JP2000046011A - 流体圧シリンダのクッション装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】クッション特性の調整範囲が広く、使用条件に
応じたクッション特性の変更を容易に低コストで行うこ
と。 【解決手段】シリンダカバー５，６の少なくとも一方の
内周部には、シリンダカバー５，６とは別体で且つシリ
ンダカバー５，６に対して着脱可能であってピストンロ
ッド３が貫通する連通穴７ｃを有するクッション受けブ
シュ７が設けられており、クッション受けブシュ７は、
ピストンロッド３と摺接するブシュ部７ｂと、クッショ
ンボス６の挿入によってクッション作用を生じさせるた
めのものであって、連通穴７ｃのピストン側の開口面積
が大きくなるようなテーパ部１１又は溝部が形成された
クッション受け部７ａとを有して構成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、各種の産業機械類
の駆動源として使用される流体圧シリンダのクッション
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、流体圧シリンダには、負荷の
運動エネルギーを流体圧シリンダのストローク端におい
て吸収するために、クッション装置が内蔵されている。

【０００３】従来のクッション装置は、シリンダカバー
に設けられたクッション穴に、ピストンに設けられたク
ッションボスが嵌入することによって、ピストンとシリ
ンダカバーとの間にクッション室が形成されるように構
成されている。クッションボスがクッション穴に嵌入す
ると、クッション室の流体が閉じ込められてその圧力が
上昇し、これによってピストンを押し戻そうとする抗力
が作用し、この抗力によって、ピストン、すなわち負荷
の速度を低下させる。クッション室内の流体は、クッシ
ョン室と排出ポートとをつなぐ逃げ穴を通って排出ポー
トから排出される。

【０００４】クッション特性の調整は、シリンダカバー
に設けられた絞り弁（クッションニードル弁）により逃
げ穴の開度を変え、クッション室の圧力を変化させるこ
とによって行われている。

【０００５】また、負荷の慣性が大きい場合には、ピス
トンのクッションボスに緩やかな傾斜や溝を設けてクッ
ションストロークを伸ばしたり、外部に別途ショックア
ブソーバ等を設ける方法がとられている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した前者
のクッション装置では、クッション特性の調整を絞り弁
で逃げ穴の開度を変えることにより行っているため、調
整範囲が狭く、特に負荷の慣性が大きい場合には、シリ
ンダストロークのストロークエンドにおけるピストンと
シリンダカバーとの衝突エネルギーを完全に吸収できな
い場合がある。

【０００７】また、上述した後者のクッション装置で
は、クッションボスに緩やかな傾斜を設けるための加工
を施すことが困難であり、溝加工を施す場合でも均一な
精度を保つことは容易ではない。また、使用条件に応じ
てクッション特性を変更する際にはクッションストロー
クの長さ等を変えなければならないため、同じシリンダ
ストロークのシリンダでも使用条件によってクッション
ボスの傾斜角度、長さ等をその都度設計し、個々に加工
しなければならず、これがコストアップの要因となって
いる。外部に別途ショックアブソーバ等を設ける場合も
コストアップの要因となる。

【０００８】更に、上述したこれらのクッション装置で
は、シリンダストロークを外部機構により強制的に短縮
した際には、ピストンが本来のシリンダストロークのス
トロークエンドまで到達しなくなるので、クッションが
有効に作用せず、設計上のクッション特性を実現できな
い恐れがある。

【０００９】本発明は、上述の問題に鑑みてなされたも
ので、クッション特性の調整範囲が広く、使用条件に応
じたクッション特性の変更を容易に低コストで行うこと
のできる流体圧シリンダのクッション装置を提供するこ
とを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係る装
置は、シリンダチューブと、前記シリンダチューブ内を
摺動し且つ摺動方向に沿ってクッションボスが形成され
たピストンと、該ピストンに連結されたピストンロッド
と、前記シリンダチューブの両端を閉塞するために装着
されたシリンダカバーと、を有してなる流体圧シリンダ
のクッション装置であって、前記シリンダカバーの少な
くとも一方の内周部には、前記シリンダカバーとは別体
で且つ該シリンダカバーに対して着脱可能であって前記
ピストンロッドが貫通する連通穴を有するクッション受
けブシュが設けられており、前記クッション受けブシュ
は前記ピストンロッドと摺接するブシュ部と、前記クッ
ションボスの挿入によってクッション作用を生じさせる
ためのものであって、前記連通穴のピストン側の開口面
積が大きくなるようなテーパ部又は溝部が形成されたク
ッション受け部と、を有して構成される。

【００１１】請求項２の発明に係る装置は、前記クッシ
ョン受けブシュは、前記シリンダカバーを前記シリンダ
チューブに装着した状態で軸方向の外部へ抜き出せるよ
うな形状及び寸法を有して構成される。

【００１２】請求項３の発明に係る装置は、前記クッシ
ョン受けブシュは、ピストンの摺動方向に沿って位置調
整の可能な機構を有して構成される。請求項１では、ク
ッション受けブシュが、シリンダカバーとは別体で且つ
着脱可能に設けられているため、クッション特性を変更
する場合には、装着されているクッション受けブシュを
取り外し、別の特性のクッション受けブシュを新たに装
着することで簡単にクッション特性を変更することが可
能になる。

【００１３】請求項２では、クッション受けブシュが、
流体圧シリンダを分解することなく軸方向の外部へ抜き
出せるような形状及び寸法を有しているため、クッショ
ン受けブシュの交換が更に簡単になる。

【００１４】軸方向の外部へ抜き出せるような形状及び
寸法とは、クッション受けブシュのシリンダカバーに挿
入される部分の最大外形が、シリンダカバーの挿入口の
内形以下である形状及び寸法のことである。

【００１５】請求項３では、クッション受けブシュが、
ピストンの摺動方向に沿って位置調整の可能な機構を有
しているため、別途外部にシリンダストローク調整機構
を設ける必要がなく、またクッション特性を変えること
なくシリンダストロークの調整が可能になる。

【００１６】ピストンの摺動方向に沿って位置調整の可
能な機構とは、例えば、図３に示すように、ピストンの
摺動方向に沿ってシリンダカバーの内周部に雌ネジを、
クッション受けプラグ（ブシュ）の外周部に雄ネジを形
成した機構のことである。

【００１７】

【発明の実施の形態】図１は本発明に係る流体圧シリン
ダＡのロッド部側に設けられたクッション装置ＡＢの断
面正面図、図２は図１のα−α線断面矢視図、図３は流
体圧シリンダＡのヘッド部側に設けられたクッション装
置ＡＣの断面正面図である。

【００１８】図１乃至図３において、流体圧シリンダＡ
は、空気圧によって作動する複動型の空気圧シリンダで
あり、シリンダチューブ１、シリンダチューブ１の内周
面を摺動し且つ摺動方向に沿ってクッションボス６，１
６が形成されたピストン２、ピストン２に連結されたピ
ストンロッド３、シリンダチューブ１の両端を閉塞する
シリンダカバー４，５などから構成されている。

【００１９】図１によく示されるように、ロッド側のシ
リンダカバー４の内周部には、シリンダカバーとは別体
で且つ該シリンダカバーに対して着脱可能で、軸部には
ピストンロッド３が貫通する連通穴７ｃを有したクッシ
ョン受けブシュ７が、ロッド側端面にはクッション受け
ブシュ７を固定するための押え板９が、外周部にはクッ
ション受けブシュ７に連通し圧縮空気を給排するための
ポートＰＴ１が設けられている。

【００２０】クッション受けブシュ７は、ロッド側に形
成されたブシュ部７ｂ及びヘッド側に形成されたクッシ
ョン受け部７ａから構成されている。ブシュ部７ｂはピ
ストンロッド３と摺接する。クッション受け部７ａは、
クッションボス６の挿入によってクッション作用を生じ
させるものであり、連通穴７ｃのピストン側の開口面積
が大きくなるようなテーパ部１１が形成されている。な
お、クッション受け部７ａとブシュ部７ｂとの境界部分
には、半径方向に貫通する連通穴７ｄが設けられてお
り、この連通穴７ｄによって、連通穴７ｃとポートＰＴ
１とが連通している。クッション受けブシュ７の材質と
して、青銅鋳物、特殊銅合金、又はアルミニウム合金な
どの摺動性の良好なものが用いられている。

【００２１】また、クッション受けブシュ７のシリンダ
カバー４に挿入される部分の最大外形は、シリンダカバ
ー４の挿入口の内形以下の形状及び寸法である。したが
って、押え板９を取り外すことによって、クッション受
けブシュ７は軸方向の外部へ容易に抜き出せる構造にな
っている。

【００２２】図３によく示されるように、ヘッド側のシ
リンダカバー５には、その内周部にシリンダカバー５と
は別体で且つ該シリンダカバー５に対して着脱可能なク
ッション受けプラグ８が、外周部にクッション受けプラ
グ８に連通し圧縮空気を給排するためのポートＰＴ２
が、それぞれ設けられている。

【００２３】クッション受けプラグ８は、ヘッド側に形
成されたプラグ部８ｂ及びロッド側に形成されたクッシ
ョン受け部８ａから構成されている。クッション受け部
８ａは、クッションボス１６の挿入によってクッション
作用を生じさせるものであり、連通穴８ｃのピストン側
の開口面積が大きくなるようなテーパ部２１が形成され
ている。なお、クッション受け部８ａとプラグ部８ｂと
の境界部分には、半径方向に貫通する連通穴８ｅが設け
られており、この連通穴８ｅによって、連通穴８ｃとポ
ートＰＴ２とが連通している。クッション受けプラグ８
の材質として、構造用炭素鋼又はアルミニウム合金など
が用いられている。

【００２４】シリンダカバー５のヘッド側内周面には雌
ねじ５ａが、プラグ部８ｂのヘッド側外周面には雄ねじ
８ｄが、互いに螺合するように形成されている。そのた
め、プラグ部８ｂをシリンダカバー５に螺入することに
よって、プラグ部８ｂはピストン２の摺動方向に沿って
移動する。また、クッション受け部８ａのピストン側端
面は、ピストン２がヘッド側へ移動したときに突き当た
って停止するもので、シリンダストロークのストローク
エンドの位置を決める機能を有している。したがって、
クッション受けプラグ８を回転させてその軸方向の位置
を調整することによって、シリンダストロークを容易に
調整することが可能である。

【００２５】また、シリンダストロークの調整と共に、
クッション作用を発揮する部分であるテーパ部２１も移
動するため、クッション特性を変えることなくシリンダ
ストロークの調整が可能である。

【００２６】なお、プラグ部８ｂの雄ねじ８ｄにはロッ
クナット１０が螺合しており、クッション受けプラグ８
の位置を調整した後でそのロックナット１０を締めつけ
て固定しておく。

【００２７】次に、本発明に係るクッション装置ＡＢ及
びＡＣが設けられた流体圧シリンダＡの動作について図
１及び図３を参照して説明する。図１に示す状態におい
て、ピストン２をロッド側へ移動させるには、まず、ヘ
ッド側のポートＰＴ２（図３参照）から圧縮空気を供給
し、ロッド側のポートＰＴ１から圧縮空気を排気するよ
うに、図示しない弁を切り換える。ポートＰＴ２から供
給された圧縮空気はヘッド側の圧力室２３（図３参照）
に流入し、圧力室２３内の圧力が上昇してピストン２が
ロッド側に移動を開始する。

【００２８】ピストン２に形成されたクッションボス６
は、クッション受け部７ａに進入し始め、クッションボ
ス６の外周面とクッション受け部７ａの内周面とのクリ
アランスが狭まる。クッション受け部７ａの内周面は、
ピストン側の開口面積が大きくなるようなテーパ状にな
っているため、クッションボス６の進入にともなってク
リアランスは徐々に狭まり、ロッド側の圧力室１３の圧
縮空気がポートＰＴ１へ流出する経路の開口面積が次第
に減少する。そのため、圧力室１３内の圧縮空気は、徐
々に排気の量を制限され圧力が上昇して、ピストン２の
ロッド側への移動を妨げる抗力が発生し、クッション作
用が生じる。その結果、ピストン２はストロークエンド
に到達するまで、移動速度を漸次低下させながらスムー
ズに移動し、ストロークエンドで衝撃なく停止する。

【００２９】図３に示す状態において、ピストン２をヘ
ッド側へ移動させる際にも、クッション装置ＡＣの主要
部の形状はクッション装置ＡＢと同一であるため、同様
のクッション作用が生じる。

【００３０】ロッド側への移動を例にとると、クッショ
ン装置ＡＢにおいて、ピストン２の移動に応じたクッシ
ョン作用、いわゆるクッション特性は、ロッド側の圧力
室１３の圧縮空気がポートＰＴ１へ流出する経路の開口
面積の変化、すなわち、このクッション受け部７ａの内
周面の形状とクッションボス６の外周面の形状との相対
関係で決まる。したがって、クッションボス６の外径が
一定でも、クッション受け部７ａのテーパ部１１の長さ
Ｌ１及び傾斜角度を変えることにより、様々なクッショ
ン特性を得ることが可能である。

【００３１】クッション装置ＡＢのクッション受けブシ
ュ７は、上述したように、軸方向の外部へ抜き出せるよ
うな形状及び寸法で作られているため、使用条件に応じ
て、テーパ部１１の長さＬ１又は傾斜角度の異なった別
のクッション特性を有する他のクッション受けブシュ
と、外部から容易に交換することができる。そのため、
１本の流体圧シリンダＡを様々な条件のもとで様々な用
途に使用することが可能である。また、クッション装置
ＡＢのメンテナンスも容易である。

【００３２】なお、流体圧シリンダＡのシリンダカバー
４に、通常はクッション調整用の図示しない絞り弁（ク
ッションニードル弁）が設けられているが、本実施形態
のクッション装置においても、絞り弁を併用することは
クッション作用の調整範囲を更に広げるため有効であ
る。また、同様にシリンダカバー４に、通常はストロー
クエンドからのピストン２の始動を円滑にするために、
図示しないチェック弁が設けられているが、本発明のク
ッション装置においてもチェック弁を併用することが可
能である。

【００３３】上述の実施形態においては、クッション受
け部７ａ及び８ａの内周面にテーパ部１１，２１を形成
した場合について説明したが、テーパ部１１，２１に代
えて、又はこれらとともに、溝部を形成することもでき
る。溝部の形成は比較的容易であり、その加工に要する
コストは低くてすむ。

【００３４】図４は、内周面に半円柱状又は半円錐状の
溝３８を４か所に設けたクッション受け部３７ａの右側
面図を示す。図５は、同様の溝４８を２か所に設けた場
合のクッション受け部４７ａの右側面図を示す。なお、
溝の形状は、半円柱又は半円錐に限らず他の形状に、ま
た溝の長さ、深さ、数なども適宜変更することができ
る。

【００３５】更に、テーパ部の傾斜角度をテーパ部の長
さの途中で変えることにより、多段的にクッション効果
を変化させることも可能である。また、クッション受け
ブシュ７及びクッション受けプラグ８は、青銅鋳物、特
殊銅合金、構造用炭素鋼、又はアルミニウム合金などで
一体に作られている場合について説明したが、摺動性又
は強度の高いものであれば他の材料に変更可能であり、
使用時に一体になっていれば２以上の部品で構成されて
いても適用可能である。

【００３６】上述の実施形態においては、シリンダカバ
ー５とクッション受けプラグ８とを螺合させることによ
ってシリンダストロークの調整を行っているが、本発明
はこれに限定されるものではなく、他の移動機構で調整
することも可能である。

【００３７】流体圧シリンダＡとして、空気圧シリン
ダ、油圧シリンダ、又は水圧シリンダなどの種々の流体
圧シリンダに適用可能である。クッション装置ＡＢ，Ａ
Ｃ及び流体圧シリンダＡの各部又は全体の構造、形状、
寸法などは、本発明の趣旨に沿って適宜変更することが
できる。

【００３８】

【発明の効果】請求項１ないし請求項３の発明による
と、クッション特性の調整範囲が広く、使用条件に応じ
たクッション特性の変更を容易に低コストで行うことの
できる流体圧シリンダのクッション装置を得ることがで
きる。

【００３９】請求項３の発明によると、シリンダストロ
ーク調整機構を別途外部に設ける必要がなく、またクッ
ション特性を変えることなく、シリンダストロークの調
整が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るクッション装置が設けられた流体
圧シリンダのロッド部の断面正面図である。

【図２】図１のα−α線断面矢視図である。

【図３】本発明に係るクッション装置が設けられた流体
圧シリンダのヘッド部の断面正面図である。

【図４】クッション受け部の一例を示す右側面図であ
る。

【図５】クッション受け部の他の例を示す右側面図であ
る。

【符号の説明】

Ａ 流体圧シリンダ装置 ＡＢ，ＡＣ クッション装置 １ シリンダチューブ ２ ピストン ３ ピストンロッド ４，５ シリンダカバー ６，１６ クッションボス ７ クッション受けブシュ ７ａ クッション受け部 ７ｂ ブシュ部 ７ｃ 連通穴 １１ テーパ部 ８ クッション受けプラグ（クッション受けブシュ） ８ａ クッション受け部 ８ｃ 連通穴 ２１ テーパ部 ３７ａ，４７ａ クッション受け部 ３８，４８ 溝

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】シリンダチューブと、前記シリンダチュー
   ブ内を摺動し且つ摺動方向に沿ってクッションボスが形
   成されたピストンと、該ピストンに連結されたピストン
   ロッドと、前記シリンダチューブの両端を閉塞するため
   に装着されたシリンダカバーと、を有してなる流体圧シ
   リンダのクッション装置であって、 前記シリンダカバーの少なくとも一方の内周部には、前
   記シリンダカバーとは別体で且つ該シリンダカバーに対
   して着脱可能であって前記ピストンロッドが貫通する連
   通穴を有するクッション受けブシュが設けられており、 前記クッション受けブシュは、前記ピストンロッドと摺
   接するブシュ部と、前記クッションボスの挿入によって
   クッション作用を生じさせるためのものであって、前記
   連通穴のピストン側の開口面積が大きくなるようなテー
   パ部又は溝部が形成されたクッション受け部と、を有す
   る、 ことを特徴とする流体圧シリンダのクッション装置。
2. 【請求項２】前記クッション受けブシュは、前記シリン
   ダカバーを前記シリンダチューブに装着した状態で軸方
   向の外部へ抜き出せるような形状及び寸法を有する、 請求項１記載の流体圧シリンダのクッション装置。
3. 【請求項３】前記クッション受けブシュは、ピストンの
   摺動方向に沿って位置調整の可能な機構を有する、 請求項１又は請求項２記載の流体圧シリンダのクッショ
   ン装置。