JP2019199954A - 流体圧シリンダ - Google Patents

Abstract

【課題】流体圧シリンダの耐久性を向上させる。【解決手段】水圧シリンダ１００は、シリンダチューブ１０内をロッド側室１及びボトム側室２に区画するピストン３０と、ピストン３０に連結されシリンダチューブ１０に挿入されるピストンロッド２０と、ピストンロッド２０を摺動自在に支持するシリンダヘッド４０と、シリンダヘッド４０の内周とピストンロッド２０の外周との間の環状隙間３を封止するシール部材４６と、ピストン３０に当接してロッド側室１が収縮する方向へのピストンロッド２０のストローク端を規定する当接面４２Ａと、ピストン３０が当接面４２Ａに当接する際にピストン３０と当接面４２Ａとの間で圧縮されて、環状隙間３とロッド側室１との連通を遮断するように変形する遮断部材５０と、を備える。【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、シリンダチューブと、シリンダチューブの伸び側端部に設けられたロッドカバーと、ロッドカバーを貫通してシリンダチューブに摺動自在に挿入されたピストンロッドと、を備える流体圧シリンダが開示されている。特許文献１の流体圧シリンダでは、ロッドカバーとピストンロッドの間の隙間を封止するシール部材が設けられる。

特開２０１４−１５２８１９号公報

このような流体圧シリンダは、ピストンがロッドカバーに当接するまで、ストロークすることが可能である。しかしながら、ピストンがロッドカバーに当接する際には、ロッド側室の圧力が上昇して、シール部材に高圧が作用するおそれがある。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、流体圧シリンダの耐久性を向上させ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、シリンダチューブに設けられ、ピストンロッドを摺動自在に支持する支持部と、支持部に設けられ、支持部の内周とピストンロッドの外周との間の隙間を封止して隙間を通じた第１流体圧室からの作動流体の漏れを防止するシール部材と、ピストンロッドが挿通しピストンに当接して第１流体圧室が収縮する方向へのピストンロッドのストローク端を規定する当接部と、ピストンが当接部に当接する際にピストンと当接部との間で圧縮されて、隙間と第１流体圧室との連通を遮断するように変形する遮断部材と、を備えることを特徴とする。

第１の発明では、ピストンと当接部とが当接する際には、遮断部材によって第１流体圧室と支持部の内側の隙間との連通が遮断される。これにより、ピストンと当接部とが当接する際に圧力が上昇した作動流体が当該隙間に導かれることが抑制され、シール部材に高圧が作用することを抑制することができる。

第２の発明は、遮断部材には、ピストン及び当接部による当該遮断部材の圧縮量が所定量より小さい場合には、隙間と前記第１流体圧室とを連通し、遮断部材の圧縮量が所定量に達すると閉塞される連通通路が形成されることを特徴とする。

第３の発明は、当接部の内周に形成され遮断部材を収容する収容凹部をさらに備え、連通通路は、ピストンに対向する遮断部材の端面に形成され、ピストンの径方向に延びるスリットであることを特徴とする。

第４の発明は、遮断部材が、ピストンロッドの外周に取り付けられ、連通通路は、遮断部材の内周に形成されピストンの軸方向に沿って延びる第１通路と、第１通路に連通しピストンの径方向に延びる第２通路と、を有することを特徴とする。

第２から第４の発明では、遮断部材とピストンが当接した状態から遮断部材の圧縮量が所定量に達するまでは、隙間と第１流体圧室とは連通通路を通じて連通する。よって、遮断部材の圧縮量が所定量に達するまでは、連通通路を通じて遮断部材より径方向内側にある作動流体や隙間内の作動流体を排出することができる。

第５の発明は、当接部及びピストンのいずれか一方には、遮断部材に向けて突出し遮断部材を圧縮する突起部が設けられ、突起部は、当接部へ向かうピストンの移動に伴い、ピストンが当接部に当接するよりも先に遮断部材に当接することを特徴とする。

第５の発明では、突起部によって遮断部材を押圧することにより、遮断部材が局所的に圧縮される。このため、遮断部材全体を圧縮して連通通路を遮断する場合と比較して、少ない圧縮量でより確実に連通通路を遮断することができる。これにより、遮断部材の耐久性を向上させることができる。

第６の発明は、支持部の内周とピストンロッドの外周との間の隙間の圧力がリリーフ圧に達すると開弁して隙間の圧力を逃がすリリーフ弁をさらに備えることを特徴とする。

第６の発明では、遮断部材によって隙間の圧力上昇を防ぎきれない場合であっても、リリーフ弁によって隙間の圧力はリリーフ圧以下に保たれるため、シール部材に高圧が作用することをより確実に抑制することができる。

本発明によれば、流体圧シリンダの耐久性が向上する。

本発明の第１実施形態に係る水圧シリンダを示す断面図である。 本発明の第１実施形態に係る水圧シリンダの遮断部材を示す断面図であり、遮断部材とピストンが当接した状態を示す図である。 本発明の第１実施形態に係る水圧シリンダの遮断部材を示す断面図であり、遮断部材が所定量だけ圧縮された状態を示す図である。 本発明の第１実施形態に係る水圧シリンダの第１変形例を示す断面図であり、遮断部材とピストンが当接した状態を示す図である。 本発明の第１実施形態に係る水圧シリンダの第１変形例を示す断面図であり、遮断部材が所定量だけ圧縮された状態を示す図である。 本発明の第１実施形態に係る水圧シリンダの第２変形例を示す断面図であり、遮断部材とシリンダヘッドが当接していない状態を示す図である。 本発明の第１実施形態に係る水圧シリンダの第２変形例を示す断面図であり、遮断部材とシリンダヘッドが当接した状態を示す図である。 本発明の第１実施形態に係る水圧シリンダの第２変形例を示す断面図であり、遮断部材が所定量だけ圧縮された状態を示す図である。 本発明の第１実施形態に係る水圧シリンダの第２変形例における遮断部材の平面図である。 本発明の第２実施形態に係る水圧シリンダを示す断面図であり、遮断部材とピストンが当接した状態を示す図である。 本発明の第２実施形態に係る水圧シリンダを示す断面図であり、遮断部材が所定量だけ圧縮された状態を示す図である。 本発明の第３実施形態に係る水圧シリンダを示す断面図である。

以下、図面を参照して、本発明の各実施形態について説明する。なお、図２から図１１は、図１におけるＡ部の拡大図に対応した図面である。

（第１実施形態）
以下、図面を参照して、本発明の第１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、流体圧シリンダが水を作動流体として駆動する水圧シリンダ１００である場合について説明する。

水圧シリンダ１００は、図１に示すように、筒状のシリンダチューブ１０と、シリンダチューブ１０の内周面に沿って摺動するピストン３０と、ピストン３０に連結されシリンダチューブ１０に挿入されるピストンロッド２０と、を備える。

シリンダチューブ１０の内部は、ピストン３０によって第１流体圧室としてのロッド側室１と第２流体圧室としてのボトム側室２とに仕切られる。水圧シリンダ１００は、水圧源（作動流体圧源）からロッド側室１またはボトム側室２に導かれる水圧によって伸縮作動する。

ピストンロッド２０は、基端がピストン３０に連結され、先端がシリンダチューブ１０の端部から突出する。ピストンロッド２０は、基端がピストン３０に直接螺合して、ピストン３０に連結される。

ピストン３０の外周には、シリンダチューブ１０の内周とピストン３０の外周との間を封止するピストンシール３１が設けられる。これにより、シリンダチューブ１０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とボトム側室２との連通が遮断される。

シリンダチューブ１０の開口端には、ピストンロッド２０が挿通しピストンロッド２０を摺動自在に支持する支持部として円筒状のシリンダヘッド４０が設けられる。シリンダヘッド４０は、複数のボルト（図示省略）を介してシリンダチューブ１０に締結される。

シリンダヘッド４０は、シリンダチューブ１０の内周面に嵌合する嵌合部４１と、嵌合部４１からシリンダチューブ１０の内部へ向けて突出する突出部４２と、ピストンロッド２０が挿通する挿通孔４０Ａと、を有する。突出部４２の外径は、嵌合部４１の外径（シリンダチューブ１０の内径）よりも小さく形成される。よって、突出部４２の外周とシリンダチューブ１０の内周との間には、ロッド側室１の一部を構成する環状の内部空間Ｓが形成される。

シリンダヘッド４０には、伸長方向（ロッド側室１が収縮するストローク方向）へ移動するピストン３０が当接する当接部が設けられる。具体的には、当接部は、ピストン３０に対向する突出部４２の環状の端面（以下、「当接面４２Ａ」と称する。）である。ピストン３０が当接面４２Ａに当接することで、水圧シリンダ１００の伸長方向へのストローク端が規定される。

シリンダヘッド４０の挿通孔４０Ａの内周には、ブッシュ４５、シール部材４６、及びダストシール４７が介装される。

ブッシュ４５がピストンロッド２０の外周面に摺接することにより、ピストンロッド２０がシリンダチューブ１０の軸方向に移動するように支持される。

シール部材４６は、ピストンロッド２０の外周面とシリンダヘッド４０における挿通孔４０Ａの内周面との間の隙間（以下、「環状隙間３」と称する。）を封止して、ロッド側室１から環状隙間３を通じて外部へ水が漏れることを防止する。なお、図示は省略するが、シール部材４６やダストシール４７以外にも、ピストンロッド２０とシリンダヘッド４０の間を封止するシールが設けられてもよい。本実施形態におけるシール部材４６とは、最もロッド側室１に近い位置に配置されるシールをいうものであり、環状隙間３を通じてロッド側室１の圧力を直接受けるものである。

ダストシール４７は、シール部材４６よりも、ピストンロッド２０の先端側（図１中上側）に設けられる。ダストシール４７は、シール部材４６と同様に、ピストンロッド２０の外周面とシリンダヘッド４０の内周面との間の隙間を封止して、外部からシリンダチューブ１０内へのダストの侵入を防止する。

シリンダチューブ１０には、ロッド側室１に連通する給排口１１と、ボトム側室２に連通する給排口（図示省略）と、が形成される。ロッド側室１に連通する給排口１１は、シリンダチューブ１０とシリンダヘッド４０の突出部４２との間の内部空間Ｓに開口する。このように、ロッド側室１に連通する給排口１１は、ピストン３０が当接面４２Ａに当接する伸長方向のストローク端においてピストン３０により閉塞されないように形成される。給排口１１を通じて、ロッド側室１に水が給排される。

また、水圧シリンダ１００は、図１及び図２に示すように、ピストン３０がシリンダヘッド４０の当接面４２Ａに当接した状態で、ロッド側室１と環状隙間３との連通を遮断する遮断部材５０をさらに備える。

遮断部材５０は、いわゆる角リングであり、中心軸に沿った断面が矩形形状である環状の弾性部材（例えば、ゴム材）である。遮断部材５０は、図２に示すように、シリンダヘッド４０の当接面４２Ａの内周に形成される環状の収容凹部４３に収容される。言い換えれば、収容凹部４３は、シリンダヘッド４０の挿通孔４０Ａの内周面に形成され、シリンダヘッド４０の当接面４２Ａに開口する。よって、収容凹部４３は、環状隙間３に連通する。なお、遮断部材５０は、断面が矩形形状の角リングに限らず、例えばＯリングなど、その他の形状であってもよい。

遮断部材５０は、外周面が収容凹部４３の内周面に圧入されて、収容凹部４３内に固定される。収容凹部４３に収容された遮断部材５０は、シリンダヘッド４０の当接面４２Ａからピストン３０に向けて突出し、一部がロッド側室１内に位置している。よって、ピストン３０が当接面４２Ａに当接する際には、遮断部材５０は、ピストン３０と当接面４２Ａ（より具体的には収容凹部４３の底部）との間で圧縮される。

遮断部材５０は、ピストンロッド２０が挿通し、内径がピストンロッド２０の外径よりも大きく形成される。これにより、遮断部材５０の内周面とピストンロッド２０の外周面との間には隙間が形成され、遮断部材５０は、内周面がピストンロッド２０と摺接しないように構成される。

ピストン３０に対向する遮断部材５０の端面には、ピストン３０の径方向に延び内周面及び外周面に開口する連通通路としてのスリット５１が形成される。スリット５１は、少なくとも一つ形成されていればよいが、２以上の複数が形成されてもよい。後述するように、遮断部材５０の圧縮量が所定量に達していない状態では、ロッド側室１と環状隙間３とは、スリット５１を通じて連通する。

次に、水圧シリンダ１００の作用について説明する。

ロッド側室１に水圧源が連通し、ボトム側室２にタンク（図示省略）が連通すると、ロッド側室１に水が供給され、ボトム側室２内の水はタンクに排出される。このため、水圧シリンダ１００は収縮作動する。

ボトム側室２に水圧源が連通し、ロッド側室１にタンクが連通すると、ボトム側室２に水が供給され、ロッド側室１内の水はタンクに排出される。このため、水圧シリンダ１００は伸長作動する。

水圧シリンダ１００は、ピストン３０が当接面４２Ａに当接するまで、伸長方向へストローク可能である。ピストン３０が当接面４２Ａ付近まで移動すると、ピストン３０が当接面４２Ａに当接するよりも先に、当接面４２Ａから突出する遮断部材５０とピストン３０の端面３０Ａとが当接する（図２参照）。この状態では、ロッド側室１と環状隙間３とは、直接の連通は遮断される一方、遮断部材５０に形成されるスリット５１を通じて連通する。

この状態からピストン３０がさらに伸長方向へ移動すると、遮断部材５０がピストン３０とシリンダヘッド４０によってピストン３０の軸方向に圧縮され、スリット５１の流路面積が狭くなる。遮断部材５０が所定量だけ圧縮されると、図３に示すように、スリット５１が遮断部材５０の変形に伴い閉塞される。これにより、スリット５１を通じたロッド側室１と環状隙間３との連通も遮断される。

このように、スリット５１は、ピストン３０及び当接面４２Ａによる遮断部材５０の圧縮量が所定量より小さい場合には、環状隙間３とロッド側室１とを連通し、遮断部材５０の圧縮量が所定量に達すると閉塞される。なお、「圧縮量が所定量より小さい」とは、例えばピストン３０と遮断部材５０が単に接触した状態（図２に示す状態）など、遮断部材５０が圧縮されていない状態（圧縮量がゼロ）も含む意味である。

遮断部材５０の変形によりスリット５１が閉塞された状態からピストン３０がさらに伸長方向へ移動すると、ピストン３０の端面３０Ａと当接面４２Ａとが当接する。これにより、水圧シリンダ１００が伸長方向のストローク端まで伸長作動した状態となる。このように、本実施形態では、ピストン３０と当接面４２Ａとが当接するよりも先に、環状隙間３とロッド側室１との連通が遮断される。

ここで、一般に、ピストンが当接面に当接する付近まで移動すると、給排口で生じる圧力損失により、ロッド側室及び環状隙間内の圧力が上昇することがある。特に、ピストンが高速で移動する場合には、水が勢いよく環状隙間内に導かれるため、圧力が上昇しやすい。また、ピストンが当接面に当接する際には、当接面に当接することでピストンの移動が急に止められると、その衝撃により環状隙間内の圧力が上昇することもある。これにより、環状隙間内に水圧シリンダの作動で使用される通常の使用圧力範囲外となる高い圧力が導かれ、シール部材に高圧が作用してシール部材の耐久性が低下するおそれがある。

これに対し、水圧シリンダ１００では、ピストン３０と当接面４２Ａとが当接する際には、遮断部材５０により環状隙間３とロッド側室１との連通が遮断される。よって、ピストン３０と当接面４２Ａとが当接する際に圧力上昇するロッド側室１の水が環状隙間３内に導かれることが抑制され、シール部材４６の耐久性を向上させることができる。

また、遮断部材が当接面において径方向の比較的外側に設けられる場合には、ピストンと当接面とが当接する際、遮断部材よりも径方向内側であってピストンと当接面との間の水は、遮断部材によって給排口への流れが阻害される。このため、遮断部材の径方向内側及び環状隙間内に水が滞留して圧力上昇するおそれがある。

これに対し、水圧シリンダ１００では、当接面４２Ａの内周に形成される収容凹部４３に遮断部材５０が設けられる。つまり、遮断部材５０は、当接面４２Ａの径方向内側に位置するように設けられる。これにより、遮断部材５０よりも径方向内側で滞留する水の量を低減できるため、シール部材４６へ高圧が作用することをより一層防止できる。

また、遮断部材５０には、スリット５１が形成され、遮断部材５０とピストン３０が当接した状態から遮断部材５０の圧縮量が所定量に達するまでは、環状隙間３とロッド側室１とはスリット５１を通じて連通する。よって、遮断部材５０の圧縮量が所定量に達するまでは、スリット５１を通じて遮断部材５０より径方向内側にある水や環状隙間３内の水を給排口１１に排出することができる。したがって、シール部材４６へ高圧が作用することをより一層防止できる。

次に、本実施形態の変形例について説明する。以下のような変形例も本発明の範囲内であり、以下の変形例と上記実施形態の各構成とを組み合わせたり、以下の変形例と後述の他の実施形態及びその変形例と組み合わせたり、以下の変形例同士を組み合わせたりすることも可能である。また、上記実施形態の説明において記載された変形例についても同様に、他の変形例や他の実施形態と組み合わせることが可能である。

上記実施形態では、作動流体が水である場合について説明した。これに対し、作動流体は、水に限らず、作動油等のその他のものでもよい。

また、上記実施形態では、水圧シリンダ１００は、ピストンロッド２０の基端がピストン３０にねじ締結され、先端がシリンダチューブ１０から突出する、いわゆる片ロッド型である。これに対し、水圧シリンダ１００は、ピストンロッド２０の両端がシリンダチューブ１０から突出し中央においてピストン３０に連結される、いわゆる両ロッド型であってもよい。両ロッド型の水圧シリンダ１００では、ピストン３０から延びるピストンロッド２０の両側をそれぞれ支持する一対の支持部と、ピストンロッド２０と一対の支持部との間の隙間を封止する一対のシール部材と、が設けられる。よって、両ロッド型の水圧シリンダ１００では、水圧シリンダ１００の両方のストローク端のそれぞれに遮断部材５０を設けることが望ましい。

また、上記実施形態では、当接部である当接面４２Ａは、支持部であるシリンダヘッド４０に設けられる。これに対し、当接部は、シリンダヘッド４０とは別にシリンダチューブ１０内に設けられてもよい。

また、上記実施形態では、遮断部材５０には、連通通路としてスリット５１が形成される。これに対し、連通通路は、スリット５１に限らず、その他の構成であってもよい。例えば、図４及び図５に示す変形例のように、連通通路は、径方向に延び遮断部材５０の内周面に開口する第１ポート５２と、軸方向に延びて遮断部材５０の外周面に形成される第２ポート５３と、により構成されてもよい。この変形例では、図５に示すように、遮断部材５０の変形により、主に第１ポート５２が閉塞されて、環状隙間３とロッド側室１の連通が遮断される。このような変形例であっても、上記実施形態と同様の効果を奏する。なお、図５では、閉塞された第１ポート５２を破線で模式的に示している。

また、上記実施形態では、遮断部材５０は、シリンダヘッド４０に形成される収容凹部４３に収容される。これに対し、遮断部材５０は、ピストン３０やピストンロッド２０に取り付けられるものでもよい。例えば、図６〜図９に示す変形例では、ピストンロッド２０の外周に遮断部材５０が圧入され、シリンダヘッド４０には、伸長方向のストローク端付近において、遮断部材５０が進入する進入凹部４３Ａが形成される。遮断部材５０の外径は、進入凹部４３Ａの内径よりも小さく形成され、遮断部材５０が進入凹部４３Ａに進入すると、遮断部材５０の外周と進入凹部４３Ａの内周の間に外周隙間４３Ｂが形成される（図７参照）。この変形例では、連通通路は、図９に示すように、遮断部材５０の内周に形成され軸方向に沿って延びる第１通路としての軸方向通路５４と、外周隙間４３Ｂに連通するように、遮断部材５０の外周面と内周面とに開口して軸方向通路５４及び外周隙間４３Ｂに連通する第２通路としての径方向通路５５と、によって構成される。連通通路は、例えば図９に示すように、９０度の角度間隔をあけて４つ設けられる。このような変形例では、遮断部材５０が進入凹部４３Ａに進入して圧縮量が所定量に達していない状態では、図７に示すように、環状隙間３は、径方向通路５５、軸方向通路５４、及び外周隙間４３Ｂを通じて、ロッド側室１に連通する。遮断部材５０の圧縮量が所定量に達すると、図８に示すように、軸方向通路５４が閉塞され、環状隙間３とロッド側室１との連通が遮断される。このような変形例であっても、上記実施形態と同様の効果を奏する。なお、図８では、閉塞された径方向通路５５を破線で模式的に示している。

その他にも、図示は省略するが、例えば、ピストン３０に収容凹部を形成し、収容凹部の内周面に遮断部材５０の外周面を圧入してもよい。また、図４及び５に示す変形例や図６から９に示す変形例においても、連通通路の構成や数は、任意とすることができる。

また、連通通路は、必須のものではなく、遮断部材５０に連通通路が形成されない構成でもよい。この場合であっても、ピストン３０と当接面４２Ａとが当接する際に遮断部材５０によってロッド側室１と環状隙間３との連通が遮断されるため、ピストン３０が当接面４２Ａに当接する際に圧力上昇した高圧の水がシール部材４６に作用することを抑制できる。

また、上記実施形態では、遮断部材５０は、当接面４２Ａの内周から形成される収容凹部４３に収容され、当接面４２Ａの径方向内側に位置する。これに対し、収容凹部４３は、当接面４２Ａの内周から形成されなくてもよい。

以上の第１実施形態によれば、以下に示す効果を奏する。

水圧シリンダ１００では、ピストン３０と当接面４２Ａとが当接する際には、遮断部材５０により環状隙間３とロッド側室１との連通が遮断される。よって、ピストン３０と当接面４２Ａとが当接する際に圧力上昇する水が環状隙間３内に導かれることが抑制され、シール部材４６の耐久性を向上させることができる。

また、水圧シリンダ１００では、遮断部材５０が当接面４２Ａの径方向内側に位置するように設けられる。これにより、遮断部材５０よりも径方向内側で滞留する水の量を低減できるため、シール部材４６へ高圧が作用することをより一層抑制できる。

また、水圧シリンダ１００では、遮断部材５０が所定量だけ圧縮されてスリット５１が閉塞されるまでは、スリット５１を通じて遮断部材５０より径方向内側にある水や環状隙間３内の水を給排口に排出することができる。したがって、シール部材４６へ高圧が作用することをより一層抑制できる。

（第２実施形態）
次に、図１０及び図１１を参照して、本発明の第２実施形態について、説明する。以下では、上記第１実施形態と異なる点を中心に説明し、上記第１実施形態と同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。

上記第１実施形態では、当接面４２Ａに当接するピストン３０の端面３０Ａは、環状の平坦面に形成される。これに対し、第２実施形態に係る水圧シリンダ２００では、ピストン３０の端面３０Ａには、シリンダヘッド４０に設けられる遮断部材５０に向けてピストン３０の軸方向に突出する突起部３５が設けられる。

上記第１実施形態と同様に、遮断部材５０は、シリンダヘッド４０に形成される収容凹部４３に収容される。

遮断部材５０には、図１０に示すように、連通通路として、図４及び図５に示す第１実施形態の変形例と同様、径方向に延び遮断部材５０の内周面に開口する第１ポート５２と、軸方向に延びて遮断部材５０の外周面に形成される第２ポート５３と、が形成される。遮断部材５０の内周面とピストンロッド２０の外周面との間には、環状隙間３に連通する隙間が設けられる。

遮断部材５０は、当接面４２Ａからピストン３０に向けて突出しないように形成される。つまり、遮断部材５０の端面は、当接面４２Ａに対して面一であるか、収容凹部４３内に位置（当接面４２Ａに対しピストン３０とは反対側に位置）するように形成される。

突起部３５は、当接面４２Ａに対向するピストン３０の端面３０Ａから軸方向に突出し、遮断部材５０に対向する位置に環状に形成される。突起部３５の軸方向長さ（端面３０Ａからの突出量）は、シリンダヘッド４０の収容凹部４３の軸方向長さよりも短く形成される。

ピストン３０が当接面４２Ａに当接する付近まで伸長方向へ移動すると、図１０に示すように、ピストン３０の端面と当接面４２Ａとが当接するよりも先に、ピストン３０の突起部３５が遮断部材５０に当接する。

この状態からさらにピストン３０が伸長方向へ移動すると、図１１に示すように、遮断部材５０において突起部３５が接触する部分が押圧（圧縮）される。このように、第２実施形態では、突起部３５により遮断部材５０が局所的に圧縮される。

遮断部材５０の圧縮量が所定量に達するまでは、環状隙間３は、第１ポート５２及び第２ポート５３を通じてロッド側室１に連通する。遮断部材５０の圧縮量が所定量に達すると、圧縮される部位にある第１ポート５２が閉塞される（図１１参照）。

以上の第２実施形態によれば、上記第１実施形態が奏する効果に加え、以下に示す効果を奏する。

第２実施形態では、突起部３５によって遮断部材５０を押圧することにより、遮断部材５０が局所的に圧縮される。このため、遮断部材５０の全体を圧縮して連通通路（第１ポート５２及び第２ポート５３）を遮断する場合と比較して、少ない圧縮量でより確実に連通通路（第１ポート５２及び第２ポート５３）を遮断することができる。これにより、遮断部材５０の耐久性を向上させることができる。

次に、第２実施形態の変形例について説明する。

上記第２実施形態では、突起部３５は、ピストン３０に設けられ、遮断部材５０は、シリンダヘッド４０に設けられる。これに対し、ピストン３０又はピストンロッド２０に遮断部材５０を設け、シリンダヘッド４０に突起部３５を設けてもよい。

（第３実施形態）
次に、図１２を参照して、本発明の第３実施形態について、説明する。以下では、上記第１実施形態と異なる点を中心に説明し、上記第１実施形態と同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。

第３実施形態に係る水圧シリンダ３００は、上記第１実施形態の構成に加えて、環状隙間３の圧力がリリーフ圧に達すると開弁して環状隙間３の圧力を逃がすリリーフ弁６０をさらに備える。

図１２に示すように、ピストンロッド２０には、外周面と基端側（ピストン３０側）の端面とに開口するリリーフ通路６１が形成される。リリーフ通路６１は、ピストン３０が遮断部材５０に当接してから当接面４２Ａに当接するまでの間、遮断部材５０とシール部材４６の間にある環状隙間３に連通するように、ピストンロッド２０の外周面に開口する。

リリーフ弁６０は、リリーフ通路６１に設けられる。つまり、リリーフ弁６０は、ピストンロッド２０に内蔵される。リリーフ弁６０は、環状隙間３の圧力がリリーフ圧に達すると開弁して、環状隙間３の圧力をボトム側室２へ逃がす。リリーフ弁６０が開弁するリリーフ圧は、シール部材４６の損傷が防止できるように、水圧シリンダ３００の仕様等に応じて、適切に設定される。なお、リリーフ弁６０は、公知の構成を採用できるため、詳細な図示及び説明は省略する。

以上の第３実施形態によれば、上記第１実施形態が奏する効果に加え、以下に示す効果を奏する。

例えば、遮断部材５０によって環状隙間３とロッド側室１との連通が遮断されたのち、当接面４２Ａとが当接するまでの間のピストン３０の移動によって、環状隙間３内の圧力が上昇する場合など、遮断部材５０によって環状隙間３の圧力上昇を完全に防止できない可能性もある。このような場合であっても、第３実施形態によれば、リリーフ弁６０によって環状隙間３の圧力はリリーフ圧以下に保たれるため、シール部材４６に高圧が作用することをより確実に抑制することができる。

次に、第３実施形態の変形例について説明する。

上記第３実施形態では、リリーフ弁６０によって環状隙間３の圧力がボトム側室２へ逃がされる構成である。これに対し、環状隙間３の圧力は、シリンダチューブ１０の外部（例えばタンク）などに逃がされるものでもよい。また、リリーフ通路６１及びリリーフ弁６０は、ピストンロッド２０に設けられるが、これに限らず、例えば、シリンダヘッド４０に設けられてもよい。

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。

水圧シリンダ１００，２００，３００は、シリンダチューブ１０と、シリンダチューブ１０内をロッド側室１及びボトム側室２に区画するピストン３０と、ピストン３０に連結されシリンダチューブ１０に挿入されるピストンロッド２０と、シリンダチューブ１０に設けられ、ピストンロッド２０を摺動自在に支持するシリンダヘッド４０と、シリンダヘッド４０に設けられ、シリンダヘッド４０の内周とピストンロッド２０の外周との間の環状隙間３を封止して環状隙間３を通じたロッド側室１からの水の漏れを防止するシール部材４６と、ピストンロッド２０が挿通しピストン３０に当接してロッド側室１が収縮する方向へのピストンロッド２０のストローク端を規定する当接面４２Ａと、ピストン３０が当接面４２Ａに当接する際にピストン３０と当接面４２Ａとの間で圧縮されて、環状隙間３とロッド側室１との連通を遮断するように変形する遮断部材５０と、を備える。

この構成では、ピストン３０と当接面４２Ａとが当接する際には、遮断部材５０によってロッド側室１とシリンダヘッド４０の内側の環状隙間３との連通が遮断される。これにより、ピストン３０と当接面４２Ａとが当接する際に圧力が上昇した水が環状隙間３に導かれることが抑制され、シール部材４６に高圧が作用することを抑制することができる。

また、水圧シリンダ１００，２００，３００では、遮断部材５０には、ピストン３０及び当接面４２Ａによる遮断部材５０の圧縮量が所定量より小さい場合には、環状隙間３とロッド側室１とを連通し、遮断部材５０の圧縮量が所定量に達すると閉塞される連通通路（スリット５１、第１ポート５２及び第２ポート５３、軸方向通路５４及び径方向通路５５）が形成される。

水圧シリンダ１００は、当接面４２Ａの内周に形成され遮断部材５０を収容する収容凹部４３をさらに備え、連通通路は、ピストン３０に対向する遮断部材５０の端面に形成され、ピストン３０の径方向に延びるスリット５１である。

水圧シリンダ１００の変形例では、遮断部材５０は、ピストンロッド２０の外周に取り付けられ、連通通路は、遮断部材５０の内周に形成されピストン３０の軸方向に沿って延びる軸方向通路５４と、軸方向通路５４に連通しピストン３０の径方向に延びる径方向通路５５と、を有する。

これらの構成では、遮断部材５０とピストン３０が当接した状態から遮断部材５０の圧縮量が所定量に達するまでは、環状隙間３とロッド側室１とは連通通路（スリット５１、第１ポート５２及び第２ポート５３、軸方向通路５４及び径方向通路５５）を通じて連通する。よって、遮断部材５０の圧縮量が所定量に達するまでは、連通通路（スリット５１、第１ポート５２及び第２ポート５３、軸方向通路５４及び径方向通路５５）を通じて遮断部材５０より径方向内側にある水や環状隙間３内の水を給排口に排出することができる。

また、水圧シリンダ２００では、当接面４２Ａ及びピストン３０のいずれか一方には、遮断部材５０に向けて突出し遮断部材５０を圧縮する突起部３５が設けられ、突起部３５は、当接面４２Ａへ向かうピストン３０の移動に伴い、ピストン３０が当接面４２Ａに当接するよりも先に遮断部材５０に当接する。

この構成では、突起部３５によって遮断部材５０を押圧することにより、遮断部材５０が局所的に圧縮される。このため、遮断部材５０全体を圧縮して連通通路（スリット５１、第１ポート５２及び第２ポート５３、軸方向通路５４及び径方向通路５５）を遮断する場合と比較して、少ない圧縮量でより確実に連通通路（スリット５１、第１ポート５２及び第２ポート５３、軸方向通路５４及び径方向通路５５）を遮断することができる。これにより、遮断部材５０の耐久性を向上させることができる。

また、水圧シリンダ３００は、シリンダヘッド４０の内周とピストンロッド２０の外周との間の環状隙間３の圧力がリリーフ圧に達すると開弁して隙間の圧力を逃がすリリーフ弁６０をさらに備える。

この構成では、遮断部材５０によって環状隙間３の圧力上昇を防ぎきれない場合であっても、リリーフ弁６０によって環状隙間３の圧力はリリーフ圧以下に保たれるため、シール部材４６に高圧が作用することをより確実に抑制することができる。

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。

１００，２００，３００…水圧シリンダ（流体圧シリンダ）、１…ロッド側室（第１流体圧室）、２…ボトム側室（第２流体圧室）、３…環状隙間（隙間）、１０…シリンダチューブ、２０…ピストンロッド、３０…ピストン、３５…突起部、４０…シリンダヘッド（支持部）、４２Ａ…当接面（当接部）、４３…収容凹部、４６…シール部材、５０…遮断部材、５１…スリット（連通通路）、５２…第１ポート（連通通路）、５３…第２ポート（連通通路）、５４…軸方向通路（第１通路）、５５…径方向通路（第２通路）、６０…リリーフ弁、６１…リリーフ通路

Claims (6)

1. シリンダチューブと、
   前記シリンダチューブ内を第１流体圧室及び第２流体圧室に区画するピストンと、
   前記ピストンに連結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、
   前記シリンダチューブに設けられ、前記ピストンロッドを摺動自在に支持する支持部と、
   前記支持部に設けられ、前記支持部の内周と前記ピストンロッドの外周との間の隙間を封止して前記隙間を通じた前記第１流体圧室からの作動流体の漏れを防止するシール部材と、
   前記ピストンロッドが挿通し前記ピストンに当接して前記第１流体圧室が収縮する方向への前記ピストンロッドのストローク端を規定する当接部と、
   前記ピストンが前記当接部に当接するよりも先に前記ピストンと前記当接部との間で圧縮されて、前記隙間と前記第１流体圧室との連通を遮断するように変形する遮断部材と、を備えることを特徴とする流体圧シリンダ。
2. 前記遮断部材には、前記ピストン及び前記当接部による当該遮断部材の圧縮量が所定量より小さい場合には、前記隙間と前記第１流体圧室とを連通し、前記遮断部材の圧縮量が前記所定量に達すると閉塞される連通通路が形成さ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。
3. 前記当接部の内周に形成され前記遮断部材を収容する収容凹部をさらに備え、
   前記連通通路は、前記ピストンに対向する前記遮断部材の端面に形成され、前記ピストンの径方向に延びるスリットであることを特徴とする請求項２に記載の流体圧シリンダ。
4. 前記遮断部材は、前記ピストンロッドの外周に取り付けられ、
   前記連通通路は、
   前記遮断部材の内周に形成され前記ピストンの軸方向に沿って延びる第１通路と、
   前記第１通路に連通し前記ピストンの径方向に延びる第２通路と、を有することを特徴とする請求項２に記載の流体圧シリンダ。
5. 前記当接部及び前記ピストンのいずれか一方には、前記遮断部材に向けて突出し前記遮断部材を圧縮する突起部が設けられ、
   前記突起部は、前記当接部へ向かう前記ピストンの移動に伴い、前記ピストンが前記当接部に当接するよりも先に前記遮断部材に当接することを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載の流体圧シリンダ。
6. 前記支持部の内周と前記ピストンロッドの外周との間の前記隙間の圧力がリリーフ圧に達すると開弁して前記隙間の圧力を逃がすリリーフ弁をさらに備えることを特徴とする請求項１から５のいずれか一つに記載の流体圧シリンダ。

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