JPS61124706A - クツシヨン装置付きエア−シリンダ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はピストンのストロークエンドにおける衝撃を吸
収するクッション装置を備えたエアーシリンダに関する
。

（従来の技術） この種クッション装置付きエアーシリンダとしては、例
えば第４図に示すようにヘッドカバー１の端面に小シリ
ンダ２が形成され、ピストン３の端面に小シリンダ２に
適嵌入する小ピストン４が突設され、ビスｌ−ン３のス
トロークエンドに近付いた際に小ピストン３が小シリン
ダ２に嵌入してシリンダ室６のエアーが閉じこめられ、
絞り弁７にて絞り調整されたクッション流路８のみを通
って排出されるようにしたものが一般的である。しかし
て小ピストン４が小シリンダ２に嵌入してからストロー
クエンドに至るまでをピストン３のクッションストロー
クと称され、シリンダ室６内のエアーの圧縮によってク
ツシラン作用がなされる。

ところで、近年における機械装置の作動速度増大および
大型化に伴い、エアーシリンダについても高速化および
高負荷化が要求されている。しかしながら、このように
高速、高負荷であることによりピストンの慣性エネルギ
ーが増大するため、上述した従来構成のエアーシリンダ
ではその停止時にエアーの圧縮反発によりピストンのバ
ウンドが生じ易い、しかしてこのようなバウンドは、大
きな衝撃を伴うことから、エアーシリンダの寿命低下、
機械装置の故障発生、加工物品等の位置ずれや脱落の要
因となり、また停止スイッチの重複作動による誤動作を
招来する。

そこで、上記バウンドを解消する手段として、例えば第
５図で示すように、小ピストン４の根本側に凹面部４ａ
を形成すると共に、小シリンダ２の小ピストン入口側を
小ピストン４に対する適嵌合部２ａとし、かつ内奥側を
小ピストン４との間に間隙を生じる間隙形成部２ｂとす
ることにより、クッションストロークの終端直前にクツ
シラン過剰圧気体を上記凹面部４ａおよび間隙形成部２
ｂ位置における小ピストン４と小シリンダ２との間隙を
通して放出する方法が提案されている（特公昭５１−２
５５４９号）−０ ところが、このような提案法では、停止時のバウンドを
解消できる利点を有する反面、エアーシリンダの機種や
運転条件の違いに応じて小ピストン４の凹面部４ａの幅
りおよび径りを定める必要があり、また効果的にバウン
ドが除去されるか否かはピストンをシリンダ内に実装し
なければ判らず、上記幅りおよび径りの異なるものを順
次、試行錯誤的に実装する手段により適合するものを選
択せねばならなかった。このため、製作に時間がかかり
製作コストが高く付くという問題があった。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は、上記従来の問題点を解決すること、つまり上
記提案法におけるような試行錯誤的な実装手段によらず
に、ピストン停止時のバウンドを効果的に解消するため
の条件調整を、エアーシリンダの組立後にその運転条件
等に応じて自在に行うことが可能なりッシッン装置付き
エアーシリンダを提供することを目的としている。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、上記目的のために、小シリンダの小ピストン
入口側を小ピストンに対する適嵌合部とすると共にその
内奥側を小ピストンとの間に間隙を生じる間隙形成部と
し、小ピストンの周面中間部に上記適嵌合部よりも広幅
の凹面部を形成するとともに、上記シリンダカバーには
シリンダ室から外部へ通じるクッション流路と該クッシ
ョン流路を絞り調整する２個の絞り弁と上記シリンダ室
からのバイロフト圧で作動し上記２個の絞り弁を選択す
る切換弁とを設けてなることを特徴とするものである。

（実施例） 以下、本発明を図示実施例に基づいて説明する。

第１図において、１１はシリンダチューブ、１２は内端
面にクッション用の小シリンダ１３が形成されたヘッド
カバー、１４は両端面（片側は図示省略）にクッション
用の小ピストン１５が突設されたピストン、１６は小シ
リンダ１２の内奥部に連通するポートである。

しかして小シリンダ１３はピストン入口側が小ピストン
１５に対する適嵌合部１３ａ１その内奥側が小ピストン
１５との間に間隙を生じる内径の大きい間隙形成部１３
ｂとなっている。また小ピストン１５はその周面中間部
に小シリンダ１３の適嵌合部１３ａの幅Ｉ１１より広い
幅Ｉ１２の凹面部１５ａを備えている。

即ち、小ピストン１５が小シリンダ１３に嵌入する状態
のクツシランストロークにおいて、小ピストン１５の先
端部が小シリンダ１３の適嵌合部１３ａに位置する初期
段階ではシリンダ室１７内のエアーは小シリンダ１３へ
流入できないが、凹面部１５ａが適嵌合部１３ａに位置
する中期段階では上記エアーは凹面部１５ａと適嵌合部
１３ａとの間隙ならびに小ピストン１５先端部と間隙形
成部１３ｂとの間隙を通して流入でき、更に小ピストン
１５の根元部が適嵌合部１３ａに位置する終期段階では
再び上記エアーの小シリンダ１３内への流入が阻止され
る構成となっている。

一方、ヘッドカバー１２の内部にはシリンダ室１７より
２つの流路１８ａ、１８ｂに分岐したのち合流してボー
ト１６に連通ずるクッション流路１８が設けである。し
かして各流路１８ａ、１８ｂにはそれぞれ絞り弁１９ａ
、１９ｂが配設されると共に、シリンダ室１７内の圧力
がある値となったときを境として両流路１８ａ、１８ｂ
のいずれかを選択して切り換える切換弁２０がヘッドカ
バー１２に内装されている。絞り弁１９ａ、１９ｂは従
来から公知の構造のものであって外部から調整可能なよ
うになっている。また切換弁２０は、軸状本体の中間部
にポペット弁体２０ａを備えると共に、その先端にはシ
リンダ室１７に透孔２１ａを介して連通するシリンダ室
２１内に配置したピストン部２０ｂを備えており、細径
の後端部２０ｃに外嵌したコイルスプリング２２にて軸
方向にシリンダ室１７側へ押圧付勢されている。しかし
てコイルスプリング２２は、ヘッドカバー１２の外端に
つまみ部２３ａが突出するばね圧調整ねじ２３のねじ穴
２４へのねじ込み量により、ばね圧を任意に調整できる
。

なお、２１ｂは大気開放のエアー抜穴、２３ｂは切換弁
２０の後端部２０ｃが挿通するようにばね圧調整ねじ２
３の内端面′に設けられた孔部である。２４は切換弁２
０のポペット弁体２０ａに対応する弁座である。

上記構成のエアーシリンダにあワては、絞り弁１９ａの
絞り量を絞り弁１９ｂのそれよりも小さく設定しておく
ことにより、その停止時のクッションストロークにおい
てシリンダ室１７内の圧力Ｐは第３図の変化をたどる。

即ち、小ピストン１５の先端部が小シリンダ１３の適嵌
合部１３ａに位置した初期の段階では、シリンダ室１７
と小シリンダ１３内とが遮断されるため、圧力Ｐはスト
ロークの進行と共に急激に増大する。この過程でコイル
スプリング２２による押圧力が切換弁２０のピストン部
２０ｂに作用する圧力Ｐによる反対方向の押圧力に勝っ
ている状態では、切換弁２０は第１図示左方向に移動し
ていて、ポペット弁体２０ａにてクッション流路１８の
絞り量が大きい流路１８ｂに接続されている（Ｖｌ領域
）、シかして、圧力ＰがＰｌを越えた時点でピストン部
２０ｂに作用する押圧力がコイルスプリング２２の押圧
力より大となり、切換弁２０が第１図示右方向に移動し
、クッション流路１８の絞り量が小さい流路１８ａに接
続される（Ｖ２領域）。この段階ではピストン１４の速
度が比較的速いにもかかわらず、シリンダ室１７の圧力
Ｐの極端な上昇が回避され、ピストン１４の速度が滑ら
かに減速される。

続いて小ピストン１５の凹面部１５ａが小シリンダ１３
の適嵌合部に位置する中期の段階になると、シリンダ室
１７と小シリンダ１３内とが連通ずるので、シリンダ室
１７内のエアーが大量に放出され圧力Ｐが急速に減少す
る。しかして圧力ＰがＰｌより下まわると切換弁２０は
コイルスプリング２２により復帰して流路１８ｂが接続
される（Ｖａ領領域。小ピストン１５の根元側が小シリ
ンダ１３の適嵌合部１３ａに位置する終期段階において
圧力Ｐが再び上昇し、Ｐｌを越えた時点で流路１８ａに
接続され（Ｖ４領域）、圧力Ｐは下降に転する。しかし
てＰｌより下まわった際に流路１８ｂに切換わり、り・
ノション作用が維持された状態でピストン１５の停止に
至る。

このように上記構成のエアーシリンダでは、停止時のク
ッションストロークにおいて、バウンドの原因となる圧
縮反発を招くような高圧化が未然に回避され、しかも本
来のクツシラン作用も維持され、ピストンがスムーズに
停止する。しかも、流路１８ａ、１８ｂの切り換わり限
界圧力Ｐ１は、絞り弁１９ａ、１９ｂの絞り量とばね圧
調整ねじ２３によるばね圧を変化させることにより、任
意に調整可能である。従って、小ピストン１５の凹面部
１５ａの大きさを概略的に定めるだけで、従来のように
繰り返し実装による試験を行わな（てもエアーシリンダ
の組立後の調整によりバウンドを効果的に解消できる。

加えて、構造、大きさが同様であるエアーシリンダにつ
いては、速度や負荷等の運転条件が異なる場合でもピス
トンやクッション構造を代える必要がなく、前記調整に
てノソンドの解消が可能となる。

なお、上記実施例ではクッション流路１Ｂの流路１８ａ
　、　１８ｂの切り換えをシリンダ室１７の圧力Ｐの直
接作用で行うようにしているが、該圧力Ｐを計測して電
気的手段によって上記切り換えを行うようにしてもよい
。また小ピストンの凹面部は小ピストンの全周に形成す
る以外に、部分的な凹面部ないしは複数の溝状部にて形
成可能である。更に小シリンダの間隙形成部も上記凹面
部と同様に部分的凹部や溝状部にて構成してもよい。　
−（発明の効果） この発明に係るクッション装置付きエアーシリンダは、
高速又は高慣性負荷での使用であっても、２個の絞り弁
の調整によってピストンをバウンドや衝撃を生じること
なくスムーズに停止させることができる。したがって、
エアーシリンダの組立後にバウンド解消に必要な調整を
行うことが可能であり、従来の如き異なるピストンの繰
り返し実装による試行錯誤的な形状選択が不要であり、
かつ構造および大きさが同じエアーシリンダに対しては
運転条件に差異があっても共通のピストン、およびシリ
ンダカバーを使用できる。従って製作コストや製作所要
時間が大きく低減される。また、切換弁の切換ねる圧力
を調整設定可能としておくことによって、さらに広い範
囲の使用状態に対して適切なりッシ目ン作用を行わせる
ことが可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るエアーシリンダの一実施例の要部
を示す断面図、第２図はそのエアー回路図、第３図はク
ッションストロークとシリンダ内圧の相関図、第４図は
従来のクッション装置付きエアーシリンダの要部断面図
、第５図は従来提案のバウンド解消型クッション装置付
きエアーシリンダの要部断面図である。 １２・・・ヘンドカバー（シリンダカバー）、１３・・
・小シリンダ、１３ａ・・・適嵌合部、１３ｂ・・・間
隙形成部、１４・・・ピストン、１５・・・小ピストン
、１５ａ・・・凹面部、１７・・・シリンダ室、１８・
・・クッション流路、１３ａ、１８ｂ・・・流路、１９
ａ、１９ｂ・・・絞り弁、２０・・・切換弁、Ｐ・・・
シリンダ室１７の圧力、Ｐｌ・・・切り換わり限界圧力
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. シリンダカバー内端面にクッション用の小シリンダが形
   成され、ピストンの端面に上記小シリンダに嵌入するク
   ッション用の小ピストンが突設され、該小ピストンが小
   シリンダに嵌入した状態のピストンのクッションストロ
   ークにおけるクッション速度がシリンダカバーに配設さ
   れた絞り弁で制御されるクッション装置付きエアーシリ
   ンダにおいて、上記小シリンダの小ピストン入口側を小
   ピストンに対する適嵌合部とすると共にその内奥側を小
   ピストンとの間に間隙を生じる間隙形成部とし、小ピス
   トンの周面中間部に上記適嵌合部よりも広幅の凹面部を
   形成するとともに、上記シリンダカバーにはシリンダ室
   から外部へ通じるクッション流路と該クッション流路を
   絞り調整する２個の絞り弁と上記シリンダ室からのパイ
   ロット圧で作動し上記２個の絞り弁を選択する切換弁と
   を設けてなることを特徴とするクッション装置付きエア
   ーシリンダ。