(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
中空状に形成したピストンロッドの基端に隔壁部材を挟んで中空ピストンを取り付け、当該中空ピストンでシリンダチューブの内部をロッド側の油室と反ロッド側の油室に区画すると共に、ロッド側と反ロッド側の油室を隔壁部材に穿った個々の連通孔で中空状のピストンロッドの内部へと連通し、かつ、ピストンロッドの内部を通して送排油管の基端部分を個々に連通孔へと挿通して作動油の給排を行うようにした油圧シリンダにおいて、隔壁部材の連通孔と送排油管との間に軸受部とシール材を軸方向に並べて介装し、軸受部と送排油管との間もしくは軸受部と連通孔との間の隙間ｈから送排油管とシール材を挟む連通孔の両側の部分との間の隙間ｉ，ｊへと向かって、それぞれの隙間ｈ，ｉ，ｊを「ｈ＜ｉ＜ｊ」に順次大きく設定したことを特徴とする油圧シリンダ。
【請求項２】
隔壁部材に穿設した連通孔に対して挿通する送排油管の基端部分を、段部を境にしてその他の部分の外径よりも小さい外径を持つ小径部をして形成し、かつ、当該小径部を形成する段部から最大負荷圧力の作用時における隔壁部材の軸受部の端面までの長さｆを、軸受部の長さｇより短く「ｆ＜ｇ」に設定した請求項１の油圧シリンダ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、例えば、クレーンや高所作業車などのブームを伸縮動作させるのに使用する油圧シリンダに関し、特に、ピストンロッドの内部を通して送排油管の基端部分を油圧シリンダのロッド側と反ロッド側の油室へと結ぶための送排油管の装着構造に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の油圧シリンダにおける送排油管の装着構造としては、中空状のピストンロッドの基端に隔壁部材を挟んで中空ピストンを取り付け、当該中空ピストンでシリンダチューブの内部をロッド側の油室と反ロッド側の油室に区画している。
【０００３】
そして、上記ロッド側と反ロッド側の油室を隔壁部材に穿った個々の連通孔で中空状のピストンロッドの内部へと導き、かつ、それぞれの連通孔にシール材を介して個々に送排油管の基端部分を挿通することで、これら送排油管によりピストンロッドの内部を通してロッド側の油室と反ロッド側の油室へと選択的に作動油の給排を行い、当該作動油の給排に伴って油圧シリンダを伸縮動作することができるようにしている。
【０００４】
このものによれば、溶接手段を用いて送排油管を隔壁部材へと結合するものに比べ、隔壁部材へと送排油管を取り付ける際に溶接滓等の異物が作動油へと混入する恐れがなくなるので、当該油圧シリンダを用いた装置全体としての耐久性を著しく増大することができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記したクレーンや高所作業車などのブームを伸縮動作させるのに使用する油圧シリンダは、通常、一般の油圧シリンダに比べて極めて長いために反ロッド側の油室の油圧力（負荷圧力）で負荷を支持したときに、ピストンロッドの両端に対向して加わる負荷荷重と当該負荷荷重を支持する負荷圧力とでピストンロッド自体に軸方向への縮みが生じる。
【０００６】
また、これと併行して、上記負荷圧力は、反ロッド側の油室に通じる送排油管の基端面にも作用して送排油管を負荷荷重に抗して押し上げ、このときに、ロッド側の油室に通じる送排油管と反ロッド側の油室に通じる送排油管がサポータ等で連結して一体的に結合されていたとしても、これら両送排油管が一体となって軸方向へと向い同時に押し縮められてしまうことになる。
【０００７】
しかも、上記において、隔壁部材と送排油管の基端部分の受圧面積には大きな差があることから、ピストンロッドと送排油管の各軸方向への縮み量の間に両者の受圧面積比に応じた大きな差が生じ、この縮み量の差によって送排油管の基端部分と隔壁部材の連通孔との間に軸方向へのずれが生じて両者が互いに擦れながら移動することになる。
【０００８】
さらに、送排油管は、上記した負荷圧力による縮み作用に伴って曲げ作用をも受けることから、基端部分が隔壁部材の連通孔の内部で径方向に振動して発振を起こすことになるが、当該振動を送排油管に適宜の間隔を置いて配置した前記サポータ等で抑えようとしても確実に阻止することはできない。
【０００９】
そのために、送排油管の基端部分には傾きが生じて隔壁部材の連通孔の内壁面に接触しながら移動することになり、その結果、連通孔の内部において送排油管の外周面に摩擦痕が生じてシール材と擦れ、当該シール材を損傷して作動油洩れの要因となるという欠点を有する。
【００１０】
したがって、この発明の目的は、隔壁部材の連通孔と送排油管との間の摺接部分にできる摩擦痕の発生を防止して、両者の間に介装したシール材の損傷を阻止しつつ作動油洩れの発生を除去することのできるこの種の油圧シリンダを提供することである。
【００１１】
【解決を解決するための手段】
上記したこの発明の目的は、中空状に形成したピストンロッドの基端に隔壁部材を挟んで中空ピストンを取り付け、当該中空ピストンでシリンダチューブの内部をロッド側の油室と反ロッド側の油室に区画すると共に、ロッド側と反ロッド側の油室を隔壁部材に穿った個々の連通孔で中空状のピストンロッドの内部へと連通し、かつ、ピストンロッドの内部を通して送排油管の基端部分を個々に連通孔へと挿通して作動油の給排を行うようにした油圧シリンダにおいて、隔壁部材の連通孔と送排油管との間に軸受部とシール材を軸方向に並べて介装し、軸受部と送排油管との間もしくは軸受部と連通孔との間の隙間ｈから送排油管とシール材を挟む連通孔の両側の部分との間の隙間ｉ，ｊへと向かって、それぞれの隙間ｈ，ｉ，ｊを「ｈ＜ｉ＜ｊ」に順次大きく設定することによって達成される。
【００１２】
すなわち、上記のように構成することで、ピストンロッドと送排油管との間に受圧面積差に応じたずれが生じ、しかも、送排油管の基端部分が隔壁部材の連通孔内で振動しつつ曲げ力を受けて傾いたとしても、送排油管は最も小さい隙間ｈをもって対向する軸受部で支持され、たとえ、最大に撓んだとしてもそれよりも大きい隙間ｉ，ｊを備えたシール材を挟む両側の部分へは接触しない。
【００１３】
このようにして、送排油管の基端部分が隔壁部材の連通孔の内壁面に直接接触しながら移動するのを除去し、当該送排油管の基端部分の外周面に摩擦痕が生じるのを阻止して、シール材の損傷を防止しつつ作動油洩れの要因となるのを確実に除去することが可能になる。
【００１４】
さらに、好ましくは、上記した構成に加えて、隔壁部材に穿設した連通孔に対して挿通する送排油管の基端部分を、段部を境にしてその他の部分の外径よりも小さい外径をもつ小径部として形成し、かつ、当該小径部を形成する段部から最大負荷圧力の作用時における隔壁部材の軸受部の端面までの長さｆを、軸受部の長さｇより短く「ｆ＜ｇ」に設定してやる。
【００１５】
このようにすることで、例えば、送排油管の軸受部として隔壁部材に軸受材を圧入して用いたような場合に、軸受材が下端面に負荷圧力を受けて隔壁部材の連通孔から抜け出すような事態が招来したとしても、これら軸受材が抜け出して隔壁部材から脱落する以前に軸受材が送排油管側の段部へと当接し、隔壁部材からの軸受材の脱落を確実に阻止することができることになる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を添付した図面に基いて説明していくことにするが、ここでは、送排油管と隔壁部材の間に設ける軸受部とシール材を当該隔壁部材の連通孔側に設けた場合と、逆に、送排油管の外周面側に設けた場合の二つの場合について説明していくことにする。
【００１７】
図１は、送排油管に対する軸受部とシール材を隔壁部材の連通孔側に設けた場合のこの発明による実施の形態を示すもので、油圧シリンダ１の外郭部分を構成するシリンダチューブ２の内部には、中空ピストン３が中空状のピストンロッド４を担って摺動自在に挿入してある。
【００１８】
中空ピストン３と中空状のピストンロッド４は、中空ピストン３の下部外周をボルト等の頭と同様に六角形状５に形成し、この六角形状５の部分にスパナ等を嵌めて中空ピストン３を中空状のピストンロッド４の基端に隔壁部材６を挟んでねじ７により螺着し、かつ、ノックねじ８を用いてこれら中空ピストン３と中空状のピストンロッド４を一体的に結合している。
【００１９】
なお、上記において、中空ピストン３と中空状のピストンロッド４に対する隔壁部材６の各嵌合面には、それぞれシール材９，１０を介装してこれら中空ピストン３と中空状のピストンロッド４に対する隔壁部材６との間の嵌合面を密封している。
【００２０】
しかも、これと併せて、後者である中空状のピストンロッド４に対するシール材１０の直径を前者の中空ピストン３との間のシール材９の直径よりも大きく取り、これらシール材９，１０の直径差に伴う摩擦力の大小によって中空ピストン３を中空状のピストンロッド４へとねじ込むときに、隔壁部材６が中空状のピストンロッド４との間で回転を起こしつつずれを生じてしまうのを阻止するようにしている。
【００２１】
また、中空ピストン３は、外周面にシール材１１を間に挟んで二つのベアリング１２，１３を備え、これらシール材１１と二つのベアリング１２，１３をシリンダチューブ２の内壁面に摺接させることによって、中空ピストン３でシリンダチューブ２の内部を反ロッド側の油室１４とロッド側の油室１５とに区画している。
【００２２】
そして、反ロッド側の油室１４は、隔壁部材６を貫通して穿った連通孔１６を通して中空状のピストンロッド４の内部に通じ、かつ、それと対向するロッド側の油室１５は、シリンダチューブ２と中空ピストン３の間の間隙から中空ピストン３の上方部分に穿った横孔１７を通り、ここから中空ピストン３と隔壁部材６との間に形成した環状油路１８、および、当該環状油路１８に通じて隔壁部材６に穿ったＬ字状の連通孔１９を通して同じく中空状のピストンロッド４の内部へと連通している。
【００２３】
さらに、隔壁部材６に穿った連通孔１６，１９は、基端部分を個々に挿通した送排油管２０，２１でそれぞれ中空状のピストンロッド４の内部を通り、これら送排油管２０，２１を通して反ロッド側の油室１４とロッド側の油室１５へと作動油の給排を行うように構成してある。
【００２４】
上記において、図２に示す詳細部分図から分かるように、隔壁部材６の連通孔１６，１９には、送排油管２０，２１の外周面との間に軸受材２２，２３とシール材２４，２５を軸方向に並べて介装し、これら軸受材２２，２３と送排油管２０，２１との間における隙間ｈから送排油管２０，２１とシール材２４，２５を挟む連通孔１６，１９の両側の部分の隙間ｉ，ｊへと向かって、それぞれの隙間ｈ，ｉ，ｊを「ｈ＜ｉ＜ｊ」に順次大きくなるように設定したのである。
【００２５】
次に、以上のように構成した長尺型式の油圧シリンダ１の動作について説明することにする。
【００２６】
すなわち、送排油管２０を通して隔壁部材６の連通孔１６から反ロッド側の油室１４へと圧力作動油を送り込みつつ、ロッド側の油室１５内の作動油をシリンダチューブ２と中空ピストン３との間の間隙から中空ピストン３の横孔１７、および、隔壁部材６との間の環状油路１８、並びに、当該隔壁部材６に穿ったＬ字状の連通孔１９と送排油管２１とを通して外部へと押し出すことによって油圧シリンダ１は伸長動作する。
【００２７】
また、逆に、送排油管２１から隔壁部材６の連通孔１９と中空ピストン３との間の環状油路１８、および、中空ピストン３に穿った横孔１７、並びに、シリンダチューブ２と中空ピストン３との間の間隙を通してロッド側の油室１５へと圧力作動油を送り込みつつ、反ロッド側の油室１４内の作動油を隔壁部材６に穿った連通孔１６から送排油管２０を通して外部へと押し出すようにすることで油圧シリンダ１は圧縮動作する。
【００２８】
それに対し、作動油の給排操作を停止して反ロッド側の油室１４の油圧力で負荷を支持したときには、中空状のピストンロッド４の両端に対向して加わる負荷荷重と当該負荷荷重を支持する負荷圧力とで中空状のピストンロッド４に軸方向へと向う縮みが生じる。
【００２９】
しかも、これと併行して、上記負荷圧力は、反ロッド側の油室１４に通じる送排油管２０の基端面にも作用して送排油管２０を負荷荷重に抗して押し上げ、当該送排油管２０をも軸方向へと向って同時に押し縮めることになる。
【００３０】
この場合において、隔壁部材６と送排油管２０の基端部分の受圧面積には大きな差があることから、中空状のピストンロッド４と送排油管２０の軸方向への縮み量との間に両者の受圧面積比に応じた大きな差が生じ、この縮み量の差により送排油管２０の基端部分と隔壁部材６の連通孔１６との間に軸方向へのずれが生じて両者が互いに擦れつつ移動することになる。
【００３１】
さらに、加えて、送排油管２０は、上記した負荷圧力による縮み作用に伴って曲げ作用をも受け、基端部分が隔壁部材６の連通孔１６内で径方向に振動して発振を起こすことになる。
【００３２】
そのために、送排油管２０の基端部分に傾きが生じて隔壁部材６の連通孔１６の内壁面に接触しながら移動することになり、その結果、連通孔１６の内部において送排油管２０の外周面に摩擦痕が生じてシール材２４と擦れ、当該シール材２４を損傷して作動油洩れの要因となる。
【００３３】
その点、上記した図１および図２に示すこの発明の実施の形態にあっては、軸受材２２，２３に対する送排油管２０，２１の隙間ｈを最小とし、かつ、シール材２４，２５を挟む連通孔１６，１９の両側の部分の隙間ｉ，ｊを順次に大きくなるように設定してある。
【００３４】
これにより、負荷荷重と負荷圧力を受けて中空状のピストンロッド４と送排油管２０，２１との間に受圧面積差に応じたずれが生じ、かつ、併せて、送排油管２０，２１の基端部分が隔壁部材６の連通孔１６，１９内で振動しつつ曲げ力を受けて傾いたとしても、送排油管２０，２１は最も小さい隙間ｈをもって対向する軸受材２２，２３によって支持され、たとえ、最大に撓んだとしてもそれよりも大きい隙間ｉ，ｊを備えたシール材２４，２５を挟む連通孔１６，１９の両側の部分へは接触しない。
【００３５】
その結果、送排油管２０，２１の基端部分が隔壁部材６の連通孔１６，１９の内壁面に直接接触しながら移動するのを除去し、当該送排油管２０，２１の基端部分の外周面に摩擦痕が生じるのを阻止してシール材２４，２５の損傷を防止しつつ作動油洩れの発生を確実に除去する。
【００３６】
なお、図３に示す実施の形態は、隔壁部材６における連通孔１６，１９の内壁面に対し、上記した図１，図２の実施の形態とは上下逆にして軸受材２２，２３とシール材２４，２５をそれぞれ介装した場合を例示している。
【００３７】
また、図４は、図１，図２で連通孔１６，１９側に介装した軸受材２２，２３とシール材２４，２５を送排油管２０，２１側に設けた場合の実施の形態を示すものであり、さらに、図５は、図３において連通孔１６，１９側に介装した軸受材２２，２３とシール材２４，２５を同様にして送排油管２０，２１側に設置した場合の実施の形態を示すものである。
【００３８】
これらの実施の形態のものにあっても、軸受材２２，２３と連通孔１６，１９との間の隙間ｈから送排油管２０，２１とシール材２４，２５を挟む連通孔１６，１９の両側の部分の隙間ｉ，ｊへと向かってそれぞれの隙間ｈ，ｉ，ｊを「ｈ＜ｉ＜ｊ」に順次大きくなるように設定することで、送排油管２０，２１の基端部分が連通孔１６，１９の内壁面に直接接触しながら移動するのを阻止し、当該送排油管２０，２１の基端部分の外周面に摩擦痕が生じるのを阻止してシール材２４，２５の損傷を防止しつつ作動油洩れの発生を確実に除去することとなる。
【００３９】
さらに、これまで述べてきたこの発明の実施の形態にあっては、隔壁部材６における連通孔１６，１９の内壁面（図２，図３）、または、送排油管２０，２１の外周面（図４，図５）に軸受材２２，２３を圧入する等して嵌着するようにしてきたが、これに代えて、軸受材２２，２３を嵌着する連通孔１６，１９または送排油管２０，２１の部分に熱処理を施すなり、或いは、軸受材料をコーティングする等して軸受部２２，２３として構成してもよい。
【００４０】
ただし、上記したこれらの実施の形態のうち、特に、図１および図２の実施の形態において軸受部を軸受材２２，２３で構成したものにあっては、これら軸受材２２，２３の下端面に反ロッド側の油室１４の負荷圧力が作用して上方へと押され、これら軸受材２２，２３が隔壁部材６の連通孔１６，１９から抜け出してしまう恐れをもつ。
【００４１】
そこで、このような恐れのある場合には、上記の構成に加えて図１および図２に示すように、隔壁部材６に穿設した連通孔１６，１９の何れか一方または両方に対して挿通する送排油管２０，２１の基端部分を、段部２６，２７を境にしてその他の部分の外径よりも小さい外径をもつ小径部２０ａ，２１ａとして形成してやる。
【００４２】
そして、当該小径部２０ａ，２１ａを形成する段部２６，２７から最大負荷圧力の作用時における隔壁部材６の軸受材２２，２３の端面までの長さｆを、軸受材２２，２３の長さｇより短く「ｆ＜ｇ」に設定したのである。
【００４３】
これによって、例えば、軸受材２２，２３が下端面に負荷圧力を受けて隔壁部材６の連通孔１６，１９から抜け出すような事態が招来したとしても、何れか一方または両方の軸受材２２，２３が抜け出して隔壁部材６から脱落する以前に軸受材２２，２３が送排油管２０，２１側の段部２６，２７へと当接し、当該軸受材２２，２３の隔壁部材６からの脱落を確実に阻止することになる。
【００４４】
【発明の効果】
以上述べたように、請求項１の発明によれば、負荷圧力の作用時において、ピストンロッドと送排油管との間に生じる軸方向への相対変位と送排油管に作用する曲げ力とにより、送排油管の基端部分が隔壁部材の連通孔の内壁面に直接接触しながら移動するのを軸受部と送排油管との間もしくは軸受部と連通孔との間の隙間寸法、および、送排油管とシール材を挟む連通孔の両側の部分との間の隙間の寸法を適切に設定することで除去し、このようにして、送排油管の基端部分の外周面に摩擦痕が生じるのを阻止してシール材の損傷を防止しつつ作動油洩れの要因となるのを確実に除去することができる。
【００４５】
また、請求項２の発明によれば、上記した請求項１の効果に加えて、送排油管を挿通する隔壁部材の連通孔の挿通端側に軸受材を圧入する等して設けたとしても、負荷圧力により当該軸受材が隔壁部材の連通孔から抜け出して脱落してしまうのを確実に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による油圧シリンダの実施の形態を示す要部の縦断正面図である。
【図２】上記油圧シリンダの要部を取り出して拡大して詳細に示す部分縦断正面図である。
【図３】この発明による他の実施の形態である油圧シリンダの要部を拡大して詳細に示す部分縦断正面図である。
【図４】同上、この発明のもう一つの実施の形態である油圧シリンダの要部を拡大して示す部分縦断正面図である。
【図５】同じく、この発明によるさらに他の実施の形態である油圧シリンダの要部を拡大して示す部分縦断正面図である。
【符号の説明】
１  油圧シリンダ
２  シリンダチューブ
３  中空ピストン
４  中空状のピストンロッド
６  隔壁部材
１４  反ロッド側の油室
１５  ロッド側の油室
１６  連通孔
１９  Ｌ字状の連通孔
２０，２１  送排油管
２０ａ，２１ａ  送排油管の小径部
２２，２３  軸受部（軸受材）
２４，２５  シール材
２６，２７  送排油管の段部
【図１】
0003745126.tif 000002
【図２】
0003745126.tif 000003
【図３】
0003745126.tif 000004
【図４】
0003745126.tif 000005
【図５】
0003745126.tif 000006