JP2014126142A - Fluid pressure cylinder - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、流体圧シリンダに関する。 The present invention relates to a fluid pressure cylinder.
フォークリフトなどの積荷を昇降させる装置は、油圧の給排によって伸縮して積荷を上下させる油圧シリンダを備えている。油圧シリンダは単動式であり、シリンダチューブ内の油圧室に油圧を供給することで伸長し、油圧室の油圧を排出させることで収縮する。 A device such as a forklift that lifts and lowers a load includes a hydraulic cylinder that expands and contracts by hydraulic supply and discharge to raise and lower the load. The hydraulic cylinder is a single-acting type and expands by supplying hydraulic pressure to the hydraulic chamber in the cylinder tube, and contracts by discharging the hydraulic pressure in the hydraulic chamber.
特許文献1には、ストロークエンドに達する際にピストンの上昇速度を抑えることで衝撃を緩和する衝撃緩和機構を備える油圧シリンダが記載されている。衝撃緩和機構は、油圧シリンダのピストンロッドのピストン付近に設けられピストンロッドの内外を連通するオリフィスによって実現される。すなわち、ストロークエンド付近において、シリンダチューブとピストンロッドとの間の作動油がオリフィスを介してピストンロッド内に流入することで、作動油に流動抵抗を生じさせてピストンの上昇速度を低下させる。
油圧シリンダのピストンロッド長さは、油圧シリンダが搭載される装置に合わせて複数種類設定される。また、衝撃緩和機構による衝撃緩和の度合いは、オリフィス径を変化させることで調整され、油圧シリンダが搭載される装置に合わせて複数種類設定される。したがって、ピストンロッドはロッド長さごと及びオリフィス径ごとに規定されるのでピストンロッドの品番数が多くなる。 Plural types of piston rod lengths of the hydraulic cylinder are set according to the device on which the hydraulic cylinder is mounted. The degree of impact relaxation by the impact relaxation mechanism is adjusted by changing the orifice diameter, and a plurality of types are set according to the device on which the hydraulic cylinder is mounted. Therefore, since the piston rod is defined for each rod length and each orifice diameter, the number of piston rods is increased.
本発明は、このような技術的課題に鑑みてなされたものであり、ピストンロッドの品番数を削減可能な流体圧シリンダを提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such technical problems, and an object thereof is to provide a fluid pressure cylinder capable of reducing the number of piston rods.
本発明は、シリンダチューブ内を摺動するピストンの下側の駆動室への作動流体の供給に応じて上方に伸長するとともに、ピストンが伸側のストローク端に達する前に伸長作動を抑制するクッション機能を有する単動型の流体圧シリンダであって、ピストンの上部に嵌合されてピストンとの間にロッド内室を画成するピストンロッドと、ピストンロッドとシリンダチューブとの間に画成されるクッション室と、ピストンロッドに設けられクッション室とロッド内室とを連通する連通孔と、ピストンロッドの下端に配置されてピストンロッドとピストンとの間に挟持され、クッション室からロッド内室への作動流体の流れに抵抗を与えることでクッション機能を発揮するオリフィスを有する環状のスペーサと、を備えることを特徴とする。 The present invention is a cushion that extends upward in response to supply of a working fluid to a lower drive chamber of a piston that slides in a cylinder tube and suppresses the extension operation before the piston reaches the stroke end of the extension side. A single-acting fluid pressure cylinder having a function, which is defined between a piston rod which is fitted to the upper part of the piston and defines a rod inner chamber between the piston and the piston rod and the cylinder tube. A cushion chamber, a communication hole provided in the piston rod for communicating the cushion chamber and the rod inner chamber, and disposed at the lower end of the piston rod and sandwiched between the piston rod and the piston, from the cushion chamber to the rod inner chamber And an annular spacer having an orifice that exerts a cushion function by providing resistance to the flow of the working fluid.
本発明によれば、ピストンロッドとピストンとの間にスペーサを挟持し、クッション機能を発揮するオリフィスをスペーサに設けた。したがって、スペーサを異なる長さのスペーサに交換するだけで流体圧シリンダの全長を調節することができる。よって、全長ごとに規定されるロッドの品番数を削減することができる。また、スペーサを異なるオリフィス径のスペーサに交換するだけでクッション機能の強度を調節することができる。よって、全長が同一であればオリフィス径にかかわらず同一のロッドを用いることができるので、ロッドの品番数を削減することができる。 According to the present invention, the spacer is sandwiched between the piston rod and the piston, and the orifice that exhibits the cushion function is provided in the spacer. Therefore, the total length of the fluid pressure cylinder can be adjusted by simply replacing the spacer with a spacer having a different length. Therefore, it is possible to reduce the number of rods defined for each full length. Further, the strength of the cushion function can be adjusted by simply replacing the spacer with a spacer having a different orifice diameter. Therefore, if the total length is the same, the same rod can be used regardless of the orifice diameter, so the number of rods can be reduced.
図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、本実施形態における流体圧シリンダ100の断面を示す断面図である。流体圧シリンダ100は、筒状のシリンダチューブ10と、シリンダチューブ10内に摺動自在に嵌装されるピストン20と、ピストン20の上部に嵌合されるピストンロッド30と、シリンダチューブ10の上端に嵌合されピストンロッド30を摺動自在に軸支するシリンダヘッド40と、を備える単動型の流体圧シリンダである。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a cross section of a
流体圧シリンダ100は、フォークリフトなどの昇降装置において積荷を昇降させるリフトシリンダとして用いられる。流体圧シリンダ100をフォークリフトに搭載した場合、シリンダチューブ10及びピストンロッド30は車体(不図示)に固定される。流体圧シリンダ100は、図1に示すように、ピストンロッド30がピストン20の上部に配置され、シリンダチューブ10の軸方向が鉛直方向と略一致する向きで使用される。
The
シリンダチューブ10内のピストン20より下側には駆動室1が画成される。駆動室1には、図示しない流体圧源から圧送される作動流体が供給される。駆動室1の作動流体圧が上昇すると、ピストン20及びピストンロッド30が上方へ駆動され、流体圧シリンダ100が伸長作動する。一方、駆動室1の作動流体圧が低下すると、ピストン20及びピストンロッド30が自重によって下方へと移動し、流体圧シリンダ100が収縮作動する。なお、作動流体は、例えばオイルや、その他の水溶性代替液等である。
A
シリンダチューブ10の上部開口端には、円筒状のシリンダヘッド40が螺合される。シリンダヘッド40の内周には円筒状のベアリング41が介装され、ピストンロッド30はベアリング41を介してシリンダヘッド40に軸支される。
A
シリンダヘッド40の内周にはさらに、上方から順に、ダストシール42と、ピストンロッド30の外周面に摺接するメインシール43と、が介装される。ダストシール42は、シリンダチューブ10内へのダストの侵入を防止する。メインシール43は、シリンダチューブ10内の後述するクッション室2を密封する。
Further, a
シリンダヘッド40の外周には、上方から順に、シリンダチューブ10の内周より大径の外周面を有しシリンダチューブ10の上端に当接するフランジ部40bと、シリンダチューブ10の内部に挿入されシリンダチューブ10の開口端近傍の内周と螺合する螺合部40aと、が形成される。シリンダヘッド40の外周であって螺合部40aより下方には、環状溝44及び環状溝44に嵌装されるシールリング45が設けられる。シールリング45は、シリンダチューブ10とシリンダヘッド40との間を封止し、後述するクッション室2を密封する。
On the outer periphery of the
ピストンロッド30の下端にはピストン20が嵌合される。ピストン20の外周にはベアリング21及びシールリング22が介装される。ピストン20は、ベアリング21を介してシリンダチューブ10の内周に摺接する。シールリング22は、ピストン20とシリンダチューブ10との間を封止し、ピストン20の下側に画成される駆動室1の流体圧がピストン20の上側に漏出することを抑制する。
The
ピストン20は、上部にピストンロッド30の下端を収容する環状の収容溝23を備え、ピストンロッド30の下端部外周が収容溝23においてピストン20の内周に嵌合する。ピストン20とピストンロッド30との嵌合部20aでは、ピストン20の内周面に設けられる環状溝24とピストンロッド30の外周面に設けられる環状溝31とが対峙しており、この2つの環状溝24、31にスナップリング25が嵌装される。これにより、ピストン20とピストンロッド30とが軸方向に係止される。
The
ピストンロッド30の下端とピストン20の収容溝23の底部との間には、ピストンロッド30と同径かつ環状のスペーサ50が介装される。スペーサ50は、軸方向寸法が収容溝23の深さより小さく、ピストンロッド30がピストン20に嵌合されることでピストンロッド30とピストン20との間に軸方向に挟持される。
Between the lower end of the
シリンダチューブ10の下端には、シリンダチューブ10より内径が小さい円筒状の基部60が溶接等によって固定される。基部60は、内周側に駆動室1を画成するとともに上部にピストン20を支持する支持面61を有する。支持面61は、ピストン20及びピストンロッド30が自重により下降した場合にピストン20の下面に当接し、ピストン20の下死点を規定する。
A
ピストン20はさらに、収容溝23の底部の内周側からピストン20の下面まで軸方向に連通する円柱状の取付穴26を有する。取付穴26は、小径部26aと、小径部26aより下方に連接され小径部26aより内径が大きい大径部26bと、から構成される。取付穴26には、下方からバルブハウジング70が嵌挿される。バルブハウジング70は、その顎部70aが小径部26aと大径部26bとの間の段部26cに当接することで、軸方向上方への移動が規制される。
The
バルブハウジング70は、軸方向に連通する収容穴71を有する。収容穴71は、小径部71aと、小径部71aより下方に連接され小径部71aより内径が大きい大径部71bと、から構成される。収容穴71の小径部71aには上方から円筒状のリターンパイプ72が圧入固定され、収容穴71の大径部71bには下方からチェックバルブ73が収容される。チェックバルブ73は、ピストン20の上方からリターンパイプ72を経由して下方へと流れる作動油の流れのみを許容する。
The
バルブハウジング70がピストン20の取付穴26に嵌挿され、チェックバルブ73が収容穴71の大径部71bに収容された状態で、バルブハウジング70の収容穴71の大径部71bより内径が小さい環状のストッパ74が取付穴26の大径部26bに嵌挿される。さらに、取付穴26の大径部26bに設けられる環状溝27にスナップリング28が装着される。これにより、バルブハウジング70は、軸方向下方への移動が規制される。
The
バルブハウジング70の外周面には環状溝75が設けられ、環状溝75にはシールリング76が嵌装される。このシールリング76は、ピストン20とバルブハウジング70との間を封止し、ピストン20の下側に画成される駆動室1の流体圧がピストン20の上側に漏出することを抑制する。さらに、チェックバルブ73の外周面には環状溝77が設けられ、環状溝77にシールリング78が嵌装される。このシールリング78は、チェックバルブ73とバルブハウジング70との間を封止し、ピストン20の下側に画成される駆動室1の流体圧がチェックバルブ73の上側に漏出することを抑制する。
An
以上より、シリンダチューブ10内の空間は、ピストン20より下側に画成される駆動室1と、ピストンロッド30の外側に画成されるクッション室2と、ピストンロッド30の内側に画成されるロッド内室3と、に区画される。
As described above, the space in the
また、ピストンロッド30は、ピストン20との嵌合部20aより上方であってリターンパイプ72の上端より下方においてクッション室2とロッド内室3とを連通する連通孔32を有する。スペーサ50は、ピストン20に当接する面からロッド内室3までを連通するとともに、ロッド内室3へ向けて徐々に内径が絞られたオリフィス51を有する。さらに、ピストンロッド30には、シリンダチューブ10からスナップリング25が嵌装される環状溝31を介してスペーサ50までにわたって、オリフィス51とクッション室2とを連通する上下方向の隙間通路33が設けられる。
Further, the
駆動室1は、作動流体が充填される圧力室であり、流体圧源から供給される作動流体の給排に応じて圧力が増減する。クッション室2は、作動流体及び空気が充填される圧力室であり、ピストン20の摺動に応じて容積が増減する。ロッド内室3は、作動流体及び空気が充填される圧力室であり、ピストン20の摺動に応じて圧力が増減する。
The
次に、流体圧シリンダ100の作動について説明する。
Next, the operation of the
図1は、ピストン20が下死点まで下降して基部60によって支持されている状態、つまり流体圧シリンダ100の最収縮状態を示している。この状態で流体圧源から駆動室1に作動流体を供給すると、駆動室1の圧力が上昇し、ピストン20及びピストンロッド30が上方へと駆動される。
FIG. 1 shows a state where the
ピストン20の上昇に伴って、クッション室2の容積が減少するので、減少する容積分の作動流体が連通孔32を介してロッド内室3へと流入していく。このとき、駆動室1の作動流体のうちの一部は、シールリング22を超えてクッション室2へと漏出する。クッション室2及びロッド内室3に貯留される作動流体の液面がリターンパイプ72の上端を超えると、超えた分の作動流体はリターンパイプ72内へ流れ落ちる。
As the
一方、ロッド内室3は、連通孔32を介してクッション室2と連通しているので、クッション室2の圧力上昇に伴ってロッド内室3の圧力も上昇していく。ロッド内室3の圧力がチェックバルブ73の開弁圧を超えると、チェックバルブ73が開弁してリターンパイプ72に貯留される余分な作動流体が駆動室1へと流出する。
On the other hand, since the rod
さらにピストン20が上昇すると、連通孔32がシリンダヘッド40のベアリング41によって閉塞される。連通孔32が閉塞した後、ピストン20の上昇によるクッション室2の容積減少分の作動流体は、隙間通路33及びオリフィス51を介してロッド内室3へと流入する。オリフィス51はクッション室2からロッド内室3への作動流体の流れに抵抗を与えるので、クッション室2の圧力が上昇してピストン20の上昇が抑制される。これにより、クッション機能が発揮される。
When the
その後、ピストン20の上端がシリンダヘッド40の下端に当接するピストン20の上死点位置、すなわち、流体圧シリンダ100の伸側ストローク端に達するまでクッション機能が発揮されるので、ピストン20がシリンダヘッド40に衝突する際の衝撃が緩和される。
Thereafter, the cushion function is exhibited until the
一方、駆動室1の作動流体が排出されると、ピストン20及びピストンロッド30は、ピストン20の下面が基部60の上面に当接するまで自重によって下降する。
On the other hand, when the working fluid in the
ここで、流体圧シリンダ100の軸方向長さである全長は、流体圧シリンダ100が搭載される装置に合わせて、例えば1mm単位で適宜変更する必要がある。本実施形態では、流体圧シリンダ100の全長の調節はスペーサ50の軸方向長さを変えることで調整される。つまり、長さ違いの複数のスペーサ50にそれぞれ品番を付し、要求される流体圧シリンダ100の全長に合わせて適切な品番のスペーサ50が選択される。
Here, the total length, which is the axial length of the
また、ピストン20とピストンロッド30とを係合するスナップリング25の取り付け位置がスペーサ50の長さごとに異なるので、ピストンロッド30に設けられる環状溝31の軸方向寸法は、スナップリング25の軸方向寸法より大きく設定される。すなわち、環状溝31の軸方向寸法は、最も長いスペーサ50の長さと最も短いスペーサ50の長さとの差に対応する長さとなるように設けられる。これにより、異なる長さのスペーサ50を用いた場合であっても、ピストンロッド30を交換することなくピストン20とピストンロッド30とを確実に係合することができる。
In addition, since the attachment position of the snap ring 25 that engages the
また、流体圧シリンダ100のクッション機能の強度は、流体圧シリンダ100が搭載される装置に応じて、適宜変更する必要がある。本実施形態では、クッション機能の強度はスペーサ50に設けられるオリフィス51の径を変えることで調整される。つまり、オリフィス径の異なる複数のスペーサ50にそれぞれ品番を付し、要求されるクッション機能の強度に合わせて適切な品番のスペーサ50が選択される。
Further, the strength of the cushion function of the
以上の実施形態によれば、以下に示す効果を奏する。 According to the above embodiment, there exist the effects shown below.
ピストンロッド30とピストン20との間に軸方向にスペーサ50を挟持し、クッション機能を発揮するオリフィス51をスペーサ50に設けた。したがって、流体圧シリンダ100の全長の細かい調整は、ピストンロッド30を交換することなくスペーサ50を異なる長さのスペーサ50に交換するだけで行うことができる。よって、全長ごとに規定されるピストンロッド30の品番数を削減することができる。
A
また、スペーサ50を異なるオリフィス径のスペーサ50に交換するだけでクッション機能の強度を調節することができる。よって、全長が同一であればオリフィス径にかかわらず同一のピストンロッド30を用いることができるので、ピストンロッド30の品番数を削減することができる。
Further, the strength of the cushion function can be adjusted by simply replacing the
さらに、ピストンロッド30に設けられる環状溝31の軸方向寸法が、スナップリング25の軸方向寸法より大きく設定されるので、異なる長さのスペーサ50を用いることによりピストンロッド30の環状溝31の位置が上下しても、ピストン20とピストンロッド30とを確実に係合することができる。
Further, since the axial dimension of the
さらに、ピストン20の上部に環状の収容溝23が設けられ、ピストンロッド30の下端を収容溝23に嵌合することでピストン20とピストンロッド30との間にスペーサ50を軸方向に挟持するので、スペーサ50をピストン20に係合させる機構を用いることなくスペーサ50の抜け止めを行うことができる。
Further, an
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一つを示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。 The embodiment of the present invention has been described above. However, the above embodiment is merely one example of application of the present invention, and the technical scope of the present invention is limited to the specific configuration of the above embodiment. Absent.
例えば、上記実施形態では、ピストン20の上面に設けられる収容溝23の内周にピストンロッド30の下端の外周を嵌合するタイプの流体圧シリンダ100を例に挙げて説明したが、図2に示すように、ピストン120の上面に設けられる小径部120aの外周にピストンロッド130の下端の内周を嵌合するタイプの流体圧シリンダ200であってもよい。
For example, in the above embodiment, the
この場合、ピストン120は、シリンダチューブ110の内周と摺接する摺接部120bと、摺接部120bの上方に配置され摺接部120bより縮径された小径部120aと、を有する。スペーサ150及びピストンロッド130の下端はピストン120の小径部120aの外周側に嵌合され、スペーサ150はピストンロッド130の下端とピストン120との間で軸方向に挟持される。
In this case, the
ピストン120の小径部120aの側面であってスペーサ150の内周面と接する部分には、全周にわたって環状溝121が設けられる。さらに、小径部120aの内部には、この環状溝121に開口するとともにピストン120の小径部120aの上面に開口する導入孔122が設けられる。これにより、スペーサ150のオリフィス151を通過した作動流体が導入孔122を通ってロッド内室13へと流入する。
An
さらに、図1に示す実施形態と同様に、ピストン120とピストンロッド130との嵌合部120cでは、ピストン120の外周面に設けられる環状溝124とピストンロッド130の内周面に設けられる環状溝131とが対峙しており、この2つの環状溝124、131にスナップリング125が嵌装される。これにより、ピストン120とピストンロッド130とが軸方向に係止される。また、ピストンロッド130に設けられる環状溝131の軸方向寸法は、スナップリング125の軸方向寸法より大きく設定される。
Further, similarly to the embodiment shown in FIG. 1, in the
このような流体圧シリンダ200では、ピストンロッド130の下端をピストン120上部の小径部120aの外周に嵌合することで、ピストン120とピストンロッド130との間に軸方向にスペーサ150を挟持できるので、図1に示す実施形態と同様に、スペーサ150をピストン120に係合させる機構を用いることなくスペーサ150の抜け止めを行うことができる。
In such a
また、図1に示す実施形態では、ピストンロッド30を円筒状のチューブとしたが、図2に示すように中実のピストンロッド130の下端部付近だけを中空形状としたピストンロッドを用いてもよい。同様に、図2に示す実施形態において、図1に示すように中空のピストンロッドを用いてもよい。
In the embodiment shown in FIG. 1, the
さらに、図1に示す実施形態では、チェックバルブ73をバルブハウジング70に収容した状態でバルブハウジング70をピストン20に係合させているが、図2に示すようにバルブハウジングを省略して、ピストン20に設けた収容穴171に直接チェックバルブ173を収容してもよい。
Further, in the embodiment shown in FIG. 1, the
さらに、図1及び図2に示す実施形態では、ピストン20、120とピストンロッド30、130とを係合するスナップリング25、125を嵌装する環状溝24、31、124、131のうち、ピストンロッド30、130側の環状溝31、131の軸方向寸法をスナップリング25、125の軸方向寸法より大きく設定したが、これに代えて、ピストン20、120側の環状溝24、124の軸方向寸法をスナップリング25、125の軸方向寸法より大きく設定してもよい。また、ピストンロッド30、130側及びピストン20、120側の双方の環状溝31、131、24、124の軸方向寸法をスナップリング25、125の軸方向寸法より大きく設定してもよい。
Further, in the embodiment shown in FIGS. 1 and 2, the piston among the
1 駆動室
2 クッション室
3 ロッド内室
10、110 シリンダチューブ
20、120 ピストン
20a、120a 嵌合部
23 収容溝
24、124 環状溝
25、125 スナップリング
30、130 ピストンロッド
31、131 環状溝
32 連通孔
50、150 スペーサ
51、151 オリフィス
100、200 流体圧シリンダ
120a 小径部
120b 摺接部
DESCRIPTION OF
Claims (4)
前記ピストンの上部に嵌合されて前記ピストンとの間にロッド内室を画成するピストンロッドと、
前記ピストンロッドと前記シリンダチューブとの間に画成されるクッション室と、
前記ピストンロッドに設けられ前記クッション室と前記ロッド内室とを連通する連通孔と、
前記ピストンロッドの下端に配置されて前記ピストンロッドと前記ピストンとの間に挟持され、前記クッション室から前記ロッド内室への作動流体の流れに抵抗を与えることで前記クッション機能を発揮するオリフィスを有する環状のスペーサと、
を備えることを特徴とする流体圧シリンダ。 Has a cushioning function that extends upward in response to the supply of working fluid to the lower drive chamber of the piston that slides in the cylinder tube, and suppresses the extension operation before the piston reaches the stroke end on the expansion side A single acting fluid pressure cylinder,
A piston rod that is fitted to an upper portion of the piston and defines a rod inner chamber with the piston;
A cushion chamber defined between the piston rod and the cylinder tube;
A communication hole provided in the piston rod for communicating the cushion chamber and the rod inner chamber;
An orifice which is disposed at the lower end of the piston rod and is sandwiched between the piston rod and the piston and exerts the cushion function by providing resistance to the flow of the working fluid from the cushion chamber to the rod inner chamber. An annular spacer having,
A fluid pressure cylinder comprising:
前記ピストン側の環状溝及び前記ピストンロッド側の環状溝の少なくとも一方の軸方向寸法は、前記スナップリングの軸方向寸法より大きい、
ことを特徴とする請求項1に記載の流体圧シリンダ。 A snap ring that is fitted in the piston-side annular groove and the piston rod-side annular groove facing each other at the fitting portion between the piston and the piston rod, and locks the piston and the piston rod in the axial direction. Further comprising
The axial dimension of at least one of the annular groove on the piston side and the annular groove on the piston rod side is larger than the axial dimension of the snap ring,
The fluid pressure cylinder according to claim 1.
前記スペーサは、前記収容溝に嵌合され、前記収容溝において前記ピストンロッドの外周が前記ピストンの内周に嵌合することで前記ピストンと前記ピストンロッドとの間に挟持される、
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の流体圧シリンダ。 An annular housing groove provided on an upper portion of the piston and housing a lower end of the piston rod;
The spacer is fitted into the housing groove, and the outer periphery of the piston rod is fitted between the piston and the piston rod in the housing groove,
The fluid pressure cylinder according to claim 1, wherein the fluid pressure cylinder is provided.
前記スペーサは、前記小径部の外周に嵌合され、前記ピストンロッドの内周が前記小径部の外周に嵌合することで前記ピストンと前記ピストンロッドとの間に挟持される、
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の流体圧シリンダ。 The piston has a sliding contact portion that is in sliding contact with the inner periphery of the cylinder tube, and a small diameter portion that is reduced in diameter from the sliding contact portion,
The spacer is fitted to the outer periphery of the small diameter portion, and the inner periphery of the piston rod is sandwiched between the piston and the piston rod by fitting the outer periphery of the small diameter portion.
The fluid pressure cylinder according to claim 1, wherein the fluid pressure cylinder is provided.
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