JP2607557Y2 - エアシリンダ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案はエアシリンダに係り、詳
しくは、ピストンがストロークエンドに達する際の衝撃
や衝撃音を空気緩衝及び弾性緩衝によって緩和するよう
にしたエアシリンダに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、例えばエアシリンダ等において
は、移動部材としてのピストンがストロークエンドに達
してロッドカバーあるいはヘッドカバーに当接したとき
の衝撃やその際の衝撃音を緩和するために、例えば図７
に示すエアクッション機構や図８に示すダンパを備えた
ものが知られている。

【０００３】すなわち、図７に示すエアシリンダＡ1
は、ピストン４０の両端面に形成された先端部がテーパ
状のスリーブ４１と、ロッドカバー４２及びヘッドカバ
ー４４の端面に配置されたゴム製のクッションパッキン
４３とを備えている。又、ロッドカバー４２及びヘッド
カバー４４には吸排気ポート４５，４６と連通する前記
スリーブ４１の収納用凹部４７が形成されている。この
ような構成により、例えばピストン４０がロッドカバー
４２側に移動してストロークエンドに近くなると、スリ
ーブ４１の先端がクッションパッキン４３と当接して吸
排気ポート４５が封止されて、ピストン４０とロッドカ
バー４２との間に密閉空間Ｍが形成される。同時に、ピ
ストン４０の移動により前記密閉空間Ｍ内の空気が圧縮
されて空気緩衝（エアクッション）作用がもたらされ
て、ピストン４０の衝撃及び衝撃音が緩和される。そし
て、ピストン４０は、図示しないオリフィスを介して密
閉空間Ｍの空気が吸排気ポート４６に徐々に排出されな
がらスムーズに移動して、ストロークエンドに到達す
る。

【０００４】又、図８に示すエアシリンダＡ2 は、ゴム
製でドーナツ板状のダンパ４８がロッドカバー４２及び
ヘッドカバー４４のピストン４０と当接する側の端面に
形成された凹部４９に、一部が突出するように配置され
た構成となっている。そして、圧縮空気の供給により移
動したピストン４０は、ストロークエンドに到達する前
にダンパ４８の端面４８ａに当接して、ダンパ４８の弾
性緩衝作用によって、ピストン４０の衝撃及び衝撃音が
緩和される。

【０００５】又、図９に示すように、スリーブ４１、ク
ッションパッキン４３及びスリーブ４１の収納用凹部４
７からなるエアクッション機構と、ダンパ４８との両方
を備えたエアシリンダＡ3 も提案されている。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】ところが、上記したエ
アクッション機構を備えたエアシリンダＡ1 ，Ａ3 にお
いては、空気緩衝作用を得るためにスリーブ４１を長く
して密閉空間Ｍの体積を確保している。このため、スリ
ーブ４１の長さ、すなわちスリーブ４１の収納用凹部４
７の分だけエアシリンダＡ1 ，Ａ3 の全長が長くなると
いう問題点がある。このことは、特に、ピストンのスト
ロークが短いエアシリンダ程、スリーブの長さの占める
割合が多くなるため小型化の支障となる。

【０００７】又、ダンパ４８のみを備えたエアシリンダ
Ａ2 においては、ロッドカバー４２及びヘッドカバー４
４の凹部４９にダンパ４８の一部が突出するように配置
されているので、その突出距離が全長を長くする要因と
なることなない。しかしながら、このダンパ４８におい
てはピストン４０のストロークエンドに達する際の衝撃
や衝撃音の緩和が不十分であるという問題点がある。

【０００８】本考案は上記の問題点を解決するためにな
されたものであって、その目的は全長が長くなることや
必要以上にピストンが大型化することなしに、シリンダ
カバーとピストンとが当接する際の衝撃や衝撃音を十分
に緩和することができるエアシリンダを提供することに
ある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、請求項１に記載の考案は、シリンダ本体に設けら
れたシリンダカバーと、そのシリンダカバーと相対的に
当接離間するピストンとを備え、シリンダカバー及びピ
ストンのうち何れか一方の当接面には凹所を形成し、そ
の凹所には弾性緩衝体を、前記当接面から突出するよう
に、かつ前記凹所内に所定の空間が残るように配置し、
前記シリンダカバー及びピストンの両部材のうち他方の
当接面には、前記凹所の空間内に収納可能で、かつ前記
弾性緩衝体と接触して前記所定の空間を密閉する密閉部
材を設けるとともに、該密閉部材は、前記所定の空間を
密閉して移動する際に、前記所定の空間内の圧縮空気を
シリンダ本体内へ排出するように構成されている。請求
項２に記載の考案は、請求項１に記載のエアシリンダに
おいて、前記弾性緩衝体には、前記所定の空間内部に向
かって斜めに延びるリップを形成し、そのリップと密閉
部材との接触により前記空間を密閉するようにした。請
求項３に記載の考案は、請求項１又は２に記載のエアシ
リンダにおいて、前記弾性緩衝体には、該弾性緩衝体と
前記凹所との間をシールする少なくとも一つのリップを
形成した。

【００１０】

【作用】請求項１乃至３に記載の考案によれば、シリン
ダカバーとピストンとが相対的に接近すると、密閉部材
が弾性緩衝体と接触してシリンダ本体内に密閉空間が形
成される。さらに接近すると、密閉空間内の空気が圧縮
され、この圧縮によって空気緩衝作用が働く。そして、
両者が当接した際には弾性緩衝体の弾性緩衝作用によっ
てその衝撃が吸収される。

【００１１】従って、空気緩衝作用と弾性緩衝作用が得
られて、シリンダカバーとピストンとが当接する際の衝
撃や衝撃音が十分に緩衝される。又、弾性緩衝体を設け
るために形成されている凹所に密閉部材を収容するよう
にして、空気緩衝作用を得るようにしているため、空気
緩衝作用を得るために新たな構成をシリンダカバーに形
成してシリンダの全長を長くする必要はなく、シリンダ
の全長としては弾性緩衝体のみが設けられている場合と
殆ど同じとすることができる。又、空気緩衝作用を得る
ために新たな構成をピストンに形成して必要以上にピス
トンを大型化する必要もなく、ストロークが短くならな
い。

【００１２】又、請求項２に記載の考案によれば、弾性
緩衝体と密閉部材とが接触する部分において、密閉空間
とされる凹部の空間からの空気の漏れがリップによって
防止される。

【００１３】更に、請求項３に記載の考案によれば、密
閉部材によって密閉された凹所内の空間の空気が圧縮さ
れる際に、弾性緩衝体と凹所との間がリップによってシ
ールされる。従って、圧縮空気の外部へのリークが防止
される。

【００１４】

【実施例】以下、本考案を具体化した一実施例を図１〜
図３に従って説明する。図１に示すように、エアシリン
ダＡを構成するシリンダ本体１の一端には、固定部材と
してのヘッドカバー２が取着され、他端には同じく固定
部材としてのロッドカバー３が取着されている。シリン
ダ本体１の内部にはピストン４が長手方向に摺動可能に
配置されている。ピストン４の外周面には溝４ａが凹設
されており、その溝４ａにパッキン５が配設されてい
る。従って、パッキン５によってピストン４を境として
設けられた２箇所のシリンダ室Ｋ1 ，Ｋ2 間の気密性が
保たれている。ピストン４の中心部にはピストンロッド
６基端の小径部６ａがナット７を介して固定されるとと
もに、そのピストンロッド６の先端部が前記ロッドカバ
ー３の中心部に形成された貫通孔３ａから突出した状態
で貫通支持されている。貫通孔３ａの周面にはパッキン
８及び軸受９が設けられており、ピストンロッド６が摺
動可能となっているとともに、エアシリンダＡのシリン
ダ室Ｋ1 と外部との気密性が保たれている。シリンダ本
体１のロッドカバー３側には第１の吸排気ポートＰ1 が
設けられており、この吸排気ポートＰ1 は同シリンダ本
体１に形成された連通孔Ｈ1 を介して前記シリンダ室Ｋ
1 と接続されている。同様に、シリンダ本体１のヘッド
カバー２側には第２の吸排気ポートＰ2 が設けられてお
り、連通孔Ｈ2 を介して前記シリンダ室Ｋ2 と接続され
ている。そして、吸排気ポートＰ1 又はＰ2 から圧縮空
気を供給すると、ピストン４がヘッドカバー２又はロッ
ドカバー３側に移動するようになっている。

【００１５】前記ピストン４の両端面４ｂ，４ｃには、
第１の環状溝１０がピストンロッド６の小径部６ａを囲
うようにしてそれぞれ形成されており、その第１の環状
溝１０には密閉部材としてのエアクッションリング１１
が嵌合配置されている。又、ヘッドカバー２及びロッド
カバー３のピストン４と対向する端面には、凹所として
の第２の環状溝１２が前記第１の環状溝１０と一部が重
なるようにしてそれぞれ形成されている。第２の環状溝
１２の外側内周面には補助溝１２ａが形成されている。
そして、各第２の環状溝１２には緩衝体１３が所定の空
間Ｓをその第２の環状溝１２内に残してそれぞれ配置さ
れている。

【００１６】次に、エアクッションリング１１及び緩衝
体１３の詳細について説明する。図１〜図３に示すよう
に、前記エアクッションリング１１はリング状に形成さ
れるとともに、その一端面の周縁部にはエアクッション
部１４が全周に亘って凸設されている。エアクッション
部１４は前記第２の環状溝１２の深さＤとほぼ同じ距離
Ｔだけピストン４の両端面４ｂ，４ｃから突出してい
る。又、エアクッション部１４の外側角部は、斜状に形
成されてテーパ部１４ａとなっている。更に、エアクッ
ション部１４のテーパ部１４ａを挟んで隣接する端面の
間には小孔１４ｂが貫通形成されている。そして、各エ
アクッションリング１１はその開口周縁部がピストンロ
ッド６とピストン４との間及びピストン４とナット７と
の間にそれぞれ挟まれて第１の環状溝１０に嵌合配置さ
れており、容易に離脱しないようになっている。又、ピ
ストン４の内周面には溝４ｄが凹設されており、その溝
４ｄにはシール材Ｏが配設されている。

【００１７】前記緩衝体１３は合成ゴム製でエアクッシ
ョンリング１１よりも若干大径の開口を有するリング状
に形成されている。又、緩衝体１３は開口を有するエア
クッションパッキン１５と、そのエアクッションパッキ
ン１５に外嵌されたダンパ１６とから構成されている。

【００１８】図２，図３に示すように、エアクッション
パッキン１５の内周面の端部には断面片持ち梁状をなす
第１のリップ１７が開口内において斜め方向に全周に亘
って延出されるとともに、外周面には突条１８が全周に
亘って凸設されている。ダンパ１６の内周面には前記突
条１８と対応する突条１９が全周に亘って凸設されると
ともに、外周面の中央部には断面鍵状の突部としての第
２のリップ２０が全周に亘って延出されている。そし
て、エアクッションパッキン１５にはダンパ１６が突条
１８、１９同士が互いに嵌合した状態で外嵌されて、リ
ング状をなす緩衝体１３が形成されている。

【００１９】各緩衝体１３は前記各第２の環状溝１２の
補助溝１２ａに第２のリップ２０が嵌合され、かつ第２
の環状溝１２の底面に密着した状態でそれぞれ配置され
ている。又、第１のリップ１７の先端部は第２の環状溝
１２の底面側に向かって延出されている。更に、各緩衝
体１３はその端面がヘッドカバー２及びロッドカバー３
の端面２ａ，３ｂから突出した状態で第２の環状溝１２
に配置されている。

【００２０】又、この状態で例えばピストン４がロッド
カバー３に向かって移動したときに、図２において二点
鎖線にて示すように、エアクッション部１４のテーパ部
１４ａが第１のリップ１７に当接するようになってい
る。そして、この当接により第１のリップ１７が撓ん
で、エアクッションリング１１、エアクッションパッキ
ン１５、第２の環状溝１２、ロッドカバー３の端面３
ｂ、及びピストンロッド６によって囲まれた密閉空間Ｍ
が形成されるようになっている。この密閉空間Ｍは第２
の補助溝１２内の空間Ｓを含んでいる。

【００２１】又、ピストン４のヘッドカバー２又はロッ
ドカバー３側への移動に応じて、前記密閉空間Ｍ内に存
在する空気が圧縮されて空気緩衝（エアクッション）作
用が得られるようになっている。この密閉空間Ｍは空気
緩衝作用が得られるに十分な体積を有している。又、密
閉空間Ｍ内の圧縮により第２の環状溝１２の底面を介し
て第２のリップ２０に拡がった空気は、凹部２０ａによ
り堰き止められてリークしないようになっている。又、
エアクッションリング１１とピストンロッド６の小径部
６ａとの接触面を介して拡がった空気は、シール材Ｏと
シール材Ｐによって堰き止められるようになっている。
本実施例では密閉空間Ｍ内の圧縮空気は、小孔１４ｂを
通過して徐々にシリンダ室Ｋ1 又はＫ2 へ排出されるよ
うになっており、その排出量に応じてエアシリンダ４が
ストロークエンドへ移動するようになっている。

【００２２】更に、ピストン４が移動してヘッドカバー
２又はロッドカバー３のストロークエンドに達する前
に、緩衝体１３はその端面がピストン４の端面４ｂ又は
４ｃに当接して圧縮変形して弾性緩衝作用が得られるよ
うになっている。

【００２３】次に、このように構成されたエアシリンダ
Ａの作用を説明する。なお、最初にピストン４は図１、
図２に示すように、ピストン４はヘッドカバー２側の緩
衝体１３とその端面４ｃとが当接した状態で停止してい
るものとする。

【００２４】ロッドカバー３側の吸排気ポートＰ1 を大
気に開放し、ヘッドカバー２側の吸排気ポートＰ2 に圧
縮空気を供給すると、ピストン４は空気の圧力によりシ
リンダ本体１内をロッドカバー３側へ移動する。このと
き、シリンダ室Ｋ1 内の空気は連通孔Ｈ1 を介して吸排
気ポートＰ1 から排気される。続いて、ピストン４が移
動してストロークエンドに近づくと、図２において二点
鎖線にて示すように、エアクッション部１４のテーパ部
１４ａが第１のリップ１７に当接する。すると、第１の
リップ１７が撓んでエアクッションリング１１、エアク
ッションパッキン１５、第２の環状溝１２、ロッドカバ
ー３の端面３ｂ、及びピストンロッド６によって囲まれ
た密閉空間Ｍが形成される。

【００２５】次いで、更にピストン４がロッドカバー３
側へ移動すると前記密閉空間Ｍ内の空気がピストン４の
慣性力によって圧縮される。そして、この圧縮によって
空気緩衝（エアクッション）作用がもたらされてピスト
ン４の慣性エネルギーが吸収される。このとき、密閉空
間Ｍ内において圧縮された空気は、第２の環状溝１２の
底面を介して第２のリップ２０に拡がっても、第２のリ
ップ２０の凹部２０ａによって堰き止められて外部にリ
ークすることはない。又、圧縮された空気はエアクッシ
ョン部１４の小孔１４ｂを介してシリンダ室Ｋ1 に排出
される。

【００２６】そして、ピストン４は圧縮空気が小孔１４
ｂからの排出されながら徐々にストロークエンドに近づ
くと、その端面４ｂが緩衝体１３の端面に当接して停止
する。このとき、緩衝体１３を構成するエアクッション
パッキン１５及びダンパ１６は、前記空気緩衝作用によ
って低減されたピストン４の慣性力により押圧されて圧
縮変形する。この圧縮変形によって弾性緩衝作用がもた
らされてピストン４の残りの慣性エネルギーが吸収され
る。

【００２７】従って、エアクッションリング１１及び緩
衝体１３のエアクッションパッキン１５による空気緩衝
作用に続いて、緩衝体１３のダンパ１５による弾性緩衝
作用がもたらされて慣性エネルギーが吸収される。この
結果、ピストン４がロッドカバー３側のストロークエン
ドに達する際の衝撃や衝撃音を十分に緩和することがで
きる。

【００２８】次に、ヘッドカバー２側の吸排気ポートＰ
2 を開放し、ロッドカバー３側の吸排気ポートＰ1 に圧
縮空気を供給すると、ピストン４はヘッドカバー２側へ
移動する。そして、エアクッション部１４が第１のリッ
プ１７に当接して密閉空間Ｍが形成されて前記と同じ空
気緩衝作用がもたらされ、続いて、ピストン４が緩衝体
１３と当接して前記と同じ弾性緩衝作用がもたらされ
る。なお、ピストン４の移動の際にエアクッション部１
４と当接して撓んだ状態の第１のリップ部は、その弾性
によって元の形状に復元する。

【００２９】上記したように、本実施例のエアシリンダ
Ａにおいては、空気緩衝作用及び弾性緩衝作用によっ
て、ピストン４がストロークエンドに達する際の衝撃や
衝撃音を十分に緩和することができるとともに、慣性エ
ネルギーの吸収効果が高いので、大きな負荷に対しても
十分に対応することができる。

【００３０】又、第２の環状溝１２内にエアクッション
パッキン１５とダンパ１６とからなる緩衝体１３を配置
したことにより、第２の環状溝１２の深さＤの寸法がダ
ンパ１６すなわち緩衝体１３の厚さとほぼ同じ寸法でよ
くなる。従って、従来とは異なり、第２の環状溝１２の
深さＤ及びエアクッションリング１１の突出距離Ｔが大
きくなることがなく、それゆえ、エアシリンダＡの全長
が長くなることはない。この結果、特に、ピストンのス
トロークが短いエアシリンダに上記構成を適用すれば小
型化を図る上で好都合となる。

【００３１】又、エアクッションリング１１及び緩衝体
１３とからなる簡単な構成で、空気緩衝作用及び弾性緩
衝作用を得ることができるとともに、部品点数が少なく
製造が容易となる。

【００３２】更に、緩衝体１３のダンパ１６の外周面に
第２のリップ２０を設け、第２の環状溝１２に第２のリ
ップ２０と嵌合する補助溝１２ａを形成したことによ
り、密閉空間Ｍ内の空気が圧縮されたときに、その圧縮
空気のリークを防止することができる。

【００３３】なお、本考案は上記実施例に限定されるこ
とはなく、本考案の趣旨から逸脱しない範囲で例えば以
下のようにしてもよい。 （１）上記実施例では、緩衝体１３を構成するエアクッ
ションパッキン１５とダンパ１６とをそれぞれ別体に形
成したが、両者を一体に形成してもよい。

【００３４】（２）図４に示すように、エアクッション
リング１１をヘッドカバー２及びロッドカバー３に設
け、緩衝体１３をピストン４に設けてもよい。この場
合、緩衝体１３をピストン４の端面４ｂ，４ｃから突出
させる必要がある。

【００３５】（３）図５（ａ），（ｂ）に示すように、
一体に形成された緩衝体１３の第１のリップ１７を緩衝
体１３の開口部端面から垂直方向に延出するとともに、
第２のリップ２０を外周面から鉛直方向に延出してもよ
い。又、図６（ａ），（ｂ）に示すように、一体に形成
された緩衝体１３の第２のリップ２０を緩衝体１３の端
面及び外周面にそれぞれ分割して形成してもよい。

【００３６】（４）エアクッション部１４のピストン４
の端面４ａ，４ｂからの突出距離Ｔ及び緩衝体１３の厚
さ、更には第一及び第２の環状溝１２，１２の深さＤを
適宜変更してもよい。

【００３７】（５）上記実施例では、小孔１４ｂをエア
クッション部１４に形成したが、代わりに、緩衝体１３
に密閉空間Ｍと外部シリンダ室Ｋ1 ，Ｋ2 と連通するよ
うに形成してもよい。

【００３８】（６）第２の環状溝１２のエアクッション
部１４と対応する部分の深さ寸法を、ヘッドカバー２及
びロッドカバー３の厚さを変更せずに、他の部分の深さ
寸法よりも大きくするとともに、エアクッション部１４
の突出距離Ｔを大きくしてもよい。このような構成にす
ると、密閉空間Ｍの体積が増加して空気緩衝作用効果を
高めることができる。

【００３９】（７）エアクッションリング１１を合成ゴ
ム以外の樹脂、金属等の材質にて形成してもよい。 （８）エアクッションリング１１のエアクッション部１
４に小孔１４ｂを設けなくてもよい。このような構成に
しても、エアクッションリング１１と緩衝体１３とによ
って形成された密閉空間Ｍを圧縮することにより空気緩
衝作用を得ることができる。

【００４０】

【考案の効果】以上詳述したように、請求項１乃至３に
記載の考案によれば、全長が長くなることや必要以上に
ピストンが大型化することなしに、シリンダカバーとピ
ストンとが当接する際の衝撃や衝撃音を十分に緩和する
ことができるという優れた効果を奏する。

【００４１】又、請求項２に記載の考案によれば、弾性
緩衝体と密閉部材とが接触する部分において、密閉空間
とされる凹所の空間からの空気の漏れをリップによって
防止することができる。更に、請求項３に記載の考案に
よれば、密閉部材によって密閉された凹所内の空間の空
気が圧縮される際に、弾性緩衝体と凹所との間がリップ
によってシールされるので、圧縮空気の外部へのリーク
を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例におけるエアシリンダを示す断
面図である。

【図２】同じくエアシリンダを示す一部拡大断面図であ
る。

【図３】エアクッションリング及び緩衝体を示す斜視図
である。

【図４】他の実施例におけるエアシリンダを示す断面図
である。

【図５】他の実施例における緩衝体を示し、（ａ）は緩
衝体の断面図であり、（ｂ）は緩衝体の斜視図である。

【図６】別の他の実施例における緩衝体を示し、（ａ）
は緩衝体の断面図であり、（ｂ）は緩衝体の斜視図であ
る。

【図７】従来例におけるエアシリンダを示す断面図であ
る。

【図８】別の従来例におけるエアシリンダを示す断面図
である。

【図９】別の従来例におけるエアシリンダを示す断面図
である。

【符号の説明】

１…シリンダ本体、２…シリンダカバーとしてのヘッド
カバー、３…シリンダカバーとしてのロッドカバー、４
…ピストン、１１…密閉部材としてのエアクッションリ
ング、１２…凹所としての第２の環状溝、１２ａ…凹所
を構成する補助溝、１５…弾性緩衝体を構成するエアク
ッションパッキン、１６…弾性緩衝体を構成するダン
パ、１７…リップとしての第１のリップ、２０…リップ
としての第２のリップ、Ｓ…空間。

Claims (3)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリンダ本体に設けられたシリンダカバ
   ーと、そのシリンダカバーと相対的に当接離間するピス
   トンとを備え、シリンダカバー及びピストンのうち何れ
   か一方の当接面には凹所を形成し、その凹所には弾性緩
   衝体を、前記当接面から突出するように、かつ前記凹所
   内に所定の空間が残るように配置し、前記シリンダカバ
   ー及びピストンの両部材のうち他方の当接面には、前記
   凹所の空間内に収納可能で、かつ前記弾性緩衝体と接触
   して前記所定の空間を密閉する密閉部材を設けるととも
   に、該密閉部材は、前記所定の空間を密閉して移動する
   際に、前記所定の空間内の圧縮空気をシリンダ本体内へ
   排出するように構成されているエアシリンダ。
2. 【請求項２】 前記弾性緩衝体には、前記所定の空間内
   部に向かって斜めに延びるリップを形成し、そのリップ
   と密閉部材との接触により前記空間を密閉するようにし
   た請求項１に記載のエアシリンダ。
3. 【請求項３】 前記弾性緩衝体には、該弾性緩衝体と前
   記凹所との間をシールする少なくとも一つのリップを形
   成した請求項１又は２に記載のエアシリンダ。