特許 7431919 流体圧シリンダ

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-02-06

(45)【発行日】2024-02-15

(54)【発明の名称】流体圧シリンダ

(51)【国際特許分類】

   F15B 15/14 20060101AFI20240207BHJP

【ＦＩ】

F15B15/14 340Z

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2022167458

(22)【出願日】2022-10-19

【審査請求日】2022-12-13

【早期審査対象出願】

【前置審査】

(73)【特許権者】

【識別番号】000000929

【氏名又は名称】カヤバ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002468

【氏名又は名称】弁理士法人後藤特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】今井 則文

【審査官】古▲瀬▼ 裕介

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１１－０４７４６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１０／００７７９１８（ＵＳ，Ａ１）

【文献】実開昭５９－００１９０８（ＪＰ，Ｕ）

【文献】特開２０１９－１６８０１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－３３６６０９（ＪＰ，Ａ）

【文献】実開昭６０－１２３４０２（ＪＰ，Ｕ）

【文献】国際公開第２０１５／０９２９０８（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１３－０２４３０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１１－１５３６５３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１５Ｂ １５／１４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

シリンダチューブと、
前記シリンダチューブ内に往復動可能に設けられたピストンロッドと、
前記ピストンロッドに連結され前記シリンダチューブ内に摺動自在に収容されたピストンと、
前記シリンダチューブの開口端に連結され前記開口端を閉塞するとともに、前記ピストンとの間に圧力室を形成するシリンダヘッドと、を備え、
前記シリンダチューブは、
環状の本体部と、
前記開口端が形成され前記シリンダヘッドが連結される環状の連結部と、
前記本体部と前記連結部との間にわたって形成される環状の接続部と、を有し、
前記シリンダヘッドは、ボルトにより前記シリンダチューブの前記連結部に連結され、
前記連結部は、前記本体部及び前記接続部よりも径方向の厚さが大きく形成され、
前記本体部と前記接続部の境界及び前記接続部と前記連結部の境界は、テーパ状に形成され、
前記接続部は、外径が一様となるように、または、前記シリンダチューブの中心軸に沿った断面において外周面がテーパ状になるように形成され、
前記本体部に対する前記接続部の傾斜角は、前記本体部と前記接続部の前記境界の傾斜角及び前記接続部と前記連結部の前記境界の傾斜角よりも小さく形成され、
前記本体部、前記連結部、及び前記接続部は、内径が一様に形成され、
前記接続部における前記連結部側の端部の径方向の厚さは、前記本体部よりも大きく前記本体部の二倍以下に形成され、
前記シリンダヘッドから前記ボルトを介して前記連結部に作用する荷重は、前記本体部にすべて作用することを特徴とする流体圧シリンダ。

【請求項2】

請求項１に記載の流体圧シリンダであって、
前記接続部は、径方向の厚さが前記連結部の２／３倍以下に形成されることを特徴とする流体圧シリンダ。

【請求項3】

シリンダチューブと、
前記シリンダチューブ内に往復動可能に設けられたピストンロッドと、
前記ピストンロッドに連結され前記シリンダチューブ内に摺動自在に収容されたピストンと、
前記シリンダチューブの開口端に連結され前記開口端を閉塞するとともに、前記ピストンとの間に圧力室を形成するシリンダヘッドと、を備え、
前記シリンダチューブは、
環状の本体部と、
前記開口端が形成され前記シリンダヘッドが連結される環状の連結部と、
前記本体部と前記連結部との間にわたって形成される環状の接続部と、を有し、
前記シリンダヘッドは、ボルトにより前記シリンダチューブの前記連結部に連結され、
前記連結部は、前記本体部及び前記接続部よりも径方向の厚さが大きく形成され、
前記本体部と前記接続部の境界及び前記接続部と前記連結部の境界は、テーパ状に形成され、
前記接続部は、外径が一様となるように、または、前記シリンダチューブの中心軸に沿った断面において外周面がテーパ状になるように形成され、
前記本体部に対する前記接続部の傾斜角は、前記本体部と前記接続部の前記境界の傾斜角及び前記接続部と前記連結部の前記境界の傾斜角よりも小さく形成され、
前記本体部、前記連結部、及び前記接続部は、内径が一様に形成され、
前記接続部における前記連結部側の端部の径方向の厚さは、前記本体部よりも大きく前記本体部の二倍以下に形成され、
前記本体部と前記接続部の境界の傾斜角は、前記接続部と前記連結部の境界の傾斜角よりも小さく形成されることを特徴とする流体圧シリンダ。

【請求項4】

請求項１から３のいずれか一つに記載の流体圧シリンダであって、
前記圧力室の作動流体が排出されて前記ピストンロッドがストロークする際にストローク端付近で前記ピストンロッドを減速させるクッション機構をさらに備え、
前記接続部は、前記クッション機構により前記ピストンロッドが減速される際に前記圧力室に面するように形成され、
前記シリンダチューブは、降伏点が４００ＭＰａ以上の材料で形成されることを特徴とする流体圧シリンダ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、流体圧シリンダに関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、一端を開口としたシリンダと、シリンダの開口を閉塞するように取付けられ複数のボルトにより固定されたシリンダヘッドと、シリンダヘッドを貫通してシリンダ内に摺動可能に配置されたピストンロッドと、ピストンロッドに取り付けられたピストンと、ピストンのシリンダヘッド側に取り付けられシリンダヘッドの内周部とによりクッション機構を構成するクッションリングと、を備えるシリンダ装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開平３－２４９４１５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に記載のようなシリンダ装置では、シリンダは、円筒状の本体部と、シリンダヘッドが連結される連結部と、を有する。連結部にはシリンダヘッドを固定するためのボルトが締結されるため、連結部は、本体部と比較して径方向の厚さが大きい。よって、シリンダでは、本体部と連結部とで、径方向の厚さが異なる。そのため、例えば、シリンダ装置が伸長した際にシリンダヘッドに荷重が作用し、ボルトを介してシリンダに引張応力が作用すると、シリンダの本体部と連結部との境界付近に応力が集中し、シリンダが損傷してしまうおそれがある。

【0005】

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、流体圧シリンダのシリンダチューブでの応力集中を低減させることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明は、流体圧シリンダであって、シリンダチューブと、シリンダチューブ内に往復動可能に設けられたピストンロッドと、ピストンロッドに連結されシリンダチューブ内に摺動自在に収容されたピストンと、シリンダチューブの開口端に連結され開口端を閉塞するとともに、ピストンとの間に圧力室を形成するシリンダヘッドと、を備え、シリンダチューブは、環状の本体部と、開口端が形成されシリンダヘッドが連結される環状の連結部と、本体部と連結部との間にわたって形成される環状の接続部と、を有し、シリンダヘッドは、ボルトによりシリンダチューブの連結部に連結され、連結部は、本体部及び接続部よりも径方向の厚さが大きく形成され、本体部と接続部の境界及び接続部と連結部の境界は、テーパ状に形成され、接続部は、外径が一様となるように、または、シリンダチューブの中心軸に沿った断面において外周面がテーパ状になるように形成され、本体部に対する接続部の傾斜角は、本体部と接続部の境界の傾斜角及び接続部と連結部の境界の傾斜角よりも小さく形成され、本体部、連結部、及び接続部は、内径が一様に形成され、接続部における連結部側の端部の径方向の厚さは、本体部よりも大きく本体部の二倍以下に形成され、シリンダヘッドからボルトを介して連結部に作用する荷重は、本体部にすべて作用することを特徴とする。

【0007】

これらの発明では、シリンダチューブは、本体部と連結部との間に設けられる接続部を有し、接続部は、連結部よりも径方向の厚さが小さく本体部よりも径方向の厚さが大きい。よって、シリンダチューブは、接続部が設けられない場合と比較し、径方向の厚さが緩やかに変化する。そのため、シリンダチューブでの応力集中が低減される。さらに、シリンダチューブは、接続部の径方向の厚さが本体部の二倍以下に形成される。よって、シリンダチューブでは、本体部と接続部との径方向の厚さの差が小さい。そのため、径方向の厚さが最も小さく強度が低くなりやすい本体部と接続部との間での応力集中が低減される。

【0008】

また、本発明は、接続部は、径方向の厚さが連結部の２／３倍以下に形成されることを特徴とする。

【0009】

この発明では、シリンダチューブの接続部の径方向の厚さが小さくなるため、シリンダチューブの材料の使用量を低減することができる。

【0010】

また、本発明は、流体圧シリンダであって、シリンダチューブと、シリンダチューブ内に往復動可能に設けられたピストンロッドと、ピストンロッドに連結されシリンダチューブ内に摺動自在に収容されたピストンと、シリンダチューブの開口端に連結され開口端を閉塞するとともに、ピストンとの間に圧力室を形成するシリンダヘッドと、を備え、シリンダチューブは、環状の本体部と、開口端が形成されシリンダヘッドが連結される環状の連結部と、本体部と連結部との間にわたって形成される環状の接続部と、を有し、シリンダヘッドは、ボルトによりシリンダチューブの連結部に連結され、連結部は、本体部及び接続部よりも径方向の厚さが大きく形成され、本体部と接続部の境界及び接続部と連結部の境界は、テーパ状に形成され、接続部は、外径が一様となるように、または、シリンダチューブの中心軸に沿った断面において外周面がテーパ状になるように形成され、本体部に対する接続部の傾斜角は、本体部と接続部の境界の傾斜角及び接続部と連結部の境界の傾斜角よりも小さく形成され、本体部、連結部、及び接続部は、内径が一様に形成され、接続部における連結部側の端部の径方向の厚さは、本体部よりも大きく本体部の二倍以下に形成され、本体部と接続部の境界の傾斜角は、接続部と連結部の境界の傾斜角よりも小さく形成されることを特徴とする。

【0011】

この発明では、シリンダチューブは、本体部と連結部との間に設けられる接続部を有し、接続部は、連結部よりも径方向の厚さが小さく本体部よりも径方向の厚さが大きい。よって、シリンダチューブは、接続部が設けられない場合と比較し、径方向の厚さが緩やかに変化する。そのため、シリンダチューブでの応力集中が低減される。さらに、シリンダチューブは、接続部の径方向の厚さが本体部の二倍以下に形成される。よって、シリンダチューブでは、本体部と接続部との径方向の厚さの差が小さい。そのため、径方向の厚さが最も小さく強度が低くなりやすい本体部と接続部との間での応力集中が低減される。また、径方向の厚さが最も小さく強度が低くなりやすい本体部と接続部との間での応力集中がより低減される。

【0012】

また、本発明は、流体圧シリンダであって、圧力室の作動流体が排出されてピストンロッドがストロークする際にストローク端付近でピストンロッドを減速させるクッション機構をさらに備え、接続部は、クッション機構によりピストンロッドが減速される際に圧力室に面するように形成され、シリンダチューブは、降伏点が４００ＭＰａ以上の材料で形成されることを特徴とする。

【0013】

この発明では、シリンダチューブの接続部には、クッション機構によりピストンロッドが減速される際にクッション圧が作用する。そのため、接続部には強度が求められる。シリンダチューブは、降伏点が４００ＭＰａ以上の材料で形成されるため、接続部の径方向の厚さが小さくても、接続部の強度を確保できる。よって、シリンダチューブの強度を確保しつつ、シリンダチューブでの応力集中の低減やシリンダチューブの材料の使用量の低減ができる。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、流体圧シリンダのシリンダチューブでの応力集中を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の実施形態に係る流体圧シリンダの部分断面図である。

【図2】本発明の実施形態に係る流体圧シリンダの部分断面図であり、流体圧シリンダの伸長時であってピストンロッドがストローク端付近にある状態を示す。

【発明を実施するための形態】

【0016】

図面を参照して、本発明の実施形態に係る流体圧シリンダについて説明する。以下では、流体圧シリンダが作動油を作動流体として駆動する油圧シリンダ１００である場合について説明する。

【0017】

まず、図１，図２を参照して、油圧シリンダ１００の全体構成について説明する。

【0018】

図１，図２に示すように、油圧シリンダ１００は、シリンダチューブ１０と、シリンダチューブ１０内に往復動可能に設けられたピストンロッド２０と、ピストンロッド２０に連結されシリンダチューブ１０内に摺動自在に収容されたピストン３０と、シリンダチューブ１０の開口端１１に連結され開口端１１を閉塞するとともに、ピストン３０との間に圧力室としてのロッド側室２を形成するシリンダヘッド４０と、を備える。

【0019】

シリンダチューブ１０は、環状に形成される。シリンダチューブ１０内は、ピストン３０により、ロッド側室２と反ロッド側室３とに仕切られる。ロッド側室２と反ロッド側室３は、切換弁（図示省略）を通じて油圧供給源としての油圧ポンプ（図示省略）またはタンク（図示省略）に連通する。ロッド側室２及び反ロッド側室３の一方が油圧ポンプに連通すると、他方がタンクに連通する。油圧シリンダ１００は、油圧ポンプからロッド側室２または反ロッド側室３に作動油（作動流体）が導かれてピストンロッド２０が軸方向に移動することにより伸縮する。なお、作動油としてオイルの代わりに例えば水溶性代替液等の作動流体を用いてもよい。

【0020】

シリンダチューブ１０の一方（図１，図２における左側）の開口部はシリンダヘッド４０により閉塞され、他方（図１，図２における右側）の開口部はシリンダボトム（図示省略）により閉塞される。シリンダヘッド４０は、ピストンロッド２０が摺動自在に挿通され、ピストンロッド２０を支持する。シリンダヘッド４０は、フランジ部４１と、シリンダチューブ１０の内周面に嵌合する円筒部４２と、を有する。フランジ部４１は、複数のボルト等の締結部材５０を介して、シリンダチューブ１０に締結される。なお、締結部材５０を介さずに、例えば円筒部４２の外周面に設けられるねじ部とシリンダチューブ１０の内周面に設けられるねじ部とが螺合して連結されてもよい。フランジ部４１には、径方向に延びて油圧配管（図示省略）が接続される給排ポート４５が形成される。ピストンロッド２０の外周面と円筒部４２の内周面との間には、給排ポート４５とロッド側室２とを接続する環状通路４６が形成される。給排ポート４５及び環状通路４６を通じて、ロッド側室２に作動油が給排される。シリンダチューブ１０、シリンダヘッド４０、及びピストン３０によってロッド側室２が区画され、シリンダチューブ１０、シリンダボトム、及びピストン３０によって反ロッド側室３が区画される。

【0021】

ピストンロッド２０は、先端部に形成されピストン３０が締結される小径部２１と、シリンダヘッド４０の内周面に摺動し小径部２１よりも大径に形成される大径部２２と、小径部２１と大径部２２の間に形成され後述する環状のクッションリング８１が設けられる中径部２３と、を有する。中径部２３の外径は、小径部２１よりも大きく大径部２２よりも小さい。クッションリング８１は、ピストン３０と大径部２２に挟持される。

【0022】

ピストン３０は、環状に形成され、ピストンロッド２０の小径部２１に連結される。ピストン３０の外周面には、シール部材３１が設けられる。これにより、シリンダチューブ１０の内周面とピストン３０の外周面との間を通じたロッド側室２と反ロッド側室３との連通が遮断される。

【0023】

ロッド側室２に油圧ポンプが連通し、反ロッド側室３にタンクが連通した際には、ロッド側室２に給排ポート４５を通じて作動油が供給され、反ロッド側室３の作動油がタンクへと排出される。これにより、ピストンロッド２０が図１，図２における右側に移動して油圧シリンダ１００は収縮する。

【0024】

一方、反ロッド側室３に油圧ポンプが連通し、ロッド側室２にタンクが連通した際には、反ロッド側室３に作動油が供給され、ロッド側室２の作動油が給排ポート４５を通じてタンクへと排出される。これにより、ピストンロッド２０が図１，図２における左側に移動して油圧シリンダ１００は伸長する。

【0025】

油圧シリンダ１００は、ロッド側室２の作動油が排出されてピストンロッド２０がストロークする際にストローク端付近でピストンロッド２０を減速させるクッション機構８０（図２参照）をさらに備える。図１は、クッション機構８０によりクッション作用が生じていない状態を示し、図２は、油圧シリンダ１００の伸長時であってクッション機構８０によりクッション作用が生じている状態を示す。

【0026】

図２に示すように、クッション機構８０は、ピストンロッド２０の中径部２３に設けられストローク端付近で環状通路４６に進入するクッションリング８１と、クッションリング８１が環状通路４６に進入した際にロッド側室２の作動油を給排ポート４５に導くクッション通路８２と、を有する。

【0027】

クッションリング８１は、ピストンロッド２０の大径部２２よりも大径に形成されるとともに、シリンダヘッド４０の円筒部４２の内周面よりも小径に形成される。油圧シリンダ１００の伸長時であってピストンロッド２０が通常のストローク域にある（ストローク端でない）場合には、図１に示すように、ロッド側室２の作動油は、ピストンロッド２０の大径部２２の外周面と円筒部４２の内周面との間に形成される環状通路４６を通じて給排ポート４５へ導かれて排出される。一方で、油圧シリンダ１００の伸長時であってピストンロッド２０がストローク端付近にある場合には、図２に示すように、大径部２２よりも大径のクッションリング８１が環状通路４６内に進入する。そのため、ロッド側室２の作動油は、クッションリング８１の外周面と円筒部４２の内周面との間に形成されるクッション通路８２を通じて給排ポート４５へ導かれて排出される。クッション通路８２は環状通路４６よりも流路断面積が小さいため、ロッド側室２の圧力が上昇し、ピストンロッド２０が減速する。このようにして、クッション機構８０によりクッション作用が生じる。なお、クッション機構８０は、クッションリング８１と、クッション通路８２と、を有する構成に限らない。

【0028】

次に、シリンダチューブ１０について詳細に説明する。

【0029】

本実施形態では、シリンダチューブ１０は、例えば、Ｓ４５Ｃの調質材、ＳＭ５７０、ＳＣＭ４３０等の、降伏点が４００ＭＰａ以上の材料で形成される。シリンダチューブ１０は、環状の本体部１２と、開口端１１が形成されシリンダヘッド４０が連結される環状の連結部１３と、本体部１２と連結部１３との間にわたって形成される環状の接続部１４と、を有する。本体部１２、接続部１４、及び連結部１３は連続して形成され、シリンダチューブ１０は、本体部１２、接続部１４、及び連結部１３にわたって内径が一様に形成される。本体部１２、連結部１３、及び接続部１４は、外径が一様に形成される。

【0030】

ここで、本体部１２、連結部１３、及び接続部１４の径方向の厚さ寸法をそれぞれＴ１，Ｔ２，Ｔ３とする。連結部１３は、締結部材５０が締結可能なように、厚さＴ２が本体部１２の厚さＴ１及び接続部１４の厚さＴ３よりも大きく形成される。接続部１４は、厚さＴ３が本体部１２の厚さＴ１よりも大きく形成される。つまり、シリンダチューブ１０は、外径が連結部１３、接続部１４、本体部１２の順で大きい。接続部１４は、具体的には、厚さＴ３が本体部１２の厚さＴ１の二倍以下に形成される。さらに、接続部１４は、厚さＴ３が連結部１３の厚さＴ２の２／３倍以下に形成される。

【0031】

ここで、油圧シリンダ１００では、伸長時にピストン３０及びピストンロッド２０が図１，図２における左側に移動すると、シリンダヘッド４０の円筒部４２に荷重が作用する。これにより、シリンダヘッド４０には、図１，図２において左側への荷重が作用する。シリンダヘッド４０は、締結部材５０によりシリンダチューブ１０の連結部１３に連結されるため、シリンダヘッド４０に上記のような荷重が作用すると、締結部材５０を介してシリンダチューブ１０に引張応力が作用する。仮に、油圧シリンダ１００においてシリンダチューブ１０が接続部１４を有さない構成であると、本体部１２の厚さＴ１と連結部１３の厚さＴ２との差が大きいため、本体部１２と連結部１３との境界付近に応力が集中し、シリンダチューブ１０が損傷してしまうおそれがある。

【0032】

しかしながら、油圧シリンダ１００では、上記のようにシリンダチューブ１０が接続部１４を有し、接続部１４の厚さＴ３は、連結部１３の厚さＴ２よりも小さく、本体部１２の厚さＴ１よりも大きい。よって、シリンダチューブ１０は、接続部１４が形成されない場合と比較し、径方向の厚さが緩やかに変化する。そのため、シリンダチューブ１０に引張応力が作用しても、シリンダチューブ１０での応力集中が低減される。よって、シリンダチューブ１０の損傷が防止される。さらに、シリンダチューブ１０は、上記のように、接続部１４の厚さＴ３が本体部１２の厚さＴ１の二倍以下に形成される。よって、シリンダチューブ１０では、本体部１２の厚さＴ１と接続部１４の厚さＴ３との差が小さい。そのため、径方向の厚さが最も小さく強度が低くなりやすい本体部１２と接続部１４との間での応力集中が低減される。このように、径方向の厚さが最も大きい連結部１３と接続部１４との間よりも、径方向の厚さが最も小さい本体部１２と接続部１４との間での応力集中をより低減することで、シリンダチューブ１０の損傷がより効果的に防止される。

【0033】

さらに、本実施形態では、本体部１２と接続部１４の境界の傾斜角αは、接続部１４と連結部１３の境界の傾斜角βよりも小さく形成される。具体的には、本体部１２と接続部１４の境界及び接続部１４と連結部１３の境界は、テーパ状に形成される。傾斜角αは、本体部１２と接続部１４の境界と本体部１２の延長線との成す鋭角であり、傾斜角βは、接続部１４と連結部１３の境界と接続部１４の延長線との成す鋭角である。これにより、径方向の厚さが最も大きい連結部１３と接続部１４との間よりも、径方向の厚さが最も小さい本体部１２と接続部１４との間での応力集中がより低減される。

【0034】

また、本実施形態では、接続部１４は、図２に示すように、クッション機構８０によりピストンロッド２０が減速される際にロッド側室２に面するように形成される。よって、接続部１４には、クッション機構８０によりピストンロッド２０が減速される際にクッション圧（クッション作用が生じている際のロッド側室２内の高い圧力）が作用する。そのため、接続部１４には強度が求められる。つまり、強度の観点から、接続部１４は、厚さＴ３が大きいことが好ましい。

【0035】

しかし、接続部１４の厚さＴ３は、上記のように、連結部１３の厚さＴ２の２／３倍以下に形成される。これは、シリンダチューブ１０が、上記のように降伏点が４００ＭＰａ以上の高強度の材料で形成されるために可能となったものであり、接続部１４の厚さＴ３が小さくても、接続部１４の強度を確保できる。これにより、接続部１４の厚さＴ３が小さくなるため、シリンダチューブ１０の材料の使用量を低減することができる。よって、シリンダチューブ１０の強度を確保しつつ、シリンダチューブ１０での応力集中の低減やシリンダチューブ１０の製造時の材料の使用量の低減ができる。

【0036】

以上の本実施形態によれば、以下に示す作用効果を奏する。

【0037】

油圧シリンダ１００では、シリンダチューブ１０が本体部１２と連結部１３との間に形成される接続部１４を有し、接続部１４の厚さＴ３は、連結部１３の厚さＴ２よりも小さく、本体部１２の厚さＴ１よりも大きい。よって、シリンダチューブ１０では、径方向の厚さが緩やかに変化するため、引張応力が作用しても、応力集中が低減される。さらに、シリンダチューブ１０は、接続部１４の厚さＴ３が本体部１２の厚さＴ１の二倍以下に形成される。よって、シリンダチューブ１０では、本体部１２の厚さＴ１と接続部１４の厚さＴ３との差が小さいため、径方向の厚さが最も小さく強度が低くなりやすい本体部１２と接続部１４との間での応力集中が低減される。

【0038】

油圧シリンダ１００では、接続部１４は、厚さＴ３が連結部１３のＴ２の２／３倍以下に形成される。これにより、接続部１４の厚さＴ３が小さくなるため、シリンダチューブ１０の材料の使用量を低減することができる。

【0039】

油圧シリンダ１００では、本体部１２と接続部１４の境界の傾斜角αは、接続部１４と連結部１３の境界の傾斜角βよりも小さく形成されるため、径方向の厚さが最も小さい本体部１２と接続部１４との間での応力集中がより低減される。

【0040】

油圧シリンダ１００では、接続部１４には、クッション機構８０によりピストンロッド２０が減速される際にクッション圧が作用する。シリンダチューブ１０は、降伏点が４００ＭＰａ以上の材料で形成されるため、接続部１４の厚さＴ３が小さくても、接続部１４の強度を確保できる。よって、シリンダチューブ１０の強度を確保しつつ、シリンダチューブ１０での応力集中の低減やシリンダチューブ１０の材料の使用量の低減ができる。

【0041】

次に、本実施形態の変形例について説明する。

【0042】

＜変形例１＞
上記実施形態では、油圧シリンダ１００がクッション機構８０を備える。しかしながら、クッション機構８０は必須の構成ではなく、油圧シリンダ１００がクッション機構８０を備えなくてもよい。この構成であっても、上記実施形態と同様に、シリンダチューブ１０での応力集中が低減されるとともに、径方向の厚さが小さい本体部１２と接続部１４との間での応力集中が低減される。また、油圧シリンダ１００がクッション機構８０を備えない構成であれば、接続部１４にクッション圧が作用しないため、必ずしもシリンダチューブ１０が降伏点が４００ＭＰａ以上の材料で形成される必要はない。つまり、シリンダチューブ１０が降伏点が４００ＭＰａ以上の材料で形成されることも必須の構成ではない。

【0043】

＜変形例２＞
上記実施形態では、シリンダチューブ１０の接続部１４は、Ｔ３が連結部１３のＴ２の２／３倍以下に形成される。これにより、シリンダチューブ１０の製造時の材料の使用量を低減することができる。しかしながら、シリンダチューブ１０の製造時の材料の使用量は増加するものの、接続部１４は、Ｔ３が連結部１３のＴ２よりも小さく、かつ連結部１３のＴ２の２／３倍よりも大きく形成されてもよい。言い換えれば、接続部１４は、Ｔ３が連結部１３のＴ２の２／３倍以下に形成されることは必須の構成ではない。

【0044】

＜変形例３＞
上記実施形態では、接続部１４は、外径が一様となるように形成される。これに限らず、接続部１４は、図１，図２に示す断面図において外周面がテーパ状になるように形成されてもよい。この場合では、接続部１４は、本体部１２側の端部において径方向の厚さが小さく、連結部１３側の端部において径方向の厚さが大きく形成される。また、接続部１４の径方向の厚さＴ３は、連結部１３側の端部における最大厚さとなる。この構成であっても、上記実施形態と同様に、シリンダチューブ１０での応力集中が低減されるとともに、径方向の厚さが最も小さい本体部１２と接続部１４との間での応力集中が低減される。

【0045】

以上のように構成された本発明の実施形態の構成、作用、及び効果をまとめて説明する。

【0046】

流体圧シリンダとしての油圧シリンダ１００は、シリンダチューブ１０と、シリンダチューブ１０内に往復動可能に設けられたピストンロッド２０と、ピストンロッド２０に連結されシリンダチューブ１０内に摺動自在に収容されたピストン３０と、シリンダチューブ１０の開口端１１に連結され開口端１１を閉塞するとともに、ピストン３０との間に圧力室としてのロッド側室２を形成するシリンダヘッド４０と、を備え、シリンダチューブ１０は、環状の本体部１２と、開口端１１が形成されシリンダヘッド４０が連結される環状の連結部１３と、本体部１２と連結部１３との間にわたって形成される環状の接続部１４と、を有し、連結部１３は、本体部１２及び接続部１４よりも径方向の厚さＴ２が大きく形成され、接続部１４は、径方向の厚さＴ３が、本体部１２よりも大きく本体部１２の二倍以下に形成される。

【0047】

この構成では、シリンダチューブ１０は、本体部１２と連結部１３との間に形成される接続部１４を有し、接続部１４は、連結部１３よりも径方向の厚さＴ３が小さく本体部１２よりも径方向の厚さＴ３が大きい。よって、シリンダチューブ１０は、接続部１４が設けられない場合と比較し、径方向の厚さが緩やかに変化する。そのため、シリンダチューブ１０での応力集中が低減される。さらに、シリンダチューブ１０は、接続部１４の径方向の厚さＴ３が本体部１２の二倍以下に形成される。よって、シリンダチューブ１０では、本体部１２と接続部１４との径方向の厚さＴ１，Ｔ３の差が小さい。そのため、径方向の厚さが最も小さく強度が低くなりやすい本体部１２と接続部１４との間での応力集中が低減される。

【0048】

また、接続部１４は、径方向の厚さＴ３が連結部１３の２／３倍以下に形成される。

【0049】

この構成では、シリンダチューブ１０の接続部１４の径方向の厚さＴ３が小さくなるため、シリンダチューブ１０の材料の使用量を低減することができる。

【0050】

また、油圧シリンダ１００では、本体部１２と接続部１４の境界の傾斜角αは、接続部１４と連結部１３の境界の傾斜角βよりも小さく形成される。

【0051】

この構成では、径方向の厚さが最も小さい本体部１２と接続部１４との間での応力集中がより低減される。

【0052】

また、油圧シリンダ１００は、ロッド側室２の作動流体が排出されてピストンロッド２０がストロークする際にストローク端付近でピストンロッド２０を減速させるクッション機構８０をさらに備え、接続部１４は、クッション機構８０によりピストンロッド２０が減速される際にロッド側室２に面するように形成され、シリンダチューブ１０は、降伏点が４００ＭＰａ以上の材料で形成される。

【0053】

この構成では、シリンダチューブ１０の接続部１４には、クッション機構８０によりピストンロッド２０が減速される際にクッション圧が作用する。そのため、接続部１４には強度が求められる。シリンダチューブ１０は、降伏点が４００ＭＰａ以上の材料で形成されるため、接続部１４の径方向の厚さＴ３が小さくても、接続部１４の強度を確保できる。よって、シリンダチューブ１０の強度を確保しつつ、シリンダチューブ１０での応力集中の低減やシリンダチューブ１０の材料の使用量の低減ができる。

【0054】

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

【符号の説明】

【0055】

２・・・ロッド側室（圧力室）、１０・・・シリンダチューブ、１１・・・開口端、１２・・・本体部、１３・・・連結部、１４・・・接続部、２０・・・ピストンロッド、３０・・・ピストン、４０・・・シリンダヘッド、８０・・・クッション機構、１００・・・油圧シリンダ（流体圧シリンダ）、Ｔ１・・・本体部の厚さ、Ｔ２・・・連結部の厚さ、Ｔ３・・・接続部の厚さ、α，β…傾斜角

【要約】

【課題】流体圧シリンダのシリンダチューブでの応力集中を低減する。
【解決手段】油圧シリンダ１００は、シリンダチューブ１０と、ピストンロッド２０と、ピストン３０と、シリンダチューブ１０の開口端１１に連結され開口端１１を閉塞するとともに、ピストン３０との間にロッド側室２を形成するシリンダヘッド４０と、を備え、シリンダチューブ１０は、環状の本体部１２と、開口端１１が形成されシリンダヘッド４０が連結される環状の連結部１３と、本体部１２と連結部１３との間にわたって形成される環状の接続部１４と、を有し、連結部１３は、本体部１２及び接続部１４よりも径方向の厚さＴ２が大きく形成され、接続部１４は、径方向の厚さＴ３が、本体部１２よりも大きく本体部１２の二倍以下に形成される。
【選択図】図２

【図1】

【図2】