JPH0734239U - エアシリンダ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】全長が長くなることなしに、移動部材が固定部
材に当接する際の衝撃や衝撃音を十分に緩和する。 【構成】シリンダ本体１に固定されたヘッドカバー２及
びロッドカバー３のピストン４との当接端面２ａ，３ｂ
に第２の環状溝１２を形成した。第２の環状溝１２にダ
ンパ１６を当接端面２ａ、３ｂから突出させて配置する
とともに、エアクッションパッキン１５を所定の空間Ｓ
が第２の環状溝１２内に残るように配置した。ピストン
４の当接端面４ｂ，４ｃに第２の環状溝１２の空間Ｓに
収納され、かつエアクッションパッキン１５と当接して
空間Ｓを密閉するエアクッションリング１１を配設し
た。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案はエアシリンダに係り、詳しくは、ピストンがストロークエンドに達す る際の衝撃や衝撃音を空気緩衝及び弾性緩衝によって緩和するようにしたエアシ リンダに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

一般に、例えばエアシリンダ等においては、移動部材としてのピストンがスト ロークエンドに達してロッドカバーあるいはヘッドカバーに当接したときの衝撃 やその際の衝撃音を緩和するために、例えば図７に示すエアクッション機構や図 ８に示すダンパを備えたものが知られている。

【０００３】 すなわち、図７に示すエアシリンダＡ1 は、ピストン４０の両端面に形成され た先端部がテーパ状のスリーブ４１と、ロッドカバー４２及びヘッドカバー４４ の端面に配置されたゴム製のクッションパッキン４３とを備えている。又、ロッ ドカバー４２及びヘッドカバー４４には吸排気ポート４５，４６と連通する前記 スリーブ４１の収納用凹部４７が形成されている。このような構成により、例え ばピストン４０がロッドカバー４２側に移動してストロークエンドに近くなると 、スリーブ４１の先端がクッションパッキン４３と当接して吸排気ポート４５が 封止されて、ピストン４０とロッドカバー４２との間に密閉空間Ｍが形成される 。同時に、ピストン４０の移動により前記密閉空間Ｍ内の空気が圧縮されて空気 緩衝（エアクッション）作用がもたらされて、ピストン４０の衝撃及び衝撃音が 緩和される。そして、ピストン４０は、図示しないオリフィスを介して密閉空間 Ｍの空気が吸排気ポート４６に徐々に排出されながらスムーズに移動して、スト ロークエンドに到達する。

【０００４】 又、図８に示すエアシリンダＡ2 は、ゴム製でドーナツ板状のダンパ４８がロ ッドカバー４２及びヘッドカバー４４のピストン４０と当接する側の端面に形成 された凹部４９に、一部が突出するように配置された構成となっている。そして 、圧縮空気の供給により移動したピストン４０は、ストロークエンドに到達する 前にダンパ４８の端面４８ａに当接して、ダンパ４８の弾性緩衝作用によって、 ピストン４０の衝撃及び衝撃音が緩和される。

【０００５】 又、図９に示すように、スリーブ４１、クッションパッキン４３及びスリーブ ４１の収納用凹部４７からなるエアクッション機構と、ダンパ４８との両方を備 えたエアシリンダＡ3 も提案されている。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

ところが、上記したエアクッション機構を備えたエアシリンダＡ1 ，Ａ3 にお いては、空気緩衝作用を得るためにスリーブ４１を長くして密閉空間Ｍの体積を 確保している。このため、スリーブ４１の長さ、すなわちスリーブ４１の収納用 凹部４７の分だけエアシリンダＡ1 ，Ａ3 の全長が長くなるという問題点がある 。このことは、特に、ピストンのストロークが短いエアシリンダ程、スリーブの 長さの占める割合が多くなるため小型化の支障となる。

【０００７】 又、ダンパ４８のみを備えたエアシリンダＡ2 においては、ロッドカバー４２ 及びヘッドカバー４４の凹部４９にダンパ４８の一部が突出するように配置され ているので、その突出距離が全長を長くする要因となることなない。しかしなが ら、このダンパ４８においてはピストン４０のストロークエンドに達する際の衝 撃や衝撃音の緩和が不十分であるという問題点がある。

【０００８】 本考案は上記の問題点を解決するためになされたものであって、その目的は全 長が長くなることなしに、移動部材が固定部材に当接する際の衝撃や衝撃音を十 分に緩和することができるエアシリンダを提供することにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

上記問題点を解決するために本考案は、シリンダ本体に固定された固定部材と 、同固定部材に対して当接離間移動する移動部材とを備えたエアシリンダにおい て、前記固定部材及び移動部材のうちのいずれか一方の当接面に凹所を形成し、 該凹所に弾性緩衝部材を前記当接面から突出させて配置するとともに、パッキン を所定の空間が凹所内に残るように配置し、他方の当接面に前記凹所の空間に収 納され、かつ前記パッキンと当接して少なくとも前記空間を密閉する密閉部材を 配設した。又、前記弾性緩衝部材及びパッキンは一体に形成されていてもよい。 前記弾性緩衝部材又はパッキンの凹所と接触する面には少なくとも一箇所の突部 が形成されていてもよい。

【００１０】

【作用】

本考案によれば、移動部材が移動して固定部材に近接すると、密閉部材がパッ キンと当接して少なくとも凹所内の空間が密閉される。次いで、更に移動部材が 固定部材側へ移動すると密閉空間内の空気が移動部材の慣性力によって圧縮され 、この圧縮によって空気緩衝作用がもたらされて移動部材の慣性エネルギーが吸 収される。そして、移動部材がさらに移動して固定部材及び移動部材のうちいず れか一方に配設された弾性緩衝部材の端面が他方の端面と当接して、移動部材は 停止する。このとき、弾性緩衝部材は移動部材の慣性力により押圧されて圧縮変 形し、この圧縮変形によって弾性緩衝作用がもたらされて移動部材の慣性エネル ギーがさらに吸収される。

【００１１】 従って、空気緩衝作用及び弾性緩衝作用が得られて、移動部材が固定部材に当 接する際の衝撃や衝撃音が十分に緩和される。又、凹所内に弾性緩衝部材とパッ キンとを配置したことにより、凹所の深さ寸法が弾性緩衝部材の厚さとほぼ同じ 寸法でよくなる。この結果、従来とは異なり、凹所の深さ寸法及び密閉部材の突 出距離が大きくなることがなく、それゆえ、エアシリンダの全長が長くなること はない。

【００１２】 又、請求項２に記載の考案によれば、弾性緩衝部材及びパッキンを一体に形成 したことにより、簡単な構成で、空気緩衝作用及び弾性緩衝作用が得られるとと もに、部品点数が少なく製造が容易となる。

【００１３】 更に、請求項３に記載の考案によれば、弾性緩衝部材又はパッキンの凹所と接 触する面に少なくとも一箇所の突部を形成したことにより、密閉部材によって密 閉された凹所内の空間の空気が圧縮される際に、その圧縮空気が突部によって堰 き止められる。従って、圧縮空気の外部へのリークが防止される。

【００１４】

【実施例】

以下、本考案を具体化した一実施例を図１〜図３に従って説明する。 図１に示すように、エアシリンダＡを構成するシリンダ本体１の一端には、固 定部材としてのヘッドカバー２が取着され、他端には同じく固定部材としてのロ ッドカバー３が取着されている。シリンダ本体１の内部にはピストン４が長手方 向に摺動可能に配置されている。ピストン４の外周面には溝４ａが凹設されてお り、その溝４ａにパッキン５が配設されている。従って、パッキン５によってピ ストン４を境として設けられた２箇所のシリンダ室Ｋ1 ，Ｋ2 間の気密性が保た れている。ピストン４の中心部にはピストンロッド６基端の小径部６ａがナット ７を介して固定されるとともに、そのピストンロッド６の先端部が前記ロッドカ バー３の中心部に形成された貫通孔３ａから突出した状態で貫通支持されている 。貫通孔３ａの周面にはパッキン８及び軸受９が設けられており、ピストンロッ ド６が摺動可能となっているとともに、エアシリンダＡのシリンダ室Ｋ1 と外部 との気密性が保たれている。シリンダ本体１のロッドカバー３側には第１の吸排 気ポートＰ1 が設けられており、この吸排気ポートＰ1 は同シリンダ本体１に形 成された連通孔Ｈ1 を介して前記シリンダ室Ｋ1 と接続されている。同様に、シ リンダ本体１のヘッドカバー２側には第２の吸排気ポートＰ2 が設けられており 、連通孔Ｈ2 を介して前記シリンダ室Ｋ2 と接続されている。そして、吸排気ポ ートＰ1 又はＰ2 から圧縮空気を供給すると、ピストン４がヘッドカバー２又は ロッドカバー３側に移動するようになっている。

【００１５】 前記ピストン４の両端面４ｂ，４ｃには、第１の環状溝１０がピストンロッド ６の小径部６ａを囲うようにしてそれぞれ形成されており、その第１の環状溝１ ０には密閉部材としてのエアクッションリング１１が嵌合配置されている。又、 ヘッドカバー２及びロッドカバー３のピストン４と対向する端面には、凹所とし ての第２の環状溝１２が前記第１の環状溝１０と一部が重なるようにしてそれぞ れ形成されている。第２の環状溝１２の外側内周面には補助溝１２ａが形成され ている。そして、各第２の環状溝１２には緩衝体１３が所定の空間Ｓをその第２ の環状溝１２内に残してそれぞれ配置されている。

【００１６】 次に、エアクッションリング１１及び緩衝体１３の詳細について説明する。 図１〜図３に示すように、前記エアクッションリング１１はリング状に形成さ れるとともに、その一端面の周縁部にはエアクッション部１４が全周に亘って凸 設されている。エアクッション部１４は前記第２の環状溝１２の深さＤとほぼ同 じ距離Ｔだけピストン４の両端面４ｂ，４ｃから突出している。又、エアクッシ ョン部１４の外側角部は、斜状に形成されてテーパ部１４ａとなっている。更に 、エアクッション部１４のテーパ部１４ａを挟んで隣接する端面の間には小孔１ ４ｂが貫通形成されている。そして、各エアクッションリング１１はその開口周 縁部がピストンロッド６とピストン４との間及びピストン４とナット７との間に それぞれ挟まれて第１の環状溝１０に嵌合配置されており、容易に離脱しないよ うになっている。又、ピストン４の内周面には溝４ｄが凹設されており、その溝 ４ｄにはシール材Ｏが配設されている。

【００１７】 前記緩衝体１３は合成ゴム製でエアクッションリング１１よりも若干大径の開 口を有するリング状に形成されている。又、緩衝体１３は開口を有するエアクッ ションパッキン１５と、そのエアクッションパッキン１５に外嵌されたダンパ１ ６とから構成されている。

【００１８】 図２，図３に示すように、エアクッションパッキン１５の内周面の端部には断 面片持ち梁状をなす第１のリップ１７が開口内において斜め方向に全周に亘って 延出されるとともに、外周面には突条１８が全周に亘って凸設されている。ダン パ１６の内周面には前記突条１８と対応する突条１９が全周に亘って凸設される とともに、外周面の中央部には断面鍵状の突部としての第２のリップ２０が全周 に亘って延出されている。そして、エアクッションパッキン１５にはダンパ１６ が突条１８、１９同士が互いに嵌合した状態で外嵌されて、リング状をなす緩衝 体１３が形成されている。

【００１９】 各緩衝体１３は前記各第２の環状溝１２の補助溝１２ａに第２のリップ２０が 嵌合され、かつ第２の環状溝１２の底面に密着した状態でそれぞれ配置されてい る。又、第１のリップ１７の先端部は第２の環状溝１２の底面側に向かって延出 されている。更に、各緩衝体１３はその端面がヘッドカバー２及びロッドカバー ３の端面２ａ，３ｂから突出した状態で第２の環状溝１２に配置されている。

【００２０】 又、この状態で例えばピストン４がロッドカバー３に向かって移動したときに 、図２において二点鎖線にて示すように、エアクッション部１４のテーパ部１４ ａが第１のリップ１７に当接するようになっている。そして、この当接により第 １のリップ１７が撓んで、エアクッションリング１１、エアクッションパッキン １５、第２の環状溝１２、ロッドカバー３の端面３ｂ、及びピストンロッド６に よって囲まれた密閉空間Ｍが形成されるようになっている。この密閉空間Ｍは第 ２の補助溝１２内の空間Ｓを含んでいる。

【００２１】 又、ピストン４のヘッドカバー２又はロッドカバー３側への移動に応じて、前 記密閉空間Ｍ内に存在する空気が圧縮されて空気緩衝（エアクッション）作用が 得られるようになっている。この密閉空間Ｍは空気緩衝作用が得られるに十分な 体積を有している。又、密閉空間Ｍ内の圧縮により第２の環状溝１２の底面を介 して第２のリップ２０に拡がった空気は、凹部２０ａにより堰き止められてリー クしないようになっている。又、エアクッションリング１１とピストンロッド６ の小径部６ａとの接触面を介して拡がった空気は、シール材Ｏとシール材Ｐによ って堰き止められるようになっている。本実施例では密閉空間Ｍ内の圧縮空気は 、小孔１４ｂを通過して徐々にシリンダ室Ｋ1 又はＫ2 へ排出されるようになっ ており、その排出量に応じてエアシリンダ４がストロークエンドへ移動するよう になっている。

【００２２】 更に、ピストン４が移動してヘッドカバー２又はロッドカバー３のストローク エンドに達する前に、緩衝体１３はその端面がピストン４の端面４ｂ又は４ｃに 当接して圧縮変形して弾性緩衝作用が得られるようになっている。

【００２３】 次に、このように構成されたエアシリンダＡの作用を説明する。 なお、最初にピストン４は図１、図２に示すように、ピストン４はヘッドカバ ー２側の緩衝体１３とその端面４ｃとが当接した状態で停止しているものとする 。

【００２４】 ロッドカバー３側の吸排気ポートＰ1 を大気に開放し、ヘッドカバー２側の吸 排気ポートＰ2 に圧縮空気を供給すると、ピストン４は空気の圧力によりシリン ダ本体１内をロッドカバー３側へ移動する。このとき、シリンダ室Ｋ1 内の空気 は連通孔Ｈ1 を介して吸排気ポートＰ1 から排気される。続いて、ピストン４が 移動してストロークエンドに近づくと、図２において二点鎖線にて示すように、 エアクッション部１４のテーパ部１４ａが第１のリップ１７に当接する。すると 、第１のリップ１７が撓んでエアクッションリング１１、エアクッションパッキ ン１５、第２の環状溝１２、ロッドカバー３の端面３ｂ、及びピストンロッド６ によって囲まれた密閉空間Ｍが形成される。

【００２５】 次いで、更にピストン４がロッドカバー３側へ移動すると前記密閉空間Ｍ内の 空気がピストン４の慣性力によって圧縮される。そして、この圧縮によって空気 緩衝（エアクッション）作用がもたらされてピストン４の慣性エネルギーが吸収 される。このとき、密閉空間Ｍ内において圧縮された空気は、第２の環状溝１２ の底面を介して第２のリップ２０に拡がっても、第２のリップ２０の凹部２０ａ によって堰き止められて外部にリークすることはない。又、圧縮された空気はエ アクッション部１４の小孔１４ｂを介してシリンダ室Ｋ1 に排出される。

【００２６】 そして、ピストン４は圧縮空気が小孔１４ｂからの排出されながら徐々にスト ロークエンドに近づくと、その端面４ｂが緩衝体１３の端面に当接して停止する 。このとき、緩衝体１３を構成するエアクッションパッキン１５及びダンパ１６ は、前記空気緩衝作用によって低減されたピストン４の慣性力により押圧されて 圧縮変形する。この圧縮変形によって弾性緩衝作用がもたらされてピストン４の 残りの慣性エネルギーが吸収される。

【００２７】 従って、エアクッションリング１１及び緩衝体１３のエアクッションパッキン １５による空気緩衝作用に続いて、緩衝体１３のダンパ１５による弾性緩衝作用 がもたらされて慣性エネルギーが吸収される。この結果、ピストン４がロッドカ バー３側のストロークエンドに達する際の衝撃や衝撃音を十分に緩和することが できる。

【００２８】 次に、ヘッドカバー２側の吸排気ポートＰ2 を開放し、ロッドカバー３側の吸 排気ポートＰ1 に圧縮空気を供給すると、ピストン４はヘッドカバー２側へ移動 する。そして、エアクッション部１４が第１のリップ１７に当接して密閉空間Ｍ が形成されて前記と同じ空気緩衝作用がもたらされ、続いて、ピストン４が緩衝 体１３と当接して前記と同じ弾性緩衝作用がもたらされる。なお、ピストン４の 移動の際にエアクッション部１４と当接して撓んだ状態の第１のリップ部は、そ の弾性によって元の形状に復元する。

【００２９】 上記したように、本実施例のエアシリンダＡにおいては、空気緩衝作用及び弾 性緩衝作用によって、ピストン４がストロークエンドに達する際の衝撃や衝撃音 を十分に緩和することができるとともに、慣性エネルギーの吸収効果が高いので 、大きな負荷に対しても十分に対応することができる。

【００３０】 又、第２の環状溝１２内にエアクッションパッキン１５とダンパ１６とからな る緩衝体１３を配置したことにより、第２の環状溝１２の深さＤの寸法がダンパ １６すなわち緩衝体１３の厚さとほぼ同じ寸法でよくなる。従って、従来とは異 なり、第２の環状溝１２の深さＤ及びエアクッションリング１１の突出距離Ｔが 大きくなることがなく、それゆえ、エアシリンダＡの全長が長くなることはない 。この結果、特に、ピストンのストロークが短いエアシリンダに上記構成を適用 すれば小型化を図る上で好都合となる。

【００３１】 又、エアクッションリング１１及び緩衝体１３とからなる簡単な構成で、空気 緩衝作用及び弾性緩衝作用を得ることができるとともに、部品点数が少なく製造 が容易となる。

【００３２】 更に、緩衝体１３のダンパ１６の外周面に第２のリップ２０を設け、第２の環 状溝１２に第２のリップ２０と嵌合する補助溝１２ａを形成したことにより、密 閉空間Ｍ内の空気が圧縮されたときに、その圧縮空気のリークを防止することが できる。

【００３３】 なお、本考案は上記実施例に限定されることはなく、本考案の趣旨から逸脱し ない範囲で例えば以下のようにしてもよい。 （１）上記実施例では、緩衝体１３を構成するエアクッションパッキン１５と ダンパ１６とをそれぞれ別体に形成したが、両者を一体に形成してもよい。

【００３４】 （２）図４に示すように、エアクッションリング１１をヘッドカバー２及びロ ッドカバー３に設け、緩衝体１３をピストン４に設けてもよい。この場合、緩衝 体１３をピストン４の端面４ｂ，４ｃから突出させる必要がある。

【００３５】 （３）図５（ａ），（ｂ）に示すように、一体に形成された緩衝体１３の第１ のリップ１７を緩衝体１３の開口部端面から垂直方向に延出するとともに、第２ のリップ２０を外周面から鉛直方向に延出してもよい。又、図６（ａ），（ｂ） に示すように、一体に形成された緩衝体１３の第２のリップ２０を緩衝体１３の 端面及び外周面にそれぞれ分割して形成してもよい。

【００３６】 （４）エアクッション部１４のピストン４の端面４ａ，４ｂからの突出距離Ｔ 及び緩衝体１３の厚さ、更には第一及び第２の環状溝１２，１２の深さＤを適宜 変更してもよい。

【００３７】 （５）上記実施例では、小孔１４ｂをエアクッション部１４に形成したが、代 わりに、緩衝体１３に密閉空間Ｍと外部シリンダ室Ｋ1 ，Ｋ2 と連通するように 形成してもよい。

【００３８】 （６）第２の環状溝１２のエアクッション部１４と対応する部分の深さ寸法を 、ヘッドカバー２及びロッドカバー３の厚さを変更せずに、他の部分の深さ寸法 よりも大きくするとともに、エアクッション部１４の突出距離Ｔを大きくしても よい。このような構成にすると、密閉空間Ｍの体積が増加して空気緩衝作用効果 を高めることができる。

【００３９】 （７）エアクッションリング１１を合成ゴム以外の樹脂、金属等の材質にて形 成してもよい。 （８）エアクッションリング１１のエアクッション部１４に小孔１４ｂを設け なくてもよい。このような構成にしても、エアクッションリング１１と緩衝体１ ３とによって形成された密閉空間Ｍを圧縮することにより空気緩衝作用を得るこ とができる。

【００４０】

【考案の効果】

以上詳述したように本考案のエアシリンダによれば、全長が長くなることなし に、移動部材が固定部材に当接する際の衝撃や衝撃音を十分に緩和することがで きるという優れた効果を奏する。

【００４１】 又、請求項２に記載の考案によれば、簡単な構成で、空気緩衝作用及び弾性緩 衝作用が得られるとともに、部品点数が少なく製造が容易となる。 更に、請求項３に記載の考案によれば、密閉部材によって密閉された凹所内の 空間の空気が圧縮される際に、その圧縮空気が突部によって堰き止められるので 、圧縮空気の外部へのリークを防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の実施例におけるエアシリンダを示す断
面図である。

【図２】同じくエアシリンダを示す一部拡大断面図であ
る。

【図３】エアクッションリング及び緩衝体を示す斜視図
である。

【図４】他の実施例におけるエアシリンダを示す断面図
である。

【図５】他の実施例における緩衝体を示し、（ａ）は緩
衝体の断面図であり、（ｂ）は緩衝体の斜視図である。

【図６】別の他の実施例における緩衝体を示し、（ａ）
は緩衝体の断面図であり、（ｂ）は緩衝体の斜視図であ
る。

【図７】従来例におけるエアシリンダを示す断面図であ
る。

【図８】別の従来例におけるエアシリンダを示す断面図
である。

【図９】別の従来例におけるエアシリンダを示す断面図
である。

【符号の説明】

１…シリンダ本体、２…固定部材としてのヘッドカバ
ー、３…固定部材としてのロッドカバー、１１…密閉部
材としてのエアクッションリング、１２…凹所としての
第２の環状溝、１２ａ…凹所を構成する補助溝、１５…
パッキンとしてのエアクッションパッキン、１６…弾性
緩衝部材としてのダンパ、２０…突部としての第２のリ
ップ、Ｓ…空間、Ａ…エアシリンダ。

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリンダ本体（１）に固定された固定部
   材（２，３）と、同固定部材（２，３）に対して当接離
   間移動する移動部材（４）とを備えたエアシリンダ
   （Ａ）において、 前記固定部材（２，３）及び移動部材（４）のうちのい
   ずれか一方の当接面に凹所（１２）を形成し、該凹所
   （１２）に弾性緩衝部材（１６）を前記当接面から突出
   させて配置するとともに、パッキン（１５）を所定の空
   間（Ｓ）が凹所（１２）内に残るように配置し、他方の
   当接面に前記凹所（１２）の空間（Ｓ）に収納され、か
   つ前記パッキン（１５）と当接して少なくとも前記空間
   （Ｓ）を密閉する密閉部材（１１）を配設したことを特
   徴とするエアシリンダ。
2. 【請求項２】 前記弾性緩衝部材（１６）及びパッキン
   （１５）は一体に形成されていることを特徴とする請求
   項１に記載のエアシリンダ。
3. 【請求項３】 前記弾性緩衝部材（１６）又はパッキン
   （１５）の凹所（１２）と接触する面には少なくとも一
   箇所の突部（２０）が形成されていることを特徴とする
   請求項１又は２に記載のエアシリンダ。