(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダ本体と、前記シリンダ本体内を往復動するピストンロッドと、前記ピストンロッドが貫通する貫通部を有するロッドカバーと、前記貫通部における前記ピストンロッドの外周に設けられるとともに前記ピストンロッドの軸方向に圧縮されることで変形して径方向に押圧力を発生するパッキンと、前記パッキンを軸方向に圧縮するコイルばねと、前記コイルばねを収納するばね収納部とを備えるとともに、前記ピストンロッドを前記ロッドカバーが上方位置となるように水平から上方に傾斜又は垂直に立設した液圧シリンダのシール構造において、
前記ばね収納部内の空所上方と連通して空気を排気する排気通路と、前記排気通路を開閉するエア抜きバルブとを前記ロッドカバーに設けたことを特徴とする液圧シリンダのシール構造。
【請求項２】
複数のコイルばねを形成するとともに、前記複数のコイルばねをそれぞれ収納する複数のばね収納部を設けたばねアダプタを形成し、
前記ばねアダプタには、前記複数のばね収納部をそれぞれ断面円形の孔により形成するとともに、前記各孔から外周方向の空気抜き孔を形成し、
前記ばねアダプタの外周又は前記ばねアダプタの外周に設けた前記ロッドカバーにおけるスリーブの内周に、前記各空気抜き孔に連通する環状溝を形成し、
前記環状溝を前記ロッドカバーに設けた前記排気通路と連通させたことを特徴とする請求項１に記載の液圧シリンダのシール構造。
【請求項３】
前記液圧シリンダは、水門ゲートを開閉する水門用単動ラム用としたことを特徴とする請求項１又は２に記載の液圧シリンダのシール構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、河川や湖沼の各種水門ゲートなどの開閉に用いられる液圧シリンダに係り、特に、ピストンロッドの外周に設けたパッキンを軸方向に圧縮するコイルばねを収納するばね収納部内に溜まる空気を排気するエア抜きに係る技術である。
【背景技術】
【０００２】
従来、河川や湖沼の水門ゲートを開閉する駆動装置として油圧シリンダが用いられ、油圧シリンダはピストンロッドを貫通する貫通部を有するロッドカバーを上部にしてシリンダ本体をコンクリートなどで埋設したものが知られている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
また、従来、前記貫通部におけるピストンロッドの外周に設けられるとともにピストンロッドの軸方向に圧縮されることで変形して径方向に押圧力を発生するパッキンと、パッキンを軸方向に圧縮するコイルばねと、コイルばねを収納するばね収納部等を備えたシール構造も公知である（例えば、特許文献３、特許文献４参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２４８４７４号公報
【特許文献２】特開２００４−６８５７７号公報
【特許文献３】実公平６−３２２０号公報
【特許文献４】特許第３８１４５３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１及び特許文献２に記載された従来の技術は、水門ゲートを開閉する油圧シリンダを開示しているが、油圧シリンダのシール構造に関し、特に、コイルばねを収納するばね収納部に溜まる空気を排気するエア抜きに関しては開示されていない。
また、特許文献３又は特許文献４に記載された従来のシール構造を特許文献１又は特許文献２に適用したとしても、特許文献３及び特許文献４のいずれにもコイルばねを収納するばね収納部に溜まる空気を排気するエア抜きに関して開示されていない以上、水門ゲートを開閉する油圧シリンダのばね収納部に溜まる空気を排気するエア抜きの技術が開示されていないといえる。
【０００５】
したがって、従来の油圧シリンダのシール構造では、ばね収納部内に、油圧シリンダの設置後の油封入時に空気溜まりができて、油圧が作用しても空気の圧縮性により油圧シリンダの円滑な動作が妨げられるという課題があった。
そこで、本発明は、このような従来の技術が有していた課題を解決しようとするものであり、ピストンロッドの外周に設けたパッキンを軸方向に圧縮するコイルばねを収納するばね収納部内に溜まる空気を排気できるシール構造とすることにより、液圧シリンダを円滑に動作させるようにすることを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に係る本発明の液圧シリンダのシール構造は、シリンダ本体と、前記シリンダ本体内を往復動するピストンロッドと、前記ピストンロッドが貫通する貫通部を有するロッドカバーと、前記貫通部における前記ピストンロッドの外周に設けられるとともに前記ピストンロッドの軸方向に圧縮されることで変形して径方向に押圧力を発生するパッキンと、前記パッキンを軸方向に圧縮するコイルばねと、前記コイルばねを収納するばね収納部とを備えるとともに、前記ピストンロッドを前記ロッドカバーが上方位置となるように水平から上方に傾斜又は垂直に立設した液圧シリンダのシール構造において、
前記ばね収納部内の空所上方と連通して空気を排気する排気通路と、前記排気通路を開閉するエア抜きバルブとを前記ロッドカバーに設けたものである。
【０００７】
請求項２に係る本発明の液圧シリンダのシール構造は、請求項１に記載の液圧シリンダのシール構造の構成に加え、複数のコイルばねを形成するとともに、前記複数のコイルばねをそれぞれ収納する複数のばね収納部を設けたばねアダプタを形成し、
前記ばねアダプタには、前記複数のばね収納部をそれぞれ断面円形の孔により形成するとともに、前記各孔から外周方向の空気抜き孔を形成し、
前記ばねアダプタの外周又は前記ばねアダプタの外周に設けた前記ロッドカバーにおけるスリーブの内周に、前記各空気抜き孔に連通する環状溝を形成し、
前記環状溝を前記ロッドカバーに設けた前記排気通路と連通させたものである。
【０００８】
請求項３に係る本発明の液圧シリンダのシール構造は、請求項１又は２に記載の液圧シリンダのシール構造の構成に加え、前記液圧シリンダは、水門ゲートを開閉する水門用単動ラム用としたものである。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１に係る本発明の液圧シリンダのシール構造の効果は、前記ピストンロッドを前記ロッドカバーが上方位置となるように水平から上方に傾斜又は垂直に立設した液圧シリンダのシール構造において、前記ばね収納部内の空所上方と連通して空気を排気する排気通路と、前記排気通路を開閉するエア抜きバルブとを前記ロッドカバーに設けたから、液体封入時に生ずるばね収納部内の空気を簡単に排出することができ、液圧シリンダを円滑に作動させることができるのである。
【００１０】
請求項２に係る本発明の液圧シリンダのシール構造の効果は、請求項１に係る本発明の液圧シリンダのシール構造の効果に加え、複数のコイルばねを形成するとともに、前記複数のコイルばねをそれぞれ収納する複数のばね収納部を設けたばねアダプタを形成し、前記ばねアダプタには、前記複数のばね収納部をそれぞれ断面円形の孔により形成するとともに、前記各孔から外周方向の空気抜き孔を形成し、前記ばねアダプタの外周又は前記ばねアダプタの外周に設けた前記ロッドカバーにおけるスリーブの内周に、前記各空気抜き孔に連通する環状溝を形成し、前記環状溝を前記ロッドカバーに設けた前記排気通路と連通させたから、複数のばね収納部の空気を簡単な構成により排出することができるのである。
【００１１】
請求項３に係る本発明の液圧シリンダのシール構造の効果は、請求項１又は２に係る本発明の液圧シリンダのシール構造の効果に加え、前記液圧シリンダは、水門ゲートを開閉する水門用単動ラム用としたから、液圧シリンダの作動の円滑性が必要な水門ゲート用として好適である。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態に係る水門ゲートの開閉を示す概略説明図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る油圧シリンダの一部断面図である。
【図３】図２のＡ部拡大図である。
【図４】図３の部分拡大図である。
【図５】本発明の実施の形態に係るばね押えの一部、パッキン、ばねアダプタ及びコイルばねを示す斜視図である。
【図６】図５の部分断面図である。
【図７】本発明の実施の形態の変形例を示す図面で、図４に対応する図面である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態を添付した図面により詳細に説明する。
図１〜図６は本発明の実施の形態に係る図面であり、図７は本発明の実施の形態の変形例を示す図面であり、図１は水門ゲートの開閉を示す概略説明図、図２は油圧シリンダの一部断面図、図３は図２のＡ部拡大図、図４は図３の部分拡大図、図５はばね押えの一部、パッキン、ばねアダプタ及びコイルばねを示す斜視図、図６は図５の部分断面図及び図７は図４の変形例を示す図面である。
【００１４】
図１において、油圧シリンダ１は河川に設置された水門ゲート１０１を起伏させて開閉することにより、下流側の水流を調節するようにしており、水門ゲート１０１の軸１０２を支持部１０３に固定した軸受により起伏可能としている。
油圧シリンダ１は、単動ラム用であり、コンクリート１０４に埋設固定したシリンダ本体２に油圧配管１１を接続している。
【００１５】
次に、本発明の実施の形態に係る油圧シリンダ１のシール構造１ａについて、図２〜図６に基づき説明する。
油圧シリンダ１は、前記シリンダ本体２と、シリンダ本体２内を往復動するラム形のピストンロッド３と、ピストンロッド３を貫通する貫通部４ａを有するロッドカバー４と、貫通部４ａにおけるピストンロッド３の外周に設けられるとともにピストンロッド３の軸方向に圧縮されることで変形して径方向に押圧力を発生するパッキン５と、パッキン５を軸方向に圧縮するコイルばね６と、コイルばね６を収納するばね収納部７１を有するばねアダプタ７とを備えている。
【００１６】
前記ロッドカバー４は、パッキン押え４１と、リテーナ４２と、フランジ４３と、スリーブ４４とに４分割して構成しており、フランジ４３はシリンダ本体２の上端に溶接で固定している。
また、油圧シリンダ１は、ピストンロッド３をロッドカバー４が上方位置となるように水平から上方に約６０度傾斜させて立設している。
【００１７】
前記パッキン５は、材質をＮＢＲとした３つの布入り合成ゴム製Ｖパッキンと２つの合成ゴム製Ｖパッキンとを５層に交互に積層して前記パッキン押え４１側の雌アダプタ５１と前記ばねアダプタ７側の雄アダプタ５２とで圧縮するようにしている。
雄アダプタ５１及び雌アダプタ５２はパッキン５と同様に材質をＮＢＲとした布入り合成ゴム製である。
【００１８】
前記コイルばね６は、８個で形成しており、ばねアダプタ７に設けた８個の断面円形の孔７１ａにより形成したばね収納部７１にそれぞれ収納するようにしている。
ばねアダプタ６のばね収納部７１となる各孔７１ａの空所上方には、各孔７１ａから外周方向の空気抜き孔７２を形成し、各空気抜き孔７２に連通させた環状溝７３をばねアダプタ７の外周に形成している。
【００１９】
環状溝７３と連通させた排気通路８を、ばねアダプタ７の外周に設けた前記ロッドカバー４におけるスリーブ４４に形成した断面円形の空気抜き通路８１及び外周溝８２と、ロッドカバー４におけるフランジ４３に形成した断面円形の空気抜き通路８３とから形成している。
ロッドカバー４におけるフランジ４３に形成した空気抜き通路８３（排気通路８）の端部には、エア抜きバルブ９を設けている。
【００２０】
前記排気通路８は、スリーブ４４に形成した空気抜き通路８１の一端がばねアダプタ７の外周に形成した環状溝７３と連通しているため、組立時のばねアダプタ７とスリーブ４４との位置合わせをすることなく、空気抜き通路８１を環状溝７３と連通させることができる。
また、排気通路８は、スリーブ４４に形成した外周溝８２とフランジ４３に形成した空気抜き通路８３と連通しているため、組立時のスリーブ４４とフランジ４３との位置合わせをすることなく、空気抜き通路８３を外周溝８２と連通させることができる。
【００２１】
そして、油圧シリンダ１を設置し、油封入時に生ずるばね収納部７１の孔７１ａ内の空所上方に溜まる空気をエア抜きバルブ９を開いて簡単に排出することができ、油が出てくるとエア抜きバルブ９を閉じるのである。
このように、油を油圧シリンダ１に封入すると、ばね収納部７１の各孔７１ａ内の空所上方に空気が溜まるが、溜まった空気は前記各孔７１ａ、各空気抜き孔７２、環状溝７３、空気抜き通路８１、外周溝８２、空気抜き通路８３を通って、エア抜きバルブ９から排出されるのである。
【００２２】
したがって、油圧シリンダ１の作動の応答性がよくなり、油圧シリンダ１を円滑に作動させることができるのである。
なお、図２において、２１はシリンダ本体２の底部を塞ぐヘッドカバー、３１はピストンロッド３の下端部に固定したピストン、３２はピストンロッド３の上端に形成した負荷に連結する連結部であり、本発明の実施の形態では、図１に示す水門ゲート１０１の被連結部に連結している。
【００２３】
前記ピストン３１は、ピストンロッド３をシリンダ本体２の内面に摺動させて案内するように案内機能を持たせたものであり、ピストン３１にはピストンロッド３の外周とシリンダ本体２の内周との間とヘッドカバー２１側のシリンダ本体２内とを連通する孔（図示せず）を備えることにより、油圧シリンダ１を単動ラム用としている。
次に、本発明の実施の形態の変形例を図７に基づいて説明する。
【００２４】
図７は、図４に対応する変形例であり、図４におけるばねアダプタ７の外周に形成した環状溝７３を、図７の変形例では、ばねアダプタ７の外周に設けたロッドカバー４におけるスリーブ４４の内周に環状溝８４を形成したのである。
そして、この変形例では、ばね収納部７１の各孔７１ａ内の空所上方に溜まった空気は、前記各孔７１ａ、各空気抜き孔７２、環状溝８４、空気抜き通路８１、外周溝８２、空気抜き通路８３を通って、エア抜きバルブ９から排出されるのである。
【００２５】
以上の実施の形態では、油圧を用いた油圧シリンダについて、説明したが、水圧などの各種液圧を用いた液圧シリンダとしてもよい。
また、以上の実施の形態では、油圧シリンダの負荷を水門ゲートの開閉としたが、各種の負荷に適用することができる。
【００２６】
以上の実施の形態では、油圧シリンダを単動ラム用としたが、ピストンの両側に油圧を作用させる複動ピストン用としてもよい。
また、以上の実施の形態では、ロッドカバーは、パッキン押えと、リテーナと、フランジと、スリーブとに４分割して構成したが、一体としてもよく、２分割又は３分割としてもよい。
【００２７】
以上の実施の形態では、８個のコイルばねを使用してパッキンに押圧力を発生させたが、個数やコイルばねの線径は油圧シリンダの仕様により決定すればよく、１個のコイルばねとする場合、パッキンと同様な径を有するコイル巻径とするのである。
また、以上の実施の形態では、パッキンは材質をＮＢＲとした３つの布入り合成ゴム製Ｖパッキンと２つの合成ゴム製Ｖパッキンとを５層に交互に積層して合成ゴム製の雄アダプタと雌アダプタで圧縮するようにしたが、合成ゴム製の雄アダプタと雌アダプタを省略して、パッキン押えの端部を雌型に形成し、ばねアダプタの端部を雄型に形成してもよい。  
【００２８】
また、ＶパッキンのＶ字方向を逆にして、パッキン押えの端部を雄型に形成し、ばねアダプタの端部を雌型に形成してもよい。
さらに、Ｖパッキンに替えて、Ｕパッキン、Ｌパッキン、Ｊパッキなどの各種リップパッキンやグランドパッキンを用いてもよい。
【００２９】
また、以上の実施の形態では、油圧シリンダは、ピストンロッドをロッドカバーが上方位置となるように水平から上方に約６０度傾斜させて立設したが、傾斜角度は小さくてもよく、垂直でもよい。
要は、ロッドカバーが上方位置となるように水平から上方にわずかでも傾斜していれば、バネ収納部に溜まった空気を排出する必要があるのである。
【符号の説明】
【００３０】
１    油圧シリンダ
１ａ  シール構造
１１  油圧配管
２    シリンダ本体
３    ピストンロッド
４    ロッドカバー
４ａ  貫通部
４４  スリーブ
５    パッキン
６    コイルばね
７    ばねアダプタ
７１  ばね収納部
７１ａ  孔
７２  空気抜き孔
７３  環状溝
８    排気通路
８４  環状溝
９    エア抜きバルブ
【要約】
【課題】河川や湖沼の各種水門ゲートなどの開閉に用いられる液圧シリンダに係り、特に、ピストンロッドの外周に設けたパッキンを軸方向に圧縮するコイルばねを収納するばね収納部内に溜まる空気を排気するエア抜きに係る技術である。
【解決手段】シリンダ本体２と、シリンダ本体２内を往復動するピストンロッド３と、ピストンロッド３が貫通する貫通部４ａを有するロッドカバー４と、貫通部４ａにおけるピストンロッド３の外周に設けられ、ピストンロッド３の軸方向に圧縮されることで変形して径方向に押圧力を発生するパッキン５と、パッキン５を軸方向に圧縮するコイルばね６と、ピストンロッド３をロッドカバー４が上方位置となるように傾斜した液圧シリンダ１のシール構造１ａにおいて、コイルバネ６を収納するばね収納部７１内の空所上方と連通して空気を排気する排気通路８とエア抜きバルブ９とを、ロッドカバー４に設けたものである。
【選択図】図３【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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