JP3391241B2 - Hydraulic cylinder cushion device - Google Patents
Hydraulic cylinder cushion deviceInfo
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- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B15/00—Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
- F15B15/20—Other details, e.g. assembly with regulating devices
- F15B15/22—Other details, e.g. assembly with regulating devices for accelerating or decelerating the stroke
- F15B15/222—Other details, e.g. assembly with regulating devices for accelerating or decelerating the stroke having a piston with a piston extension or piston recess which throttles the main fluid outlet as the piston approaches its end position
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Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、油圧アクチュエー
タ等として用いられる油圧シリンダのストロークエンド
近傍で緩衝作用を発揮するクッション装置に関するもの
である。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a cushion device that exerts a cushioning action near the stroke end of a hydraulic cylinder used as a hydraulic actuator or the like.
【０００２】[0002]
【従来の技術】油圧アクチュエータとして用いられる油
圧シリンダは、ピストンロッドに連結して設けたピスト
ンをシリンダ内で摺動させるように構成されており、シ
リンダの内部はピストンによりロッド室とボトム室とに
区画形成されている。ピストンロッドの先端部と、シリ
ンダの端部とをそれぞれ所定の部材間に枢着して設けら
れる。ボトム室側に圧油を供給し、ロッド室側をタンク
に連通させると、ピストンロッドが伸長することにな
り、また逆にロッド室側に圧油を供給して、ボトム室側
をタンクに接続すると、ピストンロッドが縮小する。油
圧シリンダにおけるピストンロッドとシリンダとの間に
大きな荷重が作用している状態で、伸長または縮小方向
に作動させると、そのストロークエンドで大きな衝撃が
加わる。とりわけ、シリンダ側が固定側部材に連結さ
れ、ピストンロッドが可動側部材に連結した状態で、可
動側部材にピストンロッドを縮小させる方向に極めて大
きな荷重が作用している状態で油圧シリンダを縮小させ
ると、そのストロークエンドで極めて大きな衝撃が作用
することになる。2. Description of the Related Art A hydraulic cylinder used as a hydraulic actuator is constructed so that a piston connected to a piston rod slides in the cylinder, and the inside of the cylinder is divided into a rod chamber and a bottom chamber by the piston. It is compartmentalized. The tip end portion of the piston rod and the end portion of the cylinder are pivotally mounted between predetermined members. If pressure oil is supplied to the bottom chamber side and the rod chamber side is connected to the tank, the piston rod will expand, and conversely, pressure oil will be supplied to the rod chamber side and the bottom chamber side will be connected to the tank. Then, the piston rod shrinks. When the hydraulic cylinder is operated in the extension or contraction direction while a large load is applied between the piston rod and the cylinder, a large impact is applied at the stroke end. In particular, when the cylinder side is connected to the fixed side member and the piston rod is connected to the movable side member, when the hydraulic cylinder is contracted while an extremely large load acts on the movable side member in the direction of contracting the piston rod, At the end of the stroke, an extremely large impact will be applied.
【０００３】以上のことから、油圧シリンダには、その
ピストンロッドのストロークエンド近傍での衝撃を緩和
するためのクッション装置が設けられる。クッション装
置は、ロッド室なりボトム室なりからの作動油の排出流
路を絞ることによりこれらの室内に背圧を立たせるよう
にするのが一般的である。例えば、縮小側におけるクッ
ション装置にあっては、ピストンロッドの端部に所定の
外径を有するクッション部材を連設し、またボトム室に
は作動油流通路に通じるクッション流路を形成して、ス
トロークエンド近傍でクッション部材をクッション流路
内に嵌入させるようになし、このクッション部材のクッ
ション流路内への進入により流路を絞るようにする。From the above, the hydraulic cylinder is provided with the cushion device for absorbing the impact near the stroke end of the piston rod. In the cushion device, a back pressure is generally established in these chambers by throttling the discharge passage of the hydraulic oil from the rod chamber or the bottom chamber. For example, in the cushion device on the reduction side, a cushion member having a predetermined outer diameter is continuously provided at the end portion of the piston rod, and a cushion flow path communicating with the hydraulic fluid flow passage is formed in the bottom chamber, The cushion member is fitted into the cushion flow path near the stroke end, and the flow path is narrowed by the cushion member entering the cushion flow path.
【０００４】より円滑なクッション作用を発揮させて、
滑らかに停止させるには、クッションストロークを所定
の長さに設定すると共に、クッション部材の外径とクッ
ション流路の孔径との径差をできるだけ小さくして、流
路断面積をできるだけ小さくしなければならない。この
ように、クッション部材とクッション流路との径差を小
さくすると、加工誤差や組み付け誤差等により、クッシ
ョン部材の軸芯がクッション流路の軸芯に対して僅かに
ずれていただけでも、金属接触によるカジリ，フィレッ
ティングが生じて、摩耗粉等が発生し、甚だしい場合に
はクッション部材等を損傷させる等のおそれがある。従
って、クッション部材の外径とクッション流路の内径と
の径差を小さくするのには限界がある。また、この径差
をあまり小さくしすぎると、ピストンロッドの伸長時
に、作動油流通路からシリンダのボトム室への圧油の供
給時の流路断面積も小さくなるから、クッション部材が
クッション流路から抜け出るまでは、ボトム室内への圧
油の供給が円滑に行われず、その間はピストンの移動速
度が低下するだけでなく、クッション部材がクッション
流路から抜け出る時に、騒音が生じることにもなる。By exerting a smoother cushioning effect,
In order to stop smoothly, the cushion stroke must be set to a predetermined length and the diameter difference between the outer diameter of the cushion member and the hole diameter of the cushion flow path must be minimized to minimize the flow path cross-sectional area. I won't. If the diameter difference between the cushion member and the cushion flow path is reduced in this way, metal contact may occur even if the shaft center of the cushion member is slightly displaced from the shaft center of the cushion flow path due to processing error or assembly error. Scratching and filleting may occur, resulting in generation of abrasion powder and the like, which may damage the cushion member and the like in extreme cases. Therefore, there is a limit in reducing the diameter difference between the outer diameter of the cushion member and the inner diameter of the cushion flow path. Further, if the difference in diameter is made too small, when the piston rod extends, the flow passage cross-sectional area at the time of supplying the pressure oil from the hydraulic oil flow passage to the bottom chamber of the cylinder also becomes small, so that the cushion member is used for the cushion flow passage. The pressure oil is not smoothly supplied to the bottom chamber until the cushion member comes out of the cushion passage, and noise is generated when the cushion member comes out of the cushion flow path.
【０００５】以上の点を考慮して、クッション機能を発
揮する方向において、流路断面積を極めて小さくして
も、クッション部材がクッション流路と金属接触せず、
かつクッション部材がクッション流路から抜け出す方向
においては、流路断面積を増大させるようにしたクッシ
ョン装置は、例えば実開平２−３３９号公報や、実開平
６−６２２０７号公報に提案されている。ここで、実開
平２−３３９号公報においては、ロッド室側及びボトム
室側のクッション装置が示されており、また実開平６−
６２２０７号公報には、ボトム室側のクッション装置が
示されている。In consideration of the above points, the cushion member does not come into metal contact with the cushion flow path even if the cross-sectional area of the flow path is extremely small in the direction in which the cushion function is exerted.
In addition, a cushion device in which the flow passage cross-sectional area is increased in the direction in which the cushion member comes out of the cushion flow passage is proposed, for example, in Japanese Utility Model Laid-Open No. 2-339 and Japanese Utility Model Laid-Open No. 6-62207. Here, in Japanese Utility Model Application Laid-Open No. 2-339, a cushion device on the rod chamber side and the bottom chamber side is shown.
Japanese Patent No. 62207 discloses a cushion device on the bottom chamber side.
【０００６】そこで、実開平６−６２２０７号公報に示
されているクッション装置の一例を図６及び図７に基づ
いて説明する。まず、図６において、１はシリンダ、２
はピストン、３はピストンロッドである。シリンダ１は
円筒形をしたシリンダチューブ１ａを有し、このシリン
ダチューブ１ａの一端には、キャップ１ｂが連結・固着
されており、他端側にはロッド導出部１ｃが固着して設
けられている。ピストン２はピストンロッド３の一端側
の部位に固定されている。図７から明らかなように、ピ
ストンロッド３にはその端部が縮径されたピストン装着
部３ａとなっており、このピストン装着部３ａにピスト
ン２が嵌合され、かつピストン装着部３ａにナット４を
螺合して締着することによって、ピストン２はピストン
ロッド３のピストン装着部３ａの段差部とナット４との
間に挾持するようにして固定される。ピストン２はシリ
ンダ１内をボトム室５とロッド室６とに区画形成するも
のであり、ボトム室５及びロッド室６にはそれぞれ作動
油流通路７，８が設けられている。An example of the cushion device disclosed in Japanese Utility Model Laid-Open No. 6-62207 will be described with reference to FIGS. 6 and 7. First, in FIG. 6, 1 is a cylinder, 2
Is a piston and 3 is a piston rod. The cylinder 1 has a cylindrical cylinder tube 1a, a cap 1b is connected and fixed to one end of the cylinder tube 1a, and a rod lead-out portion 1c is fixedly provided to the other end. . The piston 2 is fixed to one end of the piston rod 3. As is clear from FIG. 7, the piston rod 3 has a piston mounting portion 3a whose end is reduced in diameter. The piston 2 is fitted into the piston mounting portion 3a, and the piston mounting portion 3a has a nut. By screwing 4 and tightening, the piston 2 is fixed so as to be sandwiched between the stepped portion of the piston mounting portion 3 a of the piston rod 3 and the nut 4. The piston 2 divides the inside of the cylinder 1 into a bottom chamber 5 and a rod chamber 6, and the bottom chamber 5 and the rod chamber 6 are provided with hydraulic oil flow passages 7 and 8, respectively.
【０００７】ボトム室５に通じる作動油流通路７に圧油
を供給し、ロッド室６に通じる作動油流通路８をタンク
に接続すると、ピストン２がロッド導出部１ｃ側に摺動
変位してピストンロッド３が伸長する。また、作動油流
通路８に圧油を供給し、作動油流通路７をタンクに接続
すると、ピストン２がキャップ１ｂ側に摺動変位して、
ピストンロッド３が縮小する。従って、シリンダ１にお
けるキャップ１ｂに設けた取付部９と、ピストンロッド
３の先端に設けた取付部１０とを、例えばそれぞれ固定
側部材と可動側部材との間に枢着すると、可動側部材を
駆動できるようになる。When pressure oil is supplied to the working oil flow passage 7 leading to the bottom chamber 5 and the working oil flow passage 8 leading to the rod chamber 6 is connected to the tank, the piston 2 is slidably displaced toward the rod lead-out portion 1c. The piston rod 3 extends. Further, when pressure oil is supplied to the hydraulic oil flow passage 8 and the hydraulic oil flow passage 7 is connected to the tank, the piston 2 is slidably displaced toward the cap 1b side,
The piston rod 3 shrinks. Therefore, when the mounting portion 9 provided on the cap 1b of the cylinder 1 and the mounting portion 10 provided at the tip of the piston rod 3 are pivotally mounted between the fixed-side member and the movable-side member, respectively, the movable-side member is You will be able to drive.
【０００８】ピストンロッド３の伸長方向及び縮小方向
のストロークエンド近傍でクッション作用を発揮するク
ッション装置を備えている。このうち、ピストンロッド
３の縮小方向のストロークエンド近傍におけるクッショ
ン装置の構成を図７に示す。ピストンロッド３のピスト
ン装着部３ａからは、さらにこのピストン装着部３ａよ
り小径となったリング挿嵌部３ｂが延在されており、こ
のリング挿嵌部３ｂにはクッションリング１１が遊嵌状
に嵌合されており、またリング挿嵌部３ｂの端部には、
このクッションリング１１の内径より大きな外径を有す
るストッパ部材１２がボルト１３により連結・固着され
ている。そして、リング挿嵌部３ｂにはクッションリン
グ１１が遊嵌状に嵌合されている。A cushioning device is provided which exerts a cushioning action in the vicinity of the stroke ends of the piston rod 3 in the extending and contracting directions. Of these, the configuration of the cushion device near the stroke end of the piston rod 3 in the contraction direction is shown in FIG. A ring fitting portion 3b having a smaller diameter than the piston fitting portion 3a extends from the piston fitting portion 3a of the piston rod 3, and the cushion ring 11 is loosely fitted to the ring fitting portion 3b. It is fitted, and at the end of the ring insertion portion 3b,
A stopper member 12 having an outer diameter larger than the inner diameter of the cushion ring 11 is connected and fixed by a bolt 13. The cushion ring 11 is loosely fitted in the ring insertion portion 3b.
【０００９】一方、キャップ１ｂには、作動油流通路７
に通じるクッション流路１４が形成されている。ここ
で、クッション流路１４は、シリンダチューブ１ａの内
径より小さい円形の通路からなり、ピストンロッド３が
縮小して、クッションリング１１がこのクッション流路
１４内に入り込むと、このクッション流路１４を介して
流出するボトム室５側の戻り油の流路が絞られることに
なり、その結果ボトム室５内に背圧が生じて、ピストン
ロッド３の縮小方向におけるクッション作用を発揮させ
るものである。On the other hand, the cap 1b has a hydraulic oil flow passage 7
A cushion flow path 14 communicating with the above is formed. Here, the cushion flow passage 14 is composed of a circular passage that is smaller than the inner diameter of the cylinder tube 1a, and when the piston ring 3 contracts and the cushion ring 11 enters into the cushion flow passage 14, the cushion flow passage 14 is formed. The flow path of the return oil on the side of the bottom chamber 5 that flows out through the bottom chamber 5 is throttled, and as a result, back pressure is generated in the bottom chamber 5 to exert a cushioning action in the contracting direction of the piston rod 3.
【００１０】このために、クッションリング１１と、ク
ッション流路１４及びリング挿嵌部３ｂ、さらにストッ
パ部材１２は以下の寸法関係を持たせている。まず、ス
トッパ部材１２の外径寸法は、クッションリング１１の
内径と外径との間の寸法となっている。これによって、
クッションリング１１はリング挿嵌部３ｂから抜け出す
のを防止している。また、クッション流路１４を形成す
る壁面１４ａの内径はクッションリング１１の外径より
僅かに大きいものであり、この径差分がボトム室５から
の戻り油の流路、即ち円環状の絞り流路を形成する。さ
らに、クッションリング１１の内径はリング挿嵌部３ｂ
の外径より所定の寸法だけ大きくなっている。これによ
って、クッションリング１１がクッション流路１４に進
入するクッション行程時には閉鎖され、クッション流路
１４から脱出する時にのみ流路を開いて、クッションリ
ング１１の内面とリング挿嵌部３ｂの外面との間に作動
油の流路を形成する一方向流路として機能する。For this reason, the cushion ring 11, the cushion flow path 14, the ring insertion portion 3b, and the stopper member 12 have the following dimensional relationship. First, the outer diameter of the stopper member 12 is between the inner diameter and the outer diameter of the cushion ring 11. by this,
The cushion ring 11 prevents the cushion ring 11 from coming out of the ring insertion portion 3b. Further, the inner diameter of the wall surface 14a forming the cushion flow path 14 is slightly larger than the outer diameter of the cushion ring 11, and this difference in diameter is the flow path of the return oil from the bottom chamber 5, that is, the annular throttle flow path. To form. Further, the inner diameter of the cushion ring 11 is equal to the ring insertion portion 3b.
It is larger than the outer diameter by a predetermined size. As a result, the cushion ring 11 is closed during the cushion stroke in which it enters the cushion flow passage 14, and the flow passage is opened only when it escapes from the cushion flow passage 14, so that the inner surface of the cushion ring 11 and the outer surface of the ring insertion portion 3b are separated from each other. It functions as a one-way flow path that forms a flow path for hydraulic oil therebetween.
【００１１】ここで、一方向流路は、ピストンロッド３
が縮小して、クッションリング１１がクッション流路１
４に進入する際には、作動油が流れることはなく、逆に
ピストンロッド３が伸長して、クッションリング１１が
クッション流路１４から抜け出そうとする際に、作動油
流通路７側からボトム室５側に向けて作動油を流すもの
である。このために、クッションリング１１の軸芯方向
の長さはピストンロッド３におけるピストン装着部３ａ
とリング挿嵌部３ｂとの段差と、ストッパ部材１２との
間の間隔より短くなっており、かつクッションリング１
１の段差に対面する側の端面には半径方向に貫通するよ
うに複数の凹溝１５が形成されており、ストッパ部材１
２側の面は平坦面となり、かつストッパ部材１２のクッ
ションリング１１との対向面も平坦面となっており、こ
れらが面接触すると、その間が密閉状態になって、シー
ル機能を発揮する。従って、ボトム室５側と作動油流通
路７側との差圧によりクッションリング１１がストッパ
部材１２と当接すると、クッションリング１１の内面と
リング挿嵌部３ｂの外面との間の一方向流路が形成され
ない。これとは逆に、クッションリング１１がピストン
ロッド３のピストン装着部３ａとリング挿嵌部３ｂとの
段差と当接すると、クッションリング１１とストッパ部
材１２との間から、一方向流路を経て、凹溝１５に至る
流路が形成されるようになっている。なお、クッション
リング１１のストッパ部材１２に対向する面の外周側に
は呼び込みテーパ部１１ａが形成されている。Here, the one-way flow path is the piston rod 3
Is reduced and the cushion ring 11 becomes the cushion flow path 1
4, the hydraulic oil does not flow, and conversely, when the piston rod 3 extends and the cushion ring 11 tries to come out of the cushion flow passage 14, the hydraulic oil flows from the bottom of the hydraulic fluid passage 7 side. The hydraulic oil flows toward the chamber 5 side. For this reason, the length of the cushion ring 11 in the axial direction is determined by the piston mounting portion 3a of the piston rod 3.
Is shorter than the distance between the stopper member 12 and the step between the ring and the ring insertion portion 3b, and the cushion ring 1
A plurality of recessed grooves 15 are formed in the end surface of the stopper member 1 facing the step to penetrate in the radial direction.
The surface on the second side is a flat surface, and the surface of the stopper member 12 facing the cushion ring 11 is also a flat surface. When these surfaces come into contact with each other, the space between them is hermetically sealed to exert a sealing function. Therefore, when the cushion ring 11 comes into contact with the stopper member 12 due to the pressure difference between the bottom chamber 5 side and the hydraulic oil flow passage 7 side, a unidirectional flow between the inner surface of the cushion ring 11 and the outer surface of the ring insertion portion 3b is generated. No path is formed. On the contrary, when the cushion ring 11 comes into contact with the step between the piston mounting portion 3a of the piston rod 3 and the ring insertion portion 3b, the cushion ring 11 passes through the one-way flow path from between the cushion ring 11 and the stopper member 12. A flow path reaching the concave groove 15 is formed. An intake taper portion 11a is formed on the outer peripheral side of the surface of the cushion ring 11 that faces the stopper member 12.
【００１２】以上のように構成することによって、ピス
トンロッド３が伸長状態にある時において、作動油流通
路８を油圧ポンプ等の油圧源に接続し、作動油流通路７
をタンクに接続すると、ロッド室６が高圧になり、ボト
ム室５が低圧になるから、ピストンロッド３が縮小す
る。この時に、ピストンロッド３に縮小方向に大きな荷
重が作用していると、ロッド室６とボトム室５との間の
差圧が極めて大きくなり、ピストンロッド３が急速に縮
小されることになる。しかしながら、ストロークエンド
近傍に至ると、クッションリング１１がクッション流路
１４内に進入してクッション行程に入り、戻り油の流路
が絞られる。この結果、ボトム室５側に背圧が発生する
ことになり、ピストン２に作用するロッド室６の圧力と
ボトム室５側の圧力との差が減少して動きが減速され
る。ここで、ボトム室５内は作動油流通路７より圧力が
高くなるから、この圧力の作用でクッションリング１１
がストッパ部材１２に圧接される。これにより、クッシ
ョンリング１１とピストンロッド３におけるリング挿嵌
部３ｂとの間の隙間からなる一方向流路が閉鎖される。
従って、戻り油はクッションリング１１とクッション流
路１４との間の隙間からしか流れないので、流路が著し
く絞られることになり、ボトム室５側がさらに高圧にな
り、しかもクッションリング１１のクッション流路１４
内への進入度合いに応じて絞り流路の長さが長くなるか
ら、ストロークエンドに近づくと、ボトム室５内の背圧
がさらに増大する。このクッション作用によりストロー
クエンドにおいて、円滑に停止することになり、衝撃が
著しく緩和される。With the above construction, when the piston rod 3 is in the extended state, the working oil flow passage 8 is connected to a hydraulic source such as a hydraulic pump and the working oil flow passage 7 is connected.
Is connected to the tank, the rod chamber 6 has a high pressure and the bottom chamber 5 has a low pressure, so that the piston rod 3 contracts. At this time, if a large load acts on the piston rod 3 in the contracting direction, the differential pressure between the rod chamber 6 and the bottom chamber 5 becomes extremely large, and the piston rod 3 is rapidly contracted. However, when reaching the vicinity of the stroke end, the cushion ring 11 enters the cushion flow passage 14 and enters the cushion stroke, and the return oil flow passage is narrowed. As a result, back pressure is generated on the bottom chamber 5 side, the difference between the pressure on the rod chamber 6 acting on the piston 2 and the pressure on the bottom chamber 5 side is reduced, and the movement is decelerated. Here, since the pressure in the bottom chamber 5 is higher than that in the hydraulic oil flow passage 7, the action of this pressure causes the cushion ring 11 to move.
Are pressed against the stopper member 12. As a result, the one-way flow path formed by the gap between the cushion ring 11 and the ring fitting portion 3b of the piston rod 3 is closed.
Therefore, since the return oil flows only through the gap between the cushion ring 11 and the cushion flow path 14, the flow path is significantly throttled, the pressure on the bottom chamber 5 side becomes even higher, and the cushion flow of the cushion ring 11 is increased. Road 14
Since the length of the throttle channel increases according to the degree of entry into the inside, the back pressure in the bottom chamber 5 further increases when approaching the stroke end. This cushioning action causes the stroke to stop smoothly at the end of the stroke, and the impact is remarkably relieved.
【００１３】ここで、クッションリング１１はピストン
ロッド３のリング挿嵌部３ｂに遊嵌されていることか
ら、このクッションリング１１がクッション流路１４内
に入り込むと、ピストンロッド３全体またはそのリング
挿嵌部３ｂとは無関係に、クッション流路１４側に倣う
ようになる。従って、クッションリング１１の外径寸法
とクッション流路１４を構成する内壁１４ａの内径との
寸法差を極僅かなものとし、絞り流路の流路断面積を極
めて小さくし、より大きなクッション作用を発揮するよ
うにしても、クッションリング１１は内壁１４ａと金属
接触してカジリやフレッティング等が発生するおそれは
なく、その間が損傷したり、また摩耗粉が発生したりす
るおそれはない。Since the cushion ring 11 is loosely fitted in the ring insertion portion 3b of the piston rod 3, when the cushion ring 11 enters the cushion flow passage 14, the entire piston rod 3 or its ring insertion portion is inserted. It follows the cushion flow path 14 side regardless of the fitting portion 3b. Therefore, the dimensional difference between the outer diameter of the cushion ring 11 and the inner diameter of the inner wall 14a forming the cushion flow path 14 is made extremely small, the flow passage cross-sectional area of the throttle flow passage is made extremely small, and a larger cushion action is achieved. Even if the cushion ring 11 is exerted, there is no possibility that the cushion ring 11 is brought into metal contact with the inner wall 14a to cause galling, fretting, or the like, and there is no risk of damage between them or generation of abrasion powder.
【００１４】一方、ピストンロッド３の縮小方向におけ
るストロークエンドから伸長させるには、作動油流通路
７に圧油が供給される。この結果、クッションリング１
１が押動されて、ピストンロッド３のピストン装着部３
ａとリング挿嵌部３ｂとの間の段差と当接して、クッシ
ョンリング１１とストッパ部材１２との間から、クッシ
ョンリング１１の内面とリング挿嵌部３ｂの外面との間
の一方向流路を経て、凹溝１５に至る流路が形成される
ようになり、クッションリング１１の外面側の流路に加
えて、この一方向流路も形成されるから、流路断面積が
大きくなって、円滑かつ迅速にピストンロッド３が伸長
することになり、クッションリング１１がクッション流
路１４から抜け出す際の騒音もなくなる。On the other hand, in order to extend the piston rod 3 from the stroke end in the contracting direction, pressure oil is supplied to the hydraulic oil flow passage 7. As a result, the cushion ring 1
1 is pushed, the piston mounting portion 3 of the piston rod 3
a one-way flow path between the cushion ring 11 and the stopper member 12 and between the inner surface of the cushion ring 11 and the outer surface of the ring insertion portion 3b by coming into contact with a step between a and the ring insertion portion 3b. After that, the flow path reaching the concave groove 15 is formed, and in addition to the flow path on the outer surface side of the cushion ring 11, this one-way flow path is also formed, so that the flow path cross-sectional area becomes large. Therefore, the piston rod 3 is smoothly and quickly extended, and noise when the cushion ring 11 is pulled out from the cushion flow path 14 is eliminated.
【００１５】[0015]
【発明が解決しようとする課題】ところで、クッション
リング１１がクッション流路１４内に嵌入した時には、
ストッパ部材１２とクッションリング１１との当接によ
って、一方向流路が形成されないことから、このクッシ
ョンリング１１とピストンロッド３のリング挿嵌部３ｂ
との間の円環状の隙間は閉鎖されたチャンバとなる。こ
れに対して、クッションリング１１の外周面とクッショ
ン流路１４を構成する内壁１４ａとの間には円環状絞り
流路が形成される。クッションリング１１がクッション
流路１４内に進入すると、このクッションリング１１の
内外面に図８に示した圧力分布を有する液圧が作用す
る。By the way, when the cushion ring 11 is fitted into the cushion flow path 14,
Since the one-way flow path is not formed by the contact between the stopper member 12 and the cushion ring 11, the cushion ring 11 and the ring insertion portion 3b of the piston rod 3 are formed.
The annular gap between and becomes a closed chamber. On the other hand, an annular throttle channel is formed between the outer peripheral surface of the cushion ring 11 and the inner wall 14a forming the cushion channel 14. When the cushion ring 11 enters the cushion flow path 14, the hydraulic pressure having the pressure distribution shown in FIG. 8 acts on the inner and outer surfaces of the cushion ring 11.
【００１６】クッションリング１１の内面側には半径方
向外向きの液圧が作用するが、クッションリング１１の
内周側は閉鎖されたチャンバとなっているから、その全
長にわたってほぼ等しい圧力が半径方向外向きに作用す
る。この圧力はボトム室５と実質的に同じ圧力である。
一方、クッションリング１１の外面側には半径方向内向
きに液圧が作用する。このクッションリング１１の外面
側は円環状の通路となっているから、作用する液圧は軸
線方向に向けて勾配が生じる。即ち、クッションリング
１１の基端側（図８の右側）はボトム室５内に臨み、先
端側（図８の左側）は作動油通路７に臨んでおり、ボト
ム室５内は高圧であり、作動油通路７側はタンク圧とな
っている。従って、クッションリング１１の外周面にお
いて、その基端側では実質的にボトム室５内の圧力が作
用し、先端側では殆ど圧力が作用しない状態となり、軸
線方向に向けて大きな圧力勾配が生じることになる。A hydraulic pressure outward in the radial direction acts on the inner surface side of the cushion ring 11, but since the inner peripheral side of the cushion ring 11 is a closed chamber, a substantially equal pressure is exerted in the radial direction over its entire length. Acts outward. This pressure is substantially the same as that of the bottom chamber 5.
On the other hand, hydraulic pressure acts radially inward on the outer surface side of the cushion ring 11. Since the outer surface side of the cushion ring 11 is an annular passage, the acting hydraulic pressure has a gradient in the axial direction. That is, the base end side (right side in FIG. 8) of the cushion ring 11 faces the bottom chamber 5, the tip end side (left side in FIG. 8) faces the hydraulic oil passage 7, and the inside of the bottom chamber 5 has a high pressure. The hydraulic oil passage 7 side has a tank pressure. Therefore, on the outer peripheral surface of the cushion ring 11, substantially the pressure in the bottom chamber 5 acts on the base end side thereof, and the pressure hardly acts on the tip end side, and a large pressure gradient is generated in the axial direction. become.
【００１７】クッションリング１１には、その基端側で
は内面側と外面側とに作用する液圧はバランスが取れる
が、先端側では実質的に内面側から半径方向外向きに押
圧する液圧のみが作用することになる。従って、シリン
ダ１に作用する負荷が極めて大きい場合には、クッショ
ンリング１１がクッション流路１４内にある程度の深さ
まで進入すると、ボトム室５内の圧力が極めて高い圧力
状態になる。この結果、クッションリング１１の先端側
の部位の内面側に作用する過大な液圧で半径方向外向き
に拡開するように変形させられる。これによって、クッ
ションリング１１の外周側に形成される円環状絞り流路
の流路面積が減少してボトム室５側がクッション作用に
とって必要以上にまで高圧となってしまう。また、そう
なると、クッションリング１１の内外面における差圧が
益々大きくなり、その性質上極めて細くなっている円環
状絞り流路そのものが閉鎖されてしまうという事態も発
生する。従って、ピストン２がロック状態になってクッ
ション作用を発揮させることができなくなるという事態
も発生する。このように、ボトム室５内の圧力が異常に
高くなったり、密閉状態になったりすると、クッション
リング１１，ストッパ部１２を損傷させたり、クッショ
ンリング１１とシリンダチューブ１ａの内面との間の摩
擦による摩耗の増大、かじり等が発生するという不都合
も生じることになる。On the cushion ring 11, the hydraulic pressure acting on the inner surface side and the outer surface side of the cushion ring 11 is balanced, but on the distal end side, only the hydraulic pressure that is pressed substantially radially outward from the inner surface side. Will work. Therefore, when the load acting on the cylinder 1 is extremely large, when the cushion ring 11 enters the cushion flow path 14 to a certain depth, the pressure in the bottom chamber 5 becomes extremely high. As a result, the cushion ring 11 is deformed to expand outward in the radial direction by an excessive hydraulic pressure acting on the inner surface side of the tip end side portion of the cushion ring 11. As a result, the flow passage area of the annular throttle flow passage formed on the outer peripheral side of the cushion ring 11 is reduced, and the pressure on the bottom chamber 5 side becomes unnecessarily high for the cushioning action. Further, in this case, the pressure difference between the inner and outer surfaces of the cushion ring 11 becomes larger and larger, and the annular throttle channel itself, which is extremely thin in its nature, is closed. Therefore, a situation may occur in which the piston 2 is locked and cannot exert its cushioning effect. As described above, when the pressure in the bottom chamber 5 becomes abnormally high or becomes closed, the cushion ring 11 and the stopper portion 12 are damaged, and the friction between the cushion ring 11 and the inner surface of the cylinder tube 1a. There is also an inconvenience such as increased wear due to the abrasion and galling.
【００１８】以上のことから、クッションリングの内外
面に対する差圧でクッションリングが変形しないように
保持するには、クッションリングの強度を向上させて、
内外面に作用する液圧の差で変形しないようにしなけれ
ばならない。このためには、クッションリングの厚みを
大きくすることが考えられるが、そうするとシリンダ装
置全体が大型化するという問題点が生じる。From the above, in order to keep the cushion ring from being deformed by the pressure difference between the inner and outer surfaces of the cushion ring, the strength of the cushion ring should be improved by
It must be prevented from being deformed by the difference in hydraulic pressure acting on the inner and outer surfaces. For this purpose, it is conceivable to increase the thickness of the cushion ring, but this causes a problem that the entire cylinder device becomes large.
【００１９】本発明は以上の点に鑑みてなされたもので
あって、クッションリングの厚みを増大させてその強度
の向上を図らなくても、クッション作用を有効に発揮さ
せ、かつクッションリングの内外面における差圧によっ
てシリンダチューブ内のボトム室やロッド室が異常に高
圧になるのを防止できるようにすることにある。The present invention has been made in view of the above points, and the cushioning effect can be effectively exerted without increasing the thickness of the cushion ring to improve its strength. It is to prevent the bottom chamber and the rod chamber in the cylinder tube from becoming abnormally high due to the pressure difference on the outer surface.
【００２０】[0020]
【課題を解決するための手段】前述した目的を達成する
ために、本発明は、シリンダ内にピストンロッドに連結
したピストンを摺動可能に装着してなり、このピストン
の少なくとも一方側のストローク端近傍でクッション作
用を発揮させるために、前記シリンダにはクッション流
路を形成すると共に、前記ピストンロッドまたはピスト
ンの先端から延在させた軸部に前後一対のストッパ部を
設けて、これら両ストッパ部の間には、前記クッション
流路内に位置する時に、外面側と内面側とにそれぞれ円
環状隙間が形成されるクッションリングを所定の間隔だ
け軸線方向に移動可能に嵌合させて設け、このクッショ
ンリングの外周側の円環状隙間は前記クッション流路内
の絞り流路となし、かつこのクッションリングの前後の
端面とそれぞれ相対面するストッパ部とが当接した時に
内面側の円環状隙間に連通して、クッション流路内を流
れる流路を形成するための流路構成部を設け、前記クッ
ションリングがクッション流路内に進入する時に流路を
形成する側の流路構成部は、前記内面側の円環状隙間か
らなる流路に対する絞り流路となるように、所定の流路
面積を有する固定絞りを構成し、前記クッションリング
がクッション流路から離脱する時に流路を形成する側の
流路構成部の流路面積は、前記固定絞りによる流路面積
より大きくする構成としたことをその特徴とするもので
ある。In order to achieve the above-mentioned object, the present invention comprises a piston slidably mounted in a cylinder, the piston being connected to a piston rod, and the stroke end on at least one side of the piston. In order to exert a cushioning effect in the vicinity, a cushion passage is formed in the cylinder, and a pair of front and rear stopper portions are provided on the shaft portion extending from the piston rod or the tip of the piston. A cushion ring having annular gaps formed on the outer surface side and the inner surface side when being positioned in the cushion flow path is provided between and is movably fitted in the axial direction by a predetermined distance. The annular gap on the outer peripheral side of the cushion ring serves as a throttle flow passage in the cushion flow passage, and the front and rear end faces of the cushion ring respectively correspond to each other. A flow passage forming portion is provided that communicates with the annular gap on the inner surface side when the stopper portion that faces is contacted, and forms a flow passage that flows in the cushion flow passage. The flow path forming part on the side that forms a flow path at the time of entry is an annular gap on the inner surface side.
So that the throttle channel for Ranaru channel, constitutes a fixed throttle with a predetermined flow area, the cushion ring
On the side that forms the flow path when it leaves the cushion flow path
The flow channel area of the flow channel component is the flow channel area due to the fixed throttle.
The feature is that the structure is made larger .
【００２１】ここで、クッション作用をより効率的に発
揮させ、かつクッション流路からの抜け出しを円滑に行
うようにするには、クッションリングの両端面に形成さ
れる固定絞りとなる流路構成部は、シリンダに最大荷重
が作用した時の最小流量を流すものとすれば良い。ま
た、クッションリングはピストンの前後いずれの側、即
ちボトム室側，ロッド室側のいずれか一方、または双方
に設けることができる。さらに、クッション行程に入る
と、クッションリングをクッション流路に円滑に嵌入さ
せるようにするには、クッションリングのクッション流
路への進入側の外周側端面に呼び込みテーパ部を設ける
構成とするのが好ましい。Here, in order to exert the cushioning effect more efficiently and to smoothly escape from the cushion flow passage, the flow passage forming portion serving as fixed throttles formed on both end faces of the cushion ring. Should be such that the minimum flow rate when the maximum load acts on the cylinder is flown. The cushion ring can be provided on either side of the piston, that is, on the bottom chamber side or the rod chamber side, or on both sides. Further, in order to smoothly fit the cushion ring into the cushion flow path when entering the cushion stroke, it is preferable to provide a call-in taper portion on the outer peripheral side end surface of the cushion ring on the entry side into the cushion flow path. preferable.
【００２２】[0022]
【発明の実施の形態】以下、図面に基づいて本発明の実
施の形態を説明する。而して、油圧シリンダの全体構成
については、図６に示したものと格別差異はない。そし
て、図１には油圧シリンダのクッション装置の構成を示
し、図２にその作動状態を示す。なお、以下において
は、ピストンの先端側にクッションリングを設ける構成
としたものとして説明するが、ピストンの基端側、即ち
ピストンロッドの延在側にも同様のクッションリングを
設けることができるのは言うまでもない。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. Thus, the overall structure of the hydraulic cylinder does not differ from that shown in FIG. 1 shows the structure of a cushion device for a hydraulic cylinder, and FIG. 2 shows its operating state. It should be noted that in the following description, it is assumed that the cushion ring is provided on the tip end side of the piston, but the same cushion ring can be provided on the base end side of the piston, that is, the extension side of the piston rod. Needless to say.
【００２３】而して、図中において、２０はシリンダで
あって、このシリンダ２０はシリンダチューブ２０ａの
端部にキャップ２０ｂを連結・固着されている。シリン
ダチューブ２０ａ内にはピストン２１が摺動可能に装着
されており、このピストン２１にはピストンロッド２２
が連結されている。このピストン２１のピストンロッド
２２への連結は、ピストンロッド２２の先端に小径部２
２ａを設けて、ピストン２１をこの小径部２２ａに嵌合
させてナット２３で締着している。そして、ピストン２
１によりシリンダ２０内はボトム室２４とロッド室２５
とに区画形成されており、ボトム室２４には所定の孔径
を有するクッション流路２６を介して作動油流通路２７
に連通している。以上の構成については前述した従来技
術のものと格別の差異はない。In the figure, 20 is a cylinder, and this cylinder 20 has a cap 20b connected and fixed to the end of a cylinder tube 20a. A piston 21 is slidably mounted in the cylinder tube 20a, and a piston rod 22 is attached to the piston 21.
Are connected. The piston 21 is connected to the piston rod 22 by connecting the small diameter portion 2 to the tip of the piston rod 22.
2a is provided, the piston 21 is fitted into the small diameter portion 22a, and the nut 23 is tightened. And piston 2
1, the bottom chamber 24 and the rod chamber 25 are in the cylinder 20.
And the bottom oil passage 24 is formed in the bottom chamber 24 through a cushion flow passage 26 having a predetermined hole diameter.
Is in communication with. There is no particular difference in the above configuration from that of the above-mentioned conventional technique.
【００２４】ここで、ピストンロッド２２が縮小する方
向に変位して、そのストロークエンド近傍に至ると、ク
ッション流路２６内で流路を絞ることによりクッション
作用を発揮させるクッション装置が設けられている。Here, a cushion device is provided which, when the piston rod 22 is displaced in the contracting direction and reaches the vicinity of its stroke end, narrows the flow passage in the cushion flow passage 26 to exert a cushioning action. .
【００２５】このクッション装置の構成としては、クッ
ションリング２８を有し、このクッションリング２８は
ピストンロッド２２の小径部２２ａ側の端面に連結して
設けたリング嵌合軸２９に遊嵌状態にして嵌合されてい
る。リング嵌合軸２９は、内部にボルト挿通孔２９ａが
軸芯方向に貫通する状態に穿設されており、その一端側
には、クッションリング２８の抜け止めのために、大径
のストッパ部３０が形成されている。ピストンロッド２
２の小径部２２ａの端面にはリング嵌合軸２９の端部が
嵌合されるめす印籠部２２ｂが形成されており、従って
リング嵌合軸２９はこのめす印籠部２２ｂに印籠嵌合さ
せることによって、その軸芯がピストンロッド２２の軸
芯と一致する状態にして連結し、ボルト挿通孔２９ａに
ボルト３１を挿通させて、ピストンロッド２２に螺入す
ることによりリング嵌合軸２９はピストンロッド２２の
端面に連結・固定されるようになっている。The cushion device has a cushion ring 28, and the cushion ring 28 is loosely fitted to a ring fitting shaft 29 connected to the end surface of the piston rod 22 on the side of the small diameter portion 22a. It is fitted. The ring fitting shaft 29 has a bolt insertion hole 29a formed therein so as to penetrate therethrough in the axial direction. One end of the ring fitting shaft 29 has a large-diameter stopper portion 30 for preventing the cushion ring 28 from coming off. Are formed. Piston rod 2
On the end face of the second small-diameter portion 22a, there is formed a female seal portion 22b into which the end portion of the ring fitting shaft 29 is fitted. Therefore, the ring fitting shaft 29 should be fitted into the female seal portion 22b. The piston rod 22 is connected so that its axis coincides with the axis of the piston rod 22, and the bolt 31 is inserted into the bolt insertion hole 29a and screwed into the piston rod 22. It is adapted to be connected and fixed to the end face of 22.
【００２６】クッションリング２８はリング嵌合軸２９
に遊嵌されているが、リング嵌合軸２９の先端にはスト
ッパ部３０が形成されており、クッションリング２８の
ストッパ部３０に当接した時に、その間に絞り流路を形
成するために、このクッションリング２８の先端側端面
には１乃至複数箇所の凹溝３１が半径方向に貫通するよ
うに穿設されている。また、クッションリング２８のピ
ストンロッド２２の小径部２２ａの端面に対向する面に
も半径方向に貫通する複数の凹溝３２が形成されてい
る。従って、この小径部２２ａは他方のストッパ部を構
成する。ここで、凹溝３１，３２はクッションリング２
８の内面側の円環状隙間に連通して、クッション流路２
６内を流れる流路を形成するための流路構成部を構成す
るものであり、その数は任意であるが、各々の円周方向
におけるピッチ間隔は等間隔となるように設定される。
従って、クッションリング２８がストッパ部３０と当接
しても、また小径部２２ａに当接しても、これら凹溝３
１，３２及びクッションリング２８の内面とリング嵌合
軸２９との間の円環状の隙間からなる双方向通路とな
る。さらに、クッションリング２８のストッパ部３０に
対面する側の外周縁部には呼び込みテーパ部２８ａが形
成されている。The cushion ring 28 has a ring fitting shaft 29.
However, a stopper portion 30 is formed at the tip of the ring fitting shaft 29, and when the stopper portion 30 of the cushion ring 28 comes into contact with the stopper portion 30, a throttle channel is formed between them. One or a plurality of recessed grooves 31 are formed in the end surface of the cushion ring 28 so as to penetrate in the radial direction. Further, a plurality of concave grooves 32 penetrating in the radial direction are also formed on the surface of the cushion ring 28 facing the end surface of the small diameter portion 22a of the piston rod 22. Therefore, the small diameter portion 22a constitutes the other stopper portion. Here, the concave grooves 31 and 32 are the cushion rings 2.
8 communicates with the annular gap on the inner surface side of the cushion flow path 2
The flow path forming part for forming the flow path flowing through the inside of the nozzle 6 is configured, and the number thereof is arbitrary, but the pitch intervals in each circumferential direction are set to be equal intervals.
Therefore, even if the cushion ring 28 abuts on the stopper portion 30 or the small diameter portion 22a, these concave grooves 3
This is a bidirectional passage formed by an annular gap between the ring fitting shaft 29 and the inner surfaces of the cushion rings 28 and 1, 32. Further, an intake taper portion 28a is formed on the outer peripheral edge portion of the cushion ring 28 on the side facing the stopper portion 30.
【００２７】ここで、図１に示したように、クッション
流路２６を構成する内壁２６ａの内径をＡ，クッション
リング２８の外径をＢ，ストッパ部２９ａの外径をＣ，
クッションリング２８の内径をＤ，リング嵌合軸２９の
周胴部の外径をＥとした時に、Ａ＞Ｂ＞Ｃ＞Ｄ＞Ｅなる
寸法関係となっている。そして、ＡとＢとの寸法差によ
りクッション作用を行う時における円環状の絞り流路の
流路面積が形成される。従って、より有効にクッション
作用を発揮するには、その寸法差をできるだけ小さくす
る。また、Ｂ＞Ｃ＞Ｄなる関係は、クッションリング２
８の抜け止めのためであり、Ｃは呼び込みテーパ部２８
ｂの端部の直径より小さくするのが好ましい。ＤとＥと
の寸法差は、クッションリング２８の内周面とリング嵌
合軸２９の外周面との間に円環状隙間を形成するための
ものである。さらに、クッションリング２８の全長Ｌ1
と、ストッパ部３０から、他方のストッパ部として機能
するピストンロッド２２の端面までの間隔Ｌ2 とを比較
すると、Ｌ1 ＜Ｌ2 なる寸法関係を持たせている。これ
によって、クッションリング２８はＬ1 とＬ2 との寸法
差分だけ軸線方向に動けるようになる。Here, as shown in FIG. 1, the inner diameter of the inner wall 26a constituting the cushion flow path 26 is A, the outer diameter of the cushion ring 28 is B, the outer diameter of the stopper portion 29a is C,
When the inner diameter of the cushion ring 28 is D and the outer diameter of the peripheral body portion of the ring fitting shaft 29 is E, the dimensional relationship is A>B>C>D> E. The dimensional difference between A and B forms the flow passage area of the annular throttle flow passage when the cushioning action is performed. Therefore, in order to exert the cushioning effect more effectively, the dimensional difference is made as small as possible. The relationship of B>C> D is that the cushion ring 2
This is to prevent the 8 from coming off, and C is the intake taper portion 28.
It is preferably smaller than the diameter of the end of b. The dimensional difference between D and E is for forming an annular gap between the inner peripheral surface of the cushion ring 28 and the outer peripheral surface of the ring fitting shaft 29. Furthermore, the total length L 1 of the cushion ring 28
And the distance L 2 from the stopper portion 30 to the end surface of the piston rod 22 that functions as the other stopper portion, a dimensional relationship of L 1 <L 2 is established. This allows the cushion ring 28 to move in the axial direction by the dimensional difference between L 1 and L 2 .
【００２８】さらに、凹溝３１，３２のうちの凹溝３２
の総開口面積はクッションリング２８の内周面とリング
嵌合軸２９の外周面との間の円環状隙間の流路面積に依
存する。好ましくは、凹溝３２の開口面積は円環状隙間
の流路面積とほぼ等しいか、または凹溝３２の開口面積
の方が広くなるように設定しておく。従って、凹溝３２
は格別絞り機能を発揮することはない。これに対して、
凹溝３１の総開口面積は凹溝３２の総開口面積より遥か
に小さいものとなし、絞り流路となるように設定する。
従って、クッション行程において、ボトム室２４側から
作動油通路２７側への流路は、クッション流路２６内
で、クッションリング２８の外周面とクッション流路２
６を構成する内壁２６ａとの間の円環状に形成される絞
り流路と、クッションリング２８の内側から凹溝３１を
通る絞り流路とからなる。円環状の絞り流路はクッショ
ンリング２８がクッション流路２６内に進入するに応じ
て流路抵抗が大きくなるために可変絞りを構成し、クッ
ションリング２８の内側から凹溝３１を通る絞り流路は
クッション行程がどの位置であっても、絞り量が一定と
なった固定絞りを構成する。従って、この固定絞りを構
成する凹溝３１は、シリンダ２０に最大荷重が作用した
時に、クッション作用を発揮させるために最小限の流量
を確保するために必要な面積を確保するように設定す
る。Further, the concave groove 32 of the concave grooves 31 and 32
The total opening area depends on the flow passage area of the annular gap between the inner peripheral surface of the cushion ring 28 and the outer peripheral surface of the ring fitting shaft 29. Preferably, the opening area of the concave groove 32 is set to be substantially equal to the flow path area of the annular gap, or the opening area of the concave groove 32 is set to be wider. Therefore, the groove 32
Does not exert a special squeezing function. On the contrary,
The total opening area of the concave groove 31 is set to be much smaller than the total opening area of the concave groove 32, and is set so as to form a throttle channel.
Therefore, in the cushion stroke, the flow passage from the bottom chamber 24 side to the hydraulic oil passage 27 side is in the cushion flow passage 26 and the outer peripheral surface of the cushion ring 28 and the cushion flow passage 2.
The throttle channel is formed in an annular shape between the inner wall 26a and the inner wall 26a, and the throttle channel passing from the inside of the cushion ring 28 through the concave groove 31. The annular throttle flow passage constitutes a variable throttle because the flow passage resistance increases as the cushion ring 28 enters the cushion flow passage 26, and thus the throttle flow passage passes from the inside of the cushion ring 28 through the concave groove 31. Constitutes a fixed diaphragm with a constant diaphragm amount regardless of the position of the cushion stroke. Therefore, the concave groove 31 which constitutes this fixed throttle is set so as to secure an area necessary to secure a minimum flow rate in order to exert a cushioning action when the maximum load acts on the cylinder 20.
【００２９】ピストン２１が移動して、ストロークエン
ド近傍に至り、クッションリング２８がクッション流路
２６に対面する位置にまで変位する。そうすると、図３
にあるように、クッション流路２６を形成する孔壁のエ
ッジ部分にクッションリング２８の呼び込みテーパ部２
９ａが当接して、クッションリング２８がクッション流
路２６に倣うように変位する。このために、クッション
リング２８は図３のＰの位置を支点として先端側が上方
に持ち上げられようとする。しかも、このクッションリ
ング２８のクッション流路２６の近接によりボトム室２
４からクッション流路２６に向けての流路が急激に制限
されるから、クッションリング２８はストッパ部３０に
当接する方向に変位する。従って、クッションリング２
８の内周エッジがリング嵌合軸２９の外周面に対して片
当り状態で摺動する。The piston 21 moves, reaches the vicinity of the stroke end, and the cushion ring 28 is displaced to a position facing the cushion flow path 26. Then, Figure 3
As shown in FIG. 2, the cushion taper 28 has a taper 2 at the edge portion of the hole wall forming the cushion flow path 26.
9a comes into contact, and the cushion ring 28 is displaced so as to follow the cushion flow path 26. Therefore, the tip side of the cushion ring 28 tends to be lifted upward with the position P in FIG. 3 as a fulcrum. Moreover, due to the proximity of the cushion flow path 26 of the cushion ring 28, the bottom chamber 2
Since the flow path from 4 to the cushion flow path 26 is sharply restricted, the cushion ring 28 is displaced in the direction of contacting the stopper portion 30. Therefore, the cushion ring 2
The inner peripheral edge of 8 slides against the outer peripheral surface of the ring fitting shaft 29 in a one-sided contact state.
【００３０】クッションリング２８がある程度クッショ
ン流路２６内に進入すると、図１に示したように、クッ
ションリング２８の軸芯がクッション流路２６の軸芯と
一致する状態になる。これと共に、クッションリング２
８の端面がストッパ部３０に圧接される。従って、クッ
ションリング２８とリング嵌合軸２９との間の円環状隙
間は、凹溝３１を介してのみ作動油通路２７に通じるよ
うになる。この結果、ボトム室２４と作動油流通路２７
との間における流路は、クッション流路２６の内壁２６
ａの内径Ａとクッションリング２８の外径Ｂとの径差に
よる円環状の流路と凹溝３１により規制されるクッショ
ンリング２８の内面側の流路となり、流路面積が絞られ
るから、ボトム室２４側に背圧が生じて、クッション作
用が発揮される。しかも、クッションリング２８がクッ
ション流路２６内に進入すればするほど、クッションリ
ング２８の外面側の円環状の絞り流路が長くなり、流路
抵抗が大きくなるから、より大きなクッション作用を発
揮し、円滑かつ滑らかにストロークエンドで停止して、
停止時の衝撃が著しく緩和される。When the cushion ring 28 enters the cushion flow path 26 to some extent, the axis of the cushion ring 28 coincides with the axis of the cushion flow path 26, as shown in FIG. Along with this, cushion ring 2
The end face of 8 is pressed against the stopper portion 30. Therefore, the annular gap between the cushion ring 28 and the ring fitting shaft 29 communicates with the hydraulic oil passage 27 only through the groove 31. As a result, the bottom chamber 24 and the hydraulic oil flow passage 27
The flow path between and is the inner wall 26 of the cushion flow path 26.
The inner surface of the cushion ring 28 is regulated by the groove 31 and the annular groove due to the difference in diameter between the inner diameter A of the a and the outer diameter B of the cushion ring 28. Back pressure is generated on the chamber 24 side, and a cushioning action is exerted. Moreover, as the cushion ring 28 enters the cushion flow path 26, the annular throttle flow path on the outer surface side of the cushion ring 28 becomes longer and the flow path resistance increases, so that a greater cushion effect is exhibited. , Stop smoothly and smoothly at the stroke end,
The impact at the time of stop is remarkably reduced.
【００３１】これに対して、最縮小状態からピストンロ
ッド２２が伸長する際には、作動油流通路２７側に圧油
が供給され、またボトム室２４は拡大しようとするか
ら、この差圧によりクッションリング２８が軸芯方向に
移動して、ピストンロッド２２の端面と当接して、スト
ッパ部３０から離間することになる。この結果、クッシ
ョンリング２８とクッション流路２６の内壁２６ａとの
間の流路に加えて、図４に示したように、クッションリ
ング２８の端面とストッパ部３０との間からクッション
リング２８とリング嵌合軸２９との間の円環状の通路を
通り、さらにクッションリング２８の凹溝３２を通って
ボトム室２４に流れる流路が形成されるから、流路断面
積は縮小方向と比較してかなり大きくなる。従って、ピ
ストンロッド２２の伸長動作が円滑に行われ、クッショ
ンリング２８がクッション流路２６から抜け出す際に、
騒音が発生する等のおそれはない。On the other hand, when the piston rod 22 extends from the minimum contracted state, pressure oil is supplied to the hydraulic oil flow passage 27 side, and the bottom chamber 24 tries to expand. The cushion ring 28 moves in the axial direction, contacts the end surface of the piston rod 22, and separates from the stopper portion 30. As a result, in addition to the flow path between the cushion ring 28 and the inner wall 26a of the cushion flow path 26, as shown in FIG. Since a flow path that flows through the annular path between the fitting shaft 29 and the cushion ring 28 and flows to the bottom chamber 24 is formed, the cross-sectional area of the flow path is smaller than that in the contracting direction. It gets quite large. Therefore, the extension operation of the piston rod 22 is smoothly performed, and when the cushion ring 28 comes out of the cushion flow path 26,
There is no risk of noise.
【００３２】ここで、凹溝３１により規定される固定絞
り流路としては、シリンダ２０に最大荷重が作用した時
に、ピストン２１のストロークエンド近傍で必要なクッ
ションを持たせるのに必要な流路面積と同等のものとす
るのが好ましい。ただし、クッション行程において、ク
ッションリング２８の内面側に作用する液圧で、このク
ッションリング２８がクッション流路２６の内壁２６ａ
に押し付けられる程度にまで変形するおそれがない場合
には、それより小さい流路面積とすることもできる。ま
た、クッションリング２８とクッション流路２６の内壁
２６ａとの間に形成される円環状の絞り流路の流路面積
は、この凹溝３１で確保される固定絞り流路を勘案して
設定する。即ち、クッションリングとクッション流路の
内壁との間に形成される円環状隙間だけで絞り流路を形
成する場合と比較して、固定絞り流路を設けた分だけ流
路面積を小さくしている。Here, the fixed throttle passage defined by the concave groove 31 has a passage area required for providing a cushion necessary near the stroke end of the piston 21 when the maximum load is applied to the cylinder 20. It is preferable to be the same as. However, in the cushion stroke, the fluid pressure acting on the inner surface side of the cushion ring 28 causes the cushion ring 28 to move the inner wall 26a of the cushion flow path 26.
If there is no risk of deformation to the extent that it is pressed against, the channel area can be made smaller. Further, the flow passage area of the annular throttle flow passage formed between the cushion ring 28 and the inner wall 26a of the cushion flow passage 26 is set in consideration of the fixed throttle flow passage secured by the concave groove 31. . That is, compared with the case where the throttle channel is formed only by the annular gap formed between the cushion ring and the inner wall of the cushion channel, the channel area is reduced by the amount of the fixed throttle channel provided. There is .
【００３３】以上のように、凹溝３１をクッション行程
時における絞り流路として機能させることによって、ク
ッションリング２８の内面側に作用する液圧は図５
（ａ）に示したようになり、このクッションリング２８
の内側の隙間を完全に閉鎖状態にした時と比較して、そ
の先端部での半径方向外向きの押圧力が低減される。こ
の結果、クッションリング２８の先端側内面に過大な液
圧が作用して、クッション流路２６を構成する内壁２６
ａに押し付けられる程度にまで変形することはない。従
って、その間に摩擦が生じて摩耗の発生や、金属同士の
摺接によるかじり等の発生を防止できる。また、たとえ
シリンダ２０に極端に大きな荷重が作用し、クッション
リング２８がある程度拡径するように変形して、クッシ
ョンリング２８とクッション流路２６の内壁２６ａとの
間における円環状の絞り流路が実質的に閉鎖された状態
になったとしても、同図（ｂ）に示したように、最低限
固定絞りを構成する凹溝３１を通る絞り流路による流量
Ｑ分が確保されることになり、ボトム室２４内が異常に
高圧になったり、ボトム室２４から作動油通路２７への
流路が実質的に閉鎖されてしまうという事態が生じるお
それはない。従って、シリンダ２０を構成する各部が有
効に保護される。As described above, the hydraulic pressure acting on the inner surface side of the cushion ring 28 is set as shown in FIG.
As shown in (a), this cushion ring 28
The radial outward pressing force at the tip is reduced as compared with the time when the inner gap of the is completely closed. As a result, an excessive hydraulic pressure acts on the inner surface of the cushion ring 28 on the distal end side, and the inner wall 26 forming the cushion flow path 26.
It does not deform to the extent that it is pressed against a. Therefore, it is possible to prevent friction between them and to prevent wear and galling due to sliding contact between metals. Further, even if an extremely large load acts on the cylinder 20, the cushion ring 28 is deformed so as to expand to a certain extent, and an annular throttle passage between the cushion ring 28 and the inner wall 26 a of the cushion passage 26 is formed. Even if it is in a substantially closed state, as shown in (b) of the figure, at least a flow rate Q by the throttle flow path passing through the concave groove 31 forming the fixed throttle is secured. There is no possibility that the inside of the bottom chamber 24 will have an abnormally high pressure or that the flow path from the bottom chamber 24 to the hydraulic oil passage 27 will be substantially closed. Therefore, each part of the cylinder 20 is effectively protected.
【００３４】しかも、クッションリング２８に極めて制
限された固定絞り流路が形成されるのは、このクッショ
ンリング２８がクッション流路２６内に進入してクッシ
ョン行程が開始した時であり、逆にクッションリング２
８がクッション流路２６から離脱しようとする場合に
は、ボトム室２４内の圧力が作動油通路２７内の圧力よ
り低くなるから、クッションリング２８はピストンロッ
ド２２の小径部２２ａの端面と当接する状態に変位し、
かつストッパ部３０から離間することになる。この結
果、作動油通路２７からは、クッションリング２８の外
周側だけでなく、その内周側におけるリング嵌合軸２９
との間の円環状の隙間から凹溝３２を介してボトム室２
４内に作動油が流入することになる。そして、この凹溝
３２は絞り機能を発揮するようにはなっていないので、
クッション行程時より流路面積が広くなる。この結果、
ピストンロッド２２の伸長方向への移動は円滑かつ迅速
に行われ、クッションリング２８がクッション流路２６
から抜け出す時に騒音が発生する等の不都合を生じるこ
とはない。Moreover, the extremely restricted fixed throttle channel is formed in the cushion ring 28 when the cushion ring 28 enters the cushion channel 26 to start the cushion stroke, and conversely the cushion ring 28 is formed. Ring 2
When 8 tries to separate from the cushion flow path 26, the pressure in the bottom chamber 24 becomes lower than the pressure in the hydraulic oil passage 27, so the cushion ring 28 contacts the end surface of the small diameter portion 22 a of the piston rod 22. To the state,
Moreover, it is separated from the stopper portion 30. As a result, from the hydraulic oil passage 27, not only the outer peripheral side of the cushion ring 28 but also the ring fitting shaft 29 on the inner peripheral side thereof.
The bottom chamber 2 through the concave groove 32 from the annular gap between
The hydraulic oil will flow into 4. And, since the concave groove 32 is not designed to exert a diaphragm function,
The flow path area is wider than during the cushion stroke. As a result,
The movement of the piston rod 22 in the extension direction is performed smoothly and quickly, and the cushion ring 28 moves in the cushion flow path 26.
There is no inconvenience such as the generation of noise when getting out of the car.
【００３５】要するに、クッションリング２８の前後の
両端にそれぞれ異なる流路面積を有する凹溝３１，３２
を形成するだけで、クッションリング２８の内面側に形
成される円環状の隙間を介して、シリンダ２０のクッシ
ョン行程時にはボトム室２４側から作動油通路２７への
最低流量を確保する固定の絞り流路を形成し、またクッ
ションリング２８がクッション流路２６から抜け出す際
には最大流量が流れるように、流路面積の切換機能を発
揮させるようになっている。この結果、クッション行程
時には所望のクッション特性を持たせ、かつクッション
流路からの離脱を円滑かつ迅速に行わせることができる
ようになる。In short, the concave and convex grooves 31, 32 having different flow passage areas at the front and rear ends of the cushion ring 28, respectively.
A fixed throttle flow that secures the minimum flow rate from the bottom chamber 24 side to the hydraulic oil passage 27 during the cushion stroke of the cylinder 20 through the annular gap formed on the inner surface side of the cushion ring 28. A passage is formed, and the switching function of the flow passage area is exerted so that the maximum flow rate flows when the cushion ring 28 comes out of the cushion flow passage 26. As a result, it becomes possible to provide desired cushioning characteristics during the cushioning stroke and to smoothly and quickly disengage the cushioning passage.
【００３６】なお、前述したシリンダ２０の構成におい
て、ピストンロッド２２とリング嵌合軸２８とを別個の
部材で構成し、ストッパ部３０をリング嵌合軸２８と一
体に構成したのは、加工上及びメンテナンス性等の観点
からのもので、またピストンロッド２２の端面にめす印
籠部２２ｂを形成して、リング嵌合軸２８をこのめす印
籠部２２ｂに印籠嵌合させるようにしたのは、両者の調
芯性を良好ならしめるためのものである。しかしなが
ら、シリンダにおけるクッションリングを嵌合させる部
位の構造は、以上のものに限定されない。また、流路構
成体としては、前述したように、クッションリングの端
面に形成される凹溝に限定されるのではなく、例えばス
トッパ部側に溝を設けるように構成する等としても良
い。In the structure of the cylinder 20 described above, the piston rod 22 and the ring fitting shaft 28 are formed as separate members, and the stopper portion 30 is integrally formed with the ring fitting shaft 28 because of the processing. Also, from the viewpoint of maintainability and the like, the female seal portion 22b is formed on the end surface of the piston rod 22, and the ring fitting shaft 28 is fitted into the female seal portion 22b. This is for improving the aligning property of. However, the structure of the portion where the cushion ring is fitted in the cylinder is not limited to the above. Further, as described above, the flow path forming body is not limited to the concave groove formed on the end surface of the cushion ring, but may be configured such that a groove is provided on the stopper portion side, for example.
【００３７】[0037]
【発明の効果】以上説明したように、本発明は、クッシ
ョン行程時において、クッションリングの外周側の円環
状隙間を絞り流路とすると共に、このクッションリング
の端面がストッパ部と当接した時に内面側の円環状隙間
に連通して、その端面とストッパ部との間に、内面側の
円環状隙間からなる流路に対する絞り流路となるよう
に、所定の流路面積を有する固定絞りを形成する流路構
成部を設けるようにしているから、クッションリングの
厚みを増大させてその強度の向上を図らなくても、クッ
ション作用を有効に発揮させ、かつクッションリングの
内外面における差圧によってシリンダチューブ内のボト
ム室やロッド室が異常に高圧になるのを防止できる等の
効果を奏する。As described above, according to the present invention, during the cushion stroke, the annular gap on the outer peripheral side of the cushion ring is used as the throttle channel, and when the end surface of the cushion ring comes into contact with the stopper portion. Communicating with the annular gap on the inner surface side, between the end surface and the stopper portion ,
To be a throttle channel for the channel consisting of an annular gap
In addition, since the flow path forming part that forms the fixed throttle having a predetermined flow path area is provided, the cushion action is effectively exhibited without increasing the thickness of the cushion ring to improve its strength. In addition, it is possible to prevent an abnormally high pressure in the bottom chamber and the rod chamber in the cylinder tube due to the differential pressure between the inner and outer surfaces of the cushion ring.
【図１】本発明の第１の実施の形態を示すクッション装
置を備えた油圧シリンダの要部断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view of essential parts of a hydraulic cylinder provided with a cushion device according to a first embodiment of the present invention.
【図２】クッションリングのクッション流路に入る前の
状態の作用説明図である。FIG. 2 is an operation explanatory view of a state before entering a cushion flow path of a cushion ring.
【図３】クッションリングのクッション流路に進入開始
状態の作用説明図である。FIG. 3 is an operation explanatory diagram of a state in which the cushion flow path of the cushion ring has started to enter.
【図４】ピストンロッドの伸長開始状態を示す作用説明
図である。FIG. 4 is an operation explanatory view showing the extension start state of the piston rod.
【図５】クッションリングに作用する液圧分布と、クッ
ション行程における流量の変化を示す説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram showing a fluid pressure distribution acting on a cushion ring and a change in flow rate during a cushion stroke.
【図６】油圧シリンダの全体構成を示す断面図である。FIG. 6 is a cross-sectional view showing the overall configuration of a hydraulic cylinder.
【図７】従来技術によるクッション装置を備えた油圧シ
リンダの要部断面図である。FIG. 7 is a cross-sectional view of an essential part of a hydraulic cylinder provided with a cushion device according to the related art.
【図８】図７のクッション装置におけるクッションリン
グに作用する液圧分布を示す図である。8 is a diagram showing a hydraulic pressure distribution acting on a cushion ring in the cushion device of FIG.
【符号の説明】
２０ シリンダ ２１ ピス
トン
２２ ピストンロッド ２４ ボト
ム室
２５ ロッド室 ２６ クッ
ション流路
２６ａ 内壁 ２７ 作動
油通路
２８ クッションリング ２８ａ 呼
び込みテーパ部
２９ リング嵌合軸 ３０ スト
ッパ部
３１，３２ 凹溝[Explanation of Codes] 20 Cylinder 21 Piston 22 Piston Rod 24 Bottom Chamber 25 Rod Chamber 26 Cushion Flow Path 26a Inner Wall 27 Hydraulic Oil Passage 28 Cushion Ring 28a Induction Taper 29 Ring Fitting Shaft 30 Stopper 31, 32 Recessed Groove
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 実開 昭55−38034（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭55−36743（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−18603（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F15B 15/22 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) Bibliography Sho 55-38034 (JP, U) Steady opening 55-36743 (JP, U) Steady opening Sho 63-18603 (JP, U) (58) Field (Int.Cl. 7 , DB name) F15B 15/22
Claims (6)
ピストンを摺動可能に装着してなり、このピストンの少
なくとも一方側のストローク端近傍でクッション作用を
発揮させるために、 前記シリンダにはクッション流路を形成すると共に、前
記ピストンロッドまたはピストンの先端から延在させた
軸部に前後一対のストッパ部を設けて、 これら両ストッパ部の間には、前記クッション流路内に
位置する時に、外面側と内面側とにそれぞれ円環状隙間
が形成されるクッションリングを所定の間隔だけ軸線方
向に移動可能に嵌合させて設け、 このクッションリングの外周側の円環状隙間は前記クッ
ション流路内の絞り流路となし、 かつこのクッションリングの前後の端面とそれぞれ相対
面するストッパ部とが当接した時に内面側の円環状隙間
に連通して、クッション流路内を流れる流路を形成する
ための流路構成部を設け、 前記クッションリングがクッション流路内に進入する時
に流路を形成する側の流路構成部は、前記内面側の円環
状隙間からなる流路に対する絞り流路となるように、所
定の流路面積を有する固定絞りを構成し、前記クッションリングがクッション流路から離脱する時
に流路を形成する側の流路構成部の流路面積は、前記固
定絞りによる流路面積より大きくする 構成としたことを
特徴とする油圧シリンダのクッション装置。1. A cylinder is equipped with a piston connected to a piston rod slidably, and a cushion passage is provided in the cylinder in order to exert a cushioning action at least near one stroke end of the piston. And a pair of front and rear stopper portions are provided on the shaft portion extending from the piston rod or the tip of the piston, and between these stopper portions, when located in the cushion flow path, the outer surface side A cushion ring having an annular gap formed between the cushion ring and the inner surface side is provided so as to be movable in the axial direction by a predetermined distance, and the annular gap on the outer peripheral side of the cushion ring is a throttle in the cushion flow path. An annular gap on the inner surface side when the front and rear end surfaces of this cushion ring contact the stoppers that face each other Communicating, the flow passage-forming section for forming a channel through the cushion passage provided, the flow passage-forming portion on the side of the cushion ring to form a flow path when entering the cushion passage, the Inner ring
When the cushion ring is separated from the cushion flow channel by configuring a fixed throttle having a predetermined flow channel area so as to be a throttle flow channel with respect to the flow channel consisting of a uniform gap
The flow passage area of the flow passage forming portion on the side where the flow passage is formed is
A cushion device for a hydraulic cylinder, which is configured to be larger than a flow passage area by a constant throttle .
流路から離脱する時に流路を形成する側の流路構成部のOf the flow path component on the side that forms the flow path when leaving the flow path
流路面積は、少なくとも前記内周側の円環状隙間の開口The flow passage area is at least the opening of the annular gap on the inner peripheral side.
面積とほぼ等しいものとしたことを特徴とする請求項１The area is almost equal to the area.
記載の油圧シリンダのクッション装置。Cushion device for the hydraulic cylinder described.
絞りを構成する流路構成部は、前記シリンダに最大荷重
が作用した時の最小流量を流すものであることを特徴と
する請求項１記載の油圧シリンダのクッション装置。3. The flow path forming section, which is provided in the cushion ring and constitutes a fixed throttle, flows a minimum flow rate when a maximum load acts on the cylinder. Cushion device for hydraulic cylinder.
の先端に連結して設けた軸部に遊嵌され、このクッショ
ンリングはピストンと、軸部の先端に設けたストッパ部
との間で移動可能な構成としたことを特徴とする請求項
１記載の油圧シリンダのクッション装置。4. The cushion ring is loosely fitted to a shaft portion connected to the tip of the piston, and the cushion ring is movable between the piston and a stopper portion provided at the tip of the shaft portion. The cushion device for a hydraulic cylinder according to claim 1, wherein the cushion device has a structure.
ロッドに遊嵌され、このピストンロッドには、クッショ
ンリングの移動を規制するためのストッパ部を嵌合させ
て設ける構成としたことを特徴とする請求項１記載の油
圧シリンダのクッション装置。5. The cushion ring is loosely fitted to the piston rod, and a stopper portion for restricting movement of the cushion ring is fitted and provided on the piston rod. Item 3. A cushion device for a hydraulic cylinder according to Item 1.
側の外周側端面には呼び込みテーパ部を形成する構成と
したことを特徴とする請求項４または請求項５記載の油
圧シリンダのクッション装置。6. The cushion device for a hydraulic cylinder according to claim 4 or 5 , wherein an intake taper portion is formed on an outer peripheral side end surface of the cushion ring on the stopper portion side.
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|---|---|---|---|
| JP31102997A JP3391241B2 (en) | 1997-10-28 | 1997-10-28 | Hydraulic cylinder cushion device |
Applications Claiming Priority (1)
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| JPH11132203A JPH11132203A (en) | 1999-05-18 |
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| JP31102997A Expired - Fee Related JP3391241B2 (en) | 1997-10-28 | 1997-10-28 | Hydraulic cylinder cushion device |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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1997
- 1997-10-28 JP JP31102997A patent/JP3391241B2/en not_active Expired - Fee Related
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