JP5704731B1 - 流体圧式アクチュエータの動作制御器の弁構造 - Google Patents

Abstract

【課題】流体の流量調節により流体圧式アクチュエータの動作を自在に制御できるようにする。【解決手段】導入ポート１３１側から延びる供給流路１４１ａと排出ポート１３３側から延びる排出流路１４１ｂとを外周面に有する弁体１４０を筒状のケース１３０内に収容した動作制御器１２０において、導入ポート１３１から導入される圧縮空気は、供給流路１４１ａを通じてケース１３０の内周面の環状溝１３５から供給ポート１３２へ流れ、エアシリンダ１１０へ送られる。弁体１４０を導入ポート１３１方向へ移動し、環状溝１３５が排出流路１４１ｂと連絡するようになると、エアシリンダ１１０からの圧縮空気が供給ポート１３２、環状溝１３５および排出流路１４１ｂへ流れ、排出ポート１３３から排出される。供給流路１４１ａから環状溝１３５への流量又は環状溝１３５から排出流路１４１ｂへの流量は、弁体１４０の移動に応じて変動する。【選択図】図１

Description

本発明は、流体圧式アクチュエータの動作制御器の弁構造、特に、流体の導入ポート、当該導入ポートからの流体をアクチュエータへ送るための供給ポートおよびアクチュエータから当該供給ポートを通じて戻る流体を排出するための排出ポートを有する、流体の圧力により作動するアクチュエータの動作制御器における弁構造に関する。

空気圧や油圧などの流体の圧力により作動する、ダイアフラムや単動形または複動形のシリンダに代表される流体圧式アクチュエータは、アクチュエータへの流体の供給と、アクチュエータからの流体の排出とを調節することで動作が制御される。

特許文献１は、ピストンロッドを出し入れする複動形の油圧シリンダの動作を制御するための制御器の一例を開示している。この制御器は、円筒状のケースと、このケース内に収容されたスプールとを備えている。ケースは、油圧シリンダへ供給する圧油を導入するための導入ポート、油圧シリンダのピストンロッド側の油室に連絡する第１流出入ポート、油圧シリンダの他方の油室に連絡する第２流出入ポート、油圧シリンダのピストンロッド側の油室から第１流出入ポートを通じて戻る圧油を排出するための第１排出ポート、油圧シリンダの他方の油室から第２流出入ポートを通じて戻る圧油を排出するための第２排出ポートを備えている。一方、スプールは、第１流出入ポートを開閉するための第１弁、第２流出入ポートを開閉するための第２弁およびケース内においてその軸方向に第１弁と第２弁とを連動して移動させるための、ケースから一端が突出する操作桿とを有している。操作桿は、ケースからの突出部位が電磁アクチュエータに連絡しており、この電磁アクチュエータにより基本的に引き出し位置と押し込み位置との二点位置に操作される。

この制御器は、電磁アクチュエータが操作桿を引き出した状態のとき、第１弁および第２弁が操作桿の引き出し方向に連動して移動することでそれぞれ第１流出入ポートおよび第２流出入ポートを開放し、これによって導入ポートと第１流出入ポートとの連絡および第２流出入ポートと第２排出ポートとの連絡を確立する。この結果、導入ポートから導入される圧油が第１流出入ポートから油圧シリンダのピストンロッド側の油室へ供給され、ピストンロッドをシリンダへの進入方向に移動させる。このとき、油圧シリンダの他方の油室の圧油が第２流出入ポートからケース内に戻り、第２排出ポートから排出される。一方、電磁アクチュエータが操作桿を押し込んだ状態のとき、第１弁および第２弁が操作桿の押し込み方向に連動して移動することでそれぞれ第１流出入ポートおよび第２流出入ポートを開放し、これによって導入ポートと第２流出入ポートとの連絡および第１流出入ポートと第１排出ポートとの連絡を確立する。この結果、導入ポートから導入される圧油が第２流出入ポートから油圧シリンダの他方の油室へ供給され、ピストンロッドをシリンダからの突出方向に移動させる。このとき、油圧シリンダのピストンロッド側の油室の圧油が第１流出入ポートからケース内に戻り、第１排出ポートから排出される。

このように、上述の制御器は、操作桿を上記二点位置のいずれかに移動することで第１弁および第２弁を連動して移動させ、油圧シリンダのピストンロッドを進入方向または突出方向に移動させることができるが、操作桿の移動位置に対応して油圧シリンダのピストンロッドを侵入位置または突出位置の単純な二点のいずれかに位置制御できるに止まる。

なお、電磁アクチュエータの発停を繰り返すことで操作桿を寸送り動作（いわゆるインチング）させ、それによりピストンロッドを細かく位置制御することもあり得るが、単ステップでの位置制御ができるに止まり、また、電磁アクチュエータの発停を電気的に制御する必要があることから制御器の構成が複雑化する。また、ピストンロッドの移動速度を制御する必要があるときは、制御器と油圧シリンダとの間にスピードコントローラを介在させるのが一般的であるが、この場合もシステム全体の構成が複雑化する。

特開平１０−１６９６０３号公報

本発明は、流体の流量調節により流体圧式アクチュエータの動作を自在に制御できるようにするものである。

本発明は、流体の導入ポート、当該導入ポートからの流体をアクチュエータへ送るための供給ポートおよびアクチュエータから当該供給ポートを通じて戻る流体を排出するための排出ポートを有する、流体の圧力により作動するアクチュエータの動作制御器における弁構造に関するものである。この弁構造は、導入ポート、供給ポートおよび排出ポートを有し、供給ポートに連絡する環状溝が内周面に設けられた筒状のケースと、ケース内に収容された、導入ポートと排出ポートとの間でケースの軸方向へ移動可能な弁体とを備えている。

弁体は、導入ポートからの流体を供給ポートへ案内するための、環状溝に連絡可能な供給流路と、アクチュエータから供給ポートへ戻る流体を排出ポートへ案内するための、供給流路から独立して環状溝に連絡可能な排出流路とを外周部に有している。ここで、供給流路は、弁体が排出ポート側へ移動するに従って環状溝への流体の流量が増加し、弁体が導入ポート側へ移動するに従って環状溝への流体の流量が減少するよう形成されている。排出流路は、弁体が排出ポート側へ移動するに従って環状溝からの流体の流量が減少し、弁体が導入ポート側へ移動するに従って環状溝からの流体の流量が増加するよう形成されている。そして、環状溝は、弁体の移動により供給流路および排出流路のいずれか一方の流路と選択的に連絡する。

この弁構造において、ケース内で弁体を移動すると、環状溝は供給流路または排出流路に連絡する。供給流路と環状溝とが連絡するとき、導入ポートからケース内に流入する流体は、供給流路を通じて環状溝へ流れ、この環状溝から供給ポートを通じてアクチュエータへ供給される。このとき、環状溝は排出流路との連絡が断たれた状態にあることから、排出ポートからの流体の漏出が防止される。供給流路と環状溝との連絡が維持される範囲で弁体を移動すると、その移動量および移動速度に応じて環状溝への流体の流量および流速が増減し、これに追従して供給ポートからアクチュエータへ供給される流体の流量および流速が増減する。これにより、アクチュエータの動作が変化する。

一方、環状溝と排出流路とが連絡するよう弁体を移動させると、アクチュエータからの流体が供給ポートから環状溝に流れ、排出流路および排出ポートを通じてケース外へ排出される。このとき、環状溝は供給流路との連絡が断たれた状態になることから、供給ポートからアクチュエータへの流体の供給が遮断される。環状溝と排出流路との連絡が維持される範囲で弁体を移動させると、その移動量および移動速度に応じて環状溝から排出流路への流体の流量および流速が増減し、これに追従してアクチュエータから供給ポートへ排出される流体の流量および流速が増減する。これにより、アクチュエータの動作が変化する。

したがって、この弁構造によれば、弁体の移動方向、移動量および移動速度に対応するよう、アクチュエータの動作を制御することができる。

本発明の弁構造の一例において、供給流路は、弁体の外周面に形成された、弁体の導入ポート側の端面から排出ポート方向へ延びる溝であり、排出流路は、弁体の外周面に形成された、弁体の排出ポート側の端面から導入ポート方向へ延びる溝である。この場合、弁体は、複数の供給流路および排出流路を有していてもよい。

また、本発明の弁構造の他の例において、供給流路は、弁体の導入ポート側の端面から排出ポート方向に向けて径が拡大するテーパー状に弁体の外周面を成形することで形成されており、排出流路は、弁体の排出ポート側の端面から導入ポート方向に向けて径が拡大するテーパー状に弁体の外周面を成形することで形成されている。

他の観点に係る本発明は、流体の圧力により作動する、流体を出し入れするための流体ポートを有する単動形のアクチュエータの動作制御器に関するものである。この動作制御器は、流体の導入ポート、導入ポートからの流体を流体ポートへ送るための供給ポートおよび供給ポートを通じて流体ポートから戻る流体を排出するための排出ポートを有し、供給ポートに連絡する環状溝が内周面に設けられた筒状のケースと、ケース内に収容された、導入ポートと排出ポートとの間でケースの軸方向へ移動可能な弁体と、ケースから少なくとも一部が突出する、弁体を上記軸方向へ移動させるための操作桿とを備えている。

弁体は、導入ポートからの流体を供給ポートへ案内するための、環状溝に連絡可能な供給流路と、流体ポートから供給ポートへ戻る流体を排出ポートへ案内するための、供給流路から独立して環状溝に連絡可能な排出流路とを外周部に有している。ここで、供給流路は、弁体が排出ポート側へ移動するに従って環状溝への流体の流量が増加し、弁体が導入ポート側へ移動するに従って環状溝への流体の流量が減少するよう形成されている。排出流路は、弁体が排出ポート側へ移動するに従って環状溝からの流体の流量が減少し、弁体が導入ポート側へ移動するに従って環状溝からの流体の流量が増加するよう形成されている。そして、環状溝は、弁体の移動により供給流路および排出流路のいずれか一方の流路と選択的に連絡する。

この動作制御器の操作桿をケースの軸方向に移動すると、ケース内において導入ポートと排出ポートとの間で弁体が移動し、その移動位置に応じて環状溝が弁体の供給流路および排出流路のいずれか一方の流路と選択的に連絡する。

環状溝と供給流路とが連絡するとき、導入ポートからケース内に流入する流体は、供給流路を通じて環状溝へ流れ、この環状溝から供給ポートを通じてアクチュエータの流体ポートへ供給される。このとき、環状溝は排出流路との連絡が断たれた状態にあることから、排出ポートからの流体の漏出が阻止される。供給流路と環状溝との連絡が維持される範囲で操作桿を移動させると、その移動量および移動速度に応じて弁体が移動し、供給流路から環状溝への流体の流量および流速が増減する。これに追従して供給ポートからアクチュエータの流体ポートへ流れる流体の流量および流速が増減し、この増減に追従してアクチュエータの動作が変化する。

一方、排出流路と環状溝とが連絡するとき、アクチュエータの流体ポートからの流体が供給ポートから環状溝に流れ、排出流路および排出ポートを通じてケース外へ排出される。このとき、環状溝は供給流路との連絡が断たれた状態になることから、供給ポートからアクチュエータへの流体の供給が遮断される。排出流路と環状溝との連絡が維持される範囲で操作桿を移動させると、その移動量および移動速度に応じて弁体が移動し、環状溝から排出流路への流体の流量および流速が増減する。これに追従してアクチュエータの流体ポートから供給ポートへ戻る流体の流量および流速が増減し、この増減に追従してアクチュエータの動作が変化する。

したがって、この動作制御器によれば、操作桿の移動方向、移動量および移動速度に対応するよう、アクチュエータの動作を制御することができる。

この観点に係る本発明の動作制御器の一例において、供給流路は、弁体の外周面に形成された、弁体の導入ポート側の端面から排出ポート方向へ延びる溝であり、排出流路は、弁体の外周面に形成された、弁体の排出ポート側の端面から導入ポート方向へ延びる溝である。この場合、弁体は、複数の供給流路および排出流路を有していてもよい。

また、本観点に係る本発明の動作制御器の他の一例において、供給流路は、弁体の導入ポート側の端面から排出ポート方向に向けて径が拡大するテーパー状に弁体の外周面を成形することで形成されており、排出流路は、弁体の排出ポート側の端面から導入ポート方向に向けて径が拡大するテーパー状に弁体の外周面を成形することで形成されている。

さらに他の観点に係る本発明は、流体の圧力により作動する、流体を出し入れするための第１流体ポートおよび第２流体ポートの二つのポートを有する複動形のアクチュエータの動作制御器に関するものである。

この動作制御器は、流体の導入ポート、導入ポートからの流体を第１流体ポートへ送るための第１供給ポート、第１流体ポートから第１供給ポートへ戻る流体を排出するための第１排出ポート、導入ポートからの流体を第２流体ポートへ送るための第２供給ポートおよび第２流体ポートから第２供給ポートへ戻る流体を排出するための第２排出ポートを有し、第１供給ポートおよび第２供給ポートにそれぞれ個別に連絡する第１環状溝および第２環状溝が内周面に設けられた筒状のケースと、ケース内に収容された、導入ポートと第１排出ポートとの間でケースの軸方向へ移動可能な第１弁体と、ケース内に収容された、導入ポートと第２排出ポートとの間でケースの軸方向へ移動可能な第２弁体と、ケースから少なくとも一部が突出する、第１弁体および第２弁体を連動して上記軸方向へ移動させるための操作桿とを備えている。

第１弁体は、導入ポートからの流体を第１供給ポートへ案内するための、第１環状溝に連絡可能な第１供給流路と、第１流体ポートから第１供給ポートへ戻る流体を第１排出ポートへ案内するための、第１供給流路から独立して第１環状溝に連絡可能な第１排出流路とを外周部に有している。ここで、第１供給流路は、第１弁体が第１排出ポート側へ移動するに従って第１環状溝への流体の流量が増加し、第１弁体が導入ポート側へ移動するに従って第１環状溝への流体の流量が減少するよう形成されている。第１排出流路は、第１弁体が第１排出ポート側へ移動するに従って第１環状溝からの流体の流量が減少し、第１弁体が導入ポート側へ移動するに従って第１環状溝からの流体の流量が増加するよう形成されている。

一方、第２弁体は、導入ポートからの流体を第２供給ポートへ案内するための、第２環状溝に連絡可能な第２供給流路と、第２流体ポートから第２供給ポートへ戻る流体を第２排出ポートへ案内するための、第２供給流路から独立して第２環状溝に連絡可能な第２排出流路とを外周部に有している。ここで、第２供給流路は、第２弁体が第２排出ポート側へ移動するに従って第２環状溝への流体の流量が増加し、第２弁体が導入ポート側へ移動するに従って第２環状溝への流体の流量が減少するよう形成されている。第２排出流路は、第２弁体が第２排出ポート側へ移動するに従って第２環状溝からの流体の流量が減少し、第２弁体が導入ポート側へ移動するに従って第２環状溝からの流体の流量が増加するよう形成されている。

第１環状溝は、第１弁体の移動により第１供給流路および第１排出流路のいずれか一方の流路と選択的に連絡する。一方、第２環状溝は、第２弁体の移動により第２供給流路および第２排出流路のいずれか一方の流路と選択的に連絡するとともに、第１環状溝と第１供給流路とが連絡する範囲で第１弁体が移動するときに第２排出流路と連絡可能であり、かつ、第１環状溝と第１排出流路とが連絡する範囲で第１弁体が移動するときに第２供給流路と連絡可能である。また、第１環状溝および第２環状溝は、それぞれ第１排出流路および第２排出流路との連絡を断たれているときに、それぞれ第１供給流路および第２供給流路と連絡する。

この動作制御器において、第１環状溝および第２環状溝がそれぞれ第１供給流路および第２供給流路と連絡するとき、導入ポートからの流体は、第１供給流路から第１環状溝へ流れ、同時に第２供給流路から第２環状溝へ流れる。これにより、第１供給ポートからアクチュエータの第１流体ポートへ流体が流れ、同時に第２供給ポートからアクチュエータの第２流体ポートへ流体が流れる。このとき、第１環状溝は第１排出流路との連絡が断たれ、また、第２環状溝は第２排出流路との連絡が断たれた状態にあることから、第１排出ポートおよび第２排出ポートからの流体の漏出が阻止される。

この動作制御器の操作桿をケースの軸方向に移動すると、ケース内において導入ポートと第１排出ポートとの間で第１弁体が、また、導入ポートと第２排出ポートとの間で第２弁体が連動して移動する。

第１環状溝と第１供給流路との連絡が維持される範囲で操作桿を移動させると、その移動量および移動速度に応じて第１弁体が移動し、第１供給流路から第１環状溝への流体の流量および流速が増減する。これに追従して第１供給ポートからアクチュエータの第１流体ポートへ流れる流体の流量および流速が増減する。

このとき、第２弁体の連動により第２環状溝と第２排出流路とが連絡し、アクチュエータの第２流体ポートからの流体が第２供給ポートから第２環状溝に流れ、第２排出流路および第２排出ポートを通じてケース外へ排出される。この際、第２環状溝は第２供給流路との連絡が断たれた状態にあることから、導入ポートから第２環状溝への流体の通過が阻止される。また、第２弁体は、操作桿の移動量および移動速度に応じて移動することから、操作桿の移動に応じて第２環状溝から第２排出流路への流体の流量および流速が増減する。これに追従してアクチュエータの第２流体ポートから第２供給ポートへ流れる流体の流量および流速が増減する。

上述のような、アクチュエータの第１流体ポートへ流れる流体の流量および流速の増減およびアクチュエータの第２流体ポートから第２供給ポートへ流れる流体の流量および流速の増減に追従し、アクチュエータの動作が変化する。

一方、操作桿により第１排出流路が第１環状溝と連絡する状態に第１弁体を移動し、第１排出流路と第１環状溝との連絡が維持される範囲で操作桿を移動させると、アクチュエータの第１流体ポートからの流体が第１供給ポートから第１環状溝に流れ、第１排出流路および第１排出ポートを通じてケース外へ排出される。この際、第１環状溝は第１供給流路との連絡が断たれた状態になることから、導入ポートから第１環状溝への流体の通過が阻止される。また、第１弁体は、操作桿の移動量および移動速度に応じて移動することから、操作桿の移動に応じて第１環状溝から第１排出流路への流体の流量および流速が増減する。これに追従してアクチュエータの第１流体ポートから第１供給ポートへ流れる流体の流量および流速が増減する。

このとき、第２弁体の連動により第２環状溝と第２供給流路とが連絡し、導入ポートからの流体は、第２供給流路から第２環状溝へ流れ、第２環状溝から第２供給ポートを通じてアクチュエータの第２流体ポートへ供給される。この際、第２環状溝は第２排出流路との連絡が断たれた状態にあることから、第２排出ポートからの流体の漏出が阻止される。また、第２弁体は、操作桿の移動量および移動速度に応じて移動することから、操作桿の移動に応じて第２供給流路から第２環状溝への流体の流量および流速が増減する。これに追従して第２供給ポートからアクチュエータの第２流体ポートへ流れる流体の流量および流速が増減する。

上述のような、アクチュエータの第２流体ポートへ流れる流体の流量および流速の増減およびアクチュエータの第１流体ポートから第１供給ポートへ流れる流体の流量および流速の増減に追従し、アクチュエータの動作が変化する。

以上のように、この動作制御器によれば、操作桿の移動方向、移動量および移動速度に対応するよう、アクチュエータの動作を制御することができる。

この観点に係る本発明の動作制御器の一例において、第１供給流路および第２供給流路は、それぞれ第１弁体および第２弁体の外周面に形成された、それぞれ第１弁体および第２弁体の導入ポート側の端面からそれぞれ第１排出ポート方向および第２排出ポート方向へ延びる溝であり、第１排出流路および第２排出流路は、それぞれ第１弁体および第２弁体の外周面に形成された、それぞれ第１弁体の第１排出ポート側の端面および第２弁体の第２排出ポート側の端面から導入ポート方向へ延びる溝である。

この場合、第１弁体は複数の第１供給流路および第１排出流路を有していてもよく、また、第２弁体は複数の第２供給流路および第２排出流路を有していてもよい。

また、この観点に係る本発明の動作制御器の他の一例において、第１供給流路および第２供給流路は、それぞれ第１弁体および第２弁体の導入ポート側の端面からそれぞれ第１排出ポート方向および第２排出ポート方向に向けて径が拡大するテーパー状にそれぞれ第１弁体および第２弁体の外周面を成形することで形成されており、第１排出流路および第２排出流路は、それぞれ第１弁体および第２弁体のそれぞれ第１排出ポート側の端面および第２排出ポート側の端面から導入ポート方向に向けて径が拡大するテーパー状にそれぞれ第１弁体および第２弁体の外周面を成形することで形成されている。

さらに、この観点に係る本発明の動作制御器において、第１弁体および第２弁体は、軸方向の相互の間隔を調節可能に設定することができる。

本発明の弁構造およびそれを用いた動作制御器は、流体の流量調節だけで流体圧式アクチュエータの動作を自在に制御することができる。

本発明の一形態に係る動作制御器を用いた単動形アクチュエータ装置の一部断面図。 本発明の他の一形態に係る動作制御器を用いた複動形アクチュエータ装置の一部断面図。 複動形アクチュエータ装置において用いられる、本発明の動作制御器に関わる変形例の一例の一部断面図。 複動形アクチュエータ装置において用いられる、本発明の動作制御器に関わる変形例の他の例の一部断面図。 複動形アクチュエータ装置において用いられる、本発明の動作制御器に関わる変形例のさらに他の例の一部断面図。 本発明の動作制御器の使用例を示す図。

実施の形態１：単動形アクチュエータの動作制御器
図１を参照し、本発明の一形態に係る動作制御器を用いた単動形アクチュエータ装置を説明する。図１において、単動形アクチュエータ装置１００は、単動形アクチュエータである単動形のエアシリンダ１１０と、このエアシリンダ１１０の動作を制御するための動作制御器１２０とを備えている。

エアシリンダ１１０は、円筒状のシリンダ１１１、シリンダ１１１内を空圧室１１２とバネ室１１３とに区画するピストン１１４およびバネ室１１３内に配置されたバネ１１５を主に備えている。空圧室１１２は、外周部の端面付近に圧縮空気の出入りポート１１６を有している。バネ室１１３は、端面の中心部に開口１１７を有している。ピストン１１４は、シリンダ１１１の軸方向に移動可能であり、中心部からシリンダ１１１の軸方向に延びるロッド１１８を有している。ロッド１１８は、バネ室１１３の開口１１７から出入り可能に突出している。バネ１１５は、バネ室１１３内において端面とピストン１１４との間に配置されており、ピストン１１４を空圧室１１２方向へ付勢している。

動作制御器１２０は、プレッシャセンタ式のものであり、ケース１３０、弁体１４０および操作桿１５０を主に備えている。ケース１３０は、円筒状に形成されており、導入ポート１３１、供給ポート１３２、排出ポート１３３および通気孔１３４を有している。

導入ポート１３１は、圧縮空気をケース１３０内に導入するための入り口であってケース１３０の外周面に形成されており、コンプレッサー等の圧縮空気の供給源（図示省略）に連絡している。供給ポート１３２は、エアシリンダ１１０の出入りポート１１６との間で圧縮空気を交流するための出入り口であって、導入ポート１３１の対面側において、導入ポート１３１と位置をずらして形成されており、出入りポート１１６から延びる空気経路１６０が連絡している。導入ポート１３１および供給ポート１３２は、いずれも、内周面側の開口径が小さく設定され、外周面側の開口径が大きく設定されている。排出ポート１３３は、ケース１３０の供給ポート１３２側の端面の中心に設けられており、出入りポート１１６から戻る圧縮空気を排出するためのものである。通気孔１３４は、排出ポート１３３と対面する他端面の中心に形成されている。

ケース１３０の内周面には、ケース１３０の軸を中心とし、当該軸方向に幅Ｗを有する環状溝１３５が形成されている。そして、供給ポート１３２は、この環状溝１３５の幅方向の中央部で開口している。

弁体１４０は、ケース１３０内に収容された、ケース１３０の軸方向に移動可能な円柱状に形成されており、本体１４１、壁部１４２および連結部１４３を有している。

本体１４１は、導入ポート１３１と排出ポート１３３との間で移動可能であり、外周面が環状溝１３５と対面している。また、本体１４１は、導入ポート１３１からの圧縮空気を供給ポート１３２へ案内するための供給流路１４１ａと、出入りポート１１６から供給ポート１３２へ戻る圧縮空気を排出ポート１３３へ案内するための排出流路１４１ｂとを外周部に有している。

供給流路１４１ａは、本体１４１の導入ポート１３１側の端面から排出ポート１３３方向へ延び、かつ、導入ポート１３１側の端面が開口する、深さを一定にして切り欠いた二等辺三角形状の溝である。このため、供給流路１４１ａは、本体１４１が排出ポート１３３方向へ移動するに従って、環状溝１３５と対面する面積が大きくなり、逆に、本体１４１が導入ポート１３１方向へ移動するに従って、環状溝１３５と対面する面積が小さくなる。

排出流路１４１ｂは、本体１４１の排出ポート１３３側の端面から導入ポート１３１方向へ延び、かつ、排出ポート１３３側の端面が開口する、深さを一定にして切り欠いた二等辺三角形状の溝である。このため、排出流路１４１ｂは、本体１４１が導入ポート１３１方向へ移動するに従って、環状溝１３５と対面する面積が大きくなり、逆に、本体１４１が排出ポート１３３方向へ移動するに従って、環状溝１３５と対面する面積が小さくなる。

供給流路１４１ａと排出流路１４１ｂとは、本体１４１の外周面において、供給流路１４１ａの排出ポート１３３側先端部と排出流路１４１ｂの導入ポート１３１側先端部とが環状溝１３５の幅Ｗと同一の距離Ｄを隔てて対向しており、これによって互いに独立している。このため、本体１４１は、ケース１３０の軸方向へ移動したときに、供給流路１４１ａおよび排出流路１４１ｂのいずれか一方の流路が選択的に環状溝１３５と連絡する。また、供給流路１４１ａは、ケース１３０の軸方向の奥行きが排出流路１４１ｂよりも若干大きく設定されている。

壁部１４２は、ケース１３０内を気密に区画するものであり、導入ポート１３１と通気孔１３４との間で移動可能である。連結部１４３は、導入ポート１３１と供給流路１４１ａとの間の通気が確保されるように本体１４１と壁部１４２とを連結しており、壁部１４２の移動を本体１４１と連動させるためのものである。

操作桿１５０は、弁体１４０をケース１３０内で移動させるためのものであり、弁体１４０と同軸の棒状であって本体１４１と一体化している。操作桿１５０は、排出ポート１３３からケース１３０の外部へ一部が突出しており、ケース１３０に対して出し入れすることでケース１３０内で弁体１４０を移動させることができる。

動作制御器１２０は、図１に示すように、弁体１４０の本体１４１の軸方向の中央部分の外周面が環状溝１３５と対面しているとき、供給流路１４１ａが先端部で環状溝１３５に連絡し、排出流路１４１ｂが環状溝１３５との連絡を断たれた状態になる。この状態のとき、導入ポート１３１へ供給される圧縮空気は、供給流路１４１ａおよび環状溝１３５を通過し、供給ポート１３２から空気経路１６０へ流れる。そして、空気経路１６０を流れる圧縮空気は、出入りポート１１６からシリンダ１１１の空圧室１１２内へ供給され、空圧室１１２の内圧を高めてピストン１１４をバネ室１１３方向に押圧する。この押圧力はバネ１１５の付勢力と釣り合うことから、ピストン１１４はシリンダ１１１の略中央部に位置する中立状態になる。

操作桿１５０を突出方向（図１の矢印Ａ方向）へ操作すると、ケース１３０内で弁体１４０が排出ポート１３３方向へ移動する。このとき、弁体１４０の移動に従って環状溝１３５に対する供給流路１４１ａの対面面積が無段階に増加し、導入ポート１３１から供給流路１４１ａを通じて環状溝１３５へ流れる圧縮空気の流量が滑らかに増加する。これに追従して供給ポート１３２、空気経路１６０および出入りポート１１６を通じてシリンダ１１１の空圧室１１２内へ流れる圧縮空気の流量が増加し、空圧室１１２の内圧が滑らかに上昇する。この結果、ピストン１１４はバネ１１５の付勢力に抗してバネ室１１３方向へ移動し、それによってロッド１１８をシリンダ１１１からの突出方向（図１の矢印ａ方向）へ滑らかに押し出す。

ケース１３０から突出させた操作桿１５０を逆方向、すなわち、ケース１３０への押し込み方向（図１の矢印Ｂ方向）へ操作すると、ケース１３０内で弁体１４０が導入ポート１３１方向へ移動する。このとき、弁体１４０の移動に従って環状溝１３５に対する供給流路１４１ａの対面面積が無段階に減少し、導入ポート１３１から供給流路１４１ａを通じて環状溝１３５へ流れる圧縮空気の流量が徐々に減少する。これに追従して供給ポート１３２、空気経路１６０および出入りポート１１６を通じてシリンダ１１１の空圧室１１２内へ流れる圧縮空気の流量が減少し、空圧室１１２の内圧が徐々に下降する。この結果、ピストン１１４はバネ１１５の付勢力により中立位置へ移動し、それによってロッド１１８をシリンダ１１１への進入方向（図１の矢印ｂ方向）へ滑らかに移動させる。

引き続き操作桿１５０をケース１３０への押し込み方向へ操作すると、環状溝１３５は、供給流路１４１ａとの連絡を断たれ、排出流路１４１ｂと対面し、連絡する。これにより、シリンダ１１１の空圧室１１２内の圧縮空気は、出入りポート１１６から空気経路１６０を通じて供給ポート１３２へ流れ、環状溝１３５から排出流路１４１ｂへ流れて排出ポート１３３から排出されるようになる。

操作桿１５０の押し込み方向への操作を続けると、弁体１４０の移動に従って環状溝１３５に対する排出流路１４１ｂの対面面積が無段階に増加し、環状溝１３５から排出流路１４１ｂへ流れる圧縮空気の流量が滑らかに増加する。そして、これに追従して出入りポート１１６、空気経路１６０および供給ポート１３２を通じて環状溝１３５へ流れる圧縮空気の流量が増加し、空圧室１１２の内圧が徐々に下降する。この結果、ピストン１１４はバネ１１５の付勢力により中立位置からさらに空圧室１１２方向へ移動し、ロッド１１８をシリンダ１１１への進入方向へ滑らかにさらに移動させる。

操作桿１５０をケース１３０からの突出方向（図１の矢印Ａ方向）へ再度操作すると、ケース１３０内で弁体１４０が排出ポート１３３方向へ移動する。このとき、弁体１４０の移動に従って環状溝１３５に対する排出流路１４１ｂの対面面積が無段階に減少し、環状溝１３５から排出流路１４１ｂへ流れる圧縮空気の流量が徐々に減少する。このため、シリンダ１１１の空圧室１１２内に残留している圧縮空気の内圧によりピストン１１４がバネ１１５の付勢力に抗してバネ室１１３方向へ移動する。そして、操作桿１５０をさらに操作して弁体１４０を移動すると、環状溝１３５は排出流路１４１ｂとの連絡を断たれ、供給流路１４１ａの先端部と対面し、連絡する。これにより、導入ポート１３１からの圧縮空気は、供給ポート１３２および空気経路１６０を通じて出入りポート１１６から空圧室１１２へ流れ、空圧室１１２の内圧を高めてピストン１１４を中立位置に戻す。

操作桿１５０の操作において、操作桿１５０を任意の位置で停止すると、弁体１４０の移動が止まり、環状溝１３５に対する供給流路１４１ａまたは排出流路１４１ｂの対面面積が固定される。これにより、シリンダ１１１の空圧室１１２において内圧の変動が止まり、空圧室１１２の内圧とバネ１１５の付勢力とが均衡してピストン１１４の移動が止まることから、ロッド１１８の動きも停止する。再度、操作桿１５０を操作すると、弁体１４０の移動に従って環状溝１３５に対する供給流路１４１ａまたは排出流路１４１ｂの対面面積が無段階に変動し、それによって空圧室１１２の内圧が変動することから、それに追従してロッド１１８が動作する。

以上のように、動作制御器１２０は、操作桿１５０をケース１３０に対して出し入れ方向に操作することで、その操作方向および操作量（操作桿１５０の出し入れ方向への移動量）に追従するようエアシリンダ１１０のロッド１１８を突出方向または進入方向へ滑らかに動作させることができ、また、操作桿１５０の操作を任意の位置で停止することにより、ロッド１１８の動作を任意の位置で停止することができる。

なお、動作制御器１２０では、弁体１４０の移動速度に応じて供給流路１４１ａから環状溝１３５へ流れる圧縮空気または環状溝１３５から排出流路１４１ｂへ流れる圧縮空気の流速が増減するため、操作桿１５０の出し入れ方向への操作速度を調節すると、ロッド１１８の動作速度（シリンダ１１１からの出入り速度）を制御することができる。

実施の形態２：複動形アクチュエータの動作制御器
図２を参照し、本発明の他の一形態に係る動作制御器を用いた複動形アクチュエータ装置を説明する。図２において、複動形アクチュエータ装置２００は、複動形アクチュエータである複動形のエアシリンダ２１０と、このエアシリンダ２１０の動作を制御するための動作制御器２２０とを備えている。

エアシリンダ２１０は、円筒状のシリンダ２１１およびシリンダ２１１内を第１空圧室２１２と第２空圧室２１３とに区画するピストン２１４を主に備えている。第１空圧室２１２は、端面の中心部に開口２１６を有し、また、外周部の端面付近に圧縮空気の第１出入りポート２１７を有している。第２空圧室２１３は、外周部の端面付近に圧縮空気の第２出入りポート２１８を有している。ピストン２１４は、シリンダ２１１の軸方向に移動可能であり、中心部からシリンダ２１１の軸方向に延びるロッド２１９を有している。ロッド２１９は、第１空圧室２１２の開口２１６から出入り可能に一部が突出している。

動作制御器２２０は、プレッシャセンタ式のものであり、ケース２３０、弁体２４０および操作桿２５０を主に備えている。ケース２３０は、円筒状に形成されており、その外周面に設けられた導入ポート２３１、第１供給ポート２３２および第２供給ポート２３３、その一方の端面に設けられた第１排出ポート２３４並びにその他方の端面に設けられた第２排出ポート２３５を有している。導入ポート２３１は、第１供給ポート２３２および第２供給ポート２３３と対面する側において、第１供給ポート２３２と第２供給ポート２３３とに挟まれた位置関係であってケース２３０の軸方向の中央部に設けられている。

導入ポート２３１は、圧縮空気をケース２３０内に導入するための入り口であり、コンプレッサー等の圧縮空気の供給源（図示省略）に連絡している。第１供給ポート２３２は、エアシリンダ２１０の第１出入りポート２１７との間で圧縮空気を交流するための出入り口であり、第１出入りポート２１７から延びる第１空気経路２７０が連絡している。第２供給ポート２３３は、エアシリンダ２１０の第２出入りポート２１８との間で圧縮空気を交流するための出入り口であり、第２出入りポート２１８から延びる第２空気経路２８０が連絡している。導入ポート２３１、第１供給ポート２３２および第２供給ポート２３３は、いずれも、内周面側の開口径が小さく設定され、外周面側の開口径が大きく設定されている。

第１排出ポート２３４は、ケース２３０の第１供給ポート２３２側の端面の中心に設けられており、第１出入りポート２１７からの圧縮空気を排出するためのものである。第２排出ポート２３５は、ケース２３０の第２供給ポート２３３側の端面の中心に設けられており、第２出入りポート２１８からの圧縮空気を排出するためのものである。

ケース２３０の内周面には、ケース２３０の軸を中心とし、当該軸方向に同じ幅Ｗを有する第１環状溝２３６および第２環状溝２３７の二つの環状溝が間隔を設けて形成されている。そして、第１供給ポート２３２は第１環状溝２３６の幅方向の中央部で開口し、第２供給ポート２３３は第２環状溝２３７の幅方向の中央部で開口している。

弁体２４０は、ケース２３０内に収容された、ケース２３０の軸方向に移動可能な円柱状であり、第１弁体２４１、第２弁体２４２および連結体２４３を有している。

第１弁体２４１は、導入ポート２３１と第１排出ポート２３４との間で移動可能であり、外周面が第１環状溝２３６と対面している。また、第１弁体２４１は、導入ポート２３１からの圧縮空気を第１供給ポート２３２へ案内するための第１供給流路２４１ａと、第１出入りポート２１７から第１供給ポート２３２へ流れる圧縮空気を第１排出ポート２３４へ案内するための第１排出流路２４１ｂとを外周部に有している。

第１供給流路２４１ａは、第１弁体２４１の導入ポート２３１側の端面から第１排出ポート２３４方向へ延び、かつ、導入ポート２３１側の端面が開口する、深さを一定にして切り欠いた二等辺三角形状の溝である。このため、第１供給流路２４１ａは、第１弁体２４１が第１排出ポート２３４方向へ移動するに従って、第１環状溝２３６と対面する面積が大きくなり、逆に、第１弁体２４１が導入ポート１３１方向へ移動するに従って、第１環状溝２３６と対面する面積が小さくなる。

第１排出流路２４１ｂは、第１弁体２４１の第１排出ポート２３４側の端面から導入ポート２３１方向へ延び、かつ、第１排出ポート２３４側の端面が開口する、深さを一定にして切り欠いた二等辺三角形状の溝である。このため、第１排出流路２４１ｂは、第１弁体２４１が導入ポート２３１方向へ移動するに従って、第１環状溝２３６と対面する面積が大きくなり、逆に、第１弁体２４１が第１排出ポート２３４方向へ移動するに従って、第１環状溝２３６と対面する面積が小さくなる。

第１供給流路２４１ａと第１排出流路２４１ｂとは、第１弁体２４１の外周面において、第１供給流路２４１ａの第１排出ポート２３４側先端部と第１排出流路２４１ｂの導入ポート２３１側先端部とが第１環状溝２３６の幅Ｗと同一の距離Ｄを隔てて対向しており、これによって互いに独立している。このため、第１弁体２４１は、ケース２３０の軸方向へ移動したときに、第１供給流路２４１ａおよび第１排出流路２４１ｂのいずれか一方の流路が選択的に第１環状溝２３６と連絡する。また、第１供給流路２４１ａは、ケース２３０の軸方向の奥行きが第１排出流路２４１ｂよりも若干大きく設定されている。

第２弁体２４２は、導入ポート２３１と第２排出ポート２３５との間で移動可能であり、外周面が第２環状溝２３７と対面している。また、第２弁体２４２は、導入ポート２３１からの圧縮空気を第２供給ポート２３３へ案内するための第２供給流路２４２ａと、第２出入りポート２１８から第２供給ポート２３３へ流れる圧縮空気を第２排出ポート２３５へ案内するための第２排出流路２４２ｂとを外周部に有している。

第２供給流路２４２ａは、第２弁体２４２の導入ポート２３１側の端面から第２排出ポート２３５方向へ延び、かつ、導入ポート２３１側の端面が開口する、深さを一定にして切り欠いた二等辺三角形状の溝である。このため、第２供給流路２４２ａは、第２弁体２４２が第２排出ポート２３５方向へ移動するに従って、第２環状溝２３７と対面する面積が大きくなり、逆に、第２弁体２４２が導入ポート２３１方向へ移動するに従って、第２環状溝２３７と対面する面積が小さくなる。

第２排出流路２４２ｂは、第２弁体２４２の第２排出ポート２３５側の端面から導入ポート２３１方向へ延び、かつ、第２排出ポート２３５側の端面が開口する、深さを一定にして切り欠いた二等辺三角形状の溝である。このため、第２排出流路２４２ｂは、第２弁体２４２が導入ポート２３１方向へ移動するに従って、第２環状溝２３７と対面する面積が大きくなり、逆に、第２弁体２４２が第２排出ポート２３５方向へ移動するに従って、第２環状溝２３７と対面する面積が小さくなる。

第２供給流路２４２ａと第２排出流路２４２ｂとは、第２弁体２４２の外周面において、第２供給流路２４２ａの第２排出ポート２３５側先端部と第２排出流路２４２ｂの導入ポート２３１側先端部とが第２環状溝２３７の幅Ｗと同一の距離Ｄを隔てて対向しており、これによって互いに独立している。このため、第２弁体２４２は、ケース２３０の軸方向へ移動したときに、第２供給流路２４２ａおよび第２排出流路２４２ｂのいずれか一方の流路が選択的に第２環状溝２３７と連絡する。また、第２供給流路２４２ａは、ケース２３０の軸方向の奥行きが第２排出流路２４２ｂよりも若干大きく設定されている。

なお、第２供給流路２４２ａは、大きさおよび容量が第１供給流路２４１ａと同じに設定されている。また、第２排出流路２４２ｂは、大きさおよび容量が第１排出流路２４１ｂと同じに設定されている。

連結体２４３は、第１弁体２４１および第２弁体２４２より小径に形成されており、第１弁体２４１と第２弁体２４２とを連結している。ここで、連結体２４３は、図２に示すように、第１弁体２４１の第１供給流路２４１ａがその先端部において第１環状溝２３６と対面することで連絡し、第１排出流路２４１ｂが第１環状溝２３６との連絡を断たれた状態のとき、第２弁体２４２の第１供給流路２４２ａがその先端部において第２環状溝２３７と対面することで連絡し、第２排出流路２４２ｂが第２環状溝２３７との連絡を断たれた状態になるよう、第１弁体２４１と第２弁体２４２との間隔を設定している。

操作桿２５０は、弁体２４０をケース２３０内で移動させるためのものであり、第１弁体２４１および第２弁体２４２と同軸の棒状であって第２弁体２４２と一体化している。操作桿２５０は、第２排出ポート２３５からケース２３０の外部へ一部が突出しており、ケース２３０に対して出し入れすることでケース２３０内で弁体２４０を移動させることができる。したがって、操作桿２５０を出し入れすることで、第１弁体２４１および第２弁体２４２は、ケース２３０内で同方向へ連動して移動する。

動作制御器２２０は、図２に示すような状態でケース２３０内に弁体２４０が位置しているとき、導入ポート２３１へ供給される圧縮空気は、第１弁体２４１の第１供給流路２４１ａから第１環状溝２３６を通過し、第１供給ポート２３２から第１空気経路２７０へ流れる。そして、第１空気経路２７０を流れる圧縮空気は、第１出入りポート２１７からシリンダ２１１の第１空圧室２１２内へ供給される。同時に、導入ポート２３１へ供給される圧縮空気は、第２弁体２４２の第２供給流路２４２ａから第２環状溝２３７を通過し、第２供給ポート２３３から第２空気経路２８０へ流れる。そして、第２空気経路２８０を流れる圧縮空気は、第２出入りポート２１８からシリンダ２１１の第２空圧室２１３内へ供給される。

この結果、第１空圧室２１２と第２空圧室２１３とで内圧が釣り合い、ピストン２１４はシリンダ２１１の略中央部に位置する中立状態に維持される。

操作桿２５０を突出方向（図１の矢印Ａ方向）へ操作すると、ケース２３０内で弁体２４０が第２排出ポート２３５方向へ移動する。このとき、第２弁体２４２の移動に従って第２環状溝２３７に対する第２供給流路２４２ａの対面面積が無段階に増加し、導入ポート２３１から第２供給流路２４２ａを通じて第２環状溝２３７へ流れる圧縮空気の流量が滑らかに増加する。そして、これに追従して第２供給ポート２３３、第２空気経路２８０および第２出入りポート２１８を通じてシリンダ２１１の第２空圧室２１３内へ流れる圧縮空気の流量が増加し、第２空圧室２１３の内圧が滑らかに上昇する。

同時に、第２弁体２４２と連動して第１弁体２４１が移動することで第１環状溝２３６と第１供給流路２４１ａとの連絡が断たれ、第１環状溝２３６と第１排出流路２４１ｂとが対面する。これにより、シリンダ２１１の第１空圧室２１２内の圧縮空気が第１出入りポート２１７から第１空気経路２７０へ流れ、第１供給ポート２３２、第１環状溝２３６および第１排出流路２４１ｂを通じて第１排出ポート２３４から排出され始める。そして、第１弁体２４１の移動に従って第１環状溝２３６に対する第１排出流路２４１ｂの対面面積が無段階に増加し、それによって第１環状溝２３６から第１排出流路２４１ｂへ流れる圧縮空気の流量が滑らかに増加することから、これに追従して第１空圧式２１２から第１空気経路２７０へ流れる圧縮空気の流量が増加し、第１空圧室２１２の内圧が滑らかに低下する。

以上の結果、シリンダ２１１において、ピストン２１４は、第１空圧室２１２方向へ滑らかに移動し、それによってロッド２１９をシリンダ２１１からの突出方向（図２の矢印ａ方向）へ滑らかに押し出す。

ケース２３０から突出した操作桿２５０を逆方向、すなわち、ケース２３０への押し込み方向（図２の矢印Ｂ方向）へ操作すると、ケース２３０内で弁体２４０が第１排出ポート２３４方向へ移動する。このとき、第２弁体２４２の移動に従って第２環状溝２３７に対する第２供給流路２４２ａの対面面積が無段階に減少し、それによって導入ポート２３１から第２供給流路２４２ａを通じて第２環状溝２３７へ流れる圧縮空気の流量が徐々に減少する。これに追従して第２供給ポート２３３、第２空気経路２８０および第２出入りポート２１８を通じてシリンダ２１１の第２空圧室２１３内へ流れる圧縮空気の流量が減少する。

同時に、第２弁体２４２と連動して第１弁体２４１が移動することで第１環状溝２３６に対する第１排出流路２４１ｂの対面面積が無段階に減少し、それによって第１環状溝２３６から第１排出流路２４１ｂへ流れる圧縮空気の流量が徐々に減少する。これに追従して第１空圧室２１２から第１空気経路２７０へ流れる圧縮空気の流量が減少する。

以上の結果、シリンダ２１１において、ピストン２１４は、第１空圧室２１２の内圧が第２空圧室２１３の内圧に対して徐々に高まることから第２空圧室２１３方向へ滑らかに移動し、それによってロッド２１９をシリンダ２１１への進入方向（図２の矢印ｂ方向）へ滑らかに移動させる。そして、操作桿２５０を引き続き押し込み方向へ操作し、弁体２４０が図２に示す位置に戻ると、第１空圧室２１２と第２空圧室２１３との内圧が釣り合い、ピストン２１４はシリンダ２１１の略中央部に位置する中立状態に戻る。

操作桿２５０の押し込み方向への操作を続けると、ケース２３０内で弁体２４０がさらに第１排出ポート２３４方向へ移動する。このとき、第１弁体２４１の移動に従って第１環状溝２３６に対する第１供給流路２４１ａの対面面積が無段階に増加し、導入ポート２３１から第１供給流路２４１ａを通じて第１環状溝２３６へ流れる圧縮空気の流量が滑らかに増加する。そして、これに追従して第１供給ポート２３２、第１空気経路２７０および第１出入りポート２１７を通じてシリンダ２１１の第１空圧室２１２内へ流れる圧縮空気の流量が増加し、第１空圧室２１２の内圧が滑らかに上昇する。

同時に、第１弁体２４１と連動して第２弁体２４２が移動することで第２環状溝２３７と第２供給流路２４２ａとの連絡が断たれ、第２環状溝２３７と第２排出流路２４２ｂとが対面する。これにより、シリンダ２１１の第２空圧室２１３内の圧縮空気が第２出入りポート２１８から第２空気経路２８０へ流れ、第２供給ポート２３３、第２環状溝２３７および第２排出流路２４２ｂを通じて第２排出ポート２３５から排出され始める。そして、第２弁体２４１の移動により第２環状溝２３７に対する第２排出流路２４２ｂの対面面積が無段階に増加し、それによって第２環状溝２３７から第２排出流路２４２ｂへ流れる圧縮空気の流量が滑らかに増加することから、これに追従して第２空圧式２１３から第２空気経路２８０へ流れる圧縮空気の流量が増加し、第２空圧室２１３の内圧が滑らかに低下する。

以上の結果、シリンダ２１１において、ピストン２１４は、第２空圧室２１３方向へ滑らかに移動し、それによってロッド２１９をシリンダ２１１への進入方向（図２の矢印ｂ方向）へ滑らかにさらに移動させる。

操作桿２５０をケース２３０からの突出方向（図２の矢印Ａ方向）へ再度操作すると、ケース２３０内で弁体２４０が第２排出ポート２３５方向へ移動する。このとき、第１弁体２４１の移動に従って第１環状溝２３６に対する第１供給流路２４１ａの対面面積が無段階に減少し、導入ポート２３１から第１供給流路２４１ａを通じて第１環状溝２３６へ流れる圧縮空気の流量が徐々に減少する。これに追従して第１供給ポート２３２、第１空気経路２７０および第１出入りポート２１７を通じてシリンダ２１１の第１空圧室２１２内へ流れる圧縮空気の流量が減少する。

同時に、第１弁体２４１と連動して第２弁体２４２が移動することで第２環状溝２３７に対する第２排出流路２４２ｂの対面面積が無段階に減少し、それによって第２環状溝２３７から第２排出流路２４２ｂへ流れる圧縮空気の流量が徐々に減少する。これに追従して第２空圧室２１３から第２空気経路２８０へ流れる圧縮空気の流量が減少する。

以上の結果、シリンダ２１１において、ピストン２１４は、第２空圧室２１３の内圧が第１空圧室２１２の内圧に対して徐々に高まることから第１空圧室２１２方向へ滑らかに移動し、それによってロッド２１９をシリンダ２１１からの突出方向（図２の矢印ａ方向）へ滑らかに移動させる。そして、操作桿２５０を引き続き突出方向へ操作し、弁体２４０が図２に示す位置に戻ると、第１空圧室２１２と第２空圧室２１３との内圧が釣り合い、ピストン２１４はシリンダ２１１の略中央部に位置する中立状態に戻る。

操作桿２５０の操作において、操作桿２５０を任意の位置で停止すると、弁体２４０の移動が止まり、第１環状溝２３６に対する第１供給流路２４１ａまたは第１排出流路２４１ｂの対面面積が固定され、また、第２環状溝２３７に対する第２供給流路２４２ａまたは第２排出流路２４２ｂの対面面積が固定される。これにより、シリンダ２１１の第１空圧室２１２および第２空圧室２１３の両空圧室において内圧が変動せずに安定し、第１空圧室２１２の内圧と第２空圧室２１３の内圧とが均衡することから、ピストン２１４の移動が止まり、それによってロッド２１９の動きも停止する。再度、操作桿２５０を操作すると、弁体２４０の移動に従って、第１環状溝２３６に対する第１供給流路２４１ａまたは第１排出流路２４１ｂの対面面積および第２環状溝２３７に対する第２供給流路２４２ａまたは第２排出流路２４２ｂの対面面積が無段階に変動し、それによって第１空圧室２１２の内圧と第２空圧室２１３の内圧とに差が生じることから、それに追従してロッド２１９が動作する。

以上のように、動作制御器２２０は、操作桿２５０をケース２３０に対して出し入れ方向に操作することで、その操作方向および操作量（操作桿２５０の出し入れ方向への移動量）に追従するようエアシリンダ２１０のロッド２１９を突出方向または進入方向へ滑らかに動作させることができ、また、操作桿２５０の操作を任意の位置で停止することにより、ロッド２１９の動作を任意の位置で停止することができる。

なお、動作制御器２２０では、第１供給流路２４１ａから第１環状溝２３６へ流れる圧縮空気若しくは第１環状溝２３６から第１排出流路２４１ｂへ流れる圧縮空気および第２供給流路２４２ａから第２環状溝２３７へ流れる圧縮空気若しくは第２環状溝２３７から第２排出流路２４２ｂへ流れる圧縮空気の流速が弁体２４０の移動速度に応じて増減するため、操作桿２５０の出し入れ方向への操作速度を調節すると、ロッド２１９の動作速度（シリンダ２１１からの出入り速度）を制御することができる。

動作制御器２２０は、第１供給ポート２３２側に第２空気経路２８０を接続し、第２供給ポート２３３側に第１空気経路２７０を接続すると、操作桿２５０の出入り方向に対し、エアシリンダ２１０でのロッド２１９の移動方向を反対方向に設定することができる。

他の実施の形態
（１）本発明の動作制御器は、空気以外の流体、例えば油や水を用いる油圧シリンダや水圧シリンダなどの各種の流体圧式アクチュエータの制御においても同様に実施することができる。また、アクチュエータは、シリンダに限定されるものではなく、例えばダイアフラム等であってもよい。

（２）上述の各実施の形態では、弁体の外周面に二等辺三角形状の切り欠き溝を形成することで流体の供給流路および排出流路を形成しているが、この溝の形状は、正三角形状、矩形状、多角形状、半円状または半楕円状などに変更することもできる。

また、流体圧式アクチュエータが大容量の場合など、流体圧式アクチュエータと動作制御器との間で効率的に多量の流体を交流する必要がある場合などは、弁体において、切り欠き溝による複数条の供給流路および排出流路を設けることもできる。この場合、複数条の供給流路および排出流路は、弁体の外周面上に等間隔に設けるのが好ましい。

（３）弁体の供給流路および排出流路は、弁体の外周面をテーパー状に成形することで形成することもできる。図３を参照し、複動形アクチュエータを制御するための上述の実施の形態に係る動作制御器２２０においてこの変形例を適用した場合の例を説明する。

第１弁体２４１は、軸方向の中央部２４１ｃが軸方向と平行に形成されている。また、第１弁体２４１は、導入ポート２３１側の端面から第１排出ポート２３４方向、すなわち、中央部２４１ｃに向けて径が拡大するテーパー状に成形されており、第１排出ポート２３４側の端面から導入ポート２３１方向、すなわち、中央部２４１ｃに向けて径が拡大するテーパー状に成形されている。これにより、第１弁体２４１は、導入ポート２３１側のテーパー面がケース２３０の内周面との隙間により第１供給流路２４１ａを形成し、第１排出ポート２３４側のテーパー面がケース２３０の内周面との隙間により第１排出流路２４１ｂを形成している。

第２弁体２４２は、軸方向の中央部２４２ｃが軸方向と平行に形成されている。また、第２弁体２４２は、導入ポート２３１側の端面から第２排出ポート２３５方向、すなわち、中央部２４２ｃに向けて径が拡大するテーパー状に成形されており、第２排出ポート２３５側の端面から導入ポート２３１方向、すなわち、中央部２４２ｃに向けて径が拡大するテーパー状に成形されている。これにより、第２弁体２４２は、導入ポート２３１側のテーパー面がケース２３０の内周面との隙間により第２供給流路２４２ａを形成し、第２排出ポート２３５側のテーパー面がケース２３０の内周面との隙間により第２排出流路２４２ｂを形成している。

図３に示す状態において、第１弁体２４１は、第１排出流路２４１ｂと第１環状溝２３６との連絡が遮断された状態になるよう、中央部２４１ｃが第１環状溝２３６と対面しており、この状態で第１供給流路２４１ａは第１環状溝２３６に連絡している。一方、同状態において、第２弁体２４２は、第２排出流路２４２ｂと第２環状溝２３７との連絡が遮断された状態になるよう、中央部２４２ｃが第２環状溝２３７と対面しており、この状態で第２供給流路２４２ａは第２環状溝２３７に連絡している。

この変形例では、図３に示す状態から操作桿２５０を突出方向（図３の矢印Ａ方向）へ操作すると、ケース２３０内で弁体２４０が第２排出ポート２３５方向へ移動する。このとき、第２弁体２４２の移動に従って第２環状溝２３７と第２供給流路２４２ａとの隙間が無段階に拡大し、第２供給流路２４２ａを通じて第２環状溝２３７へ流れる流体の流量が滑らかに増加する。同時に、第２弁体２４２と連動して第１弁体２４１が移動することで、第１弁体２４１の中央部２４１ｃがケース２３０の内周面と当接し、第１環状溝２３６と第１供給流路２４１ａとの連絡が遮断される。一方、第１環状溝２３６と第１排出流路２４１ｂとに隙間が生じ、第１環状溝２３６から第１排出流路２４１ａへ流体が流れ始める。この流体の流量は、第１弁体２４１の移動とともに第１環状溝２３６と第１排出流路２４１ｂとの隙間が無段階に拡大するため、それに従って滑らかに増加する。

図３に示す状態から操作桿２５０を押し込み方向（図３の矢印Ｂ方向）へ操作すると、ケース２３０内で弁体２４０が第１排出ポート２３４方向へ移動する。このとき、第１弁体２４１の移動に従って第１環状溝２３６と第１供給流路２４１ａとの隙間が無段階に拡大し、第１供給流路２４１ａを通じて第１環状溝２３６へ流れる流体の流量が滑らかに増加する。同時に、第１弁体２４１と連動して第２弁体２４２が移動することで、第２弁体２４２の中央部２４２ｃがケース２３０の内周面と当接し、第２環状溝２３７と第２供給流路２４２ａとの連絡が遮断される。一方、第２環状溝２３７と第２排出流路２４２ｂとに隙間が生じ、第２環状溝２３７から第２排出流路２４２ｂへ流体が流れ始める。この流体の流量は、第２弁体２４２の移動とともに第２環状溝２３７と第２排出流路２４２ｂとの隙間が無段階に拡大するため、それに従って滑らかに増加する。

（４）複動形アクチュエータを制御するための上述の実施の形態に係る動作制御器２２０では、第１弁体２４１と第２弁体２４２とを連結体２４３により一体的に固定しているが、図４に示すように、連結体２４３側におねじ部２４４を設けるとともに第２弁体２４２側の中心部にめねじ部２４５を設け、連結体２４３に対して第２弁体２４２をねじ止めすることもできる。

この場合、連結体２４３に対する第２弁体２４２のねじ止め量を変更することで第１弁体２４１と第２弁体２４２との間隔Ｘを任意に調節することができる。間隔Ｘを調節すると、第１弁体２４１側での流体の流れに対し、第２弁体２４２側での流体の流れを調節することができ、それによってアクチュエータの応答性等を調節することができる。例えば、エアシリンダ２１０において、ピストン２１４は、ロッド２１９の断面積分、第１空圧室２１２側の受圧面積が第２空圧室２１３側の受圧面積より小さいため、中立状態であっても徐々に第１空圧室２１２側へ移動するが、間隔Ｘの調節により第１空圧室２１２側への流量を第２空圧室２１３側への流量よりも増加すると、中立状態で安定に保持され得る。

この変形例では、通常、第１排出ポート２３４の径を拡大するとともに第１弁体２４１に第１排出ポート２３４から突出する同軸のロッド２４６を設けるのが好ましい。この場合、ロッド２４６を固定することで連結体２４３の回転を抑えることができるため、操作桿２５０の回転により第２弁体２４２を回転させて間隔Ｘを調節することができる。

なお、間隔Ｘの調節のために、連結体２４３と第２弁体２４２とを固定して連結体２４３に対して第１弁体２４１をねじ止めすることもでき、また、連結体２４３に対して第１弁体２４１および第２弁体２４２の両方をねじ止めすることもできる。

（５）本発明の動作制御器は、流体を排出するための専用のポートを設けることもできる。例えば、複動形アクチュエータを制御するための上述の実施の形態に係る動作制御器２２０は、第１排出ポート２３４および第２排出ポート２３５から圧縮空気を排出しているが、流体として油や水等の液体を用いる場合や回収を要する気体を用いる場合は、図５に示すように、ケース２３０において、操作桿２５０を突出させる開口部分を液密化し、排出される流体の回収流路を接続するための第１排出ポート２３４および第２排出ポート２３５をそれぞれケース２３０の両端部付近に設けることができる。

用途
本発明の動作制御器は、電気制御等の複雑な制御機構を必要としない簡単な構成でありながら、操作桿の操作に追従して流体圧式アクチュエータとの間での流体の交流を無段階的に制御することができることから、サーボ機構で制御する場合のように流体圧式アクチュエータを無段階的に滑らかに動作させることができる。

本発明の動作制御器は、このような特性を有することから、例えば、図６に示すように、遠隔操作式クランプ装置の制御器として用いることができる。具体的には、遠隔地のクランプ１０をエアシリンダ２０で開閉操作する場合、エアシリンダ２０の動作を本発明の動作制御器３０で制御することができる。この場合、把手を有するハンドレバー４０で動作制御器３０の操作桿３１を出し入れ方向に手動操作すると、この操作に追従してエアシリンダ２０のロッド２１が出入りし、クランプ１０が図６に矢印で示すように開閉する。ここでは、ハンドレバー４０による操作桿１１の微妙な操作がエアシリンダ２０でのロッド２１の出入りに反映されることから、クランプ１０の開閉を微妙に制御することができる。

なお、本発明の動作制御器は、電気制御を必要としないことから、エアシリンダのような空圧式アクチュエータを防爆環境で制御する必要がある場合に特に適している。

本発明の動作制御器は、流体圧式アクチュエータの動作制御用のセンサとして用いることもできる。例えば、ワークのハンドリング用アクチュエータの制御用に本発明の動作制御器を用いる場合、当該動作制御器の操作桿をワーク位置の検出センサとし、操作桿がワークと当接したときにハンドリング用アクチュエータを作動させることができる。また、シートの巻き出し装置において、巻き出されたシートの張力調整用のテンションローラの移動位置を本発明の動作制御器の操作桿で検出し、シートの巻き出し機構のディスクブレーキを制御することもできる。さらに、車両の車高調節機能付きのサスペンションにおいて、車両の車高検出用に本発明の動作制御器を用いることもできる。

１１０、２１０ エアシリンダ
１１６ 出入りポート
１２０、２２０ 動作制御器
１３０、２３０ ケース
１４０、２４０ 弁体
１５０、２５０ 操作桿
１３１、２３１ 導入ポート
１３２ 供給ポート
１３３ 排出ポート
１３５ 環状溝
１４１ａ 供給流路
１４１ｂ 排出流路
２１７ 第１出入りポート
２１８ 第２出入りポート
２３２ 第１供給ポート
２３３ 第２供給ポート
２３４ 第１排出ポート
２３５ 第２排出ポート
２３６ 第１環状溝
２３７ 第２環状溝
２４１ 第１弁体
２４１ａ 第１供給流路
２４１ｂ 第１排出流路
２４２ 第２弁体
２４２ａ 第２供給流路
２４２ｂ 第２排出流路
２４３ 連結体
２４４ おねじ部
２４５ めねじ部

Claims (13)

1. 流体の導入ポート、前記導入ポートからの流体をアクチュエータへ送るための供給ポートおよび前記アクチュエータから前記供給ポートを通じて戻る前記流体を排出するための排出ポートを有する、前記流体の圧力により作動するアクチュエータの動作制御器における弁構造であって、
   前記導入ポート、前記供給ポートおよび前記排出ポートを有し、前記供給ポートに連絡する環状溝が内周面に設けられた筒状のケースと、
   前記ケース内に収容された、前記導入ポートと前記排出ポートとの間で前記ケースの軸方向へ移動可能な弁体と、
   を備え、
   前記弁体は、前記導入ポートからの前記流体を前記供給ポートへ案内するための、前記環状溝に連絡可能な供給流路と、前記アクチュエータから前記供給ポートへ戻る前記流体を前記排出ポートへ案内するための、前記供給流路から独立して前記環状溝に連絡可能な排出流路とを外周部に有し、
   前記供給流路は、前記弁体が前記排出ポート側へ移動するに従って前記環状溝への前記流体の流量が増加し、前記弁体が前記導入ポート側へ移動するに従って前記環状溝への前記流体の流量が減少するよう形成されており、かつ、前記排出流路は、前記弁体が前記排出ポート側へ移動するに従って前記環状溝からの前記流体の流量が減少し、前記弁体が前記導入ポート側へ移動するに従って前記環状溝からの前記流体の流量が増加するよう形成されており、
   前記環状溝は、前記弁体の移動により前記供給流路および前記排出流路のいずれか一方の流路と選択的に連絡する、
   流体圧式アクチュエータの動作制御器の弁構造。
2. 前記供給流路は、前記弁体の外周面に形成された、前記弁体の前記導入ポート側の端面から前記排出ポート方向へ延びる溝であり、前記排出流路は、前記弁体の外周面に形成された、前記弁体の前記排出ポート側の端面から前記導入ポート方向へ延びる溝である、請求項１に記載の流体圧式アクチュエータの動作制御器の弁構造。
3. 前記弁体は、複数の前記供給流路および前記排出流路を有している、請求項２に記載の流体圧式アクチュエータの動作制御器の弁構造。
4. 前記供給流路は、前記弁体の前記導入ポート側の端面から前記排出ポート方向に向けて径が拡大するテーパー状に前記弁体の外周面を成形することで形成されており、前記排出流路は、前記弁体の前記排出ポート側の端面から前記導入ポート方向に向けて径が拡大するテーパー状に前記弁体の外周面を成形することで形成されている、請求項１に記載の流体圧式アクチュエータの動作制御器の弁構造。
5. 流体の圧力により作動する、前記流体を出し入れするための流体ポートを有する単動形のアクチュエータの動作制御器であって、
   前記流体の導入ポート、前記導入ポートからの前記流体を前記流体ポートへ送るための供給ポートおよび前記供給ポートを通じて前記流体ポートから戻る前記流体を排出するための排出ポートを有し、前記供給ポートに連絡する環状溝が内周面に設けられた筒状のケースと、
   前記ケース内に収容された、前記導入ポートと前記排出ポートとの間で前記ケースの軸方向へ移動可能な弁体と、
   前記ケースから少なくとも一部が突出する、前記弁体を前記軸方向へ移動させるための操作桿と、
   を備え、
   前記弁体は、前記導入ポートからの前記流体を前記供給ポートへ案内するための、前記環状溝に連絡可能な供給流路と、前記流体ポートから前記供給ポートへ戻る前記流体を前記排出ポートへ案内するための、前記供給流路から独立して前記環状溝に連絡可能な排出流路とを外周部に有し、
   前記供給流路は、前記弁体が前記排出ポート側へ移動するに従って前記環状溝への前記流体の流量が増加し、前記弁体が前記導入ポート側へ移動するに従って前記環状溝への前記流体の流量が減少するよう形成されており、かつ、前記排出流路は、前記弁体が前記排出ポート側へ移動するに従って前記環状溝からの前記流体の流量が減少し、前記弁体が前記導入ポート側へ移動するに従って前記環状溝からの前記流体の流量が増加するよう形成されており、
   前記環状溝は、前記弁体の移動により前記供給流路および前記排出流路のいずれか一方の流路と選択的に連絡する、
   流体圧式アクチュエータの動作制御器。
6. 前記供給流路は、前記弁体の外周面に形成された、前記弁体の前記導入ポート側の端面から前記排出ポート方向へ延びる溝であり、前記排出流路は、前記弁体の外周面に形成された、前記弁体の前記排出ポート側の端面から前記導入ポート方向へ延びる溝である、請求項５に記載の流体圧式アクチュエータの動作制御器。
7. 前記弁体は、複数の前記供給流路および前記排出流路を有している、請求項６に記載の流体圧式アクチュエータの動作制御器。
8. 前記供給流路は、前記弁体の前記導入ポート側の端面から前記排出ポート方向に向けて径が拡大するテーパー状に前記弁体の外周面を成形することで形成されており、前記排出流路は、前記弁体の前記排出ポート側の端面から前記導入ポート方向に向けて径が拡大するテーパー状に前記弁体の外周面を成形することで形成されている、請求項５に記載の流体圧式アクチュエータの動作制御器。
9. 流体の圧力により作動する、前記流体を出し入れするための第１流体ポートおよび第２流体ポートの二つのポートを有する複動形のアクチュエータの動作制御器であって、
   前記流体の導入ポート、前記導入ポートからの前記流体を前記第１流体ポートへ送るための第１供給ポート、前記第１流体ポートから前記第１供給ポートへ戻る前記流体を排出するための第１排出ポート、前記導入ポートからの前記流体を前記第２流体ポートへ送るための第２供給ポートおよび前記第２流体ポートから前記第２供給ポートへ戻る前記流体を排出するための第２排出ポートを有し、前記第１供給ポートおよび前記第２供給ポートにそれぞれ個別に連絡する第１環状溝および第２環状溝が内周面に設けられた筒状のケースと、
   前記ケース内に収容された、前記導入ポートと前記第１排出ポートとの間で前記ケースの軸方向へ移動可能な第１弁体と、
   前記ケース内に収容された、前記導入ポートと前記第２排出ポートとの間で前記ケースの軸方向へ移動可能な第２弁体と、
   前記ケースから少なくとも一部が突出する、前記第１弁体および前記第２弁体を連動して前記軸方向へ移動させるための操作桿と、
   を備え、
   前記第１弁体は、前記導入ポートからの前記流体を前記第１供給ポートへ案内するための、前記第１環状溝に連絡可能な第１供給流路と、前記第１流体ポートから前記第１供給ポートへ戻る前記流体を前記第１排出ポートへ案内するための、前記第１供給流路から独立して前記第１環状溝に連絡可能な第１排出流路とを外周部に有し、
   前記第１供給流路は、前記第１弁体が前記第１排出ポート側へ移動するに従って前記第１環状溝への前記流体の流量が増加し、前記第１弁体が前記導入ポート側へ移動するに従って前記第１環状溝への前記流体の流量が減少するよう形成されており、かつ、前記第１排出流路は、前記第１弁体が前記第１排出ポート側へ移動するに従って前記第１環状溝からの前記流体の流量が減少し、前記第１弁体が前記導入ポート側へ移動するに従って前記第１環状溝からの前記流体の流量が増加するよう形成されており、
   前記第２弁体は、前記導入ポートからの前記流体を前記第２供給ポートへ案内するための、前記第２環状溝に連絡可能な第２供給流路と、前記第２流体ポートから前記第２供給ポートへ戻る前記流体を前記第２排出ポートへ案内するための、前記第２供給流路から独立して前記第２環状溝に連絡可能な第２排出流路とを外周部に有し、
   前記第２供給流路は、前記第２弁体が前記第２排出ポート側へ移動するに従って前記第２環状溝への前記流体の流量が増加し、前記第２弁体が前記導入ポート側へ移動するに従って前記第２環状溝への前記流体の流量が減少するよう形成されており、かつ、前記第２排出流路は、前記第２弁体が前記第２排出ポート側へ移動するに従って前記第２環状溝からの前記流体の流量が減少し、前記第２弁体が前記導入ポート側へ移動するに従って前記第２環状溝からの前記流体の流量が増加するよう形成されており、
   前記第１環状溝は、前記第１弁体の移動により前記第１供給流路および前記第１排出流路のいずれか一方の流路と選択的に連絡し、
   前記第２環状溝は、前記第２弁体の移動により前記第２供給流路および前記第２排出流路のいずれか一方の流路と選択的に連絡するとともに、前記第１環状溝と前記第１供給流路とが連絡する範囲で前記第１弁体が移動するときに前記第２排出流路と連絡可能であり、かつ、前記第１環状溝と前記第１排出流路とが連絡する範囲で前記第１弁体が移動するときに前記第２供給流路と連絡可能であり、
   前記第１環状溝および前記第２環状溝は、それぞれ前記第１排出流路および前記第２排出流路との連絡を断たれているときに、それぞれ前記第１供給流路および前記第２供給流路と連絡する、
   流体圧式アクチュエータの動作制御器。
10. 前記第１供給流路および前記第２供給流路は、それぞれ前記第１弁体および前記第２弁体の外周面に形成された、それぞれ前記第１弁体および前記第２弁体の前記導入ポート側の端面からそれぞれ前記第１排出ポート方向および前記第２排出ポート方向へ延びる溝であり、
    前記第１排出流路および前記第２排出流路は、それぞれ前記第１弁体および前記第２弁体の外周面に形成された、それぞれ前記第１弁体の前記第１排出ポート側の端面および前記第２弁体の前記第２排出ポート側の端面から前記導入ポート方向へ延びる溝である、
    請求項９に記載の流体圧式アクチュエータの動作制御器。
11. 前記第１弁体は複数の前記第１供給流路および前記第１排出流路を有しており、前記第２弁体は複数の前記第２供給流路および前記第２排出流路を有している。請求項１０に記載の流体圧式アクチュエータの動作制御器。
12. 前記第１供給流路および前記第２供給流路は、それぞれ前記第１弁体および前記第２弁体の前記導入ポート側の端面からそれぞれ前記第１排出ポート方向および前記第２排出ポート方向に向けて径が拡大するテーパー状にそれぞれ前記第１弁体および前記第２弁体の外周面を成形することで形成されており、
    前記第１排出流路および前記第２排出流路は、それぞれ前記第１弁体および前記第２弁体のそれぞれ前記第１排出ポート側の端面および前記第２排出ポート側の端面から前記導入ポート方向に向けて径が拡大するテーパー状にそれぞれ前記第１弁体おおび前記第２弁体の外周面を成形することで形成されている、請求項９に記載の流体圧式アクチュエータの動作制御器。
13. 前記第１弁体および前記第２弁体は前記軸方向の相互の間隔を調節可能に設定されている、請求項９から１２のいずれかに記載の流体圧式アクチュエータの動作制御器。

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