KR20170110639A

KR20170110639A - 실린더 장치

Info

Publication number: KR20170110639A
Application number: KR1020177023779A
Authority: KR
Inventors: 다카시 니시데; 다케시 기세
Original assignee: 가부시키가이샤 히다치 겡키 티에라
Priority date: 2015-09-11
Filing date: 2016-02-19
Publication date: 2017-10-11
Also published as: WO2017043100A1; EP3348714A4; US10392783B2; JP2017053174A; CN107407069A; KR101970263B1; EP3348714B1; CN107407069B; EP3348714A1; JP6509693B2; US20180044892A1

Abstract

버킷 실린더(21)는, 통 형상의 튜브(22)와, 돌출단측에 통 형상의 보스부(25)가 장착된 로드(24)와, 일측이 튜브(22)에 설치된 커버 가이드(28)에 지지되고, 타측이 보스부(25)에 장착된 보호 커버(34)를 구비하고 있다. 보스부(25)에는, 보스부(25)의 직경 방향 외측을 향하여 돌출하고 보스부(25) 및 보호 커버(34)를 보호하는 보호 돌기(39)가 설치되어 있다. 보호 커버(34)는, 탄성을 가지는 재료에 의해 판 형상으로 형성되고, 보호 커버(34)는, 커버 가이드(28)와 보스부(25)의 사이에서 로드(24)를 보호하는 판부(35)와, 판부(35)의 선단측으로부터 보스부(25)의 외주(25B)에 감기도록 형성된 감김부(37)로 이루어져 있다. 감김부(37)에는, 보호 돌기(39)에 대응하는 위치에 보호 돌기(39)가 계합하는 보호 돌기 계합 구멍(38)이 설치되어 있다.

Description

실린더 장치

본 발명은, 예를 들면 유압 셔블, 휠 로더 등의 건설 기계의 작업 장치에 적합하게 이용되는 실린더 장치에 관한 것이다.

일반적으로, 건설 기계의 대표예로서의 유압 셔블은, 자주 가능한 하부 주행체와, 당해 하부 주행체 상에 선회 장치를 개재하여 선회 가능하게 탑재된 상부 선회체와, 당해 상부 선회체의 전부(前部)에 상·하 방향으로 부앙동(俯仰動) 가능하게 장착된 작업 장치를 포함하여 구성되어 있다. 유압 셔블은, 상부 선회체를 선회시키면서 작업 장치를 이용하여 토사의 굴삭 작업 등을 행하는 것이다.

유압 셔블의 작업 장치는, 상부 선회체에 부앙동 가능하게 설치된 붐과, 당해 붐의 선단측에 회동(回動) 가능하게 설치된 아암과, 당해 아암의 선단측에 회동 가능하게 설치된 버킷을 포함하여 구성되어 있다. 이러한 붐, 아암, 버킷은 각각 유압 실린더 등으로 이루어지는 실린더 장치에 의해 구동된다.

실린더 장치는, 긴 통 형상을 이루고 길이 방향의 일측이 바닥부가 되어 폐색되고, 타측이 로드 가이드가 된 튜브와, 일측이 튜브 내에서 피스톤에 장착되고, 타측이 로드 가이드측으로부터 신축 가능하게 돌출하고 돌출단측에 통 형상의 보스부가 장착된 로드와, 로드를 보호하기 위하여 길이 방향의 일측이 튜브에 설치된 커버 가이드에 지지되고, 타측이 보스부에 장착된 긴 판 형상의 보호 커버를 구비하여 구성되어 있다. 이 보호 커버는, 튜브로부터 돌출한 로드에 굴삭 작업시의 토사, 암석 등이 충돌하는 것을 억제하고, 이러한 토사 등으로부터 로드를 보호하고 있다(특허문헌 1∼3).

일본공개특허 특개2006-16854호 공보 일본공개실용신안 실개평5-12708호 공보 일본공개특허 특개2007-107314호 공보

그런데, 상술한 특허문헌 1 내지 특허문헌 3에 의한 실린더 장치는, 예를 들면 유압 셔블의 버킷을 회동시키는 버킷 실린더 장치로서 이용할 수 있다. 이 경우, 유압 셔블을 주기(駐機)시키기 위하여 아암을 구부려 붐을 내리면, 보호 커버가 지면과 접촉하여 보호 커버의 수명이 저하한다는 문제가 있다. 또한, 상기 각 실린더 장치는, 보호 커버를 장착하기 위한 부품수가 많아 비용이 증대한다는 문제가 있다.

본 발명은 상술한 종래 기술의 문제를 감안하여 이루어진 것으로서, 본 발명의 목적은, 보호 커버의 부품수를 저감시킴과 함께, 수명을 향상시킨 실린더 장치를 제공하는 것에 있다.

본 발명은, 긴 통 형상을 이루고 길이 방향의 일측이 바닥부가 되어 폐색되고, 타측이 로드 가이드가 된 튜브와, 일측이 상기 튜브 내에서 피스톤에 장착되고, 타측이 로드 가이드측으로부터 신축 가능하게 돌출하고 돌출단측에 통 형상의 보스부가 장착된 로드와, 상기 로드를 보호하기 위하여 길이 방향의 일측이 상기 튜브에 설치된 커버 가이드에 지지되고, 타측이 상기 보스부에 장착된 긴 판 형상의 보호 커버를 구비하여 이루어지는 실린더 장치에 있어서, 상기 보스부에는, 당해 보스부의 직경 방향 외측을 향하여 돌출하고 상기 보스부 및 상기 보호 커버를 보호하는 보호 돌기가 설치되고, 상기 보호 커버는, 탄성을 가지는 재료에 의해 판 형상으로 형성되고, 상기 보호 커버는, 상기 커버 가이드와 상기 보스부의 사이에서 상기 로드를 보호하는 판부와, 당해 판부의 선단측으로부터 상기 보스부의 외주에 감기도록 원호 형상체로서 형성된 감김부로 이루어지고, 상기 감김부에는, 상기 보호 돌기에 대응하는 위치에 상기 보호 돌기가 계합(engaging)하는 보호 돌기 계합 구멍이 설치되는 것을 특징으로 하고 있다.

본 발명에 의하면, 보호 커버를 구비한 실린더 장치의 비용을 저감할 수 있음과 함께, 수명을 향상시킬 수 있다.

도 1은, 본 발명의 제 1 실시형태에 의한 실린더 장치를 유압 셔블의 버킷 실린더로서 이용한 경우를 나타내는 정면도이다.
도 2는, 도 1 중의 아암, 버킷, 버킷 실린더 등을 나타내는 주요부 확대의 정면도이다.
도 3은, 버킷 실린더를 단체(單體)로 나타내는 사시도이다.
도 4는, 버킷 실린더를 도 3 중의 화살 표시 Ⅳ-Ⅳ 방향으로부터 본 주요부 확대의 평면도이다.
도 5는, 튜브, 로드, 커버 가이드, 보호 커버를 나타내는 분해 사시도이다.
도 6은, 자유 상태에서의 보호 커버의 감김부, 로드의 보스부를 나타내는 주요부 확대의 분해도이다.
도 7은, 본 발명의 제 2 실시형태에 의한 실린더 장치를 단체로 나타내는 사시도이다.
도 8은, 튜브, 로드, 커버 가이드, 보호 커버를 나타내는 분해 사시도이다.

이하, 본 발명에 의한 실린더 장치를 유압 셔블의 버킷 실린더에 적용한 경우를 예로 들어 상세하게 설명한다.

도 1 내지 도 6은, 본 발명에 관련된 실린더 장치의 제 1 실시형태를 나타내고 있다.

유압 셔블(1)은, 자주 가능한 크롤러식의 하부 주행체(2)와, 당해 하부 주행체(2) 상에 선회 가능하게 탑재된 상부 선회체(3)와, 당해 상부 선회체(3)의 전부측에 설치된 스윙식의 작업 장치(4)를 포함하여 구성되어 있다. 유압 셔블(1)은, 작업 장치(4)에 의해 토사 등의 굴삭 작업을 행할 수 있다.

여기서, 스윙식의 작업 장치(4)는, 상부 선회체(3)의 베이스가 되는 선회 프레임(3A)의 전단측에 좌·우방향으로 요동 가능하게 장착된 스윙 포스트(5)와, 당해 스윙 포스트(5)의 상단부에 상·하 방향으로 회동 가능하게 장착된 붐(6)과, 당해 붐(6)의 선단측에 상·하 방향으로 회동 가능하게 장착된 아암(7)과, 당해 아암(7)의 선단측에 상·하 방향으로 회동 가능하게 장착된 버킷(8)을 포함하여 구성되어 있다.

도 1에 나타내는 바와 같이, 붐(6)의 하면측에는, 후술의 붐 실린더(9)의 로드가 회동 가능하게 장착되는 실린더 브래킷(6A)이 설치되어 있다. 한편, 붐(6)의 상면측에는, 후술의 아암 실린더(10)의 튜브가 회동 가능하게 장착되는 실린더 브래킷(6B)이 설치되어 있다. 또한, 아암(7) 중 붐(6)측의 기단부(基端部)에는, 후술의 아암 실린더(10)의 로드와 버킷 실린더(21)의 튜브(22)가 회동 가능하게 장착되는 실린더 브래킷(7A)이 설치되어 있다.

스윙 포스트(5)와 붐(6)의 실린더 브래킷(6A)의 사이에는, 붐(6)을 회동 가능하게 구동하는 붐 실린더(9)가 설치되어 있다. 또한, 붐(6)의 실린더 브래킷(6A)과 아암(7)의 실린더 브래킷(7A)의 사이에는, 아암(7)을 회동 가능하게 구동하는 아암 실린더(10)가 설치되어 있다. 아암(7)의 실린더 브래킷(7A)과 버킷 링크(11)의 사이에는, 버킷(8)을 회동 구동하는 후술의 버킷 실린더(21)가 설치되어 있다. 작업 장치(4)는, 스윙 실린더(도시 생략)에 의해 스윙 포스트(5)를 좌·우방향으로 요동시킨 상태에서, 붐(6), 아암(7), 버킷(8)을 회동시킴으로써, 예를 들면 도로의 측구 등의 굴삭 작업을 행하는 것이다.

다음에, 본 실시형태에 의한 실린더 장치의 대표예로서, 버킷 실린더(21)를 예로 들어 설명한다.

버킷 실린더(21)는, 아암(7)과 버킷 링크(11)의 사이에 설치된 것이고, 아암(7)에 대하여 버킷(8)을 회동시키는 것이다. 이 버킷 실린더(21)는 본 발명의 실린더 장치를 구성하고 있다. 버킷 실린더(21)는 튜브(22), 피스톤(도시 생략), 로드(24), 커버 가이드(28), 보호 커버(34)를 포함하여 구성되어 있다.

튜브(22)는, 길이 방향의 일측이 바닥부(22A)가 되어 폐색되고, 타측이 로드 가이드(22B)가 된 긴 통 형상(원통 형상)을 이루고 있다. 바닥부(22A)에는 장착 아이(클레비스)(23)가 일체적으로 설치되어 있다. 도 1에 나타내는 바와 같이, 장착 아이(23)는, 아암(7)의 실린더 브래킷(7A)에 회동 가능하게 핀 결합되어 있다. 튜브(22) 내에는, 피스톤(도시 생략)이 축 방향으로 슬라이딩 가능하게 끼워져 있다. 이 피스톤에는 후술의 로드(24)의 일측이 장착된다.

로드(24)는, 일측이 튜브(22) 내에서 피스톤에 장착되고, 타측이 로드 가이드(22B)측으로부터 신축 가능하게 돌출하고 있다. 도 6에 나타내는 바와 같이, 로드(24)의 돌출단측에는, 외경 치수(A)를 이루는 원통 형상의 보스부(25)가 장착되어 있다. 보스부(25)의 내주측은, 로드(24)의 축 방향(신축 방향)과 직교하는 방향으로 연장되는 핀 삽통(揷通) 구멍(25A)으로 되어 있다. 로드(24)는, 핀 삽통 구멍(25A)에 삽통한 핀(26)을 이용하여 버킷 링크(11)에 핀 결합된다(도 2 참조).

한편, 보스부(25)의 외주(25B) 중 로드(24)의 선단측에는 그리스 니플(27)이 설치되어 있다. 이 그리스 니플(27)은, 보스부(25)의 직경 방향 외측을 향하여 돌출하고 있다. 그리스 니플(27)은, 보스부(25)의 외주(25B)로부터 핀 삽통 구멍(25A)을 향하여 천설(穿設)된 급지(給脂) 구멍(도시 생략)에 장착되어 있다. 그리스 니플(27)은, 보스부(25)의 핀 삽통 구멍(25A)에 그리스 등의 윤활유를 공급하기 위한 것이다.

도 2에 나타내는 바와 같이, 그리스 니플(27)은, 보스부(25)의 외주(25B) 중 아암(7)의 반대측에 위치하여 보스부(25)의 직경 방향 외측을 향하여 돌출하고 있다. 따라서, 도시하지 않은 그리스 건을 용이하게 그리스 니플(27)에 장착하여 핀 삽통 구멍(25A)에 윤활유를 공급할 수 있다. 또한, 보스부(25)의 외주(25B)에는 후술의 보호 돌기(39)가 설치되어 있다. 그리스 니플(27)과 보호 돌기(39)는, 로드(24)의 신축 방향으로 나란히 설치되어 있다.

커버 가이드(28)는 튜브(22) 중 로드 가이드(22B)측에 설치되어 있다. 이 커버 가이드(28)는, 튜브(22)의 외주 중 아암(7)과는 반대측에 위치하여 튜브(22)에 용접 등에 의해 고착되어 있다. 커버 가이드(28)는, 로드(24)가 튜브(22)에 대하여 신축할 때에, 후술의 보호 커버(34)를 로드(24)의 신축 방향으로 이동 가능하게 지지하는 것이다. 커버 가이드(28)는 지지판(29), 지주(31), 협지판(挾持板)(32)을 포함하여 구성되어 있다.

지지판(29)은, 튜브(22)의 축 방향에 직교하는 방향으로 연장되는 대략 역U자 형상의 판재이고, 튜브(22)의 외주에 용접 등에 의해 고착되어 있다. 지지판(29)은, 튜브(22)의 외주에 용접 등에 의해 고착되고, 튜브(22)의 직경 방향 외측을 향하여 연장되는 한 쌍의 다리부(29A)와, 당해 다리부(29A)의 선단측을 접속하는 보호 커버 지지부(29B)에 의해 구성되어 있다. 보호 커버 지지부(29B)의 길이 방향의 양단측에는, 두께 방향으로 관통하는 관통 구멍(도시 생략)이 천설되어 있다. 보호 커버 지지부(29B)의 이면(29B1)(튜브(22)측의 면)에는, 상기 각 관통 구멍에 대응하는 위치에 각각 너트(30)(1개만 도시)가 용접 등에 의해 고착되어 있다. 또한, 보호 커버 지지부(29B)의 표면(29B2)에는, 상기 각 관통 구멍에 대응하는 위치에 각각 지주(31)가 용접 등에 의해 고착되어 있다.

각 지주(31)는, 내주측에 볼트 삽통 구멍(31A)이 천설된 원통체로서 형성되어 있다. 각 지주(31)의 높이 치수는, 후술의 보호 커버(34)의 두께 치수보다 큰 값으로 되어 있다. 또한, 각 지주(31) 사이의 치수는, 보호 커버(34)의 폭 치수보다 큰 값으로 되어 있다. 이에 의해, 각 지주(31) 사이에 보호 커버(34)의 판부(35)를 배치할 수 있는 구성으로 되어 있다.

협지판(32)은, 튜브(22)의 축 방향과 직교하는 방향으로 연장되는 대략 U자 형상의 판재이고, 지주(31)를 개재하여 지지판(29)에 대면하고 있다. 협지판(32)은, 지지판(29)과의 사이에서 후술의 보호 커버(34)를 협지하여 지지하는 것이다. 협지판(32)에는, 각 지주(31)에 대응하는 위치에 각각 볼트 관통 구멍(32A)이 천설되어 있다.

보호 커버 지지부(29B) 상의 각 지주(31) 사이에 보호 커버(34)의 판부(35)를 배치한 상태에서, 볼트(33)를 협지판(32)의 볼트 관통 구멍(32A), 지주(31)의 볼트 삽통 구멍(31A), 지지판(29)의 관통 구멍에 삽통하여 너트(30)에 나사 결합한다. 이에 의해, 보호 커버(34)의 판부(35)는, 지지판(29)과 협지판(32)의 사이에 약간의 간극을 가지고 협지되고, 로드(24)의 신축 방향으로 이동 가능하게 지지된다.

다음에, 버킷 실린더(21)의 로드(24)를 보호하기 위한 보호 커버(34)에 대하여 서술한다.

즉, 보호 커버(34)는, 길이 방향의 일측이 튜브(22)에 설치된 커버 가이드(28)에 지지되고, 타측이 보스부(25)에 장착되어 있다. 이 보호 커버(34)는, 튜브(22)로부터 보스부(25)까지 연장되는 긴 판 형상으로 형성되어 있다. 도 2에 나타내는 바와 같이, 보호 커버(34)는, 로드(24)를 토사 등으로부터 보호하기 위하여, 로드(24)를 사이에 두고 아암(7)과는 반대측에 배치되어 있다. 즉, 로드(24)는, 아암(7)과 보호 커버(34)의 사이에 위치하는 구성으로 되어 있다.

보호 커버(34)는, 토사, 암석 등의 접촉에 견딜 수 있도록, 탄성을 가지는 수지 재료 또는 탄성을 가지는 강판 재료에 의해 형성되어 있다. 수지 재료로서는, 예를 들면 내충격성이 강한 나일론, 폴리카보네이트, ASA 수지 등이 적합하게 이용된다. 또한, 강판 재료로서는, 예를 들면 탄소강, 실리콘 망간강 등의 스프링강이 적합하게 이용된다. 보호 커버(34)는 판부(35)와 감김부(37)에 의해 구성되어 있다.

판부(35)는, 커버 가이드(28)로부터 보스부(25)를 향하여 연장되는 긴 판 형상으로 형성되어 있다. 즉, 판부(35)는, 커버 가이드(28)와 보스부(25)의 사이에서 로드(24)를 보호하고 있다. 판부(35)는, 커버 가이드(28)의 지지판(29)과 협지판(32)의 사이에 협지되고, 로드(24)의 신축 방향으로 이동 가능하게 지지되어 있다. 즉, 판부(35)는, 커버 가이드(28)에 의해 빠짐 방지가 행해짐과 함께, 로드(24)의 신축 동작에 추종하여 커버 가이드(28)의 지지판(29)과 협지판(32)의 사이를 슬라이드 이동한다.

판부(35)는, 탄성을 가지는 수지 재료 또는 강판 재료에 의해 형성되어 있다. 따라서, 판부(35)는, 토사 등이 맞닿으면 로드(24)측을 향하여 오목 형상으로 탄성 변형(휨 변형)한다. 이에 의해, 판부(35)는, 토사 등의 접촉에 의한 외력을 완화하여 변형을 억제하고 있다.

판부(35)의 선단측에는, 두께 방향으로 관통하는 니플용 관통 구멍(36)이 형성되어 있다. 이 니플용 관통 구멍(36)은, 보스부(25)에 설치된 그리스 니플(27)에 대응하는 위치에 형성되고, 도시하지 않은 그리스 건의 노즐을 그리스 니플(27)에 장착할 때의 개구로 되어 있다. 또한, 니플용 관통 구멍(36)은, 토사 등이 판부(35)에 맞닿아 판부(35)가 로드(24)를 향하여 휘었을 때에, 그리스 니플(27)이 삽통하는 구성으로 되어 있다. 이에 의해, 그리스 니플(27)은, 판부(35)가 휘어도 판부(35)에 접촉하지 않으므로, 그리스 니플(27) 및 판부(35)의 수명을 향상시킬 수 있다.

감김부(37)는, 판부(35)의 선단측으로부터 보스부(25)의 외주(25B)에 감기도록 원호 형상체로서 형성되어 있다. 도 6에 나타내는 바와 같이, 감김부(37)의 원호 직경(B)은, 자유 상태(보스부(25)로부터 분리한 상태)에서는 보스부(25)의 외경 치수(A)보다 작은 직경으로 형성되어 있다. 감김부(37)는, 보스부(25)에 감긴 상태에서는 보스부(25)의 직경 방향 내측으로 탄성을 가지고 유지되어 있다. 즉, 감김부(37)는, 보스부(25)의 외주(25B)에 감입됨으로써, 보스부(25)에 유지되어 있다. 따라서, 보호 커버(34)는, 길이 방향의 일측은 판부(35)가 커버 가이드(28)에 의해 로드(24)의 신축 방향으로 이동 가능하게 지지되고, 타측은 감김부(37)가 보스부(25)의 외주(25B)에 탄성적으로 감겨 유지되어 있다.

보호 돌기 계합 구멍(38)은, 보스부(25)에 설치된 후술의 보호 돌기(39)에 대응하는 위치에서 감김부(37)의 두께 방향으로 관통하고 있다. 이 보호 돌기 계합 구멍(38)은, 로드(24)의 신축 방향에서 니플용 관통 구멍(36)과 나란히 형성되어 있다. 보호 돌기 계합 구멍(38)은, 보호 커버(34)가 탄성 변형함으로써, 보호 돌기(39)에 대하여 이동 가능하게 형성되어 있다.

구체적으로는, 보호 돌기 계합 구멍(38)은, 감김부(37)의 둘레 방향으로 연장되는 긴 구멍으로서 형성되어 있다. 도 4, 도 6에 나타내는 바와 같이, 보호 돌기 계합 구멍(38)의 길이 치수(C)는, 보호 돌기(39)의 외경 치수(D)보다 크게 형성되어 있다. 도 3, 도 4에 나타내는 바와 같이, 보스부(25)에 감김부(37)를 감입한 상태에서는, 보호 돌기 계합 구멍(38)의 기단측(니플용 관통 구멍(36)측)에 보호 돌기(39)가 위치하고 있다.

이 경우, 보호 커버(34)의 판부(35)에 토사 등이 접촉했을 때에는, 판부(35)가 로드(24)측을 향하여 오목 형상으로 탄성 변형(휨 변형)한다. 감김부(37)는, 그 변형에 의해 당겨져 보스부(25)의 외주(25B)를 둘레 방향으로 슬라이딩 변위한다. 그에 따라, 보호 돌기 계합 구멍(38)은, 보호 돌기(39)에 대하여 로드(24)의 신축 방향의 축소측로 이동한다. 이에 의해, 감김부(37) 및 보호 돌기(39)에 부하의 집중이 생기는 것을 억제할 수 있으므로, 보호 커버(34)의 수명을 향상시킬 수 있다.

보호 돌기(39)는, 그리스 니플(27)과는 다른 위치에서, 보스부(25)의 외주(25B)에 용접 등에 의해 고착되어 있다. 이 보호 돌기(39)는, 로드(24)의 신축 방향에서 그리스 니플(27)과 나란히 보스부(25)에 설치되어 있다. 보호 돌기(39)는, 예를 들면 중실(中實)한 원기둥체로 형성되고, 보스부(25)의 직경 방향 외측을 향하여 돌출하여 보스부(25) 및 보호 커버(34)를 보호하고 있다.

도 1, 도 2에 나타내는 바와 같이, 보호 돌기(39)는, 보스부(25)의 외주(25B) 중 로드(24)를 사이에 두고 아암(7)과는 반대측에 위치하고, 보스부(25)의 직경 방향 외측을 향하여 돌출하고 있다. 또한, 보호 돌기(39)는, 보호 커버(34)의 보호 돌기 계합 구멍(38)을 관통하여 보호 커버(34)의 판부(35)보다 외방으로 돌출하고 있다.

작업 장치(4)의 버킷(8)을 지면에 가까이 했을 때에는, 버킷 실린더(21)의 튜브(22)와 로드(24)가 지면에 가까워진다. 이 경우, 보호 돌기(39)는, 지면과 접촉함으로써 보호 커버(34)가 지면과 비접촉 상태가 된다. 구체적으로는, 도 1에 나타내는 바와 같은 유압 셔블(1)의 주기 상태로 하기 위하여, 유압 셔블(1)의 아암(7)을 구부려 붐(6)을 내렸을 때에, 보호 돌기(39)가 지면과 최초로 접촉한다. 따라서, 보호 커버(34)는 지면에 대하여 비접촉 상태가 된다. 즉, 보호 돌기(39)는, 유압 셔블(1)의 아암(7)을 구부려 붐(6)을 내렸을 때에, 보호 커버(34)가 지면과 비접촉 상태가 되도록 보스부(25)의 외주(25B)에 설치되어 있다.

또한, 예를 들면 보호 커버(34)를 장착하고 있지 않은 경우에는, 보호 돌기(39)가 지면에 접촉함으로써, 보스부(25)가 지면과 비접촉 상태가 된다. 따라서, 보호 돌기(39)는, 보스부(25) 및 보호 커버(34)를 지면과는 비접촉 상태로 함으로써, 보스부(25) 및 보호 커버(34)의 수명을 향상시킨다.

제 1 실시형태에 의한 버킷 실린더는 상술과 같은 구성을 가지는 것이고, 이 버킷 실린더를 구비한 유압 셔블(1)은, 예를 들면 스윙 실린더(도시 생략)에 의해 스윙 포스트(5)를 좌·우방향으로 요동시키고, 붐 실린더(9), 아암 실린더(10), 버킷 실린더(21)에 의해 각각 붐(6), 아암(7), 버킷(8)을 회동시켜, 도로의 측구 등의 굴삭 작업을 행할 수 있다.

이 굴삭 작업 시에 있어서, 버킷 실린더(21)의 로드(24)가 튜브(22)에 대하여 신축하면, 보호 커버(34)는, 커버 가이드(28)에 안내되면서 로드(24)에 추종하여 이동한다. 이에 의해, 보호 커버(34)는, 튜브(22)의 로드 가이드(22B)로부터 돌출한 로드(24)를 외주측으로부터 항상 보호하므로, 튜브(22)로부터 돌출한 로드(24)가 토사나 암석 등에 접촉하는 것을 방지할 수 있다.

그런데, 상술한 특허문헌 1 내지 특허문헌 3에 기재된 실린더 장치는, 예를 들면 유압 셔블의 버킷을 회동시키는 버킷 실린더 장치로서 이용할 수 있다. 이 경우, 유압 셔블의 주기 시 및 유압 셔블을 운반할 때 등에 아암을 구부려 붐을 내리면, 보호 커버가 지면 및 트레일러의 짐받이와 접촉하여 보호 커버의 수명이 저하한다는 문제가 있다.

또한, 상술한 특허문헌 1 및 특허문헌 2에 기재된 실린더 장치는, 토사 등이 보호 커버에 맞닿았을 때의 보호 커버의 변형을 억제하기 위하여, 보호 커버를 탄성 재료에 의해 형성하고 있다. 그러나, 보호 커버의 지지부는, 보호 커버가 탄성 변형했을 때의 부하를 집중시키지 않기 위하여 복잡한 구성으로 되어 있으므로 부품수가 많고, 비용이 증대한다는 문제가 있다.

그래서, 제 1 실시형태에 의한 실린더 장치(버킷 실린더(21))는, 로드(24)의 보스부(25)에 당해 보스부(25)의 직경 방향 외측을 향하여 돌출하는 보호 돌기(39)를 설치하고 있다. 이 보호 돌기(39)는, 보호 커버(34)의 보호 돌기 계합 구멍(38)을 관통하여 보호 커버(34)의 판부(35)보다 외방으로 돌출하고 있다. 따라서, 작업 장치(4)의 버킷(8)을 지면에 가까이 하여 버킷 실린더(21)의 튜브(22)와 로드(24)가 지면에 가까워질 때에는, 보호 돌기(39)가 지면과 접촉함으로써 보호 커버가 지면과 비접촉 상태가 된다.

구체적으로는, 도 1, 도 2에 나타내는 바와 같이, 유압 셔블(1)의 아암(7)을 구부려 붐(6)을 내렸을 때에, 보호 돌기(39)가 지면과 최초로 접촉함으로써, 보호 커버(34)는 지면에 대하여 비접촉 상태가 된다. 이에 의해, 보호 커버(34)는 보호 돌기(39)에 의해 보호되므로, 수명을 향상시킬 수 있다.

또한, 보호 돌기(39)는, 보스부(25)의 외주(25B) 중 그리스 니플(27)과는 다른 위치에 설치되어 있다. 이에 의해, 그리스 니플(27)에 토사 등이 접촉하는 것을 억제할 수 있으므로, 그리스 니플(27)의 수명을 향상시킬 수 있다.

또한, 보호 커버(34)는 탄성을 가지는 재료에 의해 형성되어 있다. 게다가, 이 보호 커버(34)는, 커버 가이드(28)로부터 보스부(25)를 향하여 연장된 판부(35)와, 판부(35)의 선단측으로부터 보스부(25)의 외주에 감기도록 원호 형상체로서 형성된 감김부(37)로 이루어져 있다. 도 6에 나타내는 바와 같이, 감김부(37)의 원호 직경(B)은, 자유 상태에서는 보스부(25)의 외경 치수(A)보다 작은 직경으로 형성되어 있다.

감김부(37)는, 보스부(25)에 감긴 상태에서는 보스부(25)의 직경 방향 내측으로 탄성을 가지고 유지되어 있다. 즉, 보호 커버(34)의 감김부(37)는, 보스부(25)의 외주(25B)에 감입됨으로써, 보스부(25)에 유지되어 있다. 또한, 판부(35)는, 커버 가이드(28)에 의해 로드(24)의 신축 방향으로 이동 가능하게 지지되어 있다. 이에 의해, 보호 커버(34)는, 적은 부품수로 튜브(22) 및 로드(24)에 장착하고 있으므로, 비용을 저감시킬 수 있다.

게다가, 보호 커버(34)에 형성된 보호 돌기 계합 구멍(38)은, 감김부(37)의 둘레 방향으로 연장되는 긴 구멍으로서 형성되어 있다. 즉, 보호 돌기 계합 구멍(38)의 길이 치수(C)는, 보호 돌기(39)의 외경 치수(D)보다 큰 치수로 되어 있다. 보스부(25)에 감김부(37)를 감입한 상태에서는, 보호 돌기 계합 구멍(38)의 기단측(니플용 관통 구멍(36)측)에 보호 돌기(39)가 위치하는 구성으로 되어 있다.

이 경우, 보호 커버(34)의 판부(35)에 토사 등이 접촉했을 때에는, 판부(35)가 로드(24)측을 향하여 오목 형상으로 탄성 변형(휨 변형)한다. 감김부(37)는, 그 변형에 의해 당겨져 보스부(25)의 외주(25B)를 둘레 방향으로 슬라이딩 변위한다. 그에 따라, 보호 돌기 계합 구멍(38)은, 보호 돌기(39)에 대하여 로드(24)의 신축 방향의 축소측으로 이동한다. 이에 의해, 감김부(37) 및 보호 돌기(39)에 부하의 집중이 생기는 것을 억제할 수 있으므로, 보호 커버(34)의 수명을 향상시킬 수 있다. 즉, 보호 커버(34)는, 부품수를 적게 해도 감김부(37)를 회동 가능하게 하여, 판부(35)의 탄성 변형에 의한 부하의 집중을 억제할 수 있으므로, 비용을 저감할 수 있다.

다음에, 도 7 및 도 8은 본 발명의 제 2 실시형태를 나타내고 있다. 본 실시형태의 특징은, 보스부에 감김부를 빠짐 방지하는 빠짐 방지 부재를 설치한 것에 있다. 또한, 본 실시형태에서는, 상기 제 1 실시형태와 동일한 구성 요소에 동일한 부호를 붙이고, 그 설명을 생략하는 것으로 한다.

빠짐 방지 부재(41)는, 보스부(25)의 외주(25B) 중 보호 돌기(39)와는 다른 위치에 설치되어 있다. 이 빠짐 방지 부재(41)는, 보스부(25)의 외주(25B)에 용접 등에 의해 고착되고, 보스부(25)의 직경 방향 외측을 향하여 돌출하여 후술의 감김부(47)를 빠짐 방지하는 것이다. 빠짐 방지 부재(41)는 나사 시트(42), 볼트(43), 와셔(44)에 의해 구성되어 있다.

도 7, 도 8에 나타내는 바와 같이, 나사 시트(42)는, 보스부(25)의 외주(25B) 중 로드(24)의 신축 방향에 위치하여 보스부(25)의 직경 방향 외측을 향하여 돌출하고 있다. 환언하면, 나사 시트(42)는, 보스부(25)의 외주(25B)로부터 로드(24)의 신축 방향의 신장측을 향하여 돌출하고 있다. 보호 커버(45)는, 와셔(44)가 장착된 볼트(43)를 후술의 빠짐 방지 부재 계합 구멍(48)에 삽통하여 나사 시트(42)에 나사 결합함으로써, 와셔(44)와 나사 시트(42)의 사이에서 감김부(47)를 협지하여 빠짐 방지가 행해진다.

이 경우, 빠짐 방지 부재(41)는, 로드(24)의 신축 방향에 위치하여 보스부(25)의 직경 방향 외측을 향하여 돌출하고 있으므로, 후술의 판부(46)로부터 외방으로는 돌출하지 않는다. 따라서, 빠짐 방지 부재(41)는, 예를 들면 유압 셔블(1)의 아암(7)을 구부려 붐(6)을 내렸을 때에, 볼트(43) 등이 지면과는 비접촉 상태가 되므로, 빠짐 방지 부재(41)의 안정성, 수명을 향상시킬 수 있다.

보호 커버(45)는, 제 1 실시형태와 동일하게, 탄성을 가지는 수지 재료 또는 탄성을 가지는 강판 재료에 의해 형성되어 있다. 수지 재료로서는, 예를 들면 내충격성이 강한 나일론, 폴리카보네이트, ASA 수지 등이 적합하게 이용된다. 또한, 강판 재료로서는, 예를 들면 탄소강, 실리콘 망간강 등의 스프링강이 적합하게 이용된다. 보호 커버(45)는 판부(46)와 감김부(47)에 의해 구성되어 있다. 판부(46)는, 커버 가이드(28)로부터 보스부(25)를 향하여 연장되는 긴 판 형상으로 형성되어 있다. 즉, 판부(46)는, 커버 가이드(28)와 보스부(25)의 사이에서 로드(24)를 보호하고 있다. 한편, 감김부(47)는, 판부(46)의 선단측으로부터 보스부(25)의 외주(25B)에 감기도록 원호 형상체로서 형성되어 있다.

또한, 감김부(47)는, 제 1 실시형태에 의한 감김부(37)와 동일하게, 보스부(25)의 직경 방향 내측으로 탄성을 가지고 유지되어 있어도 된다. 그러나, 감김부(47)는, 빠짐 방지 부재(41)에 의해 보스부(25)에 대하여 빠짐 방지가 행해지고 있는 점으로부터, 감김부(47)가 보스부(25)의 직경 방향 내측으로 탄성을 가지고 있지 않아도 된다.

빠짐 방지 부재 계합 구멍(48)은, 감김부(47)의 둘레 방향에서 보호 돌기 계합 구멍(38)과 나란히 형성되어 있다. 이 빠짐 방지 부재 계합 구멍(48)은, 보스부(25)에 설치된 빠짐 방지 부재(41)에 대응하는 위치에서 감김부(47)의 두께 방향으로 관통하고 있다. 빠짐 방지 부재 계합 구멍(48)은, 보호 커버(45)가 탄성 변형함으로써, 빠짐 방지 부재(41)에 대하여 이동 가능하게 형성되어 있다.

구체적으로는, 빠짐 방지 부재 계합 구멍(48)은, 감김부(47)의 둘레 방향으로 연장되는 긴 구멍으로서 형성되어 있다. 보스부(25)에 감김부(47)를 감입한 상태에서는, 빠짐 방지 부재 계합 구멍(48)의 기단측(보호 돌기 계합 구멍(38)측)에 빠짐 방지 부재(41)가 위치하고 있다. 이 경우, 보호 커버(45)의 판부(46)에 토사 등이 접촉했을 때에는, 판부(46)가 로드(24)측을 향하여 오목 형상으로 탄성 변형(휨 변형)한다. 감김부(47)는, 그 변형에 의해 당겨져 보스부(25)의 외주(25B)를 둘레 방향으로 슬라이딩 변위한다. 그에 따라, 빠짐 방지 부재 계합 구멍(48)은, 빠짐 방지 부재(41)에 대하여 보스부(25)의 둘레 방향으로 이동한다. 이에 의해, 감김부(47) 및 빠짐 방지 부재(41)에 부하의 집중이 생기는 것을 억제할 수 있으므로, 보호 커버(45)의 수명을 향상시킬 수 있다.

이렇게 하여, 이와 같이 구성된 제 2 실시형태에 있어서도, 상술한 제 1 실시형태와 동일한 작용 및 효과를 얻을 수 있다. 특히, 제 2 실시형태에 있어서는, 감김부(47)가 보스부(25)의 직경 방향 내측으로 탄성을 가지고 유지되어 있음과 함께, 빠짐 방지 부재(41)에 의해 감김부(47)를 빠짐 방지하고 있다. 이에 의해, 보호 커버(45)는 안정성을 보다 향상시킬 수 있다. 또한, 빠짐 방지 부재(41)는, 로드(24)의 신축 방향에 위치하여 보스부(25)의 직경 방향 외측을 향하여 돌출하고 있다. 이에 의해, 예를 들면 유압 셔블(1)의 아암(7)을 구부려 붐(6)을 내렸을 때에, 보호 돌기(39)가 지면에 최초로 접촉함으로써, 볼트(43) 등은 지면과 비접촉 상태가 된다. 따라서, 빠짐 방지 부재(41)의 안정성, 수명을 향상시킬 수 있다.

또한, 상술한 제 1 실시형태에서는, 보호 돌기(39)를 원기둥체로 한 경우를 예로 들어 설명하였다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 예를 들면 보호 돌기를 각기둥체에 의해 형성해도 된다. 이것은 제 2 실시형태에 대해서도 동일하다.

또한, 상술한 제 1 실시형태에서는, 보호 돌기 계합 구멍(38)을 감김부(37)의 둘레 방향으로 연장되는 긴 구멍으로서 형성한 경우를 예로 들어 설명하였다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 예를 들면 보호 돌기 계합 구멍을 보호 돌기의 외경 치수보다 큰 공경(孔徑)을 가지는 원형 구멍으로 해도 된다. 이것은 제 2 실시형태에 대해서도 동일하다.

또한, 상술한 제 2 실시형태에서는, 빠짐 방지 부재(41)를 나사 시트(42)와 볼트(43)와 와셔(44)에 의해 구성한 경우를 예로 들어 설명하였다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 예를 들면 핀 구멍을 가지는 통부에 와셔를 구비한 핀을 박아 넣음으로써, 감김부의 빠짐 방지를 행해도 된다.

또한, 상술한 각 실시형태에서는, 실린더 장치를 유압 셔블(1)의 버킷 실린더(21)에 적용한 경우를 예로 들어 설명하였다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 예를 들면 실린더 장치를 유압 셔블(1)의 붐 실린더(9) 또는 아암 실린더(10)에 적용해도 되고, 나아가서는 유압 셔블(1)에 한정되지 않고, 예를 들면 유압 크레인 등의 다른 건설 기계 또는 다른 작업 기계에 탑재되는 실린더 장치에 널리 적용할 수 있는 것이다.

21 : 버킷 실린더(실린더 장치)
22 : 튜브
22A : 바닥부
22B : 로드 가이드
24 : 로드
25 : 보스부
28 : 커버 가이드
34, 45 : 보호 커버
35, 46 : 판부
37, 47 : 감김부
38 : 보호 돌기 계합 구멍
39 : 보호 돌기
41 : 빠짐 방지 부재
48 : 빠짐 방지 부재 계합 구멍
A : 보스부의 외경 치수
B : 감김부의 원호 직경

Claims

긴 통 형상을 이루고 길이 방향의 일측이 바닥부가 되어 폐색되고, 타측이 로드 가이드가 된 튜브와,
일측이 상기 튜브 내에서 피스톤에 장착되고, 타측이 로드 가이드측으로부터 신축 가능하게 돌출하고 돌출단측에 통 형상의 보스부가 장착된 로드와,
상기 로드를 보호하기 위하여 길이 방향의 일측이 상기 튜브에 설치된 커버 가이드에 지지되고, 타측이 상기 보스부에 장착된 긴 판 형상의 보호 커버를 구비하여 이루어지는 실린더 장치에 있어서,
상기 보스부에는, 당해 보스부의 직경 방향 외측을 향하여 돌출하고 상기 보스부 및 상기 보호 커버를 보호하는 보호 돌기가 설치되고,
상기 보호 커버는, 탄성을 가지는 재료에 의해 판 형상으로 형성되고, 상기 보호 커버는, 상기 커버 가이드와 상기 보스부의 사이에서 상기 로드를 보호하는 판부와, 당해 판부의 선단측으로부터 상기 보스부의 외주에 감기도록 원호 형상체로서 형성된 감김부로 이루어지고,
상기 감김부에는, 상기 보호 돌기에 대응하는 위치에 상기 보호 돌기가 계합하는 보호 돌기 계합 구멍이 설치되는 것을 특징으로 하는 실린더 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 감김부의 원호 직경은, 자유 상태에서는 상기 보스부의 외경 치수보다 작은 직경으로 형성되고,
상기 감김부는, 상기 보스부에 감긴 상태에서는 상기 보스부의 직경 방향 내측으로 탄성을 가지고 유지되어 이루어지는 실린더 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 보호 돌기 계합 구멍은, 상기 보호 커버가 탄성 변형함으로써 상기 보호 돌기에 대하여 이동 가능하게 형성되어 이루어지는 실린더 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 보스부에는, 상기 보호 돌기와는 다른 위치에 당해 보스부의 직경 방향 외측을 향하여 돌출하고 상기 감김부를 빠짐 방지하는 빠짐 방지 부재가 설치되고,
상기 감김부에는, 상기 빠짐 방지 부재에 대응하는 위치에 상기 빠짐 방지 부재가 계합하는 빠짐 방지 부재 계합 구멍이 설치되어 이루어지는 실린더 장치.
제 4 항에 있어서,
상기 빠짐 방지 부재 계합 구멍은, 상기 보호 커버가 탄성 변형함으로써 상기 빠짐 방지 부재에 대하여 이동 가능하게 형성되는 실린더 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 튜브와 상기 로드는, 건설 기계를 구성하는 작업 장치의 아암과 버킷의 사이에 설치된 버킷 실린더로서 구성되고,
상기 작업 장치의 상기 버킷을 지면에 가까이 함으로써 상기 버킷 실린더의 상기 튜브와 상기 로드가 지면에 가까워질 때, 상기 보호 돌기가 지면과 접촉함으로써 상기 보호 커버가 지면과 비접촉 상태가 되는 실린더 장치.