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WO2016017377A1 - スピードコントローラ - Google Patents

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WO2016017377A1
WO2016017377A1 PCT/JP2015/069431 JP2015069431W WO2016017377A1 WO 2016017377 A1 WO2016017377 A1 WO 2016017377A1 JP 2015069431 W JP2015069431 W JP 2015069431W WO 2016017377 A1 WO2016017377 A1 WO 2016017377A1
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WO
WIPO (PCT)
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flow path
valve
flow
port
pressure fluid
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/JP2015/069431
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
濱　富夫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hama International KK
Original Assignee
Hama International KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Priority claimed from JP2014157770A external-priority patent/JP5756984B1/ja
Priority claimed from JP2015040833A external-priority patent/JP6047796B2/ja
Application filed by Hama International KK filed Critical Hama International KK
Priority to CN201580038116.7A priority Critical patent/CN106537013B/zh
Priority to US15/310,282 priority patent/US10247208B2/en
Priority to KR1020177000026A priority patent/KR20170038781A/ko
Priority to EP15827235.1A priority patent/EP3176482B1/en
Publication of WO2016017377A1 publication Critical patent/WO2016017377A1/ja
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    • Y10T137/86968—With balancing chamber
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    • Y10T137/8593—Systems
    • Y10T137/87265—Dividing into parallel flow paths with recombining
    • Y10T137/8741—With common operator
    • Y10T137/87418—Balanced valve

Definitions

  • the present invention relates to a speed controller, and more particularly to a speed controller connected to an external cylinder and capable of controlling the operation speed of the cylinder in a stepwise manner.
  • Equipment using cylinders is often used in automated equipment lines that assemble machinery and electronic equipment.
  • the cycle time can be shortened, but on the other hand, there is a problem that the impact at the time of stopping increases and the cylinder life is shortened.
  • a shock absorber for example, oil type
  • the mechanism part to which the piston of the cylinder is connected so that the impact at the time of stopping the cylinder does not increase even if the cylinder speed is increased, thereby reducing the impact at the time of stopping the cylinder.
  • the method was general.
  • Patent Document 1 a technique relating to a pneumatic cylinder with a cushion mechanism is also disclosed (Patent Document 1) in which a cushion mechanism for reducing the impact is provided in the cylinder itself to reduce the impact at the time of stopping.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a speed controller capable of controlling the operation speed in one stroke of an external cylinder in a stepwise manner with a simple configuration without using a shock absorber.
  • the disclosed speed controller includes a first flow path and a second flow path that allow a pressure fluid to flow through a first port and a second port provided in the main body, respectively.
  • a first check valve that allows only a flow from the first port to the second port is provided, and a first needle valve that adjusts a flow rate of the flowing pressure fluid is provided in the second flow path.
  • the second flow path is configured with an opening opening at a radial center position of the first check valve as a part of the flow path, and the first needle valve is a cylinder chamber provided in the main body portion.
  • the tip of the needle shaft fixed to a piston that can be reciprocated inside the cylinder and protruded to the outside of the cylinder chamber is brought into contact with, close to, or entered into the opening hole, thereby opening the opening hole. Adjust the flow rate by changing the area
  • a second check valve is provided to allow the above.
  • the disclosed speed controller it is possible to realize a speed controller capable of controlling the operation speed in one stroke of an external cylinder in a stepwise manner with a simple configuration. Accordingly, it is possible to increase the speed of the cylinder operation and to reduce the impact when the cylinder is stopped without using a shock absorber.
  • FIG. 1A is a plan sectional view (schematic diagram) showing an example of a speed controller 1 according to the present embodiment
  • FIG. 1B is a front sectional diagram (schematic diagram).
  • FIG. 2 is a circuit diagram in the case of comprising the speed controller 1 (here, two speed controllers 1A and 1B) and an external cylinder 2 shown in FIG. Note that components having the same function are denoted by the same reference symbols throughout the drawings for describing the embodiments, and the repetitive description thereof may be omitted.
  • the speed controller 1 allows pressure fluid (for example, compressed air) to flow through an external return-acting cylinder (hereinafter simply referred to as “cylinder”) 2 constituting an automatic equipment line or the like. It is incorporated (connected) in the flow path and controls the operating speed of the cylinder 2 in stages (for example, in two stages of high speed and low speed).
  • pressure fluid for example, compressed air
  • cylinder external return-acting cylinder
  • the speed controller 1 includes a plurality of flow paths through which pressure fluid flows in the main body 10 (details will be described later).
  • a cylinder chamber 20 that holds the piston 30 so as to reciprocate is provided inside the main body 10.
  • a resin material for example, POM, PBT, etc.
  • a metal for example, a metal, etc., depending on use conditions, except for a portion where a rubber material such as a valve body 28a and an O-ring 38 described later is used.
  • a material for example, stainless steel, brass, etc. is appropriately used.
  • the cylinder chamber 20 airtightly seals the inside and outside of the cylinder chamber 20 on one end side (here, the inside of the main body portion 10 and the portion that becomes the first flow path 16 and the second flow path 18).
  • a housing 36 is provided which holds and partitions.
  • a cap 40 is provided on the other end side to partition the inside and the outside of the cylinder chamber 20 (here, a portion that is the outside of the main body 10) while maintaining airtightness. That is, the cylinder chamber 20 is configured such that an internal space is formed by the main body 10, the housing 36, and the cap 40.
  • the plurality of flow paths provided in the main body 10 are more specifically, the first flow path 16 (FIG. 2) that allows the pressure fluid to flow through the first port 12 and the second port 14.
  • a flow path exemplified by an arrow A in the inside) is provided.
  • a second flow path 18 (flow path illustrated by arrow B in FIG. 2) that allows the first port 12 and the second port 14 to communicate with each other to allow the pressure fluid to flow. Is provided.
  • a third flow path 22 (flow path exemplified by arrow C in FIG. 2) that allows the pressure fluid to flow through the first port 12 and the cylinder chamber 20 formed inside the main body 10 is provided.
  • a fourth flow path 26 (flow path exemplified by arrow D in FIG. 2) is provided for communicating the pressure fluid by communicating the cylinder chamber 20 and the exhaust port 24 provided in the main body 10. .
  • the first flow path 16 is provided with a first check valve 28 that allows only flow from the first port 12 to the second port 14.
  • the first check valve 28 includes a valve body 28a and a valve seat 28b, and has an effect of allowing the pressure fluid to pass only in the direction illustrated by the arrow A in FIG. That is, when the pressure fluid is allowed to flow from the first port 12 side into the first flow path 16, the valve body 28a is separated from the valve seat 28b by the pressure of the pressure fluid, and the flow path is opened. On the other hand, when the pressure fluid is allowed to flow from the second port 14 side into the first flow path 16, the valve body 28a is brought into close contact with the valve seat 28b by the pressure of the pressure fluid, and the flow path is closed.
  • the valve body 28 a is formed using a rubber material such as NBR
  • the valve seat 28 b is formed using a resin material integrally with the main body portion 10.
  • the first check valve 28 is provided with an opening hole 28d that opens to a central position in the radial direction.
  • a valve body presser 28c that is fitted and fixed to the protruding portion 10a that protrudes to the inside of the main body portion 10 in a state where the ring-shaped valve body 28a is fixed to the outer periphery.
  • An opening hole 28d is formed at the radial center position of the valve body presser 28c.
  • the valve body presser 28c is configured to be fitted and fixed to the protruding portion 10a by a snap-fit engagement structure, and can be more easily assembled (see FIGS. 1 and 2).
  • the second flow path 18 is configured such that an opening hole 28d that opens at the radial center position of the first check valve 28 forms a part of the flow path.
  • the second flow path 18 is provided with a first needle valve 32 for adjusting the flow rate of the pressure fluid flowing therethrough. More specifically, the first needle valve 32 changes the opening area of the opening hole 28d by causing the tip end portion 34a of the needle shaft 34 to abut, approach, or enter the opening hole 28d of the first check valve 28. By doing so, the flow rate is adjusted.
  • the needle shaft 34 is fixed to a piston 30 disposed in the cylinder chamber 20 so as to be reciprocally movable, and can be reciprocated in the axial direction together with the piston 30.
  • the needle shaft 34 and the piston 30 are integrally formed, but a structure formed separately may be used.
  • the needle shaft 34 has a configuration in which a distal end portion 34 a protrudes outside the cylinder chamber 20 through the housing 36 on one end side of the cylinder chamber 20.
  • the housing 36 through which the needle shaft 34 is inserted is provided with a rubber O-ring 38 at the sliding position, and the needle shaft 34 can move in the axial direction while maintaining airtightness with respect to the housing 36. ing.
  • the first check valve 28 uses the opening hole 28d of the valve body presser 28c in combination with the distal end portion 34a of the needle shaft 34, so that the needle valve Can also function. This makes it possible to simplify the structure and reduce the number of parts compared to a configuration in which a check valve and a needle valve are separately provided, and as a result, reduce assembly costs and parts costs. It becomes possible.
  • a moving member for moving the piston 30 and the needle shaft 34 is provided.
  • an urging member for example, a mechanism for moving by the urging force of the urging member
  • a motor for example, a stepping motor driven by a control unit, a rack and pinion, a ball screw, or the like
  • a configuration using a moving mechanism is employed.
  • an urging member is used as the moving member.
  • the biasing member is a first biasing member (for example, a coil spring) disposed in the cylinder chamber 20 so that one end thereof is in contact with the piston 30 and the other end is in contact with the cap 40.
  • Other spring members 42 are provided.
  • the first urging member 42 is configured to reduce the volume in the cylinder chamber 20 and to move the tip portion 34a of the needle shaft 34 into contact with, close to, or enter the opening hole 28d.
  • An urging force for moving the shaft 34 is generated.
  • the pressure of the pressurized fluid compressed air or the like
  • an adjustment member is provided that defines the stop position of the piston 30 (that is, the stop position of the tip end portion 34a of the needle shaft 34) and can adjust the stop position.
  • a first biasing member 42 is provided as a moving member (biasing member), and an adjustable stopper 44 is provided as an adjusting member.
  • the adjustable stopper 44 is fixed to the opposite side of the piston 30 to the side on which the needle shaft 34 is fixed, and is attached to a stroke rod 44a provided through the cap 40 and a screw portion 44b provided at the end of the stroke rod 44a.
  • the adjusting screw 44c is screwed together. According to this, when the piston 30 is moved in the direction of decreasing the volume in the cylinder chamber 20, the end of the adjustment screw 44 c (the end on the side facing the cap 40) comes into contact with the cap 40, thereby The movement of 30 is stopped. That is, the stop position of the piston 30 (and the needle shaft 34) is defined.
  • the distance L between the cap 40 and the end of the adjustment screw 44c can be adjusted by rotating the adjustment screw 44c, the stop position of the piston 30 (and the needle shaft 34) is adjusted. Is possible.
  • symbol 44d in a figure is a nut for fixing the adjustment screw 44c so that the adjustment screw 44c may not rotate unintentionally.
  • the stop position of the piston 30 (and the needle shaft 34) is adjusted by the control of the motor by the control unit, so that the control unit and the motor are adjusted. Configure the member.
  • a configuration without an adjusting member for example, the above-described adjustable stopper 44
  • a configuration is also used in which a through hole is provided in the distal end portion 34a that allows flow from the inside of the cylinder chamber 20 to the first port 12 when the distal end portion 34a of the needle shaft 34 abuts the opening hole 28d. (Not shown).
  • the third flow path 22 is provided with a second check valve 46 that allows only the flow from the first port 12 toward the inside of the cylinder chamber 20.
  • the second check valve 46 is fixed to a valve body 46a, a valve seat 46b, and a valve body 46a that are configured to reciprocate in a valve box 46e provided in the middle of the third flow path 22.
  • An O-ring 46c that maintains airtightness between the valve 46a and the valve seat 46b, and a second biasing member that biases the valve body 46a (here, the O-ring 46c) in close contact with the valve seat 46b (for example, a coil Spring) 46d and an X ring 46f which is fixed to the valve body 46a and holds the airtightness between the valve body 46a and the valve box 46e, and has pressure only in the direction illustrated by the arrow C in FIG. Acts to allow fluid to pass through.
  • a second biasing member that biases the valve body 46a (here, the O-ring 46c) in close contact with the valve seat 46b (for example, a coil Spring) 46d and an X ring 46f which is fixed to the valve body 46a and holds the airtightness between the valve body 46a and the valve box 46e, and has pressure only in the direction illustrated by the arrow C in FIG. Acts to allow fluid to pass through.
  • valve body 46a when the pressure fluid is caused to flow from the first port 12 side into the third flow path 22, the valve body 46a is opposed to the urging force of the second urging member 46d by the pressure of the pressure fluid. A flow path is opened away from.
  • the urging force of the second urging member 46d causes the valve body 46a (here, the O-ring 46c). Close to the valve seat 46b and the flow path is closed.
  • the valve body 46a is formed using a resin material
  • the valve seat 46b is formed using a resin material integrally with the main body 10
  • the O-ring 46c and the X-ring 46f are formed using a rubber material.
  • the O-ring 46c may be configured to be fixed to the valve seat 46b.
  • the X ring 46f may be replaced by an O ring (not shown).
  • the third flow path 22 is formed such that a middle portion of the flow path passes through the inside of the valve body 46a of the second check valve 46 (in the drawing, (Indicated by reference numeral 22a). Further, the valve body 46a is provided with a third check valve 47 that allows only the flow from the first port 12 toward the inside of the cylinder chamber 20 in the middle portion 22a of the third flow path 22 formed inside. ing.
  • the third check valve 47 is a third attachment that urges the valve body 47a, the valve seat 47b, and the valve body 47a, which are configured to be movable in the middle portion 22a of the third flow path 22, in a direction to bring the valve body 47a into close contact with the valve seat 47b.
  • a biasing member (coil spring as an example) 47c is provided, and the pressure fluid is allowed to pass only in the direction illustrated by the arrow C in FIG. 2 as with the second check valve 46 described above.
  • valve body 47a when the pressure fluid is caused to flow from the first port 12 side into the third flow path 22 (22a in this case), the valve body resists the urging force of the third urging member 47c by the pressure of the pressure fluid. 47a is separated from the valve seat 47b and the flow path is opened. On the other hand, when the flow of the pressure fluid from the first port 12 side into the third flow path 22 (22a in this case) is stopped, the valve body 47a is moved to the valve seat by the urging force of the third urging member 47c. The channel closes in close contact with 47b.
  • the valve body 47a is formed using a steel ball made of stainless steel or the like, and the valve seat 47b is formed using a resin material integrally with the valve body 46a of the second check valve 46.
  • the third flow path 22 is provided with the second check valve 46 and the third check valve 47 that allow only the flow from the first port 12 toward the inside of the cylinder chamber 20.
  • the third check valve 47 is disposed inside the valve body 46 a of the second check valve 46.
  • the valve body 46a reciprocating in the valve box 46e performs an operation of sliding with the X ring 46f interposed between the valve body 46e and the valve box 46e. Accordingly, when the flow of the pressure fluid from the first port 12 side into the third flow path 22 is stopped due to the sliding resistance, the valve body 46a is applied by the urging force of the second urging member 46d. There arises a problem that the operation until (the O-ring 46c) is in close contact with the valve seat 46b and the flow path is closed is not completed instantaneously. That is, when used as a fluid control device, there is a problem that it is not possible to quickly move to the next process, and as a result, a problem of an increase in cycle time may occur.
  • a steel ball that is urged by a third urging member (for example, a coil spring) 47c and can be operated instantaneously inside the valve body 46a of the second check valve 46.
  • a third urging member for example, a coil spring
  • the third flow path 22 is also closed by the second check valve 46 at a predetermined time difference, it is possible to reliably prevent leakage of the pressure fluid by the double closing structure.
  • the configuration in which the third check valve 47 is provided inside the valve body 46a of the second check valve 46 can achieve downsizing of the entire apparatus and simplification of the mechanism.
  • the second check valve 46 and the third check valve 47 are not limited to the above configuration, and other check valve structures may be adopted (not shown).
  • the fourth flow path 26 is a side where the second urging member 46d is provided with respect to the valve body 46a in the valve box 46e which is a space part in which the valve body 46a of the second check valve 46 reciprocates. This region is configured to form a part of the flow path.
  • the fourth flow path 26 is provided with a second needle valve 48 that adjusts the flow rate of the pressure fluid flowing therethrough.
  • the fourth flow path 26 communicates from the inside of the cylinder chamber 20 to the exhaust port 24 via the valve box 46 e and the second needle valve 48, It is a flow path leading to.
  • a portion 22 b connecting the valve box 46 e and the inside of the cylinder chamber 20 in the third flow path 22 is used as a shared flow path with the fourth flow path 26.
  • the present invention is not limited to this configuration, and a configuration may be employed in which a dedicated channel for the fourth channel 26 that connects the inside of the cylinder chamber 20 and the valve box 46e is provided (not shown).
  • the above-described second check valve 46 also serves as an on-off valve that opens and closes the fourth flow path 26. More specifically, in the valve box 46e, a valve seat 46g for opening and closing the fourth flow path 26 is provided on the side where the second urging member 46d is provided with respect to the valve body 46a. . Furthermore, an O-ring 46h is provided that is fixed to the valve body 46a and maintains airtightness between the valve body 46a and the valve seat 46g.
  • valve body 46a of the second check valve 46 moves in the direction of opening the third flow path 22
  • the valve body 46a comes into close contact with the valve seat 46g
  • the fourth flow path 26 becomes open. Close.
  • the valve body 46a of the second check valve 46 moves in a direction to close the third flow path 22
  • the valve body 46a (here, the O-ring 46h) is separated from the valve seat 46g, and the fourth flow path 26 is opened. Open.
  • the fourth flow path 26 is opened and closed, and when the fourth flow path 26 is opened, the pressure fluid is allowed to pass in the direction illustrated by the arrow D in FIG.
  • the problem that the pressure fluid that should originally flow from the inside of the cylinder chamber 20 to the exhaust port 24 via the fourth flow path 26 flows to the third flow path 22 is solved. Can do. This is because the fourth channel 26 is opened when the third channel 22 is closed, and the fourth channel 26 is closed when the third channel 22 is opened. is there.
  • the second biasing member 46 d of the second check valve 46 is connected to the valve body 46 a of the second check valve 46. Even if an urging force is applied, it may be difficult to move (that is, it is difficult to close the third flow path 22). However, in the present embodiment, as described above, the third that can be operated instantaneously.
  • the configuration including the check valve 47 can also avoid the problem.
  • the opening and closing of the third flow path 22 and the opening and closing of the fourth flow path 26 may have some overlap.
  • the second needle valve 48 more specifically changes the opening area of the orifice 48c by bringing the tip 48b of the needle shaft 48a into contact with, approaching, or approaching an orifice 48c having a predetermined opening. By doing so, the flow rate is adjusted.
  • a threaded portion 48d provided at the rear end portion of the needle shaft 48a is rotatably engaged with the main body portion 10, and the needle shaft 48a is moved in the axial direction by rotating the adjustment knob 48e. Therefore, the position of the tip 48b of the needle shaft 48a with respect to the orifice 48c, that is, the opening area of the orifice 48c can be adjusted.
  • the position and shape of the orifice 48c provided in the middle of the fourth channel 26 are appropriately set and are not particularly limited.
  • Pressure fluid (compressed air as an example) is supplied from an external pressure fluid supply source 3 and supplied to the first port 12 of the speed controller 1 (1A) via the flow path 60, the electromagnetic valve 4, and the flow path 62.
  • the operation of the electromagnetic valve 4 will be described later.
  • the pressure fluid supplied to the first port 12 of the speed controller 1 (1A) flows through the first flow path 16 to the second port 14 via the first check valve 28 as indicated by an arrow A. Further, the cylinder chamber of the cylinder 2 through the flow path 64 (in this case, one end 2b 1 of the cylinder chamber 2a 1 with respect to the piston 2b) is fed into. As a result, the pressure of the pressure fluid supplied into the cylinder chamber 2a 1 acts on the one end 2b 1 side of the piston 2b, so that the piston 2b is driven in the X1 direction.
  • the pressure fluid supplied to the first port 12 of the speed controller 1 (1A) flows through the third flow path 22 as shown by the arrow C and enters the cylinder chamber 20 of the main body 10. Inflow (note that the flow direction is controlled by the second check valve 46 and the third check valve 47).
  • the pressure of the pressure fluid supplied into the cylinder chamber 20 acts on the one end 30a side of the piston 30, the piston 30 is driven in the Y1 direction against the urging force of the first urging member 42.
  • the pressure fluid is stored in the cylinder chamber 20.
  • the needle shaft 34 when the piston 30 is driven in the Y1 direction, the needle shaft 34 also moves in the Y1 direction, so that the opening degree of the first needle valve 32 is relatively large (no throttling action occurs). State). Therefore, the pressure fluid from the first port 12 toward the second port 14 can flow using the two flow paths of the first flow path and the second flow path as much as possible.
  • the pressure fluid delivered from the cylinder 2 is supplied to the second port 14 of the speed controller 1 (1B) via the flow path 66.
  • the flow rate that is, the flow rate
  • the speed controller 1 (1B) It becomes possible to adjust (control) the operating speed (axial movement speed) of the piston 2b of the cylinder 2.
  • the pressure fluid supplied to the second port 14 of the speed controller 1 (1B) flows through the second flow path 18 to the first port 12 through the first needle valve 32 as indicated by an arrow B.
  • the pressure fluid sent from the first port 12 is sent to the atmosphere via the flow path 68 and the electromagnetic valve 4.
  • the piston 30 moves in a predetermined direction in the Y1 direction. Since the needle shaft 34 has moved to the position and the needle shaft 34 has also moved in the Y1 direction, the first needle valve 32 is in a state in which the opening degree is relatively large (a state in which no throttling action occurs). At this time, the flow rate of the pressure fluid passing through the first needle valve 32, that is, the second flow path 18, is relatively high (that is, the flow rate per unit time is large). That is, the operating speed (axial movement speed) of the piston 2b of the cylinder 2 becomes high.
  • the pressure fluid stored in the cylinder chamber 20 of the speed controller 1 (1B) moves from the cylinder chamber 20 to the valve box 46e and the The gas flows through the two-needle valve 48 to the exhaust port 24 and is exhausted (sent out) to the outside of the main body 10.
  • a decrease in the pressure fluid stored in the cylinder chamber 20, that is, a decrease in pressure acting on the one end 30 a side of the piston 30, causes the first biasing to act on the other end 30 b side of the piston 30.
  • the biasing force of the member 42 is increased, and the piston 30 starts moving in the Y2 direction by the biasing force.
  • the piston 30 and the needle shaft fixed to the piston 30 are adjusted by adjusting the flow rate (that is, the flow rate per unit time) of the pressure fluid flowing from the cylinder chamber 20 to the exhaust port 24 by the second needle valve 48. It is possible to adjust (control) the operation speed (axial movement speed) of Y in the Y2 direction. That is, when the flow rate of the pressure fluid passing through the fourth flow path 26 (more specifically, the second needle valve 48) is high (that is, the flow rate per unit time is large), the piston 30 and the needle shaft 34 The operation speed (axial movement speed) becomes higher. On the other hand, when the flow rate of the pressure fluid is low (that is, the flow rate per unit time is small), the operating speed (axial moving speed) of the piston 30 and the needle shaft 34 is low.
  • the tip end portion 34a of the needle shaft 34 fixed to the piston 30 comes into contact with, approaches, or enters the opening hole 28d to the predetermined position.
  • an adjusting action as the first needle valve 32 that is, a throttle action of the passing flow rate occurs. More specifically, since the first needle valve 32 has a relatively small opening (a state in which a throttling action occurs), the flow velocity of the pressure fluid passing through the first needle valve 32, that is, the second flow path 18. Becomes relatively slow (that is, the flow rate per unit time is small). That is, the operating speed (axial movement speed) of the piston 2b of the cylinder 2 is low (switched from high speed to low speed).
  • the operating speed of the cylinder 2 can be adjusted (controlled) in stages (here, in two stages of high speed and low speed).
  • the predetermined position (stop position) in the Y2 direction of the piston 30 is defined and adjusted by the adjustable stopper 44 as described above.
  • the flow rate (flow rate) of the pressure fluid passing through the fourth flow path 26 can be adjusted by adjusting the opening area of the second needle valve 48, that is, the flow rate (flow rate) of the passing pressure fluid. It becomes possible. Thereby, it becomes possible to adjust the operation speed (axial movement speed) of the main body 10 in the Y2 direction of the piston 30. Therefore, it is possible to adjust the timing at which the first flow rate of the first needle valve 32 starts to be reduced. That is, it is possible to adjust the timing at which the operation speed (axial movement speed) of the piston 2b of the cylinder 2 is switched from the high speed movement to the low speed movement to be advanced or delayed.
  • the opening area of the first needle valve 32 that is, the flow velocity (flow rate) of the passing pressure fluid can be adjusted. Become. That is, it becomes possible to adjust the flow velocity (flow rate) of the pressure fluid passing through the second flow path 18. Accordingly, it is possible to adjust the moving speed on the low speed side after the operating speed (axial moving speed) of the piston 2b of the cylinder 2 is switched from the high speed movement to the low speed movement. That is, since the speed immediately before stopping the piston 2b can be adjusted to be reduced to a desired speed, it is possible to mitigate the impact at the time of stopping.
  • the solenoid valve 4 is operated to switch the circuit and supply the pressure fluid to the speed controller 1 (1B) opposite to the above example. More specifically, pressurized fluid (for example, compressed air) is supplied from the external pressurized fluid supply source 3 to the first port 12 of the speed controller 1 (1B) via the flow path 60, the electromagnetic valve 4, and the flow path 68. What is necessary is just to supply.
  • pressurized fluid for example, compressed air
  • the pressure fluid supplied to the first port 12 of the speed controller 1 (1B) flows through the first flow path 16 and then flows through the first check valve 28 to the second port 14. Furthermore, it is supplied into the cylinder chamber of the cylinder 2 (here, the cylinder chamber 2a 2 on the other end 2b 2 side with respect to the piston 2b) via the flow path 66. As a result, the pressure of the pressurized fluid supplied into the cylinder chamber 2a 2 acts on the other end 2b 2 side of the piston 2b, so that the piston 2b is driven in the X2 direction.
  • FIG. 3 is a drawing of a position corresponding to FIG. 1A described above.
  • the second check valve 46 does not have the third check valve 47 inside, and a valve body 46 a configured to reciprocate in a valve box 46 e provided in the middle of the third flow path 22.
  • the valve seat 46b is provided.
  • the valve body 46a is formed using a rubber material such as NBR, and the valve seat 46b is formed using a resin material.
  • the valve body 46a moves away from the valve seat 46b by the pressure of the pressure fluid,
  • the flow path (third flow path 22) is also opened away from the inner wall of the third flow path 22.
  • the valve body 46 a is moved to the third flow path by the pressure of the pressure fluid stored in the cylinder chamber 20. 22 abuts against the inner wall, moves toward the valve seat 46b, closely contacts the valve seat 46b, and closes the flow path (third flow path 22).
  • the second check valve 46 has a structure that also serves as an on-off valve that opens and closes the fourth flow path 26. More specifically, a valve seat 46g for opening and closing the fourth flow path 26 is provided.
  • valve body 46a of the second check valve 46 moves in the direction of opening the third flow path 22, the valve body 46a comes into close contact with the valve seat 46g and the fourth flow path 26 is closed.
  • the valve body 46a of the second check valve 46 moves in the direction to close the third flow path 22, the valve body 46a is separated from the valve seat 46g and the fourth flow path 26 is opened.
  • the disclosed speed controller it is possible to adjust (control) the operating speed (moving speed) in one stroke of the external cylinder 2 step by step (two steps). That is, the operating time can be shortened by moving the piston 2b of the cylinder 2 at a high speed for a while after the piston 2b starts to move, and at a desired timing before the piston 2b stops.
  • the moving speed By switching the moving speed from high speed to low speed, it is possible to reduce the impact when the piston 2b of the cylinder 2 is stopped without using a shock absorber.
  • the first check valve and the first needle valve are realized by a simple structure using common components, and it is possible to achieve cost reduction in both the component cost and the manufacturing cost.
  • the third check valve is provided inside the valve body of the second check valve, when the flow of the pressure fluid from the first port side into the third flow path is stopped, the second urging member Due to this urging force, it is possible to solve the problem that the operation until the valve body is brought into close contact with the valve seat and the flow path is closed is not completed instantaneously. Therefore, since it is possible to promptly move to the next process in fluid control, the cycle time can be shortened. Furthermore, it is possible to reduce the size of the entire device and simplify the mechanism.

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Abstract

　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を提供する。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）とを連通する第１流路（１６）、第２流路（１８）を備え、第１流路（１６）に第１ポート（１２）から第２ポート（１４）へ通流させる第１チェック弁（２８）が設けられ、第２流路（１８）に第１ニードル弁（３２）が設けられ、第２流路（１８）は第１チェック弁（２８）の開口孔（２８ｄ）を流路の一部として構成され、第１ニードル弁（３２）はシリンダ室（２０）内のピストン（３０）に固定された先端部（３４ａ）により開口孔（２８ｄ）の開口面積を変化させて流量調整を行い、第１ポート（１２）とシリンダ室（２０）とを連通する第３流路（２２）をさらに備え、第３流路（２２）に第１ポート（１２）からシリンダ室（２０）へ通流させる第２チェック弁（４６）が設けられている。

Description

スピードコントローラ
　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、シリンダ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。
　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。
　あるいは、シリンダ自体に衝撃を緩和するクッション機構を設けることによって、停止時の衝撃緩和を図るクッション機構付空気圧シリンダに関する技術も開示されている（特許文献１）。
特開２００３－２５４３０３号公報
　しかしながら、例えばショックアブソーバを設けてシリンダ停止時の衝撃を緩和する構成の場合には、ショックアブソーバを装置に組み込む必要があるため、機構が複雑化し、また、部品コスト・組み立てコストが上昇する等の課題があった。
　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、それぞれ本体部に設けられた第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１チェック弁が設けられ、前記第２流路には、通流する圧力流体の流量を調整する第１ニードル弁が設けられ、前記第２流路は、前記第１チェック弁の径方向中央位置に開口する開口孔を流路の一部として構成され、前記第１ニードル弁は、前記本体部に設けられたシリンダ室の内部に往復動可能に配設されるピストンに固定され且つ該シリンダ室の外部に突出させたニードル軸の先端部を、前記開口孔に当接、近接、もしくは進入させて該開口孔の開口面積を変化させることにより流量の調整を行い、前記第１ポートと前記シリンダ室とを連通して圧力流体を通流させる第３流路をさらに備え、前記第３流路には、前記第１ポートから前記シリンダ室へ向かう通流のみを許容する第２チェック弁が設けられてい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、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が実現できる。したがって、シリンダ動作の高速化を図ることができると共に、ショックアブソーバを用いることなくシリンダ停止時の衝撃緩和を図ることができる。
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る。 図１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。 本発明の実施形態に係るスピードコントローラの変形例を示す概略図である。
　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１Ａ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、図１Ｂは、正面断面図（概略図）である。図２は、図１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、２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、後述の弁体２８ａやＯリング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１６および第２流路１８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、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。
　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１６（図２中の矢印Ａで例示する流路）が設けられている。また、当該第１流路１６の他に、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２流路１８（図２中の矢印Ｂで例示する流路）が設けられている。また、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とを連通して圧力流体を通流させる第３流路２２（図２中の矢印Ｃで例示する流路）が設けられている。さらに、シリンダ室２０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２中の矢印Ｄで例示する流路）が設けられている。
　先ず、第１流路１６には、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１チェック弁２８が設けられている。当該第１チェック弁２８は、弁体２８ａと弁座２８ｂとを備えて構成されており、図２中の矢印Ａ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１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弁体２８ａが弁座２８ｂ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１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弁体２８ａが弁座２８ｂに密着して流路が閉鎖する。一例として、弁体２８ａは、ＮＢＲ等のゴム材料を用いて形成され、弁座２８ｂは、本体部１０と一体に樹脂材料を用いて形成されている。
　ここで、第１チェック弁２８には、径方向中央位置に開口する開口孔２８ｄが設けられている。本実施形態においては、リング状の弁体２８ａが外周に固定された状態で、本体部１０の内側に突出する突出部１０ａに嵌め込まれて固定される弁体押さえ２８ｃが設けられている。当該弁体押さえ２８ｃの径方向中央位置に開口孔２８ｄが形成されている。一例として、弁体押さえ２８ｃは、突出部１０ａに対してスナップフィット係合構造によって嵌め込み・固定がなされる構成としており、より簡易な組み立てが可能となっている（図１、２参照）。
　次に、第２流路１８は、第１チェック弁２８の径方向中央位置に開口する開口孔２８ｄが流路の一部をなすように構成されている。
　また、第２流路１８には、通流する圧力流体の流量を調整する第１ニードル弁３２が設けられている。より具体的には、第１ニードル弁３２は、ニードル軸３４の先端部３４ａを、第１チェック弁２８の開口孔２８ｄに当接、近接、もしくは進入させて当該開口孔２８ｄの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。
　本実施形態において、ニードル軸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、ニードル軸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、ニードル軸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外へ先端部３４ａを突出させた構成となっている。なお、ニードル軸３４が挿通するハウジング３６には摺動位置にゴム製のＯリング３８が設けられており、ニードル軸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。
　上記の通り、本実施形態に係る第１チェック弁２８はチェック弁としての機能に加えて、弁体押さえ２８ｃの開口孔２８ｄを、ニードル軸３４の先端部３４ａと組み合わせて用いることにより、ニードル弁としても機能させることができる。これによれば、チェック弁およびニードル弁をそれぞれ別個に設ける構成と比較して、構造の簡素化と、部品点数の削減を図ることが可能となり、ひいては組み立てコスト、部品コストの低減を図ることが可能となる。
　また、シリンダ室２０内の容積を減少させる方向で、且つ、ニードル軸３４の先端部３４ａを開口孔２８ｄに当接、近接、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およびニードル軸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４２は、シリンダ室２０内の容積を減少させる方向で、且つ、ニードル軸３４の先端部３４ａを開口孔２８ｄに当接、近接、もしくは進入させる方向に、ピストン３０およびニードル軸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３０ｂ側に圧力流体（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）。
　また、前記の移動部材によってピストン３０およびニードル軸３４を上記方向に移動させる際に、ニードル軸３４の先端部３４ａが開口孔２８ｄに対して所定位置を超えて当接、近接、もしくは進入しないように当該ピストン３０の停止位置（すなわちニードル軸３４の先端部３４ａ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が設けられている。
　本実施形態においては、移動部材（付勢部材）として第１付勢部材４２が設けられ、調整部材として、調整式ストッパ４４が設けられている。
　当該調整式ストッパ４４は、ピストン３０のニードル軸３４固定側と反対側に固定され、キャップ４０を挿通して設けられたストロークロッド４４ａと、ストロークロッド４４ａの端部に設けられたネジ部４４ｂに螺合された調整ネジ４４ｃとを備えて構成されている。これによれば、シリンダ室２０内の容積を減少させる方向にピストン３０を移動させたとき、調整ネジ４４ｃの端部（キャップ４０と対向する側の端部）がキャップ４０と当接することによってピストン３０の移動が停止される。すなわち、ピストン３０（およびニードル軸３４）の停止位置が規定される。また、調整ネジ４４ｃを回転させることによって、キャップ４０と調整ネジ４４ｃの上記端部との距離Ｌを調整することが可能となるため、ピストン３０（およびニードル軸３４）の停止位置を調整することが可能となる。なお、図中の符号４４ｄは、調整ネジ４４ｃが意図しない回転を行わないように調整ネジ４４ｃを固定するためのナットである。
　ちなみに、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（およびニードル軸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。
　なお、他の実施例として、調整部材（例えば、上記の調整式ストッパ４４）を有しない構成としてもよい（不図示）。その場合、ニードル軸３４の先端部３４ａが開口孔２８ｄに当接した際にシリンダ室２０の内部から第１ポート１２への通流を可能とする貫通孔を先端部３４ａに設ける構成を併用してもよい（不図示）。
　次に、第３流路２２には、第１ポート１２からシリンダ室２０の内部へ向かう通流のみを許容する第２チェック弁４６が設けられている。当該第２チェック弁４６は、第３流路２２の流路途中に設けられた弁箱４６ｅ内を往復動可能に構成された弁体４６ａ、弁座４６ｂ、弁体４６ａに固定されて弁体４６ａと弁座４６ｂとの間で気密を保持するＯリング４６ｃ、弁体４６ａ（ここでは、Ｏリング４６ｃ）を弁座４６ｂに密着させる方向に付勢する第２付勢部材（一例として、コイルスプリング）４６ｄ、弁体４６ａに固定されて弁体４６ａと弁箱４６ｅとの間で気密を保持するＸリング４６ｆを備えて構成されており、図２中の矢印Ｃ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３流路２２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付勢部材４６ｄの付勢力に抗して弁体４６ａが弁座４６ｂから離隔して流路が開通する。一方、第１ポート１２側から第３流路２２内への圧力流体の通流を停止させた場合には、第２付勢部材４６ｄの付勢力によって弁体４６ａ（ここでは、Ｏリング４６ｃ）が弁座４６ｂに密着して流路が閉鎖する。一例として、弁体４６ａは、樹脂材料を用いて形成され、弁座４６ｂは、本体部１０と一体に樹脂材料を用いて形成され、Ｏリング４６ｃおよびＸリング４６ｆは、ゴム材料を用いて形成されている。なお、Ｏリング４６ｃは、弁座４６ｂに固定される構成としてもよい。また、Ｘリング４６ｆは、Ｏリングにより代用してもよい（不図示）。
　ここで、本実施形態に特徴的な構成として、第３流路２２は、流路の途中部分が第２チェック弁４６の弁体４６ａの内部を通過するように形成されている（図中、符号２２ａで示す）。さらに、この弁体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の内部へ向かう通流のみを許容する第３チェック弁４７が設けられている。
　当該第３チェック弁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弁体４７ａ、弁座４７ｂ、弁体４７ａを弁座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おり、前述の第２チェック弁４６と同様に図２中の矢印Ｃ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３流路２２（ここでは２２ａ）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３付勢部材４７ｃの付勢力に抗して弁体４７ａが弁座４７ｂから離隔して流路が開通する。一方、第１ポート１２側から第３流路２２（ここでは２２ａ）内への圧力流体の通流を停止させた場合には、第３付勢部材４７ｃの付勢力によって弁体４７ａが弁座４７ｂに密着して流路が閉鎖する。一例として、弁体４７ａは、ステンレス鋼等からなる鋼球を用いて形成され、弁座４７ｂは、第２チェック弁４６の弁体４６ａと一体に樹脂材料を用いて形成されている。
　上記のように、第３流路２２には、第１ポート１２からシリンダ室２０の内部へ向かう通流のみを許容する第２チェック弁４６および第３チェック弁４７が設けられている。特に、第３チェック弁４７は第２チェック弁４６の弁体４６ａの内部に配設されている。
　この構成によれば、弁箱４６ｅ内を往復動する弁体４６ａは、気密を保持するために弁箱４６ｅとの間にＸリング４６ｆを介在させて摺動する動作を行う。したがって、この摺動抵抗に起因して、第１ポート１２側から第３流路２２内への圧力流体の通流を停止させた場合に、第２付勢部材４６ｄの付勢力によって弁体４６ａ（ここでは、Ｏリング４６ｃ）が弁座４６ｂに密着して流路が閉鎖するまでの動作が瞬時に完了しないという問題が生じる。つまり、流体制御機器として用いる場合において次工程に速やかに移行できないという問題が生じることとなり、ひいては、サイクルタイムの増大という問題が生じ得る。
　この問題に対して、本実施形態においては、第２チェック弁４６の弁体４６ａの内部に、第３付勢部材（一例として、コイルスプリング）４７ｃによって付勢されて瞬時に動作可能な鋼球を用いた弁体４７ａを備える第３チェック弁４７を設けることによりその解決を可能としている。すなわち、第１ポート１２側から第３流路２２内への圧力流体の通流を停止させた場合には、第３チェック弁４７によって瞬時に第３流路２２が閉鎖される作用を得ることが可能となる。
　さらに、所定の時間差で第２チェック弁４６によっても第３流路２２が閉鎖される作用が生じるため、二重の閉鎖構造によって圧力流体の漏れを確実に防止することも可能となる。
　また、本実施形態のように、第２チェック弁４６の弁体４６ａの内部に第３チェック弁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。
　なお、第２チェック弁４６および第３チェック弁４７は上記の構成に限定されるものではなく、他のチェック弁構造を採用してもよい（不図示）。
　次に、第４流路２６は、第２チェック弁４６の弁体４６ａが往復動する空間部である弁箱４６ｅにおいて、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第２ニードル弁４８が設けられている。
　すなわち、図２に示すように、第４流路２６は、シリンダ室２０内から、弁箱４６ｅおよび第２ニードル弁４８を経由して、排気口２４へと連通して、本体部１０の外部へ通じる流路となっている。なお、本実施形態においては、第３流路２２における弁箱４６ｅとシリンダ室２０内とを結ぶ部分２２ｂ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、シリンダ室２０内と弁箱４６ｅとを結ぶ第４流路２６の専用流路を設ける構成としてもよい（不図示）。
　ここで、本実施形態に特徴的な構成として、前述の第２チェック弁４６は、第４流路２６の開閉を行う開閉弁を兼ねる構造となっている。より具体的には、弁箱４６ｅにおいて、弁体４６ａに対して第２付勢部材４６ｄが設けられている側に、第４流路２６の開閉を行うための弁座４６ｇが設けられている。さらに、弁体４６ａに固定されて弁体４６ａと弁座４６ｇとの間で気密を保持するＯリング４６ｈが設けられている。
　したがって、第２チェック弁４６の弁体４６ａが第３流路２２を開通する方向に移動すると、弁体４６ａ（ここでは、Ｏリング４６ｈ）が弁座４６ｇに密着して第４流路２６が閉鎖する。一方、第２チェック弁４６の弁体４６ａが第３流路２２を閉鎖する方向に移動すると、弁体４６ａ（ここでは、Ｏリング４６ｈ）が弁座４６ｇから離隔して第４流路２６が開通する。このようにして、第４流路２６の開閉が行われ、第４流路２６の開通時には、図２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。
　この構成によれば、例えば、本来シリンダ室２０内から第４流路２６を経由して排気口２４へ通流すべき圧力流体が第３流路２２へ通流してしまう等の問題を解決することができる。これは、第３流路２２を閉鎖する際に第４流路２６を開通し、また、第３流路２２を開通する際に第４流路２６を閉鎖する構成を実現しているためである。
　なお、仮に、第４流路２６へ通流すべき圧力流体が第３流路２２へ通流してしまう現象が生じると、例えば、第２チェック弁４６の弁体４６ａに第２付勢部材４６ｄの付勢力が印加されても移動しづらくなる（つまり、第３流路２２が閉鎖されづらくなる）等の問題も生じ得るが、本実施形態においては、前述の通り、瞬時に動作可能な第３チェック弁４７を備える構成であることによっても当該問題の回避が可能となっている。
　ただし、設計上、第３流路２２の開閉と、第４流路２６の開閉とは、多少のオーバーラップが設定される場合がある。
　次に、第２ニードル弁４８は、より具体的には、ニードル軸４８ａの先端部４８ｂを、所定の開口を有するオリフィス４８ｃに当接、近接、もしくは進入させて当該オリフィス４８ｃの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、オリフィス４８ｃに対するニードル軸４８ａの先端部４８ｂの位置、すなわちオリフィス４８ｃの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。
　続いて、図２の回路図を参照して、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２中の矢印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）の作用について説明する。
　スピードコントローラ１（１Ａ）の第１ポート１２に供給された圧力流体は、矢印Ａで示すように第１流路１６内を、第１チェック弁２８を経て第２ポート１４へと通流する。さらに、流路６４を経てシリンダ２のシリンダ室（ここでは、ピストン２ｂに対して一端２ｂ１側のシリンダ室２ａ１）内に供給される。これによって、シリンダ室２ａ１内に供給された圧力流体の圧力がピストン２ｂの一端２ｂ１側に作用するため、ピストン２ｂがＸ１方向に駆動される。
　上記の作用と共に、スピードコントローラ１（１Ａ）の第１ポート１２に供給された圧力流体は、矢印Ｃで示すように第３流路２２内を通流して本体部１０のシリンダ室２０内へと流入する（なお、第２チェック弁４６および第３チェック弁４７によって通流方向が制御される）。このとき、シリンダ室２０内に供給された圧力流体の圧力がピストン３０の一端３０ａ側に作用するため、第１付勢部材４２の付勢力に抗してピストン３０がＹ１方向に駆動される。これと同時に、シリンダ室２０内に圧力流体が貯留される。
　また、上記の作用と共に、ピストン３０がＹ１方向に駆動されることにより、ニードル軸３４もＹ１方向に移動するため、第１ニードル弁３２の開度が相対的に大きい状態（絞り作用が生じない状態）となる。したがって、第１ポート１２から第２ポート１４へ向かう圧力流体は第１流路および第２流路の二つの流路を最大限利用して通流可能となる。
　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１８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、矢印Ｂで示すように第２流路１８内を、第１ニードル弁３２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。）
　したがって、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、すなわち、シリンダ２から送出された圧力流体が第２流路１８内の通過を開始する時点においては、ピストン３０がＹ１方向の所定位置まで移動しており、ニードル軸３４もＹ１方向に移動していることによって、第１ニードル弁３２は開度が相対的に大きい状態（絞り作用が生じない状態）となっている。このとき、第１ニードル弁３２すなわち第２流路１８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。
　上記の作用と共に、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Ｄで示すように第４流路２６内を、シリンダ室２０内から、弁箱４６ｅおよび第２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。このとき、シリンダ室２０内に貯留されていた圧力流体の減少、すなわちピストン３０の一端３０ａ側に作用する圧力の低下によって、当該圧力よりもピストン３０の他端３０ｂ側に作用する第１付勢部材４２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。
　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、第２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ニードル軸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（より具体的には、第２ニードル弁４８）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およびニードル軸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およびニードル軸３４の動作速度（軸方向移動速度）が低速となる。
　その後、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に固定されたニードル軸３４の先端部３４ａが、開口孔２８ｄに対して所定位置まで当接、近接、もしくは進入した状態となる。このとき、第１ニードル弁３２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、第１ニードル弁３２は開度が相対的に小さい状態（絞り作用が生じる状態）となるため、第１ニードル弁３２すなわち第２流路１８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、調整式ストッパ４４によって規定および調整される。
　以上のように、第２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ニードル弁３２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。
　一方、調整式ストッパ４４によってピストン３０のＹ２方向における所定位置（停止位置）を調整することによって、第１ニードル弁３２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）を調整することが可能となる。つまり、第２流路１８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。したがって、シリンダ２のピストン２ｂの動作速度（軸方向移動速度）が高速移動から低速移動に切り替わった後の、当該低速側の移動速度を調整することが可能となる。すなわち、ピストン２ｂの停止直前の速度を所望の速度まで低速化する調整ができるため、停止時の衝撃を緩和することが可能となる。
　続いて、シリンダ２のピストン２ｂを、図２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１６内を通流し、第１チェック弁２８を経て第２ポート１４へと通流する。さらに、流路６６を経てシリンダ２のシリンダ室（ここでは、ピストン２ｂに対して他端２ｂ２側のシリンダ室２ａ２）内に供給される。これによって、シリンダ室２ａ２内に供給された圧力流体の圧力がピストン２ｂの他端２ｂ２側に作用するため、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。
　（変形例）
　次に、第２チェック弁４６の変形例を図３に示す。ここで、図３は、前述の図１Ａに対応する位置の図面である。以下、本変形例に特徴的な構成を中心に説明する。当該第２チェック弁４６は、内部に第３チェック弁４７を有しておらず、第３流路２２の流路途中に設けられた弁箱４６ｅ内を往復動可能に構成された弁体４６ａ、弁座４６ｂを備えて構成されている。一例として、弁体４６ａは、ＮＢＲ等のゴム材料を用いて形成され、弁座４６ｂは、樹脂材料を用いて形成されている。
　この構成によれば、第１ポート１２側から第３流路２２内へ圧力流体を通流させた場合に、当該圧力流体の圧力によって弁体４６ａが弁座４６ｂから離れるように移動すると共に、第３流路２２内壁からも離隔して流路（第３流路２２）が開通する。一方、第１ポート１２側から第３流路２２内への圧力流体の通流を停止させた場合には、シリンダ室２０内に貯留された圧力流体の圧力によって弁体４６ａが第３流路２２内壁に当接すると共に、弁座４６ｂに向かって移動して当該弁座４６ｂに密着して流路（第３流路２２）が閉鎖する。
　また、前述の例と同様に本変形例に係る第２チェック弁４６は、第４流路２６の開閉を行う開閉弁を兼ねる構造となっている。より具体的には、第４流路２６の開閉を行うための弁座４６ｇが設けられている。
　したがって、第２チェック弁４６の弁体４６ａが第３流路２２を開通する方向に移動すると、弁体４６ａが弁座４６ｇに密着して第４流路２６が閉鎖する。一方、第２チェック弁４６の弁体４６ａが第３流路２２を閉鎖する方向に移動すると、弁体４６ａが弁座４６ｇから離隔して第４流路２６が開通する。
　なお、本変形例に係る第２チェック弁４６に関するその他の基本的な構成および作用は前述の例と同様であるため、繰り返しの説明を省略する。
　以上説明した通り、開示のスピードコントローラによれば、外部のシリンダ２の一行程における動作速度（移動速度）を段階的（二段階）に調整（制御）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が移動を開始してから暫くの間は高速移動させることで、動作時間の短縮化を図ることができ、且つ、ピストン２ｂが停止する前に所望のタイミングでピストン２ｂの移動速度を高速から低速に切り替えることで、ショックアブソーバを用いることなくシリンダ２のピストン２ｂ停止時の衝撃緩和を図ることができる。さらに、当該ピストン２ｂの移動速度を高速から低速に切り替えるタイミング、および当該低速側の速度は、いずれも調整を行うことが可能となる。
　さらに、第１チェック弁と第１ニードル弁とを共通部品を用いて簡素な構造によって実現しており、部品コストおよび製造コストの両面において、コストの削減を達成することが可能となる。
　また、第２チェック弁の弁体の内部に第３チェック弁を設ける構成によって、第１ポート側から第３流路内への圧力流体の通流を停止させた場合に、第２付勢部材の付勢力によって弁体が弁座に密着して流路が閉鎖するまでの動作が瞬時に完了しないという問題の解決が可能となる。したがって、流体制御における次工程に速やかに移行することが可能となるため、サイクルタイムの短縮を図ることが可能となる。さらに、装置全体の小型化、機構の簡素化も実現可能としている。
　また、第３流路を閉鎖する際に第４流路を開通し、第３流路を開通する際に第４流路を閉鎖する構成が実現可能となる。したがって、例えば、本来シリンダ室内から第４流路を経由して排気口へ通流すべき圧力流体が第３流路へ通流してしまう等の問題を解決することが可能となる。
　なお、本発明は、以上説明した実施形態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可能であることは言うまでもない。

Claims (6)

  1. 　それぞれ本体部に設けられた第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１チェック弁が設けられ、
    　前記第２流路には、通流する圧力流体の流量を調整する第１ニードル弁が設けられ、
    　前記第２流路は、前記第１チェック弁の径方向中央位置に開口する開口孔を流路の一部として構成され、
    　前記第１ニードル弁は、前記本体部に設けられたシリンダ室内に往復動可能に配設されるピストンに固定され且つ該シリンダ室外に突出させたニードル軸の先端部を、前記開口孔に当接、近接、もしくは進入させて該開口孔の開口面積を変化させることにより流量の調整を行い、
    　前記第１ポートと前記シリンダ室とを連通して圧力流体を通流させる第３流路をさらに備え、
    　前記第３流路には、前記第１ポートから前記シリンダ室へ向かう通流のみを許容する第２チェック弁が設けられていること
    を特徴とするスピードコントローラ。
  2. 　前記シリンダ室と前記本体部に設けられた排気口とを連通して圧力流体を通流させる第４流路をさらに備え、
    　前記第２チェック弁は、前記第３流路を開通する方向に弁体が移動することによって前記第４流路を閉鎖し、前記第３流路を閉鎖する方向に前記弁体が移動することによって前記第４流路を開通する、前記第４流路の開閉弁を兼ねていること
    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流路は、流路の途中部分が前記第２チェック弁の前記弁体の内部を通過するように形成されており、
    　前記弁体には、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へ向かう通流のみを許容する第３チェック弁が設けられていること
    を特徴とする請求項２記載のスピードコントローラ。
  4. 　前記第４流路には、通流する圧力流体の流量を調整する第２ニードル弁が設けられていること
    を特徴とする請求項２または請求項３記載のスピードコントローラ。
  5. 　前記シリンダ室内の容積を減少させる方向で、且つ、前記ニードル軸の先端部を前記開口孔に当接、近接、もしくは進入させる方向に、前記ピストンを移動させる移動部材を備えることを特徴とする請求項１～４のいずれか一項に記載のスピードコントローラ。
  6. 　前記移動部材によって前記ピストンを移動させる際に、前記ニードル軸の先端部が前記開口孔に対して所定位置を超えて当接、近接、もしくは進入しないように該ピストンの停止位置を規定すると共に該停止位置の調整が可能な調整部材を備えること
    を特徴とする請求項５記載のスピードコントローラ。
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