JP5914936B2 - 流体圧シリンダ - Google Patents

Description

本発明は、圧力流体の供給作用下にピストンを軸方向に沿って変位させる流体圧シリンダに関する。

本出願人は、圧力流体の供給作用下に変位するピストンを有した流体圧シリンダを提案している。この流体圧シリンダは、有底筒状のシリンダチューブの内部にピストンが変位自在に設けられ、前記シリンダチューブの端部に連結されたロッドカバーに対して前記ピストンに連結されたピストンロッドが変位自在に支持される。そして、シリンダチューブ及びロッドカバーに設けられたポートのいずれか一方に圧力流体が供給されることで、前記シリンダチューブの内部に供給された該圧力流体によってピストンが押圧されて軸方向に沿って変位する。

また、シリンダチューブの端部には、ポートに隣接するように可変絞り弁が設けられ、前記ポートからシリンダチューブの内部へと供給される圧力流体の供給量を調整することでピストンの変位速度を制御可能な構成としている（特許文献１参照）。

特開２００７−３２６４６号公報

近年、ピストンが変位する際の変位速度を制御しつつ、該ピストンがヘッドカバー、ロッドカバー近傍に到達する際の前記変位速度を徐々に減速させたいという要請がある。

本発明は、前記の提案に関連してなされたものであり、ピストンの変位速度を自在に制御可能であり、しかも、製造コストの削減及び小型化を図ることが可能な流体圧シリンダを提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本発明は、筒状に形成され、内部に圧力流体の導入されるシリンダ本体と、
前記シリンダ本体の内部に設けられ、該シリンダ本体に沿って変位自在に設けられるピストンと、
前記シリンダ本体の端部に設けられ、前記圧力流体を前記シリンダ本体の内部へと供給するポートを有したエンドカバーと、
前記エンドカバーに設けられ、前記ピストンの変位速度を制御する速度制御部と、前記エンドカバー近傍において前記変位速度を低下させるクッション制御部とを有した調整機構と、
を備え、
前記調整機構は、前記エンドカバーに形成された装着部に設けられ、前記速度制御部及び前記クッション制御部は、前記装着部においてそれぞれ回転自在に設けられた調整部材を有し、前記調整部材の端部にはストッパが設けられ、前記ストッパが前記装着部の内部に収納され、前記調整部材の前記ストッパ側への移動を規制することを特徴とする。

本発明によれば、シリンダ本体の内部にピストンが変位自在に設けられた流体圧シリンダにおいて、前記シリンダ本体の端部に設けられたエンドカバーには、前記ピストンの変位速度を制御する速度制御部と、前記エンドカバー近傍において前記変位速度を低下させるクッション制御部とを備えた調整機構が設けられる。

従って、従来技術に係る流体圧シリンダのように、速度制御部とクッション制御部とをそれぞれ別個に設ける場合と比較し、前記速度制御部及び前記クッション制御部を有した調整機構を備えることでピストンの変位速度と、且つ、該ピストンがエンドカバー近傍に到達した際の減速度合とを単一の調整機構で自在に制御することができると共に、前記調整機構をエンドカバーの装着部に対して装着することで、前記エンドカバーにおけるスペース効率を向上させることができ、それに伴って、前記エンドカバーの小型化を図ることができる。また、速度制御部とクッション制御部とをそれぞれ別個に設ける場合と比較し、エンドカバーにおいて圧力流体の流通する流路の数を削減できるため、前記流路を形成するために要するコストの削減を図ることができる。

また、エンドカバーは、シリンダ本体の一端部に連結されるヘッドカバー及び前記シリンダ本体の他端部に連結されピストンに接続されるピストンロッドを変位自在に支持するロッドカバーの少なくともいずれか一方とするとよい。

さらに、エンドカバーには、ポートと装着部とを連通する第１通路と、
ピストンに連結されたクッション機構の挿入されるクッション孔と前記装着部とを連通する第２通路と、
前記装着部とシリンダ本体の内部とを連通する第３通路と、
を備え、
速度制御部によって前記第１通路と前記第２通路との間を流通する圧力流体の流量を制御し、クッション制御部によって前記第３通路と前記第１通路との間を流通する前記圧力流体の流量を制御するとよい。

またさらに、クッション制御部は、装着部に対して回転自在に設けられ、シリンダ本体の内部からポートへ排出される圧力流体の流量を制御させるとよい。

さらに、速度制御部は、クッション制御部に対して回転自在に設けられ、ポートからシリンダ本体へ供給される圧力流体の流量を制御可能に設けられ、クッション制御部と前記速度制御部とをそれぞれ独立して調整自在に設けるとよい。

また、一方の調整部材が回転変位した際に、他方の調整部材の回転変位を規制する回転規制手段を備えるとよい。

本発明によれば、以下の効果が得られる。

すなわち、流体圧シリンダにおいてシリンダ本体の端部に設けられたエンドカバーに、ピストンの変位速度を制御する速度制御部と、前記ピストンの変位終端位置における変位速度を低下させるクッション制御部とを備えた調整機構を設けることにより、例えば、従来技術に係る流体圧シリンダのように、速度制御部とクッション制御部とをそれぞれ別個に設ける場合と比較し、前記調整機構によってピストンの変位速度と、該ピストンがエンドカバー近傍に到達した際の減速度合とを単一の調整機構で自在に制御することができると共に、前記調整機構をエンドカバーの装着部に対して装着することで、前記エンドカバーにおけるスペース効率を向上させ、前記エンドカバーの小型化を図ることができ、しかも、エンドカバーにおける流路の数を削減できるため、前記流路を形成するために要するコストの削減を図ることが可能となる。

本発明の実施の形態に係る流体圧シリンダの全体縦断面図である。 図１の流体圧シリンダのヘッドカバー近傍を示す拡大断面図である。 図１の流体圧シリンダのロッドカバー近傍を示す拡大断面図である。 図２の調整機構近傍を示す拡大断面図である。 図４に示す調整機構の分解斜視図である。 図２のＶＩ−ＶＩ線に沿った断面図である。 図１のヘッドカバーに設けられた調整機構の上面図である。 図１の流体圧シリンダにおいてピストンがロッドカバー側へと変位した変位終端位置にある状態を示す全体縦断面図である。

本発明に係る流体圧シリンダについて好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。図１において、参照符号１０は、本発明の実施の形態に係る流体圧シリンダを示す。

この流体圧シリンダ１０は、図１〜図３に示されるように、筒状のシリンダチューブ（シリンダ本体）１２と、前記シリンダチューブ１２の一端部に装着されるヘッドカバー（エンドカバー）１４と、前記シリンダチューブ１２の内部に変位自在に設けられるピストン１６と、前記ピストン１６に連結されて後述するロッドカバー２０に変位自在に支持されるピストンロッド１８と、前記シリンダチューブ１２の他端部に装着され前記ピストンロッド１８を変位自在に支持するロッドカバー（エンドカバー）２０と、前記ヘッドカバー１４及びロッドカバー２０に設けられ前記ピストン１６の変位速度を調整可能な調整機構２２とを含む。

シリンダチューブ１２は、軸方向（矢印Ａ１、Ａ２方向）に沿った貫通したシリンダ孔２４を有した筒状に形成され、前記シリンダ孔２４は、例えば、断面長円形状で形成され、前記シリンダチューブ１２の一端部側（矢印Ａ方向）でヘッドカバー１４によって閉塞される。なお、断面円形状のシリンダ孔２４を有したシリンダチューブ１２を用いるようにしてもよい。

ヘッドカバー１４は、例えば、断面長方形状に形成され、その角部には貫通孔を介して連結ボルト２６が挿通されると共に、その略中央には軸方向（矢印Ａ１方向）に沿って形成された断面円形状のクッション孔２８が形成される。このクッション孔２８は、後述する第１クッションリング５４が挿入可能に形成され、その内周面には環状溝を介して第１シールリング３０が装着される。

また、ヘッドカバー１４の側面には、圧力流体の供給・排出される第１ポート３２が形成される。第１ポート３２は、ヘッドカバー１４の一端部近傍に設けられ、図示しない配管及び切換装置を介して圧力流体供給源（図示せず）に接続されると共に、シリンダチューブ１２側（矢印Ａ２方向）に向かって延在する第１連通路３４と連通している。

さらに、ヘッドカバー１４の側面には、後述する調整機構２２の装着される第１装着孔（装着部）３６が形成される。この第１装着孔３６は、第１ポート３２に対して所定間隔離間したシリンダチューブ１２側（矢印Ａ２方向）に形成され、断面円形状で側面に開口すると共にヘッドカバー１４の軸線に対して直交する方向（矢印Ｂ方向）に向かって延在している。

第１装着孔３６は、その内周面に第１ポート３２に接続された第１連通路（第１通路）３４が接続されると共に、該第１装着孔３６の端部からクッション孔２８側に向かって延在する第２連通路（第２通路）３８が接続され、且つ、シリンダチューブ１２側（矢印Ａ２方向）に向かって延在する第３連通路（第３通路）４０が内周面に接続される。すなわち、第１連通路３４と第３連通路４０とが、第１装着孔３６を間として略一直線上となるように形成されると共に、前記第１連通路３４は、前記第３連通路４０に対して通路径が大きく形成される。

ピストン１６は、例えば、シリンダ孔２４の断面形状に対応した断面長円形状で形成され、その外周面には、複数の環状溝を介してピストンパッキン４２、ウェアリング４４及び磁石４６が装着されている。そして、ピストンパッキン４２がシリンダ孔２４の内周面に摺接することで、ピストン１６の外周面とシリンダチューブ１２のシリンダ孔２４との間を通じた圧力流体の漏出が防止される。

また、ピストン１６の略中央には、軸方向（矢印Ａ１、Ａ２方向）に沿って貫通したピストン孔４８が形成され、該ピストン孔４８は、ヘッドカバー１４に臨むピストン１６の一端面側（矢印Ａ１方向）に開口した第１孔部５０と、ロッドカバー２０に臨む前記ピストン１６の他端面側（矢印Ａ２方向）に開口した第２孔部５２とからなる。第１孔部５０には、後述するピストンロッド１８の連結部５８が挿入されて連結され、第２孔部５２には円筒状の第１クッションリング５４が装着される。なお、第１孔部５０は、第２孔部５２に対して小径となるように形成される。

第１クッションリング５４は、ピストン１６から離間した一端部側（矢印Ａ１方向）が先端に向かって縮径したテーパ状に形成され、他端部がピストン１６の第２孔部５２に対して嵌合されることで連結される。なお、第１クッションリング５４は、ピストン１６及びピストンロッド１８と同軸上となるように設けられる。

ピストンロッド１８は、軸方向（矢印Ａ１、Ａ２方向）に沿って所定長さを有し、一定径で延在する本体部５６と、該本体部５６の一端部に形成されピストン１６に連結される連結部５８とを有する。この連結部５８は、本体部５６に対して縮径した小径で形成され、前記連結部５８がピストン孔４８の第１孔部５０に挿入された後、端部を加締めることで径方向に拡径させてピストン１６に一体的に連結している。

また、ピストンロッド１８の本体部５６には、連結部５８との境界部位近傍に円筒状の第２クッションリング６０が装着される。第２クッションリング６０は、本体部５６の外周側に設けられ、外周面を覆うように装着される。すなわち、ピストンロッド１８は、第２クッションリング６０によって連結部５８近傍となる本体部５６の端部が半径外方向に拡径している。

ロッドカバー２０は、例えば、断面長方形状に形成され、その角部にはヘッドカバー１４に挿通された連結ボルト２６の螺合されるねじ孔（図示せず）が形成される。そして、ヘッドカバー１４とロッドカバー２０との間にシリンダチューブ１２を挟持した状態で前記連結ボルト２６をねじ孔へと螺合させることで、前記ヘッドカバー１４、ロッドカバー２０及びシリンダチューブ１２が一直線上に連結される。

また、ロッドカバー２０の中央部には、軸方向（矢印Ａ１、Ａ２方向）に沿って貫通したロッド孔６２が形成され、前記ロッド孔６２の内周面に沿って環状のブッシュ６４及びロッドパッキン６６が装着される。そして、ロッド孔６２には、ピストンロッド１８の本体部５６が挿通され、その外周面がブッシュ６４に摺接することで軸方向（矢印Ａ１、Ａ２方向）に沿って変位自在に支持される。なお、ピストンロッド１８の外周面にロッドパッキン６６が摺接することにより、ロッドカバー２０とピストンロッド１８との間を通じた圧力流体の漏出が防止される。

さらに、ロッド孔６２には、シリンダ孔２４側（矢印Ａ１方向）となる一端部近傍に半径外方向に拡径した拡径部６８を備え、前記拡径部６８には、ピストンロッド１８に装着された第２クッションリング６０が挿入される。拡径部６８の内周面には、環状溝を介して第２シールリング７０が装着される。なお、拡径部６８の内周径は、ヘッドカバー１４のクッション孔２８と略同等に形成される。

一方、ロッドカバー２０の側面には、圧力流体の供給・排出される第２ポート７２が設けられ、前記第２ポート７２は、ロッドカバー２０の他端部近傍に設けられ、図示しない配管及び切換装置を介して圧力流体供給源（図示せず）に接続されると共に、シリンダチューブ１２側（矢印Ａ１方向）に向かって延在する第４連通路７４と連通している。

また、ヘッドカバー１４の側面には、後述する調整機構２２の装着される第２装着孔（装着部）７６が形成される。この第２装着孔７６は、第２ポート７２に対して所定間隔離間したシリンダチューブ１２側（矢印Ａ１方向）に形成され、断面円形状で外部に向かって開口すると共にヘッドカバー１４の軸線に対して直交する方向（矢印Ｂ方向）に向かって延在している。

第２装着孔７６は、その内周面に第２ポート７２に接続された第４連通路（第１通路）７４が接続されると共に、該第２装着孔７６の端部からロッド孔６２の拡径部６８側（矢印Ｂ方向）に向かって延在する第５連通路（第２通路）７８が接続され、且つ、シリンダチューブ１２側（矢印Ａ１方向）に向かって延在する第６連通路（第３通路）８０が内周面に接続される。すなわち、第４連通路７４と第６連通路８０とが、第２装着孔７６を間として略一直線上となるように形成されると共に、前記第４連通路７４は、前記第６連通路８０に対して通路径が大きく形成される。

調整機構２２は、図１〜図５に示されるように、ヘッドカバー１４の第１装着孔３６に設けられる第１調整部２２ａと、ロッドカバー２０の第２装着孔７６に設けられる第２調整部２２ｂとからなり、前記第１及び第２調整部２２ａ、２２ｂは、円筒状に形成された第１ニードル（調整部材）８２と、該第１ニードル８２の内部に変位自在に設けられる第２ニードル（調整部材）８４と、前記第１ニードル８２の端部に設けられるストッパ８６とから同一の構成で形成される。

第１ニードル８２は、第１及び第２装着孔３６、７６の内周面に摺接するように回転自在に設けられ、大径部８８と、該大径部８８の端部に形成された小径部９０と、前記大径部８８及び小径部９０の内部に軸方向（矢印Ｂ方向）に沿って形成されたニードル孔９２とを有し、前記ニードル孔９２の軸方向（矢印Ｂ方向）に沿った略中央部には、内周面にねじ溝９４が形成されている。

そして、第１ニードル８２は、第１及び第２装着孔３６、７６においてそれぞれ小径部９０がヘッドカバー１４及びロッドカバー２０の中心側（クッション孔２８側、拡径部６８側）となるように装着される。

大径部８８の外周面には、内周側に向かって先細状となる断面Ｖ字状に窪み、且つ、周方向に沿って深さ及び幅寸法の徐々に変化する連通溝９６が形成される。この連通溝９６は、図６に示されるように、大径部８８の外周面における基点Ｃにおいて外周面に対する深さが最も浅く、且つ、軸方向（矢印Ｂ方向）の幅寸法が最も小さく形成され、周方向に沿って前記基点Ｃから離間するに従って徐々に前記外周面に対する深さが深くなり、且つ、前記幅寸法が徐々に大きくなる。そして、終点Ｄにおいて連通溝９６の深さが最も深く、且つ、最も幅寸法が大きくなるように形成される。

すなわち、連通溝９６は、基点Ｃにおいて最も断面積が小さく、終点Ｄに向かって徐々に前記断面積が大きくなり、該終点Ｄにおいて最も前記断面積が大きくなるように形成される。

なお、連通溝９６は、図６に示されるように、基点Ｃと終点Ｄとが仮想線Ｌ上であり、該仮想線Ｌを中心として対称形状となるように形成される。

小径部９０は、大径部８８に対して半径内方向に縮径した外周面を有し、前記大径部８８との境界部位近傍となる位置に半径方向に開口した側孔９８が形成されると共に、軸方向（矢印Ｂ方向）に沿った端部に縦孔１００が形成される。側孔９８及び縦孔１００は、小径部９０の外部とニードル孔９２とを連通するように形成される。詳細には、側孔９８は、小径部９０の外周面と第１及び第２装着孔３６、７６の内周面との間に画成された環状通路１０２と連通し、縦孔１００は、第２及び第５連通路３８、７８と一直線上に配置されて連通する。

また、大径部８８及び小径部９０の外周面には、環状溝を介してそれぞれＯリング１０４ａ、１０４ｂが設けられ、前記Ｏリング１０４ａ、１０４ｂがそれぞれ第１及び第２装着孔３６、７６の内周面に摺接することで、前記第１ニードル８２と第１及び第２装着孔３６、７６との間を通じた圧力流体の漏出が防止される。さらに、Ｏリング１０４ａ、１０４ｂは、例えば、環状溝に対する断面積を大きく設定することにより、前記第１及び第２装着孔３６、７６に摺接させた際の潰し代を大きくすることができる。この潰し代を大きく設定することで、第１ニードル８２が回転変位する際の摺動抵抗を増加させ、それに伴って、該第１ニードル８２の内部に設けられた第２ニードル８４を回転させた際に、前記第１ニードル８２が一体的に回転してしまうことが防止される。すなわち、Ｏリング１０４ａ、１０４ｂは、第２ニードル８４の回転時に第１ニードル８２が回転してしまうことを防止する回転規制手段として機能する。

ストッパ８６は、例えば、筒状に形成され、第１及び第２ニードル８２、８４が第１及び第２装着孔３６、７６にそれぞれ挿入された状態で、前記第１及び第２装着孔３６、７６の開口部より挿入される。そして、外径部が第１ニードル８２の上端部に当接し、内径部が第２ニードル８４に臨む位置に配置されニードル孔９２に対して嵌合される。これにより、ストッパ８６は、第１ニードル８２の上端部に一体的に連結される。

ストッパ８６の上部には、例えば、該ストッパ８６の軸線と直交方向に延在した第１調整用穴１０６が形成され（図７参照）、該第１調整用穴１０６は、所定深さで形成され、例えば、第１ニードル８２を回転させる際にマイナスドライバー等の第１調整用工具Ｓ１（図４参照）が挿入される。そして、図示しない作業者が第１調整用工具Ｓ１を第１調整用穴１０６に挿入した後、前記第１調整用工具Ｓ１を所定方向（図７中、矢印Ｅ方向）に回転させることにより、第１ニードル８２が第１及び第２装着孔３６、７６の内部で回転する。この際、第１ニードル８２は、後述するストッパ８６によって軸方向（矢印Ｂ方向）への変位が規制されているため、回転方向（矢印Ｅ方向）のみに変位する。

第２ニードル８４は、例えば、軸方向に沿って所定長さを有した軸体からなり、その外周面が第１ニードル８２のねじ溝９４に対して螺合され、前記第１ニードル８２に対して回転させることで軸方向（矢印Ｂ方向）に沿って進退動作する。また、第２ニードル８４の下端部には、先端に向かって徐々に縮径するニードル部１０８が設けられ、該ニードル部１０８は、第１ニードル８２の縦孔１００と同軸上に配置される。そして、第２ニードル８４を軸方向（矢印Ｂ方向）に進退動作させ、縦孔１００に対するニードル部１０８の離間距離を変化させることにより、前記縦孔１００と前記ニードル部１０８との間の間隙を通じて流通する圧力流体の流量を制御することが可能となる。

第２ニードル８４には、外周面に形成された環状溝を介してＯリング１１０が設けられ、前記Ｏリング１１０がニードル孔９２の内周面に摺接することで、前記第２ニードル８４と第１ニードル８２との間を通じた圧力流体の漏出が防止される。

一方、第２ニードル８４の上部には、図７に示されるように、例えば、六角レンチ等の第２調整用工具Ｓ２が挿入される第２調整用穴１１２が形成され、上方に向かって開口すると共に所定深さで略中央部に形成される。そして、図４に示されるように、図示しない作業者が第２調整用工具Ｓ２を第２調整用穴１１２に挿入した後、前記第２調整用工具Ｓ２を所定方向（図７中、矢印Ｅ方向）に回転させることにより、第２ニードル８４が第１ニードル８２の内部で回転し、螺合作用下に軸方向（矢印Ｂ方向）に沿って進退動作する。

そして、図４に示されるように、第１装着孔３６（第２装着孔７６）において、ストッパ８６の上部に止め輪１１４を配置し、該第１装着孔３６（第２装着孔７６）の内周面に形成された環状溝に対して係合させることで、前記止め輪１１４によって前記ストッパ８６の上方への変位が規制される。これにより、ストッパ８６は、第１ニードル８２の上方への変位を規制すると共に、その内径部によって第２ニードル８４が上方へと変位した際のさらなる変位を規制する（図２参照）。

本発明の実施の形態に係る流体圧シリンダ１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作並びに作用効果について説明する。なお、ここでは、図１に示されるように、ピストン１６がヘッドカバー１４側（矢印Ａ１方向）に変位した状態を初期位置として説明する。また、第１及び第２調整部２２ａ、２２ｂを構成する第２ニードル８４は、予め所定角度だけ回転させてニードル部１０８と縦孔１００とが所定間隔だけ離間した状態としておく。

先ず、図１に示される初期位置において、図示しないチューブを介して第１ポート３２及び第２ポート７２を図示しない圧力流体供給源に接続し、切換装置（図示せず）の切換作用下に前記圧力流体供給源から前記第１ポート３２へと圧力流体を供給する。なお、この際、第２ポート７２は大気開放状態としておく。

この第１ポート３２に供給された圧力流体は、第１連通路３４を通じて第１装着孔３６へと流通した後、環状通路１０２、側孔９８を介して第１調整部２２ａにおける第１ニードル８２のニードル孔９２へと導入される。そして、圧力流体は、ニードル孔９２において第２ニードル８４のニードル部１０８と縦孔１００との間を通じて該縦孔１００から第２連通路３８を通じてクッション孔２８へと流通する。

また、同時に、圧力流体は、第１連通路３４から第１ニードル８２の連通溝９６を介して第３連通路４０へと流通し、ピストン１６の一端面とヘッドカバー１４の端面との間に供給される。なお、連通溝９６は、最も深い部位が第１連通路３４側、最も浅い部位が第３連通路４０側となるように配置されている（図４参照）。

これにより、クッション孔２８に供給された圧力流体が第１クッションリング５４の内部に導入され、ピストンロッド１８の連結部５８をロッドカバー２０側（矢印Ａ２方向）に向かって押圧すると共に、第３連通路４０からシリンダ孔２４内に導入された圧力流体によって前記ピストン１６がロッドカバー２０側（矢印Ａ２方向）へと押圧される。その結果、ピストン１６及びピストンロッド１８が、ヘッドカバー１４から離間する方向（矢印Ａ２方向）に向かって変位する。

この際、ピストン１６の変位速度は、第２ニードル８４のニードル部１０８と縦孔１００との間の間隙を通じてクッション孔２８へ導入される圧力流体の流量によって制御され、一方、前記ピストン１６とロッドカバー２０との間の残存している圧力流体は、ロッド孔６２、第５連通路７８、第２調整部２２ｂの縦孔１００、ニードル孔９２を通じて第４連通路７４から第２ポート７２へと排出されると共に、シリンダ孔２４と連通した第６連通路８０から第２調整部２２ｂの連通溝９６を通じて第４連通路７４から第２ポート７２へと排出される。

そして、ピストン１６がロッドカバー２０の近傍まで変位することで、第２クッションリング６０がロッド孔６２の拡径部６８に挿入され始め、第２シールリング７０が前記第２クッションリング６０の外周面に摺接することで、シリンダ孔２４と拡径部６８との連通が遮断される。これにより、第５連通路７８から第２ポート７２への圧力流体の排出が遮断される。

そのため、圧力流体は、ピストン１６がロッドカバー２０近傍に接近した時点で、第６連通路８０、第２調整部２２ｂの連通溝９６、第４連通路７４を通じてのみ排出されることとなり、その排出量が減少する。その結果、ピストン１６がロッドカバー２０側（矢印Ａ２方向）へ変位する際の変位抵抗となり、それに伴って、前記ピストン１６の変位速度が徐々に低下しながら前記ロッドカバー２０側（矢印Ａ１方向）へと変位する。

すなわち、第２調整部２２ｂは、シリンダ孔２４に残存している圧力流体を連通溝９６を通じて第２ポート７２へと排出することで、前記圧力流体の排出量（流量）を調整し、ロッドカバー２０近傍においてピストン１６の変位速度を減速可能なクッション機能が作用する。

そして、変位速度が徐々に低下したピストン１６がロッドカバー２０の端面に当接することによって図８に示されるような変位終端位置となる。この際、クッション機能によってピストン１６がロッドカバー２０に当接した際の衝撃や衝突音が緩和される。

一方、上述した変位終端位置（図８参照）からピストン１６を前記とは反対方向（矢印Ａ１方向）に変位させる場合には、図示しない切換装置の切換作用下に第２ポート７２に圧力流体を供給すると共に、第１ポート３２を大気開放状態とする。

第２ポート７２に供給された圧力流体は、図３に示されるように、第４連通路７４を通じて第２装着孔７６へと流通した後、環状通路１０２、側孔９８を介して第２調整部２２ｂにおける第１ニードル８２のニードル孔９２へと導入される。そして、圧力流体は、ニードル孔９２において第２ニードル８４のニードル部１０８と縦孔１００との間の間隙を通じて該縦孔１００から第５連通路７８を通じてロッド孔６２の拡径部６８へと流通する。

また、同時に、圧力流体は、第４連通路７４から第１ニードル８２の連通溝９６を介して第６連通路８０へと流通し、ピストン１６の他端面とロッドカバー２０の端面との間に供給される。なお、連通溝９６は、最も深い部位が第４連通路７４側、最も浅い部位が第６連通路８０側となるように配置されている。

これにより、第６連通路８０からシリンダ孔２４内に導入された圧力流体によって前記ピストン１６がヘッドカバー１４側（矢印Ａ１方向）へと押圧され、それに伴って、前記ピストン１６及びピストンロッド１８が、ロッドカバー２０から離間する方向（矢印Ａ１方向）に向かって変位する。そして、第２クッションリング６０が拡径部６８から離間すると同時に、前記拡径部６８に導入されていた圧力流体がシリンダ孔２４へと供給され、ピストン１６をヘッドカバー１４側（矢印Ａ１方向）に向かって押圧することで、前記ピストン１６の変位速度が加速する。

この際、ピストン１６の変位速度は、第２ニードル８４のニードル部１０８と縦孔１００との間の間隙を通じて拡径部６８へ導入される圧力流体の流量によって制御され、一方、前記ピストン１６とヘッドカバー１４との間の残存している圧力流体は、クッション孔２８、第２連通路３８、第１調整部２２ａの縦孔１００、ニードル孔９２を通じて第１連通路３４から第１ポート３２へと排出されると共に、シリンダ孔２４と連通した第３連通路４０から第１調整部２２ａの連通溝９６を通じて第１連通路３４から第１ポート３２へと排出される。

そして、ピストン１６がヘッドカバー１４の近傍まで変位することで、第１クッションリング５４がクッション孔２８に挿入され始め、第１シールリング３０が前記第１クッションリング５４の外周面に摺接することで、シリンダ孔２４とクッション孔２８との連通が遮断される。これにより、第３連通路４０から第１ポート３２への圧力流体の排出が遮断される。

そのため、圧力流体は、ピストン１６がロッドカバー２０に接近し、第１クッションリング５４がクッション孔２８に挿入され始めた時点で、第３連通路４０、第１調整部２２ａの連通溝９６、第１連通路３４を通じてのみ排出されることとなるため、その排出量が減少する。その結果、ピストン１６がヘッドカバー１４側へ変位する際の変位抵抗となり、それに伴って、前記ピストン１６の変位速度が徐々に低下しながら前記ヘッドカバー１４側（矢印Ａ１方向）へと変位する。

すなわち、第１調整部２２ａは、シリンダ孔２４に残存している圧力流体を連通溝９６を通じて第１ポート３２へと排出することで、前記圧力流体の排出量（流量）を調整し、ヘッドカバー１４近傍においてピストン１６の変位速度を減速可能なクッション機能が作用する。

そして、変位速度の徐々に低下したピストン１６がヘッドカバー１４の端面に当接することによって図１に示されるような初期位置へと復帰する。この際、クッション機能によってピストン１６がヘッドカバー１４に当接した際の衝撃や衝突音が緩和される。

次に、第１調整部２２ａを構成する第１及び第２ニードル８２、８４を作業者が調整してピストン１６の変位速度を調整する場合について説明する。なお、第２調整部２２ｂについては、第１調整部２２ａと同一の構成、且つ、同一の調整方法であるため、詳細な説明は省略する。

先ず、ピストン１６がヘッドカバー１４側（矢印Ａ２方向）に向かって変位する際の変位速度を徐々に低下させるクッション機能を調整する場合には、図示しない作業者が第１調整用工具Ｓ１の先端をストッパ８６の大径部８８に形成された第１調整用穴１０６に挿入して所定方向（図７中、矢印Ｅ方向）に回転させることで、第３連通路４０に臨む連通溝９６の断面積を変化させる。例えば、連通溝９６の終点Ｄが第３連通路４０に臨んだ位置からヘッドカバー１４近傍におけるピストン１６の変位速度を減速させたい場合には、第１ニードル８２を回転させ、図６に示されるように第３連通路４０に臨む連通溝９６の断面積を小さくすることで、前記第３連通路４０から連通溝９６を通じて第１連通路３４側へと流通する圧力流体の流量（排出量）を減少させることができる。

その結果、ピストン１６がヘッドカバー１４側（矢印Ａ１方向）へと接近する際の変位抵抗が増加し、それに伴って、前記ピストン１６の変位速度をより一層減速させることが可能となる。

なお、図６に示されるように、第１ニードル８２の回転作用下に連通溝９６の基点Ｃが第３連通路４０に臨むように配置することで、前記第３連通路４０から連通溝９６を通じて第１連通路３４側へと流通する圧力流体の流量（排出量）が最も抑制され、前記ピストン１６の変位速度を最も減速させた状態でヘッドカバー１４側（矢印Ａ１方向）へと変位させることができる。

換言すれば、第１ニードル８２は、該第１ニードル８２を回転させることで、第３連通路４０に臨む連通溝９６の断面積を変化させ、それに伴って、前記連通溝９６を通じて第１連通路３４へと流通する圧力流体の流量を変化させることで、ヘッドカバー１４（ロッドカバー２０）近傍に到達した際のピストン１６の減速度合を調整可能なクッション制御部として機能する。

次に、ピストン１６がシリンダチューブ１２に沿って軸方向（矢印Ａ１、Ａ２方向）へ変位する際の変位速度を調整する場合には、図４に示されるように、第１調整部２２ａを構成する第２ニードル８４の第２調整用穴１１２に対して図示しない作業者が第２調整用工具Ｓ２の先端を挿入して所定方向（図７中、矢印Ｅ方向）に回転させる。これにより、第２ニードル８４が第１ニードル８２の内部で回転し、該第１ニードル８２に対する螺合作用下に軸方向（矢印Ｂ方向）に沿って進退動作する。これにより、第２ニードル８４のニードル部１０８と縦孔１００との間の間隙が変化し、該間隙が小さくなるように第２ニードル８４を下方へと変位させることで、前記間隙を通じて流通する圧力流体の流量が減少し、一方、前記間隙が大きくなるように前記第２ニードル８４を上方へと変位させることで、前記間隙を通じて流通する圧力流体の流量が増加する。

このように第１調整部２２ａを通じて第１ポート３２からクッション孔２８へと流通する圧力流体の流量を変化させることで、シリンダ孔２４へ導入されピストン１６を押圧する圧力流体の流量が増減するため、前記ピストン１６の変位速度を調整することができる。

換言すれば、第２ニードル８４は、該第２ニードル８４を回転させニードル部１０８と縦孔１００との間の間隙、すなわち、流路断面積を調整することで圧力流体の流量を変化させ、該圧力流体による押圧力によって変位するピストン１６の変位速度を自在に調整可能な速度制御部として機能する。

以上のように、本実施の形態では、シリンダチューブ１２に沿って変位自在なピストン１６を有した流体圧シリンダ１０において、前記シリンダチューブ１２の端部に連結されたヘッドカバー１４及びロッドカバー２０に、ピストン１６の変位速度を調整可能な調整機構２２を設け、前記調整機構２２を、それぞれ第１及び第２装着孔３６、７６に装着し、しかも、ピストン１６がヘッドカバー１４及びロッドカバー２０近傍に接近した際の減速度合（変位速度）を調整可能な第１ニードル８２と、前記ピストン１６が軸方向に沿って変位する際の変位速度を調整可能な第２ニードル８４とを備えている。そのため、ヘッドカバー１４及びロッドカバー２０において、速度制御部とクッション制御部とをそれぞれ別個に設ける場合と比較し、単一の調整機構２２として設けることで前記ヘッドカバー１４及びロッドカバー２０におけるスペース効率を向上させることができるため、前記ヘッドカバー１４及びロッドカバー２０の小型化を図ることができ、それに伴って、流体圧シリンダ１０の小型化を図ることが可能となる。

また、従来技術に係る流体圧シリンダのように、ピストン１６の変位速度を調整可能な速度制御部と、変位終端位置近傍における前記ピストン１６の変位速度を徐々に低下させるクッション機構とをそれぞれ別個に設けた場合には、前記速度制御部と供給ポートを連通させる流路と、前記クッション機構と供給ポートを連通させる流路とをそれぞれ別個に形成する必要があったが、本願発明の構成では、単一の調整機構２２とすることで、前記流路を共用できるため本数を削減することが可能となると共に、前記流路の経路が複雑化することなく簡素化することができる。その結果、流路を加工するためのコスト及び工数を削減することが可能となり、それに伴って、流体圧シリンダ１０の製造コストを削減することができる。

さらに、ピストン１６の変位速度と、該ピストン１６がヘッドカバー１４及びロッドカバー２０近傍へと変位した際の減速度合とを同一の調整機構２２で調整することができるため、作業者が調整を行う際の作業が容易であり、しかも、メンテナンスを行う際にも作業性を向上させることができる。

さらにまた、第１ニードル８２の外周面に設けられたＯリング１０４ａ、１０４ｂは、例えば、環状溝に対して若干大きく形成され、第１及び第２装着孔３６、７６の内周面に対して摺接させた際の潰し代を大きく設定することにより、前記第１ニードル８２が回転する際の摺動抵抗を増加させ、それに伴って、図示しない作業者が第２ニードル８４を回転させて調整作業を行う際に、前記第１ニードル８２が前記第２ニードル８４と共に回転してしまうことを防止することができる。

なお、本発明に係る流体圧シリンダは、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。

１０…流体圧シリンダ １２…シリンダチューブ
１４…ヘッドカバー １６…ピストン
１８…ピストンロッド ２０…ロッドカバー
２２…調整機構 ２２ａ…第１調整部
２２ｂ…第２調整部 ３２…第１ポート
３６…第１装着孔 ５４…第１クッションンリング
６０…第２クッションリング ７２…第２ポート
７６…第２装着孔 ８２…第１ニードル
８４…第２ニードル ８６…ストッパ
８８…大径部 ９２…ニードル孔
９６…連通溝 ９８…側孔
１００…縦孔 １０６…第１調整用穴
１０８…ニードル部 １１２…第２調整用穴

Claims (8)

1. 筒状に形成され、内部に圧力流体の導入されるシリンダ本体と、
   前記シリンダ本体の内部に設けられ、該シリンダ本体に沿って変位自在に設けられるピストンと、
   前記シリンダ本体の端部に設けられ、前記圧力流体を前記シリンダ本体の内部へと供給するポートを有したエンドカバーと、
   前記エンドカバーに設けられ、前記ピストンの変位速度を制御する速度制御部と、前記エンドカバー近傍において前記変位速度を低下させるクッション制御部とを有した調整機構と、
   を備え、
   前記調整機構は、前記エンドカバーに形成された装着部に設けられ、前記速度制御部及び前記クッション制御部は、前記装着部においてそれぞれ回転自在に設けられた調整部材を有し、前記調整部材の端部にはストッパが設けられ、前記ストッパが前記装着部の内部に収納され前記調整部材の前記ストッパ側への移動を規制することを特徴とする流体圧シリンダ。
2. 請求項１記載の流体圧シリンダにおいて、
   前記エンドカバーは、前記シリンダ本体の一端部に連結されるヘッドカバー及び前記シリンダ本体の他端部に連結され前記ピストンに接続されるピストンロッドを変位自在に支持するロッドカバーの少なくともいずれか一方であることを特徴とする流体圧シリンダ。
3. 請求項１又は２記載の流体圧シリンダにおいて、
   前記エンドカバーには、前記ポートと前記装着部とを連通する第１通路と、
   前記ピストンに連結されたクッション機構の挿入されるクッション孔と前記装着部とを連通する第２通路と、
   前記装着部と前記シリンダ本体の内部とを連通する第３通路と、
   を備え、
   前記速度制御部によって前記第１通路と前記第２通路との間を流通する前記圧力流体の流量が制御され、前記クッション制御部によって前記第３通路と前記第１通路との間を流通する前記圧力流体の流量が制御されることを特徴とする流体圧シリンダ。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の流体圧シリンダにおいて、
   前記クッション制御部は、前記装着部に対して回転自在に設けられ、前記シリンダ本体の内部から前記ポートへ排出される前記圧力流体の流量を制御することを特徴とする流体圧シリンダ。
5. 請求項４記載の流体圧シリンダにおいて、
   前記速度制御部は、前記クッション制御部に対して回転自在に設けられ、前記ポートから前記シリンダ本体へ供給される前記圧力流体の流量を制御可能に設けられ、前記クッション制御部と前記速度制御部とがそれぞれ独立して調整自在に設けられることを特徴とする流体圧シリンダ。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の流体圧シリンダにおいて、
   一方の調整部材が回転変位した際に、他方の調整部材の回転変位を規制する回転規制手段を備えることを特徴とする流体圧シリンダ。
7. 請求項３記載の流体圧シリンダにおいて、
   前記ストッパの端部には、前記調整部材を回転させる調整用工具を挿入可能な孔部が形成され、該孔部を通じて前記調整用工具が前記調整部材の調整用穴へと挿入されることを特徴とする流体圧シリンダ。
8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載の流体圧シリンダにおいて、
   前記ストッパが前記エンドカバーの側面に対して外側に突出することなく設けられることを特徴とする流体圧シリンダ。

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