JP2017026032A

JP2017026032A - 流体圧シリンダ

Info

Publication number: JP2017026032A
Application number: JP2015144952A
Authority: JP
Inventors: 佳欧何; Kao Ka
Original assignee: KYB Corp
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 2015-07-22
Filing date: 2015-07-22
Publication date: 2017-02-02
Anticipated expiration: 2035-07-22
Also published as: JP6622498B2

Abstract

【課題】流体圧シリンダを小型化する。
【解決手段】油圧シリンダ１００は、先端に雄ねじ部１４が形成されシリンダチューブに挿入されるピストンロッド１０と、雄ねじ部１４に螺合してピストンロッド１０に連結されシリンダチューブ２０の内周面に沿って摺動するピストン３０と、を備え、ピストン３０の端面３０Ｂには、ピストンロッド１０へのピストン３０の締結時に締結治具が挿入される締結穴３５が設けられ、締結穴３５は、周方向に延びる円弧状に形成される。
【選択図】図１

Description

本発明は、流体圧シリンダに関するものである。

特許文献１には、ピストンロッドの雄ねじ部に噛み合う雌ねじ部が形成された凹所を有するピストンを備え、ピストンの凹所の反対側に六角頭部が形成された油圧シリンダが開示されている。特許文献１の油圧シリンダでは、六角頭部を用いてピストンロッドの端面がピストンの凹所の底部に接触するまでピストンロッドの雄ねじ部をピストンの凹所の雌ねじ部にねじ込み、ピストンを指定トルクまで締め付けることにより、ピストンがピストンロッドに締結される。

特開２０００−２８３１１７号公報

特許文献１に開示の流体圧シリンダでは、所定の締め付けトルクによってピストンとピストンロッドとを締結するためにピストンに六角頭を形成しているため、ピストンの全長が長くなり、流体圧シリンダが大型化する。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、流体圧シリンダを小型化することを目的とする。

第１の発明は、流体圧シリンダであって、先端に雄ねじ部が形成されシリンダチューブに挿入されるピストンロッドと、雄ねじ部に螺合してピストンロッドに連結されシリンダチューブの内周面に沿って摺動するピストンと、を備え、ピストンの少なくとも一方の端面には、ピストンロッドへのピストンの締結時に締結治具が挿入される締結穴が設けられ、締結穴は、周方向に延びる円弧状に形成されることを特徴とする。

第１の発明では、締結穴が円弧状に形成されるため、締結穴の形状に対応して形成される締結治具は、周方向に作用する力に対して高い剛性を有する。よって、ピストンロッドへのピストンの締結時には、周方向の大きな力を締結治具に与えることにより、高い締め付けトルクがピストンに伝達される。このように、ピストンに六角頭を形成することなく、高い締め付けトルクによってピストンをピストンロッドに締結することができるため、ピストンの全長を短くすることができる。

第２の発明は、締結穴が、周方向に等間隔を空けて複数設けられることを特徴とする。

第２の発明によれば、複数の締結治具によってピストンを容易に回転させてピストンロッドに螺合することができる。

第３の発明は、締結穴が、ピストンの両端面のそれぞれに設けられることを特徴とする。

第３の発明によれば、ピストンの両端面の締結穴にそれぞれ締結治具を挿入して、より高い締め付けトルクをピストンに伝達することができる。

第４の発明は、ピストンが、ピストンロッドの外周面に形成される段差部に着座する着座部を有し、着座部が段差部に着座した状態でピストンロッドに締結されることを特徴とする。

第４の発明では、着座部と段差部とが着座した状態でピストンがピストンロッドに高い締め付けトルクによって締結されるため、着座部と段差部との間の隙間が確実に塞がれる。

第４の発明によれば、ピストンとピストンロッドとの間で高いシール性を発揮することができる。

本発明によれば、流体圧シリンダを小型化することができる。

本発明の実施形態に係る流体圧シリンダの断面図である。本発明の実施形態に係る流体圧シリンダのピストンの平面図である。本発明の実施形態に係る流体圧シリンダの比較例を示す断面図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る流体圧シリンダについて説明する。以下では、流体圧シリンダが作動油を作動流体として駆動する油圧シリンダ１００である場合について説明する。

油圧シリンダ１００は、図１に示すように、外周面に形成される環状の段差部１３を有するピストンロッド１０と、ピストンロッド１０が挿入される筒状のシリンダチューブ２０と、ピストンロッド１０の先端に連結されシリンダチューブ２０の内周面に沿って摺動するピストン３０と、を備える。

シリンダチューブ２０の内部は、ピストン３０によってロッド側室１と反ロッド側室２とに仕切られる。油圧シリンダ１００は、油圧源（作動流体圧源）からロッド側室１または反ロッド側室２に導かれる作動油圧によって伸縮作動する。シリンダチューブ２０の内周とピストン３０の外周との間は、シール部材４０によって封止される。これにより、シリンダチューブ２０の内周とピストン３０の外周との間を通じたロッド側室１と反ロッド側室２との連通が遮断される。

ピストンロッド１０は、シリンダチューブ２０に摺動自在に支持される本体部１１と、本体部１１より外径が小さく形成される小径部１２と、本体部１１と小径部１２の間に形成される環状の段差部１３と、ピストンロッド１０の先端の小径部１２に形成されピストン３０が螺合する雄ねじ部１４と、を備える。雄ねじ部１４は、段差部１３から軸方向に離間して、小径部１２の先端に設けられる。

ピストン３０は、ピストンロッド１０の段差部１３に着座する着座部３１と、ピストンロッド１０の雄ねじ部１４に螺合する雌ねじ部３２と、を有する。

ピストン３０の内径は、ピストンロッド１０の本体部１１の外径よりも小さく形成される。よって、ピストン３０の一端面３０Ａの内側の一部が着座部３１としてピストンロッド１０の段差部１３に当接する。ピストン３０は、着座部３１がピストンロッド１０の段差部１３に着座した状態で所定の締め付けトルクで締め付けられることにより、ピストンロッド１０に締結される。これにより、着座部３１と段差部１３との間の隙間が塞がれるため、ピストンロッド１０の外周とピストン３０の内周との間を通じたロッド側室１と反ロッド側室２との連通が遮断される。

ピストン３０には、図１及び図２に示すように、ピストンロッド１０の先端側の端面（反ロッド側室２に臨む端面）３０Ｂに２つの締結穴３５が形成される。締結穴３５は、それぞれ周方向に延びる円弧状に形成され、中心軸を挟んで対向する位置に設けられる。

ピストン３０の締結時には、締結穴３５の形状に対応した形状に形成される締結治具（図示省略）が締結穴３５に挿入される。締結装置（図示省略）は、締結治具を把持してピストン３０を中心軸周りに回転することにより、ピストン３０をピストンロッド１０に螺合する。ピストン３０の着座部３１とピストンロッド１０の段差部１３とが当接すると、締結装置は、所定の締め付けトルクに達するまでピストン３０を回転させ、所定の締め付けトルクによってピストン３０をピストンロッド１０に締結する。

締結穴３５が周方向に延びる円弧状に形成されるため、締結穴３５に対応した形状の締結治具は、周方向に作用する力に対して高い剛性を有する。このように、周方向の剛性が高い締結治具を締結穴３５に挿入できるため、周方向への大きな力を締結治具に与えることができ、高い締め付けトルクをピストン３０に伝達することができる。このように、ピストン３０に形成される締結穴３５を介してピストン３０に高い締め付けトルクを伝達することができるため、締め付けトルクを伝達するために六角頭をピストン３０に形成する必要がない。したがって、ピストン３０の全長を短くすることができる。

また、ピストン３０に高い締め付けトルクを伝達できるため、ピストンロッド１０とピストン３０とをねじ径に応じた適切な締め付けトルクによって締結することができる。よって、締め付けトルクの不足による緩みが防止される。したがって、油圧シリンダ１００のストローク端で生じる衝撃が緩みによって雄ねじ部１４及び雌ねじ部３２のねじ山に集中的に作用することが防止され、締結されたピストンロッド１０及びピストン３０の耐久性を確保することができる。

また、ピストン３０に高い締め付けトルクを伝達できるため、ピストンロッド１０の段差部１３とピストン３０の着座部３１との間の隙間を確実に塞ぐことができる。

ここで、油圧シリンダ１００の理解を容易にするために、図３を参照して、比較例としての油圧シリンダ２００について説明する。油圧シリンダ１００と同一の構成については、同一の符号を用いて説明する。

油圧シリンダ２００では、図３に示すように、雌ねじ部１３２がピストン１３０の一端面３０Ａから連続して形成される。よって、油圧シリンダ２００では、ピストンロッド１０の段差部１３とピストン１３０の着座部３１とが当接する当接部の軸方向位置（以下、「接触位置」と称する。）Ｐ１と、雄ねじ部１４と雌ねじ部１３２とが螺合する螺合部の軸方向位置（以下、「螺合位置」と称する。）Ｐ２と、が略一致する。このため、ピストン３０をピストンロッド１０に締め付けたとしても、接触位置Ｐ１と螺合位置Ｐ２との軸方向の距離が短いため、軸方向に引っ張られるピストンロッド１０の長さが不足し、充分に軸力を発生させることが難しい。

これに対し、油圧シリンダ１００では、ピストン３０の雌ねじ部３２は、着座部３１から軸方向に離間して形成される。着座部３１を含むピストン３０の一端面３０Ａと雌ねじ部３２との間には、ねじが形成されない円筒面３３が形成される。よって、ピストンロッド１０の雄ねじ部１４とピストン３０の雌ねじ部３２とが螺合する螺合部は、ピストンロッド１０の段差部１３とピストン３０の着座部３１とが当接する当接部から軸方向に離間して設けられる。

ピストン３０の雌ねじ部３２が着座部３１から離間して形成されることにより、図１に示すように、接触位置Ｐ１と螺合位置Ｐ２とが軸方向に離間し、両者の間に充分な距離が設けられる。つまり、締め付けトルクによって軸方向に引っ張られるピストンロッド１０の長さが長くなる。よって、この状態でピストン３０をピストンロッド１０に締めつけることにより、締め付けトルクによって接触位置Ｐ１と螺合位置Ｐ２との間のピストンロッド１０が軸方向に引っ張られ、ピストンロッド１０とピストン３０との間に高い軸力を発生させることができる。したがって、ピストン３０の着座部３１とピストンロッド１０の段差部１３との間のシール性をさらに向上させることができ、ピストンロッド１０の内側を通じたロッド側室と反ロッド側室との連通がより確実に防止される。

なお、高い締め付けトルクをピストン３０に伝達して着座部３１と段差部１３との間のシール性を確保できるような軸力が発生する場合には、ピストン３０の雌ねじ部３２は、着座部３１から離間して形成される場合に限らず、着座部３１から連続して形成されてもよい。言い換えれば、この場合には、円筒面３３が設けられなくてもよい。

しかしながら、締結穴３５が円弧状に形成される場合であっても、ピストン３０の雌ねじ部３２が着座部３１から連続して設けられ、軸方向に引っ張られるピストンロッド１０の長さが不足すると、作動油が高圧である場合に着座部３１と段差部１３との間を閉塞できなくなるおそれがある。また、反対に、ピストン３０の雌ねじ部３２が着座部３１から離間して設けられる場合であっても、周方向の剛性が低い締結治具しか挿入できない形状に締結穴３５が形成される場合には、高い締め付けトルクをピストン３０に伝達することができない。よって、この場合にも、ピストン３０とピストンロッド１０との間に充分な軸力を発生させることができないおそれがある。

これに対し、ピストン３０は、着座部３１から離間して設けられる雌ねじ部３２と円弧状に形成される締結穴３５との両方を有している。このため、油圧シリンダ１００では、高い締め付けトルクをピストン３０に伝達できると共に、伝達された締め付けトルクによりピストンロッド１０を軸方向に引っ張って充分な軸力を発生させることができる。したがって、高圧の作動油によって油圧シリンダ１００を伸縮作動させる場合であっても、ピストン３０の着座部３１とピストンロッド１０の段差部１３との間を確実に閉塞することができ、ロッド側室１と反ロッド側室２との連通をより確実に遮断することができる。

次に、本実施形態の変形例について説明する。

上記実施形態では、締結穴３５はピストンロッド１０の先端側のピストン３０の他端面３０Ｂに形成される。これに代えて、着座部３１を含む一端面（ロッド側室１に臨む端面）３０Ａに締結穴３５が形成されてもよい。この場合には、締結穴３５は、着座部３１以外の位置に設けられるものであればよい。

また、締結穴３５は、ピストン３０の両端面３０Ａ，３０Ｂのそれぞれに設けられてもよい。この場合には、挿入される締結治具の断面積の総和が増加するため、より大きな締め付けトルクを伝達することができる。

また、上記実施形態では、２つの締結穴３５がピストン３０に設けられる。これに代えて、３つ以上の締結穴３５がピストン３０に設けられてもよい。この場合には、ピストン３０を容易に回転させるために、締結穴３５は、周方向に等角度間隔を空けて設けられることが望ましい。また、ピストン３０を容易に回転させるためには、締結治具が挿入される複数の締結穴３５がピストン３０に設けられることが望ましいが、ピストン３０には単一の締結穴３５が設けられてもよい。

また、上記実施形態では、ピストンロッド１０は、雄ねじ部１４が段差部１３から離間して小径部１２の先端に設けられ、ピストン３０は、雌ねじ部３２が着座部３１から離間して設けられる。これにより、螺合部が当接部から離間する。これに限らず、ピストンロッド１０の雄ねじ部１４とピストン３０の雌ねじ部３２とは、任意の構成に形成してよい。例えば、雄ねじ部１４が段差部１３から離間する一方、ピストン３０の内周が全て雌ねじ部３２として形成され、ピストン３０に円筒面３３が設けられなくてもよい。また、雌ねじ部３２が着座部３１から離間する一方、ピストンロッド１０の小径部１２の全てが雄ねじ部１４として形成されてもよい。また、シール性を確保するために充分に高い軸力を発生させることができる場合には、螺合部と当接部とが離間していなくてもよい。

以上の実施形態によれば、以下に示す効果を奏する。

油圧シリンダ１００では、締結穴３５が円弧状に形成されるため、締結穴３５の形状に対応して形成される締結治具は、周方向に作用する力に対して高い剛性を有する。よって、ピストン３０に形成される締結穴３５を介してピストン３０に高い締め付けトルクを伝達することができる。このため、締め付けトルクを伝達するために六角頭をピストン３０に形成する必要がない。したがって、ピストン３０の全長を短くすることができ、油圧シリンダ１００を小型化することができる。

また、ピストン３０の雌ねじ部３２は、着座部３１から軸方向に離間して形成されるため、ピストン３０とピストンロッド１０を締結する際に軸方向に引っ張られるピストンロッド１０の長さを充分に確保することができる。よって、ピストン３０とピストンロッド１０との間に高い軸力を発生させることができる。このため、油圧シリンダ１００に供給される作動油が高圧であっても、ピストン３０の着座部３１とピストンロッド１０の段差部１３との間を確実に閉塞して高いシール性を発揮することができる。したがって、ピストンロッド１０の外周とピストン３０の内周との間を通じたロッド側室１と反ロッド側室２との間の連通をより確実に防止することができる。

以下、本発明の実施形態の構成、作用、及び効果をまとめて説明する。

油圧シリンダ１００は、シリンダチューブ２０と、先端に雄ねじ部１４が形成されシリンダチューブに挿入されるピストンロッド１０と、雄ねじ部１４に螺合してピストンロッド１０に連結されシリンダチューブ２０の内周面に沿って摺動するピストン３０と、を備え、ピストン３０の少なくとも一方の端面（端面３０Ｂ）には、ピストンロッド１０へのピストン３０の締結時に締結治具が挿入される締結穴３５が設けられ、締結穴３５は、周方向に延びる円弧状に形成される。

この構成では、締結穴３５が円弧状に形成されるため、締結穴３５の形状に対応して形成される締結治具は、周方向に作用する力に対して高い剛性を有する。よって、ピストンロッド１０へのピストン３０の締結時には、周方向の大きな力を締結治具に与えることにより、高い締め付けトルクがピストン３０に伝達される。このように、ピストン３０に六角頭を形成することなく、高い締め付けトルクによってピストン３０をピストンロッド１０に締結することができるため、ピストン３０の全長を短くすることができる。したがって、油圧シリンダ１００を小型化することができる。

また、油圧シリンダ１００は、締結穴３５が、周方向に等間隔を空けて複数設けられる。

この構成によれば、複数の締結治具によってピストン３０を容易に回転させてピストンロッド１０に螺合することができる。

また、油圧シリンダ１００は、締結穴３５が、ピストン３０の両端面３０Ａ，３０Ｂのそれぞれに設けられる。

この構成によれば、ピストン３０の両端面の締結穴３５にそれぞれ締結治具を挿入して、より高い締め付けトルクをピストン３０に伝達することができる。

また、油圧シリンダ１００は、ピストン３０が、ピストンロッド１０の外周面に形成される段差部１３に着座する着座部３１を有し、着座部３１が段差部１３に着座した状態でピストンロッド１０に締結される。

この構成では、着座部３１と段差部１３とが着座した状態でピストン３０がピストンロッド１０に高い締め付けトルクによって締結されるため、着座部３１と段差部１３との間の隙間が確実に塞がれる。したがって、ピストン３０とピストンロッド１０との間で高いシール性を発揮することができる。

また、油圧シリンダ１００は、ピストン３０が、ピストンロッド１０の雄ねじ部１４に螺合する雌ねじ部３２を有し、雄ねじ部１４と雌ねじ部３２とが螺合する螺合部は、段差部１３と着座部３１とが当接する当接部から軸方向に離間する。

この構成では、当接部と螺合部とが軸方向に離間するため、締め付けトルクによって引っ張られるピストンロッド１０の長さが長くなる。

この構成によれば、より高い軸力を発生させることができ、ピストン３０とピストンロッド１０との間のシール性をさらに向上させることができる。

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部を示したに過ぎず、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。

１００…油圧シリンダ（流体圧シリンダ）、１０…ピストンロッド、１３…段差部、１４…雄ねじ部、２０…シリンダチューブ、３０…ピストン、３０Ａ…端面、３０Ｂ…端面、３１…着座部、３２…雌ねじ部、３５…締結穴

Claims

シリンダチューブと、
先端に雄ねじ部が形成され前記シリンダチューブに挿入されるピストンロッドと、
前記雄ねじ部に螺合して前記ピストンロッドに連結され前記シリンダチューブの内周面に沿って摺動するピストンと、を備え、
前記ピストンの少なくとも一方の端面には、前記ピストンロッドへの前記ピストンの締結時に締結治具が挿入される締結穴が設けられ、
前記締結穴は、周方向に延びる円弧状に形成されることを特徴とする流体圧シリンダ。
前記締結穴は、周方向に等間隔を空けて複数設けられることを特徴とする請求項１に記載の流体圧シリンダ。
前記締結穴は、前記ピストンの両端面のそれぞれに設けられることを特徴とする請求項１または２に記載の流体圧シリンダ。
前記ピストンは、前記ピストンロッドの外周面に形成される段差部に着座する着座部を有し、前記着座部が前記段差部に着座した状態で前記ピストンロッドに締結されることを特徴とする請求項１から３のいずれか一つに記載の流体圧シリンダ。