JP2003021114A

JP2003021114A - 油圧シリンダのクッション機構

Info

Publication number: JP2003021114A
Application number: JP2001204252A
Authority: JP
Inventors: Masana Nonaka; 雅名野中; Kiyoshi Yonekura; 澄米倉
Original assignee: Seirei Industry Co Ltd; Yanmar Co Ltd
Current assignee: Yanmar Co Ltd; Yanmar Agribusiness Co Ltd
Priority date: 2001-07-05
Filing date: 2001-07-05
Publication date: 2003-01-24

Abstract

(57)【要約】【課題】油圧シリンダのクッション機構において、
「ギュー」というような、いわゆる「絞り音」が発生
し、該「絞り音」が騒音となることや、作業者に油圧シ
リンダの故障、若しくは、他の機械の故障であるかの疑
いを持たせてしまうことになっていた。【解決手段】油圧シリンダ２０のクッション機構４０
において、外周面に複数の環状溝５０ａ・５０ｂ・５０
ｃ・５０ｄ・５０ｅが形成された円筒形状のクッション
プランジャー４１をピストンロッド２８に外嵌装着する
構成とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、油圧シリンダ装置
に関するものであって、より詳しくは、シリンダのクッ
ション機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、クローラ式走行装置を搭載した掘
削旋回作業車等の建設機械や、各種大型作業機において
は、ブーム、アーム、バケット等の作業機部材を駆動さ
せるために、油圧シリンダが備えられている。該油圧シ
リンダには、ストロークエンドにおいて、ピストンがエ
ンドカバーに衝突して発生する機械的なショックを抑え
るため、クッション機構が設けられている。特に、前述
した旋回作業車においては、ブーム等の重量物を作動さ
せるため。クッション機構の果たす役割は大きい。

【０００３】上記クッション機構には、例えば、図６に
示すごとく、ピストンロッド２８にリング状のクッショ
ンプランジャー４１を外嵌して、エンドカバー３５の内
周面と、クッションプランジャー４１の外周面との間に
隙間を構成し、該隙間を「絞り」として機能させること
で、ロッド側チャンバ３４からボート３１へ流れる油の
流量を減少させ、ロッド側チャンバ３４内の油圧にクッ
ション作用を持たせるものがある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、図６の構成に
おいて、ピストンロッド２８が伸びることにより、クッ
ションプランジャー４１がエンドカバー３５の内周面に
さしかかると、ロッド側チャンバ３４からポート３１に
流れ込む油が絞られて、「ギュー」というような、いわ
ゆる「絞り音」が発生し、該「絞り音」が騒音となるこ
とや、作業者に油圧シリンダの故障、若しくは、他の機
械の故障であるかの疑いを持たせてしまうことになって
いた。この現象は、作動油が低温の場合には、作動油の
粘度が大きくなるため、油が流れにくくなることから、
特に発生しやすくなるのである。

【０００５】本発明は、以上の問題点に鑑み、「絞り
音」の生じない油圧シリンダのクッション機構を提案す
るものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の解決しようとす
る課題は以上のごとくであり、次に該課題を解決する為
の手段を説明する。すなわち、請求項１に記載のごと
く、油圧シリンダのクッション機構において、外周面に
複数の環状溝が形成された円筒形状のクッションプラン
ジャーをピストンロッドに外嵌装着する構成としたこと
である。

【０００７】また、請求項２に記載のごとく、前記環状
溝の大きさを、ピストン側に近づくほど小さく構成した
ことである。

【０００８】また、請求項３に記載のごとく、前記クッ
ションプランジャーの外周面には、前記環状溝に直交す
る溝が形成されることである。

【０００９】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を、図
面に基づいて説明する。図１は本発明の油圧シリンダの
一実施形態をしめす要部断面図、図２は本発明の油圧シ
リンダを具備する旋回作業車の側面図、図３はクッショ
ンプランジャーの側面図、図４はクッションカラーの側
面図、図５はクッション機構の詳細を示す一部断面図、
図６は同じく従来の構造の一部断面図である。

【００１０】図２は、本発明の油圧シリンダを具備する
装置の具体例として、作業車両を示したものである。該
旋回作業車は、クローラ式走行装置１の上部中央に旋回
台軸受７を配置し、該旋回台軸受７により旋回体８を左
右旋回可能に軸受支持している。該クローラ式走行装置
１の前後一端部において、排土板１０を上下回動自在に
配設している。

【００１１】旋回体８の上方にはエンジンを被覆するボ
ンネット１５とキャビン２１が配設されている。旋回体
８の前端部へ左右回動自在に取り付けられたブームブラ
ケット１２には、ブーム６の下端部が上下回動自在に枢
支されている。該ブーム６の先端部には、アーム５の基
部が枢支されており、該アーム５の先端部には、バケッ
ト４等の機器が装着される。ブームシリンダ２３の下端
はブームブラケット１２に回動自在に枢支されており、
該ブームシリンダ２３を伸縮することにより、ブーム６
をブームブラケット１２に対して回動させる。ブーム６
の上部にはアームシリンダ２５が配設されており、該ア
ームシリンダ２５の伸縮によりアーム５がブーム６に対
して回動する。アーム５の基部にはバケットシリンダ２
４が配設されており、該バケットシリンダ２４の先端に
はリンク機構を介して、バケット４が接続されている。
該バケット４は、アーム５の先端部において回動自在に
枢支されており、バケットシリンダ２４の伸縮により、
アーム５に対して回動する。以上に述べた、ブームシリ
ンダ２３、アームシリンダ２５、及びバケットシリンダ
２４に、本発明の油圧シリンダの構成を適用することが
できる。

【００１２】次に、油圧シリンダ２０の構成について詳
述する。図１において、油圧シリンダ２０は、シリンダ
チューブ２６にピストン１８を往復摺動可能に内嵌し、
該ピストン１８は、ピストンロッド２８の一端に外嵌さ
れて、ナット２９により締付固定されている。そして、
ピストン１８の外周には、スライドリング４７・４８が
外嵌装着され、シールリング４３が該スライドリング４
７・４８の間に外嵌装着されている。このように構成し
たピストン１８により、シリンダチューブ２６内がロッ
ド側チャンバ３４と、ボトム側チャンバ３７の二つの空
間に分割されて両空間の間がシールリング４３にて油の
流通を阻止し、ピストン１８がシリンダチューブ２６内
を往復摺動を可能としている。

【００１３】前記シリンダチューブ２６の両側端部近傍
には、ポート３１・３２が形成され、それぞれ、ロッド
側チャンバ３４とボトム側チャンバ３７への油の供給／
排出を可能としている。そして、シリンダチューブ２６
のロッド側チャンバ３４の開口は、エンドカバー３５で
閉じた構成とする一方、ボトム側チャンバ３７は、エン
ドカバー３８で閉じた構成としている。

【００１４】エンドカバー３５側のストロークエンドで
は、クッション機構４０が作用する構成となっている。
図２乃至図４に示すごとく、該クッション機構４０は、
外周面に複数の環状溝５０ａ・５０ｂ・・・（図３）及
びピストンロッド２８の軸方向の溝６０・６０・・・を
形成したクッションプランジャー４１を、クッションカ
ラー４２（図４）を介してピストンロッド２８に外嵌装
着した構成とするもので、クッションプランジャー４１
とエンドカバー３５との隙間で「絞り」を形成して、ク
ッション効果を呈するものである。

【００１５】各部の詳細について説明すると、図３に示
すごとく、クッションプランジャー４１は、円筒形状に
構成され、その円筒外周面には、溝深さ・溝幅を異にす
る複数の環状溝が形成されている。本実施例では、外径
を約７０ｍｍの円筒形状として、溝深さ及び溝幅を数ｍ
ｍとした「Ｕ」字状の三本の環状溝５０ｂ・５０ｃ・５
０ｄが円筒軸方向に数ｍｍ間隔で形成されている。さら
に、前記環状溝５０ｂ・５０ｃ・５０ｄよりも数倍の溝
深さと溝幅を有する「Ｕ」字状の一本の環状溝５０ａが
形成されている。これら環状溝５０ａ・５０ｂ・・・の
配置は、クッションプランジャー４１の円筒軸方向にお
いて、環状溝５０ａ→環状溝５０ｂ→環状溝５０ｃ→環
状溝５０ｄとなる順としている。但し、順に溝深さと溝
幅が小さくなるように構成することもできる。そして、
図５に示すように、クッションプランジャー４１を装着
する際には、環状溝５０ａを反ピストン１８側として装
着するようにしている。

【００１６】さらに、図３に示すごとく、前記環状溝５
０ａ・５０ｂ・５０ｃ・５０ｄと直交する方向には、複
数の溝６０・６０・・・が形成され、該溝６０・６０・
・・は、各環状溝５０ａ・５０ｂ・５０ｃ・５０ｄと通
じている。溝６０・６０は、その溝長さを、クッション
プランジャー４１の筒高さと略同一としており、また、
その溝幅は、環状溝５０ａ側を広くして、環状溝５０ｂ
→環状溝５０ｃ→環状溝５０ｄ側へ向かうに従って狭く
なるようにしている。本実施例では、二本の溝６０・６
０・・・を対向して形成し、その形状は、溝深さ２．５
ｍｍとし、環状溝５０ａ側の円筒面端部での溝幅を９．
３ｍｍ、反環状溝５０ａ側の円筒面端部の溝幅を２ｍｍ
とする「涙形」としている。

【００１７】また、図３に示すように、クッションプラ
ンジャー４１の筒形状外周面角部Ｒ１・Ｒ２は、曲面を
形成している。

【００１８】以上のごとくの構成のクッションプランジ
ャー４１は、図５に示すごとく、ピストンロッド２８に
外嵌装着されたクッションカラー４２に、外嵌装着され
る。該クッションカラー４２は、図４に示すごとく、円
筒部４４の円筒軸方向の一側端部に環状の台座４５を外
側方向に突出して、凸形の外観をなすものであり、反台
座４５側から、前記クッションプランジャー４１を挿嵌
可能として、円筒部４４にクッションプランジャー４１
を外嵌装着する構成としている。また、台座４５の外形
は、クッションプランジャー４１の円筒面の外径と同一
とし、クッションプランジャー４１が外嵌装着された状
態で、一つの筒形が形成されるようになっている。

【００１９】また、図４に示すように、台座４５の外周
面角部Ｒ３・Ｒ４は、曲面を形成している。この角部Ｒ
３の曲面により、クッションプランジャー４１がクッシ
ョンカラー４２に外嵌装着した状態で、前記クッション
プランジャー４１の角部Ｒ１とともに、環状溝５０ｅが
形成されるようになっている（図５）。尚、本実施例で
は、クッションプランジャー４１と、クッションカラー
４２を別体で構成としているが、一つの筒体に、上述し
た全ての溝を加工して、クッションプランジャー４１と
して構成することも可能である。

【００２０】次に、クッション機構４０の作用について
説明する。図５に示すごとく、ピストンロッド２８が伸
びることにより、クッションプランジャー４１がエンド
カバー３５の内周面にさしかかると、ロッド側チャンバ
３４とエンドカバー３５との間で絞りを形成して、油の
流れが減少する。この際に、前記環状溝５０ｅ及び溝６
０・６０（図３）に流れ込むことで、絞りが小さくなり
（圧縮力が減少する）、「絞り音」が生ずる事がない。
さらに、ピストンロッド２８が延びるに従って、同様に
して、環状溝５０ａ→５０ｂ→５０ｃ→５０ｄといった
順にエンドカバー３５の内周面を摺動することになる
が、この際にも、各環状溝５０ａ・５０ｂ・５０ｃ・５
０ｄに流れ込むことで、徐々に絞られるようになり（徐
々に圧縮力が大きくなり）、急激な絞りによる「絞り
音」の発生がない。こうして、「絞り音」が作業時にお
ける騒音となることや、作業者に油圧シリンダの故障、
若しくは、他の機械の故障であるかの疑いを持たせるよ
うな不具合の発生を防止できる。

【００２１】また、以上の構成で、ストロークエンドに
おいて、急激な絞りが生じないことから、油が低温であ
る場合においても、「絞り音」の発生を防止できる。

【００２２】尚、該「絞り音」について、環状溝５０５
０ａ・５０ｂ・５０ｃ・５０ｄ・５０ｅ及び溝６０・６
０の形状・寸法・配置は、油圧シリンダ２０の仕様によ
って最適なものを選択すればよく、本実施例と必ずしも
同一である必要はない。

【００２３】また、図２で示すような旋回作業車におい
ては、ピストンロッド２８を最も伸ばす機会が多いた
め、ロッド側チャンバ３４のみにクッション機構４０を
構成するべく、ピストン１８の片側にのみクッションプ
ランジャー４１を備えた実施例を示したが、ピストンロ
ッド２８を最も縮めた場合においてもクッション機構４
０が作用するように、ピストン１８の両側にクッション
プランジャー４１を備える構成としてもよい。尚、以上
のクッション機構４０は、本実施例のように二つのポー
ト３１・３２が構成される「復動式」の油圧シリンダ２
０のみならず、一つのポートで構成する「単動式」の油
圧シリンダに適用できることは言うまでもない。

【００２４】

【発明の効果】本発明は以上のごとく構成したので、次
のような効果を奏するのである。すなわち、請求項１の
ごとく、油圧シリンダのクッション機構において、外周
面に複数の環状溝が形成された円筒形状のクッションプ
ランジャーをピストンロッドに外嵌装着する構成とした
ので、ストロークエンドに近づくに従い、前記各環状溝
に流れ込んでポートに至り、作動油の絞りが抑えられ、
「絞り音」が生ずる事がなくなったのである。また、以
上の構成で、作動油の絞りが抑えられることから、油が
低温である場合においても、「絞り音」の発生を防止で
きる。

【００２５】また、請求項２に記載のごとく、前記環状
溝の大きさを、ピストン側に近づくほど小さく構成した
ので、ストロークエンドにおいて、ドレンされる作動油
が徐々に絞られることとなって「絞り音」の発生を防止
することができるのである。

【００２６】また、請求項３に記載のごとく、前記クッ
ションプランジャーの外周面に、前記環状溝に直交する
溝を形成したので、作動油の流れがスムースとなり、
「絞り音」の発生を防止することができたのである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の油圧シリンダの一実施形態をしめす要
部断面図である。

【図２】本発明の油圧シリンダを具備する旋回作業車の
側面図である。

【図３】クッションプランジャーの側面図である。

【図４】クッションカラーの側面図である。

【図５】クッション機構の詳細を示す一部断面図であ
る。

【図６】同じく従来の構造の一部断面図である。

【符号の説明】

２０油圧シリンダ２８ピストンロッド４０クッション機構４１クッションプランジャー５０ａ環状溝５０ｂ環状溝５０ｃ環状溝５０ｄ環状溝５０ｅ環状溝

フロントページの続き (72)発明者米倉澄岡山市江並428番地セイレイ工業株式会社内Ｆターム(参考） 3H081 AA03 BB02 CC15 EE29 FF19 FF48 HH01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】油圧シリンダのクッション機構におい
て、外周面に複数の環状溝が形成された円筒形状のクッ
ションプランジャーをピストンロッドに外嵌装着する構
成としたことを特徴とする油圧シリンダのクッション機
構。
【請求項２】前記環状溝の大きさを、ピストン側に近
づくほど小さく構成したことを特徴とする請求項１に記
載の油圧シリンダのクッション機構。
【請求項３】前記クッションプランジャーの外周面に
は、前記環状溝に直交する溝が形成されることを特徴と
する請求項１又は請求項２に記載の油圧シリンダのクッ
ション機構。