CN106460990A - 气缸装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种能够长期使用的气缸装置。气缸装置具备缓冲器(10)、泵(30)、电机(31)以及外部储罐(24)。缓冲器(10)具有气缸(11)、第一托架(12)、活塞(13)、活塞杆(14)以及第二托架(15)。活塞(13)以滑动自如的方式被插入至气缸(11)内。活塞杆(14)被插入至气缸(11)内，并且在位于气缸(11)内的端部上连结了活塞(13)。泵(30)相对于气缸(11)的中心轴而被配置于左右方向的一方侧。电机(31)相对于气缸(11)的中心轴而被配置于与泵(30)相同的一侧即左右方向的一方侧。外部储罐(24)相对于气缸(11)的中心轴而被配置于左右方向的另一方侧。

Description

气缸装置
技术领域
本发明涉及一种气缸装置。
背景技术
专利文献1公开了一种现有的气缸装置。该气缸装置具备：气缸(cylinder)、第一托架(first bracket)、活塞(piston)、活塞杆(piston rod)、第二托架(second bracket)、外缸、储罐(tank)以及阻尼力产生机构。第一托架与气缸的一方的端部连结。活塞以滑动自如的方式被插入至气缸内，并将气缸内划分为杆侧室(rod side chamber)和活塞侧室(piston side chamber)。活塞杆从气缸的另一方的端部被插入至气缸内，并沿着气缸的中心轴而延伸。活塞杆的气缸内的端部与活塞连结。第二托架与位于气缸的外部的活塞杆的端部连结。外缸以覆盖气缸的方式而位于气缸的外侧。储罐被形成于气缸与外缸的间隙中。阻尼力产生机构对由活塞的滑动而产生的工作流体的流动进行控制并使之产生阻尼力。阻尼力产生机构与外缸的外侧面的一部分连结。该气缸装置在气缸的中心轴以及活塞杆于水平方向上延伸的横置状态下，以第一托架以及第二托架的一方与铁路车辆的车身结合、且另一方与台车(truck)结合的方式而被安装。由于该气缸装置在进行伸缩时工作流体经由阻尼力产生机构而在杆侧室与气缸侧室之间流通，因此能够产生阻尼力。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2012-77808号公报
发明内容
发明所要解决的课题
但是，在专利文献1的气缸装置中，阻尼力产生机构与外缸的外侧面的一部分连结。因此，当该气缸装置在使阻尼力产生机构相对于活塞杆而位于左右方向的一方侧的横置的状态下，被安装于铁路车辆的车身与台车之间时，重心位置将成为相对于活塞杆而偏向阻尼力产生机构所处的一侧的状态。如此，当在气缸装置的重心位置偏向相对于活塞杆的左右方向的一方侧的状态下，气缸装置进行伸缩时，第一托架以及第二托架上的负载将偏于一方，从而有可能在短时间内于托架上产生不良状况。
本发明为鉴于上述现有的实际情况而完成的发明，其应解决的课题为，提供一种能够长期使用的气缸装置。
用于解决课题的手段
本发明的气缸装置具备缓冲器、泵(pump)、电机(motor)以及储罐。缓冲器具有气缸、第一托架、活塞、活塞杆以及第二托架。第一托架与气缸的一方的端部连结。活塞以滑动自如的方式被插入至气缸内。活塞杆被插入至气缸内，并且在一方的端部上连结了活塞。第二托架与活塞杆的另一方的端部连结。泵相对于气缸的中心轴而被配置于左右方向的一方侧。该泵向缓冲器供给工作流体。电机相对于气缸的中心轴而被配置于与泵相同的一侧即左右方向的一方侧。该电机对泵进行驱动。储罐相对于气缸的中心轴而被配置于左右方向的另一方侧。该储罐对工作流体进行贮留。
该气缸装置相对于气缸的中心轴而在左右方向的一方侧配置泵和电机，在另一方侧配置储罐。因此，该气缸装置能够通过对储罐的大小或工作流体的量进行调节，从而很容易地对左右方向的平衡进行调节。由此，由于该气缸装置能够在活塞杆的中心轴附近形成重心位置，因此能够在进行伸缩时，向第一托架以及第二托架均等地施加负载。因此，该气缸装置即使长期使用也不易产生各托架的不良状况。
因此，本发明的气缸装置能够长期使用。
附图说明
图1为实施例1的气缸装置的回路图。
图2为实施例1的气缸装置的立体图。
图3为实施例1的气缸装置的俯视图。
图4为实施例1的气缸装置的水平剖视图。
图5为实施例1的气缸装置的垂直剖视图。
具体实施方式
参照附图，对将本发明的气缸装置具体化的实施例1进行说明。
＜实施例1＞
如图1所示，实施例1的气缸装置具备缓冲器10、泵30、电机31以及外部储罐24，所述外部储罐24为与缓冲器10分体设置的储罐。此外，该气缸装置具备流通有作为工作流体的工作油的各个通道T1～T6、以及被设置于各个通道T1～T6中的多个阀(value)V1～V3、C1～C3。各个通道T1～T6为第一通道T1、第二通道T2、第三通道T3、第四通道T4、第五通道T5以及排出通道T6。多个阀V1～V3、C1～C3为第一开闭阀V1、第二开闭阀V2、作为压力调节阀的安全阀(relief value)V3、第一单向阀C1、第二单向阀C2、第三单向阀C3。
如图1、图4以及图5所示，缓冲器10具有：气缸11、第一托架12、活塞13、活塞杆14、第二托架15、外缸16、盖部件17以及导杆(rod guide)18。气缸11为圆筒形状。在气缸11的一方的端部(在图4中，位于右侧的气缸11的端部)上安装有顶端部件19(参照图4)。顶端部件19具有从中心突出的突起部19B。顶端部件19形成有贯穿中心的流道19A。也就是说，流道19A贯穿了顶端部件19的突起部19B。
活塞13为大致圆柱形状，且具有与气缸11的内径相比而稍小的外径。活塞13以滑动自如的方式被插入至气缸11内，并将气缸11内划分为杆侧室21和活塞侧室22。在杆侧室21以及活塞侧室22中填充有工作油。
如图1以及图4所示，活塞杆14为圆柱形状，且其位于气缸11内的端部(在图4中，位于右侧的活塞杆14的端部)贯穿活塞13的中心而与活塞13连结。活塞杆14在气缸11的中心轴线上延伸。在活塞杆14的位于气缸11的外部的端部(在图4中，位于左侧的活塞杆14的端部)上连结有用于被安装于铁路车辆等的第二托架15。如图2所示，第二托架15具有经由橡胶衬套(rubber bush)15A而连结、且在与活塞杆14的中心轴正交的方向上延伸的结合部15B。
如图1、图4以及图5所示，外缸16位于气缸11的外侧，且被配置为与气缸11同轴。盖部件17对气缸11以及外缸16的一方的端部(在图1以及图4中，位于右侧的气缸11以及外缸16的端部)进行堵塞。如图2～图4所示，盖部件17在与气缸11相反一侧的侧面(在图2中为右侧的侧面)上与第一托架12连结。第一托架12具有经由橡胶衬套12A而被连结、且在与气缸11的中心轴正交的方向上延伸的结合部12B(参照图2)。第一托架12的中心部位于气缸11的中心轴线上。
如图1以及图4所示，在导杆18上贯穿设置了贯穿孔18A。在贯穿孔18A中插通有活塞杆14。导杆18对气缸11以及外缸16的另一方的端部(在图4中，位于左侧的气缸11以及外缸16的端部)进行堵塞。被气缸11、外缸16、盖部件17、导杆18包围而形成了内部储罐23。也就是说，内部储罐23被形成在气缸11与外缸16之间的间隙中。在内部储罐23中填充有工作油。
如图1所示，第一通道T1依次串联连通了内部储罐23、外部储罐24、泵30、第一单向阀C1、杆侧室21。外部储罐24为圆筒形状。在外部储罐24中填充有工作油以及气体。由于气缸装置具备外部储罐24，因此能够减小内部储罐23的容量。因此，气缸装置能够使缓冲器10的小径化。
泵30通过电机31而被驱动，从而能够从外部储罐24朝向杆侧室21的仅一个方向输送工作油。第一单向阀C1容许工作油在第一通道T1中从电机31朝向杆侧室21流动，并阻止其从杆侧室21朝向电机31流动。泵30以及电机31相对于气缸11的中心轴而被配置于左右方向的一方侧(在图4中，为气缸11的上侧)。
第二通道T2将活塞侧室22与内部储罐23连通。第一开闭阀V1被设置于第二通道T2的中途。第一开闭阀V1为电磁式开闭阀，且具有对第二通道T2进行开闭的阀主体41、向对阀主体41进行开阀的方向施加弹性力的弹簧42、和向对阀主体41进行闭阀的方向施加推力的螺线管43。
第三通道T3从第一单向阀C1的下流侧的第一通道T1分岔，并和与第一开闭阀V1相比靠上游侧的第二通道T2合流。第二开闭阀V2被设置于第三通道T3的中途。第二开闭阀V2为电磁式开闭阀，且具有对第三通道T3进行开闭的阀主体44、向对阀主体44进行开阀的方向施加弹性力的弹簧45、和向对阀主体44进行闭阀的方向施加推力的螺线管46。
第四通道T4被形成在活塞13中，并将活塞侧室22与杆侧室21连通。第二单向阀C2被设置于第四通道T4的中途。第二单向阀C2容许工作油从活塞侧室22向杆侧室21流通，并阻止其从杆侧室21向活塞侧室22流通。
第五通道T5被形成在盖部件17中，并将活塞侧室22与内部储罐23连通。如图4所示，在第五通道T5中，嵌入有被安装于气缸11上的顶端部件19的突起部19B。如图1所示，第三单向阀C3被设置于第五通道T5的中途。第三单向阀C3容许工作油从内部储罐23向活塞侧室22流通，并阻止其从活塞侧室22向内部储罐23流通。
排出通道T6从第二开闭阀V2的上游侧的第三通道T3分岔，并和与泵30相比靠上游侧、且与外部储罐24相比靠下流侧的第一通道T1合流。排出通道T6经由第三通道T3以及第一通道T1而与杆侧室21连通，并经由第一通道T1而与外部储罐24连通。也就是说，排出通道T6将气缸11的杆侧室21与外部储罐24连通。安全阀V3被设置于排出通道T6的中途。安全阀V3为比例电磁式安全阀，且具有对排出通道T6进行开闭的阀主体47、向对阀主体47进行闭阀的方向施加弹性力的弹簧48、和向对阀主体47进行开阀的方向施加推力的比例螺线管49。该安全阀V3能够通过对流经比例螺线管49的电流量进行调节，从而对开阀压进行调节。也就是说，当杆侧室21的压力超过开阀压力时，因该压力而产生的推力与由比例螺线管49产生的推力的合力克服了被施加于对阀主体47进行闭阀的方向上的弹簧48的弹性力，从而该安全阀V3将开放排出通道T6。在该安全阀V3中，当将向比例螺线管49供给的电流量设为最大时开阀压力成为最小，当完全不向比例螺线管49供给电流时开阀压力成为最大。
如图2至图5所示，该气缸装置以将第一托架12以及第二托架15的一方结合在铁路车辆的车身上并将另一方结合在台车上的方式，在气缸11的中心轴以及活塞杆14于水平方向上延伸的横置状态下被安装。在该状态下，该气缸装置相对于气缸11的中心轴而在左右方向的一方侧(在图4中，与气缸11相比靠上侧)配置泵30与电机31，在另一方侧(在图4中，与气缸11相比靠下侧)配置外部储罐24与安全阀V3。如图4所示，该气缸装置以泵30的旋转轴30A以及与泵30的旋转轴30A连结的电机31的旋转轴31A和气缸11的中心轴以及活塞杆14平行的方式来配置泵30以及电机31。外部储罐24以其中心轴与气缸11的中心轴以及活塞杆14平行的方式而被配置。此外，如图2以及图5所示，在气缸装置中，将第一开闭阀V1以及第二开闭阀V2配置于缓冲器10的上方。也就是说，第一开闭阀V1以及第二开闭阀V2被配置于泵30以及电机13与外部储罐24以及安全阀V3之间。如此，在气缸装置中，将泵30、电机31、外部储罐24、第一开闭阀V1、第二开闭阀V2以及安全阀V3配置于气缸11的周围从而进行了一体化。
该气缸装置能够如下文说明的那样作为减震器而发挥作用。
在该气缸装置中，当第一开闭阀V1以及第二开闭阀V2被闭阀时，通过第四通道T4、经由排出通道T6的第一通道T1以及第五通道T5而将杆侧室21、外部储罐24、内部储罐23以及活塞侧室22以联成一串的方式连通。由于该气缸装置被设定为第四通道T4、排出通道T6以及第五通道T5的工作油向一个方向流通，因此当由于外力而伸缩时，气缸11内的工作油将通过经由排出通道T6的第一通道T1而返回外部储罐24以及内部储罐23，而在气缸11内不足的工作油则经由第五通道T5而从内部储罐23向气缸11内被供给。此时，相对于在排出通道T6内流通的工作油而言，安全阀V3变为阻力从而作为将气缸11内的压力调节为开阀压力的压力控制阀而发挥功能。因此，气缸装置作为减震器而发挥作用。
此外，该气缸装置能够如下文说明的那样在伸长方向上产生所需的推力。
将该气缸装置的第一开闭阀V1闭阀，并将第二开闭阀V2开阀。然后，根据气缸装置的伸缩状况而使电机31以预定的旋转数进行旋转从而对泵30进行驱动，进而从外部储罐24向气缸11内供给工作油。如此，在该气缸装置中，当在杆侧室21与活塞侧室22连通的状态下被供给了工作油时，活塞13将向杆侧室21方向(图1以及图4中的左方向)被按压，从而发挥伸长方向上的推力。在该气缸装置中，当杆侧室21以及活塞侧室22的压力超过安全阀V3的开阀压力时，安全阀V3开阀，从而工作油将经由排出通道T6而返回外部储罐24。如此，在该气缸装置中，杆侧室21以及活塞侧室22的压力与安全阀V3的开阀压力相对应。也就是说，该气缸装置能够通过给于安全阀V3的电流量而对杆侧室21以及活塞侧室22的压力进行控制。因此，该气缸装置能够将在活塞13中的活塞侧室22侧与杆侧室21侧的受压面积之差上乘以通过给于安全阀V3的电流量而被控制的杆侧室21以及活塞侧室22的压力而得到的值的推力发挥于伸长方向上。
此外，该气缸装置能够如下文说明的那样在收缩方向上发挥所需的推力。
将该气缸装置的第一开闭阀V1开阀，并将第二开闭阀V2闭阀。然后，根据气缸装置的伸缩状况而使电机31以预定的旋转数进行旋转从而对泵30进行驱动，进而从外部储罐24向杆侧室21内供给工作油。如此，在该气缸装置中，当在活塞侧室22与内部储罐23连通的状态下经由第二通道T2而从外部储罐24向杆侧室21供给有工作油时，活塞13将向活塞侧室22方向(图1以及图4中的右方向)被按压，从而发挥收缩方向上的推力。如上文所述，该气缸装置能够通过给于安全阀V3的电流量而对杆侧室21的压力进行控制。因此，气缸装置能够将在活塞13中的杆侧室21侧的受压面积上乘以通过给予安全阀V3的电流量而被控制的杆侧室21的压力而得到的值的推力发挥于收缩方向上。
该气缸装置具备缓冲器10、泵30、电机31以及外部储罐24。缓冲器10具有气缸11、第一托架12、活塞13、活塞杆14以及第二托架15。第一托架12与气缸11的一方的端部连结。活塞13以滑动自如的方式被插入至气缸11内。活塞杆14被插入至气缸11内，并且在位于气缸11内的端部上连结了活塞13。第二托架15与位于气缸11的外部的活塞杆14的端部连结。泵30相对于气缸11的中心轴而被配置于左右方向的一方侧。该泵30向缓冲器10供给工作油。电机31相对于气缸11的中心轴而被配置于与泵30相同的一侧、即左右方向的一方侧。该电机31对泵30进行驱动。外部储罐24相对于气缸11的中心轴而被配置于左右方向的另一方侧。该外部储罐24对工作流体进行贮留。
在该气缸装置中，相对于气缸11的中心轴而在左右方向的一方侧配置泵30和电机31，在另一方侧配置外部储罐24。因此，该气缸装置能够通过对外部储罐24的大小或工作油的量进行调节，从而很容易地对左右方向的平衡进行调节。因此，由于该气缸装置能够在活塞杆14的中心轴附近形成重心位置，因此在进行伸缩时，能够向第一托架12以及第二托架15均等地施加负载。因此，该气缸装置即使长期使用，也不易发生各托架12、15的不良状况(在橡胶衬套12A、15A上产生龟裂等)。
因此，实施例1的气缸装置能够长期使用。
此外，在该气缸装置中，相对于气缸11的中心轴而在与外部储罐24相同的一侧、即左右方向的另一方侧配置安全阀V3。因此，能够使对该气缸装置的左右方向的平衡进行调节的外部储罐24减小。
此外，由于在该气缸装置中将第一开闭阀V1以及第二开闭阀V2配置于泵30以及电机13与外部储罐24以及安全阀V3之间，因此能够防止大型化。此外，由于气缸装置能够在活塞杆14的中心轴附近形成重心位置，因此能够稳定地进行安装。
本发明并不限定于通过上述记载以及附图所说明的实施例1，例如如下的实施例也被包括在本发明的技术范围内。
(1)虽然在实施例1中，缓冲器在气缸与外缸之间的间隙中形成了内部储罐，但也可以不具有外缸，并且不形成内部储罐。
(2)虽然在实施例1中，将外部储罐和安全阀相对于气缸的中心轴而配置于左右方向的另一方侧，但也可以将安全阀配置于其它位置处。
(3)虽然在实施例1中，将安全阀相对于气缸的中心轴而被配置于与外部储罐相同的一侧，但也可以将第一开闭阀及/或第二开闭阀配置于与外部储罐相同的一侧。
(4)虽然在实施例1中，将压力调节阀设为了安全阀，但除了安全阀之外，只要为能够产生阻尼力的阀即可。
(5)虽然在实施例1中，将第一开闭阀以及第二开闭阀配置于气缸的上方，但也可以将第一开闭阀以及第二开闭阀配置于气缸的下方。
符号说明
10…缓冲器；11…气缸；12…第一托架；13…活塞；14…活塞杆；15…第二托架；30…泵；31…电机；24…外部储罐(储罐)；T1～T6…通道(T1…第一通道、T2…第二通道、T3…第三通道、T4…第四通道、T5…第五通道、T6…排出通道)；V1～V3…阀(V1…第一开闭阀、V2…第二开闭阀、V3…安全阀)。

Claims (3)

1.一种气缸装置，其特征在于，具备：
缓冲器，其具有：气缸、与所述气缸的一方的端部连结的第一托架、以滑动自如的方式被插入至所述气缸内的活塞、被插入至所述气缸内并且在一方的端部上连结了所述活塞的活塞杆、以及与所述活塞杆的另一方的端部连结的第二托架；
泵，其相对于所述气缸的中心轴而被配置于左右方向的一方侧，并向所述缓冲器供给工作流体；
电机，其相对于所述气缸的中心轴而被配置于与所述泵相同的一侧即左右方向的一方侧，并对所述泵进行驱动；
储罐，其相对于所述气缸的中心轴而被配置于左右方向的另一方侧，并对工作流体进行贮留。
2.如权利要求1所述的气缸装置，其特征在于，
所述气缸装置具备阀，所述阀被设置于将所述气缸与所述储罐连通的通道上，且相对于所述气缸的中心轴而被配置于与所述储罐相同的一侧即左右方向的另一方侧。
3.如权利要求2所述的气缸装置，其特征在于，
所述气缸通过所述活塞而被划分为杆侧室和活塞侧室，
所述通道具有：
第一通道，其将所述杆侧室与所述储罐连通；
第二通道，其将所述活塞侧室与所述储罐连通；
第三通道，其从所述第一通道分岔并与所述第二通道合流；
排出通道，其从该第三通道分岔并与所述第一通道合流，
所述阀具有：
压力调节阀，其相对于所述气缸的中心轴而被配置于与所述储罐相同的一侧即左右方向的另一方侧，并向通过所述排出通道的工作流体提供阻力；
第一开闭阀，其被配置于所述泵以及所述电机与所述压力调节阀以及所述储罐之间，并对所述第二通道进行开闭；
第二开闭阀，其被配置于所述泵以及所述电机与所述压力调节阀以及所述储罐之间，并对所述第三通道进行开闭。
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