JP6927896B2

JP6927896B2 - Cylinder device

Info

Publication number: JP6927896B2
Application number: JP2018013839A
Authority: JP
Inventors: 敏之森; 謙豊丸; 横田　英明; 英明横田
Original assignee: Kosmek KK; Toyota Motor Corp
Current assignee: Kosmek KK; Toyota Motor Corp
Priority date: 2018-01-30
Filing date: 2018-01-30
Publication date: 2021-09-01
Anticipated expiration: 2038-01-30
Also published as: JP2019132322A

Description

本発明はシリンダ装置に関する。 The present invention relates to a cylinder device.

生産工程などにおいて、ワークなどのクランプ対象物をクランプするシリンダ装置が用いられている。シリンダ装置では、ピストンを例えば油圧などで移動させる。ピストンの位置に応じて開閉する弁機構を備え、空気圧を用いてピストンの位置を検出する技術が知られている（特許文献１）。 In a production process or the like, a cylinder device for clamping an object to be clamped such as a work is used. In the cylinder device, the piston is moved by, for example, flood control. A technique is known in which a valve mechanism that opens and closes according to the position of the piston is provided and the position of the piston is detected using air pressure (Patent Document 1).

特開２０１６−６３５３号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2016-6353

しかし特許文献１のシリンダ装置は、ピストンの位置に応じて開閉する弁機構を複数備え、各弁機構に高圧エアを供給する通路が複数設けられる。したがってシリンダ装置の構成が複雑になる。そこで、簡単な構成のシリンダ装置を提供することを目的とする。 However, the cylinder device of Patent Document 1 includes a plurality of valve mechanisms that open and close according to the position of the piston, and each valve mechanism is provided with a plurality of passages for supplying high-pressure air. Therefore, the configuration of the cylinder device becomes complicated. Therefore, it is an object of the present invention to provide a cylinder device having a simple configuration.

上記目的は、エア通路、第１流体室および第２流体室を有するシリンダ本体と、前記第１流体室内の流体の圧力および前記第２流体室内の流体の圧力により前記シリンダ本体内において往復可能に収納されたピストンと、前記第１流体室内の流体の圧力を検出する第１流体圧センサと、前記第２流体室内の流体の圧力を検出する第２流体圧センサと、前記エア通路にエアを供給するエア源と、前記エア通路内の圧力を検出する空気圧センサと、前記エア通路に設けられた第１弁と、前記エア通路の前記第１弁よりも下流側に設けられた第２弁と、を具備し、前記エア通路の一端は前記エア源および前記空気圧センサに接続され、前記エア通路の他端は外界に連通し、前記第２流体室内の圧力により前記ピストンが前記シリンダ本体内の一方の限界位置に到達するとき、前記ピストンに押圧されることで前記第１弁は閉弁し、前記第２弁は開弁し、前記第１流体室内の圧力により前記ピストンが前記シリンダ本体内の他方の限界位置に到達するとき、前記第１弁は開弁し、前記ピストンに押圧されることで前記第２弁は閉弁し、前記ピストンが前記一方の限界位置と前記他方の限界位置との間にあるとき、前記第１弁および前記第２弁は開弁するシリンダ装置によって達成できる。 The purpose is to reciprocate in the cylinder body having an air passage, a first fluid chamber and a second fluid chamber, and the pressure of the fluid in the first fluid chamber and the pressure of the fluid in the second fluid chamber. The housed piston, the first fluid pressure sensor that detects the pressure of the fluid in the first fluid chamber, the second fluid pressure sensor that detects the pressure of the fluid in the second fluid chamber, and the air in the air passage. The air source to be supplied, the air pressure sensor that detects the pressure in the air passage, the first valve provided in the air passage, and the second valve provided on the downstream side of the first valve of the air passage. One end of the air passage is connected to the air source and the air pressure sensor, the other end of the air passage communicates with the outside world, and the pressure in the second fluid chamber causes the piston to move into the cylinder body. When one of the limit positions is reached, the first valve is closed by being pressed by the piston, the second valve is opened, and the pressure in the first fluid chamber causes the piston to move to the cylinder body. When the other limit position is reached, the first valve is opened, the second valve is closed by being pressed by the piston, and the piston is at the one limit position and the other limit. When between positions, the first valve and the second valve can be achieved by a cylinder device that opens.

簡単な構成のシリンダ装置を提供できる。 A cylinder device having a simple configuration can be provided.

図１はシリンダ装置を例示する断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a cylinder device. 図２はシリンダ装置を例示する断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating the cylinder device. 図３はシリンダ装置を例示する断面図である。FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating the cylinder device. 図４（ａ）および図４（ｂ）は圧力およびピストンの位置を例示する図である。4 (a) and 4 (b) are diagrams illustrating the pressure and the position of the piston.

（実施形態）
以下、図面を参照して本実施形態のシリンダ装置１０について説明する。図１〜図３はシリンダ装置１０を例示する断面図である。 (Embodiment)
Hereinafter, the cylinder device 10 of the present embodiment will be described with reference to the drawings. 1 to 3 are cross-sectional views illustrating the cylinder device 10.

図１に示すように、シリンダ装置１０は、シリンダ本体１２、ピストン１４、加圧エア源３６、空気圧スイッチ３８、油圧供給源４０、油圧スイッチ４２および４４を備える。シリンダ本体１２は固定台３０の装着孔に装着され、ピストン１４はシリンダ本体１２内に往復可能に収納される。 As shown in FIG. 1, the cylinder device 10 includes a cylinder body 12, a piston 14, a pressurized air source 36, a pneumatic switch 38, a hydraulic supply source 40, and hydraulic switches 42 and 44. The cylinder body 12 is mounted in the mounting hole of the fixing base 30, and the piston 14 is housed in the cylinder body 12 so as to be reciprocating.

ピストン１４は被駆動部１４ａとロッド部１４ｂとを含む。被駆動部１４ａおよびロッド部１４ｂは例えば円筒形である。被駆動部１４ａはロッド部１４ｂよりも＋Ｚ側の部分であり、ロッド部１４ｂより大きな径を有する。ロッド部１４ｂは被駆動部１４ａより−Ｚ側に位置し、大径部１４ｃと小径部１４ｄとを有する。大径部１４ｃは被駆動部１４ａに連結され、小径部１４ｄよりも大きな径を有する。小径部１４ｄは大径部１４ｃより−Ｚ側に位置する。 The piston 14 includes a driven portion 14a and a rod portion 14b. The driven portion 14a and the rod portion 14b are, for example, cylindrical. The driven portion 14a is a portion on the + Z side of the rod portion 14b and has a diameter larger than that of the rod portion 14b. The rod portion 14b is located on the −Z side of the driven portion 14a and has a large diameter portion 14c and a small diameter portion 14d. The large diameter portion 14c is connected to the driven portion 14a and has a larger diameter than the small diameter portion 14d. The small diameter portion 14d is located on the −Z side of the large diameter portion 14c.

Ｚ軸方向はピストン１４の摺動方向である。例えばロッド部１４ｂには不図示のステージなどを取り付けることができる。ピストン１４が一端側（＋Ｚ側）と他端側（−Ｚ側）との間で上下動することで、ワークのステージへの積載、およびワークのステージから冶具への受け渡しなどが可能である。 The Z-axis direction is the sliding direction of the piston 14. For example, a stage (not shown) or the like can be attached to the rod portion 14b. By moving the piston 14 up and down between one end side (+ Z side) and the other end side (−Z side), it is possible to load the work on the stage and deliver the work from the stage to the jig.

シリンダ本体１２には油圧室１６および１８が形成される。ピストン１４の被駆動部１４ａの＋Ｚ側の面１３は油圧室１６（第１流体室）内に位置し、シリンダ本体１２の＋Ｚ側内壁に対向する。被駆動部１４ａの−Ｚ側の面１５は油圧室１８（第２流体室）内に位置し、シリンダ本体１２の−Ｚ側内壁に対向する。 Hydraulic chambers 16 and 18 are formed in the cylinder body 12. The surface 13 on the + Z side of the driven portion 14a of the piston 14 is located in the hydraulic chamber 16 (first fluid chamber) and faces the inner wall on the + Z side of the cylinder body 12. The −Z side surface 15 of the driven portion 14a is located in the hydraulic chamber 18 (second fluid chamber) and faces the −Z side inner wall of the cylinder body 12.

シリンダ本体１２内には、エア弁２０および２２、エア通路２４、２６および２８が設けられている。固定台３０内にはエア通路３２および３４が形成されている。エア通路３２はシリンダ本体１２内のエア通路２８に接続されている。エア通路３４はシリンダ本体１２内のエア通路２６に接続され、かつ固定台３０の外部に延伸する。エア通路２４、２６、２８、３２および３４は一つのエア通路を形成し、途中にエア弁２０および２２が設けられている。エア弁２２は、エア弁２０よりもエア通路の下流側に位置する。 Air valves 20 and 22 and air passages 24, 26 and 28 are provided in the cylinder body 12. Air passages 32 and 34 are formed in the fixed base 30. The air passage 32 is connected to the air passage 28 in the cylinder body 12. The air passage 34 is connected to the air passage 26 in the cylinder body 12 and extends to the outside of the fixing base 30. The air passages 24, 26, 28, 32 and 34 form one air passage, and air valves 20 and 22 are provided in the middle. The air valve 22 is located on the downstream side of the air passage with respect to the air valve 20.

エア通路３４の一端は加圧エア源３６に接続され、エア通路３４の途中に空気圧スイッチ３８（空気圧センサ）が設けられている。エア通路２６の一端はエア通路３４の他端に接続され、他端はエア弁２０（第１弁）の一端に接続されている。エア通路２４の一端はエア弁２０の他端に接続され、エア通路２４の他端はエア弁２２（第２弁）の一端に接続されている。エア通路２８の一端はエア弁２２の他端に接続され、エア通路２８の他端はエア通路２８および３２を通じて外界に連通している。 One end of the air passage 34 is connected to the pressurized air source 36, and an air pressure switch 38 (pneumatic sensor) is provided in the middle of the air passage 34. One end of the air passage 26 is connected to the other end of the air passage 34, and the other end is connected to one end of the air valve 20 (first valve). One end of the air passage 24 is connected to the other end of the air valve 20, and the other end of the air passage 24 is connected to one end of the air valve 22 (second valve). One end of the air passage 28 is connected to the other end of the air valve 22, and the other end of the air passage 28 communicates with the outside world through the air passages 28 and 32.

加圧エア源３６は、空気圧スイッチ３８を介して、例えば大気圧以上の圧力の空気をエア通路３４に供給する。空気圧スイッチ３８は空気の圧力によりオン・オフの切替を行い、例えばエア通路３４内の気圧が閾値以上ならばオン、気圧が閾値未満ならばオフとなる。閾値は例えば大気圧より高い気圧である。 The pressurized air source 36 supplies air having a pressure equal to or higher than the atmospheric pressure to the air passage 34 via the air pressure switch 38. The air pressure switch 38 switches on and off according to the pressure of air. For example, the air pressure switch 38 is turned on when the air pressure in the air passage 34 is equal to or higher than the threshold value, and turned off when the air pressure is lower than the threshold value. The threshold is, for example, a pressure higher than atmospheric pressure.

エア弁２０および２２はピストン１４の位置に応じて開閉する。エア弁２０は、油圧室１６に突出する突出部２０ａを有する。エア弁２２は、ロッド部１４ｂに向けて突出する突出部２２ａを有する。ピストン１４が＋Ｚ側限界位置（上昇端）にあるとき、エア弁２０の突出部２０ａがピストン１４に押圧されることでエア弁２０は閉弁し、ピストン１４がそれ以外の位置にあるとき開弁する。ピストン１４が−Ｚ側限界位置（下降端）にあるとき、エア弁２２の突出部２２ａがピストン１４に押圧されることでエア弁２２は閉弁し、ピストン１４がそれ以外の位置にあるとき開弁する。 The air valves 20 and 22 open and close according to the position of the piston 14. The air valve 20 has a protruding portion 20a protruding into the hydraulic chamber 16. The air valve 22 has a protruding portion 22a that protrudes toward the rod portion 14b. When the piston 14 is in the + Z side limit position (rising end), the air valve 20 is closed by pressing the protruding portion 20a of the air valve 20 against the piston 14, and is opened when the piston 14 is in any other position. To speak. When the piston 14 is in the −Z side limit position (lowering end), the air valve 22 is closed by pressing the protruding portion 22a of the air valve 22 against the piston 14, and the piston 14 is in another position. Open the valve.

油路４６および４８はシリンダ本体１２および固定台３０内に形成され、かつ固定台３０の外部に延伸する。油路４６および４８は例えば逆止弁および可変絞り弁などを含む。油路４６の一端は油圧供給源４０に接続され、他端は油圧室１６に接続され、途中に油圧スイッチ４２（第１流体圧センサ）が設けられている。油路４８の一端は油圧供給源４０に接続され、他端は油圧室１８に接続され、途中に油圧スイッチ４４（第２流体圧センサ）が設けられている。 The oil passages 46 and 48 are formed in the cylinder body 12 and the fixing base 30, and extend to the outside of the fixing base 30. Oil passages 46 and 48 include, for example, check valves and variable throttle valves. One end of the oil passage 46 is connected to the hydraulic supply source 40, the other end is connected to the hydraulic chamber 16, and a hydraulic switch 42 (first fluid pressure sensor) is provided in the middle. One end of the oil passage 48 is connected to the hydraulic supply source 40, the other end is connected to the hydraulic chamber 18, and a hydraulic switch 44 (second fluid pressure sensor) is provided in the middle.

油圧供給源４０は、油路４６を通じて油圧室１６に作動油の供給または排出を行い、油路４８を通じて油圧室１８に作動油の供給または排出を行う。これにより油圧室１６および１８内の油圧が増加または低減する。 The hydraulic supply source 40 supplies or discharges hydraulic oil to the hydraulic chamber 16 through the oil passage 46, and supplies or discharges hydraulic oil to the hydraulic chamber 18 through the oil passage 48. As a result, the oil pressure in the hydraulic chambers 16 and 18 is increased or decreased.

油圧スイッチ４２および４４は、油圧によりオン・オフの切替を行う。油圧スイッチ４２は、例えば油圧室１６の油圧が閾値以上ならばオン、油圧が閾値未満ならばオフとなる。油圧スイッチ４４は、例えば油圧室１８の油圧が閾値以上ならばオン、油圧が閾値未満ならばオフとなる。 The hydraulic switches 42 and 44 are switched on and off by flood control. For example, the hydraulic switch 42 is turned on when the oil pressure in the hydraulic chamber 16 is equal to or higher than the threshold value, and turned off when the oil pressure in the hydraulic chamber 16 is less than the threshold value. The hydraulic switch 44 is turned on when the oil pressure in the hydraulic chamber 18 is equal to or higher than the threshold value, and turned off when the oil pressure in the hydraulic chamber 18 is lower than the threshold value.

ピストン１４の面１３が油圧室１６内の油圧を受け、面１５が油圧室１８内の油圧を受けることで、ピストン１４はＺ軸方向に摺動する。図１ではピストン１４が＋Ｚ側限界位置と−Ｚ側限界位置との間に位置している。このとき、エア弁２０の突出部２０ａおよびエア弁２２の突出部２２ａはピストン１４に押圧されず、エア弁２０および２２は開弁する。このため、エア通路３２および２８、エア弁２２、エア通路２４、エア弁２０、エア通路２６および３４が外界の大気に連通する。エア通路３４内の気圧は大気圧となり、閾値未満であるため、空気圧スイッチ３８はオフである。 The surface 13 of the piston 14 receives the oil pressure in the hydraulic chamber 16, and the surface 15 receives the oil pressure in the hydraulic chamber 18, so that the piston 14 slides in the Z-axis direction. In FIG. 1, the piston 14 is located between the + Z side limit position and the −Z side limit position. At this time, the protruding portion 20a of the air valve 20 and the protruding portion 22a of the air valve 22 are not pressed by the piston 14, and the air valves 20 and 22 are opened. Therefore, the air passages 32 and 28, the air valve 22, the air passage 24, the air valve 20, and the air passages 26 and 34 communicate with the outside atmosphere. Since the pressure in the air passage 34 is atmospheric pressure and is less than the threshold value, the air pressure switch 38 is off.

図２の例では、油圧供給源４０が油圧室１６から作業油を排出し、かつ油圧室１８に作動油を供給する。油圧室１６内の油圧が低下し油圧室１８内の油圧が上昇する。このとき、油圧スイッチ４２は低い油圧を感知しオフになる。油圧スイッチ４４は高い油圧を感知しオンになる。 In the example of FIG. 2, the hydraulic supply source 40 discharges the work oil from the hydraulic chamber 16 and supplies the hydraulic oil to the hydraulic chamber 18. The oil pressure in the hydraulic chamber 16 decreases, and the oil pressure in the hydraulic chamber 18 increases. At this time, the hydraulic switch 42 senses low oil pressure and turns off. The hydraulic switch 44 senses high oil pressure and turns on.

ピストン１４の面１５の受ける油圧が面１３の受ける油圧よりも高くなり、ピストン１４は＋Ｚ方向に移動し、上昇端に到達する。ピストン１４の面１３がエア弁２０の突出部２０ａを押圧することでエア弁２０は閉弁し、エア通路２６とエア通路２４との間が遮断される。エア弁２２は開弁しており、エア通路３２、２８および２４は大気に連通する。一方、エア弁２０が閉弁するため、エア通路２６および３４は大気に連通しない。エア弁２０が閉弁した状態でエア通路２６および３４に高圧の空気が供給されると、エア通路２６および３４内の圧力が所定の設定圧力（閾値）以上となる。その上昇圧力が空気圧スイッチ３８によって検出される。すなわち空気圧スイッチ３８は高い気圧を感知し、オンになる。 The oil pressure received by the surface 15 of the piston 14 becomes higher than the oil pressure received by the surface 13, and the piston 14 moves in the + Z direction and reaches the rising end. When the surface 13 of the piston 14 presses the protruding portion 20a of the air valve 20, the air valve 20 is closed and the space between the air passage 26 and the air passage 24 is cut off. The air valve 22 is open and the air passages 32, 28 and 24 communicate with the atmosphere. On the other hand, since the air valve 20 is closed, the air passages 26 and 34 do not communicate with the atmosphere. When high-pressure air is supplied to the air passages 26 and 34 with the air valve 20 closed, the pressure in the air passages 26 and 34 becomes equal to or higher than a predetermined set pressure (threshold value). The rising pressure is detected by the pneumatic switch 38. That is, the air pressure switch 38 senses a high atmospheric pressure and turns on.

図３の例では、油圧供給源４０が油圧室１８から作業油を排出し、かつ油圧室１６に作動油を供給する。油圧室１８内の油圧が低下し油圧室１６内の油圧が上昇する。油圧スイッチ４２は高い油圧を感知しオンになる。油圧スイッチ４４は低い油圧を感知しオフになる。 In the example of FIG. 3, the hydraulic supply source 40 discharges the work oil from the hydraulic chamber 18 and supplies the hydraulic oil to the hydraulic chamber 16. The oil pressure in the hydraulic chamber 18 decreases, and the oil pressure in the hydraulic chamber 16 increases. The hydraulic switch 42 senses high oil pressure and turns on. The hydraulic switch 44 senses low oil pressure and turns off.

ピストン１４の面１３の受ける油圧が面１５の受ける油圧よりも高くなり、ピストン１４は−Ｚ方向に移動し、下降端に到達する。ピストン１４の大径部１４ｃがエア弁２２の突出部２２ａを押圧することでエア弁２２は閉弁し、エア通路２４とエア通路２８との間は遮断される。エア弁２０は開弁しており、エア通路２４とエア通路２６とは連通する。エア弁２２が閉弁した状態でエア通路２４、２６および３４に高圧の空気が供給されると、エア通路２４、２６および３４内の圧力が所定の設定圧力（閾値）以上となる。その上昇圧力が空気圧スイッチ３８によって検出される。すなわち空気圧スイッチ３８は高い気圧を感知し、オンになる。 The oil pressure received by the surface 13 of the piston 14 becomes higher than the oil pressure received by the surface 15, and the piston 14 moves in the −Z direction and reaches the descending end. When the large diameter portion 14c of the piston 14 presses the protruding portion 22a of the air valve 22, the air valve 22 is closed and the space between the air passage 24 and the air passage 28 is cut off. The air valve 20 is open, and the air passage 24 and the air passage 26 communicate with each other. When high-pressure air is supplied to the air passages 24, 26, and 34 with the air valve 22 closed, the pressure in the air passages 24, 26, and 34 becomes equal to or higher than a predetermined set pressure (threshold value). The rising pressure is detected by the pneumatic switch 38. That is, the air pressure switch 38 senses a high atmospheric pressure and turns on.

図４（ａ）および図４（ｂ）は圧力およびピストン１４の位置を例示する図であり、図４（ａ）はピストン１４が上昇する例であり、図４（ｂ）はピストン１４が下降する例である。両方の図において左の縦軸は圧力、右の縦軸はピストン１４の位置、横軸は時間である。なお、ピストン１４の位置の「−Ｚ」は−Ｚ側限界位置（下降端）、「＋Ｚ」は＋Ｚ側限界位置（上昇端）を表す。実線はピストン１４の位置および空気圧スイッチ３８に加わる圧力、破線は油圧スイッチ４２に加わる油圧、点線は油圧スイッチ４４に加わる油圧を示す。 4 (a) and 4 (b) are diagrams illustrating the pressure and the position of the piston 14, FIG. 4 (a) is an example in which the piston 14 is raised, and FIG. 4 (b) is a diagram in which the piston 14 is lowered. This is an example of In both figures, the left vertical axis is the pressure, the right vertical axis is the position of the piston 14, and the horizontal axis is the time. The "-Z" of the position of the piston 14 represents the limit position on the -Z side (lowering end), and the "+ Z" represents the limit position on the + Z side (rising end). The solid line indicates the position of the piston 14 and the pressure applied to the pneumatic switch 38, the broken line indicates the oil pressure applied to the hydraulic switch 42, and the dotted line indicates the oil pressure applied to the hydraulic switch 44.

図４（ａ）に示すように、時間ｔ１付近まで、油圧室１６内の油圧はＰｏ１であり、油圧室１８内の油圧はＰｏ２である。油圧スイッチ４２および４４の閾値はＰｏ１とＰｏ２との間にあり、油圧スイッチ４２はオン、油圧スイッチ４４はオフである。このときピストン１４は下降端に位置し（図３の状態）、エア弁２０は開弁し、エア弁２２は閉弁している。空気圧スイッチ３８の閾値はＰａ１とＰａ２との間であり、空気圧スイッチ３８に加わる圧力はＰａ１であるため空気圧スイッチ３８はオンである。 As shown in FIG. 4A, the oil pressure in the hydraulic chamber 16 is Po1 and the oil pressure in the hydraulic chamber 18 is Po2 until around time t1. The thresholds of the hydraulic switches 42 and 44 are between Po1 and Po2, the hydraulic switch 42 is on and the hydraulic switch 44 is off. At this time, the piston 14 is located at the descending end (state in FIG. 3), the air valve 20 is opened, and the air valve 22 is closed. The threshold value of the air pressure switch 38 is between Pa1 and Pa2, and the pressure applied to the air pressure switch 38 is Pa1, so the air pressure switch 38 is on.

時間ｔ１付近において油圧室１６内の油圧が減少を開始し、油圧室１８内の油圧は上昇を開始する。これによりピストン１４が上昇し、エア弁２２が開弁する。空気圧スイッチ３８に加わる圧力はＰａ２まで低下し、空気圧スイッチ３８はオフになる。時間ｔ２においてピストン１４が上昇端（＋Ｚ）に到達すると、エア弁２０が閉弁するため、空気圧スイッチ３８に加わる圧力は再びＰａ１程度まで上昇し、空気圧スイッチ３８はオンになる。 Around time t1, the oil pressure in the hydraulic chamber 16 starts to decrease, and the oil pressure in the hydraulic chamber 18 starts to increase. As a result, the piston 14 rises and the air valve 22 opens. The pressure applied to the pneumatic switch 38 drops to Pa2, and the pneumatic switch 38 is turned off. When the piston 14 reaches the rising end (+ Z) at time t2, the air valve 20 closes, so that the pressure applied to the pneumatic switch 38 rises to about Pa1 again, and the pneumatic switch 38 is turned on.

図４（ｂ）に示すように、時間ｔ３付近まで、油圧室１８内の油圧はＰｏ１であり、油圧室１６内の油圧はＰｏ２である。油圧スイッチ４４はオン、油圧スイッチ４２はオフである。このときピストン１４は上昇端に位置し（図２の状態）、エア弁２０は閉弁し、エア弁２２は開弁している。空気圧スイッチ３８の閾値はＰａ３とＰａ２との間にあり、空気圧スイッチ３８に加わる圧力はＰａ３であるため空気圧スイッチ３８はオンである。 As shown in FIG. 4B, the oil pressure in the hydraulic chamber 18 is Po1 and the oil pressure in the hydraulic chamber 16 is Po2 until around time t3. The hydraulic switch 44 is on and the hydraulic switch 42 is off. At this time, the piston 14 is located at the rising end (state in FIG. 2), the air valve 20 is closed, and the air valve 22 is open. The threshold value of the air pressure switch 38 is between Pa3 and Pa2, and the pressure applied to the air pressure switch 38 is Pa3, so that the air pressure switch 38 is on.

時間ｔ３付近において油圧室１８内の油圧が減少を開始し、油圧室１６内の油圧は上昇を開始する。これによりピストン１４が下降し、エア弁２０が開弁する。空気圧スイッチ３８に加わる圧力はＰａ２まで低下し、空気圧スイッチ３８はオフになる。時間ｔ４においてピストン１４が下降端（−Ｚ）に到達すると、エア弁２２が閉弁するため、空気圧スイッチ３８に加わる圧力は再びＰａ３程度まで上昇し、空気圧スイッチ３８はオンになる。 Around time t3, the oil pressure in the hydraulic chamber 18 starts to decrease, and the oil pressure in the hydraulic chamber 16 starts to increase. As a result, the piston 14 is lowered and the air valve 20 is opened. The pressure applied to the pneumatic switch 38 drops to Pa2, and the pneumatic switch 38 is turned off. When the piston 14 reaches the descending end (−Z) at time t4, the air valve 22 closes, so that the pressure applied to the air pressure switch 38 rises to about Pa3 again, and the air pressure switch 38 is turned on.

表１はピストン１４の位置と油圧スイッチ４２および４４ならびに空気圧スイッチ３８の状態との関係を示す表である。

表１に示すように、ピストン１４が上昇端にあるとき、油圧スイッチ４４および空気圧スイッチ３８はオンであり、油圧スイッチ４２はオフである。ピストン１４が下降端にあるとき、油圧スイッチ４２および空気圧スイッチ３８はオンであり、油圧スイッチ４４はオフである。ピストン１４が上昇端と下降端との間の位置（表１の中間）にあるとき、空気圧スイッチ３８はオフである。油圧スイッチ４２および４４は、油圧供給源４０に応じてオン・オフが切り替わる。 Table 1 is a table showing the relationship between the position of the piston 14 and the states of the

hydraulic switches

42 and 44 and the pneumatic switch 38.

As shown in Table 1, when the piston 14 is at the rising end, the hydraulic switch 44 and the pneumatic switch 38 are on and the hydraulic switch 42 is off. When the piston 14 is at the descending end, the hydraulic switch 42 and the pneumatic switch 38 are on and the hydraulic switch 44 is off. The pneumatic switch 38 is off when the piston 14 is in a position between the ascending and descending ends (middle of Table 1). The

hydraulic switches

42 and 44 are switched on and off according to the hydraulic supply source 40.

本実施形態によれば、空気圧スイッチ３８、油圧スイッチ４２および４４のオン・オフによりピストン１４の位置を検出することができる。具体的には、油圧スイッチ４４および空気圧スイッチ３８がオンならば、ピストン１４の位置は上昇端である。油圧スイッチ４２および空気圧スイッチ３８がオンならば、ピストン１４の位置は下降端である。空気圧スイッチ３８がオフならば、ピストン１４は中間の位置にある。このため、油圧および空気圧を用いてピストン１４の位置を正確に検出することができる。 According to this embodiment, the position of the piston 14 can be detected by turning on / off the pneumatic switch 38, the hydraulic switch 42 and 44. Specifically, if the hydraulic switch 44 and the pneumatic switch 38 are on, the position of the piston 14 is the rising end. If the hydraulic switch 42 and the pneumatic switch 38 are on, the position of the piston 14 is the descending end. If the pneumatic switch 38 is off, the piston 14 is in the middle position. Therefore, the position of the piston 14 can be accurately detected by using the hydraulic pressure and the pneumatic pressure.

エア弁２０とエア弁２２とがエア通路２４により接続され、エア弁２２はエア通路２４、２６および３４を介して加圧エア源３６に接続される。つまり、エア通路２４、２６および２８が形成する１つのエア通路の途中に２つのエア弁２０および２２が設けられている。このためエア弁２２を加圧エア源３６に直接つながなくてよく、シリンダ装置１０の構成が簡単になる。エア通路の本数が少ないため、シリンダ装置１０の配置のスペースも小さくすることができる。 The air valve 20 and the air valve 22 are connected by an air passage 24, and the air valve 22 is connected to the pressurized air source 36 via the air passages 24, 26 and 34. That is, two air valves 20 and 22 are provided in the middle of one air passage formed by the air passages 24, 26 and 28. Therefore, the air valve 22 does not have to be directly connected to the pressurized air source 36, which simplifies the configuration of the cylinder device 10. Since the number of air passages is small, the space for arranging the cylinder device 10 can be reduced.

エア弁２０および２２のうち一方のみ（例えばエア弁２０のみ）を用いると、位置検出の精度が低下する。例えば、油圧スイッチ４２がオンになってからの時間をタイマで計測し、所定時間経過後にピストン１４の位置を下降端と判断することがある。しかしピストン１４の移動速度が遅い場合、またはピストン１４が移動の途中で停止した場合には、ピストン１４が下降端に到達しないにもかかわらず、所定時間が経過する。このためピストン１４の位置の誤検出が発生し、例えば生産工程の他の装置が誤作動することもある。 If only one of the air valves 20 and 22 (for example, only the air valve 20) is used, the accuracy of position detection is lowered. For example, the time after the hydraulic switch 42 is turned on may be measured by a timer, and the position of the piston 14 may be determined as the descending end after a predetermined time has elapsed. However, when the moving speed of the piston 14 is slow, or when the piston 14 stops in the middle of the movement, a predetermined time elapses even though the piston 14 does not reach the descending end. Therefore, erroneous detection of the position of the piston 14 may occur, and for example, other devices in the production process may malfunction.

本実施形態によれば、ピストン１４が上昇端に到達することで閉じるエア弁２０と、ピストン１４が下降端に到達することで閉じるエア弁２２の両方を用いる。これによりピストン１４が上昇端および下降端のどちらに位置しても、油圧および空気圧の両方を用いて位置検出が可能であり、精度が向上する。この結果、例えば生産工程の他の装置の誤作動も抑制される。 According to this embodiment, both the air valve 20 that closes when the piston 14 reaches the rising end and the air valve 22 that closes when the piston 14 reaches the falling end are used. As a result, regardless of whether the piston 14 is located at the rising end or the falling end, the position can be detected using both hydraulic pressure and pneumatic pressure, and the accuracy is improved. As a result, for example, malfunctions of other devices in the production process are suppressed.

例えばコンピュータを空気圧スイッチ３８、油圧スイッチ４２および４４に接続してもよい。これらのスイッチのオンおよびオフをコンピュータが検出し、自動的にピストン１４の位置を検出することができる。 For example, a computer may be connected to a pneumatic switch 38, a hydraulic switch 42 and 44. The computer can detect the on and off of these switches and automatically detect the position of the piston 14.

空気圧スイッチ３８、油圧スイッチ４２および４４以外の圧力センサを用いてもよい。ピストン１４が上昇端または下降端に位置するとき、空気圧および油圧が高くなる。油圧室１６および１８に流入および流出しピストン１４に圧力をかける流体は作動油以外の流体でもよく、液体でも気体でもよい。固定台３０内にエア通路および油路を設けず、例えばシリンダ本体１２内のエア通路を加圧エア源３６および空気圧スイッチ３８に直接つないでもよく、大気に直接解放してもよい。シリンダ本体１２内の油路を油圧スイッチ４２および４４に直接つないでもよい。 Pressure sensors other than the pneumatic switch 38 and the hydraulic switches 42 and 44 may be used. When the piston 14 is located at the ascending or descending end, the air pressure and oil pressure increase. The fluid that flows into and out of the hydraulic chambers 16 and 18 and applies pressure to the piston 14 may be a fluid other than hydraulic oil, or may be a liquid or a gas. The air passage and the oil passage may not be provided in the fixed base 30, and the air passage in the cylinder body 12, for example, may be directly connected to the pressurized air source 36 and the air pressure switch 38, or may be directly released to the atmosphere. The oil passage in the cylinder body 12 may be directly connected to the hydraulic switches 42 and 44.

以上本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明は係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。 Although the preferred embodiments of the present invention have been described in detail above, the present invention is not limited to the specific embodiments, and various modifications and modifications are made within the scope of the gist of the present invention described in the claims. It can be changed.

１０シリンダ装置
１２シリンダ本体
１４ピストン
１４ａ被駆動部
１４ｂロッド部
１４ｃ大径部
１４ｄ小径部
１３、１５面
１６油圧室（第１流体室）
１８油圧室（第２流体室）
２０エア弁（第１弁）
２２エア弁（第２弁）
２０ａ、２２ａ突出部
２４、２６、２８、３２、３４エア通路
３０固定台
３６加圧エア源
３８空気圧スイッチ（空気圧センサ）
４０油圧供給源
４２油圧スイッチ（第１流体圧センサ）
４４油圧スイッチ（第２流体圧センサ）
４６、４８油路 10 Cylinder device 12 Cylinder body 14 Piston 14a Driven part 14b Rod part 14c Large diameter part 14d Small diameter part 13, 15 faces 16 Hydraulic chamber (first fluid chamber)
18 Hydraulic chamber (second fluid chamber)
20 Air valve (1st valve)
22 Air valve (2nd valve)
20a, 22a Protruding parts 24, 26, 28, 32, 34 Air passage 30 Fixed base 36 Pressurized air source 38 Pneumatic switch (pneumatic sensor)
40 Flood control source 42 Flood control switch (first fluid pressure sensor)
44 Flood control switch (second fluid pressure sensor)
46, 48 oil channels

Claims

A cylinder body having an air passage, a first fluid chamber and a second fluid chamber,
A piston housed reciprocally in the cylinder body due to the pressure of the fluid in the first fluid chamber and the pressure of the fluid in the second fluid chamber.
A first fluid pressure sensor that detects the pressure of the fluid in the first fluid chamber,
A second fluid pressure sensor that detects the pressure of the fluid in the second fluid chamber, and
An air source that supplies air to the air passage and
An air pressure sensor that detects the pressure in the air passage and
The first valve provided in the air passage and
A second valve provided on the downstream side of the first valve of the air passage is provided.
One end of the air passage is connected to the air source and the air pressure sensor, and the other end of the air passage communicates with the outside world.
When the piston reaches one limit position in the cylinder body due to the pressure in the second fluid chamber, the first valve is closed and the second valve is opened by being pressed by the piston. ,
When the piston reaches the other limit position in the cylinder body due to the pressure in the first fluid chamber, the first valve opens, and when pressed by the piston, the second valve closes. ,
A cylinder device in which the first valve and the second valve are opened when the piston is between the one limit position and the other limit position.