JP3635787B2 - 油圧シリンダ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、フォークリフト用とされる油圧シリンダの改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
フォークリフト用とされる油圧シリンダは、油圧の供給で伸長作動し自重あるいは負荷で収縮作動するように設定されるが、その最伸長時にいわゆるクッション機能が発揮されると共にシール部材の耐久性が保障されるように配慮されるとしている。
【０００３】
すなわち、たとえば、図３に示す従来例としての油圧シリンダは、下端側部材とされるシリンダ体１と、上端側部材とされてシリンダ体１内に下端側が出没可能に挿通されるロッド体２と、を有してなり、シリンダ体１内に摺動可能に収装されこのシリンダ体１内に外部の油圧給排源（図示せず符号Ｐでのみ示す）に連通する油圧室Ｒ１を区画するピストン体３がロッド体２の下端に連設されてラム型に設定されている。
【０００４】
ちなみに、シリンダ体１の開口端たる上端は、軸封部材４で封止されるが、この軸封部材４の軸芯部に開穿されロッド体２を挿通させる透孔（符示せず）の内周には、ブッシュ５，オイルシール６およびダストシール７が直列状態に配設されており、ブッシュ５，オイルシール６およびダストシール７の各内周がロッド体２の外周にそれぞれ摺接するとしている。
【０００５】
また、ピストン体３の外周には、ピストンリング８および上下のオイルシール９が配設されており、ピストンリング８およびオイルシール９の各外周がシリンダ体１の内周にそれぞれ摺接するとしている。
【０００６】
一方、ロッド体２は、上端があらかじめ閉塞状態にあり下端がピストン体３で閉塞される円柱状の空部（符示せず）を軸芯部に有するように形成されており、この空部は、ロッド体２の下端側に開穿された連通孔２ａ及びその下方に開穿されたオリフィス２ｂを介してロッド体２の外周とシリンダ体１の内周との間に形成される背面側室Ｒ２に連通されると共に、ピストン体３に配在のチェックバルブ１０を介して油圧室Ｒ１に連通されるとしている。
【０００７】
そして、空部および背面側室Ｒ２は、それぞれ下方が油室（符示せず）とされると共に上方が油面Ｏを境にする気室（符示せず）とされており、ロッド体２に開穿の連通孔２ａは、油圧シリンダの伸縮時に空部の油室と背面側室Ｒ２の油室との間の連通を許容すると共に、油圧シリンダの最伸長時にブッシュ５の内周側に臨在されることになるように位置決められている（図４参照）。
【０００８】
そしてまた、下方のオリフィス２ｂは、ピストン体３の上端内周に形成の環状隙間３ａを介して背面側室Ｒ２に常時、すなわち、上記した油圧シリンダの最伸長時にも連通するように設定されている。
【０００９】
さらに、チェックバルブ１０は、スチールボール１０ａと、これを背後側から附勢するスプリング１０ｂと、を有するボール型に設定されており、空部側からの油圧作用で開放作動するリリーフバルブとしても機能するように設定されている。
【００１０】
ところで、空部内には、適宜長さの、すなわち、上端がロッド体２に開穿の連通孔２ａを超える上方に位置決められる長さの筒体１１が立設されており、この筒体１１の立設によって、空部を筒体１１の内外に画成すると共に、筒体１１の外周側と背面側室Ｒ２との間に同レベルに油量を確保するとしている。
【００１１】
それゆえ、この従来例としての油圧シリンダによれば、図３に示す最収縮状態時に外部の油圧給排源Ｐからの油圧が油圧室Ｒ１に供給されると、ピストン体３がシリンダ体１内で押し上げられ、したがって、ロッド体２がシリンダ体１内から突出する伸長作動することになる。
【００１２】
このとき、背面側室Ｒ２の油は、ロッド体２に開穿されている連通孔２ａを介して空部、すなわち、筒体１１で画成される筒体１１の外周側に流入し、また、背面側室Ｒ２におけるエアーが連通孔２ａを介して空部内に流入する。
【００１３】
そして、伸長作動が進行して上記連通孔２ａがブッシュ５の内周側に臨在される状況になると、背面側室Ｒ２における油、すなわち、ピストン体３の上端と軸封部材４の下端との間に閉じ込められるようになる油が下方のオリフィス２ｂを介して空部に流入することになり、このオリフィス２ｂを油が通過する際の抵抗でピストン体３のシリンダ体１内での上昇速度が遅速化されることになる。
【００１４】
そしてまた、このときには、オリフィス２ｂを通過し得ない油がブッシュ５の内周とロッド体２の外周との間に形成される環状隙間および連通孔２ａを介して空部に流入することになり、この環状隙間を油が通過するときの抵抗でもピストン体３のシリンダ体１内での上昇速度が遅速化されることになる。
【００１５】
その結果、油圧シリンダの最伸長時には、いわゆるクッション機能が発揮されることになり、ピストン体３の上端が軸封部材４の下端に激突されることがあらかじめ阻止されながら最伸長状態になる（図４参照）。
【００１６】
そして、上記油圧室Ｒ１への油圧の供給が停止されると共にこの油圧室Ｒ１における油圧が解放される状況になると、ロッド体２の自重あるいはロッド体２に作用する負荷でロッド体２がシリンダ体１内に没入されるようになり、シリンダ体１内をピストン体３が下降して油圧室Ｒ１の油を油圧給排源Ｐ側に排出することになり、油圧シリンダが収縮作動されることになる。
【００１７】
この収縮作動への反転時には、空部からの油が上記連通孔２ａおよびオリフィス２ｂを介して背面側室Ｒ２に流入されることになり、背面側室Ｒ２におけるいわゆるバキューム現象の発現が阻止される。
【００１８】
そして、上記連通孔２ａがブッシュ５の内周側から抜け出る状況になると、空部からの油がこの連通孔２ａを介して背面側室Ｒ２に流入されることになり、油圧シリンダの速やかな収縮作動が実現されることになる。
【００１９】
一方、油圧シリンダの伸縮、すなわち、油圧室Ｒ１への油圧の供給が繰り返されると、ピストン体３の外周に配在のオイルシール９の外周とシリンダ体１の内周との間を介してわずかづつながら油が背面側室Ｒ２に流入される。
【００２０】
その結果、油圧シリンダの利用を繰り返していると、背面側室Ｒ２における油圧が徐々に高くなるが、この背面側室Ｒ２における油圧が油圧室Ｒ１の油圧より高くなって、その圧力差がチェックバルブ１０の設定圧力に達すると、空部を介してであるが、チェックバルブ１０が開放されて油圧室Ｒ１に解放されることになる。
【００２１】
その結果、背面側室Ｒ２における異常高圧がシリンダ体１の開口端側に配在のオイルシール６を破損させる前に解放されることになり、いわゆるシール部材における耐久性を保障し得ることになる。
【００２２】
ちなみに、上端が上記連通孔２ａを超える上方に延在される筒体１１を空部に配在していることで、上記チェックバルブ１０が開放されて空部側の油が油圧室Ｒ１に流出する際に、空部側の油が無制限に油圧室Ｒ１に流出することを阻止する、すなわち、筒体１１の外周側とこれに連通孔２ａを介して連通する背面側室Ｒ２に油を残すようにすることが可能になる。
【００２３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来例としての油圧シリンダにあっては、以下のような不都合を回避できない危惧が指摘される。
【００２４】
即ち、上記した従来の油圧シリンダにあっては、筒体１１は、その下端が溶接（図３中に符号Ｍで示す）によってピストン体３に連設されて所望の立設状態におかれるとしているが、この溶接の際には、溶接スパッタや酸化スケールが発生される。
【００２５】
したがって、この溶接スパッタや酸化スケールの完全な除去のために、いわゆる手間のかかる作業が必須とされることになり、生産性の向上やコストの低減化を図り難くしている。
【００２６】
そして、溶接スパッタや酸化スケールが完全に除去されない場合には、この溶接スパッタや酸化スケールが油中に混入され、たとえば、油圧シリンダの最伸長時にブッシュ５の内周とロッド体２の外周との間に形成される環状隙間に侵入してブッシュ５の内周に付着し、ロッド体２との間でのカジリ現象を発現させることになる。
【００２７】
また、このカジリ現象が発現される場合には、ロッド体２の外周への傷付きが招来され、この傷付き現象でオイルシール６およびダストシール７の各内周に傷付き現象が発現されて、シール性の低下が招来されることになる。
【００２８】
さらに、溶接スパッタや酸化スケールがチェックバルブ１０部分に侵入し、特に、スチールボール１０ａが離着座するいわゆるシート部に付着する場合には、このチェックバルブ１０部分における油漏れが招来されることになり、油圧シリンダの作動不良状態が発現される不具合を招くことになる。
【００２９】
そしてさらに、筒体１１の下端を溶接でピストン体３に連設することで、溶接熱による歪みがピストン体３に招来されるとき、特に、上記チェックバルブ１０におけるスチールボール１０ａが離着座するシート部に歪みが招来されるときには、このチェックバルブ１０の作動をまったく期待し得ないことになる。
【００３０】
この発明は、前記した事情に鑑みて創案されたものであって、その目的とするところは、溶接スパッタや酸化スケールの発生がなく、生産性の向上やコストの低減化を可能にするのはもちろんのこと、シール機能の保障を可能にしながら、リリーフバルブの機能を有するチェックバルブの機能を保障し得て、フォークリフト用とされるに最適となるラム型の油圧シリンダを提供することである。
【００３１】
【課題を解決するための手段】
上記した目的を達成するため、この発明の構成を、下端側部材とされるシリンダ体と、上端側部材とされてシリンダ体内に下端側が出没可能に挿通されるロッド体と、シリンダ体内に摺動可能に収装されシリンダ体内に外部の油圧給排源に連通する油圧室を区画すると共にロッド体の下端に連設されるピストン体と、を有してラム型に設定されてなると共に、ロッド体が上端を閉塞し下端をピストン体で閉塞される円柱状の空部を軸芯部に有し、空部がロッド体の下端側に開穿の連通孔を介してロッド体の外周とシリンダ体の内周との間に形成の背面側室に連通されると共にピストン体に配在のチェックバルブを介して油圧室に連通され、かつ、空部が上端を上記連通孔を超える上方に位置決める筒体を軸芯部に立設させてなり、筒体が空部を筒体の内外に画成すると共に、筒体の下端が上記チェックバルブに対向してなる油圧シリンダにおいて、筒体がピストン体の中央部を下端側から貫通するバルブケースの上端側延長筒部で設定されると共に、バルブケースの下端基部内に上端側延長筒部内に対向するポペット型のチェックバルブが配在されてなるとする。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、図示したところに基づいてこの発明を説明するが、この発明における油圧シリンダも、基本的には、前記した従来例としての油圧シリンダ（図３参照）と同様に構成されている。
【００３３】
従って、その構成の同一なる部分については、必要な場合を除き、図中に同一の符号を付してその詳しい説明を省略し、以下には、この発明において特徴となるところを中心に説明する。
【００３４】
まず、この発明の一実施の形態による油圧シリンダにおいては、図１に示すように、ロッド体２の軸芯部に形成の空部に配在される筒体、すなわち、前記した従来例における筒体１１（図３参照）に相当する筒体がピストン体３の中央部を下端側から貫通するバルブケース１２の上端側延長筒部１２ａで設定されるとしている。
【００３５】
このバルブケース１２は、下端基部１２ｂ内にチェックバルブ１０を有するもので、言わば、バルブアッセンブリの態様に設定されており、図示する実施の形態では、下端基部１２ｂがピストン体３の中央部に開穿された透孔３ｂ内にシール部材１３の配在下に挿通されて、上端側延長筒部１２ａがピストン体３の中央部上端から上方に突出する状態となるように配設されている。
【００３６】
ちなみに、バルブケース１２の下端、すなわち、下端基部１２ｂの下端は、透孔３ｂの内周に嵌装されたストッパ１４に係止されており、この状態でバルブケース１２がピストン体３に固定的に定着されるとしている。
【００３７】
チェックバルブ１０は、バルブケース１２内において、上端側延長筒部１２ａ内に対向するように配在されており、図示する実施の形態では、背後側からのスプリング１０ｂで附勢されるポペット１０ｃを有するポペット型に設定されている。
【００３８】
ちなみに、ポペット１０ｃは、上端側延長筒部１２ａの内周を拡径するようにして下端基部１２ｂ内に形成された摺動部（符示せず）に摺動可能、すなわち、上下動可能に収装されており、尖端が上端側延長筒部１２ａ内に対向するように設定され、その下降時たる後退時に、上端側延長筒部１２ａ内の油を油圧室Ｒ１に流出させるように設定されている。
【００３９】
また、スプリング１０ｂは、上端をポペット１０ｃの背後側に当接させる一方で、下端たる基端を固定状態に配在されたばね受１０ｄに係止させてなり、ばね受１０ｄは、下端がストッパ１０ｅに係止されてなるとしている。
【００４０】
したがって、このバルブケース１２にあっては、ストッパ１０ｅの撤去でスプリング１０ｂおよびポペット１０ｃの取り出し、すなわち、チェックバルブ１０の分解が可能になり、部品交換を可能にするのはもちろん、ポペット１０ｃをスチールボール１０ａ（図３参照）に代えることで、チェックバルブ１０を経済的に有利となるボール型に変更することも可能になる。
【００４１】
なお、この実施の形態のように、チェックバルブ１０がポペット型に設定される場合には、ポペット１０ｃにおけるセンタリングが容易になり、いわゆるシート部に対する着座性、すなわち、シート性が向上されて、安定した機能の発揮を期待できる点で有利となる。
【００４２】
また、このバルブケース１２にあっては、ストッパ１４の撤去でピストン体３からの分離が可能になり、いわゆるバルブアッセンブリごとの交換が可能になるのはもちろんのこと、前記筒体１１に相当する筒体を空部に設けるについて、組み付け作業のみで足りて、ピストン体３への溶接が不要とされることになり、溶接に伴う溶接スパッタや酸化スケールの発生や溶接熱によるピストン体３への歪み発生を危惧しなくて済むことになる。
【００４３】
ところで、バルブケース１２における上端側延長筒部１２ａは、図中からも理解できるように、空部の内径に対してほぼ１／３の外径を有することになるように設定されてなるとしているが、これによって、前記した従来例における場合に比較して、肉厚を同一にする筒体、すなわち、上端側延長筒部１２ａの外周側に画成される容積をほぼ５０％増にすることが可能になる。
【００４４】
それゆえ、図示する実施の形態では、溶接スパッタや酸化スケールの油中への混入はないが、これに代わるコンタミ等が油中にある場合でも、このコンタミ等が上記した上端側延長筒部１２ａの外周側の容積が大きくされたいわゆる容室部分に蓄積され易くなり、したがって、コンタミ等がチェックバルブ１０部分に侵入したり、ブッシュ５の内周とロッド体２の外周との間に侵入したりする機会を大幅に減少させることが可能になる。
【００４５】
また、このバルブケース１２によれば、言わば一部品であるから、前記した従来例におけるように筒体１１が別体とされる場合に比較して、部品点数の削減が可能になるのはもちろんのこと、溶接作業や溶接スパッタの除去作業等が不要となることと併せて、大幅なコストの低廉化を可能にすることになる。
【００４６】
以上のように形成されたこの実施の形態による油圧シリンダにあっては、以下のような配慮がなされている。
【００４７】
すなわち、まず、ロッド体２の軸芯部に形成の空部は、前記した従来例におけるオリフィス２ｂ（図３参照）に相当するオリフィス１５ａを介してロッド体２の外周とシリンダ体１の内周との間に形成される背面側室Ｒ２に連通されるとしているが、このオリフィス１５ａは、図示する実施の形態では、シリンダ体１に螺着されるセットスクリュウ１５の軸芯部に形成されてなるとしている。
【００４８】
このように、オリフィス１５ａがセットスクリュウ１５に形成されて、しかもこのセットスクリュウ１５がシリンダ体１に螺着されるとすることで、オリフィス径を適宜に設定したセットスクリュウ１５を選択してシリンダ体１に配設することが可能になり、言わばオリフィス設定を容易にすることになる。
【００４９】
次に、ピストン体３は、図示する実施の形態にあって、スナップリング１６の利用でロッド体２に連設されてなるとするが、ロッド体２の下端がピストン体３の中央部の言わば上端に当接される状態に維持される限りにおいては、外部からの油圧が油圧室Ｒ１に供給されてピストン体３がシリンダ体１内を上昇するときに、ロッド体２が必ず同時に上昇されることになって、この油圧シリンダにおける伸長作動を実現可能にする。
【００５０】
また、伸長作動から反転して収縮作動するときには、ロッド体２の自重あるいは負荷でロッド体２がシリンダ体１内に没入されることになるので、ピストン体３は言わばロッド体２の下端に連繋されていれば良く、このとき、スナップリング１６が所定の強度を有するものであれば足りることになる。
【００５１】
それゆえ、この実施の形態のように、スナップリング１６の利用でピストン体３をロッド体２に連設させる場合には、ロッド体２の下端をピストン体３に対して螺着させる前記した従来例の場合に比較して、スナップリング１６たる部品を要し、また、このスナップリング１６を収装する凹溝（符示せず）の形成を要することになるが、ロッド体２やピストン体３に長いストロークにわたる螺条を形成しなくて済むことになり、ロッド体２やピストン体３たるいわゆる部品の生産性を大幅に向上し得ることになる。
【００５２】
以上のように形成された油圧シリンダにあっては、基本的には、前記した従来例としての油圧シリンダと同様に作動する。
【００５３】
すなわち、図１に示す最収縮状態時に外部の油圧給排源Ｐからの油圧が油圧室Ｒ１に供給されることで伸長作動し、また、油圧室Ｒ１の油圧が解放されることで収縮作動する。
【００５４】
そして、最伸長近くになると、ロッド体２に開穿の連通孔２ａがブッシュ５の内周側に侵入され、このとき、背面側室Ｒ２の油が下方のオリフィス１５ａあるいはブッシュ５の内周とロッド体２の外周との間に形成される環状隙間を介して空部、すなわち、バルブケース１２における上端側延長筒部１２ａの外周側に流入し、このとき、所定のクッション機能が発揮されることになる。
【００５５】
また、収縮作動への反転時には、油圧室Ｒ１における油圧の解放と共にロッド体２の自重あるいはロッド体２に作用する負荷によって、収縮作動が開始され、このとき、空部の油が上記連通孔２ａおよびオリフィス１５ａを介して背面側室Ｒ２に流入され、背面側室Ｒ２におけるいわゆるバキューム現象の発現が阻止される。
【００５６】
そして、上記連通孔２ａがブッシュ５の内周側から抜け出ると、空部からの油がこの連通孔２ａを介して背面側室Ｒ２に流入され、油圧シリンダが速やかに収縮作動される。
【００５７】
一方、油圧シリンダの伸縮が繰り返しで油圧室Ｒ１に供給される油がわずかづつながら背面側室Ｒ２に流入されると、背面側室Ｒ２における油圧が徐々に高くなるが、この油圧は、油圧室Ｒ１に供給される油圧より高くなって、その圧力差がチェックバルブ１０の設定圧力に達すると、チェックバルブ１０を開放して油圧室Ｒ１に解放される。
【００５８】
その結果、背面側室Ｒ２における異常高圧がシリンダ体１の開口端側に配在のオイルシール６を破損させる前に解放されることになり、いわゆるシール部材における耐久性を保障する。
【００５９】
【発明の効果】
以上のように、この発明にあっては、ロッド体の軸芯部に形成の空部に配在される筒体がピストン体の中央部を下端側から貫通するバルブケースの上端側延長筒部で設定されると共に、バルブケースの下端基部内に上端側延長筒部内に対向するチェックバルブが配在されてなるとするから、チェックバルブのいわゆるアッセンブリ化が可能になるのはもちろんのこと、このアッセンブリ化に伴って、上記の筒体を設けるに際していわゆる筒体を別部品として準備する必要をなくすと共に溶接作業や溶接で発生する溶接スパッタや酸化スケールの除去作業を必要としなくなり、生産性の向上および部品点数の削減の削減を可能にすると共にコストの低減を可能にする。
【００６０】
そして、溶接が必要とされないから、ピストン体に対する溶接熱による歪みの発生が危惧されず、したがって、上記アッセンブリ化されたチェックバルブの配設が妨げられなくなる。
【００６１】
また、溶接スパッタや酸化スケールの発生が危惧されないから、油中に溶接スパッタ等が混入される危惧がなくなり、ブッシュの内周とロッド体の外周との間に形成される環状の隙間に溶接スパッタ等が侵入されることで招来されるシール性の低下を危惧しなくて済み、シール部材の耐久性の保障を可能にする。
【００６２】
そして、この発明にあっては、チェックバルブがスプリングで附勢されるポペットを有するポペット型に設定されることで、ポペットのセンタリング性の優秀さから、所定のチェック弁機能およびリリーフ弁機能が安定して発揮されることになる。
【００６３】
さらに、この発明にあっては、バルブケースにおける上端側延長筒部の外径を空部の内径に対してほぼ１／３程度に設定するこで、上端側延長筒部の外周側に画成される容積を、従来例に比較してほぼ５０％増にすることが可能になり、仮にコンタミ等が油中に混入される場合でも、このコンタミ等が上記の上端側延長筒部の外周側の容積が大きくされたいわゆる容室部分に蓄積され易くなり、したがって、上記のコンタミ等がチェックバルブ部分に侵入したり、ブッシュの内周とロッド体の外周との間に形成の環状隙間に侵入したりする機会を大幅に減少させることが可能になる。
【００６４】
そしてまた、この発明にあっては、ロッド体内の空部とロッド体の外周側に形成される背面側室との間を連通させるオリフィスがセットスクリュウに形成されて、しかもこのセットスクリュウがシリンダ体に螺着されるとすることで、オリフィス径を適宜に設定したセットスクリュウを選択してシリンダ体に配設することが可能になり、言わばオリフィス設定を容易にする。
【００６５】
そしてさらに、この発明にあっては、ピストン体がスナップリングの利用でロッド体に連設されてなるとするから、ロッド体の下端をピストン体に対して螺着させる場合に比較して、スナップリングたる部品を要し、また、このスナップリングを収装する凹溝の形成を要することになるが、ロッド体やピストン体に長いストロークにわたる螺条を形成しなくて済むことになり、ロッド体やピストン体たるいわゆる部品の生産性を大幅に向上し得ることになる。
【００６６】
その結果、この発明によれば、溶接スパッタや酸化スケールの発生がなく、生産性の向上やコストの低減化を可能にするのはもちろんのこと、シール機能の保障を可能にしながら、リリーフバルブの機能を有するチェックバルブの機能を保障し得て、ラム型のフォークリフト用とされるに最適となる利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施の形態による油圧シリンダを最収縮状態で示す部分縦断面図である。
【図２】図１の油圧シリンダを最伸長状態で示す部分縦断面図である。
【図３】従来例としての油圧シリンダを図１と同様に示す部分縦断面図である。
【図４】図３の油圧シリンダを図２と同様に示す部分縦断面図である。
【符号の説明】
１ シリンダ体
２ ロッド体
２ａ 連通孔
３ ピストン体
４ パイプ体
１０ チェックバルブ
１０ｃ チェックバルブを構成するポペット
１２ バルブケース
１２ａ 筒体を構成する上端側延長筒部
１２ｂ 下端基部
Ｐ 油圧給排源
Ｒ１ 油圧室
Ｒ２ 背面側室

Claims (1)

1. 下端側部材とされるシリンダ体と、上端側部材とされてシリンダ体内に下端側が出没可能に挿通されるロッド体と、シリンダ体内に摺動可能に収装されシリンダ体内に外部の油圧給排源に連通する油圧室を区画すると共にロッド体の下端に連設されるピストン体と、を有してラム型に設定されてなると共に、ロッド体が上端を閉塞し下端をピストン体で閉塞される円柱状の空部を軸芯部に有し、空部がロッド体の下端側に開穿の連通孔を介してロッド体の外周とシリンダ体の内周との間に形成の背面側室に連通されると共にピストン体に配在のチェックバルブを介して油圧室に連通され、かつ、空部が上端を上記連通孔を超える上方に位置決める筒体を軸芯部に立設させてなり、筒体が空部を筒体の内外に画成すると共に、筒体の下端が上記チェックバルブに対向してなる油圧シリンダにおいて、筒体がピストン体の中央部を下端側から貫通するバルブケースの上端側延長筒部で設定されると共に、バルブケースの下端基部内に上端側延長筒部内に対向するポペット型のチェックバルブが配在されてなる油圧シリンダ

Images