JP3340338B2 - 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１０
参照）。同図に示された流体圧シリンダ８１では、シリ
ンダチューブ８２の両端が金属製のシリンダカバー８３
で閉塞されている。シリンダチューブ８２内には、片面
にロッド８４が連結された金属製のピストン８５が摺動
可能に収容されている。同ピストン８５は、シリンダ８
１内を２つの圧力作用室に区画する。ピストン８５の端
面とシリンダカバー８３の内端面との間には、緩衝体と
してのゴムクッション８６が配設されている。前記ゴム
クッション８６は、中心部に貫通孔を有する環状基部８
６ａの一方の端面にリップ部８６ｂを形成してなるもの
である。なお、このリップ部８６ｂは通常の状態におい
て環状基部８６ａの端面から捲れ上がっており、両者８
６ａ，８６ｂ間の切れ込み８８は開いている。また、前
記ゴムクッション８６を構成する環状基部８６ａの他端
面側は、ピストン８５の端面に対向するように配置され
ている。

【０００４】従って、ポート８７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８５がいずれかの方
向に移動する結果、ゴムクッション８６にシリンダカバ
ー８３が当接する。すると、シリンダ８１内にはエア溜
まりが形成される。ピストン８５がストロークエンドに
近づくと、まずリップ部８６ｂに弾性変形が生じる。そ
の結果、リップ部８６ｂの捲れ上がりが解消され、リッ
プ部８６ｂが環状基部８６ａの端面に押し付けられる。
ピストン８５がさらにストロークエンドに近づくと、今
度はピストン８５によってゴムクッション８６が全体的
に圧縮され、最終的にはピストン８５が停止する。

【０００５】なお、エア溜まりの容積はピストン８５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８５に対する抗力も増加する。従っ
て、このシリンダ８１では、ゴムクッション８６の弾性
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８５の衝撃が緩衝さ
れる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、この種の緩
衝機構付き流体圧シリンダ８１においては、クッション
ストロークＬ1 の増大が衝撃緩衝能の向上につながるこ
とが知られている。従って、そのためにはリップ部８６
ｂの捲れ上がり度合いを大きくすればよいことがわかっ
ている。

【０００７】しかし、上記のような構成とすると衝撃緩
衝時にリップ部８６ｂが変位する量が大きくなるため、
変位の中心となるリップ部８６ｂの付け根の付近に特に
応力が集中しやすくなる。そして、このような応力の集
中はリップ部８６ｂ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８６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８５の衝撃緩衝を
図ることができず、耐久性の向上が望まれていた。

【０００８】また、上記従来の流体圧シリンダ８１の場
合、ゴムクッション８６はロッド８４等に対して遊嵌さ
れていることが多い。そのため、衝撃緩衝時にはゴムク
ッション８６に若干の位置ずれが生じやすい。この場
合、ゴムクッション８６とロッド８４とが接触する部位
や、ゴムクッション８６とピストン８５とが接触する部
位のシール面圧が低くなり、シール性が悪化する。よっ
て、エア溜まり内のエアがその部位から漏れてしまい、
エアの圧力上昇による抗力が充分に得られなくなるとい
う問題があった。

【０００９】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、耐久性及び衝撃緩衝能に優れた緩
衝機構付き流体圧シリンダを提供することにある。

【００１０】

【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弾性を有する緩衝
体を配設し、その緩衝体が形成する流体溜まり内の流体
の抗力と同緩衝体自身の弾性復帰力とにより、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の端部側を前記圧力作用室を区画している
部材に設けられた緩衝体支持部に支持させるとともに、
その第２の端部側を前記緩衝体支持部が設けられた部材
からストローク方向へ向かって浮かせた状態で配置し、
かつ衝撃緩衝時において前記緩衝体と前記緩衝体支持部
とが接触する部位に、衝撃緩衝時において相手側部材に
押し付けられて前記流体溜まりからの流体漏れを阻止す
る環状の密封突条を設けたことを特徴とする緩衝機構付
き流体圧シリンダをその要旨とする。

【００１１】請求項２に記載の発明では、請求項１にお
いて、前記密封突条は前記緩衝体側に設けられていると
した。請求項３に記載の発明では、請求項１または２に
おいて、前記緩衝体の前記内外周のうち一方側は衝撃緩
衝時における同緩衝体の弾性変形に伴って径方向に摺動
可能であり、前記密封突条は前記緩衝体支持部に対して
摺接する部位に設けられているとした。

【００１２】請求項４に記載の発明では、請求項１乃至
３のいずれか１項において、前記密封突条は断面略半円
状であるとした。請求項５に記載の発明では、請求項１
または２において、前記密封突条はリップ状であり、そ
のリップ状密封突条の先端は前記流体溜まりから流体が
漏れる方向とは逆向きに配置されているとした。

【００１３】以下、本発明の「作用」について説明す
る。請求項１に記載の発明によると、衝撃緩衝時におい
て緩衝体と緩衝体支持部とが接触する部位に環状の密封
突条が設けられているので、その密封突条が相手側部材
に押し付けられる。このときシール面の面積が小さくな
ることで、高いシール面圧が得られ、流体溜まりからの
流体漏れが確実に阻止される。ゆえに、緩衝体に若干の
位置ずれが生じたとしても、流体の圧力上昇による抗力
が充分に得られ、衝撃緩衝能が確実に向上する。また、
この発明では緩衝体自身をストローク方向に向かって部
材から浮かせた状態で配置したことにより、比較的長い
クッションストロークを確保することができる。このこ
とも衝撃緩衝能の向上に貢献している。さらに、浮かせ
た状態で配置された緩衝体は全体的に撓むことができる
ため、特定部位に応力が集中しにくい。よって、緩衝体
の早期劣化の防止につながり、耐久性も向上する。

【００１４】請求項２に記載の発明によると、緩衝体側
に密封突条を設ける構成であると、緩衝体支持部が設け
られた部材側に密封突条を設ける構成に比較して製造が
簡単になるため、低コスト化を図ることができる。

【００１５】請求項３に記載の発明によると、緩衝体支
持部に対して摺接する部位に密封突条を設けたことによ
り、その摺接部位が摩耗に強くなる。即ち、密封突条自
身がある程度摩耗したとしても、直ちにシール面の面積
が増大するわけではないからである。従って、摺接に起
因するシール面圧の低下が長期にわたって確実に防止さ
れ、衝撃緩衝能の維持及び耐久性の向上を図ることがで
きる。

【００１６】請求項４に記載の発明によると、密封突条
を断面略半円状にすることにより摺動抵抗が小さくなる
ため、緩衝体がスムーズに径方向に摺動する。また、摺
動抵抗が小さくなる結果、摺接部位に摩耗が生じにくく
なり、耐久性がよりいっそう向上する。

【００１７】請求項５に記載の発明によると、リップ状
密封突条により流体溜まりの側からの流体漏れが確実に
防止される。よって、衝撃緩衝能のよりいっそうの向上
を図ることができる。

【００１８】

【発明の実施の形態】

［第１の実施形態］以下、本発明を具体化した第１の実
施形態の緩衝機構付き流体圧シリンダ１を図１，図２に
基づき詳細に説明する。

【００１９】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、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。

【００２０】ヘッドカバー５の内端面には、シリンダチ
ューブ２の開口部に嵌合可能な大きさをした円形状の嵌
合凸部７が突設されている。同ヘッドカバー６の外周面
には、第１の流体給排用のポート３が形成されている。
このポート３は、流体流路８を介して嵌合凸部７の中央
部にある凹部９に連通している。

【００２１】同様に、ロッドカバー６の内端面には円形
状の嵌合凸部７が突設され、ロッドカバー６の外周面に
は第２の流体給排用ポート４が形成されている。このポ
ート４は、流体流路１０を介して、嵌合凸部７の中央部
を貫通するロッド挿通孔１１の部分に連通している。

【００２２】シリンダチューブ２内に形成された内部空
間には、金属製のピストン１５がチューブ長手方向に沿
って摺動可能に収容されている。また、このピストン１
５の中心部にはロッド固定用孔が透設されており、金属
製のロッド１６の右端はその孔に対して螺着されてい
る。シリンダ１の内部空間は、このピストン１５の存在
によって２つの圧力作用室１７，１８に区画されてい
る。具体的にいうと、ヘッド側圧力作用室１７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１５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。このようなヘッド側圧力作用室１７
には、第１のポート３を介してエアが給排される。ロッ
ド側圧力作用室１８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１５の左端面及びロ
ッド１６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。このようなロッド側圧力作用室１８には、
第２のポート４を介してエアが給排される。

【００２３】ピストン１５に連結されたロッド１６の左
端は、ロッドカバー６に設けられたロッド挿通孔１１を
貫通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１１の内壁面には、ロッド１６との摺動
抵抗の低減を図るための軸受け部１９となる領域が設け
られている。また、前記軸受け部１９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いる。
パッキン装着凹部の中には、環状のロッドパッキン２０
が装着されている。そして、このロッドパッキン２０に
よって、ロッド１６の周面とロッド挿通孔１１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１５の周面にも、断
面楕円形状をしたシール部材としてのピストンパッキン
２１が装着されている。

【００２４】このシリンダ１は、ピストン１５の端面の
両側に緩衝体としてのゴムクッション２５を備えてい
る。本実施形態のゴムクッション２５は、中心部に貫通
孔を有する環状基部２６と、リップ部２７とを備えてい
る。リップ部２７は、環状基部２６に径方向に沿った切
れ込み２４を入れることによって形成されている。リッ
プ部２７は、応力無付加時においては環状基部２６から
捲れ上がっている。ただし、その捲れ上がりの度合い
は、従来タイプのゴムクッションよりも小さい。

【００２５】図１に示されるように、ピストン１５の右
端面側と左端面側とでは、異なるゴムクッション２５の
取り付け方法が採用されている。ピストン１５の右端面
側中央部はその周辺部よりも突出しており、その突出部
分の周面には嵌合溝２８が形成されている。この嵌合溝
２８の幅は、ゴムクッション２５の厚さにほぼ相当す
る。ピストン１５の右端面においては、この嵌合溝２８
にゴムクッション２５の内周側Ｅ1が遊嵌されること
で、ゴムクッション２５がピストン１５に対して支持さ
れている。ゴムクッション２５の外周側Ｅ2 は、ピスト
ン１５の右端面からストローク方向に向かって浮き上が
っている。従って、ゴムクッション２５とピストン１５
の右端面との間には若干の隙間ができる。

【００２６】一方、ピストン１５の左端面側のゴムクッ
ション２５は、ロッド１６に対して直に遊嵌されること
で、同ピストン１５に対して支持されている。ゴムクッ
ション２５の外周側Ｅ2 は、ピストン１５の左端面から
ストローク方向に向かって同様に浮き上がっている。ま
た、ゴムクッション２５とピストン１５の左端面との間
には若干の隙間ができる。

【００２７】図２に示されるように、本実施形態のゴム
クッション２５は密封突条２２を備えている。密封突条
２２は環状であり、断面略半円状である。密封突条２２
は、衝撃緩衝時においてゴムクッション２５と緩衝体支
持部とが接触する部位に設けられている。即ち、ピスト
ン１５の右端面側にある密封突条２２は、緩衝体支持部
である嵌着溝２８に対して内周側Ｅ1 が接触している。
一方、ピストン１５の左端面側にある密封突条２２で
は、緩衝体支持部であるロッド１６の周面に対して内周
側Ｅ1 が接触している。従って、いずれのゴムクッショ
ン２５においても密封突条２２は内周側Ｅ1 に設けられ
ている。

【００２８】また、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。

【００２９】図１，図２に示されるように、シリンダ１
の内部には、ピストン１５の移動を規制する剛性体製の
ストッパ２９が配設されている。具体的にいうと、本実
施形態のストッパ２９は、ゴムクッション２５の径より
もひとまわり大きな径を有する金属製リング状部材であ
る。なお、本実施形態ではシリンダチューブ２、ピスト
ン１５、カバー５，６と同じくアルミニウム合金が使用
されている。このようなリング状のストッパ２９は、両
カバー５，６の内端面に形成された嵌合凸部７に固着さ
れている。図２（ｂ）に示されるように、このストッパ
２９の一方の端面には、ピストン１５の端面外周部が当
接するようになっている。

【００３０】次に、上記のように構成された流体圧シリ
ンダ１の動作について説明する。ヘッド側のストローク
エンドにピストン１５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１７内にはエア
が導入され、同室１７内の圧力が上昇する。すると、ピ
ストン１５及びロッド１６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
１８内のエアが第２のポート４を介して外部に排出され
る。

【００３１】また、ロッド側のストロークエンドにピス
トン１５がある状態で第２のポート４にエアを供給する
と、ロッド側の圧力作用室１８内にはエアが導入され、
同室１８内の圧力が上昇する。すると、ピストン１５及
びロッド１６がヘッド側（即ち図１の右側）の方向に移
動するとともに、ヘッド側の圧力作用室１７内のエアが
第１のポート３を介して外部に排出される。

【００３２】以下、ピストン１５が右側方向に移動する
場合を例にとって説明する。ピストン１５がストローク
エンド付近にまで到達すると、ゴムクッション２５のリ
ップ部２７がヘッドカバー５の内端面に当接し、ヘッド
側の圧力作用室１７内が２つの空間に区画される（図２
(a) 参照）。そのうちの１つはゴムクッション２５の右
端面側に区画される空間であって、その空間は第１のポ
ート３側に連通している。残りの１つはゴムクッション
２５の外周側Ｅ2に区画される空間であって、その空間
は第１のポート３側とは非連通である。後者の空間は、
具体的にはゴムクッション２５の外周側Ｅ2 の端面、ピ
ストン１５の右端面、ヘッドカバー５の内端面、シリン
ダチューブ２の内壁面及びストッパ２９の内面によって
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。

【００３３】ピストン１５がさらにストロークエンドに
近づくと、ピストン１５の推力を受けることによりゴム
クッション２５に弾性変形が生じる。即ち、リップ部２
７がその付け根部分を中心として環状基部２６側に変位
し、リップ部２７の捲れ上がりが解消される。そして、
リップ部２７が環状基部２６に押し付けられる。これに
加えて、ゴムクッション２５が全体的にピストン１５の
右端面に撓むように弾性変形する。そして、ゴムクッシ
ョン２５がピストン１５の右端面に押し付けられる。

【００３４】ここで緩衝体であるゴムクッション２５に
は、自身の弾性変形を解消させようとするような復帰力
が生まれる。そして、この復帰力がピストン１５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１５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。

【００３５】前記ピストン１５がさらにストロークエン
ドに近づくと、ピストン１５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が厚さ方向に圧縮さ
れるようになる。このとき、ゴムクッション２５には圧
縮に起因する復帰力が生じ、それがピストン１５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１５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。

【００３６】また、エア溜まりＳ1 の容積はピストン１
５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１５に対する抗力も増加する。従っ
て、このシリンダ１では、ゴムクッション２５の復帰力
に加え、エア溜まりＳ1 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１５の衝撃が緩衝され
る。

【００３７】ところで、ゴムクッション２５の内周側Ｅ
1 と嵌着溝２８の内面とは衝撃緩衝時を含めて常に接触
しており、そこにはシール面が形成される。また、密封
突条２２は相手側部材であるピストン１５側に押し付け
られている。このとき、密封突条２２が相手側部材に対
して当たっている部分の面積、即ちシール面の面積は極
めて小さい。従って、高いシール面圧が得られ、エア溜
まりＳ1 からのエア漏れが確実に阻止される。

【００３８】なお、図２（ｂ）には、ピストン１５が完
全にストロークエンドに到達した状態が示されている。
このときには、既にピストン１５の衝撃は充分に緩衝さ
れている。そして、ピストン１５は、ストッパ２９に当
接することで完全に停止する。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。

【００３９】さて、以下に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では、衝撃緩衝時においてゴムク
ッション２５と緩衝体支持部（ここではロッド１６また
はピストン１５の環状溝２８）とが接触する部位に、環
状の密封突条２２を設けている。従って、シール面に高
いシール面圧が得られ、エア溜まりＳ1 からのエア漏れ
が確実に阻止される。ゆえに、遊嵌されているゴムクッ
ション２５に若干の位置ずれが生じたとしても、エアの
圧力上昇による抗力が充分に得られ、衝撃緩衝能が確実
に向上する。また、このシリンダ１では、ゴムクッショ
ン２５の外周側Ｅ2 をストローク方向に向かって浮かせ
た状態で配置している。このため、比較的長いクッショ
ンストロークを確保することができる。このことも衝撃
緩衝能の向上に貢献している。さらに、浮かせた状態で
配置されたゴムクッション２５は全体的に撓むこともで
きるため、リップ部２７の捲れ上がり度合いを敢えて大
きくする必要がない。従って、リップ部２７の付け根部
分等の特定部位に応力が集中しにくい。よって、ゴムク
ッション２５の早期劣化を防止することができ、耐久性
も向上する。

【００４０】（ロ）このシリンダ１では、緩衝体支持部
の側ではなく、緩衝体であるゴムクッション２５の側に
密封突条２２を設けている。このようにすると、ピスト
ン１５やロッド１６の金属成形や金属加工等が不要にな
り、その分だけ装置の製造が簡単になる。よって、シリ
ンダ１の低コスト化を図ることができる。 ［第２の実施形態］図３（ａ）には、第２の実施形態の
緩衝機構付き流体圧シリンダ３１が示されている。この
シリンダ３１に使用されているゴムクッション３２は、
実施形態１のゴムクッション２５とは異なる部位に密封
突条３３を備えている。即ち、密封突条３３はゴムクッ
ション３２の左端面に突設されている。従って、密封突
条３３は、衝撃緩衝時においてゴムクッション３２と緩
衝体支持部であるピストン１５の端面とが接触する部位
に設けられていることになる。この密封突条３３は環状
であり、かつ断面略半円状である。

【００４１】以上のような実施形態２の構成であって
も、シール面に高いシール面圧が得られるため、エア溜
まりＳ1 からのエア漏れが確実に阻止される。従って、
衝撃緩衝能が確実に向上する。また、ゴムクッション３
２は全体的に撓むことができるため、特定部位に応力が
集中しにくく、耐久性も向上する。 ［第３の実施形態］図３（ｂ）には、第３の実施形態の
緩衝機構付き流体圧シリンダ３６が示されている。この
シリンダ３６には、実施形態１のときと同じ構成のゴム
クッション２５が使用されている。ただし、ここではピ
ストン１５の右端面にも密封突条３７が設けられてい
る。この密封突条３７も環状であり、かつ断面略半円状
である。ピストン１５の密封突条３７は、衝撃緩衝時に
おいて相手側部材であるゴムクッション２５の左端面に
押し付けられる。

【００４２】以上のような実施形態３の構成であって
も、シール面に高いシール面圧が得られるため、エア溜
まりＳ1 からのエア漏れが確実に阻止される。なお、密
封突条２２，３７が２箇所にあることから、より確実に
衝撃緩衝能を向上させることができる。また、ゴムクッ
ション２５は全体的に撓むことができるため、特定部位
に応力が集中しにくく、耐久性も向上する。 ［第４の実施形態］図４には、第４の実施形態の緩衝機
構付き流体圧シリンダ４１が示されている。このシリン
ダ４１に使用されているゴムクッション４２では、密封
突条４３は実施形態１のゴムクッション２５と同じ部
位、即ちゴムクッション４２の左端面に突設されてい
る。また、この密封突条４３は環状である。ただし、前
記密封突条４３は断面略半円状ではなくリップ状であ
る。また、そのリップ状密封突条４３の先端は、エア溜
まりＳ1 からエアが漏れる方向とは逆向きに配置されて
いる。従って、衝撃緩衝時にエア溜まりＳ1 内に密封さ
れたエアは、シール面を介して他方の空間側へ容易に流
出することができない。このようにエア溜まりＳ1 から
のエア漏れが確実に防止されることで、衝撃緩衝能をよ
りいっそう向上させることができる。 ［第５の実施形態］図５，図６には、第５の実施形態の
緩衝機構付き流体圧シリンダ５１が示されている。この
シリンダ５１に使用されているゴムクッション５２は、
リップ部を備えていない点が前記実施形態と異なってい
る。

【００４３】ロッドカバー６の右端面及びピストン１５
の右端面には、緩衝体支持部としての嵌着溝５３が形成
されている。この嵌着溝５３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。そし
て、これらの嵌着溝５３には、ゴムクッション５２の外
周側Ｅ1 に形成された被保持部５４が遊嵌されている。
その結果、ロッドカバー６及びピストン１５に対してゴ
ムクッション５２が支持されている。

【００４４】次に、本実施形態において使用されるゴム
クッション５２の形状等について説明する。図６（ａ）
〜図６（ｃ）は、ゴムクッション５２が弾性変形する過
程を示している。

【００４５】図５，図６に示されるように、本実施形態
のゴムクッション５２には、シールポイントとなる屈曲
部位Ｐ1 ，Ｐ2 が２つ設けられている。なお、これら屈
曲部位Ｐ1 ，Ｐ2 がある側をここでは面５２ａと定義
し、その反対側面を面５２ｂと定義する。第１の屈曲部
位Ｐ1 は、被保持部５４の近傍に位置している。この屈
曲部位Ｐ1 は、ゴムクッション５２の弾性変形過程全体
を通じてシールポイントとなる。一方、第２の屈曲部位
Ｐ2 は、第１の屈曲部位Ｐ1 よりも内周側Ｅ2 寄りに位
置している。この屈曲部位Ｐ2 は、ゴムクッション５２
の弾性変形過程の後期においてシールポイントとなる。
また、ゴムクッション５２の内周側Ｅ2には、変形部位
５５が設けられている。この変形部位５５は、第２の屈
曲部位Ｐ2がシールポイントとなった後に、同屈曲部位
Ｐ2 を中心として撓むようになっている。

【００４６】そして、図６（ａ）のような弾性変形前
（応力無付加時）の状態では、被保持部５４の先端面は
嵌着溝５３の底面から離間している。従って、嵌着溝５
３と被保持部５４との間には、被保持部５４の径方向へ
の移動を許容する空間が存在している。従って、被保持
部５４は、弾性変形時に径方向（底面に近接する方向）
に移動することができる。

【００４７】シールポイントとなる第１の屈曲部位Ｐ1
及び第２の屈曲部位Ｐ2 は、ともに緩衝体支持部（ここ
ではピストン１５のヘッド側端面またはロッドカバー６
の内端面）に対して摺接する。このような屈曲部位Ｐ1
，Ｐ2 には、それぞれ密封突条５６が設けられてい
る。これら２つの密封突条５６はともに環状であり、か
つ断面略半円状である。

【００４８】ヘッド側のストロークエンドにピストン１
５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１７内にはエアが導入され、同室１
７内の圧力が上昇する。すると、ピストン１５及びロッ
ド１６がロッド側（即ち図５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１８内のエアが第２の
ポート４を介して外部に排出される。

【００４９】図６（ａ）では、ヘッドカバー５の内端面
にゴムクッション５２の内周側Ｅ2が当接することによ
り、ゴムクッション５２の面５２ａ側にエア溜まりＳ1
が形成されている。このとき、第１の屈曲部位Ｐ1 のみ
がピストン１５の端面に接しており、第２の屈曲部材Ｐ
2 はまだそこに接していない。

【００５０】図６（ｂ）は、図６（ａ）の状態にあった
ピストン１５がさらにストロークエンドに近づいたとき
の状態を示している。このとき、ピストン１５から押圧
力を受けたゴムクッション５２には、全体が撓むような
弾性変形が生じる。被保持部５４は、保持溝５３内を径
方向に向かって移動する。その際、第１の屈曲部位Ｐ1
に設けられた密封突条５６がピストン１５に対して押し
付けられ、かつそこがシールポイントとなる。また、こ
のときのゴムクッション５２の弾性変形は、第１の屈曲
部位Ｐ1 を中心としたものとなる。

【００５１】図６（ｃ）は、図６（ｂ）の状態にあった
ピストン１５がさらにストロークエンドに近づいたとき
の様子を示している。このとき第２の屈曲部位Ｐ2 もピ
ストン１５の端面に当接し、そこに押し付けられる。よ
って、それ以降は両方の屈曲部位Ｐ1 ，Ｐ2 にある密封
突条５６がシールポイントとなる。

【００５２】ここで、参考例として、本実施形態のゴム
クッション５２に類する形状を持つゴムクッション５２
Ａを図７（ａ）〜図７（ｃ）に示す。このゴムクッショ
ン５２Ａは、密封突条５６を持たない点のみが本実施形
態のゴムクッション５２と相違している。ここで、実施
形態のゴムクッション５２と参考例のゴムクッション５
２Ａとを比較してみる。図７（ｃ）に示されるように、
参考例のゴムクッション５２Ａでは、シールポイントと
なる第１及び第２の屈曲部位Ｐ1 ，Ｐ2 間の広い領域が
ピストン１５の端面に当たってしまう。このため、その
部位のシール面圧は小さくなり、高いシール性が確保さ
れない。ゆえに、本実施形態のゴムクッション５２に比
べてエア漏れが生じやすい。また、図７（ａ），図７
（ｂ）の状態においても、屈曲部位Ｐ1 ，Ｐ2 のシール
面圧は実施形態のそれよりは低くなる。さらに、ピスト
ン１５の端面との摺接に起因して屈曲部位Ｐ1 ，Ｐ2 に
摩耗が生じると、シール面積が徐々に増大し、シール面
圧の低下につながってしまう。

【００５３】一方、本実施形態のゴムクッション５２で
は上記のような問題がない。即ち、図６（ａ）〜図６
（ｃ）の状態に至るまでの間、密封突条５６の部分がピ
ストン１５の端面に当たることになるからである。従っ
て、シール面の面積も常に小さく、高いシール面圧が得
られる。このため、エア溜まりＳ1 からのエア漏れが確
実に阻止される。また、摺接部位である屈曲部位Ｐ1 ，
Ｐ2 に密封突条５６を設けたことにより、屈曲部位Ｐ1
，Ｐ2 が摩耗に強くなる。即ち、密封突条５６自身が
ある程度摩耗したとしても、直ちにシール面の面積が増
大するわけではなく、シール面圧の低下が長期にわたっ
て確実に防止される。

【００５４】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）以上のような実施形態５の構成であっても、エア
溜まりＳ1 からのエア漏れが確実に阻止されるため、衝
撃緩衝能が確実に向上する。また、ゴムクッション５２
は全体的に撓むことができるため、特定部位に応力が集
中しにくく、耐久性も向上する。

【００５５】（ロ）このシリンダ５１では、ゴムクッシ
ョン５２の屈曲部位Ｐ1 ，Ｐ2 に上記のような環状の密
封突条５６を設けている。従って、摺接に起因するシー
ル面圧の低下が長期にわたって確実に防止され、衝撃緩
衝能の維持及び耐久性の向上を図ることができる。

【００５６】（ハ）また、このゴムクッション５２に設
けられた密封突条５６は、図６（ｄ）に示されるように
断面略半円状である。かかる丸みを帯びた形状である
と、丸みを帯びていない形状のときと比べて、摺動抵抗
が小さくなる。このため、ゴムクッション５２がスムー
ズに径方向に摺動する。また、摺動抵抗が小さくなる結
果、屈曲部位Ｐ1 ，Ｐ2 に摩耗が生じにくくなり、もっ
て耐久性がよりいっそう向上する。

【００５７】なお、本発明は上記実施形態に限定される
ことはなく、例えば次のような別の形態に変更すること
が可能である。 ◎ 図８には、別例の緩衝機構付き流体圧シリンダ６１
が示されている。このシリンダ６１のゴムクッション６
２は、内周側Ｅ1 に環状の密封突条６３を備えている。
ここでは密封突条６３は、実施形態１のときよりも周縁
にあり、ピストン１５に近接している。また、図９に
は、別例の緩衝機構付き流体圧シリンダ７１が示されて
いる。このシリンダ７１のゴムクッション７２も、図８
の別例と同様の位置に環状の密封突条７３を備えてい
る。ただし、このゴムクッション７３のほうが、全体的
の断面形状が単純であるため製造が容易である。

【００５８】◎ 緩衝体であるゴムクッションは、必ず
しも実施形態１等のように２つともピストン１５側に設
けられていなくてもよい。例えば、ゴムクッションを２
つともカバー５，６側に設けたり、既に図５に示したよ
うに一方をカバー５，６側に設けかつ他方をピストン１
５側に設けてもよい。

【００５９】◎ カバー５，６及びピストン１５以外の
部材であって圧力作用室１７，１８を区画している部
材、例えばシリンダチューブ２にゴムクッションを支持
させてもよい。ただし、前記各実施形態のようにカバー
５，６やピストン１５にゴムクッションを設ける構成の
ほうが、組み付け等が容易になる点で優れている。

【００６０】◎ 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。 ◎ 実施形態５において、シールポイントとなる屈曲部
位Ｐ1 ，Ｐ2 は３つ以上であってもよい。

【００６１】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。 （１） 請求項３，４において、前記密封突条において
前記緩衝体支持部に対して摺接する部位は複数であり、
前記密封突条は前記摺動部位にそれぞれ設けられている
ことを特徴とする緩衝機構付き流体圧シリンダ。この構
成であると、さらなる衝撃緩衝能の維持及び耐久性の向
上を図ることができる。

【００６２】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に給排される窒素、
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。」

【００６３】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１〜５に記
載の発明によれば、耐久性及び衝撃緩衝能に優れた緩衝
機構付き流体圧シリンダを提供することができる。

【００６４】請求項２に記載の発明によれば、比較的製
造が簡単であるため、低コスト化を図ることができる。
請求項３に記載の発明によれば、摺接部位が摩耗に強く
なることで、衝撃緩衝能の維持及び耐久性の向上を図る
ことができる。

【００６５】請求項４に記載の発明によれば、摺動抵抗
が小さくなり摺接部位に摩耗が生じにくくなることで、
耐久性のよりいっそうの向上を図ることができる。請求
項５に記載の発明によれば、流体溜まりの側からの流体
漏れが確実に防止されることで、衝撃緩衝能のよりいっ
そうの向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施形態における緩衝機構付き流体圧シ
リンダの断面図。

【図２】（ａ），（ｂ）は同シリンダのゴムクッション
を示す要部拡大断面図。

【図３】（ａ）は第２の実施形態のゴムクッションを示
す要部拡大断面図、（ｂ）は第３の実施形態のゴムクッ
ションを示す要部拡大断面図。

【図４】第４の実施形態のゴムクッションを示す要部拡
大断面図。

【図５】第５の実施形態における緩衝機構付き流体圧シ
リンダの部分断面図。

【図６】（ａ）〜（ｃ）は第５の実施形態のゴムクッシ
ョンの衝撃緩衝時の動きを説明するための要部拡大断面
図、（ｄ）は同ゴムクッションの密封突条を示す拡大断
面図。

【図７】（ａ）〜（ｃ）は第５の実施形態のゴムクッシ
ョンと類似構造のゴムクッションの衝撃緩衝時の動きを
説明するための要部拡大断面図。

【図８】別例のゴムクッションを示す要部拡大断面図。

【図９】別例のゴムクッションを示す要部拡大断面図。

【図１０】従来の緩衝機構付き流体圧シリンダの断面
図。

【符号の説明】

１，３１，３６，４１，５１，６１，７１…緩衝機構付
き流体圧シリンダ、５…シリンダカバーとしてのヘッド
カバー、６…シリンダカバーとしてのロッドカバー、１
５…ピストン、１６…緩衝体支持部としてのロッド、１
７，１８…圧力作用室、２２，３３，３７，４３，５
６，６３，７３…密封突条、２５，３２，４２，５２，
６２，７２…緩衝体としてのゴムクッション、２８，５
３…緩衝体支持部としての嵌着溝、４３…リップ状密封
突条、Ｅ1 …内外周のうち一方側、Ｅ2 …内外周のうち
他方側、Ｓ1 …流体溜まりとしてのエア溜まり。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F15B 15/00 - 15/22 F16F 9/00

Claims (5)

(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
   カバーとの間に弾性を有する緩衝体を配設し、その緩衝
   体が形成する流体溜まり内の流体の抗力と同緩衝体自身
   の弾性復帰力とにより、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、 前記緩衝体の内外周のうち一方側を前記圧力作用室を区
   画している部材に設けられた緩衝体支持部に支持させる
   とともに、内外周のうち他方側を前記緩衝体支持部が設
   けられた部材からストローク方向へ向かって浮かせた状
   態で配置し、かつ衝撃緩衝時において前記緩衝体と前記
   緩衝体支持部とが接触する部位に、衝撃緩衝時において
   相手側部材に押し付けられて前記流体溜まりからの流体
   漏れを阻止する環状の密封突条を設けたことを特徴とす
   る緩衝機構付き流体圧シリンダ。
2. 【請求項２】前記密封突条は前記緩衝体側に設けられて
   いることを特徴とする請求項１に記載の緩衝機構付き流
   体圧シリンダ。
3. 【請求項３】前記緩衝体の前記内外周のうち一方側は衝
   撃緩衝時における同緩衝体の弾性変形に伴って径方向に
   摺動可能であり、前記密封突条は前記緩衝体支持部に対
   して摺接する部位に設けられていることを特徴とする請
   求項１または２に記載の緩衝機構付き流体圧シリンダ。
4. 【請求項４】前記密封突条は断面略半円状であることを
   特徴とする請求項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】前記密封突条はリップ状であり、そのリッ
   プ状密封突条の先端は前記流体溜まりから流体が漏れる
   方向とは逆向きに配置されていることを特徴とする請求
   項１または２に記載の緩衝機構付き流体圧シリンダ。