JP7369011B2 - シリンダ装置 - Google Patents

Description

本発明は、シリンダ装置に関するものである。

特許文献１には、油圧シリンダであって、ピストンロッドに、ピストンロッド軸方向に延びる流路と、この流路からピストンロッド径方向に延びて縮少側油室に通じるポートが設けられるものが開示されている。

特開２００２－７０８０８号公報

特許文献１のようにロッド側室（縮少側油室）に連通するポートがピストンロッドに形成される油圧シリンダでは、ポートは、伸長方向へのピストンロッドのストロークに伴ってシリンダチューブ等に閉塞されないように形成する必要がある。よって、油圧シリンダを大型化させずにピストンロッドのストローク量を確保するには、ピストンにより近い位置でポートを開口させることが望ましい。

しかしながら、ピストンに近い位置にポートを開口させると、ピストンがねじ締結されるピストンロッドの座面とポートとの間のピストンロッドの肉厚が薄くなる。ピストンの座面とポートとの間におけるピストンロッドの肉厚が薄くなりすぎると、肉厚が薄い箇所に応力集中するおそれがあるため、ピストンとピストンロッドとの締め付け力を充分に確保することが困難となる。よって、ポートをピストンに充分に近づけることは困難であった。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、シリンダ装置のストローク量を確保することを目的とする。

本発明は、シリンダ装置であって、シリンダチューブと、シリンダチューブに挿入されるピストンロッドと、ピストンロッドの端部に連結されシリンダチューブ内をロッド側室とボトム側室とに区画するピストンと、を備え、ピストンロッドは、ピストンの端面に対向する対向部と、ピストンロッドの外周面に開口しロッド側室に作動流体を導く流体通路と、を有し、対向部は、ピストンがピストンロッドに連結されることによって生じる軸力を受ける着座部と、ピストンロッドの周方向の一部の領域にのみ設けられ、ピストンとの連結による軸力を受けない非着座部と、を有し、非着座部は、ピストンロッドの軸方向視において少なくとも一部が流体通路と重なるように設けられることを特徴とする。

この本発明では、ピストンとピストンロッドとの連結における軸力は、流体通路と軸方向視で重なる非着座部には作用せず、非着座部と周方向に並ぶ着座部に作用する。また、非着座部は、周方向の一部の領域にのみ形成されるため、軸力が作用する着座部の受圧面積を確保できる。よって、充分な力でピストンとピストンロッドとを連結させても、ピストンロッドにおいて流体通路により肉厚が薄くなる部位に、大きな力が作用することを抑制できる。したがって、流体通路をピストンに近い位置に開口させることができる。

また、本発明では、流体通路は、ピストンロッドの径方向に沿って延びるように形成され、非着座部と流体通路とは、ピストンロッドの軸方向視において、流体通路が延びる延在方向に垂直な方向の長さが互いに同一であることを特徴とする。

この発明では、着座部の受圧面積を大きく確保することができる。これにより、ピストンロッドにおいて流体通路により肉厚が薄くなる部位に作用する軸力がより一層抑制され、流体通路をピストンにより近づけて開口させることができる。

また、本発明では、非着座部は、ピストンの内周面よりも径方向外側に位置するように設けられることを特徴とする。

この発明では、ピストンとピストンロッドとの間のメタルシールを確実に行うことができる。

また、本発明では、対向部は、ピストンロッドの中心軸に対して垂直に形成される着座部としての垂直面と、垂直面に形成される非着座部としての溝部と、を有することを特徴とする。

この発明では、部品点数を増加させることなく、着座部と非着座部を形成することができる。

また、本発明では、溝部は、ピストンロッドの外周面に形成されピストンロッドの中心軸に平行な平行面によって形成されることを特徴とする。

この発明では、ピストンロッドの外周面に平面を加工するだけで、容易に着座部と非着座部を形成することができる。

また、本発明では、ピストンとピストンロッドとは、互いの軸方向の間に設けられるワッシャを介して連結され、ワッシャは、周方向の一部が切り欠かれた切り欠き部を有し、非着座部は、軸方向において切り欠き部に対向することを特徴とする。

この発明では、小型のワッシャに切り欠き部を形成することで、着座部と非着座部を形成することができるため、加工工数が低減される。

本発明によれば、シリンダ装置におけるストローク量が確保される。

本発明の第１実施形態に係る油圧シリンダの断面図である。 本発明の第１実施形態に係る油圧シリンダにおけるピストン周辺を示す断面図である。 本発明の第１実施形態に係る油圧シリンダのピストンロッド及びピストンを示す平面図である。 本発明の第１実施形態に係る油圧シリンダのピストンロッドを軸方向から見た側面図である。 本発明の第１実施形態に係る油圧シリンダの変形例のピストンロッドを軸方向から見た側面図である。 本発明の第１実施形態に係る油圧シリンダの変形例のピストンロッド及びピストンを示す平面図である。 本発明の第２実施形態に係る油圧シリンダにおけるピストン周辺を示す断面図である。 本発明の第２実施形態に係る油圧シリンダのワッシャを示す正面図である。

（第１実施形態）
以下、図面を参照して、本発明の第１実施形態に係るシリンダ装置として、作動油を作動流体として駆動する油圧シリンダ（流体圧シリンダ）１００について説明する。

図１に示すように、油圧シリンダ１００は、筒状のシリンダチューブ１０と、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の基端側の端部（後述する基端部２１）に連結されるピストン３０と、を備える。

シリンダチューブ１０の開口端には、ピストンロッド２０が挿通するシリンダヘッド１１が設けられる。シリンダヘッド１１は、複数のボルト（図示省略）を用いてシリンダチューブ１０の開口端に締結される。また、シリンダチューブ１０の端部には、他の機器への取付用の取付部１０ａが形成される。

ピストン３０は、シリンダチューブ１０の内周面に沿って摺動自在に設けられる。シリンダチューブ１０の内部は、ピストン３０によってロッド側室１及びボトム側室２の２つの流体圧室に区画される。図２に示すように、ピストン３０にはピストンロッド２０の端部が挿通する挿通孔３１が形成され、挿通孔３１の内周面には雌ねじ部３０ａが形成される。

ピストンロッド２０の先端は、図１に示すように、他の機器への取付用の取付部２０ｂが形成され、シリンダチューブ１０の開口端から延出する。

ピストンロッド２０には、図１及び図２に示すように、ロッド側室１に作動油を導くロッド側通路５と、ボトム側室２に作動油を導くボトム側通路８と、が形成される。

ロッド側通路５は、ピストンロッド２０の基端側の端面である基端面２０ａ（図２参照）に開口し、ピストンロッド２０の軸方向に沿って形成される内部通路６と、ピストンロッド２０の径方向に延びて形成され内部通路６とロッド側室１とを連通する流体通路７と、を有する。

シリンダチューブ１０から延出するピストンロッド２０の先端には、内部通路６に作動油を導くロッド側ポート９ａが形成される。ロッド側ポート９ａには配管（図示省略）が接続され、ロッド側ポート９ａは、配管を通じて油圧源（流体圧源）またはタンク（図示省略）と選択的に接続される。

内部通路６には、ピストンロッド２０の基端面２０ａに対する開口を塞ぐプラグ４０が挿入される。プラグ４０は、カシメ等により内部通路６から抜け止めされて、ピストンロッド２０に取り付けられる。

流体通路７は、図２及び図３に示すように、所定の直径Ｄを有する円形の孔であり、ピストンロッド２０（具体的には、後述する本体部２２）の外周面に開口する。流体通路７は、ロッド側室１に常時連通し、ロッド側室１に給排される作動油を導く。流体通路７は、内部通路６に対して垂直に設けられる。よって、流体通路７の中心軸Ｏ２はピストンロッド２０の中心軸Ｏ１に垂直であって、ピストンロッド２０の中心軸Ｏ１に対して径方向に延びる（図２参照）。以下、流体通路７の中心軸Ｏ２に沿った方向を「延在方向」と称する。

ボトム側通路８は、ピストンロッド２０の基端面２０ａに開口し、ピストンロッド２０の軸方向に沿って形成される。また、図１に示すように、シリンダチューブ１０から延出するピストンロッド２０の先端には、ボトム側通路８に作動油を導くボトム側ポート９ｂが形成される。ボトム側ポート９ｂには配管（図示省略）が接続され、ボトム側ポート９ｂは、配管を通じて油圧源またはタンクと選択的に接続される。

油圧源からロッド側通路５又はボトム側通路８を通じてロッド側室１又はボトム側室２に選択的に作動油（作動流体）が導かれると、ピストンロッド２０は、シリンダチューブ１０に対して移動する。これにより、油圧シリンダ１００は伸縮作動する。

ピストンロッド２０は、図２に示すように、外周に雄ねじ部２１ａが形成されピストン３０が取り付けられる基端部２１と、基端部２１よりも外径が大きい本体部２２と、ピストン３０の端面３２に対向する対向部２３と、を有する。

ピストンロッド２０の対向部２３は、ピストンロッド２０の中心軸Ｏ１に垂直に形成されピストン３０が着座する垂直面２４と、垂直面２４に形成されピストン３０の端面３２から離間する溝部２５と、を有する。

垂直面２４は、本体部２２と基端部２１の外径差により形成される段差面である。ピストンロッド２０は、ピストン３０の内周に形成される雌ねじ部３０ａに基端部２１の雄ねじ部２１ａが螺合し、ピストン３０の端面３２が垂直面２４に着座した状態で所定の締め付け力で締め付けられることでピストン３０と連結される。これにより、ピストンロッド２０の垂直面２４とピストン３０の端面３２とが密着し、いわゆるメタルシールされる。

溝部２５は、ピストンロッド２０の軸方向視において、全体が流体通路７と重なるように設けられる。以下、溝部２５の構成について詳細に説明する。

溝部２５は、図２から図４に示すように、弓形の断面を有しピストンロッド２０の径方向、より具体的には、流体通路７の延在方向に沿って延びて形成される。

溝部２５は、図３及び図４に示すように、所定の幅Ｗ１によって垂直面２４に開口する。溝部２５の幅Ｗ１は、流体通路７の直径Ｄと同じ大きさである。つまり、ピストンロッド２０の軸方向視（図４に相当）において、延在方向に垂直な方向（図４中左右方向）における流体通路７と溝部２５との長さは、互いに同一である。また、溝部２５は、垂直面２４の周方向の全域に形成される環状の溝ではなく、周方向の一部の領域に形成されるものである。言い換えれば、溝部２５は、垂直面２４の周方向の一部を切り欠くようにして形成され、垂直面２４によって周方向に挟まれている。

また、溝部２５は、図４に示すように、ピストンロッド２０の本体部２２の外周面に開口し、所定の長さ（以下、「延在長さＬ」と称する。）だけ流体通路７の延在方向に延びて形成される。溝部２５の延在長さＬは、ピストンロッド２０の基端部２１と本体部２２との外径差の半分の大きさよりも小さい。よって、溝部２５は、ピストン３０の内周面よりも径方向外側に位置する。具体的には、溝部２５における径方向内側の端部２５ａは、ピストン３０の内周面よりも径方向外側に位置しており（図２参照）、溝部２５とピストン３０の挿通孔３１とがピストンロッド２０の軸方向視で重ならないように形成される。これにより、径方向において溝部２５の内側にある垂直面２４とピストン３０の端面３２とが当接し、溝部２５とピストン３０の挿通孔３１との連通が遮断される。よって、溝部２５と、ピストン３０の挿通孔３１とピストンロッド２０の基端部２１との間の隙間と、を通じて、ロッド側室１とボトム側室２とが連通することが防止される。

溝部２５は、図３中二点鎖線で示すように、回転軸が垂直面２４から先端に向けて所定量だけオフセットした状態で回転する工具（ドリル）により、ピストンロッド２０の径方向に沿って垂直面２４をドリル加工することで形成される。これにより、ドリルの円形断面の一部である弓形の断面を有して径方向に延びる溝部２５が垂直面２４に形成される。

ここで、流体通路は、伸長方向へのピストンロッドのストロークに伴ってシリンダチューブやシリンダヘッドに閉塞されないように形成する必要がある。よって、油圧シリンダを大型化させずにピストンロッドのストローク量を確保するには、ピストンにより近い位置でポートを開口させることが望ましい。

しかしながら、ピストンロッドにおいて流体通路とピストンとの軸方向の間の部分は、流体通路が形成されない周方向の他の部分と比較して、肉厚が薄い。よって、ピストンに近い位置に流体通路を開口させると、肉厚が薄い部分に応力集中が生じるおそれがあるため、ピストンとピストンロッドとの締め付け力を充分に確保することが困難となる。

これに対し、本実施形態では、対向部２３は、垂直面２４と溝部２５とを有し、ピストン３０は、対向部２３の垂直面２４に着座する一方、溝部２５には着座せずに離間する。よって、ピストン３０とピストンロッド２０とのねじ締結による締め付け力は、垂直面２４に作用する一方、溝部２５には作用しない。つまり、本実施形態では、対向部２３には、締め付け力が作用する着座部として垂直面２４が設けられ、締め付け力が作用しない非着座部として溝部２５が設けられる。

非着座部である溝部２５は、ピストンロッド２０の軸方向視において流体通路７と重なる。このため、ピストンロッド２０において流体通路７とピストン３０との軸方向の間の部分（以下、「薄肉部Ｔ」と称する。）の一部は、溝部２５によってピストン３０の端面３２とは離間し、締め付け力が作用しない。

また、溝部が周方向の全域に形成される場合には、薄肉部に対して締め付け力が作用する面積は減少するものの、ピストンロッドの対向部の全体として締め付け力を受圧する面積も減少する。

これに対し、本実施形態における溝部２５は、周方向の一部の領域に形成され、周方向の全域に形成されるものではない。よって、締め付け力の受圧面である垂直面２４の受圧面積が確保されるため、薄肉部Ｔのうち溝部２５に対向しない部分（軸方向視で流体通路７と重なる垂直面２４の一部）に作用する締め付け力を低減することができる。

以上により、薄肉部Ｔに作用する締め付け力が低減され、薄肉部Ｔでの応力集中が抑制されるため、薄肉部Ｔの肉厚が周方向の他部より薄くても充分な大きさの締め付け力でピストンロッド２０とピストン３０とを締結できる。このため、流体通路７をピストン３０に近い位置に形成することができる。したがって、流体通路７をピストン３０により近い位置に形成して、油圧シリンダ１００を大型化することなく、油圧シリンダ１００のストローク量を確保することができる。

次に、本実施形態の変形例について、説明する。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第２実施形態の各構成とを組み合わせたり、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。

上記実施形態では、溝部２５は、弓形の断面を有してピストンロッド２０の径方向に延びて形成される。溝部２５の幅Ｗ１は、流体通路７の直径Ｄと同一である。このため、溝部２５は、ピストンロッド２０の軸方向視において、全体が流体通路７と重なる。これに対し、溝部２５は、少なくとも一部が軸方向視において流体通路７と重なるように形成されていればよい。

例えば、溝部２５の幅は、流体通路７の直径より大きくてもよいし、小さくてもよい。図５及び図６に示す変形例では、溝部２５は、ピストンロッド２０の中心軸Ｏ１に平行な平面がピストンロッド２０の本体部２２の外周面に形成されることで区画される。よって、溝部２５は、本体部２２の外周面に開口し、ピストンロッド２０の軸方向視において弓形の形状に形成される。溝部２５の幅Ｗ２は、流体通路７の直径Ｄよりも大きい。より具体的に説明すると、図５及び図６の変形例の溝部２５は、ピストンロッド２０の中心軸Ｏ１に平行な平面であって垂直面２４に連続する平行面２５ｂと、垂直面２４に平行な平面であって平行面２５ｂと本体部２２の外周面とを接続する平行垂直面２５ｃと、によって、区画される。このような溝部２５であっても、周方向の一部の領域に設けられ、軸方向視において溝部２５の一部が流体通路７と重なるため、薄肉部Ｔでの応力集中の発生が抑制される。よって、上記実施形態と同様の作用効果を奏する。また、図５及び図６に示す変形例では、本体部２２の外周面をフライス加工することで、容易に溝部２５を形成できる。

また、上記実施形態では、溝部２５は、本体部２２の外周面に開口するが、本体部２２の外周面に開口しないものでもよい。また、溝部２５を通じたロッド側室１とボトム側室２との連通を遮断するには、溝部２５は、ピストン３０の内周面よりも径方向外側に設けられることが望ましいが、この構成に限られない。つまり、溝部２５は、ピストン３０の内周面よりも径方向内側に延びるように形成されてもよい。また、溝部２５は、本体部２２の外周面からピストン３０の内周面の径方向の位置まで延びるように形成されてもよい。これらの場合には、ピストン３０の内周とピストンロッド２０の基端部２１の外周との間の隙間を封止するシール部材を設け、溝部２５を通じてロッド側室１とボトム側室２とが連通しないようシール部材によって遮断することが好ましい。

また、上記実施形態では、対向部２３は、垂直面２４及び溝部２５を有し、溝部２５がピストン３０との締め付け力が作用しない非着座部である。これに対し、図示は省略するが、ピストンロッド２０の対向部２３は、溝部２５を有さず垂直面２４のみによって形成され、ピストン３０の端面３２に上記実施形態のような溝部２５が形成されてもよい。この場合、所定の締め付け力によってピストン３０とピストンロッド２０を締結した状態で、軸方向視においてピストン３０に形成される溝部の少なくとも一部が流体通路７と重なるように構成すればよい。この場合には、所定の締め付け力によってピストン３０とピストンロッド２０を締結した状態でピストン３０の溝部に対向する垂直面２４の一部が非着座部に相当し、垂直面２４のその他の部分が着座部に相当する。この場合であっても、上記実施形態と同様の作用効果を奏する。

また、溝部２５は、弓形の断面に形成されるが、これに限られない。

以上のように、溝部２５の少なくとも一部が流体通路７と軸方向視で重なるように構成される限り、溝部２５の長さ、幅、深さ、断面形状、位置等は、任意の構成とすることができる。

また、上記実施形態では、ピストンロッド２０の雄ねじ部２１ａに螺合する雌ねじ部３０ａがピストン３０の内周面に形成される。つまり、上記実施形態では、ピストン３０は、ピストンロッド２０に直接ねじ締結される。これに対し、ピストンロッド２０の対向部２３との間でピストン３０を挟持するナット（図示省略）を別途設け、ナットがピストン３０に螺合することで、ピストン３０がピストンロッド２０にねじ締結される構成でもよい。つまり、ピストン３０の内周面には雌ねじ部３０ａが形成されず、ピストン３０は、ナットを介してピストンロッド２０に取り付けられるものでもよい。このような場合であっても、溝部２５は、ピストンロッド２０の対向部２３に設けられてもよいし、ピストン２０の端面３２に設けられてもよい。ピストン３０がナットを介してピストンロッド２０に取り付けられ、かつ、ピストン２０の端面３２に溝部２５が設けられる場合には、軸方向視で溝部２５が流体通路７と重なる位置でピストン３０がピストンロッド２０に取り付けられるようにピストン３０を周方向に位置決めする位置決め手段を設ければよい。

また、上記実施形態では、ピストン３０は、ねじ締結によってピストンロッド２０に連結され、ねじ締結による締め付け力が軸力（ピストンロッド２０の軸方向に沿って生じる力）としてピストンロッド２０に作用する。これに対し、図示は省略するが、ピストン３０は、ねじ締結以外の方法によりピストンロッド２０に連結されてもよい。例えば、ピストン３０は、その端面３２がピストンロッド２０の対向部２３（垂直面２４）に当接するように、挿通孔３１の内周がピストンロッド２０の基端部２１の外周に圧入されてピストンロッド２０に連結されてもよい。この場合には、ピストン３０の端面３２がピストンロッド２０の垂直面２４に当接するように押し付けられることとなるため、その押し付け力が軸力としてピストンロッド２０に作用する。また、その他にも、例えば、ピストンロッド２０（例えば基端面２０ａ）にカシメによって形成されるカシメ部が設けられ、カシメ部とピストンロッド２０の対向部２３とによってピストン３０が挟持されることで、ピストン３０がピストンロッド２０に連結されてもよい。この場合にも、ピストン３０の端面３２にピストンロッド２０の垂直面２４が押し付けられる力が生じるため、その押し付け力が軸力としてピストンロッド２０に作用する。このように、本発明は、ねじ締結以外であってもピストンロッド２０に軸力が作用するような方法によってピストン３０がピストンロッド２０に連結される場合に対しても、適用することができる。

また、上記実施形態では、シリンダ装置が複動型の油圧シリンダである場合を説明した。これに対し、シリンダ装置は、単動型の油圧シリンダでもよい。また、シリンダ装置は、緩衝器であってもよい。

以上の第１実施形態によれば、以下に示す作用効果を奏する。

油圧シリンダ１００では、ピストンロッド２０の対向部２３は、ピストン３０とのねじ締結による締め付け力を受ける垂直面２４と、周方向の一部の領域に設けられ締め付け力を受けない溝部２５と、を有する。溝部２５は、軸方向視において、ピストンロッド２０に形成される流体通路７と重なる。よって、流体通路７とピストン３０との間の薄肉部Ｔが締め付け力を受ける面積が減少する一方、垂直面２４の受圧面積は確保され、薄肉部Ｔに締め付け力が作用することが抑制される。このため、流体通路７をピストン３０に近づけて開口させても、ピストン３０とピストンロッド２０との締め付け力を確保できる。これにより、大型化させることなく、油圧シリンダ１００のストローク量を確保することができる。

また、油圧シリンダ１００では、溝部２５の幅Ｗ１は、流体通路７の直径Ｄと同じ大きさで形成される。このため、締め付け力が作用する薄肉部Ｔの受圧面積を低減しつつ、垂直面２４の受圧面積を充分に確保することができる。これにより、薄肉部Ｔに作用する締め付け力がより一層抑制され、流体通路７をピストン３０により近づけて開口させることができ、油圧シリンダ１００のストローク量を確保することができる。

また、油圧シリンダ１００では、溝部２５は、ピストン３０の内周面よりも径方向外側に設けられる。このため、ピストンロッド２０の垂直面２４とピストン３０の端面３２とのメタルシールによって溝部２５とピストン３０の内周との連通を遮断でき、溝部２５を通じたロッド側室１とボトム側室２との連通を防止できる。

（第２実施形態）
次に、図７及び図８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、ピストン３０の端面３２は、ピストンロッド２０の対向部２３における垂直面２４に直接接触し、垂直面２４に形成される溝部２５によって非着座部が構成される。これに対し、第２実施形態では、ピストン３０とピストンロッド２０とは、軸方向の間に設けられるワッシャ５０を介してねじ締結される。以下、第２実施形態に係る油圧シリンダ２００について説明する。

油圧シリンダ２００は、図７に示すように、ピストンロッド２０の対向部２３とピストン３０の端面３２との軸方向の間に設けられるワッシャ５０を備える。

ワッシャ５０は、図７及び図８に示すように、ピストンロッド２０の本体部２２と略同一の外径を有し、ピストンロッド２０の基端部２１が挿通する貫通孔５１を有するリング状の部材である。ワッシャ５０の外周には、径方向内側に向けて延びるように周方向の一部が切り欠かれた切り欠き部５２が形成される。切り欠き部５２は、ワッシャ５０の内周に達しないような径方向長さに形成される。切り欠き部５２の幅（長さ方向に垂直な方向の寸法）Ｗ３（図８参照）は、流体通路７の直径Ｄと同一に形成される。

ピストンロッド２０の対向部２３は、上記第１実施形態のような溝部２５を有しておらず、垂直面２４のみによって構成される。

ピストン３０とピストンロッド２０とをねじ締結する際には、まず、ピストンロッド２０の基端部２１をワッシャ５０の貫通孔５１に挿通し、ピストンロッド２０の軸方向視においてワッシャ５０の切り欠き部５２が流体通路７と重なるように位置合わせする。この状態で、基端部２１の雄ねじ部２１ａとピストン３０の雌ねじ部３０ａを螺合し、ワッシャ５０を介してピストン３０の端面３２をピストンロッド２０の垂直面２４に着座させる。さらにこの状態で所定の締め付け力によってピストン３０を締め付けて、ピストン３０とピストンロッド２０とをねじ締結する。

このような本実施形態では、ワッシャ５０を介して垂直面２４に締め付け力が作用する一方、垂直面２４において切り欠き部５２と軸方向に対向する部分には締め付け力が作用しない。つまり、第２実施形態においては、対向部２３である垂直面２４において、ワッシャ５０に軸方向に対向する（ワッシャ５０と接触する）部分が着座部に相当し、切り欠き部５２に対向する部分が非着座部に相当する。

ワッシャ５０は、切り欠き部５２が流体通路７とピストンロッド２０の軸方向視で重なるようにして設けられるため、対向部２３における非着座部も流体通路７と軸方向視で重なる。このように、第２実施形態においても、切り欠き部５２によって垂直面２４の一部が非着座部として構成され、非着座部は流体通路７とを軸方向視で重なるように構成されるため、上記第１実施形態と同様の効果を奏する。

また、第２実施形態によれば、ピストン３０やピストンロッド２０と比べて小型の部品であるワッシャ５０に切り欠き部５２を形成することで、ピストンロッド２０の対向部２３に着座部と非着座部とを構成することができるため、加工工数を低減することができる。

なお、上記実施形態では、ワッシャ５０は、ワッシャ５０の内周に達しない切り欠き部５２を有する。これに対し、切り欠き部５２は、ワッシャ５０の内周に達するように形成されてもよい。つまり、ワッシャ５０は、切り欠き部５２によって「Ｃ字状」に形成されるものでもよい。この場合には、上記第１実施形態の変形例のように、ピストン３０の内周とピストンロッド２０の基端部２１の外周との間の隙間を封止するシール部材を設け、切り欠き部５２を通じてロッド側室１とボトム側室２とが連通しないようシール部材によって遮断することが好ましい。

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。

油圧シリンダ１００，２００は、シリンダチューブ１０と、シリンダチューブ１０に挿入されるピストンロッド２０と、ねじ締結によってピストンロッド２０の基端部２１に連結されシリンダチューブ１０内をロッド側室１とボトム側室２とに区画するピストン３０と、を備え、ピストンロッド２０は、ピストン３０の端面３２に対向する対向部２３と、ピストンロッド２０の外周面に開口しロッド側室１に作動流体を導く流体通路７と、を有し、対向部２３は、ピストン３０とのねじ締結による締め付け力を受ける着座部と、ピストンロッド２０の周方向の一部の領域に設けられ、ピストン３０とのねじ締結による締め付け力を受けない非着座部と、を有し、非着座部は、ピストンロッド２０の軸方向視において少なくとも一部が流体通路７と重なるように設けられる。

この構成では、ピストン３０とピストンロッド２０とのねじ締結における締め付け力は、流体通路７と軸方向視で重なる非着座部には作用せず、非着座部と周方向に並ぶ着座部に作用する。また、非着座部は、周方向の一部の領域に形成されるため、締め付け力が作用する着座部の受圧面積を確保できる。よって、充分な締め付け力でピストン３０とピストンロッド２０を締め付けても、ピストンロッド２０において流体通路７により肉厚が薄くなる薄肉部Ｔに、大きな力が作用することを抑制できる。したがって、流体通路７をピストン３０に近い位置に開口させることができ、大型化させることなく油圧シリンダ１００，２００のストローク量を確保することができる。

また、油圧シリンダ１００，２００では、流体通路７は、ピストンロッド２０の径方向に沿って延びるように形成され、非着座部と流体通路７とは、ピストンロッド２０の軸方向視において、流体通路７が延びる延在方向に垂直な方向の長さが互いに同一である。

この構成では、着座部の受圧面積を大きく確保することができる。これにより、薄肉部Ｔに作用する締め付け力がより一層抑制され、流体通路７をピストン３０により近づけて開口させることができる。したがって、油圧シリンダ１００，２００のストローク量を確保することができる。

また、油圧シリンダ１００，２００では、非着座部は、ピストン３０の内周面よりも径方向外側に位置するように設けられる。

この構成では、ピストン３０とピストンロッド２０との間のメタルシールを確実に行うことができる。

また、油圧シリンダ１００では、対向部２３は、ピストンロッド２０の中心軸Ｏ１に対して垂直に形成される着座部としての垂直面２４と、垂直面２４に形成される非着座部としての溝部２５と、を有する。

この構成では、部品点数を増加させることなく、着座部と非着座部を形成することができる。

また、変形例に係る油圧シリンダ１００では、溝部２５は、ピストンロッド２０の外周面に形成されピストンロッド２０の中心軸Ｏ１に平行な平行面２５ｂによって形成される。

この構成では、ピストンロッド２０の外周面に平面を加工するだけで、容易に着座部と非着座部を形成することができる。

また、油圧シリンダ２００では、ピストン３０とピストンロッド２０とは、互いの軸方向の間に設けられるワッシャ５０を介してねじ締結され、ワッシャ５０は、周方向の一部が切り欠かれた切り欠き部５２を有し、非着座部は、軸方向において切り欠き部５２に対向する。

この構成では、小型のワッシャ５０に切り欠き部５２を形成することで、着座部と非着座部を形成することができるため、加工工数が低減される。

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。

１…ロッド側室、２…ボトム側室、７…流体通路、１０…シリンダチューブ、２０…ピストンロッド、２０ａ…基端面（端面）、２１…基端部（端部）、２１ａ…雄ねじ部、２３…対向部、２４…垂直面、２５…溝部、２５ａ…平行面、３０…ピストン、３０ａ…雌ねじ部、３２…端面、５０…ワッシャ、５１…貫通孔、５２…切り欠き部、１００，２００…油圧シリンダ（シリンダ装置）、Ｏ１…中心軸

Claims (6)

1. シリンダチューブと、
   前記シリンダチューブに挿入されるピストンロッドと、
   前記ピストンロッドの端部に連結され前記シリンダチューブ内をロッド側室とボトム側室とに区画するピストンと、を備え、
   前記ピストンロッドは、
   前記ピストンの端面に対向する対向部と、
   前記ピストンロッドの外周面に開口し前記ロッド側室に作動流体を導く流体通路と、を有し、
   前記対向部は、
   前記ピストンが前記ピストンロッドに連結されることによって生じる軸力を受ける着座部と、
   前記ピストンロッドの周方向の一部の領域にのみ設けられ、前記ピストンとの連結による軸力を受けない非着座部と、を有し、
   前記非着座部は、前記ピストンロッドの軸方向視において少なくとも一部が前記流体通路と重なるように設けられることを特徴とするシリンダ装置。
2. 前記流体通路は、前記ピストンロッドの径方向に沿って延びるように形成され、
   前記非着座部と前記流体通路とは、前記ピストンロッドの軸方向視において、前記流体通路が延びる延在方向に垂直な方向の長さが互いに同一であることを特徴とする請求項１に記載のシリンダ装置。
3. 前記非着座部は、前記ピストンの内周面よりも径方向外側に位置するように設けられる
   ことを特徴とする請求項１または２に記載のシリンダ装置。
4. 前記対向部は、
   前記ピストンロッドの中心軸に対して垂直に形成される前記着座部としての垂直面と、
   前記垂直面に形成される前記非着座部としての溝部と、を有す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シリンダ装置。
5. 前記溝部は、前記ピストンロッドの外周面に形成され前記ピストンロッドの中心軸に平行な平行面によって形成されることを特徴とする請求項４に記載のシリンダ装置。
6. 前記ピストンと前記ピストンロッドとは、互いの軸方向の間に設けられるワッシャを介して連結され、
   前記ワッシャは、周方向の一部が切り欠かれた切り欠き部を有し、
   前記非着座部は、軸方向において前記切り欠き部に対向す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シリンダ装置。

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