JPH077603Y2 - 油圧シリンダ - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この考案はシリンダチューブとボトムカバーとを溶接に
より固着してなる溶接型油圧シリンダに関し、特にボト
ムカバー及びその周辺の構造に改良を加えたものであ
る。

〔従来の技術〕

各種油圧機械に使用される油圧シリンダの一種として、
例えば特開昭57−90406号公報（以下、「第１の公報」
という）に示唆されているような溶接型油圧シリンダが
一般に知られている。

この溶接型油圧シリンダの底部側の構造を第２図に基づ
いて説明すると、該油圧シリンダ20は、ピストンロッド
21に固定されるピストン22と、該ピストン22を摺動自在
に保持するシリンダチューブ23と、該シリンダチューブ
23の底部を封止するボトムカバー24とを有する。

前記ピストン22は、ピストンロッド21におけるピストン
22のシリンダ底部側（左側）に螺合された止ナット25に
より該ピストンロッド21に固定されている。また、前記
ボトムカバー24には、環状壁部24aが形成されており、
この環状壁部24aとシリンダチューブ23の周壁とが溶接
により固着されている。この場合、前記環状壁部24aの
肉厚t1は、シリンダチューブ23周壁の肉厚t2よりも若干
厚くされており、且つ環状壁部24aの当該端部には段付
部24bが形成さている。

また、前記ボトムカバー24における環状壁部24aの根元
内面（シリンダ底部側の端部内面）には、応力緩和を図
るべく断面が半円状の環状溝27が形成されており、ボト
ムカバー24の底壁部24cは該環状溝27の底面より半径ｒ
に相当する寸法だけ油圧シリンダ20の内方に隆起してい
る。

そして、シリンダ内に圧油を供給した時にシリンダチュ
ーブ23に発生する応力は、環状溝27から離反するに従っ
て小さくなり、ある距離（図に示すL1）付近を境に再び
大きくなるため、この応力が最も小さくなる箇所の付近
で環状壁部24aとシリンダチューブ23とを溶接すること
によって溶接部28に働く応力を最小限に抑えて疲労破壊
を少なくし耐久性を向上させている。

そして、前記ピストン22が図示の左動端に達した時に
は、ピストンロッド21におけるネジ部21aの左方に形成
された余剰部21bの先端21cが、前記ボトムカバー24の底
壁部24cの内端面24dに当接するようになっている。

他に、このように溶接部に作用する応力の影響を少なく
するための技術として、実開昭59−1492号公報（以下、
「第２の公報」という）に開示のものがあり、この溶接
型油圧シリンダ30は、第３図に示すように、シリンダチ
ューブ31とボトムカバー32の環状壁部32aとの肉厚を同
一とし、両者の溶接部33に裏当て金34を装着したもので
あり、このように裏当て金34を装着してシリンダチュー
ブ31とボトムカバー32の環状壁部32aとの肉厚を同一に
したことによって、ボトムカバー32のコーナー部35の曲
率を大きくして溶接部33に働く応力集中を緩和させて耐
久性を向上させることができる点において有用な技術で
ある。

〔考案が解決しようとする課題〕

ところで、上記第１の公報に示唆された油圧シリンダ20
の構造によれば、ボトムカバー24の底壁部24cを、環状
溝27の底面より半径ｒに相当する寸法だけしか隆起させ
ていないので、ピストン22を図に示す溶接による熱歪の
ない位置で停止させるためには、ピストンロッド21の先
端に形成されている余剰部21bを設ける必要があり、こ
れに起因してピストンロッド21が長尺化し重量増とな
る。

さらに、前記ボトムカバー24の底壁部24cは、切削によ
り加工されるものであるが、該底壁部24cが環状溝27の
底面より小寸法ｒだけ隆起した状態となるまで切削加工
しようとすれば、その切削量が必然的に多くなって加工
作業に長時間を要することになると共に、前記ボトムカ
バー24における環状壁部24aの端部には段付部24bを形成
する必要があるため、その分だけ加工の工程数が増える
こととなる。

また、上記第２の公報に示唆された溶接型油圧シリンダ
30では、ピストン31をボトムカバー32の平坦な底面に当
接させる構成上、ボトムカバー32の環状壁部32aの長さ
寸法L2が短いために、コーナー部35の曲率を大きくして
溶接部に働く応力集中を緩和させることはできても、最
大応力が溶接部33に影響を与える結果、溶接部33にクラ
ックが生じやすくなるという問題がある。

〔［課題を解決するための手段］〕

この考案は上記事情に鑑み、溶接型油圧シリンダにおけ
るピストンロッドの短尺化及び軽量化、ボトムカバー底
壁部の加工時間の短縮を図りつつ当該油圧シリンダの耐
久性の向上を図ると共に、シリンダチューブに生じてい
る熱歪に対して各構成要素を最適設計することを技術的
課題としてなされたものであって、その手段とするとこ
ろは、ピストンロッドと、ピストンと、該ピストンが摺
動自在に嵌入されるシリンダチューブと、該シリンダチ
ューブの底部を封止するボトムカバーとを備え、前記ピ
ストンロッドにおけるピストンのシリンダ底部側に螺合
された止ナットにより該ピストンをピストンロッドに固
定すると共に、前記シリンダチューブの周壁の肉厚とボ
トムカバーの環状壁部の肉厚とを同一にしてその両対向
端部を、シリンダ内に圧油を供給した時にシリンダチュ
ーブに発生する応力が最も小さくなる箇所の付近で裏当
て金を装着して溶接により固定し、且つ前記環状壁部の
シリンダ底壁部側の端部内面に環状溝を形成して、ボト
ムカバー底壁部を前記環状溝よりシリンダ内方に隆起さ
せてなる油圧シリンダにおいて、前記ピストンのシリン
ダ底部側の端面が、シリンダチューブの前記溶接位置近
傍であって且つ溶接による熱歪の生じていない部位のシ
リンダ底部側の端部に位置している時に、前記端面とボ
トムカバーの底壁部内端面との間の寸法が前記止ナット
の幅と略同一寸法となるようにボトムカバー底壁部をシ
リンダ内方に隆起させたものである。

〔作用〕

上記手段によると、ピストンがシリンダチューブ内をシ
リンダ底部側に向かって移動して、該ピストンのシリン
ダ底部側の端面が、シリンダチューブにおける熱歪の生
じていない部位のシリンダ底部側の端部に達した時に
は、前記ピストンの端面よりシリンダ底部側に止ナット
の幅と略同一寸法を隔てて位置しているピストンロッド
のシリンダ底部側の端面が、ボトムカバーの底壁部内端
面に当接し、ピストンが停止する。

この場合において、前記ボトムカバーの底壁部は、ピス
トンが上記の位置に達した時に該ピストンのシリンダ底
部側の端面とボトムカバーの底壁部内端面との間の寸法
が止ナットの幅と略同一寸法となるように隆起している
ので、シリンダ内に圧油を供給した時にシリンダチュー
ブに発生する応力が最も小さくなる箇所の付近に溶接部
を確保することを可能とするとともに、ピストンロッド
のピストンよりもシリンダ底部側には、止ナットが螺合
される螺合部（ネジ部）を形成するだけで済むことによ
り、従来のように所定寸法の余剰部をネジ部よりシリン
ダ底部側に突出形成する必要をなくすことによって、底
壁部が隆起している分だけピストンロッドを短尺化する
ことができ、その分ピストンロッドの重量を軽くする働
きをするとともに溶接部に働く応力を最小限に抑える働
きをする。

〔実施例〕

以下、この考案の実施例を第１図に基づいて説明する。

この考案に係る油圧シリンダ１は、シリンダチューブ２
と、該シリンダチューブ２の底部を封止するボトムカバ
ー３と、ピストンロッド４に固定されて前記シリンダチ
ューブ２内に摺動自在に嵌入されたピストン５とを有す
る。

前記ピストンロッド４は、ピストン５が嵌入されるピス
トン嵌入部4aと、該ピストン嵌入部4aの図で右側（反シ
リンダ底部側）に形成されてピストン５の右端面5bが当
接する段付面4bと、前記ピストン嵌入部4aの図で左側
（シリンダ底部側）に形成されたネジ部4cとを備えてな
る。そして、前記ネジ部4cに螺合された止ナット６によ
りピストン５が該止ナット６と前記段付面4bとの間でピ
ストンロッド４に固定されている。

一方、前記ボトムカバー３には、環状壁部3aが形成され
ており、この環状壁部3aの肉厚T1と前記シリンダチュー
ブ２周壁の肉厚T2とは同一とされていると共に、この両
者は、溶接により固着され、前記両者の溶接部８の裏側
（内周面）には、裏当て金９が装着さている。

更に、前記環状壁部3aの根元部内側には、断面が半径Ｒ
の半円弧状とされた環状溝3bが形成されていると共に、
前記ボトムカバー３の底壁部3cは、該環状溝3bより油圧
シリンダ１の内方に隆起している。

前記溶接部８の溶接位置は、環状溝3bの底端から距離L3
だけ離れた場所にあり、この距離L3は、シリンダ内に圧
油を供給した時にシリンダチューブ２に発生する応力が
最も小さくなる箇所の付近となるように最適設計されて
いる。

また、前記ボトムカバー３の底壁部3cは、ピストン５の
左端面5a（シリンダ底部側の端面）がシリンダチューブ
２の溶接部８近傍であって且つ溶接による熱歪の生じて
いない部位の左端部（シリンダ底部側の端部）に位置し
ている時つまり図示の位置にある時に、該ピストン５の
左端面5aと前記底壁部3cの内端面3dとの間の寸法が前記
止ナット６の幅T3と略同一寸法となるように、前記環状
溝3bよりシリンダ内方に所定寸法だけ隆起している。

上記構成からなるこの考案に係る油圧シリンダ１によれ
ば、ピストン５がシリンダチューブ２内を左動して、該
ピストン５の左端面5aが、シリンダチューブ２の溶接に
よる熱歪の生じていない部位の左端部に達した時には、
前記ピストン５の左端面5aより左方に止ナット６の幅T3
と略同一寸法を隔てて位置しているピストンロッド４の
左端面4dが、ボトムカバー３の底壁部3cの内端面3dに当
接し、ピストン５が停止する。この場合、前記ボトムカ
バー３の底壁部3cは、ピストン５が上記の位置に達した
時に該ピストン５の左端面5aと前記底壁部3cの内端面3d
との間の寸法が止ナット６の幅T3と略同一寸法となるよ
うに隆起しているので、ピストンロッド４におけるピス
トン嵌入部4aの左方には、止ナット６が螺合されるネジ
部4cのみを設ければよいことになり、ピストンロッド４
を短尺化・軽量化することができる。

一方、前記ピストン５が図示の位置からシリンダチュー
ブ２内を右動した場合には、当然の事ながら、ピストン
ロッド４の左端面4dがボトムカバー３の底壁部3cの内端
面3dから離反する。

そして、以上のような動作が繰り返し行われた場合、つ
まり油圧シリンダ１内への圧油の給排が繰り返し行われ
た場合、ボトムカバー３とシリンダチューブ２との溶接
部８には、ボトムカバー３の環状壁部3aの肉厚T1とシリ
ンダチューブ２周壁の肉厚T2とが同一とされていること
に伴って応力が集中しない。

〔考案の効果〕

以上のようにこの考案に係る油圧シリンダによれば、溶
接部に働く応力を最小限に抑えて耐久性を維持しつつ、
ピストンロッドにおけるピストンのシリンダ底部側に
は、止ナットが螺入されるネジ部のみを設ければよいの
で、従来のように所定寸法の余剰部を前記ネジ部のシリ
ンダ底部側に突出形成する必要がなくなり、これに伴っ
てピストンロッドが短尺且つ軽量になることによって、
ピストンロッドの作動性が向上されることとなる。

また、ボトムカバーの底壁部は、従来に比べてシリンダ
内方に隆起しているので、該底壁部の切削加工に要する
時間が短縮される効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の実施例を示す要部半断面図、第２図
及び第３図は従来例を示す要部半断面図である。 １……油圧シリンダ、２……シリンダチューブ、３……
ボトムカバー、3a……環状壁部、3b……環状溝、3c……
底壁部、４……ピストンロッド、５……ピストン、６…
…止ナット、８……溶接部、９……裏当て金。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 山村 利和 兵庫県神戸市垂水区美山台１丁目８番47号 (56)参考文献 実開 昭51−9188（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】ピストンロッドと、ピストンと、該ピスト
   ンが摺動自在に嵌入されるシリンダチューブと、該シリ
   ンダチューブの底部を封止するボトムカバーとを備え、
   前記ピストンロッドにおけるピストンのシリンダ底部側
   に螺合された止ナットにより該ピストンをピストンロッ
   ドに固定すると共に、前記シリンダチューブの周壁の肉
   厚とボトムカバーの環状壁部の肉厚とを同一にしてその
   両対向端部を、シリンダ内に圧油を供給した時にシリン
   ダチューブに発生する応力が最も小さくなる箇所の付近
   で裏当て金を装着して溶接により固定し、且つ前記環状
   壁部のシリンダ底壁部側の端部内面に環状溝を形成し
   て、ボトムカバー底壁部を前記環状溝よりシリンダ内方
   に隆起させてなる油圧シリンダにおいて、 前記ピストンのシリンダ底部側の端面が、シリンダチュ
   ーブの前記溶接位置近傍であって且つ溶接による熱歪の
   生じていない部位のシリンダ底部側の端部に位置してい
   る時に、前記端面とボトムカバーの底壁部内端面との間
   の寸法が前記止ナットの幅と略同一寸法となるようにボ
   トムカバー底壁部をシリンダ内方に隆起させたことを特
   徴とする油圧シリンダ。