JP2010255709A - 流体圧シリンダ及び配管固定構造 - Google Patents

Abstract

【課題】少ない種類の部品アッシによって構成される流体圧シリンダ及び配管固定構造を提供する。
【解決手段】シリンダチューブ２に配管４を固定する配管固定構造３であって、シリンダチューブ２の外周面２ａに巻いて固定されるバンド１０と、配管４を着座させるブラケット２０と、バンド１０にブラケット２０を締結する第一、第二ボルト７、８とを備え、ブラケット２０に第一、第二ボルト７、８をそれぞれ挿通させる第一、第二ボルト穴２２、２３を直線状に延びるボルト穴基準線Ｇに沿って形成し、第一、第二ボルト穴２２、２３の少なくとも一方をボルト穴基準線Ｇに沿って延びる長穴とし、配管基準角度αを締結部中心線挟み角度θの半分の値θ／２に設定する構成とした。
【選択図】図６

Description

本発明は、シリンダチューブの外周面近傍に作動流体の配管を備える流体圧シリンダ及びその配管固定構造に関するものである。

例えば作業機のブーム等を駆動する流体圧シリンダ（油圧シリンダ）は、作動流体を導く配管がシリンダチューブ側部に沿って延びている。この配管の振動防止、配管接続部のゆるみ止め防止及びシリンダチューブを含めた全体容積のコンパクト化等をはかるために、配管をシリンダチューブにできるだけ近接させた状態でブラケット等により固定する配管固定構造が設けられている。

このような流体圧シリンダに設けられる配管固定構造としては、従来、例えば図７に示すものが知られている（特許文献１参照）。

この配管固定構造５０は、流体圧シリンダのポート（図示せず）からシリンダ軸方向に引き出された２本の配管（給排管）５２、５２をシリンダチューブ５１に近接する所定位置に固定するものである。

配管固定構造５０は、シリンダチューブ５１の外周面５１ａに装着される一対のバンド５４ａ、５４ｂを備え、このバンド５４ａ、５４ｂの端部どうしがボルト５５ａとナット５５ｂ及びワッシャ５５ｃを介して締結される。これにより、バンド５４ａ、５４ｂは、シリンダチューブ５１を両側から巻いて固定される。

一方のバンド５４ａには、板金製のブラケット５３が溶接によって固着される。このブラケット５３には、一対のホルダ５７、５７がボルト５８とナット５９及びワッシャ６０を介して締結される。ブロック状のホルダ５７、５７は、それぞれの凹部５６の間に配管５２、５２を挟持し、配管５２、５２をシリンダチューブ５１に対して所定位置で固定するようになっている。

なお、図中の符号Ｌ１は、ブラケット５３上におけるホルダ５２からシリンダ外周面５１ａまでの水平距離を示しており、この距離Ｌ１が短いほど配管固定構造５０としてはコンパクトになる。

特開２００８−０５７６０６号公報

しかしながら、このような従来の配管固定構造５０にあっては、シリンダチューブ５１に対する配管５２、５２の取り付け位置等の仕様に応じて、バンド５４ａに対するブラケット５３が溶接される位置が変更されるため、配管固定構造５０を構成する部品アッシの種類が増え、流体圧シリンダのコストアップを招くという問題点があった。

本発明は上記の問題点に鑑みてなされたものであり、少ない種類の部品アッシによって構成される流体圧シリンダ及び配管固定構造を提供することを目的とする。

本発明は、シリンダチューブに配管を固定する配管固定構造であって、シリンダチューブの外周面に巻いて固定されるバンドと、配管を着座させるブラケットと、バンドにブラケットを締結する第一、第二ボルトとを備え、ブラケットに第一、第二ボルトをそれぞれ挿通させる第一、第二ボルト穴を直線状に延びるボルト穴基準線に沿って形成し、第一、第二ボルト穴の少なくとも一方をボルト穴基準線に沿って延びる長穴とし、シリンダチューブに配管を固定する配管固定構造であって、シリンダチューブの外周面に巻いて固定されるバンドと、配管を着座させるブラケットと、バンドにブラケットを締結する第一、第二ボルトとを備え、ブラケットに第一、第二ボルトをそれぞれ挿通させる第一、第二ボルト穴を直線状に延びるボルト穴基準線に沿って形成し、第一、第二ボルト穴の少なくとも一方をボルト穴基準線に沿って延びる長穴とし、第一ボルトの中心とブラケットに配管の外周面が着座するシート部とを結ぶ直線を配管基準線とし、この配管基準線とボルト穴基準線との交差角度を配管基準角度とすると、この配管基準角度を締結部中心線挟み角度θの半分の値に設定する構成とした。

本発明によると、配管固定構造は、第一、第二ボルトがボルト穴基準線に沿って配置されるため、バンドの大きさに応じて第一、第二ボルトの間隔が変わる場合、バンドに対するブラケットの姿勢変化（ボルト穴基準線の位置変化）を抑えられ、シリンダチューブに対する配管の位置関係を略一定に保つことができる。これにより、配管固定構造は、大きさの異なるバンドに対して共通のブラケットを締結することが可能となり、配管固定構造を構成する部品アッシの種類を減らし、製品のコストダウンがはかれる。

本発明の実施の形態を示す流体圧シリンダ及び配管固定構造の斜視図。 同じく配管固定構造の斜視図。 同じく配管固定構造の平面図。 同じくブラケット等の平面図。 同じくブラケット等の側面図。 同じく配管固定構造の平面図。 従来例を示す配管固定構造の平面図。

以下、本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

図１は、流体圧シリンダ１を構成するシリンダチューブ２の一部及びその配管固定構造３の全体を示す斜視図である。

流体圧シリンダ１は、例えば作業機のブーム等を駆動する油圧シリンダであり、配管４によって導かれる作動流体圧（作動油圧）によってシリンダチューブ２に対してピストンロッド（図示せず）が伸縮作動する。なお、流体圧シリンダ１は、作動流体として、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良い。また、流体圧シリンダ１は、作動流体として、液体に限らず、空気を用いてもよい。

流体圧シリンダ１は、作動流体を導く配管４がシリンダチューブ２の側部に沿って延び、配管４が配管固定構造３によってシリンダチューブ２に固定される。

本発明の配管固定構造３は、シリンダチューブ２の外周面２ａに巻いて固定される一対のバンド１０と、このバンド１０に締結されるブラケット２０と、このブラケット２０との間で配管４を固縛するホルダ４０とを備え、配管４をシリンダチューブ２に対して所定位置に固定するようになっている。

図１は、１本の配管（油圧配管）４がシリンダチューブ２に固定されている状態を示している。なお、これに限らず、配管固定構造３は２本以上の配管４を固定する構成としてもよい。

図２は、バンド１０とブラケット２０を示す斜視図である。図３は、バンド１０を示す平面図である。

板金製のバンド１０は、シリンダチューブ２の外周面２ａに巻かれる帯板状のバンド本体１０ｂと、シリンダチューブ２の外周面２ａから突出する複数対のフランジ１１とを有し、これらがプレス加工により一体形成される。

一対のバンド１０は、略半円環状に湾曲し、シリンダチューブ２の両側から巻かれる。

シリンダチューブ２の外径をＤとすると、バンド本体１０ｂはその曲率半径を略Ｄ／２としする円弧状に湾曲するように形成され、シリンダチューブ２の外周面２ａに沿って装着される。

バンド本体１０ｂには、その周方向両端部を折り曲げてバンド本体端部１０ａが形成される。各バンド１０は、このバンド本体端部１０ａどうしがボルト５及びナット６を介して締結されることにより、シリンダチューブ２の外周面２ａに固定される。

バンド本体端部１０ａには穴１０ｃが開口し、この穴１０ｃにボルト５が挿通される。

ナット６は、一方のバンド１０のバンド本体端部１０ａに溶接によって固着される。

こうしてシリンダチューブ２に取れ付けられる各バンド１０は、配管固定構造３をシリンダチューブ２の外周面２ａに着脱自在に固定するベース部分となる。

リブ状の各フランジ１１は、バンド本体１０ｂのシリンダ軸方向の両端部からシリンダ径方向（シリンダチューブ２の径方向）に突出するように曲折して形成される。

各フランジ１１には、フランジ穴１２が形成される。このフランジ穴１２を挿通する第一、第二ボルト７、８と、この第一、第二ボルト７、８にそれぞれ螺合するナット１７、１８とによって、各フランジ１１にブラケット２０が締結される。

図１、２、３に示す各バンド１０は、それぞれ仕様が異なるものであり、フランジ１１が形成される個数が異なっている。２本の第一、第二ボルト７、８を介してブラケット２０がバンド１０に締結されるため、フランジ１１はバンド１０に少なくとも２対形成する必要がある。フランジ１１の個数が３対、４対、５対と増やされることによって、ブラケット２０の取り付け位置あるいはブラケット２０の取り付け個数の設定自由度をひろげられる。

フランジ穴１２は、図２に示すように丸穴に形成するか、図３に示すようにシリンダ径方向に延びる長穴に形成する。

バンド１０の各フランジ１１に対するブラケット２０の結合部は、前述したように２本の第一、第二ボルト７、８とこれに螺合する２個のナット１７、１８を用いる構造に限らず、４本のボルトとこれに螺合する４個のナットを介してブラケット２０がバンド１０の各フランジ１１毎に独立して締結される構成としてもよい。これにより、各脚板部２０ａが各フランジ１１から離れることがなく、各脚板部２０ａが倒れないようにする剛性がさらに高められる。

また、ボルトとナットを用いる締結構造に限らず、バンドにブラケットを溶接する構成としてもよい。

図４は、バンド１０とブラケット２０及びホルダ４０を示す平面図である。図５は、バンド１０とブラケット２０及びホルダ４０を示す側面図である。図４、５に示すように、板金製ブラケット２０は、バンド１０の各フランジ１１にまたがって締結される一対の脚板部２０ａと、この各脚板部２０ａを結ぶ頂板部２０ｂと、各脚板部２０ａ及び頂板部２０ｂに渡って開口して配管４を着座させるシート部２０ｄとを有し、これらがプレス加工により一体形成される。

脚板部２０ａは、バンド１０の各フランジ１１に沿って延びるように、シリンダチューブ２の中心線Ｏ２に直交する平板状に形成される。

各脚板部２０ａには、円形の第一ボルト穴２２と、長円形の第二ボルト穴２３とが形成され、これらを挿通する第一、第二ボルト７、８を介して各フランジ１１に締結される。

第一ボルト７が各脚板部２０ａの第一ボルト穴２２と各フランジ１１のフランジ穴１２をそれぞれ挿通する。第一ボルト７に螺合するナット１７は、ブラケット２０に溶接によって固着される。

第二ボルト８が各脚板部２０ａの第二ボルト穴２３と各フランジ１１のフランジ穴１２をそれぞれ挿通する。第二ボルト８に螺合するナット１８は、ブラケット２０に固着されることなく、第二ボルト８の位置に対応してその配置が変えられる。

頂板部２０ｂは、シリンダ軸方向に延びる平板状に形成される。各脚板部２０ａは頂板部２０ｂから直交するように曲折して形成される。

これにより、ブラケット２０は、各フランジ１１に結合してアーチ状に延びるコの字形の断面をした第一、第二アーチ部２０ｇ、２０ｆを有し、この第一、第二アーチ部２０ｇ、２０ｆの間に配管４を着座させるシート部２０ｄが形成される。板金製ブラケット２０の第一、第二アーチ部２０ｇ、２０ｆは、板金製バンド１０の各フランジ１１に結合して筒形のケーシングを構成する。

なお、これに限らず、頂板部２０ｂは、半円筒状に湾曲して形成してもよい。この場合、ブラケット２０第一、第二アーチ部２０ｇ、２０ｆは、Ｕの字形の断面を有するアーチ状に形成される。

ブラケット２０の材料となる金属板に長円形の切り欠き部が打ち抜かれ、この切り欠き部のまわりに長円形の開口縁部２０ｃが形成される。脚板部２０ａに形成される開口縁部２０ｃは、図６の（ａ）に示す平面図において半円弧状に延び、配管４の外周面４ａを着座させるシート部２０ｄを構成する。

ブラケット２０は、図４に示すように、外径の異なる配管４Ａ、４Ｂ、４Ｃに対して共通のものが用いられる。このため、シート部２０ｄの曲率半径Ｒは、これが用いられる最も外径の大きい配管４Ａに対応して形成される。

ホルダ４０は、配管４をシート部２０ｄに押し当てるものであるが、配管４Ａ、４Ｂ、４Ｃの外径に応じた大きさのものが用意される。

なお、ブラケット２０のシート部２０ｄとホルダ４０は、三角形状または台形形状の角形に形成してもよい。この場合、ブラケット２０のシート部２０ｄとホルダ４０のテーパ部が配管４の外周面４ａに嵌合し、配管４が挟持される。

ホルダ４０は、ブラケット２０の頂板部２０ｂにボルト９及びナット１９を介して締結される。頂板部２０ｂにはホルダ４０を挿通させる穴２０ｅが形成される。ナット１９は頂板部２０ｂの背面側に溶接によって固着される。

板金製のホルダ４０は、取付座部４０ａとクランプ部４０ｂがプレス加工により一体形成される。

平板状の取付座部４０ａは、ブラケット２０の頂板部２０ｂにボルト９及びナット１９を介して締結される。このように、ホルダ４０は、１本のボルト９によってブラケット２０に締結され、片持ち支持される。

クランプ部４０ｂは、円弧状に湾曲し、配管４の外周面４ａに沿って当接する。

ホルダ４０は、取付座部４０ａがブラケット２０に締結された状態で、クランプ部４０ｂが配管４の外周面４ａに押し当てられるように撓み変形する。これにより、ホルダ４０の弾性復元力によって配管４がシート部２０ｄに押し当てられ、配管４がブラケット２０に固定される。

なお、これに限らず、ホルダ４０は、２本のボルトによってブラケット２０に締結され、両持ち支持されるようにしてもよい。

前述したように、バンド１０は、バンド本体１０ｂの曲率半径がシリンダチューブ２の外径Ｄに対応して略Ｄ／２に設定される。このため、バンド１０は、これが装着されるシリンダチューブ２の外径Ｄに応じた大きさのものが用意される。

前述したように、ブラケット２０は、第一、第二ボルト７、８によってバンド１０の各フランジ１１に締結されるが、第一ボルト７を挿通させる第一ボルト穴２２が円形の丸穴に形成される一方、第二ボルト８を挿通させる第二ボルト穴２３が長円形の長穴に形成される。これにより、バンド１０の大きさが変わるのに伴って第二ボルト穴２３に対して第二ボルト８が挿通する位置が変わることに対応している。

図６の（ａ）において、バンド１０は中型のものが用いられており、第二ボルト８は長円形の第二ボルト穴２３の中央部を挿通している。これに対して、大型のバンド１０が用いられる場合、第二ボルト８は長円形の第二ボルト穴２３にて第一ボルト７から離れた一方の端部を挿通する。また、小型のバンド１０が用いられる場合、第二ボルト８は長円形の第二ボルト穴２３にて第一ボルト７に近い他方の端部を挿通する。

図６の（ａ）に示す平面図において、丸穴の第一ボルト穴２２と、長穴の第二ボルト穴２３とをそれぞれ直線状に延びるボルト穴基準線Ｇに沿って形成する。すなわち、図６の（ａ）において、第一ボルト穴２２の中心点をボルト穴基準線Ｇ上に配置するとともに、第二ボルト穴２３の中心線をボルト穴基準線Ｇ上に配置する。

なお、第一ボルト穴２２を長穴とし、第二ボルト穴２３を丸穴とし、これらがボルト穴基準線Ｇに沿って形成される構成としてもよい。

図６の（ａ）において、シリンダチューブ２の中心線Ｏ２と第一ボルト７が挿通するフランジ穴１２の中心Ｏ７を結ぶ直線を第一締結部中心線Ｆ１とし、シリンダチューブ２の中心線Ｏ２と第二ボルト８が挿通するフランジ穴１２の中心Ｏ８を結ぶ直線を第二締結部中心線Ｆ２とし、第一、第二締結部中心線Ｆ１、Ｆ２の交差角度を締結部中心線挟み角度θとする。

大きさが異なるバンド１０は、締結部中心線挟み角度θを一定値になるように、隣り合う各フランジ１１どうしの周方向の間隔を設定する。

図６の（ａ）において、第一ボルト７の中心Ｏ７を通り、第一締結部中心線Ｆ１と直交する直線を配管基準線Ｅとし、この配管基準線Ｅとボルト穴基準線Ｇとの交差角度を配管基準角度αとすると、配管基準角度αを締結部中心線挟み角度θの半分の値θ／２に設定する。

図６の（ａ）において、シリンダチューブ２の中心線Ｏ２と第一ボルト７の中心Ｏ７の距離をＬとするとともに、シリンダチューブ２の中心線Ｏ２と第二ボルト８の中心Ｏ８の距離をＬとすると、Ｌは次式で表される。
Ｌ＝Ｄ／２＋Ｈ
距離Ｈは、シリンダチューブ２の外周面２ａから第一ボルト７の中心Ｏ７または第二ボルト８の中心Ｏ８の距離であり、配管４がシリンダチューブ２に干渉しないように任意に設定される。

図６の（ｂ）は、シリンダチューブ２の中心線Ｏ２に対して第一ボルト７の中心Ｏ７と第二ボルト８の中心Ｏ８の位置関係を示す平面図である。図６の（ｂ）において、第一ボルト７（フランジ穴１２）の中心Ｏ７と第二ボルト８（フランジ穴１２）の中心Ｏ８の横方向の位相差Ｘは次式で表される。
Ｘ＝Ｌ（１−ｃｏｓθ）
図６の（ｂ）において、第一ボルト７（フランジ穴１２）の中心Ｏ７と第二ボルト８（フランジ穴１２）の中心Ｏ８の縦方向の位相差Ｙは次式で表される。
Ｙ＝Ｌ×ｓｉｎθ
図６の（ｂ）において、第一ボルト７（フランジ穴１２）の中心Ｏ７と第二ボルト８（フランジ穴１２）の中心Ｏ８間の距離Ｚは次式で表される。
Ｚ＝Ｌ×ｓｑｒｔ｛２（１−ｃｏｓθ）｝
長穴状に形成される第二ボルト穴２３の長さＰは距離Ｚの最大値に対応して任意に設定される。

外径Ｄの大小異なるシリンダチューブ２に対応して、バンド１０も大きさ（内径）の異なるものが用いられる。上記構成に基づき、その大きさ（内径）が異なる各バンド１０において、締結部中心線挟み角度θを同一値になるように各フランジ１１を配置し、距離Ｈを一定にすると、共通のブラケット２０を用いても、各バンド１０に対するブラケット２０の姿勢（取付角度）が一定に保たれ、シリンダチューブ２に対する配管４の間隔を一定にし、両者が干渉することを防止できる。

以上のように本実施の形態では、シリンダチューブ２に配管４を固定する配管固定構造３であって、シリンダチューブ２の外周面２ａに巻いて固定されるバンド１０と、配管４を着座させるブラケット２０と、バンド１０にブラケット２０を締結する第一、第二ボルト７、８とを備え、ブラケット２０に第一、第二ボルト７、８をそれぞれ挿通させる第一、第二ボルト穴２２、２３を直線状に延びるボルト穴基準線Ｇに沿って形成し、第一、第二ボルト穴２２、２３の少なくとも一方をボルト穴基準線Ｇに沿って延びる長穴とし、シリンダチューブ２の軸方向から見た平面図上において、シリンダチューブ２の中心線Ｏ２と第一ボルト７が挿通するバンド１０のフランジ穴１２の中心Ｏ７を結ぶ直線を第一締結部中心線Ｆ１とし、シリンダチューブ２の中心線Ｏ２と第二ボルト８が挿通するバンド１０のフランジ穴１２の中心Ｏ８を結ぶ直線を第二締結部中心線Ｆ２とし、第一締結部中心線Ｆ１と第二締結部中心線Ｆ２の交差角度を締結部中心線挟み角度θとし、第一ボルト７の中心Ｏ７を通り、第一締結部中心線Ｆ１と直交する直線を配管基準線Ｅとし、この配管基準線Ｅとボルト穴基準線Ｇとの交差角度を配管基準角度αとすると、配管基準角度αを締結部中心線挟み角度θの半分の値θ／２に設定する構成とした。

上記構成に基づき、配管固定構造３は、第一、第二ボルト７、８がボルト穴基準線Ｇに沿って配置されるため、バンド１０の大きさに応じて第一、第二ボルト７、８の間隔が変わる場合、バンド１０に対するブラケット２０の姿勢変化（ボルト穴基準線Ｇの位置変化）を抑えられ、シリンダチューブ２に対する配管４の位置関係を略一定に保つことができる。これにより、配管固定構造３は、大きさの異なるバンド１０に対して共通のブラケット２０を締結することが可能となり、配管固定構造３を構成する部品アッシの種類を減らし、製品のコストダウンがはかれる。

本実施の形態では、シリンダチューブ２の軸方向から見た平面図上において、外径が異なるシリンダチューブ２に対応して大きさが異なるバンド１０は、締結部中心線挟み角度θを一定値になるとともに、シリンダチューブ２の外周面２ａから第一ボルト７の中心Ｏ７または第二ボルト８の中心Ｏ８の距離Ｈを一定値なるように、隣り合う各フランジ穴１２を配置する構成とした。

上記構成に基づき、バンド１０の大きさに応じて隣り合う各フランジ穴１２どうしの周方向の間隔が変わっても、バンド１０に対するブラケット２０の姿勢が略一定に保たれ、シリンダチューブ２に対する配管４の位置関係を略一定に保つことができる。

本実施の形態では、作動流体を導く配管４がシリンダチューブ２の側部に沿って延びる流体圧シリンダ１であって、配管４が配管固定構造３によってシリンダチューブ２に固定される構成とした。

上記構成に基づき、配管固定構造３を構成する部品アッシの種類を減らし、流体圧シリンダ１のコストダウンがはかれる。

本発明は上記の実施の形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。

１ 流体圧シリンダ
２ シリンダチューブ
２ａ シリンダチューブ外周面
３ 配管固定構造
４ 配管
４ａ 配管外周面
７ 第一ボルト
８ 第二ボルト
１０ バンド
１１ フランジ
１２ フランジ穴
２０ ブラケット
２０ｄ シート部

Claims (2)

1. シリンダチューブに配管を固定する配管固定構造であって、
   前記シリンダチューブの外周面に巻いて固定されるバンドと、
   前記配管を着座させるブラケットと、
   前記バンドに前記ブラケットを締結する第一、第二ボルトとを備え、
   前記ブラケットに前記第一、第二ボルトをそれぞれ挿通させる第一、第二ボルト穴を直線状に延びるボルト穴基準線に沿って形成し、
   前記第一、第二ボルト穴の少なくとも一方を前記ボルト穴基準線に沿って延びる長穴とし、
   前記シリンダチューブの軸方向から見た平面図上において、
   前記シリンダチューブの中心線と前記第一ボルトが挿通する前記バンドのフランジ穴の中心を結ぶ直線を第一締結部中心線とし、
   前記シリンダチューブの中心線と前記第二ボルトが挿通する前記バンドのフランジ穴の中心を結ぶ直線を第二締結部中心線とし、
   前記第一締結部中心線と前記第二締結部中心線の交差角度を締結部中心線挟み角度とし、
   前記第一ボルトの中心を通り、前記第一締結部中心線と直交する直線を配管基準線とし、
   この配管基準線と前記ボルト穴基準線との交差角度を配管基準角度とすると、
   前記配管基準角度を前記締結部中心線挟み角度の半分の値に設定する構成としたことを特徴とする配管固定構造。
2. 作動流体を導く前記配管が前記シリンダチューブの側部に沿って延び、
   前記配管が請求項１に記載の配管固定構造によって前記シリンダチューブに固定される構成としたことを特徴とする流体圧シリンダ。

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