JP2001041323A - 水圧式シリンダ装置 - Google Patents
水圧式シリンダ装置Info
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Abstract
式シリンダ装置に匹敵する耐久性に優れた水圧式シリン
ダ装置を提供すること。 【解決手段】 シリンダ本体1の内部を二つの圧力室
7、8に画成するピストンロッド2を備え、ピストンロ
ッド2は一方の圧力室7に水(作動液)を供給すること
により伸張方向に移動されかつ他方の圧力室8に水を供
給することにより短縮方向に移動され、シリンダ本体1
にはピストンロッド2が伸張方向に移動されたときにロ
ッド部6が突出する突出側端部にロッド部6の貫通穴2
3が形成され、貫通穴23にはロッド部6を摺動可能に
支持する摺動軸受け24と他方の圧力室8の水の洩れを
防止する軸封パッキン部材25とが設けられ、突出側端
部にはピストンロッド2が少なくとも短縮方向に移動さ
れたときにロッド部6の外周面6aに潤滑水を供給する
潤滑水供給手段30が設けられている。
Description
ることのできる水圧式シリンダ装置に関するものであ
る。
リンダ装置として油圧式のものが用いられている。この
種のシリンダ装置は、シリンダ本体の内部に摺動可能に
配設されて、このシリンダ本体の内部を二つの圧力室に
画成するピストンロッドを備えている。そのピストンロ
ッドは一方の圧力室に作動液を供給することにより伸張
方向に移動され、かつ、他方の圧力室に作動液を供給す
ることにより短縮方向に移動される。
成されている。この貫通穴には、ロッド部を摺動可能に
支持する摺動軸受けと他方の圧力室の作動液の洩れを防
止する軸封パッキン部材とが設けられている。また、作
動液としては油が用いられている。
シリンダ装置では作動液に油が用いられているため、廃
液の処理が難しく環境に優しくないとして、近時、廃液
処理の容易な環境に優しいシリンダ装置として、作動液
として水を用いた水圧式シリンダ装置の開発が望まれて
いる。
て油の代わりに水を用いると、水は油に較べて粘性が低
いため、ピストンロッドが伸張方向に移動されたとき
に、ピストンロッドのロッド部外周に付着している水が
軸封パッキン部材により剥ぎ取られるが、剥ぎ取られる
直前までロッド部の外周面を濡らしていた水膜が軸封パ
ッキン部材とロッド部との接触面で潤滑作用を果たすの
で、ピストンロッドは伸張方向にはスムーズに移動でき
る。
に移動させようとすると、軸封パッキン部材により水膜
が剥ぎ取られて外周面が乾いた状態のロッド部が軸封パ
ッキン部材に摺接してシリンダ本体の内部に引き込まれ
るため、軸封パッキン部材とロッド部との間の接触面の
摺動抵抗が大きくなり、これが何度も繰り返されると、
軸封パッキン部材が摩耗して水洩れが発生する原因とな
り、水圧式シリンダ装置は油圧式シリンダ装置に較べて
耐久性に劣るという問題があった。
ので、その課題は、軸封パッキン部材の摺動抵抗を軽減
し、油圧式シリンダ装置に匹敵する耐久性に優れた水圧
式シリンダ装置を提供することにある。
め、本願請求項1に記載の発明に係る水圧式シリンダ装
置は、シリンダ本体の内部に摺動可能に配設されて該シ
リンダ本体の内部を二つの圧力室に画成するピストンロ
ッドを備え、該ピストンロッドは一方の圧力室に水を供
給することにより伸張方向に移動されかつ他方の圧力室
に水を供給することにより短縮方向に移動され、前記シ
リンダ本体には該ピストンロッドのロッド部が貫通する
貫通穴が形成され、該貫通穴には前記ロッド部を摺動可
能に支持する摺動軸受けと前記他方の圧力室からの水の
洩れを防止する軸封パッキン部材とが設けられ、シリン
ダ本体には前記ピストンロッドが少なくとも短縮方向に
移動されたときに、前記軸封パッキンよりも外側に位置
する前記ロッド部の外周面に潤滑水を供給する潤滑水供
給手段が設けられていることを特徴とするものである。
ロッドが短縮方向に移動されてシリンダ本体の内部に引
き込まれる際には、ピストンロッドが伸張方向に移動し
たときに水膜が剥ぎ取られて乾いた状態にあるロッド部
の外周面に、潤滑水供給手段から潤滑水が供給されるの
で、軸封パッキン部材とロッド部との間の接触面の摺動
抵抗を軽減でき、ひいては軸封パッキン部材の摩耗低減
を図ることができることになって、油圧式シリンダ装置
に匹敵する耐久性を得ることができる。
項1に記載された水圧式シリンダ装置おいて、前記貫通
穴には前記軸封パッキン部材の外側に塵挨混入防止用の
ダストシール部材が設けられ、前記潤滑水供給手段は前
記軸封パッキン部材と前記ダストシール部材との間に配
置されていることを特徴とするものである。
ロッドを短縮方向へ移動させるときに当該ダストシール
部材によって塵挨が除去され、塵挨が付着したまま軸封
パッキン部材にロッド部が摺接して引き込まれることを
防止でき、塵挨による軸封パッキンの損傷を抑制でき
る。さらに、潤滑水供給手段により供給される潤滑水を
ダストシール部材によって封じ、外部への潤滑水の漏れ
を低減できる。
項2に記載された水圧式シリンダ装置において、前記ダ
ストシール部材は潤滑水が前記貫通穴から洩れ出るのを
防止する環状リップ部と塵挨が前記ロッド部の外周面に
付着して前記シリンダ本体の内部に混入するのを防止す
る環状リップ部とを備えた二重リップ構造であることを
特徴とするものである。
貫通穴から外部に流出するのをより低減できる。更に、
潤滑水供給部分を大気圧雰囲気になるようにしておけ
ば、前記環状リップ部も大気圧となるので、高圧下での
シール性能を要求されず、環状リップ部がロッドを押圧
する力が小さいものでよいため、摩擦抵抗が小さく磨耗
を低減できるとともに、シール材の選定自由度が増す。
項1乃至3のいずれか1項に記載された水圧式シリンダ
装置において、前記潤滑水供給手段は前記ロッド部の外
周面を常時濡らすために潤滑水を貯溜する貯溜室を有す
ることを特徴とするものである。本発明によれば、簡単
な構造で潤滑水供給手段を形成することができる。
項1乃至4のいずれか1項に記載された水圧式シリンダ
装置において、前記潤滑水供給手段は前記ロッド部の外
周面を常時濡らすために流水を供給する供給通路を有す
ることを特徴とするものである。請求項5に記載の発明
によれば、軸封パッキン部材とロッド部との摩擦により
発生した熱を流水により受熱して取り除くことができる
ので、ロッド部の冷却効果を向上させることができ、軸
封パッキン部材の耐久性の低下を抑制できる。
項1乃至5のいずれか1項に記載された水圧式シリンダ
装置において、前記ロッド部の外周面に向けて潤滑水を
噴霧する噴射部を有することを特徴とするものである。
本発明によれば、少量の潤滑水をロッド部に供給できる
ことになり、貫通穴から外部に潤滑水が流出する虞を軽
減することができる。
項4または5に記載された水圧式シリンダ装置におい
て、前記軸受け部材は第1軸受け部材と第2軸受け部材
とからなり、該第1軸受け部材と該第2軸受け部材とは
前記軸封パッキン部材を挟んで間隔を開けて配置されて
いると共に、前記第2軸受け部材は、前記軸封パッキン
部材と前記ダストシール部材との間に配置されているこ
とを特徴とするものである。本発明によれば、両軸受け
間の間隔を大きくとれるので、ピストンロッドをしっか
りと支持することができ、もって軸振れ防止を図ること
ができ、ひいては、軸封パッキン部材の偏摩耗を低減で
きる。
項1乃至7のいずれか1項に記載された水圧式シリンダ
装置において、前記シリンダ本体には前記他方の圧力室
に水を給排するための給排ポートが設けられ、該給排ポ
ートと前記他方の圧力室とは前記ロッド部に沿って延び
る環状連通路によって連通され、前記ピストンロッドに
は前記伸張方向に移動されたときに前記環状連通路に嵌
合する大径嵌合部が形成され、前記シリンダ本体には、
絞り弁を介して前記給排ポートと前記他方の圧力室とを
連通してクッション作用を果たすクッション通路が形成
されると共に、前記シリンダ本体には前記環状通路に連
通してかつ前記他方の圧力室に臨む部分にクッションシ
ール部材が設けられ、該クッションシール部材と前記大
径嵌合部が係合して該環状通路部を閉塞することを特徴
とするものである。請求項8に記載の発明によれば、ク
ッションシール部材と大径嵌合部とにより、環状連通路
を閉塞するから、水の流出を防ぐ。そして、絞り弁を介
して水を制限して流出させるから、ピストンロッドの伸
張方向の移動終端での衝撃力を吸収できる。
項8に記載された水圧式シリンダ装置において、前記ク
ッションシール部材が超高分子量ポリエチレンからなる
ことを特徴とするものである。請求項9に記載の発明に
よれば、クッションシール部材の材料に超高分子量ポリ
エチレンを用いたので、クッション作用時に生じる急激
な圧力上昇に耐えることができる。さらに、大径嵌合部
と摺動しても磨耗が少ない。よって、耐久性がより一層
向上する。
ンダ装置の一実施の形態を図1ないし図4を参照しつつ
説明する。図1は本発明に係る水圧式シリンダ装置の縦
断面図であって、ピストンロッドが短縮方向に移動され
てその移動終端で停止している状態を示し、図2は図1
に示すクッションシール部材の拡大断面図であり、図3
は図1に示すダストシール部材の拡大断面図であり、図
4は本発明に係る水圧式シリンダ装置の縦断面図であっ
て、ピストンロッドが伸張方向に移動されて移動終端近
傍に達している状態を示している。
号2はピストンロッドである。ピストンロッド2はシリ
ンダ本体1の内部に摺動可能に配設されている。そのシ
リンダ本体1は、シリンダチューブとヘッドカバー部材
3とロッドカバー部材4とを有し、シリンダチューブの
一方の端部は、ヘッドカバー部材3によって閉成され、
他方の端部は、ロッドが突出する突出側端部としてのロ
ッドカバー部材4によって閉成されている。
ッド部6とからなっている。シリンダ本体1の内部は、
ピストン部5によって二つの圧力室7、8に画成されて
いる。そのピストン部5にはシールリング部材5bと軸
受け5a,5cとが嵌合されている。
に作動液を給排する給排ポート9が形成されている。ま
た、ロッドカバー部材4には、他方の圧力室8に作動液
を給排する給排ポート10が形成されている。その作動
液は水である。水としては、純水、水道水、河川や池の
水、高含水等が用いられる。ヘッドカバー部材3には、
圧力室7と給排ポート9とを連通する環状連通路11が
ピストンロッド2の延びる方向に沿って設けられてい
る。また、ロッドカバー部材4には、圧力室8と給排ポ
ート10とを連通する環状連通路12がピストンロッド
2の延びる方向に沿って設けられている。
することにより伸張方向(矢印A1方向)に移動され、
かつ、圧力室8に水を供給することにより短縮方向(矢
印A2方向)に移動される。
れたときに環状連通路11に嵌合して環状連通路11を
閉塞する大径嵌合部13がピストン部5に一体に形成さ
れていると共に、伸張方向に移動されたときに環状連通
路12に嵌合してこの環状連通路12を閉塞する大径嵌
合部14がピストン部5に一体に大径嵌合部13とは反
対側に形成されている。
られている。この絞り弁15はオリフィス通路16を有
する。そのヘッドカバー部材3には絞り弁15を介して
圧力室7と給排ポート9とを連通してクッション作用を
果たすクッション通路17が形成されている。
られている。この絞り弁18はオリフィス通路19を有
する。そのロッドカバー部材4には絞り弁18を介して
圧力室8と給排ポート10とを連通してクッション作用
を果たすクッション通路20が形成されていると共に、
ピストンロッド2の伸張方向の移動終端側で且つ圧力室
8に臨む環状連通路12の拡径穴12aにクッションシ
ール部材21が設けられている。
に拡大して示すように半径方向に放射状に延びる放射溝
21aが四方に(図2においては3ヶ所が現れ、残りの
1ヶ所は手前側の図面に現れない位置に形成されてい
る)形成されているリング状体からなる。このリング状
体は一ヶ所で切断され、装着するときにこの切断部分で
リング状体を開いて装着できるようになっている。符号
35はその切断箇所を示す。このクッションシール部材
21には、図4に示すようにピストンロッド2が伸張方
向に移動されたときに、その伸張方向の移動終端近傍に
おいて大径部14が嵌合され、これにより、環状連通路
12が閉鎖されて、圧力室8内の水が矢印B1、B2で
示すようにクッション通路20を経由して絞り弁18に
よって流量を絞られて、矢印B3で示すように給排ポー
ト10に向かって流れるようになっている。従って、ピ
ストンロッド2の伸張方向の移動終端での衝撃力が緩和
されるようになっている。
ッション作用時に生じる急激な圧力上昇に耐えることが
できる超高分子量ポリエチレンが用いられている。絞り
弁15、18はオリフィス面積を調整可能であり、この
絞り弁15、18を操作することによって、ピストンロ
ッド2の移動終端でのクッション力を調整できるように
なっている。
通する貫通穴23が形成されている。この貫通穴23に
はロッド部6を摺動可能に支持する摺動軸受け部材24
と圧力室8の水の洩れを防止する軸封パッキン部材25
とが設けられている。
26とロッドパッキン部材27とからなっており、この
バッファリング26とロッドパッキン部材27とはロッ
ド部5の延びる方向に近接して設けられている。バッフ
ァリング26は、圧力室8内の圧力を大気圧に向けて低
減する役割を果たす。ロッドパッキン部材27は、バッ
ファリング26から洩れ出た水が外部に洩れ出るのを防
止する役割を果たす。
びる方向に間隔を開けて配設された第1軸受け部材28
と第2軸受け部材29とからなっている。軸封パッキン
部材25は第1軸受け部材28と第2軸受け部材29と
の間に位置している。これにより、両軸受け28,29
間の間隔を大きくとれるので、ピストンロッド2をしっ
かりと支持することができ、もってピストンロッド2の
往復動の際の軸振れが防止される。
部材27と第2軸受け部材29との間でロッドパッキン
部材27の近傍に、ピストンロッド2が少なくとも短縮
方向に移動されたときにロッド部6の外周面6aに潤滑
水を供給する潤滑水供給手段としての貯溜室30が設け
られている。この貯溜室30には給水口31から水を供
給可能であり、排水口32から水を排出可能である。
を略す給水ホースを接続し、給水口31から貯溜室30
に向けて常時水を流しても良く、このように水を常時流
して潤滑することとすると、軸封パッキン部材25とロ
ッド部6との摩擦により発生した熱を流水により受熱し
て取り除くことができるので、ロッド部6の冷却効果を
向上させることができる。
水を流す代わりに、ピストンロッド2が短縮方向に可動
されるときにのみ、ロッド部6の外周面6aに少量の潤
滑水を噴霧する図示を略す噴射部を設けるようにしても
良い。
29よりもロッド部5の突出側に塵挨混入防止用のダス
トシール部材33が設けられている。このダストシール
部材33は、図3に拡大して示すように潤滑水が貫通穴
23から洩れ出るのを防止する環状リップ部33aと塵
挨がロッド部6の外周面6aに付着してシリンダ本体1
の内部に混入するのを防止する環状リップ部33bとの
二重リップ構造からなっている。貯溜室30は大気圧下
におかれるから、このダストシール部材33は、ロッド
部6に緩く接触されている。これにより、そのロッド部
6との摩擦抵抗は小さくなる。図3において、符号36
はバックアップリングを示し、該バックアップリング3
6は、当該ダストシール部材33をピストンロッド2の
表面へ押し付けるためのものである。
2が短縮方向に移動されてシリンダ本体1の内部に引き
込まれる際には、ピストンロッドが伸張方向に移動した
ときに水膜が剥ぎ取られて乾いた状態にあるロッド部6
の外周面に、貯溜室30から潤滑水が供給されるので、
軸封パッキン部材25とピストンロッド2との間の接触
面の摺動抵抗を小さくでき、ひいては軸封パッキン部材
25の摩耗軽減を図ることができ、油圧式シリンダ装置
に匹敵する耐久性を得ることができる。
式シリンダ装置において、ピストンロッド2の繰り返し
摺動距離の総和が飛躍的に伸びたことを確認した。
ッキン部材27から万一水洩れが発生したとしても、貯
溜室30からその水排出口32が排出されるので、ダス
トシール部材33に要求される封止能力をより一層軽減
できる。
水とは同じものを使用することが可能であり、同じ水圧
源から供給することもできる。
方向に移動されてシリンダ本体の内部に引き込まれる際
には、ピストンロッドが伸張方向に移動したときに水膜
が剥ぎ取られて乾いた状態にあるそロッド部の外周面
に、潤滑水供給手段から潤滑水が供給されるので、軸封
パッキン部材とロッド部との間の接触面の摺動抵抗を軽
減でき、ひいては軸封パッキン部材の摩耗低減を図るこ
とができ、油圧式シリンダ装置に匹敵する耐久性を得る
ことができる。
あって、ピストンロッドが短縮方向に移動されてその移
動終端で停止している状態を示している。
ある。
あって、ピストンロッドが伸張方向に移動されて移動終
端近傍に達している状態を示している。
Claims (9)
- 【請求項1】 シリンダ本体の内部に摺動可能に配設さ
れて該シリンダ本体の内部を二つの圧力室に画成するピ
ストンロッドを備え、該ピストンロッドは一方の圧力室
に水を供給することにより伸張方向に移動されかつ他方
の圧力室に水を供給することにより短縮方向に移動さ
れ、前記シリンダ本体には該ピストンロッドのロッド部
が貫通する貫通穴が形成され、該貫通穴には前記ロッド
部を摺動可能に支持する摺動軸受けと前記他方の圧力室
からの水の洩れを防止する軸封パッキン部材とが設けら
れ、シリンダ本体には前記ピストンロッドが少なくとも
短縮方向に移動されたときに、前記軸封パッキンよりも
外側に位置する前記ロッド部の外周面に潤滑水を供給す
る潤滑水供給手段が設けられていることを特徴とする水
圧式シリンダ装置。 - 【請求項2】 請求項1において、前記貫通穴には前記
軸封パッキン部材の外側に塵挨混入防止用のダストシー
ル部材が設けられ、前記潤滑水供給手段は前記軸封パッ
キン部材と前記ダストシール部材との間に配置されてい
ることを特徴とする水圧式シリンダ装置。 - 【請求項3】 請求項2において、前記ダストシール部
材は、潤滑水が前記貫通穴から洩れ出るのを防止する環
状リップ部と、塵挨が前記ロッド部の外周面に付着して
前記シリンダ本体の内部に混入するのを防止する環状リ
ップ部とを備えた二重リップ構造であることを特徴とす
る水圧式シリンダ装置。 - 【請求項4】 請求項1乃至3のいずれか1項におい
て、前記潤滑水供給手段は前記ロッド部の外周面を常時
濡らすために潤滑水を貯溜する貯溜室を有することを特
徴とする水圧式シリンダ装置。 - 【請求項5】 請求項1乃至4のいずれか1項におい
て、前記潤滑水供給手段は前記ロッド部の外周面を常時
濡らすために流水を供給する供給通路を有することを特
徴とする水圧式シリンダ装置。 - 【請求項6】 請求項1乃至5のいずれか1項におい
て、前記ロッド部の外周面に向けて潤滑水を噴霧する噴
射部を有することを特徴とする水圧式シリンダ装置。 - 【請求項7】 請求項4または5において、前記軸受け
部材は第1軸受け部材と第2軸受け部材とからなり、該
第1軸受け部材と該第2軸受け部材とは前記軸封パッキ
ン部材を挟んで間隔を開けて配置されているとともに、
前記第2軸受け部材は、前記軸封パッキン部材と前記ダ
ストシール部材との間に配置されていることを特徴とす
る水圧式シリンダ装置。 - 【請求項8】 請求項1乃至7のいずれか1項におい
て、前記シリンダ本体には前記他方の圧力室に水を給排
するための給排ポートが設けられ、該給排ポートと前記
他方の圧力室とは前記ロッド部に沿って延びる環状連通
路によって連通され、前記ピストンロッドには前記伸張
方向に移動されたときに前記環状連通路に嵌合する大径
嵌合部が形成され、前記シリンダ本体には、絞り弁を介
して前記給排ポートと前記他方の圧力室とを連通してク
ッション作用を果たすクッション通路が形成されると共
に、前記シリンダ本体には前記環状連通路に連続してか
つ前記他方の圧力室に臨む部分にクッションシール部材
が設けられ、該クッションシール部材と前記大径嵌合部
が係合して該環状連通路を閉塞することを特徴とする水
圧式シリンダ装置。 - 【請求項9】 請求項8において、前記クッションシー
ル部材が超高分子量ポリエチレンからなることを特徴と
する水圧式シリンダ装置。
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---|---|---|---|
JP21688499A JP4350841B2 (ja) | 1999-07-30 | 1999-07-30 | 水圧式シリンダ装置 |
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Publication Number | Publication Date |
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JP2001041323A true JP2001041323A (ja) | 2001-02-13 |
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JP21688499A Expired - Fee Related JP4350841B2 (ja) | 1999-07-30 | 1999-07-30 | 水圧式シリンダ装置 |
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