JPS62155309A - シリンダ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明はクッション機構を持つシリンダ装置に関する。

［従来の技術］ シリンダ装置は、シリンダ室を形成するシリンダ孔と、
このシリンダ孔に圧油を送り、内周面の軸方向に伸び一
方の側に深くなる楔状溝を具備するスリーブ孔とを持っ
ている。

又、ピストンは、このシリンダ孔内を摺動し、このスリ
ーブ孔との間にこのシリンダ室を形成するピストン部と
、このスリーブ孔内に侵入しこのスリーブ孔を閉鎖する
栓部と、このピストン部およびこの栓部を連結するピス
トン軸とを持っている。

そして、クッション作用は、ピストンの栓部がこのスリ
ーブ孔内を摺動し、スリーブ孔の楔状溝の開口面積を少
なくし、この楔状溝を通過して流れようとする圧油の移
動を妨げる抵抗を増大させることで行われている。

［発明の解決しようとする問題点］ ところで、上述したような装置では、クッション作用の
作動開始位置が一定である。つまり、クッションの作動
領域（以下、クッションの深さと称する）が固定である
。このために、クッションの深さを工作機械の作動に応
じて変更したい場合には、所定のクッションの深さをも
つシリンダと交換する必要がある。

又、一般に、油を含めて流体の粘性は温度によって変化
する。そのため、油圧回路の油温が変化すると、クッシ
ョンのぎき具合が微妙に変化し、工作機械の加工精度が
悪くなることがある。

そこで、本発明は上述したような問題点を解決するシリ
ンダ措置を提供することを目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 本発明のシリンダ装置は、シリンダ室を形成するシリン
ダ孔と、該シリンダ孔内ダ動流体を送り、内周面の軸方
向に伸び一方の側に深くなる楔状溝を具備するスリーブ
孔とを有するシリンダと、該シリンダ孔内を摺動し、該
スリーブ孔との間に該シリンダ室を形成するピストン部
と、該スリーブ孔内に侵入し該スリーブ孔を閉鎖する栓
部と、該ピストン部および該栓部を連結するピストン軸
と、を有するピストンとからなり、 該ピストンの該栓部が該スリーブ孔内を摺動し、該スリ
ーブ孔の該楔状溝の開口面積を少なくすることにより該
楔状溝を通過する該作動流体の抵抗を増大させるシリン
ダ装置に於いて、 前記栓部はその外周面で少なくとも前記スリーブ孔の該
楔状溝と対向する部分に一定巾の円周方向に伸びる突条
部を形成する２−の凹部を有し、該楔状溝を通過する前
記作動流体が咳栓部の該突条部で最も大きな抵抗を受け
る構成としたことを特徴とする。

即ち、本発明のシリンダ装置は、シリンダと、ピストン
とから構成される。

このシリンダは、シリンダ室を形成するシリンダ孔と、
このシリンダ孔に作動流体を送り、内周面の軸方向に伸
び一方の側に深くなる楔状溝を具備するスリーブ孔とを
有するものである。

スリーブ孔は、シリンダ孔に作動流体く例えば、油、空
気、水等）を送り、内周面の軸方向に伸び一方の側に深
くなる楔状溝を持つ孔である。スリーブ孔は、後述する
ピストン幹部が嵌装される孔で、栓部が嵌装された時、
楔状溝のみが油の有効通路となる。そして、楔状溝は、
横断面面積がその全長にわたって単調に増加（又は単調
に減少、その程度は線形でなくともよい）するように形
成されている。このように長さ方向に溝の深さを変える
ことで、栓部がこのスリーブ孔に浸入する程度に応じて
スリーブ孔を通過する流体の邑を変えることができる。

このことがクッション作用を発生させることになる。ス
リーブ孔はシリンダの一部に形成されてもよい。しかし
、クッションの深さを調整できるようにすることを考慮
すれば、シリンダを本体ハウジングとスリーブ孔をもつ
クッションハウジングとで構成し、このクッションハウ
ジングを本体ハウジングと同軸的にかつ回動自在に結合
するのが好ましい。そして、更にクッションの深さを調
整し易くするには、スリーブ孔の横断面面積は、長手方
向に直線的に増加（又は減少）するのが望ましい。この
ように深さが長手方向に直線的に変化する溝は、例えば
、テーバ電極を持つ放電加工機で形成することができる
。

ピストンは、ピストン部と、このスリーブ孔内に侵入し
このスリーブ孔を閉鎖する栓部と、このピストン部およ
びこの栓部を連結するピストン軸とを有するものである
。

ピストン部は、シリンダ孔内を摺動し、このスリーブ孔
との間にこのシリンダ室を形成するものである。通常、
シリンダ装置に於いては、１個のピストン部は、シリン
ダ孔を２個のシリンダ室に分割する。そして、ピストン
部は各ピストン室を流体が相互に移動しないように流体
的に隔離する。

このピストン部の形状は、シリンダ孔の断面形状に応じ
て決定される。又、この隔離の性能を良くするには、ピ
ストン部はパツキン、Ｏリング等を持つのが好ましい。

検品は、スリーブ孔内に侵入し、このスリーブ孔を閉鎖
するものである。この閉鎖の程度は、侵入する深さの量
に応じて変化するものである。換言すれば、検品はピス
トン部の移動に応じてスリーブ孔の一方の口から他方の
口へ流体を移動させる有効孔部の大きさを変化させるも
のである。本発明では、検品は、その外周面で少なくと
もスリーブ孔の楔状溝と対向する部分に一定巾の円周方
向に伸びる突条部を形成する２個の凹部を有し、この楔
状溝を通過する作動流体が検品の突条部で最も大きな抵
抗を受けるように構成されている。

そこで、スリーブ孔をもつクッションハウジングが、シ
リンダにその中心軸に対して相対回転するように回動自
在に結合されている時は、この検品に螺旋状の突条部を
設けると、クッションの深さを可変にすることができる
。更に、流体の温度変化の影響を少な（するには、突条
部の稜線部を刃先状に形成するのが好ましい。

ピストン軸は、ピストン部、およびこの検品を連結する
部材であり、又このピストン軸に連結される、駆動装置
や負荷装置と相互に作用力を伝達するものである。これ
らピストン部、ピストン軸は、従来の装置をそのまま又
は一部変更して利用することができる。

［作用］ 本発明のシリンダ装置は、シリンダと、ピストンとから
構成される。シリンダは、シリンダ室を形成するシリン
ダ孔と、このシリンダ孔に作動流体を送り、内周面に軸
方向に伸び一方の側に深くなる楔状溝を具備するスリー
ブ孔とを有する。ピストンは、このシリンダ孔内を摺動
し、このスリーブ孔との間にこのシリンダ室を形成する
ピストン部と、このスリーブ孔内に侵入しこのスリーブ
孔を閉鎖する検品と、このピストン部およびこの検品を
連結するピストン軸とを有する。

そして、この検品はその外周面で少なくともスリーブ孔
のこの楔状溝と対向する部分に一定巾の円周方向に伸び
る突条部を形成する２個の凹部を有する。従って、ピス
トンがシリンダ内を移動すると、検品がこのスリーブ孔
内を１習動し、スリーブ孔の楔状溝の開口面積を少なく
することによりこの楔状溝を通過する作動流体の邑が絞
られる。

そのために、ここで、流体は移動方向と反対方向の抵抗
を受ける。そして、この楔状溝を通過する作動流体はこ
の検品の突条部で最も大きな抵抗を受ける。又、流体は
その流量が突条部で絞られたことから、ここを通過する
流体の滑はその温度で変化する粘性の影響を受けにくい
。

そこで、例えば、ピストン軸がロボット装置のアームを
駆動するようにこのアームと連結されている時は、シリ
ンダ装置の作用によりアームは衝撃が少なくして停止さ
れる。又、スリーブ孔と検品の対向角度を変えることで
、アームが停止する時、停止時に必要とするクッション
作用つまりブレーキの作動開始位置を変更することがで
きる。

［実施例］ 以下、本発明のシリンダ装置を具体的な実施例に基づい
て詳しく説明する。

本実施例はこのシリンダ装置をトランスファーマシンの
パレットの送り装置に用いたものである。

このシリンダ装置が送り装置に取付けた時に横断面した
状態は第１図で示される。

即ち、シリンダ装置は、シリンダ１０と、ピストン３０
と、シリンダ１０の両端を係止する係止部材５０とで構
成されている。

シリンダ１０は、本体ハウジング１１と、この本体ハウ
ジング１１の一端１１５に保持され、後述する検品３１
が侵入する目通孔１３１を持つクッションハウジング１
３と、他端１１７に固定されるクッションハウジング１
５とで構成されている。

本体ハウジング１１は、肉厚円筒で、その内面に研磨さ
れて形成された断面円形のシリンダ孔１１１を保持して
いる。

クッションハウジング１３は、両端部が中央部より外径
が小さい段付き丸棒状で、０リング１３５でシールされ
て本体ハウジング１１に回助自在に保持されている。ク
ッションハウジング１３には、各端面の中心に設番プら
れ両端面を貫通するスリーブ孔１３１と、このスリーブ
孔１３１の内周面の一部を開口とする底辺を持ち、断面
が略三角形に形成された横状溝１４と、スリーブ孔１３
１より大きな内径でナツト３４５の逃げを目的とし、こ
の本体ハウジング１１との当接側から中央部までのザグ
リ穴１３３とが形成されている。そして、この横状溝１
４の溝の深さく三角形の高さ）は、その断面面積がシリ
ンダ１１側が大きく反対の端面１３７側が小さくなるよ
うに、シリンダ１１から端面１３７の方に向かうに従っ
て直線的に浅くなっている。なお、長手方向に深さが変
化する三角形の喫状溝１４は、スリーブ孔１３１をボー
リングマシンで形成した後、機械加工、もしくは放電加
工で形成したものである。

クッションハウジング１５は、両端部が中央部より外径
が小さい段付き丸棒状で、Ｏリング１３５でシールされ
て本体ハウジング１１に固定されている。クッションハ
ウジング１５には、各端面の中心に設けられ両端面を４
通するスリーブ孔１５１と、このスリーブ孔１５１の内
周面の一部を開口とする底辺を持ち、断面が略三角形に
形成された横状溝１６とが形成されている。そして、こ
の横状溝１６の溝の深さく三角形の高さ）は、その断面
面積がシリンダ１１側が大きく反対の端面１５７１１が
小さくなるように、シリンダ１１から端面１５７の方に
向かうに従ってぼ線的に浅くなっている。

ピストン３０は、相対的に外径が小、中、大の３種類の
丸棒を同軸的にこの順に結合したような柱状であり、こ
の順に栓部３１と、ピストン部３３のオネジ３４１とリ
ング保持部３４３と、ピストン軸３５とで構成されてい
る。

栓部３１は、外径が小の丸棒で、丸棒の端部３１１から
一周するオスのネジ山のように延在し、丸棒の周面から
突出して螺旋状に形成され、その稜線部３２１が尖った
うす歯状の突条部３２を持っている。この突条部３２は
、ネジ山に例えれば、−周して１０１１１１進む。又、
突出部３２の外径は、スリーブ孔１３１の内径よりわず
かに小さく形成されている。この突条部３２が展開され
た様子を第２図で示す。

従って、栓部３１がスリーブ孔１３１に侵入するにした
がって、油は、稜線部３２１と横状溝１４の間隙で移動
量が規υ１されて、シリンダ孔１１１からクッションハ
ウジング１３の端面１３７の間を移動する。なお、この
突条部３２は旋盤にて形成されている。

ピストン部３３は従来のものをそのまま利用する。この
ピストン部３３は、移動リング３３０と、この移動リン
グ３３０を挿通する保持軸３４０とで構成されている。

移動リング３３０は、肉厚円周状の本体３３１と、この
本体３３１の円周面で保持されシリンダ孔１１１と摺接
する２本の０リング３３３とで構成されており、本体３
３１の中心には貫通孔３３５が形成されている。保持軸
３４０は、栓部３１に延在する側から形成されるオネジ
３４１と、この貫通孔３３７を挿通するリング保持部３
４３と、このオネジ３４１と螺合するナツト３４５と、
この移動リング３３０とピストン軸３５の間に挿入され
る円筒状のスペーサ３４７とで構成されている。

ピストン軸３５は、このリング保持部３４３に延在する
外径が大の丸棒で、このリング保持部３４３と反対側の
端部で本発明装置で駆動される負荷に結合されている。

そして、ピストン軸３５は、中央部に断面方形のキー溝
３５３を持ち、負荷の保持部９０１％１．ＷＩ肋自在に
且つ、このキー溝３５３と嵌合するキー３５４により摺
動時に回転しないように保持されている。

係止部材５０は、従来のものをそのまま利用する。係止
部材５０は、エンドキャップ５１．５３と、取付はボル
ト５５と、ナツト５７とで構成ざれている。

エンドキャップ５１は、方形の厚板から形成されたもの
であり、中心にクッションハウジング１３と嵌合する深
穴５１１、クッションハウジング１３からの油を通過さ
せるようにこの深穴５１１の底部と連結し板面にテーパ
ネジが螺刻されたボートロ５１３を持つ連結穴５１５と
、４方の角に取付はボルト５５が挿通される４個の囲路
の通し穴とを持っている。

エンドキャップ５３は、このエンドキャップ５１とほぼ
同様の構成で、ボートロ５３３を持ち、クッションハウ
ジング１５と負荷の保持部９０との間に挿入される。そ
して、負荷の保持部９０に、エンドキャップ５３、クッ
ションハウジング１５、シリンダ１１、クッションハウ
ジング１３、エンドキャップ５１がこの順に組付けられ
、取付はボルト５５とナツト５７で固定されている。

次にこのようにして構成されたシリンダ装置の作用を説
明する。

第１図で油がボートロ５３３の方向からボートロ５１３
の方向に流れているものとする。ボートロ５１３から侵
入した油はエンドキャップ５３の連結穴５１５、深穴５
３１、スリーブ３４７とクッションハウジング１５の貫
通孔１５１との間隙を通過してピストン３３に作用力を
与える。ピストン３０はこの作用力によりピストン軸３
５をクッションハウジング１３の方向へ移動させる。又
、ピストン軸３５の移動により柱部３１は、クッション
ハウジング１３の貫通孔１３１に侵入する。

貫通孔１３１にはこの移動に従って断面面積が小さくな
る楔状Ｗ４１４が形成されているために、このピストン
３０の移動により押された油はこの楔状溝１４の間隙か
らボートロ５１３の方向へ移動する。つまり、柱部３１
がこの貫通孔１３１に侵入するに従ってボートロ５１３
の方向へ移＃ＪＪする油の山が減少する。従って、ピス
トン軸３５の移動速度が遅くなり、クッション作用が働
く。このとき、柱部３１に形成された突条部３２の稜線
がうす歯状であるから、油の粘性の影響を受けることが
ない。又、このために油の温度に拘わらすクッション作
用は再現性がある。そして、柱部３１は貫通孔１３１の
終端までくるとスリーブ孔１４の断面面積が零になるた
めに移動しようとする油は完全に封止されて、ピストン
軸３５の移動が静かに停止する。

又、クッションの深さを変更したい時には、クッション
ハウジング１３を回転させてシリンダ１０との相対対向
角度を変えるとよい。こうすると、突条部３２と楔状溝
１４との対向開始位置が変わり、クッションのきき始め
る位置が変わる。

又、油がボートロ５１３からボートロ５３３の方向へ流
れる時は、クッションハウジング１５の楔状溝１６によ
りピストン軸３５は、今述べたとほぼ同様にクッション
作用を受ける。

本実施例によれば、従来のシリンダ装置の柱部３１に螺
旋状の突条部３２を設け、クッションハウジング１３に
略三角形で長さ方向に深さが変化したり楔状溝１４を配
設したことで、油の粘性の影響を受けることなく、油の
温度に拘わらずクッション作用は再現性がある。そして
、柱部３１がスリーブ孔１３１の終端までくると楔状溝
１４の断面面積が零になるために移動しようとする油は
完全に封止されて、ピストン軸３５の移動が停止する。

又、クッションの深さを変更したい時には、クッション
ハウジング１３を回転させてシリンダ１０との相対対向
角度を変えることで、突条部３２と楔状溝１４との対向
開始位置が変わり、クッションのきき始める位置を変え
ることができる。なお、ピストン軸３５が今と反対方向
に移動されるときにもほぼ同様の効果を得ることができ
る。

［発明の効果１ 本発明によれば、シリンダ装置を、シリンダ室を形成す
るシリンダ孔と、このシリンダ孔に作動流体を送り、内
周面の軸方向に伸び一方の側に深くなる楔状溝を具備す
るスリーブ孔とを有するシリンダと、このシリンダ孔内
を摺動し、このスリーブ孔との間にこのシリンダ室を形
成するピストン部と、このスリーブ孔内に侵入しこのス
リーブ孔を閉鎖する柱部と、このピストン部およびこの
柱部を連結するピストン軸と、を有するピストンとから
なり、このピストンのこの柱部がこのスリーブ孔内を囲
動し、このスリーブ孔内のこの楔状溝の同口面積を少な
くすることによりこの横状溝を通過するこの作動流体の
抵抗を増大させるシリンダ装置に於いて、 前記柱部はその外周面で少なくとも前記スリーブ孔のこ
の楔状溝と対向する部分に一定巾の円周方向に伸びる突
条部を形成する２個の凹部を有し、この楔状溝を通過す
る前記作動流体がこの柱部のこの突条部で最も最も大き
な抵抗を受ける構成としたことで、楔状溝を通過する作
動流体はこの柱部の突条部で最も大きな抵抗を受ける。

又、流体が突条部で絞られることから、ここを通過する
流体のｍはその温度で変化する粘性の影響を受各プにく
い。又、スリーブ孔と柱部の対向角度を変えることでク
ッションの深さを容易に変更することができる。そのた
め、シリンダ装置を複数のクッションの深さの目的に兼
用できて、本発明の装置を使用する装置のコストの低減
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の具体的な実施例に係るシリンダ装置
がパレットの送り装置に結合された時の横断面図である
。第２図は、同実施例で用いた柱部に設けられた突条部
の展開図である。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）シリンダ室を形成するシリンダ孔と、該シリンダ
   孔に作動流体を送り、内周面の軸方向に伸び一方の側に
   深くなる楔状溝を具備するスリーブ孔とを有するシリン
   ダと、 該シリンダ孔内を摺動し、該スリーブ孔との間に該シリ
   ンダ室を形成するピストン部と、該スリーブ孔内に侵入
   し該スリーブ孔を閉鎖する栓部と、該ピストン部および
   栓部を連結するピストン軸と、を有するピストンとから
   なり、 該ピストンの該栓部が該スリーブ孔内を摺動し、該スリ
   ーブ孔の該楔状溝の開口面積を少なくすることにより該
   楔状溝を通過する該作動流体の抵抗を増大させるシリン
   ダ装置に於いて、 前記栓部はその外周面で少なくとも前記スリーブ孔の該
   楔状溝と対向する部分に一定巾の円周方向に伸びる突条
   部を形成する２個の凹部を有し、該楔状溝および２個の
   該凹部を通過する前記作動流体が該栓部の該突条部で最
   も大きな抵抗を受ける構成したことを特徴とするシリン
   ダ装置。
2. （２）突条部は栓部の外周面を螺旋状部分として形成さ
   れている特許請求の範囲第１項記載のシリンダ装置。
3. （３）シリンダは２個のスリーブ孔を持ち該スリーブ孔
   の間にシリンダ孔が形成されている特許請求の範囲第１
   項記載のシリンダ装置。
4. （４）楔状溝はシリンダ孔側に深くなっている特許請求
   の範囲第１項記載のシリンダ装置。