JP2018189155A - スピードコントローラ - Google Patents

Abstract

【課題】簡素な構成によって、外部のシリンダの一行程における動作速度を段階的に制御し、且つ、流量制御の遅れ時間をなくすことで、ショートストロークのシリンダに適用可能なスピードコントローラを提供する。【解決手段】スピードコントローラ１は、第１ポート１２と第２ポート１４とを連通して圧力流体を通流させる第１流路１５、第２流路１６を備え、第１流路１５に第１弁２７が配され、第２流路１６に第２弁２８が配され、第３流路２２、第４流路２６をさらに備え、第３流路２２には、第３流路において第１ポート１２からシリンダ室２０におけるピストン３０に対してピストン軸３４の側の部分へ向かう通流のみを許容し、かつ、第３流路２２を開通する方向に第３弁体４６ａが移動することによって第１流路１５と第４流路２６とを閉鎖し、第３流路２２を閉鎖する方向に移動することによって第１流路１５と第４流路２６とを開通する第３弁４６が配される。【選択図】図１

Description

本発明は、スピードコントローラに関し、さらに詳細には、外部のシリンダに接続されて当該シリンダの動作速度を段階的に制御可能なスピードコントローラに関する。

機械装置や電子機器等の組立を行う自動設備ライン等において、復動形シリンダ（以下、単に「シリンダ」という）を用いた装置が多用されている。しかし、シリンダを高速化すればサイクルタイムを小さくすることが可能となる反面、停止時の衝撃が大きくなってシリンダ寿命が短くなるという問題が生じる。また、自動設備ライン等の用途拡大に伴って、ストロークを短くしたタイプのシリンダの需要も高まっている。

従来は、シリンダ速度を高速化しても停止時の衝撃が大きくならないように、シリンダのピストンが接続される機構部分にショックアブソーバ（例えば、オイル式）を設けて、シリンダ停止時の衝撃を緩和する方法が一般的であった。しかしながら、この場合、機構が複雑化し、また、ショックアブソーバを設けることでストロークを短くできない等の課題があった。さらには、オイル式ショックアブソーバは構造上、オイル漏れの可能性が有るため、食品機械等には使用できないという課題もあった。

そこで本願発明者らは、ショックアブソーバを用いることなく、簡素な構成によって、外部のシリンダの一行程における動作速度を段階的に制御可能なスピードコントローラの提案を行った（特許文献１：特開２０１６−１６１０５５号公報参照）。

特開２０１６−１６１０５５号公報

特許文献１に記載のスピードコントローラは、ショックアブソーバを設けない構造であるため、比較的シリンダのストロークを短くすることができる。しかし、最近では、シリンダのストロークをさらに短くしたいという市場要求が、ますます高まっている。

特許文献１に記載のスピードコントローラは、構造上、電磁弁が切り替わる時点で、第２ポートから第１ポートに圧力流体を通流させる流路が開いている。そのため、電磁弁が切り替わってシリンダからの圧力流体を第１ポートから排出する時点に対して、シリンダからの圧力流体を第２ポートから第１ポートに通流させる流量の調整を行う流量制御の開始が、僅かに時間遅れが生じていた。よって、前記流量制御の遅れ時間に対応するだけのストロークが必要となる。

つまり、既知のスピードコントローラは、簡素な構成によって、外部のシリンダの一行程における動作速度を段階的に制御可能であり、前記流量制御の遅れ時間が問題とならないロングストロークのシリンダには好適であるが、その反面、前記流量制御の遅れ時間が問題となるようなショートストロークのシリンダには不向きであった。

本発明は、上記事情に鑑みてなされ、ショックアブソーバを用いることなく、簡素な構成によって、外部のシリンダの一行程における動作速度を段階的に制御可能であり、さらに、前記流量制御の遅れ時間をなくすことで、ショートストロークのシリンダに適用可能なスピードコントローラを提供することを目的とする。

一実施形態として、以下に開示するような解決手段により、前記課題を解決する。

開示のスピードコントローラは、それぞれ本体部に配された第１ポートと第２ポートとを連通して圧力流体を通流させる第１流路および第２流路を備え、前記第１流路には、前記本体部に形成されたシリンダ室にて往復動可能に配されたピストンに固定され且つ当該シリンダ室の外に突出させたピストン軸の当該シリンダ室の外に突出させた側に配された第１弁体を、前記本体部に形成された第１開口孔に接離させることにより、通流する圧力流体の流量を調整する第１弁が配され、前記第２流路には、前記第１ポートから前記第２ポートへ向かう通流のみを許容する第２弁が配され、前記第１ポートと前記シリンダ室における前記ピストンに対して前記ピストン軸の側の部分とを連通して圧力流体を通流させる第３流路と、前記シリンダ室における前記ピストンに対して前記ピストン軸の側の部分と前記本体部に形成された排気口とを連通して圧力流体を通流させる第４流路と、をさらに備え、前記第３流路には、前記第３流路において前記第１ポートから前記シリンダ室における前記ピストンに対して前記ピストン軸の側の部分へ向かう通流のみを許容し、かつ、前記第３流路を開通する方向に第３弁体が移動することによって前記第１流路と前記第４流路とを閉鎖し、前記第３流路を閉鎖する方向に移動することによって前記第１流路と前記第４流路とを開通する第３弁が配されることを特徴とする。

開示のスピードコントローラによれば、ショックアブソーバを用いることなく、簡素な構成によって、外部のシリンダの一行程における動作速度を段階的に制御可能であり、さらに、上述の流量制御の遅れ時間をなくすことで、ショートストロークのシリンダに適用可能なスピードコントローラが実現する。

図１は本発明の実施形態に係るスピードコントローラの例を示す概略図であり、初期状態を示す動作説明図である。 図２は上記実施形態のスピードコントローラの概略図であり、第３流路を開通する途中の状態を示す動作説明図である。 図３は上記実施形態のスピードコントローラの概略図であり、第１流路、第２流路および第３流路を開通した状態を説明する動作説明図である。 図４は上記実施形態のスピードコントローラの概略図であり、第３流路を閉じた状態で、第４流路を開通した状態を説明する動作説明図である。 図５は上記実施形態のスピードコントローラの概略図であり、第５流路を開通した状態を説明する動作説明図である。 図６は上記実施形態のスピードコントローラの概略図であり、第１流路を開通した状態を説明する動作説明図である。 図１から図６に示すスピードコントローラと外部のシリンダとを備えて構成した場合の回路図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について詳しく説明する。図１から図６は、本実施形態に係るスピードコントローラ１の例を示す平面断面図（概略図）であり、動作を説明する動作説明図である。図７は、図１から図６に示すスピードコントローラ１（ここでは、二つのスピードコントローラ１Ａ、１Ｂ）と外部のシリンダ２とを備えて構成した場合の回路図である。なお、実施形態を説明するための全図において、同一の機能を有する部材には同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する場合がある。

本実施形態に係るスピードコントローラ１は、例えば、自動設備ライン等を構成する外部の復動形シリンダ（以下、単に「シリンダ」という）２に対して圧力流体（例えば、圧縮空気）を通流させる流路に組み込まれて（接続されて）、当該シリンダ２の動作速度を段階的に（例えば、高速と低速との二段階に）制御するものである。

図１〜図６に示すように、スピードコントローラ１は、本体部１０において圧力流体を通流させる複数の流路を備えている（詳細は後述）。また、本体部１０の内部には、ピストン３０を往復移動可能に保持するシリンダ室２０が設けられている。

なお、スピードコントローラ１の構成材料としては、後述の第２弁体３９や環状パッキン３８等のゴム材料が用いられる部分を除いて、使用条件に応じて樹脂材料（例えば、ＰＯＭ、ＰＢＴ等）や、金属材料（例えば、ステンレス、黄銅等）が適宜用いられる。

ここで、シリンダ室２０は、一端側にシリンダ室２０の内部と外部（ここでは、本体部１０の内部であって、第１流路１５および第２流路１６となる部分）とを気密を保持しつつ仕切っているハウジング３６および第１の壁部４３が設けられている。また、他端側にシリンダ室２０の内部と外部（ここで、本体部１０の外部となる部分）とを気密を保持しつつ仕切っているキャップ４０および第２の壁部４５が設けられている。すなわち、シリンダ室２０は本体部１０、ハウジング３６、第１の壁部４３、第２の壁部４５、およびキャップ４０によって、内部の空間が形成される構成である。なお、一例として、本体部１０、ハウジング３６、第１の壁部４３、第２の壁部４５、キャップ４０を別体に形成された構造としているが、本体部１０、ハウジング３６、第１の壁部４３、第２の壁部４５、キャップ４０の幾つかが一体に形成された構造してもよい。

本実施形態において、ピストン軸３４は、シリンダ室２０内に往復動可能に配設されるピストン３０に固定されて、当該ピストン３０と共に軸方向に往復動可能となっている。なお、一例として、ピストン軸３４とピストン３０とが一体に形成された構造としているが、別体に形成された構造としてもよい。

また、ピストン軸３４は、シリンダ室２０の一端側のハウジング３６を挿通して当該シリンダ室２０外へ当該ピストン軸３４の先端側を突出させた構成となっている。なお、ピストン軸３４が挿通するハウジング３６には摺動位置にゴム製の環状パッキン３８が設けられており、ピストン軸３４はハウジング３６に対して気密を保持したまま、軸方向に移動可能となっている。なお、ここでは、環状パッキン３８をＸリングとして図示しているが、Ｏリングにより代用してもよい。

一方、本体部１０に設けられる上記の複数の流路について、より具体的には、第２ポート１４から第１ポート１２に圧力流体を通流させる第１流路１５（図５中の矢印Ｄ、または図６中の矢印Ｅで例示する流路）が設けられている。また、第１ポート１２から第２ポート１４に圧力流体を通流させる第２流路１６（図３中の矢印Ｂで例示する流路）が設けられている。そして、第１ポート１２と本体部１０の内部に形成されているシリンダ室２０におけるピストン３０に対してピストン軸３４の側の部分とを連通して圧力流体を通流させる第３流路２２（図３中の矢印Ａで例示する流路）が設けられている。さらに、シリンダ室２０におけるピストン３０に対してピストン軸３４の側の部分と本体部１０に設けられた排気口２４とを連通して圧力流体を通流させる第４流路２６（図４中の矢印Ｃで例示する流路）が設けられている。

先ず、本実施形態のスピードコントローラ１に備わった複数の弁の配置および構造について説明する。

本実施形態では、第１ポート１２に近接して第１弁２７が配設されている。また、第１弁２７と所定間隔となる位置に第２弁２８が配設されている。そして、第２弁２８の第２弁座４１となっている壁にハウジング３６の先端部が嵌め込まれており、ピストン軸３４の先端側を突出させた構成となっている。

ここで、第１流路１５は、第１弁２７の第１弁座３７に開口する第１開口孔３７ａが流路の一部をなすように構成されている。本実施形態では、第１弁２７は、ピストン軸３４の先端に配された第１弁体３５を往復動させて第１開口孔３７ａに接離させることにより、通流する圧力流体の流量を調整する調整弁として機能する（詳細は後述）。

次に、第２流路１６には、ピストン軸３４の外周を囲む位置に配されて、第１ポート１２から第２ポート１４へ向かう通流のみを許容する第２弁２８が設けられている。第２弁２８は、第２流路１６を開閉する構成である。当該第２弁２８は、第２弁体３９と第２弁座４１とを備えており、図３中の矢印Ｂで例示する向きのみに圧力流体を通過させる作用をなす。すなわち、第１ポート１２側から第２流路１６内へ圧力流体を通流させた場合に、圧力流体の圧力によって第２弁体３９が第２弁座４１から離隔して流路が開通する。一方、第２ポート１４側から第２流路１６内へ圧力流体を通流させた場合に、圧力流体の圧力によって第２弁体３９が弁座４１に密着して流路が閉鎖する。一例として、第２弁体３９は、ゴムを用いて形成され、第２弁座４１は、本体部１０と一体に樹脂材料を用いて形成されている。すなわち、第２弁２８はチェック弁として機能する。

本実施形態では、シリンダ室２０内の容積を減少させる方向で、且つ、ピストン軸３４の先端に配された第１弁体３５を第１開口孔３７ａに当接もしくは進入させる方向（もしくは、当該方向および逆方向の両方向）に、ピストン３０およびピストン軸３４を移動させる移動部材が設けられている。

移動部材としては、付勢部材（例えば、付勢部材の付勢力により移動させる機構）、あるいはモータ（例えば、制御部により駆動されるステッピングモータ等と、ラックアンドピニオンもしくはボールねじ等とを用いて移動させる機構）を用いる構成等が採用される。

一例として、本実施形態においては、移動部材として付勢部材を用いている。当該付勢部材について、より具体的には、シリンダ室２０内には一端がピストン３０に当接し、他端がキャップ４０に当接するように配設された第１付勢部材（例えば、コイルスプリング、その他のバネ部材）４２が設けられている。当該第１付勢部材２７ｄは、シリンダ室２０内の容積を減少させる方向で、且つ、ピストン軸３４の先端に配された第１弁体３５を第１開口孔３７ａに当接もしくは進入させる方向に、ピストン３０およびピストン軸３４を移動させる付勢力を発生させる。なお、第１付勢部材の変形例として、ピストン３０の他端側に圧縮流体（圧縮空気等）の圧力が印加されるように構成し、上記同様の付勢力を発生させる構成としてもよい（不図示）。

本実施形態においては、第１弁体３５の外周に固定されて第１弁体３５と第１開口孔３７ａとの間で気密を保持するＸリング４４を備えている。当該Ｘリング４４は、前記の移動部材によってピストン３０およびピストン軸３４を上記方向に移動させる際に、ピストン軸３４の先端に配された第１弁体３５が第１開口孔３７ａに対して所定位置を超えて進入しないように弾性変形しつつストッパとしての機能を有する。なお、Ｘリング４４は、Ｏリングにより代用してもよい。また、ピストン３０の停止位置（すなわちピストン軸３４の先端に配された第１弁体３５の停止位置）を規定すると共に当該停止位置の調整が可能な調整部材を設ける構成としてもよい（不図示）。なお、移動部材としてモータ（例えば、ステッピングモータ）を用いる場合においては、制御部によるモータの制御によって、ピストン３０（およびピストン軸３４）の停止位置の調整が行われるため、制御部およびモータが調整部材を構成する。

第３流路２２には、第３弁４６が設けられている。当該第３弁４６は、第３流路２２の流路途中に設けられた弁箱４６ｅ内を往復動可能に配された第３弁体４６ａが、第３流路２２を開通する方向に移動することによって第４流路２６と第１流路１５とを閉鎖し、前記第３流路２２を閉鎖する方向に移動することによって第４流路２６と第１流路１５とを開通する構成とされている。第３弁４６はチェック弁として機能する（詳細は後述）。

本実施形態では、第３弁４６は、弁箱４６ｅ内を往復動可能に構成された第３弁体４６ａと、第３弁体４６ａを弁箱４６ｅ内の奥の方向（第３弁体４６ａを第３弁座４６ｂに押し込む方向）に付勢する第２付勢部材（一例として、コイルスプリング）４６ｄと、第３弁体４６ａに固定されて当該第３弁体４６ａと弁箱４６ｅとの間で気密を保持する環状パッキン４６ｆを備えて構成される。なお、ここでは、環状パッキン４６ｆをＸリングとして図示しているが、Ｏリングにより代用してもよい。

第３弁座４６ｂには、第２付勢部材４６ｄの方向に、第１筒部材４６ｊと第２筒部材４６ｇが連結固定される。第１筒部材４６ｊは、第２弁座４１となっている壁に固定されて本体部１０の内部を分画する。第２筒部材４６ｇは、第１の壁部４３に固定されて本体部１０の内部を分画する。第３弁体４６ａは、弁箱４６ｅ内、第１筒部材４６ｊ内、および第２筒部材４６ｇ内を往復動可能に構成されている。そして、第３弁体４６ａには、環状パッキン４６ｉが固定されており、当該第３弁体４６ａと第１筒部材４６ｊとの間で気密を保持可能に配されている。また、第３弁体４６ａには、所定間隔で、環状パッキン４６ｃ、４６ｍ、４６ｈが固定されており、当該第３弁体４６ａと第２筒部材４６ｇとの間で気密を保持可能に配されている。ここでは、第３弁体４６ａの環状パッキン４６ｆに近い側（第２付勢部材４６ｄと離れている側）から順に、環状パッキン４６ｉ、４６ｃ、４６ｍ、４６ｈが配されている。

また、第３流路２２は、流路の途中部分２２ａが第３弁体４６ａの内部を通過するように形成されている。さらに、第３弁体４６ａには、内部に形成された第３流路２２の途中部分２２ａにおいて第１ポート１２からシリンダ室２０におけるピストン３０に対してピストン軸３４の側の部分へ向かう通流のみを許容する第４弁４７が設けられている。

第４弁４７は、第３流路２２の途中部分２２ａにおいて移動可能に構成された第４弁体４７ａ、第４弁座４７ｂ、第４弁体４７ａを第４弁座４７ｂに密着させる方向に付勢する第３付勢部材（一例として、コイルスプリング）４７ｃを備えて構成されている。本実施形態では、第４弁４７は第３弁体４６ａの内部に配設されている。第３弁体４６ａの内部に第４弁４７を設ける構成によって、装置全体の小型化、機構の簡素化を実現することができる。第４弁４７はチェック弁として機能する（詳細は後述）。第３弁体４６ａの側面において、環状パッキン４６ｃと環状パッキン４６ｍとの間の位置には、第５開口孔４６ｐが形成されている。第３流路２２は、流路の途中部分２２ａが第５開口孔４６を通過するように形成されている。

次に、第４流路２６は、第３弁体４６ａが往復動する空間部である弁箱４６ｅにおいて、第３弁体４６ａに対して第２付勢部材４６ｄが設けられている側の領域が流路の一部をなすように構成されている。また、第４流路２６には、通流する圧力流体の流量を調整するニードル弁４８が設けられている。

本実施形態では、ニードル弁４８は、ニードル軸４８ａにオリフィス４８ｃを固定し、先端部４８ｂと共にオリフィス４８ｃを移動させることで、排気口２４の実質的な開口面積を変化させることにより流量の調整を行う構成となっている。ここで、ニードル軸４８ａの後端部に設けられたネジ部４８ｄが本体部１０に対して回転可能に螺合されており、調整つまみ４８ｅを回転させることによってニードル軸４８ａを軸方向に移動させることができるため、排気口２４に対するオリフィス４８ｃの位置を変えることで、排気口２４の実質的な開口面積の調整を行うことができる。なお、第４流路２６の流路途中に設けられるオリフィス４８ｃの位置、形状については適宜に設定され、特に限定されるものではない。

ここでは、第３流路２２における第２筒部材４６ｇと、シリンダ室２０におけるピストン３０に対してピストン軸３４の側の部分と、を結ぶ部分を、第４流路２６との共用流路として用いている。ただし、この構成に限定されるものではなく、第４流路２６の専用流路を設ける構成としてもよい（不図示）。

本実施形態では、第１流路１５は、第３弁体４６ａの外周部分を通過するように形成されている。第３弁体４６ａの外周には括れ部４６ｋが形成されており、当該括れ部４６ｋの外周には、第１筒部材４６ｊが配されており、第３弁座４６ｂと第１筒部材４６ｊとの間の位置で、第３弁体４６ａに環状パッキン４６ｉが固定されている。ここで、括れ部４６ｋは一例であり、溝形状等としてもよい（不図示）。

次に、上記構成を備えるスピードコントローラ１の動作について説明する。

代表的な例として、外部のシリンダ（ここでは復動形シリンダ）２を駆動するために二つのスピードコントローラ１（１Ａ、１Ｂ）を備えた構成において、シリンダ２におけるピストン２ｂを、図７の矢印Ｘ１方向に移動させる場合について説明する。

外部の圧力流体供給源３から圧力流体（一例として、圧縮空気）が供給され、流路６０、電磁弁４、流路６２を経てスピードコントローラ１（１Ａ）の第１ポート１２に供給される。なお、電磁弁４の作用については後述する。

先ず、このときのスピードコントローラ１（１Ａ）の動作および作用について説明する。

初期状態（圧力流体が供給されない状態）では、スピードコントローラ１（１Ａ）は、図１に示す通り、複数の弁が閉鎖している。具体的には、第１付勢部材２７ｄの付勢力によって第１弁２７が閉じている。第２付勢部材４６ｄの付勢力によって第３弁体４６ａが第３弁座４６ｂに押し込まれている。そして、第３付勢部材４７ｄの付勢力によって第４弁体４７ａは第４弁座４７ｂに密着している。

初期状態のスピードコントローラ１（１Ａ）の第１ポート１２に圧力流体を供給すると、供給された圧力流体は、図２の矢印Ｆ１で示すように、先ず、第２付勢部材４６ｄの付勢力に抗して第３弁体４６ａを第３弁座４６ｂから離接させる。そして、第３付勢部材４７ｄの付勢力に抗して第４弁体４７ａを第４弁座４７ｂから離接させる。次に、図３に示すように、第３付勢部材４７ｄの付勢力に抗して第４弁体４７ａを第４弁座４７ｂから離接させる。第４弁体４７ａが第４弁座４７ｂから離接することで、図３の矢印Ａで示すように、第１ポート１２と本体部１０の内部に形成されているシリンダ室２０におけるピストン３０に対してピストン軸３４の側の部分とを連通して圧力流体を通流させる第３流路２２が開通する。

そして、第３流路２２が開通することで、スピードコントローラ１（１Ａ）のシリンダ室２０内には、圧力流体が貯留されて、ピストン３０がＹ１方向の所定位置まで移動する。第１付勢部材２７ｄの付勢力に抗するＹ１方向にピストン３０が移動し、ピストン３０に固定されたピストン軸３４が移動し、ピストン軸３４の先端に配された第１弁体３５を第１弁座３７に形成された第１開口孔３７ａから離接させる。第１開口孔３７ａが開くことで圧力流体の圧力によって第２弁体３９が第２弁座４１から離隔して第２流路１６が開通する。第２流路１６が開通することで、図３の矢印Ｂで示すように、第１ポート１２から第２ポート１４に圧力流体が通流する。

次に、このときのスピードコントローラ１（１Ｂ）の作用について説明する。

上記の作用によってピストン２ｂがＸ１方向に駆動されるとき、シリンダ２から送出される圧力流体は、流路６６を経てスピードコントローラ１（１Ｂ）の第２ポート１４に供給される。ここで、スピードコントローラ１（１Ｂ）によって、流路６６から第２ポート１４に流入して、第１ポート１２から流路６８へ送出される圧力流体の流速（すなわち流量）を調整することによって、シリンダ２のピストン２ｂの動作速度（軸方向移動速度）を調整（制御）することが可能となる。すなわち、スピードコントローラ１（１Ｂ）内（より具体的には、第２流路１６内）を通過する圧力流体の流速が速い（すなわち単位時間当たりの流量が多い）場合には、シリンダ２のピストン２ｂの動作速度（軸方向移動速度）が高速となる。一方、当該圧力流体の流速が遅い（すなわち単位時間当たりの流量が少ない）場合には、シリンダ２のピストン２ｂの動作速度（軸方向移動速度）が低速となる。

スピードコントローラ１（１Ｂ）の第２ポート１４に供給された圧力流体は、後述するように、第１弁２７を経て第１ポート１２へと通流する。なお、第１ポート１２から送出された圧力流体は、流路６８および電磁弁４を経て大気中へと送出される。

ここで、通常設定として、シリンダ２のピストン２ｂがＸ１方向に移動を開始する時点において、スピードコントローラ１（１Ｂ）のシリンダ室２０内には、圧力流体が貯留されて、ピストン３０がＹ１方向の所定位置まで移動した状態となるように設定されている。（貯留される作用は前述のスピードコントローラ１（１Ａ）の場合と同様である。）このとき、スピードコントローラ１Ｂは、図４に示す通り、第２付勢部材４６ｄの付勢力に抗して第３弁体４６ａを第３弁座４６ｂから離接させている。そして、第３付勢部材４７ｄの付勢力によって第４弁体４７ａは第４弁座４７ｂに密着しているため、第３流路の途中部分２２ａは閉鎖している。また、この時点で、環状パッキン４６ｈは第２の壁部４５に密着しているため、第３流路２６は閉鎖している。

シリンダ２のピストン２ｂがＸ１方向に移動を開始するとき、図４の矢印Ｆ２で示すように、弁箱４６ｅ内に貯留された圧力流体は第１ポート１２から排出され、第２付勢部材４６ｄの付勢力によって第３弁体４６ａが第３弁座４６ｂに押し込まれる方向に移動を開始する。第３弁体４６ａが第３弁座４６ｂに押し込まれる方向に移動することで環状パッキン４６ｍは第２筒部材４６ｇに密着するため、第３流路の途中部分２２ａは閉鎖する。また、このとき、環状パッキン４６ｈは第２の壁部４５から離接するので、第４流路２６は開通する。この時点では、環状パッキン４６ｉは第１筒部材４６ｊに密着しているため、第１流路１５は閉鎖している。

つまり、シリンダ２のピストン２ｂがＸ１方向に移動を開始するとき、第１流路１５は閉鎖しており、第２流路１６は閉鎖しており、第３流路２２は閉鎖しており、第４流路２６のみが開通している状態となる。つまり、本実施形態によれば、電磁弁４が切り替わってシリンダ２からの圧力流体を第１ポート１２から排出する時点で、シリンダ２からの圧力流体を第２ポート１４から第１ポート１２に通流させる流量の調整を行う流量制御が開始される。したがって、従来のような流量制御の遅れ時間をなくすことが出来るので、ショートストロークのシリンダに好適なスピードコントローラ１となる。

第１流路１５が閉鎖しており、且つ第４流路２６が開通するとき、図４に示す通り、弁箱４６ｅ内に貯留された圧力流体が第１ポート１２から排出開始され、シリンダ室２０内におけるピストン３０に対してピストン軸３４の側の部分に貯留されていた圧力流体の減少によって、当該圧力よりも第１付勢部材２７ｄの付勢力が上回り、当該付勢力によってピストン３０がＹ２方向に移動を開始する。そして、スピードコントローラ１（１Ｂ）のシリンダ室２０内に貯留されていた圧力流体が、矢印Ｃで示すように第４流路２６内を、シリンダ室２０内におけるピストン３０に対してピストン軸３４の側の部分から、弁箱４６ｅおよびニードル弁４８を経て、排気口２４へと通流し、本体部１０の外部へ排気（送出）される。

そして、図５に示す通り、第２付勢部材４６ｄの付勢力によって第３弁体４６ａが第３弁座４６ｂに押し込まれる方向に移動し、環状パッキン４６ｉは第１筒部材４６ｊから離接して、第１流路１５は開通する。よって、図５中の矢印Ｄで例示する向きに圧力流体を通過させる作用をなす。そして、第２ポート１４から第１ポート１２に圧力流体を通流させる。このとき、第１弁２７すなわち第１流路１５内を通過する圧力流体の流速が相対的に速い（すなわち単位時間当たりの流量が多い）状態となる。つまり、シリンダ２のピストン２ｂの動作速度（軸方向移動速度）が高速となる。

ここで、シリンダ室２０内から排気口２４へ通流する圧力流体の流速（すなわち単位時間当たりの流量）を、ニードル弁４８によって調整することによって、ピストン３０およびこれに固定されるピストン軸３４のＹ２方向への動作速度（軸方向移動速度）を調整（制御）することが可能となる。すなわち、第４流路２６内を通過する圧力流体の流速が速い（すなわち単位時間当たりの流量が多い）場合には、ピストン３０およびピストン軸３４の動作速度（軸方向移動速度）が高速となる。一方、当該圧力流体の流速が遅い（すなわち単位時間当たりの流量が少ない）場合には、ピストン３０およびピストン軸３４の動作速度（軸方向移動速度）が低速となる。

その後、図６に示すように、ピストン３０がＹ２方向の所定位置まで移動すると、ピストン３０に固定されたピストン軸３４の先端に配された第１弁体３５が第１弁座３７に形成された第１開口孔３７ａに当接する。このとき、第１弁２７としての調整作用すなわち通過流量の絞り作用が生じる。より具体的には、流路がピストン軸３４側面の第４開口孔３４ａから第１弁体３５先端の第３開口孔３５ａを通過するように形成されていることで、図６中の矢印Ｅで例示するように、第１ポート１２に圧力流体が通流する。第１弁体３５先端の第３開口孔３５ａは第１弁座３７に形成された第１開口孔３７ａよりも開口面積が小さいため、第１流路１５内を通過する圧力流体の流速が相対的に遅い（すなわち単位時間当たりの流量が少ない）状態となる。つまり、シリンダ２のピストン２ｂの動作速度（軸方向移動速度）が低速となる（高速から低速に切り替わる）。このように、シリンダ２の動作速度を段階的に（ここでは、高速と低速との二段階に）調整（制御）することが可能となる。なお、ピストン３０のＹ２方向における所定位置（停止位置）は、前述の通り、Ｘリング４４によって規定される。

以上のように、ニードル弁４８における開口面積すなわち通過する圧力流体の流速（流量）を調整することによって、第４流路２６内を通過する圧力流体の流速（流量）を調整することが可能となる。これにより、本体部１０のピストン３０のＹ２方向への動作速度（軸方向移動速度）を調整することが可能となる。したがって、第１弁２７において通過流量の絞り作用が生じ始めるタイミングを調整することが可能となる。すなわち、シリンダ２のピストン２ｂの動作速度（軸方向移動速度）が高速移動から低速移動に切り替わるタイミングを早めたり遅くしたりする調整が可能となる。

続いて、シリンダ２のピストン２ｂを、図７中の矢印Ｘ１方向とは反対方向となる矢印Ｘ２方向に移動させる場合について簡単に説明する。

ピストン２ｂを矢印Ｘ２方向に移動させるためには、電磁弁４を動作させて回路を切り替えて、上記の例とは逆のスピードコントローラ１（１Ｂ）に、圧力流体を供給すればよい。より具体的には、外部の圧力流体供給源３から圧力流体（一例として、圧縮空気）を、流路６０、電磁弁４、流路６８を経てスピードコントローラ１（１Ｂ）の第１ポート１２に供給すればよい。

スピードコントローラ１（１Ｂ）の第１ポート１２に供給された圧力流体は、第１流路１５内および第２流路１６内を通流して、第２ポート１４へと通流する。さらに、流路６６を経て外部シリンダ２のシリンダ室内に供給され、ピストン２ｂがＸ２方向に駆動される。

なお、詳細な作用および効果は上記のスピードコントローラ１（１Ａ）に圧力流体を供給した場合と同様となるため、繰り返しの説明を省略する。

このように、電磁弁４の回路切り替えによって、外部の圧力流体供給源３からスピードコントローラ１（１Ａ）の第１ポート１２に圧力流体を供給した場合に、シリンダ２のピストン２ｂを矢印Ｘ１方向に移動させることができ、外部の圧力流体供給源３からスピードコントローラ１（１Ｂ）の第１ポート１２に圧力流体を供給した場合に、シリンダ２のピストン２ｂを矢印Ｘ２方向に移動させることができる。したがって、復動形のシリンダ２を往復駆動させることができる。

なお、本発明は、以上説明した実施例に限定されることなく、本発明を逸脱しない範囲において種々変更が可能である。

例えば、第１弁をニードル弁として、調整式ストッパによって第１流路１５内を通過する圧力流体の流速（流量）を調整する構成等としてもよい。

また、第１流路の一部をなすように第３弁体の外周の一部を通過するように形成されている括れ部は、回転対称の形状に限定されず、溝形状等としてもよい（不図示）。

１ １Ａ、１Ｂ スピードコントローラ
２ シリンダ
３ 圧力流体供給源
４ 電磁弁
１０ 本体部
１２ 第１ポート
１４ 第２ポート
１５ 第１流路
１６ 第２流路
２０ シリンダ室
２２ 第３流路
２２ａ 第３流路の途中部分
２４ 排気口
２６ 第４流路
２７ 第１弁
２７ｄ 第１付勢部材（移動部材）
２８ 第２弁
３０ ピストン
３４ ピストン軸
３５ 第１弁体
３５ａ 第３開口孔
４４ 調整式ストッパ（調整部材）
４６ 第３弁
４６ａ 第３弁体
４６ｄ 第２付勢部材
４７ 第４弁
４７ａ 第４弁体
４７ｄ 第３付勢部材
４８ ニードル弁
６０、６２、６４、６６、６８ 流路

Claims (4)

1. それぞれ本体部に配された第１ポートと第２ポートとを連通して圧力流体を通流させる第１流路および第２流路を備え、
   前記第１流路には、前記本体部に形成されたシリンダ室にて往復動可能に配されたピストンに固定され且つ当該シリンダ室の外に突出させたピストン軸の当該シリンダ室の外に突出させた側に配された第１弁体を、前記本体部に形成された第１開口孔に接離させることにより、通流する圧力流体の流量を調整する第１弁が配され、
   前記第２流路には、前記第１ポートから前記第２ポートへ向かう通流のみを許容する第２弁が配され、
   前記第１ポートと前記シリンダ室における前記ピストンに対して前記ピストン軸の側の部分とを連通して圧力流体を通流させる第３流路と、前記シリンダ室における前記ピストンに対して前記ピストン軸の側の部分と前記本体部に形成された排気口とを連通して圧力流体を通流させる第４流路と、をさらに備え、
   前記第３流路には、前記第３流路において前記第１ポートから前記シリンダ室における前記ピストンに対して前記ピストン軸の側の部分へ向かう通流のみを許容し、かつ、前記第３流路を開通する方向に第３弁体が移動することによって前記第１流路と前記第４流路とを閉鎖し、前記第３流路を閉鎖する方向に移動することによって前記第１流路と前記第４流路とを開通する第３弁が配されること
   を特徴とするスピードコントローラ。
2. 前記第３流路は、流路の途中部分が前記第３弁体の内部を通過するように形成され、
   前記第３弁体には、内部に形成された前記第３流路において前記第１ポートから前記シリンダ室における前記ピストンに対して前記ピストン軸の側の部分へ向かう通流のみを許容する第４弁が配されること
   を特徴とする請求項１記載のスピードコントローラ。
3. 前記第３弁体には、前記第１流路と前記第４流路とをそれぞれの流路の途中部分で閉鎖するための複数のパッキンが配されること
   を特徴とする請求項１または請求項２記載のスピードコントローラ。
4. 前記ピストン軸の前記シリンダ室の外に突出させた側には、前記第１弁体に形成された第２開口孔と前記第３弁とを連通して圧力流体を通流させる第３開口孔が形成されること
   を特徴とする請求項１〜３のいずれか一項記載のスピードコントローラ。

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