JPH10306804A - シリンダ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ピストンのストロークエンド近傍で油室内の
圧力が過剰圧となるのを防止し、クッション特性を向上
できるようにする。 【解決手段】 チューブ１１の底部１２Ａおよび底板１
５にはクッション穴２１を設け、蓋板１３，１４にはク
ッション穴２９を設ける。そして、クッション穴２１，
２９内にはスプリング２６，３４を介してクッションリ
ング２４，３２を摺動可能に設けると共に、クッション
リング２４，３２内には油室Ｃ，Ｄをそれぞれ給排口１
６，１７側に連通させる通液路２５，３３を設ける。ま
た、クッションリング２４，３２にはピストン１８の平
坦面１８Ａ，１８Ｂに対向して平坦面２４Ｄ，３２Ｄを
設けると共に、平坦面２４Ｄ，３２Ｄの外周側には油室
Ｃ，Ｄ内の圧油を受圧する各受圧面２７，３５を形成す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば油圧ショベ
ル等の建設機械に好適に用いられるシリンダ装置等に関
し、特に、ピストンにストロークエンド側でクッション
作用を与えるようにしたシリンダ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１１および図１２に従来技術によるシ
リンダ装置として油圧シリンダを例に挙げて示す。

【０００３】図において、１は油圧シリンダの外殻を構
成するチューブを示し、該チューブ１は、円筒状のチュ
ーブ本体１Ａと、該チューブ本体１Ａの軸方向両端側を
閉塞するロッドガイド１Ｂおよびヘッドカバー１Ｃとか
らなり、前記ロッドガイド１Ｂは後述のロッド７をチュ
ーブ本体１Ａの軸方向へと摺動可能に案内している。そ
して、チューブ本体１Ａの閉塞端となる該ロッドガイド
１Ｂおよびヘッドカバー１Ｃには、それぞれ圧油の給排
口２，３と連通路４，５とが形成され、該連通路４，５
は給排口２，３を後述の油室Ａ，Ｂ内にそれぞれ連通さ
せている。

【０００４】ここで、前記連通路４，５は全体が段付穴
として形成され、それぞれの小径穴側は内部に後述のク
ッション部材８，９が進，退されるクッション穴４Ａ，
５Ａとなっている。

【０００５】６はチューブ１のチューブ本体１Ａ内に摺
動可能に設けられたピストンで、該ピストン６は、チュ
ーブ１内を液室としての２つの油室Ａ，Ｂに画成し、給
排口２，３等を介して外部からの圧油が該油室Ａ，Ｂ内
に給排される。また、該ピストン６にはロッド７の一端
側がナット７Ａ等を介して固着され、該ロッド７の他端
側はロッドガイド１Ｂを介して外部に突出している。

【０００６】８は油室Ａ内に位置してピストン６の端面
に設けられたクッションリングとしてのクッション部材
で、該クッション部材８は、クッション穴４Ａよりも僅
かに小径となったクッションリングとして形成され、ロ
ッド７の外周側に一体または別体で設けられている。

【０００７】ここで、クッション部材８は、ピストン６
がチューブ１内をロッドガイド１Ｂ側へと一方のストロ
ークエンド近傍まで摺動変位したときに、連通路４のク
ッション穴４Ａ内に挿入され、該クッション穴４Ａに対
してほぼ同心円状に配置される。そして、この状態でク
ッション部材８はクッション穴４Ａとの間で環状の隙間
を形成し、該クッション穴４Ａと共にピストン６にクッ
ション作用を与えるクッション機構を構成している。

【０００８】また、９は油室Ｂ内に位置してロッド７の
先端側に設けられたクッションリングとしての他のクッ
ション部材で、クッション部材９についても、クッショ
ン部材８と同様にクッション穴５Ａよりも僅かに小さい
外径を有する円柱状の突起部として形成されている。そ
して、ピストン６がチューブ１内をヘッドカバー１Ｃ側
へと他方のストロークエンド近傍まで摺動変位したとき
には、クッション部材９がクッション穴５Ａ内に進入
し、該クッション穴５Ａに対して同心円状に配置され
る。そして、この状態でクッション部材９はクッション
穴５Ａとの間で環状の小さな隙間を形成し、該クッショ
ン穴５Ａと共にピストン６にクッション作用を与える他
のクッション機構を構成している。

【０００９】このように構成される従来技術の油圧シリ
ンダでは、例えば給排口３、連通路５を介して油室Ｂ内
に圧油が供給されると、ピストン６がロッドガイド１Ｂ
側に摺動変位してロッド７がチューブ１内から伸長する
伸長行程となり、このときに油室Ａ内の圧油は連通路
４、給排口２を介して外部に排出される。

【００１０】ここで、ピストン６がストロークエンド近
傍まで摺動変位したときには、クッション部材８がクッ
ション穴４Ａに進入し、クッション穴４Ａとクッション
部材８との間で環状の小さな隙間（以下、環状隙間とい
う）を形成する。この結果、油室Ａ内の圧油は、前記環
状隙間を介してクッション穴４Ａ内を流れるようにな
り、このときに該環状隙間を流れる圧油の流路抵抗（絞
り抵抗）により、減衰力を発生させてピストン６にクッ
ション作用を与えつつ、該ピストン６を減速させる。

【００１１】また、給排口２、連通路４を介して油室Ａ
内に圧油を供給されると、ピストン６はヘッドケーシン
グ１Ｃ側へと摺動変位してロッド７がチューブ１内に縮
小する縮小行程となり、このときに油室Ｂ内の圧油は連
通路５、給排口３を介して外部に排出される。そして、
この場合についてもピストン６がストロークエンド近傍
まで摺動変位したときには、クッション穴５Ａとクッシ
ョン部材９との間で形成される環状隙間により、前述し
た伸長行程と同様にしてピストン６にクッション作用を
与えつつ、該ピストン６を減速させる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来技術では、例えばピストン６がロッドガイド１Ｂ側へ
とストロークエンド近傍まで摺動変位したときに、クッ
ション部材８をクッション穴４Ａ内に進入させることに
より、該クッション穴４Ａとクッション部材８との間で
小さな環状隙間を形成し、この環状隙間内を流れる圧油
の流路抵抗によってピストン６にクッション作用を与え
る構成としている。

【００１３】この場合、クッション部材８がクッション
穴４Ａ内に進入するに従って環状隙間内を流れる圧油の
流路抵抗は大きくなる。そして、油室Ａ内の圧油がピス
トン６に与えるクッション圧は、図１２に実線で示す特
性線ｆ1 の如く、クッション穴４Ａ内に進入するクッシ
ョン部材８の進入距離（以下、クッションストロークと
いう）に比例して直線的に上昇するようになる。

【００１４】この結果、クッション部材８のクッション
ストロークが大きくなったときには、油室Ａ内のクッシ
ョン圧が過剰に大きくなることがあり、油室Ａ内の圧力
が過大となって装置の寿命が低下する虞れがある。

【００１５】一方、これを防止するために前記環状隙間
を大きくした場合には、クッション穴４Ａおよびクッシ
ョン部材８によって得られるクッション圧が逆に小さく
なってしまい、例えば、ピストン６がストロークエンド
に達したときにロッドガイド１Ｂの端面およびヘッドカ
バー１Ｃの端面等に強く衝突し、チューブ１を破損、損
傷させてまうことがある。

【００１６】そこで、油圧シリンダのクッション特性を
高めるために、クッション部材８のクッションストロー
クを長く取れるようにし、クッション特性を図１２中に
点線で示す特性線ｆ2 の如く相対的に小さくすることが
考えられる。しかし、この場合には、クッション穴４Ａ
の軸長およびクッション部材８の軸長を共に延ばす必要
があり、チューブ１の全長が長くなってしまい、全体を
コンパクトに形成するのが難しくなるという問題があ
る。

【００１７】本発明は上述した従来技術の問題に鑑みな
されたもので、本発明は、ピストンがストロークエンド
近傍まで摺動変位したときに液室内に過剰圧を発生させ
るとなく、ピストンを確実に減速してクッション特性を
向上できると共に、チューブ等の軸方向寸法を短くして
全体をコンパクトに形成できるようにしたシリンダ装置
を提供することを目的としている。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
ために、本発明は、軸方向両端側が閉塞され各閉塞端の
近傍にそれぞれ液体の給排口が形成されたチューブと、
該チューブ内に摺動可能に挿嵌され、前記各給排口に個
別に連通する２つの液室を該チューブ内に画成したピス
トンと、一端側が該ピストンに固着され、他端側が前記
チューブ外に突出したロッドと、前記チューブの各閉塞
端側のうち少なくともいずれか一方の閉塞端側に設けら
れ、前記ピストンがストロークエンド近傍まで変位した
ときに該ピストンにクッション作用を与えるクッション
機構とからなるシリンダ装置に適用される。

【００１９】そして、請求項１の発明が採用する構成の
特徴は、前記クッション機構を、前記給排口と液室との
間に位置して前記チューブの閉塞端側に形成され、前記
液室よりも小径となった有底のクッション穴と、該クッ
ション穴内に対して軸方向に移動可能に設けられ、内周
側が前記液室と給排口との間を連通させる通液路となっ
たク該クッションリングとチューブとの間に配設され、
該クッションリングを前記ピ前記クッションリングの外
周側に設けられ、該クッションリングの端面に前記ピス
トンが接近したときに前記液室内の液圧により該クッシ
ョンリングを付勢手段に抗して変位させる受圧面とから
構成したことにある。

【００２０】上記構成により、ピストンがクッションリ
ング側へとストロークエンド近傍まで変位したときに
は、ピストンがクッションリングの端面に接近して両者
の間から通液路側に流れる液体の流路抵抗が増大し、液
室内から通液路側へと給排口に向けて流れる液体の流量
を制限することができる。これによって、液室内の液圧
を一度に大きく上昇させ、立上がり特性の大きい液圧
（以下、クッション圧という）を発生でき、ピストンに
大きなクッション作用を与えることができる。

【００２１】そして、液室内のクッション圧が付勢手段
の設定圧を越えた場合には、このときのクッション圧を
クッションリングの受圧面が受承することにより、クッ
ションリングを付勢手段に抗して変位させ、クッション
リングをピストンから離れる方向に相対変位できるか
ら、クッションリングとピストンとの間隔が相対的に大
きくなることによって、液室内から通液路側に流れる液
体の流量を増やすことができ、液室内のクッション圧が
必要以上に大きくなるのを防止できる。

【００２２】また、請求項２の発明では、前記クッショ
ンリングは、前記ピストンと対向する端面を該ピストン
が当接可能な平坦面として形成し、該平坦面の外周側に
は切欠きを設けることにより前記受圧面を形成する構成
としている。

【００２３】これにより、例えピストンがクッションリ
ングの平坦面に当接した場合でも、この平坦面に設けた
切欠きによりクッションリングの外周側とピストンとの
間で隙間を形成できるから、これによって、液室内の液
圧を受圧面で常に受圧させることができ、液室内のクッ
ション圧が一定値を越えた場合には、受圧面で受圧した
液圧によりクッションリングを付勢手段に抗して確実に
変位させることができる。

【００２４】さらに、請求項３の発明では、前記クッシ
ョンリングは、前記クッション穴内に遊嵌状態で挿入さ
れ、該ガイド筒内を軸方向に延びる筒部と、該筒部の外
周側から径方向外向きに突出する環状の鍔部とから段付
筒状に形成し、前記受圧面は前記液室側に臨む前記鍔部
の端面によって構成している。

【００２５】これにより、前記液室内の液圧をクッショ
ンリングの筒部とクッション穴との間の隙間を介して環
状の鍔部に設けた受圧面に伝えることができ、これによ
って、液室内のクッション圧が一定値を越えた場合に
は、請求項２の発明と同様に受圧面で受圧した液圧によ
りクッションリングを付勢手段に抗して確実に変位させ
ることができる。

【００２６】さらにまた、請求項４の発明では、前記ク
ッションリングには、前記液室内の液体が給排口側に流
通するのを許す小孔を設け、該小孔は液体が該小孔を流
通するときに絞り抵抗を発生させる構成としている。

【００２７】これにより、ピストンがストロークエンド
近傍まで摺動変位したときには、液室内の液体を常に小
孔を介して通液路側へと流通させることができ、該各小
孔内を流れる液体に絞り抵抗を発生させることにより、
ピストンに対して安定したクッション作用を与えること
ができる。

【００２８】一方、請求項５の発明では、前記チューブ
に、前記液室とクッション穴との間に位置して前記クッ
ションリングの抜止めを行うストッパを設ける構成とし
ている。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基づき説明する。

【００３０】ここで、図１ないし図６は本発明の第１の
実施例を示している。

【００３１】図中、１１は本実施例で用いるチューブを
示し、該チューブ１１は、図１に示す如く底部１２Ａを
有する有底筒状のチューブ本体１２と、チューブ本体１
２の開口端側に固着された第１の蓋板１３と、中央にロ
ッド挿通穴１４Ａを有して該蓋板１３の端面に固着さ
れ、ロッドガイドとして形成された第２の蓋板１４と、
前記底部１２Ａの端面に固着され、ヘッドカバーとして
形成された底板１５とから構成されている。そして、前
記底部１２Ａ、底板１５および蓋板１３，１４は、チュ
ーブ１１内を軸方向両側から閉塞する閉塞端となり、該
蓋板１４および底板１５にはそれぞれ油液の給排口１
６，１７が形成されている。

【００３２】１８は本実施例で用いるピストンで、該ピ
ストン１８は、前記従来技術で述べたピストン６と同様
にチューブ１１内に摺動可能に設けられ、該チューブ１
１内を液室としての２つの油室Ｃ，Ｄに画成している。
そして、該ピストン１８は図１に示す如く段付円柱状に
形成され、油室Ｃ，Ｄ側に位置したそれぞれの端面は平
坦面１８Ａ，１８Ｂとなっている。また、ピストン１８
にはロッド１９の一端側がナット（図示せず）等を介し
て固着され、該ロッド１９の他端側は後述するクッショ
ンリング２４の内周側、クッション穴２１およびロッド
挿通穴１４Ａを介して外部へと伸長している。

【００３３】２０はチューブ１１に設けられた本実施例
で用いる伸長側のクッション機構を示し、該クッション
機構２０は後述のクッション穴２１、ストッパ２２、ク
ッションリング２４、スプリング２６および各受圧面２
７等から構成されている。そして、ピストン１８がロッ
ド１９の伸長側へと一方のストロークエンド側まで摺動
変位したときには、クッション機構２０はピストン１８
に対してクッション作用を与えつつ、該ピストン１８を
減速させる。

【００３４】２１は給排口１６と油室Ｃとの間に位置し
て蓋板１３，１４に設けられたクッション穴を示し、該
クッション穴２１は、図１および図２に示す如くチュー
ブ１１の軸方向に延びる有底穴として形成されている。
そして、クッション穴２１は油室Ｃ，Ｄよりも小さい穴
径を有し、クッションリング２４を軸方向に摺動可能に
案内する構成となっている。

【００３５】２２はクッション穴２１側と油室Ｃとの間
に位置して蓋板１３の内周側から径方向内向きに突出形
成された環状のストッパで、該ストッパ２２は、クッシ
ョン穴２１内にクッションリング２４を抜止め状態で保
持するものである。また、該ストッパ２２の内周側に
は、クッションリング２４との間を液密にシールするＯ
リング２３が装着されている。

【００３６】２４はクッション穴２１内に摺動可能に設
けられたクッションリングで、該クッションリング２４
は、図１および図２に示す如くストッパ２２にほぼ対応
した外径を有する筒部２４Ａと、該筒部２４Ａの軸方向
一端側から径方向外向きに突出した環状の鍔部２４Ｂ
と、筒部２４Ａの軸方向他端側から径方向内向きに突出
した環状突部２４Ｃとから全体として段付筒状に形成さ
れている。

【００３７】そして、クッションリング２４は、クッシ
ョン穴２１の内周側でチューブ１１の軸方向に沿って摺
動可能に案内されると共にスプリング２６によりピスト
ン１８側へと常に付勢され、鍔部２４Ｂがストッパ２２
に係合することにより、これ以上のクッションリング２
４の摺動変位が規制される。

【００３８】ここで、クッションリング２４は、図１な
いし図３に示す如くピストン１８側の端面が環状の平坦
面２４Ｄとして形成され、該平坦面２４Ｄはピストン１
８の平坦面１８Ａに対しチューブ１１の軸方向で対向し
ている。また、クッションリング２４の内周側は通液路
２５となり、該通液路２５は油室Ｃを給排口１６に対し
て常に連通させるものである。しかし、ピストン１８の
平坦面１８Ａがクッションリング２４の平坦面２４Ｄに
当接（衝合）する図４の状態では、通液路２５は給排口
１６と共に油室Ｃに対して実質的に遮断されるようにな
る。

【００３９】２６はクッションリング２４とクッション
穴２１との間に縮装された付勢手段としてのスプリング
を示し、該スプリング２６は、クッションリング２４を
油室Ｃ側へと常時付勢し、油室Ｃ内の圧力がスプリング
２６の設定圧Ｐ1 を越えたときには、スプリング２６が
撓み変形してクッションリング２４の摺動を許す。

【００４０】２７，２７はクッションリング２４の外周
側に設けられた受圧面を示し、該各受圧面２７は、図２
および図３に示す如く、クッションリング２４の外周側
に互いに平行に延びる一対の切欠きを設けることにより
平坦面２４Ｄの外周側に形成されている。そして、各受
圧面２７は図３に示すように弓形状をなし、互いに等し
い受圧面積を有する構成となっている。

【００４１】ここで、図４に示すようにピストン１８の
平坦面１８Ａがクッションリング２４の平坦面２４Ｄに
近接または当接した状態では、各受圧面２７と平坦面１
８Ａとの間に小さな隙間が形成され、各受圧面２７はこ
の隙間を介して油室Ｃ内の圧力を受圧するようになる。
そして、油室Ｃ内の圧力がスプリング２６の設定圧Ｐ1
を越えたときに、各受圧面２７はクッションリング２４
の平坦面２４Ｄをピストン１８の平坦面１８Ａから引き
離すようにスプリング２６を撓み変形させるものであ
る。

【００４２】２８はチューブ１１に設けられた本実施例
で用いる縮小側のクッション機構を示し、該クッション
機構２８は、後述のクッション穴２９、ストッパ３０、
クッションリング３２、スプリング３４および各受圧面
３５とから前記クッション機構２０と同様に構成されて
いる。そして、ピストン１８がロッド１９の縮小側へと
他方のストロークエンド側まで摺動変位したときには、
クッション機構２８は、ピストン１８に対してクッショ
ン作用を与えつつ、該ピストン１８を減速させる。

【００４３】２９は給排口１７と油室Ｄとの間に位置し
てチューブ１１の底部１２Ａおよび底板１５に設けられ
た他のクッション穴を示し、該クッション穴２９は図１
に示す如く前記クッション穴２１と同様に形成され、ク
ッションリング３２を軸方向に摺動可能に案内する構成
となっている。

【００４４】３０はクッション穴２９側と油室Ｄとの間
に位置して底部１２Ａの内周側から径方向内向きに突出
形成された他の環状のストッパで、該ストッパ３０は、
クッション穴２９内にクッションリング３２を抜止め状
態で保持するものである。また、該ストッパ３０の内周
側にはクッションリング２４との間を液密にシールする
Ｏリング３１が装着されている。

【００４５】３２はクッション穴２９内に摺動可能に設
けられた他のクッションリングを示し、該クッションリ
ング３２についても、図１に示す如くクッションリング
２４と同様に形成され、筒部３２Ａ、鍔部３２Ｂ、環状
突部３２Ｃおよび平坦面３２Ｄを有している。そして、
クッションリング３２の内周側は通液路３３となり、該
通液路３３は油室Ｄを給排口１７に対して常に連通させ
るものである。しかし、ピストン１８の平坦面１８Ｂが
クッションリング３２の平坦面３２Ｄに当接（衝合）す
る状態では、通液路３３は給排口１７と共に油室Ｄに対
して実質的に遮断されるようになる。

【００４６】３４はクッション穴２９とクッションリン
グ３２との間に縮装された付勢手段としての他のスプリ
ングで、該スプリング３４は、クッションリング３２を
油室Ｄ側へと常時付勢し、油室Ｄ内の圧力がスプリング
３４の設定圧Ｐ2 を越えたときには、スプリング３４が
撓み変形してクッションリング３２の摺動を許す。

【００４７】３５，３５はクッションリング３２の外周
側に設けられた受圧面を示し、該各受圧面３５について
も、図１に示す如く、クッションリング３２の外周側に
設けた一対の切欠きにより平坦面３２Ｄの外周側に各受
圧面２７とほぼ同様に形成されている。

【００４８】そして、ピストン１８の平坦面１８Ｂがク
ッションリング３２の平坦面３２Ｄに当接または近接し
た状態では、各受圧面３５と平坦面１８Ｂとの間で小さ
な隙間が前記各受圧面２７の場合と同様に形成され、該
各受圧面３５はこの隙間を介して油室Ｄ内の圧力を受圧
するようになる。また、油室Ｄ内の圧力がスプリング３
４の設定圧Ｐ2 を越えたときに、各受圧面３５はクッシ
ョンリング３２の平坦面３２Ｄをピストン１８の平坦面
１８Ｂから引き離すようにスプリング３４を撓み変形さ
せるものである。

【００４９】本実施例による油圧シリンダは上述の如き
構成を有するもので、その基本的作動については従来技
術によるものと格別差異はない。

【００５０】然るに本実施例では、クッション穴２１，
２９内にスプリング２６，３４を介してクッションリン
グ２４，３２を摺動可能に設け、該クッションリング２
４，３２には、ピストン１８の平坦面１８Ａ，１８Ｂに
対向して平坦面２４Ｄ，３２Ｄを設ける構成としたか
ら、例えば、伸長行程でピストン１８がクッションリン
グ２４側へとストロークエンド近傍まで摺動変位する
と、これに伴って、平坦面１８Ａが平坦面２４Ｄ側に接
近して両者の間隔が徐々に小さくなって絞られる。

【００５１】そして、図４に示すように平坦面１８Ａが
平坦面２４Ｄに当接（衝合）する程度にまで接近する
と、通液路２５が油室Ｃ側に対して実質的に遮断され、
平坦面１８Ａ，２４Ｄ間の流路抵抗が増大することによ
り、油室Ｃから平坦面１８Ａ，２４Ｄ間を介して通液路
２５側へと流れる圧油の流量を大きく制限することがで
きる。これによって、図６中に実線で示す特性線ｆ3 の
如く油室Ｃ内の圧力を一度に大きく上昇させ、立上がり
特性の大きい圧力（以下、クッション圧という）を発生
でき、ピストン１８に大きなクッション作用を与えるこ
とができる。

【００５２】また、縮小行程でピストン１８がクッショ
ンリング３２側へとストロークエンド近傍まで摺動変位
する場合でも、ピストン１８の平坦面１８Ｂが平坦面３
２Ｄに実質的に当接することにより、図６に示す特性線
ｆ3 とほぼぼ同様の立上がり特性を得ることができ、ピ
ストン１８に大きなクッション作用を与えることができ
る。

【００５３】ここで、上述したようにピストン１８がス
トロークエンド近傍に達し、平坦面１８Ａ，２４Ｄ（平
坦面１８Ｂ，３２Ｄ）が互いに当接するような位置まで
接近し、通液路２５，３３が油室Ｃ，Ｄに対して実質的
に遮断されると、油室Ｃ，Ｄ内から通液路２５，３３へ
と流れる油液の流量が著しく減少する。そして、このよ
うな当接状態が続く限りは、図６中に一点鎖線で示す特
性線ｆ4 の如く油室Ｃ，Ｄ内のクッション圧が急激に上
昇することになる。

【００５４】そこで、本実施例では、クッションリング
２４，３２の外周側に油室Ｃ，Ｄ内のクッション圧を常
に受圧する各受圧面２７，３５を形成し、ピストン１８
のストロークエンド近傍で平坦面１８Ａ，２４Ｄまたは
平坦面１８Ｂ，３２Ｄが互いに当接したとしても、油室
ＣまたはＤ内の圧力（クッション圧）を各受圧面２７，
３５で常に受圧する構成としている。

【００５５】この結果、油室Ｃ，Ｄ内のクッション圧が
スプリング２６，３４の設定圧Ｐ1，Ｐ2 （図６中では
設定圧Ｐ1 のみ図示）を越えた場合には、このときのク
ッション圧を各受圧面２７，３５が受圧することによ
り、クッションリング２４，３２を、スプリング２６，
３４に抗してクッション穴２１，２９内へと摺動変位さ
せ、図５に示すようにピストン１８から離れる方向に相
対変位させることができる。

【００５６】そして、平坦面１８Ａ，２４Ｄ間または平
坦面１８Ｂ，３２Ｄの間隔が相対的に大きくなった段階
では、油室Ｃ，Ｄ内から通液路２５，３３側に流れる圧
油の流量を増やすことができ、図６中の特性線ｆ3 のよ
うに油室Ｃ，Ｄ内のクッション圧が必要以上に大きくな
るのを抑えることができる。

【００５７】そして、このようにクッションリング２
４，３２がピストン１８から一旦離れる方向に相対変位
した後には、該クッションリング２４，３２は油室Ｃ，
Ｄ内の圧力をほぼ設定圧Ｐ1 ，Ｐ2 程度に維持しつつ、
ピストン１８に対して近接、離間を繰返しながらクッシ
ョン穴２１，２９内を摺動変位するようになる。

【００５８】かくして本実施例では、ピストン１８がス
トロークエンド近傍に達したときに、各受圧面２７，３
５により油室Ｃ，Ｄ内のクッション圧力をそれぞれスプ
リング２６，３４の設定圧Ｐ1 ，Ｐ2 によって常にコン
トロールできる上に、このときのクッション特性を向上
できる。また、当該油圧シリンダの使用状況に応じてス
プリング２６，３４の設定圧Ｐ1 ，Ｐ2 を適宜に変更す
ることにより、ピストン１８をストロークエンドの手間
で確実に停止させることができ、該ピストン１８が蓋板
１３および底部１２Ａ等に強く衝突する虞れをなくすこ
とができる。

【００５９】従って、本実施例によれば、クッションリ
ング２４，３２に各受圧面２７，３５を設けることによ
り、油室Ｃ，Ｄ内の圧力が著しく上昇するのをリリーフ
でき、これによって、油室Ｃ，Ｄ内に過剰圧が発生する
のを未然に防止でき、例えば、チューブ本体１２と蓋板
１３との溶接部等に破損、損傷等が生じるのを防止で
き、当該油圧シリンダの寿命等を延ばして信頼性の高い
装置を提供することができる。

【００６０】また、油室Ｃ，Ｄ内で発生するクッション
圧の立上がり特性を従来技術の場合よりも向上できるか
ら、ピストン１８をストロークエンドの手前で完全に停
止させるのに必要なピストン１８のクッションストロー
ク量を従来技術のものと比較して短くでき、これによっ
て、当該油圧リンダの全長を短縮して全体をコンパクト
に形成できる。

【００６１】次に、図７および図８は本発明の第２の実
施例を示し、本実施例では前記第１の実施例と同一の構
成要素に同一の符号を付し、その説明を省略するものと
するに、本実施例の特徴は、チューブ４１の蓋板１４，
４２に設けたクッション穴４３内にクッションリング４
５の筒部４５Ａを遊嵌状態で挿嵌し、クッションリング
４５の鍔部４５Ｂには、クッション穴４３との間をシー
ルするＯリング４８を設けることにより、油室Ｃ側に臨
む鍔部４５Ｂの端面を受圧面４７として構成したことに
ある。

【００６２】ここで、前記チューブ４１は、第１の実施
例で述べたチューブ１１と同様に構成され、チューブ本
体１２および蓋板１４，４２を有している。また、該蓋
板４２には、第１の実施例によるクッション穴２１と同
様のクッション穴４３が設けられている。しかし、蓋板
４２には第１の実施例で述べたストッパ２２よりも一定
寸法だけ大きい内径を有するストッパ４４が設けられて
いる。そして、該ストッパ４４はクッションリング４５
との間に環状の通路Ｓを形成し、油室Ｃ側を受圧面４７
側に連通させている。

【００６３】また、前記クッションリング４５は、前記
第１の実施例で述べたクッションリング２４とほぼ同様
に構成され、筒部４５Ａ、鍔部４５Ｂ、環状突部４５
Ｃ、平坦面４５Ｄおよび通液路４６を有しているもの
の、クッションリング４５には、前記第１の実施例で述
べた各受圧面２７に替えて、鍔部４５Ｂのストッパ４４
側端面に受圧面４７が形成されている。そして、該受圧
面４７は筒部４５Ａの外周側を周方向に延びる環状面と
して形成され、クッション穴４３、クッションリング４
５およびスプリング２６と共にクッション機構４９を構
成している。また、該鍔部４５Ｂには、クッションリン
グ４５との間を液密にシールするＯリング４８が装着さ
れている。

【００６４】かくして、このように構成される本実施例
でも、油室Ｃ内の圧力をストッパ４４とクッションリン
グ４５との間の隙間を介して受圧面４７で受承できるか
ら、油室Ｃ内のクッション圧が設定圧Ｐ1 に達した場合
には、受圧面４７によりクッションリング４５をピスト
ン１８から離れる方向に摺動変位させることができ、前
記第１の実施例とほぼ同様の作用効果を得ることができ
る。

【００６５】次に、図９は本発明の第３の実施例を示
し、本実施例では前記第２の実施例と同一の構成要素に
同一の符号を付し、その説明を省略するものとする。し
かし、本実施例の特徴は、クッションリング５１の鍔部
５１Ｂ側と筒部５１Ａ側（環状突部５１Ｃ側）との両方
にそれぞれ油室Ｃ内の圧力を受圧する各受圧面５３，５
４を設けたことにある。

【００６６】ここで、前記クッションリング５１は、前
記第２の実施例で述べたクッションリング４５とほぼ同
様に構成され、筒部５１Ａ、鍔部５１Ｂ、環状突部５１
Ｃおよび平坦面５１Ｄを有している。また、クッション
リング５１はその内周側が通液路５２となり、鍔部５１
Ｂにはストッパ４４側端面に受圧面５３が形成されてい
る。

【００６７】しかし、クッションリング５１には、平坦
面５１Ｄに前記第１の実施例で述べた各受圧面２７と同
様の各受圧面５４が形成されている点で前記第２の実施
例のものとは異なっている。そして、各受圧面５３，５
４は、クッション穴４３、クッションリング５１および
スプリング２６と共にクッション機構５５を構成してい
る。

【００６８】かくして、本実施例でも前記各実施例とほ
ぼ同様の作用効果を得ることができるが、特に本実施例
では、各受圧面５３，５４により油室Ｃに対する受圧面
積を前記各実施例よりも大きくすることができるから、
これによって、ピストン１８がストロークエンド側に達
して、油室Ｃ内のクッション圧が増大したときに、クッ
ションリング５１をスプリング２６に抗して早期に摺動
変位させることができ、油室Ｃ内の圧力が必要以上に高
くなるのを抑えることができる。

【００６９】次に、図１０は本発明の第４の実施例を示
し、本実施例では前記第２の実施例と同一の構成要素に
同一の符号を付し、その説明を省略するものとするに、
本実施例の特徴は、クッションリング６１の筒部６１Ａ
に油室Ｃ内の圧油が給排口１６側に流通するのを許す小
孔６５，６５，…（２個のみ図示）を設け、油室Ｃ内の
圧油が各小孔６５内を流通するときに絞り抵抗を発生さ
せる構成としたことにある。

【００７０】ここで、前記クッションリング６１は、前
記第３の実施例で述べたクッションリング４５とほぼ同
様に構成され、筒部６１Ａ、鍔部６１Ｂ、環状突部６１
Ｃ、平坦面６１Ｄ、通液路６２および各受圧面６３，６
４を有している。そして、クッションリング６１は、ク
ッション穴４３、クッションリング６１、スプリング２
６および各受圧面６３，６４と共にクッション機構６６
を構成している。

【００７１】しかし、前記筒部６１Ａには、周方向に離
間した位置で径方向に各小孔６５が貫通して形成され、
油室Ｃと通液路６２との間を該各小孔６５を介して連通
させている点で前記第３の実施例のものとは異なってい
る。

【００７２】かくして、本実施例でも前記３の実施例と
ほぼ同様の作用効果を得ることができるが、特に本実施
例では、ピストン１８の平坦面１８Ａがクッションリン
グ６１の平坦面６１Ｄに実質的に当接（衝突）した場合
でも、油室Ｃ内の圧油を各小孔６５を介して通液路６２
側へと常に流通させることができるから、クッション圧
の立上がり特性を各小孔６５の孔径に応じて適宜に調整
でき、良好なクッション特性を得ることができる。ま
た、各小孔６５内を流れる圧油の絞り抵抗を利用するこ
とにより安定したクッション圧をピストン１８に与える
ことができ、当該油圧シリンダを円滑に作動させること
ができる。

【００７３】なお、前記第１，第３および第４の実施例
では、各受圧面２７，３５（５４，６４）をクッション
リング２４，３２（５１，６１）の外周側に部分的に切
欠き設けることによって形成するものとして述べたが、
これに替えて、クッションリング２４，３２（５１，６
１）の外周側に全周に亘って切欠きを設けることによ
り、受圧面を単一の環状面として形成してもよい。

【００７４】また、前記各実施例では、一対のクッショ
ンリング２４，３２（４５，５１）を油室Ｃ，Ｄ側にそ
れぞれ設けるものとして述べたが、これに替えて、クッ
ションリング２４，３２（４５，５１）を油室Ｃ，Ｄの
うちのいずれか一方に設けてもよい。

【００７５】さらに、前記各実施例では、スプリング２
６，３４の設定圧Ｐ1 ，Ｐ2 を互いに異なる大きさに設
定したが、これに替えて、設定圧Ｐ1 ，Ｐ2 を互いに等
しい設定圧としてもよい。

【００７６】

【発明の効果】以上詳述した通り、請求項１の発明によ
れば、クッションリングとチューブとの間にクッション
リングをピストン側に向けて付勢する付勢手段を設け、
該クッションリングの外周側には、ピストンがクッショ
ンリングの端面にピストンが接近したときに液室内の液
圧により、クッションリングを付勢手段に抗して変位さ
せる受圧面を設ける構成したから、ピストンがストロー
クエンド近傍まで変位したときに、液室内の液圧が過剰
圧になるのを防止でき、当該シリンダ装置の寿命等を延
ばして信頼性の高い装置を提供することができる。そし
て、ピストンがストロークエンド近傍に達したときのク
ッション特性を向上させ、クッションストロークを短く
できるから、当該シリンダ装置の全長を短縮して全体を
コンパクトに形成できる。

【００７７】また、請求項２の発明では、ピストンと対
向するクッションリングの端面をピストンが当接可能な
平坦面として形成し、該平坦面の外周には切欠を設ける
ことにより前記受圧面を構成したから、例えばピストン
がクッションリングの平坦面に当接した場合でも、液室
内の液圧を受圧面で常に受圧でき、クッションリングを
ピストンから引き離すような力を受圧面で発生させるこ
とができると共に、クッションリングを付勢手段に抗し
て確実に変位でき、クッション機構の誤動作をなくして
装置の信頼性を大幅に高めることができる。

【００７８】さらに、請求項３の発明では、クッション
リングを筒部と環状の鍔部とから段付筒状に形成し、該
筒部をクッション穴内に遊嵌状態で挿入すると共に、液
室側に臨む前記鍔部の端面により前記受圧面を構成した
から、前記液室内の液圧をクッションリングの筒部とク
ッション穴との間の隙間を介して環状の鍔部に設けた受
圧面に確実に伝えることができ、これによって、請求項
２の発明と同様にクッション機構の誤動作をなくして装
置の信頼性を大幅に高めることができる。

【００７９】さらにまた、請求項４の発明では、クッシ
ョンリングに液室内の液体が給排口側に流通するのを許
す小孔を設けることにより、液体が該小孔を流通すると
きに絞り抵抗を発生させる構成としたから、小孔内を流
れる液体の絞り抵抗により、ピストンに対して安定した
クッション作用を与えることができ、当該シリンダ装置
を円滑に作動させることができる。

【００８０】一方、請求項５の発明では、チューブにク
ッションリングの抜止めを行うストッパを設ける構成と
したから、クッションリングをクッション穴から脱落さ
せることなく該クッション穴内に収容でき、装置の信頼
性等をさらに高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例による油圧シリンダを示
す縦断面図である。

【図２】図１中のクッション機構を拡大して示す縦断面
図である。

【図３】クッションリングの端面に設けた受圧面等を示
す図２中の矢示III −III 方向からみた断面図である。

【図４】図２中のピストンがクッションリングに当接し
た状態を示す断面図である。

【図５】図４中のクッションリングがピストンから相対
変位した状態を示す断面図である。

【図６】ピストンのクッションストロークと油室内のク
ッション圧との関係を示す特性線図である。

【図７】本発明の第２の実施例による油圧シリンダのク
ッション機構等を示す縦断面図である。

【図８】図７中のクッションリングがピストンから相対
変位した状態を示す縦断面図である。

【図９】本発明の第３の実施例による油圧シリンダのク
ッション機構等を示す縦断面図である。

【図１０】本発明の第４の実施例による油圧シリンダの
クッション機構等を示す縦断面図である。

【図１１】従来技術による油圧シリンダを示す縦断面図
である。

【図１２】図１１中に示すピストンのクッションストロ
ークと油室内のクッション圧との関係を示す特性線図で
ある。

【符号の説明】

１１，４１ チューブ １２Ａ 底部 １３，４２ 第１の蓋板 １４ 第２の蓋板 １５ 底板 １６，１７ 給排口 １８ ピストン １９ ロッド ２０，２８，４９，５５，６６ クッション機構 ２１，２９，４３ クッション穴 ２２，３０，４４ ストッパ ２４，３２，４５，５１，６１ クッションリング ２４Ａ，３２Ａ，４５Ａ，５１Ａ，６１Ａ 円筒部 ２４Ｂ，３２Ｂ，４５Ｂ，５１Ｂ，６１Ｂ 鍔部 ２４Ｄ，３２Ｄ，４５Ｄ，５１Ｄ，６１Ｄ 平坦面 ２５，３３，４６，５２，６２ 通液路 ２６，３４ スプリング（付勢手段） ２７，３５，４７，５３，５４，６３，６４ 受圧面 ６５ 小孔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉本 光宏 茨城県土浦市神立町650番地 日立建機株 式会社土浦工場内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸方向両端側が閉塞され各閉塞端の近傍
   にそれぞれ液体の給排口が形成されたチューブと、該チ
   ューブ内に摺動可能に挿嵌され、前記各給排口に個別に
   連通する２つの液室を該チューブ内に画成したピストン
   と、一端側が該ピストンに固着され、他端側が前記チュ
   ーブ外に突出したロッドと、前記チューブの各閉塞端側
   のうち少なくともいずれか一方の閉塞端側に設けられ、
   前記ピストンがストロークエンド近傍まで変位したとき
   に該ピストンにクッション作用を与えるクッション機構
   とからなるシリンダ装置において、 前記クッション機構は、 前記給排口と液室との間に位置して前記チューブの閉塞
   端側に形成され、前記液室よりも小径となった有底のク
   ッション穴と、 該クッション穴内に対して軸方向に移動可能に設けら
   れ、内周側が前記液室と給排口との間を連通させる通液
   路となったクッションリングと、 該クッションリングとチューブとの間に配設され、該ク
   ッションリングを前記ピストン側に向けて付勢する付勢
   手段と、 前記クッションリングの外周側に設けられ、該クッショ
   ンリングの端面に前記ピストンが接近したときに前記液
   室内の液圧により該クッションリングを付勢手段に抗し
   て変位させる受圧面とから構成したことを特徴とするシ
   リンダ装置。
2. 【請求項２】 前記クッションリングは、前記ピストン
   と対向する端面を該ピストンが当接可能な平坦面として
   形成し、該平坦面の外周側には切欠きを設けることによ
   り前記受圧面を形成する構成としてなる請求項１に記載
   のシリンダ装置。
3. 【請求項３】 前記クッションリングは、前記クッショ
   ン穴内に遊嵌状態で挿入され、該ガイド筒内を軸方向に
   延びる筒部と、該筒部の外周側から径方向外向きに突出
   する環状の鍔部とから段付筒状に形成し、前記受圧面は
   前記液室側に臨む前記鍔部の端面によって構成してなる
   請求項１または２に記載のシリンダ装置。
4. 【請求項４】 前記クッションリングには、前記液室内
   の液体が給排口側に流通するのを許す小孔を設け、該小
   孔は液体が該小孔を流通するときに絞り抵抗を発生させ
   る構成としてなる請求項１，２または３に記載のシリン
   ダ装置。
5. 【請求項５】 前記チューブには、前記液室とクッショ
   ン穴との間に位置して前記クッションリングの抜止めを
   行うストッパを設ける構成としてなる請求項１，２，３
   または４に記載のシリンダ装置。