(57)【要約】【課題】流体圧シリンダ装置のシリンダカバーの製造コストを低下させることにより、流体圧シリンダ装置の製造コストの低減を図ること。【解決手段】両端面がシリンダカバーによって閉塞されたシリンダチューブ１１の内周面をピストンが軸方向に摺動するように構成される流体圧シリンダ装置１であって、シリンダカバー１４とシリンダチューブ１１の端面との間にリング状の保持部材１６が設けられており、保持部材１６は、シリンダカバー１４とシリンダチューブ１１とによって挟まれ押圧されることによって位置決めがなされて固定されており、シリンダカバー１４の内周面側の端面と保持部材１６の内周面側の端面との間において、ピストン１２に設けられたクッションボス１２ｂが嵌入することによってクッション作用を果たすためのクッションリング１９が移動可能に保持されてなる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
両端面がシリンダカバーによって閉塞されたシリンダチューブの内周面をピストンが軸方向に摺動するように構成される流体圧シリンダ装置であって、
前記シリンダカバーと前記シリンダチューブの端面との間にリング状の保持部材が設けられており、
前記保持部材は、前記シリンダカバーと前記シリンダチューブとによって挟まれ押圧されることによって位置決めがなされて固定されており、
前記シリンダカバーの内周面側の端面と前記保持部材の内周面側の端面との間において、前記ピストンに設けられたクッションボスが嵌入することによってクッション作用を果たすためのクッションリングが移動可能に保持されてなる、
ことを特徴とする流体圧シリンダ装置。
【請求項２】
前記保持部材は、
前記シリンダチューブの端面に当接して当該シリンダチューブの外周面と前記シリンダカバーとの間をシールするためのシール部材が装着されるべき凹部が設けられてなる、
請求項１記載の流体圧シリンダ装置。
【請求項３】
前記保持部材には、前記シリンダカバーに設けられたクッション調整弁に連通するように軸方向に貫通する穴が設けられ、
前記保持部材のシリンダ室側の表面には、前記穴に連通し且つ周方向に連続する凹部が設けられてなる、
請求項１または２記載の流体圧シリンダ装置。
【請求項４】
シリンダチューブの内周面をピストンが軸方向に摺動するように構成される流体圧シリンダ装置において前記シリンダチューブの端面を閉塞するために用いられるシリンダカバーであって、
前記シリンダチューブの内部に形成されるシリンダ室に面する側の端面には、その軸心部に前記ピストンに設けられたクッションボスが嵌入するためのクッションボス嵌入穴が設けられ、
クッション作用を調整するためのクッション調整弁を前記軸心方向と直角方向に取り付けるための弁取付け穴が前記クッションボス嵌入穴に連通して設けられ、
外周面と前記クッションボス嵌入穴との間には、前記シリンダ室に面する側の端面に開口し且つ前記弁取付け穴に連通する空洞部が設けられてなる、
ことを特徴とする流体圧シリンダ装置に用いられるシリンダカバー。
【請求項５】
精密鋳造によって成型されてなる請求項４記載のシリンダカバー。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、流体圧シリンダ装置およびそれに用いられるシリンダカバーに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、各種の産業用機械、業務用機械、一般用機械などに、油圧シリンダ、空気圧シリンダ、または水圧シリンダなどの流体圧シリンダが用いられる。
【０００３】
図６は従来の流体圧シリンダ８０の構造を示す断面図である。
流体圧シリンダ８０は、シリンダチューブ８１、シリンダチューブ８１の内周面を摺動するピストン８２、ピストン８２に連結されたピストンロッド８３、ロッド側とヘッド側のシリンダカバー８４，８５、および４本のタイボルト８６などからなる。
【０００４】
シリンダカバー８４は、カバー本体９１、カバー本体９１に嵌入するブシュ９２、ブシュ９２の抜け止めのための押え板９３からなる。
これらシリンダカバー８４．８５の内側の端面には、シリンダチューブ８１の端面が当接してシールを行うシール部材を装着するための円周溝が設けられている。
【０００５】
また、シリンダカバー８４，８５には、ピストン８２に設けられたクッションボス８２ｂ，８２ｂが嵌入することによってクッション作用を果たすためのクッションリング８７，８７がそれぞれ装着されている。クッションリング８７，８７は、各シリンダカバー８４，８５の内周面の端部に近い位置に設けられた凹部内に軸方向に若干移動可能に嵌入され、スナップリングなどによって軸方向の抜け止めがなされている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
上に述べたように、従来の流体圧シリンダ８０に用いられるシリンダカバー８４，８５には、シール部材を装着するための円周溝、クッションリングを装着するための凹部、さらにはスナップリングを嵌め込むための円周溝などのために、数多くの機械加工が行われている。そのための加工コストが流体圧シリンダ８０全体の製造コストの低減のネックとなっていた。
【０００７】
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたもので、流体圧シリンダ装置のシリンダカバーの製造コストを低下させることにより、流体圧シリンダ装置の製造コストの低減を図ることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る装置は、両端面がシリンダカバーによって閉塞されたシリンダチューブの内周面をピストンが軸方向に摺動するように構成される流体圧シリンダ装置であって、前記シリンダカバーと前記シリンダチューブの端面との間にリング状の保持部材が設けられており、前記保持部材は、前記シリンダカバーと前記シリンダチューブとによって挟まれ押圧されることによって位置決めがなされて固定されており、前記シリンダカバーの内周面側の端面と前記保持部材の内周面側の端面との間において、前記ピストンに設けられたクッションボスが嵌入することによってクッション作用を果たすためのクッションリングが移動可能に保持されてなる。
【０００９】
好ましくは、前記保持部材は、前記シリンダチューブの端面に当接して当該シリンダチューブの外周面と前記シリンダカバーとの間をシールするためのシール部材が装着されるべき凹部が設けられてなる。
【００１０】
また、前記保持部材には、前記シリンダカバーに設けられたクッション調整弁に連通するように軸方向に貫通する穴が設けられ、前記保持部材のシリンダ室側の表面には、前記穴に連通し且つ周方向に連続する凹部が設けられてなる。
【００１１】
本発明に係るシリンダカバーは、シリンダチューブの内部に形成されるシリンダ室に面する側の端面には、その軸心部に前記ピストンに設けられたクッションボスが嵌入するためのクッションボス嵌入穴が設けられ、クッション作用を調整するためのクッション調整弁を前記軸心方向と直角方向に取り付けるための弁取付け穴が前記クッションボス嵌入穴に連通して設けられ、外周面と前記クッションボス嵌入穴との間には、前記シリンダ室に面する側の端面に開口し且つ前記弁取付け穴に連通する空洞部が設けられてなる。
【００１２】
シリンダカバーは、好ましくは、精密鋳造、例えばロストワックスによって成型される。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１は本発明に係る流体圧シリンダ装置１の要部を示す正面断面図、図２は図１の流体圧シリンダ装置１の右側面断面図、図３はシリンダカバー１４の右側面図、図４はシリンダカバー１４に設けられたクッション調整弁２３の断面図、図５は図４のクッション調整弁２３の平面図である。
【００１４】
図１および図２において、流体圧シリンダ装置１は、シリンダチューブ１１、シリンダチューブ１１の内周面を摺動するピストン１２、ピストン１２に連結されたピストンロッド１３、ロッド側のシリンダカバー１４、図示しないヘッド側のシリンダカバー、ロッド側のシリンダカバー１４とシリンダチューブ１１との間に設けられた保持部材１６、ヘッド側のシリンダカバーとシリンダチューブ１１との間に設けられた図示しない保持部材、および、両シリンダカバー間を締結する４本のタイボルト１８などからなる。両シリンダカバーは、シリンダチューブ１１のロッド側またはヘッド側の端面を閉塞する。
【００１５】
ピストン１２の一方の端面には、ピストンロッド１３よりも外径の大きいクッションボス１２ｂが設けられており、ストロークエンドにおいてシリンダカバー１４のクッション穴内に嵌入する。ピストン１２の他方の端面にも図示しないクッションボスが設けられており、ヘッド側のシリンダカバーのクッション穴内に嵌入する。シリンダチューブ１１の内部のピストン１２とシリンダカバー１４とで囲まれる空間はロッド側のシリンダ室ＳＳである。ピストン１２とヘッド側のシリンダカバーとで囲まれる空間はヘッド側のシリンダ室である。
【００１６】
このような流体圧シリンダ装置１は、両シリンダカバーおよび両保持部材の構造を除いて公知である。したがって、流体圧シリンダ装置１についての詳しい説明は省略する。以下、シリンダカバー１４および保持部材１６について詳しく説明する。
【００１７】
シリンダカバー１４は、カバー本体２１、およびカバー本体２１にネジ５１によって一体的に取り付けられたブシュ２２からなる。ブシュ２２には、ピストンロッド１３が密に貫通する。
【００１８】
図３ないし図５をも参照して、カバー本体２１は、金属材料を用い、精密鋳造、例えばロストワックス法によって成形された後、シール面、摺動面、または位置決め面などの精度を要する部分に機械加工が施され、また必要に応じて表面処理が施されて製作される。これにより、低コストで大量生産が可能である。
【００１９】
すなわち、カバー本体２１は、外形が略正方形のボディ部３１、ボディ部３１の内側の端面３１ａから突出するように設けられた円筒状のガイド部３２、および、ボディ部３１の外側の端面から突出するように設けられた円筒状の連結部３３からなる。
【００２０】
ボディ部３１は、その中心部に、軸方向に貫通する穴４１が設けられる。この穴４１は、本発明におけるクッションボス嵌入穴であり、クッションボス１２ｂが充分な間隙を有して嵌入することが可能である。
【００２１】
ボディ部３１には、軸心方向と直角方向に、後述するクッション調整弁２３を取り付けるための弁取付け穴４２が、穴４１に連通するように設けられる。
弁取付け穴４２は、平面視が略正方形状のボックス穴４３、ボックス穴４３の底部から後述する空洞部４７に連通する円柱状の摺動穴４４、後述する筒状部３１１に設けられる円柱状の弁穴４５、およびザグリ穴４６からなる。なお、弁取付け穴４２は、図３に示すシリンダカバー１４の上側と下側との２箇所に設けることが可能である。本実施形態においては、上側のみに設けられており、下側にはボックス穴４３のみが設けられている。つまり、カバー本体２１をロストワックスで成形した時点では、上側と下側とにそれぞれボックス穴４３のみが設けられており、実際にクッション調整弁２３を取り付ける側に、機械加工によって摺動穴４４、弁穴４５、およびザグリ穴４６を形成するのである。なお、下側のボックス穴４３には、エア抜き弁を設けるように加工することが可能である。
【００２２】
ボディ部３１には、その外周面と穴４１との間に、シリンダ室ＳＳに面する側の端面３１ａに開口し且つ弁取付け穴４２に連通する空洞部４７が設けられている。
【００２３】
空洞部４７は、図３によく示されるように、ボディ部３１の内周面を形成する筒状部３１１の一部の外周側において連通するように形成されており、筒状部３１１からは遠い方にある三方の周壁面４７１は平面状である。但し、周壁面４７１は、ボディ部３１の軸方向に沿って傾斜した部分を有している。空洞部４７の存在によって、カバー本体２１の強度を保ちながら重量の低減が図られている。また、空洞部４７がシリンダ室ＳＳと連通することから、クッション調整弁２３の絞り部分の流路長さが短くなり、そのためクッションの効き具合が温度変化による流体の粘度変動の影響を受け難くなっている。
【００２４】
ボディ部３１の空洞部４７が設けられていない１つの面には、ポートＰＴのための穴４８が、穴４１と連通して設けられる。穴４８は、カバー本体２１の成形によって設けられ、その内周面に機械加工によって適当なネジが設けられる。なお、シリンダカバー１４において穴４８とは反対側にもポートＰＴのための穴を設けておく場合には、その部分に空洞部４７を設けないようにすればよい。
【００２５】
ボディ部３１の内側の端面３１ａは、適当な表面粗さおよび平面度が得られるように機械加工によって仕上げられている。
ボディ部３１の径方向の４隅には、４本のタイボルト１８を挿通するための穴４９、４９…が設けられる。
【００２６】
ガイド部３２は、その内周面３２ａにシリンダチューブ１１の外周面が嵌合するものであり、内周面３２ａは機械加工によって仕上げられている。また、ガイド部３２の端面には、シリンダチューブ１１の端部の段部の端面が当接し、これによって軸方向の互いの位置決めがなされる。ガイド部３２の存在によって、シリンダチューブ１１の端面をガイド部３２に挿入して組み立てる際に、シリンダチューブ１１とシリンダカバー１４との平行度を得ることまたは軸心合わせを行うことが容易となっている。なお、ガイド部３２の外周面には、各穴４９に対応した位置に、タイボルト１８との干渉をなくすための滑らかな凹部が設けられている。
【００２７】
連結部３３は、ブシュ２２が密に嵌入するように、２つの内周面５２，５３が階段状に設けられ、端部に近い内周面に上に述べたネジ５１が設けられる。
ブシュ２２には、内周面５２に嵌入する嵌合部、および、内周面５３に嵌入する軸部が設けられる。軸部の外周面にはパッキン溝が設けられ、そこにパッキンが装着される。また、ブシュ２２には、その内周面に、ダストシール溝およびパッキン溝が設けられ、そこにダストシール５５およびパッキン５６が装着される。
【００２８】
ブシュ２２は、摺動性の良好な金属材料によって製作される。例えば、銅合金またはアルミニウム合金などを用い、機械加工によって製作される。切削の後で、必要に応じて表面処理が施される。
【００２９】
さて、保持部材１６は、シリンダカバー１４と同様に、金属材料を用い、精密鋳造、例えばロストワックス法によって成形された後、精度を要する部分（両端面）に機械加工が施され、また必要に応じて表面処理が施されて製作される。
【００３０】
図１および図２によく示されているように、保持部材１６は、リング状であり、その外径がガイド部３２の内周面３２ａの内径よりも若干小さく、内径がボディ部３１の穴４１の内径よりも若干大きい。表裏の面（端面）は所定の表面粗さが得られるように仕上げ加工されている。
【００３１】
すなわち、保持部材１６には、内周面の側に、クッションリング１９を装着するための段部（凹部）６１が設けられる。段部６１の軸方向長さ（幅寸法）は、クッションリング１９の幅寸法よりも若干大きく、段部６１の内径は、クッションリング１９の外径よりも若干大きい。したがって、保持部材１６がシリンダカバー１４の内側の端面３１ａに当接して装着されたとき、その端面３１ａと段部６１によって形成される凹部に装着されたクッションリング１９は、軸方向および径方向に若干の自由度をもって移動可能である。
【００３２】
また、保持部材１６には、外周面の側に、シール部材２５を装着するための段部（凹部）６２が設けられる。段部６２の軸方向長さ（幅寸法）は、シール部材２５の厚さ寸法よりも若干大きく、段部６２の外径は、シリンダチューブ１１の内径よりも若干小さい。
【００３３】
保持部材１６には、周方向の数箇所において、表裏（両端面）を貫通する穴６３ａ，６３ｂが設けられる。これらの穴６３ａ，６３ｂは、空洞部４７とシリンダ室ＳＳとを連通するものである。なお、本実施形態においては、穴６３ａ，６３ｂは斜めに設けられているが、必ずしもその必要はなく、空洞部４７とシリンダ室ＳＳとを十分に連通するものである限りにおいて端面と直角方向に設けてよい。
【００３４】
図２によく示されるように、保持部材１６には、そのシリンダ室ＳＳ側の表面に、各穴６３ａ，６３ｂを含む多数の円板状の凹部６４，６４…、および、各凹部６４，６４…の間を連通する溝６５，６５…が設けられる。したがって、保持部材１６の表面にピストン１２の端面が当接した状態でも、これら凹部６４および溝６５は、穴６３ａ，６３ｂを介して空洞部４７に連通する。したがって、ピストン１２がストロークエンドから始動する際に、空洞部４７に駆動のための圧流体が供給されるようにしておくことによってピストン１２には十分な流体圧が作用し、始動が円滑に行える。
【００３５】
クッションリング１９は、合成ゴムなどからなるリング状のシール部材と、当該シール部材の側面および外周面の一部を覆う金属からなるリング状のバックアップ部とからなる公知のものである。クッションリング１９は、クッションボス１２ｂが嵌入する際にクッションボス１２ｂと穴４１との間をシールし、穴４１から圧流体が供給されたときには保持部材１６の段部６１との間に設けられる間隙を通って圧流体がシリンダ室ＳＳに流入する。なお、このようなクッションリング１９の構造は一例であり、クッション作用を果たすリングであれば種々のものを採用することができる。
【００３６】
シール部材２５は、リング状であり、保持部材１６の段部６２に装着され、シリンダチューブ１１の端面が当接して当該シリンダチューブ１１の外周面とガイド部３２の内周面３２ａとの間をシールする。
【００３７】
図４および図５によく示されるように、クッション調整弁２３は、ボックス穴４３に嵌入する略直方体状のコマブロック７１、コマブロック７１の内周面に設けられたネジに螺合する調整弁７２、およびコマブロック７１をボックス穴４３に固定するためのセットネジ７３，７３などを有する。
【００３８】
調整弁７２は、コマブロック７１のネジに螺合するネジ部７２１、摺動穴４４内を摺動する摺動軸部７２２、および、先端が弁穴４５内に挿入されて絞り調整を行う弁体７２３を有する。ネジ部７２１には、その上面に、六角レンチなどを挿入して回転させるための係合穴が設けられる。摺動軸部７２２の外周面には、周溝が設けられ、そこにパッキンが装着される。
【００３９】
六角レンチなどによって調整弁７２を回転させ、軸方向の位置を調整することにより、弁体７２３と弁穴４５との間の流路の絞り量が調整され、クッション作用の効き具合が調整される。
【００４０】
コマブロック７１は平面視が四角形であり、ボックス穴４３に挿入するだけで回転方向の係止が図られるので、クッション調整弁２３の弁取付け穴４２への取り付けが容易である。セットネジ７３に代えて、スナップリングなどを用いてコマブロック７１の抜け止めを行うようにしてもよい。なお、コマブロック７１の回転止めを別途設ける場合には、平面視が円形でもよい。
【００４１】
ヘッド側のシリンダカバーについては、ピストンロッド１３が貫通しないので、ブシュなどは不要であるが、その他の部分はシリンダカバー１４と同様な構造であり、保持部材１６と同様な保持部材が装着されている。
【００４２】
上に述べた実施形態においては、クッションリング１９を装着するための凹部をシリンダカバー１４に設ける必要がないので、シリンダカバー１４の構造が簡単化され、それだけ製作コストが安くなる。また、カバー本体２１がロストワックスによって成形され、その後必要な箇所のみ機械加工されており、機械加工の箇所が従来と比べて大幅に減少し、また専用機によって加工することができるので、製作コストが一層安くなる。保持部材１６についても、製作コストが安く、大量生産に好都合である。その結果、流体圧シリンダ装置１の製造コストの低減が図られる。
【００４３】
また、カバー本体２１をロストワックスによって成形するので、ガイド部３２を長くしたにも係わらずそのための材料の増加量は僅かであり、これがコストアップの要因とはならない。
【００４４】
上に述べた実施形態においては、両シリンダカバーをタイボルト１８によって締結する構成としたが、シリンダチューブ１１の両端にネジを設けてシリンダカバーに直接にネジ込むことにより連結するように構成してもよい。カバー本体２１およびブシュ２２を金属材料によって製作したが、合成樹脂材料を用いて製作してもよい。流体圧シリンダ装置１として両ロッド型のシリンダ装置に適用することができる。
【００４５】
その他、ロッドカバー１４、保持部材１６、および流体圧シリンダ装置１の全体または各部の構造、形状、寸法、個数、材質などは、本発明の趣旨に沿って適宜変更することができる。
【００４６】
【発明の効果】
本発明によると、流体圧シリンダ装置のシリンダカバーの製造コストを低下させることにより、流体圧シリンダ装置の製造コストの低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る流体圧シリンダ装置の要部を示す正面断面図である。
【図２】図１の流体圧シリンダ装置の右側面断面図である。
【図３】シリンダカバーの右側面図である。
【図４】シリンダカバーに設けられたクッション調整弁の断面図である。
【図５】図４のクッション調整弁の平面図である。
【図６】従来の流体圧シリンダの構造を示す断面図である。
【符号の説明】
１  流体圧シリンダ装置
１１  シリンダチューブ
１２  ピストン
１２ｂ  クッションボス
１３  ピストンロッド
１４  シリンダカバー
１６  保持部材
１９  クッションリング
２３  クッション調整弁
４１  穴（クッションボス嵌入穴）
４２  弁取付け穴
４７  空洞部
６２  段部（凹部）
６３ａ，６３ｂ  穴
６４  凹部
６５  溝（凹部）
【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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