JPH0648004B2 - ピストン・シリンダ・ユニット - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、特に圧力空気によって駆動されるピストン・
シリンダ・ユニットであって、シリンダカバーにより端
部側が閉鎖されたシリンダ内で、軸方向往復運動可能に
案内されているピストンを有しており、このピストン
が、第１のピストンカバーを貫通し、該ピストンカバー
から突出しているピストンロッドに固着されており、か
つピストンとピストンロッドとを含む運動ユニットの外
行ストロークを制限するためのストッパが設けられてお
り、ピストンロッドの最大外行ストロークが、調節可能
である形式のものに関する。

（従来の技術） この種の形式で公知となっている諸装置においては、第
１のシリンダカバーの外部で、ピストンロッドに結合さ
れたストッパとしての部分が、シリンダカバーから、所
望の間隔をおいて配置されたストッパ、即ち、ピストン
ロッドの最大外行長さを変えるべく、軸方向に調節可能
なストッパに向かって運動する。

しかし、このようなピストン・シリンダ・ユニットは、
往往にして、制限されたスペース条件のもとで、すなわ
ち、例えば、何らかの部品を製作又は加工する機械内で
使用されるので、ピストン・シリンダ・ユニットの所要
スペースを大きくするストッパ装置の存在が、邪魔なも
のになっている。

また、このようなストッパ装置に関しては、汚損の恐れ
があること、並びに、ピストンロッドにおけるストッパ
の偏心的な作用に基づく磨耗現象が、比較的短時間の運
転後に生じうることが指摘される。

なお、調整案内装置をも当然有していなければならない
ことストッパ装置は、ピストン・シリンダ・ユニットの
生産費用を高めることとなる。

（発明が解決しようとする問題点） そこで、本発明の課題とするところは、冒頭に述べた形
式のピストン・シリンダ・ユニットに改良を加えて、該
ユニットが磨耗しないようにし、かつ僅かなスペースで
構成されるようにし、しかも、生産費用を出来得る限り
低く抑えることにある。

（問題点を解決するための手段） 上記の課題を解決するべく、本発明によれば、運動ユニ
ットが、第２のシリンダカバーに面する側の小さな直径
を有する部分と、対応するストッパを形成している半径
方向段部を経て、前記部分に接続している大きな直径を
有する部分とを備える軸方向穿孔部を有しており、外行
ストロークを制限するべく、半径方向段部に設けられて
いるストッパが、軸方向に調節可能な半径方向突出部に
よって形成されており、この半径方向突出部が、軸方向
穿孔部における大きな直径を有する部分内で、少なくと
も滑動遊隙を有して、ストッパロッドに固着されてお
り、ストッパロッドが、第２のシリンダカバーに保持さ
れており、この側から軸方向穿孔部に進入し、小さい直
径を有する部分が、少なくとも滑動遊隙をおいて進入
し、かつ軸方向穿孔部における大きい直径を有する部分
内にまで延び、そこで、半径方向突出部を支持してい
る。

（発明の作用と効果） 以上の如き構成によって、ストッパは、ピストン・シリ
ンダ・ユニットの外側にではなく、その内側に設けられ
ている。

そのため、ユニットの構成容積が、ストッパ装置によっ
て変動させられることはなく、また、ストッパ装置が、
汚損から保護されることになる。

さらに、ストッパに対するストッパの当接が、偏心的で
はなく、中心的なものとなるので、傾倒モーメントの発
生が回避され、磨耗が著しく減じられる。

（実施例） 次に、添付図面に示す実施例につき、本発明を詳細に説
明する。

図示のピストン・シリンダ・ユニットは、シリンダ(１)
を有しており、シリンダ(１)の軸方向の両端部は、それ
ぞれシリンダカバー(２)(３)により閉鎖されている。シ
リンダ(１)内には、ピストン(４)が、軸方向に往復動可
能に案内されている。ピストン(４)は、シリンダ(１)の
内部空間を、２つの分室に仕切っている。

第１図においては、ピストン(４)は、図平面で見て右側
に示された第１のシリンダガバー(２)とは反対側の終端
位置を占めている。従ってこの場合、第１のシリンダカ
バー(２)に面する側の分室(５)が、その最大容積を有し
ている。

ピストン(４)は、その周面の中央部にスライドリング
(６)を有している。スライドリング(６)は、ピストン構
内に挿入されたゴム状の弾性特性を有する材料から成る
リング(７)によって、半径方向内側から負荷されてお
り、ピストンの耐磨耗案内を保証するような材料で、製
作されている。

ピストン周面におけるスライドリング(６)の両側には、
ピストン構内に挿入されたシールリング(８)(９)が、そ
れぞれ設けられている。これらのシールリング(８)(９)
は、互いに向き合ったシリンダカバー(２)(３)に向かっ
て、軸方向に突出しているシールリップにより、シリン
ダ内壁に当接している。

ピストン(４)は、第２図に別個に示されたピストンロッ
ド(10)に固着されている。そのため、この実施例では、
ピストン(４)の中心部には、穿孔部(11)が設けられてお
り、ピストンロッド(10)におけるピストン側の端部(12)
が、この穿孔部(11)に差し通されている。

ピストン(４)におけるシリンダーカバー(２)に面する側
には、第１の緩衝ピストン(13)が配置されている。第１
の緩衝ピストン(13)は、ピストンロッド(10)をスリーブ
状に囲んでおり、そのピストン側の端部には、半径方向
内向きに突出して、緩衝ピストン(13)を軸方向で固定す
るリング状突出部(14)が形成されている。

そのため、この実施例では、ピストン(４)を支持してい
る小直径の端部(12)を形成することによって、ピストン
ロッド(10)が段付けられている。すなわち、ピストンロ
ッド(10)は段部(15)を有し、この段部(15)が、リング状
突出部(14)と係合し、リング状突出部(14)が、ピスント
ン(４)により保持されている。

端部(12)と段部(15)との間には、中程度の直径を有する
ピストンロッド中間区分(16)が位置している。その軸方
向の寸法は、リング状突出部(14)の壁の厚さに等しい。
該中間区分(16)には、ピストン(４)が当接するので、組
み立て作業に際して、リング状突出部(14)が過度に押し
つぶされることは回避される。

ピストン(４)の他方の側、つまり第２のシリンダカバー
(３)に面する側には、円筒状のスリーブ(18)を囲繞する
適宜な緩衝ピストン(17)が設けられている。

スリーブ(18)は、ピストンロッド(10)における雄ねじ(1
9)の切られた端部上に螺合されており、両緩衝ピストン
(13)(17)を含むこのピストン装置を、ピストンロッド(1
0)上で固定する。

本発明において、ピストンを、他の様式、例えば螺合も
しくは一体成形などによって、ピストンロッドと結合す
ることが可能である。

さらに、図示されてない諸実施態様として、緩衝ピスト
ン、並びに以下に説明する緩衝室を省略することも可能
である。

ピストンロッド(10)は、これに面する第１のシリンダカ
バー(２)を貫通して突出している。

第１のシリンダカバー(２)内におけるピストンロッド(1
0)の案内のためには、スライドスリーブ(20)が用いられ
ている。このスライドスリーブ(20)の外側には、ピスト
ンロッド周面に密着するシールリング(21)が接続されて
いる。

各緩衝ピストン(13)(17)は、互いに向き合うシリンダカ
バー(２)(３)に設けられた緩衝室(22)(23)に挿入しうる
ようになっている。緩衝室(22)(23)の外径は、緩衝ピス
トン(13)(17)の直径より若干大きい。各緩衝室(22)(23)
の囲壁には、環溝(24)(25)が切られており、各環溝(24)
(25)内には、ピストン(４)の方向を向く二重シールリッ
プを有するシールリング(26)(27)が挿入されている。

各シリンダカバー(２)(３)は、それぞれ、１つの接続部
(28)(29)を有している。これらの接続部(28)(29)は（こ
の実施例の場合には、緩衝室(22)(23)を介して）、シリ
ンダ内部と接続されており、圧力媒体を供給し、かつ排
出するようになっている。

ピストンロッド(10)を外行させるためには、接続部(29)
に、圧力媒体(実施例の場合は圧力空気)を供給する。

圧力空気は、緩衝室(23)内で、その中に位置する緩衝ピ
ストン(17)の外周面に沿って流動し、緩衝ピストン(17)
の周面に当接する内位リップを備えるシールリング(27)
に達する。

このシールリング(27)の構成いかんに応じて、圧力空気
は、緩衝ピストン周面と内位リップとの間を、又は外位
リップと溝(25)の壁との間を通流し、その際、各リップ
な弾性的に撓められる。

次いで、圧力空気は、ピストン(４)を負荷して、これを
図の面で見て右手方向に摺動させる。その際、ピストン
(４)に固定されたピストンロッド(10)は、連動する。

このようなピストンの運動に際し、分室(５)内にある空
気は、ピストンロッド(10)が貫通しているシリンダカバ
ー(２)の緩衝室(22)と接続部(28)とを経て、外部に排出
される。

その外行ストロークが終了するに先立って、緩衝ピスト
ン(13)は、シリンダカバー(２)の緩衝室(22)内に進入す
る。その際、内位リップが緩衝ピストン(13)の周面に当
接するので、シリンダ(１)における分室(５)の排気が阻
止され、終端位置への進入を緩衝する緩衝作用が達成さ
れる。

ピストンロッド(10)を逆行させるためには、接続部(28)
を排気から圧力空気供給に、また接続部(29)を圧力空気
供給から排気に、それぞれ切り換えて、上述したプロセ
スを逆方向で行なわせる。

上述した全てのことは、ピストンとピストンロッドとを
含む運動ユニットが、外行ストロークを制限するストッ
パを形成し、その場合、向き合っているシリンダカバー
からのピストンロッドの最大外行長さが可変であること
と同じように、原理的には既に公知の事実である。

本発明によるピストン・シリンダ・ユニットにおいて
は、このストッパは、ユニット内部に位置している。

そのため、ピストン(４)とピストンロッド(10)とから形
成される運動ユニットは、ピストン(４)がピストンロッ
ド(10)の外周面に嵌合されているこの実施例の場合、軸
方向穿孔部(30)を備えるピストンロッド(10)を有してい
る。

この軸方向穿孔部(30)は、第２のシリンダカバー(３)に
面する側の小さな直径を有する部分(36)と、ストッパを
形成する半径方向段部(35)を経て、該部分(36)に続く大
きな直径を有する部分(34)とを備えている。

外行ストロークを制限するために、半径方向段部(35)と
係合するこのストッパは、軸方向調節可能な半径方向突
出部(31)によって形成されている。

半径方向突出部(31)は、軸方向穿孔部(30)における径の
大きな部分(34)に、少なくとも滑動遊隙が形成されるよ
うになっており、ストッパロッド(32)に固着されてい
る。

ストッパロッド(32)は、第２のシリンダカバー(３)に保
持されており、この側から、自由開口している軸方向穿
孔部(30)内に進入する。ストッパロッド(32)は、軸方向
穿孔部(30)における径の小さな部分(36)を、少なくとも
滑動遊隙をおいて貫通し、軸方向穿孔部(30)における径
の大きな部分(34)内にまで延び、この箇所で、半径方向
段部(35)と向き合っている半径方向突出部(31)が設けら
れている。

この実施例においては、図から明らかなように、ストッ
パロッド(32)が、第２のシリンダカバー(３)とピストン
ロッド端部との間で、緩衝ピストン(17)を支持するスリ
ーブ(18)をも貫通している。このスリーブ(18)は、スト
ッパロッド(32)上を滑動するシール部材(33)を有してい
る。

本発明によるピストン・シリンダ・ユニットの運転に際
しては、半径方向突出部(31)を有するストッパロッド(3
2)が静止しているのに対し、場合によっては、緩衝ピス
トンを備えたピストン(４)とピストンロッド(10)とが、
つまりこの両者によって形成される運動ユニットが、ス
トッパロッド(32)に沿って往復滑動する。

ピストンロッド(10)の進出、つまり外行に当たり、軸方
向穿孔部(30)の半径方向段部(35)が、ストッパロッド(3
2)の半径方向突出部(31)に接近し、外行ストロークの終
了時に、この半径方向突出部(31)に当接することは明ら
かである。従って、ピストンロッド(４)内に一体化され
た行程制限装置が得られる。

この行程制限装置は調節可能である。後述するように、
半径方向突出部(31)を軸方向に調節可能にストッパロッ
ド(32)に設けたり、又は、半径方向突出部(31)を有する
ストッパロッド(32)を、全体的に外部から軸方向調節可
能に、第２のシリンダカバー(３)に固定することが出来
る。

ピストンロッド(10)の軸方向穿孔部(30)における径の大
きな部分(34)が、少なくとも所望の調節長さに相当する
長さを有していることは明らかである。直径の大きな部
分(34)が、ピストンロッド(10)の自由端部にまで達し、
そこで開口していると合目的的である。その場合、ピス
トンロッド(10)は一貫して中空である。

組み立てに際しては、半径方向突出部(31)を支持してい
るストッパロッド(32)を、ピストンロッド(10)の自由端
部から、ピストンロッドに差し通し、次いで、第２のシ
リンダカバー(３)に固定するようにすることもできる。

半径方向突出部(31)を、軸方向調整可能に、ストッパロ
ッド(30)上に配置するためには、半径方向突出部(31)
を、雌ねじの切られたストッパナットで形成し、ロッド
端部から少なくとも所望の調節長さに亘って延びている
雄ねじ部分(36)上に、前記雄ねじを螺合し、例えば止め
ナット(37)により、その軸方向位置を固定することによ
って、極めて簡単に達成しうる。

半径方向突出部(31)の軸方向位置を調整可能にするた
め、ストッパロッド(32)は、軸方向穿孔部(30)から取り
出し可能である。このことは、既に述べたように、ピス
トンロッドの自由端部を介して達成されうる。またその
ため、ストッパロッド(32)は、解離可能に第２のシリン
ダカバー(３)に固定されている。そのため、半径方向突
出部(31)の調整は、ピストン・シリンダ・ユニットの外
部から行ないうる。

ストッパロッド(32)を、外部から調節可能に第２のシリ
ンダカバー(３)に保持するため、この実施例において
は、第２のシリンダカバー(３)に面する側のストッパロ
ッド(32)の端部範囲(38)を、雄ねじ部として構成してあ
る。この雄ねじ部は、第２のシリンダカバー(３)に設け
た雌ねじ孔(39)に貫通螺合され、外部からねじ調節可能
である。

このように、ストッパロッド(32)の端部範囲(38)を、回
動可能とすることによって、この実施例においては、次
のような付加的な可能性、即ち、ストッパロッド(32)
を、半径方向突出部(31)と共に、軸方向に調節しうる可
能性が与えられている。その理由は、ストッパロッド(3
2)は、その回動時に、当然、ピストン・シリンダ・ユニ
ット内にねじ込まれるか、或いは、ユニットからねじ外
されるからである。

さらにこの場合、次のようにすることも可能である。即
ち、ピストンロッド(10)における最大外行長さ、即ち外
行ストロークの長さの粗調整を、ストッパロッド(32)に
軸方向調節可能に設けられている半径方向突出部(31)を
介して行ない、次いで、ストッパロッド(32)を、ピスト
ンロッド(10)内に挿入して、シリンダカバー(３)に差し
通し(実施例では螺合し)外部からのストッパロッド(32)
の軸方向調節により、ストッパの位置、つまり、軸方向
穿孔部(30)内における半径方向突出部(31)の位置を微調
整するのである。

ストッパロッド(32)の回動運動、つまりねじ調節は、例
えば、ドライバーを用いて、手で行なうことが出来る。
（図において、ストッパロッドの端部には、操作スリッ
トが設けられている）。

この代わりに、第２のシリンダカバー(３)によって保持
されたストッパロッド端部に、ストッパロッド(32)を軸
方向調節するための調節モータを設けておくことも可能
である。

原理的には、必ずしもこの２つの調節可能性が必要とは
限らず、また、この実施例においては、ストッパナット
のねじ調節によってではなく、シリンダカバー(３)に取
り付けたストッパロッド(32)にねじ込み又はねじ外しに
よって、比較的小さな行程調節が行なわれることは、言
うまでもなく明らかである。

この実施例の場合、シリンダカバー(３)に設けられる雌
ねじ孔(39)は、リング状挿入体(40)によって形成され、
雄ねじをも切られているこのリング状挿入体(40)は、本
来のシリンダカバー(３)内に螺合されている。

ストッパロッド(32)は、外側から第２のシリンダカバー
(３)又は介在せしめられたワッシャ(41)に向かって、雄
ねじ部としての端部範囲(38)上に螺合された固定ナット
(42)により固定されている。この場合のシールは、シー
ルリング(43)(44)によって行なわれる。

一方のシールリング(43)は、シリンダカバー(３)の外側
で、リング状挿入体(40)を囲繞するように配置されてい
るので、ワッシャ(41)が該シールリング(43)に圧着され
ている。他方のシールリング(44)は、その外側でストッ
パロッド(32)を囲繞して、ワッシャ(41)内に配置されて
いるので、固定ナット(42)がこのシールリング(44)に当
接する。

どのような場合においても、図示の実施例のように、半
径方向段部(35)と半径方向突出部(31)とが、リング形状
を呈していると有利である。そのようにすれば、面積の
大きな回転対称のストッパ特性が得られる。

さらに、シリンダカバー(２)から出ているピストンロッ
ド(10)の自由端部に、雄ねじ(45)を切り、この雄ねじ(4
5)を利用することによって、ピストンロッドに被駆動部
品を固定することが出来る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明によるピストン・シリンダ・ユニット
の縦断面図、 第２図は、第１図によるユニットのピストンロッドを別
個に示す図、 第３図は、第１図によるユニットのストッパロッドを別
個に示す図である。 (１)シリンダ、(２)(３)シリンダカバー (４)ピストン、(５)分室 (６)スライドリング、(７)リング (８)(９)(21)(26)(27)(43)(44)シールリング (10)ピストンロッド、(11)穿孔部 (12)端部、(13)(17)緩衝ピストン (14)リング状突出部、(15)段部 (16)中間区分、(18)スリーブ (19)(45)雄ねじ、(20)スライドスリーブ (22)(23)緩衝室、(24)(25)環溝 (28)(29)接続部、(30)軸方向穿孔部 (31)半径方向突出部、(32)ストッパロッド (33)シール部材、(34)部分 (35)半径方向段部、(36)部分 (37)止めナット、(38)端部範囲 (39)雌ねじ孔、(40)リング状挿入体 (41)ワッシャ、(42)固定ナット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭49−20580（ＪＰ，Ａ) 特開 昭49−113982（ＪＰ，Ａ) 実開 昭58−158803（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭55−31040（ＪＰ，Ｕ) 特公 昭54−20632（ＪＰ，Ｂ２)

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一方の側がシリンダカバーで覆われている
   シリンダを有するピストン−シリンダ・ユニットであっ
   て、 (イ) 内部に軸方向に往復動可能なピストン(４)を有し
   ており、当該ピストンは第１のシリンダカバー(２)を貫
   通して外側に動くピストンロッド(10)と固着しており、 (ロ) ピストン(４)とピストンロッド(10)から成る運転
   ユニットの内部に、軸方向穿孔部(30)が設けられてお
   り、当該穿孔部(30)は、第２のシリンダカバー(３)に面
   する側の小径部分と、小径の半径方向段部を経てピスト
   ンロッドの反対方向へ延びている大径部分とからなって
   おり、 (ハ) 前記軸方向穿孔部(30)における大径部分(34)内
   に、少なくとも滑動遊隙を有しており、軸方向に調節可
   能な半径方向突出部(31)とが、前記半径方向段部(35)と
   協働して外行ストロークを制限するストッパを形成して
   おり、 (ニ) 前記半径方向突出部(31)は、前記軸方向穿孔部(3
   0)の中にストッパロッド(32)を形成しており、ピストン
   側において軸方向穿孔部(30)から突出している端部は第
   ２のシリンダカバー(３)で支承されており、 (ホ) 前記ストッパロッド(32)は、第２のシリンダカバ
   ー(３)の中の軸方向の片側において調節可能なねじが切
   られており、他側においては着脱自在に支承されてい
   る、ものにおいて、 (ヘ) 前記半径方向段部(35)は、ピストンロッド(10)と
   一体的に形成されており、 (ト) 前記軸方向穿孔部(30)は、貫通孔として形成され
   ていて、前記運転ユニット（ピストン(４)、ピストンロ
   ッド(10)）を完全に貫通しており、 (チ) 前記ピストン(４)に対面している前記シリンダカ
   バー(２)側のピストンロッド(10)の軸方向の開口部は、
   前記半径方向突出部(31)を支えているストッパロッド(3
   2)のための出入口をなしており、 (リ) 前記半径方向突出部(31)は、前記ストッパロッド
   (32)の雄ねじ部分を有する係合部で軸方向に調節可能で
   あり、 (ヌ) 前記半径方向突出部(31)および前記着脱自在なス
   トッパロッド(32)は、当該ストッパロッド(32)が取付け
   られた状態において、当該ストッパロッド(32)の回転に
   より行程の微調整のために共通に軸方向に調節可能なユ
   ニットを形成しており、さらに (ル) 分解時において、前記ストッパロッド(32)は、当
   該ストッパロッド(32)に対向する半径方向突出部(31)の
   調節によって行程の粗調整を行い得る、ことを特徴とす
   るピストン−シリンダ・ユニット。
2. 【請求項２】前記ピストンロッド(10)の中において、前
   記半径方向段部(35)は、軸方向穿孔部(30)の孔領域を形
   成されていることを特徴とする特許請求の範囲第(１)項
   に記載のピストン−シリンダ・ユニット。
3. 【請求項３】前記半径方向突出部(31)は、前記ストッパ
   ロッド(32)の雄ねじ部(36)上にねじ込まれているストッ
   パナットによって作られていることを特徴とする特許請
   求の範囲第(１)項または第(２)項に記載のピストン−シ
   リンダ・ユニット。
4. 【請求項４】前記ストッパロッド(32)に対向しているス
   トッパナットの軸方向の位置は、止めナット(37)によっ
   て固定されていることを特徴とする特許請求の範囲第
   (３)項に記載のピストン−シリンダ・ユニット。