TW202223247A - 氣體缸 - Google Patents

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新庄直樹
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Abstract

本發明的氣體缸(10)係具備用以將供給至第二通口的氣體之一部分供給至收容室(96)的供給通路(120、132)。第一壓力室的壓力為小於或等於預定壓時，閥體(92)藉由彈簧構件(94)的彈推力與收容室(96)的壓力而阻斷排出流路(90)。第一壓力室的壓力為超過預定壓時，閥體(92)藉由第一壓力室的壓力而抵抗該彈推力及收容室(96)的壓力而位移，藉此，使排出流路(90)連通。

Description

氣體缸
本發明係有關具備活塞在行程(stroke)端停止時對該活塞之動作進行制動之緩衝機構的氣體缸。
以往，例如，於日本新型專利公報實開昭61-141804號、日本新型專利公報實開昭63-008405號、日本專利公報特開平06-341411號、及日本專利公告特許第3466121號中揭示：於氣體缸中為了緩和活塞在行程端之衝擊，而設置緩衝機構。該等文獻揭示有：藉由使氣體缸之罩(cover)內建節流閥，並配合活塞的速度(缸速度)等氣體缸的使用條件而手動調整節流閥的開度，以調整從行程端與活塞之間的壓力室(緩衝室)經由節流閥而排出之氣體的排出量。
順帶一提，當處理設置有複數台相同構造之氣體缸的生產設備時，由於必須對各個氣體缸進行節流閥的手動調整，所以使得負責操作者的負擔大增。
又，對節流閥的手動調整則係有賴於負責操作者的手感。而 且，為了進行藉由螺栓式的調整機構來手動調整節流閥的開度，所以確認因生產設備之振動等所造成螺栓的鬆弛有無等，必須每日進行維護。結果，必須反覆進行手動調整。
再者，缸速度為高速規格時，藉由對節流閥的開度進行手動調整而節制氣體的排出量，能夠使在行程端側之缸速度減速。然而，一旦節制氣體的排出量，緩衝室的壓力就會變大幅地被壓縮而急劇地上升，會發生活塞被往與進行方向相反方向推回的回彈現象(rebound phenomenon)。結果，生產節拍變長而發生生產設備的損失。
對於如此的問題，考量設置：排出緩衝室的氣體的孔口(orifice)部、與孔口部共同運作而排出緩衝室的氣體的排出流路、連通或阻斷排出流路的閥體、及藉由將閥體的基端部彈推而使該閥體位移，以閥體的前端部阻斷排出流路的彈性體。
若為此構成，緩衝室的壓力小於或等於預定的閾值(預定壓)時，閥體藉由彈性體的彈推力而阻斷排出流路。藉此，緩衝室的氣體僅經由孔口部排出。
再者，緩衝室的壓力超過預定壓時，閥體因該壓力而以抵抗彈推力的方式位移，而使排出通路連通。藉此，緩衝室的氣體經由孔口部排出，並且經由排出流路排出。
若為此構成，用以使閥體位移的閾值、亦即預定壓為固定時，只要將預定的彈推力的彈性體設於氣體缸即可。然而，會有因應使用者要求的規格而必須調整預定壓的情形時，就必須預先準備不同彈推力之複數個彈性體，並從複數個彈性體之中選定具有對應於該規格之最理想的彈推力的彈性 體，而更換成所選定的彈性體。結果，不僅用以變更預定壓的調整作業麻煩，並且耗費成本。
本發明係考量了上述的課題而完成的發明，目的在於提供一種可自動地調整用以使閥體位移的閾值(預定壓)，並且不須要對於閥體的手動調整，就能夠抑制回彈現象的發生，並且能夠實現活塞平順地到達行程端與緩和對活塞之衝擊的氣體缸。
本發明之一型態係有關一種氣體缸，該氣體缸係具備：缸管，係於內部形成有缸室；第一罩，係閉塞前述缸管之一端；第二罩，係閉塞前述缸管之另一端；活塞，係將前述缸室劃分成前述第一罩側的第一壓力室與前述第二罩側的第二壓力室，且滑動於前述缸室；活塞桿，係連結於前述活塞；第一通口，係對前述第一壓力室進行氣體的供給及排放；第二通口，係對前述第二壓力室進行氣體的供給及排放；及緩衝機構，係至少前述活塞於前述第一罩側之行程端停止時，對該活塞的移動進行制動。
前述緩衝機構係具有：連通阻斷部，係於前述活塞接近前述行程端時，阻斷前述第一壓力室與前述第一通口的連通狀態；孔口部，係進行前述第一壓力室之氣體的排出；及排出流量調整部，係與前述孔口部共同運作而從前述第一壓力室排出氣體。
前述排出流量調整部係具有：排出流路，係用以進行前述第一壓力室之氣體的排出；閥體，係進行前述排出流路的連通或阻斷；彈性體，係將前述閥體的基端部彈推而使前述閥體位移，藉此以前述閥體的前端部阻斷前述排出流路；及氣體收容部。
前述氣體缸更具備供給通路，該供給通路係用以將供給至前述 第二通口的氣體之一部分供給至氣體收容部。在此，前述第一壓力室的壓力為小於或等於根據前述彈性體的彈推力與前述氣體收容部的壓力而得的預定壓時，前述閥體藉由前述彈推力與前述氣體收容部的壓力而阻斷前述排出流路。另一方面，前述第一壓力室的壓力為超過前述預定壓時，前述閥體藉由前述第一壓力室的壓力而抵抗前述彈推力及前述氣體收容部的壓力而位移，使前述排出流路連通。
如以上所述，回彈現象係因活塞朝向第一罩側的行程端位移時，第一壓力室(緩衝室)的壓力被大幅地壓縮而急劇地上升而發生。亦即，回彈現象係於因緩衝室的壓力所造成的活塞的推力與因第二壓力室的壓力造成的活塞的推力的平衡瓦解時發生。
因此，本發明係將從第二通口供給至第二壓力室之氣體的一部分經由供給通路而供給至氣體收容部。藉此，用以使閥體位移的閾值，亦即預定壓會因應氣體收容部的壓力，亦即從第二通口供給至第二壓力室之氣體的壓力(活塞的作動壓力)而變化。換言之，即使彈性體的彈推力為固定，預定壓也會因應緩衝室的壓力與加壓室的壓力之差壓而變化。
如此一來，本發明係利用氣體收容部而調整預定壓。藉此，只要是考量第一壓力室與第二壓力室的壓力的差壓而設置最理想的彈推力的彈性體，則即使第二壓力室的壓力變動，也能夠自動地調整預定壓。亦即，不須要進行用以調整預定壓之彈性體的更換作業。
再者，本發明係第一壓力室的壓力為小於或等於預定壓時，來自彈性體的彈推力與氣體收容部的壓力，藉此使閥體的前端部阻斷排出流路，所以緩衝室的氣體僅經由孔口部排出。相對於此，第一壓力室的壓力為超過預 定壓時，閥體因該壓力而抵抗彈推力與氣體收容部的壓力而位移，使排出流路連通，所以第一壓力室的氣體會經由孔口部排出，並且經由排出流路排出。
如以上所述，第一壓力室的壓力為超過預定壓時，第一壓力室的氣體會以兩個路徑排出。藉此，第一壓力室的氣體會在短時間內排出，能夠使活塞迅速且平順地到達行程端。結果，能夠避免回彈現象的發生，並且使氣體缸的回應性提升。
再者，閥體在彈性體的彈推力及氣體收容部的壓力與第一壓力室之壓力之平衡(差壓)的狀態進行位移，藉此排出流路會切換成連通狀態或阻斷狀態。藉此，構成為不須要對閥體的手動調整。結果，排出流路為連通狀態時，能夠因應第一壓力室之壓力的大小而使閥體的開度漸漸地變化。
從而，本發明可達到能夠自動地調整預定壓，並且不須要對閥體進行手動調整，能夠抑制回彈現象的發生，並且能夠實現活塞平順地到達行程端與緩和對活塞的衝擊。
從參照檢附的圖式來說明的以下的實施型態的說明，應可容易地瞭解上述的目的、特徵及優點。
10,10A:氣體缸
12:缸管
14:頭罩
16:桿罩
18:氣體缸本體
20:活塞桿
22,24:貫通孔
26:連結構件
28:螺紋孔
30:連結桿
32:頭側通口
34:桿側通口
36:缸室
38:活塞
40:頭側壓力室
42:桿側壓力室
44:頭側緩衝銷
46:桿側緩衝銷
48:頭罩室
50:貫通孔
52:緩衝墊圈
54:桿罩室
56:貫通孔
58:緩衝墊圈
60:頭側緩衝機構
62:桿側緩衝機構
64:連通阻斷部
66:孔口部
68:排出流量調整部
70,72,82,84:流路
74,86:孔口
76:連通阻斷部
78:孔口部
80:排出流量調整部
90:排出流路
92:閥體
94:彈簧構件
96:收容室
98,100:流路
102:通路
104:鋼球
106:孔
107,108:套筒
110,130:蓋部
112:密封構件
114,116:凹部
118:推拔
120,132:供給通路
122,134:第一內部通路
124,136:第二內部通路
126,138:第三內部通路
128:孔
140:氣體供給源
142:電磁閥
144:消音器
Pc,Ph:壓力
t1,t2,t3:時間點
圖1係第一實施型態之氣體缸的立體圖。
圖2係圖1的氣體缸的俯視圖。
圖3係沿著圖1之III-III線的剖視圖。
圖4係沿著圖2之IV-IV線的一部分剖視圖。
圖5係沿著圖2之V-V線的一部分剖視圖。
圖6係顯示圖1之氣體缸之動作的一部分剖視圖。
圖7係顯示圖1之氣體缸之動作的一部分剖視圖。
圖8係顯示圖1之氣體缸之動作的流體迴路圖。
圖9係顯示圖1之氣體缸之動作的時序圖。
圖10係顯示圖1之氣體缸之動作的時序圖。
圖11係顯示圖1之氣體缸之動作的時序圖。
以下一邊參照檢附圖式一邊說明本發明之氣體缸之較佳的實施型態。
[1.本實施型態的構成]
如圖1至圖3所示，本實施型態的氣體缸10係具備：圓筒的缸管12、封閉缸管12之一端的頭罩14、以及封閉缸管12之另一端的桿罩16。缸管12、頭罩14及桿罩16係構成氣體缸10的氣體缸本體18。
氣體缸本體18在外觀上形成將從頭罩14朝向桿罩16的方向作為長邊方向的長方體狀。此外，該長邊方向係後述的活塞桿20的延伸方向，亦即係氣體缸10的軸向。再者，於氣體缸本體18中，與長邊方向(延伸方向、軸向)正交的剖面的四個角部朝外側凸出。
於缸管12的四個角部各自形成有朝長邊方向延伸的貫通孔22(參照圖3)。再者，於頭罩14的四個角部係各自與貫通孔22同軸地形成段差狀的貫通孔24。各貫通孔24係由小徑部分、及大徑部分所構成，該小徑部分與貫通孔 22連通而該大徑部分與小徑部分並與貫通孔22保持距離。於貫通孔24的大徑部分係各自嵌入有筒狀的連結構件26，該連結構件26係於內部形成有螺紋者。再者，於桿罩16的四個角部係各自與貫通孔22同軸地形成有螺紋孔28。
於各貫通孔22係各自插通連結桿30，該連結桿30係於兩端形成有螺紋。各連結桿30的一端側的螺紋係螺合於各連結構件26的螺紋。而且，各連結桿30的另一端側的螺紋係螺合於螺紋孔28。因此，頭罩14及桿罩16係藉由複數個連結桿30、頭罩14側的複數個連結構件26、及形成在桿罩16之複數個螺紋孔28而沿著氣體缸10的軸向連結。此外，圖3係代表性地圖示於一個角部的連結構件26、螺紋孔28及連結桿30的連結狀態。
如圖1至圖3所示，頭罩14的頂面設有頭側通口32。再者，如圖1至圖7所示，於桿罩16的頂面設有桿側通口34。活塞桿20從桿罩16突出而延伸出。
於缸管12的內部形成有缸室36(參照圖3至圖8)。於缸室36配置有活塞38，該活塞38係沿著軸向而滑動於頭罩14側之行程始端(行程端)與桿罩16側之行程終端(行程端)之間。活塞38將缸室36劃分成頭罩14側之頭側壓力室40與桿罩16側之桿側壓力室42。
活塞38連結有活塞桿20(參照圖1至圖3及圖8)。活塞桿20之一端連結於活塞38。活塞桿20之另一端貫穿桿罩16並突出至外部。活塞38的頭罩14側連結有頭側緩衝銷44(參照圖3)。於活塞38之桿罩16側，桿側緩衝銷46安裝於活塞桿20的外周面。
於頭罩14形成有凹部狀的頭罩室48，該頭罩室48係於活塞38接近行程始端時供頭側緩衝銷44插入。頭罩室48的深側形成有貫通孔50，該貫通 孔50係於頭罩14內往上方貫通者。貫通孔50連通於頭側通口32。因此，頭側通口32係經由貫通孔50及頭罩室48而進行對於頭側壓力室40之氣體的供給/排放。於頭罩室48之活塞38側設置有O型環等緩衝墊圈52，該緩衝墊圈52係滑接於被插入頭罩室48的頭側緩衝銷44。
於桿罩16形成有凹部狀的桿罩室54，該桿罩室54係於活塞38接近行程終端時供桿側緩衝銷46插入。桿罩室54的深側形成有貫通孔56，該貫通孔56係於桿罩16內往上方貫通者。貫通孔56連通於桿側通口34。因此，桿側通口34係經由貫通孔56及桿罩室54而進行對於桿側壓力室42之氣體的供給/排放。於桿罩室54之活塞38側設置有O型環等緩衝墊圈58，該緩衝墊圈58係滑接於被插入桿罩室54的桿側緩衝銷46。
此外，要對頭側壓力室40及桿側壓力室42進行供給/排放的氣體，例如為空氣。因此，本實施型態的氣體缸10例如適用於空氣缸。
於氣體缸10的頭罩14側設置有頭側緩衝機構60，該頭側緩衝機構60係活塞38在行程始端停止時對該活塞38的移動進行制動(參照圖3、圖4及圖8)。再者，於氣體缸10的桿罩16側設置有桿側緩衝機構62，該桿側緩衝機構62係活塞38在行程終端停止時對該活塞38的移動進行制動(參照圖3至圖8)。
此外，在氣體缸10中，緩衝機構只要是設於頭罩14側及桿罩16側之中至少一方即可。再者，活塞38停止於行程端(行程始端或行程終端)時，該活塞38與行程端之間的空間(頭側壓力室40或桿側壓力室42)成為緩衝室。
頭側緩衝機構60係具備：連通阻斷部64，係活塞38接近行程始端時阻斷頭側壓力室40與頭側通口32之連通狀態；孔口部66，係設置於頭罩14，對頭側壓力室40的氣體進行排出；及排出流量調整部68，係設置於頭罩 14，與孔口部66一同運作而從頭側壓力室40進行氣體排出。孔口部66及排出流量調整部68係於頭罩14內相對於活塞桿20設於上側(一方的側部)。
於頭側緩衝機構60，連通阻斷部64為頭側緩衝銷44及緩衝墊圈52。藉由頭側緩衝銷44與緩衝墊圈52滑接而阻斷頭側壓力室40與頭側通口32的連通狀態。再者，於頭側緩衝機構60中孔口部66係由上游側的流路70(第一流路)、下游側的流路72(第二流路)及小徑的孔口74所構成，該流路70係連通於頭側壓力室40且於頭罩14內沿著軸向延伸，該流路72係連結於該流路70的下游側且於頭罩14內沿著上下方向延伸，該孔口74係使該流路72的下側與頭罩室48連通且比流路72的直徑還小。因此，在頭側壓力室40與頭側通口32的連通狀態被阻斷時，頭側壓力室40的氣體係從各流路70、72及孔口74經由頭罩室48、貫通孔50及頭側通口32而排出。
桿側緩衝機構62係具備：連通阻斷部76，係活塞38接近行程終端時阻斷桿側壓力室42與桿側通口34之連通狀態；孔口部78，係設置於桿罩16，對桿側壓力室42的氣體進行排出；及排出流量調整部80，係設置於桿罩16，與孔口部78一同運作而從桿側壓力室42進行氣體排出。孔口部78及排出流量調整部80係於桿罩16內相對於活塞桿20設於上側(一方的側部)。
於桿側緩衝機構62，連通阻斷部76為桿側緩衝銷46及緩衝墊圈58。藉由桿側緩衝銷46與緩衝墊圈58滑接而阻斷桿側壓力室42與桿側通口34的連通狀態。再者，於桿側緩衝機構62中孔口部78係由上游側的流路82(第一流路)、下游側的流路84(第二流路)及小徑的孔口86所構成，該流路82係連通於桿側壓力室42且於桿罩16內沿著軸向延伸，該流路84係連結於該流路82的下游側且於桿罩16內沿著上下方向延伸，該孔口86係使該流路84的下側與桿罩室54連 通且比流路84的直徑還小。因此，在桿側壓力室42與桿側通口34之連通狀態被阻斷時，桿側壓力室42的氣體係從各流路82、84及孔口86經由桿罩室54、貫通孔56及桿側通口34而排出至外部。
於頭側緩衝機構60及桿側緩衝機構62中，孔口部66、78及排出流量調整部68、80的構造為大致相同的構造。因此，在以下的說明中，主要是一邊參照圖4至圖8一邊說明桿側緩衝機構62的孔口部78及排出流量調整部80。從而，針對於頭側緩衝機構60及桿側緩衝機構62，必須留意對於在孔口部66及排出流量調整部68、與孔口部78及排出流量調整部80之間相同的構成要素，會有賦予相同參照符號來說明的情形。
排出流量調整部80係具有：排出流路90，係形成於桿罩16內且用以對桿側壓力室42的氣體進行排出至外部；線軸式的閥體92，係配置於排出流路90之中途；彈簧構件94(彈性體)，係將閥體92的一端部往排出流路90的上游側彈推；及收容室96(氣體收容部)，係形成於桿罩16內且可收容閥體92之另一端部。
排出流路90係由作為第一流路的流路82、作為第二流路的流路84、流路98(第三流路)、及流路100(第四流路)所構成；該流路98(第三流路)係從流路84的下游側往上方向延伸且比流路84的直徑還大；該流路100(第四流路)係連接於流路98且往軸向延伸而連通於貫通孔56。因此，流路84與流路98的連結部分係形成段差狀。再者，流路100經由貫通孔56而連通於桿側通口34。
此外，於桿罩16內，係與流路100大致同軸地形成有通路102，該通路102係從桿側壓力室42朝向流路98延伸。通路102係用於利用鑽孔機等形成流路100的預備孔，被以鋼球104封閉。
流路98係在桿罩16藉由沿著上下方向延伸的孔106所形成。亦即，孔106的下端(一端)連通於流路84，上端(另一端)朝桿罩16的上表面開口連通至外部。於孔106插入有複數個套筒107、108。
一方的套筒107插入於孔106的深側(流路84側)。亦即，套筒107配置於孔106中的流路100及通路102的部位與流路84之間。另一方的套筒108插入於孔106的靠近開口側。亦即，套筒108配置於比孔106中的流路100及通路102的部位更靠開口側。
再者，於套筒107、108的內側係以可沿著上下方向滑動的方式配置閥體92。孔106的上端藉由蓋部110而被閉塞。藉此，於孔106的蓋部110與套筒108之間形成為收容室96。再者，於比孔106中的套筒更靠流路84側的部分形成為流路98。
圖5至圖7中圖示於孔106插入兩個套筒107、108的情形。本實施型態中，可改以於孔106插入一個套筒，來取代兩個套筒107、108，此一個套筒係具有連通於流路100及通路102之孔者。
閥體92係以從流路84跨至收容室96c的方式配置之圓柱狀的線軸閥(spool valve)。閥體92的外周面設有滑接於套筒107、108之內周面的O型環等密封構件112。舉其一例，於圖5至圖7中顯示於閥體92之外周面的兩個部位分別設有密封構件112的情形。
彈簧構件94係於收容室96中插入凹部114與凹部116之間，該凹部114係形成於蓋部110之底面的中心部，該凹部116係形成在閥體92之另一端部的中心部。彈簧構件94將閥體92往下方向(流路84側)彈推。此外，閥體92的一端部的外周面形成有從上方向(流路98側)朝向下方向(流路84側)縮徑的推拔 (taper)118。
再者，氣體缸10更具備供給通路120，該供給通路120係用以將從頭側通口32供給至頭側壓力室40之氣體的一部分供給至收容室96(參照圖2及圖4至圖8)。供給通路120具有：第一內部通路122，係從頭罩室48朝上方向延伸；第二內部通路124，係從第一內部通路122朝上方向延伸，且比該第一內部通路122的直徑還大；及第三內部通路126，係延著軸向延伸，一端連通於第二內部通路124且另一端連通於收容室96。
第一內部通路122具有與流路72、84大致相同的內徑。再者，第二內部通路124係在頭罩14藉由沿著上下方向延伸的孔128所形成。亦即，孔128具有與前述的孔106大致相同內徑，下端(一端)連通於第一內部通路122，上端(另一端)朝頭罩14的上表面開口而連通至外部。孔128的上端藉由與蓋部110相同形狀的蓋部130而被閉塞。藉此，於孔128之蓋部130與第一內部通路122之間形成為第二內部通路124。
第三內部通路126係由在頭罩14內連通於第二內部通路124，且沿著軸向延伸的通路、在缸管12內沿著軸向延伸的通路、及在桿罩16內沿著軸向延伸並連通於收容室96的通路所構成。
此外，上述的說明中，以減少加工成本、以及將相同的蓋部110、130作為共用構件使用為構想，形成與孔106相同形狀的孔128，而形成第一內部通路122及第二內部通路124。因此，於本實施型態中，孔128可為與孔106不同形狀，孔128也可形成一個內部通路。亦即，只要是能夠將頭罩室48與收容室96連結，供給通路120(第一內部通路122至第三內部通路126)就可為任何的形狀。
以上，說明了桿側緩衝機構62的孔口部78及排出流量調整部80與供給通路120。針對頭側緩衝機構60的孔口部66及排出流量調整部68，則藉由將「桿」的乙詞變更成「頭」等，就是對孔口部66及排出流量調整部68的說明。
再者，針對頭側緩衝機構60的排出流量調整部68也如圖2所示還設置有供給通路132，該供給通路132係用以將從桿側通口34供給至桿側壓力室42之氣體的一部分供給至排出流量調整部68的收容室96。如前述內容，各孔106、128具有大致相同的內徑，並且蓋部110、130為相同形狀。換言之，在氣體缸10中，除了活塞桿20貫通桿罩16之點之外，頭罩14與桿罩16係設成大致相同的形狀。
供給通路132係具有：第一內部通路134及第二內部通路136，係形成在桿罩16側之孔128；及第三內部通路138，係沿著軸向延伸而一端連通於第二內部通路136，另一端連通於排出流量調整部68之收容室96。此情形下，第一內部通路134至第三內部通路138係與構成供給通路120之第一內部通路122至第三內部通路126相對應。藉此，可實現氣體缸10的製造的容易化及製造成本的減低。
[2.本實施型態的動作]
針對以上的方式構成的本實施型態之氣體缸10的動作進行說明。在此，說明下述動作：如圖8所示，氣體從氣體供給源140經由電磁閥142及頭側通口32而供給至頭側壓力室40，另一方面，氣體從桿側壓力室42經由桿側通口34及電磁閥142而排出，藉此使活塞38到達桿罩16(第一罩)側之行程終端(行程端)時的桿側緩衝機構62(緩衝機構)的動作。此外，電磁閥142例如為四向五通口單動電 磁閥，於排出側的通口連接有消音器144。
在說明本實施型態之氣體缸10的動作之前，先針對比較例的氣體缸的動作簡單地說明。比較例的氣體缸係不具有收容室96及供給通路120、132(參照圖2及圖4至圖8)的氣體缸。對於比較例的氣體缸的動作說明中，根據需要使用氣體缸10的構成要素來說明。
比較例的氣體缸，亦首先開始從頭側通口32(第二通口)經由貫通孔50及頭罩室48對於頭側壓力室40之氣體的供給，並且開始從桿側壓力室42(第一壓力室)經由桿罩室54、貫通孔56及桿側通口34(第一通口)後之氣體的排出。藉此，活塞38朝向桿罩16側沿著軸向位移，活塞桿20會從桿罩16沿著軸向突出。
接著，當桿側緩衝銷46進入桿罩室54時，桿側緩衝銷46就與桿罩室54的緩衝墊圈58滑接。藉此阻斷經由桿罩室54之桿側通口34與桿側壓力室42的連通狀態。結果，桿側壓力室42的壓力上升。如此一來，比較例的氣體缸如以下的說明，係以使用出口制流回路(meter-out circuit)的手法而從桿側壓力室42排出氣體。
此情形下，桿側壓力室42的氣體經由孔口部78(兩個流路82、84及孔口86)、桿罩室54及貫通孔56而從桿側通口34排出。在此說明，桿側壓力室42的壓力小於或等於預定的壓力時，閥體92的一端部因彈簧構件94的彈推力而抵接於兩個流路82、84的段差部分。藉此，流路84與流路98的連結部分被閉塞，流路84與流路98的連通狀態被阻斷。
接著，桿側壓力室42的壓力超過預定壓時，閥體92藉由該壓力而抵抗彈簧構件94的彈推力而往上方向(流路98側)位移。由於閥體92為線軸式 的閥體，所以會因應桿側壓力室42之壓力的大小而往上方向位移。藉此，閥體92的一端部自流路84與流路98的連結部分分離，閥體92的一端部的推拔118與連結部分之間形成些許的間隙。結果，兩個流路84、98連通，桿側壓力室42的氣體經由孔口部78、桿罩室54及貫通孔56而從桿側通口34排出至外部，並且經由各流路98、100及貫通孔56而從桿側通口34排出。亦即，在桿側壓力室42之壓力超過預定壓時，經由兩個路徑而排出桿側壓力室42的氣體。此外，藉由閥體92往上方向位移，彈簧構件94進行收縮。之後，活塞38到達行程終端。
然而，以往的氣體缸，會發生活塞38的位移(行程)暫時地被往頭罩14側推回的回彈現象。回彈現象係因活塞38朝向行程終端位移時，作為緩衝室的桿側壓力室42的壓力被大幅地壓縮而急劇地上升而發生。亦即，回彈現象係於因緩衝室的壓力(桿側壓力室42的壓力)所造成的活塞38的推力與因頭側壓力室40的壓力造成的活塞38的推力的平衡瓦解時發生。若發生回彈現象，則氣體缸的生產節拍變長而發生應用該氣體缸之生產設備的損失。
因此，比較例的氣體缸如以上所述，桿側壓力室42的壓力超過預定壓時，閥體92會抵抗彈簧構件94的彈推力而往上方向(流路98側)位移，且經由兩個路徑而使桿側壓力室42的氣體排出，藉此避免回彈現象的發生。然而，比較例的氣體缸中，預定壓為僅取決於彈簧構件94的彈推力的定值。因此，因應使用者要求的規格而調整預定壓時，就必須預先準備不同彈推力之複數個彈簧構件94，並從複數個彈簧構件94之中選定具有對應於該規格之最理想的彈推力的彈簧構件94，而更換成所選定的彈簧構件94。結果，不僅用以變更預定壓的調整作業麻煩，並且耗費成本。
因此，本實施型態的氣體缸10，係經由供給通路120而將從頭側 通口32(第二通口)經由貫通孔50及頭罩室48供給至頭側壓力室40(第二壓力室)之氣體之一部分供給至收容室96之點，與比較例的氣體缸不同(參照圖2及圖4至圖8)。藉此，用以使閥體92位移之作為閾值的預定壓會因應從頭側通口32供給至頭側壓力室40之氣體的壓力(活塞38的作動壓力)而變化。亦即，即使彈簧構件94的彈推力為固定，預定壓也會因應作為緩衝室的桿側壓力室42的壓力與作為加壓室的頭側壓力室40的壓力之差壓而變化。
圖9至圖11係顯示本實施型態之氣體缸10之動作(實施例)的時序圖。Pc係桿側壓力室42的壓力(緩衝壓力)。此外，Ph係頭側壓力室40之氣體的壓力(頭側壓力、作動壓力)。此外，彈簧構件94的彈推力係設定於與預定壓與作動壓之差壓(圖9至圖11的各實施例中為例如0.1MPa)對應的彈推力。
圖9的實施例顯示將預定壓設定為0.5MPa時的時序圖。此情形下，與該預定壓對應的作動壓力為0.4MPa。再者，此實施例在緩衝壓力(壓力Pc)到達0.6MPa左右時就會發生回彈現象。
於圖9的時間點t1，開始從頭側通口32(第二通口)經由頭罩室48對於頭側壓力室40(第二壓力室)之氣體的供給，並且開始從桿側壓力室42(第一壓力室)經由桿罩室54及桿側通口34(第一通口)後的氣體的排出。此情形下，被供給至頭罩室48之氣體的一部分係經由供給通路120而供給至收容室96。
如此一來，Ph會自時間點t1起隨著經過時間上升。再者，Pc雖然會暫時性地減少，然而會維持大致預定的壓力。藉此，活塞38朝向桿罩16側沿著軸向位移，活塞桿20自桿罩16沿著軸向突出。
接著，當桿側緩衝銷46進入桿罩室54，桿側緩衝銷46與桿罩室54的緩衝墊圈58滑接時，就阻斷經由桿罩室54之桿側通口34與桿側壓力室42的 連通狀態。藉此，桿側壓力室42的壓力上升。此情形下，如圖6所示，桿側壓力室42的氣體經由孔口部78(兩個流路82、84及孔口86)、桿罩室54及貫通孔56而從桿側通口34排出。
於實施例中，預定壓係根據彈簧構件94的彈推力、與收容室96的壓力，亦即頭側壓力室40的壓力(作動壓力)而得的壓力值。此外，圖9的實施例乃如前述的方式，預定壓為0.5MPa。因此，桿側壓力室42的壓力為小於或等於預定壓時，閥體92因彈簧構件94的彈推力與收容室96的壓力而往流路84側位移，而閉塞流路98與流路84的連結部分。結果，阻斷流路84與流路98的連通狀態。
另一方面，當桿側壓力室42的壓力急劇地上升，在時間點t2超過預定的作動壓力(0.4MPa)，在時間點t3超過預定壓(0.5MPa)時，閥體92就會抵抗彈簧構件94的彈推力而往上方向(流路98側)位移。
藉此，閥體92因應桿側壓力室42的壓力的大小而往上方向位移，閥體92的一端部會自流路84與流路98的連結部分分離，藉此閥體92的一端部的推拔118與連結部分之間形成些許的間隙。結果，兩個流路84、98連通，桿側壓力室42的氣體會經由孔口部78、桿罩室54及貫通孔56而從桿側通口34排出至外部，並且經由各流路98、100及貫通孔56而從桿側通口34排出。
如此一來，當超過預定壓時，桿側壓力室42的氣體係經由兩個路徑而排出。結果，可避免時間點t3之後，桿側壓力室42的壓力到達會發生回彈現象的壓力(0.6MPa程度)的情形。此情形下也藉由閥體92往上方向位移而使彈簧構件94收縮。
此外，藉由桿側壓力室42的壓力更上升，閥體92更往上方向位 移，閥體與推拔118的間隙變大而使彈簧構件94進一步收縮。
結果，實施例係於時間點t2至時間點t4為止的時間帶不會發生回彈現象，能夠將活塞38快速地接近行程終端側。其後，在時間點t4，活塞38到達行程終端。
圖10的實施例顯示將預定壓設定在0.3MPa時的時序圖。此情形下，與該預定壓對應的作動壓力為0.2MPa。再者，此實施例中，緩衝壓力(壓力Pc)到達0.4MPa時就會發生回彈現象。
圖11的實施例顯示將預定壓設定在0.7MPa時的時序圖。此情形下，與該預定壓對應的作動壓力為0.6MPa。再者，此實施例中，緩衝壓力(壓力Pc)到達0.8MPa時就會發生回彈現象。
圖10及圖11的實施例皆與圖9的實施例同樣在時間點t2緩衝壓力(壓力Pc)開始急劇地上升，而在時間點t3到達預定壓之際，閥體92會位移而使流路84與流路98連通。藉此，不會發生回彈現象，能夠使活塞38到達行程終端。
[3.變形例]
上述的說明，係針對將孔口部78及排出流量調整部80設於桿罩16，並且將孔口部66及排出流量調整部68設於頭罩14的情形進行了說明。本實施型態的氣體缸10也可相對於氣體缸本體18以外接的方式設置孔口部78及排出流量調整部80。
再者，本實施型態的氣體缸10也可相對於氣體缸本體18以外接的方式設置供給通路120、132。
此外，上述的說明，係針對線軸式的閥體92進行了說明。本實 施型態的氣體缸10也可為隔膜(diaphragm)式、樞軸(pivot)式或針(needle)式的閥體，來取代線軸式的閥體92。重點在於只要是能夠使流路84(流路72)與流路98連通或阻斷的閥體，就可採用任何方式的閥體。
[4.本實施型態]
如以上說明，本實施型態的氣體缸10具備：缸管12，係於內部形成有缸室36；第一罩(頭罩14及桿罩16之中一方的罩)，係閉塞缸管12的一端；第二罩(頭罩14及桿罩16之中另一方的罩)，係閉塞缸管12一端；活塞38，係將缸室36劃分成第一罩側的第一壓力室(頭側壓力室40及桿側壓力室42之中一方的壓力室)與第二罩側的第二壓力室(頭側壓力室40及桿側壓力室42之中另一方的壓力室)，且滑動於缸室36；活塞桿20，係連結於活塞38；第一通口(頭側通口32及桿側通口34之中一方的通口)，係對第一壓力室進行氣體供給及排放；第二通口(頭側通口32及桿側通口34之中另一方的通口)，係對第二壓力室進行氣體供給及排放；及緩衝機構(頭側緩衝機構60、桿側緩衝機構62)，係至少活塞38於第一罩側之行程端(行程始端或行程終端)停止時，對該活塞38的移動進行制動。
緩衝機構係具有：連通阻斷部64、76，係於活塞38接近行程端時，阻斷第一壓力室與第一通口的連通狀態；孔口部66、78，係進行第一壓力室之氣體的排出；及排出流量調整部68、80，係與孔口部66、78共同運作而從第一壓力室排出氣體。
排出流量調整部68、80具備：排出流路90，係用以進行第一壓力室之氣體的排出；閥體92，係進行排出流路90的連通或阻斷；彈簧構件94(彈性體)，係將閥體92的基端部(另一端部)彈推而使閥體92位移，藉此以閥體92的前端部(一端部)阻斷排出流路90；及收容室96(氣體收容部)。
並且，氣體缸10更具備供給通路120、132，該供給通路120、132係用以將供給至前述第二通口的氣體之一部分供給至收容室96。在此，第一壓力室的壓力為小於或等於根據彈簧構件94的彈推力與收容室96的壓力而得的預定壓時，閥體92藉由該彈推力與收容室96的壓力而阻斷排出流路90。另一方面，第一壓力室的壓力為超過預定壓時，閥體92藉由第一壓力室的壓力而抵抗該彈推力及收容室96的壓力而位移，使排出流路90連通。
如前述的方式，回彈現象係因活塞38朝向第一罩側的行程端位移時，第一壓力室(緩衝室)的壓力被大幅地壓縮而急劇地上升而發生。亦即，回彈現象係於因緩衝室的壓力所造成的活塞38的推力與因第二壓力室的壓力造成的活塞38的推力的平衡瓦解時發生。
因此，本實施型態的氣體缸10係將從第二通口供給至第二壓力室之氣體的一部分經由供給通路120而供給至氣體收容室96。藉此，用以使閥體92位移的閾值，亦即預定壓會因應收容室96的壓力，亦即因應從第二通口供給至第二壓力室之氣體的壓力(活塞38的作動壓力)而變化。換言之，即使彈簧構件94的彈推力為固定，預定壓也會因應緩衝室的壓力與加壓室的壓力之差壓而變化。
如此一來，本實施型態的氣體缸10係利用收容室96的壓力而調整預定壓。藉此，只要是考量第一壓力室與第二壓力室的壓力的差壓而設置最理想的彈推力的彈簧構件94，則即使第二壓力室的壓力變動，也能夠自動地調整預定壓。亦即，不須要進行用以調整預定壓之彈簧構件94的更換作業。
再者，本實施型態的氣體缸10係第一壓力室的壓力為小於或等於預定壓時，藉由來自彈簧構件94的彈推力與收容室96的壓力，閥體92的一端 部會阻斷排出流路90。藉此，緩衝室的氣體僅經由孔口部66、78排出。
另一方面，第一壓力室的壓力超過預定壓時，由於閥體92因該壓力而抵抗彈推力與收容室96的壓力而位移，使排出流路90連通。藉此，第一壓力室的氣體會經由孔口部66、78排出，並且經由排出流路90排出。
如以上所述，第一壓力室的壓力超過預定壓時，第一壓力室的氣體會以兩個路徑排出。藉此，第一壓力室的氣體會在短時間內排出，能夠使活塞38迅速且平順地到達行程端。結果，能夠避免回彈現象的發生，並且使氣體缸的回應性提升。
再者，閥體92因彈簧構件94的彈推力及收容室96的壓力與第一壓力室之壓力之平衡(差壓)而進行位移，藉此使排出流路90切換成連通狀態或阻斷狀態。藉此，構成為不須要對閥體92的手動調整。結果，排出流路90為連通狀態時，能夠因應第一壓力室之壓力的大小而使閥體92的開度漸漸地變化。
從而，本實施型態的氣體缸10可達到能夠自動地調整預定壓，並且不須要對閥體92進行手動調整，能夠抑制回彈現象的發生，並且能夠實現活塞38平順地到達行程端與緩和對活塞38的衝擊。
此情形下，由於孔口部66、78及排出流量調整部68、80設於第一罩(頭罩14或桿罩16)，所以能夠將氣體缸10的構成要素以集中於受限的空間內的方式配置。
再者，供給通路120、132具有：第一內部通路122至第三內部通路126、第一內部通路134至第三內部通路138(內部通路)，該等第一至第三內部通路122至126、134至138係在缸管12內沿著缸室36延伸，一端連通於第二通口，且另一端連通於收容室96。藉此，能夠容易地從第二通口對收容室96供給 氣體。再者，由於第一內部通路122至第三內部通路126、第一內部通路134至第三內部通路138係形成於氣體缸10內，所以不須要將供給通路作外部設置。
再者，於氣體缸10中，第一通口設於第一罩，第二通口設於第二罩。此情形下，排出流路90係由流路70、82(第一流路)、流路72、84(第二流路)、流路98(第三流路)及流路100(第四流路)所構成；該流路70、82(第一流路)係連通於第一壓力室的；該流路72、84(第二流路)係連接於流路70、82的下游側；該流路98(第三流路)係連接於流路72、84的下游側，且比流路72、84的直徑還大；該流路100(第四流路)係連接於流路98，且連通於第一通口的。閥體92係比流路72、84的直徑還大，且一端部配置於流路98。
如此一來，第一壓力室的壓力為小於或等於預定壓時，閥體92藉由彈簧構件94的彈推力及收容室96的壓力而往流路72、84側位移，閥體92的一端部閉塞流路72、84與流路98的連結部分，藉此，阻斷流路72、84與流路98的連通狀態。另一方面，第一壓力室的壓力超過前述預定壓時，閥體92因第一壓力室的壓力而抵抗彈推力及收容室96的壓力而往流路98位移，藉此使閥體92的一端部自連結部分分離，而流路72、84與流路98連通。
藉此，能夠容易地實現能夠有效地抑制回彈現象的發生，並且使活塞38平順地到達行程端。
再者，於閥體92之一端部的該連結部分的部位形成有自流路98朝向流路72、84縮徑的推拔118。藉此，閥體92因應氣體的壓力而位移時，能夠將閥體92的開度漸漸地變化。
再者，孔口部66、78具有孔口74、86，該孔口74、86係將從第一壓力室經由流路70、82及流路72、84而流通的氣體往第一通口排出。藉此， 能夠減少第一罩(頭罩14或桿罩16)內的流路的數目，並且容易進行該第一罩的加工。
再者，由於將閥體92設成線軸式的閥體，所以可將閥體92之另一端部收容於收容室96，藉此，能夠以良好效率地進行排出流路90的連通或阻斷。
再者，收容室96與外部連通，並且藉由蓋部110而被閉塞，且於蓋部110與閥體92之間介設有彈簧構件94。藉此，能夠容易地將彈簧構件94配置於第一罩內。
再者，於第一罩形成有一端連通於流路72、84而另一端連通至外部的孔106。孔106供套筒107、108插入，且於套筒107、108的內側可滑動地配置有閥體92。此情形下，孔106係被蓋部110而閉塞，藉此孔106之蓋部110側的部分形成作為收容室96。並且，孔106之流路72、84側的部分形成作為流路98。
藉此，能夠容易地形成流路98及收容室96。再者，於孔106插入套筒107、108，藉此利用套筒107、108來吸收孔106的加工精度。結果，能夠使閥體92平順地滑動於套筒107、108的內側。
再者，閥體92的外周面設有滑接於套筒107、108之內周面的密封構件112。藉此，能夠確實地將流路98與收容室96之間予以密封，並且能夠謀求包含閥體92之氣體缸10的長使用壽命化。
再者，孔口部66、78及排出流量調整部68、80係在第一罩內以整合在相對於活塞桿20的一方的側部的方式配置。藉此，能夠將第一罩之四個面之中的三個面設為氣體缸10的安裝面。結果，能夠將複數部氣體缸10集中配 置於受限的空間內。再者，達到能夠容易製造氣體缸10。而且，能夠實現在與現有製品之間具有外觀尺寸之互換性的氣體缸10。
再者，彈簧構件94係對閥體92之另一端部進行彈推的彈簧構件。藉此，能夠謀求氣體缸10的低成本化。
此外，本發明不限於上述的實施型態，當然可根據本說明書的記載內容而採行各種各式的構成。
12:缸管
16:桿罩
18:氣體缸本體
34:桿側通口
36:缸室
42:桿側壓力室
46:桿側緩衝銷
54:桿罩室
56:貫通孔
58:緩衝墊圈
60:頭側緩衝機構
62:桿側緩衝機構
64:連通阻斷部
66:孔口部
68:排出流量調整部
70,72:流路
74:孔口
76:連通阻斷部
78:孔口部
80:排出流量調整部
82:流路
84:流路
86:孔口
90:排出流路
92:閥體
94:彈簧構件
96:收容室
98,100:流路
102:通路
104:鋼球
106:孔
107,108:套筒
110:蓋部
112:密封構件
114,116:凹部
118:推拔
126:第三內部通路
138:第三內部通路

Claims (12)

  1. 一種氣體缸(10)，係具備：
    缸管(12)，係於內部形成有缸室(36)；
    第一罩(14,16)，係閉塞前述缸管之一端；
    第二罩(14,16)，係閉塞前述缸管之另一端；
    活塞(38)，係將前述缸室劃分成前述第一罩側的第一壓力室(40,42)與前述第二罩側的第二壓力室(40,42)，且滑動於前述缸室；
    活塞桿(20)，係連結於前述活塞；
    第一通口(32,34)，係對前述第一壓力室進行氣體的供給及排放；
    第二通口(32,34)，係對前述第二壓力室進行氣體的供給及排放；及
    緩衝機構(60,62)，係至少前述活塞於前述第一罩側之行程端停止時，對該活塞的移動進行制動；其中，
    前述緩衝機構係具有：
    連通阻斷部(64,76)，係於前述活塞接近前述行程端時，阻斷前述第一壓力室與前述第一通口的連通狀態；
    孔口部(66,78)，係進行前述第一壓力室之氣體的排出；及
    排出流量調整部(68,80)，係與前述孔口部共同運作而從前述第一壓力室排出氣體；
    前述排出流量調整部係具有：
    排出流路(90)，係用以進行前述第一壓力室之氣體的排出；
    閥體(92)，係進行前述排出流路的連通或阻斷；
    彈性體(94)，係將前述閥體的基端部彈推而使前述閥體位移，藉此以前述閥體的前端部阻斷前述排出流路；及
    氣體收容部(96)；
    前述氣體缸更具備供給通路(120,132)，該供給通路(120,132)係用以將供給至前述第二通口的氣體之一部分供給至前述氣體收容部；
    前述第一壓力室的壓力為小於或等於根據前述彈性體的彈推力與前述氣體收容部的壓力而得的預定壓時，前述閥體藉由前述彈推力與前述氣體收容部的壓力而阻斷前述排出流路；
    前述第一壓力室的壓力為超過前述預定壓時，前述閥體藉由前述第一壓力室的壓力而抵抗前述彈推力及前述氣體收容部的壓力而位移，使前述排出流路連通。
  2. 如請求項1所述之氣體缸，其中，前述孔口部及前述排出流量調整部係設於前述第一罩。
  3. 如請求項2所述之氣體缸，其中，前述供給通路具有內部通路(122至126、134至138)，該內部通路係在前述缸管內沿著前述缸室延伸，一端連通於前述第二通口，且另一端連通於前述氣體收容部。
  4. 如請求項2或3所述之氣體缸，其中，
    前述第一通口係設於前述第一罩；
    前述第二通口係設於前述第二罩；
    前述排出流路係由第一流路(70、82)、第二流路(72、84)、第三流路(98)及第四流路(100)所構成；該第一流路(70、82)係連通於前述第一壓力室；該第二流路(72、84)係連接於前述第一流路的下游側；該第三流路(98)係連接於前述第二流路的下游側，且比前述第二流路的直徑還大；該第四流路(100)係連接於前述第三流路，且連通於前述第一通口；
    前述閥體係比前述第二流路的直徑還大，且前端部配置於前述第三流路；
    前述第一壓力室的壓力為小於或等於前述預定壓時，前述閥體藉由前述彈推力及前述氣體收容部的壓力而往前述第二流路側位移，前述閥體的前端部閉塞前述第二流路與前述第三流路的連結部分，藉此阻斷前述第二流路與前述第三流路的連通狀態；
    前述第一壓力室的壓力為超過前述預定壓時，前述閥體因前述第一壓力室的壓力而抵抗前述彈推力及前述氣體收容部的壓力而往前述第三流路位移，藉此使前述閥體的前端部自前述連結部分分離，而前述第二流路與前述第三流路連通。
  5. 如請求項4所述之氣體缸，其中，於前述閥體之前端部的前述連結部分的部位係形成有自前述第三流路朝向前述第二流路縮徑的推拔(118)。
  6. 如請求項4所述之氣體缸，其中，前述孔口部係具有孔口(74,86)，該孔口係將從前述第一壓力室經由前述第一流路及前述第二流路流動的氣體排出至前述第一通口。
  7. 如請求項4所述之氣體缸，其中，
    前述閥體係線軸式的閥體；
    前述氣體收容部係可收容前述閥體的基端部。
  8. 如請求項7所述之氣體缸，其中，
    前述氣體收容部係與外部連通，並且藉由蓋部(110)而被閉塞；
    於前述蓋部與前述閥體之間介設有前述彈性體。
  9. 如請求項8所述之氣體缸，其中，
    於前述第一罩形成有一端連通於前述第二流路而另一端連通至外部的孔(106)；
    前述孔供套筒(107、108)插入；
    於前述套筒的內側係可滑動地配置著前述閥體；
    前述孔被前述蓋部閉塞，藉此前述孔之前述蓋部側的部分形成作為前述氣體收容部，前述孔之前述第二流路側的部分形成作為前述第三流路。
  10. 如請求項9所述之氣體缸，其中，於前述閥體的外周面係設有滑接於前述套筒之內周面的密封構件(112)。
  11. 如請求項2或3所述之氣體缸，其中，前述孔口部及前述排出流量調整部係在第前述一罩內以整合在相對於前述活塞桿的一方的側部的方式配置。
  12. 如請求項1至3中任一項所述之氣體缸，其中，前述彈性體係對前述閥體之基端部進行彈推的彈簧構件。
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Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6808186B1 (ja) * 2019-09-20 2021-01-06 Smc株式会社 ガスシリンダ

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3224817A (en) * 1962-08-13 1965-12-21 Carter Controls Inc Cylinder and piston arrangement
FR1343760A (fr) * 1962-10-13 1963-11-22 Cie Parisienne Outil Air Compr Vérins à amortissement
BE793149A (fr) * 1971-12-27 1973-06-21 Westinghouse Bremsen Apparate Dispositif d'amortissement de fin de course
US4088061A (en) * 1973-11-07 1978-05-09 Kurt Stoll Piston/cylinder assemblies
US3974910A (en) * 1975-02-28 1976-08-17 Papai Imre F Fluid cylinder decelerating means
FR2425008A1 (fr) * 1978-05-05 1979-11-30 Climax France Sa Dispositif de controle de la deceleration et/ou de l'acceleration d'un element mobile suivant un mouvement alternatif rectiligne de va-et-vient, au voisinage d'au moins un des points morts de fin de course de l'element mobile
JPS61141804U (zh) 1985-02-22 1986-09-02
JPS62177904U (zh) * 1986-04-30 1987-11-12
JPS638405U (zh) 1986-07-03 1988-01-20
SE467424B (sv) * 1990-11-09 1992-07-13 Mecman Ab Anordning foer aendlaegesdaempning och hastighetsreglering av roerelsen hos en kolv i en tryckmediecylinder
JPH06341411A (ja) 1993-06-02 1994-12-13 Matsui Mfg Co 緩衝機能を備えたエアシリンダ
KR200140863Y1 (ko) * 1996-05-27 1999-04-15 김장호 에어실린더
US6038956A (en) * 1998-04-02 2000-03-21 Lane; Norman Dynamic pressure regulator cushion
JP3466121B2 (ja) 1998-11-06 2003-11-10 Ｓｍｃ株式会社 クッション機構付空気圧シリンダ
ITMI20012137A1 (it) * 2001-10-16 2003-04-16 Luciano Migliori Cilindro pneumatico a corsa variabile
JP4054990B2 (ja) * 2003-03-07 2008-03-05 Ｓｍｃ株式会社 シリンダ装置
JP4378627B2 (ja) * 2004-03-30 2009-12-09 Ｓｍｃ株式会社 エアサーボシリンダ
DE102005032853B3 (de) * 2005-07-14 2007-02-08 Norgren Gmbh Arbeitszylinder mit Endlagendämpfung
EP1998054B1 (de) * 2007-05-24 2014-08-13 Parker Origa Holding AG Pneumatikzylinder mit einer selbsteinstellenden Endlagendämpfung und entsprechendes Verfahren
CN104832488A (zh) * 2014-12-12 2015-08-12 北汽福田汽车股份有限公司 一种气缸和包括该气缸的泵车疲劳试验装置
JP6551740B2 (ja) * 2015-10-28 2019-07-31 Smc株式会社 流体制御弁
JP6751916B2 (ja) * 2018-03-23 2020-09-09 Smc株式会社 流体圧シリンダ
JP6914477B2 (ja) * 2018-09-12 2021-08-04 Smc株式会社 流体圧シリンダ
WO2020054320A1 (ja) * 2018-09-13 2020-03-19 Smc株式会社 流体圧シリンダ

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