JPS6230564Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、シリンダのストロークエンドにおい
て、限られたスペースで３段階のクツシヨン作用
を行ないうるようにしたシリンダ装置に関するも
のである。

一般に、シリンダ装置は重量物を動かすもので
あるが、急速に動かすと大きな慣性エネルギが生
じ、それがシリンダ装置のロツドを介してピスト
ンに伝わる、慣性エネルギによつて生じた力はス
トロークエンドにおいて吸収しなくてはならない
が、この力を十分に吸収しえないときにはシリン
ダ装置を破損する恐れがある。そこで、この種の
シリンダ装置にはピストンがストロークエンドに
おいてシリンダカバーに接触する前に慣性エネル
ギの大部分を吸収するためにシリンダカバーにク
ツシヨン装置が設けられている。

従来、この種のクツシヨン装置を備えたシリン
ダ装置として第１図乃至第３図に示すものが知ら
れている。即ち、図面においてシリンダ１の端面
にはヘツドカバー２とロツドカバー３とからなる
シリンダカバーが設けられている。ヘツドカバー
２には後述のクツシヨン部材が嵌入する穴４、該
穴４と同軸でかつ該穴４よりも大径の通路５、該
通路５と連通する給排ポート６が形成され、同様
にロツドカバー３にも穴７、通路８、給排ポート
９が形成されている。前記ロツドカバー３にはロ
ツド１０が擢動可能に案内され、該ロツド１０に
はシリンダ１内を油室Ａ，Ｂに画成するピストン
１１がロツクナツト１２により固着して設けら
れ、該ピストン１１はシリンダ１内に擢動可能に
挿嵌されている。ピストン１１のヘツドカバー２
側端面にはロツクナツト１２を介してクツシヨン
部材１３が設けられ、またピストン１１のロツド
カバー３側端面には該ピストン１１に接して他の
クツシヨン部材１４が設けられている。ここで、
クツシヨン部材１３，１４はロツド１０、ピスト
ン１１等と一体加工されたクツシヨンプランジ
ヤ、または同心性確保のため、ロツド１０に挿嵌
されたゴムリングの外周に嵌着されたクツシヨン
リング等が用いられる。

このような従来技術によるシリンダ装置におい
て、例えば給排ポート９から通路８、穴７を介し
て油室Ｂに圧油が供給されると、ピストン１１は
縮小行程となつて高速で図中右方に変位し、クツ
シヨン行程に入り、クツシヨン部材１３は穴４に
嵌入する。この際、クツシヨン部材１３はテーパ
状となつているから、穴４に嵌入するにしたがつ
て油室Ａ内が高圧となり、ピストン１１に対する
抵抗となると共に、穴４の内周面と、クツシヨン
部材１３の外周面との間の環状絞り通路の通路面
積が絞られ、この絞り通路を流れる油液の流動抵
抗によつてピストン１１にクツシヨン作用を与え
る。一方、給排ポート６から、通路５、穴４を介
して油室Ａに圧油が供給され、ピストン１１が伸
長行程となつて図中左方に変位し、クツシヨン部
材１４が穴７に嵌入するときも、前述と同様にし
てクツシヨン作用を与える。

しかし、このようにして構成される従来技術に
よるシリンダ装置においては幾多の欠点があつ
た。即ち、第１にクツシヨン作用の大きさはクツ
シヨン部材１３の直線部長さＬ_cと穴４の長さＬ_s
との関係で定まり、クツシヨン作用を大きくする
には前記Ｌ_c，Ｌ_sの距離を長くしなくてはなら
ず、シリンダ全体の長さが大となつてしまう欠点
があつた。逆に、限られた長さのシリンダではク
ツシヨン作用を犠性にしなくてはならない欠点が
あつた。第２に、従来技術によるクツシヨン特性
は第３図中の曲線イに示す如く１段階のクツシヨ
ン特性で、所定の減速が行なわれた後はクツシヨ
ン行程内においてもクツシヨン作用は行なわれ
ず、ストロークエンドにおいてピストン１１がシ
リンダカバーに衝突して該ピストン１１が停止す
るものであるため、シリンダカバーの加速度特性
は第３図中の曲線ロに示す如くストロークエンド
で極めて高い加速度を示す。即ち、第３図から明
らかなように、従来技術によるクツシヨン装置に
おいてはシリンダカバーが慣性エネルギを吸収す
ることとなり、ひいてはシリンダ装置を早期に破
損する原因となる欠点があつた。第３に、ヘツド
カバー２には軸方向に穴４と、該穴４と接する通
路５と、該通路５から半径方向に延びる給排ポー
ト６とが形成されているため、ヘツドカバー２の
軸方向長さが長くなつてしまう欠点があつた。ま
た、ロツドカバー３についても同様の欠点があつ
た。第４に、クツシヨン作用を与える位置は穴４
の内周面と、クツシヨン部材１３の外周面との間
の環状絞り通路のみであるため、該環状絞り通路
のクリアランス、油液の粘性がクツシヨン性能に
大きな影響を及ぼしてしまう欠点があつた。第５
に、上記第４の欠点を除去し環状絞り通路の同心
性を維持するため、加工精度、組立精度を高めな
くてはならない欠点があつた。

本考案はこのような従来技術によるシリンダ装
置の問題点に鑑みなされたもので、クツシヨン部
材がクツシヨン室に嵌入するクツシヨン行程で３
段階のクツシヨン作用を与えることにより、ピス
トンの変位による慣性エネルギを確実に吸収し、
該ピストンを減速しうるようにしたシリンダ装置
を提供することにある。

上記問題点を解決するために、本考案は、シリ
ンダと、該シリンダ内に擢動可能に設けられ、該
シリンダ外に突出するロツドを有するピストン
と、該ピストンの端面に接してまたはその近傍に
設けられたクツシヨン部材と、前記シリンダを施
蓋するシリンダカバーの少なくとも一端側に該ク
ツシヨン部材が嵌入するように設けられた有底状
のクツシヨン室と、該クツシヨン室の軸方向中間
部に位置して該クツシヨン室の内周面に開口させ
た給排ポートとを備え、前記クツシヨン室内にク
ツシヨン部材が進入するとき該クツシヨン部材が
所定ストローク変位するまで該クツシヨン室内周
面とクツシヨン部材外周面との間で絞り通路を形
成し、前記クツシヨン部材が所定ストローク変位
した後該クツシヨン部材の変位に伴ない前記給排
ポートの開口面積を徐々に絞り、さらに前記クツ
シヨン部材が該給排ポートを閉塞した後該クツシ
ヨン部材とクツシヨン室の奥部との間で背圧室を
形成することにより、３段階のクツシヨン作用を
与えるように構成したことにある。

このように構成することにより、クツシヨン部
材がクツシヨン室に進入するとき、該クツシヨン
室内周面とクツシヨン部材外周面との間で形成さ
れる絞り通路を油液が流れるときに第１段階のク
ツシヨン作用を発揮し、クツシヨン部材がさらに
変位して給排ポートの開口面積を徐々に絞つてい
き、これを完全に閉塞するまでの間に第２段階の
クツシヨン作用を発揮し、さらに給排ポートが完
全に閉塞された後クツシヨン部材とクツシヨン室
奥部との間で形成される背圧室内の圧力を高め、
該背圧室から流出する油液の抵抗力によつて第３
段階のクツシヨン作用を発揮する。

以下、本考案の実施例を第４図乃至第１０図に
基づいて説明する。

まず、第４図乃至第８図は本考案の第１の実施
例を示し、前述したものと同一構成要素には同一
符号を付し、その説明を省略するに、２１はヘツ
ドカバー２にクツシヨン部材１３が嵌入するよう
に形成された有底状のクツシヨン室を示し、該ク
ツシヨン室２１の内周面２１Ａは断面が直線状ま
たはテーパ状に構成されている。そして、クツシ
ヨン部材１３がクツシヨン室２１に嵌入すると
き、該クツシヨン部材１３が所定ストローク変位
するまで該クツシヨン室２１の内周面２１Ａとク
ツシヨン部材１３外周面との間に環状の絞り通路
Ｃが形成される。２２はクツシヨン室２１の軸方
向ほぼ中間位置であつて、その内周面２１Ａに開
口する給排ポートで、該給排ポート２２はクツシ
ヨン部材１３が絞り通路Ｃを形成すべく所定スト
ローク変位した後にさらにクツシヨン室２１内に
進入するに従つて、徐々に開口面積が絞られ、さ
らに変位することによつて完全に閉塞されるよう
になつている。２３はクツシヨン部材１３が給排
ポート２２を閉塞した後該クツシヨン部材１３の
端面とクツシヨン室２１の奥部との間に形成され
る背圧室を示し（第５図参照）、該背圧室２３は
クツシヨン室２１の内周面２１Ａとクツシヨン部
材１３外周面との間に形成される環状の絞り通路
Ｄを介して給排ポート２２と連通している。従つ
て、ピストン１１がストロークエンドに近づいて
給排ポート２２が閉塞されたとき、背圧室２３に
発生する高圧流体によつて該ピストン１１のスト
ロークに対して抵抗を与えると共に、絞り通路Ｄ
を介して背圧室２３から給排ポート２２に流れる
油液の流動抵抗によつてクツシヨン作用が与えら
れる。

このように構成されるシリンダ装置において、
従来技術のものと同様にロツドカバー３側の給排
ポートから油室Ｂに圧油が供給されると、ピスト
ン１１は図中右方に変位して縮小行程となる。ク
ツシヨン部材１３がクツシヨン室２１内に嵌入す
ると同時に室Ａから給排ポート２２に流れる油液
の流れが絞り通路Ｃによつて絞られ、この際の油
液の流動抵抗によつて減衰力を発生し、クツシヨ
ン作用が開始される。さらにクツシヨン部材１３
がクツシヨン室２１内に向け変位するに従つて流
動抵抗が増大し、ピストン１１の減速は大とな
る。クツシヨン部材１３の先端が給排ポート２２
に臨む位置（第４図の位置）まで減速が継続す
る。

次に、前述の状態からさらにクツシヨン部材１
３が変位すると、該クツシヨン部材１３によつて
給排ポート２２の開口面積が徐々に絞られ、油液
の流動抵抗がさらに増大し、ピストンの減速は増
大する。

さらに、第５図に示す如く、ピストン１１がス
トロークエンドに近づいて給排ポート２２を完全
に閉塞すると、クツシヨン部材１３の端面とクツ
シヨン室２１内周面２１Ａとの間に背圧室２３が
形成されるから、該背圧室２３は密閉室状態とな
つて背圧を発生し、ピストン１１に対する抵抗と
なつて減速はさらに増大する。同時に、背圧室２
３内の油液は絞り通路Ｄを介して給排ポート２２
から排出されるから、該絞り通路Ｄを流れる油液
の流動抵抗によつてクツシヨン作用が与えられ、
この状態でピストン１１は最も減速される。

従つて、ピストン１１の速度と変位との関係お
よびヘツドカバー２の加速度は第６図のように表
わされ、また各室の圧力と変位との関係は第７図
のように表わされる。即ち、第６図において曲線
ハはクツシヨン特性線図を示し、点Ｑはクツシヨ
ン作用の開始時点、点Ｒはクツシヨン部材が給排
ポート２２の閉塞を開始する時点、点Ｓは給排ポ
ート２２を完全に閉塞し、背圧室２３の形成を開
始する時点、点Ｔはピストン１１がストロークエ
ンドとなつた位置を示し、一方曲線ニはヘツドカ
バー２の加速度特性を示す。また、第７図におい
て、P₁は油室Ｂ内圧力、P₂は油室Ａ内圧力、P₃は
背圧室２３内圧力、P₄は給排ポート２２の圧力を
示す（P₂，P₃，P₄については第４図，第５図参
照）。そして、区間は油室Ａ内圧力P₂が徐々に
高まつて抵抗を与えると共に絞り通路Ｃによつて
ピストン１１が減速される第１段階のクツシヨン
特性を示し、区間は前記クツシヨン特性に加
えて給排ポート２２が徐々に絞られることによつ
てピストン１１が減速される第２段階のクツシヨ
ン特性を示し、さらに区間は給排ポート２２
が絞られた後背圧室２３に背圧P₃が発生し、ピス
トン１１がスムーズに停止する第３段階のクツシ
ヨン特性を示す。これ故、前述した従来技術によ
るこの種のクツシヨン装置の如く１段階のものと
比較して３段階による良好なクツシヨン特性を得
ることができる。また、ヘツドカバー２の加速度
特性は曲線ニに示すように殆んど変化がなく、何
ら衝撃を与えることはない。

一方、前述の説明はヘツドカバー２側にクツシ
ヨン装置を設けた場合について述べたが、第８図
に示すようにロツドカバー３側に設けてもよいも
のである。即ち、第８図においてロツドカバー３
には有底状のクツシヨン室３１を設け、その内周
面３１Ａとクツシヨン部材１４の外周面とで環状
の絞り通路Ｅが形成される。クツシヨン室３１の
途中にはクツシヨン部材１４が進入するに従つて
徐々に開口面積が絞られる給排ポート３２を開口
させる。また、クツシヨン部材１４が給排ポート
３２を閉塞した後に該クツシヨン部材１４とクツ
シヨン室３１との間で背圧室３３を形成し、該背
圧室３３はクツシヨン室３１の内周面３１Ａとク
ツシヨン部材１４外周面との間に形成される環状
の絞り通路Ｆを介して給排ポート３２と連通させ
る構成とする。

従つて、油室Ａに圧油が供給され、ピストン１
１が伸長行程となつて図中左方に変位し、クツシ
ヨン部材１４がクツシヨン室３１に嵌入したとき
も、第６図と同様に３段階のクツシヨン特性を与
えることができる。その他の作動については前述
した縮小行程の場合と変るところがないので省略
する。

さらに、第９図および第１０図は本考案の第
２，第３の実施例を示し、第１の実施例と同一構
成要素には同一符号を付すものとするに、これら
各実施例の特徴はピストン１１が縮小行程から伸
長行程に移るとき、クツシヨン部材１３の抜け出
しを良好ならしめるように構成したものである。

即ち、第９図に示す第２の実施例においては、
クツシヨン部材１３にテーパ溝４１を形成し、該
テーパ溝４１はクツシヨン部材１３の先端に向つ
て溝を深くするようにしたものである。従つて、
縮小行程においてクツシヨン部材１３がクツシヨ
ン室２１に嵌入するに従つて、テーパ溝４１が浅
くなり、減速が増大する。一方、ピストン１１が
伸長行程となると、給排ポート２２からの油液は
テーパ溝４１を介して背圧室２３に直ちに供給さ
れ、第１の実施例の如く絞り通路Ｄのみを介して
背圧室２３に油液を供給するものに比較し、クツ
シヨン部材１３の抜け出しをスムーズに行なうこ
とができる。

次に、第１０図に示す第３の実施例において
は、給排ポート２２から油室Ａにのみ油液の流通
を許す逆止弁４２を設けると共に、給排ポート２
２から背圧室２３にのみ油液の流通を許す逆止弁
４３を設けたことにある。従つて、給排ポート２
２に油液が供給され、ピストン１１が伸長行程と
なつたとき、該給排ポート２２からの油液は逆止
弁４２，４３をそれぞれ介して油室Ａ、背圧室２
３に供給されるから、第２の実施例と同様にクツ
シヨン部材１３の抜け出しを良好ならしめること
ができる。

本考案に係るシリンダ装置は以上詳細に述べた
如くであつて、下記各項の効果を奏する。

クツシヨン部材がクツシヨン室に嵌入すると
き、絞り通路による第１段階のクツシヨン作用
と、給排ポートの開口面積を絞つていく第２段
階のクツシヨン作用と、背圧室を形成すること
による第３段階のクツシヨン作用とによつて多
段的なクツシヨン特性を与えることができるか
ら、従来技術のように１段階のものと比較して
ピストンを滑らかに減速させることができる。

背圧室に高圧な背圧が発生するので、ピスト
ンによつて画成されるシリンダ内の油室Ａまた
はＢ内の圧力が低い場合であつても十分なクツ
シヨン効果を得ることができる。

ピストンは滑らかに減速されるから、従来技
術の如くストロークエンドでピストンがシリン
ダカバーに衝突することがなく、また第６図に
示す如くシリンダカバーの加速度特性は殆んど
変化しない。従つて、シリンダカバーやピスト
ンを破損する恐れがなく、ひいてはピストン装
置の寿命を延すことができる。

従来技術によるシリンダカバーと外形寸法を
変えることなく、より大きなクツシヨン効果を
与えることができ、またシリンダカバーの軸方
向寸法を短かくすることも可能である。

クツシヨン効果を大きくすることができるか
ら、従来技術のように同心性を高める必要がな
く、従つて加工精度、組立精度を低下させるこ
とができ、加工工数も低減させることができ
る。

クツシヨン部材にテーパ溝を形成し、または
背圧室にのみ油液の流通を許す逆止弁を設けれ
ば、クツシヨン部材の抜け出しを良好ならしめ
ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図乃至第３図は従来技術によるシリンダ装
置を示し、第１図はその全体構成を示す縦断面
図、第２図は半断面とした第１図の部分拡大図、
第３図はクツシヨン特性およびシリンダカバーの
加速度特性を示す線図、第４図乃至第８図は本考
案の第１の実施例を示し、第４図および第５図は
それぞれ異なる作動状態を示すヘツドカバー側の
部分縦断面図、第６図はクツシヨン特性およびシ
リンダカバーの加速度特性を示す線図、第７図は
各室の圧力特性を示す線図、第８図はロツドカバ
ー側の部分縦断面図、第９図および第１０図は本
考案の第２，第３の実施例を示すヘツドカバー側
の部分縦断面図である。 １……シリンダ、２……ヘツドカバー、３……
ロツドカバー、１０……ロツド、１１……ピスト
ン、１３，１４……クツシヨン部材、２１，３１
……クツシヨン室、２１Ａ，３１Ａ……内周面、
２２，３２……給排ポート、Ａ，Ｂ……油室、２
３，３３……背圧室、Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ……絞り通
路、４１……切溝、４２，４３……逆止弁。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. シリンダと、該シリンダ内に摺動可能に設けら
   れ、該シリンダ外に突出するロツドを有するピス
   トンと、該ピストンの端面に接してまたはその近
   傍に設けられたクツシヨン部材と、前記シリンダ
   を施蓋するシリンダカバーの少なくとも一端側に
   該クツシヨン部材が嵌入するように設けられた有
   底状のクツシヨン室と、該クツシヨン室の軸方向
   中間部に位置して該クツシヨン室の内周面に開口
   させた給排ポートとを備え、前記クツシヨン室内
   にクツシヨン部材が進入するとき該クツシヨン部
   材が所定ストローク変位するまで該クツシヨン室
   内周面とクツシヨン部材外周面との間で絞り通路
   を形成し、前記クツシヨン部材が所定ストローク
   変位した後該クツシヨン部材の変位に伴ない前記
   給排ポートの開口面積を徐々に絞り、さらに前記
   クツシヨン部材が該給排ポートを閉塞した後該ク
   ツシヨン部材とクツシヨン室の奥部との間で背圧
   室を形成することにより、３段階のクツシヨン作
   用を与えるように構成したことを特徴とするシリ
   ンダ装置。