JPS60125404A - シリンダのクツシヨン装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

本発明はシリンダのクッション装置に関し、史に詳シく
はピストンのストロークエンド近傍で絞り効果によりク
ッションを効かせ一ピストンがシリンダヘッド又はシリ
ンダボトムに急激に衝突するのを防止するシリンダのク
ツレヨン装置に関する。 シリンダのり゛ンション特性は、シリンダ並びにＵ機の
強度、寿命、更にオペレータの操作性等に大きく影響し
ており、シリンダの高速−高圧化により、その重要性は
ますます増大している。 従来から用いられている最も一般的なりッション楼構と
しては牙１図、胴・２図のものが知ら刺でいる。 １；！ＩＩち、：／リンダチューン１内にピストン２を
介してピストンロッド３が摺動自在に挿入さノア、−ピ
ストン２によって区画さノまた二つの油室４゜５は油路
６，７を介してポート８，９と通じ一ピストン２の両端
面にはクッションベアリング１０．１１を固定し、例え
ばピストン２がツ・２図のように左行する伸長作動時に
於て、ピストン２のストロークエンド近傍では左側のク
ッションベアリング１０が油路６内に挿入し、このクッ
ションベアリング１０の外周り状隙間を通してクッショ
ン室となる油室４の油がポート８に流出し、この時隙間
の絞り作用で油室４に圧力を立ててクッションを効かせ
るものである。 しかし−このクッション機構は構造が単純である反面、
環状隙間における圧力降下を用いるため、その絞り効果
は作動流体の粘度、環状隙間の隙間量及び油路６，７の
内周に対するクッションベアリング１０．１１の外周の
偏心率によって大きく変化し、ばらつきがある。 またークッション効果を大きくするために隙間量を小さ
くすると、油路６，７内壁にクッションベアリング１０
．１１が接触し易くなる十−逆に油路６．７からクッシ
ョンベアリング１０゜１１が抜は出る時にポートから油
室に流入する流量が不足し、油室の圧力が負圧となり、
クッション行程を抜は出た隅間に負圧から高圧に急変し
、その際に発音−ショック、シールの損傷等が生ずる。 この為従来は矛２図のようにポート８　、　（９））と
油室４　、　ｆ５１とを接続する通＠１２を形成し、こ
の通路１２の途中にチェック弁１３を絹み伺けて油室４
１５）が負圧になるのを防止しているが、このチェック
弁１３を設けることは（１４造が蝮雑化し一コストアッ
プになる。 ■従来のシリンダのクッション機構として、２・３図、
矛４図のものも知られている。これはクッションプレー
トを用いたワツシセタイプと１１才ばれるものであり、
その４（′ζ造はシリンダチューフｌ内にピストン２を
介してピストンロッド３が慴動自在に挿入され一うリン
ダチューブ１内＆Ｃはピストン２によって左右二つの油
室４゜（５）が区画さノ１．こｈらの油室４　、　（５
１はポート８゜

【り）を介してそねぞｔ１油圧源に接続
されている。 ピストンロッド３の小径部３ａ外周にはクッションプレ
ート１４が摺動自在に挿入され、このクッションプレー
ト１４とピストン２０間にリターンスプリング１５が介
在されて通常クッションプレート１４をピストンロッド
３の段部３ｂに押し付けられ、更にクッションプレート
１４には軸方向にオリフィス１６が穿設され、又油室４
．（５１のポート８．（９１側の内壁１７に切欠き１７
１Ｚが形成されている。 このシリンダは矛４図のように、例えば伸長作動時にピ
ストン２が左行し一ストロークエンド近傍になるとクッ
ションプレート１４が油室４の内壁１７に当接し、ピス
トンロッド３とピストン２のみが更に左行する。この時
油室４の油がピストン２によって押し出さ力、その油路
はオリフィス１６のみとなりオリフィス１６の流動抵抗
でクッションが効く。 上記ワツシセタイプのクッション機構ではクッションプ
レート１４がポート８より導入された圧油により、リタ
ーンスプリング１５に抗して右行して、油室４の内壁１
７から離ネ、油室４への圧油な供給できる通路を創出す
るというチェック機能を有しているからクッション行程
抜は時の発音、ショック、：／−ル損傷等の発生は防止
出来るし、又オリフィス１６の形状を適当に選択するこ
とにより、例えば薄刃オリフィスの形状等に成形するこ
とにより１作動流体粘度の影響も受けにくくすることが
できる。 しかしながら、オリフィス１６は固定オリフィスとなる
ためにピストンのストローク速度が低下するとクッショ
ンの効きが悪くなる。即ち、クッション行程に突入直後
に急速に減速し、その後はあまり減速しないという欠点
がある。 この為、例えば実開昭５８−６９１０４号公報に開示さ
れているように、クッションプレートを複数個設置し、
数ステップの減速を実現したものも開発さねでいるが、
この場合にはクツレヨン機構の占めるスペースがクッシ
ョンストロークに比較して大きくなり、また絞り効果の
調整にも限界がある。 従って本発明の目的は作動流体の粘度によるクッション
効果への影響が少なく、クッション行程を抜は出た瞬間
に発音、ショック、シールの損傷が発生せず、ビストン
ストロークの速度が低下してもクッション効果が低下せ
ず、絞り効果を比較的自由に設定できるシリンダのクッ
ション装置を提供することである。 本発明はこの目的達成の為、ピストンロッドにクッショ
ンプレートを摺動自在に挿入し、このクッションプレー
トに軸方向の通孔を形成し一他方ピストン端面にニード
ル弁を保持させ、このニードル弁をクッションプレート
の通孔に挿入させたことを特徴とするものである。 以下本発明の実施の態様な牙５〜矛１２図の図面につい
て説明する。 ２・５図１則・６図は２・１の発明の好適な一実施態様
に係るシリンダの一部切欠き断面図である。 ［ｉ！１１　チーシリンダチューブ１８の両端にうリン
ダヘッド１９とシリンダボトム（図示せず）を一体に固
定し一シリンダチューブ１８内にはピストン２０を介し
てピストンロッド２１が摺動自在に挿入され、ピストン
２０はシリンダチューブ１８内に左右二つの油室２２が
区画され。 二つの油室２２はそれぞれシリンダヘッド１９内の室２
２α及びシリンダボトム内の室２２ａと通じ、この室２
２αはポート２４を介してポンプ又はタンクたる油圧源
に接続している。 ピストンロッド２１の基端側小径部２１αには環状のク
ッションプレート２３が軸方向に摺動自在に挿入さ名、
このクッションプレート２３には一つ又は複数の通孔２
５が軸方向に向けて形成さ力ている。 クッションプレート２３とピストン２０端面間にはリタ
ーンスプリング２６が介在され、このリターンスプリン
グ２６は静止状態ではクッションプレート２３をピスト
ンロッド２１の段部２１ｈに押し付けている。 クッションプレート２３の通孔は図示のように目端径を
大きくし、中央部を小径にしたテーパ状のものでもよい
し、内径を同じにしたものでもよい。 一方ピストン２０の端面には通孔２５に対向するニード
ル弁２７を一体に突出成形し、このニードル弁２７は通
孔２５内に移動自在に挿入されている。 ニードル弁２７はピストン２０と一体成形されているが
、溶接その他の方法で保持してもよい。 ニードル弁２７は先端が細く、基端が太い。 いわゆる断面テーパ状に成形さねている。又ニードル弁
２７は通孔２５に対して単独で挿入されてもよいが１図
面のように軸方向にスリットを形成したガイド２８を介
して挿入してもよい。 ガイド２８を介して挿入した場合には一通孔２５の軸心
とニードル弁２７の軸心を常に一致させ、又ニードル弁
２７が位置ずれすることなく軸方向に移動するのに効果
的である。 次に作動について述べる。 牙６図のように、例えば矢印方向にピストン２０とピス
トンロッド２１が移動すると油室２２の油がポート２４
よりタンク側に排出され。 ピストンのストロークエンド近傍ではクッションプレー
ト２３がシリンダヘッド１９の端面に当り、その後はリ
ターンスプリング２６をたわませながらピストン２０と
ピストンロット２１のみが更に左行する。クッションプ
レート２３がシリンダヘッド１９に当ると油室２２と室
２２αはクッションプレート２３の通孔２５のみを介し
て連通し、しかもこの通孔２５内をニードル弁２７がよ
り深く差し込まれるからピストン２０の左行に伴なって
通孔２５とニードル弁２７とで形成される環状隙間が徐
々に絞られ、この絞らノ１だ隙間を介して油室２２の油
がポート２４側に押し出さ九る為に隙間の流動抵抗で徐
／ＶＣクッションが効いてくる。 ところでニードル弁２７は基端が太くなっているからピ
ストン２０の動きが、ストロークエンドに近くなればな
るほどクッション効果が大きくなり、この為ピストンの
ストローク速度が低下しても所望の大きさのクッション
効果を期待できる。 又通孔２５に形成される隙間ではオリフィス的な流れと
なり作動油粘度の影響は少なく、絞り効果が大きく変化
することが無い。 ニードル弁２７の直径は自由に設定でき、この直径に応
じた絞り効果が得られるから、絞り効果を比較的自由に
設定できる。 他方前記と逆方向にピストン２０を移動し、クッション
行程から抜は出る場合にはポート２４をポンプ側に接続
して油室２２に圧油を供給する分けであるが、この際ポ
ート２４からの圧油が通孔２５より油室２２に導かれる
とともに、クッションプレート２３が、ポート２４から
の圧油により、リターンスプリング２６に抗して右行し
て一油室２２への圧油の通路を拡大するチェック機能を
有しており、油室２２が負圧とならず、こｉｌｃより異
音の発生、急激なレヨツクの発生−ピストン外周等に設
けたシールの損傷を防止できる。 ２・７図は牙１の発明の他の実施＠様に係り−これは絞
り効果を出す他の方法である。即ちニードル弁２７αの
直径は先端から基端まで同じ径に成形すると共に、その
外周に一つ又は複数の長手方向に沿うスリット２９を形
成し、このスリット２９は先端側の切り込匁が深く、基
端側な浅くしたものである。 この場合には通孔２５とニードル弁２７１Ｚとで形成さ
れる流路はスリット２９の断面積の合計となり、ピスト
ン２０のストロークに伴すって流路が徐々に絞られてク
ッションが徐々に大きく効いてくる。又ニードル弁２７
ａ自体の外周は通孔２５の内周を摺接するから軸心な常
に一致させることが可能となる。 その他の作用、効果は矛５図の実施態様と同じである。 次に２・８図−２・９図は第２の発明の好適な一実施態
様に係るシリンダの一部切欠き断面図である。 これはピストン端面にニードル弁を水平方向ニ保持させ
、このニードル弁がクッションプレートの通孔内に挿入
させた点は】７１の発明と同じであるが、更に本″Ａｔ
２の発明はピストンロッドがクッション動作時に回転し
た時クッションプレートも連動してリ一方向ＩＣ同一量
回転できる係止機構を付加したものである。 即ち、ピストンロッド２１の外周に軸方向移動自在にク
ッションプレート２３が挿入され。 ピストンロッド２１の外周には一つ又は複数の溝３０が
長手方向に形成さｈ、この溝３０内にはクッションプレ
ート２３の内周に突設したガイド用リフ２３αを嵌合さ
せ、クッションプレート２３はこの溝に沿って軸方向に
リブ２３ａを介して移動すると共にピストンロッド２１
が回転した時クッションプレート２３も同一方向に同一
量強制的に回転させられる。 上記の場合、溝をクッションプレート２３側に、又リフ
をピストンロッド２１側に設けてもよく、その他スプラ
イン加工等にしてもよい。 以上のように軸方向にはクッションプレート２３が単独
で移動するのを許容し、回転方向にはピストンロッド２
１に連動してクッションプレート２３も回転する係止機
構を付加したことにより、クッションプレート２３の通
孔２５とピストン側のニードル弁２７は常に対向位置に
一致している。 従ってクッション動作時にピストンロッド２１が回転す
ると同一方向に同一量クッションプレート２３とピスト
ン２０とニードル弁２７が連動して回転し、これにより
通孔２５の軸心とニードル弁２７の軸心が常に一致し、
回転時にニードル弁２７が通孔２５の内壁に当って折損
するのを防止できるものである。 同じ＜　、Ｉｎ’　１０図、矛１１図は牙２の発明の他
の実施態様に係り、これは係止機構を変形したものであ
る。 即ち、ピストンロッド２１の夕り周にクッションプレー
ト２３を摺動自在に挿入すると共に。 ピストンロッド２１の外周軸方向に一つ又は複数のガイ
ド突起３１を植立し、このガイド突起３１をクッション
プレート２３の内周に軸方向Ｕこ形ＩＪνしたガイド溝
３２に嵌合させ、これらガイド突起３１とガイド溝３２
とからなる係止機構を介してクッションプレート２３の
軸方向の移動を許容し、且つピストンロッド２１とピス
トン２０とに連動して同一方向に回転させるものである
。 その他の作用効果は牙８図の場合と同じである。又符号
が同一の部材は牙５図と同じであるから省略する。 更に牙１２図は牙３の発明の好適な一実施態様に係るシ
リンダの一部切欠き断面図である。 これはクッションプレートの通孔に対向するニードル弁
をピストン端面に保持した基本構成にニードル弁の浮動
機構を伺加し、ピストンロッドとピストンが回転した時
、この回転運動からニードル弁が逃げてクッションプレ
ートの通孔内に当るのを防止したものである。 １２１１　チ、ピストン２０の端面に対して水平方向に
延びるニードル弁２７ｂの基端フランジ部２７Ｃが浮動
自在に当接し、このフランジ２７Ｃ端面とクッションプ
レート端面間にニードル弁用リターンスプリング３５を
介装し、このリターンスプリング３５がニードル弁２７
１４をピストン２０側に押し付けて保持させている。 ニードル弁２υは先端から基部まで同一の直径に成形す
ると共に軸方向外周に一つ又は複数のスリット３３を形
成している。スリット３３０半径方向の深さは先端側が
深く基端側か浅く、断面がテーパ状に成形されている。 ニードル弁２７ｂはクッションプレート２３の直孔２５
内に摺動自在に挿入さねている。 ピストンロッド２１の外周に於て、クッションプレート
２３より図に於て圧側で且つニードル弁２７ｂと対向す
る位置にストッパ３４を起立し、ビストンストロークエ
ンド近傍でニードル弁２７ｂの先端がこのストッパ３４
端面に当接するようになっている。 ストッパ３４はビン又は溶接等でピストンロッド２１に
固定されている。 上記のクッション装置ではビストンストロークエンド近
傍でクッションプレート２３がシリンダヘッドに当す−
ピストンロツド２１とピストン２０は更に左行し、又二
ニドル弁２７ｂは通孔２５内により深く差し込まれ、こ
の時スリット３３で絞り効果が徐々に大きく変化する。 一方図示のようにクッションが効き初めると油室２２の
内圧が上昇し、この内圧がニードル弁２７ｂのフランジ
２７Ｃ右端面に作用し、この作用力でニードル弁２７Ｃ
がリターンスプリング３５に抗して左行し、この時その
先端がストッパ３４に当り、この位置で止まる。 ところで、クッション動作時、又はその他の原因でピス
トンロッド２１とピストン２０とが回転した時、ニード
ル弁２７Ｃは浮動状態でピストン端面に保持さねている
だけであるから、ピストン２００回転力はほとんどニー
ドル弁２７ｈには伝達されず、ニードル弁２７ｈは通孔
２５に差し込まれた位置に残留し、これによりニードル
弁２７ｈに曲げ力が作用して折損したり１通孔２５の内
壁に大きな力で衝突しないから傷もつかない。 他方ポート２４に高圧が導かねると】１１の発明の場合
と同様にクッションプレート２３がチェック機能を果す
とともに、ニードル弁２７ｂはリターンスプリング３５
の復元力および油室２２αと油室２２の圧力差によって
元の位置・まで戻される。 その他の作用、効果は田・５図の場合と同じである。 以上のように矛１の特定発明では、ピストン２０側にク
ッションプレートを軸方向移動自在に取り伺け、使方ピ
ストンに保持したニードル弁をクッションプレートの通
孔に移動自在に挿入したから、■ニードル弁形状の選択
ニより通孔の絞り効果を比較的自由に設定でき、スムー
スな特性の実現が可能となること、０通孔とニードル弁
とで形成される環状隙間は絞り効果を徐々に大きくする
オリフィスとして作用する他にチェック弁機能を有して
いるから、クッション動作から抜は出る方向にピストン
を動かす時油室が負圧とならず、異状な発音、ショック
の発生や、シールの損傷を防止できること、０通孔とニ
ードル弁とで形成さｉする項状隙間ではオリフィス的な
油の流りとなるから作動油粘度の影響は少なく、絞り効
果が大きく変化しないこと、■ピストンの移動に伴なっ
てニードル弁がより深く差し込まれ、絞り効果が徐々に
大きくなるから、ピストンのストローク速度が＜ｆｉｇ
下しても絞り効果が悪くなるようなことがないこと。 等の効果を有する。 史に】・２の発明では特定発明の構成にクッションプレ
ートがピストンロッドと連動して回転できる係止機構を
付加したからクッションプレートの通孔とニードル弁が
常に同一軸心上に位置でき、こねによりニードル弁がク
ッションプレートの通孔内壁に衝突したり、折損が防止
できる・ 更に又矛３の発明では特定発明の構成にニードル弁が浮
動状態でピストン端面に保持さ冶る機構を付加したから
一ピストンロッド及びピストンの回転力がニードル弁に
は伝達されないか又はＱよとんと伝達されない為にニー
ドル弁が通孔内壁に当って傷を付けたり、折り曲がるよ
うなことを防止できるものである。。

【図面の簡単な説明】

矛１図は従来のシリンダの一部切欠き縦断正面図、′Ａ
１２図は′３１１１図の一部拡大断面図、牙３図はワツ
レセタイプのクッション機構を有するシリンダの一部切
欠き縦断正面図、２７４図は牙３図のクッション動作時
の一部切欠き縦断正面図、２７５図はＡ−１の発明の一
実施態様に係るシリンダの一部切欠き縦断正面図、田・
６図は矛５図のシリンダのクッション動作時の一部切欠
き縦断正面図、牙７図は田・１の発明の他の実施態様に
係るシリンダの一部切欠き縦断正面図、牙８図は矛２の
発明の一実施態様に係るシリンダの一部切欠き縦断正面
図、調・９図はオ８図のＡ−Ａ線縦断側面図、田’ｉｏ
図は矛２の発明の他の実施態様に係るシリンダの一部切
欠き縦断正面図、牙１１図は２・１０図のＢ−Ｂ線縦断
側面図、珂・１２図は矛３の発明の一実施態様に係るシ
リンダの一部切欠き縦断正面図である。 １８・・・シリンダチューブ、２ｏ・・・ピストン、２
１・・・ピストンロッド、２２・・・油室、２３拳・ｅ
り′ンションブレート、’２３ａ・・管リフ′、２４・
・・ホード、２５・・・通孔、２６・・・リターンスプ
リング、２７，２７α、　２７ｂ・・・ニードル弁、２
７ｃ・・・フランジ、；！ＩＯ・・・溝、３１・・・ガ
イド突起、３２・・・ガイド溝、３４・・・ストッパ、
３５・・・ニードル弁用リターンスプリング。 代理人弁理士 大野　泉

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）シリンダチューブ内にピストンを介してピストン
   ロッドが摺動自在に挿入され、シリンダチューブ内には
   ピストンによって二つの油室が区画され、各油室はボー
   トを介して油圧源に接続されているシリンダに於て、ピ
   ストンロッド外周にクッションプレートを軸方向移動自
   在に挿入させ、りツうヨンプレートとピストン間にリタ
   ーンスプリングを介装し。 クッションプレートには軸方向の通孔を一つ又は複数穿
   設し、ピストン端面には前記通孔に移動自在に挿入させ
   たニードル弁の基端を保持させたシリンダのクッション
   装置。 （２）ニードル弁の基端がピストン端面に一体に固定さ
   ｈている特許請求の範囲矛１項記載のシリンダのクッシ
   ョン装置。 （３）ニードル弁が先細の形状に成形されている特許請
   求の範囲矛１項記載のシリンダのクッション装置。 ｔ（４）ニードル弁は先端から基端まで同一直径に成形
   さり、その外周に一つ又は複数のスリットを形成し、こ
   のスリットは先端が深く基端側に向って徐々に浅く成形
   ｇｈでいる特許請求の範囲】１１項記載のシリンダのク
   ッション装置。 （５）通孔は口端の直径が大きく、中央の直径が小さい
   特許請求の範囲２・１項記載の・シリンダのり゛ンショ
   ン装置・ （６）通孔は口端から中央まで同一直径に成形されて込
   る特許請求の範囲ぢ・１項記載のシリンダのクッション
   装置。 （７〕　ニードル弁先端に通孔内を移動するガイドが設
   けられ、このガイドにスリットが形成されて込る特許請
   求の範囲牙２項又は牙３項記載のシリンダのクツうヨン
   装置。 （８）シリンダチューブ内にピストンを介してピストン
   ロッドが摺動自在に挿入され、シリンダチューブ内には
   ピストンによって二つの油室が区画され、各油室はポー
   トを介して油圧源に接続されているシリンダに於て、ピ
   ストンロッド外周にクッションプレートを軸方向移動自
   在に挿入させ、クッションプレートとピストン間にリタ
   ーンスプリングを介装し。 クッションプレートには軸方向の通孔を一つ又は複数穿
   設し、ピストン端面には前記通孔［移動自在に挿入させ
   たニードル弁の基端を保持させ、前記ピストンロッドと
   クツレヨンプレート間にクッションプレートの軸方向の
   移動を許容し−且つピストンロッドの回転方向の運動を
   クッションプレートに伝達する係止機構を設けたシリン
   ダのクッション装置。 （９）係止機構がピストンロッド外周に設けた軸方向の
   溝とこの溝に嵌合するクッションプレート内周のカイト
   用リブからなる特許請求の範囲子８項記醍のシリンダの
   クッション装置。 ００　係止機構がピストンロッド外周に軸方向に植立し
   たガイド突起を、とのカイト突起に嵌合するクッション
   プレート内周のガイド溝とからなる特許請求の範囲】・
   ９項記載のシリンダのクッション装置。 ０１１　シリンダチューブ内にピストンを介してピスト
   ンロッドが摺動自在に挿入され一シリンダチューフ内に
   はピストンによって二つの油室が区画され、各油室はポ
   ートを介して油圧源に接続さｈているシリンダに於て、
   ピストンロッド外周にクツうヨンプレートを軸方向移動
   自在に挿入させ一クッションプレートとピストン間にリ
   ターンスプリングを介装し一クッションプレートには軸
   方向の通孔を一つ又は複数穿設し−ピストン端面には前
   記通孔に移動自在に挿入させたニードル弁の基端を保持
   させ、前記ニードル弁基端にフランジを設け、このフラ
   ンジ端面をピストン端面に浮動自在に当接し、フランジ
   とクッションプレート間にニードル弁用リターンスプリ
   ングを介装させ、更にピストンロッドにニードル弁先端
   と対向するストッパを設けたシリンダのクッション装置
   。