JPH10220415A - 直動形油圧アクチュエータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 直動形油圧アクチュエータの前室を密封する
シールが圧力上昇によって損傷するのを防止し、上記油
圧アクチュエータの性能を長期にわたって維持する。 【解決手段】 シリンダ１１内にピストン１４を摺動自
在に組込む。シリンダ１１の内部には、ピストン１４の
前後に前室１９および後室２０を形成すると共に、ピス
トン１４に設けられたロッド１６を案内するロッド案内
面１８を形成する。ロッド案内面１８にシール２３を取
付け、そのシール２３をロッド１６の外周に密着させて
前室１９および後室２０を密封する。シリンダ１１には
シール２３と前室１９間においてシール２３の近接位置
で開口する油溜り２４を設ける。ロッド１６の外周に付
着する油膜がロッド１６とロッド案内面１８間の隙間に
引き込まれて、上記隙間内の油の圧縮による圧力上昇
を、油溜り２４に封入された油の圧縮により抑制し、シ
ール２３が圧力上昇によって損傷するのを防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、油圧を駆動源と
する直動形のアクチュエータに係り、特に高圧条件下で
高速作動する衝撃動工具等に利用されるものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、シリンダの下部にスライド自在
に挿入されたチゼルによってコンクリート等を衝撃的に
破砕する衝撃動工具においては、油圧又は油圧とガス圧
を駆動源とするアクチュエータの作動によって上記チゼ
ルを打撃している。

【０００３】特公平７−６３９３９号公報に記載された
衝撃動工具のアクチュエータにおいては、シリンダ内に
スライド自在に組込まれたピストンの上下に、そのピス
トンよりやや小径の上部ロッドと下部ロッドとを設け、
前記シリンダ内には上記ピストンの下面側に前室と上面
側に後室を設けると共に、上部ロッドの上面側にガス室
を形成し、上記前室および後室と給油口および排油口の
連通をバルブにより制御し、油圧とガス室に封入された
ガスの圧力によりピストンを上下動させ、その下降時に
下部ロッドの下端でチゼルを打撃している。

【０００４】上記アクチュエータにおいては、前室およ
び後室に供給された圧油が漏洩すると、圧力不足によっ
てピストンを上下動させることができず、衝撃動工具の
機能を発揮させることができない。

【０００５】このため、上記アクチュエータにおいて
は、ピストンの上部ロッドおよび下部ロッドを案内する
ロッド案内面に複数のシールを取付け、各シールの内周
を下部ロッドの外周および上部ロッドの外周に密着させ
て前室および後室を密封し、各室に供給された圧油の漏
洩を防止している。

【０００６】ここで、シールとして、ステップシール、
Ｕパッキン、グライドリング等が用いられる。これら各
種のシールは単独もしくは組合わせによって使用され
る。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、衝撃動工具
のアクチュエータにおいては前室を密封する複数のシー
ルが損傷し易いという問題がある。

【０００８】すなわち、ピストンの下降時、前室内の油
は急速降下するピストンの圧縮作用を受けるため、きわ
めて高い圧力となり、その圧力下において下部ロッドの
外周に付着する油膜は、下部ロッドとロッド案内面間に
形成された隙間に引き込まれることになる。

【０００９】このとき、下部ロッドとロッド案内面間の
隙間はシールによって密封されているため、上記隙間に
封入された油は圧縮作用を受けて密度が高くなり圧力が
上昇する。その圧力は軸方向に並ぶ複数のシールのう
ち、前室側に位置するシールに負荷されるため、前室側
のシールが最も速く損傷する。そして、前室側のシール
が損傷すると、その下方のシールに上記圧力が負荷され
るため、複数のシールは前室側のシールから順に損傷す
ることになる。

【００１０】ここで、シールが損傷すると、前室内の圧
油が漏洩し、衝撃動工具の性能が低下し、ついには使用
不能になるため、衝撃動工具の性能の維持を図るうえに
おいては、シール寿命の向上を図ることが重要である。

【００１１】この発明の課題は、直動形アクチュエータ
の前室を密封するシールが圧力上昇によって破損するの
を防止し、シールの損傷によるアクチュエータの性能の
低下を抑制することである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに、この発明においては、シリンダ内にピストンを摺
動自在に組込み、上記シリンダの内部にはピストンの前
面側および後面側に前室および後室を形成すると共に、
ピストンの前面に設けられたロッドを案内するロッド案
内面を設け、そのロッド案内面に取付けられたシールを
上記ロッドの外周に密着させて前室内の作動油の漏洩を
防止する直動形油圧アクチュエータにおいて、前記シリ
ンダに、前記前室とシール間においてそのシールの近接
位置で開口する油溜りを設けた構成を採用している。

【００１３】上記のように、油溜りを設けると、ロッド
の外周に付着する油膜の引き込みによってロッドとロッ
ド案内面間の隙間に封入された油の圧力上昇を上記油溜
りに溜る油の液圧縮によって吸収することができ、上記
隙間の圧力上昇を抑制することができる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面に基づいて説明する。

【００１５】図示のように、衝撃動工具は、チゼル１
と、そのチゼル１を打撃する直動形油圧アクチュエータ
１０とから成る。

【００１６】アクチュエータ１０はシリンダ１１を有す
る。シリンダ１１はシリンダ本体１２と、その内部に嵌
合されたシリンダブッシュ１３とから成り、上記シリン
ダブッシュ１３内にピストン１４が摺動自在に組込まれ
ている。ピストン１４の上下には、そのピストン１４よ
りやや小径の上部ロッド１５と下部ロッド１６とが設け
られ、各ロッド１５、１６はシリンダブッシュ１３の内
周に形成されたロッド案内面１７、１８によってスライ
ド自在に支持されている。

【００１７】シリンダ１１の内部には、ピストン１４の
下面側に前室１９と、上面側に後室２０とが形成されて
いる。また、上部ロッド１５の上面側にガス室２１が設
けられ、そのガス室２１に窒素ガスが封入されている。

【００１８】ピストン１４は前室１９に対する圧油の供
給によって上昇する。このとき、後室２０内の油は図示
省略した排油口から排出される。

【００１９】また、ピストン１４の上昇によってガス室
２１に封入された窒素ガスが圧縮されてエネルギが蓄積
され、その窒素ガスの膨張によるエネルギによりピスト
ン１４が急速度で下降してシリンダ１１の下部内に挿入
された前記チゼル１の上端を打撃する。

【００２０】ピストン１４の下降時、前室１９は給油口
に対する連通が遮断されると共に排油口又は後室２０と
連通し、前室１９内の油が排出される。

【００２１】上記のような油の流れは、シリンダ１１の
外周に取付けた弁箱２２内のバルブ（図示省略）によっ
て制御される。

【００２２】シリンダブッシュ１３に形成されたロッド
案内面１７、１８には、各面のそれぞれに複数のシール
２３が取付けられている。シール２３のそれぞれは上部
ロッド１５および下部ロッド１６の外周に密着して前室
１９および後室２０を密封し、各室１９、２０内の油が
漏洩するのを防止する。

【００２３】ここで、シール２３として、Ｕパッキン、
グライドリング、ステップシールを用いることができ
る。

【００２４】上記の構成から成るアクチュエータにおい
て、ガス室２１に封入された窒素ガスの膨張によるエネ
ルギによりピストン１４が急速度で下降すると、下部ロ
ッド１６の外周に付着する油膜が下部ロッド１６とロッ
ド案内面１８間の隙間に引き込まれるため、従来の技術
の項で述べたように、シール２３により密閉された上記
隙間内の油が圧縮されて圧力が上昇し、前室１９側のシ
ール２３が損傷し易い。

【００２５】そのシール２３の損傷を防止するため、シ
リンダ１１を形成するシリンダブッシュ１３に油溜り２
４を設け、その油溜り２４をロッド案内面１８で開口さ
せると共に、その開口位置を前室１９側のシール２３の
近接位置としている。

【００２６】油溜り２４には油が充填され、その油がシ
リンダブッシュ１３の外径面とシリンダ本体１２の内径
面間より洩れるのを防止するため、上記シリンダブッシ
ュ１３の外径面において、上記油溜り２４を挟む両側位
置にシール２５を取付けている。

【００２７】一般に、油は非圧縮性と考えられている
が、厳密には非圧縮性でなく、数％程度の圧縮性を有し
ている。

【００２８】このため、シリンダブッシュ１３に油溜り
２４を形成することにより、下部ロッド１６の外周に付
着する油膜の引き込みによって隙間の油が圧縮作用を受
けたとしても、上記油溜り２４に充填された油の圧縮に
よって上記隙間内の圧力上昇を抑制することができる。

【００２９】したがって、前室１９を密封するシール２
３が圧力の上昇によって損傷するのを防止することがで
きる。上記のような油溜り２４は、シリンダブッシュ１
３の内径側に設けてもよく、効果は同じである。

【００３０】上記のような油溜り２４は、後室２０を密
封するシール側にも設けて、そのシールが圧力上昇によ
り損傷するのを防止するのが好ましい。

【００３１】実施の形態では、衝撃動工具のアクチュエ
ータを例にとって説明したが、アクチュエータはこれに
限定されない。例えばストロークの長い、あるいは高速
作動する油圧シリンダであってもよい。

【００３２】

【発明の効果】以上のように、この発明においては、シ
リンダの前室を密閉するシールに近接して油溜りを設け
たので、ピストンのロッド外周に付着する油膜の引き込
みによってロッドとロッド案内面間に形成された隙間の
圧力上昇を上記油溜りに充填された油の圧縮によって抑
制することができる。

【００３３】このため、圧力上昇によるシールの損傷を
防止し、油圧アクチュエータの性能を長期にわたって維
持することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明に係るアクチュエータを用いた衝撃動
工具の断面図

【図２】同上の要部を示す拡大断面図

【符号の説明】

１１ シリンダ １４ ピストン １６ 下部ロッド １８ ロッド案内面 １９ 前室 ２３ シール ２４ 油溜り

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 斉藤 直 名張市八幡1300番地の80 日本ニューマチ ック工業株式会社名張工場内 (72)発明者 西山 香津美 名張市八幡1300番地の80 日本ニューマチ ック工業株式会社名張工場内 (72)発明者 寺田 弘 名張市八幡1300番地の80 日本ニューマチ ック工業株式会社名張工場内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリンダ内にピストンを摺動自在に組込
   み、上記シリンダの内部にはピストンの前面側および後
   面側に前室および後室を形成すると共に、ピストンの前
   面に設けられたロッドを案内するロッド案内面を設け、
   そのロッド案内面に取付けられたシールを上記ロッドの
   外周に密着させて前室内の作動油の漏洩を防止する直動
   形油圧アクチュエータにおいて、前記シリンダに、前記
   前室とシール間においてそのシールの近接位置で開口す
   る油溜りを設けたことを特徴とする直動形油圧アクチュ
   エータ。