JP2510689Y2 - 油圧シリンダ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案は、端末クッション機構を備えた油圧シリン
ダに関し、さらに詳しくは、シリンダのクッション孔と
対向してピストン側に向け止めを施してクッションリン
グを同芯に配置し、これらクッション孔とクッションリ
ングの嵌合に伴い両者の間に嵌合隙間を形成してクッシ
ョン作用を行う端末クッション機構付きの油圧シリンダ
に関する。

〔従来の技術〕

従来、この種の端末クッション機能を備えた油圧シリ
ンダとしては、例えば、実開昭57−46107号公報にみら
れるような端末クッション機構付きの油圧シリンダが知
られている。

すなわち、このものは、第２図に示されるように、シ
リンダ１内に摺動自由に挿入したピストンロッド２の先
端側のインロー部2aにストッパ６を圧入し、このストッ
パ６の外周面にピストン３を圧入或いはねじ等の結合手
段によって嵌着し、ピストン３の外周面に介装したピス
トンリング3aでシリンダ１内をヘッド側油室Ａとロッド
側油室Ｂに区画している。

一方、上記ストッパ６と並べてピストン３のヘッド側
油室Ａ側における内端に基端側を嵌めてクッションリン
グ５を挿通し、このクッションリング５の基端外周面か
ら突出する係止部5bをピストン３側の内壁に設けた鍔部
3bに係合させることで、クッションリング５をピストン
３に対し抜け止めを施して配設してある。

また、ピストンロッド２の先端側規制部2eとクッショ
ンリング５の内周面との間には、複数個の金属製の板ば
ね2dを円周方向に並べて等間隔に配置し、これら板ばね
2dのばね力を利用してクッションリング５をピストン３
に対し調心機能を付与しつつ同芯に保持している。

そして、上記クッションリング５の先端部分をシリン
ダ１のボトム部1aに設けたクッション孔1bと対向させて
ヘッド側油室Ａ内に突出させてある。

これにより、油圧シリンダが圧側作動端の近傍まで達
したときに当該クッションリング５がシリンダ１側のク
ッション孔1bに嵌入し、ヘッド側油室Ａ内の作動油をこ
れらクッションリング５とクッション孔1bの嵌合隙間を
通してポート1c側に押し出し、上記嵌合隙間を通る作動
油の流動抵抗でクッション作用を行うようにしている。

〔考案が解決しようとする問題点〕

しかし、上記した従来の端末クッション機構付きの油
圧シリンダにあっては、クッションリング５を板ばね2d
のばね作用でピストン３と同芯に調心させるようにして
いるために、油圧シリンダに作用する振動やヘッド側油
室Ａ内の圧力変動によってクッションリング５が板ばね
2dを撓ませつつ半径方向に偏位したり傾いたりする場合
が住々にして生じる。

そのために、クッションリング５が板ばね2dのばね作
用でピストン３と同芯の位置に戻される前に、クッショ
ンリング５がシリンダ１側のクッション孔1b内に嵌入し
てクッション行程に入ったとすると、これらクッション
孔1bとクッションリング５とでつくられる嵌合隙間を通
る作動油の流動抵抗に変化が生じ、クッション特性にバ
ラツキが生じるという問題点を有する。

また、そればかりでなく、クッション作用からの戻り
行程時にポート1cから供給された圧力作動油が、上記ク
ッション孔1bとクッションリング５との間の嵌合隙間か
らのみ流動抵抗を受けてヘッド側油室Ａに供給されるた
めに、油圧シリンダの初期伸長速度が遅くなるばかりか
推力自体も低下し、したがって、円滑な伸長作動を行い
得ないという欠点をも有する。

勿論、上記の問題点を解決するための手段として、例
えば、実開昭63−24409号公報に示されるように、ピス
トンロッドとクッションリングとの間に隙間を作って流
路を形成し、かつ、この流路の途中に油圧側へと向って
開くチェック弁を介装して、当該流路をクッション作用
からの戻り行程時に圧力作動油の供給流路として利用す
るようにした技術も知られている。

しかし、このものにあっては、ピストンロッドに対し
てクッションリングをチェック弁で支えて同芯に保持す
るようにしなければならないために、このような技術手
段を先に述べた従来の油圧シリンダに適用しようとして
も、調心用の板ばね2dが邪魔になって簡単には適用でき
ない。

また、ピストンに対してクッションリングをバラツキ
なく同芯状態を保って保持するためには、チェック弁を
納めるピストンロッド側の溝の深さ寸法だけでなく当該
チェック弁の厚さ寸法をも高精度に加工しなければなら
ず、製作に手数を要することになる。

したがって、この考案の目的は、この種の端末クッシ
ョン機構を備えた油圧シリンダにおいて、簡単な加工手
段を用いるだけでクッションリングをピストンに対し調
心機能を保持しつつ同芯状態を保って装着し得ると共
に、クッション作用からの戻り行程時における圧力作動
油の供給流路を保持することもできる新規の構造を備え
たこの種の油圧シリンダを提供することである。

〔問題点を解決するための手段〕

この考案において、上記した目的は、クッションリン
グの基端部分が位置するピストン側の部分にガイド部を
形成し、このガイド部にクッションリングの基端を嵌着
して取り付ける一方、クッション作用からの戻り行程時
において圧力作動油の供給路となるチェック弁を備えた
クッションリング内周面の供給流路を、当該クッション
リングに穿った半径方向の連動路で油室へと連通するこ
とによって達成される。

〔作用〕

すなわち、上記の構成をとることによって、クッショ
ンリングは、基端をピストン側のガイド部へと嵌着して
取り付けるだけで当該ガイド部により半径方向の動きを
規制される。

したがって、ピストンロッドに対して上記ガイド部を
ピストンインロー部と同時加工で構成することにより、
クッションリングは必然的にピストン側に対し同芯状態
を保って装着される。

その結果、油圧シリンダに作用する振動や油室内の圧
力変動によってクッションリングの同芯状態に狂いの生
じる恐れが全くなく、当該クッションリングを常にピス
トン側に対し同芯状態に保持して所期のクッション効果
を発揮することになる。

しかも、クッションリングは、基端をピストン側のガ
イド部によって規制されているだけで、それ以外の部分
は、内周面側にある供給流路で半径方向には或る程度自
由に撓み得るために、シリンダ側のクッション孔に対し
ても調心機能を果すことになる。

また、上記のようにして、クッション作用からの戻り
行程時に圧力動作油の供給路となる供給流路の出口端を
ピストン側のガイド部で塞いだとしても、当該供給流路
は、クッションリングに穿った連通路でその出口側が油
室に連通されることになるので、上記供給流路としての
役目を損なうことなく本来の機能を確保して、油室へと
充分な量の作動油を供給しつつ油圧シリンダを所定の速
度で動作させることになる。

〔実施例〕

以下、この考案の好ましい実施例を添付図面に基いて
詳細に説明する。

第１図に示すように、この考案による油圧シリンダ
は、シリンダ１に対してピストンロッド２を外部から摺
動自在に挿入し、このピストンロッド２の先端にピスト
ンリング3aを外周に備えたピストン３を配設し、当該ピ
ストン３によってシリンダ１内をヘッド側油室Ａとロッ
ド側油室Ｂに区画している。

シリンダ１のボトム部1aには、油圧シリンダの圧縮動
作油において後記するクッションリング５と協働しつつ
端末クッション作用を行うクッション孔1bが穿設してあ
り、ヘッド側油室Ａは、このクッション孔1bから当該ボ
トム部1aに穿ったポート1cを通して外部に通じている。

一方、特に図示はしないが、ロッド側油室Ｂは、この
種の油圧シリンダにおいて公知のように、シリンダ１の
ヘッド部に設けた他方のポートを通してシリンダ１の外
部に導かれる。

同じく、ピストンロッド２もまは、ピストン３からロ
ッド側油室Ｂを通りかつシリンダ１のヘッド部を貫通し
て外部に突出している。

上記ポート1cと他方のポートは、図面上省略した油圧
ポンプや油タンクおよび油圧バルブ等で構成された油圧
供給ユニットに結ばれ、この油圧供給ユニットからそれ
ぞれのポートを通してヘッド側油室Ａとロッド側油室Ｂ
の作動油の給排が行われる。

ピストン３は、従来から広く一般に使用されている油
圧シリンダと同様に、ピストンロッド２の先端側インロ
ー部2aに嵌挿したのち、ピストンナット４のねじ部4cを
ピストンロッド２のねじ部2bにねじ込むことにより、当
該ピストンナット４で締め付けてピストンロッド２に固
定してある。

ピストンナット４は、締付面と反対側の内周面にねじ
部4cと連接した環状溝4aと、当該環状溝4aを挟んで縮径
方向に突出する鍔部4bとを備え、この鍔部4bの内径は、
ピストンロッド２のねじ部2bと螺合するねじ部4cのねじ
内径よりも小径になるように設定してある。

ピストンナット４の締付面と反対面からは、これら環
状溝4aと鍔部4bの部分に亙って基端側を嵌挿したクッシ
ョンリング５がヘッド側油室Ａに向って突出しており、
このクッションリング５の基端側の外周面には、上記ピ
ストンナット４の鍔部4bとは逆に拡径方向に突出する係
止部5bが形成してある。

上記係止部5bの外径は、ピストンナット４における鍔
部4bの内径より大きく、かつ、ねじ部4cの内径よりも小
さく設定してあり、これによって、クッションリング５
は、ピストンロッド２への装着以前のピストンナット４
に対してねじ部4c側からその内部へと係止部5bが鍔部4b
に当って係止される位置まで挿入することができるよう
になっている。

かくして、上記の状態を保ってピストンナット４をピ
ストンロッド２のねじ部2bに螺着することにより、これ
ら鍔部4bと係止部5bとで抜け止めを施しつつピストンナ
ット４に対してクッションリング５が装着される。

また、クッションリング５の先端部5aは、前記シリン
ダ１側のクッション孔1bと対向し、油圧シリンダの圧縮
動作時における最圧縮近傍から当該クッション孔1b内へ
と嵌入し、これらクッションリング５の外周面とクッシ
ョン孔1bの内周面とでその間に嵌合隙間Ｒをつくるよう
に形成してある。

一方、ピストンロッド２におけるインロー部2aの先端
からは、クッションリング５の内部に亙って当該インロ
ー部2aよりも小径の先端軸部2cが同芯状態を保って軸方
向に延びている。

先端軸部2cは、ねじ部2bに連接して形成したガイド部
2dと、このガイド部2dよりも小径でかつ軸方向に長い流
路部2f、および当該流路部2fの途中に形成した溝部2g、
並びに流路部2fよりも太径でかつガイド部2dよりも小径
の規制部2eとでつくられている。

ガイド部2dの外径は、クッションリング５の内周面に
適合する大きさに形成してあり、クッションリング５の
基端側をこのガイド部2dに嵌合して支持することによ
り、当該クッションリング５をピストン３と同芯状態に
保持しつつ、かつ、係止部5bがピストンナット４の鍔部
4bと常に一定の相対位置関係を保って係合するようにし
てある。

また、上記と併せて、流路部2fと規制部2eは、クッシ
ョンリング５の内周面との間に環状流路Ｓと当該環状流
路Ｓよりも狭い所定間隔の環状隙間S1を形成している。

これら環状流路Ｓと環状隙間S1は、互いに協同してピ
ストンロッド２の先端軸部2cとクッションリング５との
間に、上記したクッション孔1bとクッションリング５と
で形成される嵌合隙間Ｒと並行してクッション孔1bへと
通じる流路を形作り、当該流路は、環状流路Ｓと対向し
てクッションリング５に穿った連通路5dを通してヘッド
側油室Ａにも通じている。

なお、上記流路は、圧縮動作時にクッション行程に達
した油圧シリンダが逆転して伸長動作に移ったときに、
嵌合隙間Ｒと合わせてクッション孔1bからヘッド側油室
Ａに動作油を送り込むための供給流路を形作るものであ
って、したがって、ここからは、環状流路Ｓと環状隙間
S1を合わせて供給流路Ｓと総称し、説明していくことに
する。

かくして、供給流路Ｓをそのまましておいたのでは、
油圧シリンダが圧縮動作して最圧縮近傍に達し、クッシ
ョンリング５とクッション孔1bの間に嵌合隙間Ｒが形成
されて当該油圧シリンダがクッション行程に入ったとき
に、ヘッド側油室Ａの作動油が上記嵌合隙間Ｒと合わせ
て連通路5dからも上記供給流路Ｓを通してクッション孔
1bへと押し出され、それによって、クッション効果を低
減させることになる。

そこで、前記したピストンロッド２の先端軸部2cに形
成した溝部2g内に当該先端軸部2cとクッションリング５
との間に形成された供給流路Ｓを開放および遮断するた
めのチェック弁８が納められている。

この実施例の場合、当該チェック弁８は、クッション
リング５の内周面と摺接する環状の部材として構成され
ており、かつ、溝部2g内に軸方向へと移動可能に納めら
れていると共に、内周面には溝部2gの底面との間に作動
油の流路となる間隙を有している。

また、チェック弁８における連通路5d側の端面には、
内周面側の間隙に連通して放射状の切欠溝8aが設けられ
ていている。

これにより、クッション孔1bからヘッド側油室Ａに向
う作動油の流れに対しては、当該チェック弁８が連通路
5d側における溝部2gの側壁へと押し付けられ、内周面側
の間隙と切欠溝8aとで供給流路Ｓの連通を確保してその
流れを許容するが、反対方向の流れに対してはチェック
弁８が溝部2gの反対側の側壁に押し付けられ、供給流路
Ｓの連通を遮断してその流れを阻止することになる。

次に、以上のように構成されたこの考案による油圧シ
リンダの作用について説明する。

圧油供給ユニットからそれぞれのポートを通して選択
的にシリンダ１内のヘッド側油室Ａ或いはロッド側油室
Ｂに圧力作動油が供給されると、シリンダ１内において
ピストン３が他方の油室Ｂ或いはＡ内の作動油をそれぞ
れのポートから圧油供給ユニットに押し戻しつつ伸長或
いは圧縮側に動作する。

いま、上記の圧縮行程時において、ピストン３が圧縮
側に動作しつつ油圧シリンダが最圧縮近傍に達したとす
ると、ピストンナット４から突出するクッションリング
５の先端部5aがシリンダ１のボトム部1aに設けたクッシ
ョン孔1b内に嵌入し始め、これらクッションリング５の
外周面とクッション孔1bの内周面とで両者の間に嵌合隙
間Ｒをつくる。

これにより、以後、ヘッド側油室Ａ内の作動油はこの
嵌合隙間Ｒを通してクッション孔1bに入り、このクッシ
ョン孔1bからポート1cを通って圧油供給ユニット側に戻
ることになるので、上記嵌合隙間Ｒを通る作動油の流動
抵抗でヘッド側油室Ａ内の作動油圧力が上昇する。

このヘッド側油室Ａ内に生じた作動油圧力は、クッシ
ョンリング５に穿った連通路5dから供給流路Ｓを通して
チェック弁８の切欠溝8aを穿った端面に作用し、当該チ
ェック弁８を押し進めつつ切欠溝8aと反対側の端面を溝
部2gにおける先端側の側壁に押し付けて供給流路Ｓを通
る圧力作動油の流れを断つ。

そのために、ヘッド側油室Ａ内の圧力作動油は、クッ
ションリング５の外周面とクッション孔1bの内周面とで
つくられた嵌合隙間Ｒのみを通して押し出されることに
なり、当該嵌合隙間Ｒを通る作動油の流動抵抗でヘッド
側油室Ａ内の作動油圧力が急激に上昇し、この急激に上
昇した作動油圧力がピストン３の端面に作用して当該ピ
ストン３の圧縮側への動きを規制する。

また、上記において、ヘッド側油室Ａに発生した作動
油圧力（クッション圧力）は、クッションリング５の基
端側の端面にも作用して当該クッションリング５を強い
力でピストンナット４から抜け出す方向に押すが、クッ
ションリング５は、基端側に形成した係止部5cがピスト
ンナット４の鍔部4bと係合しているために、この力によ
ってクッションリング５がピストンナット４から脱落し
てしまうことはない。

しかも、クッションリング５の基端側の部分は、ピス
トンロッド２のガイド部2dで半径方向への動きを規制さ
れているので、油圧シリンダに作用する振動やヘッド側
油室Ａ内の圧力変動によってピストン３に対するクッシ
ョンリング５の同芯性に狂いの生じることもない。

さらに、鍔部4bと係止部5bが常に均一状態を保って接
触するために、強度上これら鍔部4bと係止部5bの厚さ寸
法を小さくしてクッション機構の組み込みによる油圧シ
リンダの有効ストロークの減少分を低く抑えることもで
きる。

かくして、クッションリング５は、クッション孔1bへ
の嵌入時における嵌合隙間Ｒの流路面積を所期の値に保
ち、最圧縮時にピストンナット４がシリンダ１の底に当
ったときに発生する衝撃を緩和して所定のクッション作
用を行う。

なお、クッションリング５の先端側の部分は、供給流
路Ｓの存在によって半径方向には或る程度の範囲動き得
る状態にあり、これによって、万一、クッションリング
５の外周面がクッション孔1bの内周面と干渉するような
事態が生じたとしても、クッションリング５が撓むこと
により当該事態に対処してクッションリング５の調心機
能を確保する。

一方、上記とは逆に、ポート1c側に圧力作動油を供給
して油圧シリンダを最圧縮状態から反転して伸長動作さ
せるときには、当該圧力動作油がクッション孔1bから嵌
合隙間Ｒを通してヘッド側油室Ａに供給されると共に、
ピストンロッド２の規制部2eとクッションリング５との
間を通して供給流路Ｓにも供給される。

この供給流路Ｓに供給された圧力作動油は、チェック
弁８の切欠溝8aと反対側の端面に作用して当該チェック
弁８を押し進め、切欠溝8aを穿った端面を連通路5d側に
おける溝部2gの端面に押し付けて内周面側の間隙と切欠
溝8aとによりチェック弁８による供給流路Ｓの遮断を解
く。

これにより、ポート1cからクッション孔1b供給された
圧力作動油は、嵌合隙間Ｒを通してヘッド側油室Ａに供
給されると同時に、供給流路Ｓからも連通路5dを通して
ヘッド側油室Ａに供給され、当該ヘッド側油室Ａに充分
な量の作動油を供給して油圧シリンダを所定の速度で伸
長動作させることになる。

なお、上記のようにして伸長動作した油圧シリンダ
は、圧油供給ユニットからの圧力動作油の供給および排
出を切り換えることによって再び圧縮行程に移行する。

〔考案の効果〕

以上のように、この考案の油圧シリンダによれば、以
下に述べるような効果を奏し得る。

クッションリングの基端をピストン側のガイド部へと
嵌着して取り付けるようにしたので、ピストン側に対し
て当該ガイド部を同時加工で構成するという簡単な手段
を用いるだけで、クッションリングの半径方向の動きを
規制しつつピストン側へと同芯状態を保って確実に装着
することができる。

しかも、クッションリングは、基端側をピストン側の
ガイド部でしっかりと確保され、油圧シリンダに作用す
る振動や油室内の圧力変動によってクッションリングの
同芯状態に狂いの生じる恐れがなくなるので、当該クッ
ションリングをピストン側に対し常に同芯状態に保って
所期のクッション効果を発揮することが可能になる。

また、それにも拘らず、クッションリングは、単に基
端をピストン側のガイド部により規制されているだけ
で、それ以外の部分は、内周面側にある供給流路で半径
方向には或る程度自由に撓み得るために、シリンダ側の
クッション孔に対しても調心機能を果すことができる。

さらに、クッション作用からの戻り行程時に圧力動作
油の供給路となる供給流路の出口端を上記ピストン側の
ガイド部で塞いだとしても、当該供給流路の出口側をク
ッションリングに穿った半径方向の連通路で油室に連通
したので、上記供給流路としての役目を損なうことなく
本来の機能を確保して、油室へと充分は量の作動油を供
給しつつ油圧シリンダを所定の速度で動作させることが
できるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この考案の一実施例である油圧シリンダを示
す縦断正面図、第２図は、従来の油圧シリンダを示す縦
断正面図である。 〔符号の説明〕 １…シリンダ、1a…ボトム部、1b…クッション孔 ２…ピストンロッド、2a…インロー部、2d…ガイド部 2e…規制部、2g…溝部 ３…ピストン ４…ピストンナット、4b…鍔部 ５…クッションリング、5b…係止部 ８…チェック弁 Ｒ…クッション孔とクッションリングとで形作るクッシ
ョン用の嵌合隙間 Ｓ…供給流路

Claims (1)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】シリンダのクッション孔と対向してピスト
   ン側に基端外周面の係止部により抜け止めを施してクッ
   ションリングを挿通し、これらクッション孔とクッショ
   ンリングの嵌合に伴い両者の間に嵌合隙間を形成してク
   ッション作用を行うと共に、当該クッションリングの内
   周面に油室側へと向って開くチェック弁を備えた供給流
   路を形成し、上記クッション作用からの戻り行程時に当
   該チェック弁を開いて油室へと圧力作動油を送り込み得
   るようにした端末クッション機構付きの油圧シリンダに
   おいて、クッションリングの基端をピストン側に設けた
   ガイド部に嵌着して取り付け、当該ガイド部によりクッ
   ションリングをピストン側に対し調心機能をもたせて同
   芯状態に保持する一方、チェック弁の出口側に位置して
   クッションリングに半径方向の連通路を穿ち、当該連通
   路で供給流路の出口側を油室へと連通したことを特徴と
   する油圧シリンダ。