JPH1182425A - 油圧シリンダの緩衝構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ヘッドカバーに挿入されるクッションリング
を設けることなく所望の比較的小さなクッション圧力を
得ることができる油圧シリンダの緩衝構造を提供するこ
とにある。 【解決手段】 油圧シリンダ１のロッド側チャンバ４ｂ
をクッション室とするクッション機構が、ピストンロッ
ド５ａに装着されるとともにピストン５の外径とほぼ同
等の外径を有し、ロッド側チャンバ４ｂとピストン５と
の間に配置され、ピストン５に連設される補助ピストン
２２と、絞り手段とを含み、この絞り手段が、補助ピス
トン２２の外周面とシリンダチューブ２の内周面との間
に形成される油道７ａと、補助ピストン２２に形成さ
れ、ロッド側チャンバ４ｂに開口し油道７ａに連通する
絞り穴２３とを含み、補助ピストン２２のロッド側チャ
ンバ４ｂ方向への移動に伴って油道７ａをシール可能な
シール部材２１を設けた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、油圧ショベルなど
の建設機械に装着される油圧シリンダに備えられ、ピス
トンがストロークエンド近傍に至ったときにクッション
圧力を発生させ、このクッション圧力によりピストンの
衝突を防止するようにしたクッション機構を備えた油圧
シリンダの緩衝構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】油圧ショベル等の建設機械においては、
ブーム、アーム、バケット等のフロントを形成する作業
機部材を駆動するために、ブームシリンダ、アームシリ
ンダ、及びバケットシリンダ等の油圧シリンダが装着さ
れる。フロントを形成する作業機部材には掘削作業に伴
ってきわめて大きな荷重がかかることから、油圧シリン
ダのストロークエンドで剛体的に停止させると、大きな
衝撃を作業機部材、及び本体を形成する上部旋回体など
に生じる。したがって、このような衝撃を吸収するため
に油圧を利用したクッション機構を備えた油圧シリンダ
の緩衝構造が従来提案されている。

【０００３】図４〜図８は従来の油圧シリンダの緩衝構
造の一例を示す説明図で、図４は従来の緩衝構造が備え
られる油圧シリンダの概観を示す図、図５は図４に示す
油圧シリンダの断面図、図６は図４に示す油圧シリンダ
におけるクッションストロークの開始時の形態を示す要
部断面図、図７は図４に示す油圧シリンダにおけるクッ
ションストロークエンド時の形態を示す要部断面図、図
８は図４に示す従来の油圧シリンダの緩衝構造で得られ
る圧力特性を示す図である。

【０００４】図４，５において、１は油圧シリンダ、例
えばブームシリンダを示している。この油圧シリンダ１
はシリンダチューブ２を有し、このシリンダチューブ２
の一端側は閉塞し、他端側は開口しており、この開口側
端部にはヘッドカバー３が装着されている。上述したシ
リンダチューブ２とヘッドカバー３とによりシリンダ４
が構成されている。このシリンダ４内には、このシリン
ダ４内を２室、すなわちボトム側チャンバ４ａとロッド
側チャンバ４ｂとに区画形成するピストン５が摺動可能
に装着されている。ピストン５にはピストンロッド５ａ
が連結され、このピストンロッド５ａはヘッドカバー３
から外部に導出されている。また、シリンダ４のボトム
側チャンバ４ａ及びロッド側チャンバ４ｂには、それぞ
れ圧油の給排をおこなう油道６，７が穿設されている。
ボトム側の油道６はシリンダチューブ２の閉塞側端部に
形成され、またロッド側の油道７はヘッドカバー３に形
成されている。

【０００５】このような構成を有する油圧シリンダ１
は、ピストンロッド５ａの先端に設けた取付部８が油圧
ショベルに備えられる上部旋回体のフレームに連結さ
れ、シリンダチューブ２の端部に連設した取付部９が油
圧ショベルのフロント部材を構成するブームに連結され
るようになっており、この油圧シリンダ１を作動させる
ことにより、ブームの回動動作をおこなわせることがで
きる。そして、ピストンロッド５ａが、シリンダ４内に
進入する縮小時と、シリンダ４から突出する伸長時の双
方のストロークエンド近傍で衝撃を油圧の作用により吸
収するクッション機構を備えている。

【０００６】縮小時のクッション機構は、シリンダチュ
ーブ２の閉塞側端部に嵌入部としてのボス孔１０を設け
て、油道６をこのボス孔１０に開口させるとともに、ピ
ストン５の端面からボス孔１０に僅かな隙間で挿嵌され
る外径を有するクッション部材として機能する突出部１
１を設ける構成としている。これによって、ピストンロ
ッド５ａがシリンダ４内に進入して、縮小する方向にピ
ストン５が変位して、そのストロークエンド近傍に至る
と、突出部１１がボス孔１０に嵌入するようになり、こ
の時にボトム側チャンバ４ａから油道６への流路が制限
されるために、ボトム側チャンバ４ａ内に圧力が生じ、
この圧力は突出部１１のボス孔１０への嵌入長さに応じ
て増大する。この圧力がクッション圧力となって、ピス
トン５を減速させて衝撃を吸収する。

【０００７】一方、伸長側のクッション機構におけるク
ッション部材としては、クッションリング１２が設けら
れている。ヘッドカバー３の先端部分は、シリンダチュ
ーブ２の開口側端部の内部に挿嵌され、これによりロッ
ド側チャンバ４ｂが段差形状となり、このヘッドカバー
３のシリンダチューブ２への挿嵌部分が嵌入部となる。
クッションリング１２の外径はヘッドカバー３の内径よ
り僅かに小さくなっている。また、油道７は、ヘッドカ
バー３に設けられるとともに、クッションリング１２の
嵌合部よりピストンロッド５ａの伸長方向の前方側の部
位に開口している。従って、ピストンロッド５ａが伸長
する方向にピストン５が変位した時に、そのストローク
エンド近傍で、クッションリング１２がヘッドカバー３
に嵌入されてその間の環状の隙間からなる流路が絞られ
ることになり、ロッド側チャンバ４ｂの圧力が上昇し
て、クッション圧力が発生する。これにより、クッショ
ンストロークが開始し、クッションリング１２が所定の
嵌合長でヘッドカバー３に嵌合されたとき、油圧シリン
ダ１のストロークエンドになる。

【０００８】そして、この油圧シリンダ１では、図５に
示したように、油道６を油圧ポンプＰに接続し、油道７
を作動油タンクＴと接続する状態にすると、ボトム側チ
ャンバ４ａには油圧ポンプＰからの圧油が供給される。
この結果、ボトム側チャンバ４ａ内の圧力が上昇して、
この圧力の作用によりピストン５はシリンダ４内をヘッ
ドカバー３側に向けて摺動変位し、このピストン５に連
結したピストンロッド５ａを伸長させる。このときに
は、ロッド側チャンバ４ｂは作動油タンクＴに接続され
ているから、このロッド側チャンバ４ｂ内の作動油は、
ピストンロッド５ａとヘッドカバー３との隙間を通って
油道７から作動油タンクＴに還流する。

【０００９】図６に示すように、油圧シリンダ１の伸長
方向のストロークエンド近傍になると、クッションリン
グ１２がヘッドカバー３内に嵌入する。この結果、ロッ
ド側チャンバ４ｂからの油道７への流路が、クッション
リング１２の外径とヘッドカバー３のボス孔の内径との
径差分の流路断面積となってロッド側チャンバ４ｂから
の戻り油の流路が絞られる。この結果、作動油タンクＴ
への戻り油の流量が減少し、ロッド側チャンバ４ｂ内に
はクッション圧力が生じる。すなわち、このときロッド
側チャンバ４ｂはクッション室を形成する。また、図７
に示した形態がピストンロッド５ａの伸長方向のストロ
ークエンドの形態であるが、ピストン５が図６の形態か
ら図７の形態まで変位する間が、クッションストローク
区間となる。このクッションストローク区間において、
クッションリング１２とヘッドカバー３との嵌合長が長
くなると、その分だけ、戻り油の絞り流路が長くなり、
クッション室におけるクッション圧力が上昇することに
なって、ストロークエンドに至るまでに油圧シリンダ１
にかかるほぼ全荷重が吸収される。

【００１０】上述した従来技術によるクッション圧力
は、図８に示したように変化する。すなわち、戻り油の
流路はクッションリング１２の外径とヘッドカバー３の
ボス孔の内径との径差による円環状の流路であり、クッ
ションストロークに応じて流路の長さが変化することか
ら、クッション圧力は直線的に増大する。この図８に示
す圧力特性線によって囲まれた三角形の面積が油圧シリ
ンダ１にかかる荷重を吸収する吸収エネルギに相当す
る。ここで、油圧シリンダ１に最大荷重が作用したとき
に、クッションストローク区間内でクッション圧力によ
りその荷重を吸収できるクッション特性を持たせなけれ
ばならない。クッションストローク区間内で有効に荷重
を吸収しきれないと、ストロークエンドでピストン５が
ヘッドカバー３やシリンダチューブ２に衝突してしま
い、衝撃が発生し、また油圧シリンダ１を構成する各部
材、すなわちシリンダチューブ２、ピストンロッド５
ａ、ピストン５、これらのピストンロッド５ａとピスト
ン５とを連結するねじ部分、及びヘッドカバー３を損傷
させることになる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところで、油圧シリン
ダの緩衝構造にあっては、上述したようにクッションス
トローク間内でクッション圧力により、できるだけ全荷
重を吸収できるクッション特性を確保したいという要望
がある。この要望に対して、クッションストロークを長
くすれば比較的容易に対応できるが、このようにすると
油圧シリンダ１の全長が長くなり、建設機械の構造上、
現実的でない。従って、クッションストロークを短くし
て、しかも大きな荷重を吸収させることを考え、クッシ
ョンリング１２とヘッドカバー３との径差、すなわち環
状隙間を十分に小さく設定することが従来からおこなわ
れている（例えば、実開平６−６２２０７号公報に記載
される技術等）。

【００１２】しかし、上述した図４〜７に示す従来技
術、及び上述の公報に示される従来技術では、図４〜７
に示した符号を用いて説明すると、ヘッドカバー３に設
けたボス孔に挿入されるクッションリング１２を設けて
あることから、クッション圧力を受けるピストン５の端
面の受圧面積、すなわちピストン５の外径とクッション
リング１２の外径との径差に依存する受圧面積が小さく
なりがちであり、これに伴い油圧シリンダ１にかかる全
荷重を吸収し得るクッション圧力が大きくなりがちにな
り、必要以上の吸収エネルギを発生させがちな問題があ
る。

【００１３】このようにクッション圧力が大きくなりが
ちであると、上述した小さな環状隙間の開口量の設定が
より困難になることから、結局、従来技術では必要最小
限のクッション圧力を発生させることが難しくなり、必
要以上のクッション圧力を発生させがちとなり、このた
めストロークエンドに一致させるようにピストン５の動
きを停止させる精度、すなわち緩衝精度が粗くなりやす
い。

【００１４】また、上述のようにクッション圧力が大き
くなりがちであること、及び緩衝精度が粗くなりやすい
ことから、前述した従来技術では、油圧シリンダ１の伸
長動作時のクッションストロークエンドにおいて、クッ
ションリング１２とヘッドカバー３との衝突を生じやす
い。このような衝突を生じたときには、クッションリン
グ１２やヘッドカバー３の損傷を生じ、当該油圧シリン
ダ１の故障を発生させてしまうことになる。

【００１５】本発明は、上述した従来技術における実状
に鑑みてなされたもので、その目的は、ヘッドカバーに
挿入されるクッションリングを設けることなく所望のク
ッション圧力を得ることができる油圧シリンダの緩衝構
造を提供することにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の請求項１に係る発明は、シリンダ内にピスト
ンロッドを連結したピストンを摺動可能に装着すること
によって、このシリンダ内を２室に区画形成する油圧シ
リンダに備えられ、上記ピストンが上記２室のうちの少
なくとも１室側のクッションストローク区間内に変位し
たときに、上記１室からの戻り油の流出流路を絞って当
該１室にクッション圧力を発生させ、この１室をクッシ
ョン室に形成するクッション機構を備えた油圧シリンダ
の緩衝構造において、上記クッション機構が、上記ピス
トンロッドに装着されるとともに上記ピストンの外径寸
法とほぼ同等の外径寸法を有し、上記１室と上記ピスト
ンとの間に配置される補助ピストンと、この補助ピスト
ン部分に設けられ、上記１室からの戻り油の流出流路を
絞る絞り手段とを含む構成にしてある。

【００１７】このように構成した請求項１に係る発明で
は、油圧シリンダの伸長あるいは停止動作に際し、補助
ピストンがシリンダ内に区画形成された２室のうちの１
室のクッションストローク区間内に変位したとき、絞り
手段によって当該１室からの戻り油の流出流路が絞ら
れ、当該１室にクッション圧力が発生し、この１室がク
ッション室を形成する。発生したクッション圧力は補助
ピストンの端面に与えられ、この補助ピストンを介して
ピストンに、作動速度を低減させる抑制力として作用す
る。ピストンがストロークエンドに近づくにつれてクッ
ション圧力が上昇し続け、このクッション圧力によりス
トロークエンドに至るまでに油圧シリンダにかかるほぼ
全荷重が吸収される。ここで請求項１に係る発明では、
クッション圧力を補助ピストンの端面で受けるようにな
っており、補助ピストンの外径寸法はピストンの外径寸
法とほぼ同等に設定されている。すなわち、補助ピスト
ンの外径とピストンロッドの外径との径差に依存する比
較的大きな受圧面積で、クッション圧力を受けるように
なっている。油圧シリンダにかかる通常考えられる荷重
をクッションストローク区間内で吸収する場合、その吸
収すべき荷重はクッション圧力と補助ピストンの受圧面
積の積に相当することから、上述のように比較的大きな
受圧面積に設定したことに伴って、比較的小さなクッシ
ョン圧力で所望のクッション作用を得ることができる。
すなわち、油圧シリンダにかかる全荷重を吸収すること
ができる。そしてまた、この請求項１に係る発明では、
上述のような比較的小さなクッション圧力を、ヘッドカ
バーに挿入されるクッションリングを設けることなく発
生させることができる。

【００１８】また、本発明の請求項２に係る発明は、上
述した請求項１に係る発明において、上記絞り手段が、
上記補助ピストンの外周面とこの補助ピストンに対向す
る上記シリンダの内周面との間に形成される隙間である
油道と、上記補助ピストンに形成され、上記１室に開口
するとともに上記油道に連通する絞り穴とを含む構成に
してある。

【００１９】このように構成した請求項２に係る発明で
は、補助ピストンの製作精度は、ピストンの製作精度と
同等程度でよく、補助ピストンに絞り穴を形成する加工
は簡単であり、また、その絞り穴の開口量は、絞り穴の
加工工具の径寸法に応じて容易に所望の値に設定でき
る。

【００２０】また、本発明の請求項３に係る発明は、上
述した請求項２に係る発明において、上記補助ピストン
の上記１室方向への移動に伴って上記油道をシール可能
なシール部材を備えた構成にしてある。

【００２１】このように構成した請求項３に係る発明で
は、油道の断面積に比べて絞り穴の断面積をあらかじめ
小さく設定しておけば、例えばクッションストロークの
開始時に、油道をシールすることにより、戻り油の絞り
量をほぼ絞り穴の開口量に依存させることができる。ま
た、ピストンをシールするピストンシールにかかる力を
抑制することができる。

【００２２】また、本発明の請求項４に係る発明は、上
述した請求項３に係る発明において、上記シール部材
が、上記１室から上記油道への圧油の流入を阻止するチ
ェック機能を有するチェック付シール部材から成る構成
にしてある。

【００２３】このように構成した請求項４に係る発明で
は、クッション圧力を発生させた際、１室から油道への
圧油の流入を完全に阻止することから、油道の断面積に
比べて絞り穴の断面積をあらかじめ小さく設定しておけ
ば、圧油の絞り量を絞り穴の開口量に完全に依存させる
ことができ、またピストンシールにかかる力をさらに抑
制することができる。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の油圧シリンダの緩
衝構造の実施形態について図に基づいて説明する。図１
〜３は本発明の油圧シリンダの緩衝構造の一実施形態、
例えば油圧ショベルに備えられる油圧シリンダの緩衝構
造を示す説明図で、図１は、この一実施形態を示す要部
断面図、図２は図１の一部を拡大して示した図、図３は
図１に示す一実施形態で得られる圧力特性を示す図であ
る。これらの図において、前述した図４〜８に示す部材
と同等のものは同じ符号で示してある。

【００２５】すなわち、図１，２に示す１は油圧シリン
ダ、例えば図示しないブームを駆動するブームシリンダ
である。この油圧シリンダ１は、シリンダ４と、このシ
リンダ４内を２室、すなわちボトム側チャンバ４ａと、
ロッド側チャンバ４ｂとの２室に区画形成し、シリンダ
４内を摺動可能なピストン５と、このピストン５に連結
されるピストンロッド５ａを備えている。

【００２６】上述のシリンダチューブ２の一端側は閉塞
し、その端部には図示しないブームに連結される取付部
９が設けられている。シリンダチューブ２の他端側は開
口し、この開口側端部にヘッドカバー３が装着されてい
る。前述したピストンロッド５ａは、ヘッドカバー３か
ら外部に導出されており、その導出側の端部には、図示
しない上部旋回体に連設される取付部８が設けられてい
る。前述したボトム側チャンバ４ａ側には、圧油の給排
をおこなう油道６、及びこの油道６に連通するボス孔６
を設けてあり、ロッド側チャンバ４ａの側には、圧油の
給排をおこなう油道７を設けてある。

【００２７】シリンダチューブ２内に位置するピストン
ロッド５ａの端部には、前述したボス孔６ａに嵌挿可能
なボス５ｂを設けてある。これらのボス５ｂとボス孔６
ａとによって、ボトム側チャンバ４ａから戻り油が排出
されるとき、すなわちボトム側チャンバ４ａがクッショ
ン室となるときのクッション機構が構成されている。以
上の各構成要素については、前述した図４〜８に示すも
のと同等である。

【００２８】そして特に、本実施形態では、例えばロッ
ド側チャンバ４ｂからの戻り油の流出流路を絞って、こ
のロッド側チャンバ４ｂにクッション圧力を発生させ、
このロッド側チャンバ４ｂをクッション室に形成するク
ッシヨン機構に特徴を有している。このクッション機構
は、ピストンロッド５ａに装着されるとともにピストン
５の外径寸法とほぼ同等の外径寸法を有し、ロッド側チ
ャンバ４ａとピストン５との間に配置され、しかもピス
トン５に連設され、所定の耐圧材料からなる補助ピスト
ン２２と、この補助ピストン２２部分に設けられ、ロッ
ド側チャンバ４ｂからの戻り油の流出流路を絞る絞り手
段とを含んでいる。

【００２９】上述した絞り手段は、補助ピストン２２の
外周面と、この補助ビストン２２に対向するシリンダ
４、すなわちシリンダチューブ２の内周面との間に必然
的に形成されるクリアランス、すなわち補助ピストン２
２の摺動動作を許容させる隙間を形成する油道７ａと、
補助ピストン２２の例えば複数の個所に形成され、ロッ
ド側チャンバ４ｂに開口するとともに油道７ａに連通す
る絞り穴２３とを含む構成にしてある。なお例えば、油
道７ａの断面積に比べて、絞り穴２３の断面積の和をあ
らかじめ小さく設定してある。

【００３０】また、油道７の近傍であって、油道７とヘ
ッドカバー３との間に位置するシリンダチューブ２部分
に、補助ピストン２２のロッド側チャンバ４ｂ方向への
移動に伴って、油道７をシール可能なシール部材２１を
備えている。このシール部材２１は、例えばロッド側チ
ャンバ４ｂから油道７への圧油の流入を阻止するチェッ
ク機能を有するチェック付きシール部材から成ってい
る。

【００３１】なお、図１，２中、５ｃはピストン５の外
周に装着され、シリンダチューブ２内を上述の２室に区
画形成するようにピストン５の外周面とシリンダチュー
ブ２の内周面との間の隙間をシールするピストンシール
を示している。

【００３２】このように構成した実施形態における動作
は、以下のとおりである。油圧シリンダ１が伸長動作を
おこなう場合、すなわち油道６が図示しないポンプの吐
出口と連通し、油道７が図示しないタンクと連通し、ポ
ンプからの作動油が油道６、ボス孔６ａを通して、ボト
ム側チャンバ４ａに供給されている場合には、このボト
ム側チャンバ４ａに供給される作動油の圧油により、ピ
ストン５は図１の左方向に移動する。このとき同時にロ
ッド側チャンバ４Ｂの戻り油が油道７ａ，７を通してタ
ンクに戻される。

【００３３】また逆に、油圧シリンダ１が収縮動作をお
こなう場合、すなわち、油道７が図示しないポンプの吐
出口と連通し、油道６が図示しないタンクと連通し、ポ
ンプからの作動油が油道７，７ａを通して、ロッド側チ
ャンバ４ｂに供給される場合には、このロッド側チャン
バ４ｂに供給される作動油の圧油により、ピストン５は
図１の右方向に移動する。このとき同時に、ボトム側チ
ャンバ４ａの戻り油がボス孔６ａ、油道６を通してタン
クに戻される。

【００３４】上述した油圧シリンダ１の伸長、収縮動作
のうちの特に伸長動作にあって、ピストン５が図１の左
方向に移動し、補助ピストン２２がシール部材２１に接
近し、補助ピストン２２がシール部材２１と接触した時
点でクッションストローク領域に入り、クッションスト
ロークが開始される。このとき、補助ピストン２２の外
周面とシリンダチューブ２の内周面との間に形成される
油道７ａがシール部材２１によって密封され、ロッド側
チャンバ４ｂから油道７ａへの戻り油の流入が阻止され
る。これにより、ロッド側チャンバ４ｂの油は、補助ピ
ストン２２の絞り穴２３から油道７ａ，７を通してタン
クに戻される。ピストン５及び補助ピストン２２が左方
向に移動するにつれて、ロッド側チャンバ４ｂに生じる
クッション圧力が高くなり、その圧力が補助ピストン２
２の端面２４に与えられ、ピストン５に右方向の力が作
用する。これによってピストン５の作動速度が減速さ
れ、ストロークエンドに至ったときピストン５は停止
し、油圧シリンダ１の伸長動作における衝撃の吸収が終
了する。

【００３５】また、上述のように油圧シリンダ１が伸長
している状態において、ポンプの作動油が油道７に供給
されると、その作動油が油道７ａ、絞り穴２３を通して
ロッド側チャンバ４ｂに流入し、補助ピストン５に圧力
をかけ、ピストン５を図１の右方向に移動させる。この
場合、ピストンロッド５ａの端部に形成したボス５ｂが
ボス孔６ａに嵌入されはじめると、油圧シリンダ１の収
縮時のクッション領域に入り、ストロークエンドまでの
間にボトム側チヤンバ４ａにクッション圧力が発生し、
所望のクッション作用が得られる。このときのクッショ
ン作用、すなわち衝撃の吸収作用については、前述した
図４〜８に示す従来技術と同等である。

【００３６】このように構成した実施形態にあっては、
上述のように油圧シリンダ１の伸長動作に際し、補助ピ
ストン２２がロッド側チャンバ４ａのクッションストロ
ーク区間内に変位したとき、絞り穴２３によって戻り油
の流出流路が絞られ、補助ピストン２２を介してピスト
ン５に速度を低減させる抑制力が与えられ、ピストン５
がストロークエンドに近づくにつれてクッション圧力が
上昇し続け、ストロークエンドに至るまでに油圧シリン
ダ１にかかるほぼ全荷重が吸収される。

【００３７】この場合、クッション圧力は補助ピストン
２２の端面２４で受けるようになっており、補助ピスト
ン２２の外径寸法はピストン５の外径寸法とほぼ同等に
設定されている。すなわち、補助ピストン５の外径とピ
ストンロッド５ａの外径との径差に依存する比較的大き
な受圧面積でクッション圧力を受ける。油圧シリンダ１
にかかる通常作業で考えられる荷重をクッションストロ
ーク区間内で吸収する場合、その吸収すべき荷重は、ク
ッション圧力と補助ピストン２２の受圧面積の積に相当
することから、上述のように比較的大きな受圧面積に設
定したことに伴って、比較的小さなクッション圧力で所
望のクッション作用を得ることができる。

【００３８】図３の実線は、油圧シリンダ１の伸長動作
時のストロークと、クッション圧力との関係、すなわち
本実施形態で得られる圧力特性を示しているが、同図３
に示すように、ストロークエンド時のクッション圧力
は、二点鎖線で示す前述した従来技術におけるクッショ
ン圧力に比べて小さく抑えることができる。しかも、こ
のような比較的小さなクッション圧力を前述した従来技
術におけるように、ヘッドカバーに挿入されるクッショ
ンリングを設けることなく発生させることができる。

【００３９】このようにクッション圧力を小さく抑えら
れることから、このクッション圧力に伴って補助ピスト
ン２２及びピストン５に与えられるストロークエンド時
の力は比較的小さく、このためにストロークエンドに一
致させるようにピストン５を停止させることが比較的容
易になり、優れた緩衝精度を得ることができる。

【００４０】また、上述のように優れた緩衝精度が得ら
れることから、補助ピストン５とヘッドカバー３との衝
突を防ぐことができ、この衝突に伴う油圧シリンダ１の
故障を防止し、当該油圧シリンダ１の耐久性を向上させ
ることができる。

【００４１】また、補助ピストン２２の製作精度は、ピ
ストン５とほぼ同等程度でよく、補助ピストン２２に絞
り穴２３を形成する加工は簡単であり、また、その絞り
穴２３の開口量は、絞り穴２３の加工工具の径寸法の選
定に応じて容易に所望の値に設定でき、これらのことか
ら、比較的容易に必要最小限のクッション圧力とするこ
とができ、上述した優れた緩衝精度の確保に貢献する。

【００４２】また、上述のようにクッションストローク
の開始時に、油道７ａがシール部材２１によってシール
され、ロッド側チャンバ４ｂから油道７ａへの圧油の流
入が完全に阻止され、また、油道７ａの断面積に比べて
絞り穴２３の断面積の和をあらかじめ小さく設定してあ
ることから、ロッド側チャンバ４ｂからの戻り油の絞り
量を絞り穴２３の開口量に依存させることができ、絞り
穴２３の開口量を適切に選定することによって、より精
度の高い緩衝精度を確保することができる。また、シー
ル部材２１を設けたことにより、ロッド側チャンバ４ｂ
に発生したクッション圧力による力が、油道７を介して
ピストン５をシールするピストンシール５ｃに与えられ
ことを抑制でき、これによりピストンシール５ｃの保護
を図ることができ、この観点からも、油圧シリンダ１の
故障を防止し、当該油圧シリンダ１の耐久性を向上させ
ることができる。

【００４３】なお、上述した実施形態では、シール部材
２１を、ロッド側チャンバ４ｂから油道７ａへの圧油の
流入を阻止するチェック機構を有するチェック付きシー
ル部材によって構成してあるが、チェック機能を持たな
い通常のシール部材に代えてもよい。この場合には、ロ
ッド側チャンバ４ｂに発生したクッション圧力に伴っ
て、ロッド側チャンバ４ｂの圧油がわずかに流入する
が、基本的には、ロッド側チャンバ４ｂからの戻り油の
絞り量をほぼ絞り穴２３の開口量に依存させることがで
き、比較的精度の高い緩衝精度を確保することができ、
また、ロッド側チャンバ４ｂに発生したクッション圧力
による力がピストンシール５ｃに与えられことを幾分か
は抑制でき、ピストンシール５ｃの保護を図ることがで
きる。

【００４４】また、上述した実施形態では、油圧シリン
ダ１の２室のうちのロッド側チャンバ４ｂに、補助ピス
トン２２と、絞り穴２３、油道７ａから成る絞り手段と
によって構成されるクッション機構を設けてあるが、当
該油圧シリンダ１によっておこなわれる作業の種類など
によっては、このようなクッション機構を他の室を形成
するボトム側チャンバ４ａに設けてもよく、また、ロッ
ド側チャンバ４ｂ、ボトム側チャンバ４ａの双方に設け
てもよい。

【００４５】

【発明の効果】以上のように、本発明の各請求項に係る
発明によれば、従来のようなヘッドカバーに挿入される
クッションリングを設けることなく所望のクッション圧
力を得ることができ、すなわち、油圧シリンダにかかる
ほぼ全荷重を、受圧面積を大きくし得る補助ピストンを
介して比較的小さいクッション圧力の発生によって吸収
させることができ、このためにストロークエンドに一致
させるようにピストンを停止させることが比較的容易に
なり、従来に比べて優れた緩衝精度を得ることができ
る。また、このように優れた緩衝精度が得られることか
ら、補助ピストンとヘッドカバーとの衝突を防ぐことが
でき、このような衝突に伴う油圧シリンダの故障を防止
し、従来に比べて当該油圧シリンダの耐久性を向上させ
ることができる。

【００４６】また特に、請求項２に係る発明によれば、
補助ピストンの製作精度は、ピストンとほぼ同等程度で
よく、補助ピストンに絞り穴を形成する加工は簡単であ
り、また、その絞り穴の開口量は、絞り穴の加工工具の
径寸法の選定に応じて容易に所望の値に設定でき、これ
らのことから、比較的容易に必要最小限のクッション圧
力とすることができ、上述した優れた緩衝精度の確保に
貢献する。

【００４７】また特に、請求項３，４に係る発明によれ
ば、クッションストロークの開始時に、シール部材によ
って絞り手段を構成する油道がシールされ、クッション
室から油道への圧油の流入が規制され、これによりクッ
ション室からの戻り油の絞り量を絞り穴の開口量に依存
させることができ、絞り穴の開口量を適切に選定するこ
とによって、より精度の高い緩衝精度を確保することが
できる。また、シール部材によって、クッション室に発
生したクッション圧力による力が、ピストンシールに与
えられことを抑制でき、これによりピストンシールの保
護を図ることができ、この観点からも、油圧シリンダの
故障を防止し、当該油圧シリンダの耐久性を向上させる
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の油圧シリンダの緩衝構造の一実施形態
を示す要部断面図である。

【図２】図１の一部を拡大して示した図である。

【図３】図１に示す一実施形態で得られる圧力特性を示
す図である。

【図４】従来の緩衝構造が備えられる油圧シリンダの概
観を示す図である。

【図５】図４に示す油圧シリンダの断面図である。

【図６】図４に示す油圧シリンダにおけるクッションス
トロークの開始時の形態を示す要部断面図である。

【図７】図４に示す油圧シリンダにおけるクッションス
トロークエンド時の形態を示す要部断面図である。

【図８】図４に示す従来の油圧シリンダの緩衝構造で得
られる圧力特性を示す図である。

【符号の説明】

１ 油圧シリンダ ２ シリンダチューブ ３ ヘッドカバー ４ シリンダ ４ａ ボトム側チャンバ ４ｂ ロッド側チャンバ ５ ピストン ５ａ ピストンロッド ６ 油道 ６ａ ボス孔 ７ 油道 ７ａ 油道（絞り手段） ８ 取付部 ９ 取付部 ２１ シール部材 ２２ 補助ピストン ２３ 絞り穴（絞り手段） ２４ 端面

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリンダ内にピストンロッドを連結した
   ピストンを摺動可能に装着することによって、このシリ
   ンダ内を２室に区画形成する油圧シリンダに備えられ、
   上記ピストンが上記２室のうちの少なくとも１室側のク
   ッションストローク区間内に変位したときに、上記１室
   からの戻り油の流出流路を絞って当該１室にクッション
   圧力を発生させ、この１室をクッション室に形成するク
   ッション機構を備えた油圧シリンダの緩衝構造におい
   て、 上記クッション機構が、 上記ピストンロッドに装着されるとともに上記ピストン
   の外径寸法とほぼ同等の外径寸法を有し、上記１室と上
   記ピストンとの間に配置される補助ピストンと、この補
   助ピストン部分に設けられ、上記１室からの戻り油の流
   出流路を絞る絞り手段とを含むことを特徴とする油圧シ
   リンダの緩衝構造。
2. 【請求項２】 上記絞り手段が、 上記補助ピストンの外周面とこの補助ピストンに対向す
   る上記シリンダの内周面との間に形成される隙間である
   油道と、 上記補助ピストンに形成され、上記１室に開口するとと
   もに上記油道に連通する絞り穴とを含むことを特徴とす
   る請求項１記載の油圧シリンダの緩衝構造。
3. 【請求項３】 上記補助ピストンの上記１室方向への移
   動に伴って上記油道をシール可能なシール部材を備えた
   ことを特徴とする請求項２記載の油圧シリンダの緩衝構
   造。
4. 【請求項４】 上記シール部材が、上記１室から上記油
   道への圧油の流入を阻止するチェック機能を有するチェ
   ック付シール部材であることを特徴とする請求項３記載
   の油圧シリンダの緩衝構造。