JPH06341411A - 緩衝機能を備えたエアシリンダ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 エアシリンダのストロークの変更等に応じて
逐一流量調整弁を変更し直すような手間を無くし、高速
で往復動作がなされるエアシリンダのピストンがエアシ
リンダの終端位置へ接近して停止するときの衝撃を緩和
する。 【構成】 ピストン３に設けられたクッションピン４を
嵌入させるためのクッション用孔部９を形成した区画用
壁部５Ａと、この区画用壁部５Ａとピストン３との両者
間に位置するシリンダ室Ｓ内の圧縮空気をヘッドカバー
室１１内へ流入させるための連通路１３と、この連通路
１３を流通する空気量を調整するための流量調整弁７と
を有する緩衝機能を備えたエアシリンダであって、前記
シリンダ室Ｓの空気圧Ｐが予め設定された所定の圧力に
達したときに、このシリンダ室Ｓ内を減圧させるべくそ
のシリンダ室Ｓ内の空気をシリンダ室Ｓ外へ排気するリ
リーフ弁８を具備している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、往復動作するピストン
ロッドがシリンダの前端又は後端の終端位置に到達する
際の衝撃を緩和する緩衝機能を備えたエアシリンダの改
良に関する。

【０００２】

【従来の技術】周知の通り、エアシリンダを例えば成形
品の取り出し用途に適用するような場合において、その
生産効率を高めるためには、成形品の取り出し速度を高
速にする必要がある。一方、騒音や機械的振動等を防止
する観点から、ピストンロッドが終端に到達する際に衝
撃が発生しないように配慮する必要もある。そこで、従
来では、このような要請に応えるためのエアシリンダと
して、例えば図１０に示すような構成のものが提案され
ている。すなわち、この従来のものは、シリンダ本体２
ｅ内で往復動作するピストン３ｅの後部側にクッション
ピン４ｅを突設する一方で、シリンダ本体２ｅの後端部
側の位置には、クッションピン４ｅを嵌入させるための
クッションピン用孔部９ｅを形成した区画用壁部５０が
設けられている。そして、この区画用壁部５０にはピス
トン３ｅの後方に位置するシリンダ室Ｓｅ内の空気をヘ
ッドカバー室１１ｅ側に流入させるためのオリフィスを
形成する連通路１３ｅが形成され、この連通路１３ｅに
は流量調整用のニードル弁７ｅが設けられている。

【０００３】上記構成によれば、ピストンロッド１ｅ及
びピストン３ｅが矢印ｃ方向に沿って後退する場合にお
いて、図１０に示した状態時には、シリンダ室Ｓｅ内の
空気をクッションピン用孔部９ｅを介してヘッドカバー
室１１ｅ側に流入させて吸排気口１２ｅから高速で排気
させることができるから、ピストン３ｅを高速で後退さ
せることができる。次いで、ピストン３ｅが終端に近づ
き、図１１に示すようにクッションピン４ｅの先端がク
ッションピン用孔部９ｅに嵌入し、このクッションピン
用孔部９ｅが閉塞されてしまうと、シリンダ室Ｓｅ内の
空気は連通路１３ｅを介して少量ずつ排気されるに過ぎ
ない状態となる。従って、以後は図１２に示すように、
ピストン３ｅが終端位置に達するまでの速度を低下させ
て、ピストン３ｅが高速で終端位置へ復帰することを回
避し、ピストン３ｅに大きな衝撃が発生することを抑制
することができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のものは、ニードル弁７ｅの絞り量を大きくし、連通
路１３ｅを通過する空気流量を少なくした場合には、図
１１に示すようにクッションピン４ｅがクッションピン
用孔部９ｅに嵌入した直後の時点で、シリンダ室Ｓｅ内
の空気圧Ｐａが急激に上昇し、これがピストン３ｅの後
退移動に対する急激な抵抗力となる。従って、かかる場
合には、クッションピン４ｅがクッションピン用孔部９
ｅに嵌入した直後にかなり大きな衝撃が発生する。尚、
これを解消するには、連通路１３ｅの空気流量を多く
し、クッションピン４ｅがクッションピン用孔部９ｅに
嵌入した時点でさほど減速しないようにすればよいが、
これではピストン３ｅが高速で終端に到達することによ
り、所謂バウンド現象と称される大きな衝撃が発生す
る。

【０００５】即ち、上記構造のエアシリンダでは、ピス
トン３ｅに発生する衝撃としては、例えば図１３に示す
ように、後退移動するピストン３ｅのクッションピン４
ｅがクッションピン用孔部９ｅ内に嵌入した直後に発生
する衝撃Ｎ１と、ピストン３ｅが終端に到達する際の衝
撃Ｎ２が顕著に現れる傾向にある。ところが、従来で
は、これらの衝撃Ｎ１、Ｎ２の双方を、ニードル弁７ｅ
の絞り調整によって同時に抑制することは非常に難し
く、衝撃Ｎ１、Ｎ２のうち一方を低下させようとする
と、他方の衝撃値が大きくなっていた。

【０００６】従って、従来では、ニードル弁７ｅの絞り
具合の調整が非常に難しく、またかかるニードル弁７ｅ
の調整は、例えば同一のエアシリンダであっても、スト
ロークが変更されたり、或いは負荷が変動した場合に
は、それに応じて逐一変更し直す必要があり、その手間
が非常に面倒となっていた。しかも、従来では、ピスト
ン３ｅを高速で作動させる際には、ニードル弁７ｅを調
整しても、これだけではエアシリンダに発生する衝撃を
充分に解消させることはできない。その結果、従来で
は、かかる衝撃に原因して、エアシリンダに騒音や機械
的振動が発生する等の難点が未だ生じていた。

【０００７】本発明は上記の点に鑑みて提案されたもの
で、エアシリンダのストロークの変更や負荷の変動等に
応じて逐一流量調整弁を変更し直すような手間を要する
ことなく、高速で往復動作がなされるエアシリンダのピ
ストンがエアシリンダの終端位置へ接近して停止すると
きの衝撃を適切に抑制し、大きな騒音や機械的振動等が
生じないようにすることを、その目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に提案された請求項１に記載の本発明に係る緩衝機能を
備えたエアシリンダは、ピストンに設けられたクッショ
ンピンを嵌入させるためのクッション用孔部をシリンダ
本体内の端部側に形成し且つこのクッション用孔部内に
クッションピンが嵌入されたときにシリンダ室と吸排気
口を開設したヘッドカバー室との両室を相互に区画する
区画用壁部と、この区画用壁部とピストンとの両者間に
位置するシリンダ室内の圧縮空気をヘッドカバー室内へ
流入させるための連通路と、この連通路を流通する空気
量を調整するための流量調整弁とを有する緩衝機能を備
えたエアシリンダであって、前記ピストンと区画用壁部
との両者間に位置するシリンダ室の空気圧が予め設定さ
れた所定の設定圧に達したときに、前記シリンダ室内を
減圧させるべくそのシリンダ室内の空気をシリンダ室外
へ排気するリリーフ弁が、シリンダ本体と一体又は別体
で具備されている。

【０００９】請求項２に記載の本発明に係る緩衝機能を
備えたエアシリンダは、上記請求項１の構成において、
前記ピストンにクッションピンが設けられ且つ区画用壁
部にそのクッションピンを嵌入させるためのクッション
ピン用孔部が形成された手段に代えて、クッションピン
が区画用壁部に設けられていると共に、このクッション
ピンを嵌入させるためのクッションピン用孔部がピスト
ン側に開設されている。

【００１０】請求項３に記載の本発明に係る緩衝機能を
備えたエアシリンダは、上記請求項１又は２の構成にお
いて、前記リリーフ弁は、シリンダ本体に連設されたシ
リンダヘッドの位置へ一体的に設けられ、ピストンと区
画用壁部との両者間に位置するシリンダ室の空気圧が区
画用壁部に穿設された空気流通路を介してリリーフ弁の
弁体に作用すると共に、その空気圧が所定の一定圧に達
してリリーフ弁が弁開放状態になったときには、前記シ
リンダ室から空気流通路を介してリリーフ弁側へ流出し
てくる空気がリリーフ弁とヘッドカバー室との相互間の
壁部に穿設された連通路を介してヘッドカバー室内へ流
入するように構成されている。

【００１１】

【作用】上記構成を特徴とする請求項１に記載の本発明
に係る緩衝機能を備えたエアシリンダにおいては、ピス
トンがシリンダ本体の端部に接近し、そのクッションピ
ンがクッションピン用孔部内に嵌入することにより、こ
のピストンと区画用壁部との両者間のシリンダ室内の空
気圧が予め設定された一定の圧力値に達すると、かかる
シリンダ室内の空気がリリーフ弁を介してシリンダ室外
に排気され、これによってシリンダ室内の空気圧が減圧
されることとなる。従って、クッションピンがクッショ
ンピン用孔部に嵌入した時点及びそれ以後の時点におい
て、ピストンと区画用壁部との両者間に位置するシリン
ダ室内の空気がピストン移動に対する過大且つ急激な抵
抗力となるようなことがなくなり、ピストンに大きな衝
撃を発生させることなく、ピストンを滑らかに減速させ
て停止させることができる。

【００１２】また、このようにシリンダ室内の空気圧が
一定値以下に維持されることによりピストンに大きな衝
撃力が発生することが回避できる作用は、リリーフ弁の
設定に依存し、区画用壁部に穿設された連通路を介して
排気される空気流量には左右されない。従って、ピスト
ンに作用する負荷やそのストロークが多少変更された場
合であっても、流量調整弁を調整して連通路を流通する
空気流量を調整する作業を逐一行う必要はない。

【００１３】一方、前記流量調整弁を調整して連通路を
流通する空気流量を増減変更することにより、シリンダ
本体内の端部におけるピストンの移動速度を調整するこ
とが可能である。従って、かかるピストンの移動速度の
調整、設定により、ピストンの１ストローク動作に要す
る時間を所望の時間に任意に設定できることとなる他、
リリーフ弁の設定だけでは解消できない範囲のシリンダ
終端部における衝撃についても、かかるピストンの移動
速度調整によって一層徹底して解消させることが可能と
なる。

【００１４】請求項２に記載の本発明に係る緩衝機能を
備えたエアシリンダにおいては、クッションピンとクッ
ションピン用孔部を形成する位置関係が、上記請求項１
の構成と逆の関係にあるものの、その基本的な構成は同
様であり、リリーフ弁等の作用によって請求項１の場合
と同様な緩衝作用を奏することとなる。而して、請求項
２の構成によれば、ピストンがシリンダ本体の端部に到
達した際には、ピストンに開設されたクッションピン用
孔部に対して区画用壁部側のクッションピンが嵌入した
状態となるから、請求項１の場合とは異なり、ピストン
から突出した状態に設けられたクッションピンを収容さ
せるための余分なスペースをシリンダ本体内へ設ける必
要がなくなる。従って、エアシリンダの全長を短くする
ことができる。

【００１５】請求項３に記載の本発明に係る緩衝機能を
備えたエアシリンダにおいては、リリーフ弁がシリンダ
ヘッドの位置へ一体的に設けられて、所定の空気流通路
や連通路を介してシリンダ室及びヘッドカバー室と接続
された構成であるから、リリーフ弁を接続させるための
特別な配管は不要で、構成の簡素化が図れる。また、こ
のリリーフ弁を備えたエアシリンダ全体をコンパクトな
状態に製作することが可能となる。

【００１６】更に、リリーフ弁は、シリンダ室とヘッド
カバー室との両室に接続されて、これら両室からの空気
圧が作用すべく構成され、またその弁開放状態時にはシ
リンダ室から流出してくる空気がヘッドカバー室内へ流
入するように構成されているために、ピストンを加圧前
進させる場合において、ピストン加圧用の高圧の圧縮空
気をヘッドカバー室からシリンダ室内に供給させた際
に、このシリンダ室内の空気圧がリリーフ弁の所定の設
定圧以上の高圧となっても、リリーフ弁の弁閉状態を維
持させることが可能である。また、仮にリリーフ弁が弁
開放状態になった場合であっても、シリンダ室がこれと
同圧のヘッドカバー室と連通されるに過ぎないから、こ
れによってシリンダ室内の圧力が不当に低下するような
ことはない。従って、ピストンを加圧前進させる際には
シリンダ室内の高圧状態を適切に維持することができ、
リリーフ弁がピストンの加圧前進を不当に妨げるような
弊害を生じることもない。

【００１７】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。 〔第１実施例（請求項１、３に対応）〕図１は本発明に
係る緩衝機能を備えたエアシリンダＡの要部の構成の一
例を示す断面図、図２は図１のＸ−Ｘ線断面図である。
このエアシリンダＡは、ピストンロッド１に連結されて
シリンダ本体２内に収容されたピストン３、このピスト
ン３の後面側に突設されたクッションピン４、シリンダ
本体２内の後端部内に収容された略円筒状の筒状体５、
シリンダ本体２の後端部に連設されたシリンダヘッド６
等を具備している。そして、このシリンダヘッド６に
は、流量調整弁としてのニードル弁７やリリーフ弁８が
設けられている。

【００１８】上記のうち、筒状体５の先端部にはクッシ
ョンピン４を嵌入させるためのクッションピン用孔部９
が形成され、またこのクッションピン用孔部９の内周面
にはリング状のシール用パッキン１０が装着されてい
る。この筒状体５の先端側の壁部５Ａは、本発明に係る
区画用壁部５Ａに相当するもので、クッションピン４が
クッションピン用孔部９に嵌入した際には、この筒状体
５の前方に位置するシリンダ室Ｓと筒状体５内のヘッド
カバー室１１との両室が区画用壁部５Ａによって相互に
区画されるように構成されている。尚、ヘッドカバー室
１１は、筒状体５の周壁に開設された吸排気口１２を介
して圧縮空気の吸排気がなされる室であり、吸排気口１
２は所定の電磁弁を経てエアコンプレッサ等の圧縮空気
供給源（不図示）と配管接続される。

【００１９】また、筒状体５には、一端側がシリンダ室
Ｓに開口し且つ他端側がヘッドカバー室１１の内周面の
開口部２０に連通した状態の連通路１３が穿設され、こ
の連通路１３によってシリンダ室Ｓとヘッドカバー室１
１とを相互に連通させるオリフィス回路が形成されてい
る。ニードル弁７は、前記開口部２０の開口面積を増減
し、シリンダ室Ｓから連通路１３を介してヘッドカバー
室１１側へ流入する空気流量を加減調整するためのもの
である。

【００２０】リリーフ弁８は、シリンダヘッド６に穿設
された孔部８Ａ内に、弁体８０、この弁体８０を弁座８
１に対して当接させるように押圧するバネ８２、及びこ
のバネ８２の弾発力を加減調整可能なバネ押さえ８３を
収容して構成されている。このうち、孔部８Ａの下部
は、筒状体５に別途穿設された空気流通路１４を介して
シリンダ室Ｓと連通され、シリンダ室Ｓ内の空気圧Ｐが
弁体８０に対して常時作用するように構成されている。
一方、孔部８Ａ内の弁体８０よりも上方の位置は貫通孔
１５を介してヘッドカバー室１１と相互に連通されてい
る。これにより、このリリーフ弁８では、シリンダ室Ｓ
内の空気圧Ｐが所定の設定圧よりも高くなると（厳密に
は、空気圧Ｐと弁体８０の背圧Ｐ１との圧力差が一定以
上になると）、図３に示すように弁体８０が上昇した弁
開放状態となって、シリンダ室Ｓ内の空気は空気流通路
１４を介してリリーフ弁８内の孔部８Ａ内に流入してか
ら貫通孔１５を経てヘッドカバー室１１内へ排気される
ように構成されている。尚、このリリーフ弁８は、弁開
放の応答性を良好にすることが望まれるが、その一手段
としては、例えば空気流通路１４の流路断面積Ａ１より
も、弁体８０の受圧面積Ａ２を大きくする手段が適用さ
れる。

【００２１】図２において、筒状体５には、チェック弁
回路１６が別途設けられている。このチェック弁回路１
６は、シリンダ室Ｓとヘッドカバー室１１とを相互に連
通させるための空気流路１６ａ内に、通気性を備えた受
板１６ｂによって脱出阻止が図られたチェック弁ボール
１６ｃが収容されて構成されている。このチェック弁回
路１６では、ピストン３を矢印ｂ方向に前進させるべく
吸排気口１２から圧縮空気をヘッドカバー室１１内に供
給させたときには、チェック弁ボール１６ｃが受板１６
ｂ側に移動することにより、空気流路１６ａが開放状態
となる。従って、かかる状態では、ヘッドカバー室１１
内の圧縮空気がこの空気流路１６ａを通過してシリンダ
室Ｓ内へ効率よく供給され、ピストン３を高速で押圧前
進させることが可能である。これに対し、ピストン３が
矢印ａ方向に後退するときには、チェック弁ボール１６
ｃが上記とは逆方向に移動して空気流路１６ａが閉塞さ
れるために、シリンダ室Ｓ内の空気がこの空気流路１６
ａを通過してヘッドカバー室１１内へ流入することが阻
止された状態となる。

【００２２】次に、上記構成のエアシリンダＡの使用
例、作用について説明する。先ず、図４に示すように、
ピストン３が矢印ａ方向に後退する際において、クッシ
ョンピン４がクッションピン用孔部９に未だ嵌入してい
ない状態では、ピストン３の後方のシリンダ室Ｓ内の空
気は、その大半がクッションピン用孔部９を通過してヘ
ッドカバー室１１内に流入する。従って、かかる状態で
は、シリンダ室Ｓ内の空気を吸排気口１２から高速で排
気させることが可能であり、ピストン３を高速で後退移
動させることができる。次いで、かかるピストン３の後
退時において、図１に示すように、クッションピン４が
クッションピン用孔部９に嵌入すると、もはやこのクッ
ションピン用孔部９を介してシリンダ室Ｓ内の空気がヘ
ッドカバー室１１側へ流入することはなくなる。シリン
ダ室Ｓ内の空気はオリフィス回路を構成する連通路１３
を介してヘッドカバー室１１内へ流入し、少量ずつ排気
される状態となる。従って、クッションピン４がクッシ
ョンピン用孔部９内に嵌入した直後の時点では、シリン
ダ室Ｓ内に残存する空気の圧力Ｐがピストン３に対する
急激な抵抗力となることに原因し、本来ならば、ピスト
ン３に大きな衝撃力が発生することとなる。

【００２３】ところが、本実施例に係るエアシリンダＡ
では、シリンダ室Ｓ内の圧力Ｐが上昇すると、その時点
で図３で示したように、リリーフ弁８が弁開放状態とな
って、シリンダ室Ｓ内の空気はリリーフ弁８を介してヘ
ッドカバー室１１内に流入して排気される。従って、ク
ッションピン４がクッションピン用孔部９内に嵌入した
直後にあっても、シリンダ室Ｓ内の空気圧は一定値以上
の高圧になるようなことがなく、シリンダ室Ｓ内の空気
がピストン３に対して大きな衝撃力を発生させる抵抗力
として作用するようなことが適切に回避される。その結
果、仮に連通路１３を流通する空気流量がかなり少量と
なるようにニードル弁７が絞られ、シリンダ室Ｓ内の圧
力値が高圧になり易い状態であっても、リリーフ弁８の
弁開放によってシリンダ室Ｓ内の空気が適切に排気さ
れ、ピストン３に大きな衝撃力を発生させることなくピ
ストン３を滑らかに減速させることが可能となる。

【００２４】上記とは逆に、連通路１３を流通する空気
流量が多くなるようにニードル弁７が設定されている場
合には、クッションピン４がクッションピン用孔部９内
に嵌入した後のピストン３の後退速度がさほど減速され
ず、この場合にはシリンダ室Ｓ内の空気が比較的急激に
圧縮されることとなる。ところが、やはりかかる場合で
あっても、シリンダ室Ｓ内の空気圧が高くなると、リリ
ーフ弁８が弁開放状態となって、シリンダ室Ｓ内の空気
圧が一定圧以下に維持されるから、ピストン３が終端に
到達する時期に、シリンダ室Ｓ内の空気がピストン３に
対して大きなバウンド力を作用させるようなこともなく
なる。このようにピストン３の後退時においては、シリ
ンダ室Ｓ内の空気圧Ｐがリリーフ弁８によって一定値以
下に維持されることによりピストン３に大きな衝撃が発
生することが抑制されるが、このような作用はニードル
弁７による連通路１３の空気流量には殆ど左右されな
い。従って、ピストン及びピストンロッドに作用する負
荷やそのストロークが多少変更された場合であっても、
ニードル弁７を調整して連通路を流通する空気流量を調
整する作業を逐一行う必要はない。

【００２５】一方、クッションピン４がクッションピン
用孔部９に嵌入した以後におけるピストン３の後退速度
は、連通路１３を流通する空気流量に左右される。従っ
て、ニードル弁７を調整して連通路１３を流通する空気
流量を変更すれば、ピストン３の終端近辺における移動
速度を任意に調整することができる。これにより、ピス
トン３が後退し、そのクッションピン４がクッションピ
ン用孔部９に嵌入した時点から終端に達するまでの所要
時間を任意の時間に決定することも可能となり、その結
果このエアシリンダＡの１ストローク動作に要する所要
時間の設定も可能となる。また、ピストン３の後退速度
の調整により、リリーフ弁８の設定圧以下の圧力範囲内
での衝撃の発生を一層徹底して防止することも可能であ
る。

【００２６】尚、上記リリーフ弁８は、ピストン３の前
進時において、吸排気口１２からヘッドカバー室１１内
にピストン加圧用の圧縮空気が供給されたときには弁開
放状態にはならない。この場合には、シリンダ室Ｓ内の
圧力Ｐと弁体８０に作用する背圧Ｐ１が同圧であるか
ら、シリンダ室Ｓ内の圧力Ｐがリリーフ弁８の設定圧以
上の高圧になっても弁閉状態を維持することとなる。ま
た、仮にリリーフ弁８が開放しても、このリリーフ弁８
を介してシリンダ室Ｓとヘッドカバー室１１との両室が
相互に連通するだけであるから、やはりシリンダ室Ｓ内
の圧力Ｐが低下するようなことはない。従って、このリ
リーフ弁８が、ピストン３の前進動作を行う際の支障に
なるようなことはない。

【００２７】表１、表２は、上記した構成の本発明に係
るエアシリンダＡと、図１０乃至図１２で示した従来タ
イプのエアシリンダとの双方について、それらに発生す
る衝撃値、シリンダ室Ｓ（Ｓｅ）内の圧力値を比較試験
したデータである。

【表１】

【表２】 これら表１、表２に示すデータは、図５に示すような構
成の装置で試験を行った結果得られたデータである。こ
の試験は、本発明及び従来例ともに、口径が３２ｍｍ、
最大ストロークが５５０ｍｍのエアシリンダを用いて行
ったもので、ピストンロッドの先端にスライドガイド杆
に連結された所定重量（７５０ｇ又は１５００ｇ）の負
荷を取付け、空気供給源から電磁弁を介して一定圧（４
kgf ／cm)の空気圧を供給することにより、ピストン３
（３ｅ）を一定ストローク（５５０ｍｍ、４７５ｍｍ、
４００ｍｍ）で上昇させ、その際に発生する衝撃をＧセ
ンサーで、またシリンダ室Ｓ（Ｓｅ）内の圧力を圧力セ
ンサーで測定し、記録計に記録させるようにしたもので
ある。尚、ニードル弁７（７ｅ）の設定等の他の条件は
全て同一であるが、本発明に係るエアシリンダＡではリ
リーフ弁８の設定圧を３．６kgf／cmとしている。

【００２８】上記表１、表２のデータから明らかなよう
に、本発明では、クッションピン４がクッションピン用
孔部９に嵌入する直前のピストンスピードを従来例と同
一条件とした場合において、クッションピン４がクッシ
ョンピン用孔部９内に嵌入（突入）した直後のシリンダ
室Ｓ内の圧力値が従来例よりもかなり低圧に維持されて
いることは勿論のこと、突入直後における衝撃値や、ピ
ストン３が終端に到達した際の衝撃値の何れの衝撃値に
ついても、従来例に比較してその値がかなり小さな値と
なっている。図６は表１のストロークが５５０ｍｍに設
定された場合の本発明のデータを、図７はそれに対応す
る従来例のデータの経時変化を各々示す説明図である。
かかるデータからしても、図６の本発明では、図７の従
来例に比較して、エアシリンダに発生する衝撃のピーク
値をかなり減少させることができることは明らかであろ
う。

【００２９】尚、上記のようにエアシリンダＡに発生す
る衝撃力を充分に効率よく緩和するためには、クッショ
ンピン４の寸法を長くして、このクッションピン４がク
ッションピン用孔部９に嵌入してピストン３が減速され
る時間を長くすることが好ましく、具体的には、クッシ
ョンピン４の寸法をシリンダ本体２の内径よりも大きな
寸法にすることが望ましい。

【００３０】〔第２実施例（請求項２に対応）〕図８
は、本発明に係る緩衝機能を備えたエアシリンダＡａの
他の実施例を示す要部断面図である。このエアシリンダ
Ａａは、吸排気口１２ａが開設されたヘッドカバー室１
１ａとシリンダ室Ｓａとの両者を区画するための区画用
壁部５Ｂ側に、筒状のクッションピン４ａを突設し、ま
たピストン３ａ側にそのクッションピン４ａが嵌入され
るクッションピン用孔部９ａを開設した構成である。
尚、シリンダ室Ｓとヘッドカバー室１１との両者がニー
ドル弁７ａで流量調整される連通路１３を介して相互に
連通され、またシリンダヘッド６ａにリリーフ弁８ａが
一体的に設けられている点、等の基本的な構成は、図１
で示したエアシリンダＡと同様である。

【００３１】上記図８で示す構成によれば、ピストン３
ａが後退し、図９に示すように、そのピストン３ａのク
ッションピン用孔部９ａ内にクッションピン４ａが嵌入
すると、シリンダ室Ｓａからヘッドカバー室１１ａ側へ
の空気流入量が減少し、ピストン３ａの後退速度が減速
される。また、その際にシリンダ室Ｓａ内の空気圧が一
定圧に達すると、リリーフ弁８ａが開放し、シリンダ室
Ｓａ内の圧力値は常に一定値以下に維持され、ピストン
３ａに大きな衝撃が発生することなく、ピストン３ａを
減速させて、低速で終端に到達させて停止させることが
でき、上記した図１の構成のエアシリンダＡと同様な優
れた緩衝作用が得られる。而して、上記のエアシリンダ
Ａａでは、図１で示したエアシリンダＡとは異なり、ピ
ストン３ａにクッションピン４ａを余分に突設させる構
造ではないから、ピストン３ａが終端に到達した状態に
おいて、シリンダヘッド６ａ内にクッションピン４ａを
収容させるためのスペースを余分に設ける必要がない。
従って、図１で示したエアシリンダＡと図８のエアシリ
ンダＡａとのピストンロッドの最大ストロークを同一に
する場合には、図８のエアシリンダＡａの方がその全長
を短くすることが可能である。

【００３２】〔他の実施例〕尚、上記各実施例では、リ
リーフ弁８（８ａ）をシリンダヘッド６（６ａ）に一体
的に設けているが（請求項３に対応）、請求項１又は２
に記載の本発明は決してこれに限定されない。例えば、
エアシリンダとは別体で構成されたリリーフ弁を配管等
を利用して所定のシリンダ室等に接続させて設けるよう
にしても構わない。但し、エアシリンダの簡素化、小型
化等の観点からすれば、リリーフ弁８をエアシリンダと
一体化させることが望ましい。

【００３３】また、上記各実施例では、エアシリンダの
後端部側に終端にピストンが到達する際の衝撃を抑制さ
せる場合を一例として説明したが、本発明はやはり限定
されない。本発明では、ピストンがエアシリンダの前端
部側の終端に到達する際の衝撃を抑制させる場合にも適
用することが可能である。

【００３４】

【発明の効果】以上の説明から理解されるように、請求
項１乃至３に記載の本発明に係る緩衝機能を備えたエア
シリンダによれば、クッションピンがクッションピン用
孔部に嵌入した時点及びそれ以後の時点において、所定
のシリンダ室内の空気がピストン移動に対する過大且つ
急激な抵抗力となることをリリーフ弁の動作によって阻
止することができるために、従来のようにピストンに大
きな衝撃が発生することを適切に回避した上で、ピスト
ンを滑らかに減速させて停止させることができ、大きな
騒音や機械的振動等の発生を極力解消させることができ
るという格別な効果が得られる。しかも、このような衝
撃の抑制は、リリーフ弁の設定に依存し、区画用壁部に
穿設された連通路を介して排気される空気流量には左右
されないから、従来のように、ピストンに作用する負荷
やそのストロークが多少変更された場合であっても、従
来のように流量調整弁の調整作業を逐一行う必要はな
く、かかる調整作業の手間を簡略化できるという利点も
得られる。更に、流量調整弁を調整して所定の連通路を
流通する空気流量を増減変更すれば、シリンダ本体内の
端部におけるピストンの移動速度を調整することができ
るので、ピストンの往復動作時間の調整を任意に設定で
きる他、リリーフ弁の設定だけでは解消できない範囲で
の衝撃をも一層徹底して解消させることができるという
効果が得られる。

【００３５】特に、請求項２に記載の本発明によれば、
ピストンがシリンダ本体の端部に到達した際には、ピス
トンに開設されたクッションピン用孔部に対して区画用
壁部側のクッションピンが嵌入した状態となるから、ピ
ストンから突出した状態に設けられたクッションピンを
収容させるための余分なスペースをシリンダ本体内へ設
けるような必要がなく、エアシリンダの全長を短くする
ことができるという利点が得られる。

【００３６】請求項３に記載の本発明によれば、リリー
フ弁がシリンダヘッドに対して一体的に設けられ、また
リリーフ弁を接続するための特別な配管も不要であるか
ら、エアシリンダ全体の構成の簡素化、小型化が図れる
という実益が得られる。また、リリーフ弁がシリンダ室
とヘッドカバー室との両室に接続されていることによ
り、ピストンを加圧前進させるときには、ヘッドカバー
室及びシリンダ室内をリリーフ弁の設定圧以上の高圧状
態に維持させることができ、ピストンの加圧前進動作に
支障が生じるようなことも適切に回避できるという利点
もある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る緩衝機能を備えたエアシリンダの
一実施例を示す要部断面図。

【図２】図１のＸ−Ｘ線断面図。

【図３】図１に示すエアシリンダのリリーフ弁が開放し
た状態を示す要部断面図。

【図４】図１に示すエアシリンダのピストンのクッショ
ンピンがクッションピン用孔部に嵌入する前の状態を示
す要部断面図。

【図５】衝撃値等の測定試験に用いた試験装置の概略構
成を示す説明図。

【図６】本発明に係る緩衝機能を備えたエアシリンダで
得られた衝撃値と圧力値の試験データを示す説明図。

【図７】従来例のエアシリンダで得られた衝撃値と圧力
値の試験データを示す説明図。

【図８】本発明に係る緩衝機能を備えたエアシリンダの
他の実施例を示す要部断面図。

【図９】図８に示すエアシリンダのピストンが後退した
状態を示す要部断面図。

【図１０】従来のエアシリンダの一例を示す要部断面
図。

【図１１】図１０に示すエアシリンダのピストンが後退
した状態を示す要部断面図。

【図１２】図１０に示すエアシリンダのピストンが最後
端位置へ到達状態を示す要部断面図。

【図１３】エアシリンダに発生する衝撃の状態を示す説
明図。

【符号の説明】

１ ピストンロッド ２ シリンダ本体 ３，３ａ ピストン ４，４ａ クッションピン ５ 筒状体 ５Ａ，５Ｂ 区画用壁部 ６ シリンダヘッド ７，７ａ ニードル弁（流量調整弁） ８，８ａ リリーフ弁 ９，９ａ クッションピン用孔部 １１，１１ａ ヘッドカバー室 １２，１２ａ 吸排気口 １３ 連通路 １４ 空気流通路 Ｓ，Ｓａ シリンダ室 Ａ，Ａａ 緩衝機能を備えたエアシリンダ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ピストンに設けられたクッションピンを嵌
   入させるためのクッション用孔部をシリンダ本体内の端
   部側に形成し且つこのクッション用孔部内にクッション
   ピンが嵌入されたときにシリンダ室と吸排気口を開設し
   たヘッドカバー室との両室を相互に区画する区画用壁部
   と、この区画用壁部とピストンとの両者間に位置するシ
   リンダ室内の圧縮空気をヘッドカバー室内へ流入させる
   ための連通路と、この連通路を流通する空気量を調整す
   るための流量調整弁とを有する緩衝機能を備えたエアシ
   リンダであって、 前記ピストンと区画用壁部との両者間に位置するシリン
   ダ室の空気圧が予め設定された所定の設定圧に達したと
   きに、前記シリンダ室内を減圧させるべくそのシリンダ
   室内の空気をシリンダ室外へ排気するリリーフ弁がシリ
   ンダ本体と一体又は別体で具備されていることを特徴と
   する緩衝機能を備えたエアシリンダ。
2. 【請求項２】請求項１において、上記ピストンにクッシ
   ョンピンが設けられ且つ区画用壁部にそのクッションピ
   ンを嵌入させるためのクッションピン用孔部が形成され
   た手段に代えて、クッションピンが区画用壁部に設けら
   れていると共に、このクッションピンを嵌入させるため
   のクッションピン用孔部がピストン側に開設されている
   ことを特徴とする緩衝機能を備えたエアシリンダ。
3. 【請求項３】請求項１又は２において、上記リリーフ弁
   は、シリンダ本体に連設されたシリンダヘッドの位置へ
   一体的に設けられ、 ピストンと区画用壁部との両者間に位置するシリンダ室
   の空気圧が区画用壁部に穿設された空気流通路を介して
   リリーフ弁の弁体に作用すると共に、その空気圧が所定
   の一定圧に達してリリーフ弁が弁開放状態になったとき
   には、前記シリンダ室から空気流通路を介してリリーフ
   弁側へ流出してくる空気がリリーフ弁とヘッドカバー室
   との相互間の壁部に穿設された連通路を介してヘッドカ
   バー室内へ流入するように構成されていることを特徴と
   する緩衝機能を備えたエアシリンダ。