JP2014152819A - 流体圧シリンダ - Google Patents

Abstract

【課題】組み付け性及びメンテナンス性を損なうことなくダストシールを保護する。
【解決手段】ロッドカバー２１におけるシリンダ伸び側端部の内周にダストシール２４が取付けられる油圧シリンダにおいて、ロッドカバー２１のシリンダ伸び側端部に、ダストシール２４の外径よりも大きな内径寸法Ａを備えた筒状のダストシール保護部２５を、ピストンロッド２２との間にメンテナンス用の空間Ｓが形成されかつダストシール２４よりもシリンダ伸び側に突出する状態で設けた。
【選択図】図１

Description

本発明はダストシールを外部の物体から保護するダストシール保護構造を備えた流体圧シリンダに関するものである。

ショベルのフロントアタッチメントに使用される油圧シリンダを例にとって背景技術を説明する。

ショベルは、図６に示すようにクローラ式の下部走行体１上に上部旋回体２が地面に対して垂直となる軸Ｘのまわりに旋回自在に搭載され、この上部旋回体２に、ブーム３、アーム４、バケット５及びこれらを作動(左右方向水平軸まわりに回動)させる油圧シリンダ(ブーム、アーム、バケット各シリンダ)６，７，８から成る作業用のフロントアタッチメント９が装着されて構成される。

このショベルのフロントアタッチメント９に用いられる各油圧シリンダ６〜８は、図７に示すようにシリンダチューブ１０と、このシリンダチューブ１０のシリンダ伸び側端部に設けられたロッドカバー１１と、このロッドカバー１１を貫通してシリンダチューブ１０に摺動自在に挿入されたピストンロッド１２とを具備し、このピストンロッド１２のシリンダ伸び側端部(図の左側端部)にロッド側取付部１３が設けられている。

ロッドカバー１１は、一端に鍔部１１ａを有し、この鍔部１１ａがシリンダチューブ１０のシリンダ伸び側端面に当接する状態で同チューブ１０にたとえばねじ込みによって取付けられている。

このロッドカバー１１の開口縁部に凹溝１１ｂが設けられ、外部からのダストの侵入を阻止するダストシール１４が、この凹溝１１ｂに嵌まり込んだ状態でピストンロッド外周に設けられている。

なお、ダストシール１４以外のシール部材については周知につき説明と符号を省略する。

従来、このダストシール１４は、シリンダ生産時の組み付け性、及び泥詰まり時の清掃、交換等のメンテナンス性を考慮して、図示のようにロッドカバー１１からできるだけはみ出さない範囲で外部に臨んで設けられている。

このようなダストシール取付構造はたとえば特許文献１に示されている。

特開２００６−１４５０１８号公報

ところが、上記のようにダストシール１４をシリンダ伸び側の開口部に外部に臨んで設けた従来の構造によると、作業時にダストシール１４が外部の物体と接触して損傷するおそれがあった。

とくに、東南アジア密林地帯等での作業時に、パーム椰子の長い棘がアームシリンダ７やバケットシリンダ８の開口部に侵入してダストシール１４を傷つける事例が多発している。

なお、対策として、ダストシール１４の隠れ代を大きくするように図７のロッドカバー１１を現形状のままシリンダ伸び側に延長させることが考えられるが、こうするとダストシール１４の取付け、取り外し等が困難となって組み付け性及びメンテナンス性が悪化するため現実的でない。

そこで本発明は、組み付け性及びメンテナンス性を損なうことなくダストシールを外部物体から保護することができる流体圧シリンダを提供するものである。

上記課題を解決する手段として、本発明においては、シリンダチューブと、このシリンダチューブのシリンダ伸び側端部に取付けられたロッドカバーと、このロッドカバーを貫通して上記シリンダチューブに摺動自在に挿入されたピストンロッドとを備え、上記ピストンロッドのシリンダ伸び側端部にロッド側取付部が設けられるとともに、上記ロッドカバーにおけるシリンダ伸び側端部の内周にダストシールが取付けられる流体圧シリンダにおいて、上記ロッドカバーのシリンダ伸び側端部に、上記ダストシールの外径よりも大きな内径寸法を備えた筒状のダストシール保護部を、上記ピストンロッドとの間にメンテナンス用の空間が形成されかつ上記ダストシールよりもシリンダ伸び側に突出する状態で設けたものである。

この構成によれば、ダストシール保護部によってダストシールの隠れ代を大きくとり、とくにショベルのフロントアタッチメント用の油圧シリンダ(なかでもアームシリンダやバケットシリンダ)において、パーム椰子の棘等の外部物体との接触を回避してダストシールの損傷を防止することができる。

しかも、ダストシール保護部は、ダストシールの外径よりも大きな内径を備え、ピストンロッドとの間にメンテナンス用の空間、すなわち、外部から泥詰まり時の清掃やシール交換等のメンテナンスを行うことができる空間が形成される状態で設けているため、組み付け性及びメンテナンス性を損なうおそれがない。

本発明において、上記ダストシール保護部を、シリンダ最縮小状態で上記ロッド側取付部と干渉しない範囲でシリンダ伸び側に突出して設けるのが望ましい(請求項２)。

この構成によれば、ダストシール保護部を設けたことの弊害として、シリンダ最縮小状態でダストシール保護部の先端がロッド側取付部と干渉して最縮小動作を妨げたり、一方または双方が損傷したりする事態を防止することができる。

この場合、上記ダストシール保護部を上記ロッドカバーと一体成形してもよいし(請求項３)、ダストシール保護部をロッドカバーと別体に形成し、ロッドカバーのシリンダ伸び側端に着脱可能に取付けてもよい(請求項４〜８)。

前者の一体成形式をとれば、シリンダ組立工数が増加しないため生産性、コストの点で有利となる。

これに対し後者の着脱式をとれば、ダストシール保護部が損傷した場合の交換が可能となる。

この場合、上記ロッドカバーのシリンダ伸び側端部に鍔部を設けるとともに、この鍔部と上記シリンダチューブのロッド側端面の間に板状のフランジ部材を挟み込み固定し、上記ダストシール保護部を上記フランジ部材に着脱可能に締結するのが望ましい(請求項５，６)。

この構成によれば、標準的なシリンダチューブ及びロッドカバーを余分な加工無しでそのまま使用することができるため、コスト面で有利となる。

また、この構成をとる場合に、上記ロッドカバーを上記シリンダチューブにねじ込んで取付け、このねじ込み力によって上記フランジ部材を上記鍔部とシリンダチューブのロッド側端面の間に挟み込み固定するのが望ましい(請求項６)。

この構成によれば、フランジ部材を、特別な締結手段を付加することなく簡単に取付けることができる。

さらに、上記ダストシール保護部のシリンダ伸び側端部を、シリンダ伸び方向に先すぼまりのテーパ状に形成してもよい(請求項７)。

こうすれば、とくにパーム椰子の棘のような細くて長い物体の侵入を阻み、より確実なダストシール保護効果を得ることができる。

この場合、テーパ部分の角度及び長さは、外部からのダストシールの組み付け及びメンテナンスに支障のない大きさの先端開口が確保される寸法とされる。

但し、この構成において組み付け及びメンテナンスをさらに良くしたい場合には、着脱式であることを生かし、ダストシール保護部を取外した状態でダストシールの組み付け及びメンテナンスを行うことも可能である。

一方、ダストシール保護部フランジを円周方向に複数に分割した請求項８の構成によれば、ダストシール保護部が損傷した場合に、シリンダを分解せずに同保護部を容易に交換することができる。

また、ダストシール保護部を簡単に着脱できるため、必要に応じて同保護部を取外してダストシールの清掃、交換等のメンテナンスをより容易に行うことができる。

本発明によると、組み付け性及びメンテナンス性を損なうことなくダストシールを保護することができる。

本発明の第１実施形態に係るシリンダの側断面図である。 図１の丸囲いイ部の拡大図である。 本発明の第２実施形態に係るシリンダの側断面図である。 図３のＩＶ−ＩＶ線断面図である。 本発明の第３実施形態に係るシリンダの側断面図である。 本発明の適用対象となる油圧シリンダが使用されるショベルの概略側面図である。 従来のシリンダの側断面図である。

本発明の実施形態を図１〜図５によって説明する。

実施形態は、ショベルのフロントアタッチメントに使用される油圧シリンダ(とくにアームシリンダまたはバケットシリンダが好適である)を適用対象としている。

各実施形態に係る油圧シリンダの基本構成は図７に示す油圧シリンダと同じである。

すなわち、この油圧シリンダは、シリンダチューブ２０と、このシリンダチューブ２０のシリンダ伸び側端部(図１，３，５の左側端部)に設けられたロッドカバー２１と、このロッドカバー２１を貫通してシリンダチューブ２０に摺動自在に挿入されたピストンロッド２２とを具備し、このピストンロッド２２のシリンダ伸び側端部にロッド側取付部２３が設けられている。

ロッドカバー２１は、一端に鍔部２１ａを有し、この鍔部２１ａがシリンダチューブ２０のシリンダ伸び側端面に当接する状態で同チューブ２０にねじ込まれることによって取付けられている。

このロッドカバー２１の開口縁部に凹溝２１ｂが設けられ、外部からのダストの侵入を阻止するダストシール２４が、この凹溝２１ｂに嵌まり込んだ状態でピストンロッド外周に設けられている。

第１実施形態(図１，２参照)
第１実施形態においては、上記構成を前提として、ロッドカバー２１のシリンダ伸び側端、すなわち鍔部２１ａのシリンダ伸び側の面の外周部に、ダストシール２４の外径よりも大きな内径寸法Ａを備えた円筒状のダストシール保護部２５が、ダストシール２４よりもシリンダ伸び側に寸法Ｂをもって突出する状態でロッドカバー２１と一体に設けられている。

これにより、ダストシール保護部２５とピストンロッド２２の外周面との間に、内径寸法Ａ、奥行き寸法Ｂをもったメンテナンス用の空間Ｓが凹溝２１ｂと通じ、かつ、シリンダ伸び側端に開口する状態で形成され、この空間Ｓによって、シリンダ製作時のダストシール２４の組み付け、及び交換、泥詰まり時の清掃等のメンテナンスを行い得るように構成されている。

なお、ダストシール保護部２５の外径寸法は、シリンダチューブ２０の外径寸法と同一とするのが望ましい。

また、内径寸法Ａは、上記組み付け及びメンテナンスを行うのに必要十分な大きさに設定される。

一方、突出寸法Ｂは、シリンダ最縮小状態でダストシール保護部２５がロッド側取付部２３に接触しない範囲で、想定される外部物体が侵入してもダストシール２４に接触しない大きさに設定される。たとえば、パーム椰子の棘の長さは普通、２０ｍｍ〜３０ｍｍであるので、突出寸法Ｂはこれを目安として設定する(たとえば３０ｍｍ以上とする)のが望ましい。

このように、ダストシール保護部２５を設けることによってダストシール２４の隠れ代を大きくとり、とくにショベルのフロントアタッチメント用の油圧シリンダ(なかでもアームシリンダやバケットシリンダ)において、ダストシール２４に対するパーム椰子の棘等の外部物体の接触を回避してダストシール２４の損傷を防止することができる。

しかも、ダストシール保護部２５は、ダストシール２４の外径よりも大きな内径寸法Ａを備え、ピストンロッド２２との間にメンテナンス用の空間、すなわち、外部から泥詰まり時の清掃やシール交換等のメンテナンスを行うことができる空間Ｓが形成される状態で設けているため、組み付け性及びメンテナンス性を損なうおそれがない。

すなわち、組み付け性及びメンテナンス性を損なうことなくダストシール２４を保護することができる。

第２実施形態(図３参照)
以下の第２、第３両実施形態については第１実施形態との相違点のみを説明する。

図３に示す第２実施形態においては、内径寸法Ａを持ったダストシール保護部２６が独立した円筒体としてロッドカバー２１と別体に形成され、ロッドカバー２１(鍔部２１ａ)のシリンダ伸び側端面に突出寸法Ｂをもって着脱可能に取付けられている。

詳述すると、シリンダチューブ２０のロッド側端面とロッドカバー２１の鍔部２１ａの間に円板状のフランジ部材２７が挟み込まれ、シリンダチューブ２０に対するロッドカバー２１のねじ込み力によって固定されている。

このフランジ部材２７の周縁部に貫通穴２８、ダストシール保護部２６の周縁部に非貫通のねじ穴２９が、相対応して円周方向に複数個ずつ設けられ、複数本の締結ボルト３０がフランジ部材２７の貫通穴２８を通してダストシール保護部２６のねじ穴２９にねじ込まれることによって、ダストシール保護部２６が着脱可能に取付けられている。

これにより、第１実施形態と同様に、メンテナンス用の空間Ｓが凹溝２１ｂと通じ、かつ、シリンダ伸び側端に開口する状態で形成されている。

ここで、ダストシール保護部２６は、円周方向に複数(図例では二つの半割り状。この例で説明する)に分割され、この分割片２６ａ，２６ｂがロッドカバー端面に別々にボルト止めされている。

この第２実施形態の構成によれば、ダストシール２４の組み付け性及びメンテナンス性を損なうことなく、ダストシール２４をパーム椰子の棘等から保護できるという基本的効果に加えて、ダストシール保護部２６を着脱できるため、同保護部２６が損傷した場合の交換が可能となる。

この場合、ロッドカバー２１の鍔部２１ａとシリンダチューブ２０のロッド側端面の間に円板状のフランジ部材２７を挟み込み固定し、このフランジ部材２７にダストシール保護部２６を着脱可能に締結する構成をとっているため、標準的なシリンダチューブ２０及びロッドカバー２１を余分な加工無しでそのまま使用することができる。このため、コスト面で有利となる。

また、ロッドカバー２１をシリンダチューブ２０にねじ込んで取付け、このねじ込み力によってフランジ部材２７を挟み込み固定するため、フランジ部材２７を、特別な締結手段を付加することなく簡単に取付けることができる。

さらに、ダストシール保護部２６を円周方向に分割し、シリンダ直径方向に着脱できる構成をとっているため、同保護部２６が損傷した場合に、シリンダを分解せずに容易に交換することができる。

また、このようにダストシール保護部２６を簡単に着脱できるため、必要に応じて同保護部２６を取外し、メンテナンス用の空間Ｓを外部に開放した状態でダストシールの清掃、交換等のメンテナンスをより容易に行うことができる。

第３実施形態(図５参照)
第３実施形態は、第２実施形態の構成(着脱式でかつ分割式)を前提として、ダストシール保護部２６のシリンダ伸び側端部２６ｃが、シリンダ伸び方向に先すぼまりのテーパ状に形成されている。

この構成によれば、とくにパーム椰子の棘のような細くて長い物体の侵入を阻み、より確実なダストシール保護効果を得ることができる。

この場合、ダストシール保護部２６のテーパ部分(シリンダ伸び側端部２６ｃ)の角度及び長さは、外部からのダストシールの組み付け及びメンテナンスに支障のない大きさの先端開口が確保される寸法とする。

但し、この構成において組み付け及びメンテナンスをさらに良くしたい場合には、ダストシール保護部２６が着脱可能で、しかも分割式で簡単に着脱できることを生かし、ダストシール保護部２６を取り外した状態でダストシール２４の組み付け及びメンテナンスを行うことも可能である。

ところで、ダストシール保護部２６をロッドカバー２１と別体として着脱可能に取付ける構成をとる場合に、その取付手段として、同保護部２６をロッドカバー２１の外周にねじ込むようにしてもよい。

あるいは、ダストシール保護部２６をロッドカバー２１の鍔部２１ａの外周に嵌め込み、外周側から円周方向複数個所でねじ止めする手段を用いてもよい。

また、本発明は油圧シリンダに限らず、空気圧シリンダにも適用することができる。

２０ シリンダチューブ
２１ ロッドカバー
２１ａ ロッドカバーの鍔部
２１ｂ 同、凹溝
２２ ピストンロッド
２３ ロッド側取付部
２４ ダストシール
２５ ダストシール保護部
Ａ ダストシール保護部の内径寸法
Ｂ 同、突出寸法
Ｓ メンテナンス用の空間
２６ ダストシール保護部
２６ａ，２６ｂ ダストシール保護部を構成する分割片
２６ｃ ダストシール保護部のテーパ状のシリンダ伸び側端部
２７ フランジ部材
２８ フランジ部材の貫通穴
２９ ダストシール保護部のねじ穴
３０ 締結ボルト

Claims (8)

1. シリンダチューブと、このシリンダチューブのシリンダ伸び側端部に取付けられたロッドカバーと、このロッドカバーを貫通して上記シリンダチューブに摺動自在に挿入されたピストンロッドとを備え、上記ピストンロッドのシリンダ伸び側端部にロッド側取付部が設けられるとともに、上記ロッドカバーにおけるシリンダ伸び側端部の内周にダストシールが取付けられる流体圧シリンダにおいて、上記ロッドカバーのシリンダ伸び側端部に、上記ダストシールの外径よりも大きな内径寸法を備えた筒状のダストシール保護部を、上記ピストンロッドとの間にメンテナンス用の空間が形成されかつ上記ダストシールよりもシリンダ伸び側に突出する状態で設けたことを特徴とする流体圧シリンダ。
2. 上記ダストシール保護部を、シリンダ最縮状態で上記ロッド側取付部と干渉しない範囲でシリンダ伸び側に突出して設けたことを特徴とする請求項１記載の流体圧シリンダ。
3. 上記ダストシール保護部を上記ロッドカバーと一体成形したことを特徴とする請求項１または２記載の流体圧シリンダ。
4. 上記ダストシール保護部を上記ロッドカバーと別体に形成し、ロッドカバーのシリンダ伸び側端に着脱可能に取付けたことを特徴とする請求項１または２記載の流体圧シリンダ。
5. 上記ロッドカバーのシリンダ伸び側端部に鍔部を設けるとともに、この鍔部と上記シリンダチューブのロッド側端面の間に板状のフランジ部材を挟み込み固定し、上記ダストシール保護部を上記フランジ部材に着脱可能に締結したことを特徴とする請求項４記載の流体圧シリンダ。
6. 上記ロッドカバーを上記シリンダチューブにねじ込んで取付け、このねじ込み力によって上記フランジ部材を上記鍔部とシリンダチューブのロッド側端面の間に挟み込み固定したことを特徴とする請求項５記載の流体圧シリンダ。
7. 上記ダストシール保護部のシリンダ伸び側端部を、シリンダ伸び方向に先すぼまりのテーパ状に形成したことを特徴とする請求項４〜６のいずれか１項に記載の流体圧シリンダ。
8. 上記ダストシール保護部をシリンダ円周方向に複数に分割したことを特徴とする請求項４〜７のいずれか１項に記載の流体圧シリンダ。

Images