エアシリンダーに使われるスピードコントローラーに…

質問

エアシリンダーに使われるスピードコントローラーについて

機械設計について勉強しています。しかし、まだまだわからないことが多いので質問させてください。

エアシリンダーに使われるスピードコントローラーについてです。通常の場合、スピードコントローラはメーターアウト（アウト制御）に設計されています。メーターイン（イン制御）の場合、スムーズに動かないからということらしいのですが、スムーズに動かない理由がなぜかよくわかりません。なぜなのでしょうか？
また、シリンダー径が小さくなった場合は、メーターインにするようなのですがその理由もわかりません。
教えていただけないでしょうか。お願いします。

回答No.2

noname#230359 · ベストアンサー

２つの観点から考えましょう

１つ目は、排気側の排気速度です。スピードコントローラーは片側制御、片側は自由排気です。メーターインのときに、排気側は自由排気です。排気速度は通常のシリンダーの速度に比べて、充分に早く初期を除いてほとんど排気側にエアーはありません。

２つ目は、水平移動としたとき、移動物体の静止摩擦係数と、動摩擦係数の差です。移動物体が動き始めるためには、シリンダーの推力が静止摩擦力（抗力）を上回ったときに、動き始めます。動き始めると摩擦係数は小さくなり抗力は低下します。一方でスピードコントローラーで絞られたエアーによるエアー圧力の低下が進行し、推力が小さくなります。推力＞抗力の状態ではシリンダーは進み、推力＜抗力となった時点でシリンダーは停止します。その後、エアー圧力が上昇し、再び推力＞抗力となった時点で進み始めます。その結果シリンダーはノッキングをしながら進むことになります。これは排気側にエアーがないことから起こります。

メーターアウトの場合は排気側のエアーのより、動きが制限されて推力＞抗力の関係が継続されることから、スムーズな動きを実現します。

シリンダー径が小さくなってもこの関係は同様であり、メーターアウトでコントロールをすべきです。

お礼

回答ありがとうございます。
メーターアウトのことはよくわかりました。今まで調べた説明の中で一番しっくりきてわかりやすいものでした。一つ目の観点はなかなか気づかないと思いました。

ただシリンダー径が小さい場合は、やはりメーターインではないでしょうか？実際に私の会社が売り出している装置の中のシリンダー径が小さい場合にはメーターインになっています。

回答No.4

noname#230359

満員電車で出口側の扉がいきなり全開になると中の人は倒れたりするでしょう。
入り口の扉が開いて人が大勢乗り込んできても出口側の扉が少し開いたならば少しずつ降りていくので中の人は多少押されても倒れることはないでしょう。　自分はこのように考えています。

シリンダー径が小さくなった場合はメーターインにすることは知らなかったです

お礼

回答ありがとうございます。
なるほど、こういう考え方もできるんですね。
メーターインのほうもこのような身近な考え方ができればいいですね。

回答No.3

noname#230359

径の小さいシリンダーは狭い所に取り付ける事が多い為シリンダーにスピコンを取り付けると調整がやりずらくなります。そのため、電磁弁側にスピコンを取り付けて調整をやりやすくします。この時にはメーターインを取り付けるとシリンダーに付けたときのメーターアウトと同じ使いがってになります。（インラインスピコンもありますが。）
　今回の場合はシリンダー側にメーターインをつけての質問と思われますのでそれなりの考えがあってのことでしょう。
よくあるトラブルでマニュホールドに大きい径のシリンダーと小さい径のシリンダーを取り付けたときに大きい径のシリンダーの排気が終わるまでの間逆流で小さい径のシリンダーの戻り側に排気が廻り込みます。ロッドの径差で小さい径のシリンダーが押し戻されることが良くあります。これを解消するやりかたの一つに入り側の空気抵抗を大きくする事で防げるのではないでしょうか？
　小さい径のシリンダーは速く動作させたい為にスピコンを付けないケースも良くあります。
　スピコン等含めて判っていて使うのであればどのような使い方をしても問題はありません。(誤解が無いように人体、機械に影響を及ぼすことは当然論外です。）
　逆に先輩に聞いてみてはどうでしょうか？教科書には載ってない使い方にはノウハウがあるものです。私もこの様な使い方には興味があります。

お礼

＞よくあるトラブルでマニュホールドに大きい径のシリンダーと小さい径のシリンダーを取り付けたときに大きい径のシリンダーの排気が終わるまでの間逆流で小さい径のシリンダーの戻り側に排気が廻り込みます。ロッドの径差で小さい径のシリンダーが押し戻されることが良くあります。

このようなトラブルも起こることがあるんですね。知りませんでした。マニホールドでも全て同じ種類のシリンダーを使うわけではないのでこのようなことも起こってしまうんでしょうね。早速、もう一度図面を見て確かめてみると同時に先輩にも聞いてみます。

回答No.1

noname#230359

お疲れ様です。
?メーターインではスムーズに動かない
　　　　非常に調整が過敏になります。たしか。SMCの営業等を呼びつけて聞いて見るとすぐわかります。そういったネットﾜｰｸを作るのもエンジニアには大切です。
?シリンダ径を小さい場合、メーターイン
　　　　径が小さいとメーターアウトでは調整時、調整範囲が狭くなりメーターインにした方が、やりやすいからだと思います。

うまく説明できずすいません。
現物が一番です。実機にいって調整すると一番です。
現場とも仲良くなれますから。技術屋は一人では仕事は出来ません。
がんばってください。
以上

お礼

アドバイスありがとうございます。
現場は好きですし、装置は組み立てたことないと設計なんてできないとおもってます。なのでどんどん行きたいと思います。
でもＳＭＣの営業を呼び出すのはちょっと難しいです。一年目の下っ端ですし…。
がんばって、これからも勉強していきたいと思います。