(57)【要約】【課題】  中空ロッドの肉厚を大きくすることなく、溶接部の耐久性、寿命を向上することができ、装置の小型、軽量化を図ることができるようにする。【解決手段】  中空ロッド１７の固定端１７Ａ側をピストン１５に固定するための固定用筒体１８を、中空ロッド１７よりも内径側の肉厚が大きい筒状の固定部材１９と、中空ロッド１７の固定端１７Ａと固定部材１９との間に介在して設けられる筒状の連結部材２０とにより構成する。筒状の連結部材２０は軸方向の一側を内径側の肉厚が大きい大径部とし、軸方向の他側を肉厚の小さい小径部とする。連結部材２０は、中空ロッド１７よりも肉厚が大きい大径部側を固定部材１９に差込み溶接部２２により接合し、肉厚の小さい小径部側を中空ロッド１７の固定端１７Ａ側に突合せ溶接部２１により接合する。【選択図】        図３
2010242856.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状のチューブと、該チューブ内にボトム側室とロッド側室とを画成するため外周側が前記チューブ内に摺動可能に挿嵌され内周側が軸方向に延びる貫通穴となった筒状のピストンと、軸方向の一側が該ピストンに固定して設けられ軸方向の他側が前記チューブ外に突出した筒状の中空ロッドと、該中空ロッドの一側を前記ピストンに固定するため前記ピストンの貫通穴内に配置して設けられる固定用筒体と、該固定用筒体および前記中空ロッドの内周側を軸方向に貫通して延び前記ピストンの貫通穴を介して前記ボトム側室に連通する内径側通路と前記ロッド側室に連通する外径側通路とを形成するパイプ部材とを備えてなるシリンダ装置において、
前記固定用筒体は、前記中空ロッドよりも内径側に肉厚を大きくした筒状体として形成され前記ピストンの貫通穴内に固定される筒状の固定部材と、前記中空ロッドと固定部材との間に設けられ該固定部材を前記中空ロッドの一側に連結する筒状の連結部材とにより構成し、
該連結部材は、軸方向の一側が前記中空ロッドよりも内径側の肉厚が大きい大径部となって前記固定部材に溶接され、軸方向の他側が内径側の肉厚が小さい小径部となって前記中空ロッドの一側に溶接して固着される構成としたことを特徴とするシリンダ装置。
【請求項２】
前記外径側通路の軸方向一側の端部は前記パイプ部材と連結部材との間に形成され、この端部は前記固定部材により閉塞される構成としてなる請求項１に記載のシリンダ装置。
【請求項３】
前記連結部材の外径側には、前記固定部材との溶接部および前記中空ロッドとの溶接部を一緒に外側から囲繞する筒体を設ける構成としてなる請求項１または２に記載のシリンダ装置。
【請求項４】
前記連結部材の軸方向の一側には溶接用の開先部を形成し、前記固定部材の軸方向の他側には、前記連結部材の開先部に対して内径側から差込まれる差込み部と、該差込み部の外径側に形成され前記連結部材の開先部と軸方向で対向して配置される溶接用の他の開先部とを設け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。
【請求項５】
前記連結部材は、軸方向の他側に位置する前記小径部側を前記中空ロッドの一側に突合せ溶接により接合す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。
【請求項６】
前記連結部材は、軸方向の一側に位置する前記大径部側を前記固定部材に対して差込み溶接により接合する構成としてなる請求項１，２，３，４または５に記載のシリンダ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば油圧ショベル等の建設機械において伸縮式のアームを駆動するのに好適に用いられるシリンダ装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、油圧ショベル等の建設機械にあっては、例えばクラムシェルを上，下方向に昇降するために伸縮式のアームを用い、該アームの伸縮動作を長尺な油圧シリンダからなるシリンダ装置を用いて制御する構成としている（例えば、特許文献１，２参照）。
【０００３】
この種の従来技術によるシリンダ装置は、円筒状のチューブと、該チューブ内にボトム側室とロッド側室とを画成するため外周側が前記チューブ内に摺動可能に挿嵌され内周側が軸方向に延びる貫通穴となった筒状のピストンと、軸方向の一側が該ピストンに固定して設けられ軸方向の他側が前記チューブ外に突出した筒状の中空ロッドと、該中空ロッドの内周側を軸方向に貫通して延び前記ピストンの貫通穴を介して前記ボトム側室に連通する内径側通路と前記ロッド側室に連通する外径側通路とを形成するパイプ部材とを備えている。
【０００４】
また、前記中空ロッドの軸方向一側には、該中空ロッドを前記ピストンに固定するための固定用筒体が、例えば差込み溶接により接合して設けられている。そして、前記中空ロッドの一側をピストンに固定するときには、固定用筒体が前記ピストンの貫通穴内に緩止め状態で螺着して取付けられるものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−２６２２０６号公報
【特許文献２】特開２００４−１７６３８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、上述した従来技術では、中空ロッドの軸方向一側をピストンに固定するときに、ピストンと中空ロッドとの間に固定用筒体を介在させ、この固定用筒体を用いて両者を固定する構成としている。即ち、固定用筒体は、予め中空ロッドの一側に差込み溶接により接合して設け、この状態で固定用筒体を前記ピストンの貫通穴内へと螺着することにより、前記中空ロッドをピストンに対して固定するものである。
【０００７】
しかし、このような従来技術では、中空ロッドの一側に固定用筒体を差込み溶接するため、両者の溶接箇所には未溶着部が残ることがあり、この部分が起点となって亀裂が発生し易く、溶接部の耐久性、寿命が低下するという問題がある。
【０００８】
このため、従来技術では、中空ロッドの肉厚（径方向の厚み）を大きくすることにより、前記溶接部の耐久性、寿命を延ばす等の対策をとっている。しかし、中空ロッドの肉厚を大きくすると、材料費が嵩むばかりでなく、中空ロッドの外径が大きくなるためにシリンダ装置全体の外径も大きくなり、シリンダ装置の小型、軽量化を図る上で大きな障害となってしまう。
【０００９】
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、本発明の目的は、中空ロッドの肉厚を大きくすることなく、溶接部の耐久性、寿命を向上することができ、装置の小型、軽量化を図ることができるようにしたシリンダ装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述した課題を解決するために、本発明は、円筒状のチューブと、該チューブ内にボトム側室とロッド側室とを画成するため外周側が前記チューブ内に摺動可能に挿嵌され内周側が軸方向に延びる貫通穴となった筒状のピストンと、軸方向の一側が該ピストンに固定して設けられ軸方向の他側が前記チューブ外に突出した筒状の中空ロッドと、該中空ロッドの一側を前記ピストンに固定するため前記ピストンの貫通穴内に配置して設けられる固定用筒体と、該固定用筒体および前記中空ロッドの内周側を軸方向に貫通して延び前記ピストンの貫通穴を介して前記ボトム側室に連通する内径側通路と前記ロッド側室に連通する外径側通路とを形成するパイプ部材とを備えてなるシリンダ装置に適用される。
【００１１】
そして、請求項１の発明が採用する構成の特徴は、前記固定用筒体は、前記中空ロッドよりも内径側に肉厚を大きくした筒状体として形成され前記ピストンの貫通穴内に固定される筒状の固定部材と、前記中空ロッドと固定部材との間に設けられ該固定部材を前記中空ロッドの一側に連結する筒状の連結部材とにより構成し、該連結部材は、軸方向の一側が前記中空ロッドよりも内径側の肉厚が大きい大径部となって前記固定部材に溶接され、軸方向の他側が内径側の肉厚が小さい小径部となって前記中空ロッドの一側に溶接して固着される構成としたことにある。
【００１２】
また、請求項２の発明によると、前記外径側通路の軸方向一側の端部は前記パイプ部材と連結部材との間に形成され、この端部は前記固定部材により閉塞される構成としている。
【００１３】
また、請求項３の発明によると、前記連結部材の外径側には、前記固定部材との溶接部および前記中空ロッドとの溶接部を一緒に外側から囲繞する筒体を設ける構成としている。
【００１４】
一方、請求項４の発明によると、前記連結部材の軸方向の一側には溶接用の開先部を形成し、前記固定部材の軸方向の他側には、前記連結部材の開先部に対して内径側から差込まれる差込み部と、該差込み部の外径側に形成され前記連結部材の開先部と軸方向で対向して配置される溶接用の他の開先部とを設ける構成としている。
【００１５】
また、請求項５の発明によると、前記連結部材は、軸方向の他側に位置する前記小径部側を前記中空ロッドの一側に突合せ溶接により接合する構成としている。
【００１６】
さらに、請求項６の発明によると、前記連結部材は、軸方向の一側に位置する前記大径部側を前記固定部材に対して差込み溶接により接合する構成としている。
【発明の効果】
【００１７】
上述の如く、請求項１の発明によれば、中空ロッドの一側をピストンに固定するための固定用筒体を、前記中空ロッドよりも径方向の肉厚が大きい筒状の固定部材と、前記中空ロッドと固定部材との間に設けられる筒状の連結部材とにより構成している。このため、該連結部材は、軸方向の一側を前記中空ロッドよりも肉厚が大きい大径部として前記固定部材に溶接により固着することができ、軸方向の他側を肉厚の小さい小径部として前記中空ロッドの一側に溶接により固着することができる。
【００１８】
そして、この場合に連結部材の一側（大径部側）と固定部材との間は、径方向の肉厚を大きくした状態で両者間の溶接面積を大きくでき、溶接強度を高めることができる。また、連結部材の他側（小径部側）と中空ロッドの一側との間は、それぞれ径方向の肉厚を小さくしているが、例えば両者間を突合せ溶接により接合することができるため、これによって両者間の溶接強度を容易に確保することができる。
【００１９】
この結果、中空ロッドの肉厚を従来技術のように大きくすることなく、前記固定部材と連結部材とを用いて前記ピストンに中空ロッドの一側を固定することができ、前記各溶接部の耐久性、寿命を向上することができる。しかも、中空ロッドの肉厚を小さく保つことにより材料費等を低減できる上に、中空ロッドの外径を小さくできるため、シリンダ装置全体の外径も小さくすることができ、シリンダ装置全体の小型、軽量化を図ることができる。
【００２０】
また、請求項２の発明では、外径側通路の軸方向一側の端部をパイプ部材と連結部材との間に位置する環状の通路として形成できる。そして、この端部は固定部材により閉塞されているため、前記外径側通路の一側の端部を、例えばチューブ内のボトム側室に対して遮断することができる。
【００２１】
また、請求項３の発明によると、前記連結部材の外径側には、前記固定部材との溶接部および前記中空ロッドとの溶接部を一緒に外側から囲繞する筒体を設けているので、この筒体により前記二つの溶接部を外側から囲繞して保護することができる。
【００２２】
一方、請求項４の発明は、前記連結部材の軸方向の一側には溶接用の開先部を形成し、固定部材の軸方向の他側に設けた差込み部を、連結部材側の開先部に対して内径側から差込んだ状態で前記固定部材側の開先部と連結部材側の開先部とを軸方向で対向して配置でき、両者の開先部間に溶接盛りを施して差込み溶接を行うことにより、前記固定部材と連結部材とを広い溶接面積をもって固着することができる。
【００２３】
また、請求項５の発明は、連結部材の小径部側を中空ロッドの一側に突合せ溶接により接合する構成としているので、両者の溶接部（溶接箇所）に未溶着部が残るのを防ぐことができ、両者間の溶接強度を容易に確保することができる。
【００２４】
さらに、請求項６の発明によると、連結部材の軸方向一側を肉厚の大きい大径部とし、この大径部側を固定部材に対して差込み溶接により接合する構成としている。このため、両者の溶接部（溶接箇所）に差込み溶接による未溶着部が仮に残ったとしても、両者の肉厚が大きいので、溶接面積を大きくとることができ、溶接強度を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明の実施の形態によるシリンダ装置が適用されたクラムシェルバケット搭載式の油圧ショベルを示す全体図である。
【図２】図１中のシリンダ装置を示す一部破断の外観図である。
【図３】図２中のチューブ、ピストン、中空ロッド、連結部材および固定部材等を拡大して示す要部断面図である。
【図４】図３中の中空ロッド、連結部材および固定部材をピストンから取外した状態で拡大して示す断面図である。
【図５】図４の中空ロッド、連結部材および固定部材を互いに溶接する前の状態を示す断面図である。
【図６】中空ロッドの一側に連結部材を突合せた状態を示す断面図である。
【図７】図６中の中空ロッドと連結部材とを溶接した状態を示す断面図である。
【図８】中空ロッドに溶接した連結部材に対し固定部材を差込んだ状態を示す断面図である。
【図９】図８中の固定部材と連結部材とを溶接した状態を示す断面図である。
【図１０】比較例による中空ロッドと固定用筒体との差込み溶接部等を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態によるシリンダ装置を、クラムシェルバケット搭載式の油圧ショベルに適用した場合を例に挙げ、添付の図面に従って詳細に説明する。
【００２７】
ここで、図１ないし図９は本発明の実施の形態を示している。図中、１は建設機械としての油圧ショベルで、この油圧ショベル１は、自走可能なクローラ式の下部走行体２と、該下部走行体２上に旋回可能に搭載された上部旋回体３と、該上部旋回体３の前部側に俯仰動可能に設けられた作業装置４とにより大略構成されている。
【００２８】
この場合、作業装置４は、後述のブーム５、伸縮アーム８、クラムシェルバケット９等により構成されている。そして、作業装置４は、後述の伸縮アーム８によりクラムシェルバケット９を上，下方向に昇降しつつ、例えば貨物船の船倉（図示せず）内に積込まれた土砂、スクラップ等を掘削して陸揚げ（運搬）する作業を行うものである。
【００２９】
５は上部旋回体３の前部側に設けられたブームで、該ブーム５は全体として略く字状に形成されている。そして、ブーム５の基端側は上部旋回体３に俯仰動可能に取付けられ、ブーム５の先端側には後述する伸縮アーム８が取付けられている。また、上部旋回体３とブーム５との間には、上部旋回体３に対してブーム５を俯仰動させるブームシリンダ６が設けられ、ブーム５と伸縮アーム８との間には、ブーム５の先端側で伸縮アーム８を回動させるアームシリンダ７が設けられている。
【００３０】
８はブーム５の先端側に設けられた伸縮アームで、該伸縮アーム８は、最も外側に位置する角筒状の外側アーム８Ａと、該外側アーム８Ａ内に長さ方向に移動可能に収容された角筒状の中間アーム８Ｂと、該中間アーム８Ｂ内に長さ方向に移動可能に収容された角筒状の内側アーム８Ｃとを備えた３段式の伸縮アームとして構成されている。
【００３１】
ここで、外側アーム８Ａの長さ方向の中間部位にはブラケット８Ｄが固定して設けられている。そして、該ブラケット８Ｄには、ブーム５の先端部が回動可能に取付けられると共に、アームシリンダ７の先端部が回動可能に取付けられている。
【００３２】
そして、伸縮アーム８は、その内部に設けられた後述の油圧シリンダ１１等によって長さ方向（上，下方向）に伸縮動作し、その全長が変化するものである。また、中間アーム８Ｂから突出する内側アーム８Ｃの先端側（下端側）には、後述のクラムシェルバケット９が取付けられている。
【００３３】
９は伸縮アーム８を構成する内側アーム８Ｃの先端側に取付けられたクラムシェルバケットを示し、該クラムシェルバケット９は、内側アーム８Ｃの先端側から下方に垂下されている。そして、クラムシェルバケット９は、例えば一対のシェル９Ａ，９Ｂを左，右方向に開，閉操作することにより、前記土砂、スクラップ等の掘削、運搬作業を行うものである。
【００３４】
１０は伸縮アーム８に設けられたシーブで、該シーブ１０には長尺なロープ（図示せず）の途中部分が巻回して設けられ、このロープの両端は、例えば伸縮アーム８の外側アーム８Ａと内側アーム８Ｃとに取付けられている。そして、このロープは、後述の油圧シリンダ１１が伸縮動作するときにシーブ１０に沿って滑動し、これに伴って、伸縮アーム８の中間アーム８Ｂ、内側アーム８Ｃが外側アーム８Ａから上，下方向に伸縮されるものである。
【００３５】
次に、１１は伸縮アーム８の内部に設けられたシリンダ装置としての油圧シリンダで、該油圧シリンダ１１は、後述のチューブ１２、ピストン１５および中空ロッド１７等により構成されている。そして、油圧シリンダ１１は、中空ロッド１７をチューブ１２から伸縮動作させる。これにより、伸縮アーム８の中間アーム８Ｂ、内側アーム８Ｃは、外側アーム８Ａから前記ロープを介して上，下方向に伸縮されるものである。
【００３６】
１２は油圧シリンダ１１の外殻を構成する円筒状のチューブで、該チューブ１２は、例えば長尺な鋼管等を用いて形成され、例えば図１中に示す伸縮アーム８内で中間アーム８Ｂに固定して取付けられている。そして、チューブ１２は、図２に示すように軸方向一側（下端側）がボトムカバー１３により閉塞され、軸方向他側（上端側）にはロッドガイド１４が設けられている。
【００３７】
１５はチューブ１２内に摺動可能に挿嵌されたピストンで、該ピストン１５は、図２、図３に示すようにチューブ１２内をボトム側油室Ａとロッド側油室Ｂとに画成している。また、ピストン１５の内周側には、軸方向に延びる貫通穴としての段付穴１６が形成され、この段付穴１６のうち軸方向一側に位置する小径な穴部は、後述のパイプ部材２６の内周側（内径側）をボトム側油室Ａに連通させる連通穴部１６Ａとなっている。
【００３８】
一方、段付穴１６のうち軸方向他側寄りに位置する大径な穴部は、後述の固定部材１９が螺着されるねじ穴部１６Ｂとなっている。そして、段付穴１６の軸方向（長さ方向）中間部には、連通穴部１６Ａとほぼ同径で、ねじ穴部１６Ｂよりも小径な嵌合穴部１６Ｃが形成され、この嵌合穴部１６Ｃ内には、後述するパイプ部材２６の軸方向一側が嵌合して取付けられている。
【００３９】
１７は軸方向一側がピストン１５に固定して設けられる筒状の中空ロッドで、該中空ロッド１７は、図４に示すように径方向の肉厚が寸法ａ（例えば、ロッド外径が１００ｍｍで、ロッド内径が７０ｍｍの場合、ａ＝１５ｍｍ）となった長尺な円管部材として形成されている。そして、中空ロッド１７の一側（下端側）は、図３、図４に示すようにピストン１５側の固定端１７Ａとなって、後述の連結部材２０に突合せ溶接により固着されている。
【００４０】
また、中空ロッド１７の他側（上端側）は、図２に示すようにチューブ１２から外部に向けて突出する突出端１７Ｂとなり、この突出端１７Ｂ側には後述のロッドヘッド３０が設けられている。そして、中空ロッド１７の突出端１７Ｂ側は、このロッドヘッド３０を介して伸縮アーム８の外側アーム８Ａ（図１参照）に回動可能に連結して取付けられている。
【００４１】
１８は中空ロッド１７の固定端１７Ａ側をピストン１５に固定する固定用筒体で、該固定用筒体１８は、図３に示すように後述の固定部材１９と連結部材２０とにより構成されている。これによって、固定用筒体１８は、中空ロッド１７の肉厚（寸法ａ）を大きくすることなく、中空ロッド１７の固定端１７Ａ側をピストン１５に強固に固定するものである。
【００４２】
１９は固定用筒体１８の主要部を構成する筒状の固定部材で、この固定部材１９は、図４、図５に示すように中空ロッド１７（寸法ａ）よりも径方向の肉厚が、その内径側で大きくなった段付な筒状体として形成され、その外周側にはおねじ部１９Ａが設けられている。また、固定部材１９の内周側は、後述のパイプ部材２６が挿嵌される挿嵌穴１９Ｂとなっている。
【００４３】
また、固定部材１９の軸方向他側には、図５、図８に示すように、後述する連結部材２０側の開先部２０Ｃに対して内径側から差込まれる差込み部１９Ｃと、該差込み部１９Ｃの外径側に形成され連結部材２０の開先部２０Ｃと軸方向で対向して配置される差込み溶接用の他の開先部１９Ｄとが形成されている。
【００４４】
そして、固定部材１９は、図４に示すように連結部材２０および中空ロッド１７を溶接により一体化した状態で、おねじ部１９Ａをピストン１５のねじ穴部１６Ｂ（図３参照）に螺着することにより、ピストン１５に対して中空ロッド１７を強固に固着するものである。
【００４５】
２０は筒状の固定部材１９と共に固定用筒体１８を構成する筒状の連結部材を示し、該連結部材２０は、固定部材１９を中空ロッド１７の固定端１７Ａ側に連結するため、中空ロッド１７と固定部材１９との間の継手部材として設けられている。そして、筒状の連結部材２０は軸方向の一側が大径部２０Ａとなり、この大径部２０Ａ側は、図５に示すように径方向の肉厚（寸法ｂ）が内径側で中空ロッド１７の肉厚（寸法ａ）よりも大きくなっている（ｂ＞ａ）。
【００４６】
また、連結部材２０は軸方向の他側が小径部２０Ｂとなり、この小径部２０Ｂの肉厚（寸法ｃ）は、その内径側で大径部２０Ａ側よりも小さく、例えば中空ロッド１７の肉厚（寸法ａ）とほぼ等しく形成されている（ｃ≒ａ）。ここで、連結部材２０の大径部２０Ａ側には、固定部材１９の差込み部１９Ｃ（開先部１９Ｄ）側を差込み溶接するための開先部２０Ｃが形成されている。一方、連結部材２０の小径部２０Ｂ側には、中空ロッド１７の固定端１７Ａ側に突合せ溶接を行うための他の開先部２０Ｄが形成されている。
【００４７】
２１は中空ロッド１７と連結部材２０との間の突合せ溶接部で、該突合せ溶接部２１は、例えば図６、図７に示すように連結部材２０の小径部２０Ｂ（開先部２０Ｄ）側を中空ロッド１７の固定端１７Ａ側に突合せた状態で、両者の間に全周にわたって溶接盛りを施すことにより形成される。
【００４８】
そして、突合せ溶接部２１は、連結部材２０の小径部２０Ｂ側を中空ロッド１７の固定端１７Ａ側に開先部２０Ｄ等を介して突合せ溶接するものである。ここで、中空ロッド１７と連結部材２０との間に突合せ溶接部２１を図７に示す如く形成した後には、当該溶接部２１の径方向内側部位と径方向外側部位とに、旋盤等による仕上げ加工を適宜に施すようにする。
【００４９】
２２は固定部材１９と連結部材２０との間の差込み溶接部で、該差込み溶接部２２は、例えば図８、図９に示すように固定部材１９の差込み部１９Ｃを連結部材２０の開先部２０Ｃに対して、その内径側から差込んだ状態で、両者の開先部１９Ｄ，２０Ｃ間に全周にわたって溶接盛りを施すことにより形成される。
【００５０】
そして、差込み溶接部２２は、互いに肉厚が大きい連結部材２０の大径部２０Ａ（図５に示す寸法ｂ）側を固定部材１９に差込み溶接し、その溶接面積（溶接盛り）を大きくできるものである。また、固定部材１９と連結部材２０との間に差込み溶接部２２を図９に示す如く形成した後には、当該溶接部２２の径方向外側部位に旋盤等による仕上げ加工を適宜に施すようにする。
【００５１】
２３は固定部材１９に対するピストン１５の緩止めを行う止ねじで、該止ねじ２３は、図３に示すように固定部材１９のおねじ部１９Ａをピストン１５のねじ穴部１６Ｂ（図３参照）に螺着した状態で、径方向外側からピストン１５と固定部材１９との間に螺入して取付けられるものである。
【００５２】
２４は中空ロッド１７、連結部材２０および固定部材１９間の溶接部２１，２２等を外側から囲繞する筒体としての保護筒で、該保護筒２４は、図３に示すように中空ロッド１７の固定端１７Ａ側、連結部材２０および固定部材１９の外周側に嵌合して設けられ、例えば突合せ溶接部２１および差込み溶接部２２等を径方向外側から囲繞して保護するものである。
【００５３】
そして、保護筒２４の一側（図３中の下端側）は、ピストン１５の上端側に当接した状態で固定され、チューブ１２内をピストン１５と一体に変位するものである。また、保護筒２４には、ロッド側油室Ｂに連通する径方向の油穴２４Ａが複数（例えば４個）穿設されている。
【００５４】
また、保護筒２４の他側は筒状なストッパ部２４Ｂとなり、このストッパ部２４Ｂは、中空ロッド１７が最大伸長するときにロッドガイド１４側に当接して、中空ロッド１７の伸長方向に動きを規制するものである。なお、保護筒２４は、ピストン１５と同一の材料を用いて一体に形成してもよいものである。
【００５５】
２５は中空ロッド１７の固定端１７Ａ近傍に形成された複数の径方向穴で、該径方向穴２５は、保護筒２４の油穴２４Ａと常時連通するように中空ロッド１７の径方向に複数個（例えば４個）穿設されている。そして、各径方向穴２５は、各油穴２４Ａと一緒に後述の外径側通路２８をロッド側油室Ｂに常時連通させるものである。
【００５６】
２６は中空ロッド１７内に同軸をなして設けられた長尺のパイプ部材で、該パイプ部材２６は、図２、図３に示す如く固定部材１９、連結部材２０および中空ロッド１７の内周側を軸方向に貫通して延び、その軸方向一側（図３中の下端側）は、ピストン１５の段付穴１６（嵌合穴部１６Ｃ）に嵌合されている。
【００５７】
また、パイプ部材２６の他側（上端側）は、中空ロッド１７の内周側を軸方向に延びて後述のロッドヘッド３０に固着されている。そして、パイプ部材２６内には、ピストン１５の連通穴部１６Ａを介してボトム側油室Ａに連通する径方向内側の通路、即ち内径側通路２７が形成されている。また、中空ロッド１７とパイプ部材２６との間には、前記径方向穴２５、油穴２４Ａを介してロッド側油室Ｂに連通する径方向外側の通路、即ち環状をなす外径側通路２８が形成されている。
【００５８】
ここで、外径側通路２８は、図３に示すように軸方向一側の端部２８Ａが連結部材２０とパイプ部材２６との間に環状の通路として形成され、一側の端部２８Ａは固定部材１９の軸方向他側部位（差込み部１９Ｃ）により閉塞されている。これにより、外径側通路２８の端部２８Ａは、チューブ１２内の外径側通路２８に対し後述のＯリング２９等を介して油圧的に遮断された状態に保持されるものである。
【００５９】
２９はピストン１５の段付穴１６（嵌合穴部１６Ｃ）とパイプ部材２６との間に設けられたシール部材としてのＯリングである。そして、該Ｏリング２９は、前記段付穴１６の嵌合穴部１６Ｃとパイプ部材２６との間で油液の漏洩を封止することにより、ボトム側油室Ａと外径側通路２８との間を液密に遮断する機能を有している。
【００６０】
３０は図２に示す中空ロッド１７の突出端１７Ｂに溶接して設けられた取付部としてのロッドヘッドで、該ロッドヘッド３０は、中空ロッド１７の突出端１７Ｂを伸縮アーム８の外側アーム８Ａ（図１参照）に回動可能に取付けるための所謂取付アイとして機能するものである。また、ロッドヘッド３０には、図２に示すように油液の給排口３０Ａ，３０Ｂが互いに離間して形成され、一方の給排口３０Ａは、パイプ部材２６内の内径側通路２７に連通している。
【００６１】
また、他方の給排口３０Ｂは、中空ロッド１７とパイプ部材２６との間の外径側通路２８に連通している。これにより、油圧シリンダ１１のロッド側油室Ｂには、他方の給排口３０Ｂから環状の外径側通路２８を介して圧油が給排される。また、ボトム側油室Ａには、一方の給排口３０Ａから内径側通路２７を介して圧油が給排されるものである。
【００６２】
本実施の形態による油圧シリンダ１１は、上述の如き構成を有するもので、次に、油圧シリンダ１１の作動について説明する。
【００６３】
まず、外部の油圧源（図示せず）からの圧油を、ロッドヘッド３０の給排口３０Ａ側からパイプ部材２６の内径側通路２７を介してチューブ１２内のボトム側油室Ａ内に供給したときには、ロッド側油室Ｂ内の圧油が保護筒２４の油穴２４Ａ、中空ロッド１７の径方向穴２５、外径側通路２８を通じてロッドヘッド３０の給排口３０Ｂから外部に排出される。
【００６４】
これによって、ボトム側油室Ａとロッド側油室Ｂとの間には大きな圧力差が生じるため、チューブ１２内のピストン１５は、ロッド側油室Ｂ側に向けて上方へと摺動変位し、中空ロッド１７はチューブ１２から伸長方向に駆動される。
【００６５】
一方、油圧源からの圧油を、ロッドヘッド３０の給排口３０Ｂから環状をなす外径側通路２８、中空ロッド１７の径方向穴２５、保護筒２４の油穴２４Ａを通じてチューブ１２内のロッド側油室Ｂ内に供給したときには、ボトム側油室Ａ内の圧油がパイプ部材２６の内径側通路２７を介してロッドヘッド３０の給排口３０Ａから外部に排出される。これによって、チューブ１２内のピストン１５は、ボトム側油室Ａ側に向けて下方へと摺動変位し、中空ロッド１７はチューブ１２内へと縮小する方向に駆動される。
【００６６】
このように、油圧シリンダ１１は、チューブ１２から中空ロッド１７を伸長，縮小させることにより、例えば図１に示す伸縮アーム８の中間アーム８Ｂ、内側アーム８Ｃを、外側アーム８Ａから前記ロープを介して上，下方向に伸縮させ、クラムシェルバケット９の昇降動作等を行うものである。
【００６７】
ここで、図１０は本発明の実施の形態に対する比較例を示している。この比較例では、中空ロッド３１の軸方向一側（固定端３１Ａ側）に、固定用筒体３２を差込み溶接部３３の位置で直接的に固着（接合）している。この場合、中空ロッド３１は、前述した中空ロッド１７とほぼ同様に構成されている。また、固定用筒体３２は、前述した筒状の固定部材１９とほぼ同様に構成され、おねじ部３２Ａおよび挿嵌穴３２Ｂ等を有している。なお、固定用筒体３２には、例えば４個の径方向穴３４が穿設されている。
【００６８】
しかし、このような比較例では、中空ロッド３１の固定端３１Ａ側に固定用筒体３２を差込み溶接するため、両者の溶接箇所である差込み溶接部３３には未溶着部が残ることがあり、この部分が起点となって差込み溶接部３３には亀裂が発生し易くなるという問題がある。
【００６９】
そして、このような問題を解消するために、例えば中空ロッド３１の肉厚（径方向の寸法ｄ）を大きく形成した場合には、中空ロッド３１の外径寸法を大きくせざるをえず、これに伴って油圧シリンダ全体の外径も大きくなるために、油圧シリンダの小型、軽量化を図る上で障害となってしまう。
【００７０】
そこで、本実施の形態では、中空ロッド１７の固定端１７Ａ側をピストン１５に固定するための固定用筒体１８を、中空ロッド１７よりも内径側で肉厚を大きくした筒状の固定部材１９と、中空ロッド１７の固定端１７Ａと固定部材１９との間に介在して設けられる筒状の連結部材２０とにより構成している。
【００７１】
そして、筒状の連結部材２０は軸方向の一側を大径部２０Ａとし、この大径部２０Ａ側は、図５に示すように内径側で肉厚（寸法ｂ）を中空ロッド１７の肉厚（寸法ａ）よりも大きくしている。また、連結部材２０は軸方向の他側を小径部２０Ｂとし、この小径部２０Ｂの肉厚（寸法ｃ）は、大径部２０Ａ側よりも小さく、例えば中空ロッド１７の肉厚（寸法ａ）とほぼ等しくなるように形成している。
【００７２】
これにより、筒状の連結部材２０は、中空ロッド１７よりも肉厚が大きい大径部２０Ａ側を筒状の固定部材１９に差込み溶接部２２により、溶接盛り（溶接面積）を大きくして固着することができ、肉厚の小さい小径部２０Ｂ側を中空ロッド１７の固定端１７Ａ側に突合せ溶接部２１により固着することができる。
【００７３】
このため、連結部材２０の大径部２０Ａ側と固定部材１９との間は、径方向の肉厚を大きくした状態で両者間の差込み溶接部２２による溶接面積を大きくでき、溶接強度を高めることができる。また、連結部材２０の小径部２０Ｂ側と中空ロッド１７の固定端１７Ａとの間は、それぞれの肉厚を小さくしても両者間を突合せ溶接部２１により接合することができるため、これによって両者間の溶接強度を容易に確保することができる。
【００７４】
この結果、中空ロッド１７の肉厚（図４に示す寸法ａ）を、比較例で述べた中空ロッド３１（図１０に示す寸法ｄ）のように大きくすることなく、筒状の固定部材１９と連結部材２０とを用いてピストン１５内に中空ロッド１７の一側を確実に固定することができ、各溶接部２１，２２等の耐久性、寿命を向上することができる。
【００７５】
しかも、中空ロッド１７は、可能な限り肉厚（寸法ａ）を小さくすることができるため、材料費等を削減または低減することができる。そして、中空ロッド１７の外径寸法を小さくできるため、チューブ１２の外径寸法も小さくすることができ、油圧シリンダ１１全体の小型、軽量化を図ることができる。
【００７６】
一方、パイプ部材２６により中空ロッド１７内に形成される環状の外径側通路２８は、その軸方向一側の端部２８Ａをパイプ部材２６と連結部材２０との間に位置する環状の通路として形成でき、外径側通路２８の端部２８Ａの周壁面を連結部材２０の内周面で兼用することができる。そして、外径側通路２８の端部２８Ａは固定部材１９の差込み部１９Ｃにより閉塞されているため、外径側通路２８の端部２８Ａを、例えばチューブ１２内のボトム側油室Ａに対してＯリング２９等と共に遮断することができる。
【００７７】
また、連結部材２０の外径側には、中空ロッド１７との突合せ溶接部２１および固定部材１９との差込み溶接部２２を一緒に外側から囲繞する保護筒２４を設けているので、この保護筒２４により二つの溶接部２１，２２を外側から囲繞して保護できる。
【００７８】
また、連結部材２０の軸方向の一側には溶接用の開先部２０Ｃを形成し、固定部材１９の軸方向の他側に設けた差込み部１９Ｃを、連結部材２０側の開先部２０Ｃに対して内径側から差込むことにより、固定部材１９側の開先部１９Ｄと連結部材２０側の開先部２０Ｃとを軸方向で対向して配置でき、この状態で両者の開先部１９Ｄ，２０Ｃ間に溶接盛りを施して差込み溶接部２２を形成することができる。
【００７９】
そして、この差込み溶接部２２は、連結部材２０の大径部２０Ａ側を筒状の固定部材１９に対して差込み溶接により接合する構成としているため、この差込み溶接部２２に仮に未溶着部が残ったとしても、両者の肉厚を大きく確保することにより、溶接盛り、溶接面積を大きくとることができ、溶接強度を高めることができる。
【００８０】
さらに、連結部材２０の小径部２０Ｂ側は、中空ロッド１７の固定端１７Ａ側に突合せ溶接部２１により接合する構成としているので、例えば図７に示す連結部材２０の内周側から突合せ溶接部２１に対する内面加工を容易に施すことができ、この突合せ溶接部２１の溶接欠陥をなくすことができると共に、両者間の溶接強度を容易に確保することができる。
【００８１】
なお、前述した実施の形態では、連結部材２０の大径部２０Ａ側を筒状の固定部材１９に対して差込み溶接により接合する場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えば突合せ溶接により連結部材２０の大径部２０Ａ側を筒状の固定部材１９に対して接合する構成としてもよいものである。
【００８２】
また、前述した実施の形態では、ピストン１５と保護筒２４とを別部材として形成する場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、保護筒２４とピストン１５とは、例えば同一の材料を用いて一体に形成してもよいものである。
【００８３】
さらに、前述した実施の形態では、シリンダ装置としての油圧シリンダ１１を、クラムシェルバケット搭載式の油圧ショベル１に適用した場合を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限るものではなく、例えばテレスコピック式のブームまたはアームを備えた油圧クレーン等の建設機械に用いるシリンダ装置にも広く適用できるものである。
【符号の説明】
【００８４】
１  油圧ショベル（建設機械）
４  作業装置
８  伸縮アーム
９  クラムシェルバケット
１１  油圧シリンダ（シリンダ装置）
１２  チューブ
１３  ボトムカバー
１４  ロッドガイド
１５  ピストン
１６  段付穴（貫通穴）
１７  中空ロッド
１８  固定用筒体
１９  筒状の固定部材
１９Ａ  おねじ部
１９Ｃ  差込み部
１９Ｄ，２０Ｃ，２０Ｄ  開先部
２０  筒状の連結部材
２０Ａ  大径部
２０Ｂ  小径部
２１  突合せ溶接部
２２  差込み溶接部
２４  保護筒（筒体）
２６  パイプ部材
２７  内径側通路
２８  外径側通路
２８Ａ  一側の端部
２９  Ｏリング（シール部材）
３０  ロッドヘッド（取付部）
３０Ａ，３０Ｂ  給排口
Ａ  ボトム側油室（ボトム側室）
Ｂ  ロッド側油室（ロッド側室）
【図１】
2010242856.tif 000003
【図２】
2010242856.tif 000004
【図３】
2010242856.tif 000005
【図４】
2010242856.tif 000006
【図５】
2010242856.tif 000007
【図６】
2010242856.tif 000008
【図７】
2010242856.tif 000009
【図８】
2010242856.tif 000010
【図９】
2010242856.tif 000011
【図１０】
2010242856.tif 000012