JP2006292060A - 油圧シリンダ - Google Patents

Abstract

【課題】油圧シリンダのシリンダ長を長く構成することなく、ピストンのストロークエンドにおいて衝撃力を十分に発生させることができ、しかも衝撃力による騒音を低減させることのできる油圧シリンダを提供する。
【解決手段】ピストン１２の端面には、受圧面板２９を装着すると共に支持部材２６を立設する。支持部材２６には、受圧面板２９側から順に皿バネ２７、プレート２５、プランジャ２８を遊嵌し、これらの部材はフランジ部２６ａによって抜け止めされる。ピストン１２がストロークエンドに近接すると、プランジャ２８が油路２０ｂ内に挿入してピストン１２に対するクッション作用を与える。また、シリンダボトム１７に当接したプレート２５と受圧面板２９との間隔が微小となり、微小間隔から油が逃げ出すことによるスクイーズ効果を発生させることができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、油圧シリンダに関し、特に、ピストンのストロークエンドにおいて衝撃力を発生させることができ、しかも衝撃力による騒音を低減させることのできる油圧シリンダに関するものである。

従来から、例えば、油圧ショベルにおいてバケット内の土砂を排出する際には、バケット用の油圧シリンダに対して縮み作動を行わせ、バケットの開口部側を下方に向けさせることで、バケット内の土砂を排出している。また、バケット内にこびり付いた土砂等は、バケット用の油圧シリンダに対して縮み作動を行わせたとき、そのストロークエンドにおいてピストンをシリンダチューブのボトムに衝突させ、衝突による衝撃力でバケット内にこびり付いた土砂等の落としを行っている。

しかし、衝突による衝撃力によって振動が発生し、その振動が油圧シリンダの周囲に伝播して大きな騒音の発生原因となっている。また、この衝突がバケットリンクの弾性によって、短時間のうちに複数回発生してしまい、騒音を更に増大させている。

騒音を解消するには、クッション装置を備えた油圧シリンダを用いれば良いことが分かる。しかし、クッション装置を備えた油圧シリンダを用いると、バケット用の油圧シリンダでの縮みストロークエンドにおいて、ピストンがシリンダチューブにゆっくりと当接することになる。このため、バケットに対して衝撃力が十分に作用せず、バケットにこびり付いた土砂等を落とすことができなくなる。

これを解決するために、ピストンのストロークエンドにおいて衝撃力を発生させることができ、しかも騒音の低減を図ることのできる油圧シリンダ（特許文献１参照。）が提案されている。また、ピストンのストロークエンドにおいて騒音を低減させることのできるものとしては、荷受台格納装置（特許文献２参照。）などが提案されている。

特許文献１に記載された油圧シリンダの構成は、本願発明における従来例１として図１４にその断面図を示している。図１４に示した油圧シリンダ５０は、バケット用の油圧シリンダ５０である。油圧シリンダ５０は、シリンダチューブ５１とピストン５２とシリンダロッド５３とを備えている。シリンダロッド５３の先端には、図示せぬバケットが支承され、シリンダチューブ５１の後端は、図示せぬアームに支承されている。

シリンダチューブ５１におけるボトム側の油室５４に圧油を供給すると、シリンダロッド５３は伸び作動し、ヘッド側の油室５５に圧油を供給すると、シリンダロッド５３は縮み作動する。シリンダロッド５３の伸縮により、図示せぬバケットを回動させることができる。

シリンダチューブ５１は、筒体５６にシリンダボトム５７とシリンダヘッド５８を取付けた構成となっている。シリンダロッド５３は、シリンダヘッド５８の孔５９から突出している。また、シリンダボトム５７及びシリンダヘッド５８には、それぞれ通路５７ａ、５８ａが形成されている。

油圧シリンダ５０のピストン５２には、ストロークエンドでシリンダボトム５７に衝突すると共に、その衝突によって発生する振動を減衰する振動減衰部材６０が設けられている。振動減衰部材６０としては、制振金属単体のブロック体６１をピストン５２のシリンダボトム５７側に取り付けた構成となっている。縮みストロークエンドにおいて、ブロック体６１はシリンダボトム５７に当接することができる。ブロック体６１を構成する制振金属としては、Ｍｎ−０．２２Ｃｗ−０．０５Ｎｉ−０．０２Ｆｅ材などが用いられている。

この構成によって、バケット用の油圧シリンダ５０が縮み作動を行って、ピストン５２がストロークエンドとなると、ブロック体６１がシリンダボトム５７に衝突することになる。ブロック体６１とシリンダボトム５７との衝突は、シリンダロッド５３への衝撃力となって伝えられ、バケット７に対して衝撃力を与えることができる。シリンダロッド５３からの衝撃力によって、バケット内にこびり付いた土砂等の落としを良好に行うことができる。

また、ブロック体６１とシリンダボトム５７との衝突により発生した振動、特に振動の高周波成分は、ブロック体６１を構成する制振金属によって吸収・減衰することができる。このため、衝突により発生した振動が、ピストン５２、シリンダロッド５３、シリンダチューブ５１に伝播すること、即ち、油圧シリンダの周囲に対して伝播することを防止でき、騒音発生を低下させることができる。

特許文献２に記載された荷受台格納装置は、本願発明における従来例２として図１５にその断面図を示している。図１５には、図示せぬ荷受台の裏面に取り付けられた起伏用シリンダ７０の断面図を示している。起伏用シリンダ７０を伸縮させることにより、荷受台の起立格納状態及び倒伏張出状態とすることができる。倒伏張出状態では、作業者が荷受台上に乗って貨物自動車の荷物室への荷物の搬入、搬出を行うことができ、起立格納状態では、荷物室の閉鎖を行うことができる。

一般に荷受台格納装置では、荷受台を倒伏張出位置から上方に回動させて起立格納位置にするとき、回動初期は回転モーメントが大きいため荷受台はゆっくりと上方回動する。しかし、荷受台の上方回動とともに回転モーメントが小さくなると、荷受台は徐々にその回動速度を増しながら起立してしまう。このため、回転モーメントが作用しなくなる起立格納位置ではその速度は最も速くなり、起立格納位置では荷受台が格納室等に衝突して大きな衝撃音を発生しながら停止するという問題があった。

この問題を解決するために特許文献２の荷受台格納装置が提案されているものである。図１５に示すように、起伏用シリンダ７０のシリンダ本体７１内部には、ロッド７２の基部に固着したピストン７３がスライド自在に設けられている。シリンダ本体７１のボトム側に設けた油給排口７４から作動油を供給すると、ピストン７３は作動油の油圧によりヘッド側にスライドしてロッド７２を伸長させることができる。シリンダ本体７１のヘッド側のロッド７２には、複数枚の皿バネ７５が内装されている。

起伏用シリンダ７０を伸長させたとき、伸長当初は皿バネ７５の反力は作用しないが、ピストン７３がヘッド側へスライドして皿バネ７５に当接すると、ピストン７３には皿バネ７５の反力が作用する。これにより、起伏用シリンダ７０の伸長作動が減速されて図示せぬ荷受台はゆっくりと起立することができる。皿バネ７５が所定の撓み量Ｌまで撓むと起伏用シリンダ７０が最も伸長した状態となって荷受台は起立格納されるようになっている。従って、起立格納位置において、荷受台と格納室との当接がゆっくりと行われ、大きな衝撃音を発生させずに停止することができる。
特開２００４−３３２７７８号公報 特開平１１−１８９０９０号公報

特許文献１に記載された油圧シリンダでは、ピストン５２のストロークエンドにおいて衝撃力を発生させることができ、しかも騒音を低減させることができる。しかも、ピストン５２のシリンダボトム５７側に取り付けた制振金属単体のブロック体６１の肉厚を変えることで、衝突により発生する振動の対数減衰率、即ち、騒音の減衰時間、を変更することができる。

このことは、減衰させる騒音の時間当たりの減衰量を大きくするためには、ブロック体６１の肉厚を厚くしなければならなかった。しかし、ブロック体６１の肉厚を厚くすると、ピストン５２のストローク量が短くなってしまう。ピストン５２のストローク量を確保するためには、シリンダチューブ５１の長さを長くしなければならなかった。

特許文献２に記載された荷受台格納装置は、ピストン７３のストロークエンドにおける衝突で、衝撃力を小さくする構成となっている。衝撃力を小さくすることで、騒音の発生を抑えている。しかし、特許文献２に記載された起伏用シリンダ７０を、例えば、油圧ショベルにおけるバケットを作動させる油圧シリンダとして使用した場合には、ストロークエンドでの衝撃力が減衰させられてしまう。このため、バケット内にこびり付いた土砂等を落とすための衝撃力を得ることができなかった。

また、ストロークエンドでの騒音の発生を低減するために、衝撃力を大きく減衰させるには、皿バネ７５を数多く用いなければならなかった。数多くの皿バネ７５を用いると、ピストン７３のストローク量が短くなってしまう。従って、ピストン７３のストローク量を確保するためには、シリンダ本体７１の長さを長くしなければならなかった。皿バネ７５の数を少なくすると、ストロークエンドでの衝突による衝撃力を確保することができるが、今度は逆に騒音が大きくなってしまう問題があった。

本願発明では、油圧シリンダのシリンダ長を長くすることなく、ピストンのストロークエンドにおいて衝撃力を十分に発生させることができ、しかも衝撃力による騒音を低減させることのできる油圧シリンダを提供することにある。

本願発明の課題は、請求項１〜７に記載された各発明により達成することができる。
即ち、本願発明では請求項１に記載したように、シリンダ内に摺動可能に嵌合したピストンと、前記ピストンを一端に固着したピストンロッドとを有する油圧シリンダにおいて、前記ピストンの両端面のうち少なくとも一方の端面側に、前記ピストンと一体摺動可能でかつ前記端面に対してその面が略平行状態にて接離可能となるプレートを配設し、前記ピストンのストロークエンドにおいて、前記ピストンの摺動に対して前記プレートの摺動が規制され、前記プレートの摺動規制によって、前記プレートの面と同プレートに対峙するピストン端面との間に微小な間隙が形成され、同微小な間隙によってスクイーズ効果を発生させてなることを最も主要な特徴となしている。

また、本願発明では請求項２に記載したように、プレートの面と同プレートに対峙するピストン端面との間隔を所望の間隔に復元させる復元機構を設けたことを主要な特徴となしている。
更に、本願発明では請求項３、４に記載したように、復元機構の構成を特定したことを主要な特徴となしている。

更にまた、本願発明では請求項５に記載したように、プレートの構成を特定したことを主要な特徴となしている。
また、本願発明では請求項６に記載したように、ピストンのストローク復帰のための構成を特定したことを主要な特徴となしている。
更に、本願発明では請求項７に記載したように、ピストンのストロークエンドにおけるクッション性を持たせる構成を特定したことを主要な特徴となしている。

本発明では、ピストンと一緒にプレートがストロークエンド側に摺動すると、プレートのプレート面がストロークエンドにおけるシリンダのボトム部等に接触する。この後、ピストンは摺動を続行することができるが、プレートはボトム部等に接触した状態で動けなくなる。このため、互いに対峙しているプレート面とピストン端面との間隔が微小な間隔になってくる。

互いに対峙しているプレート面とピストン端面との間隔が微小な間隔になると、プレート面とピストン端面との間にある圧油は、微小な間隔から押し出される形で逃げていくことになる。微小な間隔から押し出される形で圧油が逃げていくとき、対峙しているプレート面及びピストン端面における各壁面と油との間には摩擦力によるせん断力が発生する。このせん断力に打ち勝って油が隙間から逃げていくことになるので、プレート面とピストン端面との間には高圧の圧力が発生する。この現象は、スクイーズ効果として一般に知られている現象である。

本願発明では、このスクイーズ効果を利用して、ピストンをストロークエンドにおいて急激に停止することができ、しかも、ピストンとシリンダとは油膜を介した衝突になるため、衝突により発生する振動を小さくすることができるものである。これにより、ピストンの急激な停止による衝撃力を確保することができるとともに、衝突により発生する振動からの騒音を低減することができる。

即ち、本願発明では、ピストンと一体に摺動していたプレートをストロークエンドにおいてその摺動を停止させ、対峙しているプレート面とピストン端面との間隔を、ピストンの引き続いての摺動によって微小な間隔にすることができる。対峙しているプレート面とピストン端面との間隔を微小な間隔とすることにより、上述したスクイーズ効果を発生させることができる。

本願発明の油圧シリンダでは、スクイーズ効果がない油圧シリンダに比べて、穏やかにピストンを停止させることができるので、停止時における衝撃により発生する振動を小さくすることができる。しかも、ピストンとシリンダとは油膜を介した衝突となるため、シリンダ側に伝わる衝撃力は小さくなる。これによって、ストロークエンドでのピストンの衝突による振動や騒音の発生を低減することができる。

特に、スクイーズ効果は、ピストンの停止直前においてごく短い時間で発生する。このため、例えば、本願発明の油圧シリンダを油圧ショベルのバケット作動用の油圧シリンダとして使用したときでも、バケットに与える衝撃力を十分に確保することができる。これにより、バケットに付着した土砂等を十分に落とすことができ、バケットからの泥落ち性を阻害することがない。

また、ピストンのストロークエンドでのクッション性を与えるプランジャ式クッションを備えた油圧シリンダに比べても、本願発明の油圧シリンダによってバケットに与える衝撃力は大きくなり、バケットからの泥落ち性を向上させることができる。

本発明の好適な実施の形態について、添付図面に基づいて以下において具体的に説明する。本願発明に係わる油圧シリンダとしては、以下において油圧ショベルのバケットを操作するバケット用の油圧シリンダを例にとって説明を行う。本願発明に係わる油圧シリンダの構成としては、以下で説明する形状、配置構成以外にも本願発明の課題を解決することができる形状、配置構成であれば、それらの形状、配置構成を採用することができるものである。このため、本発明は、以下に説明する実施例に限定されるものではなく、多様な変更が可能である。

図１には、本発明の実施形態に係わる油圧シリンダを用いた油圧ショベルの側面図を示している。油圧ショベル３８は、下部走行体１に上部旋回体２が旋回自在に取付けられている。上部旋回体２には上部旋回体２側から順に、ブーム３、アーム５、及びバケット７がそれぞれ揺動自在または回動自在に支持されている。

ブーム３は、ブーム用の油圧シリンダ４によって上下揺動自在に取付けられている。ブーム３の先端に支持したアーム５は、アーム用の油圧シリンダ６によって上下揺動自在に操作することができる。アーム５の先端に支持したバケット７は、バケット用の油圧シリンダ８及び第１・第２バケットリンク９、１０によって上下回動自在に操作することができる。

バケット用の油圧シリンダ８を伸び操作すると、バケット７を土砂等の掘削掬い込み方向に回動させることができる。また、油圧シリンダ８を縮み操作すると、バケット７内に掬い取った土砂等をバケット内から排出することができる。油圧シリンダ８の縮み作動時において、そのストロークエンドで油圧シリンダ８のピストンをシリンダチューブに衝突させることにより、衝撃力を発生させることができる。この衝撃力をバケット７に伝えることによって、バケット内にへばり付いた土砂等を落とすことができる。尚、油圧シリンダにおけるシリンダ部は、実施例の説明ではシリンダチューブとして記載している。

図２には、前記バケット用の油圧シリンダ８の断面図を示している。油圧シリンダ８は、シリンダチューブ１１、ピストン１２及びシリンダロッド１３を備えている。シリンダチューブ１１の一端部には、ボルト２２によってシリンダヘッド１８が固着され、他端部にはシリンダボトム１７が溶着されている。シリンダヘッド１８の内周面には、シール用の溝１９が形成されている。

シリンダチューブ１１の内部には、往復摺動自在のピストン１２が配設され、ピストン１２はシリンダヘッド１８を貫通するシリンダロッド１３に固着されている。ヘッド側の油室１４には、油路２１を介して圧油を供給することができ、ボトム側の油室１５にシリンダボトム１７に形成した油路２０ａ、２０ｂを介して圧油を供給することができる。

ピストン１２のシリンダボトム１７側には、ピストン１２の中心からはピストン軸方向に延設した支持部材２６が取り付けられている。支持部材２６にはピストン端面側から順に、前記ピストン端面に装着した受圧面板２９、皿バネ２７、プレート２５、プランジャ２８が配設されている。受圧面板２９を除いた皿バネ２７、プレート２５、プランジャ２８は、支持部材２６にそれぞれ遊嵌し支持部材の端部に形成したフランジ部２６ａによって抜け止めされている。

プランジャ２８は、シリンダボトム１７に開口する油路２０ｂ内に挿入、挿出自在に係合することができる。油路２１から圧油が供給されて、ピストン１２はシリンダボトム１７側に摺動する。ピストン１２のストロークエンドにおいて、プランジャ２８が油路２０ｂ内に挿入されると、油室１５から油路２０ｂを介して外部に流出する油圧の流量が絞られる。これによって、ピストン１２の摺動に対してクッション作用を与えることができる。

図３には、プレート２５と皿バネ２７及び受圧面板２９とによるスクイーズ効果の作用を説明した模式図を示している。尚、図３及び以下で説明する図４〜図６では、各部材を説明し易くするため、各部材の配置関係を誇張して示している。また、一部の部材については省略して示している。

ピストン１２がシリンダボトム１７側のストロークエンドに近づくと、プレート２５はシリンダボトム１７に当接する。ピストン１２の更なる摺動によって、プレート２５は、支持部材２６上を移動しながらピストン端部側に接近することになる。このとき、プレート２５の移動によって、皿バネ２７の内径部２７ｂはプレート２５に当接し、皿バネ２７の外径部２７ａは、受圧面板２９に当接する。そして、皿バネ２７は平板状に変形することになる。

これによって、皿バネ２７はプレート２５に張り付く方向に変形する。皿バネ２７とピストン端部に装着した受圧面板２９と皿バネ２７との間隔、及び皿バネ２７とプレート２５との間隔がそれぞれ小さくなってくる。

ピストン１２がストロークエンドに達したときには、上記間隔は微小な間隔となり、上述したように、微小な間隔から矢印３６ａの方向に油が逃げ出すことになる。矢印３６ａ方向に逃げ出す油は、微小隙間の両壁面間と油との摩擦力とによって生じるせん断力に打ち勝って逃げ出すことになる。これによって、微小隙間の両壁面間において、矢印３６ｂで示す高圧の圧力が発生する。即ち、スクイーズ効果を発生させることができる。

尚、図３で示した矢印は、皿バネ２７と受圧面板２９との間での様子を示しているが、スクイーズ効果は皿バネ２７とプレート２５との間においても発生することができるものである。皿バネ２７はスクイーズ効果を発生させる以外にも、ストロークエンドでプレート面とピストン端面との間隔が微小な間隔となった後での復元力として作用することができる。即ち、ピストン１２に対してストローク復帰を行わせるとき、皿バネ２７はプレート面とピストン端面との間を所望の間隔に復元させる復元力として作用する。

スクイーズ効果によって、ピストン１２は急激に停止することになる。ピストン１２の急速な速度変化は、衝撃力となってピストンロッド１３に伝達することができる。ピストンロッド１３に伝達された衝撃力によって、バケット内にへばり付いている土砂等を落とすことができる。

また、ピストン１２の停止時、ピストン１２とプレート２５との間には薄い油膜が介在されるため、ピストン１２の停止に伴う衝撃や振動は小さくなり、騒音の発生を低減させることができる。

尚、受圧面板２９をピストン１２の端面に装着した例を用いて説明を行ったが、受圧面板２９は必ずしも必要な部材ではない。図４に示すように、ピストン１２の皿バネ２７側に受圧面板２９を配設しない構成とすることもできる。

図４では、皿バネ２７の内径部２７ｂをピストン端面側に配設し、受圧面板２９を配設していない配置構成となっている。図４においても、受圧面板２９を配設した構成とすることもできる。皿バネ２７の内径部２７ｂを配設する向きとしては、図３に示すようにプレート２５側に内径部２７ｂが配設されるように構成することもできる。また、図３においても、図４のように皿バネ２７の内径部２７ｂをピストン端面側に配設することもできる。

ピストン１２がシリンダボトム１７側のストロークエンドに近づくと、プレート２５はシリンダボトム１７に当接する。ピストン１２の更なる摺動によって、プレート２５は、支持部材２６上を移動しながらピストン端部側に接近することになる。このプレート２５の移動において、皿バネ２７はピストン１２の端面に張り付く方向に変形することになる。

皿バネ２７とプレート２５との間隔が小さくなり、皿バネ２７とプレート２５との間でスクイーズ効果を発生させることができる。図４に示すような配置関係で皿バネ２７を配設することにより、皿バネ２７がピストン１２の端面に張り付く方向に変形することができる。このため、ピストン１２の端面に十字溝が切られていたとしても、皿バネ２７の変形によって十文字溝を塞ぐことができ、皿バネ２７とプレート２５との間でスクイーズ効果を効率よく発生させることができる。

また、図６で示すように、ピストン端面とプレート２５との間、又はピストン端面とプレート２５との間に介在させた皿バネ２７とを含む対向する面間における隙間を微小な隙間にすることで、スクイーズ効果を発生させることができる。

図６では更に、シリンダヘッド１８側にもプレート３５を配設した構成となっている。このため、シリンダへッド１８側におけるストロークエンドにおいても、スクイーズ効果を発生させることができる。プレート３５とピストン１２との間には、皿バネ３７が配設され、プレート３５及び皿バネ３７は、ピストンロッド１３上を摺動することができる構成となっている。

油路２０ａ、２０ｂからの圧油によりピストン１２がシリンダヘッド１８側に摺動して、プレート３５がシリンダヘッド１８と当接すると、プレート３５の摺動が停止する。更に、ピストン１２がシリンダヘッド１８側に摺動することにより、プレート３５とピストン１２との隙間を微小な隙間にできる。

従って、ピストン１２をシリンダヘッド１８側へ摺動させることにより、ピストン１２がシリンダへッド側のストロークエンドに来ると、上述したシリンダボトム側でのスクイーズ効果と同様にスクイーズ効果を発生させることができる。

即ち、ピストン１２のシリンダへッド１８側でのストロークエンドにおいて、皿バネ３７の外径部３７ａは、プレート３５に当接するとともに、皿バネ３７の内径部３７ｂはピストン１２の端面に当接することになる。ピストン１２の更なる摺動によって、皿バネ３７は平板状に変形し、プレート３５と皿バネ３７との間及び皿バネ３７とピストン１２の端面との間でスクイーズ効果が発生することになる。

皿バネ２７、３７の配設枚数としては、ピストン端部とプレート２５、３５との間に１枚配設した例を説明したが、皿バネ２７、３７の配設枚数としては、１枚に限定されるものではなく、図５に示すように２枚配設することもできる。皿バネ２７、３７におけるそれぞれの内径部２７ｂ、３７ｂをどちら側に配設するかは、適宜行うことができるものである。

また、図示は行っていないが、複数枚の皿バネをピストン端部とプレート２５、３５との間に配設することもできる。ただ、皿バネを数多く配設しても、スクイーズ効果が大幅に向上するものではなく、逆にピストンの摺動ストロークが短くなるので、適宜数配設することが望ましい。

図３〜５に示すように、プレート２５のシリンダボトム側の面には十文字溝３１が形成されている。十文字溝３１は、図１１に示すように支持部材２６に遊嵌する孔２５ａを中心に半径方向に形成されている。ピストン１２がシリンダボトム側のストロークエンドにあると、プレート２５はシリンダボトム１７と面接触状態となる。

このとき、十文字溝３１がプレート２５の面に形成されていないと、油路２０ａ、２０ｂから供給された圧油による受圧面積は、プランジャ２８の受圧面積、プランジャ２８と油路２０ｂとの隙間から油路２０ｂ近傍のプレート２５部位に作用する受圧面積だけとなる。このため、油路２０ｂ内の圧力が高圧とならない限り、ピストン１２をシリンダへッド側に摺動させることができない。ピストン１２を摺動させることができるまで油路２０ｂ内の圧力が高くなると、ピストン１２を摺動させることができる。

しかし、ピストン１２が少し摺動した途端に、高圧の圧油はピストン端面全面を受圧面積とすることができるようになり、ピストン１２に対して飛び出し現象を発生させてしまう。このピストン始動時の飛び出し現象を防止するため、プレート２５の受圧面に十文字溝３１が形成され、ピストン１２の始動開始を滑らかにスタートさせている。

同十文字溝３１によって油路２０ｂからの圧油を、十文字溝３１内に導入することができ、油路２０ｂが作用する受圧面積として、上述した受圧面積以外に十文字溝３１の面積を受圧面積とすることができる。このため、油路２０ｂ内の圧油の圧力が高圧にならなくても、ピストン１２をシリンダへッド１８側に摺動させることができる。

十文字溝３１としては、油路２０ｂからの圧油による受圧面積を増大させる形状であれば十文字に限定されるものではない。また、図６に油溝３４で示したようにシリンダボトム１７に油溝を形成しておくこともできる。実施例では十文字溝３１又は油溝３４を配設した構成とした。しかし、他の構成等によって飛び出し現象を防止できる場合には、十文字溝３１又は油溝３４が形成されていない構成とすることもできる。

ピストン１２のストローク復帰時に、皿バネ２７とプレート２５とが密着しても、密着面に容易に圧油が入り込めるように、皿バネ２７の一部に貫通孔３０を形成しておくことができる。ピストン１２のストローク復帰時にプレート２５の周面、支持部材２６に遊嵌するための孔２５ａから導入された圧油が、貫通孔３０を通って皿バネ２７とプレート２５との間に導入することができる。これにより、皿バネ２７は弾性復帰し、同弾性復帰によってプレート２５とピストン端部、又はプレート２５とピストン端部に装着された受圧面板２９との間隔を初期状態の間隔に戻すことができる。

このように、プレート２５、３５は、ピストン１２の両端面側にそれぞれ配設することができる。また、ピストン１２の一方の端面側に配設しておくこともできる。プレート２５、３５及び皿バネ２７、３７を案内する支持部材としては、プランジャ２８を支持する部材を兼用させることも、ピストンロッド１３を利用することもできる。更に、プランジャを設けないときには、ピストン１２の中心軸上に支持部材２６を配設することも、ピストン１２の中心軸を中心とした同心円上に支持部材を複数等間隔に配設することもできる。

尚、支持部材２６の構成としては、上述した構成以外にも、プレート２５、３５の面をピストン１２の端面と略平行状態を保ちながらプレート面とピストン端面との間隔を接離させることのできる構成であれば、他の構成を採用することもできる。

図７〜図１０及び図１２、図１３は、本願発明に係わる他の実施形態を示す断面図である。図７〜図１０及び図１２、図１３では、各部材を説明し易くするため、各部材の配置関係を誇張して示している。実施例２では、支持部材２６にプランジャを配設していない構成、皿バネの代わりにコイルバネやプレートの一部を切り欠いて形成した弾性片を配設した構成を特徴としている。他の構成は実施例１における構成と同様の構成を用いることができる。このため、実施例１と同様の構成については、実施例１において用いた部材符号と同じ部材符号を用いることでその説明を省略する。

図７（ａ）では、支持部材２６の先端部側に実施例１で用いたプランジャ２８が配設されていない。他の構成は、実施例１における図３の構成と同様の構成を備えている。ピストン１２のストロークエンド近傍において、支持部材２６は油路２０内に挿入することができる。また、プレート２５はシリンダボトム１７との当接によって、ピストン１２との一体的な摺動が停止され、プレート２５とピストン端面との間隔を微小な間隔にすることができる。このとき、プレート２５は皿バネ２７の外径部２７ａに当接し、皿バネ２７の内径部２７ｂは、ピストン１２の端面に当接して皿バネ２７が平板状となるように変形することになる。

ピストン１２のストローク復帰時には、シリンダボトム１７に形成した油溝３４によって、ピストン１２の摺動開始を行わせることができる。皿バネ２７の配置構成は図７（ａ）では、皿バネ２７の内径部２７ｂをピストン端面側とした配置構成となっているが、プレート２５側に内径部２７ｂを配設することもできる。図７（ａ）に示した皿バネ２７の配置構成では、ピストン１２のシリンダボトム側でのストロークエンド時、皿バネ２７がピストン端面と面接触した状態となることができる。

このため、仮に、ピストン端面に十字溝３１’が形成されていたとしても、皿バネ２７の変形によって、同十文字溝３１’を覆い隠すことができ、変形してピストン端面に面接触した皿バネ２７とプレート２５との間でスクイーズ効果を発生させることができる。また、皿バネ２７に皿バネ復帰用の貫通孔３０を形成しなくても、ピストン端面に形成した十文字溝３１’を利用して皿バネ２７とピストン端面との密着状態を解除することもできる。これにより、皿バネ２７を変形前の形状に復帰させることができる。

また、図７（ｂ）に示すように、皿バネ２７にプレートとしての機能をも兼用させることができる。この場合、皿バネ２７は、プレートとして機能することでスクイーズ効果を発揮させることができ、しかも、ピストン１２のストローク復帰時には、ピストン端面との間での隙間を復元させるバネとしての機能を奏することができる。

この場合、皿バネ２７の向きとしては、内径部２７ｂを支持部材２６のフランジ２６ａ側に配することが望ましい。支持部材２６のフランジ２６ａと内径部２７ｂとによって、皿バネ２７の抜け止めと皿バネ２７の変形とを行うことができる。また、ピストン１２の復帰時においては、支持部材２６のフランジ２６ａと内径部２７ｂとによって、皿バネ２７とピストン１２の端面との間隔を所望の間隔となるように規制することができる。

図８は、皿バネを用いる代わりにコイルバネを用いた例である。プレート２５のピストン端面側への移動時、プレート２５によってコイルバネ３２が圧縮されながらピストン端面に形成した環状の凹溝３９内に収納することができる。これにより、プレート２５とピストン端面との間隔が微小な間隔となるときでも、コイルバネ３２によって間隔が微小になることを阻害されることはない。

コイルバネ３２の代わりに、ゴム等の弾性材、弾性変形可能な突起等を用いることもできる。ゴム等の弾性材、弾性変形可能な突起等を用いるときにも、コイルバネ３２を用いた場合と同様に、プレート面とピストン端面との間隔が微小な間隔となることができるように、ピストン端面またはプレートのピストン端面と対峙する面にゴム、突起等を収納する凹部を形成しておくことが望ましい。

プレート面とピストン端面との間隔が微小になったときには、ゴム、突起等を前記凹部内に完全に収納することができ、プレート面とピストン端面との間隔微小な間隔にすることができる。ピストン１２のストローク復帰時には、前記凹部からゴム、突起等を突出さることで、プレート２５とピストン端面との間隔を所望の間隔に復元させることができる。

図９は、プレート２５を２層構造のプレートとして構成し、一方のプレートの一部を切り欠いて弾性片３３を形成している。他方のプレートは、弾性片を形成したプレートに接合され、弾性片３３を形成した切り欠き部から圧油がピストン軸方向に逃げないよう構成されている。

図１０は、図９に示したプレート２５を支持部材２６に配設した例を示している。プレート２５がシリンダボトム１７に当接した後、ピストン１２の更なる摺動に伴ってプレート２５とピストン端面との間隔が微小な間隔になると、弾性片３３はプレート２５面内に収納されることになる。プレート２５面とピストン端面との間でスクイーズ効果を発生させることができる。ピストン１２のストローク復帰時には、弾性片３３の弾性力により、プレート２５面とピストン端面との面間距離を拡張させることができる。

弾性片３３を形成したプレートは合成樹脂材で構成することも、金属板にて構成することもできる。また、弾性片を形成せずに合成樹脂の弾性力を利用して、ピストンのストロークエンドからのストローク復帰維持にプレートとピストン端面との間隔が所望の間隔となるように構成することもできる。

ピストン１２のストローク復帰時における、プレート２５面とピストン端面との面間距離を拡張させる復元機構としては、上述したような弾性部材を用いる代わりに、図１２に示すようにプレート２５の面に形成した十文字溝３１とピストン端面に形成した十文字溝３１’とを利用することもできる。

図１２では、プレート２５の十文字溝３１の幅よりもピストン１２の十文字溝３１’の幅を大きく形成してある。即ち、正面視における十文字溝３１の面積よりも十文字溝３１’の面積を広く形成している。また、プレート２５の外径よりもピストン１２の外径を大きく形成している。

ピストン１２の摺動時、シリンダボトム１７側におけるピストン１２のストロークエンドにおいて、シリンダボトム１７、プレート２５及びピストン１２は、略密着状態となる。この状態からのピストン１２のストローク復帰時に、油路２０ａ、２０ｂから圧油が供給されると、図１３に示すように、プレート２５の十文字溝３１を通って、プレート２５の外周部に達する。プレート２５の外周部からはピストン端面に形成した十文字溝３１’に導入されることになる。

ピストン端面に形成した十文字溝３１’に導入された圧油によって、ピストン１２はストローク復帰を行う。このとき、十文字溝３１と十文字溝３１’との受圧面積差、即ち、上述した正面視における十文字溝の面積差、によって、プレート２５をピストン側に押圧する押圧力よりも、プレート２５をピストン１２から離間する方向に押圧する押圧力が大きくなる。
従って、プレート２５はピストン１２の復帰方向とは逆方向に動くことになり、プレート２５とピストン１２端面との隙間が復元する。

ピストン１２のストローク復帰時において、プレート２５を復元させるのに十文字溝３１、３１’を形成する代わりに、シリンダヘッド１８又はシリンダボトム１７と当接するプレート３５、２５の面、あるいは同プレート３５、２５の面と対峙するシリンダヘッド１８又はシリンダボトム１７に、図６に示すような油溝３４を形成しておくことができる。シリンダ内に供給された圧油が油溝３４内に導入され、供給された圧油による受圧面積を油溝３４によって増大することができるので、ピストン１２をスムーズに摺動開始させることができる。

また、プレート２５、３５を復元させるのに弾性体を使用する場合には、弾性片を形成したプレート形状だけでなく、そろばん玉形状のような外形形状を有して、外側からの圧力により外形形状が潰れることのできる形状の弾性体を使用することもできる。尚、外側からの圧力が解除されたときには、弾性力によって元の外形形状に復帰できることが必要である。

本願発明は、油圧シリンダによる衝撃力の発生を行わせると共に、衝撃による騒音の発生を防止することが求められている各種油圧シリンダに対して、本願発明の技術思想を適用することができる。

油圧ショベルの側面図である。（実施例） 油圧シリンダの断面図である。（実施例１） 油圧シリンダの要部概略断面図である。（実施例１） 油圧シリンダの別の要部概略断面図である。（実施例１） 油圧シリンダの他の要部概略断面図である。（実施例１） 油圧シリンダの更に別の要部概略断面図である。（実施例１） 油圧シリンダの要部概略断面図である。（実施例２） 油圧シリンダの他の要部概略断面図である。（実施例２） プレートの斜視図である。（実施例２） 図９におけるプレートを用いた油圧シリンダの要部概略断面図である。（実施例２） プレートの正面図である。（実施例） 油圧シリンダの要部概略断面図である。（実施例２） 十文字溝によるプレートの作動説明図である。（実施例２） 油圧シリンダの断面図である。（従来例１） 油圧シリンダの断面図である。（従来例２）

符号の説明

７・・・バケット、 ８・・・油圧シリンダ、 １１・・・シリンダチューブ、
１２・・・ピストン、 １３・・・シリンダロッド、 １７・・・シリンダボトム、
１８・・・シリンダへッド、 ２５・・・プレート、 ２６・・・支持部材、 ２７・・・皿バネ、 ２８・・・プランジャ、 ２９・・・受圧面板、 ３０・・・貫通孔、 ３１、３１’・・・十文字溝、 ３２・・・コイルバネ、 ３３・・・弾性片、 ３４・・・油溝、３５・・・プレート、 ３７・・・皿バネ、 ３９・・・凹溝、 ５０・・・油圧シリンダ、 ５１・・・シリンダチューブ、 ５２・・・ピストン、 ５３・・・シリンダロッド、 ５７・・・シリンダボトム、 ５８・・・シリンダへッド、 ６０・・・振動減衰部材、 ６１・・・ブロック体、 ７０・・・起伏用シリンダ、 ７１・・・シリンダ本体、 ７２・・・ロッド、 ７３・・・ピストン、 ７５・・・皿バネ。

Claims (7)

1. シリンダ内に摺動可能に嵌合したピストンと、前記ピストンを一端に固着したピストンロッドとを有する油圧シリンダにおいて、
   前記ピストンの両端面のうち少なくとも一方の端面側に、前記ピストンと一体摺動可能でかつ前記端面に対してその面が略平行状態にて接離可能となるプレートを配設し、
   前記ピストンのストロークエンドにおいて、前記ピストンの摺動に対して前記プレートの摺動が規制され、
   前記プレートの摺動規制によって、前記プレートの面と同プレートに対峙するピストン端面との間に微小な間隙が形成され、同微小な間隙によってスクイーズ効果を発生させてなることを特徴とする油圧シリンダ。
2. 前記プレートの面と同プレートに対峙するピストン端面との間隔を、前記微小な間隙から所望の間隔に復元させる復元機構が設けられてなることを特徴とする請求項１記載の油圧シリンダ。
3. 前記復元機構が、前記プレートの面と同プレートに対峙するピストン端面との間に配設した弾性部材であることを特徴とする請求項２記載の油圧シリンダ。
4. 前記弾性部材が、皿バネであることを特徴とする請求項３記載の油圧シリンダ。
5. 前記プレートが、復元力を有する合成樹脂から形成されてなることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の油圧シリンダ。
6. シリンダヘッド又はシリンダボトムに当接する前記プレートの面、あるいは同プレートの面と対峙するシリンダヘッド又はシリンダボトムに、前記ピストンのストローク復帰のための油溝が形成されてなることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の油圧シリンダ。
7. 前記ピストンのシリンダボトム側に、前記シリンダボトムに開口した油路内に挿入可能なプランジャが配設されてなることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の油圧シリンダ。

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