特開 2019-44952 エアシリンダ用流体回路およびその設計方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2019-44952(P2019-44952A)

(43)【公開日】2019年3月22日

(54)【発明の名称】エアシリンダ用流体回路およびその設計方法

(51)【国際特許分類】

   F15B 11/064 20060101AFI20190222BHJP

【ＦＩ】

   F15B11/064

【審査請求】未請求

【請求項の数】10

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2017-197673(P2017-197673)

(22)【出願日】2017年10月11日

(31)【優先権主張番号】特願2017-165113(P2017-165113)

(32)【優先日】2017年8月30日

(33)【優先権主張国】JP

(71)【出願人】

【識別番号】000102511

【氏名又は名称】ＳＭＣ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100077665

【弁理士】

【氏名又は名称】千葉 剛宏

(74)【代理人】

【識別番号】100116676

【弁理士】

【氏名又は名称】宮寺 利幸

(74)【代理人】

【識別番号】100191134

【弁理士】

【氏名又は名称】千馬 隆之

(74)【代理人】

【識別番号】100149261

【弁理士】

【氏名又は名称】大内 秀治

(74)【代理人】

【識別番号】100136548

【弁理士】

【氏名又は名称】仲宗根 康晴

(74)【代理人】

【識別番号】100136641

【弁理士】

【氏名又は名称】坂井 志郎

(74)【代理人】

【識別番号】100180448

【弁理士】

【氏名又は名称】関口 亨祐

(74)【代理人】

【識別番号】100169225

【弁理士】

【氏名又は名称】山野 明

(72)【発明者】

【氏名】▲高▼田 芳行

(72)【発明者】

【氏名】浅葉 毅

(72)【発明者】

【氏名】風間 晶博

(72)【発明者】

【氏名】妹尾 満

(72)【発明者】

【氏名】張 護平

【テーマコード（参考）】

3H089

【Ｆターム（参考）】

3H089BB14

3H089BB27

3H089CC01

3H089DB86

3H089GG03

(57)【要約】

【課題】固定オリフィスを設ける必要を無くす等流体回路の簡素化を図るとともに、圧縮空気の消費量の低減を図る。
【解決手段】エアシリンダ用流体回路１０は、圧縮空気の給排を切り換える切換弁１４とエアシリンダ１２のシリンダポート部３４、３６との間を配管１６、１８で接続したものであって、配管１６、１８の音速コンダクタンスが切換弁１４およびシリンダポート部３４、３６の音速コンダクタンスよりも小さい。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

圧縮空気の給排を切り換える切換弁とエアシリンダのシリンダポート部との間を配管で接続したエアシリンダ用流体回路であって、
前記配管の音速コンダクタンスが前記切換弁および前記シリンダポート部の音速コンダクタンスよりも小さい
ことを特徴とするエアシリンダ用流体回路。

【請求項2】

請求項１記載のエアシリンダ用流体回路において、
前記配管の音速コンダクタンスが前記切換弁および前記シリンダポート部の音速コンダクタンスの１／２以下である
ことを特徴とするエアシリンダ用流体回路。

【請求項3】

請求項１記載のエアシリンダ用流体回路において、
前記配管と前記シリンダポート部との間にスピードコントローラが介設され、前記配管の音速コンダクタンスが前記スピードコントローラの音速コンダクタンスよりも小さい
ことを特徴とするエアシリンダ用流体回路。

【請求項4】

請求項３記載のエアシリンダ用流体回路において、
前記配管の音速コンダクタンスが前記切換弁、前記シリンダポート部および前記スピードコントローラの音速コンダクタンスの１／２以下である
ことを特徴とするエアシリンダ用流体回路。

【請求項5】

請求項４記載のエアシリンダ用流体回路において、
前記配管の音速コンダクタンスが前記スピードコントローラの音速コンダクタンスの略１／２である
ことを特徴とするエアシリンダ用流体回路。

【請求項6】

請求項１記載のエアシリンダ用流体回路において、
前記切換弁の排気ポートにサイレンサが設けられ、前記配管の音速コンダクタンスが前記サイレンサの音速コンダクタンスよりも小さい
ことを特徴とするエアシリンダ用流体回路。

【請求項7】

請求項６記載のエアシリンダ用流体回路において、
前記配管の音速コンダクタンスが前記切換弁、前記シリンダポート部および前記サイレンサの音速コンダクタンスの１／２以下である
ことを特徴とするエアシリンダ用流体回路。

【請求項8】

圧縮空気の給排を切り換える切換弁とエアシリンダのシリンダポート部との間を配管で接続したエアシリンダ用流体回路の設計方法であって、
エアシリンダ用データベース、配管用データベースおよび切換弁用データベースの中から所定のものを選択して、前記配管の音速コンダクタンスが前記切換弁および前記シリンダポート部の音速コンダクタンスよりも小さくなるように設計することを特徴とするエアシリンダ用流体回路の設計方法。

【請求項9】

請求項８記載のエアシリンダ用流体回路の設計方法であって、
前記エアシリンダ用流体回路は前記配管と前記シリンダポート部との間にスピードコントローラが介設されるものであり、スピードコントローラ用データベースの中から所定のものを選択して、前記配管の音速コンダクタンスが前記スピードコントローラの音速コンダクタンスよりも小さくなるように設計することを特徴とするエアシリンダ用流体回路の設計方法。

【請求項10】

請求項８記載のエアシリンダ用流体回路の設計方法であって、
前記エアシリンダ用流体回路は前記切換弁の排気ポートにサイレンサが設けられるものであり、サイレンサ用データベースの中から所定のものを選択して、前記配管の音速コンダクタンスが前記サイレンサの音速コンダクタンスよりも小さくなるように設計することを特徴とするエアシリンダ用流体回路の設計方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、エアシリンダの流体を給排する流体回路およびその設計方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、エアシリンダの流体回路にスピードコントローラ（可変オリフィス機構）を設け、エアシリンダに供給する圧縮空気の流量またはエアシリンダから排出する圧縮空気の流量を調整することでピストンの移動速度を調整する技術が知られている。

【0003】

例えば、特許文献１には、流体圧シリンダに供給する圧力流体の流量を調整可能なスピードコントローラを、流体圧シリンダのポートと駆動切換弁とを接続する配管に設けた流体圧システムが記載されている。

【0004】

一般に、エアシリンダの流体回路を構成する配管は、ピストンの動作を早めてシリンダのレスポンスタイムを短縮するため、その有効断面積を大きくし、エアの流通抵抗を小さくしておくのが常識である。

【0005】

特許文献２には、シリンダから離れた位置にスピードコントローラを配置するとともに、シリンダとスピードコントローラとを容積低減部を備えた配管で接続したものが記載されている。これによれば、配管が長くなっても、ピストンの移動速度を高精度に調節できるとしている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２０１１−１２７４６号公報

【特許文献2】特開２０１７−８９８２０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

上記のとおり、エアシリンダの流体回路を構成する配管は、通常、その有効断面積が大きく設定されているため、エアシリンダの内部に到達しないで配管内に貯留した圧縮空気が、切換弁の排出位置への切り換え時に大気に放出されてしまう。すなわち、エアシリンダの動作に直接寄与しないまま捨てられる圧縮空気が相当量存在し、圧縮空気の消費量が多くなる。また、スピードコントローラを装着しない場合を想定して、エアシリンダのポート等に流体回路の基準抵抗となる固定オリフィスを設けておくことも必要になる。特許文献２では、配管の容積が小さくされているが、圧縮空気の消費量低減を図るものではない。

【0008】

本発明は、配管によって流体回路の基準抵抗が概ね決まるように設計するもので、固定オリフィスを設ける必要を無くす等流体回路の簡素化を図るとともに、圧縮空気の消費量の低減を図ることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本発明に係るエアシリンダ用流体回路は、圧縮空気の給排を切り換える切換弁とエアシリンダのシリンダポート部との間を配管で接続したものであり、配管の音速コンダクタンスが切換弁およびシリンダポート部の音速コンダクタンスよりも小さいことを特徴とする。

【0010】

上記のエアシリンダ用流体回路によれば、回路全体の抵抗が配管によって最も影響を受けるので、エアシリンダに固定オリフィスを設ける必要がない（エアシリンダに微細な孔を加工する必要がない）。また、圧縮空気の消費量を低減することができる。

【0011】

上記のエアシリンダ用流体回路において、配管の音速コンダクタンスが切換弁およびシリンダポート部の音速コンダクタンスの１／２以下であるのが好ましい。これによれば、回路全体の抵抗が配管によって決まるので、エアシリンダに固定オリフィスを設ける必要がないほか、配管を基準としてエアシリンダの使用速度を設定することができる。

【0012】

また、配管とシリンダポート部との間にスピードコントローラが介設される場合にあっては、配管の音速コンダクタンスがスピードコントローラの音速コンダクタンスよりも小さいことが必要である。この場合、配管の音速コンダクタンスが切換弁、シリンダポート部およびスピードコントローラの音速コンダクタンスの１／２以下であるのが好ましい。これによれば、配管とシリンダポート部との間にスピードコントローラが介設される場合においても、回路全体の抵抗が配管によって支配される。特に、配管の音速コンダクタンスがスピードコントローラの音速コンダクタンスの略１／２であるときは、前記使用速度を最高使用速度としてそれよりも所定量低い速度までの範囲で、使用速度を良好な感度で調整することができる。

【0013】

さらに、切換弁の排気ポートにサイレンサが設けられる場合にあっては、配管の音速コンダクタンスがサイレンサの音速コンダクタンスよりも小さいことが必要である。この場合、配管の音速コンダクタンスが切換弁、シリンダポート部およびサイレンサの音速コンダクタンスの１／２以下であるのが好ましい。これによれば、切換弁の排気ポートにサイレンサが設けられる場合においても、回路全体の抵抗が配管によって支配される。

【0014】

本発明に係るエアシリンダ用流体回路の設計方法は、圧縮空気の給排を切り換える切換弁とエアシリンダのシリンダポート部との間を配管で接続したエアシリンダ用流体回路の設計方法である。そして、エアシリンダ用データベース、配管用データベースおよび切換弁用データベースの中から所定のものを選択して、配管の音速コンダクタンスが切換弁およびシリンダポート部の音速コンダクタンスよりも小さくなるように設計することを特徴とする。エアシリンダ用流体回路がスピードコントローラまたはサイレンサを備える場合は、スピードコントローラ用データベースまたはサイレンサ用データベースの中から所定のものを選択して、配管の音速コンダクタンスがそれらの音速コンダクタンスよりも小さくなるように設計する。このように設計すれば、配管によって流体回路の基準抵抗を概ね決めることができる。

【発明の効果】

【0015】

本発明に係るエアシリンダ用流体回路は、回路全体の抵抗が配管によって支配されるので、エアシリンダに固定オリフィスを設ける必要がなく、流体回路を簡素化することができる。また、圧縮空気の消費量を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明の実施形態に係るエアシリンダ用流体回路の概略図である。

【図2】図２Ａは、図１のエアシリンダ用流体回路のＡ部拡大図であり、図２Ｂは、図１のエアシリンダ用流体回路のＢ部拡大図である。

【図3】配管の内径、長さおよび音速コンダクタンスの関係を示す図である。

【図4】図１のエアシリンダ用流体回路の設計方法に係るフローチャートの一部である。

【図5】図１のエアシリンダ用流体回路の設計方法に係るフローチャートの残部である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

本発明に係るエアシリンダ用流体回路について好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。図１において、参照符号１０は、本発明の実施形態に係るエアシリンダ用流体回路を示す。

【0018】

エアシリンダ用流体回路１０は、複動型のエアシリンダ１２と切換弁１４との間を第１配管１６および第２配管１８で接続したものである。

【0019】

エアシリンダ１２は、シリンダチューブ２０、エンドカバー２２、ロッドカバー２４、ピストン２６およびピストンロッド２８を含む。円筒状のシリンダチューブ２０の軸方向一端にエンドカバー２２が固定され、シリンダチューブ２０の軸方向他端にロッドカバー２４が固定される。シリンダチューブ２０の内部にはピストン２６が摺動自在に設けられ、一端がピストン２６に連結されたピストンロッド２８の他端がロッドカバー２４に挿通されて外部に延びる。シリンダチューブ２０の内部空間は、エンドカバー２２側の第１シリンダ室３０とロッドカバー２４側の第２シリンダ室３２とに区画される。

【0020】

エンドカバー２２には、第１シリンダ室３０に圧縮空気を給排するための第１シリンダポート部３４が設けられる。図２Ａに示すように、第１シリンダポート部３４は、エンドカバー２２の側面に開口する開口部３４ａとこれに続く穴部３４ｂとを有する。ロッドカバー２４には、第２シリンダ室３２に圧縮空気を給排するための第２シリンダポート部３６が設けられる。図２Ｂに示すように、第２シリンダポート部３６は、ロッドカバー２４の側面に開口する開口部３６ａとこれに続く穴部３６ｂとを有する。

【0021】

第１シリンダポート部３４の開口部３４ａには第１スピードコントローラ３８が装着され、第２シリンダポート部３６の開口部３６ａには第２スピードコントローラ４０が装着される。第１スピードコントローラ３８は、第１シリンダ室３０から排出される圧縮空気の流量を手動により調整可能なものであり、第２スピードコントローラ４０は、第２シリンダ室３２から排出される圧縮空気の流量を手動により調整可能なものである。すなわち、第１スピードコントローラ３８および第２スピードコントローラ４０はメータアウトと呼ばれる形式のものであるが、シリンダ室に供給する圧縮空気の流量を調整可能なメータインと呼ばれる形式のものであってもよい。

【0022】

図２Ａに示すように、第１スピードコントローラ３８は、管継手３８ａの内部にニードル弁３８ｂが配設されてなる。ニードル弁３８ｂに連結されたつまみ３８ｃを手動で操作することにより、管継手３８ａの内部を所定方向に流れる圧縮空気の流量を調整することができる。管継手３８ａは、エアシリンダ１２の第１シリンダポート部３４に接続されるポート接続部３８ｄおよび第１配管１６に接続される配管接続部３８ｅを有する。

【0023】

図２Ｂに示すように、第２スピードコントローラ４０は、管継手４０ａの内部にニードル弁４０ｂが配設されてなる。ニードル弁４０ｂに連結されたつまみ４０ｃを手動で操作することにより、管継手４０ａの内部を所定方向に流れる圧縮空気の流量を調整することができる。管継手４０ａは、エアシリンダ１２の第２シリンダポート部３６に接続されるポート接続部４０ｄおよび第２配管１８に接続される配管接続部４０ｅを有する。

【0024】

切換弁１４は、バルブハウジング４２、スプール４４、電磁コイル４６、スプリング４８等から構成される。バルブハウジング４２は、供給配管５０および減圧弁５２を介してコンプレッサ５４に接続される供給ポート５６と、第１配管１６に接続される第１出力ポート５８と、第２配管１８に接続される第２出力ポート６０と、大気に接続される二つの排気ポート６２ａ、６２ｂとを備える。バルブハウジング４２の内部にスプール４４が摺動自在に配設される。各排気ポート６２ａ、６２ｂにはサイレンサ６４ａ、６４ｂが設けられている。

【0025】

電磁コイル４６に通電しないとき、スプール４４はスプリング４８の付勢力で第１位置に保持され、電磁コイル４６に通電したとき、スプール４４はスプリング４８の付勢力に抗して第２位置に移動する。スプール４４が第１位置にあるとき、第１出力ポート５８は排気ポート６２ａに接続されるとともに第２出力ポート６０は供給ポート５６に接続される（図１参照）。スプール４４が第２位置にあるとき、第１出力ポート５８は供給ポート５６に接続されるとともに第２出力ポート６０は排気ポート６２ｂに接続される。

【0026】

エアシリンダ用流体回路１０は、回路全体の抵抗が第１配管１６および第２配管１８によって最も影響を受けるように設計される。すなわち、第１配管１６および第２配管１８の音速コンダクタンスは、切換弁１４、第１シリンダポート部３４、第２シリンダポート部３６、第１スピードコントローラ３８、第２スピードコントローラ４０およびサイレンサ６４ａ、６４ｂの各音速コンダクタンスよりも小さくなるように設計される。特に、第１配管１６および第２配管１８の音速コンダクタンスが上記各回路要素の音速コンダクタンスの１／２以下である場合は、回路全体の抵抗が第１配管１６および第２配管１８によって決まり、上記各回路要素に左右されない。

【0027】

なお、音速コンダクタンスは、２０００年のＪＩＳ規格（JIS B 8390-2000）で採用されたＩＳＯ方式による流量表示式の所定の係数で、有効断面積あるいはＣＶ値と同様、エアの流れ易さを表す指標である。音速コンダクタンスの単位は、ｄｍ³／（ｓ・ｂａｒ）である。音速コンダクタンスが小さいほどエアが流れるときの抵抗が大きいことを意味する。

【0028】

ここで、配管の音速コンダクタンスについて述べる。図３は、配管の内径、配管の長さおよび配管の音速コンダクタンスの関係を示したものである。具体的には、配管の内径が５．０ｍｍ、４．０ｍｍ、３．０ｍｍ、２．０ｍｍ、１．０ｍｍのそれぞれ場合について、配管の長さを０．１〜５．０ｍの範囲で変えたときの音速コンダクタンスの値を示したものである。図３に示されるように、配管の内径が小さいほど音速コンダクタンスは小さく、配管が長いほど音速コンダクタンスは小さい。例えば、配管の長さを２ｍとした場合、配管の内径を上記各値としたときの音速コンダクタンスは、それぞれ１．６３、０．９２、０．４４、０．１５、０．０２である。

【0029】

第１配管１６および第２配管１８を含めたエアシリンダ用流体回路１０における各回路要素の音速コンダクタンスは、例えば、以下のように設計される。

【0030】

第１配管１６および第２配管１８については、それらの内径を３．０ｍｍとし、それらの長さを２．０ｍとする。これにより、第１配管１６および第２配管１８の音速コンダクタンスはいずれも０．４４となる。なお、第１配管１６および第２配管１８の長さは、基本的には、エアシリンダ１２と切換弁１４の設置環境（エアシリンダ１２と切換弁１４との間の設置距離）に応じて決められるものである。

【0031】

第１シリンダポート部３４および第２シリンダポート部３６については、各穴部３４ｂ、３６ｂの内径を１０．９ｍｍとする。これにより、第１シリンダポート部３４および第２シリンダポート部３６の音速コンダクタンスは１６．８となる。なお、従来においては、第１シリンダポート部３４および第２シリンダポート部３６の各穴部３４ｂ、３６ｂは、固定オリフィスとして作用させるため、内径が２ｍｍ程度に設計されていた。

【0032】

切換弁１４は、音速コンダクタンスが１．９２のものを採用し、サイレンサ６４ａ、６４ｂは、音速コンダクタンスが２．０のものを採用する。第１スピードコントローラ３８および第２スピードコントローラ４０については、いずれも音速コンダクタンスが０．８８のものを採用する。

【0033】

上記の設計例によれば、第１配管１６および第２配管１８の音速コンダクタンスは、切換弁１４、第１シリンダポート部３４、第２シリンダポート部３６、第１スピードコントローラ３８、第２スピードコントローラ４０およびサイレンサ６４ａ、６４ｂの各音速コンダクタンスの１／２以下である。したがって、エアシリンダ用流体回路１０全体の抵抗は、第１配管１６および第２配管１８によって決まる。また、第１配管１６および第２配管１８の音速コンダクタンスは、第１スピードコントローラ３８および第２スピードコントローラ４０の音速コンダクタンスのちょうど１／２となっている。

【0034】

本発明の実施形態に係るエアシリンダ用流体回路１０およびその具体的な設計例は、以上のとおりであり、次にその動作および作用効果について説明する。

【0035】

切換弁１４が第１位置にあるとき、コンプレッサ５４から減圧弁５２を介して供給される圧縮空気は、切換弁１４の供給ポート５６および第２出力ポート６０を通って第２配管１８内に供給される。第２配管１８内に供給された圧縮空気は、第２スピードコントローラ４０および第２シリンダポート部３６を経て第２シリンダ室３２に供給される。また、第１シリンダ室３０内の圧縮空気は、第１シリンダポート部３４を通り、第１スピードコントローラ３８で流量が調整された後、第１配管１６内に排出される。第１配管１６内に排出された圧縮空気は、切換弁１４の第１出力ポート５８および排気ポート６２ａを通り、さらにサイレンサ６４ａを通って大気中に放出される。これにより、ピストン２６はエンドカバー２２に向かって駆動され、ピストンロッド２８は引き込まれる。

【0036】

電磁コイル４６に通電がされ切換弁１４が第２位置にあるとき、コンプレッサ５４から減圧弁５２を介して供給される圧縮空気は、切換弁１４の供給ポート５６および第１出力ポート５８を通って第１配管１６内に供給される。第１配管１６内に供給された圧縮空気は、第１スピードコントローラ３８および第１シリンダポート部３４を経て第１シリンダ室３０に供給される。また、第２シリンダ室３２内の圧縮空気は、第２シリンダポート部３６を通り、第２スピードコントローラ４０で流量が調整された後、第２配管１８内に排出される。第２配管１８内に排出された圧縮空気は、切換弁１４の第２出力ポート６０および排気ポート６２ｂを通り、さらにサイレンサ６４ｂを通って大気中に放出される。これにより、ピストン２６はロッドカバー２４に向かって駆動され、ピストンロッド２８は押し出される。

【0037】

次に、第１配管１６および第２配管１８の内部に貯留する圧縮空気が切換弁１４の排気ポート６２ａ、６２ｂから放出されることによる圧縮空気の消費量について述べる。第１配管１６および第２配管１８の内径が５．０ｍｍである場合の上記圧縮空気の消費量を１００とすると、第１配管１６および第２配管１８の内径が４．０ｍｍ、３．０ｍｍ、２．０ｍｍ、１．０ｍｍの場合の上記圧縮空気の消費量は、それぞれ６４、３６、１６、４である。すなわち、第１配管１６および第２配管１８の内径を小さくすることで上記圧縮空気の消費量は大幅に少なくなる。

【0038】

エアシリンダ１２の最高使用速度（ピストン２６の最高駆動速度）は、シリンダチューブ２０の内径等にも依存するが、上記設計例では、第１配管１６および第２配管１８の音速コンダクタンスに応じた値となる。そして、エアシリンダ１２の使用速度は、第１スピードコントローラ３８および第２スピードコントローラ４０を駆使することにより、該最高使用速度からそれよりも所定量低い速度までの範囲で調整することができる。上記設計例では、第１配管１６および第２配管１８の音速コンダクタンスを第１スピードコントローラ３８および第２スピードコントローラ４０の音速コンダクタンスの１／２としているので、つまみ３８ｃおよびつまみ４０ｃによる操作領域の全範囲で有効にエアシリンダ１２の使用速度を調整することができる。

【0039】

本実施形態のエアシリンダ用流体回路１０、特に上記設計例によれば、エアシリンダ用流体回路１０全体の抵抗が第１配管１６および第２配管１８によって決まるので、エアシリンダ１２に固定オリフィスを設ける必要がない。また、第１配管１６および第２配管１８の内径が小さいので、圧縮空気の消費量を低減することができる。さらに、エアシリンダ１２の最高使用速度を第１配管１６および第２配管１８に基づいて決めることができる。

【0040】

本実施形態のエアシリンダ用流体回路１０では、第１シリンダポート部３４および第２シリンダポート部３６にそれぞれ第１スピードコントローラ３８および第２スピードコントローラ４０を装着したが、第１スピードコントローラ３８および第２スピードコントローラ４０は装着しなくてもよい。すなわち、第１配管１６および第２配管１８をそれぞれ第１シリンダポート部３４および第２シリンダポート部３６に直接接続してもよい。また、切換弁１４の排気ポート６２ａ、６２ｂにサイレンサ６４ａ、６４ｂを設けたが、サイレンサ６４ａ、６４ｂは設けなくてもよい。

【0041】

次に、本発明に係るエアシリンダ用流体回路１０の設計方法について好適な実施形態を挙げ、図４および図５を参照しながら以下に説明する。

【0042】

エアシリンダ用流体回路１０のエアシリンダ１２、第１配管１６、第２配管１８、第１スピードコントローラ３８、第２スピードコントローラ４０およびサイレンサ６４ａ、６４ｂを設計するに際して、予め必要なデータベースが作成されている。すなわち、エアシリンダ用データベース、配管用データベース、スピードコントローラ用データベース、切換弁用データベースおよびサイレンサ用データベースが作成されている。

【0043】

エアシリンダ用データベースは、複数のエアシリンダデータからなり、各エアシリンダデータはシリンダチューブの内径（シリンダのボア径）およびシリンダポート部の音速コンダクタンスを含む。配管用データベースは、複数の配管データからなり、各配管データは当該配管の内径を含む。スピードコントローラ用データベースは、複数のスピードコントローラデータからなり、各スピードコントローラデータは当該スピードコントローラの音速コンダクタンスを含む。切換弁用データベースは、複数の切換弁データからなり、各切換弁データは当該切換弁の音速コンダクタンスを含む。サイレンサ用データベースは、複数のサイレンサデータからなり、各サイレンサデータは当該サイレンサの音速コンダクタンスを含む。

【0044】

Ｓ１において、エアシリンダ１２のストローク量、エアシリンダ１２の要求されるストローク時間、エアシリンダ１２に供給されるエア圧、エアシリンダ１２の負荷、第１配管１６の長さ、第２配管１８の長さ等の条件が入力される。

【0045】

Ｓ２において、エアシリンダ１２のストローク量、エアシリンダ１２に供給されるエア圧、エアシリンダ１２の負荷等の条件に基づいて、エアシリンダ用データベースの中から一つのエアシリンダが選択される。

【0046】

Ｓ３において、配管用データベースの中から最も小さい内径の配管が選択され、Ｓ４において、第１配管１６の長さおよび第２配管１８の長さも考慮して、第１配管１６および第２配管１８の音速コンダクタンスが求められる。

【0047】

Ｓ５において、Ｓ４で求められた第１配管１６および第２配管１８の音速コンダクタンスがＳ２で選択されたエアシリンダのシリンダポート部の音速コンダクタンスより小さいか否かが判定される。第１配管１６および第２配管１８の音速コンダクタンスがシリンダポート部の音速コンダクタンスより小さいと判定されたときは、Ｓ６に移行する。そうでないときは、Ｓ２に戻り、既に選択されたエアシリンダを除いて、エアシリンダが再び選択される。

【0048】

Ｓ６において、Ｓ４で求められた第１配管１６および第２配管１８の音速コンダクタンス、Ｓ２で選択されたエアシリンダの音速コンダクタンス、シリンダチューブの内径等に基づいて、エアシリンダのストローク時間がシミュレーション計算される。

【0049】

Ｓ７において、Ｓ６で計算された値と要求されるストローク時間とが比較される。計算値が要求されるストローク時間より大きいと判断されたとき、すなわち要求を満たさないと判断されたときは、Ｓ８に進む。計算値が要求されるストローク時間以下であると判断されたとき、すなわち要求を満たすと判断されたときは、Ｓ９に移行する。

【0050】

Ｓ８において、配管用データベースの中から最も大きい内径の配管が選択されているか否かが判定される。最も大きい内径であるときは、Ｓ２に戻り、既に選択されたエアシリンダを除いて、エアシリンダが再び選択される。そうでないときは、Ｓ３に戻り、既に選択された配管を除いて配管選定用データベースの中から最も小さい内径の配管が再び選択される。

【0051】

Ｓ９において、スピードコントローラ用データベースの中から、音速コンダクタンスが第１配管１６および第２配管１８よりも大きいスピードコントローラであって、かつ、その中で音速コンダクタンスが最も小さいスピードコントローラが選択される。また、切換弁用データベースの中から、音速コンダクタンスが第１配管１６および第２配管１８よりも大きい切換弁であって、かつ、その中で音速コンダクタンスが最も小さい切換弁が選択される。さらに、サイレンサ用データベースの中から、音速コンダクタンスが第１配管１６および第２配管１８よりも大きいサイレンサであって、かつ、その中で音速コンダクタンスが最も小さいサイレンサが選択される。

【0052】

Ｓ１０において、Ｓ９で選択されたスピードコントローラ、切換弁およびサイレンサの各音速コンダクタンスが加味されて、エアシリンダのストローク時間がシミュレーション計算される。

【0053】

Ｓ１１において、Ｓ１０で計算された値と要求されるストローク時間とが比較される。計算値が要求されるストローク時間より大きいと判断されたときは、Ｓ９に戻り、前回選択されたスピードコントローラ、切換弁およびサイレンサのうち音速コンダクタンスが最も小さいものについて改めて選択がなされる。例えば、前回のスピードコントローラの音速コンダクタンスが前回の切換弁およびサイレンサの音速コンダクタンスより小さいときは、スピードコントローラについては音速コンダクタンスが前回より一つ大きいものが選択され、切換弁およびサイレンサについては前回と同じものが選択される。

【0054】

Ｓ１１でストローク時間の計算値が要求されるストローク時間以下であると判断されたときは、Ｓ１２に移行する。Ｓ１２において、最後に選択された配管の内径を第１配管１６および第２配管１８に適用することを決定するとともに、最後に選択されたエアシリンダ、スピードコントローラ、切換弁およびサイレンサを採用することを決定し、終了する。

【0055】

本実施形態の設計方法によれば、第１配管１６および第２配管１８の音速コンダクタンスは、エアシリンダ１２のシリンダポート部、第１スピードコントローラ３８、第２スピードコントローラ４０、切換弁１４およびサイレンサ６４ａ、６４ｂの各音速コンダクタンスより小さい。すなわち、配管によって流体回路の基準抵抗が概ね決まる。また、データベースの中から機器を選択するので、設計が簡単である。

【0056】

本実施形態の設計方法では、Ｓ９において、音速コンダクタンスが単に配管よりも大きいスピードコントローラの中から選択したが、音速コンダクタンスが配管の２倍以上であるスピードコントローラの中から選択してもよい。切換弁およびサイレンサについても同様である。

【0057】

本発明に係るエアシリンダ用流体回路およびその設計方法は、上述の実施形態および設計例に限らず、本発明の要旨を逸脱することのない範囲で、種々の構成を採り得ることはもちろんである。

【符号の説明】

【0058】

１０…エアシリンダ用流体回路 １２…エアシリンダ
１４…切換弁 １６…第１配管
１８…第２配管 ３４…第１シリンダポート部
３６…第２シリンダポート部 ３８…第１スピードコントローラ
４０…第２スピードコントローラ ６４ａ、６４ｂ…サイレンサ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】