JP4478822B2

JP4478822B2 - 流体機器のクッション機構

Info

Publication number: JP4478822B2
Application number: JP2000357979A
Authority: JP
Inventors: 幹人石井; 俊明佐藤
Original assignee: SMC Corp
Current assignee: SMC Corp
Priority date: 2000-11-24
Filing date: 2000-11-24
Publication date: 2010-06-09
Anticipated expiration: 2020-11-24
Also published as: JP2002161905A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、流体圧シリンダに適用され、ピストンがストローク終端に近接するにしたがって流体圧の絞り作用下に前記ピストンの変位速度を減速させてストローク終端で静止させることが可能な流体機器のクッション機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、例えば、油圧シリンダにおいて、ピストンがストローク終端に近接するにしたがって、その圧油の絞り作用によってピストンの変位速度を減速させ、前記ピストンを円滑にストローク終端で停止させるクッションバルブが設けられている（例えば、実開平２−１２５０８号公報、実開平１−１７１９０４号公報参照）。
【０００３】
この従来技術に係るクッションバルブ１は、図６および図７に示されるように、シリンダ室２から排出される圧油の排出通路３をニードル弁４（他にチェック弁またはポペット弁を配設する場合もある）によって調整することにより、排出通路３から排出される圧油の絞り作用によってピストンに対して緩衝作用を及ぼすものである。なお、前記ニードル弁４には、シールリング５が装着されている。
【０００４】
また、前記クッションバルブ１は、通常、ロッドカバー６の圧油給排ポート７に近接する部分に形成されたねじ孔に対してハウジング８を螺入し、ロッドカバー６から外部に向かって突出する前記ニードル弁４のねじ部４ａを六角ナット等のロックリング９によって固定する方法が採用されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来技術に係るクッションバルブ１では、油圧シリンダによって大きな駆動力を発生させた場合、その駆動力が圧油を介してクッションバルブ１に付与され、ロッドカバー６に対してニードル弁４を固定するロックリング９が緩むおそれがある。
【０００６】
また、クッションバルブ１の一部がロッドカバー６から突出して設けられているため、前記クッションバルブ１に近接して設けられた圧油給排ポート７に対して管継手を介してチューブ等の管体を接続するときに、前記クッションバルブ１の一部が邪魔となり、配管作業を円滑に遂行することができないという不具合がある。
【０００７】
本発明は、前記の不具合を考慮してなされたものであり、配管作業を円滑に遂行することができ、しかも、カバー部材に対するバルブ本体の緩み止め機能を確実に発揮させることが可能な流体機器のクッション機構を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、本発明は、流体通路を流通する流体の流量を絞ることにより、クッション機能を発揮する流体機器のクッション機構において、前記流体機器に形成されたねじ孔に螺入され、流体通路を流通する流体の流量を調整する絞り弁と、
前記絞り弁の大気側に装着されたシールリングからなり、前記ねじ孔に連通する孔部の内壁面との摩擦係数を増大させることにより、前記絞り弁の緩み止め機能を営む第１リング体と、
前記絞り弁の流体通路側に装着されたシールリングからなり、流体がねじ部側に進入することを阻止するとともに、前記第１リング体に付与される圧力流体の圧力を緩和することにより、前記絞り弁の緩み止め機能を営む第２リング体と、
を備えることを特徴とする。
【０００９】
この場合、前記絞り弁は、ニードル弁からなり、その大気側の一端部を、流体機器の側面と略面一に形成するとよい。また、前記流体機器は油圧シリンダからなり、前記ニードル弁をシリンダチューブの端部を閉塞するカバー部材に設けるとよい。
【００１０】
本発明によれば、ねじ孔に連通する孔部の内壁面との摩擦係数を増大させる第１リング体と、流体がねじ部側に進入することを阻止する第２リング体との共働作用下に絞り弁の緩み止め機能が営まれる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明に係る流体機器のクッション機構について好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。
【００１２】
図１および図２において、参照数字１０は、本発明の実施の形態に係る流体機器のクッション機構が適用された油圧シリンダを示す。
【００１３】
この油圧シリンダ１０は、中空の筒状に形成されたシリンダチューブ１２と、前記シリンダチューブ１２の端部にそれぞれ連結されてシリンダチューブ１２内に閉塞されたシリンダ室１４を形成するロッドカバー１６およびヘッドカバー（図示せず）とを含む。なお、前記ロッドカバー１６およびヘッドカバーは、カバー部材として機能するものである。
【００１４】
さらに、前記油圧シリンダ１０は、前記シリンダ室１４に供給される圧油の押圧力によって該シリンダ室１４に沿って摺動変位するピストン１８と、一端部が前記ピストン１８に係着され他端部が外部に露呈するピストンロッド２０と、前記ピストン１８に隣接するピストンロッド２０の一部を囲繞するクッションリング２２と、前記ロッドカバー１６および図示しないヘッドカバーにそれぞれ設けられ、ピストン１８がストローク終端に近接するにしたがってその変位速度を減速させ、ストローク終端におけるピストン１８の衝撃を緩和するるクッション機構２４とを備える。
【００１５】
なお、ロッドカバー１６および図示しないヘッドカバーに配設されたクッション機構２４は、それぞれ同一構成要素からなるため、ロッドカバー１６に設けられたクッション機構２４について以下詳細に説明し、ヘッドカバーに設けられたクッション機構の説明を省略する。
【００１６】
図２に示されるように、前記ピストン１８には、図示しないセンサによってその磁界を検知することにより該ピストン１８の位置を検知するマグネットリング２６と、一方のシリンダ室１４ａと他方のシリンダ室１４ｂとの連通を遮断するピストンパッキン２８とが装着されている。
【００１７】
前記ロッドカバー１６の上面部１６ａには、図示しない管継手を介してチューブ等の管体が接続され、シリンダ室１４ｂに対して圧油を供給しまたはシリンダ室１４ｂから圧油が排出される圧油給排ポート３０が設けられる。
【００１８】
また、前記ロッドカバー１６の内壁面には、環状溝を介してピストンロッド２０を囲繞するように所定間隔離間して装着された第１ロッドパッキン３２ａおよび第２ロッドパッキン３２ｂと、ピストンロッド２０を囲繞するブッシュ３４とが設けられる。さらに、ロッドカバー１６の内壁面とピストンロッド２０の外周面との間には、所定のクリアランスによって圧油給排ポート３０とシリンダ室１４ｂとを連通させる連通孔３６が形成されている。
【００１９】
シリンダチューブ１２とロッドカバー１６との連結部位には環状溝を介してシールリング３８が装着され、前記シールリング３８によってシリンダ室１４ｂの液密性が保持される。
【００２０】
クッション機構２４は、図３に示されるように、ロッドカバー１６に形成されたねじ孔４０に嵌合され、前記ねじ孔４０に対するねじ部４２のねじ込み量の増減作用下に、軸線方向に沿って変位自在なニードル弁（絞り弁）４４を有し、前記ニードル弁４４の一端部は、外部に突出することがなく、ロッドカバー１６の上面部１６ａと略面一に形成される。また、前記ニードル弁４４の他端部にはその先端側に向かって徐々に縮径するテーパ部４６が形成され、前記テーパ部４６は、シリンダ室１４ｂと圧油給排ポート３０とを連通させる通路４８との離間間隔（クリアランス）によって前記通路４８を流通する圧油の流量を所定の流量に絞る絞り機能を有する。
【００２１】
前記ニードル弁４４には、ねじ孔４０に嵌合する雄ねじからなるねじ部４２が設けられ、前記ねじ部４２の上部側には、シール機能を有するとともにねじ孔４０に螺合するねじ部４２の緩み止めの機能を営む第１リング体５０が装着され、一方、前記ねじ部４２の下部側には、高圧からなる圧油をシールするとともにねじ部４２への圧油の流入を阻止する機能を営む第２リング体５２が装着される。
【００２２】
換言すると、圧油の通路４８側に配設された第２リング体５２は、ニードル弁４４の環状溝に装着されて圧油をシールすることにより、通路４８を流通する圧油がねじ部４２側に流入することを阻止する機能を営むとともに、ニードル弁４４のねじ部４２に対する摩擦係数を増大させ、しかも、第１リング体５０に付与される圧油による圧力を緩和することにより、ニードル弁４４の緩み止め機能を有する。
【００２３】
また、大気側に配設された第１リング体５０は、ねじ孔４０に連通する拡径する孔部５４の内壁面との間の摺動抵抗を増大させることにより、ニードル弁４４の緩み止め機能を発揮する。
【００２４】
なお、前記第１リング体５０および第２リング体５２は、例えば、ＮＢＲ等のゴム製材料からなるＯリングによってそれぞれ形成されるが、これに限定されるものではなく、樹脂製材料によって形成してもよい。
【００２５】
本発明の実施の形態に係る流体機器のクッション機構が適用された油圧シリンダ１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作並びに作用効果について説明する。
【００２６】
図示しないヘッドカバーに形成された圧油給排ポートから圧油が一方のシリンダ室１４ａに供給され、前記圧油の押圧作用下にピストン１８がロッドカバー１６側に向かって変位する。この場合、他方のシリンダ室１４ｂ内に残存する圧油は、ロッドカバー１６の内壁面とピストンロッド２０の外周面との間に形成された所定のクリアランスからなる連通孔３６に沿って流通し、ロッドカバー１６の圧油給排ポート３０から排出されて図示しないリザーバタンクに貯留される。その際、クッション機構２４による緩衝作用は、まだ営まれていない。
【００２７】
前記ピストン１８がロッドカバー１６側に向かって変位し、クッションリング２２がロッドカバー１６の内壁面内に挿入されることにより連通孔３６が閉塞され、他方のシリンダ室１４ｂとロッドカバー１６の圧油給排ポート３０との連通が遮断される（図４参照）。従って、他方のシリンダ室１４ｂ内に残存する圧油は、ロッドカバー１６の内壁面とピストンロッド２０の外周面との間に形成された連通孔３６に沿って排出されることが阻止され、ロッドカバー１６に形成された通路４８に沿ってクッション機構２４に導入される。
【００２８】
クッション機構２４では、ニードル弁４４のテーパ面４６と通路４８との離間間隔（クリアランス）によって該通路４８を流通する圧油の流量が絞られるため、その絞り作用下にピストン１８の変位速度が減速され、ピストン１８がストローク終端位置に到達するときに発生する衝撃が緩和される。
【００２９】
クッション機構２４による緩衝作用下にピストン１８がストローク終端位置に到達した後、図示しない切換弁の切換作用下にリザーバタンク（図示せず）に貯留された圧油をロッドカバー１６の圧油給排ポート３０を通じてシリンダ室１４ｂに供給することにより、ピストン１８を前記とは反対方向に変位させることができる。その際、ピストン１８がストローク終端位置に接近するにしたがって、ヘッドカバーに設けられた図示しないクッション機構によって前記と同様に緩衝作用が営まれる。
【００３０】
本実施の形態では、ねじ孔４０に連通する拡径する孔部５４の内壁面との間の摺動抵抗を増大させることにより、ニードル弁４４の緩み止め機能を発揮する第１リング体５０と、ニードル弁４４の環状溝に装着されて圧油をシールすることにより通路４８を流通する圧油がねじ部４２側に流入することを阻止するとともに、ニードル弁４４のねじ部４２に対する摩擦係数を増大させ、しかも前記第１リング体５０に付与される圧油の圧力を緩和することにより、ニードル弁４４の緩み止め機能を有する第２リング体５２とをそれぞれ設け、前記第１リング体５０と第２リング体５２との共働作用下にニードル弁４４の緩み止め機能を発揮させることができる。
【００３１】
例えば、図５に示されるように、ねじ部４２の上部側にのみリング体５０を配設した比較例に係るクッション機構６０では、ロッドカバー１６の通路４８を流通する圧油がねじ部４２に進入するために、ねじ孔４０に螺入されたニードル弁４４が緩むおそれがあるが、本実施の形態では、第２リング体５２によってねじ部４２に圧油が進入することが阻止されるために、ニードル弁４４の緩み止めを確実に行うことができる。
【００３２】
従って、本実施の形態では、従来技術のような六角ナット等のロックリング９が不要となり、ロックリング９を締め付ける作業をなくすことにより、油圧シリンダ１０の設置時における作業工数を削減することができる。
【００３３】
また、本実施の形態では、ロッドカバー１６またはヘッドカバーの狭小な上面部１６ａに圧油給排ポート３０とクッション機構２４とを併設することにより、油圧シリンダ１０全体の小型化を図ることができる。
【００３４】
さらに、本実施の形態では、クッション機構２４を構成するニードル弁４４の一端部がロッドカバー１６およびヘッドカバーの上面部１６ａから外部に向かって突出することないため、圧油給排ポート３０に対する配管作業を簡便に行うことができる。
【００３５】
【発明の効果】
本発明によれば、以下の効果が得られる。
【００３６】
すなわち、ねじ孔に連通する孔部の内壁面との摩擦係数を増大させる第１リング体と、流体がねじ部側に進入することを阻止する第２リング体との共働作用下に絞り弁の緩み止め機能が発揮されることにより、従来技術のようなロックリングが不要となり、ロックリングの締付作業をなくすことにより、流体機器の設置時における作業工数を削減することができる。
【００３７】
また、絞り弁の大気側の一端部が流体機器の側面部から外部に向かって突出することがないため、流体機器に対する配管作業を簡便に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る流体機器のクッション機構が適用された油圧シリンダの縦断面図である。
【図２】図２のＩＩ−ＩＩ線に沿った縦断面図である。
【図３】図２の部分拡大縦断面図である。
【図４】クッション機構の動作を示す動作説明図である。
【図５】比較例に係るクッション機構の一部省略縦断面図である。
【図６】従来技術に係るクッションバルブの縦断面図である。
【図７】図６のＶＩＩ−ＶＩＩ線に沿った縦断面図である。
【符号の説明】
１０…油圧シリンダ１２…シリンダチューブ
１４、１４ａ、１４ｂ…シリンダ室１６…ロッドカバー
１８…ピストン２０…ピストンロッド
２２…クッションリング２４…クッション機構
３０…圧油給排ポート３６…連通孔
４０…ねじ孔４２…ねじ部
４４…ニードル弁４６…テーパ部
４８…通路５０、５２…リング体
５４…孔部

Claims

流体通路を流通する流体の流量を絞ることにより、クッション機能を発揮する流体機器のクッション機構において、
前記流体機器に形成されたねじ孔に螺入されるねじ部を有し、前記流体通路を流通する前記流体の流量を調整する絞り弁と、
前記絞り弁において大気側となる一端部側に装着されたシールリングからなる第１リング体と、
前記絞り弁において前記流体通路側となる他端部側に装着されたシールリングからなる第２リング体と、
を備え、
前記絞り弁の一端部が、前記流体機器の側面に対して外部に突出することがなく、前記側面と略面一に形成されるとともに、前記第１リング体が、前記ねじ孔に連通した第１孔部との間に設けられ、該第１孔部と前記絞り弁との間の摩擦係数を増大させ、前記第２リング体が、前記ねじ孔と連通した第２孔部との間に設けられ、該第２孔部と前記絞り弁との間の摩擦係数を増大させることを特徴とする流体機器のクッション機構。
請求項１記載の機構において、
前記流体機器は油圧シリンダからなり、前記絞り弁はシリンダチューブの端部を閉塞するカバー部材に設けられることを特徴とする流体機器のクッション機構。
請求項１または２記載の機構において、
前記絞り弁は、ニードル弁からなることを特徴とする流体機器のクッション機構。