JPH1162910A - クッション付エアーシリンダ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 クッションが効果的に働くようにするととも
に、エアーシリンダの全長が長くならないようにする。 【解決手段】 本発明に係るクッション付エアーシリン
ダは、可動部材１６の停止時の衝撃をやわらげるクッシ
ョン機構を備えるクッション付エアーシリンダにおい
て、可動部材１６が停止位置近傍から停止位置まで移動
する間、その可動部材１６によって動かされる油圧シリ
ンダ２１，Ｘと、可動部材１６によって油圧シリンダ２
１，Ｘが動かされる際に、その油圧シリンダ２１，Ｘか
ら押し出される油の流量を制限するオリフィス機構２
３，２４とを有している。このため、可動部材１６は油
圧シリンダ２１，Ｘから移動方向と逆向きの大きな反力
を受けるようになり、その可動部材１６の移動速度は低
下する。これによって、可動部材１６の停止時の運動エ
ネルギーが減少し、可動部材１６が停止するときの衝撃
等が小さくなる。また、油は非圧縮性のためバウンド等
を考慮する必要がなく、油圧シリンダのストロークを小
さくできる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、可動部材の停止時
の衝撃をやわらげるクッション機構を備えるクッション
付エアーシリンダに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の代表的なクッション付エアーシリ
ンダの縦断面図及び外形図が図１１に示されている。前
記クッション付エアーシリンダ１は、円筒形のシリンダ
チューブ２と、そのシリンダチューブ２の両側を塞ぐヘ
ッドカバー３及びロッドカバー４を備えている。また、
前記ロッドカバー４の中央開口部にはピストンロッド５
を摺動自在に支持するブッシュ４ｂが取付けられてい
る。前記ピストンロッド５の基端部には、シリンダチュ
ーブ２内を摺動するピストン６ａが取付けられており、
そのピストン６ａの両側に小径の第１クッションリング
６ｐ、第２クッションリング６ｃが取付けられている。

【０００３】前記ヘッドカバー３には空気ポート３ｐの
内側に第１クッションリング６ｐを収納する凹部３ｎが
形成されており、その凹部３ｎの開口部分に第１クッシ
ョンリング６ｐとヘッドカバー３との間をシールするク
ッションパッキン３ｓが装着されている。さらに、ヘッ
ドカバー３には空気ポート３ｐとシリンダチューブ２内
の空間とを連通させる小径の横孔３ｙが形成されてい
る。また、前記ロッドカバー４には空気ポート４ｐの内
側に第２クッションリング６ｃを収納できる凹部４ｍが
形成されており、その凹部４ｍの開口部分に第２クッシ
ョンリング６ｃとロッドカバー４との間をシールするク
ッションパッキン４ｓが装着されている。さらに、ロッ
ドカバー４には空気ポート４ｐとシリンダチューブ２内
の空間とを連通させる小径の横孔４ｙが形成されてい
る。

【０００４】前記ヘッドカバー３の空気ポート３ｐから
クッション付エアーシリンダ１に圧縮空気が供給される
と、空気圧によりピストン６ａ、ピストンロッド５等は
図中左方向に移動し、シリンダチューブ２内の空気はロ
ッドカバー４の凹部４ｍを通って空気ポート４ｐから外
部に排出される。しかしながら、ピストン６ａがロッド
カバー４に接近して第２クッションリング６ｃが凹部４
ｍに挿入されると、第２クッションリング６ｃとロッド
カバー４との間がクッションパッキン４ｓによってシー
ルされる（図中二点鎖線参照）。このため、シリンダチ
ューブ２内の空気はロッドカバー４の凹部４ｍを通過で
きなくなり、その空気は細い横孔４ｙを通って空気ポー
ト４ｐから外部に排出される。

【０００５】即ち、ピストン６ａがロッドカバー４に接
近すると、空気ポート４ｐから外部に排出される空気流
量が制限されるため、前記ピストン６ａは移動方向と逆
向きに空気の背圧を受けるようになる。このため、その
背圧がクッションとなり、ピストン６ａがロッドカバー
４側で停止する際の衝撃をある程度緩和できる。また、
前記ピストン６ａがヘッドカバー３側に移動する場合
も、同様に空気の背圧がクッションとなって、ピストン
６ａがへッドカバー３側で停止する際の衝撃をある程度
緩和できる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、空気は
圧縮性のため、クッションを効果的に利かすためには、
第１、第２クッションリング６ｐ、６ｃの軸方向の寸法
を大きくしなければならない。このため、ストロークに
対するエアーシリンダの全長が長くなり、エアーシリン
ダが大型化するという問題がある。また、クッションの
利きを良くするために、空気を排出する横孔３ｙ，４ｙ
の径を小さくすることも考えられるが、空気の排出量が
規定値よりも小さくなると空気の圧縮性によりピストン
６ａがバウンドし、そのバウンドによる振動等が発生す
ることがある。

【０００７】そこで、本発明のうち請求項１に記載され
た発明は、クッション機構に油圧シリンダを使用するこ
とにより、クッションの利きを良くしてクッション機構
の小型化を図ることをその目的とするものである。ま
た、請求項２に記載の発明は、一方の油圧シリンダから
押し出される油を別の油圧シリンダに供給できるように
し、タンクや油圧源等を不要にして油圧回路を簡素化す
ることをその目的とするものである。また、請求項３に
記載の発明は、油圧シリンダから油をゆっくり流出させ
るための通路と、油圧シリンダに速やかに油を供給する
ための通路を兼用できるようにし、通路や通路切換弁を
極力少なくして油圧回路を簡素化することをその目的と
するものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記した課題は、以下の
特徴を有するクッション付エアーシリンダによって解決
される。即ち、請求項１に記載された発明は、可動部材
の停止時の衝撃をやわらげるクッション機構を備えるク
ッション付エアーシリンダにおいて、可動部材が停止位
置近傍から停止位置まで移動する間、その可動部材によ
って動かされる油圧シリンダと、前記可動部材によって
油圧シリンダが動かされる際に、その油圧シリンダの油
圧室から押し出される油の流量を制限するオリフィス機
構と、を有している。

【０００９】本発明によると、油圧シリンダは、可動部
材が停止位置近傍から停止位置まで移動する間、その可
動部材によって動かされる。しかしながら、その油圧シ
リンダの油圧室から押し出される油の流量はオリフィス
機構によって制限されるため、油圧シリンダはゆっくり
動作する。このため、可動部材は油圧シリンダから移動
方向と逆向きの大きな反力を受けるようになり、その可
動部材の移動速度は低下する。これによって、可動部材
の停止時の運動エネルギーが減少し、可動部材が停止す
るときの衝撃等が小さくなる。即ち、クッションが十分
に利くようになる。また、油は非圧縮性のためバウンド
等を考慮する必要がなく、油圧シリンダのストロークを
小さくできる。このため、クッション機構を装着しても
エアーシリンダの全長がさほど長くならない。

【００１０】また、請求項２に記載の発明は、請求項１
に記載されたクッション付エアーシリンダにおいて、前
記油圧シリンダ及びオリフィス機構は、エアーシリンダ
の両側にそれぞれに設けられており、両油圧シリンダは
油通路によって連通していることを特徴とする。

【００１１】本発明によると、例えば、可動部材がヘッ
ド側に移動する場合は、ヘッド側の油圧シリンダが動か
され、その油圧シリンダから押し出された油は油通路に
よりロッド側の油圧シリンダに戻される。逆に、可動部
材がロッド側に移動する場合は、ロッド側の油圧シリン
ダが動かされ、その油圧シリンダから押し出された油は
油通路によりヘッド側の油圧シリンダに戻される。この
ように、油圧シリンダ間で交互に油を移動させることが
できるので、油を戻すタンクや油圧源等が不要になり、
油圧回路を簡素化できる。

【００１２】また、請求項３に記載の発明は、請求項２
に記載されたクッション付エアーシリンダにおいて、前
記オリフィス機構は、一方向から油圧が加わるときには
流路を絞り、逆方向から油圧が加わるときにはその絞り
を解除することを特徴とする。

【００１３】本発明によると、オリフィス機構は、例え
ば、油圧シリンダから油が押し出されるときには流路を
絞るオリフィスとして働き、その油圧シリンダに油が供
給されるときにはその絞りを解除できる。このため、オ
リフィス用の通路と油供給用通路とを個別に設ける必要
がなくなり、油圧回路をさらに簡素化できるようにな
る。

【００１４】

【発明の実施の形態】

〔第１の実施の形態〕以下、図１〜図４に基づいて、本
発明の第１の実施の形態に係るクッション付エアーシリ
ンダの説明を行う。ここで、図１、図２はクッション付
エアーシリンダの動作を表す全体縦断面図、図３、図４
はクッション付エアーシリンダの要部縦断面図である。
前記クッション付エアーシリンダ１０は、図１、図２に
示されるように、円筒形のシリンダチューブ１２と、そ
のシリンダチューブ１２の両側を塞ぐヘッドカバー１３
及びロッドカバー１４とを備えており、前記シリンダチ
ューブ１２内にピストン１６が摺動可能な状態で収納さ
れている。前記ピストン１６はピストンロッド１５の後
端部（図中右端部）にボルト止めされており、そのピス
トン１６がシリンダチューブ１２内を摺動することによ
り、ピストンロッド１５もピストン１６と共に前進／後
退する。即ち、前記ピストン１６及びピストンロッド１
５が本発明の可動部材として機能する。

【００１５】前記ヘッドカバー１３の下側には空気ポー
ト１３ｐが設けられており、その空気ポート１３ｐがエ
アー通路１３ｔを介してシリンダチューブ１２内の空間
と連通している（図２参照）。また、ヘッドカバー１３
の中央には軸方向に第１貫通孔１３ｋが形成されてお
り、その第１貫通孔１３ｋの後方（図中右側）に第１油
圧室Ｘが同軸に形成されている。第１油圧室Ｘは後方が
開口部１３ｅとなっており、その開口部１３ｅがプラグ
１３ｙによって閉じられている。

【００１６】前記第１貫通孔１３ｋには円柱形の第１ク
ッションピストン２１が軸方向に摺動できる状態で挿通
されており、その第１クッションピストン２１と第１貫
通孔１３ｋの壁面との間がシールリング１３ｘによって
シールされている。前記第１クッションピストン２１は
その先端がピストン１６（詳しくはピストンロッド１５
の端面）に当接する受面となっており、基端部が第１油
圧室Ｘ内の油圧を受ける受圧面となっている。また、第
１クッションピストン２１の基端部にはフランジ状の前
進限ストッパ２１ｓが設けられている。

【００１７】また、前記第１油圧室Ｘはヘッドカバー１
３の内側上部に形成された油通路１３ｃと連通してお
り、その油通路１３ｃの途中に流路を絞る第１オリフィ
ス機構２３が装着されている。また、前記油通路１３ｃ
の端部は油配管２０に接続されており、その油配管２０
を介して油通路１３ｃは後記するロッドカバー１４の油
通路１４ｃと連通している。

【００１８】この構造により、第１クッションピストン
２１に外力が加わっていない状態で、後記するようにロ
ッドカバー１４側から油配管２０、油通路１３ｃ等を介
して第１油圧室Ｘ内に油が供給されると、第１クッショ
ンピストン２１は油圧力により前進し、前進限ストッパ
２１ｓが第１油圧室Ｘの内壁面にほぼ接する位置で停止
する。なお、前進限ストッパ２１ｓの位置は、第１クッ
ションピストン２１がヘッドカバー１３の前面からほぼ
寸法Ｌ１だけ突出できる位置に設定されている。逆に、
第１クッションピストン２１に対してピストン１６から
押圧力が加わると、その押圧力により第１クッションピ
ストン２１の基端部は第１油圧室Ｘ内に押し込まれ、第
１油圧室Ｘの油は油通路１３ｃ、第１オリフィス機構２
３及び油配管２０を介してロッドカバー１４側に戻され
る。

【００１９】前記ロッドカバー１４には、その下側に空
気ポート１４ｐが設けられており、その空気ポート１４
ｐがエアー通路１４ｔを介してシリンダチューブ１２内
の空間と連通している（図１〜図３参照）。また、ロッ
ドカバー１４の中央には軸方向に第２貫通孔２５が形成
されており、その第２貫通孔２５に円筒状の第２クッシ
ョンピストン２２が軸方向に摺動できるように挿通され
ている。前記第２クッションピストン２２は、その先端
が常にロッドカバー１４の前方に突出しており、その突
出位置にリング状の後退限ストッパ２２ｓが装着されて
いる。さらに、前記第２クッションピストン２２には、
前記ピストンロッド１５が軸方向に摺動可能な状態で挿
通されている。

【００２０】前記ロッドカバー１４の前面にはピストン
ロッド１５を摺動自在に支持するフロントカバー１７が
取付けられている。前記フロントカバー１７は、第２ク
ッションピストン２２と干渉しないようにピストンロッ
ド１５を支持する部材であり、その中央に前記ピストン
ロッド１５を支持するブッシュ１７ｂが固定されてい
る。また、そのブッシュ１７ｂの後方にはフロントカバ
ー１７と第２クッションピストン２２とが干渉しないよ
うに凹部１７ｈが形成されている。さらに、前記ブッシ
ュ１７ｂの前方にはピストンロッド１５の摺動部分に空
気圧シール及びゴミ等の排除を目的としてパッキン１７
ｐが装着されている。

【００２１】前記ロッドカバー１４の第２貫通孔２５
は、図３に示されるように、その前孔２５ａの内径より
も後方孔２５ｂの内径が若干大きく設定されている。一
方、第２クッションピストン２２は、前部２２ａの外径
よりも後部２２ｂの外径が若干大きく設定されており、
前部２２ａと後部２２ｂとの境目が段差状の受圧面２２
ｄとなっている。そして、前記第２貫通孔２５の前孔２
５ａに第２クッションピストン２２の前部２２ａが挿通
され、その第２貫通孔２５の後方孔２５ｂに第２クッシ
ョンピストン２２の後部２２ｂが挿通される。このよう
にして、第２貫通孔２５の後方孔２５ｂと第２クッショ
ンピストン２２の前部２２ａとによって形成される空間
が第２油圧室Ｙとなる。

【００２２】第２油圧室Ｙは、第２貫通孔２５の前孔２
５ａに設けられた第１シールリング２５ｘと、第２貫通
孔２５の後方孔２５ｂに設けられた第２シールリング２
５ｙとによって前後からシールされている。また、前記
第２油圧室Ｙはロッドカバー１４の内側上部に形成され
た油通路１４ｃと連通しており、その油通路１４ｃの途
中に流路を絞る第２オリフィス機構２４が装着されてい
る。そして、前記油通路１４ｃの端部が、前述のよう
に、油配管２０を介してヘッドカバー１３の油通路１３
ｃと連通している。

【００２３】この構造により、第２クッションピストン
２２に外力が加わっていない状態で、ヘッドカバー１３
から戻された油が油配管２０、油通路１４ｃ等を介して
第２油圧室Ｙに供給されると、第２クッションピストン
２２はその受圧面２２ｄで油圧力を受けて後退し、後退
限ストッパ２２ｓがロッドカバー１４の前面に当接する
位置で停止する。なお、後退限ストッパ２２ｓの位置
は、第２クッションピストン２２の後部２２ｂがロッド
カバー１４の後面から寸法Ｌ２だけ突出できる位置に設
定される（図１参照）。また、第２クッションピストン
２２に対してピストン１６から押圧力が加わると、その
押圧力により第２クッションピストン２２の後部２２ｂ
は第２油圧室Ｙ内に押し込まれ、第２油圧室Ｙの油は油
通路１４ｃ、第２オリフィス機構２４及び油配管２０を
介してヘッドカバー１３側に戻される。

【００２４】ここで、第２クッションピストン２２が後
退限位置（図１参照）から前進限位置（図２参照）まで
移動することにより第２油圧室Ｙから押し出される油量
は、第１クッションピストン２１が前進限位置（図２参
照）から後退限位置（図１参照）まで移動することによ
り第１油圧室Ｘから押し出される油量にほぼ等しくな
る。このため、第２クッションピストン２２がピストン
１６により前進限位置（図２参照）まで押し込まれる
と、第１クッションピストン２１は戻された油により前
進限位置（図２参照）まで押し出される。逆に、第１ク
ッションピストン２１がピストン１６により後退限位置
（図１参照）まで押し込まれると、第２クッションピス
トン２２は戻された油により後退限位置（図１参照）ま
で押し出される。即ち、第１クッションピストン２１、
第１油圧室Ｘ、ヘッドカバー１３等、及び第２クッショ
ンピストン２２、第２油圧室Ｙ、ロッドカバー１４等が
本発明の油圧シリンダとして機能する。

【００２５】前記第２オリフィス機構２４は、油圧が一
方向から加わるときにのみオリフィスとして働く機構で
あり、図３、図４に示されるように、ロッドカバー１４
の油通路１４ｃと連通する縦孔１４ｅに収納されてい
る。なお、図にはロッドカバー１４に装着された第２オ
リフィス機構２４が示されているが、ヘッドカバー１３
の第１オリフィス機構２３も構造は同じであるため、代
表して第２オリフィス機構２４の説明を行う。

【００２６】前記第２オリフィス機構２４は、前記縦孔
１４ｅに収納される軸部２４ｊを備えている。前記軸部
２４ｊの外周面には上端からほぼ中央まで雄ねじ２４ｍ
が形成されており、その雄ねじ２４ｍが縦孔１４ｅに形
成された雌ねじ１４ｗに螺合している。これによって、
前記雄ねじ２４ｍと雌ねじ１４ｗの螺合量を調整するこ
とにより、その軸部２４ｊの上下位置を調整することが
できる。そして、前記軸部２４ｊが上下方向に位置決め
された状態でその雄ねじ２４ｍにロックナット２４ｎが
締付けられると、第２オリフィス機構２４はロッドカバ
ー１４に固定される。

【００２７】前記軸部２４ｊの先端近傍には周方向にリ
ング状の溝２４ｆが形成されており、その溝２４ｆに軸
部２４ｊと縦孔１４ｅの内壁面との間をシールするＯリ
ング２４ｓが装着されている。また、前記軸部２４ｊの
先端面（下端面）には同軸にピン２４ｐが一体成形され
ており、そのピン２４ｐに円盤状の弁体２４ｖがほぼ同
軸に通されている。さらに、前記ピン２４ｐの先端には
弁体２４ｖの外れを防止するための支持リング２４ｚが
取付けられている。また、前記弁体２４ｖと軸部２４ｊ
の先端面との間には、弁体２４ｖを支持リング２４ｚに
押し付けるように付勢されたバネ２４ｂが装着されてい
る。

【００２８】一方、ロッドカバー１４の油通路１４ｃに
は、第２オリフィス機構２４の弁体２４ｖとほぼ対向す
る位置に円錐凹面状の弁座１４ｖが形成されている（図
４参照）。そして、前記弁体２４ｖがバネ２４ｂによっ
て下限位置に保持されている状態で、弁座１４ｖと弁体
２４ｖとの隙間は所定値に保持される。なお、弁座１４
ｖと弁体２４ｖとの間の隙間調整は、軸部２４ｊの雄ね
じ２４ｍと縦孔１４ｅの雌ねじ１４ｗとの螺合量を調整
することにより行う。

【００２９】この構造により、油が油配管２０から第２
油圧室Ｙに流れ込む場合には、弁体２４ｖは油圧とバネ
２４ｂの力により支持リング２４ｚに押し付けられ、弁
体２４ｖと弁座１４ｖとの間隔は所定値に保持される
（図３参照）。したがって、油通路１４ｃの流路が絞ら
れるようになり、第２オリフィス機構２４はオリフィス
として機能するようになる。逆に、油が第２油圧室Ｙか
ら押し出されて油配管２０に戻される場合には、図４に
示されるように、油圧により弁体２４ｖがバネ２４ｂの
力に抗して押し上げられ、弁体２４ｖと弁座１４ｖとの
間隔が広くなる。これによって、油通路１４ｃの流路は
ほとんど絞られなくなり、第２オリフィス機構２４はオ
リフィスとして機能しなくなる。

【００３０】次に、本実施の形態に係るクッション付エ
アーシリンダ１０の動作を説明する。先ず、ピストン１
６がヘッドカバー１３側に位置している状態（図１参
照）から、ロッドカバー１４側に到達するまでの動作を
説明する。前記ヘッドカバー１３の空気ポート１３ｐか
らクッション付エアーシリンダ１０に圧縮空気が供給さ
れると、空気圧によりピストン１６及びピストンロッド
１５は前進し（図中左方向に移動）、シリンダチューブ
１２内の空気がロッドカバー１４の空気ポート１４ｐか
ら排出される。これによって、ピストン１６は第１クッ
ションピストン２１から離れ、その第１クッションピス
トン２１には外力が加わらなくなる。この状態からさら
に前記ピストン１６等が前進することにより、そのピス
トン１６の前面が第２クッションピストン２２の後端面
に当接すると、第２クッションピストン２２はピストン
１６の押圧力により第２油圧室Ｙに押し込まれる。

【００３１】そして、第２クッションピストン２２が第
２油圧室Ｙに押し込まれた分だけその第２油圧室Ｙ内の
油が室外に押し出される。第２油圧室Ｙから押し出され
た油は第２オリフィス機構２４の弁体２４ｖをバネ２４
ｂの力に抗して押し上げ、間隔が広がった弁体２４ｖと
弁座１４ｖとの間を通過する。即ち、第２オリフィス機
構２４はオリフィスとして機能しなくなる。第２オリフ
ィス機構２４を通過した油は油配管２０を介して第１オ
リフィス機構２３に到達する。このとき、第１オリフィ
ス機構２３の弁体２３ｖは油圧とバネ２３ｂの力により
支持リング２３ｚに押付けられ、弁体２３ｖと弁座１３
ｖとの間隔は所定値に保持される。したがって、油通路
１３ｃの流路は絞られたままであり、第１オリフィス機
構２３はオリフィスとして機能するようになる。即ち、
第２油圧室Ｙから押し出される油は第１オリフィス機構
２３によって絞られるようになる。これによって、第２
クッションピストン２２はゆっくりと移動するようにな
り、ピストン１６は第２クッションピストン２２から移
動方向と逆向きの大きな反力を受ける。このため、前記
ピストン１６の移動速度は低下する。

【００３２】さらに、第１オリフィス機構２３を通過し
た油は油通路１３ｃを介して第１油圧室Ｘに流入するた
め、第１クッションピストン２１は油圧力を受けて徐々
に前進するようになる。このようにして、前記ピストン
１６がロッドカバー１４の位置まで到達すると、そのピ
ストン１６が停止するとともに第２クッションピストン
２２は全てロッドカバー１４内に押し込まれ、前進限位
置に保持される。また、第１クッションピストン２１も
油圧力によりヘッドカバー１３から寸法Ｌ１だけ突出
し、前進限位置に保持される。

【００３３】前記ピストン１６がロッドカバー１４側か
らヘッドカバー１３側まで移動する場合にも上記とほぼ
同じ動作が行われる。即ち、ロッドカバー１４の空気ポ
ート１４ｐから圧縮空気が供給されると、空気圧により
ピストン１６及びピストンロッド１５は後退する（図中
右方向に移動）。そして、前記ピストン１６等が後退す
ることにより、そのピストン１６の後面が第１クッショ
ンピストン２１の先端面に当接すると、第１クッション
ピストン２１はピストン１６の押圧力により第１油圧室
Ｘに押し込まれる。

【００３４】そして、第１クッションピストン２１が第
１油圧室Ｘに押し込まれた分だけその第１油圧室Ｘ内の
油が室外に押し出される。第１油圧室Ｘから押し出され
た油は第１オリフィス機構２３の弁体２３ｖをバネ２３
ｂの力に抗して押し上げ、間隔が広がった弁体２３ｖと
弁座１３ｖとの間を通過する。即ち、第１オリフィス機
構２３はオリフィスとして機能しなくなる。第１オリフ
ィス機構２３を通過した油は油配管２０を介して第２オ
リフィス機構２４に到達する。このとき、第２オリフィ
ス機構２４の弁体２４ｖは油圧とバネ２４ｂの力により
支持リング２４ｚに押付けられ、弁体２４ｖと弁座１４
ｖとの間隔は所定値に保持される。したがって、油通路
１４ｃの流路が絞られて、第２オリフィス機構２４はオ
リフィスとして機能するようになる。即ち、第１油圧室
Ｙから押し出される油は第２オリフィス機構２４によっ
て絞られる。これによって、第１クッションピストン２
１はゆっくりと移動するようになり、前記ピストン１６
は第１クッションピストン２１から移動方向と逆向きの
大きな反力を受ける。このため、前記ピストン１６の移
動速度は低下する。

【００３５】さらに、第２オリフィス機構２４を通過し
た油は油通路１４ｃを介して第２油圧室Ｙに流入するた
め、第２クッションピストン２２は油圧力を受けて徐々
に後退する。このようにして、前記ピストン１６がヘッ
ドカバー１３の位置まで到達すると、そのピストン１６
が停止するとともに第１クッションピストン２１は全て
へッドカバー１３内に押し込まれ、後退限位置に保持さ
れる。また、第２クッションピストン２２も油圧力によ
りロッドカバー１４から寸法Ｌ２だけ突出し、後退限位
置に保持される。

【００３６】このように、本実施の形態に係るクッショ
ン付エアーシリンダ１０では、第１クッションピストン
２１等は、ピストン１６等が停止位置近傍から停止位置
まで移動する間、そのピストン１６によって動かされ
る。しかしながら、第１クッションピストン２１等が動
かされることにより、第１油圧室Ｘ等から押し出される
油の流量は第２オリフィス機構２４等によって制限され
るため、第１クッションピストン２１等はゆっくり移動
する。このため、ピストン１６等は第１クッションピス
トン２１等から移動方向と逆向きの大きな反力を受ける
ようになり、そのピストン１６等の移動速度は低下す
る。これによって、前記ピストン１６等が停止する際の
運動エネルギーが減少し、ピストン１６等が停止すると
きの衝撃等が小さくなる。即ち、クッションが十分に利
くようになる。また、油は非圧縮性のためバウンド等を
考慮する必要がなく、第１、第２クッションピストン２
１，２２の移動距離Ｌ１，Ｌ２や第１、第２油圧室Ｘ，
Ｙを小さくすることができる。このためクッション機構
を装着してもエアーシリンダ１０の全長がさほど長くな
らない。なお、第１、第２クッションピストン２１，２
２の移動距離Ｌ１，Ｌ２はほぼ等しい値に設定される。

【００３７】また、ヘッドカバー１３側とロッドカバー
１４側とで交互に油を移動させることができるので、油
を戻すタンクや油圧源等が不要になり、クッション用の
油圧回路を簡素化できる。さらに、第１，第２オリフィ
ス機構２３，２４は、オリフィスとして機能したり、オ
リフィスとしての機能を解除できるため、オリフィス用
の通路と油供給用の通路とを兼用できるようになり、ク
ッション用の油圧回路をさらに簡素化できる。

【００３８】〔第２の実施の形態〕図５は、本発明の第
２の実施の形態に係るクッション付エアーシリンダ３０
の縦断面図である。前記クッション付エアーシリンダ３
０は、第１の実施の形態において説明したクッション付
エアーシリンダ１０のロッドカバー１４と等しい構造の
ロッドカバー３３，３４を両側に設け、ピストンロッド
３５を両側から突出させられるようにしたエアーシリン
ダである。

【００３９】右ロッドカバー３３の空気ポート３３ｐか
らクッション付エアーシリンダ３０に圧縮空気が供給さ
れると、空気圧によりピストン３６及びピストンロッド
３５は前進し（図中左方向に移動）、シリンダチューブ
３２内の空気が左ロッドカバー３４の空気ポート３４ｐ
から排出される。これによって、ピストン３６は第１ク
ッションピストン４１から離れ、その第１クッションピ
ストン４１には外力が加わらなくなる。この状態からさ
らに前記ピストン３６等が前進して、そのピストン３６
の前面が第２クッションピストン４２の後端面に当接す
ると、第２クッションピストン４２はピストン３６の押
圧力により第２油圧室Ｙに押し込まれる。

【００４０】これによって、第２油圧室Ｙから油が室外
に押し出され、その第２油圧室Ｙから押し出された油は
第２オリフィス機構４４、油配管４０を通過して第１オ
リフィス機構４３に到達する。このとき、第１オリフィ
ス機構４３はオリフィスとして機能するため、第２油圧
室Ｙから押し出された油は第１オリフィス機構４３によ
って絞られる。これによって、第２クッションピストン
４２はゆっくりと移動するようになり、前記ピストン３
６は第２クッションピストン４２から移動方向と逆向き
の大きな反力を受ける。このため、前記ピストン３６の
移動速度は低下する。さらに、第１オリフィス機構４３
を通過した油は油通路３３ｃを介して第１油圧室Ｘに流
入するため、第１クッションピストン４１は油圧力を受
けて徐々に前進する。

【００４１】このようにして、前記ピストン３６が左ロ
ッドカバー３４の位置まで到達すると、そのピストン３
６が停止するとともに第２クッションピストン４２は全
てロッドカバー３４内に押し込まれ、前進限位置に保持
される。また、第１クッションピストン４１も油圧力に
より右ヘッドカバー４３から突出し、前進限位置に保持
される。なお、後退方向の動作も上記と同様である。こ
のように、本実施の形態に係るクッション付エアーシリ
ンダ３０においても、第１の実施の形態に係るクッショ
ン付エアーシリンダ１０と同様の作用、効果を得ること
ができる。

【００４２】〔第３の実施の形態〕図６、図７に基づい
て、本発明の第３の実施の形態に係るクッション付エア
ーシリンダの説明を行う。ここで、図６はクッション付
エアーシリンダの全体平面図、図７（Ａ）は図６のA-A
断面図、図７（Ｂ）は図６のB-B 断面図である。前記ク
ッション付エアーシリンダ５０は角形の可動ケース５２
を備えている。前記可動ケース５２には、両側（図６に
おける上下方向）にシリンダ部５２ｙが平行に形成され
ており、そのシリンダ部５２ｙにピストン５６が摺動可
能な状態で収納されている。また、前記ピストン５６の
前後面（図６、図７における左右面）にはピストンロッ
ド５５が同軸に連結されている。さらに、シリンダ部５
２ｙの前後端はカバー５３により塞がれており、そのカ
バー５３の中央に形成された貫通孔５３ｋに前記ピスト
ンロッド５５が挿通されている（図７参照）。また、ピ
ストンロッド５５とカバー５３との間にはリング状のパ
ッキン５３ｐが装着されている。

【００４３】前記可動ケース５２の後方（図中右方向）
には第１支持ブロック５７が位置決めされており、その
第１支持ブロック５７に可動ケース５２から後方に突出
したピストンロッド５５の端部が連結されている。ま
た、前記可動ケース５２の前方（図中左方向）には第２
支持ブロック５８が位置決めされており、その第２支持
ブロック５８に可動ケース５２から前方に突出したピス
トンロッド５５の端部が連結されている。

【００４４】前記第１支持ブロック５７には空気ポート
５７ｐが成形されており、その空気ポート５７ｐが一方
のピストンロッド５５の内部に形成された第１通路５５
ｘに接続されている。さらに、その第１通路５５ｘの他
端はピストン５６の後方で開口してシリンダ部５２ｙと
連通している（図６参照）。また、前記第２支持ブロッ
ク５８には空気ポート５８ｐが成形されており、その空
気ポート５８ｐが一方のピストンロッド５５の内部に形
成された第２通路５５ｙに接続されている。さらに、そ
の第２通路５５ｙの他端はピストン５６の前方で開口し
てシリンダ部５２ｙと連通している（図６、図７（Ａ）
参照）。さらに、前記可動ケース５２に形成された両方
のシリンダ部５２ｙは第３通路５２ａによって後部で連
通しており、また、第４通路５２ｂによって前部で連通
している（図６参照）。

【００４５】この構造により、第１支持ブロック５７の
空気ポート５７ｐに圧縮空気が供給されると、空気圧は
第１通路５５ｘを介して一方のピストン５６の後方に加
わり、さらに第３通路５２ａを介して他方のピストン５
６の後方に加わる。これによって、可動ケース５２は後
退し、両シリンダ部５２ｙ内の空気は第４通路５２ｂ及
び第２通路５５ｙを経由して第２支持ブロック５８の空
気ポート５８ｐから排出される。逆に、第２支持ブロッ
ク５８の空気ポート５８ｐに圧縮空気が供給されると、
空気圧は第２通路５５ｙを介して一方のピストン５６の
前方に加わり、さらに第４通路５２ｂを介して他方のピ
ストン５６の前方に加わる。これによって、可動ケース
５２は前進し、両シリンダ部５２ｙ内の空気は第３通路
５２ａ及び第１通路５５ｘを経由して第１支持ブロック
５７の空気ポート５７ｐから排出される。

【００４６】前記可動ケース５２には両ピストンロッド
５５の間に油圧シリンダ６０が設けられている。油圧シ
リンダ６０は、図７（Ｂ）に示されるように、可動ケー
ス５２の前側と後側にそれぞれ設けられており、双方の
油圧シリンダ６０は油通路７０によって接続されてい
る。なお、前後の油圧シリンダ６０は等しい構造である
ため、代表して後方の油圧シリンダ６０について説明す
る。

【００４７】油圧シリンダ６０は、可動ケース５２の貫
通孔５２ｅに前後摺動できるように挿通されたクッショ
ンピストン６１と、その貫通孔５２ｅに連通して設けら
れた油圧室Ｚを備えている。なお、クッションピストン
６１と貫通孔５２ｅの内壁面との間はシールリング６１
ｘによってシールされている。さらに、前記油圧室Ｚと
油通路７０との間には流路を絞るオリフィス機構６３が
装着されている。ここで、オリフィス機構６３の構造
は、第１実施の形態において説明した第１、第２オリフ
ィス機構２３、２４の構造と全く同じであるが、取付け
位置の関係から動作は逆になる。即ち、オリフィス機構
６３は油圧室Ｚから油が押し出されるときにオリフィス
として機能し、油圧室Ｚに油が供給されるときにオリフ
ィス機能が解除される。

【００４８】次に、本実施の形態に係るクッション付エ
アーシリンダ５０の動作を説明する。可動ケース５２が
前進限位置に保持されている状態（図６参照）で、第１
支持ブロック５７の空気ポート５７ｐに圧縮空気が供給
されると、空気圧は第１通路５５ｘを介して一方のピス
トン５６の後方に加わり、さらに第３通路５２ａを介し
て他方のピストン５６の後方に加わる。これによって、
可動ケース５２は後退し、両シリンダ部５２ｙ内の空気
は第４通路５２ｂ及び第２通路５５ｙを経由して第２支
持ブロック５８の空気ポート５８ｐから排出される。

【００４９】そして、可動ケース５２が後退限位置に接
近すると、その可動ケース５２の後部に設けられている
油圧シリンダ６０のクッションピストン６１が第１支持
ブロック５７に当接する（図７（Ｂ）想像線参照）。こ
の状態から、可動ケース５２がさらに後退することによ
り、クッションピストン６１はその反力で油圧室Ｚに押
し込まれる。そして、クッションピストン６１が油圧室
Ｚに押し込まれた分だけその油圧室Ｚ内の油が室外に押
し出される。このとき、オリフィス機構６３はオリフィ
スとして機能するため、油圧室Ｚから押し出された油は
オリフィス機構６３で絞られた後、油通路７０によって
前方の油圧シリンダ６０の油圧室Ｚに戻される。これに
よって、クッションピストン６１はゆっくりと移動する
ようになり、可動ケース５２はクッションピストン６１
から移動方向と逆向きの大きな反力を受ける。このた
め、前記可動ケース５２の移動速度は低下する。また、
前方の油圧シリンダ６０のクッションピストン６１は油
圧力により前方に突出する。

【００５０】このようにして、可動ケース５２が後退限
位置まで到達すると、その可動ケース５２が停止すると
ともにクッションピストン６１は全て可動ケース５２内
に押し込まれる。なお、前記可動ケース５２が後退限位
置から前進限位置まで移動する場合にも上記と同じ動作
が行われる。

【００５１】このように、本実施の形態に係るクッショ
ン付エアーシリンダ５０においても、油圧シリンダ６０
は、可動ケース５２が停止位置近傍から停止位置まで移
動する間、その可動ケース５２によって動かされる。し
かしながら、その油圧シリンダ６０から押し出される油
の流量はオリフィス機構６１によって制限されるため、
油圧シリンダ６０はゆっくり動作する。このため、可動
ケース５２は油圧シリンダ６０から移動方向と逆向きの
大きな反力を受けるようになり、その可動ケース５２の
移動速度は低下する。これによって、可動ケース５２の
停止時の運動エネルギーが減少し、可動ケース５２が停
止するときの衝撃等が小さくなる。即ち、クッションが
十分に利くようになる。このように、本実施の形態に係
るクッション付エアーシリンダ５０においても、第１の
実施の形態に係るクッション付エアーシリンダ１０と同
様の作用、効果を得ることができる。

【００５２】〔第４の実施の形態〕図８〜図１０に基づ
いて、本発明の第４の実施の形態に係るクッション付エ
アーシリンダの説明を行う。ここで、図８、図１０はク
ッション付エアーシリンダの動作を表す全体縦断面図、
図９は図８の要部詳細図である。前記クッション付エア
ーシリンダ８０は、円筒形のシリンダチューブ８２と、
そのシリンダチューブ８２の両側を塞ぐヘッドカバー８
３及びロッドカバー８４を備えている。

【００５３】前記ヘッドカバー８３の上側には空気ポー
ト８３ｐが設けられており、その空気ポート８３ｐがエ
アー通路８３ｔを介してシリンダチューブ８２内の空間
と連通している。また、前記ロッドカバー８４の上側に
は空気ポート８４ｐが設けられており、その空気ポート
８４ｐがエアー通路８４ｔを介してシリンダチューブ８
２内の空間と連通している。また、前記ロッドカバー８
４の中央貫通部にはピストンロッド８５を摺動自在に支
持するブッシュ８４ｂが取付けられており、さらにその
前方にはピストンロッド８５の摺動部分の空気圧シール
及びゴミの排除を目的としてパッキン８４ａが装着され
ている。

【００５４】前記ピストンロッド８５の基端部には、シ
リンダチューブ８２内を摺動するピストン８６が取付け
られており、そのピストン８６に一対の油圧シリンダ９
０が前記ピストンロッド８５を挟んだ状態で平行に装着
されている。前記油圧シリンダ９０は、図９に示される
ように、ピストン８６の内部に形成された円柱形の油圧
室Ｐと、その油圧室Ｐに連通して同軸に形成された貫通
孔９２とを備えている。そして、その油圧室Ｐにクッシ
ョンピストン９４ｓが軸方向に摺動可能な状態で収納さ
れている。また、クッションピストン９４ｓの前後面に
はクッションロッド９４ｒが同軸に固定されており、そ
のクッションロッド９４ｒが油圧室Ｐと連通する貫通孔
９２に摺動可能な状態で挿通されている。そして、クッ
ションロッド９４ｒとピストン８６との間が貫通孔９２
に設けられたシールリング９５によってシールされてい
る。

【００５５】また、前記クッションロッド９４ｒの長さ
は、前後共に油圧室Ｐの長さに貫通孔９２の長さを加え
た値にほぼ等しく設定される。このため、クッションピ
ストン９４ｓが油圧室Ｐの内部を前端まで移動すると
（図８、図９参照）、後側のクッションロッド９４ｒが
ピストン８６の貫通孔９２内にほぼ収納されるととも
に、前側のクッションロッド９４ｒがピストン８６の前
方に一定寸法だけ突出するようになる。また、クッショ
ンピストン９４ｓが油圧室Ｐの内部を後端まで移動する
と（図１０参照）、前側のクッションロッド９４ｒが貫
通孔９２内にほぼ収納されるとともに、後側のクッショ
ンロッド９４ｒがピストン８６の後方に一定寸法だけ突
出するようになる。

【００５６】さらに、前記クッションピストン９４ｓに
は、そのクッションピストン９４ｓを厚み方向に貫通す
る小孔９４ｆが形成されており、その小孔９４ｆがオリ
フィスとして機能する。以下、前記小孔９４ｆをオリフ
ィス９４ｆと呼ぶ。したがって、油圧室Ｐはクッション
ピストン９４ｓによって前後に分割されるが、前後の油
圧室Ｐ１，Ｐ２（図９参照）はオリフィス９４ｆを介し
て連通するようになる。

【００５７】次に、本実施の形態に係るクッション付エ
アーシリンダ８０の動作を説明する。ピストン８６がヘ
ッドカバー８３側に位置している状態（図８、図９参
照）で、ヘッドカバー８３の空気ポート８３ｐに圧縮空
気が供給されると、空気圧によりピストン８６及びピス
トンロッド８５が前進（左方向に移動）し、シリンダチ
ューブ８２内の空気がロッドカバー８４の空気ポート８
４ｐから排出される。これによって、油圧シリンダ９０
の後側のクッションロッド９４ｒがヘッドカバー８３か
ら離れ、そのクッションロッド９４ｒには外力が加わら
なくなる。

【００５８】この状態からさらに前記ピストン８６が前
進することにより、油圧シリンダ９０の前側のクッショ
ンロッド９４ｒがロッドカバー８４に当接すると、クッ
ションロッド９４ｒはロッドカバー８４から受ける反力
により、油圧室Ｐに押し込まれる。これによって、油圧
室Ｐ内をクッションピストン９４ｓが後方に移動し、後
側の油圧室Ｐ１の油がオリフィス９４ｆを介して前側の
油圧室Ｐ２に押し出される。即ち、油圧室Ｐ１から押し
出される油はオリフィス９４ｆによって絞られるため、
クッションロッド９４ｒ及びクッションピストン９４ｓ
はゆっくりと後方に移動するようになる。このため、ピ
ストン８６は油圧シリンダ９０から移動方向と逆向きの
大きな反力を受けるようになり、前記ピストン８６の移
動速度は低下する。

【００５９】このようにして、前記ピストン８６がロッ
ドカバー８４の位置まで到達すると、そのピストン８６
が停止するとともに、前側のクッションロッド９４ｒが
ほとんどピストン８６内に収納され、後側のクッション
ロッド９４ｒが後方に一定寸法だけ突出するようになる
（図１０参照）。なお、前記ピストン８６がロッドカバ
ー８４側からヘッドカバー８３側まで移動する場合にも
上記とほぼ同じ動作が行われる。

【００６０】このように、本実施の形態に係るクッショ
ン付エアーシリンダ８０においても、第１の実施の形態
に係るクッション付エアシリンダ１０と同様の作用、効
果を得ることができる。さらに、本実施の形態に係るク
ッション付エアーシリンダ８０では油圧室と油圧室とを
連通させる配管が不要になるため、油圧回路の構成がさ
らに簡単になり、必要な油量も少なくなる。

【００６１】以上、本発明の実施の形態について説明し
たが、この本発明の実施の形態には請求の範囲に記載し
た技術的事項以外に次のような技術的事項を有するもの
であることを付記しておく。 （１） 請求項１に記載されたクッション付エアーシリ
ンダにおいて、油圧シリンダ及びオリフィス機構は固定
部材に装着されており、油圧シリンダは可動部材に当接
することにより動かされることを特徴とするクッション
付エアーシリンダ。 （２） 請求項１に記載されたクッション付エアーシリ
ンダにおいて、油圧シリンダ及びオリフィス機構は可動
部材に装着されており、油圧シリンダは固定部材に当接
することにより動かされることを特徴とするクッション
付エアーシリンダ。

【００６２】

【発明の効果】本発明によると、油圧シリンダにより可
動部材の運動エネルギーが効率的に吸収されるため、そ
の可動部材の停止時の衝撃等が大幅に減少する。また、
油は非圧縮性のためバウンド等を考慮する必要がなく、
油圧シリンダのストロークを小さくできるため、クッシ
ョン付エアーシリンダの全長を短くできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係るクッション付
エアーシリンダの動作を表す全体縦断面図である。

【図２】本発明の第１の実施の形態に係るクッション付
エアーシリンダの動作を表す全体縦断面図である。

【図３】本発明の第１の実施の形態に係るクッション付
エアーシリンダの要部を表す縦断面図である。

【図４】本発明の第１の実施の形態に係るクッション付
エアーシリンダの要部を表す縦断面図である。

【図５】本発明の第２の実施の形態に係るクッション付
エアーシリンダの全体縦断面図である。

【図６】本発明の第３の実施の形態に係るクッション付
エアーシリンダの全体平面図である。

【図７】図６のA-A 断面図（図７（Ａ））、図６のB-B
断面図（図７（Ｂ））である。

【図８】本発明の第４の実施の形態に係るクッション付
エアーシリンダの全体縦断面図である。

【図９】図８の要部詳細図である。

【図１０】本発明の第４の実施の形態に係るクッション
付エアーシリンダの全体縦断面図である。

【図１１】従来のクッション付エアーシリンダの全体縦
断面図である。

【符号の説明】

Ｘ 第１油圧室（油圧シリンダ） Ｙ 第２油圧室（油圧シリンダ） １３ ヘッドカバー １４ ロッドカバー １５ ピストンロッド（可動部材） １６ ピストン（可動部材） ２０ 油配管 ２１ 第１クッションピストン（油圧シリンダ） ２２ 第２クッションピストン（油圧シリンダ） ２３ 第１オリフィス機構 ２４ 第２オリフィス機構 ３５ ピストン（可動部材） ３６ ピストンロッド（可動部材） ５２ 可動ケース（可動部材） ６０ 油圧シリンダ ９０ 油圧シリンダ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 可動部材の停止時の衝撃をやわらげるク
   ッション機構を備えるクッション付エアーシリンダにお
   いて、 可動部材が停止位置近傍から停止位置まで移動する間、
   その可動部材によって動かされる油圧シリンダと、 前記可動部材によって油圧シリンダが動かされる際に、
   その油圧シリンダの油圧室から押し出される油の流量を
   制限するオリフィス機構と、を有することを特徴とする
   クッション付エアーシリンダ。
2. 【請求項２】 請求項１に記載されたクッション付エア
   ーシリンダにおいて、 前記油圧シリンダ及びオリフィス機構は、エアーシリン
   ダの両側にそれぞれに設けられており、両油圧シリンダ
   は油通路によって連通していることを特徴とするクッシ
   ョン付エアーシリンダ。
3. 【請求項３】 請求項２に記載されたクッション付エア
   ーシリンダにおいて、 前記オリフィス機構は、一方向から油圧が加わるときに
   は流路を絞り、逆方向から油圧が加わるときにはその絞
   りを解除することを特徴とするクッション付エアーシリ
   ンダ。