JP2966353B2 - 緩衝機構付き流体圧シリンダ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、緩衝機構付き流体
圧シリンダに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】流体圧を利用した各種のシリンダにおい
ては、ストロークエンドに到ったピストンの慣性エネル
ギーを適当に吸収することによって、同ピストンがシリ
ンダカバーに与える衝撃を緩衝する必要がある。ゆえ
に、従来より衝撃緩衝機構付きの流体圧シリンダが多数
提案されている。ここで、図８にその一例を示す。

【０００３】図８に示される流体圧シリンダ５１におい
て、シリンダチューブ５２の両端は金属製のカバー５３
で閉塞されている。シリンダチューブ５２内には、左端
面にロッド５４が連結された金属製のピストン５５が摺
動可能に収容されている。同ピストン５５は、シリンダ
５１内を２つの圧力作用室５４ａ，５４ｂに区画する。
ピストン５５の両端面には、緩衝体としてのゴムクッシ
ョン５６が配設されている。前記ゴムクッション５６
は、弾性を有する環状基部５６ａの一方の端面にリップ
部５６ｂを形成したものである。

【０００４】従って、ロッド側圧力作用室５４ａにポー
ト（図示略）を介してエアを供給すると、ピストン５５
が右側方向に移動し、ゴムクッション５６にヘッドカバ
ー５３が当接する。逆に、ヘッド側圧力作用室５４ｂに
ポート５７を介してエアを供給すると、ピストン５５が
左側方向に移動し、ゴムクッション５６にロッドカバー
（図示略）が当接する。上記の場合、ゴムクッション５
６の変形抵抗等が作用する結果、ピストン５５の慣性エ
ネルギーが吸収され、衝撃緩衝が図られるようになって
いる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上記従来の
流体圧シリンダ５１はリップ部５６ｂの付け根に応力が
集中しやすい構造であることから、ゴムクッション５６
に早期に劣化が起こりやすく、耐久性に問題があった。

【０００６】また、従来技術の構成ではシールポイント
となる部位がリップ部５６ｂの先端部１箇所のみである
ことから、当該部分に摩耗が生じると直ちにシール性が
損なわれ、衝撃緩衝能が急激に悪化するおそれがあっ
た。ゆえに、このような事態を回避すべくシール性を向
上させる何らかの改善策が望まれていた。

【０００７】さらに、リップ部５６ｂを備える従来技術
では、長いクッションストロークを確保することは構造
的にみて難しかった。本発明は上記の事情に鑑みてなさ
れたものであり、その目的は、耐久性及び衝撃緩衝能に
優れた緩衝機構付き流体圧シリンダを提供することにあ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、請求項１に記載の発明では、シリンダ内部に区画
される圧力作用室内への流体の給排に基づいて駆動され
るピストンとシリンダカバーとの間に配設された弾性を
有する緩衝体により、前記ピストンの衝撃が緩衝される
流体圧シリンダにおいて、前記緩衝体の第１の端部側に
形成された被保持部を前記圧力作用室を区画している区
画部材に設けられた緩衝体保持溝に保持させ、同緩衝体
の第２の端部側を前記緩衝体保持溝が設けられた区画部
材から浮かせた状態で配置し、かつ前記緩衝体において
弾性変形時に前記区画部材と当接する側の面に、シール
ポイントとなる屈曲部位を複数設けたことを特徴とした
緩衝機構付き流体圧シリンダをその要旨とする。

【０００９】請求項２に記載の発明は、請求項１におい
て、前記被保持部の近傍に位置するとともに前記緩衝体
の弾性変形過程の初期に前記シールポイントとなる第１
の屈曲部位と、前記第１の屈曲部位よりも前記第２の端
部側に位置するとともに前記緩衝体の弾性変形過程の後
期に前記シールポイントとなる第２の屈曲部位とを設け
た。

【００１０】請求項３に記載の発明は、請求項１または
２において、前記緩衝体保持溝と前記被保持部との間
に、前記緩衝体の弾性変形に伴う前記被保持部の径方向
への移動を許容する移動空間を設けた。

【００１１】請求項４に記載の発明は、請求項３におい
て、前記移動空間は、前記第１の屈曲部位がシールポイ
ントとなるときのみ前記被保持部の径方向への移動を許
容する程度の大きさに設定されているとした。

【００１２】請求項５に記載の発明は、請求項３乃至５
のいずれか１項において、前記第２の屈曲部位がシール
ポイントとなるときにその部位を中心として前記区画部
材側に撓む変形部位を、前記第２の端部に設けた。

【００１３】以下、本発明の「作用」について説明す
る。請求項１に記載の発明によると、緩衝体にピストン
の推力が加わった場合、緩衝体に弾性変形が生じること
で、圧力作用室を区画している区画部材側に同緩衝体が
撓むようになる。このとき緩衝体には、ピストンをスト
ロークの反対方向に戻そうとするような復帰力が生じ
る。また、緩衝体のシール作用により圧力作用室内の流
体が圧縮されることによっても抗力が生じる。そして、
前記復帰力及び抗力によってピストンの慣性エネルギー
が吸収され、もって衝撃緩衝が図られる。

【００１４】また、この発明ではシールポイントとなる
屈曲部位を緩衝体に複数設けているため、シールポイン
トとなる部位が１つのみであった従来と比べて、確実に
シール性が高くなる。従って、屈曲部位のうちの１つに
摩耗が生じたとしても直ちにシール性が損なわれること
はなく、衝撃緩衝能の急激な悪化も防止される。なお、
シールポイントが複数であると、そもそも摩耗自体が生
じにくくなる。

【００１５】さらに、この発明では緩衝体自身を区画部
材から浮かせた状態で配置しているため、従来とは異な
りリップ部を設ける必要がない。従って、特定部位に応
力が集中することもなく、緩衝体の早期劣化が防止され
る。ゆえに、耐久性も向上する。また、緩衝体を浮かせ
た状態で配置した構成であると、比較的容易に長いクッ
ションストロークを確保することができる。よって、高
い衝撃緩衝能を確保することも可能である。

【００１６】請求項２に記載の発明によると、弾性変形
過程の初期においては第１の屈曲部位がシールポイント
となり、かつ弾性変形過程の後期においては第２の屈曲
部位がシールポイントとなる。従って、いずれか一方の
屈曲部位に摩耗が生じたとしても、他方がシール機能を
担うことができる。よって、直ちにシール性が損なわれ
るようなことがない。

【００１７】請求項３に記載の発明によると、緩衝体の
被保持部は、弾性変形時において移動空間のある径方向
に移動することができる。従って、被保持部が全く移動
不能な構成に比べて緩衝体の変形抵抗が小さくなり、被
保持部への応力集中が回避される。そのため、応力集中
による早期劣化が防止され、緩衝体の耐久性もより確実
に向上する。さらに、緩衝体の変形抵抗が小さくなる結
果、低圧シリンダ駆動時においてもピストンの推力が有
効に作用するようになり、そのときでも充分な衝撃緩衝
能を発揮することができる。

【００１８】請求項４に記載の発明によると、第２の屈
曲部位がシールポイントとなるときに第１の屈曲部位が
移動しなくなることで、同屈曲部位の区画部材に対する
摺動量を少なくすることができる。このため、第１の屈
曲部位に摩耗が起こりにくくなり、さらなる耐久性の向
上が図られる。なお、第２の屈曲部位の摺動はそもそも
起こらないので、同屈曲部位の摩耗は確実に回避され
る。

【００１９】請求項５に記載の発明によると、第２の端
部に変位部位を設けているため、より長いクッションス
トロークを容易に確保することができる。ゆえに、より
優れた衝撃緩衝能を確保することができる。

【００２０】

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体化した一実施
形態の緩衝機構付き流体圧シリンダ１を図１〜図４に基
づき詳細に説明する。

【００２１】図１に示されるように、本実施形態のシリ
ンダ１を構成するシリンダチューブ２は、第１のポート
３と第２のポート４とを備える円筒状の金属製部材であ
る。このシリンダチューブ２の開口部のうち、図１の右
側の開口部は、シリンダカバーとしての金属製のヘッド
カバー５によって閉塞されている。また、図１の左側の
開口部は、シリンダカバーとしての金属製のロッドカバ
ー６によって閉塞されている。ヘッドカバー５は、シリ
ンダチューブ２の内壁面に対してじかに嵌合されてい
る。一方、ロッドカバー６は、Ｃリング７によってシリ
ンダチューブ２の内壁面に固定されている。

【００２２】シリンダチューブ２内に形成された内部空
間内には、金属製のロッド８を一方の端面に有した金属
製のピストン９が摺動可能に収容されている。そして、
このピストン９の存在によって、前記内部空間が２つの
圧力作用室１０，１１に区画されている。具体的にいう
と、ヘッド側の圧力作用室１０は、ヘッドカバー５の内
端面、シリンダチューブ２の内周面及びピストン９の右
端面によって、即ち複数の部材によって区画されてい
る。この圧力作用室１０には第１のポート３が連通して
いる。ロッド側の圧力作用室１１は、ロッドカバー６の
内端面、シリンダチューブ２の内周面、ピストン９の左
端面及びロッド８の周面によって、即ち複数の部材によ
って区画されている。この圧力作用室１１には第２のポ
ート４が連通している。

【００２３】ピストン９に連結されたロッド８の一方の
端部は、ロッドカバー６の中心部に貫設されたロッド挿
通孔１２を介して、シリンダチューブ２の外部に突出し
ている。このロッド挿通孔１２の内壁面には、ロッド８
との摺動抵抗の低減を図るために軸受け面１３となる領
域が設けられている。また、前記軸受け面１３となる領
域よりも外側の領域にはパッキン装着凹部が設けられて
おり、その中には環状のロッドパッキン１４が装着され
ている。そして、このロッドパッキン１４によって、ロ
ッド８の周面とロッド挿通孔１２の内壁面とのシールが
図られている。また、シリンダチューブ２の内周面に対
して摺接するピストン９の周面にも、シール部材として
のピストンパッキン１５及びウェアリング１６が装着さ
れている。

【００２４】図１等に示されるように、ロッドカバー６
の内端面には段差Ｄ1 があり、周辺部に比べて中心部の
ほうが引っ込んだ状態になっている。ピストン９の右端
面にも同様に段差Ｄ1 があり、周辺部に比べて中心部の
ほうが引っ込んだ状態になっている。また、ロッドカバ
ー６の内端面において段差Ｄ1 がある部分には、緩衝体
保持溝２３が形成されている。この緩衝体保持溝２３
は、環状であってシリンダチューブ２の中心軸方向に向
かって開口している。ピストン９の右端面において段差
Ｄ1 がある部分には、緩衝体保持溝２４が形成されてい
る。この緩衝体保持溝２４も、環状であってシリンダチ
ューブ２の中心軸方向に向かって開口している。そし
て、これらの保持溝２３，２４には、弾性を有する緩衝
体としてのゴムクッション２５が嵌着されるようになっ
ている。ここで保持溝２３，２４の奥側側壁面をＧ1 、
手前側側壁面をＧ2 、底面をＧ3 とする。図３に示され
るように、前記手前側側壁面Ｇ2 には、チューブ軸線方
向に対して約４５°の角度をなすテーパがそれぞれ設け
られている。なお、本実施形態における緩衝体保持溝２
３，２４は、切削工具等を用いた溝加工によって形成さ
れることができる。

【００２５】次に、本実施形態において使用されるゴム
クッション２５の形状等について説明する。なお、図３
はゴムクッション２５の弾性変形前（即ち応力無付加
時）の様子を示している。図４（ａ）〜図４（ｄ）は、
ゴムクッション２５が弾性変形する過程を示している。

【００２６】本実施形態で使用されているゴムクッショ
ン２５は、ウレタンゴム製であり、クッションとしての
好適な弾性を有している。ウレタンゴムの他にも、例え
ばＮＢＲ，ＨＮＢＲ，フッ素ゴム等のゴムを選択するこ
とが可能である。

【００２７】図２に示されるように、前記ゴムクッショ
ン２５は、中心に貫通孔を有するリング状部材であり、
かつその第１の端部Ｅ1 側の径と第２の端部Ｅ2 側の径
とは異なっている。第１の端部Ｅ1 とは保持溝２３，２
４によって支持される側の端部を指し、第２の端部Ｅ2
とは保持溝２３，２４によって支持されない側の端部を
指す。このゴムクッション２５の場合、第１の端部Ｅ1
側の径のほうが第２の端部Ｅ2 側の径に比べて大きくな
っている。

【００２８】また、このゴムクッション２５は肉厚部分
２６を備えている。肉厚部分２６において第１の端部Ｅ
1 側には、被保持部２７が突設されている。この被保持
部２７の幅は、本実施形態では前記保持溝２３，２４の
幅の３／４程度に設定されている。そして、前記被保持
部２７を各保持溝２３，２４に遊嵌することにより、ピ
ストン９及びロッドカバー６に対してゴムクッション２
５が保持されている。なお、被保持部２７が形成されて
いる第１の端部Ｅ1 の径は、前記手前側側壁面Ｇ2 の部
分の径に比べて大きく設定されている。従って、被保持
部２７を各保持溝２３，２４に遊嵌したときでも、ゴム
クッション２５が脱落しないようになっている。

【００２９】ロッド側の圧力作用室１１内にある保持溝
２３にゴムクッション２５を取り付けた場合、弾性変形
前においては、保持溝２３の奥側側壁面Ｇ1 と被保持部
２７の側面とが面接触する。このとき、第２の端部側Ｅ
2 は、保持溝２３が設けられた区画部材としてのロッド
カバー６の内端面から浮きあがった状態となる。言い換
えると、第２の端部Ｅ2 側は、ロッドカバー６に対向し
て配置された部材であるピストン９に向かって飛び出し
た状態となる。

【００３０】また、ヘッド側の圧力作用室１０内にある
保持溝２４にゴムクッション２５を取り付けた場合、弾
性変形前においては、保持溝２４の奥側側壁面Ｇ1 と被
保持部２７の側面とが面接触する。このとき、第２の端
部側Ｅ2 は、保持溝２４が設けられた区画部材としての
ピストン９の右端面から浮きあがった状態となる。言い
換えると、第２の端部Ｅ2 側は、ピストン９に対向して
配置された部材であるヘッドカバー５の内端面に向かっ
て飛び出した状態となる。

【００３１】また、図２，図３に示されるように、この
ゴムクッション２５は、どこにもリップ部等を備えてい
ない。従って、そのようなものを備える従来のゴムクッ
ションと比較すると、入り組んだ箇所がない分だけ単純
な断面形状を有したものとなっている。同ゴムクッショ
ン２５を切断した場合、その肉厚部分２６の切断面にお
いては直線かつ並行な線分が一組できる。これらの線分
のうち非貫通孔側にあるものが属する面を外周面２５ｂ
と定義し、貫通孔側にあるものが属する面を内周面２５
ａと定義する。前記外周面２５ｂにおいて肉厚部分２６
と被保持部２７とをつなぐ箇所は、最大変形時において
手前側側壁面Ｇ2 に接触しうる斜面２９となっている。

【００３２】図３に示されるように、本実施形態のゴム
クッション２５の内周面２５ａには、シールポイントと
なる屈曲部位Ｐ1 ，Ｐ2 が２つ設けられている。第１の
屈曲部位Ｐ1 は、被保持部２７の近傍に位置している。
この屈曲部位Ｐ1 は、ゴムクッション２５の弾性変形過
程の初期においてシールポイントとなる。一方、第２の
屈曲部位Ｐ2 は、第１の屈曲部位Ｐ1 よりも第２の端部
Ｅ2 側に位置している。この屈曲部位Ｐ2 は、ゴムクッ
ション２５の弾性変形過程の後期においてシールポイン
トとなる。また、ゴムクッション２５の第２の端部Ｅ2
側には、変形部位２２が設けられている。この変形部位
２２は、第２の屈曲部位Ｐ2 がシールポイントとなると
きに、同屈曲部位Ｐ2 を中心として区画部材側に撓むよ
うになっている。

【００３３】そして、図３のような弾性変形前の状態で
は、被保持部２７の先端面は保持溝２３，２４の底面Ｇ
3 から離間するとともに、底面Ｇ3 とほぼ平行な位置関
係となる。緩衝体保持溝２３，２４と被保持部２７との
間には、ゴムクッション２５の変形に伴う被保持部２７
の径方向への移動を許容する移動空間２８が設けられて
いる。従って、被保持部２７の先端面は、弾性変形時に
径方向に（底面Ｇ3 に近接する方向に）移動するように
なっている。この移動空間２８の大きさは、第１の屈曲
部位Ｐ1 がシールポイントとなるときのみ被保持部２７
の径方向への移動を許容する程度にあらかじめ設定され
ている。

【００３４】次に、このように構成された流体圧シリン
ダ１の動作及びゴムクッション２５の作用について説明
する。これ以降、ロッド側のゴムクッション２５のみに
ついて言及することにする。即ち、ロッド側とヘッド側
とにおけるゴムクッション２５の作用には基本的な差異
はないため、後者についてはその詳細な説明を割愛す
る。

【００３５】ヘッド側のストロークエンドにピストン９
がある状態で第１のポート３にエアを供給すると、ヘッ
ド側の圧力作用室１０内にはエアが導入され、同室１０
内の圧力が上昇する。すると、ピストン９及びロッド８
がロッド側（即ち図１の左側）の方向に移動するととも
に、ロッド側の圧力作用室１１内のエアが第２のポート
４を介して外部に排出される。

【００３６】図４（ａ）は、ピストン９がストロークエ
ンド付近にまで到達し、ピストン９の左端面にゴムクッ
ション２５の第２の端部Ｅ2 がまさに当接した状態を示
している。このとき、ゴムクッション２５は、ロッド側
の圧力作用室１１内を２つの空間に区画する。そのうち
の１つはゴムクッション２５の外周面２５ｂ側に区画さ
れる空間であって、その空間は第２のポート４側に連通
する。残りの１つはゴムクッション２５の内周面２５ａ
側に区画される空間であって、その空間は第２のポート
４側とは非連通の状態になる。後者の空間は、具体的に
はゴムクッション２５の内周面２５ａ、ピストン９の左
側面、ロッドカバー６の内端面及びロッド８の周面によ
って区画され、その中にはエアが密閉されるようになっ
ている。以下、後者の空間のことをエア溜まりＳ1 と呼
ぶことにする。このとき、第１の屈曲部位Ｐ1 は区画部
材であるヘッドカバー６の内端面に接している反面、第
２の屈曲部材Ｐ2 は同面に接していない。

【００３７】図４（ｂ）は、図４（ａ）の状態にあった
ピストン９がさらにストロークエンドに近づいたときの
状態を示している。このとき、ピストン９から押圧力を
受けたゴムクッション２５には弾性変形が生じる。即
ち、前記ゴムクッション２５は、緩衝体保持溝２３が設
けられた区画部材であるロッドカバー６の内端面側に第
２の端部Ｅ2 が近接するように撓むこととなる。そし
て、このときゴムクッション２５の被保持部２７は、ロ
ッドカバー６から浮き上がるとともに、緩衝体保持溝２
３，２４内を径方向に向かって僅かに移動する。その
際、ロッドカバー６に対して摺動する第１の屈曲部位Ｐ
1 が、シールポイントとなる。ゴムクッション２５の弾
性変形も、第１の屈曲部位Ｐ1 を中心としたものとな
る。この場合、第２の屈曲部位Ｐ2 を中心とした変形部
位２２の弾性変形はまだ生じない。

【００３８】そして、弾性体であるゴムクッション２５
には、自身の撓みを解消させるような復帰力が生まれ
る。そして、この撓みに起因する復帰力がピストン９を
ストロークの反対方向に押し戻そうとする。また、ゴム
クッション２５のシール作用によりエア溜まりＳ1 内の
エアが圧縮されることによっても抗力が生じる。従っ
て、前記復帰力及び抗力によってピストン９の慣性エネ
ルギーが吸収され、もって衝撃の緩衝が図られる。

【００３９】図４（ｃ）は、図４（ｂ）の状態にあった
ピストン９がさらにストロークエンドに近づき、ゴムク
ッション２５の内周面の一部（詳細には第１の屈曲部位
Ｐ1と第２の屈曲部位Ｐ2 との間の領域）がヘッドカバ
ー６の内端面に当接した状態を示している。このとき、
被保持部２７は底面Ｇ3 に当接することで、それ以上径
方向に移動不能となる。従って、第１の屈曲部位Ｐ1 の
摺動も、これ以降は起こらなくなる。なお、このとき第
２の屈曲部位Ｐ2 もヘッドカバー６の内端面に当接する
ことから、それ以降は第２の屈曲部位Ｐ2 が新たなシー
ルポイントとなる。

【００４０】図４（ｄ）は、図４（ｃ）の状態にあった
ピストン９が完全にストロークエンドに到達した状態を
示す。このとき、変形部位２２は、第２の屈曲部位Ｐ2
を中心としてヘッドカバー６側に撓むように弾性変形す
る。そして、ゴムクッション２５の外周面２５ｂがほぼ
平坦になった状態でピストン９が停止する。なお、この
流体圧シリンダ１では、ピストン９の左端面がヘッドカ
バー６の右端面に当接しないようにあらかじめ設計され
ている。

【００４１】ここで、本実施形態のゴムクッション２５
に類する形状を持つ参考例のゴムクッション３１を、図
５（ａ）〜図５（ｄ）に参考のために示す。このゴムク
ッション３１における相違点は、以下の通りである。第
１に、屈曲部位がＰ1 の１つだけであり、シールポイン
トが弾性変形過程の全般を通じて変化しない。第２に、
変形部位２２を備えていない。第３に、移動空間２８が
深いため被保持部２７が弾性変形時に底部Ｇ3 に当接せ
ず、屈曲部位Ｐ1 の摺動量が大きい。なお、本実施形態
のゴムクッション２５との共通点については説明を省略
する。

【００４２】以下、本実施形態において特徴的な作用効
果を列挙する。 （イ）この流体圧シリンダ１では、シールポイントとな
る屈曲部位Ｐ1 ，Ｐ2をゴムクッション２５に複数設け
ている。より具体的には、弾性変形過程の初期において
シールポイントとなる第１の屈曲部位Ｐ1 と、弾性変形
過程の後期においてシールポイントとなる第２の屈曲部
位Ｐ2 とを設けている。このため、シールポイントとな
る屈曲部位Ｐ1 が１つのみである図５の構成と比べて、
確実にシール性が高くなる。従って、いずれか一方の屈
曲部位Ｐ1 ，Ｐ2 に摩耗が生じたとしても、他方がシー
ル機能を担うことができる。よって、直ちにシール性が
損なわれるようなことはなく、衝撃緩衝能の急激な悪化
も防止される。なお、シールポイントとなるべき部位が
複数であると、そもそも個々の部位に摩耗自体が生じに
くくなる。

【００４３】（ロ）この流体圧シリンダ１では、ゴムク
ッション２５自身を区画部材であるヘッドカバー６等か
ら浮かせた状態で配置しているため、従来構成（図８参
照）とは異なりリップ部を設ける必要がない。従って、
特定部位に応力が集中することもなく、ゴムクッション
２５の早期劣化が防止される。ゆえに、耐久性も向上す
る。また、ゴムクッション２５を浮かせた状態で配置し
た構成であると、比較的容易に長いクッションストロー
クを確保することができる。よって、高い衝撃緩衝能を
確保することも可能である。

【００４４】（ハ）本実施形態によると、ゴムクッショ
ン２５の被保持部２７は、弾性変形時において移動空間
２８のある径方向に移動可能な構成となっている。従っ
て、被保持部２７が全く移動不能な従来構成に比べてゴ
ムクッション２５の変形抵抗が小さくなり、被保持部２
７への応力集中が回避される。そのため、応力集中によ
る早期劣化が防止され、ゴムクッション２５の耐久性も
より確実に向上する。さらに、ゴムクッションの変形抵
抗が小さくなる結果、低圧シリンダ駆動時においてもピ
ストン９の推力が有効に作用するようになり、そのとき
でも充分な衝撃緩衝能を発揮することができるようにな
る。

【００４５】（ニ）この流体圧シリンダ１では、移動空
間２８は、第１の屈曲部位Ｐ1 がシールポイントとなる
ときのみ被保持部２７の径方向への移動を許容する程度
の大きさに設定されている。従って、第２の屈曲部位Ｐ
2 がシールポイントとなるときに第１の屈曲部位Ｐ1 が
移動しなくなることで、同屈曲部位Ｐ1 の区画部材に対
する摺動量を少なくすることができる。このため、図５
の構成に比べて第１の屈曲部位Ｐ1 に摩耗が起こりにく
くなり、さらなる耐久性の向上が図られる。なお、第２
の屈曲部位Ｐ2 の摺動はそもそも起こらないので、同屈
曲部位Ｐ2 の摩耗は確実に回避される。

【００４６】（ホ）この流体圧シリンダ１では、第２の
屈曲部位Ｐ2 がシールポイントとなるときにその部位Ｐ
2 を中心として区画部材側に撓む変形部位２２を、第２
の端部Ｅ2 に設けている。従って、図５の構成に比べ
て、よりいっそう長いクッションストロークを容易に確
保することができる。ゆえに、より優れた衝撃緩衝能を
確保することができる。

【００４７】（ヘ）この実施形態では、緩衝体保持溝２
３，２４の手前側側壁面Ｇ2 にテーパを設けている。ゆ
えに、ゴムクッション２５の斜面２９に対して角がたた
ないため、斜面２９の部分に大きな応力が集中すること
もない。従って、ゴムクッション２５に傷等が付きにく
くなり、結果としてゴムクッション２５の早期劣化がよ
り確実に防止される。また、かかる構成であると、切削
工具の刃を保持溝２３，２４の奥のほうまで入れること
ができるので、溝加工が比較的簡単になる。このため、
シリンダ１の製造容易化を図ることができる。

【００４８】（ト）このシリンダ１では、エア溜まりＳ
1 は、ゴムクッション２５が撓むほうの側である内周面
２５ａ側に形成されることを特徴とする。この場合、エ
ア溜まりＳ1 内に閉じ込められたエアが、構造上、外部
に抜け出しにくくなる。従って、内部のエアの圧縮状態
がより高くなり、いっそう大きな抗力を得ることができ
る。このことも衝撃緩衝能の向上に貢献する。

【００４９】（チ）このゴムクッション２５は、図２等
に示されるように比較的単純な断面形状をしているの
で、従来品に比べて製造時の困難性が小さいという利点
がある。即ち、金型成形を行う場合であっても、その金
型の内面形状が単純なもので足り、かつ型抜きも比較的
簡単となる。

【００５０】なお、本発明は例えば次のように変更する
ことが可能である。 （１）図６，図７に示される別例の流体圧シリンダ４１
では、前記実施形態とは若干構成の異なるゴムクッショ
ン４２が使用されている。このゴムクッション４２は、
肉厚部分２６を備えており、かつ第１の端部Ｅ1 側の径
のほうが第２の端部Ｅ2 の径よりも小さくなるように形
成されている。従って、ピストン９が当接した場合、ゴ
ムクッション４２は、内周面４２ａ側ではなく外周面４
２ｂ側に撓むようになっている。また、このときには外
周面４２ｂ側にエア溜まりＳ1 が形成される。なお、こ
のシリンダ４１における緩衝体保持溝２３，２４の設置
位置は、前記実施形態のときよりもいくぶん中心部寄り
になっている。以上のような構成を有するシリンダ４１
でも、前記実施形態と同様の作用効果を得ることができ
る。

【００５１】（２）緩衝体保持溝２３，２４は、実施形
態や別例のように一方をカバー５，６側に設けかつ他方
をピストン９側に設けることに限定されない。例えば、
それら２３，２４を２つともピストン９側に設けたり、
２つともカバー５，６側に設けることも可能である。

【００５２】（３）カバー５，６及びピストン９以外の
部材であって圧力作用室１０，１１を区画している区画
部材、例えばロッド８やシリンダチューブ２に緩衝体保
持溝２３，２４を設けることも許容される。ただし、実
施形態等のようにカバー５，６やピストン９にそれらを
設けた構成のほうが、組み付け等が容易になる点におい
て有利である。

【００５３】（４）ゴム以外の合成樹脂を使用すること
によって、弾性を有する緩衝体を形成してもよい。 （５）シールポイントとなる屈曲部位Ｐ1 ，Ｐ2 は３つ
以上あってもよい。

【００５４】ここで、特許請求の範囲に記載された技術
的思想のほかに、前述した実施形態によって把握される
技術的思想をその効果とともに以下に列挙する。 （１） 請求項１〜５のいずれかにおいて、前記緩衝体
が衝撃緩衝時に形成する流体溜まりは、前記緩衝体の内
周面及び外周面のうち同緩衝体が撓むほうの側ににある
ことを特徴とした緩衝機構付き流体圧シリンダ。この構
成であると、流体溜まり内の流体の圧縮状態がより高く
なることから、衝撃緩衝能をより向上させることができ
る。

【００５５】なお、本明細書中において使用した技術用
語を次のように定義する。 「流体： シリンダを駆動するための給排される窒素、
酸素、二酸化炭素、アルゴン、水素、それらの混合物で
ある空気などといった気体、その他これらに準ずる性質
を有する物質をいう。」

【００５６】

【発明の効果】以上詳述したように、請求項１〜５に記
載の発明によれば、耐久性及び衝撃緩衝能に優れた緩衝
機構付き流体圧シリンダを提供することができる。

【００５７】請求項３に記載の発明によれば、緩衝体の
変形抵抗が小さくなるため、耐久性のいっそうの向上及
び低圧シリンダ駆動時における衝撃緩衝能の改善を図る
ことができる。

【００５８】請求項４に記載の発明によれば、第１の屈
曲部位に摩耗が起こりにくくなることで、さらなる耐久
性の向上を図ることができる。請求項５に記載の発明に
よれば、長いクッションストロークを容易に確保するこ
とができるため、より優れた衝撃緩衝能を確保すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】一実施形態における緩衝機構付き流体圧シリン
ダの部分断面図。

【図２】（ａ）は同流体圧シリンダに使用されるゴムク
ッションの平面図、（ｂ）はその底面図、（ｃ）はその
断面図。

【図３】実施形態のゴムクッションの要部拡大断面図。

【図４】（ａ）〜（ｄ）は前記ゴムクッションの衝撃緩
衝時における動きを説明するための要部拡大断面図。

【図５】（ａ）〜（ｄ）は参考例のゴムクッションの衝
撃緩衝時における動きを説明するための要部拡大断面
図。

【図６】別例の緩衝機構付き流体圧シリンダを示す部分
断面図。

【図７】別例のゴムクッションの要部拡大断面図。

【図８】従来例の緩衝機構付き流体圧シリンダを示す部
分断面図。

【符号の説明】

１，４１…緩衝機構付き流体圧シリンダ、５…シリンダ
カバーとしてのヘッドカバー、６…区画部材であるシリ
ンダカバーとしてのロッドカバー、９…区画部材である
ピストン、１０，１１…圧力作用室、２２…変形部位、
２３，２４…緩衝体保持溝、２５，４２…緩衝体として
のゴムクッション、２７…被保持部、２８…移動空間、
Ｐ1 …第１の屈曲部位、Ｐ2 …第２の屈曲部位、Ｅ1 …
第１の端部、Ｅ2 …第２の端部。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F15B 15/00 - 15/28

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】シリンダ内部に区画される圧力作用室内へ
   の流体の給排に基づいて駆動されるピストンとシリンダ
   カバーとの間に配設された弾性を有する緩衝体により、
   前記ピストンの衝撃が緩衝される流体圧シリンダにおい
   て、 前記緩衝体の第１の端部側に形成された被保持部を前記
   圧力作用室を区画している区画部材に設けられた緩衝体
   保持溝に保持させ、同緩衝体の第２の端部側を前記緩衝
   体保持溝が設けられた区画部材から浮かせた状態で配置
   し、かつ前記緩衝体において弾性変形時に前記区画部材
   と当接する側の面に、シールポイントとなる屈曲部位を
   複数設けたことを特徴とした緩衝機構付き流体圧シリン
   ダ。
2. 【請求項２】前記被保持部の近傍に位置するとともに前
   記緩衝体の弾性変形過程の初期に前記シールポイントと
   なる第１の屈曲部位と、前記第１の屈曲部位よりも前記
   第２の端部側に位置するとともに前記緩衝体の弾性変形
   過程の後期に前記シールポイントとなる第２の屈曲部位
   とを設けたことを特徴とした請求項１に記載の緩衝機構
   付き流体圧シリンダ。
3. 【請求項３】前記緩衝体保持溝と前記被保持部との間
   に、前記緩衝体の弾性変形に伴う前記被保持部の径方向
   への移動を許容する移動空間を設けたことを特徴とした
   請求項１または２に記載の緩衝機構付き流体圧シリン
   ダ。
4. 【請求項４】前記移動空間は、前記第１の屈曲部位がシ
   ールポイントとなるときのみ前記被保持部の径方向への
   移動を許容する程度の大きさに設定されていることを特
   徴とした請求項３に記載の緩衝機構付き流体圧シリン
   ダ。
5. 【請求項５】前記第２の屈曲部位がシールポイントとな
   るときにその部位を中心として前記区画部材側に撓む変
   形部位を、前記第２の端部に設けたことを特徴とした請
   求項３乃至５のいずれか１項に記載の緩衝機構付き流体
   圧シリンダ。