JPS6139535B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、流体シリンダ、特にプレスの型部材
間に使用される流体スプリング装置に関する。

〔従来の技術〕

流体スプリング装置は、油圧緩衝器として実公
昭36−29922号に示されている。この種の装置で
は油圧シリンダ内を往復動するピストンロツドが
パツキンを介してシリンダ外に現われ大気中の塵
等の汚染物質が付着してこれが油圧シリンダ内に
侵入する恐れがありピストン−シリンダ装置の寿
命を短かくする。上記文献では、パツキンが環状
の面接触によつて密封を行つていて、熱膨張等の
原因で摩擦抵抗が増大し過ぎる結果、線接触に代
える帯状リツプとパツキンとパツキンを収容する
パツキンケースの間に空隙を設けるが、摩擦抵抗
を弱めることに主眼を置き、確実に密封する線接
触の機能を果すものとは言えない。

〔発明が解決しようとする問題点〕

そこで、本発明の目的は、相対移動するシリン
ダとピストンロツドの間のパツキンに線接触なが
ら密封に必要かつ有効な接触圧を簡単な形状にお
いて作り出す流体スプリング装置を提供しようと
するものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、上記目的を達成するため、プレスの
２つの型部材の一方にその下端を固着され軸方向
に延びる垂直の空洞を有する立上り流体シリンダ
と、該空洞内を摺動自在に案内され該シリンダを
下部作用室と上部非作用室に分けるピストンと、
該ピストンに設けられ該シリンダの上端を介して
上方かつ外側に突出し上記２型部材の他方に接続
されたピストンロツドと、該シリンダの該空洞よ
り半径方向内側に延びて該非作用室の上端を画す
る環状シールと、該シールの頂部にあつて垂直に
移動可能なスペーサと、該スペーサの上部にある
ピストンロツドワイパと、該シリンダの上端に設
けられピストンロツドが貫通する開口を有するキ
ヤツプとを有し、該キヤツブの開口はその上端に
半径方向内側に延びる肩部に終る円筒部と該肩部
の内周縁より上方に向つて内方に傾斜した円錐部
を有し、該ワイパが該開口内に着座され圧縮可能
な弾性材料で形成され、その外周縁を該開口の円
筒部と密封係合せしめられ、その頂面は上部が該
内方に延びる肩部に対して着座された円筒形環状
部を有し、該環状部の内周縁が該ピストンロツド
の外周縁より半径方向外側に間隔を置かれてお
り、該ワイパは該環状部の上部から上方に向つて
半径方向内側に延びるリツプ部を有し、該リツプ
部の外周面が該開口の円錐部と密封係合している
ことを特徴とするプレスの型部材間に使用される
流体スプリング装置を提供しようとするものであ
る。

〔作用〕

本発明は上記の如き構成を有し、パツキンの役
割をしピストンロツド面を常に清浄に保つワイパ
において、主要な肉厚の環状部の内周面がピスト
ンロツドの外周面より間隔を設けてあり、該環状
部の上部に上方かつ内方に傾斜するリツプ部があ
り、これと共働する環状のキヤツプに内周傾斜面
を設けてあるため、キヤツプの軸方向の締付力を
有効に半径方向の密封力に導き、簡単かつ安価な
構造で、相対的に移動する部材間を完全に密封
し、外部の塵埃等の汚染物質の油圧装置内部への
侵入を完全に遮断して耐久性のある流体スプリン
グを提供できたものである。上記間隔がリツプ部
の先端部の接触面積を増大させワイパー効果を高
めている。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を図面を参照して説明
する。

第１図において、１０は可動の上型部材、１２
は固定の下型部材を示す。１４はこれら型部材１
０，１２間に設けられたピストン・シリンダ装
置、１６は該装置１４のシリンダで、このシリン
ダ１６は軸方向に相離間したゴム製のシールリン
グ１８等により外方の円筒形のスリーブ２０内に
取付けられ、ネジ付の締付リング２２により上記
スリーブ２０内で固定されている。締付リング２
２は金属製のワツシヤ２４を上部のシールリング
１８に対して下方に押付けている。上記両シール
リング１８はシリンダ１６のフランジ２６により
分離され、下部のシールリング１８はスリーブ２
０の内方への肩部２６にシール状態で当接してい
る。３４は前記下型部材１２に取付けられたマニ
ホルド板で、スリーブ２０のネジ部３０が空洞３
２に螺入されている。３５はスリーブ２０を該空
洞３２内にシールするリングである。空洞３２、
従つてシリンダ１６の下方開放端部は、所定の高
圧気体（窒素等）を貯溜した貯溜器４０に通路３
６を介して接続されている。４２は上記通路３６
を制御する閉止弁を示す。このようにシリンダ１
６をスリーブ２０内に配設すると、上型部材１０
の移動方向がシリンダ１６の中心軸線に対して若
干傾斜した場合、スリーブ２０の垂直の中心軸線
に対するシリンダ１６の僅かの傾動が許される。
この全体的な構成は本発明者の米国特許第
3947005号に完全な記述がある。

４６はシリンダ１６の上方側壁部４４の外周面
に形成されたネジ部、４８はシリンダ１６上端で
該ネジ部４６が螺合した内周面にネジを具えたキ
ヤツプである。

５０はシリンダ１６内に設けられたピストン、
５２は該ピストン５０に固定されたピストンロツ
ドを示し、ピストンロツド５２は前記キヤツプの
中心開口を経て上方に突出し、上型部材１０に係
合している。５４はスナツプリング５６等により
ピストンロツド５２上端に取付けられた防塵体を
示す。前記ピストン５０はシリンダ１６の空洞５
８より若干小径とされ、環状の軸受６０により上
記空洞５８内を摺動可能に案内されている。６４
はシリンダ１６上端の端グリ部６６の下端に着座
した環状シールで、ピストンロツド５２をシリン
ダ１６内にシールしている。６８は上記端グリ部
６６と前記空洞５８を分離する肩部である。尚シ
ール６４は、下面側から圧力を受けると拡大して
ピストンロツド５２にシール的に係合する種類の
ものとする。

７０はピストンロツド５２に対する環状軸受、
７２は金属製のワツシヤ、７４はピストンロツド
ワイパで、これら各部材７０，７２，７４は前記
キヤツプ４８により組立て状態に保持され、前記
シール６４を固定している。ピストンロツドワイ
パ７４はほぼ矩形断面の円筒形環状本体部７６
と、該環状本体部７６から上方に且半径方向で内
方に突出し、ピストンロツド５２の外周面に係合
してこれを拭う円錐形のリツプ部７８とで構成さ
れている。前記キヤツプ４８には形状が上記ピス
トンロツドワイパ７４の外周形状に対応した環状
凹部８０が形成されている。８２はシリンダ１６
の前記側壁部４４の一側に形成された貫通孔で、
シリンダ１６の組立て状態では少くとも前記シー
ル６４より若干上方に位置する。図示したよう
に、ピストン５０の横断面積はピストンロツド５
２の横断面積より僅かしか大きくない。８４はピ
ストン５０下方に画定されたシリンダ１６の作用
室、８６はピストン５０上方に画定された非作用
室で、これら両室８４，８６はピストン５０下面
に開口した空洞８８と、前記軸受６０より上方で
該空洞８８から外方に延びた半径方向の通路９０
とにより接続されている。９２は上記空洞８８内
に収納された例えば小細胞のスポンジ或は焼結青
銅の挿入物等からなり、潤滑油を含浸したカート
リツジで、作用室８４から非作用室８６への高圧
気体の流動を幾分制限しつつも許す。９４は透孔
を具え、保持リング９６により固定された板で、
上記カートリツジ９２を空洞８８内に保持してい
る。９８は逆止弁１００の制御を受けるバイパス
通路で、前記通路９０は該バイパス通路９８を介
して直接作用室８４に接続されている。逆止弁１
００は、作用室８４内の圧力が非作用室８８内の
圧力より高くなるとバイパス通路９８を閉じ、逆
に非作用室８６内が作用室８４内より高圧になる
とバイパス通路９８を開く。

以上の構成において、プレスのラムが最上方位
置にある場合、上型部材１０は第２図に示す上昇
位置にあり、作用室８４内の圧力がピストン５０
を押上げているため、ピストン５０の上端は上型
部材１０に係合している。ピストン５０が第１図
の位置から第２図の位置まで上昇する際、非作用
室８６の寸法の減少に基き、非作用室８６内の圧
力は作用室８４内の圧力より高い値まで上昇しよ
うとする。その結果、非作用室８６内の気体は通
路９０に逃げ、更にバイパス通路９８を経て直接
作用室８４に逃げる。この場合、カートリツジ９
２を経る気体の流動は実質的にバイパス通路９８
を経る自由な流れより制御されるから、ピストン
５０の上昇時にカートリツジ９２を流れる気体は
実質的にゼロである。他方、プレスのラムが下降
すると、上型部材１０が下降してピストン５０を
シリンダ１６の空洞５８内で押下げる。すると漸
次拡大する非作用室８６の内部圧力が作用室８４
の内部圧力より低下しようとするから、逆止弁１
００が閉止されて気体はカートリツジ９２及び通
路９０を経て非作用室８６に流れ込む。このと
き、カートリツジ９２内部の潤滑油がカートリツ
ジ９２を通る気体に乗せられ、ピストン５０とシ
リンダ１６の作用面に運ばれる。この構成によれ
ば、空洞８８が大きいことに加え、カートリツジ
９２を経る非作用室８６内への気体の流動はピス
トン５０の下降時にのみ生じるという理由で、カ
ートリツジ９２からシリンダ１６及びピストン５
０の作用面への潤滑油の供給を長期に亘つて行い
得る。尚逆方向のカートリツジ９２内の流動は、
単に空洞３２により画定された室に潤滑油を貯溜
するのみであり、実際上の価値はない。

一方、防塵体５４は過度に大量の汚染物質（塵
埃等）がピストンロツド５２に付着するのを防止
しようとするものの、この種の流体スプリングが
使用される周囲の条件下では全ての汚染物質がピ
ストン５０に接触しないようにすることは不可能
である。従つてピストンロツドワイパ７４には、
ピストン５０並びにシリンダ１６の内部表面に達
する塵埃等の量を最少限とすべく、ピストンロツ
ド５２を比較的清浄に維持するという極めて重大
な機能が要求される。しかし上記ワイパ７４の構
成及び配置によれば、ワイパ７４自体やピストン
ロツド５２が長期間の使用により摩耗しても、ピ
ストンロツド５２を効率的且効果的に拭うことが
できる。これは、気体の高い圧力がシール６４の
下面側に作用して同シール６４を上方に移動させ
ようとする事実による。即ち軸受７０及びワツシ
ヤ７２はシール６４とワイパ７４の間で強固なス
ペーサを構成し、シール６４に対して上方に作用
する力はワイパ７４を圧縮させようとする。ワイ
パ７４が圧縮されると、その円錐状のリツプ部７
８がキヤツプ４８の対応した形状の凹部８０によ
り内側に変形させられてピストンロツド５２の外
周面に更に密接に係合する。尚、非常に長期間の
使用後にはシール６４、軸受７０、ワツシヤ７２
が若干軸方向で上方に変位させられるであろう
が、これにより流体スプリングの作用が阻害され
ることはない。このように、ピストンロツドワイ
パ７４は、摩耗がかなり進行した状態でもピスト
ンロツド５２を非常に効果的に拭う。

この流体スプリングは、シール、軸受、或はカ
ートリツジの交換の目的で時々保守の必要が生じ
る。そのためには装置を分解せねばならない。前
記貫通孔８２は、装置の分解時の安全性を保証す
るものである。つまり分解に先立つて閉止弁４２
を閉じて貯溜器４０と作用室８４の連通を断つの
であるが、この閉弁後でもシリンダ１６には閉弁
前と同じ高圧が作用している。装置の分解時、こ
の高圧が貫通孔８２を経て自動的且安全に大気に
逃がされる。装置を分解するにはキヤツプ４８を
取外す必要がある。このキヤツプ４８を回転させ
て次第に上方に移動させるに伴い、シール６４、
軸受７０、ワツシヤ７２が非作用室８６内の気体
の圧力によりキヤツプ４８と一体的に上昇させら
れる。しかしキヤツプ４８が完全にシリンダ１６
の上端から取外される前に、シール８４は貫通孔
８２の下縁から十分に離れた位置まで上昇してお
り、シリンダ１６内の気体を上記貫通孔８２から
逃がす。従つてキヤツプ４８が完全にシリンダ１
８の上端から取除かれるときまでには、シリンダ
１６内の圧力は大気圧にまで低下しており、キヤ
ツプ４８を安全にシリンダ１６から抜去ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による流体スプリングをピスト
ンの下降状態で示す縦断面図、第２図はピストン
の上昇状態で示す第１図と同様の縦断面図であ
る。 １０……上型部材、１２……下型部材、１４…
…ピストン・シリンダ装置、１６……シリンダ、
４０……高圧気体貯溜器、４８……キヤツプ、５
０……ピストン、５２……ピストンロツド、５４
……防塵体、５８……シリンダ空洞、６４……環
状シール、７０……環状軸受、７２……ワツシ
ヤ、７４……ピストンロツドワイパ、７６……環
状本体部、７８……リツプ部、８２……貫通孔、
８４……作用室、８６……非作用室、８８……空
洞、９０……通路、９２……カートリツジ（潤滑
油含浸体）、９８……バイパス通路、１００……
逆止弁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ プレスの２つの型部材の一方１２にその下端
   を固着され軸方向に延びる垂直の空洞５８を有す
   る立上り流体シリンダ１６と、該空洞５８内を摺
   動自在に案内され該シリンダ１６を下部作用室８
   ４と上部非作用室８６に分けるピストン５０と、
   該ピストン５０に設けられ該シリンダ１６の上端
   を介して上方かつ外側に突出し上記２型部材の他
   方１０に接続されたピストンロツド５２と、該シ
   リンダ１６の該空洞５８より半径方向内側に延び
   て該非作用室８６の上端を画する環状シール６４
   と、該シール６４の頂部にあつて垂直に移動可能
   なスペーサ７０，７２と、該スペーサの上部にあ
   るピストンロツドワイパ７４と、該シリンダ１６
   の上端に設けられピストンロツド５２が貫通する
   開口を有するキヤツプ４８とを有し、該キヤツプ
   の開口はその上端に半径方向内側に延びる肩部に
   終る円筒部と該肩部の内周縁より上方に向つて内
   方に傾斜した円錐部を有し、該ワイパ７４が該開
   口内に着座され圧縮可能な弾性材料で形成され、
   その外周縁を該開口の円筒部と密封係合せしめら
   れ、その頂面は上部が該内方に延びる肩部に対し
   て着座された円筒形環状部７６を有し、該環状部
   ７６の内周縁が該ピストンロツド５２の外周縁よ
   り半径方向外側に間隔を置かれており、該ワイパ
   ７４は該環状部７６の上部から上方に向つて半径
   方向内側に延びるリツプ部７８を有し、該リツプ
   部７８の外周面が該開口の円錐部と密封係合して
   いることを特徴とするプレスの型部材間に使用さ
   れる流体スプリング装置。