(57)【要約】  水中に浸漬して使用するような状況においてもピストンロッド２０のストロークを正確に検出できるようにするため、シリンダヘッド３０の中心孔３０ａに開口するようにシリンダヘッド３０に設けた収容室３０Ｃに配設し、シリンダヘッド３０に対するピストンロッド２０のストロークに応じた検出信号を出力するストローク検出ユニット７０と、シリンダヘッド３０の中心孔３０ａにおいて収容室３０Ｃを挟むようにピストンロッド２０の長手方向に沿って並設した２つの軸受部材４０Ａ，４０Ｂと、シリンダヘッド３０の中心孔３０ａにおいてピストンロッド２０の先端側となる部位に構成したシーリングシステム５０Ｂと、を備え、これら２つの軸受部材４０Ａ，４０Ｂを介してピストンロッド２０をシリンダヘッド３０に支持させた。
2015092908.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダチューブの開口端部に設けたシリンダヘッドと、前記シリンダヘッドの中心孔に摺動可能に挿通され、前記シリンダチューブの内部に位置する基端部にピストンを備えたピストンロッドとを備え、前記シリンダヘッドの中心孔を介して前記ピストンロッドがその長手方向に沿ってストロークされるシリンダ装置であって、
前記シリンダヘッドの中心孔に開口するように前記シリンダヘッドに設けた収容室に配設し、前記シリンダヘッドに対する前記ピストンロッドのストロークに応じた検出信号を出力するストローク検出ユニットと、
前記シリンダヘッドの中心孔において前記収容室を挟むように前記ピストンロッドの長手方向に沿って並設した２つの軸受部材と、
前記シリンダヘッドの中心孔において前記軸受部材よりも前記ピストンロッドの先端側となる部位に構成したシーリングシステムと
を備え、これら２つの軸受部材を介して前記ピストンロッドを前記シリンダヘッドに支持させたことを特徴とするシリンダ装置。
【請求項２】
前記シリンダヘッドは、
前記シリンダチューブの開口端部に取り付けられるヘッド本体と、
前記収容室を有し、かつ前記ヘッド本体の端面に取り付けられるハウジングと
を備え、前記ヘッド本体の中心孔及び前記ハウジングの中心孔にそれぞれ前記軸受部材を配設したことを特徴とする請求項１に記載のシリンダ装置。
【請求項３】
前記２つの軸受部材は、それぞれが前記ピストンロッドの外周面に摺動可能に当接される円筒状の滑り軸受部材であることを特徴とする請求項１に記載のシリンダ装置。
【請求項４】
前記シーリングシステムは、
前記ピストンロッドとの間において前記軸受部材への液体の浸入を阻止するように機能するロッドパッキンと、
前記ロッドパッキンよりも前記ピストンロッドの先端側となる部位に配設し、前記ピストンロッドとの間において前記軸受部材への塵埃の進入を阻止するように機能するダストシールと
を備えることを特徴とする請求項１に記載のシリンダ装置。
【請求項５】
前記ストローク検出ユニットは、
周面を介して前記ピストンロッドの外周面に当接可能となる状態で前記収容室の内部に回転可能に配設したセンサローラと、
前記センサローラの周面を前記ピストンロッドに押圧する方向に付勢する押圧バネと、
前記ピストンロッドのストロークに伴う前記センサローラの回転方向及び回転量に応じた検出信号を出力する回転センサと
を備えたことを特徴とする請求項１に記載のシリンダ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリンダ装置に関するもので、より詳しくは、ピストンロッドのストロークに応じて検出信号を出力するストローク検出ユニットを備えたシリンダ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
シリンダチューブに対してピストンロッドがストロークするシリンダ装置には、ピストンロッドのストロークを検出するためのストローク検出ユニットを備えたものがある。ストローク検出ユニットは、シリンダチューブの開口端部に設けられたシリンダヘッドに取り付けられており、シリンダヘッドに対してピストンロッドがストロークした場合にそのストロークに応じた検出信号を出力するように構成されている。【０００３】
例えば、特許文献１のシリンダ装置では、ピストンロッドに所定間隔で磁気スケールが設けられ、一方、シリンダヘッドにはピストンロッドの磁気スケールを検出する磁気センサを備えたストローク検出ユニットが設けられている。このシリンダ装置では、ピストンロッドがストロークすると、磁気センサとピストンロッドの磁気スケールとの長手方向に沿った距離が順次変化するため、磁気センサからピストンロッドのストローク量に応じた検出信号が出力されることになる。【０００４】
また、特許文献２のシリンダ装置では、ピストンロッドのストロークに応じて回転するようにシリンダヘッドにセンサローラが設けられているとともに、センサローラの回転を検出する回転センサを備えたストローク検出ユニットがシリンダヘッドに設けられている。このシリンダ装置では、ピストンロッドがストロークすると、これに伴ってセンサローラが回転することになり、センサローラの回転を検出する回転センサからピストンロッドのストローク量に応じた検出信号が出力されることになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】実開昭６４−３１２０７号公報
【特許文献２】特開２００７−３３３６２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、シリンダ装置には、建設機械においてブーム、アーム、バケット、ブレード等の作業機を動作させるための油圧シリンダ装置として用いられるものがある。建設機械は、建設現場において土砂の掘削や運搬を主な作業とするものであり、土埃や塵が多い等、使用環境が過酷になる場合が多い。このため、この種のシリンダ装置では、シリンダヘッドの中心孔においてピストンロッドの先端側となる部位にダストシールやロッドパッキン等のシール部材を配設してシーリングシステムを構成し、シリンダヘッドとピストンロッドとの隙間から内部に塵埃や水等の異物が進入するのを防止するように構成しているのが一般的である。【０００７】
ここで、シリンダ装置では、図４−１に示すように、ピストンロッド１の基端部に設けられたピストン２の軸受部材２ａとシリンダヘッド３の軸受部材４とにより、シリンダチューブ５に対してピストンロッド１がストローク可能に支持されている。同図に示すように、シリンダチューブ５に対してピストンロッド１が縮み側に位置している場合には、ピストン２の軸受部材２ａとシリンダヘッド３の軸受部材４との相互の距離が長くなるとともに、シリンダヘッド３の軸受部材４からピストンロッド１の先端部までの距離が短くなる。このため、ピストンロッド１の先端部に周囲から外力（矢印Ｘ）が加えられた場合にも、シリンダチューブ５及びシリンダヘッド３の中心孔の中心軸に対してピストンロッド１の中心軸が傾斜するような事態が生じる恐れはほとんどない。【０００８】
しかしながら、シリンダチューブ５に対してピストンロッド１が延び側に動作した場合には、図４−２に示すように、ピストン２の軸受部材２ａとシリンダヘッド３の軸受部材４との相互の距離がストロークに応じて短くなるとともに、シリンダヘッド３の軸受部材４からピストンロッド１の先端部までの距離が長くなる。このため、シリンダチューブ５に対してピストンロッド１が延び側に位置した状態でピストンロッド１の先端部に周囲から外力（矢印Ｘ）が加えられた場合には、図４−２中の二点鎖線で示すように、シリンダチューブ５及びシリンダヘッド３の中心孔の中心軸に対してピストンロッド１の中心軸が傾斜した状態となり得る。【０００９】
上述したように、ストローク検出ユニット６が設けられるシリンダヘッド３は、シリンダチューブ５の開口端部に取り付けたものである。従って、シリンダチューブ５及びシリンダヘッド３の中心孔の中心軸に対してピストンロッド１の中心軸が傾斜した場合には、ストローク検出ユニット６に対するピストンロッド１の位置も傾斜の中心に対して円周方向に変化することになり、ストローク検出ユニット６の検出結果に影響を与える恐れがある。【００１０】
しかも、上述したシリンダヘッド３の中心孔に設けられるシーリングシステム７は、シリンダチューブ５に対してピストンロッド１が同一の中心軸上に配置されている場合にこそ有効に機能するものの、シリンダチューブ５及びシリンダヘッド３の中心孔の中心軸に対してピストンロッド１の中心軸が傾斜した状態ではピストンロッド１との間に部分的に隙間が生じる場合がある。このため、例えば、バケットやブレードが水中に浸漬されるような状態で作業を行った場合には、シリンダヘッド３とピストンロッド１との間に生じた隙間を通じて内部に水が浸入し、さらにはこの水が中心孔の開口から収容室３ａに到達し、検出信号を出力する電子回路が短絡したり、センサローラの軸受部に錆が生じる等、ストローク検出ユニット６の検出結果に大きな影響を与える恐れがある。【００１１】
本発明は、上記実情に鑑みて、水中に浸漬して使用するような状況においてもピストンロッドのストロークを正確に検出することのできるシリンダ装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するため、本発明に係るシリンダ装置は、シリンダチューブの開口端部に設けたシリンダヘッドと、前記シリンダヘッドの中心孔に摺動可能に挿通され、前記シリンダチューブの内部に位置する基端部にピストンを備えたピストンロッドとを備え、前記シリンダヘッドの中心孔を介して前記ピストンロッドがその長手方向に沿ってストロークされるシリンダ装置であって、前記シリンダヘッドの中心孔に開口するように前記シリンダヘッドに設けた収容室に配設し、前記シリンダヘッドに対する前記ピストンロッドのストロークに応じた検出信号を出力するストローク検出ユニットと、前記シリンダヘッドの中心孔において前記収容室を挟むように前記ピストンロッドの長手方向に沿って並設した２つの軸受部材と、前記シリンダヘッドの中心孔において前記軸受部材よりも前記ピストンロッドの先端側となる部位に構成したシーリングシステムとを備え、これら２つの軸受部材を介して前記ピストンロッドを前記シリンダヘッドに支持させたことを特徴とする。【００１３】
また、本発明は、上述したシリンダ装置において、前記シリンダヘッドは、前記シリンダチューブの開口端部に取り付けられるヘッド本体と、前記収容室を有し、かつ前記ヘッド本体の端面に取り付けられるハウジングとを備え、前記ヘッド本体の中心孔及び前記ハウジングの中心孔にそれぞれ前記軸受部材を配設したことを特徴とする。【００１４】
また、本発明は、上述したシリンダ装置において、前記２つの軸受部材は、それぞれが前記ピストンロッドの外周面に摺動可能に当接される円筒状の滑り軸受部材であることを特徴とする。【００１５】
また、本発明は、上述したシリンダ装置において、前記シーリングシステムは、前記ピストンロッドとの間において前記軸受部材への液体の浸入を阻止するように機能するロッドパッキンと、前記ロッドパッキンよりも前記ピストンロッドの先端側となる部位に配設し、前記ピストンロッドとの間において前記軸受部材への塵埃の進入を阻止するように機能するダストシールとを備えることを特徴とする。【００１６】
また、本発明は、上述したシリンダ装置において、前記ストローク検出ユニットは、周面を介して前記ピストンロッドの外周面に当接可能となる状態で前記収容室の内部に回転可能に配設したセンサローラと、前記センサローラの周面を前記ピストンロッドに押圧する方向に付勢する押圧バネと、前記ピストンロッドのストロークに伴う前記センサローラの回転方向及び回転量に応じた検出信号を出力する回転センサとを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、シリンダヘッドの中心孔において長手方向に沿った２箇所に軸受部材が配設されるため、ピストンロッドのストローク状態に関わらず、シリンダヘッドの中心孔の中心軸に対してピストンロッドの中心軸が傾斜した状態となることがなく、シーリングシステムが常に有効に機能することになる。しかも、２つの軸受部材の間にストローク検出ユニットを配設するようにしているため、ピストンロッドとの傾斜の影響を受けることなくストロークの検出を行うことができる。これらの結果、水中で使用するような状況においても内部に水が浸入する恐れがなく、ストローク検出ユニットによってピストンロッドのストロークを正確、かつ確実に検出することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、本発明の実施の形態であるシリンダ装置の断面図である。
【図２】図２は、図１に示したシリンダ装置の要部を示す拡大断面図である。
【図３】図３は、図１におけるＡ−Ａ線断面図である。
【図４−１】図４−１は、一般的なシリンダ装置においてピストンロッドがシリンダチューブに対して縮み側に位置している場合の断面図である。
【図４−２】図４−２は、図４−１に示したシリンダ装置においてピストンロッドがシリンダチューブに対して延び側に位置した場合の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、添付図面を参照しながら本発明に係るシリンダ装置の好適な実施の形態について詳細に説明する。
【００２０】
図１〜図３は、本発明の実施の形態であるシリンダ装置を示したものである。ここで例示するシリンダ装置は、図には明示していないが、建設機械においてブーム、アーム、バケット、ブレード等の作業機を動作させるための油圧シリンダ装置として用いられるもので、シリンダチューブ１０を備えている。
【００２１】
シリンダチューブ１０は、図１に示すように、油圧シリンダ装置の外殻を構成するもので、中心部にシリンダ孔１１を有した筒状を成している。シリンダ孔１１は、横断面が円形の空所である。このシリンダ孔１１は、全長でほぼ一様な内径を有するように構成したものであり、シリンダチューブ１０の基端側が閉塞し、かつシリンダチューブ１０の先端側が開口している。このシリンダチューブ１０には、大径部１２及び２つの給排ポート１３ａ，１３ｂが設けてある。大径部１２は、シリンダチューブ１０の先端側内周面にわずかに内径が大きくなるように形成した環状の凹部である。給排ポート１３ａ，１３ｂは、シリンダ孔１１を外部に連通させるもので、シリンダチューブ１０の基端部及び先端部にそれぞれ形成してある。本実施の形態では、基端部の給排ポート１３ｂがシリンダチューブ１０の底壁部においてシリンダ孔１１に連通するように形成してあり、先端部の給排ポート１３ａが大径部１２を介してシリンダ孔１１に連通するようにシリンダチューブ１０の周壁部に形成してある。
【００２２】
シリンダチューブ１０のシリンダ孔１１には、ピストンロッド２０が配設してある。ピストンロッド２０は、シリンダ孔１１よりも径の小さい柱状部材であり、その基端部にピストン２１を備えている。ピストン２１は、ピストンロッド２０よりも大径で、長手方向に沿った寸法がシリンダ孔１１よりも短い円柱状を成すもので、中心部に形成したロッド装着孔２１ａを介してピストンロッド２０の基端部に螺合させてある。ピストン２１のロッド装着孔２１ａには、ピストンロッド２０の外周面との間にＯリング２２が配設してある。ピストン２１の外周面には、シリンダ孔１１の内周面に摺動可能に当接するピストンリング２３が装着してあり、さらにピストンリング２３の両側となる部位にはそれぞれ軸受部材２４及びガードリング２５が順次配設してある。
【００２３】
一方、シリンダチューブ１０には、シリンダヘッド３０が取り付けてある。シリンダヘッド３０は、中心部に中心孔３０ａを有しており、中心孔３０ａにピストンロッド２０を貫通させた状態でシリンダチューブ１０の先端部に固定してある。本実施の形態では、シリンダチューブ１０の先端部に取り付けたヘッド本体３０Ａと、ヘッド本体３０Ａの先端部に取り付けたハウジング３０Ｂとを備えてシリンダヘッド３０が構成してある。
【００２４】
シリンダヘッド３０のヘッド本体３０Ａは、図２に示すように、シリンダチューブ１０のシリンダ孔１１に挿入可能となる外径を有した挿入部３１Ａと、シリンダ孔１１よりも外径の大きな本体基部３２Ａとを一体に形成したものである。挿入部３１Ａの外周面には、環状のシール装着溝３３Ａが形成してある。このヘッド本体３０Ａは、シール装着溝３３ＡにＯリング３４Ａを装着し、かつ挿入部３１Ａをシリンダ孔１１に挿入した状態で、本体基部３２Ａを介してシリンダチューブ１０の先端部に配設してある。図１からも明らかなように、挿入部３１Ａにおいてシリンダチューブ１０の大径部１２に対向する部分３１Ａａは、その外径がシリンダ孔１１の内径よりも小さくなるように形成してあり、給排ポート１３ａが開口する大径部１２との間に十分な隙間が確保してある。
【００２５】
シリンダヘッド３０のハウジング３０Ｂは、図１に示すように、ヘッド本体３０Ａの本体基部３２Ａとほぼ同じ外径を有したハウジング基部３１Ｂと、ハウジング基部３１Ｂよりも外径の小さいシール保持部３２Ｂとを一体に形成したものである。図２に示すように、ハウジング基部３１Ｂの端面には、中心孔３０ａの外周となる部位に環状のシール装着溝３３Ｂが形成してある。このハウジング３０Ｂは、シール装着溝３３ＢにＯリング３４Ｂを装着した状態でハウジング基部３１Ｂの端面を本体基部３２Ａの端面に当接させ、図３に示すように、複数の取付ボルトＢを締結することによりヘッド本体３０Ａとともに、シリンダチューブ１０に取り付けてある。本実施の形態では、後述する収容室３０Ｃを避けた位置の９箇所にそれぞれ取付ボルトＢを締結することによってハウジング３０Ｂをヘッド本体３０Ａとともに、シリンダチューブ１０に強固に取り付けるようにしている。
【００２６】
これらヘッド本体３０Ａ及びハウジング３０Ｂには、図２に示すように、それぞれの中心孔３０ａにおいてピストンロッド２０との間となる部位に軸受部材４０Ａ，４０Ｂ及びシーリングシステム５０Ａ，５０Ｂが設けてある。軸受部材４０Ａ，４０Ｂは、いわゆるブッシュと称される滑り軸受部材であり、ピストンロッド２０の外周面に摺動可能に当接される円筒状を成している。ヘッド本体３０Ａにおいては、挿入部３１Ａの内周面に軸受部材（以下、区別する場合に「内方軸受部材４０Ａ」という）が配設してあり、ハウジング３０Ｂにおいては、ハウジング基部３１Ｂの内周面においてシール保持部３２Ｂに近接した部位に軸受部材（以下、区別する場合に「外方軸受部材４０Ｂ」という）が配設してある。尚、図２中の符号４１Ａ及び４１Ｂは、軸受部材４０Ａ，４０Ｂの脱落を防止するために装着したスナップリングである。
【００２７】
シーリングシステム５０Ａ，５０Ｂは、シリンダヘッド３０とピストンロッド２０との間に、水や油等の液体の通過を阻止する機能及び塵埃等の異物の通過を阻止する機能を付与するもので、ヘッド本体３０Ａ及びハウジング３０Ｂのそれぞれに個別に構成してある。
【００２８】
ヘッド本体３０Ａのシーリングシステム５０Ａは、中心孔３０ａにおいて内方軸受部材４０Ａに近接した部分からハウジング３０Ｂに近接する方向に向けてバッファリング５１Ａ、内方ロッドパッキン５２Ａ及び内方ダストシール５３Ａを長手方向に沿って順次並設することにより構成してある。バッファリング５１Ａは、ピストンロッド２０の外周面に摺接することによりシリンダ孔１１の内部の高い圧力が内方ロッドパッキン５２Ａに作用するのを防止するもので、ヘッド本体３０Ａの中心孔３０ａに形成したリング溝３５Ａに配設してある。内方ロッドパッキン５２Ａは、シリンダ孔１１からハウジング３０Ｂへ向かう油の通過を阻止するように機能するもので、ヘッド本体３０Ａの中心孔３０ａに形成したパッキン収容溝３６Ａに配設してある。内方ダストシール５３Ａは、中心孔３０ａからシリンダ孔１１へ向かう異物の通過を阻止するように機能するもので、ヘッド本体３０Ａの中心孔３０ａに形成したシール収容溝３７Ａに配設してある。図２からも明らかなように、シール収容溝３７Ａは、ヘッド本体３０Ａの端面に開口するように形成したものである。このシール収容溝３７Ａにおいては、ヘッド本体３０Ａの端面にハウジング３０Ｂが取り付けられた場合、ハウジング３０Ｂに設けた円筒状のリップ部３５Ｂが内部に挿入され、リップ部３５Ｂによって内方ダストシール５３Ａの脱落が防止される。
【００２９】
ハウジング３０Ｂのシーリングシステム５０Ｂは、中心孔３０ａにおいて外方軸受部材４０Ｂに近接した部分からピストンロッド２０の先端に向けて外方ロッドパッキン５１Ｂ及び外方ダストシール５２Ｂを長手方向に沿って順次並設することにより構成してある。外方ロッドパッキン５１Ｂは、中心孔３０ａにおいて外方軸受部材４０Ｂへ向かう水の通過を阻止するように機能するもので、ハウジング３０Ｂの中心孔３０ａに形成したパッキン収容溝３６Ｂに配設してある。外方ダストシール５２Ｂは、中心孔３０ａにおいて外方軸受部材４０Ｂへ向かう異物の通過を阻止するように機能するもので、ハウジング３０Ｂの中心孔３０ａに形成したシール収容溝３７Ｂに配設してある。尚、図２中の符号５３Ｂは、外方ダストシール５２Ｂの脱落を防止するためにシール収容溝３７Ｂに装着したスナップリングである。
【００３０】
また、シリンダヘッド３０のハウジング３０Ｂには、収容室３０Ｃが形成してある。収容室３０Ｃは、図２及び図３に示すように、ハウジング基部３１Ｂに設けた空所であり、中心側の端部がハウジング３０Ｂの中心孔３０ａに開口する一方、外周側の開口がハウジング基部３１Ｂの外周面に取り付けたユニットブロック６０によって閉塞されている。ユニットブロック６０とハウジング３０Ｂとの間には、水密性を確保するためのシール部材６１が介在させてある。図２からも明らかなように、ハウジング３０Ｂの中心孔３０ａにおいて収容室３０Ｃが開口する位置は、ヘッド本体３０Ａに配設した内方ダストシール５３Ａと、ハウジング３０Ｂに配設した外方軸受部材４０Ｂとの間となる部分である。
【００３１】
このハウジング３０Ｂの収容室３０Ｃには、ストローク検出ユニット７０が配設してある。ストローク検出ユニット７０は、シリンダヘッド３０に対するピストンロッド２０のストロークを検出し、その検出結果に応じた検出信号を電気信号として出力するもので、収容室３０Ｃの内部にユニットケーシング７１を備えている。ユニットケーシング７１は、スライドガイド部７１Ａ及びローラ支持部７１Ｂを有して構成したものである。
【００３２】
スライドガイド部７１Ａは、横断面が円形で、中心部にバネ収容部７１Ａａを有した柱状部材である。このスライドガイド部７１Ａは、バネ収容部７１Ａａに押圧バネ７２を収容した状態で、ユニットブロック６０に形成したガイド孔６２にケーシング用軸受部材６３を介して摺動可能に挿入してある。ガイド孔６２は、ピストンロッド２０の径方向に沿って形成した横断面が円形の孔であり、スライドガイド部７１Ａをピストンロッド２０に近接離反する方向に沿って移動させることが可能である。押圧バネ７２は、ユニットブロック６０とスライドガイド部７１Ａとの間に介在し、ユニットブロック６０に対して常にスライドガイド部７１Ａをピストンロッド２０に近接する向きに押圧するように機能するコイルバネである。
【００３３】
ローラ支持部７１Ｂは、図３に示すように、スライドガイド部７１Ａの端部からスライドガイド部７１Ａの径方向に沿う方向に延在した筒状部材である。図には明示していないが、ユニットブロック６０とローラ支持部７１Ｂとの間には、ローラ支持部７１Ｂが常にピストンロッド２０の長手方向に対して直角となる向きを維持するように回り止めが設けてある。このローラ支持部７１Ｂには、センサローラ７３及び磁気検出センサ７４が配設してある。
【００３４】
センサローラ７３は、支持軸７５の中央部に支持軸７５と一体に回転するように設けた大径の円板状部分である。このセンサローラ７３は、支持軸７５がローラ支持部７１Ｂの長手方向に沿う状態で、支持軸７５の両端部に設けたローラベアリング７６を介してローラ支持部７１Ｂに回転可能に支持させてある。図３からも明らかなように、センサローラ７３の外周面は、ピストンロッド２０に対向する部分がローラ支持部７１Ｂの外周面よりもわずかに外方に突出しており、上述した押圧バネ７２のバネ力により、シリンダヘッド３０の中心孔３０ａを介してピストンロッド２０の外周面に押圧された状態にある。尚、図には明示していないが、本実施の形態においてはローラベアリング７６として、外輪と内輪との間の隙間を密封するシール部材を備えた、いわゆるシール付きベアリングと称されるものを適用している。
【００３５】
磁気検出センサ７４は、磁力の変化を非接触で検出し、その検出結果を電気信号として出力するものである。この磁気検出センサ７４は、支持軸７５の一端面に近接させた状態でユニットケーシング７１に取り付けてある。支持軸７５において磁気検出センサ７４に近接した一端部には、永久磁石７７が設けてある。支持軸７５の永久磁石７７は、図には明示していないが、支持軸７５が回転した場合に磁気検出センサ７４の検出する磁力が回転方向及び回転量に応じて変化するように配設したものである。
【００３６】
ユニットケーシング７１において磁気検出センサ７４を取り付けた端部には、モールド樹脂７８が充填してあり、磁気検出センサ７４の防水性が確保されている。磁気検出センサ７４から延出されるケーブル７４ａは、モールド樹脂７８から収容室３０Ｃに突出した後、ユニットブロック６０に形成した挿通孔６４を介して収容室３０Ｃの外部に導出され、端子台６５の端子に接続されている。端子台６５は、カバー部材６６によって覆われており、所望の水密性が確保されている。端子台６５から延出するケーブル６５ａは、カバー部材６６の導出孔６７から外部に導出されている。ユニットブロック６０の挿通孔６４には、水の通過を阻止するためのグロメット６８が装着してある。ユニットケーシング７１のもう一方の端部には、ローラベアリング７６にプリロードを与えるためのナット７９が螺合してある。ナット７９の外側端部には、モールド樹脂７８が充填してあり、ローラベアリング７６への水の浸入が阻止されている。
【００３７】
上記のように構成した油圧シリンダ装置では、図１及び図２に示すように、ピストン２１によってシリンダチューブ１０のシリンダ孔１１がロッド側圧力室１１Ｒとボトム側圧力室１１Ｂとに仕切られる。従って、これらの圧力室１１Ｒ，１１Ｂに対して２つの給排ポート１３ａ，１３ｂから油を交互に供給すれば、シリンダチューブ１０に対してピストンロッド２０がストロークし、例えば、建設機械においてバケットに所望の動作を実施させることができるようになる。
【００３８】
シリンダチューブ１０に対してピストンロッド２０がストロークしている間においては、ピストンロッド２０の外周面に押圧されたセンサローラ７３がピストンロッド２０のストローク方向及びストローク量に応じて回転することになる。このため、磁気検出センサ７４によって検出される永久磁石７７の磁力が変化し、磁気検出センサ７４からセンサローラ７３の回転方向及び回転量に応じた検出信号が出力されることになり、この検出信号からシリンダヘッド３０に対するピストンロッド２０のストロークを検出することが可能となる。
【００３９】
ここで、上述した油圧シリンダ装置にあっても、ピストンロッド２０は、基端部に設けたピストン２１の軸受部材２４とシリンダヘッド３０の軸受部材４０Ａ，４０Ｂとによって、シリンダチューブ１０に対してストローク可能に支持されている。従って、シリンダチューブ１０に対してピストンロッド２０が縮み側に位置している場合には、ピストン２１の軸受部材２４とシリンダヘッド３０の軸受部材４０Ａ，４０Ｂとの相互の距離が長くなるとともに、シリンダヘッド３０の軸受部材４０Ａ，４０Ｂからピストンロッド２０の先端部までの距離が短くなる。このため、ピストンロッド２０の先端部に周囲から外力が加えられた場合にも、シリンダチューブ１０及びシリンダヘッド３０の中心孔の中心軸に対してピストンロッド２０の中心軸が傾斜するような事態が生じることはなく、上述のシーリングシステム５０Ａ，５０Ｂが有効に機能する。すなわち、ピストンロッド２０とシリンダヘッド３０との間においては、ハウジング３０Ｂのシーリングシステム５０Ｂにより、中心孔３０ａから外方軸受部材４０Ｂへの異物の通過が阻止されるとともに、中心孔３０ａから外方軸受部材４０Ｂへの水の通過が阻止される。さらには、ヘッド本体３０Ａのシーリングシステム５０Ａにより、シリンダ孔１１からハウジング３０Ｂへの油の通過が阻止されるとともに、中心孔３０ａからシリンダ孔１１への異物の通過が阻止されることになる。これにより、例えば、バケットやアームが水中に浸漬されるような状態で作業を行った場合であっても、シリンダヘッド３０とピストンロッド２０との間からシリンダチューブ１０の内部に水が浸入する恐れはない。
【００４０】
一方、シリンダチューブ１０に対してピストンロッド２０が延び側に位置した場合には、ピストン２１の軸受部材２４とシリンダヘッド３０の軸受部材４０Ａ，４０Ｂとの相互の距離がストロークに応じて短くなるとともに、シリンダヘッド３０の軸受部材４０Ａ，４０Ｂからピストンロッド２０の先端部までの距離が長い状態となる。
【００４１】
しかしながら、上記油圧シリンダ装置によれば、シリンダヘッド３０の中心孔３０ａに長手方向に沿って軸受部材４０Ａ，４０Ｂを２つ配設しているため、実質的には、一方の軸受部材４０Ａから他方の軸受部材４０Ｂまでの全長に渡る範囲でピストンロッド２０を支持している状態となる。これにより、ピストンロッド２０が延び側に位置した状態であっても、外力によってピストンロッド２０の中心軸がシリンダチューブ１０及びシリンダヘッド３０の中心孔の中心軸に対して傾斜した状態となる恐れはなく、上述した２つシーリングシステム５０Ａ，５０Ｂが有効に機能するようになる。しかも、２つの軸受部材４０Ａ，４０Ｂの間にストローク検出ユニット７０のセンサローラ７３を配設するようにしているため、２つの軸受部材４０Ａ，４０Ｂの間に位置するセンサローラ７３とピストンロッド２０との間の距離が変化する事態は起こり得ない。これらの結果、バケットやアームを水中で使用するような状況においてもシリンダヘッド３０の収容室３０Ｃに水が浸入する恐れはなく、ストローク検出ユニット７０によってピストンロッド２０のストロークを正確、かつ確実に検出することが可能となる。
【００４２】
尚、上述した実施の形態では、建設機械の作業機を動作させるための油圧シリンダ装置を例示しているが、本発明は必ずしもこれに限定されず、その他の用途のシリンダ装置として構成することももちろん可能である。
【００４３】
また、上述した実施の形態では、ヘッド本体３０Ａ及びハウジング３０Ｂを備えてシリンダヘッド３０を構成したシリンダ装置を例示しているが、本発明は必ずしもシリンダヘッドが複数の部材を備えて構成されている必要はない。
【００４４】
さらに、上述した実施の形態では、ストローク検出ユニット７０として、ピストンロッド２０のストロークに伴って回転するセンサローラ７３と、センサローラ７３の回転を磁気的に検出する磁気検出センサ７４とを備えたものを例示しているが、本発明ではその他のストローク検出ユニットを適用しても構わない。例えば、センサローラの回転をエンコーダによって検出するようにしたものを適用しても良いし、ピストンロッドに設けた磁気スケールを磁気検出センサによって検出することでピストンロッドのストロークを検出するように構成しても良い。
【００４５】
またさらに、上述した実施の形態では、シーリングシステム５０Ｂとして外方ロッドパッキン５１Ｂ及び外方ダストシール５２Ｂを長手方向に沿って並設したものを例示しているが、シーリングシステムの構成はこれらに限定されず、少なくとも水密性を確保する要素を備えていれば良い。尚、上述した実施の形態では、収容室３０Ｃと内方軸受部材４０Ａとの間にもシーリングシステム５０Ａを設けているが、必ずしも収容室３０Ｃと内方軸受部材４０Ａとの間にはシーリングシステムを設ける必要はない。
【符号の説明】
【００４６】
１０      シリンダチューブ
２０      ピストンロッド
２１      ピストン
３０      シリンダヘッド
３０Ａ      ヘッド本体
３０Ｂ      ハウジング
３０Ｃ      収容室
３０ａ      シリンダヘッドの中心孔
４０Ａ，４０Ｂ      軸受部材
５０Ｂ      シーリングシステム
５１Ｂ      外方ロッドパッキン
５２Ｂ      外方ダストシール
７０      ストローク検出ユニット
７１      ユニットケーシング
７２      押圧バネ
７３      センサローラ
７４      磁気検出センサ
【図１】
2015092908.tif 000003
【図２】
2015092908.tif 000004
【図３】
2015092908.tif 000005
【図４−１】
2015092908.tif 000006
【図４−２】
2015092908.tif 000007
【手続補正書】
【提出日】平成26年7月18日(2014.7.18)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダチューブの開口端部に設けたシリンダヘッドと、前記シリンダヘッドの中心孔に摺動可能に挿通され、前記シリンダチューブの内部に位置する基端部にピストンを備えたピストンロッドとを備え、前記シリンダヘッドの中心孔を介して前記ピストンロッドがその長手方向に沿ってストロークされるシリンダ装置であって、
前記シリンダヘッドの中心孔に開口するように前記シリンダヘッドに設けた収容室に配設し、前記シリンダヘッドに対する前記ピストンロッドのストロークに応じた検出信号を出力するストローク検出ユニットと、
前記シリンダヘッドの中心孔において前記収容室を挟むように前記ピストンロッドの長手方向に沿って並設した２つの軸受部材と、
前記シリンダヘッドの中心孔において前記軸受部材よりも前記ピストンロッドの先端側となる部位に構成したシーリングシステムと
を備え、前記２つの軸受部材を介して前記ピストンロッドを前記シリンダヘッドに支持させ、かつ前記シーリングシステムが、
前記ピストンロッドとの間において前記軸受部材への液体の浸入を阻止するように機能するロッドパッキンと、
前記ロッドパッキンよりも前記ピストンロッドの先端側となる部位に配設し、前記ピストンロッドとの間において前記軸受部材への塵埃の進入を阻止するように機能するダストシールと
を備えることを特徴とするシリンダ装置。
【請求項２】
前記シリンダヘッドは、
前記シリンダチューブの開口端部に取り付けられるヘッド本体と、
前記収容室を有し、かつ前記ヘッド本体の端面に取り付けられるハウジングと
を備え、前記ヘッド本体の中心孔及び前記ハウジングの中心孔にそれぞれ前記軸受部材を配設したことを特徴とする請求項１に記載のシリンダ装置。
【請求項３】
前記２つの軸受部材は、それぞれが前記ピストンロッドの外周面に摺動可能に当接される円筒状の滑り軸受部材であることを特徴とする請求項１に記載のシリンダ装置。
【請求項４】
前記ストローク検出ユニットは、
周面を介して前記ピストンロッドの外周面に当接可能となる状態で前記収容室の内部に回転可能に配設したセンサローラと、
前記センサローラの周面を前記ピストンロッドに押圧する方向に付勢する押圧バネと、
前記ピストンロッドのストロークに伴う前記センサローラの回転方向及び回転量に応じた検出信号を出力する回転センサと
を備えたことを特徴とする請求項１に記載のシリンダ装置。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
上記目的を達成するため、本発明に係るシリンダ装置は、シリンダチューブの開口端部に設けたシリンダヘッドと、前記シリンダヘッドの中心孔に摺動可能に挿通され、前記シリンダチューブの内部に位置する基端部にピストンを備えたピストンロッドとを備え、前記シリンダヘッドの中心孔を介して前記ピストンロッドがその長手方向に沿ってストロークされるシリンダ装置であって、前記シリンダヘッドの中心孔に開口するように前記シリンダヘッドに設けた収容室に配設し、前記シリンダヘッドに対する前記ピストンロッドのストロークに応じた検出信号を出力するストローク検出ユニットと、前記シリンダヘッドの中心孔において前記収容室を挟むように前記ピストンロッドの長手方向に沿って並設した２つの軸受部材と、前記シリンダヘッドの中心孔において前記軸受部材よりも前記ピストンロッドの先端側となる部位に構成したシーリングシステムとを備え、前記２つの軸受部材を介して前記ピストンロッドを前記シリンダヘッドに支持させ、かつ前記シーリングシステムが、前記ピストンロッドとの間において前記軸受部材への液体の浸入を阻止するように機能するロッドパッキンと、前記ロッドパッキンよりも前記ピストンロッドの先端側となる部位に配設し、前記ピストンロッドとの間において前記軸受部材への塵埃の進入を阻止するように機能するダストシールとを備えることを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】削除
【補正の内容】
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４５
【補正方法】削除
【補正の内容】
【国際調査報告】
2015092908.tif 000008
2015092908.tif 000009
2015092908.tif 000010
2015092908.tif 000011