(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピストンロッドの基端外周面に配置したテーパ面をもつクッションリングと、当該クッションリングに対応してシリンダチューブの内径側にホルダとカラーを介して軸方向へと変位可能に配設したチェック機能をもつクッションシールとを備え、クッションシールに対するクッションリングの嵌合に伴いロッド側の油室に発生する作動油圧力でクッションシールをカラーへと押し付け、ホルダとクッションシールとの間の油路を閉じてクッションシールの内径面とクッションリングのテーパ面とで形成されるスリットの面積を漸減させることでクッション効果を発生する油圧シリンダのクッション装置において、ホルダとクッションシールの間の油路を、当該ホルダの内周面に沿い軸方向へと向けて先端の鍔部からカラーの先端に達する位置までの所定の範囲に亙りホルダの内周面へと食い込んで穿った一連の溝で形成したことを特徴とする油圧シリンダのクッション装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、油圧シリンダの端末動作時におけるクッション装置に関し、さらに詳しくは、油圧シリンダの最伸長近傍における伸長動作に伴ってロッド側の作動油室と給排ポートを連通する制限用油路のスリット面積を漸減することによってクッション効果を与える油圧シリンダのクッション装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の端末クッション装置を備えた油圧シリンダ１ｃとしては、図８にみられるように、ピストン４に接してピストンロッド２の基端外周面にテーパ面５をもつクッションリング６を配置し、このクッションリング６と対向してシリンダヘッド７にホルダ１９を当接し、当該ホルダ１９の先端鍔部２２と基端に嵌着したカラー１８とでクッションシール２４ｃの軸方向への動きを制限しつつ変位可能に保持している。
【０００３】
この場合において、クッションシール２４ｃは、ホルダ１９の内周面の径よりも外周面の径を小さく構成することで両者の間に軸方向油路２５を形成し、クッションシール２４ｃのカラー１８への押し付けによって当該軸方向油路２５を閉じるようにしている。
【０００４】
他方、上記軸方向油路２５は、クッションシール２４ｃの外側面に穿った径方向油路２６でホルダ１９の鍔部２２側への押し付けに関係なく、当該鍔部２２をバイパスして常にロッド側の作動油室１６へと通じるようにしてある。
【０００５】
かくして、当該油圧シリンダ１ｃは、クッションリング６がクッションシール２４ｃに嵌入する以前の伸長動作時には、ロッド側の作動油室１６の作動油を殆ど抵抗なく給排ポート２７から押し出して伸長動作していくが、クッションリング６がクッションシール２４ｃに嵌入する最伸長端近傍に達すると、瞬時に戻り油路抵抗が増加してロッド側の作動油室１６の作動油圧力が上昇し、クッションシール２４ｃをカラー１８へと押し付けて軸方向油路２５を閉じる。
【０００６】
これによって、油圧シリンダ１ｃは、それ以降の伸長動作に伴いクッションリング６のテーパ面５とクッションシール２４ｃの内径面とによって形成されるスリット３１の面積を漸減させることで、最伸長端近傍における伸長動作に対してクッション効果を与えることになる。
【０００７】
なお、最伸長状態或いは最伸長端近傍から油圧シリンダ１ｃが圧縮動作側へと反転し、ピストンロッド２側のクッションリング６がシリンダヘッド７側のクッションシール２４ｃから抜け出すまでの間は、給排ポート２７から供給される作動油の圧力で当該クッションシール２４ｃがホルダ１９の先端側に形成された鍔部２２の内面に押し付けられる。
【０００８】
その結果、シリンダチューブ１１における給排ポート２７から環状油路２８およびシリンダヘッド７の油孔２９並びにシリンダヘッド７とピストンロッド２との間の油路３０を通して供給されてくる圧力作動油のうち、スリット３１を通してロッド側の作動油室１６へと送られてくる僅かの量を除く大部分の圧力作動油は、カラー１８とクッションシール２４ｃとの間からホルダ１９とクッションシル２４ｃとの間の軸方向油路２５とクッションシール２４ｃに設けた径方向油路２６を通してロッド側の作動油室１６に送られ、当該油圧シリンダ１ｃは圧縮動作していくことになる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
このことから、上記したような端末クッション装置を備えた従来の油圧シリンダ１ｃにあっては、最伸長状態或いは最伸長端近傍からの圧縮動作時に給排ポート２７から送られてくる圧力作動油の大部分を抵抗なくロッド側の作動油室１６に供給できるようにしてやらなければならない。
【００１０】
そのためには、クッションシール２４ｃの外側面に穿つ径方向油路２６の通路面積を大きくしてやるのは勿論のこと、ホルダ１９の内周面とクッションシール２４ｃの外周面との内外径の差を大きくとって、これらホルダ１９とクッションシール２４ｃとの間にできる軸方向油路２５の通路面積をできるだけ大きくとってやる必要がある。
【００１１】
しかし、径方向油路２６の通路面積の方は、これを任意の大きさにとったとしても、油圧シリンダ１ｃの伸縮動作に対して特に影響を与えることはないが、ホルダ１９とクッションシール２４ｃとの間の軸方向油路２５は、両者の内外径の差を大きくとって通路面積を拡げてやるとホルダ１９に対するクッションシール２４ｃの最大偏心量δが図９に示したように大きくなる。
【００１２】
その結果、伸長動作時のクッション行程の初期において、ピストンロッド２側のクッションリング６の先端がクッションシール２４ｃの外側面に干渉し易くなり、油圧シリンダ１ｃの円滑な伸長動作が阻害されるという恐れをもつ。
【００１３】
そうかと言って、上記したクッションリング６とクッションシール２４ｃとの干渉を防ぐために最大偏心量δを可能な限り小さくとってやったとすると、今度は、軸方向油路２５の通路面積が充分に確保できないことになって、油圧シリンダ１ｃの最伸長状態或いは最伸長端近傍からの圧縮動作に給排ポート２７から供給する作動油圧力が不必要に上昇して動力損失を招くことになる。
【００１４】
したがって、この発明の目的は、クッションシールの最大偏心量を可能な限り小さく保ってクッションリングとの干渉を防ぎつつ、併せて、クッション行程での圧縮動作時における動力損失をも最小限に保つことのできる新規のクッション装置を備えた油圧シリンダを提供することである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記したこの発明の目的は、ピストンロッドの基端外周面に配置したテーパ面をもつクッションリングと、当該クッションリングに対応してシリンダチューブの内径側にホルダとカラーを介して軸方向へと変位可能に配設したチェック機能をもつクッションシールとを備え、クッションシールに対するクッションリングの嵌合に伴いロッド側の油室に発生する作動油圧力でクッションシールをカラーへと押し付け、ホルダとクッションシールとの間の油路を閉じてクッションシールの内径面とクッションリングのテーパ面とで形成されるスリットの面積を漸減させることでクッション効果を発生する油圧シリンダのクッション装置において、ホルダとクッションシールの間の油路を、当該ホルダの内周面に沿い軸方向へと向けて先端の鍔部からカラーの先端に達する位置までの所定の範囲に亙りホルダの内周面へと食い込んで穿った一連の溝で形成することによって達成される。
【００１６】
すなわち、ホルダとクッションシールの間に形成する油路を両者間の隙間によって形成する代わりに、ホルダの内周面側に対してクッションシールのストッパであるホルダ先端の鍔部からホルダの内周面に食い込ませ、かつ、カラーの先端に達する位置までの所定の範囲に亙る一連の溝として形成する。
【００１７】
これにより、ホルダとクッションシールの間に形成する油路面積は、ホルダの内周面に形成した溝の断面積によって決まることから、クッションシールの最大偏心量を心ずれ吸収のための極く僅かの寸法に保ちながら、ホルダとクッションシールの間の油路面積を充分に大きくとってクッションリングとの干渉を防ぎつつ、併せて、圧縮動作時におけるクッション行程での動力損失をも最小限に保つことが可能になるのである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態であるクッション装置付き油圧シリンダを添付した図１に基いて説明していくことにする。
【００１９】
図１において、この発明の実施の形態であるクッション装置付き油圧シリンダ１は、先に述べた図８における従来例のクッション装置付き油圧シリンダ１ｃと同様に、ピストンロッド２の基端にピストンナット３でピストン４を締着し、かつ、ピストン４に接して表面にテーパ面５をもつクッションリング６をピストンロッド２の外周面に設けている。
【００２０】
ピストンロッド２には、シリンダヘッド７を内周面に設けたベアリング８とメインシール９およびダストシール１０を介して挿通し、このシリンダヘッド７をシリンダチューブ１１へとシール１２を介装してねじ込むことにより、ピストン４と共働してピストンロッド２をシリンダチューブ１１に対しガイドしつつ当該シリンダチューブ１１の開放端を塞いでいる。
【００２１】
ピストン４の外周面には、内面側にシールリング１３を重ねて設けたピストンリング１４と、当該ピストンリング１４を挟んで両側に配置した単体構造のピストンリング１５，１５とを設け、これらピストンリング１４，１５を介してシリンダチューブ１１の内壁面へとピストン４を摺接させることにより、当該ピストン４でシリンダチューブ１１の内部をロッド側の作動油室１６とボトム側の作動油室１７とに区画している。
【００２２】
ロッド側における作動油室１６の内部には、カラー１８を挿し込んで固定したホルダ１９をシリンダチューブ１１の内周面との間にシール２０を介装して配置し、このホルダ１９をシリンダヘッド７でシリンダチューブ１１に設けたテーパ面２１へと押し付けて固定してある。
【００２３】
ホルダ１９は、先端に形成した鍔部２２と上記ホルダ１９の内面に嵌着して固定したカラー１８とで両者の間に所定の幅を有する環状の溝２３を形成し、この溝２３の内部に軸方向へと向ってクッションシール２４を移動可能に嵌装している。
【００２４】
クッションシール２４の外周面とホルダ１９の内周面との間には、所望の通路面積をもつ軸方向油路２５が設けてあり、クッションシール２４のカラー１８への押し付けによって当該軸方向油路２５の一方の連通端を閉じると共に、ホルダ１９の鍔部２２による係止の際には、後記する構成によって軸方向油路２５の両端何れの連通をも閉じることなく開放状態に保つようにしてある。
【００２５】
シリンダチューブ１１には、ヘッド側の作動油室１７に通じる給排ポート（図示省略）と対向してロッド側の作動油室１６に対する給排ポート２７が設けてあり、当該給排ポート２７は、シリンダヘッド７との間の環状油路２８からシリンダヘッド７に穿った油孔２９およびピストンロッド２との間の油路３０を通してロッド側の作動油室１６へと通じている。
【００２６】
油路３０のロッド側の作動油室１６へと開口する部分には、先に述べたようにクッションシール２４をカラー１８の側面とホルダ１９の鍔部２２とで軸方向への動きを規制して配置してある。
【００２７】
以上述べた点は、先に図８で説明した従来のクッション装置付き油圧シリンダ１ｃと構成および作用の点で同等であり、したがって、以上の構成だけでは依然として従来の場合と同様に、クッション行程の初期にクッションリング６とクッションシール２４が干渉して円滑な伸長動作が阻害されたり、或いは、圧縮動作時の作動油供給抵抗が大きくなって動力損失を来すという恐れを除去することはできない。
【００２８】
そこで、この発明による油圧シリンダのクッション装置にあっては、図１と図２から分かるように、クッションシール２４の内周面をピストンロッド２に設けたクッションリング６の外径に適合する大きさに構成すると共に、外周面とホルダ１９の内周面との間の軸方向油路２５を加工誤差による心ずれを吸収するだけの僅かの寸法の隙間で構成する。
【００２９】
そして、この軸方向油路２５だけでは不足する通路面積分を、クッションシール２４のストッパであるホルダ１９の先端の鍔部２２から当該ホルダ１９の内周面へと食い込ませ、かつ、カラー１８の先端に達する位置に亙る一連の溝３２を形成することで補うようにしたのである。
【００３０】
なお、当該溝３２をホルダ１９の先端の鍔部２２にも及ぼしたのは、先に述べたホルダ１９の鍔部２２によるクッションシール２４の係止の際に、軸方向油路２５の両端何れの連通をも閉じることなく開放状態に保っておくためである。
【００３１】
これによって、図３にみられるように、軸方向油路２５の断面寸法を小さくしてクッションシール２４の最大偏心量δを心ずれ吸収のための極く僅かの寸法に保ちながら、ホルダ１９に設けた溝３２によって実質的な軸方向油路２５の断面寸法を充分に大きくとることができる。
【００３２】
かくして、油圧シリンダ１の伸長動作時におけるクッション行程の初期にクッションリング６がクッションシール２４と干渉するのを防止しつつ、かつ、これと反対方向の圧縮動作時におけるクッション行程での動力損失をも最小限に保つことが可能になるのである。
【００３３】
また、上記に加えて、加工による歪み等で残留応力の生じ易いクッションシール２４には、溝等の加工を施す必要がなくなるので不良品の発生する率が著しく低下するばかりでなく、クッションシール２４を単純なリングとして形成することができるために組立作業時の逆組みによる不良品の発生をも確実に防止することができる。
【００３４】
なお、上記した図１の実施の形態にあっては、ホルダ１９の先端の鍔部２２を切り欠いて軸方向油路２５を構成するようにしたが、このようにする代わりに図４および図５の参考例に示す油圧シリンダ１ａのように、軸方向油路２５だけでは不足する通路面積分を、ホルダ１９ａの内周面に沿い先端の鍔部２２から軸方向へと向けて穿った複数個の通孔３３と、当該鍔部２２を残してカラー１８の先端に達する位置までの所定の範囲に亙りこれら通孔３３へと食い込んでホルダ１９の内周面に穿った環状溝３２ａとで補うようにすることができる。
【００３５】
何となれば、このものによっても環状溝３２ａの底面でクッションシール２４の最大偏心量δを心ずれ吸収のための極く僅かの寸法に保ちながら、しかも、ホルダ１９ａとクッションシール２４との間の油路面積を鍔部２２の通孔３３と内周面に穿った環状溝３２ａの断面積によって充分に大きくとることができる。
【００３６】
かくして、油圧シリンダ１の伸長動作時におけるクッション行程の初期にクッションリング６がクッションシール２４と干渉するのを防止しつつ、かつ、これと反対方向の圧縮動作時におけるクッション行程での動力損失をも最小限に保つことが可能になる。
【００３７】
また、加えて、加工による歪み等で残留応力の生じ易いクッションシール２４には、溝等の加工を施す必要がなくなるので不良品の発生する率が著しく低下するばかりでなく、クッションシール２４を単純なリングとして形成することができるために組立作業時の逆組みによる不良品の発生をも確実に防止することができるからである。
【００３８】
さらに、図６および図７に示す他の参考例の油圧シリンダ１ｂのように、ホルダ１９には何等の加工をも施すことなく従来と同一のままとし、その代わりにホルダ１９とクッションシール２４ｂの間の油路を、当該クッションシール２４ｂの外側面に設けた径方向油路２６から外周面へと軸方向に向って続くカラー１８の厚み寸法よりも浅い一連の溝３２ｂを追加して設けることもできる。
【００３９】
このようにして、クッションシール２４ｂの最大偏心量を心ずれ吸収のための極く僅かの寸法に保ちながら、ホルダ１９とクッションシール２４ｂの間の油路面積を充分に大きくとってクッションリング６との干渉を防ぎつつ、併せて、圧縮動作時におけるクッション行程での動力損失をも最小限に保つことが可能になるのである。
【００４０】
ただし、この場合には、従来のものと同様に、クッションシール２４ｂの加工歪みと組み間違いによる不良品発生の恐れを除去し得ないが、その反面、構成面において先に述べた実施の形態や参考例に比べて著しく単純な構成をもって目的を達成し得ることになる。
【００４１】
【発明の効果】
以上述べたように、請求項１の発明によれば、ホルダとクッションシールの間の油路を、ホルダの内周面に沿い軸方向へと向けて先端の鍔部からカラーの先端に達する位置までの所定の範囲に亙りホルダの内周面へと食い込んで穿った一連の溝として形成したことにより、ホルダの内周面に対して形成した溝の断面積によってホルダとクッションシールとの間の油路面積が決まることになり、これによって、クッションシールの最大偏心量を心ずれ吸収のための極く僅かの寸法に保ちながら、しかも、ホルダとクッションシールの間の油路面積即ち軸方向油路を充分に大きくとることが可能となり、油圧シリンダの伸長動作時におけるクッション行程の初期にクッションリングがクッションシールと干渉するのを防止しつつ、反対方向への圧縮動作時のクッション行程における動力損失をも最小限に保つことが可能になる。
【００４２】
また、これに加えて、加工による歪み等で残留応力の生じ易いクッションシールには、溝等の加工を施す必要がなくなるので不良品の発生する率が著しく低下するばかりでなく、クッションシールを単純なリングとして形成することができるために逆組みによる不良品の発生をも確実に防ぐこともできるのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明による油圧シリンダの要部であるクッション装置の部分を縦断して示した正面図である。
【図２】  同上のクッション装置において用いられているホルダを取り出して示した拡大側面図である。
【図３】  同じく、同上のクッション装置におけるクッションシールの最大偏心量を示した説明図である。
【図４】  油圧シリンダの要部であるクッション装置の参考例を縦断して示した正面図である。
【図５】  参考例のクッション装置において用いられているホルダを取り出して示した拡大側面図である。
【図６】  油圧シリンダの要部であるクッション装置の他の参考例を縦断して示した正面図である。
【図７】  他の参考例のクッション装置において用いられているホルダを取り出して示した拡大斜視図である。
【図８】  従来から用いられている油圧シリンダのクッション装置の部分を縦断して示した正面図である。
【図９】  同じく、同上のクッション装置におけるクッションシールの最大偏心量を示した説明図である。
【符号の説明】
１，１ａ，１ｂ，１ｃ 油圧シリンダ
２ ピストンロッド
５ テーパ面
６ クッションリング
７ シリンダヘッド
１１ シリンダチューブ
１６ ロッド側の作動油室
１７ ボトム側の作動油室
１８ カラー
１９，１９ａ ホルダ
２２ 鍔部
２３ 環状の溝
２４，２４ｂ，２４ｃ クッションシール
２５ 軸方向油路
２６ 径方向油路
２７ 給排ポート
３１ スリット
３２，３２ｂ 溝
３２ａ 環状溝
３３ 通孔
【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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