JPH04505797A - ピストン密閉緩衝装置 - 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】 ピストン密閉緩衝装置 本発明は、請求の範囲第１項の前段で規定されているピストン密閉緩衝装置に関 する。

このような装置はＥＰ−Ｂｌ−００８２８２９（所謂スロットシリンダーに関す る）で公知であって、この公知装置では、内側のシールリップと外側のシールリ ップが、それぞれ個別の密閉リングに形成されている。そして、一方の密閉リン グはピストン外周の円周溝に挿入され、他方の密閉リングはシリンダー室に突出 するスリーブ部材の外側溝に設けられている。このような構成を採ることによっ て、２つの密閉リングはそれぞれの役割を十分に果たし、ピストンに対して密閉 作用と緩衝作用を発揮するが、その製造及び組立てが面倒であり、費用もかかる 。

本発明の目的は、上記の問題点に鑑みて、ピストンの密閉及び緩衝の同作用を役 立つ一体化装置を提供することにある。この目的は請求の範囲第１項に記載した 特徴的事項を備えた装置によって達成可能である。

本発明の装置には次の様な利点がある。

一体化された密閉リングが、ピストンの終端位置での緩衝とピストンの密閉との 両方に機能する。

部材が安価で、その調達が容易であり、組立ては一連の操作で迅速に行える。

密閉リングの中間部に腹部を設け、ピストン端面を覆うことにより、密閉リング はピストンがシリンダーの端部キャップに衝突して際、その衝撃の緩衝材及び衝 撃音の消音材としても機能する。

その他の利益ある特徴は、請求の範囲第２項以降に記載されると共に、添付図面 を援用した以下の説明から明らかになろう。

図ＩＡ、ＩＢ及びＩＣは、それぞれ単動加圧流体シリンダー用の本発明に係る装 置の長手方向断面図であって、各図面ではピストンの位置がそれぞれ相違する。

図２はスロットシリンダー（ピストンロッドのないシリンダー）での装置の断面 図である。

図３はピストンウッドを備えた複動加圧流体シリンダーでの装置の断面図である 。

図４．４Ａ、５．６はそれぞれ本発明に係る他の実施例を、シリンダーの一部及 びシリンダ一端部キャップ部分だけを断面で示した図面である。

図ＩＡ、ＩＢ及びＩＣには、対向する端部キャップｌａ、ｌｂとシリンダーチュ ーブ２と、ピストン４とを備えた単動空気シリンダーの概略図が示されており、 ピストン４は端部キャップ１ｂの貫通孔を通るピストンロッド４を備えている。

シリンダーチューブと端部キャップとの間に必要なシール部材とか、ピストンロ ッドのブツシュとか、加圧空気導管とかは、本発明にとって格別重要でないので 、図示が省略されている。

ピストン３には、これが端部キャップ１ａと向き合う側に、円筒状の中央凹部３ ａが形成されており、図面でピストンが左端に位置した時に、端部キャップ１ａ からシリンダー内に突出している円筒状の中央スリーブ部材５が、前記の中央凹 部３ａ内に収納される。

二の中央スリーブ部材５の中央孔は、ピストン３の左側に位置するシリンダー室 に加圧空気を供給し、あるいはそこから加圧空気を排出するために、シリンダー の加圧空気人口６と連通している。

前記のスリーブ部材５の領域には、端部キャップ１ａに近いシリンダーチューブ ２の内側と、スリーブ部材５の外側との間に、環状空間８が形成されており、こ の環状空間には、端部キャップを貫通して調節可能な圧縮機９に接続される管７ が開口している。

ピストン３には密閉リング１０が設けられ、本発明によれば、この密閉リングは シリンガチューブ２の内側を密閉するピストンシールとしての役割と、スリーブ 部材５の外側を密閉する端部緩衝部材としての役割を果たす。何故なら、図ＩＢ に示した位置にピストンがある場合、密閉リング１０は空気を空間８内に閉じこ めるからである（この空気は圧縮機９を経て排出できるだけである）。密閉リン グ１０は固着用縁部１０ａを持った外側円筒部を備え、固着用縁部１０ａはピス トン３の外周溝１１に収容される。そして、軸方向に延びる外側円筒部１０ｂは 第１シールリツプ１０ｃに連なり、このシールリップはシリンダーチューブの内 壁方向で、かつ端部キャップ１ａの方向に向かう角度で、シリンダーチューブの 内壁まで延びている。

密閉リング１０において、半径方向内側に延びる中間腹部１０ｄは、密閉リング の固着用縁部１０ａ、外側円筒部１０ｂ及びシールリップ１０ｃと一体化してお り、通常は端部キャップ１ａに面するピストン３の端面３ｂと係合している。そ して、この腹部１０ｄは半径方向内側に向かう第２シールリツプ１０ｅに連なり 、第２シ−ルリップ１０ｄは通常は（図ＩＡ及びＩＢ参照）スリーブ部材５の外 壁方向で、かつ端部キャップ１ａの方向に向かう角度で、延びている。

上記したように構成されるピストン密閉緩衝装置は、次のように機能する。すな わち、ピストン３が両端部キャップ間に位置し、スリーブ部材５からも離れてい るいる場合、第１シールリツプ１０ｃはシリンダーチューブ２の内壁と密着係合 し、一方、第２シールリツプ１０ｅは、ピストン３が圧搾空気によって右方向に （図ＩＡの矢印Ａの方向に）移動していても、あるいはスプリング（図示路）の 影響を受けて左方向に（矢印Ｂの方向）戻り運動を行っていても、どことも係合 しない。

戻り運動で、ピストン３がスリーブ部材５に達すると（図２Ｂ参照）、第２シー ルリツプ１０ｅはその機能を発揮して環状空間８を密閉し、そのために当該空間 に閉じ込められた空気は、ピストンの動きを緩衝しながら、管７を経て圧縮機９ に強制排出される。そして、ピストン３が完全に端部キャップ１ａに到達すると 、本発明の密閉リングは衝突音をおさえる緩衝材としても機能する（以下に詳述 する図４〜６の実施例も参照）。

ピストン３が端部キャップ１ａから離れて再度布に移動する時は（図ＩＣ参照） 、圧搾空気が入口６及びスリーブ部材６を経由して、ピストンの中央凹部３ａに 供給される。この時、第２シールリツプ１０ｅが変位し、腹部１０ｄが外側円筒 部１０ｂと隣り合う部分が蝶番として機能することで、第２シールリツプ１０ｅ と、スリーブ部材５の外壁との係合が解除され、密閉リングの腹部１０ｄもピス トンの端面３との係合が外れる。従って、供給空気の圧力は環状空間８にも及び 、ピストン３は全面に圧力を供給空気の圧力を受けて右方向に移動する。

図２及び図３に示したように、本発明の装置は、複動加圧流体シリンダー（図３ 参照）にも、またピストンロッドを持たない所謂スロットシリンダー（図２参照 ）にも利用することができる。

図２及び図３に示す実施例においては、圧縮空気が端部キャップ１’　ａ、１’ 　ｂ及び１’　ａ、１’　ｂそれぞれからシリンダー内に供給されるので、ピス トン３′及び３′の両端には、それぞれ密閉リング１０′及び１０′を設けられ ている。図２の実施例では、ピストンの両端において密閉リング１０′の周囲を 部分的に取り囲む支持リング１２′ａ及び１２′ｂが付設され、これにより固着 縁部１０′　ａはピストンの溝にしっかり保持される。図３の実施例では、単一 の支持リング１２″がピストンに付設され、その端部は密閉リング１０′の周囲 を部分的に取り囲んでいる。

念のため付言すれば、図２に示すスロットンリンダーにあっては、シリンダーチ ューブ２′の端部キャップ間に位置する長手方向スロット１３を密閉すると共に 、このスロットを通過してピストン３′から半径方向外側に延び、ピストンに案 内されてる長手方向に往復動する部材１４と、スロットとの間隙を密閉する少な くとも一つのシール片（図示路）が設置されることはもちろんである。

図４には、図ＩＡ〜ＩＣに示した装置の改良例が示されており、対応する部材に は１００を加えた同じ番号が付されている。この実施例は図２及び図３のように 支持リング１１２が設けられている点を除外すると、端部キャップ１０１ａが環 状空間に張り出した突出部１１３を有している点で、図１Ａ〜１Ｃの実施例と相 違する。この突出部をより明確に示すための拡大図は図４Ａに示されている。

突出部１１３は環状に突出し、本質的に平らな内部自由端面１１３ａに対して軸 方向に先細り形状を有し、このため、この突出部材１１３はピストン１０３の端 部に位置する密閉リング１１０の第１シールリツプ１１０Ｃと第２シールリツプ １１０ｅとの間に収容される。そして端面１１３ａは、密閉リング１１０の中間 腹部１１０ｄと共に、ピストン１０３の当接面を形成する。このような構成を採 用することにより、二つのシールリップはピストンが端部キャップと衝突した場 合でも、その形状を維持することができ、従って、シールリップが永久的に変形 又は損傷される危険を回避することができる。

ピストン全面に空気を供給できるようにするために、図４及び図４Ａに示す実施 例では、突出部材の端面１１３ａを腹部１１０ｄと密着係合しないよう、端面１ １３ａ及び／又は密閉リングの腹部１１０ｄに、半径方向に延びる溝を設けてい る（図４Ａにおいて、端面１１３ａに設けた溝１１４と、腹部に設けた溝１１５ を、それぞれ点線で示す）。

シリンダーの半径が大きいだけで、原理的に上の実施例と同様な別の実施例は、 図５及び図６に示される。図５の密閉リング１１０は、半径方向に拡張されてお り、幅の広い腹部１１０ｃｌを備えている。この幅広の腹部を所定に位置に保持 し、腹部の大部分がピストンの端面に密着させる目的で、腹部には半径方向内側 に、係合突起１１０ｆが設けられ、この係合突起は端部キャップ１０１ａ側のピ ストンの端面に設けた環状溝内に嵌合される。前記の係合突起は、第２シールリ ツプ１１０から離れた位置に設置され、これによって突起１１０ｆに極近い腹部 部分が、蝶番として機能する結果、シリンダーの端部キャップとピストンとの間 の環状空間に、空気が供給されると、第２シールリツプ１１０ｅは変位すること ができる。

図６に示す実施例では、密閉リングの腹部が金属製、好ましくはスチール製の環 状ワッシャ１１０’ｄで構成され、この環状ワッシャはその半径方向内側の部分 １１０’ｅと外側の部分１１０’ａ−Ｃに設けたａ１１０’　ｇ＋　１１０’　 ｈにワッシャ周辺を嵌入することで支持される。従って、このように構成される 密閉リングは、外周部分と内周部分に密閉材として機能する弾性材料を具備した 比較的剛性のある部材となる。

本発明に係る装置は以下に示す請求の範囲を逸脱しない限り、様々に改良するこ とができる。例えば、スリーブ部材５，１０５と、これに対応するピストン３， １０３の中央凹部は、図示したような′円筒体形状とする代わりに、多角体形状 とすることができる。また、第２シールリツプはコーナ一部分と不連続にして、 この部分にピストンの終端位置での緩衝に寄与する出口を形成させることもでき る。

最後に付言すれば、本発明の装置を完全に作動させるためには、ピストンの端面 ３ｂと密閉リングの腹部１０ｄとの間の空間とか、外側円筒部１０ｂとか、さら には固着用縁部１０ａとかから、空気が洩れないことが必要である（図ＩＡ参照 ）。このような空気洩れの防止は、縁部１０ａを対応する溝に密に嵌合させると 共に、密着リングの外側円筒部１０ｂをピストンの外周にしっかり固定する支持 リングを設けることで達成することができる。

Ｆｉｇ、１Ａ 国際調査報告 国１″報告　ＰＣＴ／ＳＥ　９゜７゜。２，８

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. １．シリンダーチューブ（２）と、その両端部に位置する円筒状端部キャップ（ １ａ，１ｂ）と、シリンダー内の縁部キャップ間で往復動可能なピストン（３） とを備え、加圧流体入口（６）を内部に備えてシリンダー室内に突出する中央ス リーブ部材（５）を、少なくとも一方の端部キャップ（１ａ）を有し、ピストン が端部キャップ（１ａ）に隣接する終端位置に近付いた際に、前記のスリーブ部 材（５）が収容される中央凹部（３ａ）を、ピストン（３）が有する加圧流体シ リンダーのピストン密閉緩衝装置であって、ピストンが緩衝作用を受けて前記の 終端位置に向かって移動している期間中、シリンダーチューブ（２）と中央スリ ーブ部材（５）とで形成される環状空間を密閉する２つのシールリップを備えた ピストン密閉緩衝装置において、当該装置が、 ピストンの緩衝過程で前記のスリーブ部材く５）と密着係合する第２シールリッ プ（ｍｅ）、 端部キャップ（１ａ）に面するピストン（３）の端面（３ａ）に位置しいている 腹部（ｍｄ）、及び シリンダーチューブ（２）の内壁と密着係合する第１シールリッブ（１０ｃ）を 備えた外｛恥円筒部（１０ｂ）、を備えて一体化された密閉リング（１０）を有 することを特徴とし、かつ、ピストンが端部キャップ（１ａ）から遠ざかる初動 期間中は、前記のスリーブ部材（５）から第２シールリップ（１０ｅ）が少なく とも部分的に離れるように、前記の密閉リング（１０）がその腹部、外側円筒部 及び固着用縁部のいずれかの部分で、ピストン（３）に固定されていることを特 徴とする前記の加圧流体シリンダーのピストン密閉緩衝装置。
2. ２．密閉リング（１０）が固着用縁部（１０ａ）だけでピストン（３）に固定さ れ、腹部（１０ｄ）が蝶番として機能することを特徴とする請求の範囲１記載の 装置。
3. ３．ピストン（３）の外周溝（１１）に収納されて固定具として機能する縁部（ １０ａ）を密閉リング（１０）が備えていることを特徴とする請求の範囲１又は ２記載の装置。
4. ４．前記の縁部（１０ａ）が第１シールリップ（１０ｃ）から軸方向に離れてい ることを特徴とする請求の範囲３記載の装置。
5. ５．密閉リング（１０′，１０′）の外周を部分的に取り囲む支持リング（１２ ′ａ，１２′ｂ、１２′′）がピストンの外周に設けられていることを特徴とす る請求の範囲１〜４のいずれかに記載の装置。
6. ６．支持リング（１２′ａ，１２′ｂ、１２′′）が固着用縁部（１０′ａ，１ ０′ｂ、１０′′の近傍で密閉リングを取り囲んでいる請求の範囲３又は５記載 の装置。
7. ７．第１及び第２シールリップ（１０ｃ，１０ｄ）が、それぞれ前記の腹部（１ ０ｄ）から前記端部キャップ（１ａ）に向かって外向き及び内向きの角度で延び ていることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の装置。
8. ８．シリンダーの端部キャップ（１０ｌａ）が、前記の環状空間（８）内に軸方 向に延びる環状の突出部（１１３）を有し、その端面（１１３ａ）が密閉リング の腹部（１１０ｄ）が当接する面となることを特徴とする請求の範囲７記載の装 置。
9. ９．前記の突出部（１１３）及び／又は腹部（１１０ｄ）が半径方向に延びた均 圧溝（１１４，１１５）を備えていることを特徴とする請求の範囲８記載の装置 。
10. １０．前記の腹部が剛性の環状ワッシャを含んでいることを特徴とする請求の範 囲１〜９のいずれかに記載の装置。