JP5886621B2 - Drive system - Google Patents
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Description
本発明は、駆動システムに関し、特に、停止状態を保持するための機構に関する。 The present invention relates to a drive system, and more particularly to a mechanism for maintaining a stopped state.
工場における生産ラインなどでは、エアーシリンダが駆動源として多く用いられている。エアーシリンダには、エアーコンプレッサで圧縮されたエアーが電磁弁を介して供給されるようになっている。エアーコンプレッサとエアーシリンダとは、配管を介して接続されており、エアーシリンダを駆動させるたびに、電磁弁の切替動作により圧縮されたエアーが供給される。 In a production line in a factory, an air cylinder is often used as a drive source. Air compressed by an air compressor is supplied to the air cylinder via a solenoid valve. The air compressor and the air cylinder are connected via a pipe, and each time the air cylinder is driven, compressed air is supplied by the switching operation of the solenoid valve.
生産ラインにおけるエアーシリンダの用途としては、ワークのリフトアップなどの移動装置や、チャック装置などがあげられる。特に、チャック装置においては、チャックの開閉の駆動源として電動モータを用いる場合と比較して、装置の小型化が容易であるという優位性がある。 Applications of the air cylinder in the production line include a moving device for lifting a workpiece, a chuck device, and the like. In particular, the chuck apparatus has an advantage that the apparatus can be easily downsized as compared with the case where an electric motor is used as a driving source for opening and closing the chuck.
しかしながら、エアーコンプレッサで圧縮したエアーを、電磁弁を介してエアーシリンダに供給する駆動する駆動システムでは、エネルギ効率が低いという問題がある。仮に、エアーシリンダを用い駆動していた箇所について、電動モータに置き換えることができたとしたならば、同じ駆動を行うための駆動エネルギを1/3に低減することができると考えられる。 However, the drive system that drives the air compressed by the air compressor to the air cylinder via the electromagnetic valve has a problem of low energy efficiency. If it is possible to replace an electric motor at a location driven using an air cylinder, it is considered that the driving energy for performing the same driving can be reduced to 1/3.
ところが、上記のように、エアーシリンダに代えて同等の力を有する電動モータなどに置き換えることは、配置スペースという観点から実質的に不可能である。
また、エアーコンプレッサで圧縮したエアーを、電磁弁を介してエアーシリンダに供給する駆動システムでは、電磁弁の切替時にエアーシリンダ内の空圧が低下してしまい、エアーシリンダのロッド先端の治工具の重みなどによりエアーコンプレッサ停止直後の状態を維持することができなくなる場合もある。このように、空圧が低下することでエアーシリンダのロッドが動いてしまうと、安全性および生産ラインの精度という観点から問題がある。
However, as described above, it is substantially impossible to replace the air cylinder with an electric motor or the like having an equivalent force from the viewpoint of the arrangement space.
Also, in a drive system that supplies air compressed by an air compressor to an air cylinder via a solenoid valve, the air pressure in the air cylinder decreases when the solenoid valve is switched, and the tool at the tip of the rod of the air cylinder drops. There may be a case where the state immediately after the air compressor is stopped cannot be maintained due to a weight or the like. Thus, if the rod of the air cylinder moves due to a decrease in air pressure, there is a problem from the viewpoint of safety and production line accuracy.
なお、上記のような問題は、エアーシリンダを有する駆動システムに限らず、例えば、油圧シリンダなどの流体シリンダを有する駆動システムにおいても同様に生じ得る。
本発明は、上記のような問題の解決を図ろうとなされたものであって、既存の設備を最大限用いることによって設備コストの上昇を抑えながら、高いエネルギ効率を得ることができ、また、エネルギの供給が停止された場合にあっても流体シリンダの停止状態を確実に維持することができる駆動システムを提供することを目的とする。
Note that the above-described problem is not limited to a drive system having an air cylinder, and can occur in a drive system having a fluid cylinder such as a hydraulic cylinder, for example.
The present invention has been made to solve the above-described problems, and by using existing equipment to the maximum extent, it is possible to obtain high energy efficiency while suppressing an increase in equipment cost, and energy consumption. An object of the present invention is to provide a drive system that can reliably maintain the stopped state of the fluid cylinder even when the supply of is stopped.
そこで、本発明は、次のような構成を採用することとした。
本発明に係る駆動システムは、(i)流体シリンダと、(ii)流体容量制御部と、(iii)配管と、を備える。
(i)流体シリンダ; 第1シリンダ容器と、当該第1シリンダ容器内に可動自在の状態で収納された第1ピストンとを有し、第1シリンダ容器内に第1ピストンを仕切りとして第1シリンダ室が構成されてなる。
Therefore, the present invention adopts the following configuration.
The drive system according to the present invention includes (i) a fluid cylinder, (ii) a fluid capacity control unit, and (iii) a pipe.
(I) Fluid cylinder; a first cylinder having a first cylinder container and a first piston housed in a movable state in the first cylinder container, with the first piston as a partition in the first cylinder container A chamber is constructed.
(ii)流体容量制御部; 流体シリンダの第1シリンダ室内における流体容量を制御する。具体的には、第2シリンダ容器と、当該第2シリンダ容器内に可動自在の状態で収納された第2ピストンと、第2ピストンに連結され電動で第2ピストンを第2シリンダ容器内で可動させる電動動力源とを有し、第2シリンダ容器内に第2ピストンを仕切りとして構成された第2シリンダ室において、電動動力源からの作用を受けた第2ピストンの可動による内容積の変化に伴って流体容量が変化する。 (Ii) Fluid capacity control unit; controls the fluid capacity in the first cylinder chamber of the fluid cylinder. Specifically, the second cylinder container, the second piston housed in a movable state in the second cylinder container, and the second piston electrically connected to the second piston and movable in the second cylinder container. In the second cylinder chamber configured with the second piston as a partition in the second cylinder container, the internal volume changes due to the movement of the second piston that receives the action from the electric power source. The fluid capacity changes accordingly.
(iii)配管; 流体シリンダと流体容量制御部との間を、気密状態で接続する。具体的には、流体シリンダにおける第1シリンダ室と流体容量制御部における第2シリンダ室との間を接続し、当該接続により第1シリンダ室内および第2シリンダ室内の流体が気密保持されている。
本発明に係る駆動システムでは、流体シリンダの第1ピストンが、流体容量制御部の第2ピストンの可動に連動して可動する。そして、流体容量制御部の第2シリンダ室側には、さらに、第2ピストンの可動に追従し、且つ、前記第2ピストンの可動方向と同一の方向に可動するピン状体を有する。
(Iii) Piping; The fluid cylinder and the fluid capacity control unit are connected in an airtight state. Specifically, the first cylinder chamber in the fluid cylinder and the second cylinder chamber in the fluid capacity control unit are connected, and the fluid in the first cylinder chamber and the second cylinder chamber is kept airtight by the connection.
In the drive system according to the present invention, the first piston of the fluid cylinder moves in conjunction with the movement of the second piston of the fluid capacity control unit. The fluid capacity control unit further includes a pin-like body that follows the movement of the second piston and moves in the same direction as the movement direction of the second piston on the second cylinder chamber side.
本発明に係る駆動システムでは、流体容量制御部において、第2ピストンが第1の可動域内にある場合に、第2シリンダ室と配管とが連通状態である第1の状態となり、第2ピストンが第2の可動域内にある場合に、ピン状体の側周面により第2シリンダ室における配管に繋がる開口が閉塞されることで第2シリンダ室と配管との間の流体の流動が遮断される第2の状態となることを特徴とする。 In the drive system according to the present invention, in the fluid capacity control unit, when the second piston is in the first movable range, the second cylinder chamber and the piping are in the first state in which the second piston chamber is in communication with the second piston. When in the second movable range, the flow of fluid between the second cylinder chamber and the pipe is blocked by closing the opening connected to the pipe in the second cylinder chamber by the side peripheral surface of the pin-like body. It is characterized by being in the second state.
本発明に係る駆動システムでは、流体容量制御部において、電動動力源からの作用を受けて第2ピストンが可動し、これにより第2シリンダ室の内容積が変化する。そして、第2シリンダ室は配管を介して流体シリンダの第1シリンダ室に気密接続されているので、第2シリンダ室の内容積の変化量に応じて第1シリンダ室との間の流体の移動が生じ、流体シリンダの第1ピストンが可動する。 In the drive system according to the present invention, in the fluid capacity control unit, the second piston is moved under the action of the electric power source, thereby changing the internal volume of the second cylinder chamber. Since the second cylinder chamber is hermetically connected to the first cylinder chamber of the fluid cylinder via a pipe, the fluid moves between the first cylinder chamber and the second cylinder chamber in accordance with the amount of change in the internal volume of the second cylinder chamber. Occurs, and the first piston of the fluid cylinder moves.
このように、本発明に係る駆動システムでは、コンプレッサで圧縮された流体(エアーや油など)を電磁弁などの制御弁を介して流体シリンダに供給するのではなく、流体容量制御部における第2シリンダ室の内容積を電動動力源の作用により変化させ、これにより流体シリンダの第1ピストンを可動させるので、電磁弁などの制御弁を介して流体を供給し、これにより流体シリンダを駆動するという従来技術に比べて高いエネルギ効率を実現することができる。 As described above, in the drive system according to the present invention, the fluid (air, oil, etc.) compressed by the compressor is not supplied to the fluid cylinder via the control valve such as an electromagnetic valve, but the second in the fluid capacity control unit. Since the internal volume of the cylinder chamber is changed by the action of the electric power source, thereby moving the first piston of the fluid cylinder, fluid is supplied via a control valve such as an electromagnetic valve, thereby driving the fluid cylinder. High energy efficiency can be achieved compared to the prior art.
また、本発明に係る駆動システムでは、既存のチャック装置などの流体シリンダをそのまま用いながら、当該流体シリンダから離れた位置に流体容量制御部を設置することも可能である。このため、既存の設備を可能な限りそのまま用いながら、高いエネルギ効率を有した生産ラインの実現が可能となる。
また、本発明に係る駆動システムでは、流体容量制御部における第2ピストンが第2の可動域内にある場合、ピン状体の側周面により第2シリンダ室における配管に繋がる開口が閉塞される構成となっている。本発明に係る駆動システムでは、この構成を採用することにより、第2ピストンが第2の可動領域内にあるときに電動動力源を停止すれば、配管と第2シリンダ室との間の流体の流動が遮断されているので、第2ピストンが不所望に移動してしまうことがない。よって、本発明に係る駆動システムでは、第2ピストンが第2の可動域内にある状態でシステムの駆動を停止すれば、流体シリンダの第1ピストンの位置が停止直後の状態で維持されることになり、安全性および生産ラインの精度という観点から優れている。
In the drive system according to the present invention, it is also possible to install the fluid capacity control unit at a position away from the fluid cylinder while using the fluid cylinder such as an existing chuck device as it is. Therefore, it is possible to realize a production line having high energy efficiency while using existing equipment as much as possible.
In the drive system according to the present invention, when the second piston in the fluid capacity control unit is in the second movable range, the opening connected to the pipe in the second cylinder chamber is closed by the side peripheral surface of the pin-like body. It has become. In the drive system according to the present invention, by adopting this configuration, if the electric power source is stopped when the second piston is in the second movable region, the fluid between the pipe and the second cylinder chamber can be stopped. Since the flow is blocked, the second piston does not move undesirably. Therefore, in the drive system according to the present invention, if the drive of the system is stopped while the second piston is in the second movable range, the position of the first piston of the fluid cylinder is maintained in the state immediately after the stop. It is excellent from the viewpoint of safety and production line accuracy.
なお、電動動力源としてブレーキ付きのモータなどを用いることも考えられるが、コスト面および高い設計の自由度という観点から、ブレーキ付きのモータなどを特に用いなくても確実に流体シリンダの第1ピストンの停止状態を維持することできる本発明に係る駆動システムでは、設備コストという観点から優れている。
従って、本発明に係る駆動システムは、既存の設備を最大限用いることによって設備コストの上昇を抑えながら、高いエネルギ効率を得ることができ、また、エネルギの供給が停止された場合にあっても流体シリンダの停止状態を確実に維持することができる。
Although it is conceivable to use a motor with a brake as the electric power source, from the viewpoint of cost and high design freedom, the first piston of the fluid cylinder can be surely used without using a motor with a brake. The drive system according to the present invention that can maintain the stopped state is superior from the viewpoint of equipment cost.
Therefore, the drive system according to the present invention can obtain high energy efficiency while suppressing an increase in equipment cost by using the existing equipment to the maximum, and even when the supply of energy is stopped. The stopped state of the fluid cylinder can be reliably maintained.
本発明に係る駆動システムでは、例えば、次のようなバリエーション構成を採用することもできる。
本発明に係る駆動システムでは、上記構成を採用する場合において、流体シリンダの第1シリンダ容器内には第1ピストンを境として第1シリンダ室とは反対側に第3シリンダ室が構成されてなり、流体容量制御部は、電動動力源からの作用により第2シリンダ室の内容積の変化とは反比例の関係を以って内容積が変化する第4シリンダ室を有し、流体シリンダにおける第3シリンダ室と流体容量制御部における第4シリンダ室とは第2配管により接続されており、当該接続により第3シリンダ室内および第4シリンダ室内の流体が気密保持されており、流体容量制御部の第4シリンダ室側には、さらに第2ピストンの可動に追従し、且つ、第2ピストンの可動方向と同一の方向に可動する第2ピン状体を有し、流体容量制御部において、第2ピストンが第3の可動域内にある場合には、第2ピン状体の側周面により第4シリンダ室における第2配管に繋がる開口が閉塞されることで第4シリンダ室と第2配管との間の前記流体の流動が遮断される第3の状態となる、という構成を採用することもできる。
In the drive system according to the present invention, for example, the following variation configuration can be adopted.
In the drive system according to the present invention, when the above configuration is adopted, a third cylinder chamber is formed in the first cylinder container of the fluid cylinder on the opposite side of the first cylinder chamber with the first piston as a boundary. The fluid capacity control unit has a fourth cylinder chamber in which the internal volume changes in an inversely proportional relationship with the change in the internal volume of the second cylinder chamber due to the action from the electric power source. The cylinder chamber and the fourth cylinder chamber in the fluid capacity control unit are connected by a second pipe, and the fluid in the third cylinder chamber and the fourth cylinder chamber is hermetically maintained by the connection, and the fluid capacity control unit The 4 cylinder chamber side further has a second pin-like body that follows the movement of the second piston and moves in the same direction as the movement direction of the second piston. When the piston is in the third movable range, the opening connected to the second pipe in the fourth cylinder chamber is closed by the side peripheral surface of the second pin-shaped body, whereby the fourth cylinder chamber and the second pipe are closed. It is also possible to adopt a configuration in which a third state is reached in which the fluid flow is interrupted.
このように流体シリンダにおける第1シリンダ室と第3シリンダ室の両容積を流体容量制御部で制御することにより、流体シリンダの第1ピストンを高精度に制御することができる。
また、流体容量制御部における第2ピストンが第3の可動域内にある場合、第2ピン状体の側周面により第4シリンダ室における第2配管に繋がる開口が閉塞される構成となっている。さらに、この構成を採用することにより、第2ピストンが第3の可動領域内にあるときに電動動力源を停止すれば、第2配管と第4シリンダ室との間の流体の流動が遮断されているので、第2ピストンが不所望に移動してしまうことがない。よって、上記構成を採用する場合には、第2ピストンが第3の可動域内にある状態でシステムの駆動を停止したときにも、流体シリンダの第1ピストンの位置が停止直後の状態で維持されることになり、安全性および生産ラインの精度という観点から優れている。
Thus, by controlling both volumes of the first cylinder chamber and the third cylinder chamber in the fluid cylinder by the fluid capacity control unit, the first piston of the fluid cylinder can be controlled with high accuracy.
Moreover, when the 2nd piston in a fluid capacity | capacitance control part exists in a 3rd movable region, it becomes the structure by which the opening connected to 2nd piping in a 4th cylinder chamber is obstruct | occluded by the side peripheral surface of a 2nd pin-shaped body. . Further, by adopting this configuration, if the electric power source is stopped when the second piston is in the third movable region, the fluid flow between the second pipe and the fourth cylinder chamber is interrupted. Therefore, the second piston does not move undesirably. Therefore, when the above configuration is adopted, the position of the first piston of the fluid cylinder is maintained in the state immediately after the stop even when the driving of the system is stopped while the second piston is in the third movable range. Therefore, it is excellent in terms of safety and production line accuracy.
本発明に係る駆動システムでは、上記構成を採用する場合において、流体容量制御部における第2シリンダ容器が、直線状の筒軸を有する筒体の第1および第2の開口が第1および第2の端壁により封口されてなる容器であり、第2ピストンが第2シリンダ容器内を前記筒軸に沿って可動自在であり、第4シリンダ室が第2ピストンを境として第2シリンダ室とは筒軸方向の反対側に構成されており、ピン状体が第2ピストンにおける第2シリンダ室を臨む端面から筒軸に沿って第2シリンダ室内に突設されており、第2ピン状体が第2ピストンにおける第4シリンダ室を臨む端面から筒軸に沿って第4シリンダ室内に突設されている。そして、第1の端壁には、ピン状体の嵌入を気密状態で受け入れる第1凹部が開けられており、第2の端壁には、第2ピン状体の嵌入を気密状態で受け入れる第2凹部が設けられており、配管は、第1凹部を介して第2シリンダ室に接続されており、第2配管は、第2凹部を介して第4シリンダ室に接続されている、という構成を採用することもできる。 In the drive system according to the present invention, when the above configuration is adopted, the first and second openings of the cylindrical body having the linear cylinder shaft are the first and second openings in the second cylinder container in the fluid capacity control unit. The second piston is movable along the cylinder axis in the second cylinder container, and the fourth cylinder chamber is defined as a boundary between the second piston and the second cylinder chamber. It is comprised on the opposite side of the cylinder axis direction, and the pin-like body projects from the end face of the second piston facing the second cylinder chamber along the cylinder axis into the second cylinder chamber, and the second pin-like body is The second piston protrudes from the end face facing the fourth cylinder chamber into the fourth cylinder chamber along the cylinder axis. And the 1st recessed part which accepts insertion of a pin-shaped body in an airtight state is opened in the 1st end wall, and the 2nd end wall receives the insertion of the 2nd pin-like body in an airtight state. 2 recesses are provided, the piping is connected to the second cylinder chamber via the first recess, and the second piping is connected to the fourth cylinder chamber via the second recess. Can also be adopted.
上記のような具体的構成を採用する場合にも、上記の効果を得ることができる。即ち、ピン状体が第1凹部に嵌入したときには第1の端壁に設けられた配管に繋がる開口がピン状体の側周面で閉塞されて第2ピストンが不所望に移動することが抑制され、流体シリンダにおける第1ピストンの不所望の移動も抑制される。また、同様に、第2ピン状体が第2凹部に嵌入したときには第2の端壁に設けられた配管に繋がる開口が第2ピン状体の側周面で閉塞されて第2ピストンが不所望に移動することが抑制され、流体シリンダにおける第1ピストンの不所望の移動も抑制される。 The above effect can also be obtained when a specific configuration as described above is employed. That is, when the pin-like body is inserted into the first recess, the opening connected to the pipe provided on the first end wall is blocked by the side peripheral surface of the pin-like body, and the second piston is prevented from moving undesirably. Thus, undesired movement of the first piston in the fluid cylinder is also suppressed. Similarly, when the second pin-like body is fitted in the second recess, the opening connected to the pipe provided on the second end wall is closed by the side peripheral surface of the second pin-like body, and the second piston is not allowed. The desired movement is suppressed, and the undesired movement of the first piston in the fluid cylinder is also suppressed.
本発明に係る駆動システムでは、上記構成を採用する場合において、ピン状体および第2ピン状体の各々が、筒軸と平行な側周面を有する円柱状部と、先端のテーパー部とから構成されており、第2の状態ではピン状体の円柱状部の側周面により配管に繋がる開口が閉塞され、第3の状態では第2ピン状体の円柱状部の側周面により第2配管に繋がる開口が閉塞される、という構成を採用することもできる。 In the drive system according to the present invention, when the above configuration is adopted, each of the pin-like body and the second pin-like body includes a columnar portion having a side peripheral surface parallel to the cylinder axis and a tapered portion at the tip. In the second state, the opening connected to the pipe is closed by the side peripheral surface of the cylindrical portion of the pin-shaped body, and in the third state, the opening is connected by the side peripheral surface of the cylindrical portion of the second pin-shaped body. It is also possible to employ a configuration in which the opening connected to the two pipes is closed.
上記のような構成を採用する場合には、第2の状態でシステムが停止している場合、配管を介して流体シリンダの第1シリンダ室からの流体が流体容量制御部の第2シリンダ室に流入しようとしても、ピン状体の円柱状部における側周面で第2シリンダ室の入口が閉塞されるので、筒軸方向に向けての力成分が第2ピストンに対してかかることがない。即ち、ピン状体の円柱状部の側周面は筒軸と平行であり、当該側周面に対する流体の圧力がかかる方向は筒軸と直交する方向であり、配管からの圧力は、第2ピストンの移動方向である筒軸方向に対する成分が“0”となる。 In the case of adopting the above configuration, when the system is stopped in the second state, the fluid from the first cylinder chamber of the fluid cylinder passes through the piping to the second cylinder chamber of the fluid capacity control unit. Even if it tries to flow in, the inlet of the second cylinder chamber is closed at the side peripheral surface of the cylindrical portion of the pin-like body, so that no force component toward the cylinder axis direction is applied to the second piston. That is, the side peripheral surface of the cylindrical portion of the pin-like body is parallel to the cylinder axis, the direction in which the fluid pressure is applied to the side peripheral surface is the direction orthogonal to the cylinder axis, and the pressure from the pipe is the second The component with respect to the cylinder axis direction which is the moving direction of the piston is “0”.
同様に、第3の状態でシステムが停止している場合、第2配管を介して流体シリンダの第3シリンダ室からの流体が流体容量制御部の第4シリンダ室に流入しようとしても、第2ピン状体の円柱状部における側周面で第4シリンダ室の入口が閉塞されるので、筒軸方向に向けての力成分が第2ピストンに対してかかることがない。
本発明に係る駆動システムでは、上記構成を採用する場合において、配管および第2配管の少なくとも一方には内部の流体を補充または低減するための流体調整部が接続されている、という構成を採用することもできる。このように流体調整部を設けるようにすれば、流体シリンダおよび流体容量制御部と、配管および第2配管などとの間などにおいて、経時的な要因などにより流体の漏れなどにより配管や第2配管などに封入されている流体の圧力が変動したりした場合にあっても、流体圧力を所定の範囲に維持することができる。よって、流体シリンダの可動に係る位置精度などを高く維持することができる。
Similarly, when the system is stopped in the third state, even if fluid from the third cylinder chamber of the fluid cylinder attempts to flow into the fourth cylinder chamber of the fluid capacity control unit via the second pipe, Since the inlet of the fourth cylinder chamber is closed at the side peripheral surface of the cylindrical portion of the pin-like body, no force component toward the cylinder axis direction is applied to the second piston.
In the drive system according to the present invention, when the above configuration is adopted, a configuration is adopted in which a fluid adjustment unit for replenishing or reducing the internal fluid is connected to at least one of the pipe and the second pipe. You can also. If the fluid adjusting unit is provided as described above, the piping or the second piping is caused by a fluid leakage or the like due to factors over time between the fluid cylinder and the fluid capacity control unit and the piping and the second piping. Even when the pressure of the fluid enclosed in the fluid fluctuates, the fluid pressure can be maintained within a predetermined range. Therefore, the positional accuracy related to the movement of the fluid cylinder can be maintained high.
なお、駆動システムのメンテナンスを定期的に行う場合などにおいては、必ずしも流体調整部を設ける必要はない。
本発明に係る駆動システムでは、上記構成を採用する場合において、流体調整部が周囲温度に基づき内部の流体の補充または低減を実行する、という構成を採用することもできる。流体の圧力は、外部環境の内でも周囲温度に強く依存する。このため、周囲温度が変化した場合には、流体シリンダの可動精度が低下することも考えられるが、上記のように、周囲温度に基づき内部の流体の補充・低減する流体調整部を構成中に含むようにすれば、周囲温度の変化に伴う流体圧力の変動を抑制することでき、流体シリンダの可動精度を高く維持することができる。
In addition, when performing maintenance of a drive system regularly, it is not necessary to necessarily provide a fluid adjustment part.
In the drive system according to the present invention, when the above configuration is employed, a configuration in which the fluid adjusting unit replenishes or reduces the internal fluid based on the ambient temperature may be employed. The pressure of the fluid strongly depends on the ambient temperature even in the external environment. For this reason, when the ambient temperature changes, the fluid cylinder's moving accuracy may decrease, but as described above, the fluid adjustment unit that replenishes and reduces the internal fluid based on the ambient temperature is being configured. If it is made to include, the fluctuation | variation of the fluid pressure accompanying the change of ambient temperature can be suppressed, and the movable precision of a fluid cylinder can be maintained highly.
本発明に係る駆動システムでは、上記構成を採用する場合において、流体がエアーである、という構成を採用することもできる。なお、流体としては、エアー以外にも、例えば、窒素ガスなどの気体や、油などの液体などを採用することもできる。 In the drive system according to the present invention, when the above configuration is employed, a configuration in which the fluid is air may be employed. In addition to air, for example, a gas such as nitrogen gas or a liquid such as oil can be employed as the fluid.
以下では、本発明を実施するために携帯について、図面を参酌しながら説明する。
なお、以下の説明に係る実施の形態は、本発明の構成上の特徴および当該特徴的構成から得られる作用効果を分かりやすく説明するための例として用いるものである。よって、本発明は、その本質的な特徴部分を除き、以下の形態に何ら限定を受けるものではない。
[実施の形態1]
1.駆動システム1の概略構成
本発明の実施の形態1に係る駆動システム1の概略構成について、図1を用い説明する。
In the following, carrying in order to carry out the present invention will be described with reference to the drawings.
Note that the embodiments according to the following description are used as examples for easily explaining the structural features of the present invention and the operational effects obtained from the characteristic configurations. Therefore, the present invention is not limited to the following modes except for essential features.
[Embodiment 1]
1. Schematic Configuration of Drive System 1 A schematic configuration of the drive system 1 according to Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIG.
図1に示すように、本実施の形態に係る駆動システム1では、エアーシリンダ16とエアー容量制御部13とが、2本の配管14,15により接続されている。エアー容量制御部13からは、X軸方向左奥側に向けて回転軸131が延出されており、カップラ12を介してギアボックス11の回転軸111に接続されている。
ギアボックス11には、電動モータ10が取り付けられている。電動モータ10からの回転駆動力は、ギアボックス11を介してエアー容量制御部13に入力されるようになっている。
As shown in FIG. 1, in the drive system 1 according to the present embodiment, an
An
また、駆動システム1には、電動モータ10の回転角を監視・制御するコントローラ17が含まれており、電動モータ10の接続配線101がコントローラ17に接続されている。
駆動システム1においては、電動モータ10の動力軸の回転に応じてギアボックス11の回転軸111が回転することにより(矢印A)、エアーシリンダ16のロッド161が出没するようになっている(矢印B)。
The drive system 1 also includes a
In the drive system 1, the rotation shaft 111 of the gear box 11 rotates according to the rotation of the power shaft of the electric motor 10 (arrow A), so that the
2.駆動システム1の詳細構成
実施の形態1に係る駆動システム1の詳細構成について、図2を用い説明する。なお、図2では、駆動システム1の構成の一部を抜き出して描いている。
図2に示すように、エアー容量制御部13には、そのシリンダ容器130内に筒軸方向に可動自在のピストン133を備える。ピストン133には、ギアが形成されており、回転軸131に連結されたギア132に対して噛合している。よって、ピストン133は、ギア132の回転量に応じて筒軸方向の左右に可動するようになっている。
2. Detailed Configuration of Drive System 1 A detailed configuration of the drive system 1 according to the first embodiment will be described with reference to FIG. In FIG. 2, a part of the configuration of the drive system 1 is extracted and drawn.
As shown in FIG. 2, the air
エアー容量制御部13のシリンダ容器130内の空間は、ピストン133を境としてシリンダ室130aとシリンダ室130bとに区画されている。シリンダ室130aには、筒軸方向に延伸するように設けられた凹部130cが連通されており、凹部130cには、配管14が接続されている。同様に、シリンダ室130bには、筒軸方向に延伸するように設けられた凹部130dが連通されており、凹部130dには、配管15が接続されている。
The space in the
ピストン133には、シリンダ室130a側に向けてピン状体134が突設形成されており、シリンダ室130b側に向けてピン状体135が突設形成されている。ピン状体134,135は、それぞれ凹部130c,130dに対して気密状態で嵌入されるようになっている。
エアーシリンダ16は、シリンダ容器160内に筒軸方向に可動自在のピストン162を備える。ピストン162には、ロッド161が接続されている。エアーシリンダ16におけるシリンダ容器160内の空間は、ピストン162を境としてシリンダ室160aとシリンダ室160bとに区画されている。シリンダ室160aは、配管14を介してエアー容量制御部13のシリンダ室130aに接続されている。同様に、エアーシリンダ16のシリンダ室160bは、配管15を介してエアー容量制御部13のシリンダ室130bに接続されている。
On the
The
3.ピン状体134,135と凹部130c,130d
ピン状体134,135と凹部130c,130dとの関係および駆動システム1が奏する効果について、図3および図4を用い説明する。
先ず、図3に示すように、電動モータ10の回転駆動によりピストン133がY軸方向に右向きあるいは左向きに可動する(矢印D)。このときには、シリンダ室130a,130b(シリンダ室130bについては、図3では図示を省略。)の容積が変化し、変化した容積に相当するエアーが凹部130c,130d(凹部130dについては、図3では図示を省略。)を通り開口130eに接続された配管14,15へと押し出し、あるいは配管14,15を介して引き戻される。これにより、配管14,15に繋がるエアーシリンダ16のシリンダ室160a,160bの容積が変化し、ピストン162が可動することになる(図2を参照)。
3. Pin-shaped
The relationship between the pin-
First, as shown in FIG. 3, the
なお、図3に示すように、凹部130c,130d(凹部130dについては、図3では図示を省略。)を臨む周面には、気密性の確保のためにOリング136が取り付けられている。
次に、図4に示すように、駆動システム1においてエアーシリンダ16の駆動を停止しようとする場合には、凹部130c,130dに対して、ピン状体134,135が嵌入される(ピン状体135および凹部130dについては、図2を参照)。
As shown in FIG. 3, an O-
Next, as shown in FIG. 4, when the drive of the
ピン状体134,135は、それぞれ円柱形状をした根元側部分と、テーパー形状をした先端側部分とが一体に形成されている。そして、凹部130c,130dは、それぞれピン状体134,135の形状に対応している。
ピン状体134,135が根元部分まで凹部130c,130dに嵌入されると、Oリング136により気密状態となり、開口130eがZ軸方向下端部分で閉塞される。具体的には、ピン状体134,135の各円柱部分の側周面により開口130eのZ軸方向下端部分が閉塞される。
Each of the pin-
When the pin-
このように、ピン状体134,135が、凹部130c,130dに嵌入した場合には、円柱形状をした部分の側周面の一部により配管14,15に繋がる開口が閉塞される。これにより、エアーシリンダ16におけるピストン162の可動が抑制される。
ここで、図4に示す状態で電動モータ10への電力の供給を停止し、エアーシリンダ16のロッド161に対して外部から力が加わった場合には、配管14を介して開口130eにロッド161に加わった力に比例して圧力がかかることになる。
As described above, when the pin-
Here, when the supply of electric power to the
しかし、図4に示すように、ピン状体134における円柱形状をした部分の側周面は、開口130eの軸方向(Z軸方向)に対して直交しており、配管14からの圧力によってピストン133がY軸方向に動かされるような力の成分は生じない。ピン状体135と凹部130d、および配管15との関係についても同様となる。
従って、本実施の形態に係る駆動システム1では、エネルギの供給(電動モータ10への電力供給)が停止された場合にあってもエアーシリンダ16の停止状態を確実に維持することができる。
However, as shown in FIG. 4, the side peripheral surface of the cylindrical portion of the pin-shaped
Therefore, in the drive system 1 according to the present embodiment, the stopped state of the
また、本実施の形態に係る駆動システム1では、コンプレッサで圧縮されたエアーを電磁弁を介してエアーシリンダに供給するのではなく、エアー容量制御部13におけるシリンダ室130a,130bの内容積を電動モータ10の回転駆動により変化させ、これによりエアーシリンダ16のピストン162を可動させるので、電磁弁を用いる従来技術に比べて高いエネルギ効率を実現することができる。
Further, in the drive system 1 according to the present embodiment, the air compressed by the compressor is not supplied to the air cylinder via the electromagnetic valve, but the internal volume of the
また、本実施の形態に係る駆動システム1では、例えば、既存のチャック装置などのエアーシリンダ16をそのまま用いながら、当該エアーシリンダ16から離れた位置にエアー容量制御部13を設置することも可能である。このため、既存の設備を可能な限りそのまま用いながら、高いエネルギ効率を有した生産ラインの実現が可能となる。
なお、本実施の形態に係る駆動システム1においては、配管14を介したエアーシリンダ16のシリンダ室160aおよびエアー容量制御部13のシリンダ室130aには、例えば、1×105[Pa]〜9×105[Pa]のエアーが充填されている。
In the drive system 1 according to the present embodiment, for example, the air
In the drive system 1 according to the present embodiment, the
[実施の形態2]
本発明の実施の形態2に係る駆動システム2について、図5を用い説明する。なお、図5では、上記実施の形態1に係る駆動システム1と同一構成である要素部分には同一の符号を付しており、以下での説明を省略する。
図5に示すように、本実施の形態に係る駆動システム2では、上記実施の形態1に係る駆動システム1が有する構成に加え、エアー補充装置を備えるところに特徴を有する。具体的に、エアー補充装置は、エアーボンベと、エアーボンベ18と配管14,15とを接続する配管19〜21、さらには、配管20,21の途中に介挿されたバルブ22,23とから構成されている。この内、バルブ22,23は、例えば、システムのオペレータが手動で開閉可能となっているが、配管14,15内のエアー圧力を常時監視できる圧力センサなどを設けておき、その測定結果に基づいて自動開閉するようにしておくことも可能である。
[Embodiment 2]
A drive system 2 according to Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 5, element parts having the same configuration as that of the drive system 1 according to the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted below.
As shown in FIG. 5, the drive system 2 according to the present embodiment is characterized in that an air replenishing device is provided in addition to the configuration of the drive system 1 according to the first embodiment. Specifically, the air replenishing device includes an air cylinder,
本実施の形態に係る駆動システム2では、上記実施の形態1に係る駆動システム1の構成要素に加えて、エアータンク18などを有するエアー補充装置を設けているので、エアーシリンダ16およびエアー容量制御部13と、配管14,15との間などにおいて、経時的な要因(劣化など)により気密性が低下したような場合にあっても、配管14,15内のエアーの圧力を所定の範囲に維持することができる。よって、エアーシリンダ16の可動に係る位置精度を高く維持することができる。
In the drive system 2 according to the present embodiment, in addition to the components of the drive system 1 according to the first embodiment, an air replenishing device having an
また、本実施の形態に係る駆動システム2では、上記実施の形態1に係る駆動システム1の構成要素を全て備えているので、上記実施の形態1に係る駆動システム1が奏する効果について、同様に奏することができる。
なお、エアーシリンダ16およびエアー容量制御部13と、配管14,15との間などの気密接続の状態を考慮するとき、システム中に必ずしもエアー補充装置を設ける必要がない場合もある。
Further, since the drive system 2 according to the present embodiment includes all the components of the drive system 1 according to the first embodiment, the effects produced by the drive system 1 according to the first embodiment are similarly described. Can play.
When considering the state of airtight connection such as between the
[実施の形態3]
本発明の実施の形態3に係る駆動システム3の構成について、図6を用い説明する。なお、図6においても、上記実施の形態1に係る駆動システム1と同一構成である要素部分には同一の符号を付しており、以下での説明を省略する。
図6に示すように、本実施の形態に係る駆動システム3では、エアー容量制御部24の形態が上記実施の形態1に係る駆動システム1と相違している。具体的に、エアー容量制御部24は、シリンダ容器240内にギア242が設けられた箇所を境に互いに仕切られた2つの空間を有し、それぞれにピストン243,247が収納されている。ピストン243,247は、それぞれ筒軸方向の左右に可動可能になっており、ギア242と噛合するギアが設けられている。
[Embodiment 3]
The configuration of the drive system 3 according to Embodiment 3 of the present invention will be described with reference to FIG. Also in FIG. 6, element parts having the same configuration as that of the drive system 1 according to the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof is omitted below.
As shown in FIG. 6, in the drive system 3 according to the present embodiment, the form of the air
シリンダ容器240内では、ピストン243を境にシリンダ室240aとシリンダ室240fとが仕切られており、また、ピストン247を境にシリンダ室240bとシリンダ室240hとが仕切られている。シリンダ室240a,240bのそれぞれには、上記実施の形態1に係るエアー容量制御部13と同様に、連通する凹部240c,240dが設けられており、ピストン243,247から筒軸方向に突設されたピン状体244,245が気密状態で嵌入できるようになっている。
In the
凹部240cは配管14に接続され、凹部240dは配管15に接続されている。
一方、シリンダ室240f,240hは、連通孔240g,240iを介して外部と接続されている。これにより、ピストン243,247が可動した際においても、シリンダ室240f,240hは大気圧に維持されるようになっている。
本実施の形態に係る駆動システム3では、上記構成のエアー容量制御部24を備え、電動モータの回転駆動に伴ってギア242が回転すると、ピストン243とピストン247とが互いに逆方向に向けて可動する。これにより、シリンダ室240a,240bの一方の容積が増加し、他方の容積が減少する。このような容積変化により、上記実施の形態1に係る駆動システム1と同様に、エアーシリンダ16のロッド161が矢印Bのように出没する。
The recess 240 c is connected to the
On the other hand, the
The drive system 3 according to the present embodiment includes the air
本実施の形態に係る駆動システム3では、上記実施の形態1に係る駆動システム1に対して、構成が異なるエアー容量制御部24を有するが、同様の効果を奏することができる。また、本実施の形態に係る駆動システム3では、2つのピストン243,247により2つのシリンダ室240a,240bを構成することとしており、イニシャル段階におけるシリンダ室240a,240bの容積調整などについて、より高い作業性を実現することができる。即ち、ピストン243とピストン247との各位置の微調整を個別に行うことができるようにしておけば、上記実施の形態1に係る駆動システム1よりもイニシャル調整を容易に行うことができる。
The drive system 3 according to the present embodiment has the air
[実施の形態4]
本発明の実施の形態4に係る駆動システム4の構成について、図7を用い説明する。なお、図7においても、上記実施の形態1,2に係る駆動システム1,2と同一構成である要素部分には同一の符号を付しており、以下での説明を省略する。
図7に示すように、本実施の形態に係る駆動システム4では、上記実施の形態2に係る駆動システム2の構成に加え、温度補正装置を備えるところに特徴を有する。具体的に、温度補正装置は、補正シリンダ25,27,29,31と、配管26,30を主な要素として構成されている。
[Embodiment 4]
The configuration of the drive system 4 according to Embodiment 4 of the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 7 as well, element parts having the same configuration as those of the drive systems 1 and 2 according to the first and second embodiments are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be omitted.
As shown in FIG. 7, the drive system 4 according to the present embodiment is characterized in that a temperature correction device is provided in addition to the configuration of the drive system 2 according to the second embodiment. Specifically, the temperature correction device includes
補正シリンダ25,27は、それぞれシリンダ容器250,270を備え、各シリンダ容器250,270の内部にピストン251,271が可動自在の状態で収納されている。シリンダ容器250,270の各内部は、ピストン251,271を境として、それぞれシリンダ室250a,250b,270a,270bが区画されている。そして、補正シリンダ251におけるシリンダ室250aは、配管26を介して配管14に連通されている。
The
なお、シリンダ容器250,270におけるシリンダ室250b,270bは、それぞれ開口250c,270cを通して解放されている。
補正シリンダ29,31についても同様に、シリンダ容器290,310内が、ピストン291,311を境にしてそれぞれシリンダ室290a,290b,310a,310bに区画され、シリンダ室290b,310bは、開口290c,310cを通して解放されている。また、補正シリンダ29におけるシリンダ容器290のシリンダ室290aは、配管30を介して配管15に連通されている。
The cylinder chambers 250b and 270b in the
Similarly, the
補正シリンダ25のピストン251と補正シリンダ27のピストン271とは、連結ロッド28により互いに連結されており、補正シリンダ29のピストン291と補正シリンダ31のピストン311とは、連結ロッド32により互いに連結されている。
ここで、補正シリンダ27のシリンダ室270aと補正シリンダ31のシリンダ室310aのそれぞれには、高熱膨張流体が封入されている。高熱膨張流体の一例としては、例えば、パラフィンなどを採用することができる。高熱膨張流体については、パラフィン以外のものを採用することもでき、線膨張率の高い物質を用いることが望ましい。パラフィンを採用する場合には、その線膨張率αは、110×10-6[/℃]であり、体積膨張率βは、次の数式の関係となる。
[数1]β=3α
図7に示すように、上記構成の温度補正装置を備える駆動システム4では、例えば、外部気温が上昇して配管14,15内のエアーの圧力が上昇する傾向を示した場合に、補正シリンダ27のシリンダ室270aおよび補正シリンダ31のシリンダ室310aに各々封入された高熱膨張流体も膨張することになる。このため、補正シリンダ27のシリンダ室270aの容積、および補正シリンダ31のシリンダ室310aの容積が大きくなり、ピストン271,311が移動する。そして、ピストン271,311に連結ロッド28,32でそれぞれ連結されたピストン251,291も移動することになり、シリンダ室250a,290aの容積がそれぞれ拡大されることになる。
The
Here, each of the
[Equation 1] β = 3α
As shown in FIG. 7, in the drive system 4 including the temperature correction device having the above-described configuration, for example, when the external air temperature rises and the pressure of the air in the
シリンダ室250a,290aの容積の拡大の程度は、上昇温度に比例したシリンダ室270a,310aの容積拡大に比例することになる。
なお、システムの周囲温度が低下した場合には、温度補正装置は上記とは逆の動きをする。
以上のような構成を有する駆動システム4では、周囲温度が上下した場合にも、温度補正装置の働きにより配管14,15およびエアーシリンダ16のシリンダ室160a,160bおよびエアー容量制御部13のシリンダ室130a,130bに封入されているエアー圧力が所定の範囲に維持される。よって、本実施の形態に係る駆動システム4では、上記実施の形態2に係る駆動システム2が奏する効果に加えて、周囲温度が上下した場合にあっても、高い精度を以ってシステム駆動することができる。
The degree of expansion of the volumes of the
When the ambient temperature of the system decreases, the temperature correction device moves in the reverse direction.
In the drive system 4 having the above-described configuration, the
なお、補正シリンダ27のシリンダ室270aおよび補正シリンダ31のシリンダ室310aに封入される高熱膨張流体については、上記で一例として採用したパラフィン以外の物質を用いることも可能であるが、その場合には各物質の線膨張率を考慮し、ピストン251とピストン271との間、およびピストン291とピストン311との間に、例えば、ギアなどを介挿させ、これによりピストン271,311の可動ストロークxに対し、ピストン251,291の可動ストロークyが次の数式を満足するようにしておくことで同様の効果を得ることができる。
[数2]y=k×x
上記数式において、“k”は、配管14,15などに封入されるエアーとシリンダ室270a,310aに封入される高熱膨張流体との熱膨張率の差異に基づく係数である。
For the high thermal expansion fluid sealed in the
[Expression 2] y = k × x
In the above formula, “k” is a coefficient based on the difference in thermal expansion coefficient between the air sealed in the
[実施の形態5]
本発明の実施の形態5に係る駆動システム5の構成について、図8を用い説明する。なお、図8においても、上記実施の形態1に係る駆動システム1と同一構成である要素部分には同一の符号を付しており、以下での説明を省略する。
図8に示すように、本実施の形態に係る駆動システム5では、一つのエアー容量制御部13に対して、二つのエアーシリンダ36,46が接続されている。エアーシリンダ36,46は、ともに同じ構成を有し、シリンダ容器360,460内に移動自在の状態でピストン362,462が収納されている。そして、シリンダ容器360,460におけるシリンダ室360a,360b,460a,460bのエアー容量の変化によりピストン362,462に取り付けられたロッド361,461が矢印D,Eの方向に出没する。
[Embodiment 5]
The configuration of the drive system 5 according to Embodiment 5 of the present invention will be described with reference to FIG. In FIG. 8 as well, element parts having the same configuration as that of the drive system 1 according to the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and description thereof will be omitted.
As shown in FIG. 8, in the drive system 5 according to the present embodiment, two
本実施の形態に係る駆動システム5では、エアー容量制御部13のシリンダ室130aに繋がる配管44が、途中で分岐されており、エアーシリンダ36のシリンダ室360aとエアーシリンダ46のシリンダ室460aとに接続されている。同様に、エアー容量制御部13のシリンダ室130bに繋がる配管45も、途中で分岐されており、エアーシリンダ36のシリンダ室360bとエアーシリンダ46のシリンダ室460bに接続されている。
In the drive system 5 according to the present embodiment, the
以上のような構成を有する駆動システム5では、エアー容量制御部13におけるピストン133が紙面に向かって右向きに移動すると、その移動量に応じて、エアーシリンダ36のピストン362、およびエアーシリンダ46のピストン462がともに紙面に向かって左向きに移動する。
逆に、エアー容量制御部13におけるピストン133が紙面に向かって左向きに移動すると、その移動量に応じて、エアーシリンダ36のピストン362、およびエアーシリンダ46のピストン462が紙面に向かって右向きに移動する。
In the drive system 5 having the above-described configuration, when the
Conversely, when the
なお、エアーシリンダ36のピストン362とエアーシリンダ46のピストン462との移動方向を逆向きにしようとするときには、エアーシリンダ36に対する配管44と配管45の接続を逆にするか、エアーシリンダ46に対する配管44と配管45の接続を逆にすることで実現することができる。
以上のような構成を採用する場合には、電磁弁を用いることなく、二つのエアーシリンダ36,46を駆動することができるとともに、上記同様に、高いエネルギ効率を得ることができる。
When the movement direction of the
In the case of adopting the above configuration, the two
[その他の事項]
上記実施の形態1,2,3,4に係る駆動システム1,2,3,4では、一つのエアーシリンダ16に対して一つのエアー容量制御部13,24を設けることとしたが、本発明では、一つのエアー容量制御部13,24により制御するエアーシリンダの数を二つ以上とすることも可能である。
[Other matters]
In the drive systems 1, 2, 3, and 4 according to the above-described first, second, third, and fourth embodiments, one air
このように、一つのエアー容量制御部13,24で二つ以上のエアーシリンダの駆動を制御する場合には、上記実施の形態5に係る駆動システム5の構成を採用する他、各エアーシリンダとエアー容量制御部13,24との配管中などに開閉バルブを介挿し、その開閉動作により駆動させるエアーシリンダを選択することが可能となる。
また、上記実施の形態1,2,3,4,5では、ギア132,242を介して電動モータ10の回転駆動力をピストン133,243,247に伝達し、ピストン133,243,247を可動させる構成としたが、本発明では、電動動力源について、回転駆動力を出力する電動モータ10に限定するものではない。例えば、電動動力源として、リニアモータや電磁ソレノイドなどを用いることもできる。
As described above, when the drive of two or more air cylinders is controlled by one air
In the first, second, third, fourth, and fifth embodiments, the rotational driving force of the
また、上記実施の形態3に係る駆動システム3のように、エアー容量制御部24に2つのピストン243,247を備える場合の他、三つ以上のピストンを備える構成のエアー容量制御部を採用することもできる。
また、上記実施の形態1,2,3,4,5に係る駆動システム1,2,3,4,5では、流体の一例としてエアーを採用したが、その他にも、窒素ガスなどの気体や、油などの液体などを採用することもできる。
Further, as in the driving system 3 according to the third embodiment, in addition to the case where the air
In the drive systems 1, 2, 3, 4, and 5 according to the first, second, third, fourth, and fifth embodiments, air is used as an example of the fluid. Liquids such as oil can also be used.
また、上記実施の形態1,2,3,4に係る駆動システム1,2,3,4では、エアーシリンダ16の2つのシリンダ室160a,160bの両室内における流体の容量を制御することとしたが、本発明は、必ずしもエアーシリンダにおけるピストンを挟んだ2つのシリンダ室の両方についてエアー(流体)の容量をエアー(流体)容量制御部で制御する必要はない。ただし、エアーシリンダの駆動において、一方の方向へのピストン移動に負圧で制御することが必要となるので、ピストンを挟んだ両シリンダ室の流体を制御することが望ましい。
In the drive systems 1, 2, 3, and 4 according to the first, second, third, and fourth embodiments, the volume of fluid in both the two
また、上記実施の形態1,2,3,4,5に係る駆動システム1,2,3,4,5では、エアー容量制御部13,24におけるピン状体134,135,244,245がピストン133,243,244の端部に直接接合された形態を一例としたが、ピストンに対するピン状体の取り付け位置および取り付け形態については、ピストンに可動に連動して可動するようにピン状体を設けるようにできれば、これに限定されるものではない。例えば、ピン状体をピストンに対して直接接合せず、図2に示すギア132との噛合により連動して可動するようにすることで、ある範囲の可動域内でシリンダ室と配管との間の流体流通経路が閉塞されるようにすることもできる。
In the drive systems 1, 2, 3, 4, and 5 according to the first, second, third, fourth, and fifth embodiments, the pin-
また、ピン状体の形態については、図2などに示す中空のピン状体134,135だけでなく、中実のピン状体や、矩形断面形状を有するピン状体などを採用することもできる。
As for the form of the pin-shaped body, not only the hollow pin-shaped
本発明は、既存の設備を最大限利用することによって設備コストを抑えながら、エネルギ効率の高い駆動システムを構築するのに有用である。 The present invention is useful for constructing a drive system with high energy efficiency while suppressing the equipment cost by maximizing the use of existing equipment.
1,2,3,4,5.駆動システム
10.電動モータ
11.ギアボックス
12.カップラ
13,24.エアー容量制御部
14,15,19,20,21,26,30,44,45.配管
16,36,46.エアーシリンダ
17.コントローラ
18.エアーボンベ
22,23.バルブ
25,27,29,31.補正シリンダ
28,32.連結ロッド
101.接続配線
111,131.回転軸
130,160,240,250,270,290,310,360,460.シリンダ容器
130a,130b,160a,160b,240a,240b,240f,240h,250a,250b,270a,270b,290a,290b,310a,310b,360a,360b,460a,460b.シリンダ室
130c,130d,240c,240d.凹部
130e,240g,240i,250c,270c,290c,310c.開口
132,242.ギア
133,162,243,247,251,271,291,311,362,462.ピストン
134,135,244,245.ピン状体
136.Oリング
161,361,461.ロッド
1, 2, 3, 4, 5.
Claims (6)
前記流体シリンダの前記第1シリンダ室内における流体容量を制御する流体容量制御部と、
前記流体シリンダと前記流体容量制御部との間を、気密状態で接続する配管と、
を備え、
前記流体容量制御部は、第2シリンダ容器と、当該第2シリンダ容器内に可動自在の状態で収納された第2ピストンと、前記第2ピストンに連結され電動で前記第2ピストンを前記第2シリンダ容器内で可動させる電動動力源とを有し、前記第2シリンダ容器内に前記第2ピストンを仕切りとして構成された第2シリンダ室において、前記電動動力源からの作用を受けた前記第2ピストンの可動による内容積の変化に伴って流体容量が変化し、
前記配管は、前記流体シリンダにおける前記第1シリンダ室と前記流体容量制御部における前記第2シリンダ室との間を接続し、当該接続により前記第1シリンダ室内および前記第2シリンダ室内の流体が気密保持されており、
前記流体シリンダの前記第1ピストンは、前記流体容量制御部の前記第2ピストンの可動に連動して可動し、
前記流体容量制御部の前記第2シリンダ室側には、さらに、前記第2ピストンの可動に追従し、且つ、前記第2ピストンの可動方向と同一の方向に可動するピン状体を有し、
前記流体容量制御部において、
前記第2ピストンが第1の可動域内にある場合には、前記第2シリンダ室と前記配管とが連通状態である第1の状態となり、
前記第2ピストンが第2の可動域内にある場合には、前記ピン状体の側周面により前記第2シリンダ室における前記配管に繋がる開口が閉塞されることで前記第2シリンダ室と前記配管との間の前記流体の流動が遮断される第2の状態となるものであって、
前記流体は、エアーである
ことを特徴とする駆動システム。 The first cylinder chamber includes a first cylinder container and a first piston housed in a movable state in the first cylinder container, and the first cylinder chamber is configured with the first piston as a partition in the first cylinder container. A fluid cylinder,
A fluid capacity controller for controlling a fluid capacity in the first cylinder chamber of the fluid cylinder;
A pipe connecting the fluid cylinder and the fluid capacity control unit in an airtight state;
With
The fluid capacity control unit includes a second cylinder container, a second piston housed in a movable state in the second cylinder container, and the second piston electrically connected to the second piston. An electric power source that is movable in the cylinder container, and the second cylinder chamber configured with the second piston as a partition in the second cylinder container receives the action from the electric power source. The fluid capacity changes as the internal volume changes due to the movement of the piston,
The pipe connects between the first cylinder chamber in the fluid cylinder and the second cylinder chamber in the fluid capacity control unit, and the fluid in the first cylinder chamber and the second cylinder chamber is hermetically sealed by the connection. Is retained,
The first piston of the fluid cylinder moves in conjunction with the movement of the second piston of the fluid capacity control unit,
On the second cylinder chamber side of the fluid capacity controller, there is further provided a pin-like body that follows the movement of the second piston and moves in the same direction as the movement direction of the second piston,
In the fluid capacity control unit,
When the second piston is in the first movable range, the second cylinder chamber and the pipe are in a first state in a communication state,
When the second piston is in the second movable range, an opening connected to the pipe in the second cylinder chamber is closed by a side peripheral surface of the pin-like body, so that the second cylinder chamber and the pipe are closed. flow of said fluid a shall such the second state is blocked between,
The drive system , wherein the fluid is air .
前記流体容量制御部は、前記電動動力源からの作用により、前記第2シリンダ室の内容積の変化とは反比例の関係を以って内容積が変化する第4シリンダ室を有し、
前記流体シリンダにおける前記第3シリンダ室と前記流体容量制御部における前記第4シリンダ室とは、第2配管により接続されており、当該接続により前記第3シリンダ室内および前記第4シリンダ室内の流体が気密保持されており、
前記流体容量制御部の前記第4シリンダ室側には、さらに、前記第2ピストンの可動に追従し、且つ、前記第2ピストンの可動方向と同一の方向に可動する第2ピン状体を有し、
前記流体容量制御部において、前記第2ピストンが第3の可動域内にある場合には、前記第2ピン状体の側周面により第4シリンダ室における前記第2配管に繋がる開口が閉塞されることで前記第4シリンダ室と前記第2配管との間の前記流体の流動が遮断される第3の状態となる
ことを特徴とする請求項1に記載の駆動システム。 In the first cylinder container of the fluid cylinder, a third cylinder chamber is configured on the opposite side of the first cylinder chamber with the first piston as a boundary,
The fluid capacity control unit has a fourth cylinder chamber in which the internal volume changes in an inverse proportion to the change in the internal volume of the second cylinder chamber due to the action from the electric power source,
The third cylinder chamber in the fluid cylinder and the fourth cylinder chamber in the fluid capacity control unit are connected by a second pipe, and the fluid in the third cylinder chamber and the fourth cylinder chamber is connected by the connection. Airtight,
The fluid capacity control unit further includes a second pin-like body that follows the movement of the second piston and moves in the same direction as the movement direction of the second piston, on the fourth cylinder chamber side. And
In the fluid capacity control unit, when the second piston is in the third movable range, an opening connected to the second pipe in the fourth cylinder chamber is blocked by a side peripheral surface of the second pin-like body. The drive system according to claim 1, wherein the third system is configured such that the fluid flow between the fourth cylinder chamber and the second pipe is blocked.
前記第2シリンダ容器は、直線状の筒軸を有する筒体の第1および第2の開口が第1および第2の端壁により封口されてなる容器であり、
前記第2ピストンは、前記第2シリンダ容器内を前記筒軸に沿って可動自在であり、
前記第4シリンダ室は、前記第2ピストンを境として前記第2シリンダ室とは前記筒軸方向の反対側に構成されてなり、
前記ピン状体は、前記第2ピストンにおける前記第2シリンダ室を臨む端面から前記筒軸に沿って前記第2シリンダ室内に突設されており、
前記第2ピン状体は、前記第2ピストンにおける前記第4シリンダ室を臨む端面から前記筒軸に沿って前記第4シリンダ室内に突設されており、
前記第1の端壁には、前記ピン状体の嵌入を気密状態で受け入れる第1凹部が開けられており、
前記第2の端壁には、前記第2ピン状体の嵌入を気密状態で受け入れる第2凹部が設けられており、
前記配管は、前記第1凹部を介して前記第2シリンダ室に接続されており、
前記第2配管は、前記第2凹部を介して前記第4シリンダ室に接続されている
ことを特徴とする請求項2に記載の駆動システム。 In the fluid capacity control unit,
The second cylinder container is a container in which first and second openings of a cylinder having a linear cylinder axis are sealed by first and second end walls,
The second piston is movable along the cylinder axis in the second cylinder container,
The fourth cylinder chamber is configured on the opposite side of the cylinder axis direction from the second cylinder chamber with the second piston as a boundary,
The pin-like body protrudes from the end face of the second piston facing the second cylinder chamber along the cylinder axis into the second cylinder chamber,
The second pin-like body protrudes from the end face of the second piston facing the fourth cylinder chamber along the cylinder axis into the fourth cylinder chamber,
The first end wall is opened with a first recess for receiving the pin-like body in an airtight state,
The second end wall is provided with a second recess for receiving the insertion of the second pin-like body in an airtight state,
The pipe is connected to the second cylinder chamber via the first recess;
The drive system according to claim 2, wherein the second pipe is connected to the fourth cylinder chamber via the second recess.
前記第2の状態では、前記ピン状体の前記円柱状部の側周面により前記配管に繋がる開口が閉塞され、
前記第3の状態では、前記第2ピン状体の前記円柱状部の側周面により前記第2配管に繋がる開口が閉塞される
ことを特徴とする請求項3に記載の駆動システム。 Each of the pin-like body and the second pin-like body is composed of a columnar portion having a side peripheral surface parallel to the cylindrical axis, and a tapered portion at the tip.
In the second state, an opening connected to the pipe is closed by a side peripheral surface of the columnar portion of the pin-shaped body,
4. The drive system according to claim 3, wherein in the third state, an opening connected to the second pipe is closed by a side peripheral surface of the columnar portion of the second pin-like body.
ことを特徴とする請求項2から請求項4の何れかに記載の駆動システム。 5. The drive according to claim 2, wherein at least one of the pipe and the second pipe is connected to a fluid adjusting unit for replenishing or reducing an internal fluid. system.
ことを特徴とする請求項5に記載の駆動システム。
The drive system according to claim 5, wherein the fluid adjustment unit performs the replenishment or reduction based on an ambient temperature.
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