JP3290885B2 - 緩衝機構付き流体圧シリンダ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、緩衝機構付き流体
圧シリンダに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】流体圧を利用した各種のシリンダにおい
ては、ストロークエンドに到ったピストンの慣性エネル
ギーを適当に吸収することによって、同ピストンがシリ
ンダカバーに与える衝撃を緩衝する必要がある。ゆえ
に、従来より衝撃緩衝機構付きのシリンダがいくつか提
案されている。

【０００３】この種の従来装置としては、例えば実開平
３−４３１３９号公報に記載されたものがある（図９参
照）。同図に示された流体圧シリンダ５１では、シリン
ダチューブ５２の両端が金属製のシリンダカバー５３で
閉塞されている。シリンダチューブ５２内には、片面に
ロッド５４が連結された金属製のピストン５５が摺動可
能に収容されている。同ピストン５５は、シリンダ５１
内を２つの圧力作用室に区画する。ピストン５５の端面
とシリンダカバー５３の内端面との間には、緩衝体とし
てのゴムクッション５６が配設されている。前記ゴムク
ッション５６は、中心部に貫通孔を有する環状基部５６
ａの一方の端面にリップ部５６ｂを突設させてなるもの
である。また、前記ゴムクッション５６を構成する環状
基部５６ａの他端面側は、ピストン５５の端面に対して
固定されている。

【０００４】従って、ポート５７を介して圧力作用室に
エアを供給した場合には、ピストン５５がいずれかの方
向に移動する結果、ゴムクッション５６にシリンダカバ
ー５３が当接する。すると、図１０（ａ）に示されるよ
うに、シリンダ５１内にはエア溜まりが形成される。ピ
ストン５５がストロークエンドに近づくと、リップ部５
６ｂが押圧されることによって弾性変形し、リップ部５
６ｂが環状基部５６ａの端面に押し付けられる。ピスト
ン５５がさらにストロークエンドに近づくと、図１０
（ｂ）に示されるように、今度はピストン５５によって
ゴムクッション５６が全体的に圧縮され、最終的にはピ
ストン５５が停止する。

【０００５】なお、エア溜まりの容積はピストン５５が
ストロークエンドに近づくに従って小さくなる。ゆえ
に、その内部にあるエアは徐々に圧縮状態となり、それ
に伴ってピストン５５に対する抗力も増加する。従っ
て、このシリンダ５１では、ゴムクッション５６の復帰
力に加え、エア溜まりのエアの圧力上昇による抗力が作
用することによって、ピストン５５の衝撃が緩衝される
ようになっている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところが、環状基部５
６ａの片側にリップ部５６ｂを突設した従来技術の緩衝
機構付きシリンダ５１では、構造的にみて、リップ部５
６ｂの付け根に応力が集中しやすくなっている。このよ
うな応力の集中は、リップ部５６ｂの付け根部分を早期
に劣化させ、さらにはゴムクッション５６に亀裂等をも
たらす原因となる。ゆえに、長期にわたってピストン５
５の衝撃緩衝を図ることができないという問題があっ
た。

【０００７】また、従来技術のシリンダ５１では、ゴム
クッション５６の断面形状やその変形の様子等からみて
もわかるように、エア溜まりのエアの圧縮比をあまり大
きく確保することができない。このため、従来において
は、さらに高い衝撃緩衝能が得られるようなゴムクッシ
ョン５６の形状等が望まれていた。

【０００８】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
であり、その第１の目的は、耐久性に優れた緩衝機構付
き流体圧シリンダを提供することにある。また、本発明
の第２の目的は、耐久性に優れしかも衝撃緩衝能が高い
緩衝機構付き流体圧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】上記の課題を解決するた
めに、請求項１に記載の発明では、シリンダ内部に区画
される圧力作用室内への流体の給排に基づいて駆動され
るピストンとシリンダカバーとの間に配設された弾性を
有する緩衝体により、前記ピストンの衝撃が緩衝される
流体圧シリンダにおいて、前記緩衝体の第１の端部側を
前記シリンダカバーまたは前記ピストンに設けられた緩
衝体支持溝に遊嵌させるとともに、その第２の端部側を
前記シリンダカバーまたは前記ピストンから浮かせた状
態で配置し、前記緩衝体支持溝が設けられた部材側に前
記第２の端部が近接するように前記緩衝体を全体的に撓
ませることで前記ピストンの衝撃を緩衝した後、さらに
同ピストンの端面から受ける押圧力により前記緩衝体に
おける肉厚部分を厚さ方向に圧縮することで前記ピスト
ンの衝撃を緩衝するように構成されていることを特徴と
した緩衝機構付き流体圧シリンダをその要旨とする。

【００１０】請求項２に記載の発明は、請求項１におい
て、前記緩衝体は衝撃緩衝時において前記シリンダ内に
流体溜まりを形成することとした。請求項３に記載の発
明は、請求項２において、前記流体溜まりは、前記緩衝
体の内周面及び外周面のうち同緩衝体が撓むほうの側に
形成されるとした。

【００１１】請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３
のいずれか１項において、前記緩衝体は、中心に貫通孔
を有しかつ第１の端部側の径と第２の端部側の径とが異
なるリング状部材であり、前記第２の端部側のほうが前
記第１の端部側よりも相対的に肉厚に形成されていると
した。

【００１２】請求項５に記載の発明は、請求項４におい
て、前記緩衝体の肉厚部分は、前記ピストンの端面と前
記シリンダカバーの内端面とを当接させないで同ピスト
ンを停止させうる程度の厚さに設定されているとした。

【００１３】

【００１４】請求項６に記載の発明は、請求項４または
５において、前記リング状をした緩衝体には、撓んだ時
の歪みを吸収するための歪み吸収構造が形成されている
とした。

【００１５】請求項７に記載の発明は、請求項６におい
て、前記歪み吸収構造は、前記緩衝体の径方向に沿って
延びるスリットであるとした。以下、本発明の「作用」
について説明する。

【００１６】請求項１に記載の発明によると、弾性を有
する緩衝体が撓むと、その撓みを解消しようとするよう
な復帰力が生じる。そして、この撓みに起因する復帰力
がピストンをストロークの反対方向に押し戻そうとす
る。さらに、ピストンの端面から押圧力を受けることに
より緩衝体の肉厚部分が厚さ方向に圧縮されると、今度
は圧縮された肉厚部分を元の肉厚に戻そうとするような
復帰力が生じる。そして、圧縮に起因する復帰力がピス
トンをストロークの反対方向に押し戻そうとする。以上
の結果、ピストンの慣性エネルギーが吸収され、もって
ピストンの衝撃が緩衝される。

【００１７】また、緩衝体は衝撃緩衝時に全体的に撓む
ようになっていることから、その際に生じる応力は緩衝
体全体に分散される。ゆえに、従来とは異なり、緩衝体
の特定部分に応力が集中するようなことはない。従っ
て、応力集中による早期劣化が防止され、緩衝体の耐久
性が確実に向上する。また、緩衝体の第１の端部は緩衝
体支持溝に遊嵌されているので、例えば接着剤等によっ
て第１の端部側を完全に固定した場合に比べて、応力集
中が起こりにくくなる。従って、緩衝体の耐久性がさら
に向上する。また、第１の端部の固定が不要になること
から、緩衝体の組み付けが容易になる。

【００１８】請求項２に記載の発明によると、衝撃緩衝
時においてシリンダ内に形成される流体溜まりの容積
は、ピストンがストロークエンドに近づくに従って小さ
くなる。このとき、その内部に閉じ込められた流体は徐
々に圧縮状態となり、それに伴いピストンに働く圧縮流
体の抗力も増加する。従って、緩衝体の弾性に基づく復
帰力に加えて前記抗力が作用することで、より確実にピ
ストンの衝撃が緩衝される。

【００１９】また、本発明では緩衝体が厚さ方向に圧縮
されるばかりでなく、全体的に撓むようにもなっている
ので、撓みによる移動分だけ流体溜まりの容積変化量が
大きくなる。このため、従来に比べて大きな圧縮比が確
保され、結果として高い衝撃緩衝能を得ることができ
る。

【００２０】請求項３に記載の発明によると、流体溜ま
りが緩衝体が撓むほうの側に形成されるため、構造上、
その内部に閉じ込められた流体が外部に抜け出しにくく
なる。従って、流体溜まり内の圧縮状態がより高くな
り、いっそう大きな抗力を得ることができる。

【００２１】請求項４に記載の発明によると、緩衝体が
リング状であるため、緩衝体支持部への装着が簡単であ
り、かつシリンダ内における流体溜まりの区画形成も容
易になる。また、両端部側の径が異なる形状であると、
衝撃が加わったときでも皺にならずに緩衝体を均等に撓
ませることができる。

【００２２】請求項５に記載の発明によると、肉厚部分
をかかる程度の厚さに設定しておくと、ストロークエン
ドにおいてピストンの端面とシリンダカバーの内端面と
が当接することなくピストンが停止する。即ち、この場
合には弾性面と非弾性面とが当接することになるため、
非弾性面同士が当接する場合に比べて、発生する騒音が
小さくなる。よって、シリンダの消音性が向上する。

【００２３】

【００２４】請求項６に記載の発明によると、歪み吸収
構造の存在によって緩衝体の歪みが吸収されるため、衝
撃緩衝時に緩衝体が全体的に撓んだときでも、その緩衝
体に皺が発生しにくくなる。

【００２５】請求項７に記載の発明によると、径方向に
沿って延びるスリットが緩衝体に形成されていると、そ
の部分に緩衝体の歪みが吸収されるばかりでなく、流体
溜まりから若干量の流体をリークさせることができる。
その結果、流体溜まりを完全に密閉した場合に比べて、
シリンダの消音性を向上させることができる。

【００２６】

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した一実施
形態の緩衝機構付き流体圧シリンダ１を図１〜図３に基
づき詳細に説明する。

【００２７】図１に示されるように、本実施形態のシリ
ンダ１を構成するシリンダチューブ２は、第１のポート
３と第２のポート４とを備える円筒状の金属製部材であ
る。このシリンダチューブ２の開口部のうち、図１の右
側の開口部は、シリンダカバーとしての金属製のヘッド
カバー５によって閉塞されている。また、図１の左側の
開口部は、シリンダカバーとしての金属製のロッドカバ
ー６によって閉塞されている。ヘッドカバー５は、シリ
ンダチューブ２の内壁面に対してじかに嵌合されてい
る。一方、ロッドカバー６は、Ｃリング７によってシリ
ンダチューブ２の内壁面に固定されている。

【００２８】シリンダチューブ２内に形成された内部空
間内には、金属製のロッド８を一方の端面に有した金属
製のピストン９が摺動可能に収容されている。そして、
このピストン９の存在によって、前記内部空間が２つの
圧力作用室１０，１１に区画されている。具体的にいう
と、ヘッド側の圧力作用室１０は、ヘッドカバー５の内
端面、シリンダチューブ２の内周面及びピストン９の右
端面によって、即ち複数の部材によって区画されてい
る。この圧力作用室１０には第１のポート３が連通して
いる。ロッド側の圧力作用室１１は、ロッドカバー６の
内端面、シリンダチューブ２の内周面、ピストン９の左
端面及びロッド８の周面によって、即ち複数の部材によ
って区画されている。この圧力作用室１１には第２のポ
ート４が連通している。

【００２９】ピストン９に連結されたロッド８の一方の
端部は、ロッドカバー６の中心部に貫設されたロッド挿
通孔１２を介して、シリンダチューブ２の外部に突出し
ている。このロッド挿通孔１２の内壁面には、ロッド８
との摺動抵抗の低減を図るために軸受け面１３となる領
域が設けられている。また、前記軸受け面１３となる領
域よりも外側の領域にはパッキン装着凹部が設けられて
おり、その中には環状のロッドパッキン１４が装着され
ている。そして、このロッドパッキン１４によって、ロ
ッド８の周面とロッド挿通孔１２の内壁面とのシールが
図られている。また、シリンダチューブ２の内周面に対
して摺接するピストン９の周面にも、シール部材として
のピストンパッキン１５及びウェアリング１６が装着さ
れている。

【００３０】図１，図３に示されるように、ロッドカバ
ー６の内端面には段差Ｄ1 があり、周辺部に比べて中心
部のほうが引っ込んだ状態になっている。ピストン９の
右端面にも同様に段差Ｄ1 があり、周辺部に比べて中心
部のほうが引っ込んだ状態になっている。また、ロッド
カバー６の内端面において段差Ｄ1 がある部分には、緩
衝体支持部としての緩衝体支持溝２３が形成されてい
る。この緩衝体支持溝２３は、環状であってシリンダチ
ューブ２の中心軸方向に向かって開口している。ピスト
ン９の右端面において段差Ｄ1 がある部分には、緩衝体
支持部としての緩衝体支持溝２４が形成されている。こ
の緩衝体支持溝２４も、環状であってシリンダチューブ
２の中心軸方向に向かって開口している。そして、これ
らの支持溝２３，２４には、弾性を有する緩衝体として
のゴムクッション２５が取り付けられるようになってい
る。

【００３１】次に、本実施形態において使用されるゴム
クッション２５の形状等について説明する。本実施形態
で使用されているゴムクッション２５は、ウレタンゴム
製であり、クッションとしての好適な弾性を有してい
る。ウレタンゴムの他にも、例えばＮＢＲ，ＨＮＢＲ，
フッ素ゴム等のゴムを選択することが可能である。

【００３２】図２に示されるように、前記ゴムクッショ
ン２５は、中心に貫通孔を有するリング状部材であり、
かつその第１の端部Ｅ1 側の径と第２の端部Ｅ2 側の径
とは異なっている。第１の端部Ｅ1 とは支持溝２３，２
４によって支持される側の端部を指し、第２の端部Ｅ2
とは支持溝２３，２４によって支持されない側の端部を
指す。このゴムクッション２５の場合、第１の端部Ｅ1
側の径のほうが第２の端部Ｅ2 側の径に比べて大きくな
っている。

【００３３】図２，図３（ａ）に示されるように、この
ゴムクッション２５は、どこにもリップ部等を備えてい
ない。従って、そのようなものを備えるゴムクッション
と比較すると、単純な断面形状を有したものとなってい
る。同ゴムクッション２５を切断した場合、その切断面
には１組の直線かつ並行な線分ができる。これらの線分
のうち非貫通孔側にあるものが属する面を外周面２５ｂ
と定義し、貫通孔側にあるものが属する面を内周面２５
ａと定義する。また、このゴムクッション２５では、第
１の端部Ｅ1 側が相対的に肉薄な肉薄部分となってお
り、第２の端部Ｅ2 側が相対的に肉厚な肉厚部分２６と
なっている。本実施形態では、肉厚部分２６の厚さは肉
薄部分の厚さの２倍程度である。また、少なくとも肉厚
部分２６は、均一な厚さになっている。このようになっ
ていると、ゴムクッション２５に対してピストン９の押
圧力が均等に働くからである。

【００３４】本実施形態においては、ゴムクッション２
５の第１の端部Ｅ1 側は、支持溝２３，２４に対して遊
嵌されている。つまり、同ゴムクッション２５の第１の
端部Ｅ1 側は、接着剤等のようなものを使用することな
く支持溝２３，２４に嵌着されている。

【００３５】ロッド側の圧力作用室１１内にある支持溝
２３にゴムクッション２５を取り付けた場合、支持溝２
３の一方の側壁と、第１の端部Ｅ1 にあるナイフエッジ
状面とが面接触する。このとき、第２の端部側Ｅ2 は、
支持溝２３が設けられた部材であるロッドカバー６の内
端面から浮きあがった状態となる。言い換えると、第２
の端部側Ｅ2 は、ロッドカバー６に対向して配置された
部材であるピストン９に向かって飛び出した状態とな
る。

【００３６】また、ヘッド側の圧力作用室１０内にある
支持溝２４にゴムクッション２５を取り付けた時には、
支持溝２４の一方の側壁と前記ナイフエッジ状面とが面
接触する。このとき、第２の端部側Ｅ2 は、支持溝２４
が設けられた部材であるピストン９の左端面から浮きあ
がった状態となる。言い換えると、第２の端部側Ｅ2
は、ピストン９に対向して配置された部材であるヘッド
カバー５の内端面に向かって飛び出した状態となる。

【００３７】そして、図３（ａ）のように応力が全くも
しくは殆ど付加していない場合、内周面２５ａ及び外周
面２５ｂに属する線分は、ともにゴムクッション２５の
中心軸線を基準として約３０°ほど傾斜した状態にあ
る。また、両者は直線的でありかつ並行である。図３
（ｂ）のように応力が付加した場合、内周面２５ａ及び
外周面２５ｂに属する線分はともに円弧状曲線になる。
即ち、このときにはゴムクッション２５が内周面２５ａ
の方向に全体的に撓んだ状態となる。

【００３８】また、エアクッション２５の最大厚さ（即
ち、肉厚部分２６における内周面２５ａと外周面２５ｂ
との距離）は、段差Ｄ1 の大きさよりも若干大きな値に
設定されている。従って、ゴムクッション２５は、衝撃
緩衝時においてピストン９の慣性エネルギーにより厚さ
方向に圧縮されるようになっている。また、ゴムクッシ
ョン２５の圧縮時には、ピストン９の端面とロッドカバ
ー６の内端面とを当接させないで同ピストン９が停止す
るようになっている。

【００３９】次に、このように構成された流体圧シリン
ダ１の動作及びゴムクッション２５の作用について説明
する。これ以降、図３（ａ），図３（ｂ）に示されるロ
ッド側のゴムクッション２５のみについて言及すること
にする。即ち、ロッド側とヘッド側とにおけるゴムクッ
ション２５の作用には基本的な差異はないため、後者に
ついてはその詳細な説明を割愛する。

【００４０】ヘッド側のストロークエンドにピストン９
がある状態で第１のポート３にエアを供給すると、ヘッ
ド側の圧力作用室１０内にはエアが導入され、同室１０
内の圧力が上昇する。すると、ピストン９及びロッド８
がロッド側（即ち図１の左側）の方向に移動するととも
に、ロッド側の圧力作用室１１内のエアが第２のポート
４を介して外部に排出される。

【００４１】ピストン９がストロークエンド付近にまで
到達し、ピストン９の左端面にゴムクッション２５の第
２の端部Ｅ2 が当接した状態を、図３（ａ）に示す。こ
のとき、ゴムクッション２５は、ロッド側の圧力作用室
１１内を２つの空間に区画する。そのうちの１つはゴム
クッション２５の外周面２５ｂ側に区画される空間であ
って、その空間は第２のポート４側に連通している。残
りの１つはゴムクッション２５の内周面２５ａ側に区画
される空間であって、その空間は第２のポート４側とは
非連通の状態になる。後者の空間は、具体的にはゴムク
ッション２５の内周面２５ａ、ピストン９の左側面、ロ
ッドカバー６の内端面及びロッド８の周面によって区画
され、その中にはエアが密閉されるようになっている。
以下、後者の空間のことをエア溜まりＳ1 と呼ぶ。

【００４２】図３（ａ）の状態にあるピストン９がさら
にストロークエンドに近づくと、ピストン９からの押圧
力を受けたゴムクッション２５に弾性変形が生じる。即
ち、前記ゴムクッション２５は、緩衝体支持溝２３が設
けられた部材であるロッドカバー６の側に第２の端部Ｅ
2 が近接するようなかたちで全体的に撓む。また、ゴム
クッション２５は弾性体であることから、同ゴムクッシ
ョン２５には自身の撓みを解消させるような復帰力が生
まれる。そして、この撓みに起因する復帰力がピストン
９をストロークの反対方向に押し戻そうとする。従っ
て、ピストン９の慣性エネルギーが吸収され、もって衝
撃の緩衝が図られる。なお、ゴムクッション２５に撓み
が生じた場合、ゴムクッション２５は、ナイフエッジ状
面と内周面２５ａのコーナー部分Ｐ1 を支点として変形
する。すると、ゴムクッション２５とロッドカバー６の
内端面とのシール面圧が上がり、両者間のシール安定性
が高くなる。

【００４３】前記ピストン９がさらにストロークエンド
に近づくと、ゴムクッション２５の撓みが大きくなり、
内周面２５ａがロッドカバー６の内端面に密着した状態
となる。そして、ピストン９の左端面から押圧力を受け
ることにより、ゴムクッション２５の肉厚部分２６が厚
さ方向に圧縮されるようになる。このとき、前記撓みに
起因する復帰力に代えて、圧縮された肉厚部分２６を元
の肉厚に戻そうとするような復帰力が同ゴムクッション
２５に生じる。そして、その圧縮に起因する復帰力が、
ピストン９をストロークの反対方向に押し戻そうとす
る。従って、ピストン９の慣性エネルギーが吸収され、
もって衝撃の緩衝が図られる。

【００４４】また、ピストン９が図３（ａ）から図３
（ｂ）の状態に推移する場合には、ピストン９の移動に
従ってエア溜まりＳ1 の容積が小さくなる。このとき、
その内部に閉じ込められたエアは徐々に圧縮状態とな
り、それに伴ってピストン９に対するエアの抗力も増加
する。そのため、ゴムクッション２５の撓みや圧縮に起
因する復帰力に加えて、前記エアの抗力も作用する。こ
のことによってもピストン９の衝撃が緩衝される。

【００４５】図３（ｂ）には、ピストン９がストローク
エンドに到達した状態が示されている。前記ピストン９
は、上記のように充分な衝撃緩衝が図られた後、ロッド
カバー６の内端面に当接することなく停止する。その結
果、左端におけるストロークエンドの位置が決定され
る。

【００４６】逆方向へのストロークの際には、ピストン
９は、ゴムクッション２５による充分な衝撃緩衝が図ら
れた後、ヘッドカバー５の内端面に当接することなく停
止する。その結果、右端におけるストロークエンドの位
置が決定される。

【００４７】以下、本実施形態において特徴的な作用効
果を列挙する。 （イ）このシリンダ１において緩衝体として使用されて
いるゴムクッション２５は、衝撃緩衝時において全体的
に撓むような形状・配置になっている。従って、それが
撓んだ際に生じる応力は、ゴムクッション２５全体に分
散されてしまう。ゆえに、環状基部にリップ部を突設し
た従来品とは異なり、ゴムクッション２５の特定部分に
応力が集中するようなことはない。なお、厚さ方向への
圧縮時においても同様に特定部分への応力集中は起こら
ない。従って、応力集中による早期劣化が防止され、ゴ
ムクッション２５の耐久性を確実に向上させることがで
きる。ゆえに、長期にわたって衝撃緩衝を図ることがで
きる優れた流体圧シリンダ１を実現することができる。

【００４８】（ロ）また、本実施形態では、上述したよ
うに弾性体であるゴムクッション２５には、自身の撓み
を解消しようとするような復帰力と、圧縮された肉厚部
分２６を元の肉厚に戻そうとするような復帰力とが生じ
る。そして、撓み・圧縮に起因する復帰力がピストン９
をストロークの反対方向に押し戻そうとする。以上の結
果、ピストン９の慣性エネルギーが吸収され、もってピ
ストン９の衝撃が緩衝される。

【００４９】（ハ）本実施形態のシリンダ１では、衝撃
緩衝時において、シリンダチューブ２内に流体溜まりと
してのエア溜まりＳ1 がゴムクッション２５等によって
形成されることを特徴とする。従って、ゴムクッション
２５の弾性力に基づく復帰力に加え、エア溜まりＳ1 内
のエアの圧縮により生まれるピストン９に対する抗力が
作用する。よって、より確実にピストン９を衝撃が緩衝
することができる。即ち、エア溜まりＳ1 の形成は衝撃
緩衝能の向上に貢献する。

【００５０】また、このゴムクッション２５の場合、肉
厚部分２６が厚さ方向に圧縮されるばかりでなく、全体
的に撓むようにもなっている。ゆえに、撓みによる移動
分だけエア溜まりＳ1 の容積変化量が大きくなる。この
ため、従来に比べて大きな圧縮比が確保され、結果とし
て高い衝撃緩衝能を得ることができる（図３(a) ，(b)
参照）。

【００５１】（ニ）このシリンダ１では、エア溜まりＳ
1 は、ゴムクッション２５が撓むほうの側である内周面
２５ａ側に形成されることを特徴とする。この場合、エ
ア溜まりＳ1 内に閉じ込められたエアが、構造上、外部
に抜け出しにくくなる。従って、内部のエアの圧縮状態
がより高くなり、いっそう大きな抗力を得ることができ
る。このことも衝撃緩衝能の向上に貢献する。

【００５２】（ホ）本実施形態のシリンダ１では、ゴム
クッション２５がリング状であるため、緩衝体支持溝２
３，２４への装着が簡単であり、かつシリンダチューブ
２内におけるエア溜まりＳ1 の区画形成も容易になる。
また、両端部Ｅ1 ，Ｅ2 側の径が異なる形状であると、
衝撃が加わったときでも皺にならずに同ゴムクッション
２５を均等に撓ませることができる。

【００５３】（ヘ）本実施形態のシリンダ１では、ゴム
クッション２５の第１の端部Ｅ1 を緩衝体支持溝２３，
２４に遊嵌させている。従って、例えば接着剤等によっ
て第１の端部Ｅ1 側を完全に固定した場合に比べて、ゴ
ムクッション２５に応力集中が起こりにくくなる。そし
て、このことはゴムクッション２５の耐久性向上に貢献
する。また、第１の端部Ｅ1 の固定が不要になることか
ら、ゴムクッション２５の組み付け容易化が図られる。

【００５４】（ト）このゴムクッション２５は、図２等
に示されるように比較的単純な断面形状をしているの
で、従来品に比べて製造時の困難性が小さいという利点
がある。即ち、金型成形を行う場合であっても、その金
型の内面形状が単純なもので足り、かつ型抜きも比較的
簡単となる。

【００５５】（チ）このシリンダ１では、ストロークエ
ンドにおいてピストン９が停止するときであっても、ピ
ストン９の端面とヘッドカバー５の内端面との当接、ピ
ストン９の端面とロッドカバー６の内端面との当接は起
こらない。そして、この場合には、弾性面であるウレタ
ン面と非弾性面である金属面とが当接することになる。
このため、非弾性面同士（即ち、金属面同士）が当接す
る従来装置に比べて、当接により発生する騒音が確実に
小さくなる。よって、消音性に優れたシリンダ１を提供
することができる。

【００５６】（リ）本実施形態の改良例として、例えば
ロッドカバー６にオリフィスを設けることにより、内周
面２５ａ側にできるエア溜まりＳ1 と外周面２５ｂ側に
できる非密閉の領域との間を連通させてもよい。このよ
うにすると、オリフィスの絞り度合いを適宜設定するこ
とによって、衝撃吸収能をコントロールすることができ
る。

【００５７】なお、本発明は例えば次のように変更する
ことが可能である。 （１）図４〜図６に示される別例１の流体圧シリンダ３
１では、前記実施形態とは若干構成の異なるゴムクッシ
ョン３２が使用されている。このゴムクッション３２
は、肉厚部分３３を備えており、かつ第１の端部Ｅ1 側
の径のほうが第２の端部Ｅ2 の径よりも小さくなるよう
に形成されている。従って、ピストン９が当接した場
合、ゴムクッション３２は、内周面３２ａ側ではなく外
周面３２ｂ側に全体的に撓むようになっている。また、
このときには外周面３２ａ側にエア溜まりＳ1 が形成さ
れる。なお、このシリンダ３１における緩衝体支持溝２
３の設置位置は、前記実施形態のときよりもいくぶん中
心部寄りになっている。以上のような構成を有するシリ
ンダ３１でも、前記実施形態と同様の作用効果を得るこ
とができる。なお、前記シリンダ３１では、エア溜まり
Ｓ1 が内周面３２ａの側に形成されていることから、前
記実施形態のときほどエアの圧縮状態が高くならない。
このため、衝撃緩衝能は実施形態に準じたものとなる反
面、消音性はそれよりも優れたものとなる。

【００５８】（２）図７に示される別例２の流体圧シリ
ンダ４１のように構成してもよい。このシリンダ４１に
おいて、シリンダチューブ４２の右端を閉塞するヘッド
カバー４３には、第１のポート３が設けられている。ま
た、シリンダチューブ４２の左端を閉塞するロッドカバ
ー４４には、第２のポート４が設けられている。前記実
施形態及び別例１とは異なり、このシリンダ４１では緩
衝体としてのゴムクッション３２が、２つともカバー４
３，４４側に形成された緩衝体支持溝２３に遊嵌されて
いる。なお、第１のポート３はヘッド側の圧力作用室１
０においてエア溜まりＳ1 とはならない領域に連通し、
第２のポート４はロッド側の圧力作用室１１においてエ
ア溜まりＳ1 とはならない領域に連通している。以上の
ような構成であっても、前記実施形態と同様の作用効果
を得ることができる。

【００５９】（３）図８に示される別例３のゴムクッシ
ョン４６は、前述したゴムクッション２５に歪み吸収構
造としてのスリット４８，４９を形成した構成を採って
いる。即ち、同ゴムクッション４６は肉厚部分４７を備
えており、かつ第１の端部Ｅ1 側の径は第２の端部Ｅ2
の径よりも大きくなっている。内周面４６ａ側には内側
スリット４８が４つ形成されており、外周面４６ｂ側に
は外側スリット４９が同じく４つ形成されている。これ
らのスリット４８，４９は、いずれもゴムクッション４
６の径方向に沿って延びている。

【００６０】従って、このゴムクッション４６による
と、スリット４８，４９によって歪みが吸収されるた
め、衝撃緩衝時に全体的に撓んだときでも皺が発生しに
くくなる。また、この構成であると、エア溜まりＳ1 か
ら若干量のエアをリークさせることができる。よって、
エア溜まりＳ1 を完全に密閉した場合に比べて、シリン
ダ１の消音性が向上する。なお、この種のスリット４
８，４９は、内周面４６ａ及び外周面４６ｂのうちの一
方に形成されていてもよい。

【００６１】（４）緩衝体支持部としての緩衝体支持溝
２３，２４は、別例２等のように２つともカバー５，６
側に設けることや、実施形態及び別例１のように一方を
カバー５，６側に設けかつ他方をピストン９側に設ける
ことに限定されない。例えば、それら２３，２４を２つ
ともピストン９側に設けることも可能である。

【００６２】（５）カバー５，６及びピストン９以外の
部材であって圧力作用室１０，１１を区画している部
材、例えばロッド８やシリンダチューブ２に緩衝体支持
溝２３，２４等の緩衝体支持部を設けることも許容され
る。ただし、実施形態等のようにカバー５，６やピスト
ン９にそれらを設けた構成のほうが、組み付け等が容易
になる点において有利である。

【００６３】（６）ゴム以外の合成樹脂を使用すること
によって、弾性を有する緩衝体を形成してもよい。 ここで、特許請求の範囲に記載された技術的思想のほか
に、前述した実施形態によって把握される技術的思想を
その効果とともに以下に列挙する。

【００６４】（１） 請求項２〜７のいずれかにおい
て、前記シリンダ内に形成された圧力作用室における流
体溜まりの領域とそうでない領域との間を連通させるオ
リフィスを前記シリンダカバーに設けたことを特徴とす
る緩衝機付き流体圧シリンダ。この構成であると、衝撃
緩衝能をコントロールできる。

【００６５】（２） 中心に貫通孔を有し、かつ第１の
端部側の径と第２の端部側の径とが異なるものであっ
て、前記第２の端部側が前記第１の端部側に比べて相対
的に肉厚に形成されているリング状の緩衝機構付き流体
圧シリンダ用のゴムクッション。この構成のゴムクッシ
ョンを使用すれば、本発明のシリンダを確実に実現する
ことができる。

【００６６】（３） 技術的思想２において、少なくと
も前記肉厚部分は均一な厚さに形成されているゴムクッ
ション。この構成のゴムクッションを使用すれば、ピス
トンの押圧力を均等に働かせることができる。

【００６７】（４） 技術的思想２，３において、撓ん
だ時の歪みを吸収するための歪み吸収構造を形成したゴ
ムクッション。この構成のゴムクッションを使用すれ
ば、衝撃緩衝時における皺の発生を防止できる。

【００６８】（５） 技術的思想４において、前記歪み
吸収構造は、径方向に沿って延びる複数のスリットであ
るゴムクッション。この構成のゴムクッションを使用す
れば、皺の発生防止及び消音性向上を達成できる。

【００６９】なお、本明細書中において使用した技術用
語を次のように定義する。 「流体： シリンダを駆動するための給排される窒素、
酸素、二酸化炭素、アルゴン、水素、それらの混合物で
ある空気などといった気体、その他これらに準ずる性質
を有する物質をいう。」

【００７０】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１〜７に記
載の発明によれば、耐久性に優れた緩衝機構付き流体圧
シリンダを提供することができる。また、緩衝体の耐久
性向上及び緩衝体の組み付け容易化を図ることができ
る。

【００７１】請求項２に記載の発明によれば、流体溜ま
りが形成される結果、緩衝体の弾性に基づく復帰力に加
えてピストンに対する抗力が作用する。従って、衝撃緩
衝能が高くしかも耐久性に優れたシリンダを提供するこ
とができる。

【００７２】請求項３に記載の発明によれば、流体溜ま
り内の流体の圧縮状態がより高くなることから、衝撃緩
衝能をより向上させることができる。請求項４に記載の
発明によれば、緩衝体の装着が簡単になり、流体溜まり
の区画形成も容易になり、しかも緩衝体を均等に撓ませ
ることができる。

【００７３】請求項５に記載の発明によれば、弾性面と
非弾性面との当接によりピストンが停止する結果、シリ
ンダの消音性向上を図ることができる。

【００７４】請求項６に記載の発明によれば、緩衝体の
歪みが吸収されることで皺の発生が防止される。請求項
７に記載の発明によれば、皺の発生防止及びシリンダの
消音性向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施形態における緩衝装置付き流体圧シリン
ダの部分断面図。

【図２】（ａ）は同流体圧シリンダに使用されるゴムク
ッションの平面図、（ｂ）はその底面図、（ｃ）はその
断面図。

【図３】（ａ），（ｂ）はゴムクッションの作用を説明
するための要部拡大断面図。

【図４】別例１の緩衝機構付き流体圧シリンダを示す部
分断面図。

【図５】（ａ）は同流体圧シリンダに使用されるゴムク
ッションの平面図、（ｂ）はその底面図、（ｃ）はその
断面図。

【図６】（ａ），（ｂ）はゴムクッションの作用を説明
するための要部拡大断面図。

【図７】別例２の緩衝機構付き流体圧シリンダを示す部
分断面図。

【図８】（ａ）は別例３のゴムクッションの平面図、
（ｂ）はその底面図、（ｃ）はその断面図。

【図９】従来例の緩衝機構付き流体圧シリンダを示す部
分断面図。

【図１０】（ａ），（ｂ）は従来例におけるゴムクッシ
ョンの作用を説明するための要部拡大断面図。

【符号の説明】

１，３１，４１…緩衝機構付き流体圧シリンダ、５，４
３…シリンダカバーとしてのヘッドカバー、６，４４…
シリンダカバーとしてのロッドカバー、９…ピストン、
１０，１１…圧力作用室、２３，２４…緩衝体支持部と
しての緩衝体支持溝、２５，３２，４６…緩衝体として
のゴムクッション、２５ａ，３２ａ，４６ａ…内周面、
２５ｂ，３２ｂ，４６ｂ…外周面、２６，３３，４７…
肉厚部分、４８，４９…歪み吸収構造としてのスリッ
ト、Ｓ1 …流体溜まりとしてのエア溜まり、Ｅ1 …第１
の端部、Ｅ2 …第２の端部。

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F15B 15/22 F16J 10/00

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】シリンダ内部に区画される圧力作用室内へ
   の流体の給排に基づいて駆動されるピストンとシリンダ
   カバーとの間に配設された弾性を有する緩衝体により、
   前記ピストンの衝撃が緩衝される流体圧シリンダにおい
   て、 前記緩衝体の第１の端部側を前記シリンダカバーまたは
   前記ピストンに設けられた緩衝体支持溝に遊嵌させると
   ともに、その第２の端部側を前記シリンダカバーまたは
   前記ピストンから浮かせた状態で配置し、 前記緩衝体支持溝が設けられた部材側に前記第２の端部
   が近接するように前記緩衝体を全体的に撓ませることで
   前記ピストンの衝撃を緩衝した後、さらに同ピストンの
   端面から受ける押圧力により前記緩衝体における肉厚部
   分を厚さ方向に圧縮することで前記ピストンの衝撃を緩
   衝するように構成されていることを特徴とした緩衝機構
   付き流体圧シリンダ。
2. 【請求項２】前記緩衝体は衝撃緩衝時において前記シリ
   ンダ内に流体溜まりを形成することを特徴とした請求項
   １に記載の緩衝機構付き流体圧シリンダ。
3. 【請求項３】前記流体溜まりは、前記緩衝体の内周面及
   び外周面のうち同緩衝体が撓むほうの側に形成されるこ
   とを特徴とした請求項２に記載の緩衝機構付き流体圧シ
   リンダ。
4. 【請求項４】前記緩衝体は、中心に貫通孔を有しかつ第
   １の端部側の径と第２の端部側の径とが異なるリング状
   部材であり、前記第２の端部側のほうが前記第１の端部
   側よりも相対的に肉厚に形成されていることを特徴とし
   た請求項１乃至３のいずれか１項に記載の緩衝機構付き
   流体圧シリンダ。
5. 【請求項５】前記緩衝体の肉厚部分は、前記ピストンの
   端面と前記シリンダカバーの内端面とを当接させないで
   同ピストンを停止させうる程度の厚さに設定されている
   ことを特徴とした請求項４に記載の緩衝機構付き流体圧
   シリンダ。
6. 【請求項６】前記リング状をした緩衝体には、撓んだ時
   の歪みを吸収するための歪み吸収構造が形成されている
   ことを特徴とした請求項４または５に記載の緩衝機構付
   き流体圧シリンダ。
7. 【請求項７】前記歪み吸収構造は、前記緩衝体の径方向
   に沿って延びるスリットであることを特徴とした請求項
   ６に記載の緩衝機構付き流体圧シリンダ。