JPH07310707A - シリンダのヘッド側圧力ポート構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 シリンダの圧力ポートの向きの変更ができる
と共に、当該圧力ポートの径の変更に際しても有効スト
ロークを減少させることなく、しかも、容易にかつ低コ
ストで変更することができるようにする。 【構成】 フランジ３とシリンダヘッド４との間に圧力
ポート１１を備えたリング部材１７を挟み、これらシリ
ンダヘッド４とリング部材１７をボルト６によってフラ
ンジ３に固定する。そして、リング部材１７の圧力ポー
ト１１を当該リング部材１７の内周面に設けた環状溝１
２からシリンダヘッド４の小径部５に穿った複数の通孔
１４および小径部５とピストンロッド７との間の間隙通
路１３を通してシリンダチューブ２内の作動室Ａに連通
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、駆動用アクチュエー
タとして各種の作動装置に使用されるシリンダのヘッド
側圧力ポートの設置構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、シリンダのヘッド側圧力ポート構
造としては、図４に示すシリンダヘッドポートタイプ
と、図５に示すシリンダチューブポートタイプの二種類
のものが知られている。

【０００３】すなわち、図４に示すシリンダヘッドポー
トタイプのシリンダ１ａは、シリンダチューブ２に連接
したフランジ３の開口部にシリンダヘッド４の小径部５
を嵌挿し、かつ、シリンダヘッド４側からフランジ３に
向ってボルト６をねじ込むことにより、当該シリンダヘ
ッド４をフランジ３に結合している。

【０００４】シリンダチューブ２内には、シリンダヘッ
ド４とフランジ３を貫通して外部からピストンロッド７
を挿通し、ピストンロッド７の先端にクッションリング
８とピストン９をピストンナット１０で取り付け、この
ピストン９でシリンダチューブ２からフランジ３に亙る
シリンダの内部を作動室Ａ，Ｂに区画している。

【０００５】上記シリンダヘッド４には半径方向に向っ
て圧力ポート１１を穿設し、この圧力ポート１１をシリ
ンダヘッド４の外周面に開口して外部配管に結ぶと共
に、他方の開口部をシリンダヘッド４の内周面に設けた
環状溝１２から小径部５とピストンロッド７との間の間
隙通路１３を通して作動室Ａに連通している。

【０００６】それに対し、図５に示すシリンダチューブ
ポートタイプのシリンダ１ｂは、シリンダヘッド４の小
径部５とフランジ３の長手方向寸法をそれぞれ長く設定
し、フランジ３へのシリンダヘッド４の小径部５の嵌合
長を大きくとる。

【０００７】そして、圧力ポート１１をフランジ３に対
して穿設し、この圧力ポート１１をシリンダヘッド４の
小径部５の外周面に形成した環状溝１２から円周上に並
べて穿った複数の通孔１４、およびシリンダヘッド４の
小径部５とピストンロッド７との間の間隙通路１３を通
して作動室Ａに連通している。

【０００８】これにより、図４および図５の両タイプと
も、外部から配管を通して圧力ポート１１に気体や液体
等の流体圧力媒体を送り込んでやれば、当該流体圧力媒
体が環状溝１２或いは環状溝１２と通孔１４から間隙通
路１３を通して作動室Ａに流入し、ピストン９を作動室
Ｂ側に向かって押圧する。

【０００９】したがって、これと同時に、図面上におい
て省略した作動室Ｂ側の圧力ポートを開いてやれば、ピ
ストン９がピストンロッド７を伴って作動室Ｂ内の流体
媒体を外部に排出しつつ当該作動室Ｂ側に向って移動
し、シリンダ１ａ，１ｂは圧縮動作することになる。

【００１０】上記とは逆に、作動室Ｂ側に流体圧力媒体
を送り込んで今度は圧力ポート１１を開放してやると、
ピストン９が作動室Ｂの流体圧力媒体により押されて作
動室Ａ内の流体媒体を、間隙通路１３から環状溝１２或
いは通孔１４と環状溝１２および圧力ポート１１を通し
て外部に排出しつつ作動油室Ａ側に向って移動し、シリ
ンダ１ａ，１ｂは伸長動作することになる。

【００１１】そして、クッションリング８が間隙通路１
３に嵌入して当該間隙通路１３の通路面積を減少させる
ようになると、排出側となっている作動室Ａ内の流体媒
体圧力が上昇してクッション圧を生じ、このクッション
圧でシリンダ１ａ，１ｂの伸長側作動端におけるクッシ
ョン作用を行う。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来の
シリンダ１ａ，１ｂにあっては、シリンダヘッド４或い
はフランジ３の何れかに直接圧力ポート１１を設けるよ
うにしている。

【００１３】そのために、図４のシリンダヘッドポート
タイプのシリンダ１ａにあっては、ボルト６を左右対称
或いは等間隔に配置してフランジ３に対するシリンダヘ
ッド４の円周方向取付角度を可変とし、それによって、
圧力ポート１１の向きを円周方向に変更し得るという利
点を有する。

【００１４】しかし、その反面、例えば、シリンダ１ａ
の伸縮速度を速くするために大流量に見合う圧力ポート
１１にしてやろうとすると、当然のことながら当該圧力
ポート１１のポート径を大きくしてやらなければならな
い。

【００１５】この場合、単にポート径を大きくしたので
は圧力ポート１１の周囲の部分の肉厚が薄くなって耐圧
強度上に問題が生じる。

【００１６】そこで、所定の肉厚を保ったままポート径
を大きくするためにシリンダヘッド４の長手方向寸法を
長くせざるを得ず、その結果、シリンダ１ａの全長に対
するピストン９のストローク比すなわち有効ストローク
が減少するという不都合を生じる。

【００１７】その点、図５のシリンダチューブポートタ
イプのシリンダ１ｂによれば、ポート径を大きくしても
耐圧強度上の問題を生じることのないフランジ３の部分
に圧力ポート１１を設けているので、フランジ３とシリ
ンダヘッド４の長手方向寸法をそのままにして圧力ポー
ト１１のポート径を大きくとることができる。

【００１８】しかし、その代わりに、今度は、圧力ポー
ト１１の向きを変更することができなくなるので、当該
圧力ポート１１に繋ぐ配管が他の装置部分と干渉した場
合に配管が困難になったり或いはできなくなるという恐
れを生じる。

【００１９】また、その他にも、これら何れのタイプに
あっても、圧力ポート１１のポート径の変更に当っては
シリンダヘッド４或いはフランジ３そのものを異なった
ポート径をもつものに変えてやらなければならないの
で、手数とコスト面で不利になるという不都合をも有し
ていた。

【００２０】したがって、この発明の目的は、圧力ポー
トの向きの変更ができると共に、当該圧力ポートの径の
変更に際してもシリンダ自体の有効ストロークを減少さ
せることなく、しかも、容易にかつ低コストで変更する
ことができるシリンダのヘッド側圧力ポート構造を提供
することである。

【００２１】

【課題を解決するための手段】この発明において、上記
した目的は、シリンダヘッドの小径部の外周面に圧力ポ
ートを備えたリング部材を嵌着し、かつ、シリンダヘッ
ドの小径部をシリンダチューブ側のフランジに挿入して
当該リング部材をシリンダヘッドとフランジで挟み込ん
でボルトにより固定すると共に、上記リング部材の圧力
ポートを、環状溝からシリンダヘッドの小径部に穿った
複数の通孔および小径部とピストンロッドとの間の間隙
通路を通してシリンダチューブ内の作動室に連通するこ
とによって達成される。

【００２２】そして、好ましくは、片持ち構造となるた
めに耐圧強度上からみて比較的弱いシリンダヘッドの小
径部の強度を極力低下させないために、流体圧力媒体の
流路の一部を形作る環状溝をリング部材の内周面側に形
成してやる。

【００２３】

【作用】上記の構成によれば、前記した従来のシリンダ
ヘッドポートタイプのシリンダと同様に、ボルトを左右
対称或いは等間隔に配置することによってリング部材の
円周方向取付角度を選択できる。

【００２４】これによって、圧力ポートの向きを変更す
ることができることから、当該圧力ポートに繋ぐ配管が
他の装置部分に干渉するのを避けて容易に配管作業を行
うことが可能になる。

【００２５】また、リング部材は、シリンダヘッドとフ
ランジの端面によって挟まれ、これらシリンダヘッドと
フランジとで補強されたかたちで配置されることにな
る。

【００２６】そのために、リング部材の厚さをそのまま
にして圧力ポートのポート径を大きくとり、それによっ
て、当該圧力ポートの周囲の部分の肉厚が薄くなったと
しても耐圧強度上に問題は生じない。

【００２７】したがって、有効ストロークを減少させる
ことなく圧力ポートのポート径を大きくすることが可能
になる。

【００２８】しかも、上記圧力ポートのポート径の変更
に際してはリング部材のみを異なったポート径のものに
変えてやればよいので、簡単にかつ低コストでポート径
の変更ができる。

【００２９】特に、上記と併せて、流体圧力媒体の流路
の一部を形作る環状溝をリング部材の内周面側に形成し
てやれば、片持ち構造となるシリンダヘッドの小径部の
強度を低下させずに流体圧力媒体の流路を確保すること
ができる。

【００３０】

【実施例】以下、図１および図２に示したこの発明の一
実施例であるシリンダ１について説明する。

【００３１】シリンダヘッド４は、内周面にベアリング
１９とバッファリング２０およびメインシール２１並び
にダストシール２２を備え、シリンダ１の組み立てに先
立って、これらベアリング１９とバッファリング２０お
よびメインシール２１並びにダストシール２２を介して
ピストンロッド７に嵌挿される。

【００３２】同様に、シリンダヘッド４の小径部５の外
周面には、予め当該小径部５との間にシール１５，１６
を介装して圧力ポート１１を備えたリング部材１７を嵌
着しておく。

【００３３】続いて、ピストンロッド７の先端部分にク
ッションリング８とピストン９を嵌挿してこれらをピス
トンナット１０で固定し、この状態でシリンダチューブ
２の開口端に溶接２６で一体的に取り付けたフランジ３
の開口部からその内部へと、ピストン９の外周面に設け
たピストンリング２３とピストンシール２４，２４を摺
接させて挿入する。

【００３４】しかるのち、シリンダヘッド４の小径部５
をフランジ３の内部にシール１８を介して嵌挿し、か
つ、当該シリンダヘッド４とリング部材１７を通してフ
ランジ３にボルト６をねじ込み、これらボルト６でシリ
ンダヘッド４とリング部材１７をフランジ３に対して結
合する。

【００３５】上記したリング部材１７の圧力ポート１１
は、一端がリング部材１７の内周面に形成した環状溝１
２からシリンダヘッド４における小径部５の円周上に並
べて穿った複数の通孔１４、および当該シリンダヘッド
４の小径部５とピストンロッド７との間の間隙通路１３
を通してシリンダ１内の作動室Ａに通じている。

【００３６】また、圧力ポート１１の他端はリング部材
１７の外周面に開口して外部配管と結ばれる。

【００３７】かくして、シリンダチューブ２からフラン
ジ３に亙るシリンダの内部は、ピストン９により作動室
Ａと作動室Ｂに区画され、かつ、当該作動室Ａがリング
部材１７の圧力ポート１１に結ばれることになる。

【００３８】また、同時にリング部材１７は、フランジ
３とシリンダヘッド４とで左右から挟み込まれて補強さ
れたかたちで配置される。

【００３９】これにより、圧力ポート１１のポート径を
大きくとって肉厚の薄いリング部材１７を用いたとして
も、前記したように、リング部材１７がフランジ３とシ
リンダヘッド４とで補強されたかたちで配置されている
ので耐圧強度上の問題は生じない。

【００４０】したがって、シリンダ１自体の有効ストロ
ークを減少させることなく圧力ポート１１のポート径を
大きくして大流量に対処することが可能になる。

【００４１】しかも、上記圧力ポート１１のポート径の
変更に際してはリング部材１７のみを異なったポート径
のものに変えてやればよいので、簡単にかつ低コストで
ポート径の変更ができることになる。

【００４２】さらに、この実施例の場合、上記したボル
ト６は、図２にみられるように、二本づつ一組にして左
右対称に四組配置してある。

【００４３】そのために、リング部材１７を９０度間隔
で回転しつつ圧力ポート１１の向きを変えてボルト６に
より固定することができ、それによって、配管が他の装
置部分に干渉する場合に対処し得ることになる。

【００４４】なお、ボルト６は、必ずしも上記の配置に
限定されるものではなく、例えば、円周方向に等間隔で
配置してやることによりさらに細かい角度で圧力ポート
１１の向きを選定し得ることは言うまでもない。

【００４５】次に、以上のように構成したシリンダ１の
動作について説明する。

【００４６】すなわち、外部から配管を通して圧力ポー
ト１１に気体や液体等の流体圧力媒体を送り込んでやれ
ば、当該流体圧力媒体が環状溝１２から各通孔１４およ
び間隙通路１３を通して作動室Ａに流入し、ピストン９
を作動室Ｂ側に向かって押圧する。

【００４７】そのため、これと同時に、図面上において
省略した作動室Ｂ側の圧力ポートを開いてやれば、ピス
トン９がピストンロッド７を伴って作動室Ｂ内の流体媒
体を外部に排出しつつ当該作動室Ｂ側に向って移動し、
シリンダ１は圧縮動作することになる。

【００４８】また、上記とは逆に、作動室Ｂ側に流体圧
力媒体を送り込んで今度は圧力ポート１１を開放してや
ると、ピストン９が作動室Ｂの流体圧力媒体により押さ
れて作動室Ａ内の流体媒体を、間隙通路１３から通孔１
４および環状溝１２並びに圧力ポート１１を通して外部
に排出しつつ作動油室Ａ側に向って移動し、シリンダ１
は伸長動作することになる。

【００４９】そして、クッションリング８が間隙通路１
３に嵌入して当該間隙通路１３の通路面積を減少させる
ようになると、排出側となっている作動室Ａ内の作動媒
体圧力が上昇してクッション圧を生じ、このクッション
圧でシリンダ１の伸側作動端におけるクッション作用を
行う。

【００５０】図３は、ストロークセンサ付きのシリンダ
１にこの発明を実施した場合の例を示すもので、シリン
ダヘッド４にストロークサンサ２７を装着した点を除い
ては先の図１および図２の実施例と全く同一であり、し
たがって、その構成および作用についての説明は省略す
る。

【００５１】ただ、このようなストロークセンサ付きの
シリンダに対してこの発明を適用した場合、特に、干渉
し易い圧力ポート１１からの配管とストロークセンサ２
６の配線とを、リング部材１７の回転により圧力ポート
１１の向きを選択して固定することにより確実に防止し
得る点でより有効である。

【００５２】なお、これら図１および図３の実施例にあ
っては、リング部材１７の圧力ポート１１を作動室Ａに
導く流路中の環状溝１２を、当該リング部材１７の内周
面に対して形成してある。

【００５３】このように、当該環状溝１２を特にリング
部材１７の内周面側に形成してやれば、片持ち構造とな
るシリンダヘッド４の小径部５の強度を低下させずに流
体圧力媒体の流路を確保することができる。

【００５４】しかし、そのために、環状溝１２がシリン
ダヘッド４とリング部材１７をフランジ３に固定するた
めのボルト６と干渉を起すような例えば小型のシリンダ
１にあっては、特に図示はしないが必ずしもそのように
する必要はなく、当該環状溝１２をシリンダヘッド４の
小径部５の外周面側に形成してやってもよい。

【００５５】

【発明の効果】以上述べたように、請求項１の発明によ
れば、従来のシリンダヘッドポートタイプのシリンダと
同様に、ボルトを左右対称或いは等間隔に配置すること
によってリング部材の円周方向取付角度を選択でき、そ
れによって、圧力ポートの向きを変更することができる
ことから、当該圧力ポートに繋ぐ配管が他の装置部分に
干渉するのを避けて容易に配管作業を行うことができ
る。

【００５６】また、リング部材はシリンダヘッドとフラ
ンジの端面により挟まれて配置されているので、リング
部材の長手方向寸法をそのままにして圧力ポートのポー
ト径を大きくし、当該リング部材の肉厚が薄くなったと
しても耐圧強度には問題がなく、したがって、有効スト
ロークを減少させることなく圧力ポートのポート径を大
きくすることが可能になる。

【００５７】しかも、上記圧力ポートのポート径の変更
に際してはリング部材のみを異なったポート径のものに
変えてやればよいので、簡単にかつ低コストでポート径
の変更ができる。

【００５８】請求項２の発明によれば、上記の効果に加
えて、流体圧力媒体の流路の一部を形作る環状溝をリン
グ部材の内周面側に形成することにより、片持ち構造と
なるシリンダヘッドの小径部の強度を低下させずに流体
圧力媒体の流路を確保することが可能になる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明を実施したシリンダの要部縦断正面図
である。

【図２】同上、側面図である。

【図３】この発明をストロークセンサ付きのシリンダに
実施した場合を示す要部縦断正面図である。

【図４】従来におけるシリンダヘッドポートタイプのシ
リンダの要部を示す縦断正面図である。

【図５】同じく、従来におけるシリンダチューブポート
タイプのシリンダの要部を示す縦断正面図である。

【符号の説明】

２ シリンダチューブ ３ フランジ ４ シリンダヘッド ５ 小径部 ６ ボルト ７ ピストンロッド ９ ピストン １１ 圧力ポート １２ 環状溝 １４ 通孔 １７ リング部材 Ａ，Ｂ 作動室

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリンダヘッドの小径部の外周面に圧力
   ポートを備えたリング部材を嵌着し、このシリンダヘッ
   ドの小径部をシリンダチューブ側のフランジに挿入し
   て、当該リング部材をシリンダヘッドとフランジで挟み
   込んでボルトにより固定し、かつ、上記リング部材の圧
   力ポートを、環状溝からシリンダヘッドの小径部に穿っ
   た複数の通孔および小径部とピストンロッドとの間の間
   隙通路を通してシリンダチューブ内の作動室に連通した
   ことを特徴とするシリンダのヘッド側圧力ポート構造。
2. 【請求項２】 環状溝をリング部材の内周面側に位置し
   て形成した請求項１のシリンダのヘッド側圧力ポート構
   造。