(57)【要約】【課題】ピストンのストローク全域における変位速度を制御するとともに、シリンダの長手方向の小型化を図る。【解決手段】第１および第２圧力流体ポート１２、１４を有するシリンダボディ１６と、その内部に軸線方向に沿って変位自在に設けられるピストン２２と、ピストン２２と一体的に連結されるロッド本体６０と、シリンダボディ１６の一端部のエンドプラグ１８に連結される円筒状の円筒体４４と、シリンダボディ１６の他端部のロッドエンド６２に連結され、前記円筒体４４の内部に挿通自在に設けられるシャフト部材６４と、円筒体４４の外周面に形成される第１切欠溝４６と、シャフト部材６４の外周面に形成される第２切欠溝７２とを備える。【選択図】図１
2004011855.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
カバー部材によって閉塞されたシリンダ室が設けられ、前記シリンダ室に対して圧力流体を供給する一組のポートを有するシリンダボディと、前記シリンダボディに内装され、前記シリンダ室内を軸線方向に沿って変位するピストンと、前記ピストンに一体的に連結されるピストンロッドとを有するシリンダにおいて、
前記シリンダボディの内部に配設され、前記カバー部材に前記ピストンロッドと略平行に連結される円筒体と、
前記ピストンロッドの内部に略平行に連結され、前記円筒体の内部を挿通自在に配設されるシャフト部材と、
前記円筒体の外周面に軸線方向に沿って形成される第１切欠溝と、
前記シャフト部材の外周面に軸線方向に沿って形成される第２切欠溝と、
前記円筒体の外周面を囲繞する第１シール部材と、
前記シャフト部材の外周面を囲繞する第２シール部材と、
を備え、
前記円筒体の外周面を前記第１シール部材で囲繞した際、前記第１切欠溝によって前記ポートと前記シリンダ室との間を流通する圧力流体の流量が制御され、および／または前記シャフト部材の外周面を前記第２シール部材で囲繞した際、前記第２切欠溝によって前記ポートと前記シリンダ室との間を流通する圧力流体の流量が制御されることを特徴とする速度制御機構付シリンダ。
【請求項２】
カバー部材によって閉塞されたシリンダ室が設けられ、前記シリンダ室に対して圧力流体を供給する一組のポートを有するシリンダボディと、前記シリンダボディに内装され、前記シリンダ室内を軸線方向に沿って変位するピストンと、前記ピストンに一体的に連結されるピストンロッドとを有するシリンダにおいて、前記シリンダボディの内部に配設され、前記カバー部材に前記ピストンロッドと略平行に連結される円筒体と、
前記ピストンロッドの内部に略平行に連結され、前記円筒体の内部を挿通自在に配設されるシャフト部材と、
前記シャフト部材の外周面に軸線方向に沿って形成される切欠溝と、
前記シャフト部材の外周面を囲繞するシール部材と、
を備え、
前記シャフト部材の外周面を前記シール部材で囲繞した際、前記切欠溝によって前記ポートと前記シリンダ室との間を流通する圧力流体の流量が制御されることを特徴とする速度制御機構付シリンダ。
【請求項３】
カバー部材によって閉塞されたシリンダ室が設けられ、前記シリンダ室に対して圧力流体を供給する一組のポートを有するシリンダボディと、前記シリンダボディに内装され、前記シリンダ室内を軸線方向に沿って変位するピストンと、前記ピストンに一体的に連結されるピストンロッドとを有するシリンダにおいて、
前記シリンダボディの内部に配設され、前記カバー部材に前記ピストンロッドと略平行に連結される円筒体と、
前記円筒体の外周面に軸線方向に沿って形成される切欠溝と、
前記円筒体の外周面を囲繞するシール部材と、
を備え、
前記円筒体の外周面を前記シール部材で囲繞した際、前記切欠溝によって前記ポートと前記シリンダ室との間を流通する圧力流体の流量が制御されることを特徴とする速度制御機構付シリンダ。
【請求項４】
請求項１記載の速度制御機構付シリンダにおいて、前記第１切欠溝および／または第２切欠溝は、その溝の深さがピストンロッドからピストンの方向に向かって徐々に深くなるように形成されることを特徴とする速度制御機構付シリンダ。
【請求項５】
請求項１記載の速度制御機構付シリンダにおいて、
前記第１切欠溝および／または第２切欠溝は、円筒体および／またはシャフト部材の軸線方向に沿った中央部に向かって溝の深さが徐々に深くなるように形成されることを特徴とする速度制御機構付シリンダ。
【請求項６】
請求項１記載の速度制御機構付シリンダにおいて、
前記第１切欠溝および／または第２切欠溝は、複数の異なる深さの溝が多段状に形成されることを特徴とする速度制御機構付シリンダ。
【請求項７】
請求項２または３記載の速度制御機構付シリンダにおいて、前記切欠溝の溝の深さは、ピストンロッドからピストンの方向に向かって徐々に深くなるように形成されることを特徴とする速度制御機構付シリンダ。
【請求項８】
請求項２または３記載の速度制御機構付シリンダにおいて、
前記切欠溝は、円筒体および／またはシャフト部材の軸線方向に沿った中央部に向かって溝の深さが徐々に深くなるように形成されることを特徴とする速度制御機構付シリンダ。
【請求項９】
請求項２または３記載の速度制御機構付シリンダにおいて、
前記切欠溝は、複数異なった溝の深さを有する多段状に形成されることを特徴とする速度制御機構付シリンダ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、圧力流体の作用下に駆動する速度制御機構付シリンダに関し、一層詳細には、ピストンがストローク変位する全域において変位速度を自在に変化させることが可能な速度制御機構付シリンダに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、例えば、速度制御機構付シリンダは、シリンダチューブの内部にピストンが軸線方向に沿って摺動自在に設けられ、前記シリンダチューブの両端部には一組のカバー部材が連結されている。前記カバー部材には、それぞれ対向するように中空状の中空孔が一対となって配設され、前記中空孔の内周面には後述するクッションリングの外周面をシールするシール部材が装着されている。
【０００３】
前記ピストンの両端部には、軸線方向に所定長だけ突出したクッションリングがそれぞれ設けられ、該クッションリングはピストンの変位作用下に前記カバー部材の中空孔の内部に挿入される。
【０００４】
クッションリングの外周面には、いわゆるサイン関数溝が軸線方向に沿って形成され、該サイン関数溝はクッションリングのピストンから離間する方向に向かって溝の深さが変化するように形成されている。
【０００５】
一方の流体ポートから供給される圧力流体の作用下にピストンがシリンダ室の軸線方向に沿って加速しながら変位し、一方のカバー部材の中空孔に一方のクッションリングが挿通され、且つ前記クッションリングの外周面がシール部材によってシールされることによりピストンの変位速度が減速する。また、他方の流体ポートから供給される圧力流体の作用下にピストンが軸線方向に沿って反対方向に加速しながら変位し、他方のカバー部材の中空孔に他方のクッションリングが挿通され、且つ前記クッションリングの外周面がシール部材によってシールされることによりピストンの変位速度が再び減速する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、従来技術に係る速度制御機構付シリンダにおいては、ピストンの変位速度を制御することができる範囲は、ピストンの両端面に設けられる一組のクッションリングがカバー部材の中空孔に挿入された状態となる範囲にのみ限られているため、シリンダチューブの略中央部であるカバー部材の間をピストンが変位している際の変位速度を制御することができない。
【０００７】
換言すると、前記ピストンの変位速度は、該ピストンの変位作用下にカバー部材の中空孔の内部にクッションリングが挿入されることによって制御されているため、前記ピストンのクッションリングがカバー部材の中空孔より離間して変位している際において変位速度を制御することができない。
【０００８】
そのため、前記ピストンのストローク範囲の全域を制御可能とするためには、スピードコントローラ等の速度制御機器を別個独立に設け、一組のクッションリング間におけるピストンの変位速度を制御することが考えられる。しかしながら、前記速度制御機器の接続等が煩雑であるとともに、コストがかかるという問題がある。
【０００９】
また、ピストンの変位速度を制御する範囲を広く設定する際、前記ピストンの両端部に設けられたクッションリングの長さを長くする必要がある。
【００１０】
さらに、カバー部材の内部にクッションリングが挿通される中空孔を設ける必要があるため、クッションリングの長さに応じて中空孔が形成されるカバー部材の軸線方向の長さが大きくなる。そのため、クッションリングの長さが長くなるのに伴ってシリンダ全体の長手方向の寸法も大きくなるという不具合がある。
【００１１】
本発明は、前記の種々の不具合等を考慮してなされたものであり、ピストンの軸線方向に沿ったストローク範囲の全域にわたってピストンの変位速度を自在にコントロールすることができ、且つ装置全体の小型化が可能な速度制御機構付シリンダを提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前記の目的を達成するために、本発明は、カバー部材によって閉塞されたシリンダ室が設けられ、前記シリンダ室に対して圧力流体を供給する一組のポートを有するシリンダボディと、前記シリンダボディに内装され、前記シリンダ室内を軸線方向に沿って変位するピストンと、前記ピストンに一体的に連結されるピストンロッドとを有するシリンダにおいて、
前記シリンダボディの内部に配設され、前記カバー部材に前記ピストンロッドと略平行に連結される円筒体と、
前記ピストンロッドの内部に略平行に連結され、前記円筒体の内部を挿通自在に配設されるシャフト部材と、
前記円筒体の外周面に軸線方向に沿って形成される第１切欠溝と、
前記シャフト部材の外周面に軸線方向に沿って形成される第２切欠溝と、
前記円筒体の外周面を囲繞する第１シール部材と、
前記シャフト部材の外周面を囲繞する第２シール部材と、
を備え、
前記円筒体の外周面を前記第１シール部材で囲繞した際、前記第１切欠溝によって前記ポートと前記シリンダ室との間を流通する圧力流体の流量が制御され、および／または前記シャフト部材の外周面を前記第２シール部材で囲繞した際、前記第２切欠溝によって前記ポートと前記シリンダ室との間を流通する圧力流体の流量が制御されることを特徴とする。
【００１３】
本発明によれば、シリンダボディの内部の円筒体の外周面に軸線方向に沿った第１切欠溝を設けるとともに、円筒体の内部を挿通するシャフト部材の外周面に軸線方向に沿った第２切欠溝を設け、前記円筒体の外周面を前記第１シール部材で囲繞した際、前記第１切欠溝によって前記ポートと前記シリンダ室との間を流通する圧力流体の流量が制御され、および／または前記シャフト部材の外周面を前記第２シール部材で囲繞した際、前記第２切欠溝によって前記ポートと前記シリンダ室との間を流通する圧力流体の流量が制御される。従って、ピストンの変位速度を制御するために別個に速度制御機器を設けることなく、シリンダの内部においてピストンのストローク範囲の全域でピストンの変位速度を好適にかつ簡便にコントロールすることができるとともに、コストを削減することができる。
【００１４】
また、シャフト部材をピストンロッドの内部に収納されるように配設するとともに、円筒体がシリンダボディの内部に配設することにより、シリンダボディの長手方向の寸法を抑制することにより小型化することができる。
【００１５】
また、本発明では、カバー部材によって閉塞されたシリンダ室が設けられ、前記シリンダ室に対して圧力流体を供給する一組のポートを有するシリンダボディと、前記シリンダボディに内装され、前記シリンダ室内を軸線方向に沿って変位するピストンと、前記ピストンに一体的に連結されるピストンロッドとを有する速度制御機構付シリンダにおいて、
前記シリンダボディの内部に配設され、前記カバー部材に前記ピストンロッドと略平行に連結される円筒体と、
前記ピストンロッドの内部に略平行に連結され、前記円筒体の内部を挿通自在に配設されるシャフト部材と、
前記シャフト部材の外周面に軸線方向に沿って形成される切欠溝と、
前記シャフト部材の外周面を囲繞するシール部材と、
を備え、
前記シャフト部材の外周面を前記シール部材で囲繞した際、前記切欠溝によって前記ポートと前記シリンダ室との間を流通する圧力流体の流量が制御されることを特徴とする。
【００１６】
本発明によれば、円筒体の内部を挿通自在に設けられるシャフト部材の外周面に軸線方向に沿った切欠溝を設けることにより、前記シャフト部材の外周面を前記シール部材で囲繞した際、前記ポートと前記シリンダ室との間を流通する圧力流体の流量を制御することができる。従って、シリンダの内部においてピストンの変位速度を好適にかつ簡便にコントロールすることができるとともに、コストを削減することができる。
【００１７】
さらに、本発明では、カバー部材によって閉塞されたシリンダ室が設けられ、前記シリンダ室に対して圧力流体を供給する一組のポートを有するシリンダボディと、前記シリンダボディに内装され、前記シリンダ室内を軸線方向に沿って変位するピストンと、前記ピストンに一体的に連結されるピストンロッドとを有する速度制御機構付シリンダにおいて、
前記シリンダボディの内部に配設され、前記カバー部材に前記ピストンロッドと略平行に連結される円筒体と、
前記円筒体の外周面に軸線方向に沿って形成される切欠溝と、
前記円筒体の外周面を囲繞するシール部材と、
を備え、
前記円筒体の外周面を前記シール部材で囲繞した際、前記切欠溝によって前記ポートと前記シリンダ室との間を流通する圧力流体の流量が制御されることを特徴とする。
【００１８】
本発明によれば、シリンダボディの内部の円筒体の外周面に軸線方向に沿った切欠溝を設けることにより、前記円筒体の外周面を前記シール部材で囲繞した際、前記ポートと前記シリンダ室との間を流通する圧力流体の流量を制御することができる。従って、シリンダの内部においてピストンの変位速度を好適にかつ簡便にコントロールすることができるとともに、コストを削減することができる。
【００１９】
さらにまた、前記第１切欠溝および／または第２切欠溝を、その溝の深さがピストンロッドからピストンの方向に向かって徐々に深くなるように形成することにより、前記溝の深さに応じて第１切欠溝および／または第２切欠溝の内部を流通する圧力流体の流量を変化させることができるため、ピストンの軸線方向に沿って変位させる際においてピストンの減速を徐々に行うことによって、より一層円滑にシリンダを変位させることができる。
【００２０】
またさらに、前記第１切欠溝および／または第２切欠溝を円筒体および／またはシャフト部材の軸線方向に沿った中央部に向かって溝の深さが徐々に深くなるように形成することにより、前記溝の深さに応じて第１切欠溝および／または第２切欠溝の内部を流通する圧力流体の流量を変化させることにより、ピストンの軸線方向に沿った初期位置および変位終端位置に接近する際に徐々にピストンの変位速度を減速することができる。
【００２１】
さらに、前記第１切欠溝および／または第２切欠溝が複数の異なる深さの溝の多段状に形成されることにより、前記多段状の溝の深さに応じて第１切欠溝および／または第２切欠溝の内部を流通する圧力流体の流量を変化させることによって、ピストンの変位速度を段階的に制御することができる。
【００２２】
さらにまた、前記切欠溝の溝の深さがピストンロッドからピストンの方向に向かって徐々に深くなるように形成することにより、前記溝の深さに応じて切欠溝の内部を流通する圧力流体の流量を変化させることにより、ピストンの軸線方向に沿って変位させる際においてピストンの加減速を徐々に行うことができ、より一層円滑にシリンダを変位させることができる。
【００２３】
またさらに、前記切欠溝は、円筒体および／またはシャフト部材の軸線方向に沿った中央部に向かって溝の深さが徐々に深くなるように形成することにより、前記溝の深さに応じて切欠溝の内部を流通する圧力流体の流量を変化させることができるため、ピストンの軸線方向に沿った初期位置および変位終端位置に接近する際に徐々にピストンの変位速度を減速することができる。
【００２４】
さらに、前記切欠溝は、複数異なった溝の深さを有する多段状に形成することにより、前記多段状の溝の深さに応じて切欠溝の内部を流通する圧力流体の流量を変化させることができるため、ピストンの変位速度を段階的に制御することができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
本発明に係る速度制御機構付シリンダについて好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。
【００２６】
図１および図２において、参照符号１０は、本発明の第１の実施の形態に係る速度制御機構付シリンダを示す。
【００２７】
速度制御機構付シリンダ１０は、圧力流体が供給される第１および第２圧力流体ポート１２、１４が形成されるシリンダボディ１６と、前記シリンダボディ１６の一端部に装着されるエンドプラグ（カバー部材）１８と、シリンダボディ１６の他端部側に連結されるエンドブロック（カバー部材）２０と、前記シリンダボディ１６の内部に軸線方向に沿って変位自在に配設されるピストン２２と、前記ピストン２２に連結されるロッド部（ピストンロッド）２４とからなる。
【００２８】
シリンダボディ１６の上面には、図示しない圧力流体供給源から該シリンダボディ１６の内部に圧力流体が供給される第１圧力流体ポート１２がエンドプラグ１８側に形成され、同様に、第２圧力流体ポート１４がエンドブロック２０側に形成されている。
【００２９】
シリンダボディ１６の略中央部には、軸線方向に沿って貫通孔２６が形成されている。シリンダボディ１６の一端部側の貫通孔２６にはエンドプラグ１８が挿入され、半径外方向に拡径したフランジ部２８が貫通孔２６の段部３０に係合して所定の位置に位置決めされる。また、エンドプラグ１８を貫通孔２６に挿入した後、貫通孔２６の開口部近傍に形成される環状溝にストッパリング３２を装着することにより前記エンドプラグ１８の脱抜が阻止される。すなわち、エンドプラグ１８は、フランジ部２８とストッパリング３２とによって軸線方向への変位が規制された状態にある。
【００３０】
また、前記エンドプラグ１８の外周面には、環状溝を介して一組のシール部材３４が所定間隔離間して２箇所に装着されているため、貫通孔２６の内部の気密が保持される。エンドプラグ１８の外周面の前記一組のシール部材３４の間には、第１圧力流体ポート１２と連通路３６ａを介して連通する連通溝３８が所定長だけ窪んで環状に形成される。前記連通溝３８はエンドプラグ１８の外周面に沿って形成され、軸線に対して略直交する方向に延在する複数の第１通路４０と連通している。
【００３１】
ピストン２２の一端面と対向するエンドプラグ１８の端面には、環状溝を介して緩衝部材４２ａが装着され、前記緩衝部材４２ａはゴム等の弾性部材から形成されているためピストン２２の変位作用下に該ピストン２２の一端面がエンドプラグ１８の端面に当接する際の衝撃を緩和させることができる。
【００３２】
エンドプラグ１８の略中央部には長尺な円筒体４４の一端部が嵌入され、エンドブロック２０の方向に向かって突出するように一体的に連結されている。前記円筒体４４の外周にはシール部材３４が装着され、エンドプラグ１８の内周面に当接することにより貫通孔２６の内部の気密を保持している。
【００３３】
前記円筒体４４は、図１に示されるように、ピストン２２の一端面が緩衝部材４２ａに当接した初期位置において、ロッドエンド６２の内部側の端面４５と前記円筒体４４の端面とが接触しない長さに設定されている。
【００３４】
円筒体４４の外周には、所定長だけ窪んだ断面略長方形状の第１切欠溝４６が軸線方向に沿って直線状に形成されている（図３参照）。前記第１切欠溝４６の深さは、エンドプラグ１８側（矢印Ｂ方向）に向かって徐々に深くなるように形成されている（図５参照）。なお、前記第１切欠溝４６の幅方向の寸法は一定に形成されている（図３参照）。
【００３５】
また、図１に示されるように、円筒体４４の一端部には、エンドプラグ１８の第１通路４０と連通する第２通路４８が形成され、前記第２通路４８を介して前記第１圧力流体ポート１２から供給された圧力流体が円筒体４４の内部に導入されるように設けられている。
【００３６】
断面略Ｔ字状に形成されるエンドブロック２０は、シリンダボディ１６の他端部側に一体的に連結され、その略中央部にシリンダボディ１６側に突出して形成される突出部５０が貫通孔２６の端部に嵌入されている。前記突出部５０の外周には環状溝を介してシール部材３４が装着され、貫通孔２６の内部の気密を保持している。
【００３７】
ピストン２２は略円筒状に形成され、該ピストン２２の外周面がシリンダボディ１６の貫通孔２６の内周面に沿って摺動するとともに、該ピストン２２の内周面が円筒体４４の外周面より所定間隔離間するように配設されている。すなわち、前記ピストン２２は、第１圧力流体ポート１２または第２圧力流体ポート１４から供給される圧力流体の作用下にシリンダボディ１６の内周面のガイド作用下にシリンダ室として機能する第１および第２の室５２、５４（後述する）の軸線方向に沿って変位する。
【００３８】
また、シリンダボディ１６内の前記ピストン２２の一端面とエンドプラグ１８との間には第１の室５２が形成されるとともに、ピストン２２の他端面とエンドブロック２０の突出部５０の端面との間には第２の室５４が形成される。前記第２の室５４は連通路３６ｂを介して第２圧力流体ポート１４と連通している。
【００３９】
さらに、前記第１の室５２と第１圧力流体ポート１２との間に、流通する圧力流体の流量が所定量だけ絞られる絞り通路５５を連通するように設けてもよい。前記絞り通路５５を流通する圧力流体の流量の絞り作用は、第１圧力流体ポート１２から第１の室５２へと供給される圧力流体の流量を絞るようにしてもよいし、反対に第１の室５２から第１圧力流体ポート１２へと導出される圧力流体の流量を絞るようにしてもよい。なお、前記絞り通路５５の内部を流通する圧力流体の絞り量は、例えば、図示しない調整ねじ等によって外部より任意に調整できるように設けられている。
【００４０】
前記ピストン２２の外周面には、環状溝を介してピストンパッキン５６が装着されるとともに、前記ピストンパッキン５６より所定間隔離間してウエアリング５８が装着され、第１の室５２と第２の室５４との気密をそれぞれ保持している。
【００４１】
また、ピストン２２の内周面には、環状溝を介してチェックパッキン（第１シール部材）５９が円筒体４４の外周面に当接し、後述する第３の室７４から第１の室５２に向かってシールするように装着されているため、後述する第３の室７４と第１の室５２とは円筒体４４の第１切欠溝４６を介してのみ連通した状態となる（図３参照）。すなわち、前記チェックパッキン５９と対峙する位置における前記第１切欠溝４６の深さは、ピストン２２と一体的に変位するチェックパッキン５９の変位位置によって変化するため、第１切欠溝４６を介して第３および第１の室７４、５２の間を流通する圧力流体の流量がそれに伴って変化する。
【００４２】
さらに、ピストン２２の他端面には環状の緩衝部材４２ｂが装着され、前記緩衝部材４２ｂはゴム等の弾性部材から形成されているため、ピストン２２の変位作用下に該ピストン２２の他端面が突出部５０の端面に当接する際の衝撃が緩和される。
【００４３】
前記ピストン２２の略中央部には、エンドブロック２０の方向に向かってロッド部２４のロッド本体６０がねじ部を介して一体的に連結されている。
【００４４】
ロッド部２４は、一端部がピストン２２に一体的に連結される円筒状のロッド本体６０と、該ロッド本体６０の他端部側に一体的に螺合されるロッドエンド６２と、前記ロッドエンド６２の略中央部に前記ロッド本体６０と略平行に連結されるシャフト部材６４とからなる。
【００４５】
前記ロッド本体６０は長尺状に形成され、一端部がピストン２２の略中央部に螺合されるとともに、他端部がロッドエンド６２の外周面に螺合されている。すなわち、前記ロッド本体６０はピストン２２およびロッドエンド６２と軸線方向に沿って一体的に変位する。ロッド本体６０の内部には、ロッドエンド６２とピストン２２の他端面との間に第３の室７４が画成され、ロッド本体６０が螺合されるピストン２２の内周面に装着されるシール部材３４によって第２の室５４と第３の室７４との気密を保持している。
【００４６】
さらに、前記ロッド本体６０の他端部はエンドブロック２０の内部に摺動自在に支持され、ロッド本体６０を支持するエンドブロック２０の内周面には、環状溝を介してロッドパッキン６６が装着されるとともに、所定間隔離間してブッシュ６８が設けられている。そのため、第２の室５４の内部の気密性が確実に保持される。
【００４７】
ロッドエンド６２の略中央部には、孔部６９を介して連結部材７０が装着され、前記連結部材７０に長尺状のシャフト部材６４がねじ部材７１を介して一体的に連結されている。シャフト部材６４はロッド本体６０の内部に収納されるように連結され、シャフト部材６４、ピストン２２の一端面が緩衝部材４２ａに当接した初期位置において、シャフト部材６４の先端部がエンドプラグ１８に接触することがない長さに設定されるとともに、ピストン２２の他端面がエンドブロック２０に当接した変位終端位置において、シャフト部材６４の先端部が円筒体４４より抜け出ることがない長さに設定される。
【００４８】
また、前記シャフト部材６４の外周には所定長だけ窪んだ断面略長方形状の第２切欠溝７２が軸線方向に沿って直線状に形成されている（図３および図４参照）。前記第２切欠溝７２の深さはシャフト部材６４のエンドプラグ１８側に向かって徐々に深くなるように形成されている。なお、前記第２切欠溝７２の幅方向の寸法は一定に形成されている（図３参照）。
【００４９】
前記シャフト部材６４は円筒体４４の内部に挿通自在に設けられ、シャフト部材６４の外周面は円筒体４４の内周面より所定間隔離間して設けられている（図３参照）。
【００５０】
前記シャフト部材６４の端面７５と円筒体４４の内部との間には、第４の室７６が形成され、連通路３６ａ、第１および第２通路４０、４８を介して第１圧力流体ポート１２と連通している。円筒体４４のロッドエンド６２側の端部には、チェックパッキン（第２シール部材）７８が内周面の環状溝を介して装着され、該チェックパッキン７８が円筒体４４の内部に挿通されるシャフト部材６４の外周面に当接し、第３の室７４から第４の室７６に向かってシールするように装着されているため、第３の室７４と第４の室７６とは、シャフト部材６４の第２切欠溝７２を介してのみ連通した状態となる。
【００５１】
すなわち、前記チェックパッキン７８と対峙する位置における前記第２切欠溝７２の深さは、シャフト部材６４の変位位置によって変化するため、第２切欠溝７２を介して第３の室７４と第４の室７６の間を流通する圧力流体の流量がそれに伴って変化する。
【００５２】
本発明の第１の実施の形態に係る速度制御機構付シリンダ１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作並びに作用効果について説明する。
【００５３】
図１に示されるように、初期位置において、図示しないチューブを介して第１圧力流体ポート１２および第２圧力流体ポート１４を図示しない圧力流体供給源に接続する。
【００５４】
そして、前記圧力流体供給源より前記チューブを介して第１圧力流体ポート１２へ圧力流体（例えば、圧縮空気）を供給する。第１圧力流体ポート１２より供給された圧力流体は、連通路３６ａから連通溝３８、第１および第２通路４０、４８を介して円筒体４４内の第４の室７６に導入され、シャフト部材６４の端面７５を矢印Ａ方向に押圧する。なお、この場合、絞り通路５５を介して第１の室５２に圧力流体が供給され、ピストン２２の一端面が押圧されるためピストン２２の変位速度をより一層増大させるようにしてもよい。
【００５５】
その結果、シャフト部材６４が連結されたロッドエンド６２を介してロッド本体６０とピストン２２が軸線方向に沿って矢印Ａ方向に一体的に変位する。
【００５６】
そして、第４の室７６に導入された圧力流体がシャフト部材６４の第２切欠溝７２とチェックパッキン７８の開口部とを介してロッド本体６０内の第３の室７４に導入される。
【００５７】
その際、前記第３の室７４に導入された圧力流体が円筒体４４の第１切欠溝４６を介して第１の室５２の内部に導入され、ピストン２２を矢印Ａ方向に加速させながら変位させる。
【００５８】
そして、円筒体４４の第１切欠溝４６がエンドプラグ１８に向かって徐々に深くなるように形成されているため、ピストン２２がエンドプラグ１８から離間する方向（矢印Ａ方向）に変位するのに伴って、チェックパッキン５９に対峙する位置における第１切欠溝４６の断面積が徐々に小さくなり、第３の室７４から第１の室５２へと導入されていた圧力流体の流量が徐々に減少する。そのため、ピストン２２の一端面に付勢される押圧力が徐々に減少し、ピストン２２の変位速度は徐々に減速していく。
【００５９】
最後に、ピストン２２の一端面に装着された緩衝部材４２ｂが突出部５０の端面に当接することにより変位終端位置となる（図２参照）。その際、緩衝部材４２ｂによってピストン２２が突出部５０の端面に当接した際の衝撃が好適に緩和される。なお、その際、第２の室５４の内部の流体は連通路３６ｂを介して第２圧力流体ポート１４より外部に放出される。
【００６０】
次に、ピストン２２を矢印Ｂ方向に変位させる場合には、図示しない圧力流体供給源より第２圧力流体ポート１４に圧力流体を供給する。その際、第１圧力流体ポート１２および第４の室７６は、外部に連通した大気開放状態とする。図２に示されるように、第２圧力流体ポート１４より供給された圧力流体は、連通路３６ｂを介してシリンダボディ１６内の第２の室５４に導入され、ピストン２２の他端面を矢印Ｂ方向に押圧することにより前記ピストン２２を介してロッド本体６０、ロッドエンド６２が軸線方向に沿って矢印Ｂ方向に一体的に変位する。
【００６１】
その際、ピストン２２が矢印Ａ方向に変位する際に第１の室５２および第３の室７４に導入されていた圧力流体が第２切欠溝７２を介して第４の室７６に導出され、第１および第２通路４０、４８および連通路３６ａを介して第１圧力流体ポート１２より外部に導出される。なお、この場合、絞り通路５５を介して第１の室５２の圧力流体が第１圧力流体ポート１２より導出し、ピストン２２の矢印Ｂ方向に沿った変位速度をより一層増大させるようにしてもよい。
【００６２】
ピストン２２が矢印Ｂ方向に変位する初期位置では、円筒体４４のチェックパッキン７８に対峙する位置における第２切欠溝７２の断面積が大きいため、第３の室７４から第４の室７６へと導出される圧力流体の流量が大きい。そのため、第３の室７４の内部に残存した圧力流体がピストン２２の変位作用下に第２切欠溝７２を介して好適に第４の室７６に導出されるため、ピストン２２の変位抵抗となることなくピストン２２が加速しながら矢印Ｂ方向へと変位する。そして、ピストン２２の変位作用下にチェックパッキン７８に対峙する位置における第２切欠溝７２の断面積が徐々に小さくなっていくため、第１の室５２および第３の室７４から第４の室７６に導出される圧力流体の流量が徐々に減少する。
【００６３】
その結果、ピストン２２の変位速度が徐々に低下する。
【００６４】
そして、第３の室７４の内部の圧力流体が徐々に導出されることにより、ピストン２２の一端面がエンドプラグ１８の端面に装着された緩衝部材４２ａに当接し、変位終端位置となる（図１参照）。その際、緩衝部材４２ａによってピストン２２がエンドプラグ１８の端面に当接した際の衝撃が好適に緩和される。
【００６５】
以上のように、第１の実施の形態では、円筒体４４およびシャフト部材６４の外周面にそれぞれ第１切欠溝４６および第２切欠溝７２を設け、前記第１切欠溝４６および第２切欠溝７２の溝の深さをそれぞれエンドプラグ１８の方向に向かって徐々に深くなるように設定することにより、ピストン２２の軸線方向に沿った変位速度を減速するようにコントロールすることができる。
【００６６】
また、シリンダボディ１６の内部におけるピストン２２のストローク範囲の全域において第１切欠溝４６および第２切欠溝７２によってピストン２２の変位速度をコントロールすることができるため、別個に機器を設定する必要がないため前記速度制御機器を接続する等の煩雑な作業が不要であるとともに、コストを削減することができる。
【００６７】
さらに、ピストン２２の変位速度をコントロールするために第１切欠溝４６および第２切欠溝７２が形成された円筒体４４およびシャフト部材６４をそれぞれロッド本体６０の内部に収納しているため、長手方向の寸法が増大することがなく、シリンダボディ１６を含む装置全体の長手方向の寸法を小型化することができる。
【００６８】
次に、第２の実施の形態に係る速度制御機構付シリンダ１００を図６に示す。なお、以下に示す第２および第３の実施の形態において、上述した第１の実施の形態に係る速度制御機構付シリンダ１０と同一の構成要素には同一の参照符号を付して、その詳細な説明を省略する。
【００６９】
この第２の実施の形態に係る速度制御機構付シリンダ１００では、図６に示されるように、第１圧力流体ポート１２と第１の室５２との間に設けられる絞り通路５５の代わりに、第１圧力流体ポート１２に隣接して第２圧力流体ポート１０２を設け、前記第２圧力流体ポート１０２を連通路３６ｂを介して第１の室５２と連通させる点、円筒体４４の外周面に第１切欠溝４６を設けることなく、シャフト部材６４の外周面に切欠溝１０４のみを設けるとともに、ロッド本体６０の内部と外部とを連通する空気孔１０６を設けている点、図７に示されるように、切欠溝１０４が、溝の形状をシャフト部材６４の両端部から略中央部に向かって徐々に深くなり、軸線方向に沿った略中央部が最も深くなるように形成されている点、また、ピストンの内周面および円筒体４４の内周面に装着されるチェックパッキン５９、７８の代わりにＯリング１０８ａ、１０８ｂが装着されている点で第１の実施の形態に係る速度制御機構付シリンダ１０と相違している。なお、切欠溝１０４の幅方向の寸法は一定に形成されている。
【００７０】
この場合、図６に示されるように、切欠溝１０４を介して流通する圧力流体によってピストン２２が矢印ＡおよびＢ方向に往復変位する際のピストン２２の変位速度のコントロールを共に切欠溝１０４によって行っている。
【００７１】
そして、第２圧力流体ポート１０２より圧力流体を供給すると、第１の室５２に供給された圧力流体の押圧作用下にピストン２２が矢印Ａ方向に変位する。その際、第２の室５４の内部の流体がロッド本体６０の空気孔１０６を介して第３の室７４に導出され、Ｏリング１０８ｂと切欠溝１０４との間を介して第４の室７６に導出されて第１圧力流体ポート１２より外部に排出される。
【００７２】
また、その際、切欠溝１０４が最も深くなるシャフト部材６４の略中央部が円筒体４４のＯリング１０８ｂに対峙する位置まで変位した際、切欠溝１０４の断面積が最大となるため、第１圧力流体ポート１２より排出される流体の流量が増大されてピストン２２の変位速度が最高となる。
【００７３】
そして、ピストン２２が矢印Ａ方向にさらに変位することにより、円筒体４４のＯリング１０８ｂに対峙する位置における切欠溝１０４の断面積が再び小さくなり始めるため、第１圧力流体ポート１２より排出される流体の流量が減少してピストン２２が減速していく。
【００７４】
また、前記ピストン２２がエンドブロック２０の突出部５０に当接した状態において、第１圧力流体ポート１２より圧力流体を供給すると、第４の室７６に導入された圧力流体が切欠溝１０４を介して第３の室７４に導入される。前記第３の室７４に導入された圧力流体がロッド本体６０の空気孔１０６を介して第２の室５４の内部に導入される。前記第２の室５４に導入された前記圧力流体の作用下にピストン２２が矢印Ｂ方向に変位する。その際、第１の室５２の内部の流体は第２圧力流体ポート１０２から外部に排出される。
【００７５】
ピストン２２が矢印Ｂ方向に変位するのに伴って、切欠溝１０４は、溝の深さが最も深くなるシャフト部材６４の略中央部が円筒体４４のＯリング１０８ｂに対峙する位置まで変位した際、切欠溝１０４の断面積が最大となるため、第２の室５４に導入される圧力流体の流量がさらに増大する。その結果、ピストン２２の変位速度が最高となる。
【００７６】
そして、ピストン２２が矢印Ｂ方向にさらに変位することにより、円筒体４４のＯリング１０８ｂに対峙する位置における切欠溝１０４の断面積が再び小さくなり始めるため、空気孔１０６を介して第２の室５４に導入される圧力流体の流量が減少してピストン２２が徐々に減速していく。
【００７７】
その結果、シャフト部材６４の両端部から略中央部に向かって徐々に深くなる切欠溝１０４を設けることにより、ピストン２２が初期位置から徐々に加速しながら変位し、シリンダボディ１６の略中央部で変位速度が最高になるとともに、そこから徐々に減速させることができ、ピストン２２の変位速度を自在にコントロールすることができる。
【００７８】
次に、第３の実施の形態に係る速度制御機構付シリンダ１５０を図８に示す。
【００７９】
この第３の実施の形態に係る速度制御機構付シリンダ１５０では、図８に示されるように、ロッドエンド６２に連結部材７０を介して連結されるシャフト部材６４を設けることなく、ロッド本体６０の内部に形成される第３の室７４と円筒体４４の内部に形成される第４の室７６とが一体的に形成された第５の室１５２が形成されている点、円筒体４４の外周面に切欠溝１５４のみを設け、切欠溝１５４の溝の形状を円筒体４４の両端部から略中央部に向かって徐々に深くし、溝の深さを軸線方向に沿った略中央部が最も深くなるように形成している点、また、ピストン２２の内周面に装着されるチェックパッキン５９の代わりにＯリング１５６を設けている点で第１の実施の形態に係る速度制御機構付シリンダ１０と相違している。なお、切欠溝１５４の幅方向の寸法は、一定に形成されている。
【００８０】
この場合、切欠溝１５４を介して流通する圧力流体によってピストン２２が矢印ＡおよびＢ方向に往復変位する際のピストン２２の変位速度のコントロールを共に切欠溝１５４によって行っている。
【００８１】
そして、第１圧力流体ポート１２から圧力流体を供給すると、前記圧力流体が円筒体４４の内部に形成された第５の室１５２に導入され、第５の室１５２に導入された圧力流体が切欠溝１５４を介して徐々に第１の室５２の内部に導入される。そして、ピストン２２の一端面を矢印Ａ方向に押圧することによりピストン２２が軸線方向に沿って矢印Ａ方向に変位する。そして、切欠溝１５４の溝が最も深くなる円筒体４４の略中央部がピストン２２の内周面のＯリング１５６に対峙する位置まで変位した際、切欠溝１５４の断面積が最大となるため、ピストン２２の変位速度が最高となる。
【００８２】
そして、ピストン２２が矢印Ａ方向にさらに変位することにより、ピストン２２のＯリング１５６に対峙する位置における切欠溝１５４の断面積が再び小さくなり始めるため、ピストン２２は徐々に減速していく。
【００８３】
その結果、円筒体４４の両端部から略中央部に向かって溝の深さが徐々に深くなるように切欠溝１５４を設けることにより、ピストン２２を徐々に加速しながら変位させるとともに、そこからさらに徐々に減速しながら変位させる。そのため、ピストン２２の変位速度を自在に制御することができる。
【００８４】
また、シャフト部材６４および連結部材７０が不要となるため、構造を簡素化してコストを削減することができる。
【００８５】
次に、変形例に係る切欠溝２００の形状について説明する。なお、変形例に係る切欠溝２００はシャフト部材６４の外周面に設けられる場合に限定されるものではなく、円筒体４４の外周面にのみ設けてもよいし、シャフト部材６４および円筒体４４の両方に同時に設けるようにしてもよい。
【００８６】
図９に示されるように、切欠溝２００は、シャフト部材６４のエンドプラグ１８側に向かってそれぞれ溝の深さの異なる第１溝部２０２、第２溝部２０４、第３溝部２０６が形成され、前記第１溝部２０２、第２溝部２０４、第３溝部２０６の間にはそれぞれ溝の深さが前記第１〜第３溝部２０２、２０４、２０６より浅く形成された浅溝部２０８ａ、２０８ｂが形成されている。また、切欠溝２００の幅方向の寸法は一定に形成される。
【００８７】
前記第１〜第３溝部２０２、２０４、２０６と前記浅溝部２０８ａ、２０８ｂとの間には、所定角度傾斜した傾斜面２１０ａ〜２１０ｄが形成されている。すなわち、切欠溝２００は、第１〜第３溝部２０２、２０４、２０６、浅溝部２０８ａ、２０８ｂによって多段状に形成されている。
【００８８】
なお、第１〜第３溝部２０２、２０４、２０６および浅溝部２０８ａ、２０８ｂの深さ、位置、長さ等はこれに限定されるものではない。また、切欠溝２００に設けられる溝部の数量もこれに限定されるものではなく、速度制御機構付シリンダ１０、１００、１５０を使用する用途に応じて任意に設定すればよい。
【００８９】
前記第１〜第３溝部２０２、２０４、２０６は、シャフト部材６４の軸線と略平行にそれぞれ深さＣ、深さＤ、深さＥと順番に深くなるように形成されている（Ｃ＜Ｄ＜Ｅ）。また、浅溝部２０８ａ、２０８ｂも同様にシャフト部材６４の軸線と略平行に形成されている。
【００９０】
その結果、切欠溝２００を第１〜第３溝部２０２、２０４、２０６および浅溝部２０８ａ、２０８ｂの溝の深さがそれぞれ異なる多段状とすることにより、切欠溝２００を介して流通する圧力流体の流量を段階的に変化させることができる。そのため、前記圧力流体の押圧作用下に変位するピストン２２の変位速度を溝の深さに応じて段階的に加減速させることができる。
【００９１】
詳細には、例えば、図６に示されるように、第１圧力流体ポート１２（図１参照）より外部に圧力流体が排気された場合、シャフト部材６４がピストン２２と一体的に矢印Ａ方向に変位した際、円筒体４４のＯリング１０８ｂに対峙する位置まで第１溝部２０２（図９参照）が変位すると、第２の室５４および第３の室７４から前記第１溝部２０２を介して圧力流体が第４の室７６に導入される。その圧力流体の排気流量によってピストン２２が矢印Ａ方向に加速しながら変位する。そして、さらに、シャフト部材６４がピストン２２と一体的に変位して前記Ｏリング１０８ｂに対峙する位置に浅溝部２０８ａ（図９参照）が変位すると、傾斜面２１０ａから浅溝部２０８ａにかけて徐々に溝の深さが浅くなるため切欠溝２００（図９参照）を介して流通する圧力流体の流量が徐々に減少する。そのため、シャフト部材６４の変位速度が徐々に減速する。そして、さらにシャフト部材６４が変位し、傾斜面２１０ｂを介して第２溝部２０４（図９参照）に対峙する位置まで変位すると、再び前記切欠溝２００の断面積が大きくなるため圧力流体の流量が徐々に増大し、シャフト部材６４が徐々に加速しながら軸線方向に沿って変位する。その際、シャフト部材６４およびピストン２２の変位速度は前記第１溝部２０２が前記Ｏリング１０８ｂに対峙した時の変位速度より大きくなる。
【００９２】
そして、再び傾斜面２１０ｃを介して浅溝部２０８ｂ（図９参照）に対峙することによりシャフト部材６４の変位速度が徐々に減速した後、傾斜面２１０ｄを介して第３溝部２０６（図９参照）に対峙すると圧力流体の流量が再び増大するためシャフト部材６４が徐々に加速し始める。
【００９３】
すなわち、速度制御機構付シリンダ１０、１００、１５０の使用用途に応じて前記第１〜第３溝部２０２、２０４、２０６、浅溝部２０８ａ、２０８ｂ、すなわち、切欠溝２００の溝の深さを設定することによりピストン２２の変位速度を自在に変化させることができる。
【００９４】
【発明の効果】
本発明によれば、以下の効果が得られる。
【００９５】
すなわち、シリンダボディの内部を変位するピストンの変位速度を制御する速度制御機構をシリンダに設けることにより、ピストンのストロークする全範囲においてピストン変位速度を自在に制御することができるため、ピストンの変位速度を好適にかつ簡便にコントロールすることができるとともに、コストを削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る速度制御機構付シリンダのピストン初期位置における縦断面図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係る速度制御機構付シリンダのピストン変位終端位置における縦断面図である。
【図３】図１におけるＩＩＩ−ＩＩＩ線に沿った縦断面図である。
【図４】本発明の第１の実施の形態に係る速度制御機構付シリンダのシャフト部材の一部省略斜視図である。
【図５】本発明の第１の実施の形態に係る速度制御機構付シリンダの第１および第２切欠溝の一部省略拡大図である。
【図６】本発明の第２の実施の形態に係る速度制御機構付シリンダの縦断面図である。
【図７】本発明の第２の実施の形態に係る速度制御機構付シリンダの切欠溝の一部省略拡大図である。
【図８】本発明の第３の実施の形態に係る速度制御機構付シリンダの縦断面図である。
【図９】変形例に係る切欠溝の一部省略拡大図である。
【符号の説明】
１０、１００、１５０…速度制御機構付シリンダ
１２…第１圧力流体ポート　　　　　１４、１０２…第２圧力流体ポート
１６…シリンダボディ　　　　　　　１８…エンドプラグ
２０…エンドブロック　　　　　　　２２…ピストン
２４…ロッド部　　　　　　　　　　４４…円筒体
４６…第１切欠溝　　　　　　　　　５２…第１の室
５４…第２の室　　　　　　　　　　５９、７８…チェックパッキン
６０…ロッド本体　　　　　　　　　６２…ロッドエンド
６４…シャフト部材　　　　　　　　７２…第２切欠溝
７４…第３の室　　　　　　　　　　７６…第４の室
１５２…第５の室　　　　　　　　　２０２…第１溝部
２０４…第２溝部　　　　　　　　　２０６…第３溝部
２０８ａ、２０８ｂ…浅溝部
【図１】
2004011855.tif 000003
【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】
2004011855.tif 000008
【図７】
2004011855.tif 000009
【図８】
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【図９】
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