JPH08312608A - 流体圧ロッドレスシリンダ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 空気圧シリンダにおいて、緩衝距離を長くす
る。 【解決手段】 空気圧ロッドレスシリンダが一対の固定
された管状の部材８、９の開口端１０、１１によって形
成された主要排気口を備え、その管状部材８、９はそれ
ぞれシリンダ本体１の両端から延びている。ロッドレス
シリンダの主要ピストン１４はシリンダのチャンバー１
６、１７を区分する小ピストン１９を摺動可能に取り付
けられた孔を有する。孔１８はその両端付近にシール２
０、２１を有し、それによって、主要ピストン１４の移
動に伴い、孔１８は管状の部材８、９のうち一方をシー
ルするように収容し、予め決められた段階で主要排気口
１０あるいは１１を効果的に封じる。それにより、ピス
トン１４がさらに同一方向に動く間、空気はスロットル
補助排気口１２、１３を通してのみ排気される。この
時、ピストン１４の動きが緩衝される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は流体圧ロッドレスシ
リンダ、特に空気圧ロッドレスシリンダ（これに限られ
るものではないが）に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ストロークの端に近づくにつれて空気圧
シリンダの動きを鈍く、あるいは緩和させるということ
がよく知られている。そのように緩和させる主な目的は
ピストンが高速でシリンダ本体の端にぶつかる時にシリ
ンダによって動かされているもの、および／またはシリ
ンダ自体にかかり得る損傷を防ぐことにある。

【０００３】流体圧、特に空気圧ロッドレスシリンダの
場合、既知の緩衝構造は開口端を持つ固定された一対の
ダクトを備えるものである。そのダクトは例えばチュー
ブでありシリンダの孔中でシリンダ両端からそれぞれ長
手方向に延びるものである。各々のダクトの内側の開口
端は主要な排気口（また、随意に主要な流体供給口）で
あり、シリンダの孔の両端にはそれぞれ補助的で制限さ
れた排気口が設けられている。さらに、ロッドレスシリ
ンダの主要ピストンは長手方向に延び、両端付近に一対
の環状のシールを備えた孔を有している。主要ピストン
中の孔は固定された壁によって中央で仕切られ、その壁
はそのシリンダの孔を主要ピストンの両側の２つのチャ
ンバーに分ける作用をする。各々のストロークの端に近
づくと、固定されたダクトの適当な一方（それは一方向
へのストロークの間にピストンが動いている方向のダク
トであり、空気はそこを通って排気されているダクト）
が主要ピストン中の孔にシールするように収容される。
それによって、もはや空気はそのダクトを通っては排気
され得ない。しかし、ストロークの端への主要ピストン
の引き続いてなされる動きでは、ピストンがダクト全体
に亘って摺動する間、空気はダクトを通る排気の割合よ
り少ない割合で適切な補助排気口を通って排気される。
それによって、その引き続いてなされる動きは緩和され
る。従来未解決の問題は、主要ピストンの孔中に固定さ
れた仕切壁のため、各々のストロークのうちの緩衝距離
が、主要ピストンにおける孔の長さの約半分、あるいは
換言すると主要ピストンの長さの約半分に等しい距離に
制限されているということである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記問題に鑑
みなされたものであり、上述した既知構造の改良に関す
るものである。それによって、緩衝距離の顕著な増加が
達成される。事実、その改良によりピストンの長さ前後
の距離、すなわち後述のように既知の構造で得られる距
離の２倍前後の距離にわたる緩衝距離が得られる。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明による流体圧ロッ
ドレスシリンダは、それぞれシリンダの孔の両端から該
孔の長手方向に延びた一対の固定された管状のダクトの
内側の開口端により主要排気口が形成され、前記シリン
ダ孔中で摺動できるように配置された主要ピストンが長
手方向に延びる孔を有し、該孔中には該シリンダ孔を主
要ピストンの両側の２つのチャンバーに区分する仕切手
段が設けられ、シリンダ孔の各々の端には補助排気口が
設けられ、これにより、前記主要ピストンの動作中の予
め決められた段階で、管状のダクトの一方が主要ピスト
ン中の孔に収容されて、空気がそのダクトを通っては排
気されず、各補助排気口を通ってのみ排気され、それに
よって、主要ピストンのその後の動きが緩和されるよう
にされてなる流体圧ロッドレスシリンダにおいて、前記
仕切手段が主要ピストンの孔中で長手方向に、好ましく
はほぼ孔の一端から他端まで可動であることを特徴とす
るものである。

【０００６】仕切手段は短い円筒状部材であるのがよ
く、ピストンの性質上、例えば、主要ピストン中の孔の
壁において、１あるいは２以上の輪状の凹部に液密シー
ルを形成する１あるいは２以上のシールを備えるのがよ
い。その液密シールはパッキン押さえになりうるもので
ある。

【０００７】主要ピストン中の孔はその端付近で直径を
減ぜられており、これによって、孔中で仕切手段を保持
するための互いに隣接する肩部を備えるのがよい。

【０００８】主要ピストン中の孔とダクトとの間に必要
な液密シールはダクトが主要ピストンに収容されるとき
都合よく作用する。これは、既知の構造において、主要
ピストン中の孔の端近傍に備わったシール手段によって
シールされるのと同様である。なお、シール手段は各ダ
クトの最も内側の開口端あるいはその近傍に取り付けて
もよい。

【０００９】具体的な実施の形態（および、上述の既知
の構造）において、固定されたダクトは外見上円形の断
面を持つチューブであり、圧縮空気のような圧力をかけ
られた流体をシリンダへ供給するためにも作用する。ダ
クトの主要排気／供給モードは従来の指向性制御バルブ
の手段によって切り替えられる。そのような実施の形態
において、前記シール手段は一方向性の特性を有し、ピ
ストン中の孔からシリンダの孔によって区切られた隣接
するチャンバーへの流体の流れは許すが、その逆の流れ
は許さない。

【００１０】本発明はロッドレスシリンダのいかなるタ
イプにも応用できるものである。例えば、運動変換部材
が主要ピストンに磁気的に結合しているタイプや、バン
ドかそれに類似のもので主要ピストンに結合しているタ
イプ、また、ヨーロッパ特許第68088 号および第69199
号に開示されているように、機械的に結合しているタイ
プにも応用できる。

【００１１】

【発明の実施の形態】本発明によるロッドレスシリンダ
をより詳細に例を挙げて添付した図面を用いて説明す
る。

【００１２】ロッドレスシリンダは細長い中空円筒状の
本体１を備えるものである。該本体１は例えばアルミニ
ウム製押出成形品であり、端キャップ２と３によって封
じられている。従来通り、端キャップ２と３にはそれぞ
れ通路４、５が形成され、通路４、５の外端はそれぞれ
指向性制御バルブ（図示しない）に結合する６、７につ
ながっている。通路４、５の内端はそれぞれ固定チュー
ブ８、９に結合されており、該チューブ８、９はそれぞ
れ端キャップ２、３によって支持され、本体１中で軸方
向に延びる。チューブ８、９の内側の端は開口されてお
り、そこは主要な流体供給／排気口１０、１１である。

【００１３】端キャップ２と３の各々には補助排気通路
１２、１３も形成されている。該補助排気通路１２、１
３の各々は固定された、あるいは図面に示すように可調
なスロットルを備える。

【００１４】中空円筒状本体１は孔を有し、該孔には運
動変換部材１５が固定された主要ピストン部１４を摺動
可能に取り付けられている。運動変換部材１５は本体１
の長さ方向全体に延びるように形成されシールされたス
ロットから突き出している。この型のロッドレスシリン
ダの構成と作用の詳細は前述のヨーロッパ特許明細書に
開示されている。

【００１５】主要ピストン部１４はこのようにシリンダ
の孔を左右のチャンバー１６、１７へと仕切っており、
圧縮空気は、シリンダを動かしそれによって往復運動の
ストロークを行わせるために指向性制御バルブによって
チャンバー１６、１７に交互に供給される。上述のよう
に、口１０、１１はそれぞれチャンバー１６、１７とつ
ながっている。

【００１６】主要ピストン部１４は軸方向の孔１８を備
える。その孔１８はその端部に段差を有し、端部近傍の
直径は少し小さくなっている。孔１８の大きい直径部は
シールするように、また摺動可能に取り付けられた小ピ
ストン１９を備える。該小ピストン１９はチャンバー１
７と１６とを区分するものである。孔１８の両端部の小
さい直径部分はそれぞれ一方向性シール２０と２１を有
する。それらは孔１８からチャンバー１６および１７そ
れぞれへの流体の流れは許すが、逆の流れは許さない。

【００１７】図１はチューブ９が孔１８中に完全に収容
された右方向へのストロークの端にある主要ピストン部
１４／運動変換部材１５を示している。指向性制御バル
ブ経由の通路５への圧縮空気の供給において、圧縮空気
は口１１から孔１８へ流出し、シール２１を経てチャン
バー１７に入る。このようにしてチャンバー１７を完全
に圧縮する。その後、主要ピストン１４は左方向へのス
トロークを開始する。そのストロークがさらに進むと、
主要ピストン１４はチューブ９から解放され、引き続き
左方向へ動く。前述の段階では、チャンバー１６中にあ
る空気が口１０、チューブ８、通路４、および指向性制
御バルブを経由して大気中へ排気される。

【００１８】結局、主要ピストン１４は図２で示される
位置に到達し、そこでチューブ８と係合する。さらに詳
しくは、一方向性シール２０が最初にチューブ８の端に
係合し、（チューブ８の端は係合しやすいように面取り
をしてある。）それにより、もはやチャンバー１６から
チューブ８を通っては排気できなくなる。引き続いてな
される主要ピストン１４の左方向への動きでは、チュー
ブ８は徐々に孔１８に収容され、チャンバー１６中の空
気は、制限された補助通路１２、通路６、および指向性
制御バルブを通って大きく減ぜられた割合で排気され
る。それ故、主要ピストン１４の引き続いてなされる動
きは緩和される。その継続的な動きの間、小ピストン１
９はチューブ８の端に物理的に接触することにより主要
ピストン１４に対して右方向に動かされる。最終的に主
要ピストン１４はチューブ８が完全に主要ピストン１４
の孔１８に収容されて左方向へのストロークの端に達す
る。それ故、図１、２において示される長さＡに亘って
緩衝がおこる。長さＡはチューブ８と９の長さにほぼ等
しく、既知の構造を用いて達成された最大長である主要
ピストン１４の長さの半分よりずっと長い。事実、チュ
ーブ８、９を長くすることにより、またピストン１９の
長さを短くすることにより緩衝長Ａは主要ピストン１４
の長さよりわずかに短いだけの最大長まで増加できる。

【００１９】シリンダはここで右方向へのストロークが
実行可能な状態となり、そのストロークは指向性制御バ
ルブの切り替えにより開始される。圧縮空気は通路４に
供給され、一方向性シール２０を経てチャンバー１６に
供給され、一方、口１１、チューブ９、通路５は指向性
制御バルブを通して大気に接している。主要ピストン１
４の右方向への動きと、最終的な緩衝は、上述した左方
向のストロークについてと全く同様にして起こる。緩衝
はシール２１とチューブ９の係合によって起こされる。

【００２０】各々のストロークの間効果的な緩衝長Ａは
チューブ８および／または９の長さを変えることによっ
て容易に変えられる。（それぞれ異なる長さのチューブ
８と９を用いることによって左方向と右方向のストロー
クを違えてもよい。） 明らかなように、たとえ直前のストロークが不完全であ
っても、ストローク中、全距離Ａの緩衝が起こり得る。
この特徴は本発明のシリンダを客用列車のドアの開閉に
適用した場合に有効である。ドアを閉める際に、乗客に
よってそれが妨害されると、ドアは再び開けられ、乗客
による妨害がなくなるとすぐに閉められる。

【図面の簡単な説明】

【図１】右方向へのストロークの終了位置であり左方向
へのストロークの開始位置にある本発明によるシリンダ
を示す概略断面図

【図２】左方向へのストローク間であり、そのストロー
クの緩衝開始位置にある本発明によるシリンダを示す概
略断面図

【符号の説明】

１ シリンダ本体 ８、９ 管状部材 10、11 主要排気口 12、13 補助排気口 14 主要ピストン 16、17 チャンバー 18 孔 19 小ピストン 20、21 シール

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 それぞれシリンダの孔の両端から該孔の
   長手方向に延びた一対の固定された管状のダクトの内側
   の開口端により主要排気口が形成され、 前記シリンダ孔中で摺動できるように配置された主要ピ
   ストンが長手方向に延びる孔を有し、 該孔中には該シリンダ孔を主要ピストンの両側の２つの
   チャンバーに区分する仕切手段が設けられ、 シリンダ孔の各々の端には補助排気口が設けられ、これ
   により、前記主要ピストンの動作中の予め決められた段
   階で、管状のダクトの一方が主要ピストン中の孔に収容
   されて、空気がそのダクトを通っては排気されず、各補
   助排気口を通ってのみ排気され、それによって、主要ピ
   ストンのその後の動きが緩和されるようにされてなる流
   体圧ロッドレスシリンダにおいて、 前記仕切手段が主要ピストンの孔中で長手方向に可動で
   あることを特徴とする流体圧ロッドレスシリンダ。
2. 【請求項２】 前記仕切手段がピストンからなることを
   特徴とする請求項１記載の流体圧ロッドレスシリンダ。
3. 【請求項３】 前記ピストンが前記主要ピストンの前記
   孔の壁で液密シールを形成する１つ、あるいは２以上の
   環状のシール手段を備えるものであることを特徴とする
   請求項２記載の流体圧ロッドレスシリンダ。
4. 【請求項４】 前記主要ピストン中の前記孔が両端付近
   で狭まった直径を有し、その部分は孔内で仕切手段を維
   持する各々の隣接肩部となることを特徴とする請求項１
   から３いずれか記載の流体圧ロッドレスシリンダ。