JP7077249B2

JP7077249B2 - Gas cushion device

Info

Publication number: JP7077249B2
Application number: JP2019020917A
Authority: JP
Inventors: 隆夫伊藤
Original assignee: Aida Engineering Ltd
Current assignee: Aida Engineering Ltd
Priority date: 2018-03-27
Filing date: 2019-02-07
Publication date: 2022-05-30
Anticipated expiration: 2039-02-07
Also published as: JP2019173967A

Description

この発明は、ガスクッション装置に関する。 The present invention relates to a gas cushion device.

産業機械の多くに使用されているばねの代用として、ガス封入式のガスクッションが知られている。ガスクッションは、コイルスプリング等と比較して高荷重（高クッション力）であり、省スペース化を図り易いといった特徴がある。 As a substitute for springs used in many industrial machines, gas-filled gas cushions are known. The gas cushion has a higher load (high cushioning force) than a coil spring or the like, and has a feature that it is easy to save space.

特許文献１～３では、このガスクッションをプレス機械のダイクッションとして用いることが開示されている。 Patent Documents 1 to 3 disclose that this gas cushion is used as a die cushion for a press machine.

特開平５－６９２００号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 5-69200 特開２００５－２９１４７０号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2005-291470 特開２００６－５２８０７２号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2006-527872

ただ、近年の高張力材料のプレス加工や板鍛造に使用されるダイクッションには、より高いクッション力が求められている。そのため、ガスクッションでは能力が足りないことがある。所望のクッション力を得るために、ガスクッションを多数配置することも考えられるが、金型の剛性低下を招く場合がある。 However, in recent years, die cushions used for press working of high-tensile materials and plate forging are required to have higher cushioning force. Therefore, the gas cushion may not be sufficient. It is conceivable to arrange a large number of gas cushions in order to obtain a desired cushioning force, but this may lead to a decrease in the rigidity of the mold.

そこで本発明は、高いクッション力が得られるガスクッション装置の提供を目的とする。 Therefore, an object of the present invention is to provide a gas cushion device capable of obtaining a high cushioning force.

本発明のガスクッション装置は、シリンダ２０と、前記シリンダ２０内に摺動可能に嵌合されるピストン３０と、前記シリンダ２０内に封入され、前記ピストン３０を付勢するガスＧと、前記シリンダ２０と前記ピストン３０との嵌合部Ｆ１に潤滑油Ｌを供給する給油機構１１とを備え、前記シリンダ２０と前記ピストン３０とが締まり嵌め状態で嵌合されていることを特徴としている。 The gas cushion device of the present invention includes a cylinder 20, a piston 30 slidably fitted in the cylinder 20, a gas G sealed in the cylinder 20 and urging the piston 30, and the cylinder. A lubrication mechanism 11 for supplying the lubricating oil L to the fitting portion F1 between the 20 and the piston 30 is provided, and the cylinder 20 and the piston 30 are fitted in a tightly fitted state.

なお、「締まり嵌め」とは、ＪＩＳＢ０４０１－１（１９８８）「寸法公差及びはめあいの方式第１部：公差，寸法差及びはめあいの基礎」の「しまりばめ（ｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅｆｉｔ）：穴と軸とを組み立てたときに，常にしめしろができる嵌め合い」のことを言う。 "Tightening fit" means "interference fit" in JIS B0401-1 (1988) "Dimensional tolerance and fitting method Part 1: Tolerance, dimensional difference and fitting basics": Hole and shaft. When assembling, it is a fitting that can always be squeezed. "

また、前記ピストン３０が前記シリンダ２０内から外に向かって縮径していることが好ましい。 Further, it is preferable that the piston 30 has a reduced diameter from the inside to the outside of the cylinder 20.

また、締まり嵌めによる摩擦力が、前記ガスＧによる反発力より小であることが好ましい。 Further, it is preferable that the frictional force due to the tight fitting is smaller than the repulsive force due to the gas G.

また、前記シリンダ２０と前記ピストン３０との間に、前記ピストン３０の押し込みに伴って容積を大きくし、前記ピストン３０の引き出しによって容積を小さくする空間Ｐが形成され、この空間Ｐが前記給油機構１１のポンプを構成していることが好ましい。 Further, a space P is formed between the cylinder 20 and the piston 30 to increase the volume as the piston 30 is pushed in and to reduce the volume by pulling out the piston 30, and this space P is the refueling mechanism. It is preferable to configure 11 pumps.

また、前記シリンダ２０Ａが、前記嵌合部Ｆ１において、ピストン摺動方向に並ぶ複数の第１凹部２２ｇを備えており、前記ピストン３０Ａが、前記嵌合部Ｆ１において、ピストン摺動方向に並ぶ複数の第２凹部３１ａを備えており、前記第１凹部２２ｇ、２２ｇ間に第１嵌合面２２ｈが形成され、前記第２凹部３１ａ、３１ａ間に第２嵌合面３１ｂが形成されていることが好ましい。 Further, the cylinder 20A includes a plurality of first recesses 22g arranged in the piston sliding direction in the fitting portion F1, and a plurality of pistons 30A arranged in the piston sliding direction in the fitting portion F1. The second recess 31a is provided, the first fitting surface 22h is formed between the first recesses 22g and 22g, and the second fitting surface 31b is formed between the second recesses 31a and 31a. Is preferable.

また、ピストン摺動方向における複数の第１凹部２２ｇの幅Ｌ１１が互いに等しく、ピストン摺動方向における複数の第２凹部３１ａの幅Ｌ２１が互いに等しく、前記１つの第１凹部２２ｇの幅Ｌ１１と前記１つの第１嵌合面２２ｈの幅Ｌ１２との和Ｌ１３と、前記１つの第２凹部３１ａの幅Ｌ２１と前記１つの第２嵌合面３１ｂの幅Ｌ２２との和Ｌ２３とが等しいことが好ましい。 Further, the widths L11 of the plurality of first recesses 22g in the piston sliding direction are equal to each other, the widths L21 of the plurality of second recesses 31a in the piston sliding direction are equal to each other, and the width L11 of the one first recess 22g and the said. It is preferable that the sum L13 of the width L12 of one first fitting surface 22h and the sum L23 of the width L21 of the one second recess 31a and the width L22 of the one second fitting surface 31b are equal. ..

また、前記第１凹部２２ｇの幅Ｌ１１と前記第２凹部３１ａの幅Ｌ２１とが等しく、前記第１凹部２２ｇの幅Ｌ１１が、前記第１嵌合面２２ｈの幅Ｌ１２より大とされていることが好ましい。 Further, the width L11 of the first recess 22g and the width L21 of the second recess 31a are equal, and the width L11 of the first recess 22g is larger than the width L12 of the first fitting surface 22h. Is preferable.

もしくは、前記第１凹部２２ｇの幅Ｌ１１と前記第２凹部３１ａの幅Ｌ２１とが等しく、前記第１凹部２２ｇの幅Ｌ１１と前記１嵌合面２２ｈの幅Ｌ１２とが等しいことが好ましい。 Alternatively, it is preferable that the width L11 of the first recess 22g and the width L21 of the second recess 31a are equal, and the width L11 of the first recess 22g and the width L12 of the one fitting surface 22h are equal.

また、ピストン摺動方向における複数の第１凹部２２ｇの幅Ｌ１１が互いに等しく、ピストン摺動方向における複数の第２凹部３１ａの幅Ｌ２１が互いに等しく、ピストン摺動方向における複数の第１嵌合面２２ｈの幅Ｌ１２が互いに等しく、ピストン摺動方向における複数の第２嵌合面３１ｂの幅Ｌ２２が互いに等しく、前記第１嵌合面２２ｈの幅Ｌ１２と前記第２嵌合面３１ｂの幅Ｌ２２とが等しく、前記第１凹部２２ｇの幅Ｌ１１と前記第２凹部３１ａの幅Ｌ２１のどちらか一方が前記第１嵌合面２２ｈの幅Ｌ１２と等しく、他方が前記第１嵌合面２２ｈの幅Ｌ１２の２の倍数倍とされていても良い。 Further, the widths L11 of the plurality of first recesses 22g in the piston sliding direction are equal to each other, the widths L21 of the plurality of second recesses 31a in the piston sliding direction are equal to each other, and the plurality of first fitting surfaces in the piston sliding direction are equal to each other. The widths L12 of 22h are equal to each other, the widths L22 of the plurality of second fitting surfaces 31b in the piston sliding direction are equal to each other, and the width L12 of the first fitting surface 22h and the width L22 of the second fitting surface 31b are equal to each other. Is equal, one of the width L11 of the first recess 22g and the width L21 of the second recess 31a is equal to the width L12 of the first fitting surface 22h, and the other is the width L12 of the first fitting surface 22h. It may be a multiple of 2 of.

本発明のガスクッション装置によれば、ピストンがシリンダへ押し込まれる際には、ガスによる反発力（ガスクッション力）に加えて、シリンダの内面とピストンの外面の締まり嵌めによる摩擦力（摩擦クッション力）が得られる。そのため、ガスの反発力のみでクッション力を得ようとする従来のガスクッション装置に比べて、高いクッション力を得ることができる。また、摺動に伴い摩擦熱が生じるが、嵌合部に潤滑油を供給する給油機構を備えているため、嵌合部を冷却することができ、焼き付きやかじりつきを防止し、長期に亘って安定した摩擦クッション力が得られる。 According to the gas cushioning device of the present invention, when the piston is pushed into the cylinder, in addition to the repulsive force (gas cushioning force) due to the gas, the frictional force (friction cushioning force) due to the tight fitting of the inner surface of the cylinder and the outer surface of the piston. ) Is obtained. Therefore, a higher cushioning force can be obtained as compared with a conventional gas cushioning device that seeks to obtain a cushioning force only by the repulsive force of gas. In addition, although frictional heat is generated due to sliding, the fitting part can be cooled because it is equipped with a lubrication mechanism that supplies lubricating oil to the fitting part, preventing seizure and galling, and for a long period of time. A stable friction cushioning force can be obtained.

また、ガスクッションは、ピストンの押し込みに伴ってクッション力が増加する。特に小型化を図ったものについては、押し込み量に対するクッション力の増加率が大きい。クッション力が大きく変わると、例えばワークの押え力が不適切となってワークの割れや亀裂の原因となるが、ピストンが、シリンダ内から外に向かって縮径していれば、ピストンの押し込みに伴い、締まり嵌めによる摩擦クッション力が減少する。そのため、ガスクッション力と摩擦クッション力との和では、クッション力の増加率を小さくしたり、無くしたり、また反対にクッション力を減少させることもできる。 In addition, the cushioning force of the gas cushion increases as the piston is pushed in. In particular, for those that have been made smaller, the rate of increase in cushioning force with respect to the amount of pushing is large. If the cushioning force changes significantly, for example, the pressing force of the work becomes inappropriate and causes cracks or cracks in the work. As a result, the friction cushioning force due to the tight fit is reduced. Therefore, the sum of the gas cushioning force and the friction cushioning force can reduce or eliminate the increase rate of the cushioning force, and conversely, the cushioning force can be decreased.

ところで、シリンダの内面とピストンの外面の締まり嵌めによる摩擦力は、常にシリンダとピストンの相対運動を妨げる方向に作用する。即ち、ガスクッション力が常にシリンダからピストンを引き出す（押し出す）方向に作用するのに対し、前記締まり嵌めによる摩擦力はシリンダからピストンが引き出される際には、シリンダにピストンを押し込む方向に（引き出しに抵抗するように）作用する。ただ、締まり嵌めによる摩擦力が、ガスによる反発力より小であれば、ピストンの押し込みを止めることで、ピストンは押し込み前の元の位置に自動的に戻る。そのため、別途、ピストンを戻すための装置等を設ける必要が無い。 By the way, the frictional force due to the tight fitting between the inner surface of the cylinder and the outer surface of the piston always acts in a direction that hinders the relative movement between the cylinder and the piston. That is, the gas cushioning force always acts in the direction of pulling out (pushing out) the piston from the cylinder, whereas the frictional force due to the tightening fit is in the direction of pushing the piston into the cylinder (to pull out) when the piston is pulled out from the cylinder. Acts (to resist). However, if the frictional force due to the tight fit is smaller than the repulsive force due to the gas, the piston automatically returns to its original position before being pushed in by stopping the pushing of the piston. Therefore, it is not necessary to separately provide a device or the like for returning the piston.

シリンダとピストンとの間に、ピストンの押し込みに伴って容積を大きくし、ピストンの引き出しによって容積を小さくする空間が形成され、この空間が前記給油機構のポンプを構成していれば、別途、嵌合部に潤滑油を供給するためのポンプを設ける必要が無い。 A space is formed between the cylinder and the piston to increase the volume as the piston is pushed in and to reduce the volume by pulling out the piston. If this space constitutes the pump of the lubrication mechanism, it is fitted separately. It is not necessary to provide a pump for supplying lubricating oil to the joint.

前記シリンダが、前記嵌合部において、ピストン摺動方向に並ぶ複数の第１凹部を備えており、前記ピストンが、前記嵌合部において、ピストン摺動方向に並ぶ複数の第２凹部を備えており、前記第１凹部間に第１嵌合面が形成され、前記第２凹部間に第２嵌合面が形成されていれば、ピストンの押し込みに伴って、第１嵌合面と第２嵌合面との嵌合部の面積が変化することとなり、摩擦クッション力に強弱をつけることができる。 The cylinder has a plurality of first recesses aligned in the piston sliding direction in the fitting portion, and the piston has a plurality of second recesses aligned in the piston sliding direction in the fitting portion. If the first fitting surface is formed between the first recesses and the second fitting surface is formed between the second recesses, the first fitting surface and the second fitting surface and the second fitting surface are formed as the piston is pushed in. The area of the fitting portion with the fitting surface changes, and the friction cushioning force can be adjusted.

ピストン摺動方向における複数の第１凹部の幅が互いに等しく、ピストン摺動方向における複数の第２凹部の幅が互いに等しく、ピストン摺動方向における複数の第１嵌合面の幅が互いに等しく、ピストン摺動方向における複数の第２嵌合面の幅が互いに等しく、前記１つの第１凹部の幅と前記１つの第１嵌合面との幅の和と、前記１つの第２凹部の幅と前記１つの第２嵌合面の幅との和とが等しければ、等周期で増減する摩擦クッション力を得ることができる。 The widths of the plurality of first recesses in the piston sliding direction are equal to each other, the widths of the plurality of second recesses in the piston sliding direction are equal to each other, and the widths of the plurality of first fitting surfaces in the piston sliding direction are equal to each other. The widths of the plurality of second fitting surfaces in the piston sliding direction are equal to each other, the sum of the widths of the one first recess and the widths of the one first fitting surface, and the width of the one second recess. If the sum of the sum and the width of the one second fitting surface is equal to each other, a friction cushioning force that increases or decreases at an equal cycle can be obtained.

前記第１凹部の幅と前記第２凹部の幅とが等しく、前記第１凹部の幅が、前記第１嵌合面の幅より大とされていれば、第１嵌合面と第２嵌合面との嵌合部が形成されない区間を等周期に生じさせることができる。 If the width of the first recess is equal to the width of the second recess and the width of the first recess is larger than the width of the first fitting surface, the first fitting surface and the second fitting surface are fitted. It is possible to generate sections in which the fitting portion with the mating surface is not formed at equal intervals.

前記第１凹部の幅と前記第２凹部の幅とが等しく、前記第１凹部の幅と前記１嵌合面の幅とが等しければ、三角波状に変化する摩擦クッション力を得ることができる。 If the width of the first recess is equal to the width of the second recess and the width of the first recess is equal to the width of the one fitting surface, a friction cushioning force that changes in a triangular wave shape can be obtained.

ピストン摺動方向における複数の第１凹部の幅が互いに等しく、ピストン摺動方向における複数の第２凹部の幅が互いに等しく、ピストン摺動方向における複数の第１嵌合面の幅が互いに等しく、ピストン摺動方向における複数の第２嵌合面の幅が互いに等しく、前記第１嵌合面の幅と前記第２嵌合面の幅とが等しく、前記第１凹部の幅と前記第２凹部の幅のどちらか一方が前記第１嵌合面の幅と等しく、他方が前記第１嵌合面の幅の２の倍数倍とされていれば、第１嵌合面と第２嵌合面との嵌合部の面積は一定となる。ただし、この場合、同じ第１嵌合面が連続して第２嵌合面と嵌合することが無いため、冷却面では有利となる。 The widths of the plurality of first recesses in the piston sliding direction are equal to each other, the widths of the plurality of second recesses in the piston sliding direction are equal to each other, and the widths of the plurality of first fitting surfaces in the piston sliding direction are equal to each other. The widths of the plurality of second fitting surfaces in the piston sliding direction are equal to each other, the width of the first fitting surface and the width of the second fitting surface are equal to each other, and the width of the first concave portion and the second concave portion are equal to each other. If either one of the widths is equal to the width of the first fitting surface and the other is a multiple of 2 of the width of the first fitting surface, the first fitting surface and the second fitting surface are used. The area of the fitting portion with and is constant. However, in this case, since the same first fitting surface does not continuously fit with the second fitting surface, it is advantageous in terms of cooling surface.

この発明のガスクッション装置を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the gas cushion device of this invention. 図２Ａはシリンダの断面図であり、図２Ｂはピストンの断面図である。FIG. 2A is a cross-sectional view of the cylinder, and FIG. 2B is a cross-sectional view of the piston. 図３Ａはピストン下降時の断面図、図３Ｂはピストン上昇時の断面図である。FIG. 3A is a cross-sectional view when the piston is lowered, and FIG. 3B is a cross-sectional view when the piston is raised. 実施例１のクッション力を示すグラフである。It is a graph which shows the cushioning force of Example 1. FIG. 実施例２のクッション力を示すグラフである。It is a graph which shows the cushioning force of Example 2. FIG. 実施例３のクッション力を示すグラフである。It is a graph which shows the cushioning force of Example 3. FIG. ガスクッション装置を組み込んだプレス機械を示す概略図であって、図７Ａが本発明のガスクッション装置を組み込んだもの、図７Ｂが従来のガスクッション装置を組み込んだものである。FIG. 7A is a schematic view showing a press machine incorporating a gas cushion device, in which FIG. 7A incorporates the gas cushion device of the present invention, and FIG. 7B incorporates a conventional gas cushion device. ガスクッション装置を組み込んだプレス機械を示す概略図であって、図８Ａが本発明のガスクッション装置を組み込んだもの、図８Ｂが従来のガスクッション装置を組み込んだものである。FIG. 8A is a schematic view showing a press machine incorporating a gas cushion device, in which FIG. 8A incorporates the gas cushion device of the present invention, and FIG. 8B incorporates a conventional gas cushion device. この発明の異なる実施形態に係るガスクッション装置を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the gas cushion device which concerns on a different embodiment of this invention. 図１０Ａは第１凹部を設けたシリンダを示す要部断面図、図１０Ｂは第１凹部の拡大図、図１０Ｃは第２凹部を設けたピストンを示す要部断面図、図１０Ｄは第２凹部の拡大図である。10A is a sectional view of a main part showing a cylinder provided with a first concave portion, FIG. 10B is an enlarged view of the first concave portion, FIG. 10C is a sectional view of a main part showing a piston provided with a second concave portion, and FIG. 10D is a second concave portion. It is an enlarged view of. ピストンの押し込みによる嵌合部の変化を示す要部断面図である。It is sectional drawing of the main part which shows the change of the fitting part by pushing the piston. 図９に示すガスクッション装置のクッション力を示すグラフである。It is a graph which shows the cushioning force of the gas cushioning apparatus shown in FIG. 図１３Ａはシリンダとピストンとの嵌合部の他のバリエーションを示す断面図、図１３Ｂはその嵌合部で得られる摩擦クッション力を示すグラフである。FIG. 13A is a cross-sectional view showing another variation of the fitting portion between the cylinder and the piston, and FIG. 13B is a graph showing the friction cushioning force obtained at the fitting portion. 図１４Ａはシリンダとピストンとの嵌合部のさらに他のバリエーションを示す断面図、図１４Ｂはその嵌合部で得られる摩擦クッション力を示すグラフである。FIG. 14A is a cross-sectional view showing still another variation of the fitting portion between the cylinder and the piston, and FIG. 14B is a graph showing the friction cushioning force obtained at the fitting portion. 図１５Ａはシリンダとピストンとの嵌合部のさらに他のバリエーションを示す断面図、図１５Ｂはその嵌合部で得られる摩擦クッション力を示すグラフである。FIG. 15A is a cross-sectional view showing still another variation of the fitting portion between the cylinder and the piston, and FIG. 15B is a graph showing the friction cushioning force obtained at the fitting portion. 図１６Ａはシリンダとピストンとの嵌合部のさらに他のバリエーションを示す断面図、図１６Ｂはその嵌合部で得られる摩擦クッション力を示すグラフである。FIG. 16A is a cross-sectional view showing still another variation of the fitting portion between the cylinder and the piston, and FIG. 16B is a graph showing the friction cushioning force obtained at the fitting portion.

図１～３に示すガスクッション装置１０は、シリンダ２０と、シリンダ２０内に摺動可能に嵌合されるピストン３０と、シリンダ２０内に封入され、ピストン３０を付勢するガスＧと、シリンダ２０とピストン３０との嵌合部Ｆ１に潤滑油Ｌを供給する給油機構１１とを備えている。また、シリンダ２０とピストン３０とが締まり嵌め状態で嵌合されている。すなわち、このガスクッション装置１０は、ガスＧによるガスクッション機構１２と、締まり嵌めによる摩擦クッション機構１３とを備えている。そして、ガスＧによる反発力（ガスクッション力）と、締まり嵌めによる摩擦力（摩擦クッション力）とが得られるようになっている。以下、各構成部品について詳細に説明していくが、説明中における「上下」や「左右」は、図における上下又は左右であって、使用状態における方向を定めるものではない。 The gas cushion device 10 shown in FIGS. 1 to 3 includes a cylinder 20, a piston 30 slidably fitted in the cylinder 20, a gas G enclosed in the cylinder 20 and urging the piston 30, and a cylinder. A lubrication mechanism 11 for supplying the lubricating oil L to the fitting portion F1 between the 20 and the piston 30 is provided. Further, the cylinder 20 and the piston 30 are fitted in a tightly fitted state. That is, the gas cushion device 10 includes a gas cushion mechanism 12 by gas G and a friction cushion mechanism 13 by tightening and fitting. Then, the repulsive force (gas cushioning force) due to the gas G and the frictional force (friction cushioning force) due to the tight fitting can be obtained. Hereinafter, each component will be described in detail, but the "upper and lower" and "left and right" in the description are the upper and lower or the left and right in the figure, and do not determine the direction in the used state.

まず、ガスクッション機構１２について説明する。ガスクッション機構１２は、図１に示すように、シリンダ２０内にピストン３０を挿入するとともに、シリンダ２０とピストン３０とで構成される封入室ＳにガスＧを封入することで構成されている。 First, the gas cushion mechanism 12 will be described. As shown in FIG. 1, the gas cushion mechanism 12 is configured by inserting the piston 30 into the cylinder 20 and enclosing the gas G in the encapsulation chamber S composed of the cylinder 20 and the piston 30.

シリンダ２０は、ピストン３０を収容する本体部２１と、本体部２１の上端に設けられた内向きフランジ部２２と、本体部２１の下端を塞ぐ蓋部２３とを備えている。具体的に説明すると、本体部２１は、軸方向両端部に開口２１ａ、２２ａを有する略円筒状とされている。内向きフランジ部２２は、本体部２１の上端から径内方向に向かって延びており、上方側の開口２２ａの径を狭めている。内向きフランジ部２２の内周面は、後述するピストン３０の軸部３１の外周面（ピストン側嵌合部Ｆｐ）と嵌合するシリンダ側嵌合部Ｆｓと、シリンダ側嵌合部Ｆｓよりも内径が大きく、ピストン側嵌合部Ｆｐとの間に隙間を形成する環状凹溝２２ｃと、内向きフランジ部２２の内周面とピストン３０の軸部３１の外周面との間をシールするシール材を保持するためのシール保持部２２ｆとに大別されている（図２Ａ参照）。蓋部２３は略円板状であって、本体部２１の下方側の開口２１ａを塞いでいる。 The cylinder 20 includes a main body portion 21 for accommodating the piston 30, an inward flange portion 22 provided at the upper end of the main body portion 21, and a lid portion 23 for closing the lower end of the main body portion 21. More specifically, the main body 21 has a substantially cylindrical shape having openings 21a and 22a at both ends in the axial direction. The inward flange portion 22 extends inward in diameter from the upper end of the main body portion 21 and narrows the diameter of the opening 22a on the upper side. The inner peripheral surface of the inward flange portion 22 is larger than the cylinder side fitting portion Fs that fits with the outer peripheral surface (piston side fitting portion Fp) of the shaft portion 31 of the piston 30 described later and the cylinder side fitting portion Fs. A seal that seals between the annular groove 22c, which has a large inner diameter and forms a gap between the fitting portion Fp on the piston side, and the inner peripheral surface of the inward flange portion 22 and the outer peripheral surface of the shaft portion 31 of the piston 30. It is roughly classified into a seal holding portion 22f for holding the material (see FIG. 2A). The lid portion 23 has a substantially disk shape and closes the opening 21a on the lower side of the main body portion 21.

ピストン３０は、シリンダ２０から出入りする軸部３１と、ガスＧの圧力を受けるピストン本体部３２とを備えている。具体的に説明すると、軸部３１は、上端が塞がれた略円筒状であって、その外径はシリンダ２０の上方側の開口２２ａ径と略同径とされている。ピストン本体部３２は、軸部３１の下端から径外方向に延びており、その外径はシリンダ２０の本体部２１の内径と略同径とされている。 The piston 30 includes a shaft portion 31 that enters and exits from the cylinder 20, and a piston body portion 32 that receives the pressure of the gas G. Specifically, the shaft portion 31 has a substantially cylindrical shape with the upper end closed, and its outer diameter is substantially the same as the diameter of the opening 22a on the upper side of the cylinder 20. The piston main body portion 32 extends in the outer diameter direction from the lower end of the shaft portion 31, and the outer diameter thereof is substantially the same as the inner diameter of the main body portion 21 of the cylinder 20.

封入室Ｓは、シリンダ２０の蓋部２３の内面（上面）、本体部２１の内周面、ピストン３０のピストン本体部３２の下面、中空とされた軸部３１の内面によって構成されている。封入室Ｓからのガス漏れを防止するため、部品間にはシールが施されている。具体的には、蓋部２３の外周面と本体部２１の内周面との間、本体部２１の内周面とピストン本体部３２の外周面との間に、それぞれシールリングやガスケットによるシール材が施されている。 The sealing chamber S is composed of an inner surface (upper surface) of the lid portion 23 of the cylinder 20, an inner peripheral surface of the main body portion 21, a lower surface of the piston main body portion 32 of the piston 30, and an inner surface of the hollow shaft portion 31. In order to prevent gas leakage from the encapsulation chamber S, a seal is provided between the parts. Specifically, a seal ring or a gasket is used to seal between the outer peripheral surface of the lid 23 and the inner peripheral surface of the main body 21, and between the inner peripheral surface of the main body 21 and the outer peripheral surface of the piston main body 32, respectively. The material is applied.

蓋部２３に設けられた注入弁２３ａから封入室ＳにガスＧが充填されると、ガスＧの圧力によってピストン３０が上方に付勢される。そして、この付勢力がガスクッション力の初期値となる。ピストン３０がシリンダ２０内に押し込まれると、封入室Ｓの容積が小さくなってガスＧが圧縮される。その結果、ガスクッション力は上昇する。以上が、ガスクッション機構１２の構成及び機能である。 When the encapsulation chamber S is filled with the gas G from the injection valve 23a provided in the lid portion 23, the piston 30 is urged upward by the pressure of the gas G. Then, this urging force becomes the initial value of the gas cushioning force. When the piston 30 is pushed into the cylinder 20, the volume of the encapsulation chamber S becomes small and the gas G is compressed. As a result, the gas cushioning force increases. The above is the configuration and function of the gas cushion mechanism 12.

続いて、摩擦クッション機構１３について説明する。本発明のガスクッション装置１０では、摩擦クッション力を得るために、シリンダ２０の内向きフランジ部２２の内周面と、ピストン３０の軸部３１の外周面とを締まり嵌め状態に嵌合している。具体的には、軸部３１の外径を、シリンダ２０の上方側の開口２２ａ（シリンダ側嵌合部Ｆｓ）の内径よりも僅かに大きくし、締め代を持った嵌め合いとしている。締め代分は、開口２２ａが弾性的に拡径し、軸部３１が弾性的に縮径することで吸収される。従って、ピストン３０はシリンダ２０に対して摺動可能な状態を維持し続ける。 Subsequently, the friction cushion mechanism 13 will be described. In the gas cushioning device 10 of the present invention, in order to obtain a friction cushioning force, the inner peripheral surface of the inward flange portion 22 of the cylinder 20 and the outer peripheral surface of the shaft portion 31 of the piston 30 are tightly fitted and fitted. There is. Specifically, the outer diameter of the shaft portion 31 is slightly larger than the inner diameter of the opening 22a (cylinder side fitting portion Fs) on the upper side of the cylinder 20, so that the fitting has a tightening allowance. The tightening allowance is absorbed by elastically expanding the diameter of the opening 22a and elastically reducing the diameter of the shaft portion 31. Therefore, the piston 30 continues to maintain a slidable state with respect to the cylinder 20.

また、ピストン３０の軸部３１は、図２Ｂに示すように、軸方向において、シリンダ２０内から外に向かって縮径している。なお、図２Ｂでは、縮径の程度を誇張して描いている。このように形成すると、ピストン３０の押し込み量が大きくなるにつれて締め代が徐々に小さくなり、嵌合部Ｆ１で生じる摩擦力が徐々に小さくなる。その結果、ピストン３０の押し込みに伴うガスクッション力の変化（増加）を、摩擦クッション力の変化によって小さく、若しくは相殺させることができる。 Further, as shown in FIG. 2B, the shaft portion 31 of the piston 30 has a diameter reduced from the inside to the outside of the cylinder 20 in the axial direction. In FIG. 2B, the degree of diameter reduction is exaggerated. When formed in this way, the tightening allowance gradually decreases as the pushing amount of the piston 30 increases, and the frictional force generated in the fitting portion F1 gradually decreases. As a result, the change (increase) in the gas cushioning force due to the pushing of the piston 30 can be made small or offset by the change in the friction cushioning force.

締まり嵌めによる摩擦力としては、ガスクッション力（ガスによる反発力）よりも小とすることが好ましい。ガスクッション装置１０をプレス機械に組み込んだ場合、プレス加工の過程でピストン３０が押し込まれるが、ガスクッション力によってピストン３０が自動的に押し込み前の元の位置に戻るためである。 The frictional force due to tight fitting is preferably smaller than the gas cushioning force (repulsive force due to gas). This is because when the gas cushioning device 10 is incorporated in the press machine, the piston 30 is pushed in during the pressing process, but the piston 30 automatically returns to the original position before pushing due to the gas cushioning force.

ところで、ピストン３０が摺動すると嵌合部Ｆ１に摩擦熱が生じる。そのため、このガスクッション装置１０は、摩擦熱を取り除くとともに、ピストン３０の焼き付きを防止するため、嵌合部Ｆ１に給油する給油機構１１を備えている。具体的に説明すると、図２Ａに示すように、まずシリンダ側嵌合部（開口２２ａの内面）Ｆｓに、潤滑油Ｌを通すための油溝２２ｂが設けられている。この油溝２２ｂは馬目地状に設けられている。但し、螺旋状や格子状であっても良い。 By the way, when the piston 30 slides, frictional heat is generated in the fitting portion F1. Therefore, the gas cushion device 10 is provided with a refueling mechanism 11 for refueling the fitting portion F1 in order to remove frictional heat and prevent seizure of the piston 30. Specifically, as shown in FIG. 2A, first, an oil groove 22b for passing the lubricating oil L is provided in the cylinder side fitting portion (inner surface of the opening 22a) Fs. The oil groove 22b is provided in the shape of a horse joint. However, it may be spiral or lattice-shaped.

そして油溝２２ｂの下方側は、シリンダ２０の内向きフランジ部２２の下面と、ピストン３０のピストン本体部３２の上面との間に形成された略円環状の空間Ｐに連通している（図３Ａ参照）。シリンダ２０の本体部２１側面には、空間Ｐと外部とを連通する開口２１ｂが設けられており、空間Ｐはこの開口２１ｂを通じてオイルタンク４０に接続されている。 The lower side of the oil groove 22b communicates with a substantially annular space P formed between the lower surface of the inward flange portion 22 of the cylinder 20 and the upper surface of the piston main body portion 32 of the piston 30 (FIG. See 3A). An opening 21b for communicating the space P and the outside is provided on the side surface of the main body 21 of the cylinder 20, and the space P is connected to the oil tank 40 through the opening 21b.

この空間Ｐは、図３Ａ、図３Ｂに示すように、ピストン３０がシリンダ２０内に押し込まれると容積を大きくし、ピストン３０が上昇する（シリンダ２０内から引き出される）と容積を小さくする。従って、ピストン３０が押し込まれたときにオイルタンク４０から潤滑油Ｌを取り込み、ピストン３０が引き出されるときに潤滑油Ｌを吐き出すポンプとして機能する。空間Ｐとオイルタンク４０とはチェックバルブ４１を介して接続されている。チェックバルブ４１は、シリンダ２０に内蔵されていても良い。そのため、潤滑油Ｌは一方向にのみ流れる。具体的には、空間Ｐから油溝２２ｂに向かって流れる。 As shown in FIGS. 3A and 3B, this space P increases the volume when the piston 30 is pushed into the cylinder 20, and decreases the volume when the piston 30 rises (is pulled out from the cylinder 20). Therefore, it functions as a pump that takes in the lubricating oil L from the oil tank 40 when the piston 30 is pushed in and discharges the lubricating oil L when the piston 30 is pulled out. The space P and the oil tank 40 are connected via a check valve 41. The check valve 41 may be built in the cylinder 20. Therefore, the lubricating oil L flows only in one direction. Specifically, it flows from the space P toward the oil groove 22b.

油溝２２ｂの上方側には、シリンダ２０の周方向に連続する環状凹溝２２ｃが設けられている。この環状凹溝２２ｃは、油溝２２ｂを通じてピストン３０の軸部３１全周に分散した潤滑油Ｌをまとめる部位となる。また、シリンダ２０の内向きフランジ部２２には、環状凹溝２２ｃと外部とを連通する開口２２ｄが設けられている。この開口２２ｄは、チェックバルブ４２と冷却器４３とを介してオイルタンク４０へと通じている。そのため、油溝２２ｂを流れた潤滑油Ｌは、環状凹溝２２ｃを経てオイルタンク４０へと戻る。なお、環状凹溝２２ｃの上方側にはシールリングやガスケットなどのシール材が設けられており、シリンダ２０の内向きフランジ部２２の内周面とピストン３０の軸部３１の外周面との間からの潤滑油Ｌの漏れを防止している。 An annular concave groove 22c continuous in the circumferential direction of the cylinder 20 is provided on the upper side of the oil groove 22b. The annular groove 22c serves as a portion for collecting the lubricating oil L dispersed all around the shaft portion 31 of the piston 30 through the oil groove 22b. Further, the inward flange portion 22 of the cylinder 20 is provided with an opening 22d for communicating the annular groove 22c and the outside. The opening 22d leads to the oil tank 40 via the check valve 42 and the cooler 43. Therefore, the lubricating oil L that has flowed through the oil groove 22b returns to the oil tank 40 via the annular concave groove 22c. A sealing material such as a seal ring or a gasket is provided on the upper side of the annular groove 22c, and is between the inner peripheral surface of the inward flange portion 22 of the cylinder 20 and the outer peripheral surface of the shaft portion 31 of the piston 30. It prevents the lubricating oil L from leaking from.

このように、ピストン３０の昇降動作に合わせて潤滑油Ｌが自動的に嵌合部Ｆ１に供給されるため、別途、循環用のポンプ等を設ける必要が無い。特に、摩擦クッション力がガスクッション力よりも小とされていれば、ピストン３０を押し込むだけでポンプ機能を発揮させることができる。なお、常時、潤滑油経路を確保するため、開口２１ｂをピストン３０で塞がないよう、シリンダ２０の内向きフランジ部２２の下面に、間隔保持部としての突起２２ｅを設けておく。 As described above, since the lubricating oil L is automatically supplied to the fitting portion F1 in accordance with the ascending / descending operation of the piston 30, it is not necessary to separately provide a circulation pump or the like. In particular, if the friction cushioning force is smaller than the gas cushioning force, the pump function can be exerted only by pushing the piston 30. In order to always secure the lubricating oil path, a protrusion 22e as a gap holding portion is provided on the lower surface of the inward flange portion 22 of the cylinder 20 so that the opening 21b is not blocked by the piston 30.

給油機構１１の説明は以上であるが、この他、焼き付き防止や磨耗防止のために、シリンダ側嵌合部Ｆｓに、ラジカル窒化処理等の硬化処理を施すことが好ましい。表面硬さは、ロックウェルＣスケール（ＨＲＣ）で４５～４９程度とすることが好ましい。また、ピストン側嵌合部Ｆｐである軸部３１の外周面に、低温ＴｉＣコーティング等の硬化処理を施すことが好ましい。表面硬さはロックウェルＣスケール（ＨＲＣ）で５５～６５程度とすることが好ましい。 The refueling mechanism 11 has been described above, but in addition to this, in order to prevent seizure and wear, it is preferable to perform a hardening treatment such as radical nitriding treatment on the cylinder side fitting portion Fs. The surface hardness is preferably about 45 to 49 on the Rockwell C scale (HRC). Further, it is preferable to apply a curing treatment such as a low temperature TiC coating to the outer peripheral surface of the shaft portion 31 which is the piston side fitting portion Fp. The surface hardness is preferably about 55 to 65 on the Rockwell C scale (HRC).

さらに、シリンダ側嵌合部Ｆｓとピストン側嵌合部Ｆｐは、算術平均粗さＲａ０．２μｍ以下と、極めて平滑に仕上げることが好ましい。下限については、油膜維持等のため、算術平均粗さＲａ０．０１μｍ以上とするのが好ましく、加工の容易さからとくに０．０８μｍ以上とするのが好ましい。したがってＲａ０．０１～０．２μｍの範囲、とくにＲａ０．０８～０．２μｍの範囲が好ましい。 Further, it is preferable that the cylinder-side fitting portion Fs and the piston-side fitting portion Fp are finished to be extremely smooth with an arithmetic average roughness Ra of 0.2 μm or less. The lower limit is preferably an arithmetic average roughness Ra of 0.01 μm or more for maintaining an oil film, and particularly preferably 0.08 μm or more for ease of processing. Therefore, the range of Ra 0.01 to 0.2 μm, particularly the range of Ra 0.08 to 0.2 μm is preferable.

また、シリンダ２０とピストン３０とは、熱膨張係数ができるだけ近い材料、若しくは同一材料を用いることが好ましい。これにより熱膨張が生じても同様に膨張するので、摺動摩擦力の変化を抑制することができる。なお、シリンダ２０は炭素鋼、特にＪＩＳ規格のＳＫＤ６１などの合金工具鋼から製造するのが好ましい。また、ピストン３０は炭素鋼、特にＪＩＳ規格のＤＣ５３などの冷間ダイス鋼から製造するのが好ましい。 Further, it is preferable to use a material having a coefficient of thermal expansion as close as possible or the same material for the cylinder 20 and the piston 30. As a result, even if thermal expansion occurs, it expands in the same manner, so that changes in sliding frictional force can be suppressed. The cylinder 20 is preferably manufactured from carbon steel, particularly alloy tool steel such as JIS standard SKD61. Further, the piston 30 is preferably manufactured from carbon steel, particularly cold die steel such as JIS standard DC53.

（実施例１）
以下は、具体的な実施例である。シリンダ２０の本体部２１の内径を１００ｍｍ、シリンダ有効高さ（ピストン本体部３２を突起２２ｅに当接させたときの、蓋部２３の上面からピストン本体部３２の下面までの距離）を１０５ｍｍとし、ピストン３０の軸部３１の内径を５６ｍｍ、ピストン内有効高さ（ピストン３０内に設けられた中空部の上下方向の長さ）を１１０ｍｍとした場合において、ピストン押し下げ前の封入室Ｓの容積は１０９５５９８．８ｍｍ^３である。また、ピストン押し下げ後（３０ｍｍ押し下げ）の封入室Ｓの容積は８５９９７９．４ｍｍ^３である。ガスＧの充填圧を１５．２ＭＰａとした場合、ガスクッション力はピストン押し下げ前で１１９ｋＮ、ピストン押し下げ後で１５２ｋＮとなり、ガスクッション力が３３ｋＮ増加する。 (Example 1)
The following is a specific example. The inner diameter of the main body 21 of the cylinder 20 is 100 mm, and the effective cylinder height (distance from the upper surface of the lid 23 to the lower surface of the piston main body 32 when the piston main body 32 is brought into contact with the protrusion 22e) is 105 mm. When the inner diameter of the shaft portion 31 of the piston 30 is 56 mm and the effective height inside the piston (the length of the hollow portion provided in the piston 30 in the vertical direction) is 110 mm, the volume of the encapsulation chamber S before the piston is pushed down. Is 1095598.88 mm ³ . Further, the volume of the sealing chamber S after pushing down the piston (pushing down by 30 mm) is 859979.4 mm ³ . When the filling pressure of the gas G is 15.2 MPa, the gas cushioning force becomes 119 kN before the piston is pushed down and 152 kN after the piston is pushed down, and the gas cushioning force increases by 33 kN.

一方で、ピストン３０の軸部３１の外径を、ピストン押し下げ前の位置において８０．１４ｍｍ、ピストン押し下げ後の位置において８０．０７ｍｍとなるように軸部３１を勾配一定のテーパ状とし、シリンダ２０の内向きフランジ部２２の内径（シリンダ側嵌合部Ｆｓの内径）を８０ｍｍと一定にし、また嵌め合い長さ（嵌合部Ｆ１の軸方向の長さ）を２５ｍｍとした場合、摩擦クッション力はピストン押し下げ前で６９ｋＮ、ピストン押し下げ後で３５ｋＮとなり、摩擦クッション力が３４ｋＮ減少する。 On the other hand, the cylinder 20 is tapered so that the outer diameter of the shaft portion 31 of the piston 30 is 80.14 mm at the position before the piston is pushed down and 80.07 mm at the position after the piston is pushed down. When the inner diameter of the inward flange portion 22 (inner diameter of the fitting portion Fs on the cylinder side) is fixed at 80 mm and the fitting length (length in the axial direction of the fitting portion F1) is 25 mm, the friction cushioning force is applied. Is 69 kN before the piston is pushed down and 35 kN after the piston is pushed down, and the friction cushioning force is reduced by 34 kN.

そのため、ガスクッション力と摩擦クッション力との和（総合クッション力）は、ピストン押し下げ前後でほとんど変わらず、ほぼ一定のクッション力を得ることができる（図４参照）。 Therefore, the sum of the gas cushioning force and the friction cushioning force (total cushioning force) is almost unchanged before and after the piston is pushed down, and a substantially constant cushioning force can be obtained (see FIG. 4).

なお、摩擦クッション力（摩擦抵抗）Ｆは、締り嵌めにて金属間（摺動面）に発生する面圧ｐと、面圧が作用する面積と、摩擦係数μの積により算出される。嵌め合いにおける締め代δと、発生面圧ｐの関係は数１で示される。 The friction cushioning force (friction resistance) F is calculated by multiplying the surface pressure p generated between the metals (sliding surface) by tightening, the area on which the surface pressure acts, and the friction coefficient μ. The relationship between the tightening allowance δ in fitting and the generated surface pressure p is shown by Equation 1.

ここでδ：締め代、ν_１：ピストンのポアソン比、ν_２：シリンダのポアソン比、Ｅ_１：ピストンのヤング率、Ｄ_１：ピストンの嵌め合い径、Ｅ_２：シリンダのヤング率、Ｄ_２：シリンダの外径である。 Here, δ: tightening allowance, ν ₁ : piston Poisson's ratio, ν ₂ : cylinder Poisson's ratio, E ₁ : piston Young ratio, D ₁ : piston fitting diameter, E ₂ : cylinder Young ratio, D ₂ : The outer diameter of the cylinder.

また、摩擦クッション能力Ｆは、摺動面における面圧ｐと摩擦係数μと摺動面積Ｓとの積となる。摺動面積Ｓはπ×Ｄ_１×Ｌであるので、摩擦クッション能力Ｆは数２で示される。 Further, the friction cushion capacity F is the product of the surface pressure p on the sliding surface, the friction coefficient μ, and the sliding area S. Since the sliding area S is π × D ₁ × L, the friction cushioning capacity F is represented by the equation 2.

［数２］
Ｆ＝ｐ×μ×（π×Ｄ_１×Ｌ）
摩擦係数μはピストンが動いているときは動摩擦係数が採用され、静止している状態から動き出すまでは静止摩擦係数が採用される。また、Ｌは嵌め合い長さ（軸方向）である。 [Number 2]
F = p × μ × (π × D ₁ × L)
As the friction coefficient μ, the dynamic friction coefficient is adopted when the piston is moving, and the static friction coefficient is adopted from the stationary state to the start of movement. Further, L is the fitting length (axial direction).

ところで、摩擦クッション力の最大値は６９ｋＮであって、ガスクッション力の最小値１１９ｋＮよりも小である。従って、ピストン３０は、押し込みを止めると、ガスクッション力によって押し下げ前の元の位置に戻る。 By the way, the maximum value of the friction cushioning force is 69 kN, which is smaller than the minimum value of 119 kN of the gas cushioning force. Therefore, when the pushing is stopped, the piston 30 returns to the original position before being pushed down by the gas cushioning force.

（実施例２）
続いて、総合クッション力がピストン３０を押し込むにつれて減少する実施例について説明する。この実施例では、ピストン３０の軸部３１の外径を、ピストン押し下げ前の位置において８０．１４ｍｍ、ピストン押し下げ後の位置において８０．０３ｍｍとなるように軸部３１を勾配一定のテーパ状としている。なお、他の部位の構成は実施例１と同様である。この場合、摩擦クッション力はピストン押し下げ前で６９ｋＮ、ピストン押し下げ後で１５ｋＮとなる。ガスクッション力は実施例１と同様であるため、総合クッション力は、ピストン押し下げ前で１８８ｋＮ、ピストン押し下げ後で１６７ｋＮとなり、ピストンを押し込むほどクッション力が減少する（図５参照）。 (Example 2)
Subsequently, an embodiment in which the total cushioning force decreases as the piston 30 is pushed in will be described. In this embodiment, the shaft portion 31 is tapered so that the outer diameter of the shaft portion 31 of the piston 30 is 80.14 mm at the position before the piston is pushed down and 80.03 mm at the position after the piston is pushed down. .. The configuration of the other parts is the same as that of the first embodiment. In this case, the friction cushioning force is 69 kN before the piston is pushed down and 15 kN after the piston is pushed down. Since the gas cushioning force is the same as in the first embodiment, the total cushioning force is 188 kN before the piston is pushed down and 167 kN after the piston is pushed down, and the cushioning force decreases as the piston is pushed down (see FIG. 5).

（実施例３）
続いて、総合クッション力がピストン３０を押し込むにつれて増加する実施例について説明する。この実施例では、ピストン３０の軸部３１の外径を、ピストン押し下げ前の位置において８０．１４ｍｍ、ピストン押し下げ後の位置においても８０．１４ｍｍとなるようにしている。すなわち、軸部３１の外径を変化させず一定としている。なお、他の部位の構成は実施例１と同様である。この場合、摩擦クッション力はピストン押し下げ前後で６９ｋＮと変わらない。ガスクッション力は実施例１と同様であるため、総合クッション力は、ピストン押し下げ前で１８８ｋＮ、ピストン押し下げ後で２２１ｋＮとなり、ピストン３０を押し込むほどクッション力が増加する（図６参照）。 (Example 3)
Subsequently, an embodiment in which the total cushioning force increases as the piston 30 is pushed in will be described. In this embodiment, the outer diameter of the shaft portion 31 of the piston 30 is 80.14 mm at the position before the piston is pushed down and 80.14 mm at the position after the piston is pushed down. That is, the outer diameter of the shaft portion 31 is not changed and is constant. The configuration of the other parts is the same as that of the first embodiment. In this case, the friction cushioning force is the same as 69 kN before and after pushing down the piston. Since the gas cushioning force is the same as that of the first embodiment, the total cushioning force is 188 kN before the piston is pushed down and 221 kN after the piston is pushed down, and the cushioning force increases as the piston 30 is pushed down (see FIG. 6).

上記構成のガスクッション装置１０は、例えばプレス機械に組み込まれて使用される。図７Ａは、ガスクッション装置１０を、プレス機械のダイスプリングとして用いた状態を示している。プレス機械５０は、ワークＷを載置するためのダイス５１と、ワークＷを打ち抜くパンチ５２と、ワークＷを押える押え部５３とを備えている。そして、ガスクッション装置１０は、押え部５３に適切な押え力を付加できるよう、押え部５３の背後（上部）に配置されている。図７Ｂは、ガスの反発力のみでクッション力を得る従来のガスクッション装置５４をプレス機械５０に組み込んだ状態を示している。図７Ａのガスクッション装置１０と比較して分かるように、従来のガスクッション装置５４では、必要なクッション力を得るために、本願発明のガスクッション装置１０に比べて外径が大きくなる。この場合、ガスクッション装置５４をパンチ５２から離して配置することになるため、偏心量が大きくなり、押え部５３にクッション力を伝達するときにモーメントが発生し、抜き面の精度を悪化させる場合もある。 The gas cushion device 10 having the above configuration is used by being incorporated in, for example, a press machine. FIG. 7A shows a state in which the gas cushion device 10 is used as a die spring of a press machine. The press machine 50 includes a die 51 for placing the work W, a punch 52 for punching the work W, and a pressing portion 53 for pressing the work W. The gas cushion device 10 is arranged behind (upper part) the pressing portion 53 so that an appropriate pressing force can be applied to the pressing portion 53. FIG. 7B shows a state in which a conventional gas cushioning device 54 that obtains a cushioning force only by a repulsive force of gas is incorporated in a press machine 50. As can be seen in comparison with the gas cushion device 10 of FIG. 7A, the conventional gas cushion device 54 has a larger outer diameter than the gas cushion device 10 of the present invention in order to obtain the required cushioning force. In this case, since the gas cushion device 54 is arranged away from the punch 52, the amount of eccentricity becomes large, and a moment is generated when the cushioning force is transmitted to the holding portion 53, which deteriorates the accuracy of the punched surface. There is also.

図８Ａは本願発明のガスクッション装置１０を、図８Ｂは従来のガスクッション装置５４を、プレス機械５０のダイクッションとして用いた状態を示している。上記の通り、従来のガスクッション装置５４は、必要なクッション力を得るために、本願発明のガスクッション装置１０に比べて外径が大きくなる。その結果、下型のダイス下部抉り込み部５１aが必要となり、下型剛性が低くなって高精度加工が困難になる。なお、いずれの実施例でも、ガスクッションのみで構成されたガスクッション装置に比べて高いクッション力を得ることができるため、金型剛性を上げることが可能であり、また配置するガスクッション装置の数を減らすことができる。また、実施例１のものについては、プレス中に押え力が変わらないため、ワークＷの割れや亀裂の発生を抑制することができる。 FIG. 8A shows a state in which the gas cushion device 10 of the present invention is used, and FIG. 8B shows a state in which the conventional gas cushion device 54 is used as a die cushion of the press machine 50. As described above, the conventional gas cushion device 54 has a larger outer diameter than the gas cushion device 10 of the present invention in order to obtain the required cushioning force. As a result, the lower die lower cutting portion 51a is required, the lower die rigidity is lowered, and high-precision machining becomes difficult. In any of the embodiments, a higher cushioning force can be obtained as compared with the gas cushion device composed of only the gas cushion, so that the mold rigidity can be increased and the number of gas cushion devices to be arranged is increased. Can be reduced. Further, in the case of Example 1, since the pressing force does not change during pressing, it is possible to suppress the occurrence of cracks and cracks in the work W.

次に、パルス波形状の摩擦クッション力が得られるガスクッション装置１０Ａについて説明する。図９及び図１０Ａ、図１０Ｃに示すように、このガスクッション装置１０Ａでは、シリンダ２０Ａが、シリンダ２０Ａとピストン３０Ａの嵌合部Ｆ１において、ピストン摺動方向（シリンダ２０Ａやピストン３０Ａの軸方向）に並ぶ複数の第１凹部２２ｇを備えている。具体的に説明すると、シリンダ２０Ａの内向きフランジ部２２の内周面に第１凹部２２ｇが複数設けられている。より具体的には、シリンダ側嵌合部Ｆｓに第１凹部２２ｇが複数設けられている。第１凹部２２ｇ、２２ｇ間には、ピストン３０Ａ（具体的には後述する第２嵌合面３１ｂ）と締まり嵌め状態に嵌合する第１嵌合面２２ｈが形成されている。また、ピストン３０Ａが、嵌合部Ｆ１において、ピストン摺動方向に並ぶ複数の第２凹部３１ａを備えている。具体的に説明すると、ピストン３０Ａの軸部３１の外周面に第２凹部３１ａが複数設けられている。より具体的には、ピストン側嵌合部Ｆｐに第２凹部３１ａが複数設けられている。第２凹部３１ａ、３１ａ間には、第１嵌合面２２ｈと締まり嵌め状態に嵌合する第２嵌合面３１ｂが形成されている。第１凹部２２ｇと第２凹部３１ａはともに環状であり、周方向に連続している。 Next, the gas cushion device 10A that can obtain the friction cushioning force in the shape of a pulse wave will be described. As shown in FIGS. 9A, 10A, and 10C, in this gas cushion device 10A, the cylinder 20A has a piston sliding direction (axial direction of the cylinder 20A and the piston 30A) at the fitting portion F1 of the cylinder 20A and the piston 30A. It is provided with a plurality of first recesses 22g arranged in line with each other. Specifically, a plurality of first recesses 22g are provided on the inner peripheral surface of the inward flange portion 22 of the cylinder 20A. More specifically, a plurality of first recesses 22g are provided in the cylinder-side fitting portion Fs. Between the first recesses 22g and 22g, a piston 30A (specifically, a second fitting surface 31b described later) and a first fitting surface 22h that fits in a tightly fitted state are formed. Further, the piston 30A includes a plurality of second recesses 31a arranged in the piston sliding direction in the fitting portion F1. Specifically, a plurality of second recesses 31a are provided on the outer peripheral surface of the shaft portion 31 of the piston 30A. More specifically, a plurality of second recesses 31a are provided in the piston-side fitting portion Fp. Between the second recesses 31a and 31a, a first fitting surface 22h and a second fitting surface 31b that fits in a tightly fitted state are formed. Both the first recess 22g and the second recess 31a are annular and continuous in the circumferential direction.

ところで、ピストン摺動方向における複数の第１凹部２２ｇの幅Ｌ１１が互いに等しく、ピストン摺動方向における複数の第２凹部３１ａの幅Ｌ２１が互いに等しく、ピストン摺動方向における複数の第１嵌合面２２ｈの幅Ｌ１２が互いに等しく、ピストン摺動方向における複数の第２嵌合面３１ｂの幅Ｌ２２が互いに等しくされている。また、１つの第１凹部２２ｇの幅Ｌ１１と１つの第１嵌合面２２ｈの幅Ｌ１２の和Ｌ１３と、１つの第２凹部３１ａの幅Ｌ２１と１つの第２嵌合面３１ｂの幅Ｌ２２の和Ｌ２３とが等しくされている。 By the way, the widths L11 of the plurality of first recesses 22g in the piston sliding direction are equal to each other, the widths L21 of the plurality of second recesses 31a in the piston sliding direction are equal to each other, and the plurality of first fitting surfaces in the piston sliding direction are equal to each other. The widths L12 of 22h are equal to each other, and the widths L22 of the plurality of second fitting surfaces 31b in the piston sliding direction are equal to each other. Further, the sum L13 of the width L11 of one first recess 22g and the width L12 of one first fitting surface 22h, the width L21 of one second recess 31a and the width L22 of one second fitting surface 31b. It is equal to the sum L23.

加えて、第１凹部２２ｇの幅Ｌ１１と前記第２凹部３１ａの幅Ｌ２１とが等しく、第１凹部２２ｇの幅Ｌ１１と第１嵌合面２２ｈの幅Ｌ１２とが等しくされている。第１凹部２２ｇの深さＤ１、第２凹部３１ａの深さＤ２はともに締め代以上とされている（図１０Ｂ、図１０Ｄ参照）。従って、図１に示すガスクッション装置１０では、嵌合部Ｆ１全体が締まり嵌め状態に嵌合していたが、このガスクッション装置１０Ａでは、シリンダ２０Ａとピストン３０Ａの嵌合部Ｆ１のうち、第１嵌合面２２ｈと第２嵌合面３１ｂのみが締まり嵌め状態に嵌合することになる。 In addition, the width L11 of the first recess 22g and the width L21 of the second recess 31a are equal, and the width L11 of the first recess 22g and the width L12 of the first fitting surface 22h are equal. The depth D1 of the first recess 22g and the depth D2 of the second recess 31a are both set to be equal to or larger than the tightening allowance (see FIGS. 10B and 10D). Therefore, in the gas cushion device 10 shown in FIG. 1, the entire fitting portion F1 is fitted in a tightly fitted state, but in this gas cushion device 10A, the first of the fitting portions F1 of the cylinder 20A and the piston 30A. Only the 1 fitting surface 22h and the 2nd fitting surface 31b are fitted in a tightly fitted state.

上記構成のガスクッション装置１０Ａでは、ピストン３０Ａを押し込むと、図１１に示すように、シリンダ２０Ａとピストン３０Ａとが締まり嵌め状態とされる部分の長さ（面積）が変化していく。（１）の状態では、第１嵌合面２２ｈと第２嵌合面３１ｂは、ピストン摺動方向における全長で締まり嵌め状態に嵌合している。（２）の状態では、第２嵌合面３１ｂが第１凹部２２ｇへと差し掛かっており、第１嵌合面２２ｈと第２嵌合面３１ｂとの嵌合部（締まり嵌め状態に嵌合している部分）Ｆ２の長さは半分となっている。（３）の状態に至ると、第２嵌合面３１ｂは、その全面が第１凹部２２ｇに位置することとなり、第１嵌合面２２ｈと第２嵌合面３１ｂとの嵌合部Ｆ２は形成されない。図示はしていないが、この状態でさらにピストン３０Ａを押し込むと、第２嵌合面３１ｂは第１嵌合面２２ｈへと差し掛かり、再び第１嵌合面２２ｈと第２嵌合面３１ｂとの嵌合部Ｆ２が形成される。すなわち、嵌合部Ｆ２の面積が、ピストン３０Ａの押し込みに伴い変化するのである。 In the gas cushion device 10A having the above configuration, when the piston 30A is pushed in, as shown in FIG. 11, the length (area) of the portion where the cylinder 20A and the piston 30A are tightened and fitted changes. In the state of (1), the first fitting surface 22h and the second fitting surface 31b are fitted in a tightly fitted state with the entire length in the piston sliding direction. In the state of (2), the second fitting surface 31b is approaching the first recess 22g, and the fitting portion between the first fitting surface 22h and the second fitting surface 31b (fitted in a tightly fitted state). The length of F2 is halved. When the state of (3) is reached, the entire surface of the second fitting surface 31b is located in the first recess 22g, and the fitting portion F2 between the first fitting surface 22h and the second fitting surface 31b becomes. Not formed. Although not shown, when the piston 30A is further pushed in this state, the second fitting surface 31b approaches the first fitting surface 22h, and the first fitting surface 22h and the second fitting surface 31b are again formed. The fitting portion F2 is formed. That is, the area of the fitting portion F2 changes as the piston 30A is pushed in.

そのため、摩擦クッション力としては、図１２に示すようにパルス波形状（三角波状）となる。図１２は、ピストン摺動方向における第１凹部２２ｇの幅Ｌ１１、第１嵌合面２２ｈの幅Ｌ１２、第２凹部３１ａの幅Ｌ２１、第２嵌合面３１ｂの幅Ｌ２２をそれぞれ３ｍｍとした場合を示しているが、摩擦クッション力は、原点（０ｍｍ押し込み時）、６ｍｍ押し込み時、１２ｍｍ押し込み時といったように、６ｍｍ間隔で最小値（ゼロ）になる。これは６ｍｍ押し込み毎に図１１の（３）の状態になるためである。また、３ｍｍ押し込み時、９ｍｍ押し込み時、１５ｍｍ押し込み時といったように、６ｍｍ間隔で最大値となる。これは、６ｍｍ押し込み毎に図１１の（１）の状態になるためである。 Therefore, the friction cushioning force has a pulse wave shape (triangular wave shape) as shown in FIG. FIG. 12 shows a case where the width L11 of the first recess 22g, the width L12 of the first fitting surface 22h, the width L21 of the second recess 31a, and the width L22 of the second fitting surface 31b in the piston sliding direction are each 3 mm. However, the friction cushioning force becomes the minimum value (zero) at 6 mm intervals, such as at the origin (when 0 mm is pushed in), when 6 mm is pushed in, and when 12 mm is pushed in. This is because the state shown in FIG. 11 (3) is obtained every time the product is pushed in by 6 mm. Further, the maximum value is reached at 6 mm intervals, such as when 3 mm is pushed in, when 9 mm is pushed in, and when 15 mm is pushed in. This is because the state of (1) in FIG. 11 is obtained every time the product is pushed in by 6 mm.

このように、上記構成のガスクッション装置１０Ａでは、パルス波形状の摩擦クッション力を得られるため、ガスクッション力と摩擦クッション力との和である総合クッション力においてもパルス波形状となる。このような総合クッション力は、例えば以下の用途に用いることができる。絞り加工においてダイクッション力は、ブランクホルダーを介してワークのフランジ部を押圧し、しわの発生を抑制している。ただ、ダイクッション力が大きすぎると、ワークを拘束する力が大きくなりすぎて、絞り製品の減肉や割れの発生の原因となる。しわの発生を抑制しつつ、減肉や割れを抑制するためには、ブランクホルダーがワークに押し返されないダイクッション力と、絞り成形の進行とともに金型内にワークが入り込んでいくような力加減が必要となるが、上記構成のガスクッション装置１０Ａであれば、押し込みに伴ってクッション力が小刻みに増減するため、プレス機械のダイスプリングとして用いれば、十分なダイクッション力でワークを押えつつも、絞り加工がある程度行われた段階で押さえ込みを緩めることができ、しわの発生の抑制と、減肉や割れの抑制を両立させることができる。 As described above, in the gas cushioning device 10A having the above configuration, since the friction cushioning force having a pulse wave shape can be obtained, the total cushioning force, which is the sum of the gas cushioning force and the friction cushioning force, also has a pulse wave shape. Such a total cushioning force can be used, for example, in the following applications. In the drawing process, the die cushioning force presses the flange portion of the work through the blank holder to suppress the occurrence of wrinkles. However, if the die cushioning force is too large, the force for restraining the work becomes too large, which causes wall thinning and cracking of the squeezed product. In order to suppress wall thinning and cracking while suppressing the occurrence of wrinkles, the die cushioning force that prevents the blank holder from being pushed back to the work and the force that causes the work to enter the mold as drawing progresses. However, with the gas cushion device 10A having the above configuration, the cushioning force increases and decreases in small steps as it is pushed in, so if it is used as a die spring for a press machine, the work can be pressed with sufficient die cushioning force. It is possible to loosen the pressing at the stage where the drawing process is performed to some extent, and it is possible to suppress the occurrence of wrinkles and to suppress the wall thinning and cracking at the same time.

図１３～図１６は、第１凹部２２ｇ、第２凹部３１ａ、第１嵌合面２２ｈ、第２嵌合面３１ｂの長さを適宜変更したものを示している。図１３Ａでは、複数の第１凹部２２ｇの幅Ｌ１１が互いに等しく、複数の第２凹部３１ａの幅Ｌ２１が互いに等しく、複数の第１嵌合面２２ｈの幅Ｌ１２が互いに等しく、複数の第２嵌合面３１ｂの幅Ｌ２２が互いに等しく、１つの第１凹部２２ｇの幅Ｌ１１と１つの第１嵌合面２２ｈの幅Ｌ１２の和Ｌ１３と、１つの第２凹部３１ａの幅Ｌ２１と１つの第２嵌合面３１ｂの幅Ｌ２２の和Ｌ２３とが等しいという条件に加えて、さらに第１凹部２２ｇの幅Ｌ１１と第２凹部３１ａの幅Ｌ２１とが等しく、第１凹部２２ｇの幅Ｌ１１が、第１嵌合面２２ｈの幅Ｌ１２より大とされている。この場合、ピストン３０Ａのストローク中において、第１嵌合面２２ｈと第２嵌合面３１ｂとが嵌合しない区間がでてくる。そのため、摩擦クッション力が得られない区間が等周期で生じ、摩擦クッション力をグラフで示すと、歯抜け状の摩擦クッション力が得られる（図１３Ｂ参照）。なお、図１３Ｂは、第１凹部２２ｇの幅Ｌ１１を第１嵌合面２２ｈの幅Ｌ１２の３倍に設定したものである。倍率は１倍より大きければ良い。第１凹部２２ｇの幅Ｌ１１と第１嵌合面２２ｈの幅Ｌ１２の差分だけ、摩擦クッション力が得られない区間が生じる。 13 to 16 show that the lengths of the first recess 22g, the second recess 31a, the first fitting surface 22h, and the second fitting surface 31b are appropriately changed. In FIG. 13A, the widths L11 of the plurality of first recesses 22g are equal to each other, the widths L21 of the plurality of second recesses 31a are equal to each other, the widths L12 of the plurality of first fitting surfaces 22h are equal to each other, and the plurality of second fittings are equal to each other. The width L22 of the mating surface 31b is equal to each other, the sum L13 of the width L11 of one first recess 22g and the width L12 of one first fitting surface 22h, the width L21 of one second recess 31a and one second. In addition to the condition that the sum L23 of the width L22 of the fitting surface 31b is equal, the width L11 of the first recess 22g and the width L21 of the second recess 31a are equal, and the width L11 of the first recess 22g is the first. It is made larger than the width L12 of the fitting surface 22h. In this case, during the stroke of the piston 30A, there is a section in which the first fitting surface 22h and the second fitting surface 31b do not fit. Therefore, sections in which the friction cushioning force cannot be obtained occur at regular intervals, and when the friction cushioning force is shown in a graph, a toothless friction cushioning force can be obtained (see FIG. 13B). In FIG. 13B, the width L11 of the first recess 22g is set to be three times the width L12 of the first fitting surface 22h. The magnification should be greater than 1x. There is a section where the friction cushioning force cannot be obtained by the difference between the width L11 of the first recess 22g and the width L12 of the first fitting surface 22h.

図１４Ａでは、複数の第１凹部２２ｇの幅Ｌ１１が互いに等しく、複数の第２凹部３１ａの幅Ｌ２１が互いに等しく、複数の第１嵌合面２２ｈの幅Ｌ１２が互いに等しく、複数の第２嵌合面３１ｂの幅Ｌ２２が互いに等しく、１つの第１凹部２２ｇの幅Ｌ１１と１つの第１嵌合面２２ｈの幅Ｌ１２の和Ｌ１３と、１つの第２凹部３１ａの幅Ｌ２１と１つの第２嵌合面３１ｂの幅Ｌ２２の和Ｌ２３とが等しいという条件に加えて、第１凹部２２ｇの幅Ｌ１１と第２凹部３１ａの幅Ｌ２１とを異ならせている。この場合、必然的に第１嵌合面２２ｈの幅Ｌ１２と第２嵌合面３１ｂの幅Ｌ２２とも異なってくる。例えば、図１４Ａでは、第１凹部２２ｇの幅Ｌ１１を第２凹部３１ａの幅Ｌ２１の３倍とし、第１嵌合面２２ｈの幅Ｌ１２を第２嵌合面３１ｂの幅Ｌ２２の１／３倍としている。この場合、第１嵌合面２２ｈが第２凹部３１ａに差し掛かったときにのみ、摩擦クッション力が低下するようになる（図１４Ｂ参照）。なお、第２嵌合面３１ｂの幅Ｌ２２をこれより小さくすれば、一定の摩擦クッション力を得られる区間が減り、その分、摩擦クッション力を得られない区間が生じる。第２嵌合面３１ｂの幅Ｌ２２をこれより大きくすれば、最小値がゼロではなくなる。 In FIG. 14A, the widths L11 of the plurality of first recesses 22g are equal to each other, the widths L21 of the plurality of second recesses 31a are equal to each other, the widths L12 of the plurality of first fitting surfaces 22h are equal to each other, and the plurality of second fittings are equal to each other. The width L22 of the mating surface 31b is equal to each other, the sum L13 of the width L11 of one first recess 22g and the width L12 of one first fitting surface 22h, the width L21 of one second recess 31a and one second. In addition to the condition that the sum L23 of the width L22 of the fitting surface 31b is equal, the width L11 of the first recess 22g and the width L21 of the second recess 31a are different. In this case, the width L12 of the first fitting surface 22h and the width L22 of the second fitting surface 31b are inevitably different from each other. For example, in FIG. 14A, the width L11 of the first recess 22g is three times the width L21 of the second recess 31a, and the width L12 of the first fitting surface 22h is one-third the width L22 of the second fitting surface 31b. It is supposed to be. In this case, the friction cushioning force is reduced only when the first fitting surface 22h approaches the second recess 31a (see FIG. 14B). If the width L22 of the second fitting surface 31b is made smaller than this, the section where a constant friction cushioning force can be obtained is reduced, and the section where the friction cushioning force cannot be obtained is generated by that amount. If the width L22 of the second fitting surface 31b is made larger than this, the minimum value is not zero.

図１５Ａでは、複数の第１凹部２２ｇの幅Ｌ１１が互いに等しく、複数の第２凹部３１ａの幅Ｌ２１が互いに等しく、複数の第１嵌合面２２ｈの幅Ｌ１２が互いに等しく、複数の第２嵌合面３１ｂの幅Ｌ２２が互いに等しいという条件に加えて、第１凹部２２ｇの幅Ｌ１１と第１嵌合面２２ｈの幅Ｌ１２とが等しく、第１嵌合面２２ｈの幅Ｌ１２と第２嵌合面３１ｂの幅Ｌ２２とが等しく、第２凹部３１ａの幅Ｌ２１が、第１凹部２２ｇの幅Ｌ１１の正の奇数倍（３倍）とされている。この場合、図１５Ｂに示すように、図１２と同じような波形の摩擦クッション力となるが、図１５Ａの嵌合部Ｆ２の面積は、図１２に対して半分と成るため、摩擦クッション力は半分となる。しかし、嵌合部Ｆ２の面積が図１２に対して半分と成れば、摩擦による発熱が半分となり、また第１凹部２２ｇの幅に対して大きな幅を持つ第２凹部３１ａには潤滑油Ｌが流れやすいので、冷却面では有利である。なお、倍数を大きくしていくほど、摩擦クッション力は小さくなる。 In FIG. 15A, the widths L11 of the plurality of first recesses 22g are equal to each other, the widths L21 of the plurality of second recesses 31a are equal to each other, the widths L12 of the plurality of first fitting surfaces 22h are equal to each other, and the plurality of second fittings are equal to each other. In addition to the condition that the width L22 of the mating surface 31b is equal to each other, the width L11 of the first recess 22g and the width L12 of the first fitting surface 22h are equal, and the width L12 of the first fitting surface 22h and the second fitting are second. The width L22 of the surface 31b is equal to, and the width L21 of the second recess 31a is a positive odd number (three times) the width L11 of the first recess 22g. In this case, as shown in FIG. 15B, the friction cushioning force has a waveform similar to that in FIG. 12, but the area of the fitting portion F2 in FIG. 15A is half that of FIG. 12, so that the friction cushioning force is It will be halved. However, if the area of the fitting portion F2 is halved with respect to FIG. 12, the heat generated by friction is halved, and the lubricating oil L is formed in the second recess 31a having a large width with respect to the width of the first recess 22g. Is easy to flow, which is advantageous in terms of cooling. The larger the multiple, the smaller the friction cushioning force.

図１６Ａでは、複数の第１凹部２２ｇの幅Ｌ１１が互いに等しく、複数の第２凹部３１ａの幅Ｌ２１が互いに等しく、複数の第１嵌合面２２ｈの幅Ｌ１２が互いに等しく、複数の第２嵌合面３１ｂの幅Ｌ２２が互いに等しく、前記第１嵌合面２２ｈの幅Ｌ１２と前記第２嵌合面３１ｂの幅Ｌ２２とが等しく、第１凹部２２ｇの幅Ｌ１１が第１嵌合面２２ｈの幅Ｌ１２と等しく、第２凹部３１ａの幅Ｌ２１が第１嵌合面２２ｈの幅Ｌ１２の２の倍数倍（２倍）とされている。なお、第２凹部３１ａの幅Ｌ２１が第１嵌合面２２ｈの幅Ｌ１２と等しく、第１凹部２２ｇの幅Ｌ１１が第１嵌合面２２ｈの幅Ｌ１２の２の倍数倍とされていても良い。この場合、図１６Ｂに示すように、摩擦クッション力は、ピストンのストローク中、変動せず一定となる。ただ、第２凹部３１ａの幅Ｌ２１が広いため、その分、第１嵌合面２２ｈが第２嵌合面３１ｂと嵌合する機会が少なくなり、冷却面で有利となる。 In FIG. 16A, the widths L11 of the plurality of first recesses 22g are equal to each other, the widths L21 of the plurality of second recesses 31a are equal to each other, the widths L12 of the plurality of first fitting surfaces 22h are equal to each other, and the plurality of second fittings are equal to each other. The width L22 of the mating surface 31b is equal to each other, the width L12 of the first fitting surface 22h and the width L22 of the second fitting surface 31b are equal, and the width L11 of the first recess 22g is the first fitting surface 22h. It is equal to the width L12, and the width L21 of the second recess 31a is a multiple (twice) of the width L12 of the first fitting surface 22h. The width L21 of the second recess 31a may be equal to the width L12 of the first fitting surface 22h, and the width L11 of the first recess 22g may be a multiple of 2 the width L12 of the first fitting surface 22h. .. In this case, as shown in FIG. 16B, the friction cushioning force does not fluctuate and becomes constant during the stroke of the piston. However, since the width L21 of the second recess 31a is wide, the chance that the first fitting surface 22h is fitted with the second fitting surface 31b is reduced by that amount, which is advantageous in terms of cooling surface.

ところで、図９～図１６に示すガスクッション装置１０Ａは、ピストン側嵌合部Ｆｐ（具体的には第２嵌合面３１ｂ）の外径をピストン摺動方向において変化させず一定としていたが、テーパ状としても良い。すなわち、シリンダ２０Ａ側に向かうにつれてピストン側嵌合部Ｆｐの外径を大きく（シリンダ２０Ａから離れるに従いピストン側嵌合部Ｆｐの外径を小さく）しても良い。この場合、摩擦クッション力は、ピストン３０Ａの押し込み量が多くなるほど小さくなる。また、図１２に示すように、ピストン３０Ａのストロークの全長にわたって、摩擦クッション力がガスクッション力より小とされているので、別途、ピストンを押し込み前の元の位置に戻すための装置等を設ける必要はない。また、第１凹部２２ｇや第２凹部３１ａを、潤滑油Ｌを嵌合部Ｆ１に供給するための油溝として使用しても良い。また、第１凹部２２ｇや第２凹部３１ａは、シリンダ２０Ａやピストン３０Ａの周方向に連続した環状のものを想定しているが、必ずしも周方向に連続している必要はない。また、第１凹部２２ｇや第２凹部３１ａでも締まり嵌め状態の嵌合部を形成しても良い。この場合、凹部２２ｇ、３１ａの深さＤ１、Ｄ２を締め代内に留めれば良い。第１凹部２２ｇの幅Ｌ１１、第１嵌合面２２ｈの幅Ｌ１２、第２凹部３１ａの幅Ｌ２１、第２嵌合面３１ｂの幅Ｌ２２の間隔は、適宜変更可能である。例えばピストン３０Ａの押し込み２ｍｍ毎に最大値を得たい場合はＬ１１～Ｌ２２を１ｍｍとすれば良い。 By the way, in the gas cushion device 10A shown in FIGS. 9 to 16, the outer diameter of the piston-side fitting portion Fp (specifically, the second fitting surface 31b) is not changed in the piston sliding direction and is constant. It may be tapered. That is, the outer diameter of the piston-side fitting portion Fp may be increased toward the cylinder 20A side (the outer diameter of the piston-side fitting portion Fp may be decreased as the distance from the cylinder 20A increases). In this case, the friction cushioning force becomes smaller as the pushing amount of the piston 30A increases. Further, as shown in FIG. 12, since the friction cushioning force is smaller than the gas cushioning force over the entire length of the stroke of the piston 30A, a device or the like for returning the piston to the original position before pushing in is separately provided. There is no need. Further, the first recess 22g and the second recess 31a may be used as an oil groove for supplying the lubricating oil L to the fitting portion F1. Further, the first recess 22g and the second recess 31a are assumed to be annular ones continuous in the circumferential direction of the cylinder 20A and the piston 30A, but they do not necessarily have to be continuous in the circumferential direction. Further, the first recess 22g and the second recess 31a may also form a fitting portion in a tightly fitted state. In this case, the depths D1 and D2 of the recesses 22g and 31a may be kept within the tightening allowance. The intervals between the width L11 of the first recess 22g, the width L12 of the first fitting surface 22h, the width L21 of the second recess 31a, and the width L22 of the second fitting surface 31b can be appropriately changed. For example, if it is desired to obtain the maximum value every 2 mm of pushing of the piston 30A, L11 to L22 may be set to 1 mm.

他の構成については、図１に示すガスクッション装置１０と同様である。例えば、シリンダ２０Ａ内にはピストン３０Ａを付勢するためのガスＧが封入されている。また、シリンダ２０Ａとピストン３０Ａとの嵌合部Ｆ１に潤滑油Ｌを供給する給油機構１１を備えている。また、シリンダ２０Ａとピストン３０Ａとの間には、ピストン２０Ａの押し込みに伴って容積を大きくし、ピストンの引き出しによって容量を小さくする空間Ｐが形成されており、この空間Ｐが給油機構１１のポンプを構成している。そのため、同様の構成については同符号を付し、具体的な説明は省略する。 Other configurations are the same as those of the gas cushion device 10 shown in FIG. For example, the cylinder 20A is filled with a gas G for urging the piston 30A. Further, a lubrication mechanism 11 for supplying the lubricating oil L to the fitting portion F1 between the cylinder 20A and the piston 30A is provided. Further, a space P is formed between the cylinder 20A and the piston 30A to increase the volume as the piston 20A is pushed in and to reduce the capacity by pulling out the piston, and this space P is the pump of the refueling mechanism 11. Consists of. Therefore, the same reference numerals are given to the same configurations, and specific description thereof will be omitted.

以上に、この発明の実施形態について説明したが、この発明は上記実施形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施することが可能である。例えば油溝２２ｂをピストン３０側に設けても良いし、シリンダ２０側、ピストン３０側の双方に設けても良い。嵌合部Ｆ１の冷却方法としては、潤滑油Ｌの循環の他に、別途、冷却機構を設けても良い。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications can be made within the scope of the present invention. For example, the oil groove 22b may be provided on the piston 30 side, or may be provided on both the cylinder 20 side and the piston 30 side. As a cooling method of the fitting portion F1, a cooling mechanism may be separately provided in addition to the circulation of the lubricating oil L.

１０、１０Ａガスクッション装置
１１給油機構
１２ガスクッション機構
１３摩擦クッション機構
２０、２０Ａシリンダ
２１本体部
２１ａ下方側の開口
２１ｂ側面の開口
２２内向きフランジ部
２２ａ上方側の開口
２２ｂ油溝
２２ｃ環状凹溝
２２ｄ開口
２２ｅ突起
２２ｆシール保持部
２２ｇ第１凹部
２２ｈ第１嵌合面
２３蓋部
２３ａ注入弁
３０、３０Ａピストン
３１軸部
３１ａ第２凹部
３１ｂ第２嵌合面
３２ピストン本体部
４０オイルタンク
４１上流側のチェックバルブ
４２下流側のチェックバルブ
４３冷却器
５０プレス機械
５１ダイス
５１a ダイス下部抉り込み部
５２パンチ
５３押え部
５４ガス圧力のみによるガスクッション装置
Ｆ１嵌合部
Ｆ２第１嵌合面と第２嵌合面との嵌合部
Ｆｓシリンダ側嵌合部
Ｆｐピストン側嵌合部
Ｇガス
Ｌ潤滑油
Ｐ空間
Ｓ封入室
Ｗワーク
Ｌ１１第１凹部の幅
Ｌ１２第１嵌合面の幅
Ｌ１３第１凹部の幅と第１嵌合面の幅の和
Ｌ２１第２凹部の幅
Ｌ２２第２嵌合面の幅
Ｌ２３第２凹部の幅と第２嵌合面の幅の和
Ｄ１第１凹部の深さ
Ｄ２第２凹部の深さ 10, 10A Gas cushion device 11 Refueling mechanism 12 Gas cushion mechanism 13 Friction cushion mechanism 20, 20A Cylinder 21 Main body 21a Lower opening 21b Side opening 22 Inward flange 22a Upper opening 22b Oil groove 22c Circular concave groove 22d Opening 22e Protrusion 22f Seal holding part 22g First recess 22h First fitting surface 23 Lid 23a Injection valve 30, 30A Piston 31 Shaft 31a Second recess 31b Second fitting surface 32 Piston body 40 Oil tank 41 Upstream Check valve on the side 42 Check valve on the downstream side 43 Cooler 50 Press machine 51 Die 51a Die lower scooping part 52 Punch 53 Pressing part 54 Gas cushion device F1 Fitting part F2 First fitting surface and second Fitting part with fitting surface Fs Cylinder side fitting part Fp Piston side fitting part G Gas L Lubricating oil P Space S Encapsulation chamber W Work L11 Width of first recess L12 Width of first fitting surface L13 First recess L21 Sum of the width of the first fitting surface L21 Width of the second recess L22 Width of the second fitting surface L23 Sum of the width of the second recess and the width of the second fitting surface D1 Depth of the first recess D2 Depth of second recess

Claims

Cylinder and
A piston that is slidably fitted in the cylinder,
The gas that is sealed in the cylinder and urges the piston,
A lubrication mechanism for supplying lubricating oil to the fitting portion between the inner surface of the cylinder and the outer surface of the shaft portion of the piston is provided.
The fitting portion is fitted in a tightly fitted state.
Gas cushion device.

The shaft portion of the piston is tapered from the inside to the outside of the cylinder.
The gas cushion device according to claim 1.

The frictional force due to the tight fitting is smaller than the repulsive force due to the gas.
The gas cushion device according to claim 1 or 2.

A space is formed between the lower surface of the inward flange of the cylinder and the upper surface of the piston main body to increase the volume as the piston is pushed in and to reduce the volume by pulling out the piston. It constitutes the pump of the refueling mechanism,
The gas cushion device according to any one of claims 1 to 3.

The cylinder has a plurality of first recesses arranged in the sliding direction of the piston in the fitting portion.
The piston is provided with a plurality of second recesses arranged in the piston sliding direction in the fitting portion.
A first fitting surface is formed between the first recesses, and a second fitting surface is formed between the second recesses.
The gas cushion device according to any one of claims 1 to 4.

The widths of the plurality of first recesses in the sliding direction of the piston are equal to each other,
The widths of the plurality of second recesses in the piston sliding direction are equal to each other,
The widths of the plurality of first fitting surfaces in the piston sliding direction are equal to each other,
The widths of the plurality of second fitting surfaces in the piston sliding direction are equal to each other,
The sum of the width of the one first recess and the width of the one first fitting surface is equal to the sum of the width of the one second recess and the width of the one second fitting surface.
The gas cushion device according to claim 5.

The width of the first recess and the width of the second recess are equal,
The width of the first recess is made larger than the width of the first fitting surface.
The gas cushion device according to claim 6.

The width of the first recess and the width of the second recess are equal,
The width of the first recess and the width of the first fitting surface are equal to each other.
The gas cushion device according to claim 6.

The widths of the plurality of first recesses in the sliding direction of the piston are equal to each other,
The widths of the plurality of second recesses in the piston sliding direction are equal to each other,
The widths of the plurality of first fitting surfaces in the piston sliding direction are equal to each other,
The widths of the plurality of second fitting surfaces in the piston sliding direction are equal to each other,
The width of the first fitting surface and the width of the second fitting surface are equal,
Either the width of the first recess or the width of the second recess is equal to the width of the first fitting surface, and the other is a multiple of 2 the width of the first fitting surface.
The gas cushion device according to claim 5.