JPH04344898A - ガスクッション - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、金型板金プレス加工用
またはその他各種製造工程で用いられるクッション部材
、特に内部に高圧窒素ガス等の高圧ガスを封入してその
反力を利用してクッション作用を発揮させるようにした
ガスクッションに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のこの種ガスクッションとしては、
図８に示すようにピストン型シリンダが多く採用されて
いる。即ち、シリンダ本体１にピストン２を嵌合して該
ピストン２の外周面にシリンダ本体１の取付方向性に関
係のない潤滑としてスポンジやフエルト等からなる摺接
材３ａとこれとは別体のシール材３ｂを取り付けると共
に、該摺接材３ａに潤滑油を含侵させてシール材３ｂに
潤滑性とシール性とをもたせ、しかしてシリンダ本体１
内のピストン側圧力室４に高圧ガスを封入し、ピストン
ロッド５の先端部にかかる押圧負荷を高圧ガスの反力に
よって受けるようにしてなるもので、この従来装置によ
れば構造は簡単であるが、使用途上の速度の速い且つ激
しい摺動運動により摺接材３ａに含侵させている潤滑油
が飛散したり消耗され所謂油切れによって短期間にシー
ル破壊を起こすと共に、ピストン２の作動によりシリン
ダ本体１のロッド側圧力室６と外部との間に呼吸作用が
発生しており、この呼吸作用によりシリンダ本体１の内
部に塵埃が侵入し、シール破壊や摺動部分の損傷の原因
となっていた。なお図中７は空気抜きである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明は、シ
リンダ本体の取付方向に関係なく速い速度で長期間使用
するも油切れを起こすことなく、且つ上述の呼吸作用の
生起することのないこの種ガスクッションを提案するこ
とを目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、実施例に示す参照符号を付して示せば、
請求項１においては、シリンダ本体１０に、中空ラム１
１とその先端部のピストン１２とからなるラム形ピスト
ン１３をシール材２７を介して気密嵌合し、ピストン側
シリンダカバー１４とラム側シリンダカバー１５とにわ
たってシリンダ側送油管１６を前記ピストン１２を貫通
して配設して該送油管１６を介してピストン側圧力室１
７とラム側圧力室１８とにわたって連通するシリンダ側
送油路１９を形成すると共に、該シリンダ側送油路１９
は途中に前記シール材収容室３１を通過し、また中空ラ
ム１１の内部においてピストン側端壁１２ａとラム側端
壁１２ｂとにわたってラム側送油管２０を配設して該送
油管２０を介してラム側圧力室１８と中空ラム１１の中
空室２１とにわたって連通するラム側送油路２２を形成
すると共に、上記両送油路１９、２２端には自重によっ
て交互に開閉するチエックバルブ２３、２４を装入し、
さらに中空ラム１１の中空室２１とピストン側圧力室１
７とを連通し、しかしてシリンダ本体１０内に高圧ガス
Ｇと潤滑油Ｏとを封入してなる構成を採用するものであ
る。

【０００５】また請求項２においては、請求項１記載の
構成においてシリンダ側送油管１６が貫通する前記ピス
トン１２は軸方向と径方向に少許の浮遊状態に前記中空
ラム１１に取り付けられてなる構成を採用するものであ
る。

【０００６】さらに請求項３においては、請求項１また
は２記載の構成において前記ピストン１２に、ピストン
側圧力室１７からの過負荷圧力を受けた場合のみ該過負
荷圧力を前記ラム側送油路２２を通ってラム側圧力室１
８に開放するチエックバルブ３９またはチエックパッキ
ン２６を取り付けてなる構成を採用するものである。

【０００７】

【作用】請求項１においては、プレス加工時の金型に負
荷する圧力を中空ラム１１で受け、該中空ラム１１がシ
リンダ本体１０内の高圧ガスの反力に抗して下降する場
合には、ピストン側圧力室１７の圧力がラム側圧力室１
８の圧力に比べて大であるから両室間の差圧によってシ
リンダ本体１０内のピストン側圧力室１７の潤滑油はシ
リンダ側送油路１９を経由してラム側圧力室１８に圧送
され、この圧送途上において潤滑油はシール材収容室３
１を通過するからこれに収容されるシール材（グランド
パッキン２７）に潤滑油を供給して耐磨耗性を持たせた
後、該潤滑油はシリンダ側送油路１９からラム側圧力室
１８に噴出状に送り出される。中空ラム１１が金型圧力
から開放されて上昇する工程では、ラム側圧力室１８の
圧力が中空ラム１１の中空室２１およびこれに連通する
ピストン側圧力室１７の圧力に比べて大であるからラム
側圧力室１８の潤滑油は中空ラム１１の伸長端付近でラ
ム側送油路２２を経由しチエックバルブ２４を押上げて
中空室２１に噴出状に送り出され、該噴霧油が中空ラム
１１ｂの内周面に吹きつけられることによってこの面か
ら摺動部材である中空ラム１１を介し潤滑油自体とシリ
ンダ本体１０とを冷却する作用を発揮し、その後にこれ
に連通するピストン側圧力室１７に潤滑油が還流される
。

【０００８】また請求項１においては、中空ラム１１、
ラム側圧力室１８およびピストン側圧力室１７の全てに
高圧ガスを封入してこれらの空間部を全て利用するため
、ラム形ピストン１３の作動時の圧縮倍率を低減するこ
とができると共に、ラム側圧力室１８とピストン側圧力
室１７とは、シリンダ側送油路１９とラム側送油路２２
とによって圧力抵抗を受けながらでも交互に連通状態に
あるためラム側圧力室１８と外部との間に呼吸作用を生
起することはない。

【０００９】さらに請求項１においては、ラム形ピスト
ン１３の伸長復帰時にはその伸長端においてラム側圧力
室１８に残留する潤滑油がクッションの作用を発揮する
。

【００１０】さらにまた請求項１によれば、シリンダ側
送油路１９とラム側送油路２２との各端部にそれぞれチ
エックバルブ２３、２４を装入し、図１のように正立時
にはシリンダ側チエックバルブ２３が自重によって下方
に位置してシリンダ側送油路１９を開放状態に維持する
と共に、ラム側チエックバルブ２４はラム側送油路２２
を閉鎖し、図５に示すようにラム形ピストン１３が下向
きの倒立状態ではラム側チエックバルブ２４がラム側送
油路２２を開放状態に維持すると共に、シリンダ側チエ
ックバルブ２３はシリンダ側送油路１９を閉鎖して、上
述の倒立状態であっても正立状態のときと同様の潤滑油
の循環経路を保証することができる。

【００１１】さらに両チエックバルブ２３、２４はピス
トン側圧力室１７とラム側圧力室１８との間の差圧を確
実に維持する作用を有する。即ち、図１の正立状態を例
にとって説明すると、前述のようにラム形ピストン１３
の下降時にはピストン側圧力室１７の圧力がラム側圧力
室１８に比べて高くなるが、上昇時にラム側圧力室１８
の方が高くなれば、ラム側チエックバルブ２４がその自
重に抗して上動し、正常な差圧状態になるまでラム側送
油路２２を開放することになる。

【００１２】このようにラム形ピストン１３の移動速度
の緩急にかかわらず一定の差圧を両圧力室１７、１８間
に保証することができるため、潤滑油を常に良好に循環
させることができる。

【００１３】請求項２においては、請求項１の作用と共
に、ピストン１２の移動途上において該ピストン１２と
これを貫通するシリンダ側送油管１６との間に中空ラム
１１の回転作用の発生または外部負荷により径方向に多
少のずれが生じてもピストン１２は軸方向と径方向に浮
遊状態にあるため両者間に応力が生起するのを防止する
ことができる。

【００１４】請求項３においては、請求項１および．ま
たは２記載の作用と共に、ラム形ピストン１３の急速移
動によりピストン側圧力室１７から過大な負荷をピスト
ン１２が受けた場合にはこの過負荷圧力をラム側圧力室
１８側に開放して両圧力室１７、１８間に過大な圧力差
が起きないようにし、もって圧力室１７、１８間に常に
一定の差圧を保証し一時的に大きな圧縮倍率を避けるこ
とができる。

【００１５】

【実施例】図１において、シリンダ本体１０に、中空ラ
ム１１とその先端部のピストン１２とからなるラム形ピ
ストン１３が、シリンダ本体１０のシール収容室３１を
収容されたシール材２７を介して気密的に嵌合される。 シリンダ本体１０のピストン側シリンダカバー１４には
油溜まり２８ａが凹設され、なお後述のように倒立状態
で使用する場合には（図５参照）、中空ラム１１のラム
側端壁１２ｂに油溜まり２８ｂが形成される。そしてピ
ストン側シリンダカバー１４とラム側シリンダカバー１
５とにわたってシリンダ側送油管１６が前記ピストン１
２を貫通して取り付けられる。そしてピストン側シリン
ダカバー１４には油溜まり２８ａとシリンダ側送油管１
６とを連通する油路２９が形成されると共に、ラム側シ
リンダカバー１５にもラム側圧力室１８とシリンダ側送
油管１６とを連通する油路３０が形成されるが、該油路
３０はその途中でシール材２７を収容する部屋３１に連
通し、該シール収容室３１を通過してラム側圧力室１８
に連通するようになっている。従って、油路２９、シリ
ンダ側送油管１６、油路３０およびシール収容室３１は
ピストン側圧力室１７の油溜まり２８ａとラム側圧力室
１８との間を連通するシリンダ側送油路１９を形成する
。

【００１６】また前記ピストン１２は円環状の部材によ
って形成されてなるもので、該ピストン１２を図１に示
すように中空ラム１１とピストン側端壁１２ａとの間に
緩く挟み込み且つピストン１２の内径をピストン側端壁
１２ａの外周面凹溝４０の外径よりも若干大に形成する
ことによって該ピストン１２を中空ラム１１に対して軸
方向と径方向に微小に浮遊状態（フローティング状態）
に取り付けられている。また該ピストン１２にはピスト
ン側圧力室１７からラム側圧力室１８へのみ開口可能な
逆止弁３９が内蔵されるか、またはピストン１２の外周
面にラム側圧力室１８側へのみ屈撓可能なシール材２６
が設けられる。

【００１７】さらに中空ラム１１のピストン側端壁１２
ａとラム側端壁１２ｂとにわたってラム側送油管２０が
取り付けられると共に、ピストン側端壁１２ａとピスト
ン１２とにわたって、その一端がラム側圧力室１８に開
口し他端がラム側送油管２０に連通する油路３２が形成
され、ラム側端壁１２ｂにも、その一端がラム側送油管
２０に連通し他端が中空ラム１１の中空室２１に開口す
る油路３３が形成される。従って、油路３２、凹溝４０
、ラム側送油管２０および油路３３はラム側圧力室１８
と中空ラム１１の中空室２１との間を連通するラム側送
油路２２を形成する。なおまたラム側端壁１２ｂには中
空室２１とピストン側圧力室１７とを連通する連通孔２
５が形成され、従って中空室２１は作用的にピストン側
圧力室１７の一部を形成することになる。

【００１８】そして前記両送油路１９、２２の端部には
それぞれ自重によって交互に送油路１９または２２を開
閉するチエックバルブ（球弁）２３、２４が装入される
。

【００１９】なお３４、３５および３６は摺動面の摩擦
抵抗を軽減するための周知の摺動部材である。また３７
はダストシール材で、３８は溶栓の安全弁で、４１、４
２はガスチャージ用チエックバルブとプラグである。

【００２０】しかしてシリンダ本体１０内の油溜まり２
８ａには少量の潤滑油Ｏが入れられると共に、高圧の窒
素ガスＧが封入される。

【００２１】図２〜図４はシリンダ本体１０の正立時の
作動状態を示すもので、まず図２に示すように、上部か
ら外部負荷を受けることによってラム形ピストン１３が
シリンダ本体１０内の高圧ガスＧの反力に抗して下降す
ると、ピストン側圧力室１７とラム側圧力室１８と間の
差圧により、油溜まり２８ａの潤滑油Ｏはシリンダ側送
油路１９を通ってシール収容室３１に圧送されここでシ
ール材２７に潤滑油Ｏを供給し、しかる後油路３０から
ラム側圧力室１８に潤滑油が送り出され、該圧力室１８
に潤滑油Ｇが滞留することになる。このようにピストン
１３が下降するたびにシール材２７に潤滑油を供給する
ことになるから油切れを起こすことがない。図３に示す
ようにラム形ピストン１３が最下端に達すると、潤滑油
Ｏはラム側圧力室１８に滞留することになる。次にピス
トン１３の上昇時にはラム側圧力室１８の圧力がピスト
ン側圧力室１７に比べて高圧になり、両者間の差圧によ
ってラム側圧力室１８内の圧力はまずシリンダ側送油路
１９を通ってピストン側圧力室１７に流れ、次に潤滑油
はラム側送油路２２をも通り、その上部のチエックバル
ブ２４をその自重に抗して押し上げ、油路３３の先端部
から中空ラム１１の中空室２１に噴霧状に潤滑油Ｏを送
り出し、この噴霧状潤滑油が中空ラム１１の内周面１１
ｂに吹きつけられることによって中空ラム１１を介し潤
滑油自体とシリンダ本体１０とを冷却する作用を発揮し
ながら該潤滑油は連通孔２５を通ってピストン側圧力室
１７の油溜まり２８ａに還流することになる。そして図
４に示すようにラム形ピストン１３が最上端付近に達す
ると、ラム側圧力室１８に滞留している潤滑油Ｏがクッ
ション材の役割を発揮し、該ピストン１３の復帰端にお
ける衝撃を緩和することになる。

【００２２】ラム形ピストン１３のピストン１２はこれ
に貫通するシリンダ側送油管１６に沿って昇降すること
になるが、この際もしピストン１２と中空ラム１１とが
リジッドに一体に形成されていると、ラム形ピストン１
３の昇降時に若干の回転力または揺れが生じた場合にピ
ストン１２の干渉によってシリンダ側送油管１６に有害
な応力が発生し該送油管１６を損傷することになるが、
本発明によればピストン１２は中空ラム１１に対し軸方
向と径方向に若干フローティング状態に形成されている
ため、ラム形ピストン１３はシリンダ側送油管１６の有
害な拘束力を受けることなく円滑に昇降することができ
る。

【００２３】ラム形ピストン１３に急激な下降外力を受
け、ピストン側圧力室１７の内圧が過剰になった場合に
は、チエックバルブ３９が開口し、または断面略Ｕ字状
のチエックパッキン２６がラム側圧力室１８側に屈撓作
用して該圧力室１７内の過剰圧をラム側送油路２２を通
ってラム側圧力室１８に放出し、一時的な圧縮倍率を緩
和することができる。

【００２４】シリンダ側送油路１９のピストンカバー側
端部とラム側送油路２２の中空ラム側端部とにはそれぞ
れ自重によって交互に開閉作動するチエックバルブ２３
、２４を設け、図１の正立時にはシリンダ側チエックバ
ルブ２３はシリンダ側送油路１９を開放して潤滑油の流
通を許し、一方ラム側チエックバルブ２４はラム側送油
路２２を閉塞してラム形ピストン１３の下降時に中空ラ
ム１１の中空室２１の圧力がラム側送油路２２に侵入す
るのを阻止するようになっている。

【００２５】図５に示すようにラム形ピストン１３が下
向きの倒立状態で使用する場合には上記とは反対に作動
する。即ち、この倒立状態では潤滑油はラム形ピストン
１３の中空室２１の底部の油溜まり２８ｂに滞留するこ
とになり、ラム形ピストン１３の伸長状態から収縮する
場合には、この位置から図６に示すように潤滑油はラム
側送油路２２を通ってラム側圧力室１８に噴出状に圧送
されて該圧力室１８に滞留し、次にその収縮端から伸長
する工程では図７に示すように該圧力室１８内の圧力は
まずラム側送油路２２を通って中空室２１に流れ、次に
潤滑油はシリンダ側送油路１９をも通ってピストン側圧
力室１７にチエックバルブ２３の自重に抗して送り出さ
れ、連通孔２５を通って中空ラム１１内の油溜まり２８
ｂに還流されることになる。そしてその途中でシール材
収容室３１を通過してシール材２７に潤滑油を供給する
ことになる。

【００２６】従って、本発明においては倒立状態でも、
一対のチエックバルブ２３、２４がその自重で上記送油
路１９、２２を開閉作動するかぎりにおいて自由に使用
することができる。

【００２７】本発明においては、また中空ラム型シリン
ダ１３を採用し、該中空室２１と共に、シリンダ本体１
０内の全ての空間部に高圧ガスＧを充填し、これらを全
てを高圧ガスの圧縮仕事に利用するため、高圧ガスの圧
縮倍率を低く抑えることができ、このことは言い換えれ
ば性能の向上と装置の小型化に貢献することができる。

【００２８】

【発明の効果】本発明の請求項１によれば、シリンダ本
体の取付方向に関係なくクッション用ピストンの作動時
にその摺動面のシール材に潤滑油を確実に供給すること
ができ、速度の遅速如何によらず長期間使用するも油切
れを起こすことがない。

【００２９】またクッション用ピストンの作動毎に潤滑
油がピストン側とラム側との両圧力室間を循環するよう
になっいるため少量の潤滑油を封入するだけで充分な潤
滑作用を発揮させることができる。

【００３０】また請求項１によれば、ラム形ピストンの
作動時の圧縮倍率を低減することができ、性能の向上と
装置の小型化に貢献することができる。

【００３１】また請求項１によれば、ピストン側圧力室
とラム側圧力室とはシリンダ側送油管とラム側送油路と
によって圧力抵抗を受けながらでも交互に連通状態にあ
るためラム側圧力室と外部との間に呼吸作用を生起する
ことがなく、このため外部から塵埃がシリンダ本体内に
侵入することがないと共に、ダストシールにより、ラム
に付着した塵埃を除去するため摺動面を損傷することが
ない。

【００３２】さらに請求項１においては、ラム形ピスト
ンの伸長復帰時にはその伸長端においてラム側圧力室に
残留する潤滑油がクッションの作用を発揮し、装置に衝
撃を与えることがなく、また騒音の発生もない。

【００３３】さらにまた請求項１によれば、倒立状態は
勿論、斜め横向き状態でも使用することができ、作業条
件に合わせて自由に使用することができる。

【００３４】さらにまた請求項１によれば、前記両送油
管に設けた各チエックバルブの作用により、ラム形ピス
トンの移動速度の緩急にかかわらず一定の差圧をピスト
ン側圧力室とラム側圧力室との間に保証することができ
るため、潤滑油を常に良好に循環させることができる。

【００３５】また請求項２においては、請求項１の効果
と共に、ラム型ピストンの移動途上において中空ラムに
回転力が作用したりピストンに若干の動揺が発生しても
シリンダ側送油管に有害な応力を生起させることはなく
、円滑にラム形ピストンを作動させることができる。

【００３６】さらに請求項３においては、請求項１およ
び．または２記載の効果と共に、ラム形ピストンの急速
移動によりピストン側圧力室から過大な負荷をピストン
が受けた場合にあっても、この過負荷圧力をラム側圧力
室側に開放して両圧力室間に過大な圧力差が起きないよ
うにし、もって両圧力室間に常に一定の差圧を保証する
ことができ、クッション性能を正常に維持することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の縦断正面図である。

【図２】本発明のシリンダ本体の正立時の作動説明図で
、第１工程を示す。

【図３】同第２工程の作動説明図である。

【図４】同第３工程の作動説明図である。

【図５】本発明のシリンダ本体の倒立時の作動説明図で
、第１工程を示す。

【図６】同第２工程の作動説明図である。

【図７】同第３工程の作動説明図である。

【図８】従来の装置の縦断正面図である。

【符号の説明】

１０　　シリンダ本体 １１　　中空ラム １２　　ピストン １２ａ　　ピストン側端壁 １２ｂ　　ラム側端壁 １３　　ラム形ピストン １４　　ピストン側シリンダカバー １５　　ラム側シリンダカバー １６　　シリンダ側送油管 １７　　ピストン側圧力室 １８　　ラム側圧力室 １９　　シリンダ側送油路 ２０　　ラム側送油管 ２１　　中空ラムの中空室 ２２　　ラム側送油路 ２３　　チエックバルブ ２４　　チエックバルブ ２５　　連通孔 ２６　　チエックパッキン ２７　　シール材 ２８ａ、２８ｂ　　油溜まり ３１　　シール収容室 ３９　　チエックバルブ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　シリンダ本体に、中空ラムとその先端
   部のピストンとからなるラム形ピストンをシール材を介
   して気密嵌合し、ピストン側シリンダカバーとラム側シ
   リンダカバーとにわたってシリンダ側送油管を前記ピス
   トンを貫通して配設して該送油管を介してピストン側圧
   力室とラム側圧力室とにわたって連通するシリンダ側送
   油路を形成すると共に、該シリンダ側送油路は途中に前
   記シール材収容室を通過し、また中空ラムの内部におい
   てピストン側端壁とラム側端壁とにわたってラム側送油
   管を配設して該送油管を介してラム側圧力室と中空ラム
   の中空室とにわたって連通するラム側送油路を形成する
   と共に、上記両送油路端には自重によって交互に開閉す
   るチエックバルブを装入し、さらに中空ラムの中空室と
   ピストン側圧力室とを連通し、しかしてシリンダ本体内
   に高圧ガスと潤滑油とを封入してなるガスクッション。
2. 【請求項２】　　シリンダ側送油管が貫通する前記ピス
   トンは軸方向と径方向に少許の浮遊状態に前記中空ラム
   に取り付けられてなる請求項１記載のガスクッション。
3. 【請求項３】　　前記ピストンに、ピストン側圧力室か
   らの過負荷圧力を受けた場合のみ該過負荷圧力を前記ラ
   ム側送油路を通ってラム側圧力室に開放するチエックバ
   ルブまたはチエックパッキンを取り付けてなる請求項１
   または２記載のガスクッション。