WO2012128049A1 - 流体圧シリンダのクッション機構 - Google Patents

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WO2012128049A1
WO2012128049A1 PCT/JP2012/055870 JP2012055870W WO2012128049A1 WO 2012128049 A1 WO2012128049 A1 WO 2012128049A1 JP 2012055870 W JP2012055870 W JP 2012055870W WO 2012128049 A1 WO2012128049 A1 WO 2012128049A1
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WO
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cushion
bypass passage
hole
fluid pressure
valve
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PCT/JP2012/055870
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English (en)
French (fr)
Inventor
貴彦 原
Original Assignee
カヤバ工業株式会社
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Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B15/00—Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
    • F15B15/20—Other details, e.g. assembly with regulating devices
    • F15B15/22—Other details, e.g. assembly with regulating devices for accelerating or decelerating the stroke
    • F15B15/224—Other details, e.g. assembly with regulating devices for accelerating or decelerating the stroke having a piston which closes off fluid outlets in the cylinder bore by its own movement
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B15/00—Fluid-actuated devices for displacing a member from one position to another; Gearing associated therewith
    • F15B15/20—Other details, e.g. assembly with regulating devices
    • F15B15/22—Other details, e.g. assembly with regulating devices for accelerating or decelerating the stroke

Definitions

  • the present invention relates to a cushion mechanism for a fluid pressure cylinder that decelerates the piston rod near the stroke end of the piston rod in the cylinder tube.
  • a fluid pressure cylinder such as a hydraulic cylinder used in a hydraulic excavator is provided with a cushion mechanism that generates a cushion pressure near the stroke end of the piston rod to decelerate the piston rod.
  • the cushion mechanism includes a cushion bearing that defines a cushion gap through which the working fluid passes when the piston rod comes near the stroke end, and a spacer member that is interposed so as to face the cushion bearing.
  • the present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide a cushion mechanism for a fluid pressure cylinder capable of adjusting the cushion pressure.
  • a cushion mechanism for a hydraulic cylinder that decelerates a piston rod in the vicinity of a stroke end of the piston rod with respect to the cylinder tube, and a cushion gap that restricts the flow of the working fluid, and bypasses the cushion gap.
  • a cushion mechanism for a fluid pressure cylinder is provided, which includes a bypass passage that guides hydraulic oil and a bypass throttle adjustment mechanism that adjusts a passage opening area of the bypass passage.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a hydraulic cylinder according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of a hydraulic cylinder in which a part of FIG. 1 according to the first embodiment of the present invention is enlarged.
  • FIG. 3A is a diagram showing an operation of the bypass throttle adjusting mechanism according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3B is a diagram illustrating an operation of the bypass throttle adjusting mechanism according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view of a hydraulic cylinder according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a sectional view of a hydraulic cylinder in which a part of FIG. 4 according to the second embodiment of the present invention is enlarged.
  • FIG. 6A is a diagram illustrating an operation of the bypass throttle adjusting mechanism according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 6B is a diagram showing an operation of the bypass throttle adjusting mechanism according to the second embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a sectional view of a hydraulic cylinder according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a sectional view of a hydraulic cylinder in which a part of FIG. 7 according to the third embodiment of the present invention is enlarged.
  • FIG. 9A is a diagram showing an operation of the bypass throttle adjusting mechanism according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 9B is a diagram illustrating an operation of the bypass throttle adjusting mechanism according to the third embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a sectional view of a hydraulic cylinder according to the fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a sectional view of a hydraulic cylinder in which a part of FIG. 10 according to the fourth embodiment of the present invention is enlarged.
  • FIG. 12A is a diagram illustrating an operation of the bypass throttle adjusting mechanism according to the fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 12B is a diagram illustrating an operation of the bypass throttle adjusting mechanism according to the fourth embodiment of the present invention.
  • the hydraulic cylinder 101 is used as an arm cylinder of a hydraulic excavator, for example. As the hydraulic cylinder 101 expands and contracts, the arm of the hydraulic excavator rotates.
  • the hydraulic cylinder 101 includes a cylindrical cylinder tube 10, a piston 20 that partitions the rod chamber 2 and the end chamber 3 in the cylinder tube 10, and a piston rod 30 connected to the piston 20.
  • FIG. 1 shows a state in which the piston rod 30 has come close to the stroke end.
  • the hydraulic cylinder 101 is provided as a fluid pressure cylinder, and oil is used as the working fluid, but a working fluid such as a water-soluble alternative liquid may be used instead of the oil.
  • the cylinder head 40 is fastened to the end of the cylindrical cylinder tube 10 via a plurality of bolts 41.
  • a cylinder head 40 through which the piston rod 30 is slidably inserted is provided at the open end of the cylinder tube 10.
  • the cylinder head 40 has a cylindrical head fitting portion 42 fitted to the cylinder inner peripheral surface 11.
  • a seal ring 9 is interposed between the head fitting portion 42 and the cylinder inner peripheral surface 11, and the rod chamber 2 is sealed by the seal ring 9.
  • the bearing 59, the sub seal 56, the main seal 57, and the dust seal 58 are interposed on the inner periphery of the cylinder head 40, and the rod chamber 2 is sealed by slidingly contacting the rod outer peripheral surface 31 of the piston rod 30.
  • a bearing 59 is interposed on the inner circumference of the cylinder head 40, and the bearing 59 is slidably contacted with the rod outer circumferential surface 31, so that the piston rod 30 is supported so as to translate in the direction of the central axis O of the cylinder tube 10. .
  • a supply / exhaust port 43 is opened on the flange surface 46 of the cylinder head 40, and a hydraulic pipe (not shown) communicating with a hydraulic pressure source is connected to the supply / discharge port 43.
  • a head annular groove 45 and a head inner peripheral surface 44 are formed on the inner periphery of the cylinder head 40.
  • the supply / discharge passage 5 is defined between the head annular groove 45 and the head inner peripheral surface 44 and the piston rod 30.
  • One end of the supply / discharge port 43 is opened in the head annular groove 45.
  • the head inner peripheral surface 44 is formed in a cylindrical surface shape centered on the central axis O.
  • hydraulic oil from the hydraulic source is supplied and discharged through supply / exhaust port 43 as indicated by the white arrow in the figure.
  • the hydraulic cylinder 101 is provided with a cushion mechanism 106 that decelerates the piston rod 30.
  • the cushion mechanism 106 decelerates the piston rod 30 by defining a cushion gap 8 that restricts the flow of hydraulic oil when the piston rod 30 comes near the stroke end.
  • a cylindrical cushion bearing 60 is attached to the piston rod 30.
  • the cushion bearing 60 is fitted to the outer peripheral surface of the end portion of the piston rod 30 and is sandwiched between the annular step portion 32 of the piston rod 30 and the upper end surface 22 of the piston 20.
  • a cushion bearing may be integrally formed with the piston rod 30.
  • the cushion bearing 60 may be fitted to the piston rod 30 with a gap, and the cushion bearing 60 may be floatingly supported so as to be movable in the radial direction of the piston rod 30.
  • the cushion bearing 60 When the piston rod 30 comes close to the stroke end during the extension operation of the hydraulic cylinder 101, the cushion bearing 60 enters the inside of the head inner peripheral surface 44, so that the cushion is interposed between the cushion bearing 60 and the head inner peripheral surface 44.
  • a gap 8 is defined.
  • the cushion bearing 60 When the cushion bearing 60 enters the inside of the head inner peripheral surface 44, the hydraulic oil in the rod chamber 2 flows out to the hydraulic source through the cushion gap 8, the supply / discharge passage 5, and the hydraulic piping.
  • This cushion gap 8 gives resistance to the flow of hydraulic oil flowing out from the rod chamber 2 through the supply / discharge passage 5, and the pressure in the rod chamber 2 increases, whereby the piston rod 30 is decelerated.
  • the pressure in the rod chamber 2 generated at this time is referred to as cushion pressure.
  • the cushion bearing 60 has a bearing outer peripheral surface 61 as its outer peripheral surface.
  • the outer peripheral surface 61 of the bearing is formed in a cylindrical surface centered on the central axis O.
  • the outer diameter of the bearing outer peripheral surface 61 is formed larger than the outer diameter of the rod outer peripheral surface 31 and smaller than the inner diameter of the head inner peripheral surface 44.
  • a notch (not shown) in which the bearing outer peripheral surface 61 is partially deleted is formed as a split circle.
  • the split circle portion is formed to be inclined with respect to the central axis O. Thereby, as the piston rod 30 approaches the stroke end, the flow path cross-sectional area of the cushion gap 8 defined by the split circle portion gradually decreases.
  • the clearance (gap width) of the cushion gap 8 and the shape of the split circle portion are set.
  • the slight clearance of the cushion gap 8 may deviate from the set value due to dimensional variations of the bearing outer peripheral surface 61 and the head inner peripheral surface 44 that define the cushion gap 8.
  • the cushion mechanism 106 is provided with a bypass passage 150 that guides hydraulic oil that bypasses the cushion gap 8 and a bypass throttle adjustment mechanism 165 that adjusts the passage opening area of the bypass passage 150.
  • the bypass aperture adjustment mechanism 165 is adjusted by an operator's operation as will be described later.
  • the bypass passage 150 is defined by through holes 51 and 52 and a notch 48 formed in the cylinder head 40.
  • the through holes 51 and 52 are formed to extend in a straight line parallel to the central axis O.
  • One end of the through hole 51 opens to the supply / discharge port 43, and one end of the through hole 52 opens to the rod chamber 2 through the notch 48.
  • the bypass passage 150 communicates the supply / exhaust port 43 and the rod chamber 2.
  • FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of a part of FIG.
  • the hydraulic oil in the rod chamber 2 flows through the cushion gap 8 and through the bypass passage 150 to the supply / exhaust port 43 as indicated by arrows in the drawing.
  • the bypass throttle adjusting mechanism 165 includes a valve housing hole 53 that intersects with the through hole 51 of the bypass passage 150, a valve screw 66 that is housed in the valve housing hole 53 and has a variable passage opening area of the bypass passage 150, and the valve And an adjustment screw hole 54 into which the screw 66 is screwed. The position where the valve screw 66 is screwed into the adjustment screw hole 54 is adjusted by the operator's operation.
  • the valve housing hole 53 is formed so as to extend in a straight line substantially orthogonal to the central axis O, and is also substantially orthogonal to the through hole 51 of the bypass passage 150.
  • the adjustment screw hole 54 is formed coaxially with the valve housing hole 53.
  • a screw hole extending coaxially with the adjustment screw hole 54 is formed as a work hole 55.
  • the working hole 55 opens on the outer wall surface of the cylinder head 40, and a plug 74 is attached.
  • the plug 74 is screwed into the work hole 55 and is attached to the valve hole 53 so that the hydraulic oil does not leak outside through the valve hole 53.
  • the cylindrical valve screw 66 includes a valve body portion 64 that can change the passage opening area of the bypass passage 150, and a valve body portion support portion 63 that supports the valve body portion 64 with respect to the cylinder head 40. These are integrally formed.
  • the spool-type valve body portion 64 includes a pair of land portions 67 and 69 and a valve shaft portion 68 that connects the land portions 67 and 69.
  • the land portions 67 and 69 are fitted into the valve housing hole 53 with the bypass passage 150 (through hole 51) interposed therebetween, and the opening area of the bypass passage 150 can be increased or decreased according to the axial position of the land portions 67 and 69. Configure the aperture.
  • the valve body support portion 63 includes a head portion 72 that is screwed into the adjustment screw hole 54, and a shaft portion 70 that connects the land portion 69 and the head portion 72.
  • a male screw that is screwed into the adjustment screw hole 54 is formed on the outer periphery of the head portion 72, and a tool engaging portion 71 that engages with a tool is opened on the end surface of the head portion 72.
  • the tool engaging portion 71 is a hexagonal hole, and a hexagon wrench is used as a tool that engages with the tool engaging portion 71.
  • 3A and 3B are views seen from the direction of arrow A in FIG. 1 and show the operation of the valve screw 66.
  • the shaded portion shows the opening of the bypass passage 150, and the hydraulic oil flows through this opening. .
  • FIG. 3A shows a state where the valve screw 66 is in the fully open position.
  • the land portions 67 and 69 are located on both sides of the bypass passage 150, and the opening area of the bypass passage 150 is not reduced by the land portions 67 and 69.
  • FIG. 3B shows a state where the valve screw 66 is in the half-open position.
  • the land portion 69 faces the bypass passage 150, and the opening area of the bypass passage 150 is reduced by about half by the land portion 69. From this state, the opening area of the bypass passage 150 is increased by moving the valve screw 66 in the right direction in the drawing, while the opening area of the bypass passage 150 is decreased by moving in the left direction.
  • a test process for measuring the operating characteristics of the hydraulic cylinder 101 is performed after the assembly process of the hydraulic cylinder 101 is completed. Thereafter, an adjustment process is performed in which the operator adjusts the bypass diaphragm adjustment mechanism 165 based on the measurement result.
  • the hydraulic cylinder 101 is expanded and contracted under a predetermined condition by an actuator (not shown), and the expansion and contraction operation speed corresponding to the stroke of the piston rod 30 is measured.
  • the opening of the valve screw 66 is adjusted according to the difference between the measured value of the deceleration near the stroke end and the set value. This adjustment is performed by the operator inserting a tool from the work hole 55 and engaging the tool engaging portion 71 of the valve screw 66 to rotate the valve screw 66 and changing the screwing position of the valve screw 66.
  • the opening area of the bypass passage 150 is adjusted to be smaller than a predetermined reference opening, and the cushion pressure is increased.
  • the opening area of the bypass passage 150 is adjusted to be larger than a predetermined reference opening, and the excessive cushion pressure is lowered.
  • the hydraulic cylinder 101 adjusts the opening area of the bypass passage 150 for each product, so that the cushion pressure caused by the dimensional variation of the bearing outer peripheral surface 61, the head inner peripheral surface 44, and the like that define the cushion gap 8 is determined. This eliminates the excess and deficiency, and allows the deceleration near the stroke end to approach the set value.
  • the cushion mechanism 106 of the fluid pressure cylinder 101 that decelerates the piston rod 30 near the stroke end of the piston rod 30 with respect to the cylinder tube 10, and the cushion gap 8 that restricts the flow of the working fluid
  • the bypass pressure adjusting mechanism 165 adjusts the cushion pressure because the bypass passage 150 that guides the hydraulic oil that bypasses the cushion gap 8 and the bypass throttle adjustment mechanism 165 that adjusts the passage opening area of the bypass passage 150 are provided.
  • the excess or deficiency of the cushion pressure due to the dimensional variation of the members defining the cushion gap 8 is eliminated.
  • the variation in cushioning performance can be suppressed without increasing the dimensional accuracy of the members that define the cushion gap 8, thereby reducing the cost of the product.
  • the bypass throttle adjusting mechanism 165 includes a valve housing hole 53 in which the bypass passage 150 is opened, an adjustment screw hole 54 formed coaxially with the valve housing hole 53, and a valve housing hole 53. And a valve screw 66 that is accommodated across the adjustment screw hole 54, and this valve screw 66 is accommodated in the valve accommodation hole 53, and a valve body portion 64 that makes the passage opening area of the bypass passage 150 variable. And the valve body portion support portion 63 that supports the valve body portion 64 by screwing into the adjustment screw hole 54, so that the operator can set the screwing position of the valve body portion support portion 63 to the adjustment screw hole 54. By adjusting, the valve body 64 is displaced in the valve accommodating hole 53, and the passage opening area of the bypass passage 150 can be changed. As a result, the cushion pressure is adjusted.
  • a holder 23 is interposed inside the cylinder tube 10.
  • the holder 23 is formed in an annular shape centering on the central axis O, and is fitted to the cylinder inner peripheral surface 11 along with the head fitting portion 42 of the cylinder head 40.
  • the holder 23 has a lower end outer peripheral portion seated on the tapered surface 12 of the cylinder inner peripheral surface 11, a lower end surface 47 of the cylinder head 40 abuts on the upper end surface, and is sandwiched between the tapered surface 12 and the lower end surface 47.
  • the holder 23 is not limited to the above-described configuration, and the holder 23 may be fixed to the cylinder head 40 via a bolt (not shown). In this case, it is not necessary to form the tapered surface 12 on the inner surface of the cylinder tube 10.
  • FIG. 5 is an enlarged cross-sectional view of a part of FIG.
  • the inner peripheral surface 24 of the holder 23 is formed in a cylindrical surface shape with the central axis O as the center.
  • a bypass passage 250 is provided in the holder 23.
  • the bypass passage 250 is defined by a notch 25 formed in the cylinder head 40, through holes 26 and 27, and a notch 29.
  • the through holes 26 and 27 are formed to extend in a straight line parallel to the central axis O.
  • One end of the through hole 26 opens into the supply / discharge passage 5 through the notch 25, and one end of the through hole 27 opens into the rod chamber 2 through the notch 29.
  • the bypass passage 250 communicates the supply / exhaust port 43 and the rod chamber 2 through the supply / discharge passage 5.
  • the bypass throttle adjusting mechanism 265 includes a valve housing hole 33 that intersects with the through hole 51 of the bypass passage 250, and a valve that is housed in the valve housing hole 33 and has a variable passage opening area of the bypass passage 250.
  • a screw 66 and an adjusting screw hole 34 into which the valve screw 66 is screwed are provided. The screwing position of the valve screw 66 with respect to the adjusting screw hole 34 is adjusted by the operator.
  • the holder 23 is formed with a valve housing hole 33 extending on a straight line perpendicular to the central axis O, and an adjustment screw hole 34 is formed coaxially with the valve housing hole 33.
  • the valve screw 66 is accommodated across the adjustment screw hole 34 and the valve accommodation hole 33.
  • the valve screw 66 has the same configuration as that of the first embodiment.
  • the cylinder tube 10 is provided with a working hole 55 coaxially with the adjustment screw hole 34.
  • the work hole 55 is a screw hole whose one end is open to the adjustment screw hole 34 of the holder 23 and whose other end is open to the outer wall surface of the cylinder tube 10. It is done.
  • 6A and 6B are views as seen from the direction of arrow A in FIG. 4, showing the operation of the valve screw 66, and the shaded portion shows the opening (flow path portion) of the bypass passage 250.
  • FIG. 6A shows a state where the valve screw 66 is in the fully open position.
  • the land portions 67 and 69 are located on both sides of the bypass passage 250, and the opening area of the bypass passage 250 is not reduced by the land portions 67 and 69.
  • FIG. 6B shows a state where the valve screw 66 is in the half-open position.
  • the land portion 69 faces the bypass passage 250, and the opening area of the bypass passage 250 is reduced by about half by the land portion 69. From this state, the opening area of the bypass passage 250 is increased by moving the valve screw 66 in the right direction in the figure, and the opening area of the bypass passage 250 is decreased by moving in the left direction.
  • the same effects as those of the first embodiment can be obtained.
  • the holder 23 is provided inside the cylinder tube 10 and the bypass throttle adjusting mechanism 265 is provided in the holder 23, the holder 23 corresponding to the required deceleration characteristics is provided inside the cylinder tube 10. It becomes possible to interpose, and the replacement of the bypass throttle adjusting mechanism 265 is easily performed.
  • the holder 23 is removed when the fluid pressure cylinder 201 does not need to include the cushion mechanism 206. Can be easily accommodated. Moreover, the clearance of the cushion gap 8 can be easily changed by exchanging the holder 23.
  • the cushion mechanism 306 of the hydraulic cylinder 301 includes a bypass passage 350 that guides hydraulic oil that bypasses the cushion gap 8, and a bypass throttle adjustment mechanism that allows the operator to adjust the passage opening area of the bypass passage 350. 365 is provided.
  • the bypass passage 350 is defined by the through holes 51 and 52 formed in the cylinder head 40 and the notch 48.
  • FIG. 8 is an enlarged cross-sectional view of a part of FIG.
  • the hydraulic oil in the rod chamber 2 flows through the cushion gap 8 and through the bypass passage 350 to the supply / discharge port 43 as indicated by arrows in the drawing.
  • the bypass throttle adjusting mechanism 365 includes a valve accommodating hole 53 that intersects with the through hole 51 of the bypass passage 350, a spool 84 that is accommodated in the valve accommodating hole 53 and has a variable passage opening area of the bypass passage 350, and the cylinder head 40.
  • a set screw 83 for supporting the spool 84 and an adjustment screw hole 54 for screwing the set screw 83 are provided. This set screw 83 is configured such that the screwing position with respect to the adjustment screw hole 54 is adjusted by an operator.
  • a screw hole extending coaxially with the adjustment screw hole 54 is formed as a work hole 55.
  • the working hole 55 opens on the outer wall surface of the cylinder head 40, and a plug 74 is attached.
  • the spool 84 has a pair of land portions 87 and 89 and a valve shaft portion 88 connecting the land portions 87 and 89.
  • the land portions 87 and 89 are fitted into the valve housing hole 53 with the bypass passage 350 (through hole 51) interposed therebetween, and the opening area of the bypass passage 350 can be increased or decreased depending on the axial position of the land portions 87 and 89. Configure the aperture.
  • the set screw 83 has a head portion 92 that is screwed into the adjusting screw hole 54 and a shaft portion 90 that is in contact with the end surface 84a of the spool 84.
  • a male screw that is screwed into the adjustment screw hole 54 is formed on the outer periphery of the head portion 92, and a tool engaging portion 91 that engages with a tool is opened on the end surface of the head portion 92.
  • the tool engaging portion 91 is a hexagonal hole, and a hexagon wrench is used as a tool that engages with the hexagonal hole.
  • a coiled spring 86 is interposed between the end face 84 b of the spool 84 and the bottom 53 a of the valve housing hole 53 by being compressed.
  • the spool 84 is pressed against the set screw 83 by the spring force of the spring 86.
  • FIG. 9A and 9B are views seen from the direction of arrow A in FIG. 7, showing the operation of the spool 84, and the hatched portion shows the opening (flow path portion) of the bypass passage 350.
  • FIG. 9A and 9B are views seen from the direction of arrow A in FIG. 7, showing the operation of the spool 84, and the hatched portion shows the opening (flow path portion) of the bypass passage 350.
  • FIG. 9A shows a state where the spool 84 is in the fully open position. In this state, the land portions 87 and 89 are located on both sides of the bypass passage 350, and the opening area of the bypass passage 350 is not reduced by the land portions 87 and 89.
  • FIG. 9B shows a state where the spool 84 is in the half-open position.
  • the land portion 89 faces the bypass passage 350, and the opening area of the bypass passage 350 is reduced by about half by the land portion 89. From this state, the opening area of the bypass passage 350 is increased by moving the spool 84 in the right direction in the figure, while the opening area of the bypass passage 350 is decreased by moving in the left direction.
  • the opening of the spool 84 is adjusted according to the difference between the measured value of the deceleration near the stroke end and the set value. This adjustment is performed by the operator inserting a tool from the work hole 55 and engaging the tool engaging portion 91 of the set screw 83 to rotate the set screw 83 and changing the screwing position of the set screw 83.
  • the cushion mechanism 306 includes a cushion gap 8 that restricts the flow of the working fluid, a bypass passage 350 that guides hydraulic oil that bypasses the cushion gap 8, a valve housing hole 53 that opens the bypass passage 350, and the valve housing. Since the spool 84 is accommodated in the hole 53 and increases or decreases the passage opening area of the bypass passage 350, the set screw 83 that supports the spool 84, and the adjustment screw hole 54 into which the set screw 83 is screwed, the adjustment is performed.
  • a holder 23 is interposed inside the cylinder tube 10.
  • the holder 23 is formed in an annular shape centering on the central axis O, and is fitted to the cylinder inner peripheral surface 11 along with the head fitting portion 42 of the cylinder head 40.
  • the holder 23 has a lower end outer peripheral portion seated on the tapered surface 12 of the cylinder inner peripheral surface 11, and a lower end surface 47 of the cylinder head 40 abuts on the upper end surface and is sandwiched between the two.
  • the method for fixing the holder 23 is not limited to this, and for example, the cylinder head 40 and the holder 23 may be fixed with a bolt (not shown). In this case, it is not necessary to form the tapered surface 12 on the inner surface of the cylinder tube 10.
  • FIG. 11 is an enlarged cross-sectional view of a part of FIG.
  • the inner peripheral surface 24 of the holder 23 is formed in a cylindrical surface shape with the central axis O as the center.
  • a bypass passage 450 is provided in the holder 23.
  • the bypass passage 450 is defined by the notch 25, the through holes 26 and 27, and the notch 29 formed in the cylinder head 40.
  • the through holes 26 and 27 are formed to extend on a straight line parallel to the central axis O.
  • One end of the through hole 26 opens into the supply / discharge passage 5 through the notch 25, and one end of the through hole 27 opens into the rod chamber 2 through the notch 29.
  • the bypass passage 450 communicates the supply / exhaust port 43 and the rod chamber 2 via the supply / discharge passage 5.
  • the bypass throttle adjusting mechanism 465 has a valve housing hole 33 that intersects with the through hole 51 of the bypass passage 450 and a passage opening area of the bypass passage 450 that is housed in the valve housing hole 33.
  • a spool 84, a set screw 83 that supports the spool 84 with respect to the holder 23, and an adjustment screw hole 34 into which the set screw 83 is screwed are provided.
  • the set screw 83 is configured so that the screwing position with respect to the adjustment screw hole 34 is adjusted by an operator.
  • the holder 23 is formed with a valve housing hole 33 extending on a straight line substantially orthogonal to the central axis O, and an adjustment screw hole 34 is formed coaxially with the valve housing hole 33.
  • the spool 84 and the set screw 83 have the same configuration as that of the third embodiment.
  • one of the land portions 87 and 89 faces the bypass passage 450 so that the opening area of the bypass passage 450 increases or decreases. It has become.
  • the cylinder tube 10 is formed with a screw hole extending coaxially with the adjustment screw hole 34 as the work hole 55.
  • the working hole 55 opens on the outer wall surface of the cylinder head 40, and a plug 74 is attached.
  • FIG. 12A and 12B are views seen from the direction of the arrow A in FIG. 10, showing the operation of the spool 84, and the hatched portion shows the opening (flow path portion) of the bypass passage 450.
  • FIG. 12A and 12B are views seen from the direction of the arrow A in FIG. 10, showing the operation of the spool 84, and the hatched portion shows the opening (flow path portion) of the bypass passage 450.
  • FIG. 12A and 12B are views seen from the direction of the arrow A in FIG. 10, showing the operation of the spool 84, and the hatched portion shows the opening (flow path portion) of the bypass passage 450.
  • FIG. 12A shows a state where the spool 84 is in the fully open position.
  • the land portions 87 and 89 are located on both sides of the bypass passage 450, and the opening area of the bypass passage 450 is not reduced by the land portions 87 and 89.
  • FIG. 12B shows a state where the spool 84 is in the half-open position.
  • the land portion 89 faces the bypass passage 450, and the opening area of the bypass passage 450 is reduced by about half by the land portion 89. From this state, the opening area of the bypass passage 450 is increased by moving the spool 84 in the right direction in the figure, and the opening area of the bypass passage 450 is decreased by moving in the left direction.
  • the holder 23 since the cushion gap 8 is defined by the inner peripheral surface 24 of the holder 23, the holder 23 is removed when the fluid pressure cylinder 401 does not need to be provided with the cushion mechanism 406. Can be easily accommodated. Moreover, the clearance of the cushion gap 8 can be easily changed by exchanging the holder 23.
  • the present invention can also be applied to a cushion mechanism (not shown) that decelerates the piston rod in the vicinity of the stroke end of the piston rod when the hydraulic cylinder is contracted.
  • the present invention can be applied to fluid pressure cylinders used in various machines and facilities including construction machines.

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Abstract

　シリンダチューブ１０に対するピストンロッド３０のストローク端付近でピストンロッド３０を減速させる流体圧シリンダ１０１のクッション機構１０６であって、作動流体の流れを絞るクッション間隙８と、このクッション間隙８を迂回する作動油を導くバイパス通路５０と、このバイパス通路５０の通路開口面積を調整するバイパス絞り調整機構１６５と、を備える。

Description

流体圧シリンダのクッション機構
　本発明は、シリンダチューブにおけるピストンロッドのストローク端付近でピストンロッドを減速させる流体圧シリンダのクッション機構に関するものである。
　例えば油圧ショベル等に用いられる油圧シリンダ等の流体圧シリンダにあっては、ピストンロッドのストローク端付近でクッション圧力を発生させてピストンロッドを減速させるクッション機構を備えている。
　この種の流体圧シリンダのクッション機構として、ＪＰ２００４－１１７８１Ａに記載のものがある。
　このクッション機構は、ピストンロッドがストローク端付近に来たときに作動流体を通過させるクッション間隙を画成するクッションベアリングと、このクッションベアリングに対峙するように介装されるスペーサ部材と、を備える。
　上記クッション機構は、ピストンロッドがストローク端付近に来たときに、クッションベアリングがスペーサ部材の内側に入ってクッション間隙を画成する。このクッション間隙が作動流体の流れに抵抗を付与することによってクッション圧力が発生するようになっている。
　上述した従来の流体圧シリンダのクッション機構では、クッション間隙を画成するクッションベアリング等の寸法バラツキによってクッション圧力が設定値からズレる可能性がある。
　本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、クッション圧力を調整できる流体圧シリンダのクッション機構を提供することを目的とする。
　本発明のある態様によれば、シリンダチューブに対するピストンロッドのストローク端付近でピストンロッドを減速させる流体圧シリンダのクッション機構であって、作動流体の流れを絞るクッション間隙と、このクッション間隙を迂回する作動油を導くバイパス通路と、このバイパス通路の通路開口面積を調整するバイパス絞り調整機構と、を備える流体圧シリンダのクッション機構が提供される。
　本発明の実施形態及び利点については、添付された図面を参照しながら以下に詳細に説明する。
図１は、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。 図２は、本発明の第１実施形態に係る図１の一部を拡大した油圧シリンダの断面図である。 図３Ａは、本発明の第１実施形態に係るバイパス絞り調整機構の動作を示す図である。 図３Ｂは、本発明の第１実施形態に係るバイパス絞り調整機構の動作を示す図である。 図４は、本発明の第２実施形態に係る油圧シリンダの断面図である。 図５は、本発明の第２実施形態に係る図４の一部を拡大した油圧シリンダの断面図である。 図６Ａは、本発明の第２実施形態に係るバイパス絞り調整機構の動作を示す図である。 図６Ｂは、本発明の第２実施形態に係るバイパス絞り調整機構の動作を示す図である。 図７は、本発明の第３実施形態に係る油圧シリンダの断面図である。 図８は、本発明の第３実施形態に係る図７の一部を拡大した油圧シリンダの断面図である。 図９Ａは、本発明の第３実施形態に係るバイパス絞り調整機構の動作を示す図である。 図９Ｂは、本発明の第３実施形態に係るバイパス絞り調整機構の動作を示す図である。 図１０は、本発明の第４実施形態に係る油圧シリンダの断面図である。 図１１は、本発明の第４実施形態に係る図１０の一部を拡大した油圧シリンダの断面図である。 図１２Ａは、本発明の第４実施形態に係るバイパス絞り調整機構の動作を示す図である。 図１２Ｂは、本発明の第４実施形態に係るバイパス絞り調整機構の動作を示す図である。
　図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
　＜第１実施形態＞
　まず、図１を参照して、本発明の第１実施形態に係る油圧シリンダ１０１について説明する。
　油圧シリンダ１０１は、例えば油圧ショベルのアームシリンダとして用いられる。油圧シリンダ１０１が伸縮作動することにより、油圧ショベルのアームが回動する。
　油圧シリンダ１０１は、筒状をしたシリンダチューブ１０と、このシリンダチューブ１０内にロッド室２とエンド室３を仕切るピストン２０と、このピストン２０に連結されるピストンロッド３０と、を備える。
　ロッド室２とエンド室３は、それぞれ図示しない油圧源に連通し、この油圧源から導かれる作動油圧によってピストンロッド３０が中心軸Ｏ方向に移動して伸縮作動する。図１はピストンロッド３０がストローク端付近に来た状態を示している。
　油圧シリンダ１０１は流体圧シリンダとして設けられ、作動流体としてオイルが用いられるが、オイルの代わりに例えば水溶性代替液等の作動流体を用いても良い。
　円筒状のシリンダチューブ１０の端部には、シリンダヘッド４０が複数のボルト４１を介して締結される。
　シリンダチューブ１０の開口端には、ピストンロッド３０を摺動可能に挿通させるシリンダヘッド４０が設けられる。
　シリンダヘッド４０は、シリンダ内周面１１に嵌合される円筒状のヘッド嵌合部４２を有する。ヘッド嵌合部４２とシリンダ内周面１１の間にシールリング９が介装され、このシールリング９によってロッド室２が密封される。
　シリンダヘッド４０の内周には軸受５９、サブシール５６、メインシール５７、ダストシール５８がそれぞれ介装され、これらがピストンロッド３０のロッド外周面３１に摺接することによってロッド室２が密封される。
　シリンダヘッド４０の内周には軸受５９が介装され、この軸受５９がロッド外周面３１に摺接することにより、ピストンロッド３０がシリンダチューブ１０の中心軸Ｏ方向に平行移動するように支持される。
　シリンダヘッド４０のフランジ面４６には給排口４３が開口し、この給排口４３に油圧源に連通する図示しない油圧配管が接続される。
　シリンダヘッド４０の内周にはヘッド環状溝４５及びヘッド内周面４４が形成される。このヘッド環状溝４５及びヘッド内周面４４とピストンロッド３０との間に給排通路５が画成される。ヘッド環状溝４５には、給排口４３の一端が開口される。ヘッド内周面４４は、中心軸Ｏを中心とする円筒面状に形成される。
　油圧シリンダ１０１の伸縮作動時に、油圧源からの作動油が図中白抜き矢印で示すように給排口４３を通って給排される。
　図１にてピストンロッド３０が下方に移動する油圧シリンダ１０１の収縮作動時、油圧源から油圧配管を通って供給される加圧作動油が、給排口４３、給排通路５を通ってロッド室２に流入する。
　一方、図１にてピストンロッド３０が上方に移動する油圧シリンダ１０１の伸張作動時におけるストローク中程では、ロッド室２の作動油が給排通路５、給排口４３、油圧配管を通って油圧源へと流出する。
　油圧シリンダ１０１には、ピストンロッド３０を減速させるクッション機構１０６が設けられる。クッション機構１０６は、ピストンロッド３０がストローク端付近に来たときに、作動油の流れを絞るクッション間隙８を画成してピストンロッド３０を減速させるようになっている。
　ピストンロッド３０には円筒状のクッションベアリング６０が取り付けられる。このクッションベアリング６０は、ピストンロッド３０の端部の外周面に嵌合され、ピストンロッド３０の環状段部３２とピストン２０の上端面２２との間に挟持される。
　なお、これに限らず、クッションベアリングがピストンロッド３０に一体形成される構成としてもよい。
　また、クッションベアリング６０はピストンロッド３０に間隙を持って嵌合し、クッションベアリング６０がピストンロッド３０の半径方向について移動可能にフローティング支持される構成してもよい。
　油圧シリンダ１０１の伸張作動時に、ピストンロッド３０がストローク端付近に来たときに、クッションベアリング６０がヘッド内周面４４の内側に入ることによって、クッションベアリング６０とヘッド内周面４４の間にクッション間隙８が画成される。クッションベアリング６０がヘッド内周面４４の内側に入ると、ロッド室２の作動油が、クッション間隙８と給排通路５と油圧配管を通って油圧源へと流出する。このクッション間隙８がロッド室２から給排通路５を通って流出する作動油の流れに抵抗を付与し、ロッド室２の圧力が上昇することにより、ピストンロッド３０を減速する。このときに生じるロッド室２の圧力をクッション圧力と称する。
　クッションベアリング６０は、その外周面としてベアリング外周面６１を有する。このベアリング外周面６１は中心軸Ｏを中心とする円筒面状に形成される。
　ベアリング外周面６１の外径は、ロッド外周面３１の外径より大きく、かつヘッド内周面４４の内径より小さく形成される。ストローク端付近でクッションベアリング６０がヘッド内周面４４に入ることによって、クッションベアリング６０とヘッド内周面４４の間にクッション間隙８が画成される。
　クッションベアリング６０には、ベアリング外周面６１を部分的に削除した図示しない切り欠きが割円部として形成される。この割円部は中心軸Ｏに対して傾斜して形成される。これにより、ピストンロッド３０がストローク端に近づくのにしたがって、割円部によって画成されるクッション間隙８の流路断面積が漸次減少するようになっている。クッション機構１０６に要求される減速特性に応じて、クッション間隙８のクリアランス（間隙幅）、割円部の形状が設定される。
　しかし、クッション間隙８の微少なクリアランスは、クッション間隙８を画成するベアリング外周面６１、ヘッド内周面４４等の寸法バラツキによって設定値からズレる可能性がある。
　これに対処して、クッション機構１０６には、クッション間隙８を迂回する作動油を導くバイパス通路１５０と、このバイパス通路１５０の通路開口面積を調整するバイパス絞り調整機構１６５と、が設けられる。バイパス絞り調整機構１６５は、後述するように作業者の操作によって調整される。
　バイパス通路１５０は、シリンダヘッド４０に形成される通孔５１、５２、切り欠き部４８によって画成される。この通孔５１、５２は、中心軸Ｏと平行な直線状に延びるように形成される。通孔５１の一端が給排口４３に開口し、通孔５２の一端が切り欠き部４８を介してロッド室２に開口する。これにより、バイパス通路１５０は、給排口４３とロッド室２を連通する。
　油圧シリンダ１０１が最も伸長した状態では、ピストン２０の上端面２２がシリンダヘッド４０の下端面４９に当接するが、切り欠き部４８によってクッション間隙８及びバイパス通路１５０がロッド室２と連通される。
　図２は図１の一部を拡大した断面図である。油圧シリンダ１０１の伸長作動時に、ロッド室２の作動油は、図中矢印で示すように、クッション間隙８を通るとともに、バイパス通路１５０を通って給排口４３へと流れる。
　バイパス絞り調整機構１６５は、バイパス通路１５０の通孔５１と交差するバルブ収容孔５３と、このバルブ収容孔５３に収容されてバイパス通路１５０の通路開口面積を可変とするバルブスクリュ６６と、このバルブスクリュ６６を螺合させる調整用ネジ孔５４と、を備える。このバルブスクリュ６６が調整用ネジ孔５４に螺合する位置は、作業者の操作によって調整される。
　バルブ収容孔５３は、中心軸Ｏに対して略直交する直線状に延びるように形成され、バイパス通路１５０の通孔５１に対しても略直交する。調整用ネジ孔５４は、バルブ収容孔５３と同軸上に形成される。
　シリンダヘッド４０には、作業孔５５として調整用ネジ孔５４と同軸上に延びるネジ孔が形成される。この作業孔５５はシリンダヘッド４０の外壁面に開口し、栓体７４が取り付けられる。この栓体７４は作業孔５５に螺合して取り付けられ、バルブ収容孔５３を閉塞することにより、作動油がバルブ収容孔５３を通って外部へと洩れ出さないようになっている。
　円柱状のバルブスクリュ６６は、バイパス通路１５０の通路開口面積を可変とする弁体部６４と、シリンダヘッド４０に対して弁体部６４を支持する弁体部支持部６３と、を有し、これらが一体形成される。
　スプール式の弁体部６４は、一対のランド部６７、６９と、このランド部６７、６９を結ぶ弁軸部６８と有する。このランド部６７、６９がバイパス通路１５０（通孔５１）を挟んでバルブ収容孔５３に嵌合され、ランド部６７、６９の軸方向の位置に応じてバイパス通路１５０の開口面積を増減する可変絞りを構成する。
　弁体部支持部６３は、調整用ネジ孔５４に螺合するヘッド部７２と、ランド部６９とヘッド部７２を結ぶ軸部７０と、を有する。ヘッド部７２の外周には調整用ネジ孔５４に螺合する雄ねじが形成され、ヘッド部７２の端面には工具に係合する工具係合部７１が開口される。例えば、工具係合部７１は六角穴であり、これに係合する工具は六角レンチが用いられる。
　作業者がヘッド部７２の螺合位置を変えてバルブスクリュ６６をその軸方向に移動することにより、ランド部６７、６９の一方がバイパス通路１５０に臨み、バイパス通路１５０の開口面積が減らされるようになっている。
　図３Ａ、図３Ｂは、図１の矢印Ａ方向から見た図であり、バルブスクリュ６６の動作を示しており、斜線部分がバイパス通路１５０の開口部を示し、この開口部を作動油が流れる。
　図３Ａは、バルブスクリュ６６が全開位置にある様子を示している。この状態では、ランド部６７、６９がバイパス通路１５０の両側に位置しており、バイパス通路１５０の開口面積がランド部６７、６９によって削減されることはない。
　図３Ｂは、バルブスクリュ６６が半開位置にある様子を示している。この状態では、ランド部６９がバイパス通路１５０に臨んでおり、バイパス通路１５０の開口面積がランド部６９によって半分程度削減されている。この状態から、バルブスクリュ６６が図にて右方向に移動することによってバイパス通路１５０の開口面積が増加する一方、左方向に移動することによってバイパス通路１５０の開口面積が減少する。
　油圧シリンダ１０１の製造時には、油圧シリンダ１０１の組み立て工程が終了した後に、油圧シリンダ１０１の作動特性を測定する試験工程が行われる。その後に、作業者がこの測定結果に基づいてバイパス絞り調整機構１６５の調整をする調整工程が行われる。
　試験工程では、油圧シリンダ１０１を図示しないアクチュエータによって所定の条件で伸縮作動させ、ピストンロッド３０のストロークに応じた伸縮作動速度を測定する。
　調整工程では、ストローク端付近の減速度の測定値と設定値との差に応じて、バルブスクリュ６６の開度が調整される。この調整は、作業者が工具を作業孔５５から差し込んでバルブスクリュ６６の工具係合部７１に係合させてバルブスクリュ６６を回転し、バルブスクリュ６６の螺合位置を変えることによって行われる。
　減速度の測定値が設定値より低い場合には、バイパス通路１５０の開口面積が所定の基準開度より小さくなるように調整され、クッション圧力が高められる。一方、減速度の測定値が設定値より高い場合には、バイパス通路１５０の開口面積が所定の基準開度より大きくなるように調整され、過大なクッション圧力が下げられる。
　こうして、油圧シリンダ１０１は、製品毎にバイパス通路１５０の開口面積の調整が行われることにより、クッション間隙８を画成するベアリング外周面６１、ヘッド内周面４４等の寸法バラツキに起因するクッション圧力の過不足が解消され、ストローク端付近の減速度を設定値に近づけられる。
　以上の第１実施形態では、シリンダチューブ１０に対するピストンロッド３０のストローク端付近でピストンロッド３０を減速させる流体圧シリンダ１０１のクッション機構１０６であって、作動流体の流れを絞るクッション間隙８と、このクッション間隙８を迂回する作動油を導くバイパス通路１５０と、このバイパス通路１５０の通路開口面積を調整するバイパス絞り調整機構１６５と、を備えるため、バイパス絞り調整機構１６５によってクッション圧力が調整されることによって、クッション間隙８を画成する部材の寸法バラツキに起因するクッション圧力の過不足が解消される。これにより、クッション間隙８を画成する部材の寸法精度を高めることなく、クッション性能のバラツキを抑えられるため、製品のコストダウンがはかれる。
　また、第１実施形態では、バイパス絞り調整機構１６５は、バイパス通路１５０が開口するバルブ収容孔５３と、このバルブ収容孔５３と同軸上に形成される調整用ネジ孔５４と、バルブ収容孔５３と調整用ネジ孔５４に渡って収容されるバルブスクリュ６６と、を備え、このバルブスクリュ６６は、バルブ収容孔５３に収容されてバイパス通路１５０の通路開口面積を可変とする弁体部６４と、調整用ネジ孔５４に螺合して弁体部６４を支持する弁体部支持部６３と、を有するため、作業者が調整用ネジ孔５４に対する弁体部支持部６３の螺合位置を調整することにより、弁体部６４がバルブ収容孔５３にて変位し、バイパス通路１５０の通路開口面積を変えられる。これによって、クッション圧力が調整される。
　＜第２実施形態＞
　次に、図４～６を参照して、本発明の第２実施形態に係る油圧シリンダ２０１のクッション機構２０６について説明する。以下では、前記第１実施形態と異なる点のみを説明する。なお、第１実施態と同一の構成には同一の符号を付す。
　図４に示すように、シリンダチューブ１０の内側にホルダ２３が介装される。ホルダ２３は、中心軸Ｏを中心とする円環状に形成され、シリンダ内周面１１に、シリンダヘッド４０のヘッド嵌合部４２と並んで嵌合される。ホルダ２３は、その下端外周部がシリンダ内周面１１のテーパ面１２に着座し、その上端面にシリンダヘッド４０の下端面４７が当接し、テーパ面１２と下端面４７の間に挟持される。
　なお、上述した構成に限らず、ホルダ２３をシリンダヘッド４０に図示しないボルトを介して固定してもよい。この場合に、シリンダチューブ１０の内面にテーパ面１２を形成する必要がなくなる。
　図５は図４の一部を拡大した断面図である。ホルダ２３の内周面２４は、中心軸Ｏを中心とする円筒面状に形成される。油圧シリンダ２０１の伸張作動時に、ピストンロッド３０がストローク端付近に来たときに、クッションベアリング６０がホルダ２３の内側に入ることによって、両者の間にクッション間隙８が画成される。
　ホルダ２３にバイパス通路２５０が設けられる。このバイパス通路２５０は、シリンダヘッド４０に形成される切り欠き部２５、通孔２６、２７、切り欠き部２９によって画成される。この通孔２６、２７は、中心軸Ｏと平行な直線状に延びるように形成される。通孔２６の一端が切り欠き部２５を介して給排通路５に開口し、通孔２７の一端が切り欠き部２９を介してロッド室２に開口する。これにより、バイパス通路２５０は、給排通路５を介して給排口４３とロッド室２を連通する。
　油圧シリンダ２０１が最も伸長した状態では、ピストン２０の上端面２２がホルダ２３の下端面３９に当接するが、切り欠き部２９によってクッション間隙８及びバイパス通路２５０がロッド室２と連通される。
　油圧シリンダ２０１の伸長作動時に、ロッド室２の作動油は、図５に矢印で示すように、クッション間隙８を通るとともに、バイパス通路２５０を通って給排通路５へと流れる。
　図５に示すように、バイパス絞り調整機構２６５は、バイパス通路２５０の通孔５１と交差するバルブ収容孔３３と、このバルブ収容孔３３に収容されバイパス通路２５０の通路開口面積を可変とするバルブスクリュ６６と、このバルブスクリュ６６を螺合させる調整用ネジ孔３４と、を備える。作業者によって調整用ネジ孔３４に対するバルブスクリュ６６の螺合位置が調整される。
　ホルダ２３には、バルブ収容孔３３が中心軸Ｏに対して直交する直線上に延びるように形成されるとともに、調整用ネジ孔３４がバルブ収容孔３３と同軸上に形成される。
　調整用ネジ孔３４とバルブ収容孔３３に渡ってバルブスクリュ６６が収容される。バルブスクリュ６６は前記第１実施形態と同様の構成を有する。作業者がヘッド部７２の螺合位置を変えてバルブスクリュ６６をその軸方向に移動することにより、ランド部６７、６９の一方がバイパス通路２５０に臨み、バイパス通路２５０の開口面積が増減するようになっている。
　シリンダチューブ１０には、調整用ネジ孔３４と同軸上に作業孔５５が形成される。この作業孔５５は、その一端がホルダ２３の調整用ネジ孔３４に対峙して開口し、その他端がシリンダチューブ１０の外壁面に開口するネジ孔であり、栓体７４が螺合して取り付けられる。
　図６Ａ、図６Ｂは、図４の矢印Ａ方向から見た図であり、バルブスクリュ６６の動作を示しており、斜線部分がバイパス通路２５０の開口部（流路部）を示している。
　図６Ａは、バルブスクリュ６６が全開位置にある様子を示している。この状態では、ランド部６７、６９がバイパス通路２５０の両側に位置しており、バイパス通路２５０の開口面積がランド部６７、６９によって削減されることはない。
　図６Ｂは、バルブスクリュ６６が半開位置にある様子を示している。この状態では、ランド部６９がバイパス通路２５０に臨んでおり、バイパス通路２５０の開口面積がランド部６９によって半分程度削減されている。この状態から、バルブスクリュ６６が図にて右方向に移動することによってバイパス通路２５０の開口面積が増加し、左方向に移動することによってバイパス通路２５０の開口面積が減少する。
　以上の第２実施形態によれば、上記第１実施形態と同様の作用効果を奏する。また、シリンダチューブ１０の内側に介装されるホルダ２３を備え、このホルダ２３にバイパス絞り調整機構２６５が介装されるため、要求される減速特性に応じたホルダ２３をシリンダチューブ１０の内側に介装することが可能となり、バイパス絞り調整機構２６５の交換が容易に行われる。また、ホルダ２３を追加することにより、シリンダヘッド４０の基本形状を変更することなく実施することが可能となり、製品のコストアップを抑えられる。
　また、第２実施形態によれば、ホルダ２３の内周面２４によってクッション間隙８が画成されるため、流体圧シリンダ２０１にクッション機構２０６を備える必要がない場合には、ホルダ２３を外すことによって容易に対応できる。また、ホルダ２３を交換することにより、クッション間隙８のクリアランスを容易に変更できる。
　＜第３実施形態＞
　次に、図７～９を参照して、本発明の第３実施形態に係る油圧シリンダ３０１のクッション機構３０６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のみを説明し、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。
　図７に示すように、油圧シリンダ３０１のクッション機構３０６には、クッション間隙８を迂回する作動油を導くバイパス通路３５０と、このバイパス通路３５０の通路開口面積を作業者が調整するバイパス絞り調整機構３６５とが設けられる。
　バイパス通路３５０は、シリンダヘッド４０に形成される通孔５１、５２、切り欠き部４８によって画成される。
　図８は図７の一部を拡大した断面図である。油圧シリンダ３０１の伸長作動時に、ロッド室２の作動油は、図中矢印で示すように、クッション間隙８を通るとともに、バイパス通路３５０を通って給排口４３へと流れる。
　バイパス絞り調整機構３６５は、バイパス通路３５０の通孔５１と交差するバルブ収容孔５３と、このバルブ収容孔５３に収容されてバイパス通路３５０の通路開口面積を可変とするスプール８４と、シリンダヘッド４０に対してスプール８４を支持するセットスクリュ８３と、このセットスクリュ８３を螺合させる調整用ネジ孔５４と、を備える。このセットスクリュ８３は、調整用ネジ孔５４に対する螺合位置が作業者によって調整される構成する。
　シリンダヘッド４０には、作業孔５５として調整用ネジ孔５４と同軸上に延びるネジ孔が形成される。この作業孔５５はシリンダヘッド４０の外壁面に開口し、栓体７４が取り付けられる。
　スプール８４は、一対のランド部８７、８９と、このランド部８７、８９を結ぶ弁軸部８８と有する。このランド部８７、８９がバイパス通路３５０（通孔５１）を挟んでバルブ収容孔５３に嵌合され、ランド部８７、８９の軸方向の位置に応じてバイパス通路３５０の開口面積を増減する可変絞りを構成する。
　セットスクリュ８３は、調整用ネジ孔５４に螺合するヘッド部９２と、スプール８４の端面８４ａに当接する軸部９０と、を有する。ヘッド部９２の外周には調整用ネジ孔５４に螺合する雄ねじが形成され、ヘッド部９２の端面には工具に係合する工具係合部９１が開口される。例えば、工具係合部９１は六角穴であり、これに係合する工具は六角レンチが用いられる。
　スプール８４の端面８４ｂとバルブ収容孔５３の底部５３ａの間には、コイル状のスプリング８６が圧縮して介装される。スプール８４は、このスプリング８６のバネ力によってセットスクリュ８３に押し付けられる。
　作業者がヘッド部９２の螺合位置を変えてセットスクリュ８３をその軸方向に移動することにより、スプリング８６によってこれに押し付けられるスプール８４が一緒に移動する。これにより、ランド部８７、８９の一方がバイパス通路３５０に臨み、バイパス通路３５０の開口面積が減らされるようになっている。
　図９Ａ、図９Ｂは、図７の矢印Ａ方向から見た図であり、スプール８４の動作を示しており、斜線部分がバイパス通路３５０の開口部（流路部）を示している。
　図９Ａは、スプール８４が全開位置にある様子を示している。この状態では、ランド部８７、８９がバイパス通路３５０の両側に位置しており、バイパス通路３５０の開口面積がランド部８７、８９によって削減されることはない。
　図９Ｂは、スプール８４が半開位置にある様子を示している。この状態では、ランド部８９がバイパス通路３５０に臨んでおり、バイパス通路３５０の開口面積がランド部８９によって半分程度削減されている。この状態から、スプール８４が図にて右方向に移動することによってバイパス通路３５０の開口面積が増加する一方、左方向に移動することによってバイパス通路３５０の開口面積が減少する。
　油圧シリンダ３０１の製造時には、油圧シリンダ３０１の組み立て工程が終了した後に、油圧シリンダ３０１の作動特性を測定する試験工程が行われ、作業者がこの測定結果に基づいてバイパス絞り調整機構８５の調整をする調整工程が行われる。
　調整工程では、ストローク端付近の減速度の測定値と設定値との差に応じて、スプール８４の開度が調整される。この調整は、作業者が工具を作業孔５５から差し込んでセットスクリュ８３の工具係合部９１に係合させてセットスクリュ８３を回転し、セットスクリュ８３の螺合位置を変えることによって行われる。
　以上の第３実施形態によれば、上記第１実施形態と同様の作用効果を奏する。また、クッション機構３０６は、作動流体の流れを絞るクッション間隙８と、このクッション間隙８を迂回する作動油を導くバイパス通路３５０と、このバイパス通路３５０が開口するバルブ収容孔５３と、このバルブ収容孔５３に収容されてバイパス通路３５０の通路開口面積を増減するスプール８４と、スプール８４を支持するセットスクリュ８３と、このセットスクリュ８３を螺合させる調整用ネジ孔５４と、を備えるため、調整用ネジ孔５４に対するセットスクリュ８３の螺合位置を調整することにより、スプール８４がバルブ収容孔５３にて変位し、バイパス通路３５０の通路開口面積が変えられ、クッション間隙８を画成する部材の寸法バラツキに起因するクッション圧力の過不足が解消される。
　＜第４実施形態＞
　次に、図１０～１２を参照して、本発明の第４実施形態に係る油圧シリンダ４０１のクッション機構４０６について説明する。以下では、上記第３実施形態と異なる点のみを説明し、第３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。
　図１０に示すように、シリンダチューブ１０の内側にホルダ２３が介装される。ホルダ２３は、中心軸Ｏを中心とする円環状に形成され、シリンダ内周面１１に、シリンダヘッド４０のヘッド嵌合部４２と並んで嵌合される。ホルダ２３は、その下端外周部がシリンダ内周面１１のテーパ面１２に着座し、その上端面にシリンダヘッド４０の下端面４７が当接し、両者の間に挟持される。
　なお、ホルダ２３の固定方法については、これに限らず、他に例えば、シリンダヘッド４０とホルダ２３とを図示しないボルトにて固定してもよい。この場合に、シリンダチューブ１０の内面にテーパ面１２を形成する必要がなくなる。
　図１１は図１０の一部を拡大した断面図である。ホルダ２３の内周面２４は、中心軸Ｏを中心とする円筒面状に形成される。油圧シリンダ４０１の伸張作動時に、ピストンロッド３０がストローク端付近に来たときに、クッションベアリング６０がホルダ２３の内側に入ることによって、両者の間にクッション間隙８が画成される。
　ホルダ２３にバイパス通路４５０が設けられる。このバイパス通路４５０は、シリンダヘッド４０に形成される切り欠き部２５、通孔２６、２７、切り欠き部２９によって画成される。この通孔２６、２７は、中心軸Ｏと平行な直線上に延びるように形成される。通孔２６の一端が切り欠き部２５を介して給排通路５に開口し、通孔２７の一端が切り欠き部２９を介してロッド室２に開口する。これにより、バイパス通路４５０は、給排通路５を介して給排口４３とロッド室２を連通する。
　油圧シリンダ４０１が最も収縮した状態では、ピストン２０の上端面２２がホルダ２３の下端面３９に当接するが、切り欠き部２９によってクッション間隙８及びバイパス通路４５０がロッド室２と連通される。
　油圧シリンダ４０１の収縮作動時に、ロッド室２の作動油は、図８に矢印で示すように、クッション間隙８を通るとともに、バイパス通路４５０を通って給排通路５へと流れる。
　図１１に示すように、バイパス絞り調整機構４６５は、バイパス通路４５０の通孔５１と交差するバルブ収容孔３３と、このバルブ収容孔３３に収容されてバイパス通路４５０の通路開口面積を可変とするスプール８４と、ホルダ２３に対してスプール８４を支持するセットスクリュ８３と、このセットスクリュ８３を螺合させる調整用ネジ孔３４と、を備える。このセットスクリュ８３は、調整用ネジ孔３４に対する螺合位置が作業者によって調整される構成する。
　ホルダ２３には、バルブ収容孔３３が中心軸Ｏに対して略直交する直線上に延びるように形成されるとともに、調整用ネジ孔３４がバルブ収容孔３３と同軸上に形成される。
　スプール８４とセットスクリュ８３は前記第３実施形態と同様の構成を有する。作業者がヘッド部９２の螺合位置を変えてセットスクリュ８３をその軸方向に移動することにより、ランド部８７、８９の一方がバイパス通路４５０に臨み、バイパス通路４５０の開口面積が増減するようになっている。
　シリンダチューブ１０には、作業孔５５として調整用ネジ孔３４と同軸上に延びるネジ孔が形成される。この作業孔５５はシリンダヘッド４０の外壁面に開口し、栓体７４が取り付けられる。
　図１２Ａ、図１２Ｂは、図１０の矢印Ａ方向から見た図であり、スプール８４の動作を示しており、斜線部分がバイパス通路４５０の開口部（流路部）を示している。
　図１２Ａは、スプール８４が全開位置にある様子を示している。この状態では、ランド部８７、８９がバイパス通路４５０の両側に位置しており、バイパス通路４５０の開口面積がランド部８７、８９によって削減されることはない。
　図１２Ｂは、スプール８４が半開位置にある様子を示している。この状態では、ランド部８９がバイパス通路４５０に臨んでおり、バイパス通路４５０の開口面積がランド部８９によって半分程度削減されている。この状態から、スプール８４が図にて右方向に移動することによってバイパス通路４５０の開口面積が増加し、左方向に移動することによってバイパス通路４５０の開口面積が減少する。
　以上の第４実施形態によれば、上記第３実施形態と同様の作用効果を奏する。また、シリンダチューブ１０の内側に介装されるホルダ２３を備え、このホルダ２３にバイパス絞り調整機構４６５が介装されるため、要求される減速特性に応じたホルダ２３をシリンダチューブ１０の内側に介装することが可能となり、バイパス絞り調整機構４６５の交換が容易に行われる。また、ホルダ２３を追加することにより、シリンダヘッド４０の基本形状を変更することなく実施することが可能となり、製品のコストアップを抑えられる。
　また、第４実施形態によれば、ホルダ２３の内周面２４によってクッション間隙８が画成されるため、流体圧シリンダ４０１にクッション機構４０６を備える必要がない場合には、ホルダ２３を外すことによって容易に対応できる。また、ホルダ２３を交換することにより、クッション間隙８のクリアランスを容易に変更できる。
　なお、本発明は、流体圧シリンダの収縮作動時におけるピストンロッドのストローク端付近でピストンロッドを減速させるクッション機構（図示せず）に適用することもできる。
　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。
　本願は２０１１年３月２４日に日本国特許庁に出願された特願２０１１－０６５６８０及び特願２０１１－０６５６８４に基づく優先権を主張し、この出願の全ての内容は参照により本明細書に組み込まれる。
　本発明は、建設機械をはじめ、種々の機械、設備に用いられる流体圧シリンダに適用できる。

Claims (5)

  1. 　シリンダチューブに対するピストンロッドのストローク端付近で前記ピストンロッドを減速させる流体圧シリンダのクッション機構であって、
    　作動流体の流れを絞るクッション間隙と、
    　前記クッション間隙を迂回する作動油を導くバイパス通路と、
    　前記バイパス通路の通路開口面積を調整するバイパス絞り調整機構と、を備える流体圧シリンダのクッション機構。
  2. 　請求項１に記載の流体圧シリンダのクッション機構であって、
    　前記バイパス絞り調整機構は、
    　前記バイパス通路が開口するバルブ収容孔と、
    　前記バルブ収容孔と同軸上に形成される調整用ネジ孔と、
    　前記バルブ収容孔と前記調整用ネジ孔に渡って収容されるバルブスクリュと、を備え、
    　前記バルブスクリュは、
    　前記バルブ収容孔に収容されて前記バイパス通路の通路開口面積を可変とする弁体部と、
    　前記調整用ネジ孔に螺合して前記弁体部を支持する弁体部支持部と、を有する流体圧シリンダのクッション機構。
  3. 　請求項１に記載の流体圧シリンダのクッション機構であって、
    　前記バイパス絞り調整機構は、
    　前記バイパス通路が開口するバルブ収容孔と、
    　前記バルブ収容孔に収容されて前記バイパス通路の通路開口面積を増減するスプールと、
    　前記スプールを支持するセットスクリュと、
    　前記セットスクリュを螺合させる調整用ネジ孔と、を備える流体圧シリンダのクッション機構。
  4. 　請求項１から３のいずれか一つに記載の流体圧シリンダのクッション機構であって、
    　前記シリンダチューブの内側に介装されるホルダを備え、
    　前記ホルダに前記バイパス通路が形成されるとともに前記バイパス絞り調整機構が介装される流体圧シリンダのクッション機構。
  5. 　請求項４に記載の流体圧シリンダのクッション機構であって、
    　前記ホルダの内周面によって前記クッション間隙が画成される記載の流体圧シリンダのクッション機構。
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