JP2696743B2 - 速度制御機構付ロッドレスシリンダ - Google Patents
速度制御機構付ロッドレスシリンダInfo
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- JP2696743B2 JP2696743B2 JP5340340A JP34034093A JP2696743B2 JP 2696743 B2 JP2696743 B2 JP 2696743B2 JP 5340340 A JP5340340 A JP 5340340A JP 34034093 A JP34034093 A JP 34034093A JP 2696743 B2 JP2696743 B2 JP 2696743B2
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- cushion
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- ring
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B15/00—Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
- F15B15/20—Other details, e.g. assembly with regulating devices
- F15B15/22—Other details, e.g. assembly with regulating devices for accelerating or decelerating the stroke
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- F15B15/08—Characterised by the construction of the motor unit
- F15B15/084—Characterised by the construction of the motor unit the motor being of the rodless piston type, e.g. with cable, belt or chain
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- F15B15/22—Other details, e.g. assembly with regulating devices for accelerating or decelerating the stroke
- F15B15/222—Other details, e.g. assembly with regulating devices for accelerating or decelerating the stroke having a piston with a piston extension or piston recess which throttles the main fluid outlet as the piston approaches its end position
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、各種機械を作動させる
ために用いられるロッドレスシリンダにおいて、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速度制御機構付ロ
ッドレスシリンダに関する。
ために用いられるロッドレスシリンダにおいて、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速度制御機構付ロ
ッドレスシリンダに関する。
【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、凹部と嵌合する円柱状の凸部（クッシ
ョンリング）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。
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、凹部と嵌合する円柱状の凸部（クッシ
ョンリング）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。しかし、凸部（クッションリン
グ）がヘッドカバーと一体であるので、ピストンの加速
・減速の時期及び加速・減速の大きさを変えることがで
きなかった。
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。しかし、凸部（クッションリン
グ）がヘッドカバーと一体であるので、ピストンの加速
・減速の時期及び加速・減速の大きさを変えることがで
きなかった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来の前記
欠点を解消するものであって、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が、中空のクッショ
ンリングの内部通路を通り、かつクッションリングとピ
ストンの中空部内とによって流量が制御され、ピストン
の加速・減速の時期及び加速・減速の大きさを設定でき
るようにすることを第１の課題とし、クッションシリン
ダの外周の長手方向の溝の開口量を調整して加速・減速
の大きさを調整できるようにすることを第２の課題とす
る。
欠点を解消するものであって、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が、中空のクッショ
ンリングの内部通路を通り、かつクッションリングとピ
ストンの中空部内とによって流量が制御され、ピストン
の加速・減速の時期及び加速・減速の大きさを設定でき
るようにすることを第１の課題とし、クッションシリン
ダの外周の長手方向の溝の開口量を調整して加速・減速
の大きさを調整できるようにすることを第２の課題とす
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を達
成するために、シリンダチューブの端部に中空のクッシ
ョンリングが配設され、クッションリングはピストンの
中空部内に挿入できるように配置され、クッションリン
グの外面にサイン関数溝が形成されたロッドレスシリン
ダにおいて、サイン関数溝が長手方向に対して深さがサ
イン関数で変化し、深さはクッション進入側が最も深い
形状とされ、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、中空のクッションリングの内部通
路を流れるようにされたことを構成とする。また、本発
明は、シリンダチューブの端部に中空のクッションリン
グが配設され、クッションリングはピストンの中空部内
に挿入できるように配置され、クッションリングの外面
にサイン関数溝が形成されたロッドレスシリンダにおい
て、クッションリングが中空シャフトの外側に外殻リン
グを回動自在に嵌合させて構成され、中空シャフトの外
面に長手方向に対して深さがサイン関数で変化し、深さ
はクッション進入側が最も深い形状のサイン関数溝が形
成され、外殻リングに縦孔が形成され、外殻リングと中
空シャフトとのなす角度を変えることによりサイン関数
溝の開口量を調整できるように構成した。
成するために、シリンダチューブの端部に中空のクッシ
ョンリングが配設され、クッションリングはピストンの
中空部内に挿入できるように配置され、クッションリン
グの外面にサイン関数溝が形成されたロッドレスシリン
ダにおいて、サイン関数溝が長手方向に対して深さがサ
イン関数で変化し、深さはクッション進入側が最も深い
形状とされ、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、中空のクッションリングの内部通
路を流れるようにされたことを構成とする。また、本発
明は、シリンダチューブの端部に中空のクッションリン
グが配設され、クッションリングはピストンの中空部内
に挿入できるように配置され、クッションリングの外面
にサイン関数溝が形成されたロッドレスシリンダにおい
て、クッションリングが中空シャフトの外側に外殻リン
グを回動自在に嵌合させて構成され、中空シャフトの外
面に長手方向に対して深さがサイン関数で変化し、深さ
はクッション進入側が最も深い形状のサイン関数溝が形
成され、外殻リングに縦孔が形成され、外殻リングと中
空シャフトとのなす角度を変えることによりサイン関数
溝の開口量を調整できるように構成した。
【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、シリンダチューブの端部の中空のクッションリング
がピストンの中空部に挿入され、排出エアがピストンの
中空部とサイン関数溝との間を通ることにより調整さ
れ、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
エアが調整され、中空ピストンは徐々に加速される。
と、シリンダチューブの端部の中空のクッションリング
がピストンの中空部に挿入され、排出エアがピストンの
中空部とサイン関数溝との間を通ることにより調整さ
れ、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
エアが調整され、中空ピストンは徐々に加速される。
【０００７】
【実施例】図１及び図２により、本発明の速度制御機構
付ロッドレスシリンダの第１実施例を説明する。図１は
第１実施例の全体を示す断面図であり、図２は第１実施
例の要部を示す断面図である。非磁性体製のシリンダチ
ューブ４の両端にヘッドカバー２，2'が固定され、シリ
ンダチューブ４内にはピストン５が摺動自在に嵌合され
る。ピストン５の両端部には、環状で非磁性体製のピス
トン端板40、40' が配設され、ピストン端板40とピスト
ン端板40' との間には環状のピストン側ヨーク８及びピ
ストン側マグネット10が交互に配置されている。ピスト
ン端板40,40'、ピストン側ヨーク８及びピストン側マグ
ネット10の中央孔には非磁性体製の中空シャフト６が嵌
合され、中空シャフト６の両端にはクッションパッキン
ホルダ14,14'の内側大径部が螺合される。クッションパ
ッキンホルダ14,14'の外側大径部はピストン端板40,40'
の大径孔に嵌合され、ピストン側ヨーク８、ピストン側
マグネット10及びピストン端板40,40'がクッションパッ
キンホルダ14,14'により左右から締め付けられる。クッ
ションパッキンホルダ14,14'の外側の環状溝にダンパ1
3,13'が装着され、クッションパッキンホルダ14,14'の
小径孔の環状溝にクッションパッキン26,26'が配設され
る。クッションパッキンホルダ14,14'内の小径孔及び中
空シャフト６内には、ピストン左室57、ピストン右室58
を区分けするＯリング27を装着したプラグ18が、シャフ
ト６の長手方向の中心に形成した縦穴と、プラグ18に形
成した縦穴とを連結するピン29によって結合されてお
り、ヘッドカバー２、2'に固定された中空のクッション
リング15が挿入される。また、ピストン端板40,40'には
ピストンパッキン24,24'、ウエアリング22,22'が装着さ
れる。
付ロッドレスシリンダの第１実施例を説明する。図１は
第１実施例の全体を示す断面図であり、図２は第１実施
例の要部を示す断面図である。非磁性体製のシリンダチ
ューブ４の両端にヘッドカバー２，2'が固定され、シリ
ンダチューブ４内にはピストン５が摺動自在に嵌合され
る。ピストン５の両端部には、環状で非磁性体製のピス
トン端板40、40' が配設され、ピストン端板40とピスト
ン端板40' との間には環状のピストン側ヨーク８及びピ
ストン側マグネット10が交互に配置されている。ピスト
ン端板40,40'、ピストン側ヨーク８及びピストン側マグ
ネット10の中央孔には非磁性体製の中空シャフト６が嵌
合され、中空シャフト６の両端にはクッションパッキン
ホルダ14,14'の内側大径部が螺合される。クッションパ
ッキンホルダ14,14'の外側大径部はピストン端板40,40'
の大径孔に嵌合され、ピストン側ヨーク８、ピストン側
マグネット10及びピストン端板40,40'がクッションパッ
キンホルダ14,14'により左右から締め付けられる。クッ
ションパッキンホルダ14,14'の外側の環状溝にダンパ1
3,13'が装着され、クッションパッキンホルダ14,14'の
小径孔の環状溝にクッションパッキン26,26'が配設され
る。クッションパッキンホルダ14,14'内の小径孔及び中
空シャフト６内には、ピストン左室57、ピストン右室58
を区分けするＯリング27を装着したプラグ18が、シャフ
ト６の長手方向の中心に形成した縦穴と、プラグ18に形
成した縦穴とを連結するピン29によって結合されてお
り、ヘッドカバー２、2'に固定された中空のクッション
リング15が挿入される。また、ピストン端板40,40'には
ピストンパッキン24,24'、ウエアリング22,22'が装着さ
れる。
【０００８】シリンダチューブ４の外側に外部移動子１
が摺動自在に嵌合され、外部移動子１の非磁性体製の本
体３の内側には移動子側ヨーク９、移動子側マグネット
11が交互に配置され、それらの両側にウエアリングホル
ダ12,12'が配設される。移動子側マグネット11はピスト
ン側マグネット10と吸引関係にあり、移動子側マグネッ
ト11とピストン側マグネット10の厚みは同一であり、移
動子側ヨーク９とピストン側ヨーク８の厚みも同一であ
る。本体３の両端の内側環状溝に止め輪21,21'が装着さ
れ、ウエアリングホルダ12,12'にはウエアリング23,23'
及びスクレーパ25,25'が配設される。このような構成の
外部移動子１は、マグネットの吸引力によりピストン５
の移動に追従して移動する。
が摺動自在に嵌合され、外部移動子１の非磁性体製の本
体３の内側には移動子側ヨーク９、移動子側マグネット
11が交互に配置され、それらの両側にウエアリングホル
ダ12,12'が配設される。移動子側マグネット11はピスト
ン側マグネット10と吸引関係にあり、移動子側マグネッ
ト11とピストン側マグネット10の厚みは同一であり、移
動子側ヨーク９とピストン側ヨーク８の厚みも同一であ
る。本体３の両端の内側環状溝に止め輪21,21'が装着さ
れ、ウエアリングホルダ12,12'にはウエアリング23,23'
及びスクレーパ25,25'が配設される。このような構成の
外部移動子１は、マグネットの吸引力によりピストン５
の移動に追従して移動する。
【０００９】左右のヘッドカバー２及び2'の内部構造は
同一であり、ここでは図２に示す右側のヘッドカバー２
を主にして説明する。ヘッドカバー２には、シリンダチ
ューブ４側から順に大径孔35、中径孔36、小径孔32及び
ねじ孔33からなる段付孔が形成され、大径孔35には雌螺
子が形成される。大径部37及び小径部38を有するクッシ
ョンリングホルダ41の小径部38がヘッドカバー２の中径
孔36に嵌合され、次いでクッションリングホルダ41の大
径部37の雄螺子がヘッドカバー２の大径孔35の雌螺子に
螺合される。クッションリングホルダ41のシリンダチュ
ーブ４側には、大径孔44、中径孔45の段付孔が形成さ
れ、クッションリングホルダ41の反シリンダチューブ４
側には、ねじ孔46が形成される。クッションリングホル
ダ41の中径孔45とねじ孔46との間は、挿入孔42とねじ孔
43が形成される。クッションリングホルダ41の小径部38
の外周面には環状溝50が形成され、環状溝50と挿入孔42
との間が連通路51によって連通される。クッションリン
グホルダ41の小径部の環状溝50の左右に、それぞれ環状
溝が形成され、各環状溝にＯリング28,28aがそれぞれ装
着される。ヘッドカバー２,2' には半径方向にポート4
8,48'及びねじ孔52が形成され、ポート48は連通孔49を
介して環状溝50に連通され、ねじ孔52にはストッパボル
ト17,17'が螺合され、ストッパボルト17,17'の先端が環
状溝50の底面を押圧して、クッションリングホルダ41,4
1'の回転を停止する。クッションリングホルダ41' のね
じ孔46の端面部（図２で左面）には凹なる六角穴34を有
するアジャストスクリュー16が螺合され、接着剤により
抜け止めを施し、クッションリングホルダ41' に結合さ
れており、この六角穴34に六角レンチを差し込んでクッ
ションリングホルダ41を回転させ、ピストン５のダンパ
13,13'とクッションリングホルダ41の大径部との当接位
置を変えて、ピストン５のストロークを調整することが
できる。クッションリングホルダ41の位置を調整した後
に、ねじ孔52にストッパボルト17,17'をねじ込み、スト
ッパボルト17,17'の先端で環状溝50を締め付け、クッシ
ョンリングホルダ41,41'を固定する。さらに強固な固定
を必要とする場合には、図１左側のようなスプリングワ
ッシャ30、ロックナット19により、アジャストスクリュ
ー16を締めつけ、固定することができる。
同一であり、ここでは図２に示す右側のヘッドカバー２
を主にして説明する。ヘッドカバー２には、シリンダチ
ューブ４側から順に大径孔35、中径孔36、小径孔32及び
ねじ孔33からなる段付孔が形成され、大径孔35には雌螺
子が形成される。大径部37及び小径部38を有するクッシ
ョンリングホルダ41の小径部38がヘッドカバー２の中径
孔36に嵌合され、次いでクッションリングホルダ41の大
径部37の雄螺子がヘッドカバー２の大径孔35の雌螺子に
螺合される。クッションリングホルダ41のシリンダチュ
ーブ４側には、大径孔44、中径孔45の段付孔が形成さ
れ、クッションリングホルダ41の反シリンダチューブ４
側には、ねじ孔46が形成される。クッションリングホル
ダ41の中径孔45とねじ孔46との間は、挿入孔42とねじ孔
43が形成される。クッションリングホルダ41の小径部38
の外周面には環状溝50が形成され、環状溝50と挿入孔42
との間が連通路51によって連通される。クッションリン
グホルダ41の小径部の環状溝50の左右に、それぞれ環状
溝が形成され、各環状溝にＯリング28,28aがそれぞれ装
着される。ヘッドカバー２,2' には半径方向にポート4
8,48'及びねじ孔52が形成され、ポート48は連通孔49を
介して環状溝50に連通され、ねじ孔52にはストッパボル
ト17,17'が螺合され、ストッパボルト17,17'の先端が環
状溝50の底面を押圧して、クッションリングホルダ41,4
1'の回転を停止する。クッションリングホルダ41' のね
じ孔46の端面部（図２で左面）には凹なる六角穴34を有
するアジャストスクリュー16が螺合され、接着剤により
抜け止めを施し、クッションリングホルダ41' に結合さ
れており、この六角穴34に六角レンチを差し込んでクッ
ションリングホルダ41を回転させ、ピストン５のダンパ
13,13'とクッションリングホルダ41の大径部との当接位
置を変えて、ピストン５のストロークを調整することが
できる。クッションリングホルダ41の位置を調整した後
に、ねじ孔52にストッパボルト17,17'をねじ込み、スト
ッパボルト17,17'の先端で環状溝50を締め付け、クッシ
ョンリングホルダ41,41'を固定する。さらに強固な固定
を必要とする場合には、図１左側のようなスプリングワ
ッシャ30、ロックナット19により、アジャストスクリュ
ー16を締めつけ、固定することができる。
【００１０】中空のクッションリング15には大径部と小
径のねじ部53とがあり、ねじ部53がクッションリングホ
ルダ41のねじ孔43に螺合され、大径部が挿入孔42に嵌合
される。クッションリングホルダ41の連通路51が挿入孔
42に開口する部分には環状溝54が形成され、環状溝54と
クッションリング15の横孔55とが連通される。挿入孔42
の環状溝54の左右の環状溝にＯリング20,20'が装着され
る。クッションリング15の大径部には長手方向に縦孔56
が形成され、縦孔56の先端はクッションリング15のクッ
ション進入側端（図２で左端）に開口され、縦孔56の後
端は横孔55に連通される。クッションリング15の大径部
の外周には、長手方向に対して深さがサイン関数で変化
するサイン関数溝（不図示、後記の第３実施例のサイン
関数溝81・82と同様のもの）が形成され、このサイン関
数溝の深さはクッション進入側が最も深く、ストローク
エンドに近づくにつれて浅くなっている。クッションリ
ング15の後端（図２で右端）には２面幅部が形成され、
２面幅部に専用治具を押し当ててクッションリング15を
回転させることができる。ねじ孔43にねじ部53が螺合さ
れているので、クッションリング15の回転により、クッ
ションリング15が長手方向に移動し、ピストン５との位
置関係を調整することができる。調整完了後にねじ部53
に接着剤（例えばロックタイト262 ）を付け、ロックナ
ット７を螺合して固定する。ポート48・48' は不図示の
切換弁を介して空気圧源又は大気に連通され、シリンダ
チューブ４の内部と外部との間を流れるすべての流体
（エア）はクッションリング15の縦孔56、横孔55等の内
部通路を流れるように構成されている。
径のねじ部53とがあり、ねじ部53がクッションリングホ
ルダ41のねじ孔43に螺合され、大径部が挿入孔42に嵌合
される。クッションリングホルダ41の連通路51が挿入孔
42に開口する部分には環状溝54が形成され、環状溝54と
クッションリング15の横孔55とが連通される。挿入孔42
の環状溝54の左右の環状溝にＯリング20,20'が装着され
る。クッションリング15の大径部には長手方向に縦孔56
が形成され、縦孔56の先端はクッションリング15のクッ
ション進入側端（図２で左端）に開口され、縦孔56の後
端は横孔55に連通される。クッションリング15の大径部
の外周には、長手方向に対して深さがサイン関数で変化
するサイン関数溝（不図示、後記の第３実施例のサイン
関数溝81・82と同様のもの）が形成され、このサイン関
数溝の深さはクッション進入側が最も深く、ストローク
エンドに近づくにつれて浅くなっている。クッションリ
ング15の後端（図２で右端）には２面幅部が形成され、
２面幅部に専用治具を押し当ててクッションリング15を
回転させることができる。ねじ孔43にねじ部53が螺合さ
れているので、クッションリング15の回転により、クッ
ションリング15が長手方向に移動し、ピストン５との位
置関係を調整することができる。調整完了後にねじ部53
に接着剤（例えばロックタイト262 ）を付け、ロックナ
ット７を螺合して固定する。ポート48・48' は不図示の
切換弁を介して空気圧源又は大気に連通され、シリンダ
チューブ４の内部と外部との間を流れるすべての流体
（エア）はクッションリング15の縦孔56、横孔55等の内
部通路を流れるように構成されている。
【００１１】本発明の第１実施例の作用について説明す
る。図１に示すようにピストン５が左端位置にあると
き、駆動エアをポート48' から流入させ、ポート48から
エアを排出する。駆動エアは、ポート48' 、クッション
リングホルダ41' 内の連通路51' 、クッションリング1
5' 内の縦孔・横孔を通り、クッションパッキン26' と
クッションリング15' 外周のサイン関数溝との隙間を通
り、ピストン左室57に流入し、ピストン５の推力を発生
する。ピストン右室58のエアは、クッションリング15の
縦孔56・横孔55、クッションリングホルダ41内の連通路
51・環状溝50、連通孔49・ポート48を通って排出され
る。ピストン左室57の圧力がピストン５の始動圧力より
も高くなると、ピストン５が右方への移動を開始し、移
動につれてクッションパッキン26' とクッションリング
15' 外周のサイン関数溝との隙間が徐々に大きく（深
く）なる。ピストン左室57への駆動エアの供給流量が徐
々に増加し、推力を高め、ピストン５はゆっくりと加速
され、このときの流入空気量は、ピストン５の速度によ
る容積膨張変化（速度変化）が急激に発生しないように
サイン関数溝が形成されているので、吸入空気量は徐々
に増加する。ピストン５が右動してクッションリング1
5' からクッションパッキン26' が離脱すると、ピスト
ン５は通常の駆動状態となる。
る。図１に示すようにピストン５が左端位置にあると
き、駆動エアをポート48' から流入させ、ポート48から
エアを排出する。駆動エアは、ポート48' 、クッション
リングホルダ41' 内の連通路51' 、クッションリング1
5' 内の縦孔・横孔を通り、クッションパッキン26' と
クッションリング15' 外周のサイン関数溝との隙間を通
り、ピストン左室57に流入し、ピストン５の推力を発生
する。ピストン右室58のエアは、クッションリング15の
縦孔56・横孔55、クッションリングホルダ41内の連通路
51・環状溝50、連通孔49・ポート48を通って排出され
る。ピストン左室57の圧力がピストン５の始動圧力より
も高くなると、ピストン５が右方への移動を開始し、移
動につれてクッションパッキン26' とクッションリング
15' 外周のサイン関数溝との隙間が徐々に大きく（深
く）なる。ピストン左室57への駆動エアの供給流量が徐
々に増加し、推力を高め、ピストン５はゆっくりと加速
され、このときの流入空気量は、ピストン５の速度によ
る容積膨張変化（速度変化）が急激に発生しないように
サイン関数溝が形成されているので、吸入空気量は徐々
に増加する。ピストン５が右動してクッションリング1
5' からクッションパッキン26' が離脱すると、ピスト
ン５は通常の駆動状態となる。
【００１２】ピストン５のクッションパッキン26がクッ
ションリング15と係合すると、ピストン右室58のエア
は、クッションパッキン26とクッションリング15外周の
サイン関数溝との隙間を通ってクッションパッキンホル
ダ14及び中空のシャフト６内を通り、クッションリング
15の縦孔56・横孔55、クッションリングホルダ41内の連
通路51・環状溝50、連通孔49・ポート48を通って排出さ
れる。クッションリング15外周のサイン関数溝のクッシ
ョン進入側は深いので、クッションリング15にクッショ
ンパッキン26が進入した初期には、大量のエアが排出さ
れ、ピストン５の急激な制動は発生しない。そして、ピ
ストン５の進行に伴い、クッションパッキン26とクッシ
ョンリング15外周のサイン関数溝との隙間が徐々に狭く
（浅く）なり、ピストン右室58からのエアの排出流量が
絞られ、急激な制動は生ぜず、ピストン５は徐々に減速
され、ストロークエンドに到達する。クッションリング
15,15'のサイン関数溝の加工精度によるばらつき及び関
連部品の寸法のばらつきにより、所定の減速が得られな
いときには、前記のとおりクッションリング15,15'の位
置を調整して、設定どおりに減速させることができる。
ションリング15と係合すると、ピストン右室58のエア
は、クッションパッキン26とクッションリング15外周の
サイン関数溝との隙間を通ってクッションパッキンホル
ダ14及び中空のシャフト６内を通り、クッションリング
15の縦孔56・横孔55、クッションリングホルダ41内の連
通路51・環状溝50、連通孔49・ポート48を通って排出さ
れる。クッションリング15外周のサイン関数溝のクッシ
ョン進入側は深いので、クッションリング15にクッショ
ンパッキン26が進入した初期には、大量のエアが排出さ
れ、ピストン５の急激な制動は発生しない。そして、ピ
ストン５の進行に伴い、クッションパッキン26とクッシ
ョンリング15外周のサイン関数溝との隙間が徐々に狭く
（浅く）なり、ピストン右室58からのエアの排出流量が
絞られ、急激な制動は生ぜず、ピストン５は徐々に減速
され、ストロークエンドに到達する。クッションリング
15,15'のサイン関数溝の加工精度によるばらつき及び関
連部品の寸法のばらつきにより、所定の減速が得られな
いときには、前記のとおりクッションリング15,15'の位
置を調整して、設定どおりに減速させることができる。
【００１３】図３により、本発明の速度制御機構付ロッ
ドレスシリンダの第２実施例を説明する。第２実施例に
おいて、第１実施例と同じ構成の部材には第１実施例と
同一の符号を用い、その説明は簡略にする。シリンダチ
ューブ４の両端にヘッドカバー２、2'が固定され、ヘッ
ドカバー２とヘッドカバー2'との間に２本のガイドロッ
ド60、61が連結され、シリンダチューブ４とガイドロッ
ド60、61は略平行に配置される。第２実施例のピストン
５は第１実施例のピストン５と同様の構成であり、第２
実施例の外部移動子１も本体３の構成を除き第１実施例
の外部移動子１と同様の構成である。外部移動子１も本
体３には、両側部に挿通孔62、63が形成され、挿通孔6
2、63の環状溝に軸受が装着され、挿通孔62、63にガイ
ドロッド60、61が挿通される。ヘッドカバー2'の左方部
には中央部から一側方（図３では下方）に至る凹所65が
形成され、シリンダチューブ４の中心線上に、凹所65と
シリンダチューブ４とを結ぶ挿入孔64が形成される。ガ
イドロッド60内には通路67が形成され、通路67と挿入孔
64とを連通する連通路66が形成される。
ドレスシリンダの第２実施例を説明する。第２実施例に
おいて、第１実施例と同じ構成の部材には第１実施例と
同一の符号を用い、その説明は簡略にする。シリンダチ
ューブ４の両端にヘッドカバー２、2'が固定され、ヘッ
ドカバー２とヘッドカバー2'との間に２本のガイドロッ
ド60、61が連結され、シリンダチューブ４とガイドロッ
ド60、61は略平行に配置される。第２実施例のピストン
５は第１実施例のピストン５と同様の構成であり、第２
実施例の外部移動子１も本体３の構成を除き第１実施例
の外部移動子１と同様の構成である。外部移動子１も本
体３には、両側部に挿通孔62、63が形成され、挿通孔6
2、63の環状溝に軸受が装着され、挿通孔62、63にガイ
ドロッド60、61が挿通される。ヘッドカバー2'の左方部
には中央部から一側方（図３では下方）に至る凹所65が
形成され、シリンダチューブ４の中心線上に、凹所65と
シリンダチューブ４とを結ぶ挿入孔64が形成される。ガ
イドロッド60内には通路67が形成され、通路67と挿入孔
64とを連通する連通路66が形成される。
【００１４】ヘッドカバー2'の一側方にシリンダチュー
ブ４と平行なねじ孔69が形成され、ねじ孔69にストッパ
ボルト70が螺合され、ストッパボルト70の右端は外部移
動子１の本体３に当接する。第１実施例のクッションリ
ング15' と同様の構成のクッションリング15' を挿入孔
64に挿入し、クッションリング15' のねじ部53' に連結
子72の挿通孔を挿入しナット71を螺合して固定する。連
結子72の一側方のねじ孔とストッパボルト70とを螺合
し、ストッパボルト70の回転により連結子72を介してク
ッションリング15' を軸方向に移動可能とする。第１実
施例と同様に、組立後にピストン５の加速・減速状態を
みて、クッションリング15' の位置を微調整して、設定
どおりの加速・減速をさせることができる。第２実施例
においては、クッションリング15' の位置の調整手段が
第１実施例と異なるが、第２実施例の作用は第１実施例
の作用と同様である。
ブ４と平行なねじ孔69が形成され、ねじ孔69にストッパ
ボルト70が螺合され、ストッパボルト70の右端は外部移
動子１の本体３に当接する。第１実施例のクッションリ
ング15' と同様の構成のクッションリング15' を挿入孔
64に挿入し、クッションリング15' のねじ部53' に連結
子72の挿通孔を挿入しナット71を螺合して固定する。連
結子72の一側方のねじ孔とストッパボルト70とを螺合
し、ストッパボルト70の回転により連結子72を介してク
ッションリング15' を軸方向に移動可能とする。第１実
施例と同様に、組立後にピストン５の加速・減速状態を
みて、クッションリング15' の位置を微調整して、設定
どおりの加速・減速をさせることができる。第２実施例
においては、クッションリング15' の位置の調整手段が
第１実施例と異なるが、第２実施例の作用は第１実施例
の作用と同様である。
【００１５】図４及び図５により、本発明の速度制御機
構付ロッドレスシリンダの第３実施例を説明する。図４
は第３実施例の要部を示し、図４において第１実施例と
同じ構成の部材には第１実施例と同一の符号を用いる。
第３実施例では、クッションリング75が外殻リング76と
中空シャフト77の２部材からなり、外殻リング76の挿入
孔78に中空シャフト77が回転自在に嵌合される。外殻リ
ング76の外面には、長手方向の縦溝79及び80が略 180度
の角度差をもって形成される。中空シャフト77には、先
端（図４では右端）から順に大径部83、中径部84及びね
じ部85が形成され、大径部83の後端部には環状溝86が形
成され、中径部84とねじ部85との間には環状の逃がし溝
87が形成される。中空シャフト77の外面には、縦溝79及
び80と略同じ長さのサイン関数溝81及び82が略 180度の
角度差をもって形成され、サイン関数溝81及び82は深さ
がサイン関数（ｓｉｎ2 α）に従って変化し、溝81及び
82の幅は一定である。中空シャフト77の外面には、サイ
ン関数溝81及び82の長手方向の両側に環状溝がそれぞれ
形成され、各環状溝の間には長手方向の直線溝が形成さ
れ、各直線溝はサイン関数溝81及び82とそれぞれ略90度
の位相差をもって配置される。２つの環状部89、90を略
180 度の位相差をもって２本の直線部91、92で連結した
立体シール88を用意し、立体シール88の環状部89、90を
中空シャフト77の外周面の２つの環状溝にそれぞれ装着
し、立体シール88の直線部91、92を中空シャフト77の外
周面の２つの直線溝にそれぞれ装着する。中空シャフト
77の内部には先端から環状溝86を結ぶシャフト連通孔93
が形成される。中空シャフト77に外殻リング76を回転自
在に嵌合させ、中空シャフト77のサイン関数溝81、82と
外殻リング76の縦溝79、80とが重なる位置に配置するこ
とにより、クッションリング75が構成される。
構付ロッドレスシリンダの第３実施例を説明する。図４
は第３実施例の要部を示し、図４において第１実施例と
同じ構成の部材には第１実施例と同一の符号を用いる。
第３実施例では、クッションリング75が外殻リング76と
中空シャフト77の２部材からなり、外殻リング76の挿入
孔78に中空シャフト77が回転自在に嵌合される。外殻リ
ング76の外面には、長手方向の縦溝79及び80が略 180度
の角度差をもって形成される。中空シャフト77には、先
端（図４では右端）から順に大径部83、中径部84及びね
じ部85が形成され、大径部83の後端部には環状溝86が形
成され、中径部84とねじ部85との間には環状の逃がし溝
87が形成される。中空シャフト77の外面には、縦溝79及
び80と略同じ長さのサイン関数溝81及び82が略 180度の
角度差をもって形成され、サイン関数溝81及び82は深さ
がサイン関数（ｓｉｎ2 α）に従って変化し、溝81及び
82の幅は一定である。中空シャフト77の外面には、サイ
ン関数溝81及び82の長手方向の両側に環状溝がそれぞれ
形成され、各環状溝の間には長手方向の直線溝が形成さ
れ、各直線溝はサイン関数溝81及び82とそれぞれ略90度
の位相差をもって配置される。２つの環状部89、90を略
180 度の位相差をもって２本の直線部91、92で連結した
立体シール88を用意し、立体シール88の環状部89、90を
中空シャフト77の外周面の２つの環状溝にそれぞれ装着
し、立体シール88の直線部91、92を中空シャフト77の外
周面の２つの直線溝にそれぞれ装着する。中空シャフト
77の内部には先端から環状溝86を結ぶシャフト連通孔93
が形成される。中空シャフト77に外殻リング76を回転自
在に嵌合させ、中空シャフト77のサイン関数溝81、82と
外殻リング76の縦溝79、80とが重なる位置に配置するこ
とにより、クッションリング75が構成される。
【００１６】ヘッドカバー２の中心部には長手方向に貫
通する段付孔 100が配設され、段付孔 100にはシリンダ
チューブ４側（図４では右側）から順に大径孔94、中径
孔95、小径孔96及びねじ孔97が形成される。ヘッドカバ
ー２の段付孔 100に、シリンダチューブ４側からクッシ
ョンリング75が挿入され、クッションリング75の外殻リ
ング76が大径孔94に圧入又は他の手段により固定され
る。中空シャフト77のねじ部85を段付孔 100のねじ孔97
に螺合すると、中空シャフト77の大径部83の後端部( 図
４で左端部）が段付孔 100の中径部95の後端部に当接し
て停止する。ヘッドカバー２に段付孔 100の中径部95と
ポート48とを連通する連通路98が形成され、連通路98は
中空シャフト77の環状溝86・シャフト連通孔93を介して
シリンダチューブ４のピストン左室57に連通される。段
付孔 100の中径部95内の連通路98の開口部の左右に環状
溝がそれぞれ形成され、これらの環状溝にはそれぞれ環
状シール103,104 が装着され、段付孔 100の中径部95と
中空シャフト77の大径部83との間が密封される。外殻リ
ング76と中空シャフト77との間は立体シール88によって
シールされ、サイン関数溝81、82は縦溝79、80とのみ連
通する。中空シャフト77の後端（図４では左端）にはス
ロット（縦溝） 101が形成され、スロット 101にドライ
バー等の工具を係合させて、中空シャフト77を回転させ
ることができる。中空シャフト77の回転により、図５に
示すように、縦溝79、80とサイン関数溝81、82とのなす
角度βが変化し、サイン関数溝81、82の開口量が変化す
るので、クッションリング75にピストン５のクッション
パッキン26が係合したときのクッションパッキン26・サ
イン関数溝81、82間を流れる空気量が変化する。従っ
て、中空シャフト77の回転により、ピストン５の加速度
・減速度を調整することができる。この調整後に、中空
シャフト77のねじ部85にロックナット99を螺合して、中
空シャフト77を固定する。
通する段付孔 100が配設され、段付孔 100にはシリンダ
チューブ４側（図４では右側）から順に大径孔94、中径
孔95、小径孔96及びねじ孔97が形成される。ヘッドカバ
ー２の段付孔 100に、シリンダチューブ４側からクッシ
ョンリング75が挿入され、クッションリング75の外殻リ
ング76が大径孔94に圧入又は他の手段により固定され
る。中空シャフト77のねじ部85を段付孔 100のねじ孔97
に螺合すると、中空シャフト77の大径部83の後端部( 図
４で左端部）が段付孔 100の中径部95の後端部に当接し
て停止する。ヘッドカバー２に段付孔 100の中径部95と
ポート48とを連通する連通路98が形成され、連通路98は
中空シャフト77の環状溝86・シャフト連通孔93を介して
シリンダチューブ４のピストン左室57に連通される。段
付孔 100の中径部95内の連通路98の開口部の左右に環状
溝がそれぞれ形成され、これらの環状溝にはそれぞれ環
状シール103,104 が装着され、段付孔 100の中径部95と
中空シャフト77の大径部83との間が密封される。外殻リ
ング76と中空シャフト77との間は立体シール88によって
シールされ、サイン関数溝81、82は縦溝79、80とのみ連
通する。中空シャフト77の後端（図４では左端）にはス
ロット（縦溝） 101が形成され、スロット 101にドライ
バー等の工具を係合させて、中空シャフト77を回転させ
ることができる。中空シャフト77の回転により、図５に
示すように、縦溝79、80とサイン関数溝81、82とのなす
角度βが変化し、サイン関数溝81、82の開口量が変化す
るので、クッションリング75にピストン５のクッション
パッキン26が係合したときのクッションパッキン26・サ
イン関数溝81、82間を流れる空気量が変化する。従っ
て、中空シャフト77の回転により、ピストン５の加速度
・減速度を調整することができる。この調整後に、中空
シャフト77のねじ部85にロックナット99を螺合して、中
空シャフト77を固定する。
【００１７】本発明の第３実施例の作用について説明す
る。ピストン５を右方に移動させるときは、図４(a) 〜
４(c) に示すように、駆動エアが、ポート48、連通路9
8、クッションリング75の中空シャフト77の環状溝86・
シャフト連通孔93を通ってピストン５の内部に流入し、
次いでクッションリング75の外周の開口から縦溝79・8
0、サイン関数溝81・82に流入し、クッションパッキン2
6と縦溝79、80・サイン関数溝81、82との間及びクッシ
ョンリング75の外周の開口を通り、ピストン左室57に流
入し、ピストン５の推力を発生する。ピストン右室のエ
アは、不図示の流路を通って排出される。ピストン左室
57の圧力がピストン５の始動圧力よりも高くなると、ピ
ストン５が右方への移動を開始し、移動につれてサイン
関数溝81、82の深さが徐々に増加する。ピストン左室57
への駆動エアの供給流量が徐々に増加し、推力を高め、
ピストン５はゆっくりと加速される。このときの加速度
は、縦溝79、80とサイン関数溝81、82とのなす角度βに
よって決められ、図５の(a) 〜(c) のように角度βを変
えることにより、加速度を調整することができる。ピス
トン５が右動してクッションリング75からクッションパ
ッキン26が離脱すると、ピストン５は通常の駆動状態と
なる。ピストン５を左方に移動させるときは、右方のと
きと逆の方向にエアを流せばよく、加速度の調整と同様
に減速度も調整される。これらの調整は、ロックナット
99を緩め、中空シャフト77を回動させ、図５に示す開口
量を決定し、ロックナット99を締めることにより行われ
る。
る。ピストン５を右方に移動させるときは、図４(a) 〜
４(c) に示すように、駆動エアが、ポート48、連通路9
8、クッションリング75の中空シャフト77の環状溝86・
シャフト連通孔93を通ってピストン５の内部に流入し、
次いでクッションリング75の外周の開口から縦溝79・8
0、サイン関数溝81・82に流入し、クッションパッキン2
6と縦溝79、80・サイン関数溝81、82との間及びクッシ
ョンリング75の外周の開口を通り、ピストン左室57に流
入し、ピストン５の推力を発生する。ピストン右室のエ
アは、不図示の流路を通って排出される。ピストン左室
57の圧力がピストン５の始動圧力よりも高くなると、ピ
ストン５が右方への移動を開始し、移動につれてサイン
関数溝81、82の深さが徐々に増加する。ピストン左室57
への駆動エアの供給流量が徐々に増加し、推力を高め、
ピストン５はゆっくりと加速される。このときの加速度
は、縦溝79、80とサイン関数溝81、82とのなす角度βに
よって決められ、図５の(a) 〜(c) のように角度βを変
えることにより、加速度を調整することができる。ピス
トン５が右動してクッションリング75からクッションパ
ッキン26が離脱すると、ピストン５は通常の駆動状態と
なる。ピストン５を左方に移動させるときは、右方のと
きと逆の方向にエアを流せばよく、加速度の調整と同様
に減速度も調整される。これらの調整は、ロックナット
99を緩め、中空シャフト77を回動させ、図５に示す開口
量を決定し、ロックナット99を締めることにより行われ
る。
【００１８】
【発明の効果】本発明の請求項１では、サイン関数溝が
長手方向に対して深さがサイン関数で変化し、深さはク
ッション進入側が最も深い形状とされ、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、中空の
クッションリングの内部通路を流れるようにされてい
る。従って、ロッドレスシリンダのストローク端部にお
いては、中空のクッションリングを通った流体が、サイ
ン関数溝とピストンの中空部内との間の隙間を通って流
れ、ピストンの加速及び減速が円滑に行われる。このと
きピストンの内と外との間を流れるすべての流体が、サ
イン関数溝とピストンの中空部内との間の隙間を通って
流れ、サイン関数溝のみですべての流体の制御ができる
ので、制御が容易である。また、ストローク端部以外の
部分では、サイン関数溝とピストンの中空部内とによる
抵抗を受けることなく流体が流れる。また、本発明の請
求項２では、クッションリングが中空シャフトの外側に
外殻リングを回動自在に嵌合させて構成され、中空シャ
フトの外面に長手方向に対して深さがサイン関数で変化
し、深さはクッション進入側が最も深い形状のサイン関
数溝が形成され、外殻リングに縦孔が形成され、外殻リ
ングと中空シャフトとのなす角度を変えることによりサ
イン関数溝の開口量を調整できるように構成した。従っ
て、クッションリング及び関連部品の加工精度が低くて
寸法誤差がある場合には、速度制御機構付ロッドレスシ
リンダの組立後においても、ロッドレスシリンダの外部
から外殻リングと中空シャフトとのなす角度を変えるこ
とによりサイン関数溝の開口量を調整し、設定通りの加
速度及び減速度を得ることができる。
長手方向に対して深さがサイン関数で変化し、深さはク
ッション進入側が最も深い形状とされ、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、中空の
クッションリングの内部通路を流れるようにされてい
る。従って、ロッドレスシリンダのストローク端部にお
いては、中空のクッションリングを通った流体が、サイ
ン関数溝とピストンの中空部内との間の隙間を通って流
れ、ピストンの加速及び減速が円滑に行われる。このと
きピストンの内と外との間を流れるすべての流体が、サ
イン関数溝とピストンの中空部内との間の隙間を通って
流れ、サイン関数溝のみですべての流体の制御ができる
ので、制御が容易である。また、ストローク端部以外の
部分では、サイン関数溝とピストンの中空部内とによる
抵抗を受けることなく流体が流れる。また、本発明の請
求項２では、クッションリングが中空シャフトの外側に
外殻リングを回動自在に嵌合させて構成され、中空シャ
フトの外面に長手方向に対して深さがサイン関数で変化
し、深さはクッション進入側が最も深い形状のサイン関
数溝が形成され、外殻リングに縦孔が形成され、外殻リ
ングと中空シャフトとのなす角度を変えることによりサ
イン関数溝の開口量を調整できるように構成した。従っ
て、クッションリング及び関連部品の加工精度が低くて
寸法誤差がある場合には、速度制御機構付ロッドレスシ
リンダの組立後においても、ロッドレスシリンダの外部
から外殻リングと中空シャフトとのなす角度を変えるこ
とによりサイン関数溝の開口量を調整し、設定通りの加
速度及び減速度を得ることができる。
【図１】本発明の第１実施例の縦断面図である。
【図２】本発明の第１実施例の要部を示す縦断面図であ
る。
る。
【図３】本発明の第２実施例の縦断面図である。
【図４】図４(a) は本発明の第３実施例の要部の上面図
であり、図４(b) は本発明の第３実施例の要部の断面図
であり、図４(c) は本発明の第３実施例の中空シャフト
の側面図である。
であり、図４(b) は本発明の第３実施例の要部の断面図
であり、図４(c) は本発明の第３実施例の中空シャフト
の側面図である。
【図５】本発明の第３実施例の中空シャフトの回転角度
と外殻リングの縦溝との開口量を示す図である。
と外殻リングの縦溝との開口量を示す図である。
４ シリンダチューブ ５ ピストン 15 クッションリング 75 クッションリング 76 外殻リング 77 中空シャフト 79 縦溝 80 縦溝 81 サイン関数溝 82 サイン関数溝
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小林 雅治 茨城県筑波郡谷和原村絹の台４−２−２ エスエムシー株式会社 筑波技術セン ター内 (56)参考文献 実開 昭62−122907（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭51−134196（ＪＰ，Ｕ)
Claims (2)
- 【請求項１】 シリンダチューブの端部に中空のクッシ
ョンリングが配設され、クッションリングはピストンの
中空部内に挿入できるように配置され、クッションリン
グの外面にサイン関数溝が形成されたロッドレスシリン
ダにおいて、サイン関数溝が長手方向に対して深さがサ
イン関数で変化し、深さはクッション進入側が最も深い
形状とされ、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、中空のクッションリングの内部通
路を流れるようにされたことを特徴とする速度制御機構
付ロッドレスシリンダ。 - 【請求項２】 シリンダチューブの端部に中空のクッシ
ョンリングが配設され、クッションリングはピストンの
中空部内に挿入できるように配置され、クッションリン
グの外面にサイン関数溝が形成されたロッドレスシリン
ダにおいて、クッションリングが中空シャフトの外側に
外殻リングを回動自在に嵌合させて構成され、中空シャ
フトの外面に長手方向に対して深さがサイン関数で変化
し、深さはクッション進入側が最も深い形状のサイン関
数溝が形成され、外殻リングに縦孔が形成され、外殻リ
ングと中空シャフトとのなす角度を変えることによりサ
イン関数溝の開口量を調整できるようにしたことを特徴
とする速度制御機構付ロッドレスシリンダ。
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