JP2001153108A - Hydraulic cylinder - Google Patents

Hydraulic cylinder

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JP2001153108A
JP2001153108A JP33678599A JP33678599A JP2001153108A JP 2001153108 A JP2001153108 A JP 2001153108A JP 33678599 A JP33678599 A JP 33678599A JP 33678599 A JP33678599 A JP 33678599A JP 2001153108 A JP2001153108 A JP 2001153108A
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JP
Japan
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piston
rod
piston rod
face
bolt
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Application number
JP33678599A
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Japanese (ja)
Inventor
Tomohiko Yasuoka
友彦 安岡
Akinori Ro
明徳 盧
Mitsuhiro Yoshimoto
光宏 吉本
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Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Construction Machinery Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To promote the strength of a piston engaging portion through simple structure without using special high-strength material or heat treatment for a piston rod in a hydraulic cylinder. SOLUTION: A recess 21 is formed as an axial directional insertion part on an end surface 20 on the piston rod 3 side of a piston 4, and the tip of the rod 3 is inserted into the recess 21 of the piston 4 to ensure a coaxial property. Coaxial bolt screw and bolt through holes 24 and 25 are opened on the end surface 23 of the tip of the rod 3 and the piston 4 respectively, to fix the piston 4 by inserting a bolt 22 into the hole 24 from the hole 25, in a condition where the surface 20 of the piston 4 is oppositely contacted to the surface 23 of the tip of the rod 3. An O-ring 51 is provided between the inner peripheral surface of the recess 21 and the rod outer peripheral surface, to inhibit the infiltration of pressure oil in a chamber 7a on the rod side.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は油圧シリンダに係わ
り、特に油圧建設機械等の油圧作業機械に使用される油
圧シリンダに関する。
The present invention relates to a hydraulic cylinder, and more particularly to a hydraulic cylinder used for a hydraulic working machine such as a hydraulic construction machine.

【0002】[0002]

【従来の技術】油圧建設機械の代表例である油圧ショベ
ル等の油圧作業機械においては、作業部材を駆動するた
めのアクチュエータとして油圧シリンダが使用されてい
る。この油圧シリンダは、図14に示すように、シリン
ダ本体102と、シリンダ本体102内を移動するピス
トンロッド103と、ピストンロッド103の先端に設
けられ、シリンダ本体102内をロッド側のチャンバ1
07aとボトム側のチャンバ107bに区切るピストン
104とからなっている。このような油圧シリンダのピ
ストン締結構造として、一般に、ピストンロッド103
の先端部分に段差部103mを介して小径のピストン挿
入部103jを設け、ピストン挿入部103jの先端部
分に雄ネジ部103gを形成し、ピストン104をピス
トン挿入部103jに挿入し、ピストン104が段差部
103mに当接するようナット112を雄ネジ部103
gに締め込むことでピストン104を固定し、ピストン
ロッド103に締結している。
2. Description of the Related Art In a hydraulic working machine such as a hydraulic shovel, which is a typical example of a hydraulic construction machine, a hydraulic cylinder is used as an actuator for driving a working member. As shown in FIG. 14, the hydraulic cylinder is provided at a cylinder main body 102, a piston rod 103 moving within the cylinder main body 102, and a distal end of the piston rod 103, and the inside of the cylinder main body 102 has a rod side chamber 1.
07a and a piston 104 partitioned into a bottom chamber 107b. As such a piston fastening structure of a hydraulic cylinder, a piston rod 103 is generally used.
A small-diameter piston insertion portion 103j is provided at the front end portion of the piston through a step portion 103m, a male screw portion 103g is formed at the front end portion of the piston insertion portion 103j, and the piston 104 is inserted into the piston insertion portion 103j. Nut 112 into the male screw portion 103 so as to abut against the portion 103m.
g, the piston 104 is fixed and fastened to the piston rod 103.

【0003】このようなピストン締結構造は例えば実公
平7−16888号公報に開示されている。図15は従
来のピストン締結構造の他の例を示すものである。この
例は実開昭57−203103号公報に示されるもので
あり、ピストン104を挿入するピストン挿入部103
jに更に環状溝103kを設け、ピストン104を段差
部103mに当接するまで嵌合した状態で、環状溝10
3kに円形リングを半径方向に2分割した半リング形状
のフランジ160を嵌合し、このフランジ160をピス
トン104にボルト170で固着することでピストン1
04を固定し、ピストンロッド103に締結している。
この場合、ピストン104によって区切られるシリンダ
本体102内のチャンバ107a,107b間を封止す
るためピストン挿入部103jとピストン104間には
Oリング180を設けている。
[0003] Such a piston fastening structure is disclosed, for example, in Japanese Utility Model Publication No. Hei 7-16888. FIG. 15 shows another example of the conventional piston fastening structure. This example is disclosed in Japanese Utility Model Laid-Open No. 57-203103, in which a piston insertion portion 103 for inserting a piston 104 is provided.
j is further provided with an annular groove 103k, and the piston 104 is fitted to the step 103m until the annular groove 103k is brought into contact with the step 103m.
3k is fitted with a half-ring-shaped flange 160 obtained by dividing a circular ring into two in the radial direction, and this flange 160 is fixed to the piston 104 with bolts 170, so that the piston 1
04 is fixed and fastened to the piston rod 103.
In this case, an O-ring 180 is provided between the piston insertion portion 103j and the piston 104 to seal the space between the chambers 107a and 107b in the cylinder body 102 separated by the piston 104.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】図14に示した油圧シ
リンダにおいては、ボトム側のチャンバ107bに圧油
が供給されるとピストンロッド103が図示左方に移動
して油圧シリンダが伸長し、ロッド側のチャンバ107
aに圧油を供給すると、ピストンロッド103が図示右
方に移動して油圧シリンダは収縮する。油圧ショベル等
の油圧作業機械ではこのような油圧シリンダの伸縮が頻
繁に行われ、その都度ピストン104にチャンバ107
a又は107bの圧力が作用する。
In the hydraulic cylinder shown in FIG. 14, when pressure oil is supplied to the bottom chamber 107b, the piston rod 103 moves to the left in the drawing to extend the hydraulic cylinder. Side chamber 107
When the pressure oil is supplied to a, the piston rod 103 moves to the right in the figure and the hydraulic cylinder contracts. In a hydraulic working machine such as a hydraulic excavator, such a hydraulic cylinder frequently expands and contracts.
The pressure of a or 107b acts.

【0005】ところで、図14に示した従来のピストン
締結構造では、チャンバ107a又は107bの圧力が
ピストン104に作用するとき、ピストン104はピス
トン挿入部103jに設けた雄ネジ部103gにナット
112を閉め込むことにより締結されているため、チャ
ンバ107a又は107bの圧力はピストン挿入部10
3jの雄ネジ部103gの断面にかかることとなり、ピ
ストンロッド103はこの雄ネジ部103gより破損し
やすかった。
By the way, in the conventional piston fastening structure shown in FIG. 14, when the pressure of the chamber 107a or 107b acts on the piston 104, the piston 104 closes the nut 112 with the male screw portion 103g provided on the piston insertion portion 103j. The pressure in the chamber 107a or 107b is
The piston rod 103 was more likely to be damaged than the male screw portion 103g.

【0006】図16にピストン挿入部103jの雄ネジ
部103gに作用する最大主応力とネジ山数との関係を
示す。ここで、ネジ山数はナット112の締め付け時の
荷重点、即ちピストン104とナット112の接触面か
ら数えたものである。この図から分かるように雄ネジ部
103gには第1ネジ山部に最大の引張応力がかかり、
かつその引張応力はロッド側加圧時とボトム側加圧時と
で繰り返し増減し、雄ネジ部103gの破損は第1ネジ
山部で起こる。このため、ピストンロッド103の材質
を高強度材としたり、雄ネジ部103gに熱処理を施し
たりして雄ネジ部103gの第1ネジ山部の強度をアッ
プする必要があった。
FIG. 16 shows the relationship between the maximum principal stress acting on the male screw portion 103g of the piston insertion portion 103j and the number of screw threads. Here, the number of threads is counted from the load point when the nut 112 is tightened, that is, from the contact surface between the piston 104 and the nut 112. As can be seen from this figure, the maximum tensile stress is applied to the first thread portion on the external thread portion 103g,
In addition, the tensile stress repeatedly increases and decreases between the time of pressing on the rod side and the time of pressing on the bottom side, and breakage of the male screw portion 103g occurs in the first thread portion. Therefore, it is necessary to increase the strength of the first thread portion of the male screw portion 103g by making the material of the piston rod 103 a high-strength material or performing heat treatment on the male screw portion 103g.

【0007】また、図15に示した従来のピストン締結
構造では、ピストン104にかかる圧力はピストン挿入
部103jの環状溝103k部の断面で受けることにな
り、この部分から破損しやすく図14のものと同様にピ
ストンロッド103の強度アップが必要である。また、
この構造では、2個の半リング形状のフランジ160が
必要となり、部品点数が多くなるという問題もあった。
Further, in the conventional piston fastening structure shown in FIG. 15, the pressure applied to the piston 104 is received at the cross section of the annular groove 103k of the piston insertion portion 103j, and the portion is easily damaged from this portion, as shown in FIG. Similarly, the strength of the piston rod 103 needs to be increased. Also,
In this structure, two half ring-shaped flanges 160 are required, and there is a problem that the number of parts is increased.

【0008】本発明の目的は、ピストンロッドに特別な
高強度材を用いたり熱処理をすることなく、簡単な構造
でピストン締結部分の強度を向上できるピストン締結構
造を備えた油圧シリンダを提供することである。
An object of the present invention is to provide a hydraulic cylinder having a piston fastening structure which can improve the strength of a piston fastening portion with a simple structure without using a special high-strength material for the piston rod or performing heat treatment. It is.

【0009】[0009]

【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、ピストンロッドの先端にピストン
を締結し、シリンダ本体内をロッド側のチャンバとボト
ム側のチャンバに区分した油圧シリンダにおいて、前記
ピストンロッドの先端の端面にピストンのロッド側の端
面を少なくとも部分的に対面接触させた状態で、ピスト
ンに開けられたボルト貫通穴からピストンロッドに設け
られたボルトネジ穴にボルトを差し込んで締め込み、こ
のボルトでピストンをピストンロッドに直接固定すると
共に、前記ロッド側のチャンバ内に作用する圧油が前記
ピストンロッドの先端の端面と前記ピストンのロッド側
端面との対面接触部に侵入することを抑えるシール部を
設けたものとする。
(1) In order to achieve the above object, according to the present invention, a piston is fastened to the tip of a piston rod, and the inside of a cylinder body is divided into a rod-side chamber and a bottom-side chamber. In a hydraulic cylinder, a bolt is inserted into a bolt screw hole provided in the piston rod from a bolt through hole formed in the piston in a state where the end surface of the piston on the rod side is at least partially in face contact with the end surface of the tip of the piston rod. The piston is directly fixed to the piston rod with this bolt, and the pressure oil acting in the chamber on the rod side is applied to the face-to-face contact between the end face of the tip of the piston rod and the end face of the piston on the rod side. It is assumed that a seal portion for suppressing intrusion is provided.

【0010】このようにピストンをピストンロッドにボ
ルトで直接固定することにより、油圧シリンダの動作
時、ピストンにかかる力はボルトで受けることとなり、
ボルトに引張応力が作用するが、ボルトには通常の高強
度のボルトが使用でき、かつその材質をより強いものに
することは容易であるため、引張応力に対して十分な強
度が得られる。また、ピストンロッドのボルトネジ穴側
は、ネジ部が雌ネジでありかつこのネジ部に圧縮応力が
作用するため、通常のピストンロッドの材質で十分な強
度が得られる。このため、ピストンロッドに高強度材を
用いる必要が無く、熱処理による強度アップも必要無く
なるので、低コストな材料で安価にピストンロッドを作
れる。また、ボルトで直接固定するので、外力に対する
疲労強度も向上し、簡単な構造でピストン締結部分の強
度を向上し、ピストンロッドの寿命を向上できる。
[0010] By directly fixing the piston to the piston rod with a bolt as described above, the force applied to the piston during the operation of the hydraulic cylinder is received by the bolt,
Although a tensile stress acts on the bolt, a normal high-strength bolt can be used as the bolt, and it is easy to make the material stronger, so that sufficient strength against the tensile stress can be obtained. On the bolt screw hole side of the piston rod, the screw portion is a female screw and a compressive stress acts on the screw portion, so that sufficient strength can be obtained with a normal piston rod material. For this reason, it is not necessary to use a high-strength material for the piston rod, and it is not necessary to increase the strength by heat treatment, so that the piston rod can be made inexpensively with a low-cost material. Further, since the bolt is directly fixed with bolts, the fatigue strength against external force is also improved, the strength of the piston fastening portion is improved with a simple structure, and the life of the piston rod can be improved.

【0011】また、ボルトで直接固定するので、最少部
品点数で構成できる。
Further, since it is directly fixed with bolts, it can be constructed with a minimum number of parts.

【0012】更に、従来の小径のピストン挿入部が不要
となるため、ピストンロッドに余分な段差を付ける必要
がなく、段差部での破損の問題も低減する。
Further, since the conventional small-diameter piston insertion portion is not required, there is no need to provide an extra step on the piston rod, and the problem of breakage at the step is reduced.

【0013】以上は特願平10−149467号の提案
による先願発明の構成に基づく作用である。本発明は、
この先願発明を改良し、ピストン締結構造の強度向上の
効果を確実なものとするものである。
The above is the operation based on the configuration of the invention of the prior application proposed by Japanese Patent Application No. 10-149467. The present invention
It is an object of the invention of the prior application to improve the strength of the piston fastening structure and to ensure the effect.

【0014】つまり、上記のようにロッド側のチャンバ
内に作用する圧油がピストンロッドの先端の端面とピス
トンのロッド側端面との対面接触部に侵入することを抑
えるシール部を設けることにより、対面接触部に開離が
生じ圧油が侵入した場合のボルトに作用する当該開離面
の油圧力による外力の増大が回避され、ボルトの折損或
いは緩み等による締結強度の低下が防止され、ピストン
締結部分の強度向上の効果が確実なものとなる。
That is, by providing the seal portion for suppressing the pressure oil acting in the chamber on the rod side from entering the face-to-face contact portion between the end face of the tip end of the piston rod and the end face of the piston on the rod side as described above, In the case where separation occurs at the facing contact portion and pressure oil enters, an increase in external force due to hydraulic pressure on the separation surface acting on the bolt is avoided, and a decrease in fastening strength due to breakage or loosening of the bolt is prevented, and the piston The effect of improving the strength of the fastening portion is assured.

【0015】(2)上記(1)において、好ましくは、
前記ピストンは前記ピストンロッドの先端が嵌入される
凹所を有し、前記シール部は前記ピストンの凹所の内周
面とピストンロッドの外周面との嵌合部に設けられてい
る。
(2) In the above (1), preferably,
The piston has a concave portion into which the tip of the piston rod is fitted, and the seal portion is provided at a fitting portion between an inner peripheral surface of the concave portion of the piston and an outer peripheral surface of the piston rod.

【0016】これによりピストンロッドの先端の端面と
ピストンのロッド側端面との対面接触部に圧油が侵入す
ることが最も効果的に抑えられる。
Accordingly, it is possible to most effectively prevent the pressure oil from entering the face-to-face contact between the end face of the distal end of the piston rod and the end face of the piston on the rod side.

【0017】(3)また、上記(1)において、前記シ
ール部は前記ピストンロッドの先端の端面と前記ピスト
ンのロッド側端面との対面接触部の外周部に設けられて
いてもよい。
(3) In the above (1), the seal portion may be provided on an outer peripheral portion of a face-to-face contact portion between an end surface of a tip end of the piston rod and a rod-side end surface of the piston.

【0018】これによりピストンの凹所の内周面とピス
トンロッドの外周面との嵌合部にシール部を設けること
ができないか、それが困難な場合でも対面接触部への圧
油の侵入を最小に止めることができる。
As a result, it is impossible to provide a seal portion at the fitting portion between the inner peripheral surface of the piston recess and the outer peripheral surface of the piston rod, or even if it is difficult, it is possible to prevent pressure oil from entering the facing contact portion. Can be kept to a minimum.

【0019】(4)また、上記(1)〜(3)におい
て、好ましくは、前記シール部はO−リングで構成され
ている。
(4) In the above (1) to (3), preferably, the seal portion is formed of an O-ring.

【0020】これによりシール手段として一般的なO−
リングを用いてシール部を構成できる。
[0020] Thereby, a general O-
The seal portion can be formed using a ring.

【0021】(5)上記(1)〜(3)において、前記
シール部は前記ピストンロッドとピストン間の接触押圧
部で構成されていてもよい。
(5) In the above (1) to (3), the seal portion may be constituted by a contact pressing portion between the piston rod and the piston.

【0022】これによりO−リングを用いずにシール部
を構成できる。
Thus, the seal can be formed without using the O-ring.

【0023】[0023]

【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。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0024】図1は本発明の第1の実施形態による油圧
シリンダのピストン締結構造を示しており、油圧シリン
ダ1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ロッド側シリン
ダヘッド6とで構成されている。ピストンロッド3はロ
ッド側シリンダヘッド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、チューブ5内を摺動可能でありかつシリ
ンダ本体2内をロッド側のチャンバ7aとボトム側のチ
ャンバ7bとに区分するピストン4が締結されている。
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,15bが設け
られている。ロッド側シリンダヘッド6にはチャンバ7
a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にはチャンバ7bに対する作動油の給
排ポート9が設けられている。
FIG. 1 shows a piston fastening structure of a hydraulic cylinder according to a first embodiment of the present invention. The hydraulic cylinder 1 has a cylinder body 2, a piston rod 3, and a piston 4, and the cylinder body 2 It comprises a cylindrical tube 5 having one end 5a closed and the other end 5b open, and a rod-side cylinder head 6 fixed to the open end 5b of the tube 5. The piston rod 3 extends through the rod-side cylinder head 6 into and out of the tube 5. The piston rod 3 is slidable in the tube 5 at the tip of the piston rod 3 located in the cylinder body 2 and inside the cylinder body 2. Is divided into a chamber 7a on the rod side and a chamber 7b on the bottom side.
A seal ring 13, wear rings 14a and 14b, and contamination seals 15a and 15b are provided on the outer periphery of the piston 4. The rod side cylinder head 6 has a chamber 7
A supply / discharge port 8 for hydraulic oil to / from a is provided, and a closed end 5a of the tube 5 is provided with a supply / discharge port 9 for hydraulic oil to / from the chamber 7b.

【0025】給排ポート9よりボトム側のチャンバ7b
に圧油を供給し、ロッド側のチャンバ7aに通じる給排
ポート8をタンクに接続すると、ピストン4が図示左方
のロッド側シリンダヘッド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が伸長する。また、給排ポート8を介して
ロッド側のチャンバ7aに圧油を供給し、ボトム側のチ
ャンバ7bに通じる給排ポート9をタンクに接続する
と、ピストン4が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が収縮する。シ
リンダ本体2のチューブ閉塞端部5aに設けた取付部1
0とピストンロッド3の外側の先端に設けた取付部11
の一方を固定側部材に枢着し、他方を可動側部材に枢着
することにより当該動側部材を駆動することができる。
The chamber 7b on the bottom side of the supply / discharge port 9
When the supply / discharge port 8 communicating with the rod-side chamber 7a is connected to the tank, the piston 4 slides toward the rod-side cylinder head 6 on the left side in the drawing to displace the piston rod 3 into the cylinder body 3 And the hydraulic cylinder 1 is extended. When pressure oil is supplied to the chamber 7a on the rod side via the supply / discharge port 8 and the supply / discharge port 9 communicating with the chamber 7b on the bottom side is connected to the tank, the piston 4 closes the closed end of the tube 5 on the right side in the figure. Part 5a
The piston cylinder 3 is slid and displaced to move the piston rod 3 into the cylinder body 2, and the hydraulic cylinder 1 contracts. Attachment part 1 provided at tube closed end 5a of cylinder body 2
0 and a mounting portion 11 provided at the outer end of the piston rod 3
By pivotally connecting one to the fixed member and the other to the movable member, the movable member can be driven.

【0026】次に、本発明の特徴であるピストン締結構
造を説明する。
Next, the piston fastening structure which is a feature of the present invention will be described.

【0027】ピストン4のピストンロッド3側の端面2
0には軸方向の嵌め合い部として凹所21が形成され、
ピストン端面20が凹所21の底面21aとロッド側の
チャンバ7aに面する端面部分20aに分割されると共
に、凹所21にピストンロッド3の先端を嵌入すること
によりピストン4が装着されかつピストンロッド3との
同軸性を確保している。また、ピストンロッド3の先端
の端面23に軸方向のボルトネジ穴24が開けられ、ピ
ストン4の凹所底面21aの部分に軸方向のボルト貫通
穴25が開けられ、ピストンロッド3の先端の端面23
にピストン4の端面20の凹所底面21aを対面接触し
た状態で、ボルト貫通穴25からボルトネジ穴24にボ
ルト22を差し込んで締め込むことでピストン4を固定
し、ピストンロッド3に締結されている。ボルト22の
数は適当数でよいが、本実施形態では図2に示すように
6本のボルト22を使用している。また、ボルト22は
丸頭ボルトの例を示したが、六角頭ボルトであっても良
い。
End face 2 of piston 4 on piston rod 3 side
0 has a recess 21 as an axial fitting portion,
The piston end face 20 is divided into a bottom face 21a of the recess 21 and an end face portion 20a facing the chamber 7a on the rod side, and the piston 4 is mounted by fitting the tip of the piston rod 3 into the recess 21 so that the piston rod is mounted. 3 and coaxiality. Further, an axial bolt screw hole 24 is formed in the end face 23 of the tip of the piston rod 3, an axial bolt through hole 25 is formed in the recess bottom surface 21 a of the piston 4, and the end face 23 of the tip of the piston rod 3 is formed.
The piston 4 is fixed by inserting and tightening the bolt 22 from the bolt through hole 25 into the bolt screw hole 24 in a state where the concave bottom surface 21 a of the end surface 20 of the piston 4 faces the piston rod 3 and fastened to the piston rod 3. . The number of bolts 22 may be an appropriate number, but in the present embodiment, six bolts 22 are used as shown in FIG. Further, the bolt 22 has been described as an example of a round head bolt, but may be a hexagonal head bolt.

【0028】本実施形態のピストン締結構造では、ボル
ト22で直接ピストン4をピストンロッド3に締結する
ことにより、ピストン4にかかる力は複数のボルト22
で受けることとなる。このとき、ボルト22には引張応
力が作用するが、ボルト22に通常の高強度のボルトを
使用でき、かつその材質をより強いものにすることは容
易であるため、引張応力に対して十分な強度が得られ
る。また、ピストンロッド3のボルトネジ穴24側は、
ネジ部が雌ネジでありかつこのネジ部に圧縮応力が作用
するため、通常のピストンロッドの材質で十分な強度が
得られる。
In the piston fastening structure of this embodiment, the piston 4 is directly fastened to the piston rod 3 with the bolts 22, so that the force applied to the piston 4 is reduced by the plurality of bolts 22.
Will receive it. At this time, a tensile stress acts on the bolt 22, but a normal high-strength bolt can be used for the bolt 22, and it is easy to make the material stronger, so that sufficient tensile stress is not applied. Strength is obtained. Also, the bolt screw hole 24 side of the piston rod 3 is
Since the screw portion is a female screw and a compressive stress acts on the screw portion, a sufficient strength can be obtained with a normal piston rod material.

【0029】また、ピストン4の凹所21の内周面21
bにO−リング溝50を設け、このO−リング溝50に
O−リング51を装着し、この状態でピストンロッド3
にピストン4を組付けており、これによりピストン4の
凹所21の内周面21bとピストンロッド3の外周面と
の嵌合部に、ピストンロッド3の先端端面23とピスト
ン4のロッド側端面20(凹所端面21a)との対面接
触部をロッド側のチャンバ7aから油圧的に隔離し、ロ
ッド側のチャンバ7a内に作用する圧油が当該対面接触
部に侵入しないようにするシール部を形成している。
The inner peripheral surface 21 of the recess 21 of the piston 4
b, an O-ring groove 50 is provided, and an O-ring 51 is mounted in the O-ring groove 50. In this state, the piston rod 3
The piston 4 is attached to the fitting portion between the inner peripheral surface 21b of the recess 21 of the piston 4 and the outer peripheral surface of the piston rod 3 so that the distal end surface 23 of the piston rod 3 and the rod-side end surface of the piston 4 are fitted. A seal portion that isolates the facing contact portion 20 (concave end surface 21a) from the rod-side chamber 7a hydraulically so as to prevent pressure oil acting in the rod-side chamber 7a from entering the facing contact portion. Has formed.

【0030】本実施形態によれば次の効果が得られる。According to the present embodiment, the following effects can be obtained.

【0031】1)図14に示した従来の一般的なピスト
ン締結構造では、ピストンロッドに雄ネジ部103g
(図14参照)を設ける必要があり、この雄ネジ部10
3gに引張応力が作用するためピストンロッドに高強度
材を用いなければならなかった。これに対し、本発明の
ピストン締結構造では、ピストンロッド3に雄ネジ部を
設ける必要が無いので、ピストンロッド3に高強度材を
用いる必要が無く、熱処理による強度アップも必要無く
なるので、低コストな材料で安価にピストンロッド3を
作れる。
1) In the conventional general piston fastening structure shown in FIG.
(See FIG. 14).
Since a tensile stress acts on 3 g, a high-strength material must be used for the piston rod. On the other hand, in the piston fastening structure of the present invention, since it is not necessary to provide a male thread portion on the piston rod 3, there is no need to use a high-strength material for the piston rod 3, and it is not necessary to increase the strength by heat treatment, so that the cost is reduced. The piston rod 3 can be made inexpensively with a suitable material.

【0032】2)従来は引張応力はピストンロッドの雄
ネジ部に作用したが、本発明ではボルト22にかかる。
ボルト22には通常の高強度のボルトを使用でき、かつ
その材質をより強いものにすることは容易であるので、
簡単な構造でピストン締結部分の強度を向上でき、ピス
トンロッドの寿命を格段に向上できる。
2) Conventionally, the tensile stress acts on the male screw portion of the piston rod, but in the present invention, it acts on the bolt 22.
Normal high-strength bolts can be used for the bolts 22 and it is easy to make the material stronger,
The strength of the piston fastening portion can be improved with a simple structure, and the life of the piston rod can be significantly improved.

【0033】3)ボルト22を用いて固定することで、
外力に対する疲労強度も向上する。
3) By fixing using bolts 22,
Fatigue strength against external force is also improved.

【0034】4)図15に示した従来のピストン締結構
造では、2個のフランジ160が必要となり、部品点数
が多かったが、本発明ではそのような部品は不要であ
り、最少部品点数で構成できる。
4) In the conventional piston fastening structure shown in FIG. 15, two flanges 160 were required, and the number of parts was large. However, in the present invention, such parts are unnecessary, and the number of parts is small. it can.

【0035】5)従来の小径のピストン挿入部が不要と
なるため、ピストンロッドは段差の無い丸棒で良くな
り、段差部での破損の問題もなくなる。
5) Since the conventional small-diameter piston insertion portion is not required, the piston rod can be a round bar having no step, and the problem of breakage at the step can be eliminated.

【0036】6)ロッド全体の長さはボルト22の頭ま
での長さで決まり、従来のように大きなナット112を
用いる場合に比べて油圧シリンダ1の有効ストロークを
長くできる。
6) The overall length of the rod is determined by the length up to the head of the bolt 22, and the effective stroke of the hydraulic cylinder 1 can be made longer than when a large nut 112 is used as in the conventional case.

【0037】7)複数のボルト22を用いるので、一つ
一つのボルトの締付トルクを小さくでき、組立、分解が
容易である。
7) Since a plurality of bolts 22 are used, the tightening torque of each bolt can be reduced, and assembly and disassembly are easy.

【0038】8)従来、サービス時にピストンロッド・
ピストンのアセンブリを分解し、メンテナンスを行うこ
とが多いが、例えば、ロッド側シリンダヘッドの交換
や、このシリンダヘッドに装着されているロッドシール
を交換する場合は、ナット112(図14参照)を外さ
なければならず、その度にナットを緩めるのに専用の機
械に載せ、この専用の機械を使用してナットを緩めねば
ならなかった。ナット112の締付トルクは約1000
kgf・mである。本発明では、1本のボルト22の締
付トルクは約70kgf・m程度と小さい。このため、
人力でボルト22を緩めることができ、大掛かりな専用
の機械も必要なくボルトを緩められ、サービス性が高
い。
8) Conventionally, the piston rod
In many cases, maintenance is performed by disassembling the piston assembly. For example, when replacing the rod-side cylinder head or replacing the rod seal attached to the cylinder head, remove the nut 112 (see FIG. 14). Each time, the nut had to be put on a special machine to loosen the nut, and the nut had to be loosened using this special machine. The tightening torque of the nut 112 is about 1000
kgfm. In the present invention, the tightening torque of one bolt 22 is as small as about 70 kgfm. For this reason,
The bolt 22 can be loosened by manpower, and the bolt can be loosened without the need for a large-scale dedicated machine, and the serviceability is high.

【0039】以上のように本実施形態によれば、ピスト
ンロッド4に特別な高強度材を用いたり熱処理をするこ
となく、簡単な構造でピストン締結部分の強度を向上で
きる(上記1)〜5))。また、有効ストローク長の確
保、分解・組立性及びサービス性の向上の効果が得られ
る(上記6)〜8))。
As described above, according to the present embodiment, the strength of the piston fastening portion can be improved with a simple structure without using a special high-strength material for the piston rod 4 or performing heat treatment (1) to 5 above. )). Further, the effect of securing the effective stroke length and improving disassembly / assembly and serviceability can be obtained (the above 6) to 8)).

【0040】ところで、上記のようにピストン4をピス
トンロッド3にボルト22で直接固定したピストン締結
構造では、シリンダ作動中にピストンロッド3の先端端
面23とピストン4のロッド側端面20(凹所端面21
a)との対面接触部にロッド側のチャンバ7aからの圧
油が侵入すると、所期の強度向上の効果が得られない可
能性がある。
By the way, in the piston fastening structure in which the piston 4 is directly fixed to the piston rod 3 with the bolts 22 as described above, the distal end surface 23 of the piston rod 3 and the rod-side end surface 20 (recess end surface) of the piston 4 during the cylinder operation. 21
If the pressure oil from the rod-side chamber 7a enters the contact portion with the portion a), the expected effect of improving the strength may not be obtained.

【0041】図3はロッド側のチャンバ7aに圧油を供
給し油圧シリンダ1を収縮するシリンダ作動時のピスト
ン4の変形を示す図であり、ピストン4の外周部の端面
20aに油圧力が外力として作用し、ピストン4の外周
部はピストンロッド3の外周面から離れるように変形
し、ピストンロッド3の先端端面23とピストン4の端
面20(凹所端面21a)との対面接触部の外周部分に
開離が生じる。この開離部分は正面から見れば図4に示
す如くボルト22に沿って形成される。この対面接触部
の開離は、ボルト22の締付力不足や加工時の面精度の
不足等の要因によっても生じる。このように対面接触部
が開離すると、ロッド側チャンバ7aからその開離面へ
圧油が侵入し、その油圧力がボルト22に引張力として
作用する。このため、ボルト22には本来のピストン端
面20aに作用する油圧力に加え開離面に作用する油圧
力が加わり、ボルト22に作用する外力が増加し、ボル
ト22の折損或いは緩み等による締結強度の低下を招く
可能性がある。
FIG. 3 is a view showing the deformation of the piston 4 during the operation of the cylinder which supplies the pressure oil to the rod side chamber 7a and contracts the hydraulic cylinder 1. The hydraulic pressure is applied to the end face 20a of the outer periphery of the piston 4 by an external force. And the outer peripheral portion of the piston 4 is deformed away from the outer peripheral surface of the piston rod 3, and the outer peripheral portion of the facing contact portion between the distal end surface 23 of the piston rod 3 and the end surface 20 (recess end surface 21 a) of the piston 4. Is separated. The separation portion is formed along the bolt 22 as shown in FIG. 4 when viewed from the front. The separation of the facing contact portion also occurs due to factors such as insufficient tightening force of the bolt 22 and insufficient surface accuracy during processing. When the facing contact portion is separated in this way, pressurized oil enters the separated surface from the rod-side chamber 7a, and the oil pressure acts on the bolt 22 as a tensile force. For this reason, in addition to the original hydraulic pressure acting on the piston end surface 20a, the hydraulic pressure acting on the separation surface is applied to the bolt 22, the external force acting on the bolt 22 increases, and the fastening strength due to breakage or loosening of the bolt 22 is increased. May be reduced.

【0042】本実施形態では、O−リング51によりピ
ストンロッド3の先端端面23とピストン4の端面20
(凹所端面21a)との対面接触部をロッド側のチャン
バ7aから油圧的に隔離し、ロッド側のチャンバ7a内
に作用する圧油が当該対面接触部に侵入することを抑え
るシール部を形成しており、これによりボルト22に作
用する開離面の油圧力による外力の増大を回避でき、ボ
ルト22の折損或いは緩み等による締結強度の低下を防
止し、ピストン締結部分の強度向上の効果を確実なもの
にできる。
In this embodiment, the front end surface 23 of the piston rod 3 and the end surface 20 of the piston 4 are
A sealing portion that hydraulically isolates the facing portion with the (concave end surface 21a) from the rod-side chamber 7a and suppresses pressure oil acting in the rod-side chamber 7a from entering the facing contact portion is formed. Thus, it is possible to avoid an increase in external force due to the hydraulic pressure of the separating surface acting on the bolt 22, prevent a decrease in the fastening strength due to breakage or loosening of the bolt 22, and improve the strength of the piston fastening portion. You can be sure.

【0043】以上のように本実施形態によれば、ピスト
ンロッド4に特別な高強度材を用いたり熱処理をするこ
となく、簡単な構造でピストン締結部分の強度を向上で
きる(上記1)〜5))と共に、有効ストローク長の確
保、分解・組立性及びサービス性の向上の効果が得られ
(上記6)〜8))、更に、ロッド側のチャンバ7a内
に作用する圧油がピストンロッド3とピストン4の対面
接触部に侵入することが抑えられ、ピストン締結部分の
強度の向上を確実なものにできる。
As described above, according to this embodiment, the strength of the piston fastening portion can be improved with a simple structure without using a special high-strength material for the piston rod 4 or performing heat treatment (1) to 5 above. )), The effect of securing an effective stroke length and improving disassembly / assembly and serviceability can be obtained (the above 6) to 8)), and the pressure oil acting in the rod-side chamber 7a is removed by the piston rod 3 Intrusion into the facing contact portion between the piston and the piston 4 can be suppressed, and the strength of the piston fastening portion can be reliably improved.

【0044】本発明の他の実施形態を図5〜図9により
説明する。図中、図1に示す部分と同等の部分には同じ
符号を付している。
Another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In the figure, the same parts as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals.

【0045】図5は本発明の第2の実施形態を示すもの
であり、ピストンロッド3Aにピストン4Aを1本のボ
ルト22Aで締結したものである。この場合、ボルト2
2Aは、ボルト1本で締結に必要な大きな締め付け力を
加える必要があるため、図示のように六角頭ボルトとす
るのが好ましい。
FIG. 5 shows a second embodiment of the present invention, in which a piston 4A is fastened to a piston rod 3A by one bolt 22A. In this case, bolt 2
2A requires a single bolt to apply a large tightening force required for fastening, so it is preferable to use a hexagonal head bolt as shown in the figure.

【0046】また、第1の実施形態と同様、ピストン4
Aの凹所21の内周面21bとピストンロッド3Aの外
周面との嵌合部にO−リング溝50とO−リング51か
らなるシール部を設け、ロッド側のチャンバ7a内に作
用する圧油がピストンロッド3Aの先端の端面23とピ
ストン4Aのロッド側端面20(凹所端面21a)との
対面接触部に侵入することを抑える構成としている。
Also, as in the first embodiment, the piston 4
A seal portion including an O-ring groove 50 and an O-ring 51 is provided at a fitting portion between the inner peripheral surface 21b of the recess 21 of A and the outer peripheral surface of the piston rod 3A, and a pressure acting in the rod-side chamber 7a is provided. The oil is prevented from entering the face-to-face contact portion between the end face 23 of the distal end of the piston rod 3A and the rod-side end face 20 (recess end face 21a) of the piston 4A.

【0047】図6は本発明の第3の実施形態を示すもの
であり、ピストンロッド3Bの端面23の中心部に軸方
向の嵌め合い部の穴30を開け、ピストン4Bの端面2
0側の中心部に軸方向の嵌め合い部の突出部31を設
け、この突出部31を穴30に嵌入することでピストン
ロッド3Bとピストン4Bの同軸性を確保したものであ
る。また、ピストン4Bのボルト貫通穴25のチャンバ
7b側開口部にボルト22の頭を収納するざぐり穴32
を形成し、ボルト22の頭がピストン4Bの端面から突
出しないようにしている。
FIG. 6 shows a third embodiment of the present invention, in which a hole 30 for an axial fitting portion is formed in the center of the end face 23 of the piston rod 3B, and the end face 2 of the piston 4B is formed.
A projection 31 of a fitting portion in the axial direction is provided at a center portion on the 0 side, and the projection 31 is fitted into the hole 30 to ensure coaxiality between the piston rod 3B and the piston 4B. A counterbore hole 32 for accommodating the head of the bolt 22 is formed in the opening of the bolt through hole 25 of the piston 4B on the side of the chamber 7b.
Is formed so that the head of the bolt 22 does not protrude from the end face of the piston 4B.

【0048】また、本実施形態では、ピストンロッド3
Bの先端端面23に対するピストン4Bの端面20の対
面接触部の外周部にO−リング溝50Aを設け、このO
−リング溝50AにO−リング51Aを装着し、この状
態でピストンロッド3Bにピストン4Bを組付けてお
り、これによりピストンロッド3Bの先端端面23とピ
ストン4Bの端面20との対面接触部の外周部に、当該
対面接触部をロッド側のチャンバ7aから油圧的に隔離
し、ロッド側のチャンバ7a内に作用する圧油が当該対
面接触部に侵入しないようにするシール部を形成してい
る。
In this embodiment, the piston rod 3
An O-ring groove 50A is provided in the outer peripheral portion of the contact portion between the end surface 20 of the piston 4B and the end surface 23 of the piston 4B.
The O-ring 51A is mounted on the ring groove 50A, and the piston 4B is assembled to the piston rod 3B in this state, whereby the outer periphery of the face-to-face contact portion between the distal end face 23 of the piston rod 3B and the end face 20 of the piston 4B. A sealing portion is formed in the portion to hydraulically isolate the facing contact portion from the rod-side chamber 7a and prevent pressure oil acting in the rod-side chamber 7a from entering the facing contact portion.

【0049】図7は本発明の第4の実施形態を示すもの
であり、図6に示した嵌め合い部の穴30及び突出部3
1を拡大してそれぞれ穴30C及び突出部31Cとし、
ボルト22のボルトネジ穴24及び貫通穴25をその穴
30C及び突出部31Cに形成したものである。
FIG. 7 shows a fourth embodiment of the present invention, in which a hole 30 and a protrusion 3 of the fitting portion shown in FIG.
1 is enlarged to form a hole 30C and a projection 31C, respectively.
The bolt screw hole 24 and the through hole 25 of the bolt 22 are formed in the hole 30C and the protrusion 31C.

【0050】また、第3の実施形態と同様、ピストンロ
ッド3Cの先端端面23とピストン4Cの端面20との
対面接触部の外周部にO−リング溝50AとO−リング
51Aからなるシール部を設け、ロッド側のチャンバ7
a内に作用する圧油がピストンロッド3Cの先端端面2
3とピストン4Cのロッド側端面20との対面接触部に
侵入することを抑える構成としている。
Further, as in the third embodiment, a seal portion composed of an O-ring groove 50A and an O-ring 51A is provided on the outer peripheral portion of the facing contact portion between the distal end surface 23 of the piston rod 3C and the end surface 20 of the piston 4C. Provided, chamber 7 on the rod side
The pressure oil acting on the inside of the piston rod 3C is the tip end face 2 of the piston rod 3C.
It is configured to prevent intrusion into the facing contact portion between the rod 3 and the rod-side end surface 20 of the piston 4C.

【0051】図8は本発明の第5の実施形態を示すもの
であり、ピストンロッド3Dとピストン4Dとの同軸性
を確保するための位置決めを嵌め合い部に代えピン35
により行うものである。ここで、ピン35は図9に示す
ように直径線上に対称に2本使用する。また、組立に際
しては、ピストンロッド3Dとピストン4Dの同軸性を
確保した状態でそれぞれの端面20,23にピン穴3
6,37を予め開けておき、ピン穴36,37の一方に
ピン35を圧入した後、そのピン35に他方のピン穴を
圧入して位置決めし、この状態でボルト22により固定
する。
FIG. 8 shows a fifth embodiment of the present invention, in which the positioning for securing coaxiality between the piston rod 3D and the piston 4D is replaced by a fitting portion and a pin 35 is used.
This is done by: Here, two pins 35 are used symmetrically on the diameter line as shown in FIG. When assembling, a pin hole 3 is formed in each of the end faces 20 and 23 while maintaining the coaxiality of the piston rod 3D and the piston 4D.
After the pins 6 and 37 are opened in advance and the pin 35 is press-fitted into one of the pin holes 36 and 37, the other pin hole is press-fitted into the pin 35 and positioned, and fixed with the bolt 22 in this state.

【0052】また、第3の実施形態と同様、ピストンロ
ッド3Dの先端端面23とピストン4Dの端面20との
対面接触部の外周部にO−リング溝50AとO−リング
51Aからなるシール部を設け、ロッド側のチャンバ7
a内に作用する圧油がピストンロッド3Dの先端端面2
3とピストン4Dのロッド側端面20との対面接触部に
侵入することを抑える構成としている。
Further, as in the third embodiment, a seal portion composed of an O-ring groove 50A and an O-ring 51A is provided on the outer peripheral portion of the facing portion between the distal end surface 23 of the piston rod 3D and the end surface 20 of the piston 4D. Provided, chamber 7 on the rod side
The pressure oil acting on the inside of the piston rod 3D
It is configured to suppress intrusion into the facing contact portion between the piston 3D and the rod-side end surface 20 of the piston 4D.

【0053】図5に示した第2の実施形態によっても上
記1)〜6)の効果が得られる。
According to the second embodiment shown in FIG. 5, the effects 1) to 6) can be obtained.

【0054】また、図6〜図8に示した各実施形態によ
れば、上記1)〜8)の効果が得られると共に、上記
6)の効果に関しては、ロッド全体の長さはピストン端
面までとなるので、油圧シリンダの有効ストロークを更
に長くできる。
According to the embodiments shown in FIGS. 6 to 8, the effects of the above 1) to 8) can be obtained, and with respect to the effect of the above 6), the entire length of the rod is up to the piston end face. Therefore, the effective stroke of the hydraulic cylinder can be further lengthened.

【0055】更に、図5〜図8に示した各実施形態によ
れば、ピストン凹所の内周面とピストンロッドの外周面
との嵌合部(第2の実施形態)あるいはピストンロッド
の先端端面とピストンの端面との対面接触部の外周部
(第3〜第5の実施形態)にO−リング溝50又は50
AとO−リング51又は51Aからなるシール部を設
け、ロッド側のチャンバ7a内に作用する圧油がピスト
ンロッドの先端の端面23とピストンのロッド側端面2
0との対面接触部に侵入することを抑えるようにしたの
で、第1の実施形態と同様、ボルト22に作用する開離
面の油圧力による外力の増大を回避でき、ボルト22の
折損或いは緩み等による締結強度の低下を防止しピスト
ン締結部分の強度向上の効果を確実なものにできる。
Further, according to each of the embodiments shown in FIGS. 5 to 8, a fitting portion (second embodiment) between the inner peripheral surface of the piston recess and the outer peripheral surface of the piston rod or the tip of the piston rod. The O-ring groove 50 or 50 is formed in the outer peripheral portion (the third to fifth embodiments) of the face-to-face contact portion between the end face and the end face of the piston.
A and an O-ring 51 or 51A are provided with a seal portion, and pressure oil acting in the rod side chamber 7a is applied to the end face 23 of the tip of the piston rod and the rod end face 2 of the piston.
As described in the first embodiment, it is possible to avoid an increase in external force due to the oil pressure on the separation surface acting on the bolt 22, and to break or loosen the bolt 22, as in the first embodiment. A decrease in fastening strength due to the above-mentioned factors can be prevented, and the effect of improving the strength of the piston fastening portion can be ensured.

【0056】本発明の第6の実施形態を図10及び図1
1により説明する。本実施形態はシール部をO−リング
を用いずに構成したものである。
FIGS. 10 and 1 show a sixth embodiment of the present invention.
1 will be described. In the present embodiment, the seal portion is configured without using an O-ring.

【0057】図10において、ピストン4Eのロッド側
のチャンバ7aに面する端面20aにはメタルフロー工
具による押圧痕60が円周方向に連続的或いは断続的に
形成されている。この押圧痕60は、ピストン4Eをピ
ストンロッド3にボルト22で固定した後、メタルフロ
ー押圧工具をピストン端面20aに押し当て、衝撃を加
え加圧することにより形成されたものであり、これによ
り押圧痕部分の金属がピストンロッド側に移動するいわ
ゆるメタルフロー現象が生じ、ピストン4Eの凹所21
の内周面21bとピストンロッド3の外周面との間に図
11に示すような応力分布を有する接触押圧部61が形
成され、この接触押圧部61がシール部として機能す
る。つまり、接触押圧部61により、ピストン4Eの凹
所21の内周面21bとピストンロッド3の外周面との
嵌合部に、ピストンロッド3の先端端面23とピストン
4のロッド側端面20(凹所端面21a)との対面接触
部をロッド側のチャンバ7aから油圧的に隔離し、ロッ
ド側のチャンバ7a内に作用する圧油が当該対面接触部
に侵入しないようにするシール部が形成される。
In FIG. 10, pressing marks 60 formed by a metal flow tool are continuously or intermittently formed in the circumferential direction on the end face 20a of the piston 4E facing the chamber 7a on the rod side. The pressing mark 60 is formed by fixing the piston 4E to the piston rod 3 with the bolt 22 and then pressing the metal flow pressing tool against the piston end face 20a to apply an impact and press. A so-called metal flow phenomenon in which the metal of the part moves to the piston rod side occurs, and the recess 21 of the piston 4E
A contact pressing portion 61 having a stress distribution as shown in FIG. 11 is formed between the inner peripheral surface 21b and the outer peripheral surface of the piston rod 3, and the contact pressing portion 61 functions as a seal portion. That is, the contact pressing portion 61 causes the distal end surface 23 of the piston rod 3 and the rod-side end surface 20 (recessed surface) of the piston 4 to be fitted to the fitting portion between the inner peripheral surface 21b of the recess 21 of the piston 4E and the outer peripheral surface of the piston rod 3. A seal portion is formed that hydraulically isolates the face-to-face contact with the end face 21a) from the rod-side chamber 7a and prevents pressure oil acting in the rod-side chamber 7a from entering the face-to-face contact. .

【0058】本実施形態でも、ボルト22に作用する開
離面の油圧力による外力の増大を回避でき、ボルト22
の折損或いは緩み等による締結強度の低下を防止しピス
トン締結部分の強度向上の効果を確実なものにできる。
Also in this embodiment, it is possible to avoid an increase in external force due to the hydraulic pressure on the separation surface acting on the bolt 22, and
A decrease in the fastening strength due to breakage or loosening of the piston can be prevented, and the effect of improving the strength of the piston fastening portion can be ensured.

【0059】なお、上記のように押圧痕60による接触
押圧部61を形成する代わりに、ピストンの凹所21の
内周面21bとピストンロッドの外周面との嵌合を締ま
り嵌めとしてもよく、これによってもある程度のシール
効果は期待できる。また、押圧痕60による接触押圧部
61の形成と締まり嵌めを併用してもよく、この場合は
より高いシール効果を期待できる。
Instead of forming the contact pressing portion 61 by the pressing mark 60 as described above, the fitting between the inner peripheral surface 21b of the recess 21 of the piston and the outer peripheral surface of the piston rod may be a tight fit. With this, a certain sealing effect can be expected. Further, the formation of the contact pressing portion 61 by the pressing mark 60 and the interference fit may be used together, and in this case, a higher sealing effect can be expected.

【0060】本発明の第7の実施形態を図12及び図1
3により説明する。本実施形態はO−リングを用いずに
シール部を構成する他の例を示すものである。
The seventh embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
3 will be described. This embodiment shows another example in which a seal portion is formed without using an O-ring.

【0061】図12は、ピストン4Fの凹所21にピス
トンロッド3Fの先端を嵌入した後、ピストン4Fをピ
ストンロッド3Fにボルトで固定する前の状態を示して
おり、ピストン4Fとピストンロッド3Fとの間に軸方
向に締め付け力は加わっていない。この状態において、
ピストンロッド3Fの先端端面23Fは図示の如く僅か
に湾曲した凹面形状になっており、ピストンロッド3F
の先端端面23Fとピストン4Fの凹所端面21a間に
中心に行くに従い大きくなる隙間65が形成されてい
る。なお、図12は図示の都合上隙間65の大きさを誇
張して示している。実際の隙間61の大きさは端面中心
部付近の寸法gで例えば20μ程度である。
FIG. 12 shows a state before the piston 4F is fixed to the piston rod 3F by bolts after the tip of the piston rod 3F is fitted into the recess 21 of the piston 4F. No clamping force is applied in the axial direction. In this state,
The distal end face 23F of the piston rod 3F has a slightly curved concave shape as shown in FIG.
A gap 65 is formed between the distal end face 23F and the concave end face 21a of the piston 4F. In FIG. 12, the size of the gap 65 is exaggerated for convenience of illustration. The actual size of the gap 61 is, for example, about 20 μm in a dimension g near the center of the end face.

【0062】このように構成したピストンロッド3Fに
ピストン4Fをボルト22(図1参照)で締結すると、
ボルト22の締結力で隙間65が解消し、ピストンロッ
ド3Fの先端端面23Fとピストン4Fの凹所端面21
aが接触状態となり、その外周部が外周部が強く押圧さ
れる結果、当該外周部に図13に示すようにな応力分布
を有する接触押圧部66が形成され、この接触押圧部6
6がシール部として機能する。つまり、押圧接触部66
により、ピストンロッド3Fの先端端面23Fとピスト
ン4Fの凹所端面21aとの対面接触部の外周部に、当
該対面接触部をロッド側のチャンバ7aから油圧的に隔
離し、ロッド側のチャンバ7a内に作用する圧油が当該
対面接触部に侵入しないようにするシール部が形成され
る。
When the piston 4F is fastened to the piston rod 3F thus configured with the bolt 22 (see FIG. 1),
The gap 65 is eliminated by the fastening force of the bolt 22, and the distal end face 23F of the piston rod 3F and the concave end face 21 of the piston 4F are formed.
As a result, the outer peripheral portion is strongly pressed against the outer peripheral portion, and as a result, a contact pressing portion 66 having a stress distribution as shown in FIG.
6 functions as a seal portion. That is, the pressing contact portion 66
As a result, the facing contact portion is hydraulically isolated from the rod-side chamber 7a on the outer peripheral portion of the facing contact portion between the distal end surface 23F of the piston rod 3F and the recessed end surface 21a of the piston 4F. A seal portion is formed to prevent pressure oil acting on the contact portion from entering the facing contact portion.

【0063】本実施形態でも、ボルト22に作用する開
離面の油圧力による外力の増大を回避でき、ボルト22
の折損或いは緩み等による締結強度の低下を防止しピス
トン締結部分の強度向上の効果を確実なものにできる。
In the present embodiment as well, it is possible to avoid an increase in external force due to the hydraulic pressure on the separation surface acting on the bolt 22, and
A decrease in the fastening strength due to breakage or loosening of the piston can be prevented, and the effect of improving the strength of the piston fastening portion can be ensured.

【0064】なお、油圧シリンダとしてはピストンロッ
ドのストロークエンドでの衝撃を緩和するクッション装
置を備えたものがあり、以上の実施形態はそのようなク
ッション装置を備えない油圧シリンダのピストン締結構
造に本発明を適用したものであるが、特願平10−14
9467号の図8〜図12にはクッションリング(ロッ
ド側のクッション装置)を備えた油圧シリンダのピスト
ンをピストンロッドにボルトで直接固定した実施形態が
示され、特願平11−515号にはピストンロッドにピ
ストンをボルトで直接固定したものにクッションプラン
ジャ(ボトム側のクッション装置)を設けた油圧シリン
ダが示され、このようなクッション装置を備えたものに
本発明を適用しても良いことは勿論であり、この場合
も、上記実施形態と同様の効果が得られる。
It should be noted that some hydraulic cylinders include a cushion device for cushioning the impact at the stroke end of the piston rod, and the above-described embodiment is applied to the hydraulic cylinder piston fastening structure without such a cushion device. Although the invention is applied, Japanese Patent Application No. 10-14 / 1998
FIGS. 8 to 12 of No. 9467 show an embodiment in which a piston of a hydraulic cylinder provided with a cushion ring (cushion device on the rod side) is directly fixed to a piston rod with bolts. A hydraulic cylinder having a cushion plunger (bottom side cushion device) provided on a piston rod directly fixed to a piston with a bolt is shown, and the present invention may be applied to a device provided with such a cushion device. Of course, also in this case, the same effect as the above embodiment can be obtained.

【0065】[0065]

【発明の効果】本発明によれば、ピストンロッドに特別
な高強度材を用いたり熱処理をすることなく、簡単な構
造でピストン締結部分の強度を向上できると共に、有効
ストローク長の確保、分解・組立性及びサービス性の向
上の効果が得られ、更に、ロッド側のチャンバ内に作用
する圧油がピストンロッドとピストンの対面接触部に侵
入することが抑えられ、ピストン締結部分の強度の向上
を確実なものにできる。
According to the present invention, the strength of the piston fastening portion can be improved with a simple structure without using a special high-strength material for the piston rod or performing heat treatment. The effect of improving the assemblability and serviceability is obtained, and furthermore, the pressure oil acting in the chamber on the rod side is suppressed from entering the facing contact portion between the piston rod and the piston, and the strength of the piston fastening portion is improved. You can be sure.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の第1の実施形態によるピストン締結構
造を備えた油圧シリンダの断面図である。
FIG. 1 is a sectional view of a hydraulic cylinder including a piston fastening structure according to a first embodiment of the present invention.

【図2】図1に示したピストン締結部分の正面図であ
る。
FIG. 2 is a front view of a piston fastening portion shown in FIG.

【図3】ロッド側のチャンバに圧油を供給し油圧シリン
ダを収縮するシリンダ作動時のピストンの変形を示す図
である。
FIG. 3 is a view showing deformation of a piston when a cylinder is operated to supply pressure oil to a rod-side chamber and contract a hydraulic cylinder.

【図4】シリンダ作動時のピストンの変形により生じる
ピストンロッドの先端端面とピストン端面との対面接触
部の外周部分に開離部分を、図3のIV−IV方向(ピスト
ンロッド端面の正面)から見た図である。
FIG. 4 is a diagram showing an open portion at an outer peripheral portion of a face-to-face contact portion between a tip end face of a piston rod and a piston end face caused by deformation of a piston when a cylinder is actuated, from the IV-IV direction in FIG. FIG.

【図5】本発明の第2の実施形態による油圧シリンダの
ピストン締結構造の断面図である。
FIG. 5 is a sectional view of a piston fastening structure of a hydraulic cylinder according to a second embodiment of the present invention.

【図6】本発明の第3の実施形態による油圧シリンダの
ピストン締結構造の断面図である。
FIG. 6 is a sectional view of a piston fastening structure of a hydraulic cylinder according to a third embodiment of the present invention.

【図7】本発明の第4の実施形態による油圧シリンダの
ピストン締結構造の断面図である。
FIG. 7 is a sectional view of a piston fastening structure of a hydraulic cylinder according to a fourth embodiment of the present invention.

【図8】本発明の第5の実施形態による油圧シリンダの
ピストン締結構造の断面図である。
FIG. 8 is a sectional view of a piston fastening structure of a hydraulic cylinder according to a fifth embodiment of the present invention.

【図9】図8に示したピストン締結部分の正面図であ
る。
FIG. 9 is a front view of a piston fastening portion shown in FIG. 8;

【図10】本発明の第6の実施形態による油圧シリンダ
のピストン締結構造の断面図である。
FIG. 10 is a sectional view of a piston fastening structure of a hydraulic cylinder according to a sixth embodiment of the present invention.

【図11】メタルフローによるピストン凹所の内周面と
ピストンロッドの外周面との間に生じる締め付け力の応
力分布を示す図である。
FIG. 11 is a view showing a stress distribution of a tightening force generated between an inner peripheral surface of a piston recess and an outer peripheral surface of a piston rod due to metal flow.

【図12】本発明の第7の実施形態による油圧シリンダ
のピストン締結構造の断面図である。
FIG. 12 is a sectional view of a piston fastening structure of a hydraulic cylinder according to a seventh embodiment of the present invention.

【図13】ピストンロッド端面の凹面形状によりピスト
ンロッドの先端端面とピストン端面との対面接触部に生
じる締め付け力の応力分布を示す図である。
FIG. 13 is a diagram showing a stress distribution of a tightening force generated at a face-to-face contact portion between the distal end face of the piston rod and the piston end face due to the concave shape of the piston rod end face.

【図14】従来技術による油圧シリンダのピストン締結
構造の断面図である。
FIG. 14 is a cross-sectional view of a conventional piston fastening structure of a hydraulic cylinder.

【図15】他の従来技術による油圧シリンダのピストン
締結構造の断面図である。
FIG. 15 is a sectional view of a piston fastening structure of a hydraulic cylinder according to another related art.

【図16】ピストンロッドの雄ネジ部に作用する応力状
態を示す図である。
FIG. 16 is a diagram showing a state of stress acting on a male screw portion of a piston rod.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 油圧シリンダ 2 シリンダ本体 3 ピストンロッド 4 ピストン 5 チューブ 6 ロッド側シリンダヘッド 7a,7b チャンバ 8,9 給排ポート 20 ピストンのロッド側の端面 20a ロッド側チャンバに面するピストン端面 21 凹所 21a 底面(ピストンロッド端面と接触するピストン
端面) 21b ピストン凹所の内周面 22 ボルト 23 ピストンロッドの端面 24 ボルトネジ穴 25 ボルト貫通穴 50,50A O−リング溝(シール部) 51,51A O−リング(シール部) 60 押圧痕 61 接触押圧部(シール部) 65 隙間 66 接触押圧部(シール部)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Hydraulic cylinder 2 Cylinder main body 3 Piston rod 4 Piston 5 Tube 6 Rod side cylinder head 7a, 7b Chamber 8, 9 Supply / discharge port 20 Piston rod end surface 20a Piston end surface facing rod side chamber 21 Recess 21a Bottom surface ( 21b Inner circumferential surface of piston recess 22 Bolt 23 Piston rod end surface 24 Bolt screw hole 25 Bolt through hole 50, 50A O-ring groove (seal part) 51, 51A O-ring (seal) Part) 60 pressing mark 61 contact pressing part (seal part) 65 gap 66 contact pressing part (seal part)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉本 光宏 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 CC23 CC24 DD02 EE27  ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Mitsuhiro Yoshimoto 650, Kandachicho, Tsuchiura-shi, Ibaraki F-term in the Tsuchiura Plant of Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. (Reference) 3H081 AA03 BB02 CC23 CC24 DD02 EE27

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】ピストンロッドの先端にピストンを締結
し、シリンダ本体内をロッド側のチャンバとボトム側の
チャンバに区分した油圧シリンダにおいて、 前記ピストンロッドの先端の端面にピストンのロッド側
の端面を少なくとも部分的に対面接触させた状態で、ピ
ストンに開けられたボルト貫通穴からピストンロッドに
設けられたボルトネジ穴にボルトを差し込んで締め込
み、このボルトでピストンをピストンロッドに直接固定
すると共に、 前記ロッド側のチャンバ内に作用する圧油が前記ピスト
ンロッドの先端の端面と前記ピストンのロッド側端面と
の対面接触部に侵入することを抑えるシール部を設けた
ことを特徴とする油圧シリンダ。
In a hydraulic cylinder in which a piston is fastened to a tip of a piston rod and the inside of a cylinder body is divided into a chamber on a rod side and a chamber on a bottom side, a rod-side end face of the piston is attached to an end face of the tip of the piston rod. In a state of at least partial face-to-face contact, a bolt is inserted into a bolt screw hole provided in the piston rod from a bolt through hole opened in the piston and tightened, and the piston is directly fixed to the piston rod with the bolt. A hydraulic cylinder provided with a seal portion for preventing pressure oil acting in a rod-side chamber from entering a face-to-face contact portion between an end surface of a tip end of the piston rod and a rod-side end surface of the piston.
【請求項2】請求項1記載の油圧シリンダにおいて、前
記ピストンは前記ピストンロッドの先端が嵌入される凹
所を有し、前記シール部は前記ピストンの凹所の内周面
とピストンロッドの外周面との嵌合部に設けられている
ことを特徴とする油圧シリンダ。
2. The hydraulic cylinder according to claim 1, wherein said piston has a concave portion into which a tip of said piston rod is fitted, and said seal portion has an inner peripheral surface of said concave portion of said piston and an outer peripheral surface of said piston rod. A hydraulic cylinder provided at a fitting portion with a surface.
【請求項3】請求項1記載の油圧シリンダにおいて、前
記シール部は前記ピストンロッドの先端の端面と前記ピ
ストンのロッド側端面との対面接触部の外周部に設けら
れていることを特徴とする油圧シリンダ。
3. The hydraulic cylinder according to claim 1, wherein the seal portion is provided on an outer peripheral portion of a face-to-face contact portion between an end surface of a tip end of the piston rod and a rod-side end surface of the piston. Hydraulic cylinder.
【請求項4】請求項1〜3のいずれか1項記載の油圧シ
リンダにおいて、前記シール部はO−リングで構成され
ていることを特徴とする油圧シリンダ。
4. The hydraulic cylinder according to claim 1, wherein said seal portion is formed of an O-ring.
【請求項5】請求項1〜3のいずれか1項記載の油圧シ
リンダにおいて、前記シール部は前記ピストンロッドと
ピストン間の接触押圧部で構成されていることを特徴と
する油圧シリンダ。
5. The hydraulic cylinder according to claim 1, wherein said seal portion is constituted by a contact pressing portion between said piston rod and said piston.
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