JP4851992B2 - クッションリング及び流体圧シリンダ - Google Patents

Description

本発明は、流体圧シリンダのロッド側シリンダヘッドとピストンロッドとの間に用いられ、前記ピストンロッドに外嵌され、シリンダの最伸長端近傍における衝撃を緩和するクッションリング、及び、このクッションリングを備えた流体圧シリンダに関する。

油圧や水圧などを用いた流体圧シリンダの内、そのピストンのボトム側とロッド側の双方に作動流体を供給して直線駆動力を発生させる流体圧シリンダでは、ボトム側に作動流体が供給されて、ピストンロッドが伸び出し、ピストンがロッド側シリンダヘッドに接触する際の衝撃、つまり、シリンダの最伸長端近傍における衝撃を緩和するために、クッションリングが用いられている。

そのようなクッションリングを用いた流体圧シリンダの一例について以下、図３を用いて説明する。この図３（ａ）は、本発明の背景技術であるクッションリングを用いた流体圧シリンダを例示する縦断面図、（ｂ）は、（ａ）のクッションリングの絞り溝を断面Ｖ字状とした場合の作用を説明する図、（ｃ）は（ｂ）のＲＲ断面図である。

図３（ａ）の流体圧シリンダ３０は、特許文献１に記載されたもので、クッションリング２１を外嵌したピストンロッド２２と、このピストンロッド２２の基端部に設けられたピストン２３と、このピストン２３をその内部でスライドさせるシリンダ本体２４と、シリンダ本体２４のロッド側を封止するロッド側シリンダヘッド２５とを備えている。

クッションリング２１は、ピストンロッド２２のより小径となっている部分に外嵌されている。この小径部分には、更にピストン２３が外嵌固定され、クッションリング２１はこのピストン２３に拘束されて、ピストン２３及びピストンロッド２２と共スライドする。

クッションリング２１の外周には、その軸方向長さの適所から、ロッド側端部へ伸びたスリット２１ａが設けられ、ロッド側流体室Ａからロッド側シリンダヘッド２５に設けられた入出力ポート２５ａへの作動流体の流量を絞って、シリンダの最伸長端近傍における衝撃を緩和している。

この絞り作用に関連して、クッションリング２１が填まり込むロッド側シリンダヘッド２５の内径側には、ボトム側から順にスペーサ２６ａ、クッションシール２６ｂ、カラー２６ｃが設けられている。

この流体圧シリンダ３０は、このスペーサ２６ａを軸方向に移動可能とし、かつ、スペーサ２６ａの内径をクッションシール２６ｂの内径よりも大きくすることによって、クッションシール２６ｂの振動を押さえて、そのときに発生する音もしないようにしている（特許文献１の段落００３１）。

一方、クッションリング２１の外周のスリット２１は、上述したように、衝撃緩和のための作動流体の絞り溝として機能するものであるが、用途によっては、この溝を、図３（ｂ）、（ｃ）のクッションリング２１′のように断面Ｖ字状の絞り溝２１ａ′とする場合がある。

しかし、このような断面Ｖ字状の絞り溝２１ａ′とすると、図３（ｂ）に示すように、シリンダの最伸長端近傍でクッションリング２１′がロッド側シリンダヘッド２５に入り込んで行った場合に、この絞り溝２１ａ′で絞られたジェット噴流が、ロッド側にあるＵパッキン２６ｄ′に衝突して、Ｕパッキン２６ｄ′を破損してしまう恐れがあり、改善が望まれていた。
特開２００２−３１１０６号公報（図２）

本発明は、上記問題を改善しようとするもので、断面Ｖ字状の絞り溝を設けた場合でも、ロッド側にあるＵパッキンを破損するおそれがないクッションリング、及び、このクッションリングを用いた流体圧シリンダを提供することを目的としている。

本発明のクッションリングは、流体圧シリンダのロッド側シリンダヘッドとピストンロッドとの間に用いられ、前記ピストンロッドに外嵌され、シリンダの最伸長端近傍における衝撃を緩和するクッションリングであって、
前記クッションリングの外周に、前記クッションリングの適所からロッド側端部に達する、ロッド側流体室から前記ロッド側シリンダヘッドに設けられた入出力ポートへの作動流体の流量を絞る、断面Ｖ字状の絞り溝を設け、前記絞り溝のロッド側端部に、この絞り溝を流れる作動流体を、前記クッションリングの斜め外方向にガイドする末端ガイド面を設けたことを特徴とする。

本発明の流体圧シリンダは、上記クッションリングを用いたことを特徴とする。

本発明のクッションリングは、クッションリングの外周に、前記クッションリングの適所からロッド側端部に達する、ロッド側流体室から前記ロッド側シリンダヘッドに設けられた入出力ポートへの作動流体の流量を絞る、断面Ｖ字状の絞り溝を設け、前記絞り溝のロッド側端部に、この絞り溝を流れる作動流体を、前記クッションリングの斜め外方向にガイドする末端ガイド面を設けたので、絞り溝で形成される作動流体のジェット噴流が、外側方向に導かれ、ロッド側のＵパッキンに衝突せず、Ｕパッキンを破損するおそれがない。

本発明の流体圧シリンダは、上記クッションリングを用いたので、このクッションリングの効果をシリンダとして発揮する。

以下に、本発明の実施の形態（実施例）について、図面を用いて説明する。

図１は、本発明のクッションリングの一例を示すもので、（ａ）はその正面図、（ｂ）はその上半分断面の側面図、（ｃ）はその前面図、（ｄ）は（ｂ）のＮ部分の拡大図、（ｅ）は（ｃ）のＰ部分の拡大図である。

なお、図１（ｅ）の拡大図は、Ｐ部分の絞り溝の最深部の横断面図である。

図２（ａ）は、図１のクッションリングを用いた本発明の流体圧シリンダの一例を示す縦断面図、（ｂ）は、（ａ）のＱ部分の拡大図で、クッションリングの作用効果を説明する図である。

図１のクッションリング１は、流体圧シリンダのロッド側シリンダヘッドとピストンロッドとの間に用いられ、前記ピストンロッドに外嵌され、シリンダの最伸長端近傍における衝撃を緩和するものである。

このクッションリング１は、その外周に、クッションリング１の軸方向の適所からロッド側端部に達する、ロッド側流体室Ａ（図２（ａ）参照。）からロッド側シリンダヘッド５に設けられた入出力ポート５ａへの作動流体の流量を絞る、断面Ｖ字状の絞り溝１ａを設け、この絞り溝１ａのロッド側端部に、この絞り溝を流れる作動流体を、クッションリング１の斜め外方向にガイドする末端ガイド面１ｂを設けたことを特徴とする。

図３（ｂ）、（ｃ）に示す背景技術のクッションリング２１′の絞り溝２１ａ′は、ロッド側端部に開口していて、この絞り溝２１ａ′を流れる作動流体をその絞り溝２１ａ′の方向のまま、ジェット噴流として、クッションリング２１′の前方へ噴出させていた。

これに比べ、本発明のクッションリング１の末端ガイド面１ｂは、絞り溝１ａのロッド側端部を前方に開口させるのではなく、この開口部分を遮って、絞り溝１ａの方向に対して、クッションリング１の斜め外方向に立ち上がるように設けられている。

この末端ガイド面１ｂを設けた絞り溝１ａは、このクッションリング１のように、外周を２等分するように２箇所設けても良いし、一か所でもよいし、３箇所以上であっても良い。

また、この例での絞り溝１ａは、クッションリング１の軸方向のほぼ中央部分から始まって、ロッド側端部に向かうにつれて、そのＶ字状断面積がだんだん大きくなるようになっている。

このようにすると、クッションリング１がロッド側シリンダヘッド５に入り込めば入り込むほど、作動流体が絞られることとなり、クッションリング１の緩衝機能がより良好に発揮される。

また、このＶ字状断面積については、緩衝機能の要請に対応させて、単純に一定比率で拡大するようにしてもよいし、部分によって拡大比率を変化させてもよいし、ある部分から一定断面積を維持するようにしてもよい。

とにかく、本発明のクッションリングは、クッション作動時に作動流体のジェット噴流を発生させる可能性のある絞り溝について、従来のように末端を開口させたままとするのではなく、末端ガイド面によって、このジェット噴流がＵリングに直接衝突しないようにするものである。

従って、本発明のクッションリングは、絞り溝１ａの軸方向の断面積の変化に拘わりなく、その絞り溝のロッド側端部に末端ガイド面を設けた点を基本的な特徴とする。

しかしながら、この例のように、ロッド側端部に向かうにつれてそのＶ字状断面積がだんだん大きくなるようにする場合で、これにより形成されるジェット噴流が、よりＵリングに向かうこととなる場合には、この末端ガイド面はよりその効果を発揮する。

また、このような観点から、絞り溝の形状としては、Ｖ字状だけでなく、Ｕ字形状、矩形形状など、作動流体の流路を絞ってジェット噴流を生じる可能性のあるものは、全て、本発明の適用範囲に含まれる。

このようなクッションリング１を用いた流体圧シリンダ１０において、この末端ガイド面１ｂの作用効果を、以下、図２を用いてより具体的に説明する。

図２（ａ）に示す流体圧シリンダ１０は、ピストン３のボトム側流体室Ｂとロッド側流体室Ａの双方に作動流体を供給して直線駆動力を発生させるもので、クッションリング１を外嵌したピストンロッド２と、このピストンロッド２の基端部に設けられたピストン３と、このピストン３をその内部でスライドさせるシリンダ本体４と、シリンダ本体４のロッド側を封止するロッド側シリンダヘッド５とを備えている。

なお、ボトム側にもシリンダヘッドが設けられているが、ここでは、説明を省略する。

クッションリング１は、ピストンロッド２のより小径となっている小径部２ａに外嵌されている。この小径部２ａには、更にピストン３が外嵌固定され、クッションリング１はこのピストン３に拘束されて、ピストン３及びピストンロッド２と共スライドする。

ロッド側シリンダヘッド５の内径側には、その内径側をスライドするピストンロッド２とクッションリング１に対応して、ボトム側から順にスペーサ６ａ、クッションシール６ｂ、カラー６ｃが内嵌されている。

ロッド側シリンダヘッド５の内径側のカラー６ｃからロッド側は、直接、クッションリング１の外径に対面する内径のリング嵌合孔部５ｂとなっている。

既述の入出力ポート５ａは、このリング嵌合孔部５ｂからシリンダ本体４を貫通して外部との間で作動流体の流通を可能とするように設けられている。

ロッド側シリンダヘッド５のリング嵌合孔部５ｂから更にロッド側には、順に、ピストンロッド２とシリンダヘッド５との間の流体密を維持するＵパッキン６ｄ、ピストンロッド２のスライドをガイドする軸受６ｅ、外気からの塵埃の侵入を封止するシール６ｆが内嵌されている。

このような構成で、この流体圧シリンダ１０によれば、ピストン３がシリンダの最伸長端近傍まで到達した時（図２の（ａ）の状態）、クッションリング１の絞り溝１ａと、スペーサ６ａ、クッションシール６ｂ、カラー６ｃの内径との間で、適度な緩衝作用を発揮する。

その後、更に、ピストン３がロッド側に進んで、クッションリング１がロッド側シリンダヘッド５のリング嵌合孔部５ｂに到達するようになると、そのロッド側にあるＵパッキン６ｄに近づくが、この際、図２（ｂ）に示すように、クッションリング１の絞り溝１ａから前方へ噴出されるべきジェット噴流は、末端ガイド面１ｂにガイドされて、Ｕパッキン６ｄの端面には衝突せず、リング嵌合孔部５ｂの内径側に向かうような態様となる。

したがって、Ｕパッキンが破損されるおそれがなくなる。

つまり、本発明のクッションリング１によれば、断面Ｖ字状の絞り溝１ａを設けた場合でも、ロッド側にあるＵパッキンを破損するおそれがなくなる。また、このようなクッションリング１を用いた流体圧シリンダ１０は、そのクッションリング１の効果をシリンダ１０として発揮することができる。

また、本発明のクッションリング及び流体圧単動シリンダは、上記の実施例に限定されず、特許請求の範囲に記載された範囲、実施例の範囲で、種々の変形例、組み合わせが可能であり、これらの変形例、組み合わせもその権利範囲に含むものである。

また、流体圧とは、油圧の他、作動流体として作動油以外の流体、例えば、水や高分子作動流体などを用いるものを含むものである。

本発明のクッションリング及び流体圧シリンダは、クッションリングに断面Ｖ字状の絞り溝を設けた場合でも、ロッド側にあるＵパッキンを破損するおそれがないことが要請される産業分野に用いることができる。

本発明のクッションリングの一例を示すもので、（ａ）はその正面図、（ｂ）はその上半分断面の側面図、（ｃ）はその前面図、（ｄ）は（ｂ）のＮ部分の拡大図、（ｅ）は（ｃ）のＰ部分の拡大図 （ａ）は、図１のクッションリングを用いた本発明の流体圧シリンダの一例を示す縦断面図、（ｂ）は、（ａ）のＱ部分の拡大図で、クッションリングの作用効果を説明する図 （ａ）は、背景技術であるクッションリングを用いた流体圧シリンダを例示する縦断面図、（ｂ）は、（ａ）のクッションリングの絞り溝を断面Ｖ字状とした場合の作用を説明する図、（ｃ）は（ｂ）のＲＲ断面図

符号の説明

１ クッションリング
１ａ 絞り溝
１ｂ 末端ガイド面
２ ピストンロッド
３ ピストン
４ シリンダ本体
５ ロッド側シリンダヘッド
１０ 流体圧シリンダ

Claims (2)

1. 流体圧シリンダのロッド側シリンダヘッドとピストンロッドとの間に用いられ、前記ピストンロッドに外嵌され、シリンダの最伸長端近傍における衝撃を緩和するクッションリングであって、
   前記クッションリングの外周に、前記クッションリングの適所からロッド側端部に達する、ロッド側流体室から前記ロッド側シリンダヘッドに設けられた入出力ポートへの作動流体の流量を絞る、断面Ｖ字状の絞り溝を設け、
   前記絞り溝のロッド側端部に、この絞り溝を流れる作動流体を、前記クッションリングの斜め外方向にガイドする末端ガイド面を設けたことを特徴とするクッションリング。
2. 請求項１記載のクッションリングを用いたことを特徴とする流体圧シリンダ。

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