JPH051706Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 考案の目的 ［産業上の利用分野］ 本考案は緩衝装置に関し、詳しくはピストンの
一方向への移動に際し、移動終了間際にピストン
ロツドの移動に抗する付勢力を付与するクツシヨ
ン機構を備えた緩衝装置に関する。

［従来の技術］ 従来、空気圧や油圧シリンダにおいて、ピスト
ンのストローク終端における慣性力を吸収する目
的で、クツシヨン機構を設けたものが知られてい
る。こうしたクツシヨン機構は、通常、シリンダ
の移動に伴う流体（空気や油）の排出をピストン
のストローク終端付近で絞る絞り機構を設け、ピ
ストンの動きを遅くして衝撃を防止している。

［考案が解決しようとする課題］ しかしながら、かかるクツシヨン機構を備えた
緩衝装置では、ピストンロツドに取り付けられた
負荷の大小によつては、所望の動作が得られない
ことがあるという問題があつた。即ち、負荷が大
きく移動速度が大きいといつた慣性エネルギの高
い条件下でも充分な緩衝作用を得ようとすれば、
流体の排出はかなり絞つておかなければならない
が、絞り過ぎれば、反力によりピストンがその移
動方向と反対方向に跳ね返つてしまうことがあ
る。一方、流体の排出を余り絞らないものとすれ
ば、充分な緩衝作用を得ることができない。

本考案の緩衝装置は、上記課題を解決し、ピス
トンの跳ね返りがなくかつ充分な緩衝作用を実現
することを目的とする。

考案の構成 かかる目的を達成する本考案の構成について以
下説明する。

［課題を解決するための手段］ 本考案の緩衝装置は、 ピストン両側室の圧力バランスによりピストン
を駆動するシリンダ装置に設けられ、該ピストン
の少なくとも一方向への移動に際し、移動終了間
際に該移動に抗する付勢力を付与するクツシヨン
機構を備えた緩衝装置において、 ピストンロツドの移動方向へ広がるテーパー面
を内部に有するクラツチ本体を該ピストンロツド
に外嵌すると共に、該クラツチ本体内に鋼球を該
ピストンロツドに当接させて保持する一方向クラ
ツチと、 前記鋼球と前記クラツチ本体との当接を解除し
て、該一方向クラツチをフリーにするクラツチフ
リー機構と を備えたことを特徴とする。

［作用］ 上記構成を有する本考案の緩衝装置は、ピスト
ンを一方向に移動する際、移動終了間際にこの移
動に抗する付勢力をクツシヨン機構から受ける。
しかも、この付勢力によつてピストンロツドが移
動方向と反対方向に移動しようとしても、一方向
クラツチにより、その動きは阻止される。即ち、
ピストンロツドがその本来の移動方向に反して移
動しようとすると、クラツチ本体内にあつてピス
トンロツドに当接された鋼球が、クラツチ本体内
部のテーパー面によりピストンロツド方向に強く
押圧され、ピストンロツドに喰い込んでその移動
を防止するのである。クラツチフリー機構により
この一方向クラツチを解除すれば、ピストンロツ
ドは反対方向に移動することができる。

［実施例］ 以上説明した本考案の構成・作用を一層明らか
にするために、以下本考案の緩衝装置の好適な実
施例について説明する。第１図は、本考案一実施
例としての緩衝装置付き空気圧シリンダの構造を
示す断面図、第２図は同じくそのクラツチが外さ
れた状態を示す断面図である。

図示するように、この緩衝装置付き空気圧シリ
ンダは、クツシヨン機構部１によつて連接された
第１，第２のシリンダ３，５、これら第１，第２
のシリンダ３，５の端部を閉塞するヘツドカバー
７およびロツドカバー９、ロツドカバー９および
クツシヨン機構部１に摺動自在に貫挿されたピス
トンロツド１０、このピストンロツド１０の第１
シリンダ室１２内の端部は固定されたピストン１
４、第２ピストン室１６内に設けられた一方向ク
ラツチ部２０などから構成されている。

第１シリンダ室１２は、ピストン１４およびそ
の段付部１４ａによつて第１圧力室２１と第２圧
力室２２および第３圧力室２３とに分けられ、第
１圧力室２１はヘツドカバー７に設けられた連通
孔２５を介して、一方、第２圧力室２２および第
３圧力室２３は、各々クツシヨン機構部１に設け
られた絞り３２、連通孔２７を介して、それぞれ
圧力調整部３０に接続され、ピストン１４を駆動
する空気回路を形成している。また、第２圧力室
２２は、チエツク弁３４を介して第３圧力室２３
に連通されてもいる。

圧力調整部３０は、ピストン１４およびピスト
ンロツド１０を前進（第１図矢印Ｆ方向に移動）
させる場合には、３ポート２位置弁３７，３８を
切り換えて、高圧の圧力源３９を第１圧力室２１
に接続し、第２，第３圧力室をスピードコントロ
ールバルブを介して大気に連通する。この結果、
ピストン１４は、両室の圧力バランスにより矢印
Ｆ方向に移動するが、ピストン１４の段付部１４
ａがクツシヨン機構部１の第３圧力室２３内に嵌
合した時点から、ピストン１４の移動速度は急速
に低下する。これは、第２圧力室２２内の空気の
流出が絞り３２により制限され、第２圧力室２２
内の圧力が高まつてピストン１４が強い反力を受
けるからである。尚、ピストン１４を後退させる
場合には、圧力調整部３０により、第１圧力室２
１、第２圧力室２２、第３圧力室２３の圧力バラ
ンスを逆転する。この場合にはチヤツク弁３４の
働きにより第２圧力室２２の圧力は第３圧力室２
３の圧力とほぼ同等となる。

次に、一方向クラツチ部１８の構成と働きにつ
いて説明する。一方向クラツチ部１８は、第２の
シリンダ５に摺動自在に内装され内周がロツドカ
バー９方向に広がつた収納部４１を有するクラツ
チ本体４３と、収納部４１に収納された鋼球４５
と、この鋼球４５を保持するリテーナ４７と、リ
テーナ４７を介して鋼球４５をクツシヨン機構部
１方向に付勢する圧縮ばね４９とから構成されて
いる。鋼球４５を回動自由に保持するリテーナ４
７はクラツチ本体４３の収納部４１の開口より小
さく鋼球４５は大きいので、第１図に示すように
一方向クラツチ１８が矢印Ｆ方向に移動した状態
では、鋼球４５は圧縮ばね４９の付勢力によりク
ラツチ本体４３のテーパ部５０に押圧され、ピス
トンロツド１０外周面にも当接した状態となる。
尚、クラツチ本体４３のテーパ部５０の傾斜は、
鋼球４５との摩擦角より小さく設定されている。

また、第２ピストン室１６のクラツチ本体４３
により分けられた空間のうち収納部４１に連通す
る側には、クツシヨン機構部１に設けられた連通
孔５２を介して、一方反対側にロツドカバー９に
設けられた連通孔５４を介して、各々４ポート２
位置弁であるクラツチ作動弁５５に接続されてい
る。クラツチ作動弁５５の他の二つのポートのう
ち、一方は大気に開放され、他方は圧力源５７に
接続されている。

上述した一方向クラツチ１８の構成において、
クラツチ作動弁５５を第１図に図示する位置ａに
切り換えると、クラツチ本体４３両側の圧力のバ
ランスにより、一方向クラツチ１８は、矢印Ｆ方
向に移動され、鋼球４５がテーパ部５０とピスト
ンロツド１０とに当接した状態となる。この状態
では、ピストンロツド１０が矢印Ｆ方向に移動
（前進）する場合には、鋼球４５は、自由に回転
し得るので、ピストンロツド１０の動きは何等規
制されることがない。しかし、ピストンロツド１
０が第２図に示す矢印Ｂ方向に移動しようとする
と、鋼球４５は、クラツチ本体４３のテーパ部５
０に喰い込み、ピストンロツド１０をその軸中心
方向に強く押圧するから、ピストンロツド１０の
動きは阻止される。

一方、クラツチ作動弁５５を位置ｂに切り換え
ると、第２図に示すように、クラツチ本体４３は
クツシヨン機構部１に当接する。この状態では、
リテーナ４７が鋼球４５の移動を制御するため、
鋼球４５とテーパ部５０とは離間される。テーパ
部５０と離間されていれば、鋼球４５は、ピスト
ンロツド１０がいずれの方向（前進、後退方向）
に移動しても自由に回転しえるから、ピストンロ
ツド１０の動きは、両方向とも何等規制されるこ
とがない。

以上説明した本実施例の緩衝装置付き空気圧シ
リンダでは、ピストン１４を矢印Ｆ方向に移動す
る際には、クラツチ作動弁５５を位置ａの側に切
り換え（第１図参照）、一方向クラツチ１８がピ
ストンロツド１０の矢印Ｂ方向の動きを阻止する
状態としておく、この結果、ピストン１４が矢印
Ｆ方向に移動してその段付部１４ａが第３圧力室
２３に嵌合し、第２圧力室２２内の圧力によつて
矢印Ｂ方向への強い反力を受けても、位置方向ク
ツシヨン１８の働きにより、ピストン１４の矢印
Ｂ方向への動きは阻止される。従つて、第２圧力
室２２内の空気を外部に逃すための絞り３２が絞
られていても、ピストンロツド１０が跳ね返るよ
うな動きをすることはなく、極めてスムースに矢
印Ｆ方向にのみ移動（前進）することになる。ピ
ストンロツド１０に取り付けられた負荷が大き
く、あるいはピストン１４の移動速度が極めて高
いような場合、絞り３２を充分に絞つてクツシヨ
ン機構部１による緩衝機能を十二分に引き出すこ
とができる。

また、一方向クラツチ１８によりピストンロツ
ド１０の矢印Ｂ方向への動きは完全に阻止されて
いるから、クツシヨン機構部１の構成は、排気を
絞る構成に限定されるものではなく、例えば、第
３図に示すように、単なるばね６０を用いた構成
とすることもできる。従来、ばねでは跳ね返りが
あるため、緩衝装置としては使用できなかつた
が、本考案の構成を採ることにより簡易な構成が
可能となる。

以上本考案の一実施例について説明したが、本
考案はこの実施例に何等限定されるものではな
く、例えば、第３図に示すように一方向クラツチ
１８におけるクラツチ本体４３の復帰にばね６１
を用いてクラツチ作動弁６２の構成を簡略化した
構成、あるいは前進時のみならず後退時にも同様
の作用が得られるよう一方向クラツチを第１のシ
リンダ３内にも設けた構成など、本考案の要旨を
逸脱しない範囲において、種々なる態様で実施し
得ることは勿論である。

考案の効果 以上詳述したように、本考案の緩衝装置によれ
ば、ピストンロツドの動きを一方向クラツチによ
り阻止し得るので、緩衝動作が確実かつスムース
なものになるという優れた効果を奏する。特に、
ピストンロツドに取り付けられた負荷の大きさや
ピストンロツドの移動速度の大きさにより、反移
動方向への強い付勢力が必要となる場合に、こう
した効果は顕著なものとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例としての緩衝装置付
き空気圧シリンダの前進時の状態を例示する断面
図、第２図は同じく後退時の状態を例示する断面
図、第３図は他の実施例の構成を示す断面図、で
ある。 １……クツシヨン機構部、３，５……第１，第
２のシリンダ、７……ヘツドカバー、９……ロツ
ドカバー、１０……ピストンロツド、１２……第
１シリンダ室、１４……ピストン、１６……第２
ピストン室、２０……一方向クラツチ部、２１…
…第１圧力室、２２……第２圧力室、２３……第
３圧力室、３０……圧力調整部、４１……収納
部、４３……クラツチ本体、４５……鋼球、４７
……リテーナ。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 ピストン両側室の圧力バランスによりピストン
   を駆動するシリンダ装置に設けられ、該ピストン
   の少なくとも一方向への移動に際し、移動終了間
   際に該移動に抗する付勢力を付与するクツシヨン
   機構を備えた緩衝装置において、 ピストンロツドの移動方向へ広がるテーパー面
   を内部に有するクラツチ本体を該ピストンロツド
   に外嵌すると共に、該クラツチ本体内に鋼球を該
   ピストンロツドに当接させて保持する一方向クラ
   ツチと、 前記鋼球と前記クラツチ本体との当接を解除し
   て、該一方向クラツチをフリーにするクラツチフ
   リー機構と を備えた緩衝装置。