JPH0381010B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はシリンダのクツシヨン装置に関し、更
に詳しくはピストンのストロークエンドで絞り効
果によりクツシヨンを効かせ、ピストンがシリン
ダヘツド又はシリンダボトムに急激に衝突するの
を防止するシリンダのクツシヨン装置に関する。

シリンダのクツシヨン特性は、シリンダ並びに
母機の強度、寿命、更にオペレータの操作性等に
大きく影響しており、シリンダの高速、高圧化に
より、その重要性はますます増大している。

従来から用いられている最も一般的なクツシヨ
ン機構としては第１図、第２図のものが知られて
いる。

即ち、シリンダチユーブ１内にピストン２を介
してピストンロツド３が摺動自在に挿入され、ピ
ストン２によつて区画された二つの油室４，５は
油路６，７を介してポート８，９と通じ、ピスト
ン２の両端面にはクツシヨンベアリング１０，１
１を固定し、例えばピストン２が第２図のように
左行する伸長作動時に於て、ピストン２のストロ
ークエンド近傍では左側のクツシヨンベアリング
１０が油路６内に挿入し、このクツシヨンベアリ
ング１０の外周環状隙間を通してクツシヨン室と
なる油室４の油がポート８に流出し、この時隙間
の絞り作用で油室４に圧力を立ててクツシヨンを
効かせるものである。

しかし、このクツシヨン機構は構造が単純であ
る反面、環状隙間における圧力降下を用いるた
め、その絞り効果は作動流体の粘度、環状隙間の
隙間量及び油路６，７の内周に対するクツシヨン
ベアリング１０，１１の外周の偏心率によつて大
きく変化し、ばらつきがある。

また、クツシヨン効果を大きくするために隙間
量を小さくすると、油路６，７内壁にクツシヨン
ベアリング１０，１１が接触し易くなる上、逆に
油路６，７からクツシヨンベアリング１０，１１
が抜け出る時にポートから油室に流入する流量が
不足し、油室の圧力が負圧となり、クツシヨン行
程を抜け出た瞬間に負圧から高圧に急変し、その
際に発音、シヨツク、シールの損傷等が生ずる。
この為従来は第２図のようにポート８，９と油室
４，５とを接続する通路１２を形成し、この通路
１２の途中にチエツク弁１３を組み付けて油室
４，５が負圧になるのを防止しているが、このチ
エツク弁１３を設けることは構造が複雑化し、コ
ストアツプになる。

又従来のシリンダのクツシヨン機構として、第
３図、第４図のものも知られている。これはクツ
シヨンプレートを用いたワツシヤタイプと呼ばれ
るものであり、その構造はシリンダチユーブ１内
にピストン２を介してピストンロツド３が摺動自
在に挿入され、シリンダチユーブ１内にはピスト
ン２によつて左右二つの油室４，５が区画され、
これらの油室４，５はポート８，９を介してそれ
ぞれ油圧源に接続されている。

ピストンロツド３の小径部３ａ外周にはクツシ
ヨンプレート１４が摺動自在に挿入され、このク
ツシヨンプレート１４とピストン２の間にリター
ンスプリング１５が介在されて通常クツシヨンプ
レート１４をピストンロツド３の段部３ｂに押し
付けられ、更にクツシヨンプレート１４には軸方
向にオリフイス１６が穿設され、又油室４，５の
ポート８，９側の内壁１７に切欠き１７ａが形成
されている。

このシリンダは第４図のように、例えば伸長作
動時にピストン２が左行し、ストロークエンド近
傍になるとクツシヨンプレート１４が油室４の内
壁１７に当接し、ピストンロツド３とピストン２
のみが更に左行する。この時油室４の油がピスト
ン２によつて押し出され、その油路はオリフイス
１６のみとなりオリフイス１６の流動抵抗でクツ
シヨンが効く。

上記ワツシヤタイプのクツシヨン機構ではクツ
シヨンプレート１４がポート８より導入された圧
油により、リターンスプリング１５に抗して右行
して、油室４の内壁１７から離れ、油室４への圧
油を供給できる通路を創出するというチエツク機
能を有しているからクツシヨン行程抜け時の発
音、シヨツク、シール損傷等の発生は防止出来る
し、又オリフイス１６の形状を適当に選択するこ
とにより、例えば薄刃オリフイスの形状等に成形
することにより、作動流体粘度の影響も受けにく
くすることができる。

しかしながら、オリフイス１６は固定オリフイ
スとなるためにピストンのストローク速度が低下
するとクツシヨンの効きが悪くなる。即ち、クツ
シヨン工程に突入直後に急速に減速し、その後は
あまり減速しないという欠点がある。

この為、例えば実開昭58−69104号公報に開示
されているように、クツシヨンプレートを複数個
設置し、数ステツプの減速を実現したものも開発
されているが、この場合にはクツシヨン機構の占
めるスペースがクツシヨンストロークに比較して
大きくなり、また絞り効果の調整にも限界があ
る。

従つて本発明の目的は作動流体の粘度によるク
ツシヨン効果への影響が少なく、クツシヨン行程
を抜け出た瞬間に発音、シヨツク、シールの損傷
が発生せず、ピストンストロークの速度が低下し
てもクツシヨン効果が低下せず、絞り効果を比較
的自由に設定できるシリンダのクツシヨン装置を
提供することである。

上記の目的を達成するため、本発明の第１の構
成は、シリンダチユーブ内にピストンを介して摺
動自在に挿入されたピストンロツド外周にクツシ
ヨンプレートを軸方向移動自在に挿入させ、クツ
シヨンプレートとピストン間にリターンスプリン
グを介装し、クツシヨンプレートには軸方向の通
孔を一つ又は複数穿設し、ピストン端面には前記
通孔内に挿入されて通孔を徐々に絞るクツシヨン
ロツドを配置したことを特徴とするものである。

更に本発明の第２の構成は、シリンダチユーブ
内にピストンを介して摺動自在に挿入されたピス
トンロツド外周にクツシヨンプレートを軸方向移
動自在に挿入させ、クツシヨンプレートとピスト
ン間にリターンスプリングを介装し、クツシヨン
プレートには軸方向の通孔を一つ又は複数穿設
し、ピストン端面には前記通孔内に挿入されて通
孔を徐々に絞るクツシヨンロツドの基端を保持さ
せ、前記クツシヨンロツド基端にフランジを設
け、このフランジ端面をピストン端面に浮動自在
に当接させ、フランジとクツシヨンプレート間に
クツシヨンロツド用リターンスプリングを介装さ
せたことを特徴とするものである。

以下本発明の実施の態様を第５〜第１２図の図
面について説明する。

第５図、第６図は第１の発明の好適な一実施態
様に係るシリンダの一部切欠き断面図である。

即ち、シリンダチユーブ１８の両端にシリンダ
ヘツド１９とシリンダボトム（図示せず）を一体
に固定し、シリンダチユーブ１８内にはピストン
２０を介してピストンロツド２１が摺動自在に挿
入され、ピストン２０はシリンダチユーブ１８内
に左右二つの油室２２が区画され、二つの油室２
２はそれぞれシリンダヘツド１９内の室２２ａ及
びシリンダボトム内の室２２ａと通じ、この室２
２ａはポート２４を介してポンプ又はタンクたる
油圧源に接続している、 ピストンロツド２１の基端側小径部２１ａには
環状のクツシヨンプレート２３が軸方向に摺動自
在に挿入され、このクツシヨンプレート２３には
一つ又は複数の通孔２５が軸方向に向けて形成さ
れている。

クツシヨンプレート２３とピストン２０端面間
にはリターンスプリング２６が介在され、このリ
ターンスプリング２６は静止状態ではクツシヨン
プレート２３をピストンロツド２１の段部２１ｂ
に押し付けている。

クツシヨンプレート２３の通孔は図示のように
口端径を大きくし、中央部を小径にしたテーパ状
のものでもよいし、内径を同じにしたものでもよ
い。

一方ピストン２０の端面には通孔２５に対向す
るクツシヨンロツド２７を一体に突出成形し、こ
のクツシヨンロツド２７は通孔２５内に移動自在
に挿入されている。

クツシヨンロツド２７はピストン２０と一体成
形されているが、溶接その他の方法で保持しても
よい。

クツシヨンロツド２７は先端が細く、基端が太
い、いわゆる断面テーパ状に成形されている。又
クツシヨンロツド２７は通孔２５に対して単独で
挿入されてもよいが、図面のように軸方向にスリ
ツトを形成したガイド２８を介して挿入してもよ
い。ガイド２８を介して挿入した場合には、通孔
２５の軸心とクツシヨンロツド２７の軸心を常に
一致させ、クツシヨンロツド２７が位置ずれする
ことなく軸方向に移動するのに効果的である。

次に作動について述べる。

第６図のように、例えば矢印方向にピストン２
０とピストンロツド２１が移動すると油室２２の
油がポート２４よりタンク側に排出され、ピスト
ンのストロークエンド近傍ではクツシヨンプレー
ト２３がシリンダヘツド１９の端面に当り、その
後はリターンスプリング２６をたわませながらピ
ストン２０とピストンロツド２１のみが更に左行
する。クツシヨンプレート２３がシリンダヘツド
１９に当ると油室２２と室２２ａはクツシヨンプ
レート２３の通孔２５のみを介して連通し、しか
もこの通孔２５内をクツシヨンロツド２７がより
深く差し込まれるからピストン２０の左行に伴な
つて通孔２５とクツシヨンロツド２７とで形成さ
れる環状隙間が徐々に絞られ、この絞られた隙間
を介して油室２２の油がポート２４側に押し出さ
れる為に隙間の流動抵抗で徐々にクツシヨンが効
いてくる。

ところでクツシヨンロツド２７は基端が太くな
つているからピストン２０の動きが、ストローク
エンドに近くなればなるほどクツシヨン効果が大
きくなり、この為ピストンのストローク速度が低
下しても所望の大きさのクツシヨン効果を期待で
きる。

又通孔２５に形成される隙間ではオリフイス的
な流れとなり作動油粘度の影響は少なく、絞り効
果が大きく変化するとが無い。

クツシヨンロツド２７の直径は自由に設定で
き。この直径に応じた絞り効果が得られるから、
絞り効果を比較的自由に設定できる。

他方前記と逆方向にピストン２０を移動し、ク
ツシヨン行程から抜け出る場合にはポート２４を
ポンプ側に接続して油室２２に圧油を供給する分
けであるが、この際ポート２４からの圧油が通孔
２５より油室２２に導かれるとともに、クツシヨ
ンプレート２３が、ポート２４からの圧油によ
り、リターンスプリング２６に抗して右行して、
油室２２への圧油の通路を拡大するチエツク機能
を有しており、油室２２が負圧とならず、これに
より異音の発生、急激なシヨツクの発生、ピスト
ン外周等に設けたシールの損傷を防止できる。

第７図は第１の発明の他の実施態様に係り、こ
れは絞り効果を出す他の方法である。即ち、クツ
シヨンロツド２７ａの直径は先端から基端まで同
じ径に成形すると共に、その外周に一つ又は複数
の長手方向に沿うスリツト２９を形成し、このス
リツト２９は先端側の切り込みが深く、基端側を
浅くしたものでる。

この場合には通孔２５とクツシヨンロツド２７
ａとで形成される流路はスリツト２９の断面積の
合計となり、ピストン２０のストロークに伴なつ
て流路が徐々に絞られてクツシヨンが徐々に大き
く効いてくる。又クツシヨンロツド２７ａ自体の
外周は通孔２５の内周を摺接するから軸心を常に
一致させることが可能となる。

その他の作用、効果は第５図の実施態様と同じ
である。

次に第８図、第９図は第２の発明の好適な一実
施態様に係るシリンダの一部切欠き断面図であ
る。

これはピストン端面にニードル弁を水平方向に
保持させ、このニードル弁がクツシヨンプレート
の通孔内に挿入させた点は第１の発明と同じであ
るが、さらに本第２の発明はピストンロツドがク
ツシヨン動作時に回転した時クツシヨンプレート
も連動して同一方向に同一量回転できる係止機構
を付加したものである。

即ち、ピストンロツド２１の外周に軸方向移動
自在にクツシヨンプレート２３が挿入され、ピス
トンロツド２１の外周には一つ又は複数の溝３０
が長手方向に形成され、この溝３０内にはクツシ
ヨンプレート２３の内周に突設したガイド用リブ
２３ａを嵌合させ、クツシヨンプレート２３はこ
の溝に沿つて軸方向にリブ２３ａを介して移動す
ると共にピストンロツド２１が回転した時クツシ
ヨンプレート２３も同一方向に同一量強制的に回
転させられる。

上記の場合、溝をクツシヨンプレート２３側
に、又リブをピストンロツド２１側に設けてもよ
く、その他スプライン加工等にしてもよい。

以上のように軸方向にはクツシヨンプレート２
３が単独で移動するのを許容し、回転方向にはピ
ストンロツド２１に連動してクツシヨンプレート
２３も回転する係止機構を付加したことにより、
クツシヨンプレート２３の通孔２５とピストン側
のニードル弁２７は常に対向位置に一致してい
る。

従つてクツシヨン動作時にピストンロツド２１
が回転すると同一方向に同一量クツシヨンプレー
ト２３とピストン２０とクツシヨンロツド２７が
連動して回転し、これにより通孔２５の軸心とク
ツシヨンロツド２７の軸心が常に一致し、回転時
にクツシヨンロツド２７が通孔２５の内壁に当つ
て折損するのを防止できるものである。

同じく第１０図、第１１図は第２の発明の他の
実施態様に係り、これは係止機構を変形したもの
である。

即ち、ピストンロツド２１の外周にクツシヨン
プレート２３を摺動自在に挿入すると共に、ピス
トンロツド２１の外周軸方向に一つ又は複数のガ
イド突起３１を植立し、このガイド突起３１をク
ツシヨンプレート２３の内周に軸方向に形成した
ガイド溝３２に嵌合させ、これらガイド突起３１
とガイド溝３２とからなる係止機構を介してクツ
シヨンプレート２３の軸方向の移動を許容し、且
つピストンロツド２１とピストン２０とに連動し
て同一方向に回転させるものである。

その他の作用効果は第８図の場合と同じであ
る。又符号が同一の部材は第５図と同じであるか
ら省略する。

更に第１２図は第３の発明の好適な一実施態様
に係るシリンダの一部切欠き断面図である。

これはクツシヨンプレートの通孔に対向するク
ツシヨンロツドをピストン端面に保持した基本構
成にクツシヨンロツドの浮動機構を付加し、ピス
トンロツドとピストンが回転した時、この回転運
動からクツシヨンロツドが逃げてクツシヨンプレ
ートの通孔内に当たるのを防止したものである。

即ち、ピストン２０の端面に対して水平方向に
延びるクツシヨンロツド２７ｂの基端フランジ部
２７ｃが浮動自在に当接し、このフランジ２７ｃ
端面とクツシヨンプレート端面間にクツシヨンロ
ツド用リターンスプリング３５を介装し、このリ
ターンスプリング３５がクツシヨンロツド２７ｂ
をピストン２０側に押し付けて保持させている。

クツシヨンロツド２７ｂは先端から基部まで同
一の直径に成形すると共に軸方向外周に一つ又は
複数のスリツト３３を形成している。スリツト３
３の半径方向の深さは先端側が深く基端側が浅
く、断面がテーパ状に成形されている。

クツシヨンロツド２７ｂはクツシヨンプレート
２３の通孔２５内に摺動自在に挿入されている。

ピストンロツド２１の外周に於て、クツシヨン
プレート２３より図に於て圧側で且つニードル弁
２７ｂと対向する位置にストツパ３４を起立し、
ピストンストロークエンド近傍でニードル弁２７
ｂの先端がこのストツパ３４端面に当接するよう
になつている。

ストツパ３４はピン又は溶接等でピストンロツ
ド２１に固定されている。

上記のクツシヨン装置ではピストンストローク
エンド近傍でクツシヨンプレート２３がシリンダ
ヘツドに当り、ピストンロツド２１とピストン２
０は更に左行し、又クツシヨンロツド２７ｂは通
孔２５内により深く差し込まれ、この時スリツト
３３で絞り効果が徐々に大きく変化する。

一方図示のようにクツシヨンが効き初めると油
室２２の内圧が上昇し、この内圧がクツシヨンロ
ツド２７ｂのフランジ２７ｃ右端面に作用し、こ
の作用力でクツシヨンロツド２７ｃがリターンス
プリング３５に抗して左行し、この時その先端が
ストツパ３４に当り、この位置で止まる。

ところで、クツシヨン動作時、又はその他の原
因でピストンロツド２１とピストン２０とが回転
した時、クツシヨンロツド２７ｃは浮動状態でピ
ストン端面に保持されているだけであるから、ピ
ストン２０の回転力はほとんどクツシヨンロツド
２７ｂには伝達されず、クツシヨンロツド２７ｂ
は通孔２５に差し込まれた位置に残留し、これに
より、クツシヨンロツド２７ｂに曲げ力が作用し
て折損したり、通孔２５の内壁に大きな力で衝突
しないから傷もつかない。

他方ポート２４に高圧が導かれると第１の発明
の場合と同様にクツシヨンプレート２３がチエツ
ク機能を果すとともに、クツシヨンロツド２７ｂ
はリターンスプリング３５の復元力および油室２
２ａと油室２２の圧力差によつて元の位置まで戻
される。

その他の作用、効果は第５図の場合と同じであ
る。

以上のように第１の特定発明では、ピストンロ
ツドにクツシヨンプレートを軸方向移動自在に取
り付け、他方ピストンに保持したクツシヨンロツ
ドをクツシヨンプレートの通孔に移動自在に挿入
したから、クツシヨンロツド形状の選択により
通孔の絞り効果を比較的自由に設定でき、スムー
スな特性の実現が可能となること、通孔とクツ
シヨンロツドとで形成される環状隙間は絞り効果
を徐々に大きくするオリフイスとして作用する他
にチエツク弁機能を有しているから、クツシヨン
動作から抜け出る方向にピストンを動かす時油室
が負圧とならず、異常な発音、シヨツクの発生
や、シールの損傷を防止できること、通孔とク
ツシヨンロツドとで形成される環状隙間ではオリ
フイス的な油の流れとなるから作動油粘度の影響
は少なく、絞り効果が大きく変化しないこと、
ピストンの移動に伴なつてクツシヨンロツドがよ
り深く差し込まれ、絞り効果が徐々に大きくなる
から、ピストンのストローク速度が低下しても絞
り効果が悪くなるようなことがないこと、 クツシヨンプレートはピストンロツドに挿入さ
れているからクツシヨンプレートの通孔とクツシ
ヨンロツドとの相対的な位置関係の調整が容易
で、位置合せを確実に行なえ、クツシヨンプレー
トの破損を防止できること、 クツシヨンプレートの通孔は油圧源に接続する
ポートとは無関係であり、油の供給、排出及びポ
ートの形状、大きさに影響を与えないこと、 等の効果を有する。

更に又第２の発明では特定発明の構成にクツシ
ヨンロツドが浮動状態でピストン端面に保持され
る機構を付加したから、ピストンロツド及びピス
トンの回転力がクツシヨンロツドには伝達されな
いから又はほとんど伝達されない為にクツシヨン
ロツドが通孔内壁に当つて傷を付けたり、折り曲
がるようなことを防止できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のシリンダの一部切欠き縦断正面
図、第２図は第１図の一部拡大断面図、第３図は
ワツシヤタイプのクツシヨン機構を有するシリン
ダの一部切欠き縦断正面図、第４図は第３図のク
ツシヨン動作時の一部切欠き縦断正面図、第５図
は第１の発明の実施態様に係るシリンダの一部切
欠き縦断正面図、第６図は第５図のシリンダのク
ツシヨン動作時の一部切欠き縦断正面図、第７図
は第１の発明の他の実施態様に係るシリンダの一
部切欠き縦断正面図、第８図は第２の発明の一実
施態様に係るシリンダの一部切欠き縦断正面図、
第９図は第８図のＡ−Ａ線縦断側面図、第１０図
は第２の発明の他の実施態様に係るシリンダの一
部切欠き縦断正面図、第１１図は第１０図のＢ−
Ｂ線縦断側面図、第１２図は第３の発明の一実施
態様に係るシリンダの一部切欠き縦断正面図であ
る。 １８……シリンダチユーブ、２０……ピスト
ン、２１……ピストンロツド、２２……油室、２
３……クツシヨンプレート、２３ａ……リブ、２
４……ポート、２５……通孔、２６……リターン
スプリング、２７，２７ａ，２７ｂ……クツシヨ
ンロツド、２７ｃ……フランジ、３０……溝、３
１……ガイド突起、３２……ガイド溝、３４……
ストツパ、３５……ニードル弁用リターンスプリ
ング。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ シリンダチユーブ内にピストンを介して摺動
   自在に挿入されたピストンロツド外周にクツシヨ
   ンプレートを軸方向移動自在に挿入させ、クツシ
   ヨンプレートとピストン間にリターンスプリング
   を介装し、クツシヨンプレートには軸方向の通孔
   を一つ又は複数穿設し、ピストン端面には前記通
   孔内に挿入されて通孔を徐々に絞るクツシヨンロ
   ツドを配置したことを特徴とするシリンダのクツ
   シヨン装置。 ２ クツシヨンロツドの基端がピストン端面に一
   体に固定されている特許請求の範囲第１項記載の
   シリンダのクツシヨン装置。 ３ クツシヨンロツドが先細の形状に成形されて
   いる特許請求の範囲第１項記載のシリンダのクツ
   シヨン装置。 ４ クツシヨンロツドは先端から基端まで同一直
   径に成形され、その外周に一つ又は複数のスリツ
   トを形成し、このスリツトは先端が深く基端側に
   向つて徐々に浅く成形されている特許請求の範囲
   第１項記載のシリンダのクツシヨン装置。 ５ 通孔は口端の直径が大きく、中央の直径が小
   さい特許請求の範囲第１項記載のシリンダのクツ
   シヨン装置。 ６ 通孔は口端から中央まで同一直径に成形され
   ている特許請求の範囲第１項記載記載のシリンダ
   のクツシヨン装置。 ７ クツシヨンロツド先端に通孔内を移動するガ
   イドが設けられ、このガイドにスリツトが形成さ
   れている特許請求の範囲第２項又は第３項記載の
   シリンダのクツシヨン装置。 ８ シリンダチユーブ内にピストンを介して摺動
   自在に挿入されたピストンロツド外周にクツシヨ
   ンプレートを軸方向移動自在に挿入させ、クツシ
   ヨンプレートとピストン間にリターンスプリング
   を介装し、クツシヨンプレートには軸方向の通孔
   を一つ又は複数穿設し、ピストン端面には前記通
   孔内に挿入されて通孔を徐々に絞るクツシヨンロ
   ツドの基端を保持させ、前記クツシヨンロツド基
   端にフランジを設け、このフランジ端面をピスト
   ン端面に浮動自在に当接させ、フランジとクツシ
   ヨンプレート間にクツシヨンロツド用リターンス
   プリングを介装させたシリンダのクツシヨン装
   置。