KR20240023658A - 실린더 장치 - Google Patents

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KR20240023658A
KR20240023658A KR1020247002862A KR20247002862A KR20240023658A KR 20240023658 A KR20240023658 A KR 20240023658A KR 1020247002862 A KR1020247002862 A KR 1020247002862A KR 20247002862 A KR20247002862 A KR 20247002862A KR 20240023658 A KR20240023658 A KR 20240023658A
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cylinder
piston
piston rod
peripheral surface
cushioning member
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KR1020247002862A
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린노스케 오다
히로아키 다치바나
신고 미야케
사다토모 마츠무라
료 시나타
Original Assignee
히다치 아스테모 가부시키가이샤
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    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16F—SPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F9/00—Springs, vibration-dampers, shock-absorbers, or similarly-constructed movement-dampers using a fluid or the equivalent as damping medium
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    • F16F9/58—Stroke limiting stops, e.g. arranged on the piston rod outside the cylinder
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
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Abstract

일단측이 피스톤에 연결되고 타단측이 폐색 부재에 삽입 관통되어 실린더의 외부까지 연장되는 피스톤 로드(50)와, 피스톤과 폐색 부재 사이에 설치되고, 피스톤 로드(50)의 신장에 의해 폐색 부재에 접촉하는 쿠션 부재(82)를 구비하는 실린더 장치. 쿠션 부재(82)는, 제1 부재(101)와, 제1 부재(101)의 직경 방향 내측에 있으며, 폐색 부재에 대해 제1 부재(101)보다 먼저 접촉하는, 제1 부재(101)보다 경도가 작은, 제2 부재(102)를 갖고, 폐색 부재에 대해 제1 부재(101) 및 제2 부재(102)는 병렬로 힘을 작용시킨다.

Description

실린더 장치
본 발명은, 실린더 장치에 관한 것이다.
본원은, 2021년 9월 28일에, 일본에 출원된 일본 특허 출원 제2021-157446호에 기초하여 우선권을 주장하며, 그 내용을 여기에 원용한다.
실린더 장치에 있어서, 피스톤 로드의 완전 신장 시의 충격을 완화하는 쿠션을 설치한 것이 있다(예컨대, 특허문헌 1∼3 참조).
특허문헌 1: 일본 특허 공개 평성 제9-14328호 공보 특허문헌 2: 일본 특허 공개 평성 제8-233020호 공보 특허문헌 3: 일본 특허 공개 제2006-46509호 공보
실린더 장치에 있어서, 컴팩트한 구성으로 피스톤 로드의 완전 신장 시의 충격을 효과적으로 완화하는 것이 요구되고 있다.
따라서, 본 발명은, 컴팩트한 구성으로 피스톤 로드의 완전 신장 시의 충격을 효과적으로 완화하는 것이 가능해지는 실린더 장치의 제공을 목적으로 한다.
상기 목적을 달성하기 위해서, 본 발명에 따른 제1 양태의 실린더 장치는, 작동 유체가 봉입되는 실린더와, 상기 실린더 내에 슬라이딩 가능하게 설치되는 피스톤과, 상기 실린더의 개구부측에 설치되는 폐색 부재와, 일단측이 상기 피스톤에 연결되고 타단측이 상기 폐색 부재에 삽입 관통되어 상기 실린더의 외부까지 연장되는 피스톤 로드와, 상기 피스톤과 상기 폐색 부재 사이에 설치되고, 상기 피스톤 로드의 신장에 의해 상기 폐색 부재에 접촉하는 쿠션 부재를 구비한다. 상기 쿠션 부재는, 제1 부재와, 상기 제1 부재의 직경 방향 내측에 있으며, 상기 폐색 부재에 대해 상기 제1 부재보다 먼저 접촉하는, 상기 제1 부재보다 경도가 작은, 제2 부재를 갖고, 상기 폐색 부재에 대해 상기 제1 부재 및 상기 제2 부재는 병렬로 힘을 작용시킨다.
본 발명에 따른 제2 양태의 실린더 장치는, 작동 유체가 봉입되는 실린더와, 상기 실린더 내에 슬라이딩 가능하게 설치되는 피스톤과, 상기 실린더의 개구부측에 설치되는 폐색 부재와, 일단측이 상기 피스톤에 연결되고 타단측이 상기 폐색 부재에 삽입 관통되어 상기 실린더의 외부까지 연장되는 피스톤 로드와, 상기 피스톤과 상기 폐색 부재 사이에 설치되고, 상기 피스톤 로드의 신장에 의해 상기 폐색 부재에 접촉하는 쿠션 부재를 구비한다. 상기 쿠션 부재는, 제1 부재와, 상기 제1 부재보다 경도가 작은 제2 부재를 갖고, 상기 제2 부재가 상기 폐색 부재에 접촉한 후에 발생하는 제1 하중 특성과, 상기 제2 부재와 상기 제1 부재가 상기 폐색 부재에 접촉한 후에 발생하는, 상기 제1 하중 특성보다 큰 하중의 제2 하중 특성을 갖는다.
본 발명에 의하면, 컴팩트한 구성으로 피스톤 로드의 완전 신장 시의 충격을 효과적으로 완화하는 것이 가능해진다.
도 1은 본 발명에 따른 제1 실시형태의 실린더 장치를 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 제1 실시형태의 실린더 장치의 부분 확대 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 제1 실시형태의 실린더 장치의 주요부를 도시한 도 2의 III-III 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 제2 실시형태의 실린더 장치의 부분 확대 단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 제3 실시형태의 실린더 장치의 주요부를 도시한 단면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 제4 실시형태의 실린더 장치의 주요부를 도시한 단면도이다.
도 7은 본 발명에 따른 제5 실시형태의 실린더 장치의 주요부를 도시한 단면도이다.
[제1 실시형태]
제1 실시형태의 실린더 장치에 대해, 도 1 내지 도 3을 참조하면서 이하에 설명한다.
도 1은 제1 실시형태의 실린더 장치(11) 및 그 주변 부품을 도시한 도면이다. 실린더 장치(11)는, 자동차나 철도 차량 등의 차량의 서스펜션 장치에 이용되는 완충기(Shock absorber)이다. 실린더 장치(11)는, 구체적으로는 자동차의 서스펜션 장치에 이용되는, 유압 완충기이다. 실린더 장치(11)는, 내통(15)과 외통(16)을 갖는 실린더(17)를 구비하는, 복통식의 유압 완충기이다. 내통(15)은 원통형이다. 외통(16)은 내통(15)보다 대직경의 바닥이 있는 통형이다. 외통(16)은 내통(15)의 직경 방향 외측에, 내통(15)과 동축형으로 설치된다. 외통(16)과 내통(15) 사이는, 리저버실(18)로 되어 있다.
외통(16)은, 몸통 부재(20)와 바닥 부재(21)를 갖는다. 몸통 부재(20)는 원통형이다. 바닥 부재(21)는, 외주부가 원통형을 이루고 있고, 이 외주부에서, 몸통 부재(20)의 축 방향의 한쪽의 단부에 감합(嵌合)되어 용접에 의해 고정된다. 바닥 부재(21)의 몸통 부재(20)와의 감합 부분과, 몸통 부재(20)가, 외통(16)의 원통형의 몸통부(22)를 구성한다. 바닥 부재(21)의 몸통 부재(20)와의 감합 부분보다 직경 방향 내측의 부분이 외통(16)의 바닥부(23)를 구성한다. 바닥부(23)는, 몸통부(22)의 축 방향의 한쪽의 단부를 폐색한다. 몸통부(22)의 축 방향에서의 바닥부(23)와는 반대측은 개구부(24)로 되어 있다. 외통(16)의 개구부(24)는, 실린더(17)에 있어서도 축 방향의 일단에 형성되는 개구부가 된다. 외통(16)의 바닥부(23)는, 실린더(17)에 있어서도 축 방향의 타단에 형성되는 바닥부가 된다. 바꿔 말하면, 실린더(17)는, 축 방향의 일단이 개구되고, 축 방향의 타단이 폐색된다. 바닥부(23)는, 그 직경 방향 내측의 부분이, 축 방향에 있어서 몸통 부재(20)와는 반대 방향으로 연장된다. 바닥부(23)의 연장 부분의 선단에 부착 아이(25)가 고정된다. 부착 아이(25)는 차량의 차륜측에 연결되는 부분이다. 내통(15)은, 금속제의 일 부재를 포함하는 일체 성형품이며, 원통형이다. 내통(15)은, 그 내주면이 원통면형이다.
실린더 장치(11)는, 밸브 보디(27)와 로드 가이드(28)(폐색 부재)를 구비한다. 밸브 보디(27)는, 원환형이고, 내통(15) 및 외통(16)의 축 방향의 일단부에 설치된다. 로드 가이드(28)는, 원환형이고, 내통(15) 및 외통(16)의 축 방향의 타단부에 설치된다. 밸브 보디(27)는, 베이스 밸브(30)를 구성하는 것이며, 외주부가, 대직경 부분과 이것보다 소직경의 소직경 부분을 갖는, 단차형을 이루고 있다. 밸브 보디(27)는, 바닥부(23)에 배치된다. 그때에, 밸브 보디(27)는, 외주부의 대직경 부분에 있어서 외통(16)에 대해 직경 방향으로 위치 결정된다.
로드 가이드(28)는, 로드 가이드 본체(32)와 칼라(33)를 갖는다. 로드 가이드 본체(32)는, 금속제이며 원환형이다. 로드 가이드 본체(32)는, 외주부가 대직경 부분과 이것보다 소직경의 소직경 부분을 갖는, 단차형을 이루고 있다. 칼라(33)는 원통형이다. 칼라(33)는, 금속제의 원통체의 내주면을 슬라이딩성이 높은 재료로 피복하여 이루어지는 것이다. 칼라(33)는, 로드 가이드 본체(32)의 내주부에 감합되어 고정된다. 로드 가이드(28)는, 로드 가이드 본체(32)의 외주부의 대직경 부분이, 외통(16)의 몸통부(22)의 개구부(24)측의 내주부에 감합된다. 로드 가이드(28)는, 그 축 방향의 바닥부(23)측의 단부에 있는 단부면(29)이 평면형이다. 단부면(29)은, 로드 가이드(28)의 중심 축선에 대해 직교하는 평면 내에서 확대되어 있다. 단부면(29)은 로드 가이드 본체(32) 및 칼라(33)에 형성된다.
내통(15)은, 축 방향의 일단부가, 밸브 보디(27)의 외주부의 소직경 부분에 감합된다. 내통(15)은, 축 방향의 일단부가, 밸브 보디(27)를 통해 외통(16)의 바닥부(23)에 배치된다. 또한, 내통(15)은, 축 방향의 타단부가, 로드 가이드 본체(32)의 외주부의 소직경 부분에 감합된다. 내통(15)은, 이 타단부가, 로드 가이드(28)를 통해 외통(16)의 몸통부(22)에 감합된다. 이 상태에서, 내통(15)은, 외통(16)에 대해 축 방향 및 직경 방향으로 위치 결정된다. 여기서, 밸브 보디(27)와 바닥부(23) 사이는, 밸브 보디(27)에 형성되는 통로홈(40)을 통해 내통(15)과 외통(16) 사이에 연통(連通)된다. 밸브 보디(27)와 바닥부(23) 사이는, 내통(15)과 외통(16) 사이와 마찬가지로, 리저버실(18)을 구성한다.
실린더 장치(11)는, 시일 부재(41)(폐색 부재)를 구비한다. 시일 부재(41)는, 로드 가이드(28)의 바닥부(23)와는 반대측에 설치된다. 시일 부재(41)는, 원환형이고, 로드 가이드(28)와 마찬가지로 몸통부(22)의 내주부에 감합된다. 몸통부(22)의 바닥부(23)와는 반대의 단부에는, 걸림부(43)가 형성된다. 걸림부(43)는, 몸통 부재(20)를 컬 가공 등의 코킹 가공에 의해 직경 방향 내측으로 소성 변형시켜 형성된다. 시일 부재(41)는, 걸림부(43)와 로드 가이드(28)에 협지(挾持)된다. 시일 부재(41)는, 그때에, 로드 가이드(28)에 의해 몸통부(22)의 내주면에 압박된다. 이에 의해, 시일 부재(41)는 외통(16)과의 간극을 폐색한다. 시일 부재(41)는, 구체적으로는 오일 시일이다. 외통(16)의 직경 방향에서의 걸림부(43)보다 내측이, 외통(16)의 개구부(24)로 되어 있다.
실린더 장치(11)는 피스톤(45)을 구비한다. 피스톤(45)은, 실린더(17)의 내통(15) 내에 슬라이딩 가능하게 설치된다. 피스톤(45)은, 내통(15) 내를 제1 실(48)과 제2 실(49)의 2실로 구획한다. 제1 실(48)은, 내통(15) 내의 피스톤(45)과 로드 가이드(28) 사이에 설치된다. 제2 실(49)은, 내통(15) 내의 피스톤(45)과 밸브 보디(27) 사이에 설치된다. 제2 실(49)은, 밸브 보디(27)에 의해, 리저버실(18)과 구획된다. 실린더(17) 내에는, 제1 실(48) 및 제2 실(49)에 작동 유체로서의 오일액이 봉입된다. 실린더(17) 내에는, 리저버실(18)에 작동 유체로서의 오일액과 가스가 봉입된다.
실린더 장치(11)는 피스톤 로드(50)를 구비한다. 피스톤 로드(50)는, 축 방향의 일단측의 부분이 실린더(17)의 내부에 삽입된다. 피스톤 로드(50)는, 이 일단측의 부분이 피스톤(45)에 연결된다. 피스톤 로드(50)는, 축 방향의 타단측의 부분이, 로드 가이드(28)와 시일 부재(41)에 삽입 관통되어 외통(16)의 개구부(24)로부터 실린더(17)의 외부까지 연장된다. 피스톤 로드(50)는, 금속제이며, 제1 실(48) 내를 관통한다. 피스톤 로드(50)는 제2 실(49)을 관통하지 않는다. 따라서, 제1 실(48)은 피스톤 로드(50)가 관통하는 로드측 실이다. 제2 실(49)은 실린더(17)의 바닥부(23)측의 보텀측 실이다. 피스톤 로드(50)는, 실린더(17)로부터 외부로 연장되는 부분이 차량의 차체측에 연결된다.
피스톤 로드(50)는, 주(主)축부(51)와 부착 축부(52)를 갖는다. 부착 축부(52)는, 주축부(51)의 축 방향의 일단으로부터 주축부(51)의 축 방향을 따라 연장된다. 부착 축부(52)는, 그 외경이 주축부(51)의 외경보다 소직경이다. 주축부(51)는, 원통면형의 외주면부(53)를 갖는다. 피스톤 로드(50)는, 부착 축부(52)측이 실린더(17) 내에 삽입된다. 피스톤 로드(50)에는, 부착 축부(52)에, 피스톤(45)이 너트(54)에 의해 연결되어 고정된다. 피스톤 로드(50)는, 주축부(51)에 있어서 로드 가이드(28) 및 시일 부재(41)를 지나 실린더(17)로부터 외부로 연장된다. 로드 가이드(28) 및 시일 부재(41)는, 실린더(17)의 피스톤 로드(50)가 연장되는 측의 단부에 설치된다.
로드 가이드(28)는, 피스톤 로드(50)를 직경 방향으로 위치 결정하여 축 방향으로 슬라이딩 가능하게 지지한다. 피스톤 로드(50)는, 주축부(51)의 외주면부(53)에 있어서 로드 가이드(28)에 안내된다. 로드 가이드(28)의 단부면(29)은, 피스톤 로드(50)의 외주면부(53)에 대해 직교하는 평면 내에서 확대되어 있다. 피스톤 로드(50)는, 실린더(17)에 대해, 피스톤(45)과 일체로 축 방향으로 이동한다. 피스톤 로드(50)가 실린더(17)로부터의 돌출량을 늘리는 실린더 장치(11)의 신장 행정에 있어서, 피스톤(45)은 제1 실(48)측으로 이동한다. 피스톤 로드(50)가 실린더(17)로부터의 돌출량을 줄이는 실린더 장치(11)의 축소 행정에 있어서, 피스톤(45)은 제2 실(49)측으로 이동한다.
피스톤 로드(50)는, 주축부(51)의 외주면부(53)가 시일 부재(41)의 내주부에 미끄럼 접촉한다. 그때에, 시일 부재(41)는 피스톤 로드(50)와의 간극을 폐색한다. 시일 부재(41)는, 로드 가이드(28)에 의해, 외통(16)의 몸통부(22)와 피스톤 로드(50)의 주축부(51) 사이를 시일하여, 내통(15) 내의 오일액과, 리저버실(18) 내의 가스 및 오일액이 외부로 누출되는 것을 규제한다. 로드 가이드(28)와 시일 부재(41)가, 일단이 개구부(24)로 되고 타단이 폐색된 실린더(17)의 개구부(24)측에 설치되어, 개구부(24)를 폐색한다.
피스톤(45)에는 통로(55) 및 통로(56)가 형성된다. 통로(55) 및 통로(56)는, 모두 피스톤(45)을 축 방향으로 관통한다. 통로(55, 56)는, 제1 실(48)과 제2 실(49)을 연통할 수 있다. 실린더 장치(11)는, 디스크 밸브(57)와 디스크 밸브(58)를 구비한다. 디스크 밸브(57)는, 피스톤(45)의 축 방향에서의 바닥부(23)와는 반대측에 설치된다. 디스크 밸브(57)는, 원환형이고, 피스톤(45)에 접촉함으로써 통로(55)를 폐색한다. 디스크 밸브(58)는, 피스톤(45)의 축 방향에서의 바닥부(23)측에 설치된다. 디스크 밸브(58)는, 원환형이고, 피스톤(45)에 접촉함으로써 통로(56)를 폐색한다. 디스크 밸브(57, 58)는, 피스톤(45)과 함께 피스톤 로드(50)에 부착된다.
피스톤 로드(50)가 내통(15) 및 외통(16) 내로의 진입량을 늘리는 축소측으로 이동하여 피스톤(45)이 제2 실(49)을 좁히는 방향으로 이동하면, 제2 실(49)의 압력이 제1 실(48)의 압력보다 높아진다. 그러면, 디스크 밸브(57)가 통로(55)를 개방하여 제2 실(49)의 오일액을 제1 실(48)로 흘리게 된다. 그때에 디스크 밸브(57)는 감쇠력을 발생시킨다. 피스톤 로드(50)가 내통(15) 및 외통(16)으로부터의 돌출량을 늘리는 신장측으로 이동하여 피스톤(45)이 제1 실(48)을 좁히는 방향으로 이동하면, 제1 실(48)의 압력이 제2 실(49)의 압력보다 높아진다. 그러면, 디스크 밸브(58)가 통로(56)를 개방하여 제1 실(48)의 오일액을 제2 실(49)로 흘리게 된다. 그때에 디스크 밸브(58)는 감쇠력을 발생시킨다.
피스톤(45) 및 디스크 밸브(57) 중 적어도 한쪽에는 도시가 생략된 고정 오리피스가 형성된다. 이 고정 오리피스는, 디스크 밸브(57)가 통로(55)를 가장 폐색한 상태에서도 통로(55)를 통해 제1 실(48)과 제2 실(49)을 연통시킨다. 또한, 피스톤(45) 및 디스크 밸브(58) 중 적어도 한쪽에도 도시가 생략된 고정 오리피스가 형성된다. 이 고정 오리피스는, 디스크 밸브(58)가 통로(56)를 가장 폐색한 상태에서도 통로(56)를 통해 제1 실(48)과 제2 실(49)을 연통시킨다.
밸브 보디(27)에는 액 통로(61) 및 액 통로(62)가 형성된다. 액 통로(61) 및 액 통로(62)는, 모두 밸브 보디(27)를 축 방향으로 관통한다. 액 통로(61, 62)는, 모두 제2 실(49)과 리저버실(18)을 연통할 수 있다. 베이스 밸브(30)는, 디스크 밸브(65) 및 디스크 밸브(66)를 구비한다. 디스크 밸브(65)는, 밸브 보디(27)의 축 방향에서의 바닥부(23)측에 설치된다. 디스크 밸브(65)는, 밸브 보디(27)에 접촉함으로써 액 통로(61)를 폐색한다. 디스크 밸브(66)는, 밸브 보디(27)의 축 방향에서의 바닥부(23)와는 반대측에 설치된다. 디스크 밸브(66)는, 밸브 보디(27)에 접촉함으로써 액 통로(62)를 폐색한다. 베이스 밸브(30)는, 핀(68)을 갖는다. 핀(68)이 디스크 밸브(65, 66)를 밸브 보디(27)에 부착한다. 밸브 보디(27), 디스크 밸브(65, 66) 및 핀(68) 등이 베이스 밸브(30)를 구성한다.
피스톤 로드(50)가 축소측으로 이동하여 피스톤(45)이 제2 실(49)을 좁히는 방향으로 이동하면, 제2 실(49)의 압력이 리저버실(18)의 압력보다 높아진다. 그러면, 베이스 밸브(30)는, 디스크 밸브(65)가 액 통로(61)를 개방하여, 제2 실(49)의 오일액을 리저버실(18)로 흘리게 된다. 그때에 디스크 밸브(65)가 감쇠력을 발생시킨다. 피스톤 로드(50)가 신장측으로 이동하여 피스톤(45)이 제1 실(48)측으로 이동하면, 제2 실(49)의 압력이 리저버실(18)의 압력보다 저하된다. 그러면, 베이스 밸브(30)는, 디스크 밸브(66)가 액 통로(62)를 개방하여, 리저버실(18)의 오일액을 제2 실(49)로 흘리게 된다. 디스크 밸브(66)는, 그때에 리저버실(18)로부터 제2 실(49) 내에 실질적으로 감쇠력을 발생시키지 않고 오일액을 흘리는 석션 밸브이다.
실린더 장치(11)는, 리바운드 스토퍼(80)를 구비한다. 리바운드 스토퍼(80)는, 스토퍼 부재(81)와 쿠션 부재(82)를 구비한다. 여기서, 피스톤 로드(50)의 주축부(51)에는 결합홈(85)이 형성된다. 결합홈(85)은 주축부(51)의 외주면부(53)로부터 직경 방향 내측으로 움푹 들어가 있다. 결합홈(85)은 주축부(51)의 외주면부(53)와 동축의 원환형이다. 결합홈(85)은, 주축부(51)의 내통(15) 내에 배치되는 부위이며, 피스톤(45)과 로드 가이드(28) 사이에 배치되는 부위에 형성된다.
스토퍼 부재(81)는, 금속제이고, 접촉부(91)와 결합부(92)를 갖는다. 접촉부(91)는 구멍이 있는 원판형이다. 결합부(92)는, 통형이고, 접촉부(91)의 내주 가장자리부로부터 접촉부(91)의 축 방향 일측으로 돌출된다. 스토퍼 부재(81)는, 결합부(92)가 원통형을 이루는 상태에서, 피스톤 로드(50)의 주축부(51)를 직경 방향 내측으로 삽입 관통시킨다. 그때에, 스토퍼 부재(81)는, 피스톤 로드(50)의 축 방향에 있어서, 결합부(92)의 위치를 결합홈(85)에 중첩시킨다. 또한, 그때에, 스토퍼 부재(81)는, 접촉부(91)보다 결합부(92)가, 피스톤 로드(50)의 축 방향에서의 부착 축부(52)측에 위치하는 방향으로 된다. 이 상태에서, 스토퍼 부재(81)는, 결합부(92)가 직경 방향 내측에 코킹되어 소성 변형된다. 이에 의해, 스토퍼 부재(81)는, 결합부(92)가 주축부(51)의 결합홈(85)에 들어가, 피스톤 로드(50)에 고정된다.
스토퍼 부재(81)는, 결합부(92)보다 접촉부(91)가, 피스톤 로드(50)의 축 방향에 있어서 로드 가이드(28)측에 위치한다. 도 2에 도시된 바와 같이, 접촉부(91)는, 그 축 방향에서의 결합부(92)와는 반대측의 단부가 접촉면(93)으로 되어 있다. 접촉면(93)은, 평면형이고, 피스톤 로드(50)의 중심 축선에 직교하는 평면 내에서 확대되어 있다. 접촉부(91)는, 그 접촉면(93)이, 피스톤 로드(50)의 축 방향에 있어서 도 1에 도시된 로드 가이드(28)의 단부면(29)과 대향한다.
쿠션 부재(82)는, 제1 완충 부재(101)(제1 부재)와 제2 완충 부재(102)(제2 부재)를 갖는다.
제1 완충 부재(101)는, 탄성 부재이고, 환형, 구체적으로는 원환형으로 형성된다. 제1 완충 부재(101)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 외주면부(111)와 내주면부(112)와 단부면부(113)와 단부면부(114)를 갖는다.
외주면부(111)는 원통면형이다. 내주면부(112)는 원통면형이다. 외주면부(111)와 내주면부(112)는 동축형으로 배치된다.
단부면부(113)는 평면형이다. 단부면부(113)는, 외주면부(111)의 축 방향의 일단 가장자리부로부터 외주면부(111)의 직경 방향에서의 내측으로 확대되어 내주면부(112)의 축 방향의 일단 가장자리부에 연결된다. 단부면부(113)는, 외주면부(111) 및 내주면부(112)의 중심 축선에 대해 직교하는 평면 내에서 확대되어 있다. 단부면부(114)는 평면형이다. 단부면부(114)는, 외주면부(111)의 축 방향에서의 단부면부(113)와는 반대측의 단 가장자리부로부터 외주면부(111)의 직경 방향에서의 내측으로 확대되어 내주면부(112)의 축 방향에서의 단부면부(113)와는 반대측의 단 가장자리부에 연결된다. 단부면부(114)는, 외주면부(111) 및 내주면부(112)의 중심 축선에 대해 직교하는 평면 내에서 확대되어 있다. 단부면부(113) 및 단부면부(114)는, 평행하다.
제2 완충 부재(102)는, 탄성 부재이고, 환형, 구체적으로는 원환형으로 형성된다. 제2 완충 부재(102)는, 외주면부(121)와 내주면부(122)와 단부면부(123)와 단부면부(124)를 갖는다.
외주면부(121)는 원통면형이다. 내주면부(122)는 원통면형이다. 외주면부(121)의 직경 즉 제2 완충 부재(102)의 외경은, 내주면부(112)의 직경 즉 제1 완충 부재(101)의 내경보다 약간 대직경이다. 내주면부(122)의 직경 즉 제2 완충 부재(102)의 내경은, 피스톤 로드(50)의 주축부(51)의 외주면부(53)의 직경 즉 주축부(51)의 외경보다 약간 소직경이다. 외주면부(121)와 내주면부(122)는 동축형으로 배치된다.
단부면부(123)는 평면형이다. 단부면부(123)는, 외주면부(121)의 축 방향의 일단 가장자리부로부터 외주면부(121)의 직경 방향에서의 내측으로 확대되어 내주면부(122)의 축 방향의 일단 가장자리부에 연결된다. 단부면부(123)는, 외주면부(121) 및 내주면부(122)의 중심 축선에 대해 직교하는 평면 내에서 확대되어 있다. 단부면부(124)는 평면형이다. 단부면부(124)는, 외주면부(121)의 축 방향에서의 단부면부(123)와는 반대측의 단 가장자리부로부터 외주면부(121)의 직경 방향에서의 내측으로 확대되어 내주면부(122)의 축 방향에서의 단부면부(123)와는 반대측의 단 가장자리부에 연결된다. 단부면부(124)는, 외주면부(121) 및 내주면부(122)의 중심 축선에 대해 직교하는 평면 내에서 확대되어 있다. 단부면부(123) 및 단부면부(124)는, 평행하다.
제2 완충 부재(102)의 축 방향의 길이는, 제1 완충 부재(101)의 축 방향의 길이보다 길다. 바꿔 말하면, 제1 완충 부재(101)는 제2 완충 부재(102)보다 축 길이가 작다. 또한 바꿔 말하면, 단부면부(123, 124) 사이의 거리는, 단부면부(113, 114) 사이의 거리보다 크다. 제2 완충 부재(102)의 외경 및 내경의 차는, 제1 완충 부재(101)의 외경 및 내경의 차와 동등하다. 바꿔 말하면, 제2 완충 부재(102)의 직경 방향의 두께는, 제1 완충 부재(101)의 직경 방향의 두께와 동등하다.
제2 완충 부재(102)는, 제1 완충 부재(101)의 직경 방향 내측에 배치된다. 그때에, 제2 완충 부재(102)의 외주면부(121)는 전체 둘레에 걸쳐 제1 완충 부재(101)의 내주면부(112)에 접촉한다. 제2 완충 부재(102)는, 제1 완충 부재(101)의 직경 방향 내측에 체결 여유를 가지고 감합된다. 이에 의해, 쿠션 부재(82)는, 제1 완충 부재(101)와 제2 완충 부재(102)가 동축형으로 배치되어 일체적으로 구성된다. 제2 완충 부재(102)의 단부면부(123)와, 제1 완충 부재(101)의 단부면부(113)가, 제1 완충 부재(101) 및 제2 완충 부재(102)의 축 방향에서의 위치를 맞추고 있다. 이에 의해, 제1 완충 부재(101) 및 제2 완충 부재(102)의 축 방향에 있어서, 제2 완충 부재(102)의 단부면부(124)는, 제1 완충 부재(101)의 단부면부(114)보다, 단부면부(113, 123)와는 반대측에 위치한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 쿠션 부재(82)는, 제1 완충 부재(101) 및 제2 완충 부재(102)가, 제2 완충 부재(102)의 직경 방향의 내측에 피스톤 로드(50)를 삽입 관통시킨 상태에서, 로드 가이드(28)와 스토퍼 부재(81) 사이에 배치된다. 이에 의해, 제1 완충 부재(101) 및 제2 완충 부재(102)가, 피스톤 로드(50)의 축 방향에 있어서 피스톤(45)과 로드 가이드(28) 사이에 설치된다. 바꿔 말하면, 제1 완충 부재(101) 및 제2 완충 부재(102)를 갖는 쿠션 부재(82)는, 피스톤(45)과 로드 가이드(28) 사이에 설치된다. 그때에, 제2 완충 부재(102)는, 피스톤 로드(50)의 주축부(51)에 체결 여유를 가지고 감합된다. 바꿔 말하면, 도 2에 도시된 내주면부(122)가 주축부(51)의 외주면부(53)에 압접(壓接)된다. 또한, 그때에, 제1 완충 부재(101) 및 제2 완충 부재(102)는, 피스톤 로드(50)의 축 방향에 있어서, 단부면부(113) 및 단부면부(123)가 스토퍼 부재(81)의 접촉면(93)과 대향하여 접촉한다. 제1 완충 부재(101) 및 제2 완충 부재(102)는, 피스톤 로드(50)의 축 방향에 있어서, 단부면부(114) 및 단부면부(124)가 도 1에 도시된 로드 가이드(28)의 단부면(29)과 대향한다. 또한, 제2 완충 부재(102)는, 피스톤 로드(50)의 외주면부(53)에 대해 직경 방향으로 간극을 갖고 있어도 좋다.
제1 완충 부재(101) 및 제2 완충 부재(102)를 갖는 쿠션 부재(82)는, 피스톤 로드(50)의 로드 가이드(28) 및 시일 부재(41)로부터의 신장에 의해, 로드 가이드(28)에 접촉한다. 그때에, 제1 완충 부재(101) 및 제2 완충 부재(102)는, 로드 가이드(28)에 대해, 제1 완충 부재(101)보다 먼저 제2 완충 부재(102)가 접촉한다. 구체적으로는, 피스톤 로드(50)가, 로드 가이드(28)에 대해 완전 신장측의 제1 소정 위치에 위치하면, 스토퍼 부재(81)에 접촉하는 쿠션 부재(82) 중, 제2 완충 부재(102)가 도 2에 도시된 단부면부(124)에 있어서 도 1에 도시된 로드 가이드(28)의 단부면(29)에 접촉한다. 피스톤 로드(50)가, 로드 가이드(28)에 대해 제1 소정 위치보다 더욱 완전 신장측으로 이동하면, 제2 완충 부재(102)가 축 방향으로 압축 변형한다. 이에 의해, 피스톤 로드(50)의 로드 가이드(28)에 대한 이동 속도를 억제한다. 피스톤 로드(50)가, 로드 가이드(28)에 대해 제1 소정 위치보다 더욱 완전 신장측의 제2 소정 위치에 위치하면, 쿠션 부재(82) 중, 제1 완충 부재(101)가 도 2에 도시된 단부면부(114)에 있어서 도 1에 도시된 로드 가이드(28)의 단부면(29)에 접촉한다. 피스톤 로드(50)가, 로드 가이드(28)에 대해 제2 소정 위치보다 더욱 완전 신장측으로 이동하면, 제2 완충 부재(102) 및 제1 완충 부재(101)가 함께 축 방향으로 압축 변형한다. 이에 의해, 피스톤 로드(50)의 로드 가이드(28)에 대한 이동 속도를 더욱 억제한다. 최종적으로, 쿠션 부재(82)가 한계까지 축 방향으로 압축 변형하면, 피스톤 로드(50)가, 로드 가이드(28) 즉 실린더(17)에 대해 정지한다.
이와 같이, 피스톤 로드(50)가, 로드 가이드(28)에 대해 완전 신장측의 제1 소정 위치까지 이동하면, 로드 가이드(28)에 대해 제1 완충 부재(101)보다 제2 완충 부재(102)가 먼저 접촉하고, 그 후의 한층 더한 피스톤 로드(50)의 로드 가이드(28)에 대한 완전 신장측으로의 이동으로, 제2 완충 부재(102)가 축 방향으로 탄성 변형한다. 그 후, 피스톤 로드(50)가, 로드 가이드(28)에 대해 제1 소정 위치보다 완전 신장측의 제2 소정 위치까지 이동하면, 로드 가이드(28)에 대해 제1 완충 부재(101)가 접촉하고, 그 후의 한층 더한 피스톤 로드(50)의 로드 가이드(28)에 대한 완전 신장측으로의 이동으로, 제2 완충 부재(102) 및 제1 완충 부재(101)가 함께 축 방향으로 탄성 변형한다. 이때, 제1 완충 부재(101) 및 제2 완충 부재(102)는, 로드 가이드(28)에 대해 병렬로 힘을 작용시킨다.
바꿔 말하면, 실린더 장치(11)는, 쿠션 부재(82)가, 2개의 제1 완충 부재(101) 및 제2 완충 부재(102)를, 로드 가이드(28)에 대해, 병렬로 휘어짐·하중이 작용하도록 외주측 및 내주측에 배치하고 있다. 또한, 실린더 장치(11)는, 제1 완충 부재(101) 및 제2 완충 부재(102)의 축 방향 길이를 상이하게 함으로써, 제1 완충 부재(101) 및 제2 완충 부재(102)의 로드 가이드(28)와의 접촉 타이밍을 상이하게 하고 있다.
제1 완충 부재(101) 및 제2 완충 부재(102)는, 경도가 상이한 다른 재질의 쿠션재로 되어 있다. 제2 완충 부재(102)는, 그 경도가, 제1 완충 부재(101)의 경도보다 작다. 이에 의해, 제1 완충 부재(101) 및 제2 완충 부재(102) 중, 부드러운 재질의 제2 완충 부재(102)가, 딱딱한 재질의 제1 완충 부재(101)보다 먼저 로드 가이드(28)에 접촉하도록 되어 있다. 게다가, 실린더 장치(11)는, 쿠션 부재(82)가, 제1 완충 부재(101) 및 제2 완충 부재(102) 중, 부드러운 재질의 제2 완충 부재(102)를 직경 방향 내측, 딱딱한 재질의 제1 완충 부재(101)를 직경 방향 외측이 되도록 배치하고 있다.
이와 같이, 제1 완충 부재(101)는, 제2 완충 부재(102)보다 경도가 크다. 제1 완충 부재(101)는, 축 방향의 단위 변형 길이당 받는 하중이, 제2 완충 부재(102)의 그것보다 크다. 제1 완충 부재(101)는, 수지를 포함한다. 제1 완충 부재(101)는, 구체적으로는, PA66(나일론 66)을 포함한다. 제1 완충 부재(101)는, PA66 이외에도, 예컨대, PC(폴리카보네이트), PA6(나일론 6), POM(폴리아세탈), PBT(폴리부틸렌테레프탈레이트), PPA(폴리프탈아미드), PPS(폴리페닐렌술파이드), PEEK(폴리에테르에테르케톤), PTFE(폴리테트라플루오로에틸렌), PFA(퍼플루오로알콕시알칸) 등이나, 이들에 카본계 보강재, 유리 섬유 등의 보강 효과가 있는 충전재를 포함한 것을 포함하고 있어도 좋다. 제1 완충 부재(101)는, 또한 예컨대, PE(폴리에틸렌)계 TPEE(열가소성 엘라스토머), PA(나일론)계 TPEE, PP(폴리프로필렌)계 TPEE, U(우레탄)계 TPEE, CFRP(탄소 섬유 강화 플라스틱), FKM(불화비닐리덴계 불소 고무) 등이나, 이들에 카본계 보강재, 유리 섬유 등의 보강 효과가 있는 충전재를 포함한 것을 포함하고 있어도 좋다.
제2 완충 부재(102)는, 제1 완충 부재(101)보다 경도가 작다. 제2 완충 부재(102)는, 축 방향의 단위 변형 길이당 받는 하중이, 제1 완충 부재(101)의 그것보다 작다. 제2 완충 부재(102)는 휘어짐이 큰 엘라스토머를 포함한다. 제2 완충 부재(102)는, 구체적으로는, NBR(니트릴 고무)을 포함한다. 제2 완충 부재(102)는, NBR 이외에도, 예컨대, NR(천연 고무), IR(합성 천연 고무), SBR(스티렌부타디엔 고무), BR(부타디엔 고무), CR(클로로프렌 고무), IIR(부틸 고무), EPDM(에틸렌프로필렌 고무), CSM(클로로술폰화폴리에틸렌 고무), ACM(아크릴 고무), U(우레탄 고무), H-NBR(수소화니트릴 고무), VMQ(실리콘 고무), FVMQ(플루오로실리콘 고무), FKM(불소 고무), 상기 고무의 혼합재 등이나, 이들에 카본계 보강재, 유리 섬유 등의 보강 효과가 있는 충전재를 포함한 것이어도 좋다. 제2 완충 부재(102)는, 또한 예컨대, PE계 TPEE, PA계 TPEE, PP계 TPEE, U계 TPEE나, 이들에 카본계 보강재, 유리 섬유 등의 보강 효과가 있는 충전재를 포함한 것이어도 좋다.
여기서, 제1 완충 부재(101)와 제2 완충 부재(102)는, 감합에 의해 일체적으로 형성하는 것이 아니라, 성형 단계에서 일체적으로 형성해도 좋다.
쿠션 부재(82)는, 피스톤 로드(50)의 로드 가이드(28) 및 시일 부재(41)로부터의 신장에 의해, 로드 가이드(28)에 접촉한다. 그때에, 쿠션 부재(82)는, 로드 가이드(28)에 대해 제1 완충 부재(101)보다 제2 완충 부재(102)가 먼저 접촉하여 축 방향으로 탄성 변형하고, 그 후, 로드 가이드(28)에 대해 제1 완충 부재(101)와 제2 완충 부재(102)가 함께 접촉하여 축 방향으로 탄성 변형한다. 이 때문에, 쿠션 부재(82)는, 제2 완충 부재(102)가 로드 가이드(28)에 접촉한 후에 발생하는 제1 하중 특성보다, 그 후, 제1 완충 부재(101)와 제2 부재가 함께 로드 가이드(28)에 접촉한 후에 발생하는 제2 하중 특성 쪽이, 단위 변형 길이당 받는 하중이 크다. 바꿔 말하면, 쿠션 부재(82)는, 제2 완충 부재(102)가 로드 가이드(28)에 접촉한 후에 발생하는 제1 하중 특성과, 제2 완충 부재(102)와 제1 완충 부재(101)가 로드 가이드(28)에 접촉한 후에 발생하는, 제1 하중 특성보다 큰 하중의 제2 하중 특성을 갖는다.
외통(16)의 개구부(24)측에는, 범퍼 캡(131)이 씌워져 있다. 범퍼 캡(131)은, 합성 수지의 일체 성형품이고, 부착부(132)와 커버부(133)를 갖는다. 부착부(132)는 원통형이다. 커버부(133)는, 구멍이 있는 원판형이고, 부착부(132)의 축 방향의 일단측의 단 가장자리부로부터 직경 방향 내측으로 확대되어 있다. 범퍼 캡(131)은, 부착부(132)가, 외통(16)의 몸통 부재(20)에 그 외주면을 덮도록 감합된다. 이에 의해, 범퍼 캡(131)이 외통(16)에 고정된다. 범퍼 캡(131)은, 커버부(133)가, 외통(16)의 개구부(24)측 및 시일 부재(41)를 덮는다. 커버부(133)의 직경 방향 내측으로 피스톤 로드(50)가 통과한다.
범퍼 캡(131)이 부착된 상태의 실린더 장치(11)는, 피스톤 로드(50)가 차체측에 연결되고, 외통(16)에 고정된 부착 아이(25)가 차륜측에 연결된다. 그리고, 실린더 장치(11)에 부착된 범퍼 캡(131)과 차체측 사이에는, 탄성 수지 재료를 포함하는 범프 러버(141)가 배치된다. 범프 러버(141)는, 주름상자의 통형을 이루고 있고, 내측에 피스톤 로드(50)의 주축부(51)를 삽입 관통시킨 상태로 차체측에 지지된다. 범퍼 캡(131)은, 그 커버부(133)가 범프 러버(141)에 접촉함으로써, 범프 러버(141)의 시일 부재(41)와의 간섭을 방지한다.
상기한 특허문헌 1∼3에는, 피스톤 로드의 완전 신장 시의 충격을 완화하는 쿠션을 설치한 실린더 장치가 기재되어 있다. 예컨대, 특허문헌 1에는, 경도가 높은 나일론과, 경도가 낮은 NBR을 직렬로 연결한 것이 개시되어 있다. 또한, 특허문헌 2에는, 실린더 내주로의 쿠션의 말려 들어감을 방지하기 위해서, 격납부 내에 쿠션을 배치한 것이 개시되어 있다. 또한, 특허문헌 3에는, 쿠션 내에 변형 규제 부재를 수납한 것이 개시되어 있다.
그런데, 컴팩트한 구성으로 피스톤 로드의 완전 신장 시의 충격을 효과적으로 완화하는 것이 요구되고 있다. 충격을 효과적으로 완화하기 위해서는, 예컨대, 축 방향의 단위 변형 길이당 받는 하중이 높은 고하중이며, 게다가 작은 하중에서도 크게 휠 수 있는 고(高)휘어짐의 쿠션을 설치하는 것이 좋다. 그러나, 저강성의 부재만으로 쿠션을 구성하면, 형상이나 사이즈를 고안했다고 해도, 대형화되어 버린다. 또한, 저강성의 부재만으로 쿠션을 구성하면, 크게 변형했을 때에 찌부러짐량이 크고, 손상되기 쉬우며, 내구성을 만족시키는 것이 어렵다. 한편, 고강성의 부재만으로 쿠션을 구성한 경우, 형상이나 사이즈를 고안했다고 해도, 고휘어짐의 특성을 만족시키기 위해서는, 피스톤 로드의 축 방향으로 부재를 복수 개 직렬로 배치할 필요가 있어, 특히 축 방향으로 대형화되어 버린다. 예컨대, 금속제의 코일 스프링과 고무 등의 탄성체를 직렬로 배치하면, 대형화되어 버리는 데다가, 이음 발생의 원인으로도 되어 버린다. 따라서, 어느 쪽에 있어서도, 쿠션이 대형화되어 버려, 컴팩트한 구성으로 하는 것은 어렵다. 그 결과, 실린더 직경이 작은 실린더 장치나, 축 길이 단축이 요구되는 실린더 장치에의 적용은 곤란해지고 있다.
제1 실시형태의 실린더 장치(11)는, 쿠션 부재(82)가, 제1 완충 부재(101)와, 제1 완충 부재(101)의 직경 방향 내측에 있으며, 로드 가이드(28)에 대해 제1 완충 부재(101)보다 먼저 접촉하는, 제1 완충 부재(101)보다 경도가 작은 제2 완충 부재(102)를 갖고 있다. 그리고, 쿠션 부재(82)는, 로드 가이드(28)에 대해 제1 완충 부재(101) 및 제2 완충 부재(102)가 병렬로 힘을 작용시킨다. 이에 의해, 제1 완충 부재(101)보다 경도가 작은 제2 완충 부재(102)가 먼저 로드 가이드(28)에 접촉하여 변형함으로써, 작은 하중에서도 크게 휠 수 있는 고휘어짐의 특성을 얻는다. 그리고, 그후에는, 제2 완충 부재(102)와, 이것보다 경도가 큰 제1 완충 부재(101)가 로드 가이드(28)에 대해 병렬로 힘을 작용시킨다. 이에 의해, 축 방향의 단위 변형 길이당 받는 하중을 높게 하는 고하중의 특성을 얻는다. 따라서, 쿠션 부재(82)로 충격을 효과적으로 완화할 수 있다. 게다가, 경도가 작은 부재만으로 쿠션 부재를 구성하는 경우와 비교하여 컴팩트하게 할 수 있고, 내구성도 향상시킬 수 있다. 또한, 경도가 큰 부재만으로 쿠션 부재를 구성하는 경우와 비교하여, 부재를 복수 개 직렬로 배치할 필요가 없기 때문에, 컴팩트하게 할 수 있다. 또한, 제2 완충 부재(102)가 제1 완충 부재(101)의 직경 방향 내측에 있기 때문에, 한층 컴팩트한 구성이 되고, 또한 저렴해진다. 따라서, 컴팩트한 구성으로 피스톤 로드(50)의 완전 신장 시의 충격을 효과적으로 완화하는 것이 가능해진다.
또한, 실린더 장치(11)는, 쿠션 부재(82)의 제2 완충 부재(102)가 로드 가이드(28)에 접촉한 후에 발생하는 제1 하중 특성과, 제2 완충 부재(102)와 제1 완충 부재(101)가 로드 가이드(28)에 접촉한 후에 발생하는, 제1 하중 특성보다 큰 하중의 제2 하중 특성을 갖는다. 제1 하중 특성은, 작은 하중에서도 크게 휠 수 있는 고휘어짐의 특성이 되고, 제2 하중 특성은, 축 방향의 단위 변형 길이당 받는 하중을 높게 하는 고하중의 특성이 된다. 따라서, 쿠션 부재(82)로 충격을 효과적으로 완화할 수 있다. 게다가, 경도가 작은 부재만으로 쿠션 부재를 구성하는 경우와 비교하여 쿠션 부재를 컴팩트하게 할 수 있고, 내구성도 향상시킬 수 있다. 또한, 경도가 큰 부재만으로 쿠션 부재를 구성하는 경우와 비교하여, 부재를 복수 개 직렬로 배치할 필요가 없기 때문에, 쿠션 부재를 컴팩트하게 할 수 있다. 따라서, 컴팩트한 구성의 쿠션 부재로 피스톤 로드의 완전 신장 시의 충격을 효과적으로 완화하는 것이 가능해진다.
또한, 실린더 장치(11)는, 제1 완충 부재(101) 및 제2 완충 부재(102)가 모두 환형으로 형성되고, 제2 완충 부재(102)는 제1 완충 부재(101)의 내주측에 배치되어 있다. 이 때문에, 제1 완충 부재(101) 및 제2 완충 부재(102) 중, 먼저 로드 가이드(28)에 접촉하는 제2 완충 부재(102)가 크게 찌부러져도, 그 직경 방향 외측으로의 변형을 제1 완충 부재(101)가 억제한다. 또한, 제2 완충 부재(102)가 팽윤해도, 그 직경 방향 외측으로의 변형을 제1 완충 부재(101)가 억제한다. 따라서, 실린더 장치(11)를 특히 소직경화한 경우에, 제2 완충 부재(102)가 내통(15)에 접촉해 버리는 것을 억제할 수 있다. 그 결과, 쿠션 부재(82)가 내통(15)에 접촉하여 쿠션 부재(82)의 양측에서의 오일액의 왕래를 저해하여, 피스톤 로드(50)의 바닥부(23)측으로의 이동을 저해하는, 이른바 유압 로크 상태가 되는 것을 억제할 수 있다.
또한, 실린더 장치(11)는, 제1 완충 부재(101)가 제2 완충 부재(102)보다 축 길이가 작다. 이 때문에, 용이하게, 로드 가이드(28)에 대해 제1 완충 부재(101)보다 먼저 제2 완충 부재(102)를 접촉시킬 수 있다.
또한, 실린더 장치(11)는, 제1 완충 부재(101)와 제2 완충 부재(102)가 일체적으로 구성되어 있다. 이 때문에, 피스톤 로드(50)에의 부착 및 부품 관리가 용이해진다. 또한, 제1 완충 부재(101)와 제2 완충 부재(102)를 성형 시에 일체적으로 형성함으로써, 이들을 일체화하기 위해서만의 공정을 생략할 수 있다.
또한, 실린더 장치(11)는, 리바운드 스토퍼(80)가 금속제의 코일 스프링을 갖지 않기 때문에, 이음의 발생을 억제할 수 있다.
[제2 실시형태]
다음으로, 제2 실시형태를 주로 도 4에 기초하여 제1 실시형태와의 상위 부분을 중심으로 설명한다. 또한, 제1 실시형태와 공통되는 부위에 대해서는, 동일 칭호, 동일한 부호로 나타낸다.
제2 실시형태에서는, 리바운드 스토퍼(80)와는 일부 상이한 리바운드 스토퍼(80A)가 리바운드 스토퍼(80)를 대신하여 설치된다. 리바운드 스토퍼(80A)는, 쿠션 부재(82)와는 일부 상이한 쿠션 부재(82A)를 쿠션 부재(82)를 대신하여 갖는다. 쿠션 부재(82A)는, 제1 완충 부재(101)와는 일부 상이한 제1 완충 부재(101A)(제1 부재)를 제1 완충 부재(101)를 대신하여 갖는다.
제1 완충 부재(101A)는, 외주면부(111A)와 내주면부(112A)와 단부면부(113A)와 단부면부(114A)를 갖는다. 외주면부(111A)는, 외주면부(111)보다 대직경인 점이 외주면부(111)와는 상이하다. 내주면부(112A)는, 내주면부(112)보다 대직경인 점이 내주면부(112)와는 상이하다. 단부면부(113A)는, 내경이 단부면부(113)보다 크고, 외경이 단부면부(113)보다 큰 점이, 단부면부(113)와는 상이하다. 단부면부(114A)는, 내경이 단부면부(114)보다 크고, 외경이 단부면부(114)보다 큰 점이, 단부면부(114)와는 상이하다.
제1 완충 부재(101A)의 내주면부(112A)의 직경, 즉 제1 완충 부재(101A)의 내경은, 외주면부(121)의 직경 즉 제2 완충 부재(102)의 외경보다 대직경이다. 따라서, 제2 완충 부재(102)는, 제1 완충 부재(101A)의 직경 방향 내측에 배치되면, 제1 완충 부재(101A)에 대해 직경 방향으로 간극을 형성한다. 이에 의해, 제2 완충 부재(102)의 변형 시 이외에는, 외주면부(121)의 제1 완충 부재(101A)의 내주면부(112A)에의 접촉 부분이, 외주면부(121)의 전체 둘레에 걸치는 일은 없다.
이러한 리바운드 스토퍼(80A)도, 피스톤 로드(50)에 리바운드 스토퍼(80)와 동일하게 부착되어 리바운드 스토퍼(80)와 동일하게 작동한다.
[제3 실시형태]
다음으로, 제3 실시형태를 주로 도 5에 기초하여 제1 실시형태와의 상위 부분을 중심으로 설명한다. 또한, 제1 실시형태와 공통되는 부위에 대해서는, 동일 칭호, 동일한 부호로 나타낸다.
제3 실시형태에서는, 리바운드 스토퍼(80)와는 일부 상이한 리바운드 스토퍼(80B)가 리바운드 스토퍼(80)를 대신하여 설치된다. 리바운드 스토퍼(80B)는, 쿠션 부재(82)와는 일부 상이한 쿠션 부재(82B)를 쿠션 부재(82)를 대신하여 갖는다. 쿠션 부재(82B)는, 제2 완충 부재(102)와는 일부 상이한 제2 완충 부재(102B)(제2 부재)를 제2 완충 부재(102)를 대신하여 갖는다.
제2 완충 부재(102B)에는, 그 직경 방향에서의 외주면부(121)와 내주면부(122) 사이 위치에, 제2 완충 부재(102B)를 축 방향으로 관통하는 관통 구멍(151)이 형성된다. 제2 완충 부재(102B)에는, 그 둘레 방향으로 등간격을 두고 관통 구멍(151)이 복수(구체적으로는 8개소) 형성된다. 이에 의해, 제2 완충 부재(102B)는, 단부면부(124)에 대해 관통 구멍(151)이 개구되는 점이 상이한 단부면부(124B)를 갖는다. 또한, 제2 완충 부재(102B)는, 도시는 생략하지만, 단부면부(123)에 대해 관통 구멍(151)이 개구되는 점이 상이한 단부면부를 갖는다.
이러한 리바운드 스토퍼(80B)도, 피스톤 로드(50)에 리바운드 스토퍼(80)와 동일하게 부착되어 리바운드 스토퍼(80)와 동일하게 작동한다.
리바운드 스토퍼(80B)는, 관통 구멍(151)이 복수 형성되어 있기 때문에, 경도가 리바운드 스토퍼(80)보다 작아져, 축 방향의 압축 변형이 용이해진다.
[제4 실시형태]
다음으로, 제4 실시형태를 주로 도 6에 기초하여 제1 실시형태와의 상위 부분을 중심으로 설명한다. 또한, 제1 실시형태와 공통되는 부위에 대해서는, 동일 칭호, 동일한 부호로 나타낸다.
제4 실시형태에서는, 리바운드 스토퍼(80)와는 일부 상이한 리바운드 스토퍼(80C)가 리바운드 스토퍼(80)를 대신하여 설치된다. 리바운드 스토퍼(80C)는, 쿠션 부재(82)와는 일부 상이한 쿠션 부재(82C)를 쿠션 부재(82)를 대신하여 갖는다. 쿠션 부재(82C)는, 제2 완충 부재(102)와는 일부 상이한 제2 완충 부재(102C)(제2 부재)를 제2 완충 부재(102)를 대신하여 갖는다.
제2 완충 부재(102C)에는, 그 직경 방향의 내측 부분에 홈부(161)가 형성된다. 홈부(161)는, 제2 완충 부재(102C)의 축 방향으로 연장되어 제2 완충 부재(102C)를 축 방향으로 관통한다. 제2 완충 부재(102C)에는, 그 둘레 방향으로 등간격을 두고 홈부(161)가 복수(구체적으로는 4개소) 형성된다. 이에 의해, 제2 완충 부재(102C)는, 내주면부(122)에 대해 복수의 홈부(161)로 형성되는 점이 상이한 내주면부(122C)를 갖는다. 또한, 제2 완충 부재(102C)는, 단부면부(124)에 대해 홈부(161)가 개구되는 점이 상이한 단부면부(124C)를 갖는다. 또한, 제2 완충 부재(102C)는, 도시는 생략하지만, 단부면부(123)에 대해 홈부(161)가 개구되는 점이 상이한 단부면부를 갖는다.
홈부(161)는, 평면형의 면부(162)와 한 쌍의 평면형의 면부(163)를 갖는다. 면부(162)는, 외주면부(121)의 접선 방향을 따라 또한 외주면부(121)의 축선 방향을 따라 확대된다. 한 쌍의 면부(163)는, 외주면부(121)의 축선 방향을 따라 확대된다. 한 쌍의 면부(163)는, 외주면부(121)의 원주 방향에서의 면부(162)의 양단 가장자리부로부터, 외주면부(121)의 중심 축선을 향해 확대되어 있다. 한 쌍의 면부(163)는, 외주면부(121)의 중심 축선에 근접할수록 서로 외주면부(121)의 원주 방향으로 멀어지도록 확대되어 있다. 면부(162)와 한 쌍의 평면형의 면부(163)는, 전체로서 등변 사다리꼴의 형상을 이루고 있다.
이러한 리바운드 스토퍼(80C)도, 피스톤 로드(50)에 리바운드 스토퍼(80)와 동일하게 부착되어 리바운드 스토퍼(80)와 동일하게 작동한다.
리바운드 스토퍼(80C)는, 홈부(161)가 복수 형성되어 있기 때문에, 경도가 리바운드 스토퍼(80)보다 작아져, 축 방향의 압축 변형이 용이해진다.
[제5 실시형태]
다음으로, 제5 실시형태를 주로 도 7에 기초하여 제1 실시형태와의 상위 부분을 중심으로 설명한다. 또한, 제1 실시형태와 공통되는 부위에 대해서는, 동일 칭호, 동일한 부호로 나타낸다.
제5 실시형태에서는, 리바운드 스토퍼(80)와는 일부 상이한 리바운드 스토퍼(80D)가 리바운드 스토퍼(80)를 대신하여 설치된다. 리바운드 스토퍼(80D)는, 쿠션 부재(82)와는 일부 상이한 쿠션 부재(82D)를 쿠션 부재(82)를 대신하여 갖는다. 쿠션 부재(82D)는, 제2 완충 부재(102)와는 일부 상이한 제2 완충 부재(102D)(제2 부재)를 제2 완충 부재(102)를 대신하여 갖는다.
제2 완충 부재(102D)에는, 그 직경 방향의 외측 부분에 홈부(171)가 형성된다. 홈부(171)는, 제2 완충 부재(102D)의 축 방향으로 연장되어 제2 완충 부재(102D)를 축 방향으로 관통한다. 제2 완충 부재(102D)에는, 그 둘레 방향으로 등간격을 두고 홈부(171)가 복수(구체적으로는 4개소) 형성된다. 이에 의해, 제2 완충 부재(102D)는, 외주면부(121)에 대해 홈부(171)가 개구되는 점이 상이한 외주면부(121D)를 갖는다. 또한, 제2 완충 부재(102D)는, 단부면부(124)에 대해 홈부(171)가 개구되는 점이 상이한 단부면부(124D)를 갖는다. 또한, 제2 완충 부재(102D)는, 도시는 생략하지만, 단부면부(123)에 대해 홈부(171)가 개구되는 점이 상이한 단부면부를 갖는다.
홈부(171)는, 원통면의 일부의 형상의 면부(172)와 한 쌍의 평면형의 면부(173)를 갖는다. 면부(172)는, 내주면부(122)와 동축의 원통면에 배치된다. 한 쌍의 면부(173)는, 내주면부(122)의 원주 방향에서의 면부(172)의 양단 가장자리부로부터, 내주면부(122)의 직경 방향에서의 외측을 향해 확대되어 있다. 한 쌍의 면부(173)는, 내주면부(122)의 직경 방향을 따라 또한 내주면부(122)의 축 방향을 따라 확대되어 있다.
이러한 리바운드 스토퍼(80D)도, 피스톤 로드(50)에 리바운드 스토퍼(80)와 동일하게 부착되어 리바운드 스토퍼(80)와 동일하게 작동한다.
리바운드 스토퍼(80D)는, 홈부(171)가 복수 형성되어 있기 때문에, 경도가 리바운드 스토퍼(80)보다 작아져, 축 방향의 압축 변형이 용이해진다.
또한, 제1∼제5 실시형태에 있어서, 로드 가이드(28)에 대해 제1 완충 부재(101)보다 먼저 제2 완충 부재(102)를 접촉시키기 위한 구성으로서, 제1 완충 부재(101)의 축 길이를 제2 완충 부재(102)의 축 길이보다 작게 하였으나, 이것에 한하지 않는다. 예컨대, 제1 완충 부재(101)의 축 길이와 제2 완충 부재(102)의 축 길이를 동등하게 하고, 로드 가이드(28)에 요철을 형성해도 좋다. 구체적으로는, 로드 가이드(28)의 단부면(29)의 외주측을 축 방향으로 움푹 들어가게 한다. 이에 의해서도, 로드 가이드(28)에 대해 제1 완충 부재(101)보다 먼저 제2 완충 부재(102)를 접촉시킬 수 있다.
또한, 제1∼제5 실시형태에서는, 복통식의 실린더 장치(11)를 예로 들어 설명하였으나, 상기 구조는 단통식의 실린더 장치에도 적용 가능하다. 단통식의 실린더 장치의 경우, 예컨대, 제2 실(49)의 제1 실(48)과는 반대측에 프리피스톤을 설치하고, 프리피스톤의 제2 실(49)과는 반대측에 가스실을 설치한 구조가 된다.
11: 실린더 장치 17: 실린더
24: 개구부 28: 로드 가이드(폐색 부재)
41: 시일 부재(폐색 부재) 45: 피스톤
50: 피스톤 로드 81: 스토퍼 부재
82, 82A∼82D: 쿠션 부재 101, 101A: 제1 완충 부재(제1 부재)
102, 102B∼102D: 제2 완충 부재(제2 부재)

Claims (5)

  1. 작동 유체가 봉입되는 실린더와,
    상기 실린더 내에 슬라이딩 가능하게 설치되는 피스톤과,
    상기 실린더의 개구부측에 설치되는 폐색 부재와,
    일단측이 상기 피스톤에 연결되고 타단측이 상기 폐색 부재에 삽입 관통되어 상기 실린더의 외부까지 연장되는 피스톤 로드와,
    상기 피스톤과 상기 폐색 부재 사이에 설치되고, 상기 피스톤 로드의 신장에 의해 상기 폐색 부재에 접촉하는 쿠션 부재
    를 구비하고,
    상기 쿠션 부재는,
    제1 부재와,
    상기 제1 부재의 직경 방향 내측에 있으며, 상기 폐색 부재에 대해 상기 제1 부재보다 먼저 접촉하는, 상기 제1 부재보다 경도가 작은, 제2 부재
    를 가지며,
    상기 폐색 부재에 대해 상기 제1 부재 및 상기 제2 부재는 병렬로 힘을 작용시키는 것인, 실린더 장치.
  2. 작동 유체가 봉입되는 실린더와,
    상기 실린더 내에 슬라이딩 가능하게 설치되는 피스톤과,
    상기 실린더의 개구부측에 설치되는 폐색 부재와,
    일단측이 상기 피스톤에 연결되고 타단측이 상기 폐색 부재에 삽입 관통되어 상기 실린더의 외부까지 연장되는 피스톤 로드와,
    상기 피스톤과 상기 폐색 부재 사이에 설치되고, 상기 피스톤 로드의 신장에 의해 상기 폐색 부재에 접촉하는 쿠션 부재
    를 구비하고,
    상기 쿠션 부재는,
    제1 부재와,
    상기 제1 부재보다 경도가 작은 제2 부재
    를 가지며,
    상기 제2 부재가 상기 폐색 부재에 접촉한 후에 발생하는 제1 하중 특성과, 상기 제2 부재와 상기 제1 부재가 상기 폐색 부재에 접촉한 후에 발생하는, 상기 제1 하중 특성보다 큰 하중의 제2 하중 특성을 갖는 것인, 실린더 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1 부재 및 상기 제2 부재는, 환형으로 형성되고, 상기 제2 부재는, 상기 제1 부재의 내주측에 배치되는 것인, 실린더 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 부재는, 상기 제2 부재보다 축 길이가 작은 것인, 실린더 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 부재와 상기 제2 부재는, 일체적으로 형성되는 것인, 실린더 장치.
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