JP2563521Y2 - エアアブソーバ内蔵シリンダ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、工作機械・作業機械等
の作動部材を作動させるためのエアシリンダに、両スト
ローク端において衝撃を緩和させるためのエアショック
アブソーバを内蔵させたエアアブソーバ内蔵シリンダに
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、エアシリンダの両ストローク端部
において衝撃を緩和させるために、シリンダボディのヘ
ッド側とロッド側の両側にクッションチャンバーを内蔵
させたクッション機構（フローティングピストンと摺動
室を主要部品とするエアショックアブソーバ）付きのエ
アシリンダが知られている。（例えば、実開昭６０−５
１３０５号公報、実開昭６３−２４４０８号公報を参照
のこと。）

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】従来例のエアシリンダ
は、シリンダボディの両側に別々にエアショックアブソ
ーバを内蔵させるので、部品の数が多く、またエアシリ
ンダの長手方向の寸法も長くなるという欠点を有してい
る。本考案は、一重構造の１個の複動形エアショックア
ブソーバを内蔵させるのみで、エアシリンダの両ストロ
ーク端部において衝撃を緩和させ、部品の数を減らすと
共にエアシリンダの長手方向の寸法を短くすることを課
題とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本考案は、その課題を達
成するために、エアアブソーバ内蔵シリンダにおいて、
一重構造の複動形メインシリンダと一重構造の複動形ク
ッションシリンダとが中間カバーを介して連設され、複
動形メインシリンダの後端部にヘッドカバーが固定さ
れ、複動形クッションシリンダの前端部にロッドカバー
が固定され、ヘッドカバーに形成されたメインシリンダ
ポートが複動形メインシリンダのヘッド室に連通され、
中間カバーに形成されたメインシリンダポートが複動形
メインシリンダのロッド室に連通され、中間カバーのク
ッションシリンダポートが第１連通路によってクッショ
ンピストンの後方の後方室に連通され、ロッドカバーの
クッションシリンダポートが第２連通路によってクッシ
ョンピストンの前方の前方室に連通され、複動形クッシ
ョンシリンダに中空クッションロッド付きのクッション
ピストンが配設され、中空クッションロッド付きのクッ
ションピストンの両側面には環状の弾性体が固定され、
中空クッションロッドの後端部は中間カバーの中央孔を
通して複動形メインシリンダ内に突出され、中空クッシ
ョンロッドの前端部はロッドカバーの中央孔を通して外
部に突出され、中空クッションロッド付きのクッション
ピストンの外周の環状溝にピストンパッキンが装着さ
れ、ピストンパッキンによってクッションピストン外周
と複動形クッションシリンダ内周との間が密封され、複
動形メインシリンダのメインピストンロッドが複動形ク
ッションシリンダの中空クッションロッド付きのクッシ
ョンピストン内に摺動自在に挿通され、前記メインピス
トンロッドの前端部は外部に突出され、前記メインピス
トンロッドの前端部にストッパーが着脱自在に固定さ
れ、中間カバーの前端壁の前記第１連通路が開口する部
分に第１環状溝が形成され、ロッドカバーの後端壁の前
記第２連通路が開口する部分に第２環状溝が形成された
ことを構成とする。

【０００５】前記複動形メインシリンダは、片ロッドシ
リンダ及び両ロッドシリンダを意味する。複動形クッシ
ョンシリンダの中空クッションロッドの長さ及びストッ
パーの位置は、複動形メインシリンダのストローク端近
傍において、複動形メインシリンダのメインピストンが
中空クッションロッドの後端に、或いはストッパーが中
空クッションロッドの前端にそれぞれ衝突可能な長さ及
び位置とする。ストッパーは、複動形メインシリンダの
ストローク端近傍において中空クッションロッドの前端
に衝突可能であれば、如何なる構造でもよい。

【０００６】

【作用】本考案のエアアブソーバ内蔵シリンダにおい
て、メインピストンが前方に移動するときには、クッシ
ョンシリンダの前方のロッド側に空気が流入され、中空
クッションロッドの後端がメインシリンダのロッド側に
突出される。メインピストンがストローク端に接近する
と、メインピストンの前端が中空クッションロッドの後
端に衝突し、（クッションシリンダのロッド側の圧力）
×（クッションピストンの受圧面積）の大きさの反発力
（制動力）を受ける。この反発力によりメインピストン
の運動エネルギーなどが吸収され、メインピストンは適
度に減速され、ストローク端でスムーズに停止する。

【０００７】メインピストンが後方に移動するときに
は、クッションシリンダの後方のヘッド側に空気が流入
され、中空クッションロッドの前端が大気中に突出され
る。メインロッドの任意の位置に固定されたストッパー
が中空クッションロッドの前端に衝突する時から、メイ
ンピストンは（クッションシリンダのヘッド側の圧力）
×（クッションピストンの受圧面積）の大きさの反発力
（制動力）を受け、メインピストンの運動エネルギーな
どが吸収され、メインピストンは適度に減速され、スト
ローク端でスムーズに停止する。ストッパーの位置を調
整することにより、メインシリンダがロッド入り（図１
でメインピストンは右に移動する）時の作動ストローク
を変えることができる。

【０００８】

【実施例】図１を用いて、本考案の第１実施例について
説明する。軸方向の長さが長い一重構造の複動形メイン
シリンダ１の後端部（図１で右端部）にヘッドカバー３
が固定され、複動形メインシリンダ１の前端部（図１で
左端部）に中間カバー４の後端部が固定され、複動形メ
インシリンダ１にはメインピストン10が摺動自在に挿入
される。中間カバー４の前端部には、軸方向の長さが短
い一重構造の複動形クッションシリンダ２の後端部が固
定され、複動形クッションシリンダ２の前端部にはロッ
ドカバー５が固定され、複動形クッションシリンダ２に
はクッションピストン12が摺動自在に挿入される。メイ
ンピストン10にはメインピストンロッド11が連結され、
クッションピストン12には中空クッションロッド13（ヘ
ッド側）と中空クッションロッド14（ロッド側）とが連
結される。（中空クッションロッド13と中空クッション
ロッド14とクッションピストン12とは一体のものであ
る。）かくして複動形メインシリンダ１及び複動形クッ
ションシリンダが形成される。複動形メインシリンダ１
のメインピストン10と中間カバー４との間の環状室をロ
ッド室23と称し、複動形メインシリンダ１のメインピス
トン10とヘッドカバー３との間の室をヘッド室24と称す
ることとする。中間カバー４及びロッドカバー５にはそ
れぞれ中央孔が形成され、中間カバー４の中央孔には中
空クッションロッド13が摺動自在に挿通され、ロッドカ
バー５の中央孔には中空クッションロッド14が摺動自在
に挿通される。中空クッションロッド13の後端は複動形
メインシリンダ１内に突出し、中空クッションロッド14
の前端は大気中に突出する。中空クッションロッド13・
中空クッションロッド14付のクッションピストン12の中
央孔にはメインピストンロッド11が摺動自在に挿通さ
れ、メインピストンロッド11の前端は大気中に突出す
る。ヘッドカバー３にはメインシリンダポート６が形成
されて複動形メインシリンダ１のヘッド室24に連通さ
れ、中間カバー４にはメインシリンダポート７が形成さ
れて複動形メインシリンダ１のロッド側室23に連通され
る。中間カバー４には更にクッションシリンダポート８
も形成されてクッションシリンダ２のヘッド側の後方室
18（後述）に第１連通路39によって連通され、中間カバ
ー４の前端壁の第１連通路39が開口する部分には、第１
環状溝33が形成される。ロッドカバー５にはクッション
シリンダポート９が形成されてクッションシリンダ２の
ロッド側の前方室17（後述）に第２連通路40によって連
通され、ロッドカバー５の後端壁の第２連通路40が開口
する部分には、第２環状溝34が形成される。

【０００９】複動形クッションシリンダ２内のクッショ
ンピストン12とロッドカバー５との間の環状空間を前方
室17と称し、複動形クッションシリンダ２内のクッショ
ンピストン12と中間カバー４との間の環状空間を後方室
18と称することとする。クッションピストン12の前方室
17側の側面には環状の弾性体16が固定され、クッション
ピストン12の後方室18側の側面には環状の弾性体15が固
定される。第１環状溝33及び第２環状溝34は、環状の弾
性体15及び弾性体16にそれぞれ対向した位置に配置さ
れ、メインピストン10が任意の位置から始動する時、ク
ッションピストン12が待機状態の反対側のカバーに当接
していても、第１連通路39及び第２連通路40から流入す
る空気が後方室18及び前方室17内に急速に充満し、クッ
ションピストン12を動かして待機状態に持っていく役割
を有する。中空クッションロッド13の後端には環状弾性
体22が固定され、中空クッションロッド14の前端には環
状弾性体21が固定される。メインピストンロッド11の前
端近傍の任意の位置には鍔19（ストッパー）が置かれ、
ボルト・ナット20によってその位置に保持される。メイ
ンピストン10、クッションピストン12の外周面の環状溝
にはそれぞれピストンパッキンが装着され、これらのピ
ストンパッキンによってメインピストン10と複動形メイ
ンシリンダ１内周との間及びクッションピストン12と複
動形クッションシリンダ２内周との間が密封される。中
間カバー４・ロッドカバー５の中央孔、中空クッション
ロッド13・14の内表面の環状溝には、パッキン類が配置
され、それぞれの接触部分を密封する。なお、図示は省
略するが、クッションシリンダポート８・９の入口と後
方室18・前方室17との間にチェック弁付き流量調整弁を
配設することができる。

【００１０】図２は第１実施例の使用状態を示す空気圧
回路図である。切換弁30が位置Ｉにあるとき、空気圧源
32からの圧縮空気は、減圧弁31で減圧され、切換弁30か
らチェック弁付流量調整弁27及び28を通って複動形メイ
ンシリンダ１のロッド室23及び複動形クッションシリン
ダ２の後方室18に供給される。メインピストン10は後方
（図２で右方）に移動され、クッションピストン12は前
方（左方）に移動されるが、鍔19が中空クッションロッ
ド14の前端に衝突すると、クッションピストン12も後方
へ移動され、図２に示されるようにメインピストン10、
クッションピストン12は共に後端（右端）位置に移動さ
れ、停止する。

【００１１】切換弁30のソレノイドに通電すると、位置
IIに切り換わり、圧縮空気は、切換弁30からチェック弁
付流量調整弁29（チェック弁及び流量調整弁）、メイン
シリンダポート６を通って複動形メインシリンダ１のヘ
ッド室24に供給されると同時に、切換弁30からチェック
弁付流量調整弁26（チェック弁及び流量調整弁）、クッ
ションシリンダポート９を通って複動形クッションシリ
ンダ２のＡ室17に供給される。クッションピストン12は
中空クッションロッド13がロッド室23中に突出した後方
位置に保持され（待機状態）、メインピストン10は前方
（図２で左方）に移動され、ロッド室23中の空気はメイ
ンシリンダポート７、チェック弁付流量調整弁28の流量
調整弁及び切換弁30を通って流量を調整されながら大気
に排出される。メインピストン10が前方のストローク端
に接近すると、メインピストン10が中空クッションロッ
ド13後端の弾性体22に衝突する。このとき、（複動形ク
ッションシリンダ２のＡ室17内の圧力）×（クッション
ピストン12の受圧面積）の大きさの反発力（制動力）が
メインピストン10に作用する。チェック弁付流量調整弁
26の流量調整弁を適度に設定することにより、複動形ク
ッションシリンダ２のＡ室17内の圧力を所期のように上
昇させ、メインピストン10の運動エネルギーなどが吸収
されて、メインピストン10が所期の減速を受け、ストロ
ーク端でスムーズに停止する。

【００１２】切換弁30のソレノイドを非通電にすると、
位置Ｉに切り換わり、圧縮空気は、切換弁30からチェッ
ク弁付流量調整弁28、メインシリンダポート７を通って
複動形メインシリンダ１のロッド室23に供給されると同
時に、切換弁30からチェック弁付流量調整弁27、クッシ
ョンシリンダポート８を通って複動形クッションシリン
ダ２のＢ室18に供給される。この時、クッションピスト
ン12は中空クッションロッド14がすでに前工程（メイン
ピストン10が前方に移動する工程）の終わりに大気中に
突出した前方位置に到達して、すなわち待機状態に保持
される。メインピストン10は後方（図２で右方）に移動
され、ヘッド室24中の空気はメインシリンダポート６、
チェック弁付流量調整弁29の流量調整弁及び切換弁30を
通って流量を調整されながら大気に排出される。メイン
ピストン10が後方のストローク端に接近すると、メイン
ロッド11に固定された鍔19が中空クッションロッド14前
端の弾性体21に衝突する。このとき、（複動形クッショ
ンシリンダ２のＢ室18内の圧力）×（クッションピスト
ン12の受圧面積）の大きさの反発力（制動力）がメイン
ピストン10に作用する。チェック弁付流量調整弁27の流
量調整弁を適度に設定することにより、複動形クッショ
ンシリンダ２のＢ室18内の圧力を所期のように上昇さ
せ、メインピストン10の運動エネルギーなどが吸収され
て、メインピストン10が所期の減速を受け、ストローク
端でスムーズに停止する。

【００１３】図３は、図１のＣ部分の構造を変えた第２
実施例の特徴部分を示す。Ｃ部分以外の構造は第１実施
例と同一であるので、Ｃ部分以外の構造の説明は省略す
る。第２実施例は、衝突時に発生する衝撃音を低減させ
ようとするものであり、クッションピストンは第１クッ
ションピストン41及び第２クッションピストン42から構
成される。第１クッションピストン41は第１実施例のク
ッションピストン12より小径のピストンであり、第２ク
ッションピストン42は断面凹形の環状ピストンであり、
内周に断面凹形の凹形溝43が形成される。第２クッショ
ンピストン42の内径よりも、第１クッションピストン41
の外形の方が大きく、第２クッションピストン42の凹形
溝43に第１クッションピストン41が摺動自在に嵌入され
る。第２クッションピストン42の前端、後端、第２クッ
ションピストン42の凹形溝43内の前端、後端には、それ
ぞれ環状の弾性体35、38、36、37が固定される。

【００１４】メインピストン10又は鍔19が、中空クッシ
ョンロッド13の後端又は中空クッションロッド14の前端
に衝突すると、（クッションシリンダ内の空気圧）×
（第１クッションピストン41の受圧面積）の大きさの反
発力（制動力）がメインピストン10に作用し、メインピ
ストン10を減速させる。第１クッションピストン41の受
圧面積〔（第１クッションピストン41の面積）Ａ₁ −
（中空クッションロッドの断面積）Ａ₀ 〕はクッション
ピストン12の受圧面積よりも小さいので、このときの衝
撃音及び減速度は第１実施例のときよりも低減される。
第１回の衝突からストロークｌ₁ の後に、第１クッショ
ンピストン41が第２クッションピストン42の凹形溝43内
の弾性体36又は37に衝突する。第２回目の衝突により、
（クッションシリンダ内の空気圧）×（第２クッション
ピストン42の受圧面積）の大きさの反発力（制動力）が
新たにメインピストン10に作用し、メインピストン10を
減速させる。第２クッションピストン42の受圧面積
〔（第２クッションピストン42の面積）Ａ₂ −（第１ク
ッションピストン41の面積）Ａ₁ 〕はクッションピスト
ン12の受圧面積よりも小さいので、第２回目の衝突によ
る衝撃音及び減速度も第１実施例のときよりも低減され
る。第２実施例では、クッションピストンが第１クッシ
ョンピストン41及び第２クッションピストン42から構成
され、これにより衝突時の衝撃音及び減速度を分散させ
ることができる。

【００１５】図４は、第２実施例の変形例を示す。この
変形例においては、第１クッションピストン46の外周面
に断面凹形の溝48を形成し、第２クッションピストン47
の内周面に断面凸状の環状体49を形成した。そして、第
１クッションピストン46の断面凹形の溝48内に第２クッ
ションピストン47の環状体49が摺動自在に嵌入される。
図３と同様に４個の弾性体が固定される。その他は図３
の第２実施例と同様であるので、説明は省略する。

【００１６】

【考案の効果】本考案では、クッションピストンの外周
の環状溝にピストンパッキンが装着され、ピストンパッ
キンによってクッションピストン外周と複動形クッショ
ンシリンダ内周との間が密封されてエアアブソーバが構
成され、メインピストンのストローク端においてクッシ
ョンピストンの中間クッションロッドにメインピストン
ロッドのストッパー又はメインピストンが衝突するの
で、衝突時に衝撃が緩和される。このように本考案は、
一重構造の１個の複動形エアショックアブソーバを内蔵
させるのみで、メインピストンの両ストローク端部にお
いて衝撃を緩和させることができる。そして、クッショ
ンシリンダを用いているので、油圧ダンパを用いた場合
と比べると、クッションシリンダのストローク端に近づ
くほど空気圧が上昇し、衝撃緩和の作用が円滑かつ強力
である。また、ショックアブソーバが複動形クッション
シリンダよりなるエアアブソーバにより構成されている
ので、ショックアブソーバの部分が、従来例に較べて、
全体として部品数が少なく、複動形クッションシリンダ
の長手方向の寸法もはるかに短くなる。

【００１７】更に、本考案においては、請求項１に記載
された各構成により、次の〜の効果をも奏する。 本考案では、一重構造の複動形メインシリンダと一
重構造の複動形クッションシリンダとが中間カバーを介
して連設され、複動形メインシリンダの後端部にヘッド
カバーが固定され、複動形クッションシリンダの前端部
にロッドカバーが固定されている。このように、エアア
ブソーバ内蔵シリンダの複動形クッションシリンダ（シ
ョックアブソーバ）の部分も複動形メインシリンダ（駆
動用シリンダ）の部分も、共に一重構造であるので、簡
単に全体を同一直径にすることができ、全体が同一直径
であれば、エアアブソーバ内蔵シリンダを扱い易くな
る。 本考案では、ヘッドカバーに形成されたメインシリ
ンダポートが複動形メインシリンダのヘッド室に連通さ
れ、中間カバーに形成されたメインシリンダポートが複
動形メインシリンダのロッド室に連通され、中間カバー
のクッションシリンダポートが第１連通路によってクッ
ションピストンの後方の後方室に連通され、ロッドカバ
ーのクッションシリンダポートが第２連通路によってク
ッションピストンの前方の前方室に連通されている。こ
のように、複動形メインシリンダのロッド室に連通され
る通路とクッションピストンの後方室に連通される第１
連通路とが共に中間カバーに形成されているので、エア
アブソーバ内蔵シリンダ全体の長さを短縮化し小型化す
ることができる。 本考案では、複動形クッションシリンダに中空クッ
ションロッド付きのクッションピストンが配設され、中
空クッションロッド付きのクッションピストンの両側面
には環状の弾性体が固定されている。従って、クッショ
ンピストンがストローク端でロッドカバーや中間カバー
に衝突するときの衝突音が低減され、騒音の発生を少な
くする。また、仮にエアアブソーバが機能しないときで
も、激しい衝突が緩和され、エアアブソーバの代替機能
を発揮することができる。 本考案では、複動形メインシリンダのメインピスト
ンロッドが複動形クッションシリンダの中空クッション
ロッド付きのクッションピストン内に摺動自在に挿通さ
れ、前記メインピストンロッドの前端部は外部に突出さ
れ、前記メインピストンロッドの前端部にストッパーが
着脱自在に固定されている。このように 、複動形メイン
シリンダのメインピストンロッドの任意の位置にストッ
パーが着脱自在に固定されているので、ストッパーの位
置を変更することにより、メインシリンダがロッド入り
（図１でメインシリンダ10は右に移動）する時の作動ス
トロークを任意に変えることができる。 本考案では、中間カバーの前端壁の前記第１連通路
が開口する部分に第１環状溝が形成され、ロッドカバー
の後端壁の前記第２連通路が開口する部分に第２環状溝
が形成されている。従って、第１・第２連通路を通って
流入する空気は、中間カバーの前端壁・ロッドカバーの
後端壁にクッションピストンが接触しているときでも、
第１・第２環状溝を通ってクッションピストンの受圧面
の前面に広がり、クッションピストンが迅速に移動す
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案のエアアブソーバ内蔵シリンダの第１実
施例を示す図面である。

【図２】本考案のエアアブソーバ内蔵シリンダの第１実
施例の使用状態を示す回路図である。

【図３】本考案のエアアブソーバ内蔵シリンダの第２実
施例の特徴部分を示す図面である。

【図４】本考案のエアアブソーバ内蔵シリンダの第２実
施例の変形例の特徴部分を示す図面である。

【符号の説明】

１ メインシリンダボディ ２ クッションシリンダボディ 10 メインピストン 12 クッションピストン 13 中空クッションロッド 14 中空クッションロッド 19 鍔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 実開 昭63−190603（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭58−122005（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭57−127905（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−24408（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭58−142403（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭54−145757（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭62−33441（ＪＰ，Ｂ２) 実公 昭58−36884（ＪＰ，Ｙ２) 米国特許4590846（ＵＳ，Ａ)

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 一重構造の複動形メインシリンダと一重
   構造の複動形クッションシリンダとが中間カバーを介し
   て連設され、複動形メインシリンダの後端部にヘッドカ
   バーが固定され、複動形クッションシリンダの前端部に
   ロッドカバーが固定され、ヘッドカバーに形成されたメ
   インシリンダポートが複動形メインシリンダのヘッド室
   に連通され、中間カバーに形成されたメインシリンダポ
   ートが複動形メインシリンダのロッド室に連通され、中
   間カバーのクッションシリンダポートが第１連通路によ
   ってクッションピストンの後方の後方室に連通され、ロ
   ッドカバーのクッションシリンダポートが第２連通路に
   よってクッションピストンの前方の前方室に連通され、
   複動形クッションシリンダに中空クッションロッド付き
   のクッションピストンが配設され、中空クッションロッ
   ド付きのクッションピストンの両側面には環状の弾性体
   が固定され、中空クッションロッドの後端部は中間カバ
   ーの中央孔を通して複動形メインシリンダ内に突出さ
   れ、中空クッションロッドの前端部はロッドカバーの中
   央孔を通して外部に突出され、中空クッションロッド付
   きのクッションピストンの外周の環状溝にピストンパッ
   キンが装着され、ピストンパッキンによってクッション
   ピストン外周と複動形クッションシリンダ内周との間が
   密封され、複動形メインシリンダのメインピストンロッ
   ドが複動形クッションシリンダの中空クッションロッド
   付きのクッションピストン内に摺動自在に挿通され、前
   記メインピストンロッドの前端部は外部に突出され、前
   記メインピストンロッドの前端部にストッパーが着脱自
   在に固定され、中間カバーの前端壁の前記第１連通路が
   開口する部分に第１環状溝が形成され、ロッドカバーの
   後端壁の前記第２連通路が開口する部分に第２環状溝が
   形成されたエアアブソーバ内蔵シリンダ。