(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周面に形成される環状の段差部を有するピストンロッドと、
前記ピストンロッドが挿入されるシリンダチューブと、
前記ピストンロッドの先端に連結され前記シリンダチューブ内をロッド側室とボトム側室とに区画すると共に前記シリンダチューブの内周面に沿って摺動するピストンと、
前記ピストンと前記ピストンロッドの前記段差部との間で挟持されると共に前記ピストンロッドの外周に環状隙間を持って設けられる筒状のクッションベアリングと、
前記ピストンロッドのストローク端付近で前記クッションベアリングの進入を許容するベアリング受容部と、
前記クッションベアリングが前記ベアリング受容部の内側に進入した際に、前記クッションベアリングと前記ベアリング受容部との間に形成され、通過する作動流体に抵抗を付与するクッション通路と、
前記クッションベアリング及び前記ピストンのいずれかの内周と前記ピストンロッドの外周との間に設けられるチェックシールと、を備え、
前記クッションベアリングは、前記ピストンと前記ピストンロッドの前記段差部とに対して前記ピストンの軸方向に接触して前記ロッド側室と前記環状隙間との連通を遮断し、
前記チェックシールは、前記ピストンロッドと前記ピストンとの間の連結隙間から前記環状隙間を通じて前記ロッド側室へ向かう作動流体の流れを遮断し、前記環状隙間から前記連結隙間を通じて前記ボトム側室へ向かう作動流体の流れを許容することを特徴とする流体圧シリンダ。
【請求項２】
外周面に形成される環状の段差部を有するピストンロッドと、
前記ピストンロッドが挿入されるシリンダチューブと、
前記ピストンロッドの先端に連結され前記シリンダチューブ内をロッド側室とボトム側室とに区画すると共に前記シリンダチューブの内周面に沿って摺動するピストンと、
前記ピストンと前記ピストンロッドの前記段差部との間で挟持されると共に前記ピストンロッドの外周に環状隙間を持って設けられる筒状のクッションベアリングと、
前記ピストンロッドのストローク端付近で前記クッションベアリングの進入を許容するベアリング受容部と、
前記クッションベアリングが前記ベアリング受容部の内側に進入した際に、前記クッションベアリングと前記ベアリング受容部との間に形成され、通過する作動流体に抵抗を付与するクッション通路と、
前記クッションベアリング及び前記ピストンのいずれかの内周と前記ピストンロッドの外周との間に設けられるチェックシールと、を備え、
前記チェックシールは、前記クッションベアリングの端面のうち前記ピストンに対向する対向面に形成される収容溝に収容され、前記ピストンロッドと前記ピストンとの間の連結隙間から前記環状隙間を通じて前記ロッド側室へ向かう作動流体の流れを遮断し、前記環状隙間から前記連結隙間を通じて前記ボトム側室へ向かう作動流体の流れを許容することを特徴とする流体圧シリンダ。
【請求項３】
前記チェックシールは、前記クッションベアリングの端面のうち前記ピストンに対向する対向面に形成される収容溝に収容されることを特徴とする請求項１に記載の流体圧シリンダ。
【請求項４】
前記環状隙間を通じて導かれる作動流体の圧力によって前記チェックシールが前記ピストン側に押し付けられることにより前記収容溝内に溝内隙間が形成され、
前記チェックシールは、前記連結隙間と前記溝内隙間とを連通する連通路を有することを特徴とする請求項２又は３に記載の流体圧シリンダ。
【請求項５】
前記連通路は、
前記チェックシールの外周面に軸方向に沿って形成され前記溝内隙間に連通する軸方向溝と、
前記チェックシールの前記ピストン側の端面に形成され前記軸方向溝と前記連結隙間とを連通する径方向溝と、を有することを特徴とする請求項４に記載の流体圧シリンダ。
【請求項６】
前記チェックシールは、軸方向の一端面から軸方向に沿って外径が次第に増加するテーパ部を有することを特徴とする請求項２から５のいずれか一つに記載の流体圧シリンダ。
【請求項７】
前記収容溝の軸方向の底部は、前記チェックシールの前記テーパ部に対応するテーパ状に形成されることを特徴とする請求項６に記載の流体圧シリンダ。
【請求項８】
前記チェックシールは、軸方向に圧縮されて前記収容溝に収容されること特徴とする請求項２から７のいずれか一つに記載の流体圧シリンダ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ピストンロッドのストローク端付近で生じるクッション圧力によって減速する流体圧シリンダに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の流体圧シリンダとして、シリンダチューブに挿入されるピストンロッドがストローク端付近に来たときに生じるクッション圧力によってピストンロッドを減速させるクッション機構を備えるものが知られている。
【０００３】
特許文献１には、シリンダチューブに挿入されるピストンロッドと、ピストンロッドの先端に設けられシリンダチューブ内をロッド側室とボトム側室とに区画するピストンと、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通路を画成するクッションベアリングと、を備える流体圧シリンダが開示されている。特許文献１に開示の流体圧シリンダでは、クッションベアリングは、ピストンロッドに形成される段部とピストンとの間に挟持される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１２−１９３７５２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
流体圧シリンダでは、ピストンロッドに過大な外力が加わると、ピストンロッドが軸方向に伸びるように塑性変形することがある。ピストンロッドの段部とピストンとの間に挟持される締付型クッションベアリングを有する流体圧シリンダには、ピストンロッドが軸方向に塑性変形する異常状態を検知する機能を有するものがある。
【０００６】
異常検知機能を有する流体圧シリンダは、クッションベアリングの内周とピストンロッドの外周との間に環状隙間を有する。クッションベアリングの内側の環状隙間は、ピストンロッドとピストンとの間の連結隙間を通じてボトム側室に連通する。このような流体圧シリンダでは、ピストンロッドが伸びるように塑性変形すると、クッションベアリングとピストンロッドの段部との間で軸方向隙間が生じ、軸方向隙間、環状隙間、及び連結隙間を通じてロッド側室とボトム側室とが連通する。ロッド側室とボトム側室とが連通すると、流体圧シリンダへの作動流体の給排を停止して負荷保持状態にしても、負荷が作用する方向に応じて流体圧シリンダはわずかに伸長または収縮作動する。このため、異常検知機能を有する流体圧シリンダでは、作業者が負荷保持状態での流体圧シリンダの伸長または収縮作動の有無を確認することにより、ピストンロッドが塑性変形した異常状態を検知することができる。
【０００７】
このような流体圧シリンダでは、ピストンロッドが塑性変形していない正常時において、クッションベアリングがピストンロッドの段部とピストンとの間で挟持されることによって、クッションベアリングとピストンロッドとの間の軸方向の隙間が塞がれる。これにより、正常時では、環状隙間及び連結隙間を通じたロッド側室とボトム側室との連通が遮断されるため、流体圧シリンダへの作動流体の給排を停止することにより、負荷保持状態とすることができる。
【０００８】
このように、異常検知機能を有する流体圧シリンダは、正常時にはロッド側室とボトム側室との連通を遮断し、異常時には環状隙間によってロッド側室とボトム側室との連通を許容して異常状態を検知することができる。
【０００９】
しかしながら、このような流体圧シリンダにおいて、異常状態を検知するためにクッションベアリングの内側に環状隙間を設けると、正常時であっても、ボトム側室に供給される作動流体が、ピストンロッドとピストンとの間の連結隙間を通じて環状隙間に導かれることがある。環状隙間に作動流体が導かれると、作動流体の圧力によってクッションベアリングが弾性変形して、径方向に膨らむおそれがある。クッションベアリングが径方向に膨らむと、クッションベアリングとベアリング受容部との間に形成されるクッション通路が狭くなり、クッション作用の安定性が低下するおそれがある。
【００１０】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、異常検知機能を有する流体圧シリンダのクッション作用の安定性を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
第１の発明は、流体圧シリンダであって、環状の段差部を外周に有するピストンロッドが挿入されるシリンダチューブと、ピストンロッドの先端に連結されシリンダチューブ内をロッド側室とボトム側室とに区画するピストンと、ピストンとピストンロッドの段差部との間で挟持されると共にピストンロッドの外周に環状隙間を持って設けられる筒状のクッションベアリングと、ストローク端付近でクッションベアリングがベアリング受容部の内側に進入した際に、クッションベアリングとベアリング受容部との間に形成され、通過する作動流体に抵抗を付与するクッション通路と、クッションベアリング及びピストンのいずれかの内周とピストンロッドの外周との間に設けられるチェックシールと、を備え、クッションベアリングが、ピストンとピストンロッドの段差部とに対してピストンの軸方向に接触してロッド側室と環状隙間との連通を遮断し、チェックシールが、ピストンロッドとピストンとの間の連結隙間から環状隙間を通じてロッド側室へ向かう作動流体の流れを遮断し、環状隙間から連結隙間を通じてボトム側室へ向かう作動流体の流れを許容することを特徴とする。
【００１２】
第１の発明では、チェックシールが連結隙間から環状隙間を通じてロッド側室へ向かう作動流体の流れを遮断するため、クッションベアリングの内側に作動流体が導かれることが抑制される。よって、クッションベアリングの径方向外側への膨らみが抑制され、ストローク端付近で形成されるクッション通路が狭くなることが防止される。また、チェックシールは、環状隙間から連結隙間を通じてボトム側室へ向かう作動流体の流れを許容するため、ピストンロッドが軸方向に塑性変形する異常時には、チェックシールを通じてロッド側室からボトム側室へ作動流体が導かれる。このため、ピストンとピストンロッドの段差部との間で挟持される締付型クッションベアリングを有する流体圧シリンダの異常検知機能を損なうことなく、クッション通路が狭くなることが防止される。
【００１３】
第２及び第３の発明は、チェックシールが、クッションベアリングの端面のうちピストンに対向する対向面に形成される収容溝に設けられることを特徴とする。
【００１４】
第２及び第３の発明では、チェックシールがピストンに対向するクッションベアリングの対向面に設けられることにより、軸方向の全体にわたって環状隙間に作動流体が導かれることが防止され、クッション通路が狭くなることが防止される。
【００１５】
第４の発明は、環状隙間を通じて導かれる作動流体の圧力によってチェックシールがピストン側に押し付けられることにより収容溝内に溝内隙間が形成され、チェックシールが、連結隙間と溝内隙間とを連通する連通路を有することを特徴とする。
【００１６】
第４の発明では、環状隙間からの作動流体の圧力によって溝内隙間が形成され、チェックシールが連通路を有することによって、環状隙間と連結隙間とが互いに連通する。よって、チェックシールは、環状隙間から連結隙間を通じてボトム側室へ向かう作動流体の流れを許容する。
【００１７】
第５の発明は、連通路が、チェックシールの外周面に軸方向に沿って形成され溝内隙間に連通する軸方向溝と、チェックシールのピストン側の端面に形成され軸方向溝と連結隙間とを連通する径方向溝と、を有する。
【００１８】
第５の発明では、連通路の軸方向溝と径方向溝とによって、溝内隙間と連結隙間とが連通する。よって、チェックシールは、環状隙間から連結隙間を通じてボトム側室へ向かう作動流体の流れを許容する。
【００１９】
第６の発明は、チェックシールは、軸方向の一端部から軸方向に沿って外径が次第に増加するテーパ部を有することを特徴とする。
【００２０】
第６の発明によれば、チェックシールの誤組み付けを防止することができる。
【００２１】
第７の発明は、収容溝の軸方向の底部が、チェックシールのテーパ部に対応するテーパ状に形成されることを特徴とする。
【００２２】
第７の発明では、チェックシールのテーパ部と収容溝の底部とが互いにテーパ面により面接触する。
【００２３】
第７の発明によれば、チェックシールの誤組み付けを防止することができると共にチェックシールによる環状隙間のシール性を向上させることができる。
【００２４】
第８の発明は、チェックシールが、軸方向に圧縮されて収容溝に収容される。
【００２５】
第８の発明では、流体圧シリンダが異常状態にある場合を除き、チェックシールが常に収容溝の底部に当接する。
【００２６】
第８の発明によれば、環状隙間をチェックシールによって確実に塞ぐことができる。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、異常検知機能を有する流体圧シリンダにおけるクッション作用の安定性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の実施形態に係る流体圧シリンダの一部を示す断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る流体圧シリンダのクッションベアリングとチェックシールとを示す断面図である。
【図３】本発明の実施形態に係る流体圧シリンダのチェックシールが収容溝に収容された状態を示す図であって、ピストンが組み付けられていない状態を示す断面図である。
【図４】本発明の実施形態に係る流体圧シリンダのチェックシールとピストンとが組み付けられた状態を示す断面図である。
【図５】本発明の実施形態に係る流体圧シリンダのチェックシールを示す図であり、流体圧シリンダが伸長作動した状態を示す断面図である。
【図６】本発明の実施形態に係る流体圧シリンダの一部を示す図であり、流体圧シリンダが異常状態にある場合を示す断面図である。
【図７】本発明の実施形態に係る流体圧シリンダのチェックシールを示す図であり、流体圧シリンダが異常状態にある場合を示す断面図である。
【図８】本発明の実施形態の比較例に係る流体圧シリンダのチェックシールを示す断面図である。
【図９】本発明の実施形態の変形例に係る流体圧シリンダのチェックシールを示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る流体圧シリンダについて説明する。以下では、流体圧シリンダが作動油を作動流体として駆動する油圧シリンダ１００である場合について説明する。
【００３０】
まず、主に図１を参照して、油圧シリンダ１００の構成について説明する。
【００３１】
油圧シリンダ１００は、例えば油圧ショベルのバケットシリンダとして用いられる。油圧シリンダ１００が伸縮作動することにより、油圧ショベルのバケット（図示省略）が回動する。
【００３２】
油圧シリンダ１００は、図１に示すように、外周面に形成される環状の段差部１３を有するピストンロッド１０と、ピストンロッド１０が挿入される筒状のシリンダチューブ２０と、ピストンロッド１０の先端に連結されシリンダチューブ２０の内周面に沿って摺動するピストン３０と、ピストンロッド１０の外周に設けられる筒状のクッションベアリング４０と、を備える。
【００３３】
シリンダチューブ２０の内部は、ピストン３０によってロッド側室２とボトム側室３とに仕切られる。油圧シリンダ１００は、油圧源（作動流体圧源）からロッド側室２またはボトム側室３に導かれる作動油圧によって伸縮作動する。シリンダチューブ２０の内周とピストン３０の外周との間は、シール部材３１によって封止される。これにより、シリンダチューブ２０の内周とピストン３０の外周との間を通じたロッド側室２とボトム側室３との連通が遮断される。
【００３４】
シリンダチューブ２０の開口端には、ピストンロッド１０を摺動自在に支持する円筒状のシリンダヘッド５０が設けられる。シリンダヘッド５０は、シリンダチューブ２０の内側に挿入されるベアリング受容部５１を有する。シリンダヘッド５０は、複数のボルト（図示省略）を介してシリンダチューブ２０に締結される。
【００３５】
シリンダヘッド５０の内周には、ブッシュ５５、サブシール５６、メインシール５７、及びダストシール５８が介装される。
【００３６】
ブッシュ５５がピストンロッド１０の外周面に摺接することにより、ピストンロッド１０がシリンダチューブ２０の軸方向に移動するように支持される。
【００３７】
シリンダヘッド５０には、ロッド側室２に連通する給排口５２が形成される。給排口５２を通じて、ロッド側室２に作動油が給排される。
【００３８】
ピストンロッド１０は、シリンダヘッド５０の内周と摺接する本体部１１と、本体部１１より外径が小さく形成される小径部１２と、本体部１１と小径部１２の間に形成される環状の段差部１３と、ピストンロッド１０の先端に形成されピストン３０が締結されるねじ部１４と、を備える。
【００３９】
クッションベアリング４０は、ピストンロッド１０の小径部１２の外周に設けられる。図１及び図２に示すように、クッションベアリング４０の内径は、ピストンロッド１０の小径部１２の外径よりも大きく形成される。つまり、クッションベアリング４０とピストンロッド１０の小径部１２との間には環状隙間７０が設けられる。また、クッションベアリング４０の内径は、ピストンロッド１０の本体部１１の外径よりも小さく形成される。よって、クッションベアリング４０の一端面４０Ａは、ピストンロッド１０の段差部１３に当接する。
【００４０】
ピストン３０は、図１に示すように、ピストンロッド１０のねじ部１４に螺合し、所定の締め付け力によってピストンロッド１０に締結される。このため、クッションベアリング４０は、図１及び図２に示すように、ピストンロッド１０のねじ部１４に螺合するピストン３０とピストンロッド１０の段差部１３との間で挟持される。これにより、クッションベアリング４０とピストンロッド１０の段差部１３との間及びクッションベアリング４０とピストン３０との間の軸方向隙間がそれぞれ塞がれる。よって、ロッド側室２とクッションベアリング４０の内側の環状隙間７０との連通が遮断される。
【００４１】
このように、油圧シリンダ１００は、ピストン３０の締め付けによってピストン３０とピストンロッド１０との間に挟持される締付型クッションベアリング４０を有する油圧シリンダである。
【００４２】
ピストン３０の内周とピストンロッド１０の小径部１２の外周との間やピストン３０の内周とねじ部１４との間には、わずかな隙間が存在することがある。このようなピストンロッド１０の小径部１２の外周やねじの螺合部分に存在するわずかな隙間を通じて、クッションベアリング４０の内側の環状隙間７０がボトム側室３に連通する。以下、ピストン３０の内周とピストンロッド１０の外周との間に存在する隙間を「連結隙間７１」と称する。また、図２、図４、及び図５では、連結隙間７１を模式的に環状の隙間として図示する。
【００４３】
クッションベアリング４０は、外径がシリンダヘッド５０のベアリング受容部５１の内径より小さく形成され、ピストンロッド１０のストローク端付近でベアリング受容部５１の内側に進入する。クッションベアリング４０がベアリング受容部５１の内側に進入することにより、クッションベアリング４０とベアリング受容部５１との間でクッション通路４が形成される。クッション通路４を通過する作動油には、抵抗が付与される。
【００４４】
油圧シリンダ１００は、クッションベアリング４０の内周とピストンロッド１０の外周との間に設けられる環状のチェックシール６０をさらに備える。
【００４５】
チェックシール６０は、図２に示すように、クッションベアリング４０の端面のうちピストン３０に対向する対向面４０Ｂから軸方向に形成される収容溝６５内に設けられる。収容溝６５は、ピストン３０に対向するクッションベアリング４０の対向面４０Ｂに開口すると共に、クッションベアリング４０の内周面に開口して形成される。
【００４６】
チェックシール６０は、軸方向の一端面から軸方向に沿って外径が次第に増加するテーパ部６１を有する。チェックシール６０の他端面は、中心軸に垂直な平面として形成される。また、収容溝６５の軸方向の底部６６は、チェックシール６０のテーパ部６１に対応するテーパ形状に形成される。
【００４７】
チェックシール６０は、テーパ部６１が収容溝６５の底部６６に当接するように収容溝６５に収容される。このように、チェックシール６０がテーパ部６１を有し、収容溝６５がテーパ状の底部６６を有することにより、チェックシール６０の誤組み付けを防止することができる。また、チェックシール６０のテーパ部６１と収容溝６５の底部６６とが互いにテーパ面で面接触するため、チェックシール６０によるシール性が向上する。なお、チェックシール６０の誤組み付けを防止するためには、チェックシール６０がテーパ部６１を有し、収容溝６５がテーパ状の底部６６を有することが望ましい。しかしながら、収容溝６５の底部６６はテーパ状に形成されていなくてもよい。例えば、収容溝６５の底部６６は、中心軸に垂直な平面に形成されてもよい。この場合であっても、チェックシール６０が一端部にテーパ部６１を有することにより、誤組み付けを防止することができる。
【００４８】
チェックシール６０は、図２に示すように、軸方向に沿って外周面に形成される軸方向溝６２と、径方向に沿ってピストン３０側の端面に形成されると共に軸方向溝６２と連通する径方向溝６３と、を有する。
【００４９】
チェックシール６０は、例えばゴムなどの樹脂材によって形成され、外力によって変形可能な弾性部材である。チェックシール６０は、図３に示すように、収容溝６５に収容した状態で、ピストン３０に対向するクッションベアリング４０の対向面４０Ｂからわずかに突出するように形成される。具体的には、チェックシール６０は、外力が作用していない状態での軸方向の自然長が収容溝６５の軸方向長さよりも長く形成される。
【００５０】
以下、図３及び図４を参照して、チェックシール６０及びクッションベアリング４０の組付け方法について具体的に説明する。
【００５１】
まず、図３に示すように、ピストンロッド１０の小径部１２の外周にクッションベアリング４０を設け、収容溝６５にチェックシール６０を収容する。チェックシール６０は、収容溝６５に収容した状態で、ピストン３０に対向するクッションベアリング４０の対向面４０Ｂからわずかに突出する。
【００５２】
次に、ピストン３０をピストンロッド１０のねじ部１４に螺合する。ピストン３０をピストンロッド１０のねじ部１４に螺合すると、クッションベアリング４０に対向するピストン３０の対向面３０Ａとチェックシール６０とが当接する。この状態からピストン３０をさらにねじ込み、チェックシール６０を軸方向に圧縮しつつ、ピストン３０とピストンロッド１０との互いの対向面３０Ａ，４０Ｂを当接させる。これにより、チェックシール６０は、図４に示すように、軸方向に圧縮されて収容溝６５に収容される。さらに、ピストン３０を所定の締め付け力で締め付けて、ピストンロッド１０の段差部１３との間でクッションベアリング４０を挟持する。
【００５３】
次に、主に図５〜図８を参照して、油圧シリンダ１００の動作について説明する。図５〜図８では、作動油の流れを実線矢印で模式的に示す。図８では、チェックシールに作用する作動油の圧力を破線矢印で模式的に示す。
【００５４】
ボトム側室３に油圧源が連通し、ロッド側室２にタンク（図示省略）が連通すると、ボトム側室３に作動油が供給され、ロッド側室２内の作動油はタンクに排出される。このため、油圧シリンダ１００は伸長作動する。
【００５５】
ボトム側室３に作動油が供給されると、ピストンロッド１０のねじ部１４とピストン３０との間の連結隙間７１を通じて作動油の圧力がチェックシール６０に作用する。
【００５６】
このため、チェックシール６０は、図５に示すように、軸方向に圧縮されつつクッションベアリング４０に押し付けられる。
【００５７】
ここで、本実施形態の比較例に係る油圧シリンダを図８に示す。比較例に係る油圧シリンダでは、図８に示すように、チェックシール６０が収容溝６５の底部６６及びピストン３０との間に隙間８０を持って収容溝６５内に収容される。チェックシール６０が隙間８０を持って収容溝６５内に収容される場合には、連結隙間７１を通じて作動油の圧力が導かれると、径方向溝６３及び軸方向溝６２を通じてチェックシール６０のクッションベアリング４０側の端面にも作動油の圧力が作用する。この場合には、作動油の圧力によってチェックシール６０の軸方向の両端面に作用する力が釣り合うため、チェックシール６０がクッションベアリング４０に向かって押し付けられず、環状隙間７０を塞ぐことができない場合がある。
【００５８】
これに対し、油圧シリンダ１００では、チェックシール６０が軸方向に圧縮されて収容溝６５に収容される。このため、油圧シリンダ１００が後述する異常状態にある場合を除き、図５に示すように、チェックシール６０が常に収容溝６５の底部６６に当接して、環状隙間７０を確実に塞ぐことができる。
【００５９】
チェックシール６０によってクッションベアリング４０の内側の環状隙間７０が塞がれることにより、クッションベアリング４０の内側の環状隙間７０とピストン３０の内側の連結隙間７１との連通が遮断さる。したがって、連結隙間７１を通じて導かれる作動油の圧力が環状隙間７０に導かれることが防止される。
【００６０】
環状隙間７０は、クッションベアリング４０がピストンロッド１０の段差部１３とピストン３０とによって挟持されることにより、ロッド側室２との連通が遮断される（図１及び図２参照）。よって、ロッド側室２からクッションベアリング４０の内側の環状隙間７０へ向かう作動油の流れも遮断される。
【００６１】
ピストンロッド１０が伸長してストローク端に近づくと、クッションベアリング４０はシリンダヘッド５０のベアリング受容部５１の内側に進入する（図１及び図２参照）。これにより、クッションベアリング４０の外周面とベアリング受容部５１の内周面とによってクッション通路４が形成される。給排口５２を通じてロッド側室２内から排出される作動油にはクッション通路４によって抵抗が付与されるため、ロッド側室２内の圧力低下が抑制されて、ピストンロッド１０が減速する。このようにして、ピストンロッド１０の伸長時におけるストローク端付近におけるクッション作用が発揮される。
【００６２】
また、チェックシール６０によってクッションベアリング４０の内側の環状隙間７０への作動油の流れが遮断されているため、クッションベアリング４０が環状隙間７０内の圧力によって径方向に膨らむことが防止される。したがって、クッション通路４が狭くなることも防止され、安定したクッション作用を発揮することができる。
【００６３】
ロッド側室２に油圧源が連通し、ボトム側室３にタンクが連通すると、ロッド側室２に作動油が供給され、ボトム側室３内の作動油はタンクに排出される。このため、油圧シリンダ１００は収縮作動する。
【００６４】
また、油圧シリンダ１００には、ピストンロッド１０に連結されるバケットの重量により、伸長する方向の力が作用する。バケットを駆動する油圧シリンダ１００では、ロッド側室２が負荷（バケット）による負荷圧が作用する負荷側圧力室である。ロッド側室２とボトム側室３とは、クッションベアリング４０がピストンロッド１０の段差部１３とピストン３０とによって挟持されるとことにより、互いの連通が遮断される。このため、油圧シリンダ１００への作動油の給排を停止すると、油圧シリンダ１００は、ロッド側室２に作用する負荷圧を保持して、負荷であるバケットを停止する負荷保持状態になる。
【００６５】
ここで、ピストンロッド１０に過大な外力が作用すると、ピストンロッド１０が塑性変形して伸びることがある。油圧シリンダ１００は、このようなピストンロッド１０が塑性変形する異常状態を検知する異常検知機能を有している。以下、図６及び図７を参照して、油圧シリンダ１００の異常検知機能について説明する。
【００６６】
ピストンロッド１０が伸びる方向に塑性変形すると、図６に示すように、軸方向に並ぶクッションベアリング４０とピストンロッド１０の段差部１３との間で、軸方向隙間７４が生じる。このような軸方向隙間７４がクッションベアリング４０に隣接して生じると、軸方向隙間７４を通じてロッド側室２と環状隙間７０とが連通する。
【００６７】
このような異常状態において、油圧シリンダ１００への作動油の給排を停止して負荷保持状態にすると、ロッド側室２の負荷圧が軸方向隙間７４を通じて環状隙間７０に導かれる。環状隙間７０を通じて導かれる負荷圧によって、チェックシール６０が圧縮され、チェックシール６０はピストン３０側に押し付けられる。この際、クッションベアリング４０もピストン３０側に押し付けられる。
【００６８】
チェックシール６０が圧縮されピストン３０側に押し付けられると、図７に示すように、チェックシール６０のテーパ部６１と収容溝６５の底部６６とによって収容溝６５内に溝内隙間７２が形成される。溝内隙間７２は、チェックシール６０の軸方向溝６２と径方向溝６３とに連通する。このため、環状隙間７０が、溝内隙間７２、軸方向溝６２、径方向溝６３を通じて連結隙間７１に連通する。このように、軸方向溝６２と径方向溝６３とが、連結隙間７１と溝内隙間７２とを連通する連通路である。
【００６９】
このため、ロッド側室２の負荷圧は、環状隙間７０、溝内隙間７２、連通路としての軸方向溝６２及び径方向溝６３、連結隙間７１を通じてボトム側室３に導かれる。このように、チェックシール６０は、異常状態時に環状隙間７０から導かれる負荷圧によって溝内隙間７２を形成し、溝内隙間７２と軸方向溝６２及び径方向溝６３とによってロッド側室２からボトム側室３へ向かう作動油の流れを許容する。
【００７０】
したがって、異常状態では、油圧シリンダ１００への作動油の給排を停止しても、連結隙間７１を通じてロッド側室２からボトム側室３へ作動油がわずかに導かれ、油圧シリンダ１００がわずかに伸長作動する。このため、作業者が負荷保持状態での油圧シリンダ１００の伸長作動の有無を確認することにより、ピストンロッド１０が変形した異常状態を検知することができる。
【００７１】
以上のように、チェックシール６０は、連結隙間７１から環状隙間７０を通じてロッド側室２へ向かう作動油の流れを遮断し、異常時には環状隙間７０から連結隙間７１を通じてボトム側室３へ向かう作動油の流れを許容するチェック機能を有する。これにより、異常時においてロッド側室２とボトム側室３とを連通し負荷保持状態でわずかに油圧シリンダ１００を伸長させる異常検知機能を損なうことなく、正常時において径方向へのクッションベアリング４０の膨らみを防止することができる。
【００７２】
以上の実施形態によれば、以下に示す効果を奏する。
【００７３】
油圧シリンダ１００では、チェックシール６０が連結隙間７１から環状隙間７０を通じてロッド側室２へ向かう作動油の流れを遮断するため、クッションベアリング４０の内側に作動油が導かれることが防止される。よって、径方向外側へのクッションベアリング４０の膨らみが防止され、ストローク端付近で形成されるクッション通路４が狭くなることが防止される。また、チェックシール６０は、環状隙間７０から連結隙間７１を通じてボトム側室３へ向かう作動油の流れを許容するため、ピストンロッド１０が軸方向に塑性変形して伸びる異常時には、チェックシール６０を通じてロッド側室２からボトム側室３へ作動油が導かれる。このため、締付型クッションベアリング４０を有する油圧シリンダ１００の異常検知機能を損なうことなく、クッション通路４が狭くなることが防止される。したがって、油圧シリンダ１００によれば、締付型クッションベアリング４０を有する油圧シリンダ１００のクッション作用の安定性を向上させることができる。
【００７４】
また、油圧シリンダ１００では、チェックシール６０がピストン３０に対向するクッションベアリング４０の対向面４０Ｂから形成される収容溝６５に設けられる。このように、チェックシール６０がピストン３０側に設けられることにより、軸方向の全体にわたって環状隙間７０に作動油が導かれることが防止される。したがって、クッション作用の安定性をより向上させることができる。
【００７５】
また、チェックシール６０が軸方向に圧縮されて収容溝６５に収容されることにより、異常時を除いて、チェックシール６０が常に収容溝６５の底部６６に当接する。したがって、環状隙間７０を確実に塞ぐことができる。
【００７６】
以下、本発明の実施形態の構成、作用、及び効果をまとめて説明する。
【００７７】
油圧シリンダ１００は、外周面に形成される環状の段差部１３を有するピストンロッド１０と、ピストンロッド１０が挿入されるシリンダチューブ２０と、ピストンロッド１０の先端に連結されシリンダチューブ２０内をロッド側室２とボトム側室３とに区画すると共にシリンダチューブ２０の内周面に沿って摺動するピストン３０と、ピストン３０とピストンロッド１０の段差部１３との間で挟持されると共にピストンロッド１０の外周に環状隙間７０を持って設けられる筒状のクッションベアリング４０と、ピストンロッド１０のストローク端付近でクッションベアリング４０の進入を許容するベアリング受容部５１と、ストローク端付近でクッションベアリング４０がベアリング受容部５１の内側に進入した際に、クッションベアリング４０とベアリング受容部５１との間に形成され、通過する作動油に抵抗を付与するクッション通路４と、クッションベアリング４０及びピストン３０のいずれかの内周とピストンロッド１０の外周との間に設けられるチェックシール６０と、を備え、チェックシール６０が、ピストンロッド１０とピストン３０との間の連結隙間７１から環状隙間７０を通じてロッド側室２へ向かう作動油の流れを遮断し、環状隙間７０から連結隙間７１を通じてボトム側室３へ向かう作動油の流れを許容する。
【００７８】
この構成では、チェックシール６０が連結隙間７１から環状隙間７０を通じてロッド側室２へ向かう作動油の流れを遮断するため、クッションベアリング４０の内側に作動油が導かれることが抑制される。よって、クッションベアリング４０の径方向外側への膨らみが抑制され、ストローク端付近で形成されるクッション通路４が狭くなることが防止される。また、チェックシール６０は、環状隙間７０から連結隙間７１を通じてボトム側室３へ向かう作動油の流れを許容するため、ピストンロッド１０が軸方向に塑性変形する異常時には、チェックシール６０を通じてロッド側室２からボトム側室３へ作動油が導かれる。このため、ピストン３０とピストンロッド１０の段差部１３との間で挟持される締付型クッションベアリング４０を有する油圧シリンダ１００の異常検知機能を損なうことなく、クッション通路４が狭くなることが防止される。
【００７９】
この構成によれば、異常検知機能を有する油圧シリンダ１００におけるクッション作用の安定性を向上させることができる。
【００８０】
また、油圧シリンダ１００は、チェックシール６０が、クッションベアリング４０の端面のうちピストン３０に対向する対向面４０Ｂに形成される収容溝６５に設けられる。
【００８１】
この構成では、チェックシール６０がピストン３０に対向するクッションベアリング４０の対向面４０Ｂに設けられることにより、軸方向の全体にわたって環状隙間７０に作動油が導かれることが防止され、クッション通路４が狭くなることが防止される。
【００８２】
この構成によれば、締付型のクッションベアリング４０を有する油圧シリンダ１００におけるクッション作用の安定性をさらに向上させることができる。
【００８３】
また、油圧シリンダ１００は、環状隙間７０を通じて導かれる作動油の圧力によってチェックシール６０がピストン３０側に押し付けられることにより収容溝６５内に溝内隙間７２が形成され、チェックシール６０が、連結隙間７１と溝内隙間７２とを連通する連通路（軸方向溝６２，径方向溝６３）を有する。
【００８４】
この構成では、環状隙間７０からの作動油の圧力によって溝内隙間７２が形成され、チェックシール６０が連通路（軸方向溝６２，径方向溝６３）を有することによって、環状隙間７０と連結隙間７１とが互いに連通する。よって、チェックシール６０は、環状隙間７０から連結隙間７１を通じてボトム側室３へ向かう作動油の流れを許容する。
【００８５】
また、油圧シリンダ１００は、連通路が、チェックシール６０の外周面に軸方向に沿って形成され溝内隙間７２に連通する軸方向溝６２と、チェックシール６０のピストン３０側の端面に形成され軸方向溝６２と連結隙間７１とを連通する径方向溝６３と、を有する。
【００８６】
この構成では、連通路の軸方向溝６２と径方向溝６３とによって、溝内隙間７２と連結隙間７１とが連通する。よって、チェックシール６０は、環状隙間７０から連結隙間７１を通じてボトム側室３へ向かう作動油の流れを許容する。
【００８７】
また、油圧シリンダ１００は、チェックシール６０が、軸方向の一端部から軸方向に沿って外径が次第に増加するテーパ部６１を有する。
【００８８】
この構成によれば、チェックシール６０の誤組み付けを防止することができる。
【００８９】
また、油圧シリンダ１００は、収容溝６５の軸方向の底部６６が、チェックシール６０のテーパ部６１に対応するテーパ状に形成される。
【００９０】
この構成では、チェックシール６０のテーパ部６１と収容溝６５の底部６６とが互いにテーパ面により面接触する。
【００９１】
この構成によれば、チェックシール６０の誤組み付けを防止することができると共にチェックシール６０による環状隙間７０のシール性を向上させることができる。
【００９２】
また、油圧シリンダ１００は、チェックシール６０が、軸方向に圧縮されて収容溝６５に収容される。
【００９３】
この構成では、油圧シリンダ１００が異常状態にある場合を除き、チェックシール６０が常に収容溝６５の底部６６に当接する。
【００９４】
この構成によれば、環状隙間７０をチェックシール６０によって確実に塞ぐことができる。
【００９５】
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。
【００９６】
上記実施形態では、作動流体として作動油を用いたが、この代わりに例えば水溶性代替液等を用いてもよい。
【００９７】
また、上記実施形態では、チェックシール６０はテーパ部６１を有する。これに代えて、テーパ部６１は、例えば円形断面を有するものでもよいし、その他の多角形断面を有するものでもよい。また、収容溝６５も、底部６６を有するものに限らず、任意の形状に形成してよい。
【００９８】
また、連通路も、軸方向溝６２と径方向溝６３とに限らず、連結隙間７１と溝内隙間７２とを連通するものであれば、任意の形状に形成してよい。例えば、図９に示すように、連通路は、連結隙間７１と溝内隙間７２とを連通しチェックシール６０を貫通する単一の貫通孔６４として形成してもよい。
【００９９】
また、上記実施形態では、収容溝６５は、ピストン３０に対向するクッションベアリング４０の対向面４０Ｂから形成される。軸方向の全体にわたってクッションベアリング４０の内側の環状隙間７０に作動油が導かれることを防止するためには、収容溝６５はクッションベアリング４０とピストン３０とが互いに対向する位置に形成されることが望ましい。しかしながら、これに限らず、収容溝６５は、例えばクッションベアリング４０の軸方向中央部分に設けられてもよい。この場合でも、環状隙間７０の一部、つまりピストンロッド１０の段差部１３とチェックシール６０との間には作動油が導かれることを防止することができるため、作動油の圧力により径方向へのクッションベアリング４０の膨みを抑制することができる。
【０１００】
また、上記実施形態では、チェックシール６０は、ピストン３０に対向するクッションベアリング４０の対向面４０Ｂから形成される収容溝６５に設けられる。これに代えて、チェックシール６０は、ピストン３０の内周とピストンロッド１０の外周との間に設けられてもよい。つまり、ピストン３０の内周に収容溝を形成してもよい。この場合には、クッションベアリング４０に対向するピストン３０の対向面３０Ａに開口するように収容溝を設けなくても、環状隙間７０の全体にわたって作動油が導かれることを防止することができる。このように、ピストン３０の内周に形成される収容溝にチェックシール６０を設ける場合にも、上記実施形態と同様の効果を奏することができる。
【符号の説明】
【０１０１】
１００…油圧シリンダ（流体圧シリンダ）、２…ロッド側室、３…ボトム側室、４…クッション通路、１０…ピストンロッド、１３…段差部、２０…シリンダチューブ、３０…ピストン、４０…クッションベアリング、４０Ｂ…対向面、５１…ベアリング受容部、６０…チェックシール、６１…テーパ部、６２…軸方向溝（連通路）、６３…径方向溝（連通路）、６５…収容溝、６６…底部、７０…環状隙間、７１…連結隙間、７２…溝内隙間
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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