(57)【要約】【課題】  ピストンロッドの移動速度をピストンロッドの位置に応じて変化させるようにする。【解決手段】  流体圧シリンダはシリンダチューブ１とこれの両端に設けられたロッドカバー２とヘッドカバー３とにより形成されるシリンダ本体４を有しており、シリンダ本体４内にはシリンダ室を前側室６ａと後側室６ｂとに区画するピストン５が軸方向に往復動自在に収容されている。ピストンロッド７には後側室６ｂに開口する給排穴１１が形成され、給排穴１１に嵌合するとともに給排穴１１に連通する給排通路１５が形成された給排ロッド１２がヘッドカバー３に取り付けられ、給排穴１１には、ピストンロッド７の軸方向位置に応じて給排通路１５と後側室６ｂとの連通を遮断する流路遮蔽弁１８が設けられている。後側室６ｂには後側室用の主給排ポート１０が開口し、給排穴１１には後側室用の副給排ポート１６が連通している。【選択図】    図２
2005083512.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
両端にロッドカバーとヘッドカバーが設けられ、シリンダ室を前側室と後側室とに区画するピストンを軸方向に往復動自在に収容するシリンダ本体と、
前記ピストンに取り付けられ、前記後側室に開口する給排穴が形成されるとともに前記ロッドカバーを貫通して進退移動するピストンロッドと、
前記ヘッドカバーに装着され、前記給排穴に嵌合するとともに前記給排穴に連通する給排通路が形成された給排ロッドと、
前記給排穴に設けられ、前記ピストンの軸方向位置に応じて前記給排通路と前記後側室との連通を遮断する流路遮蔽弁と、
前記後側室に開口する後側室用の主給排ポートと、
前記給排穴に連通する後側室用の副給排ポートとを有し、
前記ピストンロッドの後退移動時に前記ピストンロッドの位置に応じて前記給排通路から前記副給排ポートに排出される前記後側室の流体の流れを遮断することを特徴とする流体圧シリンダ。
【請求項２】
請求項１記載の流体圧シリンダにおいて、前記前側室に開口する前側室用の主給排ポートからの流体圧、または前記前側室内に装着されるばね部材により前記ピストンに後退方向の推力を加えることを特徴とする流体圧シリンダ。
【請求項３】
請求項１または２記載の流体圧シリンダにおいて、流体圧源から直接前記後側室に向かう流体の流れを許容して逆方向の流れを阻止する逆止弁および当該逆止弁を迂回した流体の流れを制限する絞りを備えた後側室用の主流量制御部を有することを特徴とする流体圧シリンダ。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか１項に記載の流体圧シリンダにおいて、前記給排ロッドを前記ヘッドカバーに軸方向に調整移動自在に装着し、前記流路遮蔽弁が前記給排通路を経由した前記副給排ポートと前記後側室との連通を遮断する位置を変化させることを特徴とする流体圧シリンダ。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか１項に記載の流体圧シリンダにおいて、前記ピストンロッドが前進限位置から所定距離後退移動するまで、もしくは後退限位置に所定距離近づいてから後退限位置となるまで、前記給排通路から前記副給排ポートに流れる排気を前記流路遮蔽弁により遮断するか、または前記ピストンロッドが前進限位置から所定距離後退移動するまでおよび後退限位置に所定距離近づいてから後退限位置となるまで、前記給排通路から前記副給排ポートに流れる前記後側室の排気を前記流路遮蔽弁により遮断することを特徴とする流体圧シリンダ。
【請求項６】
両端にロッドカバーとヘッドカバーが設けられ、シリンダ室を前側室と後側室とに区画するピストンを軸方向に往復動自在に収容するシリンダ本体と、
前記ピストンに取り付けられ、前記後側室に開口する給排穴が形成されるとともに前記ロッドカバーを貫通して進退移動するピストンロッドと、
前記前側室に開口する前側室用の主給排ポートと、
前記ロッドカバーと前記ピストンロッドとの間の隙間を介して前記前側室に連通する前側室用の副給排ポートと、
前記ロッドカバーと前記ピストンロッドとの間に設けられ、前記ピストンロッドの軸方向位置に応じて前記隙間と前記前側室との連通を遮断する隙間遮蔽弁とを有し、
前記ピストンロッドの前進移動時に前記ピストンロッドの位置に応じて前記隙間から前記副給排ポートに排出される前記前側室の流体の流れを遮断することを特徴とする流体圧シリンダ。
【請求項７】
請求項６記載の流体圧シリンダにおいて、前記ピストンロッドが後退限位置から所定距離前進移動するまで、もしくは前進限位置に所定距離近づいてから前進限位置となるまで、前記隙間から前記前側室用の副給排ポートに流れる排気を前記隙間遮蔽弁により遮断するか、または前記ピストンロッドが後退限位置から所定距離前進移動するまでおよび前進限位置に所定距離近づいてから前進限位置となるまで、前記隙間から前記前側室用の副給排ポートに流れる排気を前記隙間遮蔽弁により遮断することを特徴とする流体圧シリンダ。
【請求項８】
請求項６または７記載の流体圧シリンダにおいて、流体圧源から直接前記前側室に向かう流体の流れを許容して逆方向の流れを阻止する逆止弁および当該逆止弁を迂回した流体の流れを制限する絞りを備えた前側室用の主流量制御部を有することを特徴とする流体圧シリンダ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はピストンロッドの移動速度をピストンロッドの位置に応じて変化させるようにした流体圧シリンダに関する。
【背景技術】
【０００２】
被加工物や治工具などを被移動部材としてこれを直線移動させるためのリニアアクチュエータとして使用される流体圧シリンダは、シリンダチューブの一端にロッドカバーが他端にヘッドカバーが設けられて形成されるシリンダ本体を有している。このシリンダ本体の中にはピストンが軸方向に往復動自在に収容され、ピストンに固定されたピストンロッドにより被移動部材が駆動されることになる。被移動部材をある位置から他の位置まで流体圧シリンダにより移動させる場合には、移動能率を高めるために高速でピストンロッドを移動させるようにすると、移動開始時や移動終了時に被移動部材には急激な速度変化によって衝撃が加わることになる。したがって、たとえば、半導体ウエハや液晶ガラスなどのように壊れやすいワークを被移動部材としてこれを流体圧アクチュエータにより移動させる場合には速度変化に伴ってワークに加わる衝撃力によりワークが破損することがある。
【０００３】
そこで、ピストンロッドがストロークエンドつまり移動端に近づいたらピストンの移動速度を減速させるようにしたり、ピストンロッドの移動開始時にゆっくりと移動させて所定のストローク移動した後に移動速度を速めるようにする試みがなされている。
【０００４】
流体圧シリンダにはピストンの両側に空気圧室を形成し、ピストンロッドの進退移動つまり前進移動と後退移動とを圧縮空気の推力により行うようにした複動型と、一方側を空気圧室とし他方側をばね室として前進移動と後退移動の一方を圧縮空気の推力により行い、他方を圧縮コイルばねのばね力の推力により行うようにした単動型とがある。いずれのタイプにおいても、ピストンロッドの位置に応じてその移動速度を変化させるために、従来では、ピストンの位置を位置センサで検出し、検出位置に応じて圧縮空気の供給流量や排気流量を流量制御弁を用いてフィードバック制御することが行われているが、この方式では流量制御弁などを含めた装置が大型化するだけでなく、装置の製造コストが高くなるという問題点がある。
【０００５】
そこで、流量制御弁をフィードバック制御することなく、ピストンロッドがストローク端の位置に近づいたときにピストンロッドの移動速度を減速させるために、特許文献１および２に記載されるように、空気圧室に開口させた給排口に加えてピストンロッドのストローク端に対応させて排気口をシリンダ本体に設けるようにした流体圧シリンダが開発されている。
【特許文献１】特開２０００−１９９５０３号公報
【特許文献２】特開２００１−１６５１１３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、給排ポートよりもストローク端に寄せて排気口を設けるようにした場合には、ピストンロッドの速度を低下させる位置は排気口の位置によって一定となっているので、ピストンロッドを減速する位置を変化させることはできないだけでなく、減速させるストロークつまりクッションストロークを変化させるには、流体圧シリンダを交換しなければならない。
【０００７】
本発明の目的は、ピストンロッドの移動速度をピストンロッドの位置に応じて変化させるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の流体圧シリンダは、両端にロッドカバーとヘッドカバーが設けられ、シリンダ室を前側室と後側室とに区画するピストンを軸方向に往復動自在に収容するシリンダ本体と、前記ピストンに取り付けられ、前記後側室に開口する給排穴が形成されるとともに前記ロッドカバーを貫通して進退移動するピストンロッドと、前記ヘッドカバーに装着され、前記給排穴に嵌合するとともに前記給排穴に連通する給排通路が形成された給排ロッドと、前記給排穴に設けられ、前記ピストンの軸方向位置に応じて前記給排通路と前記後側室との連通を遮断する流路遮蔽弁と、前記後側室に開口する後側室用の主給排ポートと、前記給排穴に連通する後側室用の副給排ポートとを有し、前記ピストンロッドの後退移動時に前記ピストンロッドの位置に応じて前記給排通路から前記副給排ポートに排出される前記後側室の流体の流れを遮断することを特徴とする。
【０００９】
本発明の流体圧シリンダは、前記前側室に開口する前側室用の主給排ポートからの流体圧、または前記前側室内に装着されるばね部材により前記ピストンに後退方向の推力を加えることを特徴とする。
【００１０】
本発明の流体圧シリンダは、流体圧源から直接前記後側室に向かう流体の流れを許容して逆方向の流れを阻止する逆止弁および当該逆止弁を迂回した流体の流れを制限する絞りを備えた後側室用の主流量制御部を有することを特徴とする。
【００１１】
本発明の流体圧シリンダは、前記給排ロッドを前記ヘッドカバーに軸方向に調整移動自在に装着し、前記流路遮蔽弁が前記給排通路を経由した前記副給排ポートと前記後側室との連通を遮断する位置を変化させることを特徴とする。
【００１２】
本発明の流体圧シリンダは、前記ピストンロッドが前進限位置から所定距離後退移動するまで、もしくは後退限位置に所定距離近づいてから後退限位置となるまで、前記給排通路から前記副給排ポートに流れる排気を前記流路遮蔽弁により遮断するか、または前記ピストンロッドが前進限位置から所定距離後退移動するまでおよび後退限位置に所定距離近づいてから後退限位置となるまで、前記給排通路から前記副給排ポートに流れる前記後側室の排気を前記流路遮蔽弁により遮断することを特徴とする。
【００１３】
本発明の流体圧シリンダは、両端にロッドカバーとヘッドカバーが設けられ、シリンダ室を前側室と後側室とに区画するピストンを軸方向に往復動自在に収容するシリンダ本体と、前記ピストンに取り付けられ、前記後側室に開口する給排穴が形成されるとともに前記ロッドカバーを貫通して進退移動するピストンロッドと、前記前側室に開口する前側室用の主給排ポートと、前記ロッドカバーと前記ピストンロッドとの間の隙間を介して前記前側室に連通する前側室用の副給排ポートと、前記ロッドカバーと前記ピストンロッドとの間に設けられ、前記ピストンロッドの軸方向位置に応じて前記隙間と前記前側室との連通を遮断する隙間遮蔽弁とを有し、前記ピストンロッドの前進移動時に前記ピストンロッドの位置に応じて前記隙間から前記副給排ポートに排出される前記前側室の流体の流れを遮断することを特徴とする。
【００１４】
本発明の流体圧シリンダは、前記ピストンロッドが後退限位置から所定距離前進移動するまで、もしくは前進限位置に所定距離近づいてから前進限位置となるまで、前記隙間から前記前側室用の副給排ポートに流れる排気を前記隙間遮蔽弁により遮断するか、または前記ピストンロッドが後退限位置から所定距離前進移動するまでおよび前進限位置に所定距離近づいてから前進限位置となるまで、前記隙間から前記前側室用の副給排ポートに流れる排気を前記隙間遮蔽弁により遮断することを特徴とする。
【００１５】
本発明の流体圧シリンダは、流体圧源から直接前記前側室に向かう流体の流れを許容して逆方向の流れを阻止する逆止弁および当該逆止弁を迂回した流体の流れを制限する絞りを備えた前側室用の主流量制御部を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の流体圧シリンダによれば、ピストンロッドを前進限位置から後退移動させるときには、後側室内から外部に排出される排出流量によってピストンロッドの後退移動速度が設定され、ピストンロッドの位置に応じて流路遮蔽弁により給排通路と後側室との連通が遮断されるので、排出量は後側室用の主給排ポートと副給排ポートの両方からの排出されるときと、副給排ポートに至る流体の流れを遮断して主給排ポートのみから排出されるときとでピストンロッドの後退移動速度が変化する。これにより、ピストンロッドが前進限位置から所定距離後退移動するまで、もしくは後退限位置に近づいてから後退限位置となるまで、またはピストンロッドが前進限位置から所定距離後退移動するまでおよび後退限位置に近づいてから後退限位置となるまでのように任意の位置でピストンロッドの後退移動速度を、それ以外の位置における移動速度よりも遅くすることができ、ピストンロッドをゆっくりと始動させたり、ゆっくりと停止させたり、ゆっくりと始動と停止を行ったり、中間位置でゆっくりと移動させるようにすることができる。したがって、ピストンロッドにより駆動される被移動部材に急激な速度変化に起因する衝撃力が加わることを防止できる。ピストンロッドの後退移動は流体圧でもばね力でもいずれでも可能である。
【００１７】
また、本発明の流体圧シリンダによれば、ピストンロッドを後退限位置から前進移動させるときには、前側室内から外部に排出される排出流量によってピストンロッドの前進移動速度が設定され、ピストンロッドの位置に応じて隙間遮蔽弁により隙間と前側室との連通が遮断されるので、排出量は前側室用の主給排ポートと副給排ポートの両方からの排出されるときと、副給排ポートに至る流体の流れを遮断して主給排ポートのみから排出されるときとでピストンロッドの前進移動速度が変化する。これにより、ピストンロッドが後退限位置から所定距離前進移動するまで、もしくは前進限位置に近づいてから前進限位置となるまで、またはピストンロッドが後退限位置から所定距離前進移動するまでおよび前進限位置に近づいてから前進限位置となるまでのように任意の位置でピストンロッドの前進移動速度を、それ以外の位置における移動速度よりも遅くすることができ、前進移動時のピストンロッドをゆっくりと始動させたり、ゆっくりと停止させたり、ゆっくりと始動と停止を行ったり、中間位置でゆっくりと移動させるようにすることができる。したがって、ピストンロッドにより駆動される被移動部材に急激な速度変化に起因する衝撃力が加わることを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。実施の形態を示すそれぞれの図においては、共通する機能を有する部材には同一の符号が付されている。図１は本発明の一実施の形態である流体圧シリンダの外観を示す斜視図であり、図２はピストンロッドが後退限位置となった状態における図１の断面図であり、図３はピストンロッドが前進限位置となった状態における図１の断面図である。
【００１９】
この流体圧シリンダは外形がほぼ直方体形状となったシリンダチューブ１を有し、この一端にはロッドカバー２が設けられ、他端にはヘッドカバー３が設けられており、シリンダチューブ１とロッドカバー２とヘッドカバー３とによりシリンダ本体４が形成されている。ヘッドカバー３にはサポートブロック３ａが固定され、このサポートブロック３ａはヘッドカバー３の一部を構成している。シリンダ本体４内にはピストン５が軸方向に往復動自在に収容されており、シリンダ本体４内のシリンダ室は、ピストン５によりこれとロッドカバー２との間の前側室６ａと、ピストン５とヘッドカバー３との間の後側室６ｂとに区画されている。ピストン５にはピストンロッド７が取り付けられ、ピストンロッド７はロッドカバー２に形成された貫通孔２ａを貫通して外部に突出しており、ピストン５がヘッドカバー３に向けて移動するとピストンロッド７は引っ込み移動つまり後退移動し、ピストン５が逆方向に移動するとピストンロッド７は突出移動つまり前進移動する。このように、ピストンロッド７の突出移動を前進移動とし、引っ込み移動を後退移動とする。なお、符号８はピストン５に設けられたゴム製のシール材を示す。
【００２０】
この流体圧シリンダを半導体ウエハや液晶画面用のガラス基板などの被搬送物を移動させるために使用する場合には、ピストンロッド７が後退限位置から前進限位置に向けて移動する際に被搬送物を搬送移動したり、ピストンロッド７が前進限位置から後退限位置に向けて移動する際に被搬送物を搬送移動することになる。また、前進移動時と後退移動時とで別の被搬送物を搬送移動するようにしても良い。
【００２１】
シリンダ本体４には前側室６ａに開口して給排ポート９が前側室用の主給排ポートとして形成され、後側室６ｂに開口して給排ポート１０が後側室用の主給排ポートとして形成されている。給排ポート９から前側室６ａに直接圧縮空気を供給すると、ピストンロッド７には後退方向の推力が圧縮空気により加えられ、このときには給排ポート１０からは後側室６ｂ内の空気が外部に排出される。同様に、給排ポート１０から後側室６ｂに直接圧縮空気を供給すると、ピストンロッド７には前進方向の推力が圧縮空気により加えられ、このときには給排ポート９からは前側室６ａ内の空気が外部に排出される。このように、図示する流体圧シリンダは複動型となっているが、前側室６ａをばね室としてこの中に圧縮コイルばねを組み込み、ピストンロッド７の後退移動をばねの推力により行うようにし、ピストンロッド７の前進移動を前述のようにして圧縮空気の推力により行うようにすると、この流体圧シリンダは単動型となる。単動型とした場合には、給排ポート９はピストン５の往復動時に前側室６ａ内の空気を給排気するための息付き孔つまりブリードポートとして機能することになる。
【００２２】
ピストンロッド７には後側室６ｂに開口する底付きの給排穴１１が形成されており、この給排穴１１に同心状となって給排ロッド１２がヘッドカバー３を貫通しサポートブロック３ａにねじ部１３により固定されている。図２に示すようにピストン５が後退限位置まで移動すると給排ロッド１２はそのほぼ全体が給排穴１１内に嵌合し、図３に示すようにピストン５が前進限位置まで移動すると給排ロッド１２はその一部が給排穴１１に嵌合した状態となる。給排ロッド１２の外径は給排穴１１の内径よりも小径となっており、給排ロッド１２と給排穴１１との間には流路１４が形成されることになる。給排ロッド１２はその両端に開口する給排通路１５が内部に形成された中空ロッドとなっており、給排通路１５の一端部はサポートブロック３ａに設けられた後側室用の副給排ポート１６に連通し、他端部は給排穴１１に連通しており、副給排ポート１６は給排通路１５，流路１４を介して後側室６ｂに連通するようになっている。
【００２３】
給排ロッド１２の先端にはゴム製の弾性変形自在のシール材１７が装着されており、シール材１７の外径は給排ロッド１２の外径よりも大きく、給排穴１１の内径よりも小さい。一方、ピストンロッド７の給排穴１１には、内径がシール材１７の外径よりも小さく、給排ロッド１２の外径よりも大きい円筒状の流路遮蔽弁１８が固定されており、この流路遮蔽弁１８はピストン５が前進限位置に所定の位置まで近づくとその位置から前進限位置までシール材１７に接触する。この流路遮蔽弁１８がシール材１７に接触すると、図３に示すように流路１４が閉じられて給排通路１５と後側室６ｂとの連通が遮断される。流路遮蔽弁１８がシール材１７に接触しない状態のもとでは、給排通路１５は流路１４を介して後側室６ｂと連通した状態に保持される。流路遮蔽弁１８は略円筒形状の部材を給排穴１１内に圧入することにより形成されており、圧入に代えるかこれに加えて接着剤やねじを用いて流路遮蔽弁１８用の部材をピストンロッド７に固定するようにしても良い。このように、シール材１７と流路遮蔽弁１８とによりピストンロッド７の位置に応じて流路１４を開閉することになる。
【００２４】
給排ロッド１２は基部１２ａと先端の首振りヘッド部１２ｂとを有しており、給排ロッド１２の中心と給排穴１１の中心に偏心誤差が発生してもヘッド部１２ｂに設けられたシール材１７が流路遮蔽弁１８の内周面に確実に接触するようになっている。シール材１７が装着されたヘッド部１２ｂを基部１２ａに対して首振り移動させるために、図４に示すように、基部１２ａには環状溝１９が形成され、この環状溝１９に係合する２つの係合ピン２０がヘッド部１２ｂに固定され、環状溝１９の幅寸法は係合ピン２０の外径よりもやや大きく設定されている。ヘッド部１２ｂには係合ピン２０が固定される固定孔２０ａと２０ｂが形成され、この固定孔２０ａと２０ｂに係合ピン２０を取り付けると、それぞれの中間部に環状溝１９が係合してヘッド部１２ｂが基部１２ａに取り付けられる。基部１２ａとヘッド部１２ｂとの間から空気が漏れるのを防止するために、基部１２ａの端面とヘッド部１２ｂとの間にはシール材２１が設けられている。図示する場合には、係合ピン２０として２本のスプリングピンが用いられているが、２本の平行部分が連結された一体式の平行ピンを用いてヘッド部１２ｂを基部１２ａに固定するようにしても良い。
【００２５】
圧縮空気によりピストンロッド７を進退移動させるために、空気圧源２２と前側室用の主給排ポート９との間には前側室用流路２３が設けられ、空気圧源２２と後側室用の主副２つの給排ポート１０，１６との間には後側室用流路２４が設けられ、両方の流路２３，２４と空気圧源２２との間には流路切換弁２５が設けられている。この流路切換弁２５は空気圧源２２を前側室用流路２３に連通させるとともに後側室用流路２４を大気に開放する位置と、空気圧源２２を後側室用流路２４に連通させるとともに前側室用流路２３を大気に開放する位置とに切換動作を行う。
【００２６】
前側室用流路２３には、空気圧源２２から前側室６ａに向かう空気の流れを許容して逆方向の流れを阻止する逆止弁２６ａと、逆止弁２６ａが閉じた状態のもとでこれを迂回した前側室用流路２３の空気の流れを制限する絞り２６ｂとを備えた前側室用の主流量制御部２６が設けられている。後側室用流路２４はそれぞれの給排ポート１０，１６に接続される分岐流路２４ａ，２４ｂを有している。それぞれの分岐流路２４ａ，２４ｂには、空気圧源２２から後側室６ｂに向かう空気の流れを許容して逆方向の流れを阻止する逆止弁２７ａ，２８ａと、逆止弁２７ａ，２８ａが閉じた状態のもとでのこれを迂回した後側室用流路２４の空気の流れを制限する絞り２７ｂ，２８ｂとを備えた後側室用の主流量制御部２７と後側室用の副流量制御部２８とが設けられている。
【００２７】
したがって、流路切換弁２５を図２に示す位置に切り換えると、空気圧源２２からの圧縮空気は前側室用流路２３の逆止弁２６ａを通って前側室６ａに供給され、ピストンロッド７には後退方向の圧力が加えられる。このときのピストンロッド７の後退移動速度は、後側室６ｂから外部に排出される空気の流量により設定され、その流量はピストンロッド７の位置によって主給排ポート１０と副給排ポート１６の両方から排出されるときと、主給排ポート１０のみから排出されるときとで相違することになり、主給排ポート１０のみから排出されるときは両方の給排ポート１０，１６から排出されるときよりもピストンロッド７の後退移動速度は遅くなる。
【００２８】
これとは逆に、流路切換弁２５を図３に示す位置に切り換えると、空気圧源２２からの圧縮空気は後側室用流路２４の逆止弁２７ａ，２８ａを通って後側室６ｂに供給されピストンロッド７には前進方向の圧力が加えられる。このときのピストンロッド７の前進移動速度は、前側室６ａから主給排ポート９から外部に排出される空気の流量により設定されるので、後退限位置から前進限位置までの後退速度は一定となる。
【００２９】
次に、流体圧シリンダによりピストンロッド７の進退移動の手順について説明する。まず、図３に示すようにピストンロッド７が前進限位置となった状態のもとで、この位置から後退限位置に向けて移動させる際には、流路切換弁２５は図２に示す位置に切り換えられる。これにより、ピストンロッド７にはピストン５を介して後退方向の圧力が推力として加えられることになる。後退移動時のピストンロッド７の移動速度は後側室６ｂ内から外部に排出される空気の単位時間当たりの排気量によって設定される。ピストンロッド７が前進限位置となっているときには、図３に示すように、流路遮蔽弁１８がシール材１７に接触しており、給排通路１５と後側室６ｂとの連通は遮断されているので、ピストンロッド７の後退移動の初期には、後側室６ｂから副給排ポート１６に至る排気の流れは遮断されることになり、後側室６ｂ内の空気は主給排ポート１０のみから外部に排出されることになるので、絞り２７ｂによって制限される排気流量により後退移動速度が設定される。
【００３０】
ピストンロッド７が前進限位置から所定のストローク後退移動すると、流路遮蔽弁１８はシール材１７から離れて給排通路１５は流路１４を介して後側室６ｂと連通することになる。これにより、後側室６ｂ内の空気は絞り２７ｂに加えて絞り２８ｂを介して外部に排出されることになり、ピストンロッド７の後退移動速度は、排気流量が増加するのでそれまでよりも大きくなる。このように、ピストンロッド７が前進限位置から後退移動するときには、後退移動の開始から所定のストローク移動するまではそれ以降の移動速度よりもゆっくりと移動することになる。
【００３１】
これに対して、ピストンロッド７を図２に示す後退限位置から前進移動させる際には、ピストンロッド７の移動速度は絞り２６ｂを介して大気に排出される排気量により設定されることになるので、後退限位置から前進限位置まではほぼ一定の速度で移動することになる。それぞれの絞り２６ｂ，２７ｂ，２８ｂは可変絞りであり、それぞれの絞りにより空気の排気量を任意に調整することにより、前進時と後退時のピストンロッド７の移動速度を調整することができ、さらに後退移動時には初期の移動速度と所定のストローク移動した後から後退限位置までの移動速度とをそれぞれ調整することができる。
【００３２】
ピストンロッド７が前進限位置まで移動するとピストン５はロッドカバー２に衝突し、ピストンロッド７が後退限位置まで移動するとピストン５はヘッドカバー３に衝突することになるので、衝突時のピストン５に加わる衝撃を緩和するために、ピストン５の両面には衝撃吸収部材としてバンパ２９が装着されている。また、ピストン５には永久磁石３０が装着され、磁力に感応する磁気センサをシリンダ本体４に形成されたセンサ溝に装着することにより、ピストン５の位置を磁気センサにより検出することができる。
【００３３】
図２および図３に示す流体圧シリンダにあっては、ピストンロッド７はその後退移動の開始時にはゆっくりとした速度で移動し、所定のストローク後退移動した後にはそれよりも早い速度で移動することになり、空気圧源２２からそれぞれの流路２３，２４に供給される空気の圧力を一定としても、ワークなどの被移動部材を移動する場合に、移動開始時にワークに対して加わる速度変化を低減することができる。ゆっくりと移動する距離は、流路遮蔽弁１８の軸方向の長さ寸法を変えて流路遮蔽弁１８がシール材１７に接触し続けるストロークを調整することにより変化させることができる。
【００３４】
流路遮蔽弁の位置を、図３において符号１８ａで示すようにピストンロッド７が後退限に近づいたときにシール材１７に接触する位置に設定すれば、ピストンロッド７が前進限位置から後退限位置に近づいたときに副給排ポート１６に向かう排気の流れを遮断してピストンロッド７の移動速度をそれまでよりも遅くすることができる。さらに、流路遮蔽弁の位置を図３において符号１８ｂで示すようにピストンロッド７が中間位置となったときにシール材１７に接触する位置に設定すれば、ピストンロッド７が中間位置の所定のストロークだけ移動する間は、副給排ポート１６に向かう排気の流れが遮断されて、そのストロークにおけるピストンロッド７の移動速度を低速にすることができる。
【００３５】
図５は本発明の他の実施の形態である流体圧シリンダを示す図であり、この流体圧シリンダにおいては、サポートブロック３ａがヘッドカバー３に取り付けられておらず、給排ロッド１２はヘッドカバー３にねじ部１３でねじ結合するとともにねじ部１３にロックナット３１によりヘッドカバー３に給排ロッド１２が締結されている。給排ロッド１２の端部はヘッドカバー３の外部に突出しており、突出部には後側室用の副給排ポートを有する給排ジョイント３２が取り付けられている。図５に示す場合には、給排ロッド１２のヘッドカバー３に対する位置を給排ロッド１２を回転させることにより調整することができるので、流路遮蔽弁１８の位置を変化させることなく、シール材１７と流路遮蔽弁１８とが接触する位置を変化させることができる。
【００３６】
図６は本発明の他の実施の形態である流体圧シリンダを示す断面図であり、図６（Ａ）はピストンロッド７が後退限位置となった状態を示し、図６（Ｂ）はピストンロッド７が前進限位置となった状態を示す。図６に示すピストンロッド７の給排穴１１には２つの流路遮蔽弁１８，１８ｃが設けられている。一方の流路遮蔽弁１８は、図２および図３に示された流路遮蔽弁１８に対応し、ピストンロッド７が前進限位置となった状態のもとで後退移動が開始され、所定のストローク後退移動するまでシール材１７に接触して図６（Ｂ）に示すように給排通路１５と後側室６ｂとの連通を遮断する。他の流路遮蔽弁１８ｃは、ピストンロッド７が後退限位置に向けて所定の位置まで近づくと、その位置から後退限位置となるまでシール材１７に接触して図６（Ａ）に示すように給排通路１５と後側室６ｂとの連通を遮断する。
【００３７】
したがって、ピストンロッド７が図６（Ｂ）に示すように前進限位置となった状態のもとで後退移動が開始されると、移動開始時には図２および図３に示した場合と同様に流路遮蔽弁１８に接触して給排通路１５が遮断されて後側室６ｂ内の空気は主給排ポート１０のみから排出されることになる。ピストンロッド７が所定のストローク後退移動すると、流路遮蔽弁１８はシール材１７から離れて給排通路１５は後側室６ｂと連通状態となるので、後側室６ｂ内の空気は主副両方の給排ポート１０，１６から排出される。さらに、ピストンロッド７が後退限位置に対して所定の距離接近すると流路遮蔽弁１８ｃがシール材１７に接触することになり、給排通路１５と後側室６ｂとの連通が遮断されるので、ピストンロッド７が後退限位置となるまでは後側室６ｂ内の空気は主給排ポート１０のみから排出されることになる。
【００３８】
副給排ポート１６からの排出が停止されて主給排ポート１０のみから排出されるときには、後側室６ｂからの排気量は両方の給排ポート１０，１６から排気されるときよりも排気流量が制限されるので、ピストンロッド７が前進限位置から後退限位置に移動する際には、移動開始時と移動終了時においては、それ以外の中間位置のときよりもゆっくりとした速度でピストンロッド７が駆動される。
【００３９】
図７は本発明の他の実施の形態である流体圧シリンダを示す断面図であり、図７（Ａ）はピストンロッド７が後退限位置となった状態を示し、図７（Ｂ）はピストンロッド７が前進限位置となった状態を示す。図７に示すロッドカバー２は前述した流体圧シリンダにおけるロッドカバー２に比して長さ寸法が大きくなっており、シリンダ本体４には前側室６ａに開口する前側室用の主給排ポート９に加えて、前側室用の副給排ポート３３が形成されている。この副給排ポート３３は、主給排ポート９よりもシリンダ本体４の前端部側に設けられており、ロッドカバー２に径方向に形成された連通路３４と、この連通路３４と前側室６ａとの間におけるロッドカバー２とピストンロッド７との間に形成される隙間３５とを介して副給排ポート３３は前側室６ａに連通するようになっている。
【００４０】
図７に示すピストンロッド７の先端部と後端部は、ロッドカバー２に形成された貫通孔２ａの内径に近い外径を有する大径部３６ａ，３６ｂとなっており、それぞれの大径部３６ａ，３６ｂの間にはテーパー面３７ａ，３７ｂを介して小径部３８が形成されている。そして、ロッドカバー２とピストンロッド７の間には、大径部３６ａ，３６ｂに接触して隙間３５と前側室６ａとの連通を遮断するゴム製の隙間遮蔽弁３９が装着されている。したがって、図７（Ａ）に示すようにピストンロッド７が後退限位置となっているときには隙間遮蔽弁３９が大径部３６ａに接触して隙間３５と前側室６ａとの連通を遮断し、図７（Ｂ）に示すようにピストンロッド７が前進限位置となっているときには隙間遮蔽弁３９が大径部３６ｂに接触して隙間３５と前側室６ａとの連通を遮断する。
【００４１】
前側室用の副給排ポート３３には前側室用流路２３から分岐した分岐流路２３ａが接続されており、この分岐流路２３ａには、空気圧源２２から前側室６ａに向かう空気の流れを許容して逆方向の流れを阻止する逆止弁４１ａと、逆止弁４１ａが閉じた状態のもとでこれを迂回した分岐流路２３ａの空気の流れを制限する絞り４１ｂとを備えた前側室用の副流量制御部４１が設けられている。
【００４２】
図７に示す流体圧シリンダにあっては、給排穴１１には図６に示した場合と同様に２つの流路遮蔽弁１８，１８ｃが設けられているので、ピストンロッド７が前進限位置から後退限位置に向けて後退移動する際には、移動開始から所定のストロークと移動終了前から所定のストロークの範囲では副給排ポート１６が閉じられて、後側室６ｂからの排気が制限されて速度が低下するのに加えて、ピストンロッド７が後退限位置から前進限位置に向けて前進移動する際にも、移動開始から所定のストロークと移動終了前から所定のストロークの範囲では副給排ポート３３と前側室６ａとの連通が隙間遮蔽弁３９により閉じられて前側室６ａからの排気は前側室用流路２３のみに制限されて速度が低下することになる。ピストンロッド７が後退限位置から前進限位置に向けて前進移動するときにおける中間位置では、前側室６ａ内の空気が前側室用流路２３と分岐流路２３ａの両方の流路を介して外部に排出されるので、２つの絞り２６ｂ，４１ｂの絞り量を調整することによって、前進移動時のピストンロッド７のストローク端近傍におけるピストンロッド７の速度を中間位置におけるよりも遅くすることができる。
【００４３】
図７に示す場合には、ピストンロッド７の後端部における大径部３６ｂを設けることなく、先端部のみに大径部３６ａを設けると、ピストンロッド７が後退限位置から前進移動する際に移動開始から所定のストロークの範囲では前側室６ａからの排気が制限されて速度が低下することになる。一方、ピストンロッド７の後端部のみに大径部３６ｂを設けて先端部の外径を隙間遮蔽弁３９が接触しない程度まで小径とすれば、ピストンロッド７が後退限位置から前進移動する際における移動終了前から所定のストロークの範囲では前側室６ａからの排気が制限されてピストンロッド７の速度が低下することになる。さらに、ピストンロッド７の中間位置に対応させて大径部を設ければ、ピストンロッド７が前進移動する際の前進ストロークの中間位置で排気が制限されてピストンロッド７の移動速度を低下させることができる。
【００４４】
図７に示す場合には、ロッドカバー２は隙間３５を形成する部分を含めて図２〜図６に示した場合よりも長い寸法に設定されているが、ロッドカバー２を図２〜図６に示した場合と同様の長さの部分と、隙間３５を形成する部分との２つの部材により形成するようにしても良い。これらの２つの部材は、いずれもピストンロッド７が貫通することになる貫通孔２ａを有することになり、ロッドカバーとして機能することになる。
【００４５】
図７に示す流体圧シリンダは、上述のように、ピストンロッド７が前進限位置から後退限位置に向けて後退移動する際と、後退限位置から前進限位置に向けて前進移動する際のいずれにおいても、ピストンロッド７の位置に応じて移動速度を変化させることができるが、給排ロッド１２を取り除き、ヘッドカバー３により後側室６ａを閉じるようにすれば、ピストンロッド７が後退限位置から前進限位置に向けて前進移動する際にのみピストンロッド７の位置に応じて移動速度を変化させることができる。その場合には、ピストンロッド７としては給排穴１１が形成されていない中実のロッドを使用することができ、サポートブロック３ａも不要となる。
【００４６】
本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。たとえば、給排ロッド１２のヘッド部１２ｂにはシール材１７が設けられ、これに接触する流路遮蔽弁１８がピストンロッド７の給排穴１１に取り付けられているが、給排穴１１にゴム製のシール材を給排ロッド１２の外周面に向けて突出して取り付けてそれを流路遮蔽弁とし、そのゴム製の流路遮蔽弁に接触する部材を給排ロッド１２の外周面に取り付けるようにしたり、給排ロッド１２の一部を大径に形成してその部分でゴム製の流路遮蔽弁に接触させるようにしても良い。同様に、図７に示す場合についても、大径部３６ａ，３６ｂにゴム製のシール材を隙間遮断弁として設け、それぞれのシール材をロッドカバー２の貫通孔２ａに接触させて隙間３５を閉じるようにしても良い。ピストン５に推力を加える流体としては、圧縮空気に限られず、不活性ガスや液体などの種々の流体を使用することができる。また、シリンダ本体４としては外周面が円筒形状となったものを使用することもできる。
【００４７】
前側室用の主流量制御部２６と副流量制御部４１および後側室用の主流量制御部２７と副流量制御部２８は、いずれもシリンダ本体４から離れて流路を介して設けられているが、シリンダ本体４内に組み込むようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明の一実施の形態である流体圧シリンダの外観を示す斜視図である。
【図２】ピストンロッドが後退限位置となった状態における図１の断面図である。
【図３】ピストンロッドが前進限位置となった状態における図１の断面図である。
【図４】給排ロッドの一部を示す斜視図である。
【図５】本発明の他の実施の形態である流体圧シリンダにおけるピストンロッドが後退限位置となった状態を示す断面図である。
【図６】（Ａ）は本発明の他の実施の形態である流体圧シリンダにおいてピストンロッドが前進限位置となった状態を示す断面図であり、（Ｂ）はピストンロッドが後退限位置となった状態を示す断面図である。
【図７】（Ａ）は本発明の他の実施の形態である流体圧シリンダにおいてピストンロッドが前進限位置となった状態を示す断面図であり、（Ｂ）はピストンロッドが後退限位置となった状態を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４９】
１      シリンダチューブ
２      ロッドカバー
３      ヘッドカバー
３ａ    サポートブロック
４      シリンダ本体
５      ピストン
６ａ    前側室
６ｂ    後側室
７      ピストンロッド
８      シール材
９      給排ポート（前側室用の主給排ポート）
１０    給排ポート（後側室用の主給排ポート）
１１    給排穴
１２    給排ロッド
１３    ねじ部
１４    流路
１５    給排通路
１６    給排ポート（後側室用の副給排ポート）
１７    シール材
１８    流路遮蔽弁
１９    環状溝
２０    係合ピン
２１    シール材
２２    空気圧源
２３    前側室用流路
２４    後側室用流路
２５    流路切換弁
２６    主流量制御部（前側室用の主流量制御部）
２７    主流量制御部（後側室用の主流量制御部）
２８    副流量制御部（後側室用の副流量制御部）
２９    バンパ
３０    永久磁石
３２    給排ジョイント
３３    給排ポート（後側室用の副給排ポート）
３４    連通路
３５    隙間
３６ａ，３６ｂ  大径部
３７ａ，３７ｂ  テーパー面
３８    小径部
３９    隙間遮蔽弁
４１    副流量制御部（前側室用の副流量制御部）
【図１】
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【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】
2005083512.tif 000008
【図７】
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