JPS5934887B2 - 油圧シリンダ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 従来の油圧シリンダは、第１図に示すように、シリンダ
ヘッド０２に穿設された給排油孔０６を通して圧力室０
９，０１０に交互に高圧油を供給することにより、ピス
トンロッド０３をシリンダ０１に対し伸縮させて仕事を
させるものである。

このような油圧シリンダでは、縮み側のストロークエン
ドでピストンロッド０３の先端がシリンダヘッド０２に
当たるのであるが、その際、ピストンコンド０３０当接
速度が犬であるときは、ピストンロッド０３及びシリン
ダヘッド０２には大きな衝撃力が作用するので、シリン
ダヘッド０２の溶接部に亀裂が入ったり、油圧シリンダ
を取付けている構造物が破損する等のことがある。

そこで、このような破損事故の発生を防止するために、
ピストンロッド０３の先端にクッションロッド０７を突
設すると＼もにシリンダヘッド０２にクッションロッド
０７の嵌入を許すクッション油室０８を形成し、縮み側
のストロークエンドにおいて、クッションロッド０７が
クッション油室０８中に突入し、両者間の間隙で排油流
路を絞ることにより圧力室０９の圧力を上昇しピストン
ロッド０３にブレーキ力を働かせピストンロッド０３と
シリンダヘッド０２との衝突を緩和するようにしている
。

しかしながら、クッションロッド０７とクッション油室
０８とが偏心した場合は絞り効果が低下するし、また両
者間の環状間隙は小にする必要があるが一方このために
機械加工及び組立加工上の誤差によってクッションロッ
ド０７とクッション油室０８とが接触し、焼付きを生起
することがある。

そこでこのような不具合に対しては従来、第２図に示す
ように、クッションロッド０７の根部に開口する油孔０
２０を軸心方向に貫設し、この軸心油孔０２０中に多段
オリフィス０２１を直列に挿入しオリフィスねじ０２１
′でこれら複数のオリフィスを軸心油孔０２０内に固定
する。

各オリフィス０２１には、偏心小孔０２２を穿設してあ
り、直列に内挿されたとき、流速を持った圧油が後続オ
リフィス０２１の小孔を０２２直線的に吹き抜けること
のないように小孔０２２が互い違いになるように複数の
オリフィス０２１をセットする。

またクッションロッド０７がクッション油室０８中に進
入したとき圧油が両者間の環状間隙を流過スることのな
いように両者をシールするクッションリング０１３を両
者間に介装する。

クッションリング０１３の外径はクッション油室０８に
刻設された環状溝の外径より小とし、クッションリング
０１３が半径方向に自由に移動し得るようにする。

このような手段により、たといクッションロッド０７が
クッション油室０８に対して若干偏心していても、クッ
ションリング０１３が半径方向の位置の自由度を持って
いるので両者が接触したりすることなく両者のシーリン
グが達成され安定した絞り効果が奏せられる。

しかしながら、クッション作用時の圧力室０９の圧力は
、場合によっては数１００ ｋｇ／ ｃｒ；ｔにも達し
、この圧力によって生ずるオリフィス孔０２２の流速は
、数１１０ｍ／ｓにも及ぶので、オリフィス孔０２２か
もの圧油の噴流によって後続段のオリフィス０２１に穴
が明いたり、オリフィス孔０２２がエロージョン等で大
きく侵蝕される等の点で耐久性に問題が生ずる。

本発明は上記事情に鑑みて、性能の安定した耐久性のあ
るクッション作用を発揮する油圧シリンダを提供するこ
とを目的とするもので、ピストンロッド端に突設された
クッションロッドとシリンダヘッドに凹設されたクッシ
ョン油室とを具えストロークエンドにおいて両者を嵌合
することによりクッション作用を行わすようにした油圧
シリンダにおいて、段階的又は連続的に断面の変化する
外径部を有する先細クッションロッド芯と、上記先細ク
ッションロッド芯に外挿され段階的又は連続的に断面の
変化する先細内径部を穿設すると瓦もに大径当接端に油
溝を貫設した円筒状のクッションスリーブと、上記クッ
ションスリーブを上記クッションロッドに対し軸方向に
変位可能に取付ける弾性部材とよりなるクッションロッ
ドを具えたことを特徴とする。

本発明の一実施例を図面について説明すれば、第３図は
その縦断面図、第４図は第３図のクッションロッド芯と
クッションスリーブとの螺合部分の拡大図、第５図は第
４図とは異なる他の実施例を示す螺合部分の拡大図であ
る。

まず第３図において１はシリンダ、２はシリンダ１の端
部を形成するシリンダヘッド、３はシリンダ１内を摺動
するピストン４を固着したピストンロッド、５はピスト
ン４をピストンロッド３に締着するためにピストンロッ
ド３の端部に螺着されたナツト、６はピストンヘッド２
に穿設されシリンダ１内の油を給排するための給排油孔
、７はピストンロッド３の先端に突設され軸方向に先細
まりの多段外径部が刻設されたクッションロッド芯、８
はピストンの右動時に後述するクッションスリーブ１４
と協働してクッション作用を行うためにシリンダヘッド
２に穿設されたクッション油室、９はピストン４の右側
においてシリンダヘッド２との間に形成される圧力室、
１０はピストン４の左側において図示せざるシリンダヘ
ッドとの間に形成される圧力室、１１は給排油孔６に突
設された配管取付フランジ、１２はピストン４の外周に
刻設された環状溝に嵌着されピストン４とシリンダ１と
の間の間隙をシールするピストンパツキン、１３は後述
のクッションスリーブ１４の外周に刻設された環状溝に
嵌着されクッションスリーブ１４とクッション油室８と
の間の間隙をシールするクッションリング、１４はクッ
ションロッド芯７に外挿され内面にクッションロッド芯
７の多段外径部との間に半径方向の間隙１７を有するよ
う先細まりの多段内径部の穿設されたクッションスリー
ブ、１５はスプリングワッシャ１６を介してクッション
スリーブ１４をクッションロッド芯７に締着するように
クッションロッド芯７の先端に螺着された一対のロック
ナツト、１８は隣接する間隙１７と間隙１７との間の環
状空間、１９はピストンロッド３の肩部に当接するクッ
ションスリーブ１４の大径端部に半径方向に貫設された
油溝、δ１．δ２．・・・δ、はそれぞれ各段階におけ
る間隙１１の大きさ、１は間隙１７の軸方向の長さ、ｐ
ｏは圧力室９内の油圧、ｐｄはクッション油室８内の油
圧である。

このような装置において、ピストンロッド３が左方より
右方へ移動し、ストロークエンド近くに来るとクッショ
ンリング１３がクッション油室８に挿入される。

その結果クッションスリーブ１４の外周とクッション油
室８の内周とはシールされるので圧油は圧力室９かも直
接にクッション油室８に流れることはできなくなり、ク
ッションスリーブ１４０油溝１９、クッションスリーブ
１４とクッションロンド芯７との間の複数の間隙１７を
流過してクッション油室８中へ流入すること匁なる。

その際、第４図ａ、ｂに示すように、圧油は複数段の間
隙１７を流過することにより多段絞り効果を受ける。

この絞り効果は、圧油の粘性に基因して間隙１７で生起
する圧力降下Δｐｖと、間隙１７から環状空間１８に油
路が急拡大するために圧油の慣性に基因して生起する圧
力降下Δｐ１ とである（第４図す参照）。

斜上の多段絞り効果が大き過ぎて圧力室９の圧力ｐ。

が高くなると、第４図ａに示すように、圧油は間隙１７
で順次絞られ減圧される一方、ピストンロッド３の肩部
と当接するクッションスリーブ１４の左端面に矢印で示
すように推力Ｔが軸方向に働く。

そこでこの推力Ｔがスプリングワッシャ１６の力に打勝
つような圧力ｐ。

に油圧が高まるとクッションスリーブ１４はこの推力Ｔ
によって若干右方へ摺動する。

クッションスリーブ１４が右方へ移動すれば間隙１７の
長さｌが減少し、したがって絞り効果が低下し、圧力室
９の圧力ｐ。

の高騰が止む。

すなわち、スプリングワッシャ１６の弾性と、クッショ
ンロンド芯７及びクッションスリーブ１４の先細多段間
隙１７の協働作用により圧力のレリーフ効果を生ずるか
ら、圧力室９の油圧ｐ。

が過大となって関係機器部材を破損する等のことがない
。

上記実施例とは異なる他の実施例を挙げれば、第５図に
示すように、７′は先細の円錐状のクッションロンド芯
、１４′は同じく先細の円錐面を内面に形成したクッシ
ョンスリーブ、１７′はクッションロンド芯７′の外面
とクッションスリーブ１４′の内面との間に形成された
クリアランスδの円錐面状間隙、１３′はシリンダヘッ
ド２のクッション油室８に刻設された環状溝に挿入され
クッションスリーブ１４′とクッション油室８との間を
シールするクッションリング、１６′はクッションスリ
ーブ１４′とロックナツト１５′との間に介装されたコ
イルスプリング、１８′はクッションロンド芯７′の表
面に適宜ピッチで刻設された複数筒の環状溝である。

このような実施例においても、前記実施例におけると同
様、ピストンロッド３が右動してクッションスリーブ１
４′の先端がクッション油室８中に進入すると、圧力室
９とクッション油室８との直接の流通はクッションリン
グ１３′により遮断されるから、圧油は油溝１９、間隙
１７′、環状空間１８′を流過してクッション油室８へ
流入することとなり、その際圧油は間隙１７′、環状空
間１８′により多段絞り効果により減圧される。

圧力室９の圧力ｐ。

が過大になれば、クッションスリーブ１４′の左端面に
働く推力により、コイルスプリング１６′の力に打勝っ
てクッションスリーブ１４′は右方へ変化する。

クッションスリーブ１４′が右方へ変化すれば間隙１７
′のクリアランスδ′が犬となり、間隙１７′の流過抵
抗が減じて圧力レリーフ作用が行なわれ圧力室９の圧力
ｐ。

が過大になる前に圧力をレリーフする。

つまり前記実施例では間隙１７の長さ１を変えたが、本
実施例では間隙１７のクリアランスδ′を変えることに
より圧力レリーフを討っている。

以上２実施例を通して述べた通り、本発明によレバ、ク
ッションロッドはクッションロント芯トこれに軸方向に
弾性的に外挿されたクッションスリーブとよりなり、油
圧シリンダの先細まりのクッションロンド芯及びクッシ
ョンスリーブにより形成される環状先細まり空間に圧力
室の圧油を流過させることによって、粘性に基因する圧
力降下と慣性に基因する圧力降下とによる圧力降下を利
用し、圧力室の圧力が高騰すれば、クッションスリーブ
が変位してクッションスリーブ及びクッションロンド芯
間の間隙を増して絞り効果を自動的に低下することによ
り過大な圧力の発生を防止するので、安定した耐久力の
あるクッション効果を奏する油圧シリンダを得るから、
本発明は産業上極めて有益である。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図はそれぞれ公知の油圧シリンダのクッ
ション部を示す縦断面図、第３図は本発明の一実施例を
示す縦断面図、第４図ａ及び第４図すは第３図のクッシ
ョンスリーブとクッションロッドの間の間隙の圧力分布
を示す圧力分布図、第５図は第３図とは異なる他の一実
施例を示す縦断面図である。 １・・・・・・シリンダ、２・・・・・・シリンダヘッ
ド、３・−・・・・ピストンロッド、４・・・・・・ピ
ストン、５・・・・・・ナツ８・・・・・・クッション
油室、９，１０・・・・・・圧力室、１１・・・・・・
配管取付７ランジ、１２・・・・・・ピストンパツキン
、１３・・・・・・クッションリング、１４・・・・−
・クッションスリーブ、１５・・・・・・ロックナツト
、１６・・・・・・スプリングワッシャ、１７・・・・
・・間隙、１８・・・・・・環状空間、１９・・・・・
・油溝。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ピストンロッド端に突設されたクッションロッドと
   シリンダヘッドに凹設されたクッション油室とを具えス
   トロークエンドにおいて両者を嵌合することによりクッ
   ション作用を行わすようにした油圧シリンダにおいて、
   段階的又は連続的に断面の変化する外径部を有する先細
   クッションロッド芯と、上記先細クッションロッド芯に
   外挿され段階的又は連続的に断面の変化する先細内径部
   を穿設すると〜もに大径当接端に油溝を貫設した円筒状
   のクッションスリーブと、上記クッションスリーブを上
   記クッションロッドに対し軸方向に変位可能に取付ける
   弾性部材とよりなるクッションロッドを具えたことを特
   徴とする油圧シリンダ。