JP2003294013A

JP2003294013A - 段付きロッドの構造

Info

Publication number: JP2003294013A
Application number: JP2002097847A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Kojima; 靖博小島
Original assignee: Caterpillar Mitsubishi Ltd; Shin Caterpillar Mitsubishi Ltd
Current assignee: Caterpillar Japan Ltd; Caterpillar Mitsubishi Ltd
Priority date: 2002-03-29
Filing date: 2002-03-29
Publication date: 2003-10-15

Abstract

(57)【要約】【課題】段付きロッドの構造に関し、段部に設ける応
力集中緩和用溝の形状を工夫することにより、段部の強
度を十分に向上させることができるようにする。【解決手段】第１円筒状外周面１３と、第１円筒状外
周面１３の外径よりも小さい外径を有する第２円筒状外
周面１４と、両円筒状外周面１３，１４を接続する接続
面１５とをそなえ、接続面１５を中心に段部１１が形成
された段付きロッドであって、第２円筒状外周面１４に
おける接続面１５との隣接部分１ａに、縦断面視で滑ら
かな曲線状に形成された曲線部４１ａを有する応力集中
緩和用溝４１が設けられ、曲線部４１ａは、互いに径の
異なる大径円弧４１ｄと小径円弧４１ｃとを組み合わせ
て構成され、応力集中緩和用溝４１内において相対的に
応力集中の高い部位には大径円弧４２ｄが適用されるよ
うに構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、段部（溝を含む）
をそなえたロッドの構造に関し、特に、段部における応
力集中を緩和する形状を有する、段付きロッドの構造に
関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、油圧シリンダのピストンロッド
等のロッドにおいて、段部や溝部（溝部は２つの段部の
組み合わせと考えることができるので、以下、溝部を含
めて段部と表現する場合もある）のように、外径が急変
する部分が形成されるが、このような部分では、応力集
中によって著しい強度低下が発生し、折損等の原因にな
る。このような応力集中は、特に段部において、外径が
急変し然も外径が小さくなる部分に発生する。

【０００３】そこで、例えば図９のピストンロッドの要
部縦断面図に示すように、ピストンロッド1の段部１
１，１２において外径が縮小した部分（縮径部）１１
ａ，１２ａに、応力集中緩和構造としての応力集中緩和
用溝（「逃がし溝」ともいう）２１，２２を設ける技術
や、溝部３１においては、この溝部３１の底部２３に応
力集中緩和構造２３ａ，２３ｂを設ける技術が開発され
ている。

【０００４】例えばピストンロッド１の段部１１におい
ては、図１０（図９の部分拡大図）に示すように円筒状
外周面（第１円筒状外周面）１３と、この円筒状外周面
１３の外径よりも小さい外径を有する円筒状外周面（第
２円筒状外周面）１４とが、接続面１５を介して接続さ
れており、段部１１は、接続面１５とこの接続面１５に
隣接する円筒状外周面１３，１４とから構成されてい
る。なお、接続面１５は、ピストンロッド１の軸線に対
して直交する環状の平面により構成される。

【０００５】このような段部１１において、外径が急減
する円筒状外周面１４を切削加工することにより応力集
中緩和用溝２１が形成されている。この応力集中緩和用
溝２１は、縦断面視で所定の曲率半径Ｒ₂₁を有する円弧
状の曲線部２１ａと、縦断面視で直線状の直線部２１ｂ
とから構成されている。曲線部２１ａは接続面１５に隣
接して形成され、直線部２１ｂは曲線部２１ａから円筒
状外周面１４の基準面（２点鎖線参照）に向かって次第
に拡径する（軸方向に対する角度θ₂₁）ように形成され
ている。

【０００６】同様に、接続面１７とこの接続面１７に隣
接する円筒状外周面１３，１６とから構成された段部１
２においても、外径が急減する円筒状外周面１３を切削
加工することにより応力集中緩和用溝２２が形成されて
いる。この応力集中緩和用溝２１も、縦断面視で所定の
曲率半径Ｒ₂₂を有する円弧状の曲線部２２ａと、縦断面
視で直線状の直線部２２ｂとから構成されており、曲線
部２２ａは接続面１７に隣接して形成され、直線部２２
ｂは曲線部２２ａから円筒状外周面１３の基準面に向か
って次第に拡径する（軸方向に対する角度θ₂₂）ように
形成されている。

【０００７】また、溝部３１は、接続面（ピストンロッ
ド１の軸線に対して直交する環状平面）１８，１９と、
これらの接続面１８，１９の相互間に形成された底部２
３とからなり、底部２３は、縦断面視で所定の曲率半径
Ｒ_23a，Ｒ_23bを有する円弧状の応力集中緩和構造として
形成された曲線部２３ａ，２３ｂと、縦断面視で軸心線
方向に沿った直線状の直線部２３ｃとから構成されてい
る。曲線部２３ａは接続面１８と隣接して形成され、曲
線部２３ｂは接続面１９と隣接して形成され、直線部２
３ｃは曲線部２３ａ，２３ｂの相互間に形成されてい
る。

【０００８】なお、上記の曲率半径Ｒ₂₁，Ｒ₂₂，
Ｒ_23a，Ｒ_23bは一般に同一の大きさに設定される。この
ように、応力集中緩和用溝２１，２２や応力集中緩和構
造２３ａ，２３ｂを設けることにより、段部１１，１２
や溝部３１において、ピストンロッド１の外径が急変す
ることなく徐々に変化するように構成することによって
応力集中を緩和している。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、一定の外径
を有する外周面を切削加工して形成した応力集中緩和用
溝２１，２２や溝３１の応力集中緩和構造２３ａ，２３
ｂにより応力集中を緩和しようとする場合、接続面１
５，１７，１８，１９と隣接する曲線部２１ａ，２２
ａ，２３ａ，２３ｂの曲率半径を大きくするほど応力集
中の緩和は促進される。

【００１０】しかしながら、曲線部２１ａ，２２ａ，２
３ａ，２３ｂの曲率半径を大きくしようとするほど応力
集中緩和用溝２１，２２や溝３１自体を深く（例えば深
さｄ ₂₁，ｄ₂₂が大になるように）切削加工することにな
り、この結果、応力集中緩和用溝２１，２２や溝３１を
形成した部分の外径が小さくなって、この部分の断面積
が小さくなるため、却って段部１１，１２や溝部３１の
強度低下を招いてしまう。

【００１１】つまり、曲線部２１ａ，２２ａ，２３ａ，
２３ｂの曲率半径Ｒ₂₁，Ｒ₂₂，Ｒ₂₃ _a，Ｒ_23bを大きくす
ると、応力集中をより緩和できるためこの点では段部１
１，１２や溝部３１の強度を向上させることができる
が、この一方で、応力集中緩和用溝２１，２２や溝部３
１に断面積の小さい部分が発生して強度低下を招くた
め、結果として、段部１１，１２や溝部３１の強度を低
下させてしまうことになるのである。

【００１２】ところで、特開平１１−１７３３０８号公
報には、縦断面視で曲率が一定でない曲線部を有する応
力集中緩和用溝が添付の図面（該公報の図１）に記載さ
れている。この記載から、応力集中緩和用溝の曲線部
を、曲率一定としない構成を想起できるが、該公報には
曲率に関する具体的な記載はなく、曲線部の曲率をどの
ように設定すれば当該部分の強度を向上させることがで
きるかが依然として課題となる。

【００１３】本発明は、上述の課題に鑑み創案されたも
ので、段部（溝部を含む）に設ける応力集中緩和用溝の
形状を工夫することにより、段部の強度を十分に向上さ
せることができるようにした、段付きロッドの構造を提
供することを目的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】このため、本発明の段付
きロッドの構造は、第１円筒状外周面と、該第１円筒状
外周面の外径よりも小さい外径を有する第２円筒状外周
面と、該第１円筒状外周面と該第２円筒状外周面とを接
続する接続面とをそなえ、該接続面を中心に段部が形成
された段付きロッドであって、該第２円筒状外周面にお
ける該接続面との隣接部分に、縦断面視で滑らかな曲線
状に形成された曲線部を有する応力集中緩和構造が設け
られ、該曲線部は、互いに径の異なる大径円弧と小径円
弧とを組み合わせて構成され、該応力集中緩和構造内に
おいて相対的に応力集中の高い部位には該大径円弧が適
用されていることを特徴としている。

【００１５】該曲線部は少なくとも該接続面に隣接して
設けられ、該曲線部のうち該接続面に接続する部分は該
小径円弧で形成されていることが好ましい。該応力集中
緩和構造は、応力集中緩和用溝であることが好ましい。
該応力集中緩和用溝は、該接続面の側に形成された該曲
線部と、該曲線部に滑らかに接続するとともに該第２円
筒状外周面の基準外径に向かって縦断面視で直線状に径
を増大させた直線部とをそなえていることが好ましい。

【００１６】該第２円筒状外周面は該第１円筒状外周面
の途中に形成された環状溝の底面であるとともに、該接
続面は該環状溝の側壁面であって、該第２円筒状外周面
全体が該応力集中緩和構造として構成されていることが
好ましい。

【００１７】

【発明の実施の形態】以下、図面により、本発明の実施
の形態について説明すると、図１〜図７は本発明の一実
施形態としての段付きロッドの構造を示すもので、図１
はその段部を示す模式的な縦断面図、図２はその溝部を
示す模式的な縦断面図、図３はその要部（段部，溝部）
を示す模式的な縦断面図、図４はその段部の加工方法を
説明する模式的な要部側面図、図５はその溝部の加工方
法を説明する模式的な要部側面図、図６，図７はその段
付きロッド全体が適用される油圧シリンダを示す図であ
る。

【００１８】本実施形態にかかる段付きロッドは、例え
ば図６，図７に示すように、建設機械のブームを駆動す
るブームシリンダやスティックを駆動するスティックシ
リンダ等の油圧シリンダに装備されるピストンロッドに
適用される。つまり、油圧シリンダ１は、シリンダ２内
にピストン３及びピストンロッド４を移動可能に装備し
ており、油圧シリンダ１の一端（シリンダ２の基端）及
び他端（ピストンロッド４の基端）にはそれぞれ枢着部
（アイ）２Ａ，４Ａが設けられそれぞれ建設機械の所要
の個所に枢着される。ピストン３は、ピストンロッド４
の先端部において、先端部外周に締結されるナット５の
端面とこのナット５よりも基端側のピストンロッド４の
外周に形成された段部１１との間に挟持され固定されて
いる。さらに、ピストンロッド４には、ピストン３がス
トロークエンドまで移動して停止する際の衝撃を緩和す
るために、ピストン３よりも基端側とナット５よりも先
端側とにそれぞれクッションリング６，７が装着されて
いる。

【００１９】油圧シリンダ１の伸張時の衝撃を緩和する
クッションリング６は、ピストンロッド４の基端面とピ
ストンロッド４の外周に形成された段部１２との間に挟
持され固定されている。また、クッションリング６が装
着される部分のピストンロッド４の外周には、溝部（環
状溝）３１が形成され、リング８が装着されるようにな
っている。

【００２０】そして、図３，図７に示すように、ピスト
ンロッド４の外周の段部１１，１２における外径が縮小
した部分（縮径部）１１ａ，１２ａ、或いは溝部３１の
底部に、応力集中緩和構造４１，４２，４３が穿設され
ている。ピストンロッド1の段部１１に設けられた応力
集中緩和構造４１は応力集中緩和構造用溝であって、応
力集中緩和用溝４１を説明すると、図１に示すように、
段部１１は、円筒状外周面（第１円筒状外周面）１３
と、この円筒状外周面１３の外径よりも小さい外径を有
する円筒状外周面（第２円筒状外周面）１４と、円筒状
外周面１３と円筒状外周面１４とを接続する接続面１５
とをそなえ、応力集中緩和用溝４１は、段部１１におけ
る外径が縮小した部分（縮径部）１１ａつまり円筒状外
周面１４の接続面１５に隣接した部分に設けられてい
る。

【００２１】この応力集中緩和用溝４１は、縦断面視で
滑らかな曲線状に形成された曲線部４１ａと、縦断面視
で直線状に形成された直線部４１ｂとを有し、曲線部４
１ａは接続面１５側に接続面１５に隣接して設けられ、
直線部４１ｂは曲線部４１ａから円筒状外周面１４の基
準面（２点鎖線参照）に向かって次第に拡径する（軸方
向に対する角度θ_a）ように形成されている。

【００２２】曲線部４１ａは、互いに径の異なる大径円
弧と小径円弧とを組み合わせて構成されており、接続面
１５に隣接する部分に小径円弧部４１ｃが配設され、こ
の小径円弧部４１ｃに続いて大径円弧部４１ｄが配設さ
れている。直線部４１ｂは、大径円弧部４１ｄに続いて
配設されている。小径円弧部４１ｃの曲率半径Ｒ_aは従
来の曲線部２１ａの曲率半径Ｒ₂₁よりも小さく設定さ
れ、大径円弧部４１ｄの曲率半径Ｒ_bは従来の曲線部２
１ａの曲率半径Ｒ₂₁よりも大きく設定されている。

【００２３】また、段部１１における応力集中個所は、
円筒状外周面１４の接続面１５に隣接した部分（縮径
部）１１ａであるが、このうち最も応力集中の著しい個
所（最大応力個所）は、図１に破線で示すように、接続
面１５から僅かに離隔した部分であり、小径円弧部４１
ｃはこの最大応力個所よりも接続面１５側に形成され、
この最大応力個所とその近傍には大径円弧部４１ｄが配
置されている。

【００２４】すなわち、接続面１５に隣接して設けられ
る小径円弧部４１ｃは、応力集中緩和の効果は低下する
ものの応力集中緩和用溝４１の深さｄ_aを小さくする効
果があり、特に最大応力個所及びその近傍における円筒
状外周面１４の外径を十分に確保できるようになってい
る。また、最大応力個所には応力集中緩和の効果が高い
大径円弧部４１ｄが設けられるので、応力集中がより一
層緩和されるようになっている。

【００２５】また、ピストンロッド1の段部１２につい
ても、段部１１と同様、図１（カッコ付き符号参照）に
示すように、円筒状外周面（第１円筒状外周面）１６
と、この円筒状外周面１６の外径よりも小さい外径を有
する円筒状外周面（第２円筒状外周面）１３と、第円筒
状外周面１６と円筒状外周面１３とを接続する接続面１
７とをそなえ、段部１２に設けられる応力集中緩和用溝
（応力集中緩和構造）４２は、段部１２における外径が
縮小した部分（縮径部）１２ａつまり円筒状外周面１３
の接続面１７に隣接した部分に設けられている。

【００２６】この応力集中緩和用溝４２も、応力集中緩
和用溝４１と同様に、縦断面視で滑らかな曲線状に形成
された曲線部４２ａと、縦断面視で直線状に形成された
直線部４２ｂとを有し、曲線部４２ａは接続面１７側に
接続面１７に隣接して設けられ、直線部４２ｂは曲線部
４２ａから円筒状外周面１３の基準面（２点鎖線参照）
に向かって次第に拡径する（軸方向に対する角度θ_a）
ように形成されている。

【００２７】曲線部４２ａは、互いに径の異なる大径円
弧と小径円弧とを組み合わせて構成されており、接続面
１７に隣接する部分に小径円弧部４２ｃが配設され、こ
の小径円弧部４２ｃに続いて大径円弧部４２ｄが配設さ
れている。直線部４２ｂは、大径円弧部４２ｄに続いて
配設されている。小径円弧部４２ｃの曲率半径Ｒ_aは従
来の曲線部２２ａの曲率半径Ｒ₂₂よりも小さく設定さ
れ、大径円弧部４２ｄの曲率半径Ｒ_bは従来の曲線部２
２ａの曲率半径Ｒ₂₂よりも大きく設定されている。

【００２８】また、小径円弧部４２ｃは最大応力個所よ
りも接続面１７側に形成され、この最大応力個所とその
近傍には大径円弧部４２ｄが配置されている。したがっ
て、接続面１７に隣接して設けられる小径円弧部４２ｃ
により応力集中緩和用溝４２の深さｄ_aが小さくされ、
特に最大応力個所及びその近傍における円筒状外周面１
４の外径が十分に確保され、最大応力個所には応力集中
緩和の効果が高い大径円弧部４２ｄが設けられること
で、応力集中がより一層緩和されるようになっている。

【００２９】また、溝部３１は、図２に示すように、接
続面（ピストンロッド１の軸線に対して直交する環状平
面）１８，１９と、これらの接続面１８，１９の相互間
に応力集中緩和構造を有して形成された底部４３とから
なり、底部４３は、縦断面視で比較的小さな曲率半径Ｒ
_a，Ｒ_aを有する円弧状の曲線部（小円弧状部）４３ａ，
４３ｂと、縦断面視で比較的大きな曲率半径Ｒ_bを有す
る円弧状の曲線部（大円弧状部）４３ｃとから構成され
ている。小円弧状部４３ａは接続面１８と隣接して形成
され、小円弧状部４３ｂは接続面１９と隣接して形成さ
れ、大円弧状部４３ｃは小円弧状部４３ａ，４３ｂの相
互間に形成されている。

【００３０】溝部３１において最も応力集中の著しい個
所は、図２に破線で示すように、接続面１８，１９から
僅かに離隔した部分であり、小径円弧部４３ａ，４３ｂ
はこの最大応力個所よりも接続面１８，１９側に形成さ
れ、この最大応力個所とその近傍には大径円弧部４３ｃ
が配置されている。すなわち、接続面１８，１９に隣接
して設けられる小径円弧部４３ｃは、応力集中緩和の効
果は低下するものの溝部３１の深さｄ_bを小さくする効
果があり、特に最大応力個所及びその近傍における溝部
３１の外径を十分に確保できるようになっている。ま
た、最大応力個所には応力集中緩和の効果が高い大径円
弧部４３ｃが設けられるので、応力集中がより一層緩和
されるようになっている。

【００３１】本発明の一実施形態としての段付きロッド
の構造は、上述のように構成されており、ピストンロッ
ド1の段部１１，１２においては、応力集中緩和用溝４
１，４２の曲線部４１ａ，４２ａは、互いに径の異なる
大径円弧と小径円弧とを組み合わせ、接続面１５，１７
に隣接する部分に小径円弧部４１ｃ，４２ｃを配設する
とともに、この小径円弧部４１ｃ，４２ｃに続いて大径
円弧部４１ｄ，４２ｄを配設しているので、以下のよう
な作用効果を奏する。

【００３２】つまり、接続面１５，１７に隣接して設け
られる小径円弧部４１ｃ，４２ｃにより応力集中緩和用
溝４１，４２の深さｄ_aを小さくすることができ、した
がって最大応力個所及びその近傍における円筒状外周面
１３，１４の外径を十分に確保することができる。ま
た、最大応力個所には応力集中緩和の効果が高い大径円
弧部４１ｄ，４２ｄが設けられるため、応力集中が大幅
に緩和される。

【００３３】この結果、最大応力個所を中心として応力
集中を大幅に緩和しながら、円筒状外周面１３，１４の
外径（即ち、断面積）を十分に確保することができ、段
部１１，１２におけるロッドの強度を大幅に向上させて
耐久性を高めることができる。ピストンロッド1の溝部
３１においては、溝部３１の底部４３を、互いに径の異
なる大径円弧と小径円弧とを組み合わせた曲面状の応力
集中緩和構造とし、接続面１８，１９に隣接する部分に
小径円弧部４３ａ，４３ｂを配設するとともに、この小
径円弧部４３ａ，４３ｂの相互間に大径円弧部４３ｃを
配設しているので、以下のような作用効果を奏する。

【００３４】つまり、接続面１８，１９に隣接して設け
られる小径円弧部４３ａ，４３ｂにより溝３１の底部４
３の深さｄ_bを小さくすることができ、したがって最大
応力個所及びその近傍における溝部３１の外径を十分に
確保することができる。また、最大応力個所には応力集
中緩和の効果が高い大径円弧部４３ｃが設けられるた
め、応力集中が大幅に緩和される。

【００３５】この結果、最大応力個所を中心として応力
集中を大幅に緩和しながら、溝部３１の外径（即ち、断
面積）を十分に確保することができ、溝部３１における
ロッドの強度を大幅に向上させて耐久性を高めることが
できる。ところで、段部１１，１２における応力集中緩
和用溝４１，４２は、図４に示すようにして加工するこ
とができる。つまり、旋盤のホルダ５０の先に曲率半径
の極小のフルＲ形状の丸こまチップ（バイト）５１を取
り付け、矢印５２のような軌跡でバイト５１を送るので
ある。小径円弧部４３ｃの曲率半径Ｒ_aはバイト５１の
半径で制限されるが、大径円弧部４３ｄの曲率半径Ｒ_b
はバイト５１の送り軌跡により自由に設定できる。

【００３６】また、溝部３１は、図５に示すようにして
加工することができる。つまり、旋盤のホルダ５０の先
に曲率半径の極小のフルＲ形状の丸こまチップ（バイ
ト）５１を取り付け、矢印５３のような軌跡でバイト５
１を送るのである。この場合も、小径円弧部４３ｃの曲
率半径Ｒ_aはバイト５１の半径で制限されるが、大径円
弧部４３ｄの曲率半径Ｒ_bはバイト５１の送り軌跡によ
り自由に設定できる。

【００３７】以上、本発明の一実施形態について説明し
たが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではな
く、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々変形して実
施することができる。例えば、上述の実施形態では、各
段部１１，１２における応力集中緩和用溝４１，４２の
曲線部４１ａ，４２ａを接続面１５，１７側から、小径
円弧部４１ｃ，４２ｃ，大径円弧部４１ｄ，４２ｄの順
に配設しているが、接続面１５，１７にごく近い個所を
相対的に小径円弧にし、応力集中の著しい個所を相対的
に大径円弧にすればよく、このような趣旨のもとに、曲
線部４１ａ，４１ｂをより多くの曲率の異なる円弧の組
み合わせとしたり、曲率が連続的に異なるように構成し
たりしてもよい。

【００３８】また、上述の実施形態では、各段部１１，
１２における応力集中緩和用溝４１，４２を接続面１
５，１７側から曲線部４１ａ，４２ａ，直線部４１ｂ，
４２ｂと配設しているが、直線部４１ｂ，４２ｂを設け
ずに全てを曲線部４１ａ，４２ａにより構成してもよい
［図８（ａ）参照］。また、上述の実施形態では、各段
部１１，１２，溝部３１における小径円弧部４１ｃ，４
２ｃ，４３ａ，４３ｂの曲率、及び、大径円弧部４１
ｄ，４２ｄ，４３ｃの曲率を互いに等しくしており、ま
た、各段部１１，１２の直線部４１ｂ，４２ｂの傾斜角
度θ_aや応力集中緩和用溝４１，４２の深さｄ_aを互いに
等しくしているが、これらは共通の工具を用いて加工す
るなど加工を容易にするためであり、各段部，各溝部に
おいて、各部分のそれぞれに最適な曲率や、最適な傾斜
角度や、最適な深さを設定しうることはいうまでもな
い。例えば、図８（ｂ）に示すように、曲線部４１ａ，
４２ａを小径円弧部と中径円弧部と大径円弧部とから径
が多段に漸増するように構成したり、さらには、小径円
弧部から大径円弧部にかけて滑らかに連続増加するよう
に構成したりしてもよい。

【００３９】また、応力集中緩和構造としては、応力集
中緩和用溝のような溝状のものに限らず、図８（ｃ）に
示すように、段部において緩やかに拡径するような構造
としても良い。この例では、拡径部における拡径初期部
分（径が大きくなり始める個所）には大径円弧部が形成
され、拡径末期部分（径が大きくなり終わる個所）には
小径円弧部が形成されている。また、小径の円筒状外周
面１４（１３）と大径円弧部との間、大径円弧部と小径
円弧部との間、小径円弧部と大径の円筒状外周面１３
（１６）と大径円弧部との間は、いずれも滑らかに接続
されている。これにより、段部において、応力集中影響
が強い比較的小径の部分に大径円弧部が配設されること
になり、応力集中緩和を効率よく達成することができ
る。

【００４０】ただし、応力集中緩和構造を、溝でなく拡
径した構成としたものにおいて、この部分に他の部品を
外装する場合、外装部品の内周のエッジ部を面取りする
必要があるが、一方、応力集中緩和用溝の場合には、こ
のような面取りは不要になる。さらに、段部にのみ上記
の構成を適用したり、溝部にのみ上記の構成を適用した
りしてもよい。

【００４１】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明の段付きロ
ッドの構造によれば、応力集中緩和構造内に、縦断面視
で滑らかな曲線状に形成された曲線部が、互いに径の異
なる大径円弧と小径円弧とを組み合わせて構成されてい
るので、しかも、応力集中緩和構造内において相対的に
応力集中の高い部位には該大径円弧が適用されているの
で、応力集中緩和構造の深さを抑えてロッド外径の大き
さを確保しながら、応力集中の緩和を促進することが可
能になり、ロッドの段部における強度を確保して耐久性
を向上させることができる。

【００４２】該曲線部を該接続面に隣接して設け、該曲
線部のうち該接続面に接続する部分は該小径円弧で形成
すれば、応力集中緩和構造の深さを抑えることができ、
応力集中緩和構造における強度を確保し易くすることが
できる。また、一般に、相対的に応力集中の高い部位
は、該接続面から僅かに離隔した個所にあって、該接続
面に隣接した部分は相対的に応力集中の高くない部位に
なっているので、該曲線部のうち該接続面に接続する部
分を小径円弧で形成しながら、該接続面から僅かに離隔
した相対的に応力集中の高い部位を大径円弧で形成する
ことができ、応力集中緩和構造の深さを抑えてロッド外
径の大きさを確保しながら、応力集中の緩和を促進する
ことができる。

【００４３】該応力集中緩和構造としての応力集中緩和
用溝が、該接続面の側に形成された該曲線部と、該曲線
部に滑らかに接続するとともに該第２円筒状外周面の基
準外径に向かって縦断面視で直線状に径を増大させた直
線部とをそなえるように構成すれば、ロッドの段部に応
力集中緩和用溝を容易に加工することができる。該第２
円筒状外周面を該第１円筒状外周面の途中に形成された
環状溝の底面とし、該接続面を該環状溝の側壁面とし
て、該第２円筒状外周面全体を該応力集中緩和用溝とし
て構成すれば、ロッドに形成した環状溝において、応力
集中緩和構造の深さを抑えてロッド外径の大きさを確保
しながら、応力集中の緩和を促進することが可能にな
り、ロッドの環状溝部における強度を確保して耐久性を
向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態にかかる段付きロッドにお
ける段部を示す模式的な縦断面図であって、図３のＡ部
及びＡ´部拡大図である。

【図２】本発明の一実施形態にかかる段付きロッドにお
ける溝部を示す模式的な縦断面図であって、図３のＢ部
拡大図である。

【図３】本発明の一実施形態にかかる段付きロッドにお
ける要部（段部，溝部）を示す模式的な要部側面図であ
る。

【図４】本発明の一実施形態にかかる段付きロッドにお
ける段部の加工方法を説明する模式的な要部側面図であ
る。

【図５】本発明の一実施形態にかかる段付きロッドにお
ける段部の加工方法を説明する模式的な縦断面図であ
る。

【図６】本発明の一実施形態としての段付きロッドの構
造が適用される油圧シリンダを示す図であって、（ａ）
はその側面図、（ｂ）はその縦断面図である。

【図７】本発明の一実施形態としての段付きロッドの構
造が適用される油圧シリンダの要部（段部，溝部）を示
す縦断面図であって、図６のＣ部拡大図である。

【図８】本発明の一実施形態としての段付きロッドの構
造における段部の変形例を示す模式的な縦断面図であっ
て、（ａ）は第１変形例を示し、（ｂ）は第２変形例を
示し、（ｃ）は第３変形例を示す。

【図９】従来の段付きロッドの要部（段部，溝部）を示
す模式的な縦断面図である。

【図１０】従来の段付きロッドの段部を示す模式的な縦
断面図である。

【符号の説明】

１油圧シリンダ２シリンダ３ピストン４ピストンロッド５ナット６，７クッションリング８リング１１，１２段部１１ａ，１２ａ縮径部１３，１４，１６円筒状外周面１５，１７，１８，１９接続面２１，２２応力集中緩和用溝２１ａ，２２ａ，２３ａ，２３ｂ曲線部２１ｂ，２２ｂ，２３ｃ直線部２３応力集中緩和用溝（底部）３１溝部（環状溝）４１，４２応力集中緩和用溝４３応力集中緩和用溝（底部）４１ａ，４２ａ曲線部４１ｂ，４２ｂ直線部４１ｃ，４２ｃ，４３ａ，４３ｂ小径円弧部４１ｄ，４２ｄ，４３ｃ大径円弧部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】第１円筒状外周面と、該第１円筒状外周
面の外径よりも小さい外径を有する第２円筒状外周面
と、該第１円筒状外周面と該第２円筒状外周面とを接続
する接続面とをそなえ、該接続面を中心に段部が形成さ
れた段付きロッドの構造であって、該第２円筒状外周面における該接続面との隣接部分に、
縦断面視で滑らかな曲線状に形成された曲線部を有する
応力集中緩和構造が設けられ、該曲線部は、互いに径の異なる大径円弧と小径円弧とを
組み合わせて構成され、該応力集中緩和構造内において
相対的に応力集中の高い部位には該大径円弧が適用され
ていることを特徴とする、段付きロッドの構造。
【請求項２】該曲線部は少なくとも該接続面に隣接し
て設けられ、該曲線部のうち該接続面に接続する部分は
該小径円弧で形成されていることを特徴とする、請求項
１記載の段付きロッドの構造。
【請求項３】該応力集中緩和構造は、応力集中緩和用
溝であることを特徴とする、請求項１又は２記載の段付
きロッドの構造。
【請求項４】該応力集中緩和用溝は、該接続面の側に
形成された該曲線部と、該曲線部に滑らかに接続すると
ともに該第２円筒状外周面の基準外径に向かって縦断面
視で直線状に径を増大させた直線部とをそなえているこ
とを特徴とする、請求項３記載の段付きロッドの構造。
【請求項５】該第２円筒状外周面は該第１円筒状外周
面の途中に形成された環状溝の底面であるとともに、該
接続面は該環状溝の側壁面であって、該第２円筒状外周面全体が該応力集中緩和構造として構
成されていることを特徴とする、請求項１又は２記載の
段付きロッドの構造。