(57)【要約】【課題】エアクッション機構を備えた空気圧シリンダにおいて、ピストンを任意の設定位置で緩衝的に停止させることを可能にする。【解決手段】ボディ２の外側に設置されるクッション構造体２１と、ピストンと一体的に移動するテーブル１４に上記クッション構造体２１に対してピストンの摺動方向に対向配置されるクッション構造体３１とを備える。クッション構造体２１にはクッションロッド２３を位置調整可能に螺挿し、他方のクッション構造体３１には該クッションロッド２３に対向して開口するロッド嵌入孔３３を設け、該ロッド嵌入孔の口部に、クッションロッドが嵌入したときに該ロッドとの間をシールするクッションパッキンを設けると共に、該ロッド嵌入孔内を流量調整可能な絞り弁３５を通して外部に連通させ、ロッド嵌入孔内に封じ込められた圧縮空気によりピストンを緩衝的に停止させる。【選択図】図２
2010281368.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ボディのシリンダ室内に摺動自在に嵌挿されたピストンを備える空気圧シリンダにおいて、
上記ボディの外側に設置されるボディ側のクッション構造体と、上記ピストンと一体的に移動するように連結されて上記ボディ側のクッション構造体に対して該ピストンの摺動方向に対向配置されるピストン側のクッション構造体とを備え、
上記クッション構造体の一方に、他方のクッション構造体に向けて突出するクッションロッドを設けると共に、上記他方のクッション構造体に、上記クッションロッドに対向して開口するロッド嵌入孔を設け、上記ロッド嵌入孔に、その口部に上記クッションロッドが嵌入したときに該ロッドとの間をシールするクッションパッキンを設けると共に、該ロッド嵌入孔内を流量調整可能な絞りを通して外部に連通させる絞り弁を設けて、ピストンを緩衝的に停止させるエアクッション機構を構成させ、
上記クッションロッド及び／またはロッド嵌入孔の設置位置をピストンの摺動方向に調整可能にして、上記クッションロッドがロッド嵌入孔の内端まで嵌入するときのピストン位置を任意に設定可能に構成した、
ことを特徴とする空気圧シリンダのエアクッション機構。
【請求項２】
クッションロッドがロッド嵌入孔の内端まで嵌入したときのピストン位置の設定を、上記クッションロッドを設けたクッション構造体上における該クッションロッドの軸線方向の位置調整、または、上記一対のクッション構造体の少なくとも一方の取付位置を他方に対して上記ピストンの摺動方向に移動させる位置調整で行うように構成した、
ことを特徴とする請求項１に記載の空気圧シリンダのエアクッション機構。
【請求項３】
上記ボディ側のクッション構造体及びピストン側のクッション構造体を、それぞれボディ及びピストンに固定的に取り付け、一方のクッション構造体にクッションロッドを位置調整自在に螺挿した、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の空気圧シリンダのエアクッション機構。
【請求項４】
クッションロッドの先端に設けたダンパー装着孔に、ロッド嵌入孔の内端へのクッションロッドの衝突力を緩和し、かつ、該クッションロッドのストローク端において上記ダンパー装着孔内に没入する粘弾性体製のダンパーを装着した、
ことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の空気圧シリンダのエアクッション機構。
【請求項５】
上記クッションパッキンを、ロッド嵌入孔からの空気の流出は阻止するが、外部からの空気の流入は許容するチェック弁機能を持ったパッキンにより形成した、
ことを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の空気圧シリンダのエアクッション機構。
【請求項６】
上記シリンダ室内を摺動する上記ピストンに連結して該シリンダ室から外部に導出したピストンロッドに、上記ボディ上にピストンの摺動方向と平行に設置したガイドに沿って摺動自在のテーブルを連結し、該テーブルにピストン側のクッション構造体を取り付けた、
ことを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の空気圧シリンダのエアクッション機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、空気圧シリンダにおいてピストンを任意の設定位置で緩衝的に停止させることを可能にしたエアクッション機構に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、空気圧シリンダにおけるピストンを緩衝的に停止させるためのエアクッション機構として、例えば特許文献１にも開示されているように、排気側圧力室内に一時的に残留させる圧縮空気によりピストンにクッション作用を付与するようにしたものは、周知である。この種のエアクッション機構は、シリンダ室における排気側圧力室を、ピストンストロークの終端付近において絞り弁を介して大気に開放させるようにし、それによって排気側圧力室に一時的に排気を封じ込めることにより、ピストンを緩衝的に停止させるものである。そして、排気側圧力室に残留する空気の圧縮性を利用してストロークエンドにおける衝撃を吸収させるため、大きな衝撃吸収能力を発揮させ得る点で有利なものである。
【０００３】
上記エアクッション機構としては、ピストンストロークの終端付近において、それまでシリンダ室からの圧縮空気の排出を行っていた主排気系を、排気側圧力室から絞り弁を通して大気に排出させるクッション排気系に切り換える手段を備えることになるが、この切り換えのための手段としては、上記ピストンストロークの終端付近において、ピストンの先端に設けたクッションリングを、シリンダのヘッドカバー内に形成した上記主排気系を有する凹部における口部のクションパッキンに嵌入させ、それによって上記主排気系を閉じ、排気側圧力室内に開口するクッション排気系を通して該圧力室内に封じ込めた圧縮空気を徐々に外部に排出させる機構が多用されている。
【０００４】
これに対し、上記特許文献１に開示のものでは、ピストンストロークの終端付近において上記主排気系をクッション排気系に切り換える手段としてのバイパス開閉弁を、ボディ（本体）の外側に設けたクッションユニット内に設け、そのバイパス開閉弁を、ピストンと同期して駆動されるテーブル上のストッパプレートに設けたストローク調整ボルトにより動作させるようにしている。
【０００５】
しかしながら、いずれにしても、この種の従来のエアクッション機構では、ピストンストロークの終端付近で上記主排気系をクッション排気系に切り換えるものであるため、ピストンのクッション動作開始位置は調整できるとしても、ピストンの最終的な停止位置はボディのストロークエンド付近の構造に基づいて設定され、ボディの内部構造を変更しない限り、緩衝的に停止させるピストンの停止位置を任意に設定することはできない。
また、上記従来のエアクッション機構は、ボデイの内部構造によってピストンを緩衝的に停止させるように構成しているので、エアクッション機構を備えていない空気圧シリンダにおけるピストンを緩衝的に停止させるには、衝撃吸収能力が比較的小さい粘弾性体からなるダンパーを利用することしか考えられなかった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−４６５００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の技術的課題は、空気圧シリンダに設けたエアクッション機構において、ピストンを任意の設定位置で緩衝的に停止させることを可能にすることにある。
本発明の他の技術的課題は、シリンダの排気側圧力室に残留する空気の圧縮性を利用することなく、空気圧シリンダの給排気系とは独立したエアクッション機構により衝撃吸収機能を発揮させ、それによって、エアクッション機構を備えていない既存の空気圧シリンダにおいても、大きな衝撃吸収能力を発揮するエアクッション機構を適用可能にすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明によれば、ボディのシリンダ室内に摺動自在に嵌挿されたピストンを備える空気圧シリンダにおいて、上記ボディの外側に設置されるボディ側のクッション構造体と、上記ピストンと一体的に移動するように連結されて上記ボディ側のクッション構造体に対して該ピストンの摺動方向に対向配置されるピストン側のクッション構造体とを備え、上記クッション構造体の一方に、他方のクッション構造体に向けて突出するクッションロッドを設けると共に、上記他方のクッション構造体に、上記クッションロッドに対向して開口するロッド嵌入孔を設け、上記ロッド嵌入孔に、その口部に上記クッションロッドが嵌入したときに該ロッドとの間をシールするクッションパッキンを設けると共に、該ロッド嵌入孔内を流量調整可能な絞りを通して外部に連通させる絞り弁を設けて、ピストンを緩衝的に停止させるエアクッション機構を構成させ、上記クッションロッド及び／またはロッド嵌入孔の設置位置をピストンの摺動方向に調整可能にして、上記クッションロッドがロッド嵌入孔の内端まで嵌入するときのピストン位置を任意に設定可能に構成したことを特徴とする空気圧シリンダのエアクッション機構が提供される。
【０００９】
本発明に係る空気圧シリンダのエアクッション機構の好ましい実施形態においては、上記クッションロッドがロッド嵌入孔の内端まで嵌入したときのピストン位置の設定を、上記クッションロッドを設けたクッション構造体上における該クッションロッドの軸線方向の位置調整、または、上記一対のクッション構造体の少なくとも一方の取付位置を他方に対して上記ピストンの摺動方向に移動させる位置調整で行うように構成される。この場合に、上記ボディ側のクッション構造体及びピストン側のクッション構造体を、それぞれボディ及びピストンに固定的に取り付け、一方のクッション構造体にクッションロッドを位置調整自在に螺挿するのが簡便である。
【００１０】
本発明に係るエアクッション機構の他の好ましい実施形態においては、クッションロッドの先端に設けたダンパー装着孔に、ロッド嵌入孔の内端へのクッションロッドの衝突力を緩和し、かつ、該クッションロッドのストローク端において上記ダンパー装着孔内に没入する粘弾性体製のダンパーが装着され、これにより、ストローク端におけるクッションロッドの衝突力を一層緩和しながら、その停止位置を安定化させることができる。
また、上記クッションパッキンを、ロッド嵌入孔からの空気の流出は阻止するが、外部からの空気の流入は許容するチェック弁機能を持ったパッキンにより形成し、クッションロッドの復帰を迅速化することができる。
【００１１】
更に、本発明の他の好ましい実施形態においては、シリンダ室内を摺動する上記ピストンに連結して該シリンダ室から外部に導出したピストンロッドに、上記ボディ上にピストンの摺動方向と平行に設置したガイドに沿って摺動自在のテーブルを連結し、該テーブルにピストン側のクッション構造体が取り付けられる。
【発明の効果】
【００１２】
以上に詳述した本発明の空気圧シリンダのエアクッション機構によれば、ピストンを任意の設定位置で緩衝的に停止させることを可能にしたエアクッション機構を得ることができ、また、シリンダの排気側圧力室に残留する空気の圧縮性を利用することなく、空気圧シリンダの給排気系とは独立したエアクッション機構により衝撃吸収機能を発揮させるようにしたので、エアクッション機構を備えていない既存の空気圧シリンダにおいても、大きな衝撃吸収能力を発揮するエアクッション機構を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明に係る空気圧シリンダのエアクッション機構の実施例を示す部分破断平面図である。
【図２】上記実施例の要部を断面で示す平面図である。
【図３】図１の左側面図である。
【図４】同部分断面によって示す右側面図である。
【図５】上記実施例における絞り弁の拡大断面図である。
【図６】上記実施例におけるクッションロッドの先端に設けたダンパーの拡大断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
図１〜図６は、本発明に係るエアクッション機構を備えた空気圧シリンダの実施の一例を示している。この空気圧シリンダ１は、図２に明瞭に示すように、ボディ２内に平行する一対の孔３，３を並設して、それらの一端をヘッド側閉栓４で閉じると共に、それらの他端にロッド側軸受け５を嵌着固定することにより、シリンダ室６を形成し、そのシリンダ室６内に嵌挿されて圧縮空気により駆動されるピストン７を備え、該ピストン７に連結したピストンロッド８を、上記ロッド側軸受け５に気密に挿通して外部に導出している。上記ピストン７を駆動する圧縮空気は、ボディ２の一側に設けた各給排ポート９Ａ，９Ｂから一方のシリンダ室６におけるピストン７で区画された圧力室６Ａ，６Ｂに給排され、一対の孔３間の隔壁に設けた連通孔１０を通して他方のシリンダ室６における圧力室６Ａ，６Ｂに給排されるものである。
【００１５】
また、上記一対のシリンダ室６内を摺動する上記ピストン７に連結して、該シリンダ室６から外部に導出されている一対のピストンロッド８は、それらの導出端を単一の連結プレート１２に連結し、該連結プレート１２には、上記ボディ２上にピストン７の摺動方向と平行に設置したガイド１３に沿って摺動自在のテーブル１４を連結している。該テーブル１４は、その表面に工具やワーク等の負荷を固定可能にしたものである。
【００１６】
この空気圧シリンダ１におけるピストン７を緩衝的に停止させ、それにより、ストロークエンドでテーブル１４上の負荷に与える衝撃を緩和するためのエアクッション機構２０は、上記ボディ２の外側に設置されるボディ側のクッション構造体２１と、上記ピストン７と一体的に移動するように上記テーブル１４に固定されたピストン側のクッション構造体３１とにより構成し、上記ピストン側のクッション構造体３１は、以下において詳述するような態様で、上記ボディ側のクッション構造体２１に対してピストン７の摺動方向に対向配置されている。
【００１７】
上記ボディ側のクッション構造体２１は、ボディ２に固定的に取り付けた支持台２２に対し、ピストン側のクッション構造体３１に向けてピストン７の摺動方向に突出するクッションロッド２３を、その突出位置を調整できるように螺挿し、ロックナット２４によってその螺挿位置を安定的に保持できるように構成している。
【００１８】
一方、上記ピストン側のクッション構造体３１においては、上記テーブル１４にボルト３２ａで固定的に取り付けた支持台３２に、上記クッションロッド２３に対向して開口するロッド嵌入孔３３を設け、該ロッド嵌入孔３３の口部に、上記クッションロッド２３が嵌入したときに該クッションロッド２３との間をシールするクッションパッキン３４を設けると共に、上記支持台３２上に、該ロッド嵌入孔３３内を流量調整可能な絞りを通して外部に連通させる絞り弁３５を設けている。
【００１９】
上記クッションパッキン３４は、図１に示すように、ロッド嵌入孔３３内からの空気の流出は阻止するが、外部からロッド嵌入孔３３内への空気の流入は許容するチェック弁機能を持ったＹ型のパッキンにより形成したものであり、これによりクッションロッド２３がロッド嵌入孔３３から抜け出す方向の復帰を迅速化できるようにしている。
また、上記絞り弁３５は、図５に示すように、弁座部３６に対向する弁部３８を備えた螺挿弁体３７を、ロックナット３９で固定できるようにし、該ロックナット３９を弛めて螺挿弁体３７の弁部３８の位置調整をすることにより、流出流量を調整可能にした周知のものである。
【００２０】
一方、図６に拡大して示すように、上記クッションロッド２３の先端には、ダンパー装着孔２５設け、該ダンパー装着孔２５に軟質合成樹脂等からなる粘弾性体製のダンパー２６を圧嵌し、該ダンパー２６の係止鍔部２６ａにより脱出を抑制して装着している。このダンパー２６は、テーブル１４の移動に伴ってロッド嵌入孔３３へクッションロッド２３が嵌入するとき、該ロッド嵌入孔３３の内端へのクッションロッド２３の先端の衝突力を緩和し、かつ、該クッションロッド２３のストローク端においては、該クッションロッド２３の押圧力によりその全体が上記ダンパー装着孔２５内に没入し、これによりストローク端におけるクッションロッドの衝突力を一層緩和しながら、クッションロッド２３自体の先端面２３ａがロッド嵌入孔３３の内端に接して位置決めされ、その停止位置を安定化させることができるものである。
【００２１】
上記構成を有する空気圧シリンダのエアクッション機構２０によれば、圧力室６Ａ，６Ｂへの圧縮空気の給排によりクッションロッド２３がロッド嵌入孔３３に嵌入する方向にピストン７を駆動し、該クッションロッド２３がロッド嵌入孔３３に嵌入を開始すると、該ロッド嵌入孔３３の口部に設けたクッションパッキン３４によりクッションロッド２３の外周面との間がシールされるので、該ロッド嵌入孔３３の内部の空気がそこに閉じこめられ、クッションロッド２３のロッド嵌入孔３３への嵌入が更に進行すると、絞り弁３５を通して該ロッド嵌入孔３３内の空気の一部が流出するにしても、該ロッド嵌入孔３３内の空気圧が昇圧してクッションロッド２３に制動力を与え、結果的にピストン７及びそれに連結されているテーブル１４を緩衝的に停止させることができる。
【００２２】
ピストン７及びそれに連結されているテーブル１４を緩衝的に停止させる位置を変更する場合には、支持台２２に螺挿しているクッションロッド２３を、ロックナット２４を弛めた上でその突出位置を調整し、再びロックナット２４によってその螺挿位置を安定的に保持させればよい。
また、クッションロッド２３のストローク端においては、前述したように、クッションロッド２３の先端のダンパー装着孔２５内に設けたダンパー２６によりクッションロッドの衝突力が緩和され、最終的には、クッションロッド２３自体の先端面２３ａがロッド嵌入孔３３の内端に接して位置決めされる。
【００２３】
図示した実施例では、ボディ側のクッション構造体２１にクッションロッド２３を設け、ピストン側のクッション構造体３１に上記クッションロッド２３が嵌入するロッド嵌入孔３３を設けているが、クッションロッド２３及びロッド嵌入孔３３の設置がその逆であっても差し支えない。
【００２４】
また、上記実施例では、ボディ側のクッション構造体２１及びピストン側のクッション構造体３１を、それぞれ、ボディ２及びピストン７と連結されているテーブル１４に対して固定的に取り付けるものとし、一方のクッション構造体にクッションロッド２３を位置調整自在に螺挿することにより、クッションロッド２３がロッド嵌入孔３３の内端まで嵌入したときのピストン位置の調整を行うようにしているが、上記一対のクッション構造体２１，３１の少なくとも一方のボディまたはテーブル１４に対する取付位置を、他方に対して上記ピストン７の摺動方向に移動させ得るように構成し、それらの位置調整で、クッションロッド２３がロッド嵌入孔３３の内端まで嵌入したときのピストン位置の調整を行うように構成することもできる。この場合に、上記クッションロッド２３を一方のクッション構造体に位置調整自在に螺挿したものとしても、あるいは、該クッション構造体に固定的に設けたものとしても差し支えない。
【００２５】
要は、上記クッションロッド２３及び／またはロッド嵌入孔３３の設置位置を、ピストン７の摺動方向に調整可能にして、上記クッションロッド２３がロッド嵌入孔３３の内端まで嵌入するときのピストン位置を任意に設定可能に構成することができる。
また、上記実施例では、ピストン７の１方向への駆動時において該ピストンを緩衝的に停止させるエアクッション機構について説明したが、ピストン７の双方向への駆動に対してそれを緩衝的に停止させるように、一対のクッション構造体２１，３１を逆向きにも設置することができる。
【００２６】
更に、上記エアクッション機構２０によれば、従来のシリンダのように、排気側圧力室に残留する空気の圧縮性を利用することなく、空気圧シリンダの給排気系とは独立したエアクッション機構により衝撃吸収機能を発揮させるので、エアクッション機構を備えていない既存の空気圧シリンダやロッドレスシリンダに対しても、上述した一対のクッション構造体２１，３１をボデイ側とピストン側に取り付けることにより、それらの空気圧シリンダに大きな衝撃吸収能力を発揮するエアクッション機構を適用することができる。
【符号の説明】
【００２７】
１    空気圧シリンダ
２    ボディ
６    シリンダ室
７    ピストン
８    ピストンロッド
１３    ガイド
１４    テーブル
２０    エアクッション機構
２１，３１    クッション構造体
２３    クッションロッド
２５    ダンパー装着孔
２６    ダンパー
３３    ロッド嵌入孔
３４    クッションパッキン
３５    絞り弁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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