JPS633161B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は特許請求の範囲第１項の上位概念に記
載した空圧シリンダに関する。

上記形式の空圧シリンダは、Blaven TR―
Reihe26号の別刷33頁以下の評論、名称「空圧及
び液圧制御技術」、1976出版物「技術評論」（ハル
ヴアーク出版）により公知である。この空圧シリ
ンダにおいては、作動ピストンに付設された緩衝
ピストンがピストン運動の終りに緩衝孔に入り込
み、これにより緩衝孔の端部に位置する通気孔が
閉鎖されることにより運動する物体がおだやかに
制動されるようになつている。そして空気は、作
動ピストンを収容するシリンダ室の端部領域に開
口する他の通気孔と、これに接続された絞り弁を
通して排出される。この絞り弁は、単位時間当り
に決まつた量の空気だけ通過できるようになつて
いるので、ピストン運動を制動させ、ピストンが
強くシリンダ室の端部に当たることを阻止する、
制動圧力を生ぜしめる。

質量及び／又は速度が大きい場合には、制動中
に、絞り弁の前に生じる制動圧力が非常に高くな
り、この圧力が他のピストン側の作動圧力の倍以
上になることがある。このような場合、作動ピス
トンは該ピストンと絞り弁との間の空気クツシヨ
ンによつてはね返る。このような望ましくない作
用は緩衝工程を拡大するか、シリンダの直径を大
きくするかのうちいずれか一方を採用することに
よつて確かに軽減することができるが、完全に除
去することはできない。更にこの構成は狭い場所
では使用することはできない。

特許請求の範囲第１項に記載した発明の課題
は、端位置での緩衝を、はね返りなく達成できる
空圧シリンダを提供することである。

緩衝ピストンに縦孔が設けられ、その一端は逆
止弁により閉鎖され、他端は緩衝ピストンにて作
動ピストンの直前に設けられた横孔に通じ、シリ
ンダケーシングの端部に止め要素が配設され、該
止め要素は、作動ピストンがその端位置に達する
前に逆止弁を開くように構成することによつて、
緩衝ないしは制動作動時に、通常の通気孔に連通
され、これにより作動ピストンと絞り弁との間で
圧縮された空気が縦孔と逆止弁を通つて逃げ出
し、その際、該空気の圧力が緩和される。作動条
件が一定な場合、即ちピストンの速度が一定で、
運動する物体の質量が一定であり、しかも空気の
温度が一定である場合には、逆止弁の開放時間も
同様に一定となり、しかもこの時間は次のように
選択される。即ち、一方ではピストンの運動の充
分な制動ないしは緩衝が得られ、他方では過度の
制動圧力が発生すること、即ち作動ピストンのは
ね返りが全く阻止されるように選択される。

逆止弁を設け、しかも緩衝ピストンに縦孔を形
成することによつて、空圧シリンダを反対方向に
負荷した際（即ち、作動ピストン及び緩衝ピスト
ンにより排出される空気が導びき出される前に作
用する通気孔を介して、空圧シリンダに圧縮空気
が供給されるとき）、次のような利点も得られる。
即ち作動の開始時に既に作動圧力が緩衝ピストン
においてだけでなく、開放した逆止弁と縦孔を介
して作動ピストンにも同時に作用し、これにより
始動速度を高めることができるという点である。

特許請求の範囲第２項には構造的な好ましい構
成が記載されており、これによれば、止め部とし
ての用をなすねじピンを調節可能とすることによ
り、逆止弁の開放時点を変えることができ、しか
も種々の作動条件に適合させることができる。

特許請求の範囲第３項及び第４項には、シリン
ダケーシングからピストンロツドが導びき出され
る側の空圧シリンダ部分における端位置緩衝装置
の構造的な構成が記載されている。

以下本発明の有利な実施例を図面に従つて説明
する。

空圧シリンダは、シリンダ管２と２つの端部材
３，４とから成るケーシング１を有している。シ
リンダ管２には作動ピストン５が収容され、該ピ
ストンの両側には、直径の小なる緩衝ピストン
６，７が固定されている。

端部材３は、緩衝孔８としての用をなす縦孔を
有し、その直径は緩衝ピストン６の直径よりも大
きく、よつてこれらの間には比較的広い環状間隙
９が形成される。環状間隙９は、端部材３に配置
されたシールリング１０によつて、作動ピストン
５が作動するシリンダ室１１に対してシールされ
る。

端部材１３には、緩衝孔８に開口している比較
的広い通気孔１２が設けられ、この通気孔は絞り
付き逆止弁１３に連通している。絞り付き逆止弁
１３においては、その絞りが比較的広く調整され
ているので、流通する空気には比較的小さな抵抗
力が作用するだけである。端部材３には、さらに
比較的狭い通気孔１４が設けられ、この通気孔の
一方の端部はシリンダ室１１に開口し、他端は絞
り付き逆止弁１５に連通している。この絞り付き
逆止弁１５においては、絞りが比較的狭く調整さ
れているので、流通する空気には高い抵抗力が作
用する。

緩衝ピストン６は縦孔１６を有し、該孔の一端
は大径の縦孔１７に開口し、他端は、作動ピスト
ン５の直前に位置している横孔１８に通じてい
る。孔１７には圧縮ばね２０とボール２１とが収
容されている。緩衝ピストン６の端部には、孔２
２（第３図）を有するねじブツシユ２３がねじ込
まれ、該ブツシユはボール２１用の受けを構成す
る。ばね２０、ボール２１及びねじブツシユ２３
は逆止弁２４を構成している。

端部材３の端部には調節可能なねじピン２５が
配置され、その直径はねじブツシユ２３にあける
孔２２の直径よりも小さく、よつて、ピン２５と
孔２２との間には比較的広い環状間隙２６（第５
図）が存在する。

端部材４は緩衝孔２７を有し、その直径は緩衝
ピストン７（第２図）の直径よりも大きく、従つ
て緩衝孔２７と緩衝ピストン７との間には比較的
広い環状間隙２８が形成される。環状間隙２８
は、端部材４に配置されたシールリング２９によ
つて、シリンダ室１に対しシールされる。

端部材４には、緩衝孔２７に開口している通気
孔３０が設けられ、該孔は絞り付き逆止弁３１に
通じている。絞り付き逆止弁３１は比較的広い絞
りを有している。更に、端部材４には比較的狭い
通気孔３２が設けられ、該通気孔の一端はシリン
ダ室１１に開口し、他端は絞り付き逆止弁３３に
通じている。この絞り付き逆止弁３３は比較的狭
い絞りを有している。

緩衝ピストン７は緩衝ピストン６と同様に構成
されている。即ちこのピストン７は縦孔３４を有
し（第２図）、該孔の一端には逆止弁３５が設け
られ、他端は横孔３６に通じている。横孔３６は
作動ピストン５の直前に位置している。緩衝ピス
トン７のピストン６と異なる点は、ピストンの端
部においてねじブツシユの代りにピストンロツド
３９のねじ付突起３８がねじ込まれていることで
ある。

ピストンロツド３９は端部材４にねじ込まれた
ねじブツシユ４０内を通され、このねじブツシユ
のねじ込み深さは変えることができると共にクラ
ンプねじ４１によつて固定することが可能であ
る。ピストンロツド３９には縦孔４２が設けら
れ、この孔はねじ付突起３８を越えて比較的深く
ピストンロツド３９に形成されている。更に、ね
じ付突起３８に直接隣接して、ピストンロツド３
９を貫通する縦スリツト４３が設けられている。
縦孔４２内には摺動可能なピン４４が位置し、該
ピンは細くなつた部分４５を有している。このピ
ン部分４５の直径は縦孔４２の直径よりも小さ
く、従つてこれらの間には比較的広い環状間隙４
６が形成されている。ピン４４には横ピン４７が
取付けられ、その長さはピストンロツド３９の直
径よりも大きく、これにより２つの止め部４８が
形成されている。

絞り付き逆止弁１３，１５は、それぞれ、導管
４９及び導管５０を介して、４ポート２位置切換
弁５１に連通している。絞り付き逆止弁３１，３
３は、それぞれ導管５２及び導管５３を介して同
じ切換弁５１に連通している。

空圧シリンダの作動態様は次の通りである。

作動ピストン５が第２図に示した右端位置を占
め、第１図に示した左端位置へ作動すべき場合に
は、切換弁５１は図示した状態に切換えられてお
り、これにより圧縮空気は、導管５３，５２、絞
り付き逆止弁３１，３３、及び通気孔３０，３２
を介して、緩衝孔２７及びシリンダ室１１の右側
の部分に流入する。

作動ピストン５及びこれに連結された緩衝ピス
トン６，７が摺動する際、シリンダ室１１の左側
部分に存していた空気が排出され、その際この空
気は第３図に示すように緩衝孔８、広い通気孔１
２及び絞り付き逆止弁１３を介して流出する。絞
り付き逆止弁１３においては絞りが広く設定され
ているので、作動ピストン５は短かい時間で多量
の空気を排出することができる。絞りを拡大し又
は縮少することによつて空気流量、従つてピスト
ンの速度を変化させることができる。

緩衝ピストン６が緩衝孔８に入り込み、シール
リング１０が、環状間隙９と緩衝孔８の残りの部
分とをシリンダ室１１に対して閉鎖するとき（第
４図）、緩衝ピストン６により排出される空気は
通気孔１２と絞り付き逆止弁１３を通して、特に
妨げられることなく、排出することができる。こ
れに対し作動ピストンにより排出される空気は狭
い通気孔１４と絞り付き逆止弁１５を通して排出
される。通気孔１４はその直径が小さいがため
に、或る一定の絞り作用が得られ、特に絞り付き
逆止弁１５においてはその絞りが狭く設定されて
いるため、通気孔１４と絞り付き逆止弁１５を通
して、同じ長さの時間で作動ピストン５から排出
され得る量よりも、僅かな量の空気が流出する。
その結果、作動ピストン５と絞り付き逆止弁１５
との間の空気は圧縮される。これにより、作動ピ
ストン５の他の側の圧縮空気の作動圧力に対抗す
る大きな制動圧力が迅速に発生し、よつてピスト
ンの運動が制動される。

ピストンの運動が殆んどゼロにまで制動された
とき、その時点で逆止弁２４のボール２１が、ね
じピン２５に当たつて押え付けられるように、ね
じピン２５のねじ込み深さが選択されている。従
つて作動ピストンが空気クツシヨンによりはね返
る前に逆止弁２４が開き（第５図）、作動ピスト
ン５と絞り付き逆止弁１５との間、及び横孔１８
と縦孔１６，１７中に含まれている圧縮空気が迅
速に環状間隙２６、未だ満たされていない緩衝孔
８の部分及び環状間隙９を通つて通気孔１２に逃
げ出し、そしてここから絞り付き逆止弁１３を通
つて排出される。従つて作動ピストン５が反撥運
動することなく端部材３の内側端壁に当たるま
で、該ピストン５はその短かい残りのストローク
を運動し続ける。

作動ピストン５が第２図に示す右端位置に戻る
際には切換弁５１が他の位置に切換えられ、圧縮
空気は、導管５０，４９及び絞り付き逆止弁１
３，１５を介して空圧シリンダに供給される。通
気孔１４の横断面積が小さいので、この通路を通
してシリンダ室１１へ達する流動圧縮空気の部分
はわずかである。はるかに多量の圧縮空気が通気
孔１２及び比較的広い環状間隙９を通つて緩衝孔
８に流入し、緩衝ピストン６の端面に直接作用す
る。そしてこの圧縮空気は開放された逆止弁２４
及び孔１６，１７，１８を通つてシリンダ室１１
に流れ、よつて同時にこの空気が作動ピストン５
に直接作用を及ぼす。このようにしてピストン運
動の開始時に既にピストン面全体に作動圧力が作
用し、従つて高い始動速度が得られる。

ピストン運動が終る頃に緩衝ピストン７は緩衝
孔２７に入り込み、他の方向の運動のときと同じ
ようにピストン運動が制動される。即ち、同様に
緩衝ピストン７が緩衝孔２７に入り込むことによ
り、環状間隙２８と緩衝孔２７の残りの部分がシ
リンダ室１１に対し閉鎖され、作動ピストン５に
よつて排出される空気はゆつくりと狭い通気孔３
２及び絞り付き逆止弁３３を通つて流出し、よつ
てこの空気が圧縮される。

ピストンの運動がほぼゼロにまで制動されたと
き、止め部４８がねじブツシユ４０に支持された
状態のピン４４に、逆止弁３５における符号を付
していないボールが、同様に当たるように、ねじ
ブツシユ４０のねじ込み深さが選定されている。
従つて作動ピストン５が空気クツシヨンによつて
はね返る前に、逆止弁３５が開き、圧縮された空
気が迅速に環状間隙４６及び縦スリツト４３を介
して緩衝孔２７の未だ満たされていない部分に流
れ、ここから環状間隙２８、通気孔３０及び絞り
逆止弁３１を介して排出される。従つて作動ピス
トン５は端部材４の内端壁にて反撥することなく
当接するまで、該ピストンのストロークの短い残
りの部分を作動し続ける。この運動を行う際、ピ
ストンロツド３９はピン４４に対して摺動し、そ
の際縦スリツト４３は止め部４８に対して相対的
に運動する。

【図面の簡単な説明】

第１図は作動ピストンが左端位置を占めている
際の空圧シリンダの断面と、空圧シリンダの駆動
用の回路とを示す説明図、第２図は作動ピストン
が右端位置を占めているときの空圧シリンダの右
端部の断面図、第３図はピストン運動の制動が開
始される前の状態を示す空圧シリンダの左端の断
面図、第４図は制動が行われている状態を示す空
圧シリンダの左端部の断面図、第５図は作動ピス
トンが端位置に静止している状態での空圧シリン
ダの左端部の断面図である。 １…ケーシング、５…作動ピストン、６，７…
緩衝ピストン、１１…シリンダ室、１２，１４，
３０，３２…通気孔、１３，１５，３１，３３…
絞り弁、１６，３４…縦孔、１８，３６…横孔、
２４，３５…逆止弁、２５…ねじピン、３９…ピ
ストンロツド、４０…ねじブツシユ、４４…縦ス
リツト、４４…ピン、４８…止め部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ピストンロツドに設けられた作動ピストン
   と、これに付設されていて緩衝孔に入り込む少な
   くとも１つの緩衝ピストンと、緩衝孔の端部領域
   に位置する第１の通気孔と、作動ピストンを収容
   するシリンダ室の端部領域に開口する第２の通気
   孔とを有し、該通気孔は絞り弁に連通している、
   空圧シリンダにおいて、 緩衝ピストンが縦孔を有し、該縦孔の一端は逆
   止弁により閉鎖され、他端は、緩衝ピストンにて
   作動ピストンの直接前に設けられた横孔に通じて
   いること、及びシリンダケーシングの端部に、作
   動ピストンが端位置に達する前に逆止弁を開く止
   め要素が配置されていることを特徴とする前記空
   圧シリンダ。 ２ 逆止弁が、緩衝ピストン６の縦方向に配置さ
   れたボール逆止弁２４として構成され、止め要素
   が、これに対して同心状に配置された調節可能な
   ねじピン２５によつて構成されている特許請求の
   範囲第１項に記載の空圧シリンダ。 ３ ピストンロツド３９と作動ピストン５との間
   に緩衝ピストン７が配置される場合、逆止弁が、
   緩衝ピストン７の縦方向に配置されたボール逆止
   弁３５として構成され、止め要素が、ピストンロ
   ツド３９の内部で縦方向に摺動するピン４４とし
   て形成され、該ピンは、ピストンロツド３９の縦
   スリツト４３を貫通する止め部４８を有し、該止
   め部は、シリンダケーシングに固定された止め部
   材に当接可能である特許請求の範囲第１項に記載
   の空圧シリンダ。 ４ 止め部材が、ピストンロツド３９を案内する
   調節可能なねじブツシユ４０である特許請求の範
   囲第３項に記載の空圧シリンダ。