| 【発明の名称】 |
流体圧シリンダ |
| 【発明者】 |
【氏名】堂上 真樹
【氏名】尾田 史郎
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| 【要約】 |
【課題】最伸長時又は最圧縮時近傍におけるクッション作動時に絞り音に起因する異音の発生を防止し、油通孔の加工を容易にできる流体圧シリンダを提供すること。
【解決手段】シリンダヘッド２１又はシリンダボトム３５に給排ポート３７とこの給排ポート３７を圧力室に連通するポート２５，３８を形成している流体圧シリンダに於て、ポート２５，３８の内周に環状のガイド３３を突設し、シリンダヘッド２１又はシリンダボトム３５に上記ガイド３３内のポート２５，３８を迂回する油通孔２６，４２を形成し、この油通孔２６，４２をポート２５，３８の内周に設けた溝を介してポート２５，３８に開口させ、又は油通孔２６，４２を斜め方向に形成したことを特徴とする。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 シリンダチューブの両端にシリンダヘッドとシリンダボトムとを結合し、シリンダチューブ内にはピストンを介してピストンロッドが移動自在に挿入され、ピストンはシリンダチューブ内にヘッド側圧力室とボトム側圧力室とを区画し、シリンダヘッドには油圧源に接続する給排ポートとこの給排ポートをヘッド側圧力室に連通するポートを形成し、ピストンロッドの外周には最伸長近傍で上記ポートに嵌合するクッションリングを設けている流体圧シリンダに於て、上記ポートの内周に環状のガイドを突設すると共に当該ガイドより給排ポート寄りに溝を形成し、シリンダヘッドに上記ヘッド側圧力室と上記溝とを連通する油通孔を形成したことを特徴とする流体圧シリンダ。
【請求項２】 シリンダチューブの両端にシリンダヘッドとシリンダボトムとを結合し、シリンダチューブ内にはピストンを介してピストンロッドが移動自在に挿入され、ピストンはシリンダチューブ内にヘッド側圧力室とボトム側圧力室とを区画し、シリンダボトムには油圧源に接続する給排ポートとこの給排ポートをボトム側圧力室に連通するポートを形成し、ピストンロッドの端部には最圧縮近傍で上記ポートに嵌合する突起部を設けている流体圧シリンダに於て、上記ポートの内周に環状のガイドを突設すると共に当該ガイドより給排ポート寄りに溝を形成し、シリンダボトムに上記ボトム側圧力室と上記溝とを連通する油通孔を形成したことを特徴とする流体圧シリンダ。
【請求項３】 油通孔が水平方向又は斜め方向に形成され且つ途中にオリフィスを備えている請求項１又は２の流体圧シリンダ。
【請求項４】 油通孔が水平方向又は斜め方向に形成されたチョークからなる請求項１又は２の流体圧シリンダ。
【請求項５】 溝が一つの環状溝又は隔設された複数の溝である請求項１，２，３，又は４の流体圧シリンダ。
【請求項６】 溝の内周が断面矩形，Ｖ字形又はＵ字形に形成されている請求項１，２，３，４又は５の流体圧シリンダ。
【請求項７】 シリンダチューブの両端にシリンダヘッドとシリンダボトムとを結合し、シリンダチューブ内にはピストンを介してピストンロッドが移動自在に挿入され、ピストンはシリンダチューブ内にヘッド側圧力室とボトム側圧力室とを区画し、シリンダヘッドには油圧源に接続する給排ポートとこの給排ポートをヘッド側圧力室に連通するポートを形成し、ピストンロッドの外周には最伸長近傍で上記ポートに嵌合するクッションリングを設けている流体圧シリンダに於て、上記ポートの内周に環状のガイドを突設し、シリンダヘッドに上記ヘッド側圧力室と上記ポートとを連通する斜め方向の油通孔を上記ガイド内ポートを迂回して形成したことを特徴とする流体圧シリンダ。
【請求項８】 シリンダチューブの両端にシリンダヘッドとシリンダボトムとを結合し、シリンダチューブ内にはピストンを介してピストンロッドが移動自在に挿入され、ピストンはシリンダチューブ内にヘッド側圧力室とボトム側圧力室とを区画し、シリンダボトムには油圧源に接続する給排ポートとこの給排ポートをボトム側圧力室に連通するポートを形成し、ピストンロッドの端部には最圧縮近傍で上記ポートに嵌合する突起部を設けている流体圧シリンダに於て、上記ポートの内周に環状のガイドを突設し、シリンダボトムに上記ボトム側圧力室と上記ポートとを連通する斜め方向の油通孔を上記ガイド内ポートを迂回して形成したことを特徴とする流体圧シリンダ。
【請求項９】 油通孔が途中にオリフィスを備えている請求項７又は８の流体圧シリンダ。
【請求項１０】 油通孔がチョークからなる請求項７又は８の流体圧シリンダ。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、建設機械，その他の産業機械におけるアクチュエータとして利用される流体圧シリンダに関し、特に最伸長時又は最圧縮時にクッションを効かせる流体圧シリンダに関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、アクチュエータとして利用される流体圧シリンダは最伸長時又は圧縮時に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を防止するためにクッション装置を備えているのが普通である。
【０００３】例えば、従来の流体圧シリンダとしては図８に示す油圧シリンダが知られている。
【０００４】この油圧シリンダはシリンダヘッド本体１の端部に設けた嵌合部２の外周にシリンダチューブ３の端部を嵌合して固定し、シリンダチューブ３内にはピストン４を介してピストンロッド５が移動自在に挿入され、ピストン４はシリンダチューブ３内にヘッド側圧力室６を区画している。更にシリンダヘッド１には油圧源に接続する給排ポート７ａと、この給排ポート７ａをヘッド側圧力室６に連通するポート７ｂと、このポート７ｂを迂回して直接給排ポート７ａをヘッド側圧力室６に連通させるオリフィス９を備えたバイパスたる油通孔８が形成されている。更に又ピストンロッド５のピストン４に近接した外周にはシール１１と筒状のクッションリング１０が嵌合している。この為伸長作動時には図８に於てピストン４が左行し、ヘッド側圧力室６の作動油がポート７ｂと油通孔８を介して給排ポート７ａに排出され更に外部のタンクに戻される。図示のように最伸張近傍に達するとクッションリング１０がポート７ｂ内に侵入し、ヘッド側圧力室６の作動油はクッションリング１０の外周とポート７ｂの内周との間の隙間と、油通孔８を介して給排ポート７ａに流出し、上記隙間とオリフィス９との流動抵抗によってヘッド側油室６が昇圧してピストン４が減速し、ピストン４が急激にシリンダヘッドの嵌合部２に衝突するのが防止される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上記の油圧シリンダでは機能上特に欠陥があるわけではないが、次のような不具合の改善が望まれる。
【０００６】第１にシリンダヘッド側圧力室６を直接給排ポート７ａに連通する油通孔８を形成し、ヘッド側圧力室６の高圧作動油をクッション作動時に直接給排ポート７ａに噴出させるため、噴出時に異音が発生する。何故ならば、オリフィス９の出口と給排ポート７ａの壁部Ｓとの間の距離が長く、オリフィス９の通過液の流速が速くなることに起因して圧力差が大きくなり、油中に含まれる微細な気泡の急激な拡大によって絞り音が発生し、この絞り音が外部の配管ラインに伝わり異音が発生する。
【０００７】第２に油通孔８がポート７ｂを迂回して平行に長く成形されているためこの油通孔８とオリフィス９の加工が深穴加工となり、その加工が困難である。特に深穴加工を行なうドリルの剛性が小さいとオリフィス９の加工精度が出しにくく、更にドリルが折れるなどの破損の原因となる。
【０００８】上記図８の構造は伸長作動時のクッション構造であるが、シリンダボトム側にも同様の構造が採用されており、圧縮作動時に上記と同じ異音の発生、油通孔の加工困難という問題が生じている。
【０００９】そこで、本発明の目的は、最伸長時又は最圧縮時近傍におけるクッション作動時に絞り音に起因する異音の発生を防止し、油通孔の加工を容易にできる流体圧シリンダを提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成のため、本発明の一つの手段は、シリンダチューブの両端にシリンダヘッドとシリンダボトムとを結合し、シリンダチューブ内にはピストンを介してピストンロッドが移動自在に挿入され、ピストンはシリンダチューブ内にヘッド側圧力室とボトム側圧力室とを区画し、シリンダヘッドには油圧源に接続する給排ポートとこの給排ポートをヘッド側圧力室に連通するポートを形成し、ピストンロッドの外周には最伸長近傍で上記ポートに嵌合するクッションリングを設けている流体圧シリンダに於て、上記ポートの内周に環状のガイドを突設すると共に当該ガイドより給排ポート寄りに溝を形成し、シリンダヘッドに上記ヘッド側圧力室と上記溝とを連通する油通孔を形成したことを特徴とする。
【００１１】同じく他の手段は、シリンダチューブの両端にシリンダヘッドとシリンダボトムとを結合し、シリンダチューブ内にはピストンを介してピストンロッドが移動自在に挿入され、ピストンはシリンダチューブ内にヘッド側圧力室とボトム側圧力室とを区画し、シリンダボトムには油圧源に接続する給排ポートとこの給排ポートをボトム側圧力室に連通するポートを形成し、ピストンロッドの端部には最圧縮近傍で上記ポートに嵌合する突起部を設けている流体圧シリンダに於て、上記ポートの内周に環状のガイドを突設すると共に当該ガイドより給排ポート寄りに溝を形成し、シリンダボトムに上記ボトム側圧力室と上記溝とを連通する油通孔を形成したことを特徴とする。
【００１２】上記各手段において、油通孔が水平方向又は斜め方向に形成され且つ途中にオリフィスを備えているのが好ましい。
【００１３】同じく、油通孔が水平方向又は斜め方向に形成されたチョークからなるのが好ましい。
【００１４】同じく、溝が一つの環状溝又は隔設された複数の溝であるのが好ましい。
【００１５】同じく、溝の内周が断面矩形，Ｖ字形又はＵ字形に形成されているのが好ましい。
【００１６】更に本発明の別の手段は、シリンダチューブの両端にシリンダヘッドとシリンダボトムとを結合し、シリンダチューブ内にはピストンを介してピストンロッドが移動自在に挿入され、ピストンはシリンダチューブ内にヘッド側圧力室とボトム側圧力室とを区画し、シリンダヘッドには油圧源に接続する給排ポートとこの給排ポートをヘッド側圧力室に連通するポートを形成し、ピストンロッドの外周には最伸長近傍で上記ポートに嵌合するクッションリングを設けている流体圧シリンダに於て、上記ポートの内周に環状のガイドを突設し、シリンダヘッドに上記ヘッド側圧力室と上記ポートとを連通する斜め方向の油通孔を上記ガイド内ポートを迂回して形成したことを特徴とする。
【００１７】同じく本発明の他の手段は、シリンダチューブの両端にシリンダヘッドとシリンダボトムとを結合し、シリンダチューブ内にはピストンを介してピストンロッドが移動自在に挿入され、ピストンはシリンダチューブ内にヘッド側圧力室とボトム側圧力室とを区画し、シリンダボトムには油圧源に接続する給排ポートとこの給排ポートをボトム側圧力室に連通するポートを形成し、ピストンロッドの端部には最圧縮近傍で上記ポートに嵌合する突起部を設けている流体圧シリンダに於て、上記ポートの内周に環状のガイドをガイドを突設し、シリンダボトムに上記ボトム側圧力室と上記ポートとを連通する斜め方向の油通孔を上記ガイド内ポートを迂回して形成したことを特徴とする。
【００１８】上記の場合、油通孔が途中にオリフィスを備えていてもよく、あるいは油通孔がチョークからなるものであってもよい。
【００１９】
【発明の実施の形態】本発明に係る流体圧シリンダについて、図１に示す油圧シリンダで説明する。シリンダチューブ２０の両端をキャップたるシリンダヘッド２１とシリンダボトムに嵌合して固定し、シリンダチューブ２０内にはピストン２２を介してピストンロッド２３が移動自在に挿入され、ピストンロッド２３の端部はシールを介してシリンダヘッド２１を摺動自在に貫通している。
【００２０】ピストン２２はシリンダチューブ２０内にヘッド側圧力室４６とボトム側圧力室とを区画し、ヘッド側圧力室４６はシリンダヘッド２１に設けた給排ポート２４とポート２５と油通孔２６を介して外部の油圧源に連通している。
【００２１】ピストンロッド２３のピストン２２に近い外周にはシール２７と筒状のクッションリング２８が嵌合し、最伸長近傍に達するとこのクッションリング２８がポート２５内に侵入するようになっている。
【００２２】シリンダヘッド２１はヘッド本体２９とヘッド本体２９の端部に突出した嵌合部３０とからなり、ヘッド本体２９に油圧源に連通する給排ポート２４を形成し、更にヘッド本体２９と嵌合部３０とに上記給排ポート２４をヘッド側圧力室２４に連通させるポート２５を形成している。
【００２３】上記の構成は基本的に従来技術と同じであるが、本発明は次のような特有の構成を有している。
【００２４】即ち、嵌合部３０に形成した例えば横方向のポート２５の圧力室２４側端部内周にクッションリング２８を嵌合させる環状のガイド３３たる肉厚部を突設し、このガイド３３の内周にポート２５に連通する小径のポート３３ａを形成し、更に嵌合部３０には上記ガイド３３のポート３３ａを迂回してポート２５とヘッド側圧力室２４とを連通する溝３２と油通孔２６とを形成している。
【００２５】溝３２はポート２５に直接開口しており、油通孔２６はオリフィス３１を備えると共に溝３２とヘッド側圧力室２４に両端が開口している。ガイド３３のポート３３ａの内径がポート２５の内径より小さいため、ガイド３３のポート３３ａにクッションリング２８が侵入しても、このクッションリング２８の先端外周とポート２５の内周との間には隙間が形成され、これにより溝３２は常時ポート２５内に開口している。
【００２６】更にオリフィス３１はポート２５の内周より外側に位置して溝３２に開口している。従ってオリフィス３１を通過した油は溝３２の対向する壁面に当り、流速を減じることになる。即ち、オリフィス３１を通過した後に流速を減じることにより圧力差が小さくなり、油中の微細な気泡の急激な拡大によって発生する異音の発生を防止できる。更に又、油通孔２６をポート２５の内周側の溝３２とヘッド側圧力室２４との間に形成したことにより油通孔２６の長さを短かくでき、穴加工を容易にしている。
【００２７】図１の実施の形態によれば、最伸長近傍でクッションリング２８がガイド３３のポート３３ａに侵入し、最伸長時にはクッションリング２８の先端がガイド３３を貫通してポート２５内に侵入する。この時ヘッド側圧力室２４内の高圧な作動油は油通孔２６とオリフィス３１と溝３２を介してポート２５に流出すると共に一部はガイド３３のポート３３ａの内周とクッションリング２８の外周との間の隙間を介して流出し、この隙間とオリフィス３１との流動抵抗でクッションが効きピストン２２が減速されて急激にシリンダヘッド２１、いいかえれば嵌合部３０の端面に衝突するのが防止される。
【００２８】図２は、本発明の他の実施の形態に係り、これは嵌合部３０の圧力室側端部にオリフィス３１を備えた油通孔２６を斜め方向に向けて形成し、この油通孔２６を介してポート２５とヘッド側圧力室２４とを連通したものである。この実施の形態は、図１の実施の形態に比べると溝３２を設けていない点で差異があり、この場合にはオリフィス３１を通過した後の油がピストンロッド２３又はクッションリング２８の外面に当って流速が減じられ、油中の微細な気泡の拡大を防止し、異音の発生を防止している。その他の構造，作用効果は、図１のものと同じである。
【００２９】図３は、本発明の他の実施の形態に係り、これは溝３２を環状に形成すると共に断面をＶ字状に形成したＶ溝としたものである。その他の構造は、図１の構造と同じである。
【００３０】図４は、本発明の他の実施の形態に係り、これは溝３２を環状に形成すると共に断面をＵ字状に形成したものである。
【００３１】同じく図５（Ａ）（Ｂ）は、本発明の他の実施の形態に係り、これは溝３２を一つ又は複数を任意の間隔を置いて形成したもので、断面形状を矩形、例えば、コ字状に形成したものである。但し断面形状は、図示のものでなくてもよい。
【００３２】同じく図６は、本発明の他の実施の形態に係り、これは溝３２を環状に形成すると共に断面形状を矩形とし、更に油通孔２６を細くて長いチョークからなる油孔としたものであり、オリフィスを備えずチョーク自体で流動抵抗を出すものである。図３乃至図６の実施の形態は、シリンダヘッド２１の断面を図示しているが、他の構造，作用，効果は、図１の実施の形態と同じである。
【００３３】図７は、本発明の他の実施の形態に係り、これはシリンダボトム側にクッション装置を設けたものである。即ち、この実施の形態に係る液圧シリンダはシリンダチューブ２０の両端にシリンダヘッドとシリンダボトム３５とを結合し、シリンダチューブ２０内にはピストンロッド２３にナット３９を介して固定したピストン２２が移動自在に挿入され、ピストン２２はシリンダチューブ２０内にヘッド側圧力室とボトム側圧力室３６とを区画し、シリンダボトム３５には油圧源に接続する給排ポート３７とこの給排ポート３７をボトム側圧力室３６に連通するポート３８を形成している。又ピストンロッド２３の端部には最圧縮近傍で上記ポート３８に嵌合する突起部４０を設けているものである。
【００３４】本発明では、更に上記ポート３８の圧力室側端部内周に最圧縮近傍で突起部４０を嵌合させる環状のガイド４１を突設し、シリンダボトム３５の圧力室側端部に上記ボトム側圧力室３６と上記ポート３８とを連通するチョークからなる油通孔４２と溝４３を上記ガイド４１のポート４１ａを迂回して形成したものである。
【００３５】上記の場合、油通孔４２は、図１と同じくオリフィスを備えた通孔でもよく、また、図２と同じに溝４３を設けないで油通孔４２を斜め方向に向けて形成し、油通孔４２を通過した油が突起部４０の外面に当って流速を減ずるようにしてもよい。
【００３６】溝４３は、図３乃至図６に示すように環状溝でもよく、一つ又は複数隣設したものでもよく、断面形状が矩形，Ｕ字状があってもよい。
【００３７】図７の実施の形態では、最圧縮時に突起部４０がポート３８内に侵入して流動抵抗によるクッションを効かせる。即ち、突起部４０がガイド４１のポート４１ａ内に侵入するとポート４１ａの内周と突起部４０の外周との間の隙間及び油通孔４２を介してボトム側圧力室３６の高圧作動油がポート３８に流出し、この隙間と油通孔４２の流動抵抗でクッションを効かせるものである。そして、上記と同じく油通孔４２を通過した後の油は溝４３の壁面に当り、流速が減じられることにより油中の気泡の拡大が抑制され、異音の発生の防止が図れる。その他の作用，効果は実質的に、図１のものと同じである。
【００３８】
【発明の効果】本発明によれば、次の効果がある。
【００３９】■請求項１乃至６の発明によれば、ポートの内周に環状のガイドと、このガイドより給排ポート寄りの溝を形成し、この溝とシリンダヘッド側圧力室又はボトム側圧力室とを連通させる油通孔を設けたので、最伸長近傍又は最圧縮近傍時にシリンダヘッド側圧力室又はボトム側圧力室内の圧油が上記油通孔と溝を介してポート側に噴出するが、この際圧油は溝の壁面に当り、流速が減じられるから油中の微細な気泡の急激な拡大が無く、これにより異音の発生を防止できる。
【００４０】■請求項７乃至１０の発明によれば、ポートの内周に環状のガイドを突設し、更にガイド内のポートを迂回する斜め方向の油通孔を介してシリンダヘッド側圧力室又はボトム側圧力室をポートに連通させたので、最伸張近傍又は最圧縮近傍時にシリンダヘッド側圧力室又はシリンダボトム側圧力室内の圧油が上記油通孔を介してポート側に噴出するが、この際圧油はピストンロッド外面又はクッションリングの外面、もしくは突起部の外面に当り、流速が減じられるから油中の微細な気泡の急激な拡大が無く、これにより異音の発生を防止できる。
【００４１】■更に各請求項の発明によれば、油通孔が圧力室とポートとの間に形成されていることにより油通孔を短かく成形でき、これにより油通孔の穴加工が容易となり、穴加工を行なうドリルの破損等も防止できる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】００００００９２９
【氏名又は名称】カヤバ工業株式会社
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| 【出願日】 |
平成１０年（１９９８）２月１８日 |
| 【代理人】 |
【弁理士】
【氏名又は名称】天野 泉
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| 【公開番号】 |
特開平１１−２３０１１７ |
| 【公開日】 |
平成１１年（１９９９）８月２７日 |
| 【出願番号】 |
特願平１０−５２９５４ |
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