(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダチューブと、このシリンダチューブに摺動自在に組み込んだピストンと、シリンダチューブの一端を塞ぐロッド側閉塞部材と、シリンダチューブの他端を塞ぐボトム側閉塞部材と、上記ロッド側閉塞部材およびピストンによって区画されたロッド側室と、上記ボトム側閉塞部材およびピストンによって区画されたボトム側室と、上記ボトム側閉塞部材に形成したクッション凹部と、このクッション凹部に連通させたポートと、ロッド側閉塞部材を貫通させてシリンダチューブ内に挿入するとともに、挿入方向先端側に上記ピストンを固定したロッドと、このロッドの先端に設け、軸方向に貫通させた貫通孔を形成したクッション部材とを備え、ピストンとともにロッドが移動して、上記クッション部材がクッション凹部に挿入されると、ボトム側室の圧力が上昇し、それによってロッドの移動速度が減速される油圧シリンダにおいて、上記クッション部材の基端側に大径部を形成するとともに、この大径部にストッパー溝を形成する一方、上記ロッドの先端面には、上記クッション部材の大径部を所定の隙間を設けて挿入する組み付け凹部と、この組み付け凹部の内周に突出したストッパーとを備え、上記ストッパーをストッパー溝に挿入し、クッション部材の基端側面を組み付け凹部の底面に押し付けた状態において、ストッパーとストッパー溝との間であって、ボトム側閉塞部材方向に隙間が形成される一方、ロッドをボトム側閉塞部材方向にフルストロークした状態において、クッション部材の大径部をボトム側閉塞部材に押し付けると、ストッパーとストッパー溝との間であって、ボトム側閉塞部材と反対方向に隙間が形成される構成にしたことを特徴とする油圧シリンダ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ピストンがストロークエンド付近に達したときに、このピストンの移動速度が減速されるクッション機能を備えた油圧シリンダに関する。
【０００２】
【従来の技術】
図９，図１０に従来の油圧シリンダを示す。
図９に示すように、シリンダチューブ１内には、ピストンＰを組み込むとともに、このピストンＰを組み込んだシリンダチューブ１の一端をロッド側閉塞部材２によって塞ぎ、シリンダチューブ１の他端を、ボトム側閉塞部材３によって塞いでいる。そして、上記ロッド側閉塞部材２およびピストンＰによってロッド側室４を区画し、上記ボトム側閉塞部材３およびピストンＰによってボトム側室５を区画している。
また、上記ロッド側部材２には貫通孔６を形成し、この貫通孔６にロッド７を挿入するとともに、このロッド７の挿入方向先端を、上記ピストンＰに貫通させている。
【０００３】
上記のようにピストンＰを貫通させたロッド７の外周には、段部８を形成している。また、このロッド７の先端外周には、ネジ９を形成し、このネジ９の部分にナットＮを締め付けている。このようにナットＮを締め付けると、ピストンＰがナットＮと上記段部８とによって挟み付けられて、その移動が規制される。
【０００４】
また、上記ロッド７の挿入方向先端には、クッション部材１０を設けている。このクッション部材１０は、図１０に示すように、ロッド７の先端面７ａに形成した組み付け凹部１１に、その基端を挿入している。また、このクッション部材１０の外周および組み付け凹部１１の内周には、環状溝１０ａ，１１ａをそれぞれ形成し、これら両環状溝１０ａ，１１ａを一致させた状態で、複数のボール１２を組み込んでいる。このように環状溝１０ａ，１１ａに複数のボール１２を組み込むと、これらボール１２が抜け止め機能を発揮して、クッション部材１０が組み付け凹部１１から抜けなくなる。
なお、上記ボール１２は、ナットＮを締め付ける前に、ロッド７に形成した孔１０ｂから入れるようにしている。
【０００５】
一方、上記シリンダチューブ１には、図９に示すように第１ポート１３を形成し、この第１ポート１３をロッド側室４に連通させている。また、上記ボトム側閉塞部材３には、第２ポート１４とこの第２ポート１４に連通するクッション凹部１５とを形成し、第２ポート１４とボトム側室５とをクッション凹部１５を介して連通させている。
上記クッション凹部１５の内径は、上記クッション部材１０の外径よりも僅かに大きくして、クッション凹部１５にクッション部材１０を挿入可能にしている。
なお、上記第１ポート１３および第２ポート１４には、図示していない圧力供給機構を接続し、いずれか一方のポートをタンクに連通させた状態で、いずれか他方のポートに圧油を供給するようにしている。
【０００６】
上記のようにした従来のシリンダは、例えば第２ポート１４をタンクに連通させた状態で、第１ポート１３に図示していない圧力供給機構から圧油を供給すると、第１ポート１３からロッド側室４に供給した圧油の作用によって、ピストンＰがロッド７とともに図面右方向に移動する。なお、このとき、ボトム側室５内の圧油は、クッション凹部１５→第２ポート１４を介してタンクに排出される。
【０００７】
そして、ピストンＰがストロークエンド付近に移動すると、クッション部材１０の先端がクッション凹部１５に入り込み、クッション部材１０の外周とクッション凹部１５の内周との僅かな隙間だけでボトム側室５とタンクとが連通することになる。そのため、ボトム側室５から排出される圧油の流動抵抗が大きくなり、ボトム側室内の圧力が上昇し、それによってピストンＰの移動速度が減速される。つまり、ストロークエンド付近において、クッション効果が発揮されるようにしている。
【０００８】
また、上記のようにクッション効果を発揮するとき、ボトム側室５の高圧が、組み付け凹部１１とクッション部材１０との隙間を介してクッション部材１０の図面左側端面に作用する。そのため、このクッション部材１０には、組み付け凹部１１から抜ける方向の力が作用するが、上記複数のボール１２によってクッション部材１０の移動を規制しているため、このクッション部材１０が組み付け凹部１１から抜けることはない。
【０００９】
なお、上記と反対に、第１ポート１３をタンクに連通させた状態で、第２ポート１４に圧油を供給すると、第２ポート１４からボトム側室５に圧油が供給されて、ピストンＰがロッド７とともに図面左方向に移動することになる。また、このときロッド側室４の圧油は、第１ポート１３を介してタンクに排出される。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来例では、ボトム側室５内の高圧の作用によって、クッション部材１０が組み付け凹部１１から抜けないようにするために、複数のボール１２をストッパー部材として用いている。
ところが、このボール１２には、大きな力が作用するため、長期間使用すると、このボール１２が変形してしまい、その抜け止め機能が低下する。そのため、一定期間使用したら、このボールを交換しなければならず、この交換作業に手間がかかり、メンテナンス時の作業コストが高くなるという問題があった。また、複数のボール１２を用いる分、部品コストも高いという問題もあった。
この発明の目的は、ロッドとクッション部材とを連結するストッパーの交換を不要にして、メンテナンス時の作業コストを安くできる油圧シリンダを提供することである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
この発明は、シリンダチューブと、このシリンダチューブに摺動自在に組み込んだピストンと、シリンダチューブの一端を塞ぐロッド側閉塞部材と、シリンダチューブの他端を塞ぐボトム側閉塞部材と、上記ロッド側閉塞部材およびピストンによって区画されたロッド側室と、上記ボトム側閉塞部材およびピストンによって区画されたボトム側室と、上記ボトム側閉塞部材に形成したクッション凹部と、このクッション凹部に連通させたポートと、ロッド側閉塞部材を貫通させてシリンダチューブ内に挿入するとともに、挿入方向先端側に上記ピストンを固定したロッドと、このロッドの先端に設け、軸方向に貫通させた貫通孔を形成したクッション部材とを備え、ピストンとともにロッドが移動して、上記クッション部材がクッション凹部に挿入されると、ボトム側室の圧力が上昇し、それによってロッドの移動速度が減速される油圧シリンダにおいて、上記クッション部材の基端側に大径部を形成するとともに、この大径部にストッパー溝を形成する一方、上記ロッドの先端面には、上記クッション部材の大径部を所定の隙間を設けて挿入する組み付け凹部と、この組み付け凹部の内周に突出したストッパーとを備え、上記ストッパーをストッパー溝に挿入し、クッション部材の基端側面を組み付け凹部の底面に押し付けた状態において、ストッパーとストッパー溝との間であって、ボトム側閉塞部材方向に隙間が形成される一方、ロッドをボトム側閉塞部材方向にフルストロークした状態において、クッション部材の大径部をボトム側閉塞部材に押し付けると、ストッパーとストッパー溝との間であって、ボトム側閉塞部材と反対方向に隙間が形成される構成にしたことを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
図１〜図７に示す第１実施形態は、クッション部材２０の構造と、このクッション部材２０とロッド７との連結構造に特徴を有し、それ以外の構成については前記従来例と同じである。
したがって、この第１実施形態では、前記従来例との相違点を中心に説明し、共通の構成要素については同じ符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００１５】
図１に示すように、上記ロッド７の先端面７ａには、クッション部材２０を連結している。
このクッション部材２０は、図２に示すように、その基端側に大径部２０ａを形成し、この大径部２０ａを、ロッド７の先端面７ａに形成した組み付け凹部２１に挿入している。
上記クッション部材２０の大径部２０ａには、ストッパー溝２２を環状に形成している。そして、このストッパー溝２２に、ロッド７側に取り付けたストッパー２３を挿入することによって、組み付け凹部２１からクッション部材２０が抜けないようにしている。
【００１６】
上記ストッパー２３は、図３に示すようにＣリングからなり、組み付け凹部２１の内周に形成した環状溝２４に、その弾性によって組み付けられている。
なお、このストッパー２３は、次のようにして環状溝２４に組み付けている。まず、クッション部材２０のストッパー溝２２にストッパー２３をはめる。次に、このストッパー２３の端部に形成した治具挿入穴２３ａ，２３ｂに、大径部２０ａに形成した切り欠き部２５を介して治具を挿入する。そして、この治具によってストッパー２３の端部を近づける方向に引っ張って、このストッパー２３を縮径させる。このようにストッパー２３を縮径させた状態で、組み付け凹部２１にクッション部材２０の大径部２０ａを挿入する。このように大径部２０ａを組み付け凹部２１に挿入した後、治具挿入穴２３ａ，２３ｂから治具を外すと、ストッパー２３がその弾性によって元の直径に拡径して、このストッパー２３が環状溝２４に組み付けられることになる。
【００１７】
上記のようにしてロッド７側に組み付けたストッパー２３は、図５に示すように、その厚みを上記ストッパー溝２２の幅よりも薄くしている。
また、図示するように、クッション部材２０の基端側面２０ｂを、組み付け凹部２１の底面２１ａに押し付けた状態で、ストッパー２３とストッパー溝２２との間であって、ボトム側閉塞部材方向に隙間ができるような寸法関係に設定している。このようにすることで、クッション部材２０が組み付け凹部２１の底面２１ａに押し付けられた場合でも、ストッパー２３に大きな力が作用しないようにしている。
【００１８】
一方、図６に示すように、ピストンＰがロッド７とともにボトム側閉塞部材３側方向にフルストロークして、ロッド７の先端面７ａがボトム側閉塞部材３に押し付けられた状態において、図７に示すように、クッション部材２０の大径部２０ａをボトム側閉塞部材３に押し付けると、ストッパー２３とストッパー溝２２との間であって、ボトム側閉塞部材と反対方向に隙間ができるような寸法関係に設定している。
なお、ロッド７の先端面７ａには、切り欠き部２６を形成しているが、この切り欠き部２６は、ロッド７の先端面７ａがボトム側閉塞部材３に押し付けられた状態で、流路を構成するものである。
【００１９】
なお、上記クッション部材２０には、貫通孔２７を軸線方向に形成し、この貫通孔２７を介してクッション部材２０の両端面を連通させている。
また、このクッション部材２０の大径部２０ａの基端側には、図２に示すように小径部２９を形成している。この小径部２９は、上記貫通孔２７からの圧油を導くための流路を構成するものである。
さらに、図３に示すように、このクッション部材２０の表面には、テーパ面２８を４箇所形成している。これらテーパ面２８は、クッション部材２０の挿入量に応じて流路を徐々に狭くするように設けたものである。なお、これらテーパ面２８は、４箇所以上あってもそれ以下であってもよい。
【００２０】
次に、この第１実施形態の作用を説明する。
第２ポート１４をタンクに連通させた状態で、第１ポート１３からロッド側室４に圧油を供給すると、ピストンＰがロッド７とともに図面右方向に移動する。そして、これらピストンＰ等がストロークエンド付近に近づいてくると、図４に示すように、ロッド７の先端に設けたクッション部材２０がクッション凹部１５に入り込む。クッション部材２０がクッション凹部１５に入り込むと、ボトム側室５から第２ポート１４側に排出される流体の流動抵抗が増加して、それによってボトム側室５の圧力が上昇する。このようにボトム側室５の圧力が上昇することによって、ピストンＰの移動速度が減速される。
【００２１】
また、上記のようにボトム側室５内で上昇した圧力は、クッション部材２０の大径部２０ａに作用する。一方、クッション部材２０の基端側面２０ｂは、タンク圧となっている。そのため、上記ボトム側室５内の高圧の作用によって、図５に示すように、クッション部材２０の基端側面２０ｂが組み付け凹部２１の底面２１ａに押し付けられる。したがって、組み付け凹部２１内を介する流路が遮断されて、ボトム側室５内の圧油が、クッション部材２０に設けた貫通孔２７を介して第２ポート１４側に排出されることはない。
そして、上記のようにクッション部材２０が組み付け凹部２１の底面２１ａに押し付けられたときに、ストッパー２３とストッパー溝２２との間であって、ボトム側閉塞部材方向に隙間ができる。したがって、クッション効果を発揮するときに、ストッパー２３に大きな力が作用することはない。
【００２２】
図６は、ピストンＰがボトム側閉塞部材３方向にフルストロークした状態を示している。この状態から第２ポート１４を介して圧油を供給すると、この圧油はクッション部材２０の先端面に作用し、また、この圧油は、貫通孔２７を介して組み付け凹部２１に導かれるために、クッション部材２０の基端側面２０ｂにも作用する。そして、基端側面２０ｂの方が、受圧面積が大きいために、このクッション部材２０には図面右方向の推力が作用して、図７に示すように、その大径部２０ａをボトム側閉塞部材３に押し付ける。このようにクッション部材２０の大径部２０ａをボトム側閉塞部材３に押し付けると、組み付け凹部２１の底部２１ａとクッション部材２０の基端側面２０ｂとの間に隙間ができる。そして、この隙間はクッション部材２０の小径部２９→ストッパー溝２２とストッパー２３との隙間→切り欠き部２６を介してボトム側室５に連通する。
【００２３】
したがって、第２ポート１４からクッション凹部１５に供給した圧油は、上記流路を介してボトム側室５にスムーズに供給される。このようにすれば、フルストロークした状態からロッド７を素早く図面左方向に移動させることができる。つまり、フルストロークした状態からロッド７が動き始める時の応答性を高めることができる。
また、クッション部材２０の大径部２０ａがボトム側閉塞部材３に押し付けられたときに、ストッパー２３とストッパー溝２２との間であって、ボトム側閉塞部材と反対方向に隙間ができるようにしているので、圧油を供給する時にも、大きな力がストッパー２３に作用することがない。
【００２４】
以上のように、この第１実施形態によれば、クッション効果が発揮される場合や、ボトム側閉塞部材３方向にフルストロークした状態からロッド７が動き始める場合に、ストッパー２３に大きな力が作用することがない。そのため、このストッパー２３の抜け止め機能を長期間維持することができる。
したがって、メンテナンス時に、わざわざストッパー２３を交換する必要がない分、作業コストを安くすることができる。
また、上記ストッパー２３には、大きな力が作用しないので、高い強度も必要としない。したがって、このストッパー２３の部品コストを、前記従来例よりも安くすることができる。
【００２６】
図８に示した第２実施形態は、ロッド７内の流路３０，３１を介してロッド側室３やボトム側室４に圧油を供給したり、これらロッド側室３やボトム側室４内の圧油をタンクに排出したりするものであり、クッション部材２０やその連結構造については上記第１実施形態と全く同じである。
この第２実施形態では、上記したように、ロッド７に流路３０と流路３１とを形成している。そして、上記流路３０に第１ポート３２を連通し、上記流路３１に第２ポート３３を連通させている。また、上記流路３０の一端を閉塞部材３５によって塞ぐとともに、この流路３０をロッド７に形成した連通路３４を介してロッド側室４に連通させている。
なお、上記通路３１は、ボトム側室５に連通させている。
【００２７】
次に、上記第２実施形態の作用を説明する。
第２ポート３３をタンクに連通させた状態で、第１ポート３２から圧油を供給すると、その圧油は通路３０→連通路３４を介してロッド側室４に供給される。そして、このロッド側室４に供給した圧油の作用によって、ピストンＰがロッド７とともに図面右方向に移動し、このピストンＰ等の移動によって、ボトム側室５の圧油がクッション部材２０の貫通孔２７→組み付け凹部２１→通路３１→第２ポート３３を介してタンクに排出される。
そして、上記ピストンＰ等がストロークエンド付近に近づいてくると、クッション部材２０の先端がクッション凹部１５に入り込み、ボトム側室５の圧力が上昇することによってピストンＰの移動速度が減速される。
【００２８】
また、上記ボトム側室５内の高圧が、クッション部材２０の大径部２０ａに作用するため、上記第１実施形態と同様に、このクッション部材２０の基端側面２０ｂが組み付け凹部２１の底面２１ａに押し付けられる。このとき、ストッパー２３とストッパー溝２２との間であって、ボトム側閉塞部材方向に隙間ができるので、ストッパー２３に大きな力が作用することはない。
さらに、クッション部材２０の基端側面２０ｂが組み付け凹部２１の底面２１ａに押し付けられるので、ボトム側室５内の圧油が、組み付け凹部２１側から通路３１に流れ込むことがない。
【００２９】
一方、ボトム側閉塞部材３方向にフルストロークした状態から、第２ポート３３に圧油を供給すると、その圧油が通路３１を介して組み付け凹部２１に導かれて、クッション部材２０の基端側面２０ｂに作用する。また、この圧油は、貫通孔２７を介してクッション凹部１５に導かれるために、クッション部材２０の先端面にも作用する。そして、基端側面２０ｂの方が受圧面積が大きいために、このクッション部材２０には図面右方向の推力が作用して、その大径部２０ａをボトム側閉塞部材３に押し付ける。このようにクッション部材２０の大径部２０ａをボトム側閉塞部材３に押し付けると、組み付け凹部２１の底部２１ａとクッション部材２０の基端側面２０ｂとの間に隙間ができる。この隙間は、クッション部材２０の小径部２９→ストッパー溝２２とストッパー２３との隙間→切り欠き部２６を介してボトム側室５に連通する。
【００３０】
そのため、第２ポート３３から通路３１を介して組み付け凹部２１に供給した圧油は、上記流路を介してボトム側室５にスムーズに供給される。したがって、ロッド７の動き始めの応答性を高めることができる。
また、上記第１実施形態と同様に、クッション部材２０の大径部２０ａがボトム側閉塞部材３に押し付けられたときに、ストッパー２３とストッパー溝２２との間であって、ボトム側閉塞部材と反対方向に隙間ができるようにしているので、圧油を供給する時にも、大きな力がストッパー２３に作用することがない。
【００３１】
以上のように、この第２実施形態によっても、クッション効果が発揮される場合や、ボトム側閉塞部材３方向にフルストロークした状態からロッド７が動き始める場合に、ストッパー２３に大きな力が作用することがない。そのため、このストッパー２３の抜け止め機能を長期間維持することができる。また、このストッパー２３の強度を高く維持する必要がない分、このストッパー２３の部品コストを安くできる。
【００３２】
なお、上記第１、第２実施形態では、ストッパー２３としてＣリングを用いているが、組み付け凹部２１の内周に突出させた部分を、ストッパー溝２２に挿入できるものであれば、ストッパーはどのようなものでもかまわない。また、ストッパー溝２２についても、ストッパー２３を挿入することができるものであれば、環状でなくもてもよい。
【００３３】
【発明の効果】
この発明によれば、クッション効果が発揮される場合や、ボトム側閉塞部材側にフルストロークした状態から動き始める場合に、ストッパーに大きな力が作用しない構成にしたので、ストッパーの抜け止め機能を長期間維持することができる。したがって、メンテナンス時に、わざわざストッパーを交換する必要がなく、その分、作業コストを安くすることができる。
また、ストッパーに大きな力が作用しないので、それほどの強度も不要となり、高い強度を必要とした従来のストッパーよりも、部品コストを安くすることができる。
【００３４】
さらに、ボトム側閉塞部材方向にフルストロークした状態から、ロッドを反対方向に動かすときに、クッション部材に形成した貫通孔と、クッション部材の大径部と組み付け凹部との隙間を介してボトム側圧力室に圧油をスムーズに供給することができる。したがって、ロッドの動き始めの応答性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１実施形態の全体図である。
【図２】ロッドの先端部分の部分拡大図である。
【図３】クッション部材の正面図である。
【図４】クッション部材をクッション凹部に挿入している状態を示す説明図である。
【図５】クッション部材をクッション凹部に完全に挿入した状態を示す部分拡大図である。
【図６】クッション部材をクッション凹部に完全に挿入した状態を示す説明図である。
【図７】ストロークエンドからロッドを図面左方向に作動させる初期の状態を示した説明図である。
【図８】第２実施形態の全体図である。
【図９】従来例の全体図である。
【図１０】従来例の部分拡大図である。
【符号の説明】
Ｐ  ピストン
１  シリンダチューブ
２  ロッド側閉塞部材
３  ボトム側閉塞部材
４  ロッド側室
５  ボトム側室
７  ロッド
１４  第２ポート
１５  クッション凹部
２０  クッション部材
２０ａ  クッション部材の大径部
２０ｂ  クッション部材の基端側面
２１  組み付け凹部
２１ａ  組み付け凹部の底面
２２  ストッパー溝
２３  ストッパー
２７  貫通孔
【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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【図１０】
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