CN100373058C - 油压缸 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种能任意进行由配置在活塞杆内的蓄能器产生的冲击吸收功能的执行及活塞杆的停止的油压缸，因此，该发明的油压缸的蓄能器，至少具备将活塞杆内划成第1和第2两个活塞杆室的蓄能活塞、密封填充在第2活塞杆室中的气体、和一方面在发挥冲击吸收功能时与第1活塞杆室连通并使工作油从外部流入第1活塞杆室、另一方面在冲击吸收功能不作用时停止上述第1活塞杆室与上述油压缸外部之间的工作油流入的蓄能口。

Description

油压缸

技术领域

本发明涉及使用于铲土机等土木建筑机械或利用油压驱动的设备的油压缸，特别是涉及具有冲击吸收功能的油压缸的改进。

背景技术

以前，在铲土机等各种土木建筑机械中，使用油压缸用以驱动铲斗等作业工具。

这种油压缸，具有利用工作油的油压而在缸内作直线往复运动的活塞杆。

这种活塞杆，具有一端嵌插在缸内的活塞，基于该活塞，缸内被划成两个缸室。

并且，通过向其被划成两个的缸室中的一方缸室压送工作油，而使活塞杆向例如膨胀方向直线移动，另外，通过向另一方缸室压送工作油，而使活塞杆向例如压缩方向直线移动，从而，驱动操作活塞杆前端连接的铲斗等作业工具。

另一方面，在油压缸中，有时为了控制作业工具的动作，通过控制阀停止向缸室压送工作油，从而暂时停止活塞杆的直线运动。

这时，若骤然停止向缸室压送工作油，则滞留在缸室内的工作油基于活塞的惯性力而被压缩，不过，由于工作油的非压缩性而使滞留在该缸室内的工作油形成较大的阻力，因此存在的难点是骤然停止活塞杆，对缸本身发生较大的冲击，使用油压缸的设备的振动和噪音等很大。

另一方面，以前提出一种方案：如日本公开公报的特开昭49-104075号所示，在活塞杆内配置由蓄能活塞和支承它的螺旋弹簧构成的带有冲击吸收功能的蓄能器，另外，该蓄能活塞的两侧面分别与各自对应的一方和另一方的缸室始终连通。

根据这种特开昭49-104075号公布的油压缸，要使活塞杆的运动停止而骤然停止向缸室压送工作油，则滞留在缸室内的工作油基于与活塞杆连接设置的活塞的惯性力而被压缩，不过，在该缸室内被压缩的工作油的一部分向蓄能活塞侧避开，另外，基于该避开的工作油的压力、介由该蓄能活塞而推压螺旋弹簧使之伸缩。于是，利用基于避开的工作油的油压而伸缩的螺旋弹簧的缓冲功能，缸室内的工作油的压力逐渐被吸收至与螺旋弹簧的压力相平衡的压力，因此能尽量减少缸上发生的冲击。

在此，在特开昭49-104075号所述的活塞杆内配置具有冲击吸收功能的蓄能器的现有的油压缸中，该蓄能器由蓄能活塞和支撑它的螺旋弹簧构成，另外，其构造是该蓄能活塞的两侧面，与对应的一方和另一方缸室介由油路而始终连通，因此，在上述油压缸中冲击吸收功能始终作用。

为此，上述油压缸中，要使作业工具迅速地定位停止在规定位置，而打算使活塞杆骤然停止时，还存在的难点是：利用始终作用的蓄能器的冲击吸收功能使缸室内的工作油的压力与蓄能器的弹簧压力相平衡之前，活塞杆发生振动，骤然停止活塞杆而不能将铲斗等作业工具迅速地定位停止在规定位置。

发明内容

本发明即是鉴于上述事情而产生，其目的在于提供一种油压缸，能任意进行由配置在活塞杆内的蓄能器执行冲击吸收功能与其活塞杆的停止。

为了解决上述课题，本发明中，在活塞杆内配置蓄能器的油压缸中，上述蓄能器，至少具备嵌插在上述活塞内将该活塞内划成第1和第2两个活塞杆室的蓄能活塞、密封填充在上述第2活塞杆室的气体、一方面在发挥冲击吸收功能时与上述第1活塞杆室连通并使工作油从上述油压缸的外部流入上述第1活塞杆室，另一方面在冲击吸收功能不作用时停止上述第1活塞杆室与上述油压缸外部之间的工作油流入的蓄能口。

根据上述油压缸，在停止活塞杆的运动之际、发挥冲击吸收功能的情况下，将由活塞压缩的工作油从油压缸的外部介由蓄能口导到蓄能器的第1活塞杆室，从而，直到施加在蓄能活塞的工作油的压力与密封填充在第2活塞杆室内的气体的压力相平衡之前的期间，能逐渐吸收工作油的压力且发挥冲击吸收功能。另外，冲击吸收功能不作用时，可以使由活塞压缩的工作油不流入蓄能口内。

因此，能提供一种使用可靠性高的油压缸的设备，其能以简单构造进行油压缸的由蓄能器产生的冲击吸收功能的ON·OFF控制，从而，谋求使用油压缸的设备的振动、噪音的降低，同时防止构成包含油压缸的油压回路的密封损坏和漏油或管变形等。

附图说明

图1是本发明的油压缸的概括剖视图。

图2是表示本发明的油压缸的通常使用状态的概括剖视图。

图3是表示本发明的油压缸的通常使用状态的概括剖视图。

图4是表示本发明的油压缸的发挥冲击吸收功能的状态的概括剖视图。

图5是表示本发明的油压缸的发挥冲击吸收功能的状态的概括剖视图。

图6是表示本发明的油压缸的发挥冲击吸收功能的状态的概括剖视图。

图7是表示本发明的油压缸的发挥冲击吸收功能的状态的概括剖视图。

图8是表示本发明的油压缸的发挥冲击吸收功能的状态的概括剖视图。

图9是表示本发明的油压缸的发挥冲击吸收功能的状态的概括剖视图。

图10是表示本发明的油压缸的其他实施例的概括剖视图。

具体实施方式

下面，对本发明的油压缸的一实施例进行详细叙述。

图1是表示本发明的油压缸1的概括剖视图。

该油压缸1，由嵌插在缸2内将该缸2划成第1缸室3与第2缸室4的活塞5、和一端固定该活塞5的活塞杆6构成，上述缸2的右端和活塞杆6的左端分别固定有活塞杆盖和缸盖，在活塞杆盖和缸盖上分别形成有用于连结作业工具等设备的孔。

另一方面，上述活塞杆6是由小径的第1导向管10、围绕该第1导向管10的中径的第2导向管11和围绕该第2导向管11的大径的第3导向管12构成的同心圆状三重管构造。

该第1～第3导向管10、11、12中的第1导向管10的右端与第2缸室4连通、左端与贯穿活塞杆盖7设置的盖侧口20连通。

另外，第2导向管11，其右端介由贯穿活塞5设置的孔5a与第1缸室3连通，左端与贯穿活塞杆盖7设置的底侧口21连通。

另一方面，在最大径的第3导向管12内，配置有作为本申请发明的主要构成要素的具有冲击吸收功能的蓄能器30。

该蓄能器30，由嵌插在第3导向管12内并将该第3导向管12内划成第1活塞杆室31和第2活塞杆室32的蓄能活塞33、填充在上述第2活塞杆室32中的压缩性气体34、和贯穿活塞杆盖7设置并与上述第1活塞杆室31连通的蓄能口22构成。

还有，上述的上述盖侧口20、底侧口21及蓄能口22，形成在活塞杆盖7的相互邻接的位置。

接下来，对上述的油压缸1的作用进行说明，一并对构成进行更详细的说明。

首先，作为通常使用的，在使活塞杆6膨胀时，使用由没有图示的油压马达及控制阀等构成的工作油供给装置，如图2所示，从盖侧口20向第1导向管10内压送工作油A，从而在第2缸室4内填充工作油。于是，活塞杆6介由活塞5如箭头B方向膨胀。还有，活塞杆6膨胀时，填充在第1缸室3中的工作油介由孔5a流入第2导向管11内，流入该第2导向管11内的工作油介由底侧口21如箭头C方向被排出。

另一方面，作为通常使用的，在收缩活塞杆6时，如图3所示，从底侧口21向第2导向管11内压送工作油A，从而介由孔5a在第1缸室3内填充工作油。于是，介由活塞5使活塞杆6如箭头B方向收缩。还有，收缩活塞杆6时，填充在第2缸室4中的工作油流入第1导向管10内，流入该第1导向管10内的工作油介由盖侧口20如箭头C被排出。

另一方面，作为通常使用的，以选取活塞杆6膨胀时为例，对在活塞杆6移动的任意位置停止该活塞杆6的运动的情形进行说明。

此时，介由例如控制阀停止图2所示的工作油A的流入及工作油C的流出。

于是，滞留在第1缸室3内的工作油利用活塞5的惯性力被压缩，而这时，由于滞留在第1缸室3内的工作油的非压缩性而使滞留在该第1缸室3内的工作油成为较大的阻力，活塞杆6骤然停止，准确地定位停止在任意位置。还有，此时也形成和现有同样的油压缸功能，因此，理所当然地存在缸本身发生较大冲击的担心。

另外，作为通常使用的，例如在活塞杆6收缩时要使该活塞杆6骤然停止在任意位置时，介由例如控制阀使图3所示的工作油A的流入及工作油C的流出停止。

于是，滞留在第2缸室4内的工作油基于活塞5的惯性力被压缩，而这时，由于滞留在第2缸室4内的工作油的非压缩性而使滞留在该第2缸室4内的工作油成为较大的阻力，活塞杆6骤然停止，准确地定位停止在任意位置。还有，此时也形成和现有同样的油压缸功能，因此，理所当然地存在缸本身发生较大冲击的担心。

再有，作为如上所述需要使活塞杆迅速地定位停止的情形，例如在利用土木建筑机械进行平整土地作业之际，有时要使与活塞杆连结的刮板或铲斗等作业工具对地面迅速且准确地定位。

接下来，对上述本申请发明的油压缸1的使用蓄能器30的冲击吸收功能进行说明。

如图2所示，在活塞杆6膨胀时，使用由蓄能器30产生的冲击吸收功能，使活塞杆6的动作停止在缸2的底侧时，如图4所示，使用没有图示的控制阀等，停止从盖侧口20向第1导向管10内压送的工作油A的供给，同时，连通底侧口21和蓄能口22，将从底侧口21流出的第1缸室3的工作油C导到蓄能器30的第1活塞杆室31内。

如此，将从底侧口21流出的第1缸室3的工作油C导到蓄能器30的第1活塞杆室31内，则，如图5所示，利用由活塞5压缩的工作油C的压力推压蓄能活塞33，而在该压力F与由密封填充在第2活塞杆室32中的压缩性气体34产生的压力G以蓄能活塞33为界相互平衡之前的期间，其压力F逐渐衰减。

因此，在使用蓄能器30时，基于利用了气体34的压缩性的蓄能器30的缓冲功能，而能吸收在膨胀时骤然停止活塞杆6时所发生的冲击。

同样地，在活塞杆6收缩时，使用由蓄能器30产生的冲击吸收功能，使活塞杆6的动作停止在缸2的盖侧的情况下，如图6所示，使用没有图示的控制阀等，停止从底侧口21向第2导向管11内压送的工作油A的供给，同时，连通盖侧口20和蓄能口22，将从盖侧口20流出的第2缸室4的工作油C导到蓄能器30的第1活塞杆室3 1内。

如此，若将填充在第2缸室中、从盖侧口20流出的工作油C导到蓄能器30的第1活塞杆室31内，则，如图7所示，在由活塞5压缩的工作油C的压力F与由密封填充在第2活塞杆室32中的气体34产生的压力G以蓄能活塞33为界相互平衡之前的期间，工作油C的压力逐渐衰减，从而，基于利用了气体34的压缩性的缓冲功能，而能吸收在收缩时骤然停止活塞杆6的情况下所发生的冲击。

还有，上述实施例中，对在缸2内的活塞5的盖侧或底侧停止该活塞5时发挥作用的蓄能器30的冲击吸收功能进行了详细叙述，而理所当然地，本发明的油压缸1中，在缸2的活塞5的盖侧或底侧之间的任意位置停止该活塞5时，也能使蓄能器30的冲击吸收功能发挥作用。

即，如图3所示，例如活塞杆6收缩时在任意位置停止该活塞杆6的动作之际、使蓄能器30的冲击吸收功能发挥作用的情况下，如图8所示，使用没有图示的控制阀等，停止从底侧口21向第2导向管11内压送的工作油A的供给，同时，连通盖侧口20和蓄能口22，将从盖侧口20流出的工作油C导到蓄能器30的第1活塞杆室31内。

如此，若将从盖侧口20流出的第2缸室4的工作油C导到蓄能器30的第1活塞杆室31内，则，如图9所示，利用由活塞5压缩的工作油C的压力推压蓄能活塞33，而在该压力F与由密封填充在第2活塞杆室32中的压缩性气体34产生的压力G以蓄能活塞33为界相互平衡之前的期间，其压力F逐渐衰减。

因此，在使用蓄能器30时，基于利用了气体34的压缩性的蓄能器30的缓冲功能，从而同样地也能吸收在缸2内的活塞5的盖侧和底侧之间任意位置停止该活塞5时所发生的冲击。

还有，上述实施例中，其构造是构成油压缸1的蓄能器30的气体34在密封填充在第1活塞杆室32内之后，只要不施以油压缸本身的分解作业，就不会使气体34的交换及气体34的充气压力等发生变化，其缓冲功能也不会变化。

不过，本申请发明中，由于使用围绕第3导向管12且更大径的第4管这样简单的设计变更，从而能很容易使密封填充在第1活塞杆室32内的气体的交换及充气压力等发生变化。

图10是表示能容易使密封填充在第1活塞杆室32内的气体的交换及充气压力等发生变化的本申请发明的其他实施例的油压缸40的概括剖视图，以相同符号表示与图1相同的部分。

该油压缸40的活塞杆6是由小径的第1导向管10、围绕该第1导向管10的中径的第2导向管11、围绕该第2导向管11的大径的第3导向管12、和围绕该第3导向管12的更大径的第4导向管41构成的同心圆状四重管构造。

另一方面，在该油压缸40的活塞杆6中，由蓄能活塞33划成的填充有压缩性气体34的第2活塞杆室32，介由形成在第3导向管12上的孔42与第4导向管41内连通，并且，该第4导向管41内还与贯穿活塞杆盖7设置的气体供给口44连通。

因此，根据上述的由同心圆状的四重管构造构成的活塞杆6，气体供给口44介由第4导向管41、孔42与填充有压缩性气体34的第2活塞杆室32连通。

因此，若介由上述的气体供给口44将气体34注入到第2活塞杆室32内，则能容易地从油压缸40的外部进行被注入第2活塞杆室32内的气体34的交换或气体34的充气压力等变更作业。

因此，容易从油压缸40的外部改变被注入第2活塞杆室32内的气体34的充气压力，从而能与所要求的作业工具的冲击吸收功能相对应、任意地改变由蓄能器30产生的缓冲功能。

还有，上述的气体供给口44在注入气体34后被密封，这是不言而喻的。

还有，在上述实施例中，盖侧口20、底侧口21及蓄能口22、还有气体供给口44分别集中形成在活塞杆盖7的相互邻接的位置，因此，控制工作油的输入输出且进行各种控制的控制阀与上述各口极易连接。

还有，上述实施例中，将蓄能器30只使用于油压缸1的冲击吸收功能上，不过，理所当然地还能作为油压回路中的单独蓄能器使用、作为本来功能的阻止油压回路中的油压脉动的单独蓄能器使用，谋求油压回路的小型化、紧凑化。

另外，上述各实施例中，以由蓄能器30产生的冲击吸收功能为主对本申请发明的油压缸1、40进行说明，不过，本申请发明的油压缸1、40的蓄能器30，不仅仅是单一的冲击吸收功能，油压缸1、40停止时的缓冲功能也能理所当然地同时实施。

即，在轮式装载机等建筑机械中，利用油压缸驱动铲斗，该铲斗内装载沙土后停止油压缸的驱动，可使该油压缸达成保持状态，其后，在铲斗内装载沙土的状态下移动，则会担心由于路面的起伏等车辆受到冲击而振动，从而沙土从铲斗内洒落。

为了防止这些，现有的油压缸中，与向该油压缸供给工作油的铲斗缸油压回路相独立地连结有蓄能器，利用填充在该蓄能器内的气体的压缩性来吸收上述车辆受到的冲击或使之衰减，而本申请发明的油压缸1、40的蓄能器30当然也能在上述缸保持时发挥缓冲功能。

即，如图9所示，若在活塞杆停止的油压缸1保持时对该油压缸1施加冲击，则活塞杆上所固定的活塞5会发生移动而对工作油C施加压力，以该压力推压蓄能活塞33，而在该压力F与由密封填充在第2活塞杆室32中的压缩性气体34产生的压力G以蓄能活塞33为界相互平衡之前的期间，其压力F逐渐衰减。

因此，本申请发明的油压缸1、40的蓄能器30也不仅能在上述的缸保持时实现缓冲功能，而且还将蓄能器30配置在活塞杆6内，因此，与如现有那样与向油压缸供给工作油的铲斗缸油压回路独立地连结有蓄能器的情形相比较，能紧凑化地实现缸保持时的缓冲功能。

另外，根据本申请发明的油压缸1、40，使活塞杆6基于自重或负荷而向油压缸1、40压缩侧自然落下之际，如图7所示，使盖侧口20和蓄能口22连通，将从盖侧口20流出的第2缸室4的工作油C导到蓄能器30的第1活塞杆室31内，从而，压缩密封填充在第2活塞杆室32中的压缩性气体34，使之蓄能在蓄能器30，接下来，使油压缸1的活塞杆6膨胀时，被蓄能在蓄能器30的压力介由工作油C被传送到第2缸室4中而被释放，因此，利用其蓄能的能量，能容易地使油压缸1的活塞杆6膨胀，从而能谋求被蓄能在蓄能器30中的能量的回收和再利用而谋求节能化。还有，这种被蓄能在蓄能器30中的能量的回收和再利用，特别是在叉车和高处使用的高处作业车中使用本申请的油压缸1、40时，其效果更大。

Claims (5)

1.一种油压缸，是在活塞杆内配置蓄能器的油压缸，其特征在于：上述蓄能器，至少具备：

蓄能活塞，其嵌插在上述活塞杆内、将该活塞杆内划成第1和第2两个活塞杆室；

密封填充在上述第2活塞杆室中的气体；

蓄能口，其一方面在发挥冲击吸收功能时与上述第1活塞杆室连通、使工作油从上述油压缸的外部流入上述第1活塞杆室，另一方面在冲击吸收功能不作用时停止上述第1活塞杆室与上述油压缸外部之间的工作油流入。

2.一种油压缸，至少具有嵌插在缸内将该缸划成第1缸室与第2缸室的活塞、一端固定有该活塞的活塞杆、和固定在上述活塞杆另一端的活塞杆盖，其特征在于：

上述活塞杆具有由第1导向管、围绕该第1导向管的第2导向管和围绕该第2导向管的第3导向管构成的同心圆状三重管构造；

上述第1导向管的一端与上述第2缸室连通、另一端与贯穿上述活塞杆盖设置的盖侧口连通，另外，上述第2导向管的一端与上述第1缸室连通、另一端与贯穿活塞杆盖设置的底侧口连通；

并且，在第3导向管内配置有蓄能器，该蓄能器由嵌插在第3导向管内将该第3导向管内划成第1活塞杆室和第2活塞杆室的蓄能活塞、填充在上述第2活塞杆室中的压缩性气体、和贯穿上述活塞杆盖设置并与上述第1活塞杆室连通的蓄能口构成。

3.根据权利要求2所述的油压缸，其特征在于：上述盖侧口、上述底侧口及上述蓄能口，分别形成在上述活塞杆盖的相互邻接的位置。

4.一种油压缸，至少具备嵌插在缸内将该缸划成第1缸室与第2缸室的活塞、一端固定有该活塞的活塞杆、和固定在上述活塞杆另一端的活塞杆盖，其特征在于：

上述活塞杆具有由第1导向管、围绕该第1导向管的第2导向管、围绕该第2导向管的第3导向管、和围绕该第3导向管的第4导向管构成的同心圆状四重管构造；

上述第1导向管的一端与上述第2缸室连通、另一端与贯穿上述活塞杆盖设置的盖侧口连通，另外，上述第2导向管的一端与上述第1缸室连通、另一端与贯穿活塞杆盖设置的底侧口连通；

并且，在第3导向管内配置有蓄能器，该蓄能器由嵌插在该第3导向管内将该第3导向管内划成第1活塞杆室和第2活塞杆室的蓄能活塞、填充在上述第2活塞杆室中的压缩性气体、和贯穿活塞杆盖设置并与上述第1活塞杆室连通的蓄能口构成；

填充有上述气体的第2活塞杆室介由形成在上述第3导向管上的孔与上述第4导向管内连通，另外，该第4导向管还与贯穿上述活塞杆盖设置的气体供给口连通。

5.根据权利要求4所述的油压缸，其特征在于：上述盖侧口、上述底侧口及上述蓄能口分别形成在上述活塞杆盖的相互邻接的位置。

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