JPH1193914A - 緩衝機構付き流体圧シリンダ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 耐久性及び衝撃緩衝能に優れた緩衝機構付き
流体圧シリンダを提供すること。 【解決手段】 この流体圧シリンダ１のピストンロッド
Ｐ1 は、シリンダ内部に区画される圧力作用室１７，１
８内への流体の給排に基づいて駆動される。ピストン部
１５とシリンダカバー２との間には、弾性を有する緩衝
体２１Ａ，２１Ｂが配設される。ピストンロッドＰ1 の
衝撃は、緩衝体２１Ａ，２１Ｂが形成する流体溜まりＳ
1 内の流体の抗力と緩衝体２１Ａ，２１Ｂ自身の弾性復
帰力とにより緩衝される。緩衝体２１Ａ，２１Ｂは、ピ
ストンロッドＰ1 のストローク方向に沿って一定範囲だ
け往復動可能となるように、ピストンロッドＰ1 のロッ
ド部１６に設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、緩衝機構付き流体
圧シリンダに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】流体圧を利用した各種のシリンダにおい
ては、ストロークエンドに到ったピストンの慣性エネル
ギーを適当に吸収することによって、同ピストンがシリ
ンダカバーに与える衝撃を緩衝する必要がある。ゆえ
に、従来より衝撃緩衝機構付きのシリンダがいくつか提
案されている。

【０００３】この種の従来装置としては、例えば実開平
３−４３１３９号公報に記載されたものがある（図１３
参照）。同図に示された流体圧シリンダ８１では、シリ
ンダチューブ８２の両端がシリンダカバー８３で閉塞さ
れている。シリンダチューブ８２内には、片面にロッド
８４が連結されたピストン８５が摺動可能に収容されて
いる。同ピストン８５は、シリンダ８１内を２つの圧力
作用室に区画する。ピストン８５の端面とシリンダカバ
ー８３の内端面との間には、緩衝体としてのゴムクッシ
ョン８６が配設されている。前記ゴムクッション８６
は、中心部に貫通孔を有する環状基部８６ａの一方の端
面にリップ部８６ｂを形成してなる。なお、このリップ
部８６ｂは通常の状態において環状基部８６ａの端面か
ら捲れ上がっており、両者８６ａ，８６ｂ間の切れ込み
８８は開いている。また、前記ゴムクッション８６を構
成する環状基部８６ａの他端面側は、ピストン８５の端
面に対向するように配置されている。

【０００４】従って、ポート８７を介して圧力作用室に
エアを供給した場合には、ピストン８５がいずれかの方
向に移動する結果、ゴムクッション８６にシリンダカバ
ー８３が当接する。すると、シリンダ８１内にはエア溜
まりが形成される。ピストン８５がストロークエンドに
近づくと、まずリップ部８６ｂに弾性変形が生じる。そ
の結果、リップ部８６ｂの捲れ上がりが解消され、リッ
プ部８６ｂが環状基部８６ａの端面に押し付けられる。
ピストン８５がさらにストロークエンドに近づくと、今
度はピストン８５によってゴムクッション８６が全体的
に圧縮され、最終的にはピストン８５が停止する。

【０００５】なお、エア溜まりの容積はピストン８５が
ストロークエンドに近づくに従って小さくなる。ゆえ
に、その内部にあるエアは徐々に圧縮状態となり、それ
に伴ってピストン８５に対する抗力も増加する。従っ
て、このシリンダ８１では、ゴムクッション８６の弾性
復帰力に加え、エア溜まりのエアの圧力上昇による抗力
が作用することによって、ピストン８５の衝撃が緩衝さ
れる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】ところで、この種の緩
衝機構付き流体圧シリンダ８１においては、クッション
ストローク長Ｌ1 の増大が衝撃緩衝能の向上につながる
ことが知られている。従って、そのためにはリップ部８
６ｂの捲れ上がり度合いを大きくすればよいことがわか
っている。

【０００７】しかし、従来装置の構成であると衝撃緩衝
時にリップ部８６ｂが変位する量が大きくなるため、変
位の中心となるリップ部８６ｂの付け根の付近に特に応
力が集中しやすくなる。そして、このような応力の集中
はリップ部８６ｂの付け根部分を早期に劣化させ、さら
にはゴムクッション８６に亀裂等をもたらす原因とな
る。ゆえに、長期にわたってピストン８５の衝撃緩衝を
図ることができず、耐久性の向上が望まれていた。

【０００８】また、従来装置では構造的にみてこれ以上
大きなクッションストローク長Ｌ1を確保することが難
しく、大きな衝撃緩衝能を得ることができなかった。本
発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、その目
的は、耐久性及び衝撃緩衝能に優れた緩衝機構付き流体
圧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】上記の課題を解決するた
めに、請求項１に記載の発明では、シリンダ内部に区画
される圧力作用室内への流体の給排に基づいて駆動され
るピストンロッドのピストン部とシリンダカバーとの間
に、弾性を有する緩衝体を配設し、その緩衝体が形成す
る流体溜まり内の流体の抗力と同緩衝体自身の弾性復帰
力とにより、前記ピストンロッドの衝撃が緩衝される流
体圧シリンダにおいて、前記緩衝体は、前記ピストンロ
ッドのストローク方向に沿って一定範囲だけ往復動可能
となるように同ピストンロッドのロッド部に設けられて
いることを特徴とする緩衝機構付き流体圧シリンダをそ
の要旨とする。

【００１０】請求項２に記載の発明では、請求項１にお
いて、前記ロッド部の外周面に、ストローク方向に沿っ
た前記緩衝体の移動を規制する移動規制部を設けた。請
求項３に記載の発明では、請求項１または２において、
前記緩衝体における肉厚部分には前記ロッド部を摺動可
能に挿通させるための貫通孔が形成されているとした。

【００１１】請求項４に記載の発明では、請求項１乃至
３のいずれか１項において、前記緩衝体を前記ピストン
部の端面から離間した位置に復帰させるための付勢手段
を設けた。

【００１２】請求項５に記載の発明では、請求項１乃至
４のいずれか１項において、前記付勢手段は前記ピスト
ン部の端面と前記緩衝体との間に介在された皿ばね部材
であるとした。

【００１３】以下、本発明の「作用」について説明す
る。請求項１に記載の発明によると、緩衝体がピストン
ロッドのストローク方向に沿って一定範囲だけ往復動可
能であるため、大きなクッションストローク長が確保さ
れる。このため、従来のごとく緩衝体にリップ部を設け
てその捲れ上がり度合いを大きくしなくても、衝撃緩衝
能の向上を図ることができる。また、リップ部を省略す
ることが可能となるため、緩衝体が早期に劣化しにくい
ものとなり、耐久性の向上を図ることができる。

【００１４】請求項２に記載の発明によると、移動規制
部によってストローク方向に沿った緩衝体の移動が一定
範囲内に規制されるため、シリンダカバーの内端面に緩
衝体が付着するといった事態が回避される。また、緩衝
体の移動許容長さが短くなることで、耐久性をより向上
させることができる。

【００１５】請求項３に記載の発明によると、肉厚部分
に貫通孔を形成しておけば、摺動による摩耗や変形に強
い緩衝体とすることができる。このため、耐久性をより
向上させることができる。

【００１６】請求項４に記載の発明によると、衝撃緩衝
時において緩衝体がピストン部の端面に近接した位置に
移動したときでも、付勢手段の付勢力により、緩衝体を
前記端面から離間した位置まで速やかにかつ確実に復帰
させることができる。従って、高速動作に適したものと
なる。しかも、付勢手段の付勢力はピストンロッドの衝
撃を緩衝する抗力としても作用するため、結果的に衝撃
緩衝能の向上にもつながる。

【００１７】請求項５に記載の発明によると、付勢手段
が皿ばね部材であると、組み付けが比較的容易になるば
かりでなく、装置の信頼性にも優れたものとなる。

【００１８】

【発明の実施の形態】

［第１の実施形態］以下、本発明を具体化した第１の実
施形態の緩衝機構付き流体圧シリンダ１を図１〜図３に
基づき詳細に説明する。

【００１９】図１に示されるように、本実施形態のシリ
ンダ１を構成するシリンダチューブ２は、円筒状の金属
製部材である。このシリンダチューブ２の開口部のう
ち、図１（ａ）の右側の開口部は、シリンダカバーとし
ての金属製のヘッドカバー５によって閉塞されている。
また、図１（ａ）の左側の開口部は、シリンダカバーと
しての金属製のロッドカバー６によって閉塞されてい
る。

【００２０】ヘッドカバー５の内端面には、シリンダチ
ューブ２の開口部に嵌合可能な大きさをした円形状の嵌
合凸部７が突設されている。同ヘッドカバー５の外周面
には、流体給排用の第１のポート３が形成されている。
このポート３は、流体流路８を介して嵌合凸部７の中央
部にある凹部９に連通している。

【００２１】同様に、ロッドカバー６の内端面には円形
状の嵌合凸部７が突設され、ロッドカバー６の外周面に
は流体給排用の第２のポート４が形成されている。この
ポート４は、嵌合凸部７の中央部を貫通するロッド挿通
孔１１の大径部１０に連通している。

【００２２】シリンダチューブ２内に形成された内部空
間には、ピストンロッドＰ1 のピストン部１５がチュー
ブ長手方向に沿って摺動可能に収容されている。ピスト
ン部１５の中心にはロッド固定用孔が透設されている。
ピストンロッドＰ1 のロッド部１６の右端側は、ピスト
ン部１５の右端面からある程度の長さだけ突出するよう
な状態で、前記ロッド固定用孔に対して螺着されてい
る。従って、ピストン部１５とロッド部１６とは一体的
に移動可能となっている。

【００２３】流体圧シリンダ１の内部空間は、ピストン
部１５の存在によって２つの圧力作用室１７，１８に区
画されている。具体的にいうと、ヘッド側圧力作用室１
７は、ヘッドカバー５の内端面、シリンダチューブ２の
内周面、ロッド部１６の外周面及びピストン部１５の右
端面によって区画されている。このようなヘッド側圧力
作用室１７には、第１のポート３、流体流路８及び凹部
９を介してエアが給排される。ロッド側圧力作用室１８
は、ロッドカバー６の内端面、シリンダチューブ２の内
周面、ロッド部１６の外周面及びピストン部１５の左端
面によって区画されている。このようなロッド側圧力作
用室１８には、第２のポート４及び大径部１０を介して
エアが給排される。

【００２４】ロッド部１６の左側端は、ロッド挿通孔１
１を貫通してシリンダチューブ２の外部に突出してい
る。ロッド挿通孔１１の小径部１２には、パッキン装着
凹部１９が設けられている。パッキン装着凹部１９の中
には、環状のロッドパッキン２０が装着されている。そ
して、このロッドパッキン２０によって、ロッド部１６
の周面とロッド挿通孔１１の内壁面との間がシールされ
ている。また、シリンダチューブ２の内周面に対して摺
接するピストン部１５の周面にも、断面略ダルマ形状を
したシール部材としてのピストンパッキン１３が装着さ
れている。

【００２５】この流体圧シリンダ１においては、ピスト
ン部１５の右端面とヘッドカバー５の内端面との間に
は、緩衝体としてのゴムクッション２１Ａが設けられて
いる。ピストン部１５の左端面とロッドカバー６の内端
面との間には、同じく緩衝体としてのゴムクッション２
１Ｂが設けられている。これらのゴムクッション２１
Ａ，２１Ｂは、いずれもピストンロッドＰ1 のストロー
ク方向に沿って一定範囲だけ往復動可能になっている。

【００２６】本実施形態で使用されているゴムクッショ
ン２１Ａ，２１Ｂは、ウレタンゴム製であり、クッショ
ンとしての好適な弾性を有している。ウレタンゴムの他
にも、例えばＮＢＲ，ＨＮＢＲ，フッ素ゴム等のゴムの
選択が可能である。

【００２７】図１（ｂ），図１（ｃ）に示されるよう
に、前記ゴムクッション２１Ａ，２１Ｂは肉厚部分２２
を有している。肉厚部分２２の中心部には、ロッド部１
６を摺動可能に挿通させるための貫通孔２３が形成され
ている。貫通孔２３はゴムクッション２１Ａ，２１Ｂの
表裏面を貫通する。貫通孔２３の直径は、ロッド側ゴム
クッション２１Ｂのほうがヘッド側ゴムクッション２１
Ｂよりもいくぶん大きい。肉厚部分２２よりも外周寄り
の領域は肉薄部分２４となっている。ヘッド側ゴムクッ
ション２１Ａの肉薄部分２４は、ピストン部１５の右端
面に対向するヘッドカバー５に向かってテーパ状に突出
している。ロッド側ゴムクッション２１Ｂの肉薄部分２
４は、ピストン部１５の左端面に対向するロッドカバー
６に向かってテーパ状に突出している。

【００２８】この流体圧シリンダ１は、ストローク方向
に沿ったゴムクッション２１Ａ，２１Ｂの移動を規制す
る移動規制部を備えている。ヘッド側ゴムクッション２
１Ａの移動を規制するための移動規制部は、ロッド部１
６においてピストン部１５のヘッド側端面から突出した
箇所の外周面に形成された環状溝２５である。そして、
ヘッド側ゴムクッション２１Ａは、このような環状溝２
５がある部分に対して嵌着されている。環状溝２５の幅
は、肉厚部分２４の厚さよりも大きく、かつピストンス
トローク長よりも小さい範囲（より好ましくはピストン
ストローク長の１／２以下）に設定されている。この幅
が小さすぎると、ゴムクッション２１Ａを摺動可能に嵌
着することができないからである。一方、この幅が大き
すぎると、ゴムクッション２１Ａが摺動しうる長さが大
きくなり、摩耗等が起こりやすくなるからである。な
お、この幅のことをゴムクッション２１Ａの移動許容長
さＬ2 と呼ぶことにする。

【００２９】ロッド側ゴムクッション２１Ｂの移動を規
制するための移動規制部は、一対の環状取付溝２６と一
対の止めリング２７とによって構成されている。一対の
環状取付溝２６は、ロッド部１６の外周面においてピス
トン部１５のロッド側端面側の箇所に所定間隔を隔てて
形成されている。一方の環状取付溝２６は、ピストン部
１５のロッド側端面に形成された環状凹部２９に対応す
る位置にある。他方の環状取付溝２６は、ピストン部１
５のロッド側端面からいくぶん左寄りの位置にある。こ
れらのような環状取付溝２６は断面略半円状であって、
従来公知の溝加工等を経て加工されることができる。両
環状取付溝２６には、金属製の略Ｃ字状の止めリング２
７がそれぞれ装着されている。そして、ロッド側ゴムク
ッション２１Ｂは、このような一対の止めリング２７間
の領域に対して嵌着されている。止めリング２７の離間
距離は、肉厚部分２４の厚さよりも大きく、かつピスト
ンストローク長よりも小さい範囲（より好ましくはピス
トンストローク長の１／２以下）に設定されている。そ
の理由は上述の通りである。なお、この離間距離のこと
をゴムクッション２１Ｂの移動許容長さＬ2 と呼ぶこと
にする。

【００３０】ゴムクッション２１Ａ，２１Ｂの内周面
（即ち貫通孔２３の内壁面を含む面）には、ロッド部１
６の外周面に対して摺接する環状の密封突条３０が形成
されている。本実施形態における密封突条３０は、ゴム
クッション２１Ａ，２１Ｂにおいてピストン部１５に当
接する側の端に近い位置にある。同密封突条３０は、ゴ
ムクッション２１Ａ，２１Ｂの内周面とロッド部１６の
外周面との間に高いシール面圧を確保し、後述するエア
溜まりＳ1 からのエア漏れを確実に阻止する役割を果た
す。

【００３１】次に、上記のように構成された流体圧シリ
ンダ１の動作を図２，図３に基づいて説明する。図１，
図２（ａ）は、ピストン部１５がちょうどストロークの
中間地点にある状態を示している。この状態では、応力
はまだ付加していないことから、両ゴムクッション２１
Ａ，２１Ｂには弾性変形が全く生じていない。また、両
ゴムクッション２１Ａ，２１Ｂは、ともにピストン部１
５の端面からそれぞれ最も遠ざかった位置（基本位置）
にある。

【００３２】この状態で第２のポート４に流体としての
エアを供給すると、ロッド側の圧力作用室１８内にエア
が導入され、同室１８内の圧力が上昇する。すると、ピ
ストン部１５及びロッド部１６がヘッド側（即ち図１の
右側）の方向に移動する。ヘッド側の圧力作用室１７内
のエアは、このとき第１のポート３を介して外部に排出
される。

【００３３】ピストン部１５がヘッド側ストロークエン
ドにある程度近づくと、ゴムクッション２１Ａの肉薄部
分２４の先端がヘッドカバー５の内端面に当接し、ヘッ
ド側の圧力作用室１７内が２つの空間に区画される（図
２(b) 参照）。そのうちの１つはゴムクッション２１Ａ
の右端面側に区画される空間であって、その空間は第１
のポート３側に連通している。残りの１つはゴムクッシ
ョン２１Ａの左端面ないし外周面の側に区画される空間
であって、その空間は第１のポート３側とは連通してい
ない。その内部にエアが密閉される後者の空間のこと
を、以下、エア溜まりＳ1 と呼ぶ。

【００３４】ピストン部１５がさらにヘッド側ストロー
クエンドに近づくと、ゴムクッション２１Ａは、ヘッド
カバー５の内端面によって押圧されることで、ロッド部
１６を基準として環状溝２５内を左側方向に摺動する。
ゴムクッション２１Ａの摺動は、その左端側がピストン
部１５の右端面及び環状溝２５の左壁面に当接すること
により規制される（図２(c) 参照）。ゴムクッション２
１Ａの左側方向への摺動に伴い、エア溜まりＳ1 の容積
は徐々に小さくなる。ゆえに、その内部に密閉されたエ
アは徐々に圧縮状態となり、それに伴ってピストン部１
５に対する抗力が増加する。一方、ゴムクッション２１
Ａは摺動こそするものの、弾性変形を生じるには至らな
い。従って、この流体圧シリンダ１では、初期段階にお
いてまずエア溜まりＳ1 のエアの圧力上昇による抗力の
みが作用することで、ピストン部１５の衝撃が緩衝され
る。

【００３５】ピストン部１５がさらにヘッド側ストロー
クエンドに近づくと、ゴムクッション２１Ａの摺動がス
トップする代わりに、ピストン部１５の推力を受けるこ
とによりゴムクッション２１Ａに弾性変形が生じる。こ
のとき、肉薄部分２４はその付け根部分を中心として全
体的にピストン部１５の右端面側に近づくように変位す
る。やがて、ゴムクッション２１Ａの右側面略全体がヘ
ッドカバー５の内端面に押し付けられた状態となり、ピ
ストン部１５がヘッド側ストロークエンドにて完全に停
止する（図２(d) 参照）。大きな衝撃が加わった場合に
は、さらにゴムクッション２１Ａの肉厚部分２２が全体
的にピストン部１５の右端面側に圧縮されるような弾性
変形が生じる。

【００３６】図２（ｃ）〜図２（ｄ）の状態に至る過程
において、緩衝体であるゴムクッション２１Ａには、自
身の弾性変形を解消させようとするような復帰力が生ま
れる。そして、この復帰力がピストン部１５を反対方向
に押し戻そうとすることで、ピストン部１５の慣性エネ
ルギーが吸収される。つまり、後期段階においてはエア
溜まりＳ1 のエアの圧力上昇による抗力に加え、ゴムク
ッション２１Ａの復帰力が作用することで、ピストン部
１５の衝撃が緩衝される。

【００３７】次に、前記図２（ｄ）の状態で第１のポー
ト３にエアを供給すると、ヘッド側の圧力作用室１７内
にエアが導入され、同室１７内の圧力が上昇する。する
と、ピストン部１５及びロッド部１６がロッド側（即ち
図１の左側）の方向に移動する。ロッド側の圧力作用室
１８内のエアは、このとき第２のポート４を介して外部
に排出される。

【００３８】ところで、ヘッド側の圧力作用室１７にあ
るエア溜まりＳ1 内の圧力は依然として高い。そのた
め、第１のポート３側からのエア供給時においてもゴム
クッション２１Ａはヘッドカバー５の内端面側に押圧さ
れた状態にあり、本来ならばゴムクッション２１Ａの端
面付着という事態が起こりやすい。しかしながら、本実
施形態ではゴムクッション２１Ａが環状溝２５の右壁面
に当接することで、その移動が規制される。この状態で
ピストンロッドＰ1 が移動する結果、ゴムクッション２
１Ａがヘッドカバー５の内端面からの確実に引き剥がさ
れ、端面付着という事態が確実に回避される。このと
き、ゴムクッション２１Ａは上記の基本位置に復帰する
（図３(a) 参照）。

【００３９】ピストン部１５がロッド側ストロークエン
ドにある程度近づくと、ゴムクッション２１Ｂの肉薄部
分２４の先端がロッドカバー６の内端面に当接し、ロッ
ド側の圧力作用室１８内が２つの空間に区画される（図
３(b) 参照）。そして、そのうちの１つが、密閉空間と
してのエア溜まりＳ1 となる。

【００４０】ピストン部１５がさらにロッド側ストロー
クエンドに近づくと、ゴムクッション２１Ｂは、ロッド
カバー６の内端面によって押圧されることで、ロッド部
１６を基準として一対の止めリング２７間を右側方向に
摺動する。ゴムクッション２１Ｂの摺動は、その右端側
がピストン部１５の左端面及びヘッド側止めリング２７
に当接することにより規制される（図３(c) 参照）。ゴ
ムクッション２１Ｂの右側方向への摺動に伴い、エア溜
まりＳ1 の容積は徐々に小さくなる。ゆえに、その内部
に密閉されたエアは徐々に圧縮状態となり、それに伴っ
てピストン部１５に対する抗力が増加する。一方、ゴム
クッション２１Ｂは摺動こそするものの、弾性変形を生
じるには至らない。従って、この流体圧シリンダ１で
は、初期段階においてまずエア溜まりＳ1 のエアの圧力
上昇による抗力のみが作用することで、ピストン部１５
の衝撃が緩衝される。

【００４１】ピストン部１５がさらにロッド側ストロー
クエンドに近づくと、ゴムクッション２１Ｂの摺動がス
トップする代わりに、ピストン部１５の推力を受けるこ
とによりゴムクッション２１Ｂに弾性変形が生じる。こ
のとき、肉薄部分２４はその付け根部分を中心として全
体的にピストン部１５の左端面側に近づくように変位す
る。やがて、ゴムクッション２１Ｂの左側面略全体がロ
ッドカバー６の内端面に押し付けられた状態となり、ピ
ストン部１５がロッド側ストロークエンドにて完全に停
止する（図３(d) 参照）。大きな衝撃が加わった場合に
は、さらにゴムクッション２１Ｂの肉厚部分２２が全体
的にピストン部１５の左端面側に圧縮されるような弾性
変形が生じる。

【００４２】図３（ｃ）〜図３（ｄ）の状態に至る過程
において、緩衝体であるゴムクッション２１Ｂには、自
身の弾性変形を解消させようとするような復帰力が生ま
れる。そして、この復帰力がピストン部１５を反対方向
に押し戻そうとすることで、ピストン部１５の慣性エネ
ルギーが吸収される。つまり、後期段階においてはエア
溜まりＳ1 のエアの圧力上昇による抗力に加え、ゴムク
ッション２１Ｂの復帰力が作用することで、ピストン部
１５の衝撃が緩衝される。

【００４３】次に、前記図３（ｄ）の状態で再び第２の
ポート４にエアを供給すると、ピストン部１５及びロッ
ド部１６がヘッド側に移動を開始する。ところで、ロッ
ド側の圧力作用室１８にあるエア溜まりＳ1 内の圧力は
依然として高い。そのため、第２のポート４側からのエ
ア供給時においてもゴムクッション２１Ｂはヘッドカバ
ー５の内端面側に押圧された状態にあり、本来ならばゴ
ムクッション２１Ｂの端面付着という事態が起こりやす
い。しかしながら、本実施形態ではゴムクッション２１
Ｂがロッド側止めリング２７に当接することで、その移
動が規制される。このため、ピストンロッドＰ1 が移動
する結果、ゴムクッション２１Ｂがロッドカバー６の内
端面から確実に引き剥がされ、端面付着という事態が確
実に回避される。そして、ゴムクッション２１Ｂは上記
の基本位置に復帰する（図２(a)参照）。

【００４４】さて、以下に本実施形態において特徴的な
作用効果を列挙する。 （イ）本実施形態では、ゴムクッション２１Ａ，２１Ｂ
がピストンロッドＰ1のストローク方向に沿って一定範
囲だけ往復動可能になっているため、大きなクッション
ストローク長Ｌ1 が確保されている。このため、従来の
ごとくゴムクッションにリップ部を設けてその捲れ上が
り度合いを大きくしなくても、衝撃緩衝能に優れた流体
圧シリンダ１を得ることができる。

【００４５】（ロ）また、リップ部を省略した本実施形
態のゴムクッション２１Ａ，２１Ｂによると、特定部位
への応力の集中が回避されることから、ゴムクッション
２１Ａ，２１Ｂが早期に劣化しにくいものとなる。従っ
て、耐久性に優れた流体圧シリンダ１を得ることができ
る。

【００４６】（ハ）本実施形態では、ロッド部１６の外
周面に設けられた移動規制部によって、ストローク方向
に沿ったゴムクッション２１Ａ，２１Ｂの移動が一定範
囲内に規制されるように構成されている。このため、ゴ
ムクッション２１Ａ，２１Ｂの端面付着といった事態が
確実にかつ長期にわたって回避される。また、ゴムクッ
ション２１Ａ，２１Ｂの移動許容長さＬ2 が短くなるこ
とで摩耗が少なくなり、耐久性をより向上させることが
できる。

【００４７】（ニ）肉厚部分２２に貫通孔２３を形成し
てその貫通孔２３にロッド部１６を摺動可能に挿通させ
た本実施形態によると、摺動による摩耗や変形に強いゴ
ムクッション２１Ａ，２１Ｂとすることができる。この
ことは耐久性のよりいっそうの向上につながる。

【００４８】（ホ）本実施形態では密封突条３０によっ
て高いシール面圧が確保される結果、エア溜まりＳ1 か
らのエア漏れが確実に阻止される。ゆえに、衝撃緩衝時
においてエアの圧力上昇による抗力が充分に得られ、衝
撃緩衝能を確実に向上させることができる。 ［第２の実施形態］次に、実施形態２の緩衝機構付き流
体圧シリンダ３１を図４に基づいて説明する。ここでは
実施形態１の構成との相違点について述べ、共通点につ
いては同じ部材番号を付すのみとする。

【００４９】本実施形態では、ロッド側ゴムクッション
２１Ｂの移動規制部の構成が実施形態１のそれと異なっ
ている。即ち、ここではロッド側環状取付溝２６及びロ
ッド側止めリング２７が省略される反面、ロッド部１６
の外周面に環状溝３２が形成されている。この環状溝３
２は、ヘッド側環状取付溝２６及びヘッド側止めリング
２７がある箇所のすぐ左側の位置にある。移動許容長さ
Ｌ2 に相当する環状溝３２の幅は、肉厚部分２４の厚さ
よりも大きく、かつピストンストローク長よりも小さい
範囲（より好ましくはピストンストローク長の１／２以
下）に設定されている。そして、ロッド側ゴムクッショ
ン２１Ｂは、このような環状溝３２がある部分に対して
摺動可能に嵌着されている。

【００５０】さて、以下に本実施形態において特徴的な
作用効果を挙げる。 （イ）本実施形態の流体圧シリンダ３１も、実施形態１
の流体圧シリンダ１と同じ基本構成を備えているため、
実施形態１において列挙した作用効果イ、ロ、ハ、ニ、
ホと同様の作用効果を奏することはいうまでもない。 ［第３の実施形態］次に、実施形態３の緩衝機構付き流
体圧シリンダ４１を図５に基づいて説明する。ここでは
実施形態１の構成との相違点について述べ、共通点につ
いては同じ部材番号を付すのみとする。

【００５１】本実施形態の流体圧シリンダ４１では、ゴ
ムクッション２１Ａ，２１Ｂをピストン部１５の端面か
ら離間した位置（即ち基本位置）に復帰させるための付
勢手段が設けられている。ここで使用される付勢手段と
は、具体的にはピストン部１５の端面とゴムクッション
２１Ａ，２１Ｂとの間に介在されたコイルばね４４であ
る。ヘッド側ゴムクッション２１Ａの左端面及びロッド
側ゴムクッション２１Ｂの右端面には、環状のばね取付
凹部４３がそれぞれ形成されている。ばね取付凹部４２
は、ピストン部１５の両端面にも同様に形成されてい
る。コイルばね４４の両端は、上記のようなばね取付凹
部４２，４３に収容されている。コイルばね４４の付勢
力は、ゴムクッション２１Ａ，２１Ｂをピストン部１５
の端面から離間させる方向に常時作用している。

【００５２】さて、以下に本実施形態において特徴的な
作用効果を挙げる。 （イ）本実施形態の流体圧シリンダ４１も、実施形態１
の流体圧シリンダ１と同じ基本構成を備えているため、
実施形態１において列挙した作用効果イ、ロ、ハ、ニ、
ホと同様の作用効果を奏することはいうまでもない。

【００５３】（ロ）また、衝撃緩衝時においてゴムクッ
ション２１Ａ，２１Ｂがピストン部１５の端面に近接し
た位置に移動したときでも、コイルばね４４の付勢力に
より、ゴムクッション２１Ａ，２１Ｂを基本位置まで速
やかにかつ確実に復帰させることができる。従って、高
速動作に適したものとすることができる。しかも、コイ
ルばね４４の付勢力はピストンロッドＰ1 の衝撃を緩衝
する抗力としても作用するため、結果的に衝撃緩衝能の
向上にもつながる。 ［第４の実施形態］次に、実施形態４の緩衝機構付き流
体圧シリンダ５１を図６〜図８に基づいて説明する。こ
こでは実施形態１の構成との相違点について述べ、共通
点については同じ部材番号を付すのみとする。

【００５４】本実施形態の流体圧シリンダ５１において
も、ゴムクッション２１Ａ，２１Ｂをピストン部１５の
端面から離間した位置（即ち基本位置）に復帰させるた
めの付勢手段が設けられている。ただし、ここで使用さ
れる付勢手段とは、具体的にはピストン部１５の端面と
ゴムクッション２１Ａ，２１Ｂとの間に介在された皿ば
ね部材５２である。図６（ｂ）にはロッド側の皿ばね部
材５２Ｂが示され、図５（ｃ）にはヘッド側の皿ばね部
材５２Ａが示されている。両皿ばね部材５２Ａ，５２Ｂ
はばね性を有する金属板材からなり、その中心部にはロ
ッド部１６が挿通可能な貫通孔５４が形成されている。
金属板材に代えて樹脂材料やゴム材料等を用いて皿ばね
部材５２Ａ，５２Ｂを形成しても勿論よい。前記皿ばね
部材５２Ａ，５２Ｂは全体としてテーパ状をなしてい
る。皿ばね部材５２Ａ，５２Ｂにおいて小径の開口があ
る側の端部は、ゴムクッション２１Ａ，２１Ｂに当接し
ている。皿ばね部材５２Ａ，５２Ｂにおいて大径の開口
がある側の端部は、ピストン部１５の両端面に形成され
た拡開凹部５３に摺動可能に当接している。この拡開凹
部５３の直径は、皿ばね部材５２Ａ，５２Ｂにおける大
径の開口よりも大きく設定されることがよい。なお、皿
ばね部材５２Ａ，５２Ｂの付勢力は、ゴムクッション２
１Ａ，２１Ｂをピストン部１５の端面から離間させる方
向に常時作用している。

【００５５】次に、上記のように構成された流体圧シリ
ンダ５１の動作を図７，図８に基づいて簡単に説明す
る。図６，図７（ａ）は、ピストン部１５がちょうどス
トロークの中間地点にある状態を示しており、両ゴムク
ッション２１Ａ，２１Ｂは基本位置にある。

【００５６】この状態で第２のポート４にエアを供給す
ると、ピストンロッドＰ1 がヘッド側（即ち図６の右
側）の方向に移動する。ピストン部１５がヘッド側スト
ロークエンドにある程度近づくと、ゴムクッション２１
Ａの肉薄部分２４の先端がヘッドカバー５の内端面に当
接し、圧力作用室１７内にエア溜まりＳ1 が形成される
（図７(b) 参照）。

【００５７】ピストン部１５がさらにヘッド側ストロー
クエンドに近づくと、ゴムクッション２１Ａは、ヘッド
カバー５の内端面によって押圧されることで左側方向に
摺動する。ゴムクッション２１Ａの摺動は、その左端側
がピストン部１５の右端面及び環状溝２５の左壁面に当
接することにより規制される（図７(c) 参照）。なお、
同図に示されるように、この過程では皿ばね部材５２Ａ
がゴムクッション２１Ａからの押圧力を受けて変形す
る。つまり、皿ばね部材５２Ａ，５２Ｂにおいて大径の
開口がある側の端部は、拡開凹部５３を径方向に摺動し
つつ拡径する。このとき皿ばね部材５２Ａは元の形状に
戻ろうとしてその付勢力を増大させ、その増大した付勢
力はゴムクッション２１Ａを反対側に押し戻す抗力とし
て作用する。従って、このような初期段階においては、
まずエア溜まりＳ1 のエアの圧力上昇による抗力及び皿
ばね部材５２Ａの付勢力が作用することで、ピストン部
１５の衝撃が緩衝される。

【００５８】ピストン部１５がさらにヘッド側ストロー
クエンドに近づくと、ゴムクッション２１Ａは摺動しな
くなる代わりに弾性変形を生じ、やがてピストン部１５
はヘッド側ストロークエンドにて完全に停止する（図７
(d) 参照）。このような後期段階においては、エア溜ま
りＳ1 のエアの圧力上昇による抗力及び皿ばね部材５２
Ａの付勢力に加え、ゴムクッション２１Ａの復帰力が作
用することで、ピストン部１５の衝撃が緩衝される。

【００５９】次に、前記図７（ｄ）の状態で第１のポー
ト３にエアを供給すると、ヘッド側の圧力作用室１７内
にエアが導入され、同室１７内の圧力が上昇する。する
と、ピストン部１５及びロッド部１６がロッド側（即ち
図６の左側）の方向に移動する。このとき、ゴムクッシ
ョン２１Ａが環状溝２５の右壁面に当接することでその
移動が規制される結果、端面付着という事態が確実に回
避される。また、前記皿ばね部材５２Ａの付勢力が作用
することにより、ゴムクッション２１Ａが上記の基本位
置まで速やかにかつ確実に復帰する（図８(a) 参照）。

【００６０】なお、ゴムクッション２１Ｂによる衝撃緩
衝及び皿ばね部材５２Ｂによる端面付着回避についても
基本的には同様なので、図８（ｂ）〜図８（ｄ）にその
様子を示し、詳細な説明を省略する。

【００６１】さて、以下に本実施形態において特徴的な
作用効果を挙げる。 （イ）本実施形態の流体圧シリンダ５１も、実施形態１
の流体圧シリンダ１と同じ基本構成を備えているため、
実施形態１において列挙した作用効果イ、ロ、ハ、ニ、
ホと同様の作用効果を奏することはいうまでもない。

【００６２】（ロ）本実施形態では、付勢手段としての
皿ばね部材５２Ａ，５２Ｂを設けている。このため、皿
ばね部材５２Ａ，５３Ｂの付勢力により、ゴムクッショ
ン２１Ａ，２１Ｂを基本位置まで速やかにかつ確実に復
帰させることができる。従って、高速動作に適したもの
とすることができる。しかも、皿ばね部材５２Ａ，５２
Ｂの付勢力はピストンロッドＰ1 の衝撃を緩衝する抗力
としても作用するため、結果的に衝撃緩衝能の向上にも
つながるという利点がある。

【００６３】（ハ）本実施形態では付勢手段として皿ば
ね部材５２Ａ，５２Ｂを用い、それをピストン部１５の
端面とゴムクッション２１Ａ，２１Ｂとの間に介在させ
ている。このため、流体圧シリンダ５１を製造するにあ
たっても、実施形態３のようにコイルばね４４を選択し
た場合に比べ、組み付けを容易に行うことができる。勿
論、ゴムクッション２１Ａ，２１Ｂ側にばね取付凹部４
３を設ける必要がない点においても有利である。また、
コイルばね４４を使用した場合に比較して付勢力の低下
が小さいので、装置の信頼性にも優れたものとなる。

【００６４】なお、本発明は上記実施形態に限定される
ことはなく、例えば次のような別の形態に変更すること
が可能である。 ◎ 図９に示される別例の流体圧シリンダ６１のような
形状のゴムクッション６２Ａ，６２Ｂを使用してもよ
い。これらのゴムクッション６２Ａ，６２Ｂは、基本形
状は実施形態１のゴムクッション２１Ａ，２１Ｂである
ものの、肉厚部分２２が全体的にシリンダカバー５，６
側に反っている。よって、ピストン部１５の端面に対向
する側が凸面状になっており、ピストン部１５の端面か
ら浮き上がった状態で設置することができる。それゆ
え、より大きなクッションストローク長Ｌ1 が確保さ
れ、衝撃緩衝能のさらなる向上が図られている。

【００６５】◎ 図１０に示される別例の流体圧シリン
ダ６６のような形状のゴムクッション６７Ａ，６７Ｂを
使用してもよい。これらのゴムクッション６７Ａ，６７
Ｂは、全体的にシリンダカバー５，６側に反っていると
いう特徴を有することに加え、いわば全てが肉厚部分と
なっている。よって、ピストン部１５の端面に対向する
側が凸面状になっており、ピストン部１５の端面から浮
き上がった状態で設置することができる。それゆえ、単
純な形状であるにもかかわらず、より大きなクッション
ストローク長Ｌ1 が確保されている。

【００６６】◎ リップ部を備えないゴムクッション２
１Ａ，２１Ｂ…６７Ａ，６７Ｂを用いた前記各実施形態
に代え、例えば図１１に示される別例の流体圧シリンダ
７１のように、環状基部７３にリップ部７４を形成した
ゴムクッション７２Ａ，７２Ｂを採用してもよい。図１
２に示される別例の流体圧シリンダ７６のゴムクッショ
ン７７Ａ，７７Ｂも同様の構成を備えている。これらの
ものでは、環状基部７３においてピストン部１５の端面
に対向する側が凸面状になっている。従って、図９，図
１０のものと同じく、ピストン部１５の端面から浮き上
がった状態でゴムクッション７２Ａ，７２Ｂ，７７Ａ，
７７Ｂを設置することができる。

【００６７】◎ 密封突条３０は例えば図１１の別例の
ような位置に形成されてもよい。 ◎ 密封突条３０は断面略半円形状に限定されることは
なく、例えば図１２に示される別例のようにリップ状を
した密封突条７５としても勿論よい。この場合、リップ
状密封突条７５の先端は、エア溜まりＳ1 からエアが漏
れる方向とは逆向きに配置される。従って、衝撃緩衝時
にエア溜まりＳ1 内に密封されたエアは、シール面を介
して他方の空間側へ容易に流出することができない。こ
のようにエア溜まりＳ1 からのエア漏れが確実に防止さ
れることで、衝撃緩衝能をよりいっそう向上させること
ができる。

【００６８】◎ ゴムクッション２１Ａ，２１Ｂをピス
トン部１５の端面から離間した位置に復帰させるための
付勢手段は、コイルばねや皿ばね部材に限定されること
はなく、例えば板ばね等であってもよい。また、付勢手
段に代えてゴム等のような弾性体を用いることもある程
度は可能である。

【００６９】◎ 緩衝体はゴム製のものに限定されるこ
とはなく、弾性を有するものであればそれ以外にも樹脂
材料等を選択してもよい。ここで、特許請求の範囲に記
載された技術的思想のほかに、前述した実施形態によっ
て把握される技術的思想をその効果とともに以下に列挙
する。

【００７０】（１） 請求項２乃至５のいずれか１項に
おいて、前記移動規制部の長さはピストンストローク長
よりも小さく設定されることを特徴とする緩衝機構付き
流体圧シリンダ。この構成であると、摩耗等の発生を低
減しつつ緩衝体を摺動可能に取り付けることができる。

【００７１】（２） 技術的思想１において、前記移動
規制部の長さは、前記緩衝体の肉厚部分の厚さよりも大
きく、かつ前記ピストンストローク長の１／２以下であ
ることを特徴とする緩衝機構付き流体圧シリンダ。この
構成であると、摩耗等の発生を最小限に抑えつつ緩衝体
を摺動可能に取り付けることができる。

【００７２】（３） 請求項１乃至５、技術的思想１，
２のいずれか１項において、前記緩衝体の内周面には前
記ロッドの外周面に対して摺接する環状の密封突条が形
成されていることを特徴とする緩衝機構付き流体圧シリ
ンダ。この構成であると、流体溜まりからの流体漏れが
確実に阻止されるため、衝撃緩衝能をよりいっそう向上
させることができる。

【００７３】（４） 請求項４、技術的思想１乃至３に
おいて、前記付勢手段は前記ピストン部の端面と前記緩
衝体との間に介在されたコイルばねであることを特徴と
する緩衝機構付き流体圧シリンダ。 （５） 請求項２乃至５、技術的思想１乃至４のいずれ
か１項において、前記緩衝体のうちヘッド側に位置する
ものの移動を規制する移動規制部は、前記ロッド部にお
いて前記ピストン部のヘッド側端面から突出した箇所の
外周面に形成された環状溝であることを特徴とする緩衝
機構付き流体圧シリンダ。このような構成は、ヘッド側
にて採用されるものとして適している。

【００７４】（６） 請求項２乃至５、技術的思想１乃
至５のいずれか１項において、前記緩衝体のうちロッド
側に位置するものの移動を規制する移動規制部は、前記
ロッド部において前記ピストン部のロッド側端面となる
箇所の外周面に、所定間隔を隔てて形成された一対の環
状取付溝に、止めリングをそれぞれ装着してなるもので
あることを特徴とする緩衝機構付き流体圧シリンダ。こ
のような構成は、ロッド側にて採用されるものとして適
している。

【００７５】なお、本明細書中において使用した技術用
語を次のように定義する。 「流体： シリンダを駆動するために給排される窒素、
酸素、二酸化炭素、アルゴン、水素、それらの混合物で
ある空気などといった気体、その他これらに準ずる性質
を有する物質をいう。」

【００７６】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１〜５に記
載の発明によれば、耐久性及び衝撃緩衝能に優れた緩衝
機構付き流体圧シリンダを提供することができる。

【００７７】請求項２に記載の発明によれば、緩衝体の
端面付着を回避することができるとともに、耐久性をよ
り向上させることができる。請求項３に記載の発明によ
れば、耐久性をより向上させることができる。

【００７８】請求項４に記載の発明によれば、高速動作
に適したものとすることができるとともに、衝撃緩衝能
のさらなる向上を図ることができる。請求項５に記載の
発明によれば、組み付け性及び信頼性の向上を図ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）は実施形態１の流体圧シリンダを示す断
面図、（ｂ）はそのロッド側のゴムクッションを示す斜
視図、（ｃ）はそのヘッド側のゴムクッションを示す斜
視図。

【図２】（ａ）〜（ｄ）は実施形態１の流体圧シリンダ
における衝撃緩衝動作を説明するための部分断面図。

【図３】（ａ）〜（ｄ）は実施形態１の流体圧シリンダ
における衝撃緩衝動作を説明するための部分断面図。

【図４】実施形態２の流体圧シリンダを示す部分断面
図。

【図５】実施形態３の流体圧シリンダを示す部分断面
図。

【図６】（ａ）は実施形態４の流体圧シリンダを示す断
面図、（ｂ）はそのロッド側の皿ばね部材を示す斜視
図、（ｃ）はそのヘッド側の皿ばね部材を示す斜視図。

【図７】（ａ）〜（ｄ）は実施形態４の流体圧シリンダ
における衝撃緩衝動作を説明するための部分断面図。

【図８】（ａ）〜（ｄ）は実施形態４の流体圧シリンダ
における衝撃緩衝動作を説明するための部分断面図。

【図９】別例の流体圧シリンダを示す部分断面図。

【図１０】別例の流体圧シリンダを示す部分断面図。

【図１１】別例の流体圧シリンダを示す部分断面図。

【図１２】別例の流体圧シリンダを示す部分断面図。

【図１３】従来の流体圧シリンダを示す断面図。

【符号の説明】

１，３１，４１，５１，６１，６６，７１，７６…緩衝
機構付き流体圧シリンダ、５…シリンダカバーとしての
ヘッドカバー、６…シリンダカバーとしてのロッドカバ
ー、１５…ピストン部、１６…ロッド部、１７，１８…
圧力作用室、２１Ａ，２１Ｂ，６２Ａ，６２Ｂ，６７
Ａ，６７Ｂ，７２Ａ，７２Ｂ，７７Ａ，７７Ｂ…緩衝体
としてのゴムクッション、２２…肉厚部分、２３…貫通
孔、２５，３２…移動規制部としての環状溝、２６…移
動規制部を構成する環状取付溝、２７…移動規制部を構
成する止めリング、４４…付勢手段としてのコイルば
ね、５２Ａ，５２Ｂ…付勢手段としての皿ばね部材、Ｐ
1 …ピストンロッド、Ｓ1 …流体溜まりとしてのエア溜
まり。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】シリンダ内部に区画される圧力作用室内へ
   の流体の給排に基づいて駆動されるピストンロッドのピ
   ストン部とシリンダカバーとの間に、弾性を有する緩衝
   体を配設し、その緩衝体が形成する流体溜まり内の流体
   の抗力と同緩衝体自身の弾性復帰力とにより、前記ピス
   トンロッドの衝撃が緩衝される流体圧シリンダにおい
   て、 前記緩衝体は、前記ピストンロッドのストローク方向に
   沿って一定範囲だけ往復動可能となるように同ピストン
   ロッドのロッド部に設けられていることを特徴とする緩
   衝機構付き流体圧シリンダ。
2. 【請求項２】前記ロッド部の外周面に、ストローク方向
   に沿った前記緩衝体の移動を規制する移動規制部を設け
   たことを特徴とする請求項１に記載の緩衝機構付き流体
   圧シリンダ。
3. 【請求項３】前記緩衝体における肉厚部分には前記ロッ
   ド部を摺動可能に挿通させるための貫通孔が形成されて
   いることを特徴とする請求項１または２に記載の緩衝機
   構付き流体圧シリンダ。
4. 【請求項４】前記緩衝体を前記ピストン部の端面から離
   間した位置に復帰させるための付勢手段を設けたことを
   特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の緩衝
   機構付き流体圧シリンダ。
5. 【請求項５】前記付勢手段は前記ピストン部の端面と前
   記緩衝体との間に介在された皿ばね部材であることを特
   徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の緩衝機
   構付き流体圧シリンダ。