(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
台車に固定されている一方のシリンダと、その一方のシリンダによってワークに対して接近方向あるいは離隔方向に移動させられる構成の装置本体部と、前記一方のシリンダと平行な状態でその装置本体部に固定されている他方のシリンダとを備えており、前記他方のシリンダのピストンロッドに設けられた押え金具で前記ワークを押えた状態で、前記装置本体部を前記一方のシリンダにより前記ワークに対して接近方向に移動させる構成の装置におけるシリンダの駆動方法であって、
前記他方のシリンダのシリンダチューブとピストンとによって画成される一対の室内にそれぞれ加圧流体を供給し、その加圧流体の圧力差により生じる力で前記ピストンロッド及び前記押え金具を前記ワークに対して接近方向に移動させる工程と、
前記押え金具が前記ワークを押えることが可能な位置まで移動した状態で、前記加圧流体の圧力差を変化させ、その加圧流体の圧力差により生じる力で前記他方のシリンダのピストンロッドと前記押え金具とをその位置に保持する保持工程と、
前記保持工程の後、前記一方のシリンダのシリンダチューブとピストンとによって画成される一対の室内にそれぞれ加圧流体を供給し、その加圧流体の圧力差により生じる力で前記装置本体部を前記ワークに対して接近方向に移動させるとともに、前記ワークを押えた前記押え金具からの反力により、前記他方のシリンダにおける前記加圧流体の圧力差を変化させないで、その他方のシリンダのピストンロッドを前記ワークと前記装置本体部間の距離の減少分だけ前記シリンダチューブ内に収納する工程と、
前記装置本体部を所定位置まで移動させた状態で、前記圧力差を増加させ、前記装置本体部を前記ワークの方向に移動させる推力を大きくする工程と、
を有することを特徴とするシリンダの駆動方法。
【請求項２】
台車に固定されている一方のシリンダと、その一方のシリンダによってワークに対して接近方向あるいは離隔方向に移動させられる構成の装置本体部と、前記一方のシリンダと平行な状態でその装置本体部に固定されている他方のシリンダとを備えており、前記他方のシリンダのピストンロッドに設けられた押え金具で前記ワークを押えた状態で、前記装置本体部を前記一方のシリンダにより前記ワークに対して接近方向に移動させる構成のシリンダの駆動装置であって、
前記他方のシリンダのシリンダチューブとピストンとによって画成される一対の室内にそれぞれ加圧流体が供給され、その加圧流体の圧力差により生じる力で前記ピストンロッド及び前記押え金具を前記ワークに対して接近方向に移動させる構成であり、
前記押え金具が前記ワークを押えることが可能な位置まで移動した状態で、前記加圧流体の圧力差が変化し、その加圧流体の圧力差により生じる力で前記他方のシリンダのピストンロッドと前記押え金具とをその位置に保持する構成であり、
前記押え金具が前記ワークを押えることが可能な位置に保持された状態で、前記一方のシリンダのシリンダチューブとピストンとによって画成される一対の室内にそれぞれ加圧流体が供給され、その加圧流体の圧力差により生じる力で前記装置本体部が前記ワークに対して接近方向に移動するとともに、前記ワークを押えた前記押え金具からの反力により、前記他方のシリンダにおける前記加圧流体の圧力差が変化しない状態で、その他方のシリンダのピストンロッドが前記ワークと前記装置本体部間の距離の減少分だけ前記シリンダチューブ内に収納される構成であり、
前記装置本体部が所定位置まで移動した状態で、前記圧力差が増加して、前記装置本体部を前記ワークの方向に移動させるための推力が大きくなるように構成されていることを特徴とするシリンダの駆動装置。
【請求項３】
請求項２に記載のシリンダの駆動装置であって、
一方のシリンダ及び他方のシリンダは縦に設置されており、
押え金具がワークを押えることが可能な位置まで下降した状態で、前記他方のシリンダに供給される加圧流体の圧力差が変化し、その加圧流体の圧力差により生じる上昇力が前記他方のシリンダのピストンロッド及び押え金具の重量にほぼ等しくなって、前記ピストンロッド及び前記押え金具がその位置に保持されることを特徴とするシリンダの駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、状況に応じて低推力駆動と高推力駆動が可能なシリンダの駆動方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
これに関連する従来のシリンダの駆動方法が特開平３−１９３３１０号公報に記載されており、その油圧装置が図８に示されている。
前記シリンダ４５は、金型４７，４８の型締めを行うための油圧シリンダであり、電磁弁５１を切り換えることによりそのシリンダ４５の左室４５ｈ又は右室４５ｍに油を供給できるようになっている。また、前記シリンダ４５に供給される油の圧力及び流量は電磁式リリーフバルブ５３及び電磁制御バルブ５２によってコントロールされる。
型締めを行うときには、電磁弁５１によりシリンダ４５の左室４５ｈを油圧ポンプ５０側に連通させ、右室４５ｍを油タンク５４に連通させる。そして、電磁式リリーフバルブ５３及び電磁制御バルブ５２により低油圧、低流量に保持した状態で前記左室４５ｈに油を供給する。これによって、前記シリンダ４５は低推力駆動され、移動金型４８を保持するダイプレート４４はゆっくりと前進する。そして、前記ダイプレート４４が型締め位置まで到達すると、電磁式リリーフバルブ５３及び電磁制御バルブ５２により油圧及び流量を増加させて前記シリンダ４５の推力を高め型締めを行う。これによって、型締め力は確保できるとともに型締めの際に金型４７，４８等を損傷させることなくスムーズに型締めが行えるようになる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記したシリンダ４５の駆動方法によると、シリンダ４５の一方の室内に油を供給する方式であるために、そのシリンダ４５を低推力駆動させる際には前記シリンダ４５に供給する油圧を低下させなくてはならない。このため、例えば、圧縮空気源のように元圧の変動の大きい駆動源を使用する場合には、上記したシリンダ４５の駆動方法では低推力駆動を安定して行うことができないという問題がある。また、前記シリンダ４５の動作途中で荷重変動等がある場合には、低推力駆動した場合にシリンダ４５が停止することも考えられる。
本発明の技術的課題は、元圧の変動の大きい駆動源を使用した場合でもシリンダの低推力駆動を安定して行えるようにするとともに、動作途中における荷重変動等にも容易に対応できる駆動方法を提供するものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記した課題は、各請求項の発明によって解決される。
請求項１の発明は、台車に固定されている一方のシリンダと、その一方のシリンダによってワークに対して接近方向あるいは離隔方向に移動させられる構成の装置本体部と、前記一方のシリンダと平行な状態でその装置本体部に固定されている他方のシリンダとを備えており、前記他方のシリンダのピストンロッドに設けられた押え金具で前記ワークを押えた状態で、前記装置本体部を前記一方のシリンダにより前記ワークに対して接近方向に移動させる構成の装置におけるシリンダの駆動方法であって、前記他方のシリンダのシリンダチューブとピストンとによって画成される一対の室内にそれぞれ加圧流体を供給し、その加圧流体の圧力差により生じる力で前記ピストンロッド及び前記押え金具を前記ワークに対して接近方向に移動させる工程と、前記押え金具が前記ワークを押えることが可能な位置まで移動した状態で、前記加圧流体の圧力差を変化させ、その加圧流体の圧力差により生じる力で前記他方のシリンダのピストンロッドと前記押え金具とをその位置に保持する保持工程と、前記保持工程の後、前記一方のシリンダのシリンダチューブとピストンとによって画成される一対の室内にそれぞれ加圧流体を供給し、その加圧流体の圧力差により生じる力で前記装置本体部を前記ワークに対して接近方向に移動させるとともに、前記ワークを押えた前記押え金具からの反力により、前記他方のシリンダにおける前記加圧流体の圧力差を変化させないで、その他方のシリンダのピストンロッドを前記ワークと前記装置本体部間の距離の減少分だけ前記シリンダチューブ内に収納する工程と、前記装置本体部を所定位置まで移動させた状態で、前記圧力差を増加させ、前記装置本体部を前記ワークの方向に移動させる推力を大きくする工程とを有することを特徴とする。
本発明によると、加圧流体の圧力差により生じる力でシリンダを駆動させるため、それらのシリンダを低推力で駆動させる場合にも流体圧力を高圧に保持できるようになる。このため、ピストンの受圧面積を小さくでき、その受圧面積が減少した分だけ流体の元圧変動に起因した推力の変動幅を小さくできる。したがって、シリンダの低推力駆動を安定して行えるようになる。
また、ピストンを予め決められた位置まで移動させた後は高推力駆動することが可能になる。
さらに、押え金具がワークを押えることが可能な位置まで移動した状態で、他方のシリンダに供給する加圧流体の圧力差を変化させ、その加圧流体の圧力差により生じる力で他方のシリンダのピストンロッドと押え金具とをその位置に保持する。即ち、押え金具がワークを押えることが可能な位置まで移動した状態における他方のシリンダの推力は、ピストンロッドと押え金具とを定位置に保持できる程度の力である。このため、一方のシリンダが装置本体部をワークに対して接近させる際に、他方のシリンダのピストンロッドをワークと装置本体部間の距離の減少分だけシリンダチューブ内に収納するのに必要な力（押え金具からの反力）を小さくできる。したがって、装置本体部の移動がその他方のシリンダによってほとんど妨げられることがなく、一方のシリンダの推力を低く設定できるようになる。
【０００５】
請求項２の発明は、台車に固定されている一方のシリンダと、その一方のシリンダによってワークに対して接近方向あるいは離隔方向に移動させられる構成の装置本体部と、前記一方のシリンダと平行な状態でその装置本体部に固定されている他方のシリンダとを備えており、前記他方のシリンダのピストンロッドに設けられた押え金具で前記ワークを押えた状態で、前記装置本体部を前記一方のシリンダにより前記ワークに対して接近方向に移動させる構成のシリンダの駆動装置であって、前記他方のシリンダのシリンダチューブとピストンとによって画成される一対の室内にそれぞれ加圧流体が供給され、その加圧流体の圧力差により生じる力で前記ピストンロッド及び前記押え金具を前記ワークに対して接近方向に移動させる構成であり、前記押え金具が前記ワークを押えることが可能な位置まで移動した状態で、前記加圧流体の圧力差が変化し、その加圧流体の圧力差により生じる力で前記他方のシリンダのピストンロッドと前記押え金具とをその位置に保持する構成であり、前記押え金具が前記ワークを押えることが可能な位置に保持された状態で、前記一方のシリンダのシリンダチューブとピストンとによって画成される一対の室内にそれぞれ加圧流体が供給され、その加圧流体の圧力差により生じる力で前記装置本体部が前記ワークに対して接近方向に移動するとともに、前記ワークを押えた前記押え金具からの反力により、前記他方のシリンダにおける前記加圧流体の圧力差が変化しない状態で、その他方のシリンダのピストンロッドが前記ワークと前記装置本体部間の距離の減少分だけ前記シリンダチューブ内に収納される構成であり、前記装置本体部が所定位置まで移動した状態で、前記圧力差が増加して、前記装置本体部を前記ワークの方向に移動させるための推力が大きくなるように構成されていることを特徴とする。
請求項２の発明に係る装置によって請求項１の発明を実施できるようになる。
請求項３の発明によると、一方のシリンダ及び他方のシリンダは縦に設置されており、押え金具がワークを押えることが可能な位置まで下降した状態で、前記他方のシリンダに供給される加圧流体の圧力差が変化し、その加圧流体の圧力差により生じる上昇力が前記他方のシリンダのピストンロッド及び押え金具の重量にほぼ等しくなって、前記ピストンロッド及び前記押え金具がその位置に保持されることを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図７に基づいて本発明の一の実施の形態に係るシリンダの駆動方法について説明する。ここで、本実施の形態は、ネジ締付装置に使用される昇降シリンダと同期シリンダとに本発明に係るシリンダの駆動方法を利用したものであり、図１は昇降シリンダの駆動装置、図２は昇降シリンダの動作図である。また、図３は同期シリンダの駆動装置、図４は同期シリンダの動作図であり、図５から図７はネジ締付装置のネジ締め工程を表す側面図である。
前記ネジ締付装置１０はコンベヤ２によって搬送されてくるワークＷにボルトＢを締付けるための装置であり、図５〜図７に示されるように、前記コンベヤ２の真上の位置でそのコンベヤ２に沿って設置されたレール４に吊設されている。
【０００７】
前記ネジ締付装置１０は、前記レール４に倣って移動できる箱型の台車１２を備えており、その台車１２の上面に前記レール４と係合する車輪１２ｈが前後に装着されている。また、前記台車１２の内部中央には昇降シリンダ１４が縦に固定されており、その昇降シリンダ１４のピストンロッド１４ｐが台車１２の下方に突出している。そして、前記ピストンロッド１４ｐの先端に締付装置本体部２０が取付けられている。また、前記台車１２には昇降シリンダ１４の周囲にガイド部材１６が取付けられており、それらのガイド部材１６に締付装置本体部２０の上面に縦に固定されたガイドロッド２１が摺動自在に挿通されている。さらに、前記台車１２には所定位置にリミットスイッチ１９が固定されており、そのリミットスイッチ１９を動作させるためのストライカー２１ｓが前記ガイドロッド２１の上部に固定されている。なお、前記ストライカー２１ｓの位置は後記する方法で位置決めされる。
【０００８】
また、前記台車１２には前後の車輪１２ｈの近傍にスプリングバランサー１８が取付けられており、それらのスプリングバランサー１８のスプリング端１８ｓが締付装置本体部２０の上部に連結されている。前記スプリングバランサー１８は締付装置本体部２０を引き上げる方向に付勢されており、これによって、前記締付装置本体部２０は昇降シリンダ１４が駆動されない状態では上限位置に保持されている。
前記締付装置本体部２０には下方に突出したナットランナー軸２２が設けられており、そのナットランナー軸２２の先端（下端）にコイルバネ２４を介してＹチャックソケット２６が同軸に装着されている。そして、前記Ｙチャックソケット２６にボルトＢがセットされるようになっている。
ここで、前記リミットスイッチ１９のストライカー２１ｓの位置は、締付装置本体部２０が下降してＹチャックソケット２６がワークＷに当接し、コイルバネ２４が一定量だけ押し縮められた状態でリミットスイッチ１９を動作させる位置に位置決めされている。
【０００９】
前記締付装置本体部２０の前側面には同期装置３０が取付けられている。前記同期装置３０は、コンベヤの進行方向において前記締付装置本体部２０をワークＷに対して位置決めするとともにそのワークＷと一体に移動させるための装置であり、その締付装置本体部２０の前側面に固定される略逆Ｌ型の装置架台３２を備えている。前記装置架台３２の上面には縦に同期シリンダ３４が固定されており、その同期シリンダ３４のピストンロッド３４ｐの先端に押さえ金具３６が取付けられている。前記押さえ金具３６は、ワークＷの上面Ｗｕと前面Ｗｆとに当接する位置決め面３６ｔを備える断面Ｌ形の金具であり、その上面３６ｕにはピストンロッド３４ｐと平行にガイドロッド３７が固定されている。また、前記押さえ金具３６には、位置決め面３６ｔがワークＷの上面Ｗｕと前面Ｗｆとに当接したことを検出するためのワーク確認センサー３６ｓが取付けられている。そして、前記ガイドロッド３７が装置架台３２に固定されたガイド部材３２ｓに摺動自在な状態で挿通されている。
【００１０】
次に、図１、図２に基づいて締付装置本体部２０を昇降させる昇降シリンダ１４の駆動装置１００の説明を行う。
前記駆動装置１００は、昇降シリンダ１４に圧縮空気を供給するための主配管１０１と、圧力制御用に使用される分岐配管１０２とを備えており、その主配管１０１と分岐配管１０２との上流に主圧力調整器１０３が取付けられている。前記主圧力調整器１０３は空気源Ａから供給された圧縮空気を降圧して圧力Ｐ０に保持する働きをする。なお、圧力Ｐ０は約６Ｋｇ／ｃｍ２  に設定されている。
前記主配管１０１は下流側で二分割されており、一方の配管１０１ａが第１圧力調整バルブ１０５を介して昇降シリンダ１４の上部室１４ｕに接続されている。また、他方の配管１０１ｂが流量調整バルブ１０６と第２圧力調整バルブ１０７とを介して昇降シリンダ１４の下部室１４ｄに接続されている。ここで、第１圧力調整バルブ１０５及び第２圧力調整バルブ１０７の圧力設定値は後記する方法により空気圧信号（点線参照）で与えられる。
【００１１】
前記分岐配管１０２は、主配管１０１から分岐した後に三分割され、そのうちの第１分岐配管１０２ａが第１圧力調整器１２１を介して第１電磁弁１２２に接続されている。前記第１圧力調整器１２１は主圧力調整器１０３から供給された圧縮空気を降圧して圧力Ｐ１に保持する。前記第１電磁弁１２２は、図１に示されるように、ＯＦＦ  状態で第１分岐配管１０２ａを閉鎖するとともに下流側の第１中間配管１０２ｅを大気開放する。また、ＯＮ状態で、第１分岐配管１０２ａと第１中間配管１０２ｅとを連通させる。
【００１２】
第２分岐配管１０２ｂは第２圧力調整器１２３を介して第２電磁弁１２４に接続されており、また、第３分岐配管１０２ｃが前記第２電磁弁１２４に直接接続されている。前記第２圧力調整器１２３は主圧力調整器１０３から供給された圧縮空気を降圧して圧力Ｐ２に保持する。また、前記第２電磁弁１２４は、図１に示されるように、ＯＦＦ  状態で第３分岐配管１０２ｃを閉鎖するとともに第２分岐配管１０２ｂを下流側の第２中間配管１０２ｆと連通させる。また、ＯＮ状態で、第３分岐配管１０２ｃを前記第２中間配管１０２ｆと連通させるとともに第２分岐配管１０２ｂを閉鎖する。
【００１３】
前記第１中間配管１０２ｅと第２中間配管１０２ｆとは第３電磁弁１２６に接続されており、前記第３電磁弁１２６の下流側に位置する第１出側配管１０２ｍと第２出側配管１０２ｎとがそれぞれ第１圧力調整バルブ１０５と第２圧力調整バルブ１０７との空気圧信号入力部１０５ｓ，１０７ｓに接続されている。前記第３電磁弁１２６は、図１に示されるように、ＯＦＦ  状態で第１中間配管１０２ｅと第１出側配管１０２ｍとを連通させるとともに第２中間配管１０２ｆと第２出側配管１０２ｎとを連通させる。また、ＯＮ状態で、前記第１中間配管１０２ｅと第２出側配管１０２ｎとを連通させるとともに第２中間配管１０２ｆと第１出側配管１０２ｍとを連通させる。
【００１４】
図２（Ｃ）に示されるように、第２電磁弁１２４及び第３電磁弁１２６がＯＦＦ  の状態で前記第１電磁弁１２２がＯＮすると、第１分岐配管１０２ａが第１中間配管１０２ｅと連通する。また、第３電磁弁１２６がＯＦＦ  により、第１中間配管１０２ｅが第１出側配管１０２ｍと連通して第１圧力調整バルブ１０５の空気圧信号入力部１０５ｓには圧力Ｐ１が加わる。これによって、第１圧力調整バルブ１０５は圧縮空気の圧力をＰ１に調整し、図２（Ａ）に示されるように、昇降シリンダ１４の上部室１４ｕには圧力Ｐ１の圧縮空気が供給される。また、第２電磁弁１２４、第３電磁弁１２６がＯＦＦ  により、第２分岐配管１０２ｂ、第２中間配管１０２ｆ、第２出側配管１０２ｎが連通し、第２圧力調整バルブ１０７の空気圧信号入力部１０７ｓには圧力Ｐ２が加わる。これによって、第２圧力調整バルブ１０７は圧縮空気の圧力をＰ２に調整し、昇降シリンダ１４の下部室１４ｄには圧力Ｐ２の圧縮空気が供給される（図２（Ａ）参照）。
【００１５】
ここで、圧縮空気の圧力Ｐ１と圧力Ｐ２とは、上部室１４ｕのピストンの受圧面積をＡ１、下部室１４ｄのピストンの受圧面積をＡ２とした場合に、ＦＬ  ＝（Ａ１×Ｐ１−Ａ２×Ｐ２）が〔ピストンの摺動抵抗〕＋〔スプリングバランサーのバネ力〕に打ち勝って〔所定の下降低推力〕が得られるような値に設定されている。したがって、前記第１電磁弁１２２がＯＮすると、図２（Ｂ）に示されるように、昇降シリンダ１４は所定の下降低推力で駆動される。
【００１６】
また、所定レベルまでピストンロッド１４ｐが下降して第１電磁弁１２２がＯＦＦ  、第３電磁弁１２６がＯＮすると（図２（Ｃ）参照）、第１電磁弁１２２がＯＦＦ  により第１分岐配管１０２ａは閉鎖され、第１中間配管１０２ｅは大気開放される。また、第３電磁弁１２６がＯＮにより、第１中間配管１０２ｅは第２出側配管１０２ｎと連通し、第２圧力調整バルブ１０７の空気圧信号入力部１０７ｓには大気圧が加わる。これによって、昇降シリンダ１４の下部室１４ｄは大気開放される。また、第３電磁弁１２６がＯＮにより、第２分岐配管１０２ｂ、第２中間配管１０２ｆと第１出側配管１０２ｍが連通し、第１圧力調整バルブ１０５の空気圧信号入力部１０５ｓには圧力Ｐ２が加わる。これによって、第１圧力調整バルブ１０５は圧縮空気の圧力をＰ２に調整し、昇降シリンダ１４の上部室１４ｕには圧力Ｐ２の圧縮空気が供給される（図２（Ａ）参照）。ここで、このときの昇降シリンダ１４の下降推力ＦＨ  ＝（Ａ１×Ｐ２−Ａ２×大気圧）は上記した下降低推力ＦＬ  ＝（Ａ１×Ｐ１−Ａ２×Ｐ２）よりも大きくなる。
【００１７】
次に、第３電磁弁１２６がＯＦＦ  して第２電磁弁１２４がＯＮすると（図２（Ｃ）参照）、第２電磁弁１２４がＯＮにより第２分岐配管１０２ｂが閉鎖されるとともに第３分岐配管１０２ｃが第２中間配管１０２ｆと連通する。また、第３電磁弁１２６がＯＦＦ  により、第２中間配管１０２ｆと第２出側配管１０２ｎと連通し、第２圧力調整バルブ１０７の空気圧信号入力部１０７ｓには圧力Ｐ０が加わる。これによって、第２圧力調整バルブ１０７は圧縮空気の圧力をＰ０に調整し、昇降シリンダ１４の下部室１４ｄには圧力Ｐ０の圧縮空気が供給される。また、大気開放された第１中間配管１０２ｅは第３電磁弁１２６のＯＦＦ  により第１出側配管１０２ｍと連通する。これによって、第１圧力調整バルブ１０５の空気圧信号入力部１０５ｓには大気圧が加わって昇降シリンダ１４の上部室１４ｕが大気開放される。したがって、前記昇降シリンダ１４は大きな上昇推力で駆動されるようになる。
【００１８】
次に、図３、図４に基づいて同期装置３０で使用される同期シリンダ３４の駆動装置２００の説明を行う。
前記駆動装置２００は、同期シリンダ３４に圧縮空気を供給する主配管２０１と、圧力制御用に使用される分岐配管２０２とを備えており、その主配管２０１と分岐配管２０２との上流に主圧力調整器２０３が取付けられている。前記主圧力調整器２０３は空気源Ａから供給された圧縮空気を降圧して圧力Ｐ０に保持する働きをする。
前記主配管２０１は下流側で二分割されており、一方の配管２０１ａが第１圧力調整バルブ２０５を介して同期シリンダ３４の上部室３４ｕに接続されている。また、他方の配管２０１ｂが流量調整バルブ２０６と第２圧力調整バルブ１０７とを介して同期シリンダ３４の下部室３４ｄに接続されている。ここで、第１圧力調整バルブ２０５及び第２圧力調整バルブ２０７の圧力設定値は後記する方法により空気圧信号（点線参照）で与えられる。
【００１９】
前記分岐配管２０２は、主配管２０１から分岐した後に三分割され、そのうちの第１分岐配管２０２ａが第４圧力調整器２２１を介して第４電磁弁２２２に接続されている。前記第４圧力調整器２２１は主圧力調整器２０３から供給された圧縮空気を降圧して圧力Ｐ４に保持する。前記第４電磁弁２２２は、図３に示されるように、ＯＦＦ  状態で第１分岐配管２０２ａを閉鎖するとともに下流側の第１出側配管２０２ｅを大気開放する。また、ＯＮ状態で、第１分岐配管２０２ａと第１出側配管２０２ｅとを連通させる。
【００２０】
第２分岐配管２０２ｂは第５圧力調整器２２３を介して第５電磁弁２２４に接続されており、また、第３分岐配管２０２ｃが前記第５電磁弁２２４に直接接続されている。前記第５圧力調整器２２３は主圧力調整器２０３から供給された圧縮空気を降圧して圧力Ｐ５に保持する。また、前記第５電磁弁２２４は、図３に示されるように、ＯＦＦ  状態で第３分岐配管２０２ｃを閉鎖するとともに第２分岐配管２０２ｂを下流側の第２出側配管２０２ｆと連通させる。また、ＯＮ状態で、第３分岐配管２０２ｃを前記第２出側配管２０２ｆと連通させるとともに第２分岐配管２０２ｂを閉鎖する。
【００２１】
図４（Ｃ）に示されるように、第５電磁弁２２４がＯＦＦ  の状態で前記第４電磁弁２２２がＯＮすると、第１分岐配管２０２ａと第１出側配管２０２ｅが連通し、第１圧力調整バルブ２０５の空気圧信号入力部２０５ｓには圧力Ｐ４が加わる。これによって、第１圧力調整バルブ２０５は圧縮空気の圧力をＰ４に調整し、同期シリンダ３４の上部室３４ｕには圧力Ｐ４の圧縮空気が供給される（図４（Ａ）参照）。また、第５電磁弁２４４がＯＦＦ  により、第２分岐配管２０２ｂと第２出側配管１０２ｆが連通し、第２圧力調整バルブ２０７の空気圧信号入力部２０７ｓには圧力Ｐ５が加わる。これによって、第２圧力調整バルブ２０７は圧縮空気の圧力をＰ５に調整し、同期シリンダ３４の下部室３４ｄには圧力Ｐ５の圧縮空気が供給される。
【００２２】
ここで、圧縮空気の圧力Ｐ４と圧力Ｐ５とは、上部室３４ｕのピストンの受圧面積をＨ１、下部室３４ｄのピストンの受圧面積をＨ２とした場合に、ＦＬ  ＝（Ｈ１×Ｐ４−Ｈ２×Ｐ５）が〔ピストンの摺動抵抗〕に打ち勝って〔所定の下降低推力〕が得られるような値に設定されている。したがって、前記第４電磁弁２２２がＯＮすると、図４（Ｂ）に示されるように、同期シリンダ３４は所定の下降低推力で駆動される。また、圧力Ｐ５は、上昇力（Ｆ０  ＝Ｈ２×Ｐ５）が同期装置３０の昇降部分、即ち、同期シリンダ３４のピストンロッド３４ｐ、押さえ金具３６及びガイドロッド３７の重量Ｍにほぼ等しくなるような値に設定されている。
【００２３】
また、下限レベルまでピストンロッド３４ｐが下降して前記第４電磁弁２２２がＯＦＦ  すると、第１分岐配管２０２ａは閉鎖され、第１出側配管２０２ｅは大気開放されて第１圧力調整バルブ２０５の空気圧信号入力部２０５ｓには大気圧が加わる。これによって、同期シリンダ３４の上部室３４ｕは大気開放される。ここで、同期シリンダ３４の下部室３４ｄには圧力Ｐ５の圧縮空気が引き続き供給されており、前述のように、圧力Ｐ５は、上昇力（Ｆ０  ＝Ｈ２×Ｐ５）が同期装置３０の昇降部分の重量Ｍにほぼ等しくなるような値に設定されている。このため、同期シリンダ３４のピストンロッド３４ｐはピストンとシリンダ間の摺動抵抗だけで下限位置に保持される。
【００２４】
次に、第５電磁弁２２４がＯＮすると、第２分岐配管２０２ｂが閉鎖されるとともに第３分岐配管２０２ｃが第２出側配管２０２ｆと連通し、第２圧力調整バルブ２０７の空気圧信号入力部２０７ｓには圧力Ｐ０が加わる。これによって、第２圧力調整バルブ２０７は圧縮空気の圧力をＰ０に調整し、同期シリンダ３４の下部室３４ｄには圧力Ｐ０の圧縮空気が供給される。これによって、前記同期シリンダ３４は大きな上昇推力で駆動される。即ち、前記同期シリンダ３４が本発明の別のシリンダに相当する。
【００２５】
次に、前記昇降シリンダ１４及び同期シリンダ３４を使用したネジ締付装置１０の動作について説明する。
先ず、図５に示されるように、コンベヤ２によってワークＷが所定の位置まで搬送されてくると、前記コンベヤ２からの下降指令によって同期シリンダ３４の第４電磁弁２２２がＯＮする（第５電磁弁２２４はＯＦＦ  ）。前記第４電磁弁２２２がＯＮすると、前述のように、同期シリンダ３４の上部室３４ｕには圧力Ｐ４の圧縮空気が供給され、同期シリンダ３４の下部室３４ｄには圧力Ｐ５の圧縮空気が供給される。これによって、前記同期シリンダ３４は所定の下降低推力で駆動されて押さえ金具３６はゆっくりと下降する。このようにして、前記押さえ金具３６が下限位置まで到達すると、前記第４電磁弁２２２がＯＦＦ  し、前記同期シリンダ３４の上部室３４ｕが大気開放されるとともに、下部室３４ｄには引き続き圧力Ｐ５の圧縮空気が供給される。これによって、前述のように、同期シリンダ３４のピストンロッド３４ｐ、押さえ金具３６はピストンとシリンダ間の摺動抵抗だけで下限位置に保持される。
【００２６】
そして、図６に示されるように、搬送されてきたワークＷの上面Ｗｕ、前面Ｗｆに前記押さえ金具３６の位置決め面３６ｔが当接すると、その押さえ金具３６に取付けられているワーク確認センサー３６ｓがＯＮする。さらに、前記押さえ金具３６の位置決め面３６ｔがワークＷの上面Ｗｕ、前面Ｗｆに当接することにより、前記ネジ締付装置１０はワークＷと共にコンベヤ２の進行方向に移動する。
【００２７】
そして、前記ワーク確認センサー３６ｓがＯＮすることにより、前記昇降シリンダ１４を駆動させる第１電磁弁１２２がＯＮする（第２電磁弁１２４、第３電磁弁１２６はＯＦＦ  ）。前記第１電磁弁１２２がＯＮすると、前述のように、昇降シリンダ１４の上部室１４ｕには圧力Ｐ１の圧縮空気が供給され、昇降シリンダ１４の下部室１４ｄには圧力Ｐ２の圧縮空気が供給される。これによって、前記昇降シリンダ１４は所定の下降低推力で駆動され、締付装置本体部２０がゆっくり下降する（図７参照）。また、前記締付装置本体部２０が下降することにより同期シリンダ３４等も下降するため、その同期シリンダ３４のピストンロッド３４ｐは押さえ金具３６からの反力を受けてシリンダ内に徐々に収納される。このとき、前記同期シリンダ３４の上部室３４ｕは大気圧に保持されており、下部室３４ｄには引き続き圧力Ｐ５の圧縮空気が供給されるため、ピストンロッド３４ｐを収納する際に大きな力を必要としない。したがって、前記昇降シリンダ１４の下降推力を小さく設定することが可能になる。
【００２８】
このようにして、前記締付装置本体部２０が予め決められた位置まで下降し、Ｙチャックソケット２６がワークＷに当接してコイルバネ２４が一定量だけ押し縮められるとリミットスイッチ１９が動作する。そして、前記リミットスイッチ１９が動作することにより、第１電磁弁１２２がＯＦＦ  して第３電磁弁１２６がＯＮする。これによって、昇降シリンダ１４の下部室１４ｄが大気開放されるとともに上部室１４ｕには圧力Ｐ２の圧縮空気が供給され、前記昇降シリンダ１４はより大きな下降推力で駆動される。しかしながら、このときには既に前記Ｙチャックソケット２６がワークＷに当接しているため、コイルバネ２４のみが押し縮められる。このため、大きな下降推力で駆動されてもＹチャックソケット２６とワークＷ等との間に物が挟まれるようなことがなく安全が確保される。そして、この状態で、締付装置本体部２０が駆動され、ナットランナー軸２２、Ｙチャックソケット２６等によりボルトＢがワークＷに対して締付けられる。
【００２９】
このようにして、ボルトＢの締付けが完了すると、前記第３電磁弁１２６がＯＦＦ  して第２電磁弁１２４がＯＮする。これによって、前記昇降シリンダ１４の上部室１４ｕが大気圧になるとともに下部室１４ｄには圧力Ｐ０の圧縮空気が供給され、前記締付装置本体部２０はその昇降シリンダ１４の大きな上昇推力で上限位置まで上昇する。また、同期シリンダ３４の第５電磁弁２２４がＯＮして、その同期シリンダ３４の下部室３４ｄに圧力Ｐ０の圧縮空気が供給され、前記押さえ金具３６等が同期シリンダ３４の大きな上昇推力で上限位置まで上昇する。このようにして、ボルトＢの締付け工程の１サイクルが終了する。
【００３０】
このように本実施の形態に係るシリンダの駆動方法によると、昇降シリンダ１４、同期シリンダ３４は上部室１４ｕ，３４ｕ及び下部室１４ｄ，３４ｄに供給される圧縮空気の圧力差によって生じる力で駆動される構造であるため、低推力駆動を行う場合に空気圧力を高圧に保持できるようになる。このため、各シリンダ１４，３４のピストンの受圧面積を小さくでき、その受圧面積が減少した分だけ流体の元圧変動に起因した推力の変動幅を小さくできる。これによって、前記昇降シリンダ１４、同期シリンダ３４の低推力駆動を安定して行うことができるようになる。また、低推力駆動をした後に低圧側の室内圧力を低下させて容易に高推力駆動を行うこともできるため、例えば、ナットランナー軸２２のコイルバネ２４の力に負けて締付装置本体部２０の下降が途中で停止するようなトラブルも生じない。
【００３１】
また、前記昇降シリンダ１４が低推力で下降する際に、その昇降シリンダ１４によってピストンロッド３４ｐが動かされる同期シリンダ３４には、そのピストンロッド３４ｐが動かされる際の抵抗を減少させるように下部室３４ｄに圧力Ｐ５の圧縮空気が供給される。このため、昇降シリンダ１４の下降推力を低く設定できるようになる。
なお、本実施の形態においては、スプリングバランサー１８を備えたネジ締付装置１０について説明したが、昇降シリンダ１４に上昇端でピストンをロックするロックアップシリンダを使用すれば前記スプリングバランサー１８を省略することができる。
【００３２】
【発明の効果】
本発明によると、シリンダを駆動する際に流体の元圧変動の影響をほとんど受けないため、安定した低推力駆動が可能になる。また、低推力駆動から高推力駆動への切換えも容易に行えるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一の実施の形態に係る昇降シリンダの駆動装置の配管系統図である。
【図２】本発明の一の実施の形態に係る昇降シリンダの動作図である。
【図３】本発明の一の実施の形態に係る同期シリンダの駆動装置の配管系統図である。
【図４】本発明の一の実施の形態に係る同期シリンダの動作図である。
【図５】本発明の一の実施の形態に係る昇降シリンダ、同期シリンダを使用するネジ締付装置の側面図である。
【図６】本発明の一の実施の形態に係る昇降シリンダ、同期シリンダを使用するネジ締付装置の側面図である。
【図７】本発明の一の実施の形態に係る昇降シリンダ、同期シリンダを使用するネジ締付装置の側面図である。
【図８】従来のシリンダの駆動方法を表す型締め装置の側面図である。
【符号の説明】
ｗ  ワーク
１０  ネジ締付装置
１４  昇降シリンダ（一方のシリンダ）
３４  同期シリンダ（他方のシリンダ）
１００  昇降シリンダの駆動装置
２００  同期シリンダの駆動装置
【図１】
0003629800.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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