JPH0596509U - ロッドレスシリンダの加減速装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 加速区間と減速区間とにおいて、給気（排
気）可変絞りの有効断面積を徐々に変化させることによ
り、円滑なピストンの加減速特性を得、しかもピストン
の両側の突出部をなくして、ピストンの小型化を図るこ
とを課題とする。 【構成】 ロッドレスシリンダの加減速装置において、
中空ピストンの両端に連通孔が形成され、中空ピストン
の中空孔内に小ピストンが摺動自在に嵌合され、エンド
プレートに固設された中空絞り心棒が、連通孔及び中空
孔内に挿通自在に配設され、中空絞り心棒の通孔が外部
に連通され、また中空絞り心棒の外面に可変絞り溝が形
成されるようにした。中空ピストンが減速区間に入る
と、中空絞り心棒が連通孔及び中空孔内に挿通されて小
ピストンに当接する。それと同時に、中空絞り心棒の外
面に形成された可変絞り溝により、排気側室内から流出
する流体の流量が調整されることにより、排気側室内の
背圧が上昇し、中空ピストンの移動速度がスムーズに減
速される。逆に、当可変絞り（給気側）の有効断面積を
徐々に増大させることにより滑らかに加速される。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、各種機械を作動させるために用いられる流体圧シリンダにおいて、 ストロークの初端でピストンをスムーズに加速させ、ストローク終端でピストン を円滑に減速させるロッドレスシリンダの加減速装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

従来、特開昭６３−９６３０５号公報に記載されたロッドレスシリンダが知ら れている。このロッドレスシリンダにおいて、シリンダチューブ内にピストンが 摺動自在に嵌合され、シリンダチューブの端部にヘッドカバーが固定されている 。ピストンにはシリンダチューブのスリットから外部へ突出する連結部が設けら れ、連結部にはテーブル部材が固定されている。ピストン両端のエンドブロック に、それぞれ両端に開口する凹部が形成され、この凹部と対向する位置にあるヘ ッドカバーの内面には、凹部と嵌合する円柱状の凸部が設けられる。凸部の先端 部には給気ポートと連通する孔が形成され、この孔にチェック弁が配設され、凸 部の先端には前記チェック弁をバイパスするようにノズル孔が設けられる。ヘッ ドカバーには、細いバイパス路が給気ポートとチューブ内部の外周寄との間に設 けられ、バイパス路にはニードル弁が配設される。

【０００３】 従来のロッドレスシリンダにおいては、ピストンがストロークの終端区間に移 動し、ピストンの凹部がヘッドカバーの凸部に嵌合すると、チェック弁からの排 気が停止され、ニードル弁を通して凸部の周囲空間の圧力が徐々に排出される。 ピストンに連結されたテーブル部材及び負荷の運動エネルギ並びに推力のエネル ギによって、排気側室内の空気は圧縮され、圧力が上昇し、ピストンが所定の割 合で減速される。また、ピストンがストロークの初端に位置するときは、流入空 気がニードル弁及びノズルにより絞られるので、ピストンが所定の割合で加速さ れる。また、ピストンの両側にそれぞれ凹部を設けるので、ピストンが大型にな った。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

本考案は、従来の前記欠点を解消するものであって、初端の加速区間において は、有効断面積が段々増大する可変絞りによって、徐々に給気しながらピストン をスムーズに加速させ、終端の減速区間においては、可変絞りの有効断面積を段 々減少させることによって、ピストンを円滑に減速させ、滑らかな加減速特性を 得ることを課題とする。また、ピストン両側の突出部をなくして、ピストンの小 型化を図ることも課題とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

本考案は、前記課題を達成するために、ロッドレスシリンダの加減速装置にお いて、中空ピストンの両端に連通孔が形成され、中空ピストンの中空孔内に小ピ ストンが摺動自在に嵌合され、エンドプレートに固設された中空絞り心棒が、連 通孔及び中空孔内に挿通自在に配設され、中空絞り心棒の通孔が外部に連通され 、また中空絞り心棒の外面に可変絞り溝が形成されるようにした。 なお、本考案の解釈に当たっては、次の事項を考慮しなければならない。 本考案のロッドレスシリンダの加減速装置は、シリンダチューブの両側又 は片側に設置することができる。 本考案のロッドレスシリンダの加減速装置に用いられる作動媒体は、空気 のみでなく、一般の流体が含まれる。 本考案のロッドレスシリンダの加減速装置は、実施例のマグネット式ロッ ドレスシリンダのみでなく、他の種類のロッドレスシリンダにも適用できる。

【０００６】

【作用】

中空ピストンがストロークの終端で減速区間に入ると、中空絞り心棒が連通孔 及び中空孔内に挿通されて小ピストンに当接する。それと同時に、中空絞り心棒 の外面に形成された可変絞り溝により、排出側室内から流出する流体の流量が調 整されることにより、排出側室内の背圧が上昇し、中空ピストンの移動速度が徐 々に減速される。逆に、中空ピストンのストロークの初端の加速区間においては 、流入流体が中空絞り心棒の外面に形成された可変絞り溝によって調整され、中 空ピストンは徐々に加速される。

【０００７】

【実施例】

図１は本考案の実施例のロッドレスシリンダの加減速装置の縦断面図であり、 ロッドレスシリンダの両端部に設置される加減速装置の内の、片方のみが示され ている。シリンダチューブ２内には中空ピストン15が摺動自在に嵌合され、シリ ンダチューブ２の端部にはエンドプレート１が固定されている。中空ピストン15 には、環状の第１ピストン端板６と第２ピストン端板９との間に、環状のピスト ン側ヨーク７及び環状のピストン側マグネット８が交互に複数個連接して配設さ れ、連結されている。第１ピストン端板６及び第２ピストン端板９の中央部には 第１段付連通孔10及び第２段付連通孔11がそれぞれ形成され、第１段付連通孔10 及び第２段付連通孔11の大径部分がそれぞれ内側（図１では第１段付連通孔10の 大径部分が右側、第２段付連通孔11の大径部分が左側）に配設される。第１段付 連通孔10・第２段付連通孔11の大径部分内面及び環状のピストン側ヨーク７・ピ ストン側マグネット８の内面にスリーブ３が嵌合され、スリーブ３内面に小ピス トン５が摺動自在に嵌合される。小ピストン５の外周面の環状溝に環状のパッキ ン14が配設され、第１ピストン端板６及び第２ピストン端板９の第１段付連通孔 10及び第２段付連通孔11の小径部分の環状溝に、第１絞り用Ｏリング12及び第２ 絞り用Ｏリング13がそれぞれ配設されている。また、第１ピストン端板６及び第 ２ピストン端板９の外面の環状溝に、第１パッキン30、第１ウエアリング26、第 ２パッキン31及び第２ウエアリング27がぞれぞれ配設されている。

【０００８】 エンドプレート１には外部に開口するポート25が形成され、エンドプレート１ の内側面の中央には、有底円筒状の中空絞り心棒４がエンドプレート１の内側面 に対してほぼ垂直に固定され（中空絞り心棒４の開口部をエンドプレート１に向 ける。）、中空絞り心棒４の内部とポート25との間は、エンドプレート１内の通 路によって連通されている。中空絞り心棒４は中空ピストン15の第１連通孔10・ 第１絞り用Ｏリング12及びスリーブ３内に挿通自在に配設され、しかも中空絞り 心棒４と第１絞り用Ｏリング12とは接触状態で摺動自在に挿通されるように構成 される。中空絞り心棒４の先端（図で右端）近傍に複数個の通孔23が形成され、 中空絞り心棒４の外面には複数本の可変絞り溝24が形成されている。可変絞り溝 24の形状は、中空絞り心棒４の基端（図１では左端）が浅く、先端（図１では右 端）に向かって傾斜し、先端部の通孔23近傍で最も深くなっている。エンドプレ ート１の内側面の環状凹溝には環状のダンパー22が配置され、ダンパー22は中空 ピストン15の第１ピストン端板６の外側面に当接可能とされる。 シリンダチューブ２の外面に外部移動子16が配設され、外部移動子16には、環 状のスライドブロック17の内部両端に環状の第１ウェアリングホルダ18及び第２ ウェアリングホルダ21が固定されている。第１ウェアリングホルダ18・第２ウェ アリングホルダ21間に環状の外部移動子側ヨーク19及び外部移動子側マグネット 20が複数個交互に連接して配設され、連結されている。外部移動子16はマグネッ トの作用により、中空ピストン15の移動に従って移動する。また、第１ウエアリ ングホルダ18及び第２ウエアリングホルダ21の内面の環状溝に、第１スクレーパ 34、第３ウエアリング32、第４ウエアリング33及び第２スクレーパ35がぞれぞれ 配設されている。

【０００９】 本考案の実施例の作用について説明する。中空ピストン15が中空絞り心棒４か ら離れた位置にあるとき、中空ピストン15の充填側（図１で右側）室には圧縮空 気が供給され、中空ピストン15の排気側（図１で左側）室の空気は通孔23・中空 絞り心棒４の内部通路及びポート25を通って大気に排出され、中空ピストン15・ 外部移動子16は排気側（図１で左側）に向かって一定速度でで移動する。そのと き、小ピストン５の充填側にも空気圧が作用し、小ピストン５は中空ピストン15 内の前進端( 左端）の位置にあり、小ピストン５は第1 ピストン端板６の第１連 通孔10の段部に当接している。

【００１０】 中空ピストン15が前進してクッション区間に移動すると、中空絞り心棒４が中 空ピストン15の第１段付連通孔10・第１絞り用Ｏリング12内及びスリーブ３内に 進入し、中空絞り心棒４の先端が小ピストン５に当接して、小ピストン５に作用 する力を中空絞り心棒４が受ける。 同時に、中空絞り心棒４の外面に第１ピストン端板６の第１絞り用Ｏリング12 が接触し、排気側室内の空気の排出通路が、第１絞り用Ｏリング12と中空絞り心 棒４の外面の可変絞り溝24によって調整（制限）される。外部移動子16に連結さ れる負荷の運動エネルギ並びに推力のエネルギによって排気側室内の空気が圧縮 され、排気側室内の圧力が上昇し、中空ピストン15を減速させる。可変絞り溝24 の断面積がストローク端に近づくほど小さくなるので、ストローク端に近づくに 従って、排気側室内の圧力が徐々に高くなりながら、中空ピストン15はスムース に減速される。こうして、中空ピストン15のストロークエンドまで、残った推力 によるエネルギと運動エネルギとを吸収する。（減速の状況は図２に示すとおり である。）

【００１１】 クッション区間で中空ピストン15が減速され、図１に示すように、中空ピスト ン15の第１ピストン端板６の外側面がダンパー22に当接し、ストロークエンドに 到着する。このとき、小ピストン５の充填側（右側）側面と第２ピストン端板９ の内側側面との間には、僅かな隙間が生ずるように設定されてあり、小ピストン ５と第２ピストン端板９との衝突は起こらない。 方向制御弁の切り換えによって、排気側が充填側に変わると、圧縮空気がポー ト25、中空絞り心棒４の内部通路、通孔23を通ってスリーブ３内に流入する。圧 縮空気が、中空絞り心棒４の外面の可変絞り溝24と第１絞り用Ｏリング12によっ て流量が調整されて、充填側室（図１で左側室）に流入し、中空ピストン15の第 １ピストン端板６の外側面に作用する。このとき、圧縮空気が小ピストン５の充 填側（図１で左側）にも作用し、小ピストン５が第２ピストン端板９の第２段付 連通孔11の段部に圧接される。従って、中空ピストン15は図の右方向に移動を開 始し、中空ピストン15が移動するに従って、可変絞り溝24の断面積が徐々に大き くなるため、中空ピストン15が徐々にかつ円滑に加速される。中空ピストン15が クッション区間を離れると、中空ピストン15は一定速度で移動する。そのときの 加速の状況は図２に示すとおりである。シリンダチューブ２のエンドプレート１ の反対側にも、前記説明と同様の加減速装置が配置されているので、中空ピスト ン15はシリンダチューブ２の右端においても、前記説明と同様のクッション作用 を受ける。

【００１２】

【考案の効果】

本考案では、ロッドレスシリンダのピストンの加速区間と減速区間とにおいて 、給気側（排気側）の可変絞りの有効断面積を可変絞り溝の形状に従って増大（ 減少）することによって、許容加減速度を抑えながら、ピストンを滑らかに加減 速することができる。 また、中空絞り心棒が、中空ピストンの連通孔及び中空孔に挿通されて、中空 孔内の小ピストンに当接すると、小ピストンは移動する。従って、中空ピストン の中空孔内は、シリンダチューブの両端に固設された中空絞り心棒の共用空間と なり、ピストンの小型化、有効ストロークの増加がもたらされる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例のロッドレスシリンダの加減速
装置の縦断面図である。

【図２】本考案の実施例のロッドレスシリンダの加減速
装置の速度特性を示す図である。

【符号の説明】

１ エンドプレート ４ 中空絞り心棒 ５ 小ピストン 10 第１段付連通孔 11 第２段付連通孔 15 中空ピストン 23 連孔 24 可変絞り溝

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 中空ピストンの両端に連通孔が形成さ
   れ、中空ピストンの中空孔内に小ピストンが摺動自在に
   嵌合され、エンドプレートに固設された中空絞り心棒
   が、連通孔及び中空孔内に挿通自在に配設され、中空絞
   り心棒の通孔が外部に連通され、また中空絞り心棒の外
   面に可変絞り溝が形成されたロッドレスシリンダの加減
   速装置。