JP2008020065A - 油圧シリンダ内部防錆装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】油圧シリンダのチューブの大気側Ａに隣接したグルーブ内部でシール部材で厳密に密封し、大気側Ａからチューブの内部に浸透する水分や塩分などを遮断及び抑制して、チューブ内部の腐食及び酸化を防止するシリンダを提供する。
【解決手段】油圧シリンダ内部防錆装置に関するものであって、さらに詳しくは、ヘッドカバーの内側に多数の隔室から仕切られたグルーブを形成し、前記グルーブにそれぞれワイパーシール、ロッドシール、バッファーシールなどのシール部材を介在し、油圧シリンダのチューブとロッドとの間を密封することによって、大気側からチューブ内部に流入される空気を遮断する油圧シリンダ内部防錆装置において、前記隔室のうちに大気側に隣接したグルーブに装着され、ロッドの外側表面を摺動するシール部材と、前記シール部材の外側で弾性的に密着され、前記グルーブを密封するパッキングリングとを含めて構成されることを特徴とする。
【選択図】図４Ａ

Description

本発明は、油圧シリンダ内部防錆装置に関するものであって、さらに詳しくは、ロッドの往復駆動が長時間繰り返されてもヘッドカバーシールグルーブ内でパッキング状態を保ちつつ、油圧シリンダ内部のロッド接触面やシールグルーブ内で腐食及び酸化が起こらないように改良した油圧シリンダ内部防錆装置に関する。
図１は、従来技術による油圧シリンダの側断面図であり、図２は、図１に図示の油圧シリンダのヘッドカバーの拡大詳細図であり、図３は、図１に図示のヘッドカバーの大気側に隣接したグルーブ内に装着のワイパーシールの拡大詳細図である。
掘削機などのような建設装備に用いられる油圧シリンダ１０は、図示の如く、チューブ１２の左側と右側とにそれぞれヘッドカバー１４と、カバーエンド１８とを備え、且つ、チューブ１２内には直線往復運動を行うピストン１９とロッド１３などを含めて成される。
通常、油圧ポンプ及びコンプレッシャ(図示せず)から吐き出された圧縮及び非圧縮性流体として圧油が切換弁を介して流入されると、チューブ１２内部に圧力が形成されるものの、前記チューブ１２内で圧油がラージチェンバー２１に流入される場合、ロッド１３がチューブ１２の外部の大気側に伸張する一方、反対に圧油がスモールチェンバー２２に流入される場合にはロッド１３が圧力側のチューブ１２内側に収縮することになる。
一般に、前記ピストン１９には、ラージチェンバー２１とスモールチェンバー２２とが圧油により連通しないようにピストン室とウエアリング及び汚染防止室などを備えた一種のピストンシーリング部１１が構成され、前記ヘッドカバー１４にはロッド１３が伸張及び収縮する際、チューブ１２の外部の大気側とスモールチェンバー２２内の油圧側との間から圧油が漏れないように密封する機能を奏するワイパーシール１５、ロッド室１６及びバッファーシール1７などのシール部材が予め隔室３０ａ、３０ｂ、３０ｃから仕切られているシールグルーブ３０内に順次に設けられる。
特に、前記グルーブ３０ａには、ワイパーシール１５が一種のリブ構造からなっており、このワイパーシール１５は前記ヘッドカバー１４のシール部材２０のうちに大気側Ａに最も隣接して設けられているから、シールグルーブ３０内で油圧側Ｈに対する密封だけでなく、外部異物の侵入を遮断する機能を同時に行わなければならない。
ここで、ワイパーシール１５のリブ構造は、それぞれワイパーシール１５の上部と下部を形成する外周と内周上に、リブ３１、３２と、ヒル部３３、３４とを備えており、前記グルーブ３０ａ内に装着されると一次的に内周のリブ３１と、ヒル部３３とが弾性的に変形されることによってロッド１３の外側表面に接触し、ロッド１３の往復駆動過程で内周のリブ部３１及びヒル部３３だけでなく、外周のリブ部３２及びヒル部３４まで圧力により変形され、ロッド１３及びグルーブ３０ａの表面上に密着することになる。
したがって、ワイパーシール１５とグルーブ３０ａ及びロッド１３の接触表面間の密封性は、リブ部３１、３２とヒル部３３、３４上で形成される接触圧力分布によって左右される。
通常、密封性を高めるべく、ワイパーシール１５の摺動面、即ち摺動時、ロッド１３と外側表面に対するワイパーシール１５の接触表面積を増加させると、ワイパーシール１５の摩擦抵抗が大きくなり、摩擦熱と共に寿命が短縮される。こうした摩擦抵抗と摩擦熱を低くさせるためにはワイパーシール１５の接触表面積を小さく形成すればよいが、この場合、相対的に密封性が低下されることを考慮しなければならない。
かくして、従来の油圧シリンダは、ロッドの往復駆動過程で適宜な密封性を保つべく、特にチューブの外部である大気側Ａに隣接したグルーブ内でリブ部の圧縮変形を考慮することから、リブの構造をＶ形またはＵ形に形成したワイパーシールを構成しなければならず、その外周縁上に形成されたそれぞれのリブ部とヒル部は圧縮変形によりグルーブの上部間でパッキングが成され、且つ、その内周縁に形成のリブ部とヒル部はロッドの外側表面に沿って一定の摺動を行うことになる。
しかしながら、従来の油圧シリンダの場合、ロッドの外側表面に付着される異物は、ワイパー室のリブ部で成される摺動面により遮断されるが、建設装備の特性上、劣悪な外部作業環境に長時間露出されている場合にはヘッドカバーのグルーブ内でリブ部のパッキング力が劣化し、グルーブ内の密封性が劣る。そのことから、空気中の水分や塩分がチューブの外部である大気側Ａからチューブ内部又はスモールチェンバー側に浸透する現象が生じてしまう。
かくして、大気側Ａから浸透する成分は、ヘッドカバーのグルーブ内部とチューブ内部とを酸化すると共に腐食させ、さらにはロッドの潤滑膜を破損させることによって、油圧シリンダの耐久性を低下させるという問題を抱えている。
本発明は、かかる従来技術の問題点等に鑑みてなされたものであり、油圧シリンダのチューブの大気側からヘッドカバーのグルーブ及びチューブの内部に水分や塩分などが流入されないように防ぐことによって、グルーブ及びチューブ内部の酸化及び腐食を防止する油圧シリンダ内部防錆装置を提供することにその目的がある。
また、グルーブ内でパッキング部材とシール部材とが相互に圧着状態を保持するようになすことによって、グルーブ内部で微細に形成しうる空気通路が抑制できる油圧シリンダ内部防錆装置を提供することにその目的がある。
本発明は、前記目的を達成するために、ヘッドカバーの内側に多数の隔室から仕切られたグルーブを形成し、前記グルーブにそれぞれワイパーシール、ロッドシール、バッファーシールなどのようなシール部材を介在し、油圧シリンダのチューブとロッドとの間を密封することによって、大気側からチューブ内部に流入される空気を遮断する油圧シリンダ内部防錆装置において、前記隔室のうちに大気側に隣接したグルーブに装着され、ロッドの外側表面を摺動するシール部材と、前記シール部材の外側において弾性的に密着され、前記グルーブを密封するパッキングリングとを含めて構成されることを特徴とする。
好ましくは、前記パッキングリングが前記シール部材の上部に弾性的に密着するように設けられ、前記グルーブを密封することを特徴とする。
また、前記グルーブの上部一側に凹溝を形成し、前記パッキングリングが前記凹溝に嵌着され、前記シール部材の上部を弾性的に密着支持する油圧シリンダ内部防錆装置を特徴とする。
また、前記グルーブの側壁一側に凹溝を形成し、前記パッキングリングが前記凹溝に嵌着され、前記シール部材の側面を弾性的に密着支持する油圧シリンダ内部防錆装置を特徴とする。
また、前記パッキングリングが、前記シール部材の内周のリブ上部に弾性的に圧着するように設けられた油圧シリンダ内部防錆装置を特徴とする。
前記パッキングリングが、前記シール部材の外周のリブ部とヒル部との間に一体形に形成される油圧シリンダ内部防錆装置を特徴とする。
さらに、前記グルーブ内部に腐食防止コーティング層をさらに形成し、前記パッキングリングが前記コーティング層とシール部材との間に圧着して設けられ、前記グルーブ内部を密封する油圧シリンダ内部防錆装置を特徴とする。
以上で詳述したように、本発明による油圧シリンダ内部防錆装置は、油圧シリンダのチューブの大気側Ａに隣接したグルーブ内でシール部材及びシール部材のリブ部を圧着支持することによって、堅固にグルーブを密封し、大気側Ａからチューブ内部に浸透しうる水分や塩分などを遮断及び抑制することができ、これによって、グルーブ及び油圧シリンダ内のチューブ内部の腐食及び酸化を防止するという利点がある。
また、本発明による油圧シリンダ内部防錆装置は、グルーブ内部のコーティング層でパッキングリングがシール部材を圧着支持することから、グルーブ内の密封性をさらに向上させるなど、該効果面からも極めて優れている。
発明を実施するための形態
以下、本発明の望ましい実施例を添付図面に基づいて詳しく説明する。
図４は、本発明の一実施例による油圧シリンダ内部防錆装置を示したものであって、図４Ａは、パッキングリングをグルーブの上部に設けたヘッドカバーの断面図であり、図４Ｂは、パッキングリングをグルーブの側壁に設けたヘッドカバーの断面図であり、図５は、本発明の他の実施例によるパッキングリングとワイパーシールとの組み合わせ状態を示した断面図であり、図６Ａないし図６Ｃは、本発明のさらに他の実施例によりワイパーシールと一体に組み合わされた状態を示した断面図であり、図７は、本発明のさらに他の実施例によりグルーブ内部にコーティング層を形成したヘッドカバーの断面図である。
本発明について詳述するにあたり、図４ないし図７に示されたシール部材１５は、本発明の理解を容易にするために、油圧シリンダに装着のワイパーシールの設置状態に関する例示である。
本発明による油圧シリンダ内部防錆装置は、ヘッドカバー１４の内側に複数の隔室３０ａ、３０ｂ、３０ｃから仕切られたシールグルーブ３０を備え、前記シールグルーブ３０にロッドシール１６、バッファーシール１７を介在し、油圧シリンダのチューブ１２とロッド１３との間を密封し、大気側Ａからチューブ１２内部に流入される空気を遮断する油圧シリンダ内部防錆装置において、前記隔室３０ａ、３０ｂ、３０ｃのうちに大気側Ａに隣接したグルーブ３０ａに装着され、ロッド１３の外側表面を摺動するシール部材１５と、前記シール部材１５の外側において弾性的に密着され、前記グルーブ３０ａを密封するパッキングリング４０とを含めて成される。
好ましくは、前記パッキングリング４０が前記シール部材１５の上部に弾性的に密着するように設けられ、前記グルーブ３０ａを密封する役割を奏する。
本発明の一実施例において、図４の如く、前記グルーブ３０ａの上部４１の一側に凹溝４３を備え、前記パッキングリング４０が前記凹溝４３に嵌着されることによって、前記シール部材１５の上部を弾性的に密着支持する。
また、前記グルーブ３０ａの側壁４２一側に凹溝４３を形成し、前記パッキングリング４０が前記凹溝に嵌着されることによって、前記シール部材１５の側面を弾性的に密着支持する。
そのことから、グルーブ３０ａ内でパッキングリング４０とシール部材１５とが互いに支持し合うことで圧着面Ｓを形成し、それによりグルーブ内で大気側Ａとチューブ１２内部との間に形成される空気の流入が遮断される。
本発明において、前記パッキングリング４０の圧着面Ｓは、チューブ１２の外部である大気側Ａに隣接したシールグルーブ３０内でロッド１３の往復駆動時、シール部材１５が圧縮変形されるリブとヒルの構造を考慮して、前記パッキングリング４０がシール部材１５のリブ部３１、３２を弾性的に密着支持することによって、従来グルーブ内部で微細に大気側Ａとチューブ１２内部とが連通する隙間を遮断する機能を奏する。
本発明の他の実施例によれば、図５に示されたように、前記パッキングリング４０が前記シール部材１５ｂの内周のリブ部３１の上部に設けられる。
この場合、前記パッキングリング４０は、前記シール部材１５ｂの内周のリブ部３１上部と前記グルーブ３０ａの側壁４２との間の隙間を密封する機能を奏することから、グルーブ内部で大気側Ａとチューブ１２内部との間に浸透される水分や塩分などの流入が遮断される。
本発明の他の実施例によれば、図６に示されたように、パッキングリング４０ａ、４０ｂ、４０ｃをグルーブ３０ａの上部に隣接した外周のリブ部３２及びヒル部３４に一体形に形成することが好ましく、場合によっては、前記グルーブ３０ａの断面形状と、シール部材１５とグルーブ３０ａとの間の隙間に相応するように円形や四角形などに変形し得ることはいうまでもない。
一方、本発明のさらに他の実施例によれば、前記シールグルーブ３０内部に腐食防止コーティング層４４をさらに形成し、前記シールグルーブ３０内部に前記パッキングリング４０が前記コーティング層４４とシール部材１５との間に圧着できるように設けることによってシールグルーブ３０内部を密封すると共に、大気側Ａとチューブ１０２内部との間で生じる水分及び塩分などの微細な粒子成分の流入が遮断される。
前記コーティング層４４は、防錆スプレー又はフッ素樹脂、コーティングレジンなどの樹脂系コーティング剤を前記シールグルーブ３０内部に塗布して形成する。
好ましくは、前記コーティング層４４は、亜鉛ニッケル鍍金やリン酸塩被膜、クロム鍍金、チンク(ｚｉｎｋ)鍍金、ダクロ(ｄａｃｒｏ)鍍金を施すことによって形成する。
本発明により前記コーティング層４４を形成するに際して、ダクロ鍍金処理する場合、ダクロ処理液は、フレーク状の特殊金属亜鉛を含めて組成し、このダクロ処理液に、シールグルーブ３０が形成されているヘッドカバー１４を浸漬した後、乾燥炉で略３２０℃で加熱すると、亜鉛フレークがシールグルーブ３０の表面上で相互に結合されることで、略６〜１０μｍのダクロ皮膜層がコーティング層４４として形成される。
前記コーティング層４４は、シールグルーブ３０内部を密封すると共に、大気側Ａから油圧シリンダ１０又はチューブ１２内部に向けて流入される水分又は塩分などの微細な粒子成分がグルーブ３０ａを通過し得ないように遮断する機能を奏する。
以下では、本発明による油圧シリンダ内部防錆装置の作用効果について説明する。
通常、油圧シリンダのロッド１３の往復駆動時、ワイパーシールはシール部材１５としてその上部及び下部に形成のリブ構造により外部異物の流入を遮断することはできるものの、ヘッドカバー１４においてシールグルーブ３０の微細空間、即ち大気側Ａからチューブ１２内に連通する微細な隙間により水分及び塩分などが大略油圧シリンダの各部品に吸着される。
本発明による油圧シリンダ内部防錆装置は、ワイパーシール等のシール部材１５を大気側Ａに隣接したグルーブ３０ａに装着する際、グルーブ３０ａ内でパッキングリング４０とシール部材１５とが互いに密着支持することから、構造的にシールグルーブ３０内部で大気側Ａとチューブ１２内部との間に水分や塩分などが浸透されるのを遮断することが可能となる。
前述した本発明による様々な実施例において、チューブ１２の外部である大気側Ａに隣接したグルーブ３０ａ内でロッド１３の往復駆動時、シール部材１５が圧縮変形されるリブとヒルの構造を考慮すると、前記パッキングリング４０がシール部材１５のリブ部３１、３２を弾性的に密着することによって、圧着面Ｓがグルーブ３０ａを密封することになり、これにより水分や塩分などの腐食成分が大気側Ａからシールグルーブ３０を経てチューブ１２内側に浸透することを防ぐ。
また、本発明の他の実施例において、本発明による油圧シリンダの内部防錆装置は、シールグルーブ３０内部にコーティング層４４を施したのちにパッキングリング４０とそれぞれのシール部材１５ａ、１５ｂを装着する場合、グルーブ３０ａ内で密封を維持すると共に、シール部材１５ａ、１５ｂとパッキングリング４０との間に圧着面Ｓが形成され、シールグルーブ３０内の密封をさらに厳密に維持する。
この場合、前記パッキングリング４０は、前述したシール部材１５ａ、１５ｂのリブ部３１と、前記グルーブ３０ａの上部４１又は側壁４２との間の隙間をさらに堅固に密封することになり、それによってシールグルーブ３０の隙間を介して大気側Ａから水分や塩分などの腐食成分がチューブ内に浸透されるのを遮断及び抑制することから、シールグルーブ３０やチューブ１２内部及び油圧シリンダの腐食と酸化現象を防止することができる。
従来技術による油圧シリンダの側面断面図である。 図１に図示の油圧シリンダのヘッドカバーの拡大詳細図である。 図１に図示のヘッドカバーの大気側に隣接したグルーブ内に装着されたワイパーシールの拡大詳細図である。 本発明の一実施例による油圧シリンダ内部防錆装置を示したものであって、パッキングリングをグルーブの上部に設置したヘッドカバーの断面図である。 本発明の一実施例による油圧シリンダ内部防錆装置を示したものであって、パッキングリングをグルーブの側壁に設けたヘッドカバーの断面図である。 本発明の他の実施例によるパッキングリングとワイパーシールを組み合わせた状態を示した断面図である。 本発明の他の実施例によりワイパーシールと一体に組み合わされた状態を示した断面図である。 本発明の他の実施例によりワイパーシールと一体に組み合わされた状態を示した断面図である。 本発明の他の実施例によりワイパーシールと一体に組み合わされた状態を示した断面図である。 本発明の他の実施例によりグルーブ内部にコーティング層を形成したヘッドカバーの断面図である。
符号の説明
１０ 油圧シリンダ
１１ ピストンシーリング部
１２ チューブ
１３ ロッド
１４ ヘッドカバー
１５ ロッドシール
２０ シール部材
３０ グルーブ(ｇｒｏｏｖｅ)
３１、３２ リブ部
３３、３４ ヒル部
４１ グルーブの上部
４２ グルーブの側壁
４４ コーティング層

Claims (7)

  1. ヘッドカバーの内側に多数の隔室から仕切られたグルーブを形成し、前記グルーブにそれぞれワイパーシール、ロッドシール、バッファーシールなどを介在し、油圧シリンダのチューブとロッドとの間を密封することによって、大気側からチューブ内部に流入される空気を遮断する油圧シリンダ内部防錆装置において、
    前記隔室のうちに大気側に隣接したグルーブに装着され、ロッドの外側表面を摺動するシール部材と、
    前記シール部材の外側において弾性的に密着され、前記グルーブを密封するパッキングリングとを、含めて構成されることを特徴とする油圧シリンダ内部防錆装置。
  2. 前記パッキングリングが前記シール部材の上部に弾性的に密着するように設けられ、前記グルーブを密封することを特徴とする請求項１に記載の油圧シリンダ内部防錆装置。
  3. 前記グルーブの上部一側に凹溝を形成し、前記パッキングリングが前記凹溝に嵌着され、前記シール部材の上部を弾性的に密着支持することを特徴とする請求項２に記載の油圧シリンダ内部防錆装置。
  4. 前記グルーブの側壁一側に凹溝を形成し、前記パッキングリングが前記凹溝に嵌着され、前記シール部材の側面を弾性的に密着支持することを特徴とする請求項２に記載の油圧シリンダ内部防錆装置。
  5. 前記パッキングリングが、前記シール部材内周のリブ部上部に弾性的に圧着されるように設けられることを特徴とする請求項２に記載の油圧シリンダ内部防錆装置。
  6. 前記パッキングリングが、前記シール部材外周のリブ部とヒル部との間に一体形に形成されることを特徴とする請求項２に記載の油圧シリンダ内部防錆装置。
  7. 前記グルーブ内に腐食防止コーティング層をさらに形成し、前記パッキングリングが前記コーティング層とシール部材との間に圧着して設けられ、前記グルーブ内部を密封することを特徴とする請求項１乃至６のうちにいずれかに記載の油圧シリンダ内部防錆装置。
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