JP5038859B2

JP5038859B2 - 油圧シリンダ

Info

Publication number: JP5038859B2
Application number: JP2007295235A
Authority: JP
Inventors: 明岩倉; 真司栗本
Original assignee: Nippon Sharyo Ltd
Current assignee: Nippon Sharyo Ltd
Priority date: 2007-11-14
Filing date: 2007-11-14
Publication date: 2012-10-03
Anticipated expiration: 2027-11-14
Also published as: JP2009121571A

Description

本発明は、油圧シリンダに関し、特に、チュービング装置のジャッキシリンダとして好適に用いることができる油圧シリンダに関する。

ケーシングチューブの押し込み、引き抜きを行うチュービング装置（ケーシングドライバ）は、ケーシングチューブの外面を把持する複数のチャックを設けた回転体と、該回転体を回転可能に支持する昇降フレームと、該昇降フレームに設けられて前記回転体を回転させる回転駆動装置と、前記昇降フレームの昇降用シリンダを立設したベースフレームと、前記チャックを作動させるチャックフレームと、前記ベースフレームの四隅に設けられたジャッキシリンダとを備え、ジャッキシリンダにより装置の水平度を調節した状態で、各フレームを貫通するようにして設けたケーシング挿通孔に挿通したケーシングチューブをチャックで把持し、回転駆動装置で回転体を回転させながら昇降用シリンダで昇降フレームを降下させることにより、ケーシングチューブを地盤に圧入するように形成されている。（例えば、特許文献１参照。）。

前記ジャッキシリンダには、一般的な構造を有する油圧シリンダ、すなわち、図４の要部断面図に示すように、シリンダチューブ１と、該シリンダチューブ１内に摺動自在に挿入されたピストンロッド２と、前記シリンダチューブ１のロッド側開口に螺着されて前記ピストンロッド２を摺動可能かつ液密に保持するロッドカバー３とを備えた油圧シリンダが用いられている。また、シリンダチューブ１の外周にはフランジ４が設けられており、このフランジ４をボルト５で前記ベースフレーム６に固着している。さらに、ピストンロッド２の先端（下端）には球面座７が設けられており、この球面座７を介して地表に支持されている。

前記ロッドカバー３の外周には、シリンダチューブ１にロッドカバー３を螺合させるための工具が係合する複数の切欠部３ａが設けられるとともに、シリンダチューブ１の端面外周には鍔部１ａが設けられており、ロッドカバー３をシリンダチューブ１に螺着した後、切欠部３ａ部分の鍔部１ａを切欠部３ａ内に突出するようにカシメてカシメ部１ｂと切欠部３ａとを係合させることにより、ロッドカバー３が回転しないようにしている。また、ロッドカバー３の内周や外周には、作動油の漏れを防止するための複数のパッキン８ａ〜８ｄが設けられ、ロッドカバー３とピストンロッド２との間にはブッシュ９が設けられている。
特開平７−２５２８３３号公報

施工時のチュービング装置は、ケーシングチューブを押し込んだり、引き抜いたりしながら、正転させたり、逆転させたりを繰り返すため、その回転反力によってチュービング装置全体には水平方向の力が加わる。施工時におけるケーシング装置の重量や水平方向の力は、ジャッキシリンダの球面座がすべて受ける状態になっているため、球面座への当たり具合が片寄ったときに球面座に回転力が発生することがある。

このとき、球面座の球面受けとロッド球面部との間の潤滑が切れていたり、荷重が大きかったりすると、ピストンロッドに回転力が伝わり、このピストンロッドの回転がパッキンやブッシュを介してロッドカバーを緩める方向に回転させることがある。ロッドカバーは、前述のようにシリンダチューブの端部に設けた鍔部を切欠部内に突出するようにカシメることで緩みが防止されてはいるが、強い回転力が繰り返されると、カシメ部が均されてロッドカバーが緩み、ねじ角部に設けたパッキン（Ｏリング８ｄ）、さらに、シリンダチューブ１の内周面に接するパッキン（Ｏリング８ｃ）が脱輪して油漏れを引き起こすおそれがある。

そこで本発明は、シリンダチューブに対してピストンロッドが回転してロッドカバーが緩むことを抑え、また、緩んでしまうようなことがあっても、パッキンの脱輪を防止して油漏れを引き起こすことがない油圧シリンダを提供することを目的としている。

上記目的を達成するため、本発明の油圧シリンダは、シリンダチューブと、該シリンダチューブ内に摺動自在に挿入されたピストンロッドと、前記シリンダチューブのロッド側開口に螺着されて前記ピストンロッドを摺動可能かつ液密に保持するロッドカバーとを備えた油圧シリンダにおいて、前記シリンダチューブに、前記ロッドカバーの外端面に係止可能な係止部を有する抜止部材を設けるとともに、前記シリンダチューブの外周に油圧シリンダを機器に固着するためのフランジを設け、油圧シリンダを前記機器に固着するボルトにより前記抜止部材を前記フランジに共締めしていることを特徴としている。

さらに、本発明の油圧シリンダは、前記抜止部材は、前記フランジと共に前記機器に共締めされる環状板部と、該環状板部から前記ロッドカバーの外周部に向けて突出した筒状部と、該筒状部の突出端から内周側に向けて突出した前記係止部とを有していることを特徴としている。そして前記油圧シリンダが、チュービング装置のジャッキシリンダであることを特徴としている。

本発明の油圧シリンダによれば、ピストンロッドが回転してロッドカバーが回転しようとしたとき、あるいは、回転して緩んでしまったとしても、ロッドカバーの外端面に係止部が係止し、ロッドカバーが抜け方向にそれ以上移動することを規制するので、パッキンが脱輪することがなく、油漏れの発生を防止できる。

図１乃至図３は本発明の油圧シリンダをチュービング装置に適用した一形態例を示すもので、図１は要部の一部断面正面図、図２はチュービング装置の一部断面正面図、図３は同じく平面図である。

まず、図２及び図３に示すように、チュービング装置１０は、前述のように、ケーシングチューブ１１の外面を把持する複数のチャック１２を設けた回転体１３と、該回転体１３を回転可能に支持する昇降フレーム１４と、該昇降フレーム１４に設けられて前記回転体１３を回転させる回転駆動装置１５と、前記昇降フレーム１４を昇降させる昇降用シリンダ１６を立設したベースフレーム１７と、前記チャック１２を作動させるチャックフレーム１８と、前記ベースフレーム１７の四隅に設けられたジャッキシリンダ１９とを備えており、ベースフレーム１７の側方には、必要に応じて押し込み反力をと受けるウエイト２０を載置するためのウエイト台２１が設けられる。また、ベースフレーム１７の側面には、掘削機や相伴用のクレーンに連結したりするなどして施工時の回転反力を受けるためのビーム２２が設けられている。

ジャッキシリンダ１９は、シリンダチューブ３１と、該シリンダチューブ３１内に摺動自在に挿入されたピストンロッド３２と、前記シリンダチューブ３１のロッド側開口に螺着されて前記ピストンロッド３２を摺動可能かつ液密に保持するロッドカバー３３とを備えており、ピストンロッド３２の下端には球面座３４が設けられている。また、シリンダチューブ３１の外周には、ジャッキシリンダ１９を前記ベースフレーム１７に取り付けるためのフランジ３５が設けられており、フランジ３５の下面に抜止部材３６を沿わせた状態で固定ボルト３７によってベースフレーム１７に共締めされて固着されている。

ロッドカバー３３は、シリンダチューブ３１の内部に挿入される筒部３３ａと、シリンダチューブ３１の開口端面に当接する鍔部３３ｂとを有しており、筒部３３ａの内周面には、ピストンロッド３２の外周面が摺接するブッシュ３８と、該ブッシュ３８の上下両端にそれぞれ配置されてピストンロッド３２との間を液密に保持するための一対の環状パッキン３９ａ，３９ｂとが設けられている。また、筒部３３ａの外周面には、シリンダチューブ３１の内面下端部に設けられた雌ねじ３１ａに螺合する雄ねじ４０と、該雄ねじ４０の上下にそれぞれ配置されてシリンダチューブ３１との間を液密に保持するための一対の環状パッキン（Ｏリング）４１ａ，４１ｂとが設けられている。

さらに、鍔部３３ｂには、ロッドカバー螺合用の工具を係合させるための切欠部４２が４箇所に等間隔で設けられるとともに、シリンダチューブ３１の端面外周には鍔部３１ｂが設けられており、ロッドカバー３３をシリンダチューブ３１のロッド側開口に螺着した後、各切欠部４２に対応する部分の鍔部３１ｂを切欠部４２内に突出するようにカシメて、切欠部４２にカシメ部３１ｃを係合させることにより、ロッドカバー３３の回転を防止するようにしている。

抜止部材３６は、フランジ３５と共にベースフレーム１７に共締めされる環状板部４３と、該環状板部４３からロッドカバー３３の外周部に向けて突出した円錐形状の筒状部４４と、該筒状部４４の突出端から内周側に向けて突出し、ロッドカバー３３の鍔部３３ｂの外端面（下面）に係止可能な状態で配置される係止部４５とを有している。係止部４５の鍔部３３ｂ側の面（上面）の位置は、組み付け時に鍔部３３ｂの下面に当接するように形成することもできるが、製作誤差を考慮して鍔部３３ｂの下面と係止部４５の上面との間に、ロッドカバー３３が緩んでも下方のＯリング４１ｂが脱輪しない範囲で、適度な隙間が生じるように形成することが好ましい。

このように、ロッドカバー３３の下面に係止可能な係止部４５を有する抜止部材３６をシリンダチューブ３１に設けることにより、何らかの原因でロッドカバー３３が緩んだとしても、抜止部材３６の係止部４５によって下方のＯリング４１ｂが脱輪しない範囲にロッドカバー３３を保持することができるので、Ｏリング４１ｂの脱輪、さらに、Ｏリング４１ａの脱輪によって油漏れが発生することを防止できる。

特に、前記チュービング装置１０においては、ピストンロッド３２の下端に設けた球面座３４を介してチュービング装置１０の重量と前記ウエイト２０の重量とを４本のジャッキシリンダ１９が支持するだけでなく、引き抜き時には、その引き抜き力をも受けることになる。また、図３に矢印で示すように、ケーシングチューブ１１をトルクＴｍで回転させると、ビーム２２を掘削機などに連結している部分にトルクＴｍの反力が横荷重Ｆｍとして掛かるので、この横荷重Ｆｍ分の力がケーシングチューブ１１にも横荷重として作用する。

ケーシングチューブ１１は、地面で支持されている状態になっているが、前記トルクＴｍが大きいと横荷重Ｆｍも大きくなり、ケーシングチューブ１１と共にチュービング装置１０も横方向に僅かにズレることがある。特に、羽根付き鋼管杭を支持層に根入れする場合は、正転押し込み時のトルクＴｍと逆転引き抜き時のトルクＴｎとが交互に繰り返して作用するため、一方からの横荷重Ｆｍと他方からの横荷重Ｆｎとによる僅かなズレが左右に頻繁に繰り返される。

このため、前述のように、球面座３４の座面（底面）と地面との当たり具合が片寄ったときに、球面座３４の球面受け３４ａとロッド球面部３４ｂとの間の潤滑が切れていたり、球面座３４に加わる荷重が大きかったりすると、ピストンロッド３２に回転力が伝わり、このピストンロッド３２の回転が環状パッキン３９ａ，３９ｂやブッシュ３８を介してロッドカバー３３を緩める方向に回転させ、強い回転力が繰り返してロッドカバー３３に加わると、その回転力によってカシメ部３１ｃが均されて切欠部４２との係合力が弱くなり、ロッドカバー３３の回転を防止する機能が失われ、ロッドカバー３３が次第に緩んでくる。

この場合、抜止部材３６が無い状態では、ロッドカバー３３の緩みが進んで下方のねじ角部に設けたダスト防止用のＯリング４１ｂが脱輪し、さらに、シリンダチューブ３１の内周面に接するＯリング４１ａが脱輪して油漏れを引き起こすおそれがあるが、前述のように抜止部材３６を設けることにより、係止部４５がロッドカバー３３の下面に係止してロッドカバー３３の緩みを規制するので、Ｏリング４１ｂが脱輪しない範囲にロッドカバー３３を保持することができ、油漏れの発生を防止できる。

また、フランジ３５を利用して抜止部材３６をベースフレーム１７に共締めすることにより、ジャッキシリンダ１９には、従来から用いられているものをそのまま使用することができるので、ジャッキシリンダ自体の構造変更やチュービング装置１０の構造変更を必要とせず、既存のチュービング装置１０にも、固定ボルト３７の長さを変えるだけで適用可能である。

なお、前記形態例では、抜止部材３６を、環状板部４３、筒状部４４及び係止部４５により形成し、環状板部４３をフランジ３５と共にベースフレーム１７に共締めするように形成し、ジャッキシリンダ１９と抜止部材３６とを同時にベースフレーム１７に取り付けることによって製造工程の簡略化を図っているが、抜止部材３６の形状、構造はこれに限るものではない。

例えば、前記形態例と同様に、環状板部４３、筒状部４４及び係止部４５で形成した抜止部材３６における環状板部４３を、シリンダチューブ３１をベースフレーム１７に固着するための前記フランジ３５とは別に設けたフランジ状の突出部材に別途固着するようにしてもよく、前記固定ボルト３７とは別の取付ボルトでフランジ３５に固着するようにしてもよい。また、筒状部及び係止部にて抜止部材を形成し、筒状部をシリンダチューブの外周にボルトで固着したり、溶接で固着したり、あるいは、螺着にて固着したりすることも可能である。さらに、抜止部材を周方向に複数に分割した形状の部材に形成し、分割した複数の各部材を前記フランジやシリンダチューブ外周などにそれぞれ固着するように形成することも可能であり、抜止部材３６の環状板部４３，筒状部４４及び係止部４５の一部を、油圧ポートを避けるようにカットした形状、例えばＣ字形に形成することもできる。また、本発明の油圧シリンダは、シリンダチューブやロッドカバーに対してピストンロッドを回転させる力が発生するような状態で使用される各種油圧シリンダに適用することができる。

本発明の油圧シリンダをチュービング装置に適用した一形態例を示す要部の一部断面正面図である。チュービング装置の一部断面正面図である。同じく平面図である。従来のジャッキシリンダの一構造例を示す要部断面図である。

符号の説明

１０…チュービング装置、１１…ケーシングチューブ、１２…チャック、１３…回転体、１４…昇降フレーム、１５…回転駆動装置、１６…昇降用シリンダ、１７…ベースフレーム、１８…チャックフレーム、１９…ジャッキシリンダ、２０…ウエイト、２１…ウエイト台、２２…ビーム、３１…シリンダチューブ、３１ａ…雌ねじ、３１ｂ…鍔部、３１ｃ…カシメ部、３２…ピストンロッド、３３…ロッドカバー、３３ａ…筒部、３３ｂ…鍔部、３４…球面座、３４ａ…球面受け、３４ｂ…ロッド球面部、３５…フランジ、３６…抜止部材、３７…固定ボルト、３８…ブッシュ、３９ａ，３９ｂ…環状パッキン、４０…雄ねじ、４１ａ，４１ｂ…Ｏリング、４２…切欠部、４３…環状板部、４４…筒状部、４５…係止部

Claims

シリンダチューブと、該シリンダチューブ内に摺動自在に挿入されたピストンロッドと、前記シリンダチューブのロッド側開口に螺着されて前記ピストンロッドを摺動可能かつ液密に保持するロッドカバーとを備えた油圧シリンダにおいて、前記シリンダチューブに、前記ロッドカバーの外端面に係止可能な係止部を有する抜止部材を設けるとともに、前記シリンダチューブの外周に油圧シリンダを機器に固着するためのフランジを設け、油圧シリンダを前記機器に固着するボルトにより前記抜止部材を前記フランジに共締めしていることを特徴とする油圧シリンダ。
前記抜止部材は、前記フランジと共に前記機器に共締めされる環状板部と、該環状板部から前記ロッドカバーの外周部に向けて突出した筒状部と、該筒状部の突出端から内周側に向けて突出した前記係止部とを有していることを特徴とする請求項１記載の油圧シリンダ。
前記油圧シリンダは、チュービング装置のジャッキシリンダであることを特徴とする請求項１又は２記載の油圧シリンダ。