JPH0124412Y2 - - Google Patents

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JPH0124412Y2
JPH0124412Y2 JP1983144133U JP14413383U JPH0124412Y2 JP H0124412 Y2 JPH0124412 Y2 JP H0124412Y2 JP 1983144133 U JP1983144133 U JP 1983144133U JP 14413383 U JP14413383 U JP 14413383U JP H0124412 Y2 JPH0124412 Y2 JP H0124412Y2
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cushion
piston
chamber
pneumatic cylinder
valve body
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Priority to AU33046/84A priority patent/AU571578B2/en
Priority to GB08423316A priority patent/GB2149014B/en
Priority to KR1019840005663A priority patent/KR880002383B1/ko
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B15/00—Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
    • F15B15/20—Other details, e.g. assembly with regulating devices
    • F15B15/22—Other details, e.g. assembly with regulating devices for accelerating or decelerating the stroke
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B15/00—Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
    • F15B15/20—Other details, e.g. assembly with regulating devices
    • F15B15/22—Other details, e.g. assembly with regulating devices for accelerating or decelerating the stroke
    • F15B15/227—Other details, e.g. assembly with regulating devices for accelerating or decelerating the stroke having an auxiliary cushioning piston within the main piston or the cylinder end face

Description

【考案の詳細な説明】 本考案はクツシヨン機構を有する空気圧シリン
ダに関し、一層詳細には空気圧シリンダの両端部
にクツシヨン室を画成し、このクツシヨン室内に
ピストンを一方向に動作させる供給空気を分岐さ
せて導入し、これを一旦貯留しておき、前記ピス
トンが他方向に動作しようとする時、前記貯留さ
れている所定圧力の空気を利用してピストンの動
作を揺衝するように構成したクツシヨン機構を有
する空気圧力シリンダに関する。
空気圧シリンダのストローク終端にピストンが
達する際、慣性エネルギが大きい負荷に対してク
ツシヨン機構をシリンダに配設する場合が多い。
これにより慣性力を適当に吸収して衝撃を緩和す
るためである。
第１図に従来技術に係る空気圧シリンダのクツ
シヨン機構を示す。すなわち、シリンダ本体２に
はヘツドカバー４が嵌着され、このヘツドカバー
４には給排気ポート６が形成される。さらに、ヘ
ツドカバー４はその内部に凹部８を有し、この凹
部８の端部にはクツシヨンパツキング１０が嵌着
されている。一方、給排気ポート６に対峙してニ
ードル弁１２が調節自在に配設され、このニード
ル弁１２の弁体先端部はシリンダ２から前記凹部
８に連通する屈曲した通路１４の内部に臨む。
次に、シリンダ２の内部にはピストンロツド１
６が摺動自在に配設され、このピストンロツド１
６の端部近傍にはピストン１８が係着されてい
る。従つて、ピストン１８と凹部８との間にはク
ツシヨンチヤンバー２４が画成されることが諒解
されよう。そこで、ピストン１８の中央部分に周
回する凹部が形成され、この凹部にシールリング
２０が嵌合する。さらにピストンロツド１６の端
部にはクツシヨンリング２２が装着されてなるも
のである。
以上のような構成においてピストンロツド１６
が矢印Ａ方向へと変位して破線で示す位置を占め
ると、クツシヨンチヤンバー２４の空気の流出は
ニードル弁１２によつて制約されるためにピスト
ン１８はストローク終端において減速されること
になる。すなわち、クツシヨンリング２２の先端
部は前記クツシヨンパツキング１０と接触し、こ
のために、クツシヨンチヤンバー２４内の圧力流
体は通路１４並びにこの通路１４の内部に臨むニ
ードル弁１２によつて絞られる。この結果、クツ
シヨンチヤンバー２４内の圧力がピストン１８の
移動によつて高まり、これがクツシヨン機能を達
成するからである。この場合、前記ニードル弁１
２を外部から調節することによつて通路１４の開
口面積の調節を図り、これによつてクツシヨン力
の大小を調節することが可能となる。
然しながら、このような構成の空気圧シリンダ
のクツシヨン機構においては、次のような問題点
が存在する。すなわち、一般に空気圧シリンダの
動作速度は、第２図に示すように、ピストン自体
を変位させるための駆動力Ｆとその動作を制約す
る制動力Ｓの力の差によつて決定される。一般的
に、メーターアウト方式では、前記駆動力Ｆは略
一定で制動力Ｓ側を加減調節して力の調節を行う
方法が採用されている。従つて、ピストンの往復
動作が高速度で行われるようになるとそれに対応
するために排気圧力を低くしなければならない。
すなわち、従来のクツシヨン機構においては、ピ
ストンの往復動作に対する緩衝を制動側、すなわ
ち、Ｓ側の排気圧力を利用して行つているため
に、ピストンの往復動作の速度が高まるにつれて
クツシヨンチヤンバー２４内に封入される空気の
圧力が低くなり、この結果、ピストンの往復動作
に係る運動エネルギの吸収能力が小さくなり所望
の緩衝効果を得ることが出来ない。
このことに関連して、第３図はピストンの往復
動作速度が小さい場合と大きい場合におけるスト
ロークと圧力との相関関係を示している。すなわ
ち、シリンダ２に対する供給圧力が徐々に高まる
につれてピストン１８は変位し、これによつて給
排気ポート６から外部へ導出される排気圧力は
徐々に減少する。そこで、クツシヨンリング２２
がクツシヨンパツキング１０に当接すると、クツ
シヨンチヤンバー２４内の圧縮された空気は通路
１４を介して凹部８に至り給排気ポート６から外
部へ導出される。この場合、クツシヨンリング２
２がクツシヨンパツキング１０に当接する時点か
ら封入圧力は些程に減少しなくなり、さらに、ス
トロークが増大するとピストンの往復動作の速度
が小さい場合、すなわち、第３図Ａに示す場合に
は斜線で示すようにクツシヨン圧力は急激に増加
する。このために、この空気圧シリンダでは十分
な緩衝機能が達成される。
然しながら、第３図Ｂに示すようにピストンの
往復動作の速度が上昇するようになると、供給圧
力に対して排気圧力は急激に減少するようにな
り、クツシヨンパツキング１０にクツシヨンリン
グ２２が当接する時点ではクツシヨンチヤンバー
２４内に封入される圧力は極めて小さくなる。従
つて、クツシヨン圧力も第３図Ａに比較して極小
となり、このために十分な緩衝機能が達成されな
い。このことは、場合によつては大きな慣性力の
ためにピストン自体がヘツドカバーに圧接しそれ
を損傷する等の思わぬ事故に遭遇することを意味
する。なお、第３図Ａ，Ｂにおいて、△Ｐはスト
ローク終端における供給圧力と封入圧力との差圧
を示す。
本考案は前記の種々の不都合を克服するために
なされたものであつて、従来技術がピストンに対
する緩衝機能を達成させるために排気圧力を利用
していたのに対し、本考案はシリンダの両端部に
クツシヨン室を設け、予めシリンダを動作させる
ための給気用流体を前記クツシヨン室に導入し、
高速度で往復動作するピストンに対しての緩衝機
能を確実且つ迅速に行わせしめ、これによつてシ
リンダの駆動に要する時間を短縮し高速化に対応
することが可能な、しかも、ピストンがヘツドカ
バー、ロツドカバーに衝撃的に接して事故等を惹
起することのないクツシヨン機構を有するシリン
ダを提供することにある。
すなわち、本考案の主たる目的は空気圧シリン
ダの一端部側に第１のクツシヨン室を画成すると
共に他端部側に第２のクツシヨン室を画成し、前
記第１クツシヨン室にはシリンダ本体内を摺動す
るピストンに指向して押圧される第１のクツシヨ
ン部材を変位可能に配設し、前記第２クツシヨン
室には同様に前記シリンダ本体内のピストンに指
向して押圧される第２のクツシヨン部材を変位可
能に配設し、前記シリンダ本体の両端部には夫々
第１の給排気ポートと第２の給排気ポートとを設
け前記第１の給排気ポートと第２給排気ポートは
切換弁を介して空気供給源に接続し、さらに前記
第１給排気ポートと第１クツシヨン室とを連通す
る空気通路に空気供給源からの空気圧力を所定の
値に調整して第１クツシヨン室へ送給して第１ク
ツシヨン部材を変位させる第１の弁体と前記ピス
トンの押動動作によつて変位する前記第１クツシ
ヨン部材により第１クツシヨン室で圧縮される空
気が所定値以上になつた時前記給排気ポートへこ
の圧縮空気を導出する第２の弁体とを設け、前記
第２給排気ポートと第２クツシヨン室とを連通す
る空気通路に空気供給源からの空気圧力を所定の
値に調整して第２クツシヨン室へ送給して第２ク
ツシヨン部材を変位させる第３の弁体と前記ピス
トン押動動作によつて変位する第２クツシヨン部
材により第２クツシヨン室で圧縮される空気が所
定値以上になつた時前記給排気ポートへこの圧縮
空気を導出する第４の弁体を設けることからなる
クツシヨン機構を有する空気圧シリンダを提供す
るにある。
本考案に係るクツシヨン機構を有する空気圧シ
リンダの他の目的並びに利点は添付の図面を参照
しながら以下に詳細に説明する好適な実施例によ
り一層明らかになるである。
第４図において、参照符号３０は本考案に係る
空気圧シリンダを示し、前記空気圧シリンダ３０
はシリンダ本体３２と、その内部に収容されるピ
ストン３４と、さらにこのピストン３４に端部が
係着されるピストンロツド３６とを含む。ピスト
ン３４には周回する凹部を利用してシールリング
３７が嵌着されている。シリンダ本体３２の一方
の端部にはヘツドカバー３８が係着され、また、
他方の端部にはロツドカバー４０が係着される。
第４図から容易に諒解されるように、実際、シリ
ンダ本体３２の一方の端部に第１の壁部４２を設
け、また、他方の端部には第２の壁部４４を設け
ている。第１壁部４２はその端部４６がヘツドカ
バー３８の内方へと延在し、また、前記第２壁部
４４の端部４８は前記ロツドカバー４０の内部に
延在している。ヘツドカバー３８は第１壁部４２
を囲繞するように内部空間を有し、一方、ロツド
カバー４０は第２壁部４４を囲繞するように内部
空間を有する。すなわち、前記第１壁部４２とヘ
ツドカバー３８の端部側壁部３８ａとの間には第
１の室５０が形成され、一方、第２壁部４４とロ
ツドカバー４０の端部側壁部３８ａとの間には第
１の室５０が形成され、一方、第２壁部４４とロ
ツドカバー４０の端部側壁部４０ａとの間には第
２の室５２が画成されることが容易に諒解されよ
う。
そこで、第１壁部４２の中央部を貫通して孔部
４２ａが画成され、この孔部４２ａに摺動自在に
第１のクツシヨン部材５４が変位自在に配設され
る。第１クツシヨン部材５４は柱体５６と、この
柱体５６の一端部に一体的に形成される円盤体５
８とを有する。柱体５６の周壁部には第１壁部４
２に嵌着されたシール部材６０が摺接し、一方、
円盤体５８の周壁部には前記端部４６とヘツドカ
バー３８の内壁とに摺接するシール部材６２が嵌
着される。円盤体５８の中央部分には円状の凹部
６４が形成され、この凹部６４と前記端部側壁部
３８ａとの間にはコイルスプリング６６が介装さ
れる。従つて、第１クツシヨン室５０はヘツドカ
バー３８と円盤体５８とによつて画成される室５
０ａと前記円盤体５８と第１壁部４２との間によ
つて画成される室５０ｂとに分離構成されるもの
であることが諒解されよう。
ところで、この室５０ｂ側にあつて前記円盤体
５８の一側壁部にはリング状の弾性体６５が係着
され、また、前記柱体５６と前記円盤体５８の間
には室５０ａと室５０ｂとを連通する通路６８が
画成される。この通路６８は第１クツシヨン部材
５４が所定位置にある時、シリンダ本体３２の端
部とヘツドカバー３８との間に画成される通路７
０によつて外部と連通可能である。
次に、前記第１壁部４２の端部４６とヘツドカ
バー３８の内壁部との間で前記第１クツシヨン室
５０に連通する屈曲する通路７２が画成される。
実際、ヘツドカバー３８の内部には凹部７４を利
用して調圧手段を有する第１の弁体７６（差圧
弁）が装着され、一方、ヘツドカバー３８に別途
設けられる凹部７８を利用して第２の弁体８０
（リリーフ弁）が調節自在に装着される。この第
１弁体７６と第２弁体８０とはヘツドカバー３８
に形成された突部８２に互いに反対方向から臨み
夫々前記突部に着座可能である。なお、前記ヘツ
ドカバー３８とシリンダ本体３２との間には給排
気ポート８４が画成される。
ところで、ロツドカバー４０側にも前記ヘツド
カバー３８側と同様な構造が採用される。すなわ
ち、第２壁部４４の中央部には孔部４４ａが画成
され、この孔部４４ａには第２のクツシヨン部材
８８が摺動自在に配設される。第２クツシヨン部
材８８は円筒体９０とこの円筒体９０の端部にあ
つて、前記第２クツシヨン室５２内に臨む円盤体
９２とを含む。円筒体９０の中央孔８６を貫通し
てピストンロツド３６がロツドカバー４０の端部
側壁部４０ａから外部へ露呈している。円筒体９
０の周壁部には前記第２クツシヨン部材８８に嵌
着されたシール部材９４が摺接し、また、円盤体
９２にはその周壁部に形成された環状溝を利用し
てシール部材９６が前記端部４８の内壁部とロツ
ドカバー４０の内壁部との間に摺接して気密性を
保持するよう構成されている。円盤体９２の中央
部分には円状の凹部９８が画成され、また、前記
円盤体９２のピストン３４側壁部にはリング状の
断性体１００が係着されている。前記円盤体９２
の凹部９８とロツドカバー４０の内部壁部を利用
してピストンロツド３６を周回するように第２の
コイルスプリング１０２が介装される。第２クツ
シヨン室５２は前記第２クツシヨン部材８８、す
なわち、実質的には円盤体９２により室５２ａと
５２ｂとに分かれ、前記円盤体９２には前記室５
２ａと室５２ｂとを連通する通路１０４が形成さ
れる。この通路１０４は前記第２クツシヨン部材
８８が所定の位置にある時、シリンダ本体３２と
ロツドカバー４０との間に画成される通路１０６
と連通状態にあり、従つて、外部と通気可能であ
る。
次いで、端部４８とロツドカバー４０の内壁部
分には屈曲する通路１０８が画成され、この１０
８は前記第２クツシヨン室５２と連通している。
この場合、ロツドカバー４０の凹部１１０を利用
して第３の調節可能な弁体１１２（差圧弁）が係
着され、また、凹部１１４を利用して第４の弁体
１１６（リリーフ弁）が装着される。前記第３弁
体１１２と第４弁体１１６とは通路１０８内に形
成された突部１１８によつて形成される弁座に対
し互いに異なる方向から着座可能である。シリン
ダ本体３２とロツドカバー４０との間にはさらに
第２の給排気ポート１２０が形成され、この給排
気ポート１２０は管路１２２およびこの管路１２
２に介装される絞り回路１２４を介して電磁切換
弁１２６に連結している。
一方、前記給排気ポート８４は管路１２８およ
びこの管路１２８に介装される絞り回路１３０を
介して前記電磁切換弁１２６に連結され、さら
に、この電磁切換弁１２６はエアー供給源１３２
に管路１３４を介して接続している。
本考案に係るクツシヨン機構を組み込む空気圧
シリンダは基本的には以上のように構成されるも
のであり、次にその作用並びに効果について説明
する。
先ず、第５図乃至第７図をもとにヘツドカバー
３８側のクツシヨン機構の作用を説明する。
エアー供給源１３２から送給されている所定圧
の空気は管路１３４を介して電磁切換弁１２６に
導入される。この時、この電磁切換弁１２６が励
磁されて管路１２８側へ所定圧の空気を送給する
ように動作すると当該空気は絞り回路１３０を介
して給排気ポート８４に至る。給排気ポート８４
を通過する所定圧の空気は、第５図において矢印
Ｂで示すように、シリンダ本体３２の内部に導入
され、その圧力によつてピストン３４は矢印Ｃ方
向へと変位する。
一方、給排気ポート８４を通過した空気はさら
に分岐して通路７２を通り、矢印Ｄで示すように
第１クツシヨン室５０に到達する。この場合、第
２弁体８０は突部８２と端部４６によつて形成さ
れる弁座に着座し、一方、第１弁体７６は前記給
気される空気圧によつて突部８２に対する着座状
態から離脱する。この時、第１弁体７６はその圧
力調整手段７６ａによつて設定された圧力で前記
第１クツシヨン室５０内へ導入される。第１クツ
シヨン室５０に至つた圧力空気は円盤体５８を押
圧し、従つて、第１クツシヨン部材５４は、全体
として矢印Ｅに示す通り、ピストン３４側へと変
位する。この時、圧力空気の一部は通路６８を介
して室５０ｂに至る。前記室５０ｂは通路７０を
介して外気と連通状態にあり、このために前記室
５０ｂに至つた圧力空気は通路７０を介して外部
へ一部導出される。
然しながら、前記第１クツシヨン部材５４は相
当量変位して、このために、リング状の弾性体６
５が第１壁部の側部に圧接に至ると、この弾性体
６５は通路６８と通路７０との連通状態を阻止
し、従つて、管路１２８を介して導入される圧力
空気は室５０ａの内部で封止されることになる。
この間、ピストンロツド３６はピストン３４と一
体的に矢印Ｃ方向へと変位し、最終的にはピスト
ン３４は第２クツシヨン部材８８に当接し、この
ため、円盤体９２の作用によつて第２クツシヨン
室５２の内部空気圧がリリーフ弁１１６の設定圧
力も高まつた時、当該リリーフ弁１１６が開成
し、この空気は通路１０８を介して給排気ポート
１２０から外部と導出されることになる。このロ
ツドカバー４０側のクツシヨン機構の動作はヘツ
ドカバー３８の次の動作と略同様であるので詳細
な作用説明はこのヘツドカバー３８側で行うもの
とする。 そこで、ピストン３４が次の動作に移
行すると、すなわち、電磁切換弁１２６がその弁
の切換動作を行うと、今度は、エアー供給源１３
２から管路１３４を介して導入される圧力空気は
管路１２２を通り、さらに絞り回路１２４を経て
給排気ポート１２０に至る。そこで、この給排気
ポート１２０に至つた圧力空気は、一方において
分岐して通路１０８側に導入されるが、大部分は
シリンダ本体３２内に導入されて矢印Ｆに示すよ
うにピストン３４並びにピストンロツド３６を変
位させることになる（第６図参照）。
そこで、いままでピストン３４を押圧していた
圧力流体は給排気ポート８４を介して矢印Ｇに示
すように外部へ導出されることになる。この間給
排気ポート８４が開放された状態にあるために通
路７２内の一部圧力流体が外部に導出される。然
しながら、第１クシシヨン室５０に関連して説明
すれば、この第１クツシヨン室５０内に封止され
た圧力流体の外部への流出は阻止される。すなわ
ち、第１弁体７６は第１クツシヨン室５０内の十
分に圧縮された空気によつて突部８２とヘツドカ
バー３８の内壁部によつて形成される弁座に着座
を余儀無くされ、一方、圧力調節手段８０ａによ
り給気圧力よりも高い圧力において作動するよう
に設定された第２弁体８０は前記圧力調節手段８
０ａの作用によつて前記端部４６と突部８２とに
よつて形成される弁座に着座している。しかも、
第１クツシヨン部材５４は弾性体６５を第１壁部
４２に圧接した状態のままで保持するために、通
路６８は前記弾性体６５によつて通路７０とは連
通することを阻止され、従つて、第１クツシヨン
室５０内部の圧力空気は外部へ逃出することが出
来ない。
そこで、第７図に示すように、ピストン３４並
びにピストンロツド３６が矢印Ｇ方向へさらに変
位し、遂に第１クツシヨン部材５４の端部に当接
してこれを矢印Ｉ方向へと変位させる。この結
果、弾性体６５は第１壁部４２から離脱し、この
ために通路６８は通路７０と連通状態を確保す
る。すなわち、第１クツシヨン室５０の内部の圧
力空気はこの通路７０を介して一部外部へ導出さ
れるに至る。然しながら、実質的には第１クツシ
ヨン部材５４の矢印Ｉ方向への変位により当該第
１クツシヨン室５０内、すなわち、室５０ａ内の
空気圧力は顕著に増大する。この結果、第２弁体
８０の設定圧力よりも当該圧力が大になり、この
圧力空気は前記第２弁体８０を突部８２と端部４
６によつて構成される弁座から離脱せしめ、矢印
Ｊ方向へと前記圧力空気を導出することになる。
このようにして通路７２から導出される圧力空気
は給排気ポート８４を介して外部へ排気される。
第１クツシヨン部材５４はコイルスプリング６６
の弾発力に抗してさらにピストン３４によつて矢
印Ｉ方向へと変位する。所定位置まで到達すると
室５０ａと室５０ｂとは通路６８を介して連通状
態にあり、しかも通路７０は外部へ連通されてい
るために最終的に第１クツシヨン室５０は大気圧
となる。
すなわち、第１クツシヨン部材５４が前記のよ
うにピストン３４によつて押圧され、第１クツシ
ヨン室５０内部の封止された空気の圧力を高める
と共に所定範囲にピストン３４の移送が到達した
際に初めて給排気ポート８４から前記昇圧した空
気を外部へ第２弁体８０の圧力調節手段８０ａに
よつて適度に調整させながら外部へ導出する。こ
の過程で運動エネルギの円滑な減少が行われる。
すなわち、通路６８，７０によつて排気させなが
らクツシヨン部材５４を変位させ、しかも第２弁
体８０のリリーフ作用により迅速に第１クツシヨ
ン室５０の圧縮空気を外部に導出するために第１
クツシヨン部材５４がバウンドをしてピストン３
４に衝撃的に突き当たる等の思わぬ事故に遭遇す
ることもなく、ピストン３４のストロークエンド
においては前記ピストンの運動エネルギを略０近
くまで減少することが可能となる。勿論、ピスト
ン３４の往復動作に対応して前記第１弁体７６の
圧力調節手段７６ａ並びに第２弁体８０の圧力調
節手段８０ａを適度に調節してやれば、ピストン
３４の往復動作のスピードに適合するクツシヨン
機構を得ることが可能となる。
なお、第７図に示す動作の終了後、電磁切換弁
１２６が再び励磁され、このために管路１２８、
絞り回路１３０を介して給排気ポート８４には再
びエアー供給源１３２から所定圧の空気が導入さ
れる。このために、前記圧力空気は再びピストン
３４を第５図に示すように矢印Ｃ方向へと移行さ
せるが、この場合、分岐された圧力空気は通路７
２を介して第１弁体７６の開放された通路を通り
第１クツシヨン室５０に到達する。この結果、前
記圧力の空気およびコイルスプリング６６の押圧
力と相俟つて第１クツシヨン部材５４が矢印Ｅ方
向へと変位し、第５図の状態を確保する。なお、
この復帰動作の際、第１クツシヨン部材５４は弾
性体６６が第１壁部４２に到達するまで、すなわ
ち、クツシヨンストローク間において、ピストン
３４に当接し一体的に矢印Ｋ方向へと変位する
（第８図参照）。すなわち、第１クツシヨン部材５
４とピストン３４とは両者相俟つて二段ピストン
シリンダとなる。この場合、シリンダ本体３２の
内部面積をφD1とし、また、第１クツシヨン室５
０の面積を同径のφD1とし、さらに前記第１クツ
シヨン部材５４の断面積をφD2とし、さらにま
た、前記ピストン３４に印加される流体圧をP1、
前記第１クツシヨン部材５４の円盤体５８に加わ
る圧力をP2とすると、ピストン３４とクツシヨ
ン部材５４が一体的に変位する時、P1が印加さ
れるピストン３４の断面積はクツシヨン部材５４
の当接断面積φD1相当分減少する。しかし、第１
クツシヨン部材５４の円盤体５８の断面積φD1に
第１弁体７６の調圧手段７６ａによつて調圧され
た圧力P2が同時に印加されるのでP2がP1（D2／
D1）2以上であれば、ピストン３４の断面積φD1に
単独でP1が印加される場合に比して出力が増加
する。このため、第１図に示すような単独でピス
トンシリンダを構成する場合に比較して始動時の
出力が極めて大きくなるブースター効果が得ら
れ、ピストン３４の始動が遅れることを回避する
ことが可能となる。例えば、これを第９図に則し
て説明すると、従来技術に係るシリンダが破線で
示すようにピストン速度V1に至るまでの時間は
T1＋T2時間かかるが、実線で示すように、本考
案に係るシリンダによれば、ピストン速度V1に
至るまでにT2時間しが要せず、少なくとも従来
技術に係るシリンダに対し、T1時間始動に際し
て短縮することが可能となる。
本考案によれば、以上のように空気圧シリンダ
のクツシヨン機構において、その緩衝機能を達成
するために排気圧力を利用するよりもむしろ排気
圧力よりも一般的に高い圧力レベルの供給用空気
からクツシヨン用圧力を得ている。従つて、この
供給空気差圧弁７６の圧力調整機構７６ａの調節
作用下に任意に所望の圧力を選択出来るため、緩
衝能力の範囲を大幅に広げることが出来る。この
ため、ピストンの往復動作の速度の運動エネルギ
に対応する緩衝能力の設定がより容易に行うこと
が出来る利点がある。
第１０図に示すように、従来技術によれば、排
気圧力によつてクツシヨン圧力を得ようとする
時、最大排気圧Psが極めて高かつたにせよ、ク
ツシヨン圧力の発生時点はシリンダのストローク
によつて決定され、Po点がその基点とならざる
を得ない。
然しながら、本考案によれば、例えば、第１１
図に示すように、排気圧力の変化は一定であつた
にせよ、供給圧力を、Ｐ１に選択すれば、斜線で
示す部分におけるＰ１に対応するクツシヨン圧力
Ｐ１１が得られ、また、供給圧力Ｐ２を選択すれ
ば、クツシヨン圧力Ｐ２１が得られ、さらに供給
圧力の最大圧PSを選択すれば、クツシヨン圧は
PSMAXを得ることが出来る。すなわち、クツシ
ヨン圧力の範囲を大きく選択出来る。さらにま
た、クツシヨン力の発生源を排気圧力から給気圧
力に変更することからクツシヨン機構の機械的要
素を所定の大きさに固定したままの状態でピスト
ンの往復動作に対応して高い圧力レベルでピスト
ンのかなり巾のある動作速度に対応することが可
能となる。このために、従来技術においてはピス
トンの駆動条件毎にクツシヨン機構を特別注文に
より製作を行つていたが、このようなクツシヨン
の特別注文製作に依存することなく、本考案装置
によればクツシン機構に汎用性が得られ、また、
コンパクト化と大量生産にも十分に対応出来る効
果が得られる。
次に、第１２図に本考案に係るクツシヨン機構
の別の実施態様を示す。なお、図中、前記実施態
様と同一の参照符号は同一の構成要素を示すもの
とする。
そこで、この実施態様では第１弁体７６の差圧
弁としての機能を排し、すなわち、圧力調節手段
７６ａを有することなく逆止弁２００を前記第１
弁体７６に対して置換配設し、一方、第３弁体１
１２についても同様に差圧弁としての機能を排
し、圧力調節手段１１２ａを有することなく逆止
弁を前記第３弁体１１２に対して置換する。
このような構成においては、クツシヨン室５０
ａ，５２ａ内の圧力空気は逆止弁を介して導入さ
れるため、圧力降下は固定定でしかも僅かである
のでクツシヨン部材５４，８８の第５図の状態へ
の復帰は導入される圧力空気による推力のみで十
分となることから、コイルスプリング６６，１０
２を排することが可能となり、リリーフ弁８０，
１１６の夫々の圧力調節手段８０ａ，１１６ａに
よつて圧力調節を可能とすれば、特に、空気圧シ
リンダを所定の範囲の高速度内に限定して使用す
ることが出来る。勿論、これによつて、クツシヨ
ン機構そのものの構造が一層簡素化し、製造コス
トの低減が図られ、さらに、圧力調整も簡易化す
る。
さらに、第１３図に本考案に係る空気圧シリン
ダのクツシヨン機構の別の実施態様を示す。この
場合も、前記実施態様と同一の参照符号は同一の
構成要素を示すものとする。
この実施態様では突部８２に代えて屈曲する突
部３００を前記通路７２と室５０との間に形成
し、この屈曲部分と端部４６の膨出部分３０２と
の間に第２弁体８０を配設している。しかも、前
記端部４６と突部３００との間にさらに絞り弁３
０４を形成している。なお、ロツドカバー４０側
も同様の構成とする。
このような構成においては、特に、ピストンの
往復動作の速度が低い場合に効果を奏する。すな
わち、本考案のクツシヨン機構は従来のクツシヨ
ン機構の吸収能力を超える条件での使用を目的と
しているが従来のクツシヨン機構でカバー出来る
範囲にも本考案のクツシヨン機構の使用を求めら
れる可能性を排除出来ない。このような場合、前
記実施態様ではリリーフ弁８０を室５０内の圧力
空気の逃出のために用いているがピストンの低い
運動エネルギに対しては絞り弁程度の逃がし能力
で足りる。このため、絞り弁３０４は、このリリ
ーフ量を低い運動エネルギに適した側へ調整可能
とする役割を果たす。第１３図の実施例に見られ
るようにリリーフ弁８０と絞り弁３０４の併用構
造とすれば、従来のクツシヨン機構、さらに本考
案の目的とする従来のクツシヨン機構の能力を超
える範囲のいずれもがカバーすることが出来、よ
り広範囲な駆動条件への対応が可能となる。
以上、本考案について好適な実施例を挙げて説
明したが、本考案はこの実施例に限定されるもの
ではなく、本考案の要旨を逸脱しない範囲におい
て種々の改良並びに設計の変更が可能なことは勿
論である。
【図面の簡単な説明】
第１図は従来技術に係る空気圧シリンダのクツ
シヨン機構の一部省略縦断面図、第２図はメータ
アウト方式におけるピストンの駆動力とクツシヨ
ン機構の制動力との関係を示す説明図、第３図は
クツシヨン機構のクツシヨン作用に排気圧力を利
用した場合の圧力とストロークとクツシヨン圧力
との関係を示すグラフであつて、第３図Ａはシリ
ンダの往復動作速度が小さい場合を示し、一方、
第３図Ｂはシリンダの往復動作速度が大きい場合
を示し、第４図は本考案に係る空気圧力シリンダ
とクツシヨン機構の縦断面図、第５図乃至第７図
はヘツドカバー側におけるクツシヨン機構とピス
トンの動作を示す説明図、第８図はクツシヨン部
材がピストンに当接してそれを押動する二段ピス
トンシリンダとなる状態の説明図、第９図は従来
技術に係るシリンダと本考案のシリンダの始動時
におけるピストン速度と時間との比較を示すグラ
フ、第１０図は従来技術に係るクツシヨン機構に
おける圧力とストロークとの関係を示すグラフ、
第１１図は本考案に係るクツシヨン機構において
給気圧力をクツシヨンに利用した場合の給気圧力
の選択とそれに対応するクツシヨン圧力との関係
を示すグラフ、第１２図並びに第１３図は本考案
の別の実施態様を示す一部省略縦断面図である。 ３０……空気圧シリンダ、３８……ヘツドカバ
ー、４０……ロツドカバー、５０……クツシヨン
室、５２……クツシヨン室、５４，８８……クツ
シヨン部材、７６……第１弁体、８０……第２弁
体、８４……給排気ポート、１１２……第３弁
体、１１６……第４弁体、１２６……電磁切換
弁。

Claims (1)

  1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 空気圧シリンダの一端部側に第１のクツシヨ
    ン室を画成すると共に他端部側に第２のクツシ
    ヨン室を画成し、前記第１クツシヨン室にはシ
    リンダ本体内を摺動するピストンに指向して押
    圧される第１のクツシヨン部材を変位可能に配
    設し、前記第２クツシヨン室には同様に前記シ
    リンダ本体内のピストンに指向して押圧される
    第２のクツシヨン部材を変位可能に配設し、前
    記シリンダ本体の両端部には夫々第１の給排気
    ポートと第２の給排気ポートとを設け前記第１
    給排気ポートと第２給排気ポートは共通の切換
    弁を介して空気供給源に接続し、さらに前記第
    １給排気ポートと第１クツシヨン室とを連通す
    る空気通路に空気供給源からの空気圧力を所定
    の値に調整して第１クツシヨン室へ送給して第
    １クツシヨン部材を変位させる第１の弁体と前
    記ピストンの押動動作によつて変位する前記第
    １クツシヨン部材により第１クツシヨン室で圧
    縮される空気が所定値以上になつた時前記給排
    気ポートへこの圧縮空気を導出する第２の弁体
    とを設け、前記第２給排気ポートと第２クツシ
    ヨン室とを連通する空気通路に空気供給源から
    の空気圧力を所定の値に調整して第２クツシヨ
    ン室へ送給して第２クツシヨン部材を変位させ
    る第３の弁体と前記ピストン押動動作によつて
    変位する第２クツシヨン部材により第２クツシ
    ヨン室で圧縮される空気が所定値以上になつた
    時前記給排気ポートへこの圧縮空気を導出する
    第４の弁体を設けることからなるクツシヨン機
    構を有する空気圧シリンダ。 (2) 実用新案登録請求の範囲第１項記載の空気圧
    シリンダにおいて、第１クツシヨン部材はピス
    トンの一方の端面に当接する柱体とこの柱体と
    共に第１クツシヨン室内で一体的に動作する円
    盤体とからなり、前記第１クツシヨン部材は第
    １クツシヨン室に配設された押圧部材により前
    記ピストンに指向して常時押圧され、一方、第
    ２クツシヨン部材はピストンの他方の端面に当
    接してピストンロツドが貫通する円筒体とこの
    円筒体と共に第２クツシヨン室内で一体的に往
    復動作する円盤体とからなり、前記第２クツシ
    ヨン部材は第２クツシヨン室に配設された押圧
    部材により前記ピストンに指向して常時押圧さ
    れるよう構成してなるクツシヨン機構を有する
    空気圧シリンダ。 (3) 実用新案登録請求の範囲第２項記載の空気圧
    シリンダにおいて、第１クツシヨン室はヘツド
    カバーとシリンダ本体との間に形成された第１
    の壁部とこの壁部からヘツドカバー側へ屈曲す
    る端部により画成され、一方、第２クツシヨン
    室はロツドカバーとシリンダ本体との間に形成
    された第２の壁部とこの壁部からロツドカバー
    側へ屈曲する端部により画成されることからな
    るクツシヨン機構を有する空気圧シリンダ。 (4) 実用新案登録請求の範囲第３項記載の空気圧
    シリンダにおいて、第１クツシヨン部材と第２
    クツシヨン部材とを押圧する押圧部材は夫々コ
    イルスプリングからなるクツシヨン機構を有す
    る空気圧シリンダ。 (5) 実用新案登録請求の範囲第１項記載の空気圧
    シリンダにおいて、第１弁体と第３弁体とは調
    圧自在な差圧弁からなり、第２弁体と第４弁体
    とは調圧自在なリリーフ弁からなるクツシヨン
    機構を有する空気圧シリンダ。 (6) 実用新案登録請求の範囲第１項記載の空気圧
    シリンダにおいて、第１弁体と第３弁体とは
    夫々逆止弁からなるクツシヨン機構を有する空
    気圧シリンダ。 (7) 実用新案登録請求の範囲第１項記載の空気圧
    シリンダにおいて、第２弁体と第４弁体とは
    夫々絞り弁からなるクツシヨン機構を有する空
    気圧シリンダ。 (8) 実用新案登録請求の範囲第１項記載の空気圧
    シリンダにおいて、第１クツシヨン部材と第２
    クツシヨン部材の円盤体は実質的に第１クツシ
    ヨン室と第２クツシヨン室を夫々二つの室に分
    離し、夫々の円盤体は一方の室から他方の室に
    連通する通路を有するクツシヨン機構を有する
    空気圧シリンダ。 (9) 実用新案登録請求の範囲第８項記載の空気圧
    シリンダにおいて、第１クツシヨン室と第２ク
    ツシヨン室の分離されたいずれか一方の室は大
    気側と連通する通路を有することからなるクツ
    シヨン機構を有する空気圧シリンダ。 (10) 実用新案登録請求の範囲第９項記載の空気圧
    シリンダにおいて、第１クツシヨン部材と第２
    クツシヨン部材とを構成する夫々の円盤体には
    ピストン側にリング状の弾性部材を係着し、前
    記弾性部材は夫々第１クツシヨン部材と第２ク
    ツシヨン部材とが押圧されピストン側の所定位
    置にある時クツシヨン室を構成する二つの室を
    連通するための通路を大気側に連通する通路に
    対して遮断するよう構成してなるクツシヨン機
    構を有する空気圧シリンダ。
JP1983144133U 1983-09-17 1983-09-17 クツシヨン機構を有する空気圧シリンダ Granted JPS6051305U (ja)

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