(57)【要約】【課題】シリンダの側部にセンサを設けて、シリンダの伸縮量を検出する構成において、油圧シリンダのピストンロッドが軸心回りに回動可能になっていると、ピストンロッドの回動によりコントローラが誤作動を起こしたり、センサが故障を起こしたりする。【解決手段】ジョイントホルダ１１に後付けすることが可能なブラケット１６と、ジョイントボール１２の円筒形部分とを接触させることにより、シリンダの軸心方向と垂直な方向に、ジョイントホルダ１１が回動することを規制した。【選択図】      図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダチューブにピストンロッドを伸縮自在に設けたシリンダの取付部を、ジョイントボールを介して軸支し、該ジョイントボールを貫通する貫通孔の両側に円筒形部分を形成するとともに、該ピストンロッドと該シリンダチューブとの間に伸縮長さを検知するセンサを配置した、シリンダ取付構造において、
該ジョイントボールの円筒形部分に接触させて、該ジョイントホルダの回動を一方向にのみ規制するブラケットを、該ジョイントボールが収納されるジョイントホルダに取り付けた、ことを特徴とするシリンダ取付構造。
【請求項２】
ブラケットの端部２箇所を、ジョイントボール両側の円筒形部分に接触させて、ジョイントホルダの回動を一方向のみ規制した、ことを特徴とする請求項１記載のシリンダ取付構造。
【請求項３】
ブラケットにＵ字状の切欠を設け、該切欠を前記ジョイントボールに形成した円筒形部分に挿入し、ジョイントホルダの回動を一方向のみ規制した、ことを特徴とする請求項１記載のシリンダ取付構造。
【請求項４】
前記ブラケットを着脱可能に構成した、ことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載のシリンダ取付構造。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シリンダの取付構造、より詳しくは、シリンダチューブ及びピストンロッドよりなるシリンダの取付部に、貫通孔を形成する円筒形部分を持ったジョイントボールを介して該シリンダを軸支し、該ピストンロッドと該シリンダチューブの間に長さを検知するセンサを配置した、シリンダの取付構造に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、油圧シリンダや空圧シリンダ等のシリンダのシリンダチューブ及びピストンロッドの取付部の構造は、伸縮時にシリンダの両端の取付部に無理な負荷がかからないように球形のジョイントボールを介装して、三次元的に回動できるようにしていた。例えば、農用トラクタのシリンダ取付部の場合、トラクタの後部に三点リンク式作業機装着装置を介して、作業機を装着していた。
【０００３】
詳しくは、図７、図８に示すように、油圧ケース４の両側より後方にリフトアーム２を突出し、ロアリンク１とリフトアーム２の間に左右いずれか一方にリフトリンク、他方に油圧シリンダ３を介装し、ロアリンク１後端に装着した作業機が水平に、或いは任意の角度に傾倒できるように油圧シリンダ３を伸縮して制御していた。そして、この油圧シリンダ３はピストンロッド３ａの先端にロアリンク１を枢結し、シリンダチューブ３ｂのヘッド側に球形のジョイントボール１２を介して、リフトアーム２の枢支ピン２ａに枢結していた。
【０００４】
前記ジョイントボール１２は、ジョイントホルダ１１が油圧シリンダ３のシリンダヘッド側のシリンダチューブ３ｂに溶接固定され、該ジョイントホルダ１１の中心軸側にジョイントボール１２が三次元的に回動自在に収納され、該ジョイントボール１２の中央の軸孔にリフトアーム２の枢支ピン２ａが挿入され、該枢支ピン２ａ端部に嵌装したピン１４にて抜け止めされていた。そして、ピストンロッド３ａとシリンダチューブ３ｂとの間に長さを検知するセンサ７が配置されて伸縮量を検知していた。
【０００５】
しかし、このような構成では、油圧シリンダ３のピストンロッド３ａがロアリンク１にピンにより枢支されており、ピストンロッド３ａの軸心回りに回動することはほとんどないが、シリンダチューブ３ｂはジョイントホルダ１１及びジョイントボール１２を介して枢支ピン２ａにより連結されているので、シリンダチューブ３ｂの軸心回りにわずかではあるが回動可能となっている。
この場合、シリンダチューブ３ｂが軸心回りに回動すると、図８のように、油圧シリンダ３が伸縮していないにもかかわらず、センサ７が伸長して油圧シリンダ３が伸びたことを検知することになる。
【０００６】
このため、図示しないコントローラが、油圧シリンダ３が伸張したと判断して、水平制御の場合であっても、油圧シリンダ３を縮小させるという誤動作を起こしてしまう。この種の誤動作は、頻繁に起こると振動となったりして、作業精度に悪影響を与えるばかりでなく、センサ７が捻じられて故障の原因ともなっていた。
【０００７】
そこで、図７、図８に示すように、球形のジョイントボール１２に穴をあけ、ジョイントホルダ１１を介してピン１５を打ち込む解決策が示されている（例えば、特許文献１参照。）。これにより、油圧シリンダ３のシリンダチューブ３ｂとピストンロッド３ａの軸心周りの回動が規制できるようになった。
【０００８】
【特許文献１】
実用新案登録第２５４８９９４号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来のこのような方法（ピン１５をジョイントホルダ１１に溶接などで固定し、ジョイントボール１２に対して回動可能とする方法）では、ピン１５と前記ジョイントボール１２の貫通孔の摩擦が大きいものとなっていた。また、ジョイントホルダ１１に装着する前に該ジョイントボール１２に加工を行う必要があった。
このため、ジョイントボール１２の加工が複雑となり、経済的ではなかった。また、ジョイントホルダ１１に装着したあとに加工を施すことが不可能であり、センサ７を取付ける油圧シリンダ３と、センサ７を取付けない油圧シリンダ３に共通の部品を使用できず、コスト高となっていた。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【００１１】
即ち、請求項１においては、
シリンダチューブにピストンロッドを伸縮自在に設けたシリンダの取付部を、ジョイントボールを介して軸支し、該ジョイントボールを貫通する貫通孔の両側に円筒形部分を形成するとともに、該ピストンロッドと該シリンダチューブとの間に伸縮長さを検知するセンサを配置した、シリンダ取付構造において、
該ジョイントボールの円筒形部分に接触させて、該ジョイントホルダの回動を一方向にのみ規制するブラケットを、該ジョイントボールが収納されるジョイントホルダに取り付けたものである。
【００１２】
請求項２においては、
ブラケットの端部２箇所を、ジョイントボール両側の円筒形部分に接触させて、ジョイントホルダの回動を一方向のみ規制したものである。
【００１３】
請求項３においては、
ブラケットにＵ字状の切欠を設け、該切欠を前記ジョイントボールに形成した円筒形部分に挿入し、ジョイントホルダの回動を一方向のみ規制したものである。
【００１４】
請求項４においては、
前記ブラケットを着脱可能に構成したものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
次に、農用トラクタの後部に三点リンク式作業機装着装置を介して作業機を装着する場合について、本発明の実施の形態を説明する。本実施例では、シリンダを油圧シリンダ３とし、該油圧シリンダ３を図示しないトラクタ後部のリフトアーム２に連結した場合について説明する。
【００１６】
図１はシリンダ取付部の後面図、図２は同じく側面図、図３は同じく一部断面平面図、図４はシリンダ取付部の別実施例を示す一部断面平面図、図５は同じく側面図、図６はシリンダ取付部の別実施例を示す一部断面平面図、図７はリフトアームに油圧シリンダを連結した従来の連結構造を示す後面図、図８は同じくシリンダの軸心周りに回動した状態を示す側面図である。
【００１７】
まず、図１乃至図３を参照しながら、シリンダ取付構造について説明する。
油圧シリンダ３のシリンダチューブ３ｂ内にピストンを収納し、該ピストンに固設したピストンロッド３ａ（図７参照）をシリンダチューブ３ｂに出退自在に収納している。該シリンダチューブ３ｂの基部側先端にジョイントボール１２を収納したジョイントホルダ１１を溶接固定している。該ジョイントホルダ１１はリング状に構成され、該ジョイントホルダ１１内に嵌入されているジョイントボール１２は略球状に構成されている。
【００１８】
そして、ジョイントボール１２の中心には直径方向にジョイントボール貫通孔１２ａが開口され、リフトアーム２後端より側方へ突出した枢支ピン２ａを挿入するようにし、ジョイントボール１２は枢支ピン２ａに貫通したピン１４によって抜け止めされている。
この状態では、ジョイントホルダ１１に対して、ジョイントボール１２は３次元的に回動することが可能である。
【００１９】
本発明では、ジョイントボール１２に、リフトアーム２の枢支ピン２ａが貫通するためのジョイントボール貫通孔１２ａと、ジョイントボール貫通孔１２ａの両端部を軸受支持するための円筒形部分１２ｂとが形成されており、ジョイントホルダ１１に後付けされたブラケット１６とジョイントボール１２の円筒形部分１２ｂとを接触させている。
【００２０】
ブラケット１６は、円筒形部分１２ｂに左右方向（略水平方向）から接触されており、油圧シリンダ３の軸心方向に垂直な方向（以下、油圧シリンダの軸心を中心とした回動方向をＺ方向という。）のみ、ジョイントホルダ１１の回動を規制できる。なお、後述するネジ１７を中心とした回動方向をＸ方向とし、枢支ピン２ａを中心とした回動方向をＹ方向とする。
【００２１】
ブラケット１６の端部をジョイントボール１２に接触させる構造について説明する。
まず、第一実施例は、図３に示すように、鋼板等により構成したプレートを平面視コ字型に折り曲げ成形してブラケット１６を構成し、該ブラケット１６の内面中央をジョイントホルダ１１の外周面の側部に溶接等により固定している。該ブラケット１６は幅がジョイントホルダ１１の幅と略一致され、内面からの高さに略一致させている。こうして、該ブラケット１６の両側端面１６ａ・１６ａは、ジョイントボール貫通孔１２ａと平行なジョイントボール円筒形部分１２ｂの両側外周の２箇所で接触（当接）させているのである。
【００２２】
次に第二実施例について説明する。図４、図５に示すように、ブラケット２６は鋼板等で構成したプレートを正面視逆Ｌ字状に折り曲げ形成し、該ブラケットの側面には下方を開放する切欠２６ｂを形成して、側面視逆Ｕ字状に構成している。該ブラケット２６の上板２６ａの下面をジョイントホルダ１１の外周上面に溶接等により固設し、側板の切欠２６ｂを円筒形部分１２ｂに挿入して、切欠２６ｂの左右両側の平行部分で円筒形部分１２ｂを挟むように構成して、切欠２６ｂの内面が円筒形部分１２ｂの外周に接触するようにして、ジョイントホルダ１１、つまり、シリンダの左右の（Ｚ方向の）回動を規制するものである。
前記２つのブラケット１６・２６の接触方法は両方とも、前述のように、ブラケット１６を円筒形部分１２ｂに左右方向（略水平方向）から接触させており、Ｚ方向のみジョイントホルダ１１の回動を規制することができる。
【００２３】
次に、本発明の第三実施例について、図６を参照しながら説明する。
ブラケット３６は鋼板等のプレートを正面視コ字状に折り曲げ、上下左右中央に貫通孔３６ｂを開口し、該貫通孔３６ｂは、前記ジョイントボール貫通孔１２ａを形成した円筒形部分１２ｂ外周を回動自在に挿入できる大きさとしている。但し、貫通孔３６ｂは上下方向に長い長孔とする。
【００２４】
また、コの字型に構成したブラケット３６は、左外側と右側面との間にジョイントホルダ１１を挟み込む大きさに形成するとともに、左面と右面の略中央には、貫通孔３６ａ・３６ａが成形されている。前記ジョイントホルダ１１の上下面にもネジ穴１１ａ・１１ａが成形され、該ネジ穴１１ａ・１１ａはジョイントボール１２を取り付けた後に成形しても、あらかじめ同軸上に貫通孔を設けておいても良い。
【００２５】
そして、ネジ穴１１ａ・１１ａ及び貫通孔３６ａ・３６ａが同一軸心となるように配置しており、この貫通孔３６ａ・３６ａにネジ１７・１７を挿入してネジ穴１１ａ・１１ａに螺装して締付けることによって、Ｚ方向のみの回動を規制できる。つまり、枢支ピン２ａと垂直な方向、およびネジ１７に垂直な方向（Ｘ方向）へは、ジョイントホルダが回動することができるのである。
【００２６】
ここで、ネジ１７・１７の代わりにブラケット１６を溶接などにて固定することも可能であり、また、スプリングピン等を打ち込んで固定することも可能である。また、ブラケット３６は左右の平面視Ｌ型に構成したプレートにより構成することもできる。尚、本実施例ではブラケットをプレートにより構成したが棒状部材で構成することもできる。また、射出成形等により一体的に構成することもできる。また、前記ブラケット１６・２６・３６はネジ等により着脱可能に構成することができる。また、ブラケット１６・２６・３６はシリンダチューブ３ｂ上面に固定する構成とすることもできる。
【００２７】
以上より、図１、図２のように、該ジョイントボール１２の円筒形部分１２ｂに接触させて、該ジョイントホルダ１１の回動を一方向にのみ規制するブラケット１６を、該ジョイントボール１２が収納されるジョイントホルダ１１に取り付けたので、
油圧シリンダ３の回動方向を規制して、センサ７の検出精度を向上させることができ、センサ７の故障防止にもなる。
また、回動方向の規制が従来よりも容易なものとなり、経済性も向上する。
加えて、ジョイントボール１２加工後に規制手段を設けることが可能となり、製作上の自由度も増す。
【００２８】
また、図３のように、ブラケット１６の端部２箇所を、
ジョイントボール１２両側の円筒形部分１２ｂに接触させて、
ジョイントホルダ１１の回動を一方向のみ規制したので、
油圧シリンダ３の回動方向を規制して、センサ７の検出精度を向上させることができ、センサ７の故障防止にもなる。
また、回動方向の規制が従来よりも容易なものとなり、経済性も向上する。
加えて、ジョイントボール１２加工後に規制手段を設けることが可能となり、製作上の自由度も増す。
【００２９】
さらに、図４及び図５のように、ブラケット２６にＵ字状の切欠２６ｂを設け、該切欠２６ｂを前記ジョイントボール１２に形成した円筒形部分１２ｂに挿入し、ジョイントホルダ１１の回動を一方向のみ規制したので、
油圧シリンダ３の回動方向を規制して、センサ７の検出精度を向上させることができ、センサ７の故障防止にもなる。
また、回動方向の規制が従来よりも容易なものとなり、経済性も向上する。
加えて、ジョイントボール１２加工後に規制手段を設けることが可能となり、製作上の自由度も増す。
【００３０】
そして、図６のように、前記ブラケット１６・２６・３６を着脱可能に構成したので、
油圧シリンダ３の回動方向を規制して、センサ７の検出精度を向上させることができ、センサ７の故障防止にもなる。
また、回動方向の規制が従来よりも容易なものとなり、経済性も向上する。
加えて、ジョイントボール１２加工後に規制手段を設けることが可能となり、製作上の自由度も増す。
【発明の効果】
本発明は、以上のように構成したので、以下に示すような効果を奏する。
【００３１】
即ち、請求項１に示す如く、
シリンダチューブにピストンロッドを伸縮自在に設けたシリンダの取付部を、ジョイントボールを介して軸支し、該ジョイントボールを貫通する貫通孔の両側に円筒形部分を形成するとともに、該ピストンロッドと該シリンダチューブとの間に伸縮長さを検知するセンサを配置した、シリンダ取付構造において、
該ジョイントボールの円筒形部分に接触させて、該ジョイントホルダの回動を一方向にのみ規制するブラケットを、該ジョイントボールが収納されるジョイントホルダに取り付けたので、
シリンダの回動方向を規制して、センサの検出精度を向上させることができ、センサの故障防止にもなる。
また、回動方向の規制が従来よりも容易なものとなり、経済性も向上する。
加えて、ジョイントボール加工後に規制手段を設けることが可能となり、製作上の自由度も増す。
【００３２】
請求項２に示す如く、
ブラケットの端部２箇所を、
ジョイントボール両側の円筒形部分に接触させて、
ジョイントホルダの回動を一方向のみ規制したので、
シリンダの回動方向を規制して、センサの検出精度を向上させることができ、センサの故障防止にもなる。
また、回動方向の規制が従来よりも容易なものとなり、経済性も向上する。
加えて、ジョイントボール加工後に規制手段を設けることが可能となり、製作上の自由度も増す。
【００３３】
請求項３に示す如く、
ブラケットにＵ字状の切欠を設け、該切欠を前記ジョイントボールに形成した円筒形部分に挿入し、ジョイントホルダの回動を一方向のみ規制したので、
シリンダの回動方向を規制して、センサの検出精度を向上させることができ、センサの故障防止にもなる。
また、回動方向の規制が従来よりも容易なものとなり、経済性も向上する。
加えて、ジョイントボール加工後に規制手段を設けることが可能となり、製作上の自由度も増す。
【００３４】
請求項４に示す如く、
前記ブラケットを着脱可能に構成したので、
シリンダの回動方向を規制して、センサの検出精度を向上させることができ、センサの故障防止にもなる。
また、回動方向の規制が従来よりも容易なものとなり、経済性も向上する。
加えて、ジョイントボール加工後に規制手段を設けることが可能となり、製作上の自由度も増す。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のシリンダ取付部の一実施例を示す後面図。
【図２】同じく側面図。
【図３】同じく一部断面平面図。
【図４】シリンダ取付部の別実施例を示す一部断面平面図
【図５】同じく側面図。
【図６】シリンダ取付部の別実施例を示す一部断面平面図。
【図７】リフトアームに油圧シリンダを連結した従来の連結構造を示す後面図。
【図８】同じくシリンダの軸心周りに回動した状態を示す側面図。
【符号の説明】
３  油圧シリンダ
７  センサ
１１  ジョイントホルダ
１１ａ  ネジ穴
１２  ジョイントボール
１６  ブラケット
１６ａ  小貫通孔
１６ｂ  大貫通孔
１７  ネジ
【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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【図８】
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