JP2000337314A - 油圧シリンダのクッション装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】油圧シリンダのクッション装置において、挿入
孔への進入時に背圧を適切に制御し、急激な減速を抑制
しクッション性能を向上すると共に、異音の発生やクッ
ションリングの変形を少なくする。 【解決手段】ロッド側クッション装置のクッションリン
グ３０は、両側の端面が径方向段差面３ｂ及びピストン
４の端面４ａに向き合うようリング挿入部３ａに遊嵌さ
れ、クッションリング３０の後端側端面には連通用の凹
溝３０ａが形成され、先端側端部に呼び込みテーパ部３
０ｂが形成され、クッションリング３０の外周面には先
端部から軸方向に全周にわたって可変絞り用のテーパ部
３０ｆが形成され、これによりクッションリング３０が
挿入孔３１に進入するとき、クッションリング３０の外
周面と挿入孔３１の内周面との間にクッションリング３
０の進入に従ってクッションリング３０と挿入孔３１間
の環状隙間を小さくする可変絞りが形成される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、建設機械の油圧ア
クチュエータ等に用いられる油圧シリンダのストローク
エンド近傍での衝撃を緩和するクッション装置に係わ
り、特にシリンダストロークの滑らかな減速を可能とす
る油圧シリンダのクッション装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】建設機械、例えば油圧ショベルの油圧ア
クチュエータとして用いられる油圧シリンダは、ピスト
ンロッドに連結して設けたピストンをシリンダ本体内で
摺動させるように構成されており、シリンダ本体の内部
はピストンによりロッド側のシリンダ室（以下適宜ロッ
ド室という）とボトム側のシリンダ室（以下適宜ボトム
室という）の２つの室に区分されている。この油圧シリ
ンダは、ピストンロッドの先端部とシリンダ本体のボト
ム側端部とをそれぞれ所定の部材間に枢着して取り付け
られ、ボトム室側に圧油を供給し、ロッド室側をタンク
に連通させると、ピストンロッドは伸長し、逆にロッド
室側に圧油を供給して、ボトム室側をタンクに接続する
と、ピストンロッドが収縮する。油圧シリンダにおける
ピストンロッドとシリンダとの間に大きな荷重が作用し
ている状態で、伸長又は収縮方向に作動させると、その
ストロークエンドで大きな衝撃が加わる。このため、大
きな負荷が作用する油圧シリンダには、そのピストンロ
ッドのストロークエンド近傍での衝撃を緩和するための
クッション装置が設けられている。

【０００３】クッション装置は、シリンダにおけるロッ
ド室なりボトム室なりからの作動油の排出流路を絞るこ
とによって、これらの室内に背圧を立たせてクッション
作用を得るのが一般的である。例えば、ピストンロッド
の伸長側で作動するクッション装置は、ピストンロッド
に所定の外径を有するクッションリングを設け、ロッド
室エンド付近にはクッションリングに対する挿入孔を形
成し、ストロークエンド近傍でクッションリングを挿入
孔に嵌入させ戻り油の流路を絞ることによりロッド室内
に背圧を発生させクッション作用を得る。

【０００４】ところで、クッション装置としては、クッ
ションリングをピストンロッドに固定する固定タイプと
したものと、クッションリングをピストンロッドのリン
グ挿入部に遊嵌したフローティングタイプとしたものと
がある。後者のフローティングタイプでは調芯作用と一
方向流路機能が得られ、十分なクッション作用を得るよ
う流路断面積を極めて小さくしても、クッションリング
が挿入孔と金属接触せず、かつクッションリングが挿入
孔から抜け出すときは十分な流路断面積が確保される。

【０００５】例えば、ピストンロッドの伸長側で作動す
るクッション装置において、フロティングタイプのクッ
ションリングのピストンに対面する側（後端側）の端面
には厚み方向に貫通する複数の連通凹溝が形成され、反
対側（先端側）の端面にはピストンロッドの径方向段差
面と密着可能な平坦面が形成されかつ当該端面の外周部
分に呼び込みテーパ部が形成されている。

【０００６】ピストンロッドの伸長時、ストロークエン
ド近傍でクッションリングが挿入孔に入り込むと、ピス
トンロッド又はリング挿入部に多少軸心のズレがあって
も、クッションリングはリング挿入部に遊嵌されている
ため先端側の呼び込みテーパ部から挿入孔に倣うように
移動する（調芯作用）。このため、クッションリングの
外径寸法と挿入孔の穴径との寸法差を極僅かなものとし
大きなクッション作用を発揮するようにしても、クッシ
ョンリングが挿入孔と接触してカジリやフレッティング
等が発生するおそれはない。

【０００７】また、ピストンロッドの伸長時、ストロー
クエンド近傍でクッションリングが挿入孔に進入する
と、戻り油の流路が絞られロッド室に背圧が発生するか
ら、ピストンが減速される。このとき、その背圧でクッ
ションリングの先端側の端面（平坦面）が径方向段差面
に圧接されてクッションリングの内周面とリング挿入部
の外周面と間の環状隙間を閉鎖し、戻り油はクッション
リングと挿入孔間の環状隙間からしか流れないので、ロ
ッド室が更に高圧になり、ストロークエンドでの衝撃が
効果的に緩和される。

【０００８】一方、ピストンロッドの収縮時は、ロッド
室側の給排ポートから供給される圧油の圧力の作用でク
ッションリングがピストン側に押動されて先端側の端面
が段差面から離間し、連通凹溝を形成した後端側の端面
がピストンに当接する。この結果、クッションリングの
外周面側の環状隙間による流路に加えて、クッションリ
ングの内周面側の環状隙間による流路も形成され（一方
向流路機能）、流路断面積が増大してピストンロッドは
円滑かつ迅速に伸長し、クッションリングが挿入孔から
抜け出す際の騒音もなくなる。

【０００９】ボトム室側にフローティングタイプのクッ
ションリングを設けた場合も同様である。

【００１０】以上のようなフローティングタイプのクッ
ションリングを備えたクッション装置の公知例として
は、例えば実公平７−１６８８８号公報がある。

【００１１】また、固定タイプのクッションリングを備
えたクッション装置において、クッションリングと挿入
孔との間に可変絞りを形成したものとして実開平２−３
３９０６号公報に記載のものがある。このクッション装
置では、クッションリングの外周面に先端側から後端側
に向かって軸方向に徐々に深さを浅くした傾斜溝（可変
絞り）を形成し、クッションリングが挿入孔に進入する
に従って傾斜溝の流路面積が小さくなることによりロッ
ド室の圧力を高め、ストロークエンドでの衝撃を緩和し
ている。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】以上のようにクッショ
ン装置には、固定タイプのクッションリングを備えたも
の、フローティングタイプのクッションリングを備えた
もの（例えば実公平７−１６８８８号公報）、固定タイ
プのクッションリングでその外周面に傾斜溝からなる可
変絞りを設けたもの（実開平２−３３９０６号公報）が
あり、それぞれ、ピストンロッドの伸長時に戻り油の流
路を絞ることでクッション作用を発揮させている。しか
し、これら従来技術には以下の問題点がある。

【００１３】上記のようにクッションリングはストロー
クエンド近傍の衝撃を緩和するものであり、この作用は
排出側のシリンダ室に背圧を発生させることで達成して
いる。しかし、シリンダ室に急激に高圧の背圧が発生す
るとピストンロッドの減速も急激となり、本来の目的で
あるクッション性能を悪化させるほか、クッションリン
グ、ヘッドカバー等の破損を招くおそれがある。確か
に、ストロークエンド付近での衝撃を緩和するためにシ
リンダ室に背圧を発生させることは必要不可欠である
が、必要以上の高圧は逆効果となる。このため、適切な
背圧の制御機能が要求される。

【００１４】通常の固定タイプ又はフローティングタイ
プのクッションリングを備えたクッション装置では、単
純にクッションリングと挿入孔間の環状隙間を絞るだけ
であるため背圧の制御は不十分であり、急激な減速が起
きる可能性がある。実開平２−３３９０６号公報に記載
のクッション装置では、クッションリングの挿入孔への
進入時に、傾斜溝の流路面積が小さくなり可変絞りとし
て機能することにより、ロッド室の背圧の上昇を制御し
ている。しかし、傾斜溝の場合、挿入孔への進入時に流
路となる環状隙間にノッチが形成される形となり、作動
油の流れが乱れ異音の原因となる。

【００１５】また、フローティングタイプのクッション
リングに実開平２−３３９０６号公報の考えを適用し傾
斜溝（可変絞り）を設けた場合は、クッションリングの
傾斜溝のある部分が局部的に薄肉となる。ここで、挿入
孔への進入時は、クッションリングの先端外周面側はタ
ンクにつながる流路に位置するため低圧であるのに対し
て、内周面側は、クッションリングの先端側でクッショ
ンリングの内周面とリング挿入部の外周面との間の環状
隙間が閉鎖されるための高圧となる。このため、クッシ
ョンリングの外周側と内周側との差圧でクッションリン
グが変形し、挿入孔と接触してカジリやフレッティング
等を発生するおそれがある。

【００１６】本発明は以上の問題点に着目してなされた
ものであって、その目的は、挿入孔への進入時に背圧を
適切に制御し、急激な減速を抑制しクッション性能を向
上すると共に、異音の発生やクッションリングの変形の
少ない油圧シリンダのクッション装置を提供することで
ある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】（１）上記目的を達成す
るために、本発明は、ピストンロッドに締結したピスト
ンをシリンダ本体内に摺動自在に挿入し、シリンダ本体
内をロッド側のシリンダ室とボトム側のシリンダ室の２
室に区分する油圧シリンダに対し、前記ピストンロッド
のピストン締結部を挟んだ両位置の少なくとも一方にク
ッションリングを装着し、かつ前記シリンダ本体の端部
に前記ピストンロッドのストロークエンド付近で前記ク
ッションリングが進入する挿入孔を形成し、クッション
リングの挿入孔への進入時に排出側となるシリンダ室か
らの戻り油の流出流路を絞り、前記シリンダ室にクッシ
ョン圧を発生させ前記ピストンロッドを減速させる油圧
シリンダのクッション装置において、前記クッションリ
ングの外周面と前記挿入孔の内周面の少なくとも一方に
その全周にわたってテーパ部を形成し、このテーパ部に
より前記クッションリングが前記挿入孔に進入するに従
って前記クッションリングの外周面と前記挿入孔の内周
面との環状隙間を小さくする可変絞りを形成したもので
ある。

【００１８】このようにテーパ部を形成し、クッション
リングと挿入孔との環状隙間を小さくする可変絞りを形
成することにより、クッションリングの挿入孔への進入
時、シリンダ室の背圧が適切に制御されることとなり、
挿入孔への突入時のショックが和らげられ、穏やかな減
速が可能となる。

【００１９】また、クッションリングの外周面あるいは
挿入孔の内周面の全周にわたってテーパ部を形成し、環
状隙間の全周で可変絞りを形成するので、クッション作
用時の油の乱れは少なく、ノッチ状の傾斜溝を形成する
場合に比べ異音は大幅に低減する。更に、クッションリ
ングがフローティングタイプであり、クッション作用時
にクッションリング内周側に高圧が作用したとしても、
クッションリングには局部的な薄肉部は形成されないの
でクッションリングの変形は少なく、挿入孔との接触に
よるカジリやフレッティング等を低減できる。

【００２０】（２）上記（１）において、前記テーパ部
は、例えば、軸方向断面でみた形状がテーパ状の曲線で
ある。

【００２１】これにより可変絞りの流路面積の変化が最
適化され、ショックの最も少ない理想的な減速が可能と
なる。

【００２２】（３）上記（１）において、前記テーパ部
は、軸方向断面でみた形状がテーパ状の直線であっても
よい。

【００２３】これにより挿入孔への進入時のショックを
和らげ、かつ加工の容易な可変絞りを形成できる。

【００２４】（４）また、上記（１）において、前記テ
ーパ部は、軸方向断面でみた形状が複数のテーパ状の直
線のを組み合わであってもよい。

【００２５】これにより上記（３）の場合よりもショッ
クを和らげた減速が可能となり、かつ上記（２）の場合
よりも加工の容易な可変絞りを形成できる。

【００２６】（５）更に、上記（１）において、前記テ
ーパ部は、軸方向断面でみた形状がテーパ状の直線と曲
線の組み合わせであってもよい。

【００２７】これにより（４）の場合よりも更にショッ
クを和らげた減速が可能となり、かつ上記（２）の場合
よりも加工の容易な可変絞りを形成できる。

【００２８】（６）また、上記（１）において、前記テ
ーパ部は、軸方向断面でみた形状が多段階の複数の直線
の組み合わせであってもよい。

【００２９】これにより最も加工の容易な可変絞りを形
成できる。

【００３０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面を
用いて説明する。以下の実施形態はフローティングタイ
プのクッションリングを備えたクッション装置に本発明
を適用したものである。

【００３１】まず、本発明の第１の実施形態を図１〜図
４により説明する。

【００３２】図１において、本実施形態に係わる油圧シ
リンダはシリンダ本体２、ピストンロッド３、ピストン
４を有し、シリンダ本体２は、一端５ａ側が閉塞し他端
５ｂ側が開口した円筒形のチューブ５と、このチューブ
５の開口端部５ｂに固着して設けられたヘッドカバー６
とで構成されている。ピストンロッド３はヘッドカバー
６を貫通してチューブ５の内外に伸びており、シリンダ
本体２内に位置するピストンロッド３の先端にはピスト
ン４が締結されている。ピストン４はチューブ５内を摺
動可能でありかつシリンダ本体２の内部をロッド側のシ
リンダ室（以下適宜ロッド室という）７ａとボトム側の
シリンダ室（以下適宜ボトム室という）７ｂとに区分し
ている。ピストン４の外周にはシールリング１３、ウエ
アリング１４ａ，１４ｂ、コンタミシール１５ａ，１５
ｂが設けられている。ヘッドカバー６にはロッド室７ａ
に対する作動油の給排ポート８が設けられ、チューブ５
の閉塞端部５ａにはボトム室７ｂに対する作動油の給排
ポート９が設けられている。

【００３３】給排ポート９を油圧ポンプに接続し給排ポ
ート８をタンクに接続し、ボトム室７ｂに圧油を供給す
ると、ピストン４は図示左方のヘッドカバー６側に摺動
変位してピストンロッド３をシリンダ本体３から突出す
るよう移動し、油圧シリンダ１を伸長する。また、給排
ポート８を油圧ポンプに接続し給排ポート９をタンクに
接続し、ロッド室７ａに圧油を供給すると、ピストン４
は図示右方のチューブ５の閉塞端部５ａ側に摺動変位し
てピストンロッド３をシリンダ本体２内に引き込むよう
移動し、油圧シリンダ１を収縮する。従って、シリンダ
本体２のチューブ閉塞端部５ａ側とピストンロッド３の
外端側の一方を固定部材に枢着し、他方を可動部材に枢
着することにより当該可動部材を駆動することができ
る。

【００３４】次に、本発明の特徴であるクッション装置
をピストン締結構造と共に説明する。

【００３５】ピストンロッド３の先端部には径方向段差
面３ｂを介してピストンロッド３の本体部分より小径の
リング挿入部３ａが設けられ、ピストンロッド３のリン
グ挿入部３ａの更に先端側には径方向段差面３ｅを介し
てリング挿入部３ａより更に小径のピストン挿入部３ｆ
が設けられ、ピストンロッド３のピストン挿入部３ｆの
更に先端側には径方向段差面３ｋを介してピストン挿入
部３ｆより更に小径のリング挿入部３ｈが設けられてい
る。

【００３６】ピストン挿入部３ｆの先端部分には雄ネジ
部３ｇが形成され、ピストン４をピストン挿入部３ｆに
挿入し、ピストン４が段差面３ｅに当接するようナット
１２を雄ネジ部３ｇに締め込むことでピストン４は固定
され、ピストンロッド３に締結されている。

【００３７】また、ピストンロッド３の伸長方向のスト
ロークエンドでの衝撃を緩和するロッド側のクッション
装置として、ピストンロッド３とピストン挿入部３ｆと
の間のリング挿入部３ａには軸方向及び径方向に移動可
能にロッド側のクッションリング３０が遊嵌されてい
る。シリンダ本体２のヘッドカバー６の内端部分６ａに
はクッションリング３０の挿入孔３１が形成され、挿入
孔３１の内周面により給排ポート８に通じる流路３２を
形成している。ピストンロッド３が伸長して、クッショ
ンリング３０が挿入孔３１に入り込むとロッド室７ａ側
の戻り油の流路３２が絞られ、その結果ロッド室７ａ内
に背圧が生じ、この背圧によってピストンロッド３を減
速しクッション作用を発揮する。

【００３８】更に、ピストンロッド３の収縮方向のスト
ロークエンドでの衝撃を緩和するボトム側のクッション
装置として、ピストン挿入部３ｆの雄ネジ部３ｇの更に
先端に設けられたリング挿入部３ｈにボトム側のクッシ
ョンリング４０が軸方向及び径方向に移動可能に遊嵌さ
れ、リング挿入部３ｈの端面に加工されたネジ穴３ｉに
プラグ等のクッション止め部材５０が固着され、クッシ
ョン止め部材５０のフランジ５０ａでクッションリング
４０を係止している。シリンダ本体２の閉鎖端部５ａの
内端部分にはクッションリング４０の挿入孔４１が形成
され、この挿入孔４１の内周面により給排ポート９に通
じる流路４２を形成している。ピストンロッド３が収縮
して、クッションリング４０が挿入孔４１に入り込むと
ボトム室７ｂ側の戻り油の流路４２が絞られ、その結果
ボトム室７ｂ内に背圧が生じ、この背圧によってピスト
ンロッド３を減速しクッション作用を発揮する。

【００３９】ロッド側クッション装置のクッションリン
グ３０は、両側の端面が径方向段差面３ｂ及びピストン
４の端面（以下、ピストン端面という）４ａに向き合う
ようリング挿入部３ａに遊嵌されており、クッションリ
ング３０とリング挿入部３ａとの間には環状隙間３０ｃ
が形成されている。また、クッションリング３０のピス
トン端面４ａ側（後端側）の端面にはクッションリング
３０の厚さ方向に貫通する複数、例えば相対する２つの
連通用の凹溝３０ａが形成され、この凹溝３０ａにより
クッションリング３０の当該端面とピストン端面４ａと
の間に常時開の流路が形成されている。更に、クッショ
ンリング３０が挿入孔３１内に進入する際に、円滑かつ
確実に挿入孔３１内に入り込むように、クッションリン
グ３０の径方向段差面３ｂ側（先端側）の端部に呼び込
みテーパ部３０ｂが形成されている。

【００４０】また、図２に拡大して示すように、クッシ
ョンリング３０の外周面には先端部から軸方向に全周に
わたって可変絞り用のテーパ部３０ｆが形成され、この
テーパ部３０ｆによりクッションリング３０は先端部側
に向けて先細となっている。本実施形態において、テー
パ部３０ｆは、軸方向断面で見た形状がテーパ状の曲線
となるようにテーパ状の曲面で形成されている。また、
クッションリング３０の外周面の他の部分３０ｇは円筒
面であり、挿入孔３１の内周面も円筒面である。これに
よりクッションリング３０が挿入孔３１に進入すると
き、クッションリング３０の外周面（テーパ部３０ｆ）
と挿入孔３１の内周面との間にクッションリング３０の
進入に従ってクッションリング３０と挿入孔３１間の環
状隙間を小さくする可変絞りが形成される。

【００４１】ここで、クッションリング３０の外周面と
挿入孔３１の内周面との間でテーパ部３０ｆが可変絞り
として有効に作用するためには、クッションリング３０
の全長に対するテーパ部３０ｆの割合は５０％以上であ
ることが望ましい。

【００４２】ボトム側クッション装置のクッションリン
グ４０に関しても同様に、凹溝４０ａ、呼び込みテーパ
部４０ｂ、環状隙間４０ｃが形成されると共に、クッシ
ョンリング４０の外周面に曲面状のテーパ部４０ｆと円
筒部４０ｇが形成され、クッションリング４０が挿入孔
４１に進入するとき、クッションリング４０の外周面
（テーパ部４０ｆ）と挿入孔４１の内周面との間にクッ
ションリング４０の進入に従ってクッションリング４０
と挿入孔４１間の環状隙間を小さくする可変絞りが形成
される構成となっている。

【００４３】次に、以上のように構成した本実施形態の
クッション装置の動作を説明する。

【００４４】ピストンロッド３の伸長時、ピストンロッ
ド３がストロークエンド近傍に至ると、クッションリン
グ３０が挿入孔３１内に進入してクッション行程に入
り、戻り油の流路３２が絞られる。この結果、ロッド室
７ａ側に背圧が発生するから、この背圧でピストン４が
減速される。このとき、その背圧でクッションリング３
０の先端側の端面（平坦面）が径方向段差面３ｂに圧接
されてクッションリング３０の内周面とリング挿入部３
ａの外周面と間の環状隙間３０ｃを閉鎖し、戻り油はク
ッションリング３０と挿入孔３１間の環状隙間３０ｅか
らしか流れなくなる（一方向流路機能）。このためロッ
ド室７ａの背圧が更に高圧になり、しかもクッションリ
ング３０の挿入孔３１内への進入度合いに応じて環状隙
間３０ｅの長さが長くなるから、ストロークエンドに近
づくと、ロッド室７ａ内の背圧が更に増大して、ストロ
ークエンドでの衝撃を効果的に緩和する。

【００４５】また、クッションリング３０はピストンロ
ッド３のリング挿入部３ａに遊嵌されていることから、
クッションリング３０が挿入孔３１内に入り込むとき、
ピストンロッド３又はそのリング挿入部３ａと挿入孔３
１とに多少軸心のズレがあっても、先端側の呼び込みテ
ーパ部３ｂから挿入孔３１に倣うように移動する（調芯
機能）。従って、クッションリング３０の外径寸法と挿
入孔３１の穴径との寸法差を極僅かなものとし、環状隙
間３０ｅの流路断面積を極めて小さくしより大きなクッ
ション作用を発揮するようにしても、クッションリング
３０は挿入孔３１と金属接触してカジリやフレッティン
グ等が発生するおそれはなく、その間が損傷したり、ま
た摩耗粉が発生したりするおそれはない。

【００４６】一方、ピストンロッド３の収縮時は、ロッ
ド室側の給排ポート８から供給される圧油の圧力の作用
でクッションリング３０がピストン４側に押動されて先
端側の端面が段差面３ｂから離間し、連通用の凹溝３０
ａを形成した後端側の端面がピストン端面４ａに当接す
る。この結果、クッションリング３０の外周面側の環状
隙間３０ｅによる流路に加えて、クッションリング３０
の内周面側の環状隙間３０ｃによる流路も形成され（一
方向流路機能）、流路断面積が増大してピストンロッド
３は円滑かつ迅速に伸長し、クッションリング３０が挿
入孔３１から抜け出す際の騒音もなくなる。

【００４７】また、ピストンロッド３の伸長時は、上記
のようにクッションリング３０を挿入孔３１に進入さ
せ、環状隙間３０ｅにより戻り油の流路３２を絞ること
でロッド室７ａの背圧を高圧にし、クッション作用を発
揮させている。しかし、この場合、単純にクッションリ
ングと挿入孔間の環状隙間を絞っただけでは、背圧の上
昇が急になり過ぎ、急激な減速が起きる可能性がある。
本実施形態のクッション装置では、クッションリング３
０の外周面に全周にわたってテーパ部３０ｆを形成し、
クッションリング３０の挿入孔３１への進入時に環状隙
間３０ｅを徐々に狭くし可変絞りを構成するようにした
ので、ロッド室７ａの背圧が適切に制御されることとな
り、挿入孔３１への突入時のショックが和らげられ、穏
やかな減速が可能となる。

【００４８】図３にクッション作用時の理想的な減速と
なるシリンダストロークとリンダ速度との関係を示す。
理想的な減速とは急激な速度変化が無く、油圧シリンダ
が使用される油圧ショベルにおいて、オペレータにスト
ロークエンドにて違和感無く、心地良い乗り心地を提供
するものである。

【００４９】図４に、図３に示すような理想的な減速を
得るためのクッションリング３０の長さ方向の位置とク
ッション流路の面積との関係を示す。クッション流路の
面積にはクッションリング３０のテーパ部３０ｆ部分の
環状隙間３０ｅの流路面積と円筒部３０ｇ部分の環状隙
間３０ｅの流路面積とがある。

【００５０】本実施形態におけるクッションリング３０
のテーパ部３０ｆは、図４の「テーパ部」で示すような
流路面積の変化が得られる曲面形状としたものであり、
これによりシリンダストロークの理想的な減速が可能と
なる。

【００５１】ボトム側クッション装置のクッションリン
グ４０についても同様である。

【００５２】以上のように本実施形態によれば、クッシ
ョンリング３０又は４０の挿入孔３１又は４１への進入
時に背圧を適切に制御し、急激な減速を抑制しクッショ
ン性能を向上できる。

【００５３】また、本実施形態では、クッションリング
３０又は４０の外周面全体をテーパ状とし環状隙間３０
ｅの全周に可変絞りを形成するので、クッション作用時
の油の乱れは少なく、ノッチ状の傾斜溝を形成する従来
技術（実開平２−３３９０６号公報）に比べ異音は大幅
に低減する。また、クッション作用時にクッションリン
グ３０又は４０の先端側が閉鎖され、クッションリング
３０又は４０の内周側の高圧がクッションリング３０又
は４０を径方向に膨張させるように作用したとしても、
クッションリング３０又は４０は従来技術の場合のよう
に局部的な薄肉にならないので、クッションリング３０
又は４０の変形は少なく、クッションリング３０又は４
０が挿入孔３１又は４１と接触してカジリやフレッティ
ング等を発生する可能性も低減する。

【００５４】更に、本実施形態では、クッションリング
３０又は４０の全周にわたってテーパ状にするので、従
来のノッチ状の傾斜溝に比べ加工が容易であり、かつ従
来のノッチ状の傾斜溝の場合は傾斜溝が複数個必要で加
工工数も多くなるが、テーパ部の場合は１回の加工で良
く、加工時間も短縮できる。

【００５５】図５〜図８は、クッションリングのテーパ
部の形状の他の例を示すものである。

【００５６】図５において、クッションリング３０Ａの
テーパ部３０Ａｆは、軸方向断面で見た形状がテーパ状
の直線となるように円錐面で形成されている。

【００５７】図６において、クッションリング３０Ｂの
テーパ部３０Ｂｆは、軸方向断面で見た形状がテーパ状
の２つの直線を組み合わせた形状となるように角度の異
なる２つの円錐面３０Ｂｆ１，３０Ｂｆ２で形成されて
いる。

【００５８】図７において、クッションリング３０Ｃの
テーパ部３０Ｃｆは、軸方向断面で見た形状が１つのテ
ーパ状の直線と１つのテーパ状の曲線を組み合わせた形
状となるように円錐面３０Ｃｆ１と曲面３０Ｃｆ２とで
形成されている。

【００５９】図８において、クッションリング３０Ｄの
テーパ部３０Ｄｆは、軸方向断面で見た形状が複数の直
線を段差のあるテーパ状に組み合わせた形状となるよう
に径の異なる３つの円筒面３０Ｄｆ１，３０Ｄｆ２，３
０Ｄｆ３で形成されている。

【００６０】図５〜図８の例は、図２の形状に比べ減速
性能は劣るが、複雑な曲面加工が不要又は少ないので、
加工が容易である。また、図５の例よりも図６及び図７
の例の方が加工は複雑となるが、減速性能は良くなる。

【００６１】このようにテーパ部の形状は種々の形状を
採用でき、減衰性能を優先する場合は図２のようなテー
パ形状を採用し、加工性を優先する場合は図５のテーパ
形状を採用するなど、そのときの状況に応じた最適の形
状を採用すればよい。

【００６２】ボトム側クッション装置のクッションリン
グ４０についても同様に種々の形状を作用できる。

【００６３】本発明の更に他の実施形態を図９及び図１
０により説明する。図中、図１に示すものと同等の部材
には同じ符号を付している。本実施形態は、クッション
リングの挿入孔側にテーパ部を設け可変絞りを形成する
ものである。

【００６４】図９において、クッションリング３０Ｅ，
４０Ｅは従来のものと同じであり、外周面は円筒面形状
である。クッションリング３０Ｅ，４０Ｅが進入する挿
入孔３１Ｅ，４１Ｅには、クッションリング３０Ｅ，４
０Ｅの進入方向に先細となったテーパ部３１ａ，４１ａ
が形成され、クッションリング３０Ｅ，４０Ｅの外周面
と挿入孔３１Ｅ，４１Ｅの内周面との間にクッションリ
ング３０Ｅ，４０Ｅの進入に従ってクッションリング３
０Ｅ，４０Ｅと挿入孔３１Ｅ，４１Ｅ間の環状隙間を小
さくする可変絞りが形成されている。本実施形態におい
て、挿入孔３１Ｅ，４１Ｅのテーパ部３１ａ，４１ａ
は、軸方向断面で見た形状がテーパ状の直線となるよう
に円錐面で形成されている。

【００６５】図１０は、テーパ形状の他の例として、ク
ッションリング３０Ｅの挿入孔３１Ｆ，４１Ｆのテーパ
部を、軸方向断面で見た形状がテーパ状の２つの直線を
組み合わせた形状となるように角度の異なる２つの円錐
面３１Ｆａ１，３１Ｆａ２及び４１Ｆａ１，４１Ｆａ２
で形成した例である。

【００６６】また、クッションリングにテーパ部を形成
した場合と同様に、挿入孔側のテーパ部についても、上
記以外に局面、局面と円錐面の組み合わせなど種々の形
状を採用できる。

【００６７】本実施形態によっても、クッションリング
にテーパ部を形成した場合と同様の効果が得られる。

【００６８】なお、上記実施形態はフローティングタイ
プのクッションリングを備えたクッション装置に本発明
を適用したものであるが、固定タイプのクッションリン
グを備えたクッション装置に本発明を適用したもよく、
この場合も、背圧の適切な制御及び異音の低減、加工の
容易化の効果が得られる。

【００６９】また、上記実施形態はクッションリングの
外周面と挿入孔の内周面のいずれか一方にテーパ部を形
成することで可変絞りを形成したが、クッションリング
の外周面と挿入孔の内周面の両方にテーパ部を形成して
もよいことは勿論である。

【００７０】

【発明の効果】本発明によれば、テーパ部によりクッシ
ョンリングと挿入孔との環状隙間を小さくする可変絞り
を形成したので、クッションリングの挿入孔への進入時
に背圧を適切に制御し、急激な減速を抑制しクッション
性能を向上できる。

【００７１】また、クッションリングの外周面あるいは
挿入孔の内周面の全周にわたってテーパ部を形成し、環
状隙間の全周で可変絞りを形成したので、クッション作
用時の油の乱れは少なく、異音を大幅に低減できる。

【００７２】更に、クッションリングがフロティングタ
イプであっても、クッションリングに局部的な薄肉部が
形成されないので、クッションリングの変形は少なく、
挿入孔との接触によるカジリやフレッティング等を低減
できる。

【００７３】また、クッションリングの全周にわたって
テーパ部を形成するので、従来のノッチ状の傾斜溝に比
べ加工が容易であり、かつ従来のノッチ状の傾斜溝の場
合は傾斜溝が複数個必要で加工工数も多くなるが、テー
パ部の場合は１回の加工で済み、加工時間も短縮でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態によるクッション装置を備
えた油圧シリンダの断面図である。

【図２】図１に示したクッションリングの外観図であ
る。

【図３】クッション作用時の理想的な減速となるシリン
ダストロークとリンダ速度との関係を示す図である。

【図４】理想的な減速を得るためのクッションリングの
長さ方向の位置とクッション流路の面積との関係を示す
図である。

【図５】本発明の他の実施形態によるクッションリング
の外観図である。

【図６】本発明の更に他の実施形態によるクッションリ
ングの外観図である。

【図７】本発明の更に他の実施形態によるクッションリ
ングの外観図である。

【図８】本発明の更に他の実施形態によるクッションリ
ングの外観図である。

【図９】本発明の更に実施形態によるクッション装置を
備えた油圧シリンダの断面図である。

【図１０】本発明の更に他の実施形態によるクッション
リングの挿入孔部分の断面図である。

【符号の説明】

１ 油圧シリンダ ２ シリンダ本体 ３ ピストンロッド ３ａ リング挿入部 ３ｂ 経方向段差面 ３ｅ 径方向段差面 ３ｆ ピストン挿入部 ３ｋ 径方向段差面 ３ｈ リング挿入部 ４ ピストン ４ａ ピストン端面（径方向段差面） ５ チューブ ６ ヘツドカバー ６ａ 内端部分 ７ａ ロッド室 ７ｂ ボトム室 ８，９ 給排ポート １２ ナット ３０ クッションリング ３０ａ 凹溝 ３０ｂ 呼び込みテーパ部 ３０ｃ 環状隙間 ３０ｅ 環状隙間 ３０ｆ テーパ部 ３０ｇ 円筒部 ３１ 挿入孔 ３２ 流路 ４０ クッションリング ４０ａ 凹溝 ４０ｂ 呼び込みテーパ部 ４０ｃ 環状隙間 ４０ｆ テーパ部 ４０ｇ 円筒部 ４１ 挿入孔 ４２ 流路 ５０ クッション止め部材 ５０ａ フランジ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 盧 明徳 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機株 式会社土浦工場内 Ｆターム(参考） 3H081 AA03 BB02 CC15 EE29 EE30 FF19 HH01

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ピストンロッドに締結したピストンをシリ
   ンダ本体内に摺動自在に挿入し、シリンダ本体内をロッ
   ド側のシリンダ室とボトム側のシリンダ室の２室に区分
   する油圧シリンダに対し、前記ピストンロッドのピスト
   ン締結部を挟んだ両位置の少なくとも一方にクッション
   リングを装着し、かつ前記シリンダ本体の端部に前記ピ
   ストンロッドのストロークエンド付近で前記クッション
   リングが進入する挿入孔を形成し、クッションリングの
   挿入孔への進入時に排出側となるシリンダ室からの戻り
   油の流出流路を絞り、前記シリンダ室にクッション圧を
   発生させ前記ピストンロッドを減速させる油圧シリンダ
   のクッション装置において、 前記クッションリングの外周面と前記挿入孔の内周面の
   少なくとも一方にその全周にわたってテーパ部を形成
   し、このテーパ部により前記クッションリングが前記挿
   入孔に進入するに従って前記クッションリングの外周面
   と前記挿入孔の内周面との環状隙間を小さくする可変絞
   りを形成したことを特徴とする油圧シリンダのクッショ
   ン装置。
2. 【請求項２】請求項１記載の油圧シリンダのクッション
   装置において、前記テーパ部は、軸方向断面でみた形状
   がテーパ状の曲線であることを特徴とする油圧シリンダ
   のクッション装置。
3. 【請求項３】請求項１記載の油圧シリンダのクッション
   装置において、前記テーパ部は、軸方向断面でみた形状
   がテーパ状の直線であることを特徴とする油圧シリンダ
   のクッション装置。
4. 【請求項４】請求項１記載の油圧シリンダのクッション
   装置において、前記テーパ部は、軸方向断面でみた形状
   が複数のテーパ状の直線のを組み合わであることを特徴
   とする油圧シリンダのクッション装置。
5. 【請求項５】請求項１記載の油圧シリンダのクッション
   装置において、前記テーパ部は、軸方向断面でみた形状
   がテーパ状の直線と曲線の組み合わせであることを特徴
   とする油圧シリンダのクッション装置。
6. 【請求項６】請求項１記載の油圧シリンダのクッション
   装置において、前記テーパ部は、軸方向断面でみた形状
   が多段階の複数の直線の組み合わせであることを特徴と
   する油圧シリンダのクッション装置。