JP2533103Y2 - ロッドレスシリンダの加減速装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、各種機械を作動させる
ために用いられる流体圧シリンダにおいて、ストローク
の初端でピストンをスムーズに加速させ、ストローク終
端でピストンを円滑に減速させるロッドレスシリンダの
加減速装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、特開昭６３−９６３０５号公報に
記載されたロッドレスシリンダが知られている。このロ
ッドレスシリンダにおいて、シリンダチューブ内にピス
トンが摺動自在に嵌合され、シリンダチューブの端部に
ヘッドカバーが固定されている。ピストンにはシリンダ
チューブのスリットから外部へ突出する連結部が設けら
れ、連結部にはテーブル部材が固定されている。ピスト
ン両端のエンドブロックに、それぞれ両端に開口する凹
部（挿通穴）が形成され、この凹部と対向する位置にあ
るヘッドカバーの内面には、凹部と嵌合する管状の凸部
（中空心棒）が設けられる。凸部の先端部には給気ポー
トと連通する孔が形成され、この孔にチェック弁が配設
され、凸部の先端には前記チェック弁をバイパスするよ
うにノズル孔が設けられる。ヘッドカバーには、細いバ
イパス路が給気ポートとチューブ内部の外周寄との間に
設けられ、バイパス路にはニードル弁が配設される。

【０００３】従来のロッドレスシリンダにおいては、ピ
ストンがストロークの終端区間に移動し、ピストンの凹
部がヘッドカバーの凸部に嵌合すると、チェック弁から
の排気が停止され、ニードル弁を通して凸部の周囲空間
の圧力が徐々に排出される。ピストンに連結されたテー
ブル部材及び負荷の運動エネルギ並びに推力のエネルギ
によって、排気側室内の空気は圧縮され、圧力が上昇
し、ピストンが所定の割合で減速される。また、ピスト
ンがストロークの初端に位置するときは、流入空気がニ
ードル弁及びノズルにより絞られるので、ピストンが所
定の割合で加速される。また、ピストンの両側にそれぞ
れ凹部を設けるので、ピストンが大型になった。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】本考案は、従来の前記
欠点を解消するものであって、初端の加速区間において
は、有効断面積が段々増大する可変絞りによって、徐々
に給気しながらピストンをスムーズに加速させ、終端の
減速区間においては、可変絞りの有効断面積を段々減少
させることによって、ピストンを円滑に減速させ、滑ら
かな加減速特性を得ることを課題とする。また、ピスト
ン両側の突出部をなくして、ピストンの小型化を図るこ
とも課題とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本考案は、前記課題を達
成するために、シリンダチューブの両端部にエンドプレ
ートが固定され、シリンダチューブ内にピストンが摺動
自在に嵌合され、エンドプレートの内側面の中央に中空
絞り心棒が突設され、ピストンの両端には前記中空絞り
心棒が挿通される挿通穴が開口されたロッドレスシリン
ダの加減速装置において、ピストンの両端に連通孔が形
成され、ピストン内には連通孔を接続し連通孔よりも大
径の挿通孔が形成され、挿通孔内に小ピストンが摺動自
在に嵌合され、中空絞り心棒が前記挿通穴としての連通
孔及び挿通孔内に挿通可能に配設され、シリンダチュー
ブの内部と外部との間を流れるすべての流体は、中空絞
り心棒の内部通路を流れ、また中空絞り心棒の外面には
先端に向かって断面積が大きくされた可変絞り溝が形成
されたことを構成とする。なお、本考案の解釈に当たっ
ては、次の事項を考慮しなければならない。 本考案のロッドレスシリンダの加減速装置に用いら
れる作動媒体は、空気のみでなく、一般の流体が含まれ
る。 本考案のロッドレスシリンダの加減速装置は、実施
例のマグネット式ロッドレスシリンダのみでなく、他の
種類のロッドレスシリンダにも適用できる。

【０００６】

【作用】ピストンがストロークの終端で減速区間に入る
と、中空絞り心棒が連通孔及び挿通孔内に挿通されて小
ピストンに当接する。それと同時に、中空絞り心棒の外
面に形成された可変絞り溝により、排出側室内から流出
する流体の流量が調整されることにより、排出側室内の
背圧が上昇し、ピストンの移動速度が徐々に減速され
る。逆に、ピストンのストロークの初端の加速区間にお
いては、流入流体が中空絞り心棒の外面に形成された可
変絞り溝によって調整され、ピストンは徐々に加速され
る。

【０００７】

【実施例】図１は本考案の実施例のロッドレスシリンダ
の加減速装置の縦断面図であり、ロッドレスシリンダの
両端部に設置される加減速装置の内の、片方のみが示さ
れている。シリンダチューブ２内には中空ピストン15が
摺動自在に嵌合され、シリンダチューブ２の端部にはエ
ンドプレート１が固定されている。中空ピストン15に
は、環状の第１ピストン端板６と第２ピストン端板９と
の間に、環状のピストン側ヨーク７及び環状のピストン
側マグネット８が交互に複数個連接して配設され、連結
されている。第１ピストン端板６及び第２ピストン端板
９の中央部には第１段付連通孔10及び第２段付連通孔11
がそれぞれ形成され、第１段付連通孔10及び第２段付連
通孔11の大径部分がそれぞれ内側（図１では第１段付連
通孔10の大径部分が右側、第２段付連通孔11の大径部分
が左側）に配設される。第１段付連通孔10・第２段付連
通孔11の大径部分内面及び環状のピストン側ヨーク７・
ピストン側マグネット８の内面にスリーブ３が嵌合さ
れ、スリーブ３内面に小ピストン５が摺動自在に嵌合さ
れる。スリーブ３の内面は後述の中空絞り心棒４の挿通
孔であり、スリーブ３の内面の直径は第１段付連通孔10
及び第２段付連通孔11の直径よりも大きいので、小ピス
トン５はスリーブ３の内面内のみで摺動する。小ピスト
ン５の外周面の環状溝に環状のパッキン14が配設され、
第１ピストン端板６及び第２ピストン端板９の第１段付
連通孔10及び第２段付連通孔11の小径部分の環状溝に、
第１絞り用Ｏリング12及び第２絞り用Ｏリング13がそれ
ぞれ装着されている。また、第１ピストン端板６及び第
２ピストン端板９の外面の環状溝に、第１パッキン30、
第１ウエアリング26、第２パッキン31及び第２ウエアリ
ング27がぞれぞれ配設されている。

【０００８】エンドプレート１には外部に開口するポー
ト25が形成され、エンドプレート１の内側面の中央に
は、有底円筒状の中空絞り心棒４がエンドプレート１の
内側面に対してほぼ垂直に突設され（中空絞り心棒４の
開口部をエンドプレート１に向ける。）、中空絞り心棒
４の内部とポート25との間は、エンドプレート１内の通
路によって連通されている。中空絞り心棒４は中空ピス
トン15の第１連通孔10・第１絞り用Ｏリング12及びスリ
ーブ３内に挿通自在に配設され、しかも中空絞り心棒４
と第１絞り用Ｏリング12とは接触状態で摺動可能に挿通
されるように構成される。中空絞り心棒４の先端（図で
右端）近傍に複数個の通孔23が形成され、中空絞り心棒
４の外面には複数本の可変絞り溝24が形成されている。
可変絞り溝24の形状は、中空絞り心棒４の基端（図１で
は左端）が浅く、先端（図１では右端）に向かって傾斜
し、先端部の通孔23近傍で最も深くなっている。（先端
に向かって断面積が大きくなっている。）エンドプレー
ト１の内側面の環状凹溝には環状のダンパー22が配置さ
れ、ダンパー22は中空ピストン15の第１ピストン端板６
の外側面に当接可能とされる。シリンダチューブ２の外
周面に外部移動子16が配設され、外部移動子16には、環
状のスライドブロック17の内部両端に環状の第１ウェア
リングホルダ18及び第２ウェアリングホルダ21が固定さ
れている。第１ウェアリングホルダ18・第２ウェアリン
グホルダ21間に環状の外部移動子側ヨーク19及び外部移
動子側マグネット20が複数個交互に連接して配設され、
連結されている。外部移動子16はマグネットの作用によ
り、中空ピストン15の移動に従って移動する。また、第
１ウエアリングホルダ18及び第２ウエアリングホルダ21
の内面の環状溝に、第１スクレーパ34、第３ウエアリン
グ32、第４ウエアリング33及び第２スクレーパ35がぞれ
ぞれ配設されている。

【０００９】本考案の実施例の作用について説明する。
中空ピストン15が中空絞り心棒４から離れた位置にある
とき、中空ピストン15の充填側（図１で右側）室には圧
縮空気が供給され、中空ピストン15の排気側（図１で左
側）室の空気は通孔23・中空絞り心棒４の内部通路及び
ポート25を通って大気に排出され（シリンダチューブ２
の内部と外部との間を流れる流体は、すべて中空絞り心
棒４の内部通路を流れ）中空ピストン15・外部移動子16
は排気側（図１で左側）に向かって一定速度でで移動す
る。そのとき、小ピストン５の充填側にも空気圧が作用
し、小ピストン５は中空ピストン15内の前進端( 左端）
の位置にあり、小ピストン５は第1 ピストン端板６の第
１連通孔10の段部に当接している。

【００１０】中空ピストン15が前進してクッション区間
に移動すると、中空絞り心棒４が中空ピストン15の第１
段付連通孔10・第１絞り用Ｏリング12内及びスリーブ３
内に進入し、中空絞り心棒４の先端が小ピストン５に当
接して、小ピストン５に作用する力を中空絞り心棒４が
受ける。同時に、中空絞り心棒４の外面に第１ピストン
端板６の第１絞り用Ｏリング12が接触し、排気側室内の
空気の排出通路が、第１絞り用Ｏリング12と中空絞り心
棒４の外面の可変絞り溝24によって調整（制限）され
る。外部移動子16に連結される負荷の運動エネルギ並び
に推力のエネルギによって排気側室内の空気が圧縮さ
れ、排気側室内の圧力が上昇し、中空ピストン15を減速
させる。可変絞り溝24の断面積がストローク端に近づく
ほど小さくなるので、ストローク端に近づくに従って、
排気側室内の圧力が徐々に高くなりながら、中空ピスト
ン15はスムースに減速される。こうして、中空ピストン
15のストロークエンドまで、残った推力によるエネルギ
と運動エネルギとを吸収する。（減速の状況は図２に示
すとおりである。）

【００１１】クッション区間で中空ピストン15が減速さ
れ、図１に示すように、中空ピストン15の第１ピストン
端板６の外側面がダンパー22に当接し、ストロークエン
ドに到着する。このとき、小ピストン５の充填側（右
側）側面と第２ピストン端板９の内側側面との間には、
僅かな隙間が生ずるように設定されてあり、小ピストン
５と第２ピストン端板９との衝突は起こらない。方向制
御弁の切り換えによって、排気側が充填側に変わると、
圧縮空気がポート25、中空絞り心棒４の内部通路、通孔
23を通ってスリーブ３内に流入する。圧縮空気が、中空
絞り心棒４の外面の可変絞り溝24と第１絞り用Ｏリング
12によって流量が調整されて、充填側室（図１で左側
室）に流入し、中空ピストン15の第１ピストン端板６の
外側面に作用する。このとき、圧縮空気が小ピストン５
の充填側（図１で左側）にも作用し、小ピストン５が第
２ピストン端板９の第２段付連通孔11の段部に圧接され
る。従って、中空ピストン15は図の右方向に移動を開始
し、中空ピストン15が移動するに従って、可変絞り溝24
の断面積が徐々に大きくなるため、中空ピストン15が徐
々にかつ円滑に加速される。中空ピストン15がクッショ
ン区間を離れると、中空ピストン15は一定速度で移動す
る。そのときの加速の状況は図２に示すとおりである。
シリンダチューブ２のエンドプレート１の反対側にも、
前記説明と同様の加減速装置が配置されているので、中
空ピストン15はシリンダチューブ２の右端においても、
前記説明と同様のクッション作用を受ける。

【００１２】

【考案の効果】本考案では、シリンダチューブの両端部
にエンドプレートが固定され、シリンダチューブ内にピ
ストンが摺動自在に嵌合され、エンドプレートの内側面
の中央に中空絞り心棒が突設され、ピストンの両端には
前記中空絞り心棒が挿通される挿通穴が開口され、シリ
ンダチューブの内部と外部との間を流れるすべての流体
は、中空絞り心棒の内部通路を流れ、また中空絞り心棒
の外面には先端に向かって断面積が大きくされた可変絞
り溝が形成されている。従って、ピストンのストローク
の初期において、中空絞り心棒の外面の可変絞り溝と、
ピストンの挿通穴との間を通ってシリンダチューブの内
部に流入する流体の流量が徐々に増大して滑らかな加速
が円滑に行われ、ピストンのストロークの終期におい
て、中空絞り心棒の外面の可変絞り溝と、ピストンの挿
通穴との間を通ってシリンダチューブの内部から外部に
流出する流体の流量が徐々に減少して滑らかな減速が円
滑に行われる。 また、本考案では、ピストンの両端に連
通孔が形成され、ピストン内には連通孔を接続し連通孔
よりも大径の挿通孔が形成され、挿通孔内に小ピストン
が摺動自在に嵌合され、中空絞り心棒が前記挿通穴とし
ての連通孔及び挿通孔内に挿通可能に配設されている。
そして、ピストンのストロークの初期及び終期におい
て、各中空絞り心棒が、前記挿通穴としての連通孔及び
挿通孔内に一方又は他方から挿通され、摺動孔内の小ピ
ストンに当接すると、小ピストンは移動する。従って、
ピストンの摺動孔内は、シリンダチューブの両端に固設
された中空絞り心棒の共用空間として利用され、ピスト
ンの小型化、有効ストロークの増加がもたらされる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例のロッドレスシリンダの加減速
装置の縦断面図である。

【図２】本考案の実施例のロッドレスシリンダの加減速
装置の速度特性を示す図である。

【符号の説明】

１ エンドプレート ４ 中空絞り心棒 ５ 小ピストン 10 第１段付連通孔 11 第２段付連通孔 15 中空ピストン 23 連孔 24 可変絞り溝

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリンダチューブの両端部にエンドプレ
   ートが固定され、シリンダチューブ内にピストンが摺動
   自在に嵌合され、エンドプレートの内側面の中央に中空
   絞り心棒が突設され、ピストンの両端には前記中空絞り
   心棒が挿通される挿通穴が開口されたロッドレスシリン
   ダの加減速装置において、ピストンの両端に連通孔が形
   成され、ピストン内には連通孔を接続し連通孔よりも大
   径の挿通孔が形成され、挿通孔内に小ピストンが摺動自
   在に嵌合され、中空絞り心棒が前記挿通穴としての連通
   孔及び挿通孔内に挿通可能に配設され、シリンダチュー
   ブの内部と外部との間を流れるすべての流体は、中空絞
   り心棒の内部通路を流れ、また中空絞り心棒の外面には
   先端に向かって断面積が大きくされた可変絞り溝が形成
   されたロッドレスシリンダの加減速装置。