４前には負荷検出弁３５の設定圧以上の圧力が生じ、該弁３５が作動位置に転じるので、次いで、ドグ３１の離脱で制御弁２９がノーマル位置に転じても安全作動弁９はノーマル位置を保ち、シリンダ１は前進作動される。この制御弁２９がノーマル位置に転じた後、ピストンロッド１Ｄと対象物３２間に人や異物を挟み込まない正常作動の場合には、ピストンロッド１Ｄが対象物３２に当接する前に制御弁３０が作動位置へ転じるよう作動されるので、ピストンロッド１Ｄの対象物３２への当接に伴うシリンダ１の負荷増大で絞り弁４前の圧力が低下し負荷検出弁３５がノーマル位置へ転じても安全作動弁９はノーマル位置に保持されて、対象物３２への押圧作用が行なわれる。
【００３９】
また、制御弁２９がノーマル位置へ転じた後、制御弁３０が作動位置に転じられる前に、ピストンロッド１Ｄと対象物３２間に人や異物を挟み込む異常事態が生じたときシリンダ１の負荷が大きくなって絞り弁４前の圧力が低下するので、負荷検出弁３５がノーマル位置へ転じ、これによるパイロット通路３６の導通で安全作動弁９が作動位置に転じ、給排路６は給排路７と遮断され、大気開放される。従って、シリンダ１は停止して推力はもはや生じなくなるので人身事故の発生が防止でき、あるいは、異物による各部の破損が防止でき、さらに、作動室１Ｂ内の圧縮空気は排出できるので、ピストンロッド１Ｄを押してピストン１Ｃとともにキャップ側へ移動させ、容易に挟み込み状態を解除できる。また、対象物３２への押圧終了後や、異常事態が生じたときに切換弁２が左位置に切り換えられると、給排路７が排気されパイロット通路３６に安全作動弁９を作動位置に転じさせる圧力は生じなく、安全作動弁９がノーマル位置に保たれるので、シリンダ１は、絞り弁１０によるメータアウトの速度制御のもとに後退作動する。
【００４０】
図４は、本発明の第４実施例を示す。先の実施例と同等部分には同符号を付して異なった部分について以下説明すると、このものでは、安全作動弁９は図３と同様であるが、パイロット通路３６が給排路７から絞り３９を設置して分岐するとともに、この絞り３９の後で、大気中に通じる分岐路４０、４１、４２がそれぞれパイロット通路３６から分岐している。そして、分岐路４０、４１には制御弁２９、３０がそれぞれ設置され、また、分岐路４２には、負荷検出弁３５が設置されている。
【００４１】
制御弁２９は後退側作動端部で、また、制御弁３０は前進側作動端部で、それぞれドグ３１により開作動される常閉形の機械操作式２ポート切換弁であり、負荷検出弁３５は、給排路３の絞り弁４のシリンダ１側から分岐するパイロット通路３７の圧力が設定圧以上となる開作動する常閉形の一種のシーケンス弁で、設定圧は調整自在である。
【００４２】
このものの作動は、ピストン１Ｃが後退端にある図示位置から切換弁２を右位置に切り換えると、制御弁２９が作動位置にあることからパイロット通路３６の絞り３９後の圧力が低下するので安全作動弁９はノーマル位置に留まり、圧縮空気が作動室１Ｂに導入されてピストン１Ｃが前進する。これによって排出空気が通る絞り弁４前には負荷検出弁３５の設定圧以上の圧力が生じ、該弁３５が作動位置に転じるので、次いで、ドグ３１の離脱で制御弁２９がノーマル位置に転じてもパイロット通路３６の絞り３９後の圧力は引き続き低下して安全作動弁９はノーマル位置を保ち、シリンダ１は前進作動される。この制御弁２９がノーマル位置に転じた後、ピストンロッド１Ｄと対象物３２間に人や異物を挟み込まない正常作動の場合には、ピストンロッド１Ｄが対象物３２に当接する前に制御弁３０が作動位置へ転じるよう作動されるので、ピストンロッド１Ｄの対象物３２への当接に伴うシリンダ１の負荷増大で絞り弁４前の圧力低下し負荷検出弁３５がノーマル位置へ転じてもパイロット通路３６の絞り３９後の圧力は引き続き低下して安全作動弁９はノーマル位置に保持されて、対象物３２への押圧作用が行なわれる。
【００４３】
また、制御弁２９がノーマル位置へ転じた後、制御弁３０が作動位置に転じられる前に、ピストンロッド１Ｄと対象物３２間に人や異物を挟み込む異常事態が生じたときシリンダ１の負荷が大きくなって絞り弁４前の圧力が低下するので、負荷検出弁３５がノーマル位置へ転じ、これによるパイロット通路３６の絞り３９後の圧力の上昇で安全作動弁９が作動位置に転じ、給排路６は給排路７と遮断され、大気開放される。従って、シリンダ１は停止して推力はもはや生じなくなるので人身事故の発生が防止でき、あるいは、異物による各部の破損が防止でき、さらに、作動室１Ｂ内の圧縮空気は安全作動弁９より排出できるので、ピストンロッド１Ｄを押してピストン１Ｃとともにキャップ側へ移動させ、容易に挟み込み状態を解除できる。また、対象物３２への押圧終了後や、異常事態が生じたときに切換弁２が左位置に切り換えられると、給排路７が排気されパイロット通路３６に安全作動弁９を作動位置に転じさせる圧力は生じなく、安全作動弁９がノーマル位置に保たれるので、シリンダ１は、絞り弁１０によるメータアウトの速度制御のもとに後退作動する。
【００４４】
図５は、本発明の第５実施例を示す。先の実施例と同等部分には同符号を付して異なった部分について以下説明すると、このものでは、絞り弁４はメータアウトの速度制御のみを行い、異常事態発生に伴うシリンダ１の負荷増大変化検出用の絞り弁４３が給排路７に設置されている。なお、４４は給排路７排気時に絞り弁４４の絞り作用を無効にする逆止め弁である。絞り弁４３は絞り弁４の速度制御に影響を与えない範囲でシリンダ１への供給空気に絞り作用を与えるよう調整されている。安全作動弁９は、図４と同様であり、安全作動弁９のためのパイロット通路３６が給排路７における絞り弁４３の切換弁２側から分岐しており、パイロット通路３６には、負荷検出弁３５、シリンダ１の後退側端部でドグ３１により作動される制御弁２９及びシリンダ１の前進側端部でドグ３１により作動される制御弁３０が順次設置されている。
【００４５】
制御弁２９、３０は図３の場合と同様であり、また、負荷検出弁３５は、給排路７の絞り弁４３のシリンダ１側から分岐するパイロット通路３７の圧力が設定圧以上となるとノーマル位置から作動位置へ転じる一種のシーケンス弁で、作動位置では、入口側を出口側に接続し、ノーマル位置では、出口側を入口側と遮断して大気開放する３ポート弁となっていて、設定圧は調整自在である。
【００４６】
このものの作動は、ピストン１Ｃが後退端にある図示位置から切換弁２を右位置に切り換えると、パイロット通路３７の圧力が設定圧に達しなく負荷検出弁３５がノーマル位置にあり、さらに制御弁２９が作動位置にあることから安全作動弁９にパイロット空気は達しなく、安全作動弁９はノーマル位置に留まり、圧縮空気が作動室１Ｂに導入されてピストン１Ｃが前進する。ドグ３１の離脱で制御弁２９がノーマル位置に転じても給排路７の絞り弁４３後の圧力は負荷検出弁３５の設定圧以下に留まり該弁３５がノーマル位置に保たれて安全作動弁９はノーマル位置を保ち、シリンダ１は前進作動される。
【００４７】
この後、ピストンロッド１Ｄと対象物３２間に人や異物を挟み込まない正常作動の場合には、ピストンロッド１Ｄが対象物３２に当接する前に制御弁３０が作動位置へ転じるよう作動されるので、ピストンロッド１Ｄの対象物３２への当接に伴うシリンダ１の負荷増大で絞り弁４３後の圧力が上昇し負荷検出弁３５が作動位置へ転じるがパイロット通路３６にパイロット空気は導入されず安全作動弁９はノーマル位置に保持されて、対象物３２への押圧作用が行なわれる。
【００４８】
また、制御弁３０が作動位置に転じられる前に、ピストンロッド１Ｄと対象物３２間に人や異物を挟み込む異常事態が生じたときシリンダ１の負荷が大きくなって絞り弁４３後の圧力が上昇するので、負荷検出弁３５が作動位置へ転じ、これによるパイロット通路３６の導通で安全作動弁９が作動位置に転じ、給排路６は給排路７と遮断され、大気開放される。従って、シリンダ１は停止して推力はもはや生じなくなるので人身事故の発生が防止でき、あるいは、異物による各部の破損が防止でき、さらに、作動室１Ｂ内の圧縮空気は安全作動弁９より排出できるので、ピストンロッド１Ｄを押してピストン１Ｃとともにキャップ側へ移動させ、容易に挟み込み状態を解除できる。
【００４９】
また、対象物３２への押圧終了後や、異常事態が生じたときに切換弁２が左位置に切り換えられると、給排路７が排気されパイロット通路３６に安全作動弁９を作動位置に転じさせる圧力は生じなく、安全作動弁９がノーマル位置に保たれるので、シリンダ１は、絞り弁１０によるメータアウトの速度制御のもとに後退作動する。
【００５０】
ここで、シリンダ１を図示状態から前進を開始させる際、ピストンやピストンロッド、あるいは、ピストンロッドに連結した適宜の可動部材で対象物３２を押圧するときにはこの可動部材をふくめた可動部分の質量が特に大きいとき、これらが前進を始める前に作動室１Ｂへの供給圧が瞬間的に元圧程度にまで上昇する（前進作動がはじまれば低下する）ことがある。このような圧力上昇で負荷検出弁３５が作動位置に転じてしまったとしても、制御弁２９が作動位置にあるので安全作動弁９が作動位置に転じてしまうことはなく、シリンダ１の確実な前進作動が得られる。しかし、このような大きな圧力上昇が見られない仕様においては、制御弁２９を省くことも可能である。
【００５１】
図６は、本発明の第６実施例を示す。先の実施例と同等部分には同符号を付して異なった部分について以下説明すると、このものでは、図５の場合と安全作動弁９のパイロット系が異なっている。すなわちパイロット通路３６が給排路７の絞り弁４３の切換弁２側から絞り４６を設置して分岐するとともに、この絞り４６の後で、大気中に通じる分岐路４６、４７、４８がそれぞれパイロット通路３６から分岐している。そして、分岐路４７、４８には図４の場合と同様な制御弁２９、３０がそれぞれ設置され、また、分岐路４６には、負荷検出弁３５が設置されている。負荷検出弁３５は、給排路７の絞り弁４３のシリンダ１側から分岐するパイロット通路３７の圧力が設定圧以上となる閉作動する常開形の一種のシーケンス弁で、設定圧は調整自在である。
【００５２】
このものの作動は、ピストン１Ｃが後退端にある図示位置から切換弁２を右位置に切り換えると、パイロット通路３７の圧力が設定圧に達しなく負荷検出弁３５がノーマル位置にあり、しかも制御弁２９が作動位置にあることからパイロット通路３６の絞り４６後の圧力は低下し、安全作動弁９はノーマル位置に留まり、圧縮空気が作動室１Ｂに導入されてピストン１Ｃが前進する。ドグ３１の離脱で制御弁２９がノーマル位置に転じても給排路７絞り弁４３後の圧力は負荷検出弁３５の設定圧以下に留まり該弁３５がノーマル位置に保たれて安全作動弁９はノーマル位置を保ち、シリンダ１は前進作動される。
【００５３】
この後、ピストンロッド１Ｄと対象物３２間に人や異物を挟み込まない正常作動の場合には、ピストンロッド１Ｄが対象物３２に当接する前に制御弁３０が作動位置へ転じるよう作動されるので、ピストンロッド１Ｄの対象物３２への当接に伴うシリンダ１の負荷増大で絞り弁４３後の圧力が上昇し負荷検出弁３５が作動位置へ転じるがパイロット通路３６の絞り４５後の圧力は低下したままで安全作動弁９はノーマル位置に保持されて、対象物３２への押圧作用が行なわれる。
【００５４】
また、制御弁３０が作動位置に転じられる前に、ピストンロッド１Ｄと対象物３２間に人や異物を挟み込む異常事態が生じたときシリンダ１の負荷が大きくなって絞り弁４３後の圧力が上昇するので、負荷検出弁３５が作動位置へ転じ、これによりパイロット通路３６の絞り４５後は大気との連通が断たれて圧力が上昇し、安全作動弁９が作動位置に転じ、給排路６は給排路７と遮断され、大気開放される。従って、シリンダ１は停止して推力はもはや生じなくなるので人身事故の発生が防止でき、あるいは、異物による各部の破損が防止でき、さらに、作動室１Ｂ内の圧縮空気は安全作動弁９より排出できるので、ピストンロッド１Ｄを押してピストン１Ｃとともにキャップ側へ移動させ、容易に挟み込み状態を解除できる。
【００５５】
また、対象物３２への押圧終了後や、異常事態が生じたときに切換弁２が左位置に切り換えられると、給排路７が排気されパイロット通路３６に安全作動弁９を作動位置に転じさせる圧力は生じなく、安全作動弁９がノーマル位置に保たれるので、シリンダ１は、絞り弁１０によるメータアウトの速度制御のもとに後退作動する。なお、図５の場合と同様、シリンダ１の可動部分の質量が特に大きくなく、シリンダ１の前進作動開始時に供給系で大きな圧力上昇が生じないときには、制御弁２９を省くことができる。
【００５６】
図７、図８は本発明の第７実施例を示す。先の実施例と同等部分には同符号を付して異なった部分について以下説明すると、このものでは、安全作動弁９が３ポート２位置形の電磁切換弁で、そのノーマル位置では給排路６を大気開放し、作動位置では給排路６と給排路７を接続する。５２は、給排路３の絞り弁４のシリンダ１側の圧力を検出する圧力検出器となる圧力スイッチであり、５０、５１は、それぞれピストン１Ｃの後退側端部、前進側端部を検出する位置検出器である。
【００５７】
そして位置検出器５０、５１、圧力スイッチ５２の各メイク接点を並列にして、リレーコイル５３と直列に配置されている。５４は切換弁２の右位置切換に伴い閉じられる接点、５５は切換弁２の左位置切換に伴い閉じられる接点で、これら接点５４、５５は並列に接続されて、リレーコイル５３の接点５３Ａと安全作動弁９のソレノイド９Ａと直列に配置されている。
【００５８】
この作動を述べると、図示のシリンダ１の後退端位置では位置検出器５０の接点は閉じており、リレーコイル５３の励磁で接点５３Ａも閉じている。ここで切換弁２が右位置へ切り換えられると、ソレノイド９Ａの励磁で安全作動弁９が作動位置へ切り換わり、シリンダ１は前進作動される。これに応じ、絞り弁４の前の圧力が上昇し、圧力スイッチ５２の接点が閉じるので、次いでピストン１Ｃが前進側端部を脱して位置検出器５０が開いてもリレーコイル５３の励磁が維持されソレノイド９Ａが励磁されて安全作動弁９は作動位置を保ち、シリンダ１の前進作動が維持される。
【００５９】
この後、ピストンロッド１Ｄと対象物３２間に人や異物を挟み込まない正常作動の場合には、ピストンロッド１Ｄが対象物３２に当接する前に位置検出器５１が閉じるので、ピストンロッド１Ｄの対象物３２への当接に伴うシリンダ１の負荷増大で絞り弁４前の圧力が低下し圧力スイッチ５２が開いてもリレーコイル５３の励磁は維持され安全作動弁９は作動位置に保持されて、対象物３２への押圧作用が行なわれる。
【００６０】
また、位置検出器５１が閉じる前に、ピストンロッド１Ｄと対象物３２間に人や異物を挟み込む異常事態が生じたときシリンダ１の負荷が大きくなって絞り弁４前の圧力が低下するので、圧力スイッチ５２が開き、リレーコイル５２が非励磁となってソレノイド９Ａが非励磁となり、安全作動弁９がノーマル位置に切り換わり給排路６は給排路７と遮断され、大気開放される。従って、シリンダ１は停止して推力はもはや生じなくなるので人身事故の発生が防止でき、あるいは、異物による各部の破損が防止でき、さらに、作動室１Ｂ内の圧縮空気は安全作動弁９より排出できるので、ピストンロッド１Ｄを押してピストン１Ｃとともにキャップ側へ移動させ、容易に挟み込み状態を解除できる。
【００６１】
また、対象物３２への押圧終了後や、異常事態が生じたときに切換弁２が左位置に切り換えられると、給排路３への供給空気圧で圧力スイッチ５２が閉じ、レリレーコイル５３が励磁されて安全作動弁９が作動位置に保たれるので、シリンダ１は、絞り弁１０によるメータアウトの速度制御のもとに後退作動する。
【００６２】
図９、図１０は本発明の第８実施例を示す。先の実施例と同等部分には同符号を付して異なった部分について以下説明すると、このものでは、安全作動弁９が３ポート２位置形の電磁切換弁で、その作動位置では給排路６を大気開放し、ノーマル位置では給排路６と給排路７を接続する。圧力スイッチ５２は、給排路７の負荷増大変化検出用の絞り弁４３のシリンダ１側の圧力を検出するよう設置されており、位置検出器５０、５１は、ドグ３１によりそれぞれシリンダ１の後退側端部、前進側端部で作動される。そして位置検出器５０、５１の各ブレイク接点と圧力スイッチ５２のメイク接点がリレーコイル５３と直列に配置されている。
【００６３】
この作動を述べると、図示のシリンダ１の後退端位置では位置検出器５０の接点は開いており、リレーコイル５３が非励磁で接点５３Ａも開いている。ここで切換弁２が右位置へ切り換えられると、接点５３Ａは開いているので安全作動弁９はノーマル位置を保ち、シリンダ１は前進作動される。次いでピストン１Ｃが前進側端部を脱して位置検出器５０が閉じても絞り弁４３の圧力が設定圧に達しなくて圧力スイッチ５２は開いており安全作動弁９はノーマル位置を保ち、シリンダ１の前進作動が維持される。
【００６４】
この後、ピストンロッド１Ｄと対象物３２間に人や異物を挟み込まない正常作動の場合には、ピストンロッド１Ｄが対象物３２に当接する前に位置検出器５１が開くので、ピストンロッド１Ｄの対象物３２への当接に伴うシリンダ１の負荷増大で絞り弁４３後の圧力が上昇し圧力スイッチ５２が閉じてもリレーコイル５３の非励磁は維持され安全作動弁９はノーマル位置に保持されて、対象物３２への押圧作用が行なわれる。
【００６５】
また、位置検出器５１が開くる前に、ピストンロッド１Ｄと対象物３２間に人や異物を挟み込む異常事態が生じたときシリンダ１の負荷が大きくなって絞り弁４３後の圧力が上昇するので、圧力スイッチ５２が閉じ、リレーコイル５２が励磁されて接点５３Ａが閉じソレノイド９Ａが励磁され、安全作動弁９が作動位置に切り換わり給排路６は給排路７と遮断され、大気開放される。従って、シリンダ１は停止して推力はもはや生じなくなるので人身事故の発生が防止でき、あるいは、異物による各部の破損が防止でき、さらに、作動室１Ｂ内の圧縮空気は安全作動弁９より排出できるので、ピストンロッド１Ｄを押してピストン１Ｃとともにキャップ側へ移動させ、容易に挟み込み状態を解除できる。
【００６６】
また、対象物３２への押圧終了後や、異常事態が生じたときに切換弁２が左位置に切り換えられると、給排路７は排気されて圧力スイッチ５２は閉じないのでリレーコイル５３が励磁されず、安全作動弁９がノーマル位置に保たれて、シリンダ１は、絞り弁１０によるメータアウトの速度制御のもとに後退作動する。なお、図５や図６の場合と同様、シリンダ１の可動部分が大質量でなく、シリンダ１の前進作動開始の際に供給側で大きな圧力上昇が生じないときには、位置検出器５０は不要である。
【００６７】
なお、各実施例は、シリンダについて説明したが揺動モータに適用してもよい。また、空気圧駆動に限らず、油圧駆動の場合にも適用できる。また、第５、第６及び第８実施例は複動形の流体アクチュエータに限らず単動形の流体アクチュエータにも適用できる。
【０００６８】
【発明の効果】
このように本発明では、流体アクチュエータの給排路の絞りを利用して人や異物の挟み込みを検出するので、流体アクチュエータの特定部分の形状に依存することなく適用できる。
【００６９】
また、安全作動弁は一方向への作動時の流体アクチュエータの圧力流体の供給を受ける作動室から圧力流体を排出できるよう開作動するので、単に圧力流体の供給を遮断する場合と比較すると、流体アクチュエータを他方向へ動かして人や異物の挟み込みを容易に解除できる。
【００７０】
なお、請求項５に記載の如く、安全作動弁を、開作動するときに圧力流体の供給を遮断するようにしたときには、安全作動弁の開作動時に圧力流体の無駄な消費が防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例を断面図を交えて示した空気圧回路図。
【図２】本発明の第２実施例を示す図１と同様な図。
【図３】本発明の第３実施例を示す空気圧回路図。
【図４】本発明の第４実施例を示す空気圧回路図。
【図５】本発明の第５実施例を示す空気圧回路図。
【図６】本発明の第６実施例を示す空気圧回路図。
【図７】本発明の第７実施例を示す空気圧回路図。
【図８】本発明の第７実施例における電気回路図。
【図９】本発明の第８実施例を示す空気圧回路図。
【図１０】本発明の第８実施例における電気回路図。
【符号の説明】
１  流体アクチュエータ
２  切換弁
４  絞り
９  安全作動弁
２９、３０  制御弁
４３  絞り
５０、５１  位置検出器
５２  圧力検出器
【図１】
0003641287.tif 000002
【図２】
0003641287.tif 000003
【図３】
0003641287.tif 000004
【図４】
0003641287.tif 000005
【図５】
0003641287.tif 000006
【図６】
0003641287.tif 000007
【図７】
0003641287.tif 000008
【図８】
0003641287.tif 000009
【図９】
0003641287.tif 000010
【図１０】
0003641287.tif 000011