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Technisches Gebiet
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen einfachwirkenden Hydraulikzylinder.
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Technischer Hintergrund
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Im einfachwirkenden Hydraulikzylinder ist ein Innenraum eines Zylinderrohrs durch einen Kolben in eine stangenseitige Kammer und eine stangenfreie Kammer aufgeteilt. Die stangenfreie Kammer ist mit einer hydraulischen Quelle über einen Zufuhr-/Abfuhranschluss verbunden, der an einem Boden des Zylinderrohrs ausgebildet ist. Der Kolben ist bezüglich des Zylinderrohrs durch ein Lager gleitend gelagert, das an einem Außenumfang des Kolbens vorgesehen ist.
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JP2000-170711A offenbart einen einfachwirkenden Hydraulikzylinder, enthaltend eine Sperrventilvorrichtung zum Ableiten einer aus der stangenfreien Kammer zur stangenseitigen Kammer entweichenden Betriebsflüssigkeit zur stangenfreien Kammer. Diese Sperrventilvorrichtung besteht aus einem als eine Dichtung dienenden U-Ring, vorgesehen an einem Außenumfang des Kolbens, und einem in dem Kolben vorgesehenen Durchgangsloch.
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Am U-Ring ist eine zur Seite der stangenfreien Kammer gerichtete Lippe angeordnet. Das Durchgangsloch ist dem U-Ring zugewandt und in die stangenfreie Kammer geöffnet. Wenn ein Druck in der stangenseitigen Kammer höher ist als ein Druck in der stangenfreien Kammer, wird der U-Ring gequetscht. Als Ergebnis wird die Betriebsflüssigkeit in der stangenseitigen Kammer durch den Außenumfang des U-Rings und das Durchgangsloch zur stangenfreien Kammer abgeleitet.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Jedoch ist das Durchgangsloch in dem Kolben, das in
JP2000-170711A offenbart ist, auf einer Innenseite in einer radialen Richtung des Kolbens vom Lager ausgebildet. Somit muss die Betriebsflüssigkeit in der stangenseitigen Kammer über eine relativ lange Strecke vom Außenumfang des U-Rings zur Innenseite in der radialen Richtung des Kolbens fließen, bis sie zur stangenfreien Kammer abgeleitet wird. Daher ist der durch die Länge des Durchlasses verursachte Strömungswiderstand groß, und es steht zu befürchten, dass die Betriebsflüssigkeit in der stangenseitigen Kammer über den Durchlass der Sperrventilvorrichtung nicht zur stangenfreien Kammer abgeleitet wird.
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Die vorliegende Erfindung hat zur Aufgabe, einen Hydraulikzylinder zu schaffen, der die sich in der stangenseitigen Kammer sammelnde Betriebsflüssigkeit zuverlässiger zur stangenfreien Kammer ableiten kann.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Hydraulikzylinder: ein Zylinderrohr, einen in dem Zylinderrohr aufgenommenen Kolben, wobei der Kolben ausgelegt ist, ein Inneres des Zylinderrohrs in eine stangenseitige Kammer und eine stangenfreie Kammer aufzuteilen, in die/aus der eine Betriebsflüssigkeit zugeführt/abgeführt wird, eine Kolbenstange, gekoppelt mit dem Kolben, ein Lager, vorgesehen an einem Außenumfang des Kolbens, wobei das Lager ausgelegt ist, den Kolben bezüglich des Zylinderrohrs gleitend zu lagern, und eine ringförmige Dichtung, vorgesehen auf einem Außenumfang des Kolbens, wobei das Lager einen Durchlass enthält, ausgelegt, in einer axialen Richtung des Kolbens hindurchzugehen, und die Dichtung ausgelegt ist, ein Fließen der Betriebsflüssigkeit aus der stangenfreien Kammer zur stangenseitigen Kammer durch den Durchlass zu versperren, wenn ein Druck in der stangenseitigen Kammer gleich oder niedriger ist als ein Druck in der stangenfreien Kammer, und ausgelegt ist, das Fließen der Betriebsflüssigkeit aus der stangenseitigen Kammer zur stangenfreien Kammer durch den Durchlass zuzulassen, wenn der Druck in der stangenseitigen Kammer höher ist als der Druck in der stangenfreien Kammer.
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Kurze Beschreibung der Zeichnung
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1 ist eine Schnittansicht eines Hydraulikzylinders gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und zeigt einen eingefahrenen Zustand des Hydraulikzylinders.
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2 ist eine Schnittansicht des Hydraulikzylinders gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und zeigt einen ausgefahrenen Zustand des Hydraulikzylinders.
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3 ist eine Schnittansicht entlang der Linie III-III in 1.
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4 ist eine vergrößerte Schnittansicht des Teils B in 1 und zeigt einen Zustand, in dem ein Druck in einer stangenseitigen Kammer gleich oder niedriger ist als ein Druck in einer stangenfreien Kammer.
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5 ist eine vergrößerte Schnittansicht des Teils C in 2 und zeigt einen Zustand, in dem der Druck in der stangenseitigen Kammer höher ist als der Druck in der stangenfreien Kammer.
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6 ist eine Schnittansicht des Hydraulikzylinders gemäß einem weiteren Beispiel der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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7 ist eine Schnittansicht, die ein weiteres Beispiel eines Durchlasses darstellt, und eine Ansicht, die der Schnittansicht entlang der Linie III-III in 1 entspricht.
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8 ist eine vergrößerte Schnittansicht eines Umfangs des in 7 gezeigten Durchlasses und ist eine Ansicht, die der vergrößerten Schnittansicht des Teils B in 1 entspricht.
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9 ist eine Schnittansicht, die noch ein weiteres Beispiel des Durchlasses darstellt, und eine Ansicht, die der Schnittansicht entlang der Linie III-III in 1 entspricht.
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10 ist eine vergrößerte Schnittansicht eines Umfangs des in 9 gezeigten Durchlasses und ist eine Ansicht, die der vergrößerten Schnittansicht des Teils B in 1 entspricht.
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11 ist eine vergrößerte Schnittansicht eines Hydraulikzylinders gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und zeigt einen Zustand, in dem ein Druck in einer stangenseitigen Kammer gleich oder niedriger ist als ein Druck in einer stangenfreien Kammer.
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12 ist eine vergrößerte Schnittansicht des Hydraulikzylinders gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und zeigt einen Zustand, in dem der Druck in der stangenseitigen Kammer höher ist als der Druck in der stangenfreien Kammer.
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13 ist eine vergrößerte Schnittansicht eines Hydraulikzylinders gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und zeigt einen Zustand, in dem ein Druck in einer stangenseitigen Kammer gleich oder niedriger ist als ein Druck in einer stangenfreien Kammer.
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14 ist eine vergrößerte Schnittansicht des Hydraulikzylinders gemäß der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und zeigt einen Zustand, in dem der Druck in der stangenseitigen Kammer höher ist als der Druck in der stangenfreien Kammer.
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15 ist eine vergrößerte Schnittansicht eines Hydraulikzylinders gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
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16 ist eine vergrößerte Schnittansicht eines Hydraulikzylinders gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und stellt einen Zustand dar, in dem der Druck in der stangenseitigen Kammer gleich oder niedriger ist als der Druck in der stangenfreien Kammer.
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17 ist eine vergrößerte Schnittansicht des Hydraulikzylinders gemäß der fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und zeigt einen Zustand, in dem der Druck in der stangenseitigen Kammer höher ist als der Druck in der stangenfreien Kammer.
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Beschreibung von Ausführungsformen
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Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind nachstehend unter Bezugnahme auf die angefügte Zeichnung beschrieben. Hier ist ein Hydraulikzylinder beschrieben, in dem ein Betriebsöl als eine Betriebsflüssigkeit verwendet ist, aber diese Ausführungsform kann auf einen Hydraulikzylinder angewendet werden, in dem andere Flüssigkeiten, wie etwa Betriebswasser, als die Betriebsflüssigkeit verwendet ist.
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<Erste Ausführungsform>
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Zuerst ist unter Bezugnahme auf 1 bis 5 ein Hydraulikzylinder 100 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben.
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1 und 2 sind Schnittansichten des Hydraulikzylinders 100. Wie in 1 und 2 dargestellt, enthält der Hydraulikzylinder 100 ein Zylinderrohr 10, einen in dem Zylinderrohr 10 gleitend aufgenommenen Kolben 20, und eine Kolbenstange 30, gekoppelt mit dem Kolben 20.
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Das Zylinderrohr 10 weist ein zylindrisches Rohr 11 und einen an einem Ende des Rohrs 11 vorgesehenen Zylinderboden 12 auf. In eine Öffnung am anderen Ende des Rohrs 11 ist ein Zylinderkopf 40 eingepasst. Der Zylinderboden 12 verschließt die eine Öffnung des Rohrs 11, während der Zylinderkopf 40 die andere Öffnung des Rohrs 11 verschließt. Im Folgenden ist die andere Öffnung des Rohrs 11 auch als eine „kopfseitige Öffnung” bezeichnet.
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Der Kolben 20 weist einen vorspringenden Bereich 21 auf, der zur Seite des Zylinderkopfes 40 ragt. In einer Endfläche auf der Seite des Zylinderbodens 12 der Kolbenstange 30 ist eine Vertiefung 31 ausgebildet, und der vorspringende Bereich 21 ist in die Vertiefung 31 eingepasst.
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Die Kolbenstange 30 erstreckt sich entlang einer Achse des Zylinderrohrs 10 vom Kolben 20 und ragt aus dem Zylinderrohr 10 über eine kopfseitige Öffnung. Der Zylinderkopf 40 lagert die Kolbenstange 30 gleitend. Das heißt, die Kolbenstange 30 ist beweglich in das Zylinderrohr 10 eingesetzt.
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Ein Inneres des Zylinderrohrs 10 ist durch den Kolben 20 in eine auf der Seite des Zylinderkopfes 40 befindliche stangenseitige Kammer 13 und eine auf der Seite des Zylinderbodens befindliche stangenfreie Kammer 14 aufgeteilt. Im Zylinderboden 12 ist ein Zufuhr-/Abfuhranschluss 15 ausgebildet, und die stangenfreie Kammer 14 steht in Verbindung mit dem Zufuhr-/Abfuhranschluss 15.
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Der Zufuhr-/Abfuhranschluss 15 ist wahlweise mit einer Pumpe (nicht gezeigt), die als ein hydraulischer Zufuhrteil dient, und einem Behälter (nicht gezeigt), der als ein Betriebsöl-Lagerungsteil dient, über ein Steuerventil (nicht gezeigt) verbunden. Das Steuerventil steuert die Zufuhr des Betriebsöls von der Pumpe zur stangenfreien Kammer 14 und die Abfuhr des Betriebsöls von der stangenfreien Kammer 14 zum Behälter.
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Wenn der Zufuhr-/Abfuhranschluss 15 über das Steuerventil mit der Pumpe verbunden ist, wird das von der Pumpe abgegebene Betriebsöl über den Zufuhr-/Abfuhranschluss 15 der stangenfreien Kammer 14 zugeführt. Als Ergebnis werden der Kolben 20 und die Kolbenstange 30 zur Seite des Zylinderkopfes 40 bewegt, und der Hydraulikzylinder 100 wird ausgefahren (siehe 2). Dabei wird die stangenseitige Kammer 13 zusammengedrängt.
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Wenn der Zufuhr-/Abfuhranschluss 15 über das Steuerventil mit dem Behälter verbunden ist, werden der Kolben 20 und die Kolbenstange 30 durch ein Gewicht einer mit der Kolbenstange 30 gekoppelten Last (nicht gezeigt) zur Seite des Zylinderbodens 12 bewegt, und der Hydraulikzylinder 100 wird eingefahren (siehe 1). Dabei wird das Betriebsöl in der stangenfreien Kammer 14 über den Zufuhr-/Abfuhranschluss 15 in den Behälter abgegeben. Die stangenseitige Kammer 13 wird erweitert.
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Darüber hinaus enthält der Hydraulikzylinder 100 weiter ein ringförmiges Lager 50, das den Kolben 20 bezüglich des Zylinderrohrs 10 gleitend lagert, und eine ringförmige Dichtung 60, die einen Zwischenraum zwischen einer äußeren Umfangsfläche 23 des Kolbens 20 und einer inneren Umfangsfläche 16 des Zylinderrohrs verschließt. Das Lager 50 und die Dichtung 60 sind auf dem Außenumfang des Kolbens 20 vorgesehen.
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In dem Hydraulikzylinder 100 wie oben tritt das Betriebsöl in der stangenfreien Kammer 14 aus der Dichtung 60 aus, oder das an der inneren Umfangsfläche 16 des Zylinderrohrs 10 anhaftende Betriebsöl wird durch die Dichtung 60 abgeschabt, und das Betriebsöl kann sich in einigen Fällen in der stangenseitigen Kammer 13 sammeln. Das Betriebsöl, das sich in der stangenseitigen Kammer 13 sammelt, hemmt das sich aus die Bewegung des Kolbens 20 ergebende Zusammendrängen der stangenseitigen Kammer 13 und engt einen Bewegungsbereich des Kolbens 20 ein, das heißt, einen Ausfahr-/Einfahrbereich des Hydraulikzylinders 100.
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Der Hydraulikzylinder 100 gemäß dieser Ausführungsform enthält eine Sperrventilvorrichtung zum Ableiten des Betriebsöls, das sich in der stangenseitigen Kammer 13 sammelt, zur stangenfreien Kammer 14, um ein Einengen des Ausfahr-/Einfahrbereichs zu verhindern. Die Sperrventilvorrichtung wie oben ist unter Verwendung von 3 bis 5 beschrieben.
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3 ist eine Schnittansicht entlang der Linie III-III in 1. 4 ist eine vergrößerte Schnittansicht eines Umfangs (des Teils B in 1) des Lagers 50 und der Dichtung 60 des Hydraulikzylinders 100 in einem Zustand, in dem ein Druck der stangenfreien Kammer 14 hoch ist, und 5 ist eine vergrößerte Schnittansicht eines Umfangs (des Teils C in 2) des Lagers 50 und der Dichtung 60 des Hydraulikzylinders 100 in einem Zustand, in dem ein Druck der stangenseitigen Kammer 13 hoch ist.
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Wie in 3 und 4 dargestellt, weist der Kolben 20 eine ringförmige Lagernut 24 und eine ringförmige Dichtungsnut 25 auf, die in der äußeren Umfangsfläche 23 ausgebildet sind. Das Lager 50 ist in der Lagernut 24 angeordnet, und die Dichtung 60 ist in der Dichtungsnut 25 angeordnet.
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Ein Außendurchmesser D2 des Kolbens 20 ist kleiner als ein Außendurchmesser D1 des Lagers 50. Daher ist in einem Zustand, in dem der Kolben 20 durch das Lager 50 bezüglich des Zylinderrohrs 10 gelagert ist, ein Spalt 26 zwischen der äußeren Umfangsfläche 23 des Kolbens 20 und der inneren Umfangsfläche 16 des Zylinderrohrs 10 vorhanden. Im Folgenden ist der Spalt zwischen der äußeren Umfangsfläche 23 des Kolbens 20 und der inneren Umfangsfläche 16 des Zylinderrohrs 10 auch als ein „Kolbenspalt 26” bezeichnet.
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Der Außendurchmesser D1 des Lagers 50 ist im Wesentlichen gleich einem Innendurchmesser D3 des Zylinderrohrs 10. Daher steht das Lager 50 in Kontakt mit der inneren Umfangsfläche 16 des Zylinderrohrs 10 und gleitet mit der Bewegung des Kolbens 20 auf der inneren Umfangsfläche 16 des Zylinderrohrs 10.
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In einer äußeren Umfangsfläche 51 des Lagers 50 ist eine Nut 52 ausgebildet. Die Nut 52 erstreckt sich in einer axialen Richtung des Kolbens 20 und steht in Verbindung mit dem Kolbenspalt 26. Mittels der Nut 52 und der inneren Umfangsfläche 16 des Zylinderrohrs 10 ist der Durchlass 53 gebildet, der durch das Lager 50 hindurchführt.
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Die Dichtungsnut 25 ist näher an der Seite der stangenseitigen Kammer 13 ausgebildet als die Lagernut 24. Mit anderen Worten, die Dichtung 60 befindet sich näher zur Seite der stangenseitigen Kammer 13 als das Lager 50. Daher wirkt der Druck in der stangenseitigen Kammer 13 auf die Dichtung 60 über den Kolbenspalt 26, und der Druck in der stangenfreien Kammer 14 wirkt auf die Dichtung 60 über den Kolbenspalt 26 und den Durchlass 53.
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Eine Wand 25a der Dichtungsnut 25 auf der Seite der stangenseitigen Kammer 13 fungiert als ein erster Begrenzungsbereich, der eine Bewegung der Dichtung 60 zur Seite der stangenseitigen Kammer 13 begrenzt. Daher kann, sogar wenn der Druck des Betriebsöls auf die Dichtung 60 von der Seite der stangenfreien Kammer 14 wirkt, ein Entfernen der Dichtung 60 von dem Kolben 20 verhindert sein.
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Eine Wand 25b der Dichtungsnut 25 auf der Seite der stangenfreien Kammer 14 fungiert als ein zweiter Begrenzungsbereich, der eine Bewegung der Dichtung 60 zur Seite der stangenfreien Kammer 14 begrenzt. Daher kann, sogar wenn der Druck des Betriebsöls auf die Dichtung 60 von der Seite der stangenseitigen Kammer 13 wirkt, ein Entfernen der Dichtung 60 von dem Kolben 20 verhindert sein.
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Die Dichtung 60 weist einen ringförmigen Basisteil 61, einen ersten Ausläuferteil 62, der sich von einer Innenseite des Basisteils 61 zur Seite der stangenfreien Kammer 14 erstreckt, und einen zweiten Ausläuferteil 63 auf, der sich von einer Außenseite des Basisteils 61 zur Seite der stangenfreien Kammer 14 erstreckt. Ein Spalt 64 ist zwischen dem zweiten Ausläuferteil 63 und dem ersten Ausläuferteil 62 vorhanden.
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Da der Spalt 64 zwischen dem ersten und dem zweiten Ausläuferteil 62 und 63 vorgesehen ist, wird die Dichtung 60 verformt, wenn der Druck des Betriebsöls auf die Dichtung 60 wirkt. Genauer geht, wenn der Druck des Betriebsöls auf die Dichtung 60 von der Seite der stangenseitigen Kammer 13 wirkt, das Betriebsöl von der Außenseite der Dichtung 60 zum Spalt 64 und drückt auf den Basisteil 61 und den zweiten Ausläuferteil 63, und somit wird die Dichtung 60 so verformt, dass sich der zweite Ausläuferteil 63 dem ersten Ausläuferteil 62 nähert. Darüber hinaus fließt das Betriebsöl, wenn der Druck des Betriebsöls auf die Dichtung 60 von der Seite der stangenfreien Kammer 14 wirkt, in den Spalt 64 und dehnt den Spalt 64 aus, und somit wird die Dichtung 60 so verformt, dass sich der zweite Ausläuferteil 63 vom ersten Ausläuferteil 62 entfernt.
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Wenn der Druck in der stangenseitigen Kammer 13 gleich oder niedriger ist als der Druck in der stangenfreien Kammer 14, wird die Dichtung 60 so verformt, dass sich der zweite Ausläuferteil 63 vom ersten Ausläuferteil 62 entfernt. Somit wird, wie in 4 dargestellt, der erste Ausläuferteil 62 an den Kolben 20 gedrückt, und der zweite Ausläuferteil 63 wird an das Zylinderrohr 10 gedrückt. Als Ergebnis sperrt die Dichtung 60 das Fließen des Betriebsöls aus der stangenfreien Kammer 14 zur stangenseitigen Kammer 13 durch den Durchlass 53.
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Wenn der Druck in der stangenseitigen Kammer 13 höher ist als der Druck in der stangenfreien Kammer 14, wird die Dichtung 60 so verformt, dass sich der zweite Ausläuferteil 63 dem ersten Ausläuferteil 62 nähert. Somit wird, wie in 5 dargestellt, der zweite Ausläuferteil 63 vom Zylinderrohr 10 entfernt. Als Ergebnis lässt die Dichtung 60 das Fließen des Betriebsöls aus der stangenseitigen Kammer 13 zur stangenfreien Kammer 14 durch den Durchlass 53 zu.
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Da die Dichtung 60 das Fließen des Betriebsöls zulässt, wird das Betriebsöl, das sich in der stangenseitigen Kammer 13 ansammelt, durch den Kolbenspalt 26 und den Durchlass 53 zur stangenfreien Kammer 14 abgeleitet. Daher kann, wenn der Hydraulikzylinder 100 ausgefahren wird, die stangenseitige Kammer 13 ausreichend zusammengedrängt werden, und ein Ausfahrhub des Hydraulikzylinders 100 kann ausreichend sichergestellt sein.
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Wie oben beschrieben, besteht in dieser Ausführungsform die Sperrventilvorrichtung aus der Dichtung 60 und dem Durchlass 53. Mittels der Sperrventilvorrichtung kann ein Einengen des Ausfahr-/Einfahrbereichs des Hydraulikzylinders 100 verhindert sein.
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Wenn in dieser Ausführungsform der Druck in der stangenseitigen Kammer 13 höher ist als der Druck in der stangenfreien Kammer 14, fließt das Betriebsöl in der stangenseitigen Kammer 13 durch den das Lager 50 durchdringenden Durchlass 53 zur stangenfreien Kammer 14, und somit besteht keine Notwendigkeit, einen Durchlass im Kolben 20 vorzusehen. Somit benötigt das Ableiten des Betriebsöls aus der stangenseitigen Kammer 13 zur stangenfreien Kammer 14 wenig Durchfluss vom Außenumfang der Dichtung 60 zur Innenseite in der radialen Richtung des Kolbens 20. Daher wird der Strömungswiderstand im Durchlass von der stangenseitigen Kammer 13 zur stangenfreien Kammer 14 kleiner, und das Betriebsöl, das sich in der stangenseitigen Kammer 13 sammelt, kann zuverlässiger zur stangenfreien Kammer 14 abgeleitet werden.
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In dieser Ausführungsform weist die Dichtung 60 in einem Zustand, in dem kein Druck des Betriebsöls auf die Dichtung 60 wirkt, einen U-förmigen Querschnitt auf, das heißt, der erste und der zweite Ausläuferteil 62 und 63 erstrecken sich parallel, und die Wurzeln des ersten und des zweiten Ausläuferteils 62 und 63 weisen runde Formen auf. Die Dichtung 60 mit einer solchen Form wird auch „U-Ring” genannt. Die Dichtung 60 in dieser Ausführungsform ist nicht auf den U-Ring beschränkt, sondern kann eine Dichtung, wie etwa ein V-Ring, sein.
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Darüber hinaus ist in dieser Ausführungsform die Dichtung 60 näher zur Seite der stangenseitigen Kammer 13 angeordnet als das Lager 50, aber wie in 6 dargestellt, kann die Dichtung 60 näher zur Seite der stangenfreien Kammer 14 angeordnet sein als das Lager 50. In diesem Fall wirkt der Druck in der stangenseitigen Kammer auf die Dichtung 60 durch den Kolbenspalt 26 und den Durchlass 53, und der Druck in der stangenfreien Kammer 14 wirkt auf die Dichtung 60 durch den Kolbenspalt 26.
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Wenn die Dichtung 60 näher an der Seite der stangenfreien Kammer 14 als das Lager 50 angeordnet ist (siehe 6), ist das Fließen des Betriebsöls aus der stangenfreien Kammer 14 zum Lager 50 durch die Dichtung 60 gesperrt. Somit wird das Betriebsöl nicht ausreichend einer Gleitfläche zwischen dem Lager 50 und dem Rohr 11 zugeführt, und es besteht die Befürchtung, dass die Gleitfähigkeit und Haltbarkeit niedriger ist.
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Wenn die Dichtung 60 näher zur Seite der stangenseitigen Kammer 13 als das Lager 50 angeordnet ist (siehe 1 und dergleichen), ist das Fließen des Betriebsöls aus der stangenfreien Kammer 14 zum Lager 50 durch die Dichtung 60 nicht gesperrt. Somit wird das Betriebsöl der Gleitfläche zwischen dem Lager 50 und dem Rohr 11 ausreichend zugeführt, und die Gleitfähigkeit und Haltbarkeit kann verbessert sein. Aus solchen Gründen ist die Dichtung 60 vorzugsweise näher zur Seite der stangenseitigen Kammer 13 angeordnet als das Lager 50.
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Darüber hinaus ist der Durchlass 53 nicht auf eine Form beschränkt, die durch die in der äußeren Umfangsfläche 51 des Lagers 50 ausgebildete Nut 52 und die innere Umfangsfläche 16 des Zylinderrohrs 10 festgelegt ist. Wie in 7 und 8 dargestellt, kann der Durchlass 53 durch die in der inneren Umfangsfläche 54 des Lagers 50 ausgebildete Nut 52 und die äußere Umfangsfläche 23 des Kolbens 20 gebildet sein. In der in 7 und 8 dargestellten Form werden die folgenden Wirkungen ausgeführt.
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Da sich das Lager 50 zusammen mit dem Kolben 20 bewegt, gleitet es mit der Bewegung des Kolbens 20 auf der inneren Umfangsfläche 16 des Zylinderrohrs 10. Wenn somit der Durchlass 53 durch die in der äußeren Umfangsfläche 51 des Lagers 50 ausgebildete Nut 52 und die innere Umfangsfläche 16 des Zylinderrohrs 10 festgelegt ist (siehe 3 und 4), gleitet eine Kante der Nut 52 auf der inneren Umfangsfläche 16 des Zylinderrohrs 10. Als Ergebnis steht zu befürchten, dass die Nut 52 (der Durchlass 53) verformt wird.
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Wenn, wie in 7 und 8 dargestellt, der Durchlass 53 durch die in der inneren Umfangsfläche 54 des Lagers 50 ausgebildete Nut 52 und die äußere Umfangsfläche 23 des Kolbens 20 gebildet ist, gleitet die Kante der Nut 52 nicht auf der inneren Umfangsfläche 16 des Zylinderrohrs 10. Da sich darüber hinaus das Lager 50 zusammen mit dem Kolben 20 bewegt, sogar wenn sich der Kolben 20 bezüglich des Zylinderrohrs 10 bewegt, gleitet die Kante der Nut 52 kaum auf der äußeren Umfangsfläche 23 des Kolbens 20. Daher kann eine Verformung der Nut 52 (des Durchlasses 53) verhindert sein, und das Betriebsöl, das sich in der stangenseitigen Kammer 13 sammelt, kann zuverlässiger zur stangenfreien Kammer 14 abgeleitet werden.
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Wenn ein Stützring 70 (siehe 13 und 14) benutzt ist, der weiter unten beschrieben ist, empfängt die Dichtung 60 eine Kraft aus der stangenseitigen Kammer 13 und wird verformt, sodass der erste Ausläuferteil 62 von dem Kolben 20 entfernt wird. Das heißt, das Betriebsöl fließt zwischen dem Kolben 20 und der Dichtung 60. Durch das Bilden des Durchlasses 53 durch die in der inneren Umfangsfläche 54 des Lagers 50 ausgebildete Nut 52 und die äußere Umfangsfläche 23 des Kolbens 20 ist einen gekrümmten Weg reduziert, wenn der Stützring 70 verwendet ist. Daher kann der Strömungswiderstand in dem Durchlass von der stangenseitigen Kammer 13 zur stangenfreien Kammer 14 reduziert sein.
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Wie in 9 und 10 dargestellt, kann der Durchlass 53 sowohl im Innenumfang als auch im Außenumfang des Lagers 50 vorgesehen sein. Darüber hinaus kann der Durchlass 53 aus einem Durchgangsloch bestehen, das durch das Lager 50 in der axialen Richtung des Kolbens 20 hindurchführt.
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Jedoch ist der Durchlass 53 vorzugsweise durch die Nut 52 des Lagers 50 und die innere Umfangsfläche 16 des Zylinderrohrs 10 gebildet. Da die innere Umfangsfläche 16 des Zylinderrohrs 10 mit der Nut 52 des Lagers 50 den Durchlass bildet, steht der Durchlass 53 in Verbindung mit dem Kolbenspalt 26 zwischen der äußeren Umfangsfläche 23 des Kolbens 20 und der inneren Umfangsfläche 16 des Zylinderrohrs 10, ohne durch einen gekrümmten Weg zu verlaufen. Daher kann der Strömungswiderstand im Durchlass von der stangenseitigen Kammer 13 zur stangenfreien Kammer 14 verringert sein, und das Betriebsöl, das sich in der stangenseitigen Kammer 13 sammelt, kann zuverlässiger zur stangenfreien Kammer 14 abgeleitet werden.
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Im Folgenden ist ein Betrieb des Hydraulikzylinders 100 unter Verwendung von 1 bis 5 beschrieben.
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Zuerst ist ein Fall beschrieben, in dem das Betriebsöl der stangenfreien Kammer 14 des Hydraulikzylinders 100 zugeführt wird.
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Wenn das Betriebsöl, das von der Pumpe (nicht gezeigt) abgegeben wird, der stangenfreien Kammer 14 durch den Zufuhr-/Abfuhranschluss 15 zugeführt wird, werden der Kolben 20 und die Kolbenstange 30 zur Seite des Zylinderkopfes 40 bewegt, und der Hydraulikzylinder 100 wird ausgefahren. Dabei wird die stangenseitige Kammer 13 zusammengedrängt.
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Wenn sich das Betriebsöl in der stangenseitigen Kammer 13 sammelt, wenn sich der Kolben 20 dem Zylinderkopf 40 nähert, wird der Druck in der stangenseitigen Kammer 13 höher als der Druck der stangenfreien Kammer 14. Dabei empfängt, wie in 5 dargestellt, die Dichtung 60 den Druck des Betriebsöls von der Seite der stangenseitigen Kammer 13 und wird so verformt, dass der zweite Ausläuferteil 63 näher zum ersten Ausläuferteil 62 gelangt. Als Ergebnis wird das Fließen des Betriebsöls aus der stangenseitigen Kammer 13 zur stangenfreien Kammer 14 durch den Durchlass 53 von der Dichtung 60 zugelassen.
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Da der Druck in der stangenseitigen Kammer 13 höher ist als der Druck in der stangenfreien Kammer 14, wird das Betriebsöl, das sich in der stangenseitige Kammer 13 ansammelt, durch den Kolbenspalt 26 und den Durchlass 53 zur stangenfreien Kammer 14 abgeleitet. Daher kann, wenn der Hydraulikzylinder 100 ausgefahren wird, die stangenseitige Kammer 13 ausreichend zusammengezogen werden, und der Ausfahrhub des Hydraulikzylinders 100 kann ausreichend sichergestellt sein. Das heißt, ein Einengen des Ausfahr-/Einfahrbereichs des Hydraulikzylinders 100 kann verhindert sein.
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Im Folgenden ist ein Fall beschrieben, in dem das Betriebsöl in der stangenfreien Kammer 14 abgeleitet wird.
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Wenn das Betriebsöl in der stangenfreien Kammer 14 durch den Zufuhr-/Abfuhranschluss 15 abgeleitet wird, werden der Kolben 20 und die Kolbenstange 30 zur Seite des Zylinderbodens 12 bewegt, und der Hydraulikzylinder 100 wird eingefahren. Dabei wird die stangenseitige Kammer 13 erweitert.
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Da im Inneren der stangenseitigen Kammer 13 ein Unterdruck entsteht, wird der Druck in der stangenseitigen Kammer 13 niedriger als der Druck der stangenfreien Kammer 14. Dabei empfängt, wie in 4 dargestellt, die Dichtung 60 den Druck des Betriebsöls von der Seite der stangenfreien Kammer 14 und wird so verformt, dass der zweite Ausläuferteil 63 vom ersten Ausläuferteil 62 entfernt wird. Als Ergebnis wird beim Einfahren das Fließen des Betriebsöls aus der stangenseitigen Kammer 13 zur stangenfreien Kammer 14 durch den Durchlass 53 von der Dichtung 60 gesperrt. Daher kann ein Austreten des Betriebsöls aus der stangenfreien Kammer 14 zur stangenseitigen Kammer 13 verhindert sein, und der Druck des von der Pumpe abgegebenen Betriebsöls kann effizienter auf den Kolben 20 wirken gelassen werden.
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Gemäß der zuvor beschriebenen ersten Ausführungsform werden die folgenden Wirkungen erzielt.
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Wenn der Druck in der stangenseitigen Kammer 13 höher ist als der Druck in der stangenfreien Kammer 14, besteht, da das Betriebsöl in der stangenseitigen Kammer 13 durch den im Lager 50 vorgesehenen Durchlass 53 zur stangenfreien Kammer 14 fließt, keine Notwendigkeit, einen Durchlass im Kolben 20 vorzusehen. Somit erfordert das Ableiten des Betriebsöls aus der stangenseitigen Kammer 13 zur stangenfreien Kammer 14 wenig Durchfluss vom Außenumfang der Dichtung 60 zur Innenseite in der radialen Richtung des Kolbens 20. Daher wird der Strömungswiderstand im Durchlass von der stangenseitigen Kammer 13 zur stangenfreien Kammer 14 kleiner, und das Betriebsöl, das sich in der stangenseitigen Kammer 13 sammelt, kann zuverlässiger zur stangenfreien Kammer 14 abgeleitet werden.
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Da die innere Umfangsfläche 16 des Zylinderrohrs 10 mit der Nut 52 des Lagers 50 den Durchlass 53 bildet, steht der Durchlass 53 in Verbindung mit dem Kolbenspalt 26 zwischen der äußeren Umfangsfläche 23 des Kolbens 20 und der inneren Umfangsfläche 16 des Zylinderrohrs 10, ohne durch einen gekrümmten Weg zu verlaufen. Daher kann der Strömungswiderstand im Durchlass von der stangenseitigen Kammer 13 zur stangenfreien Kammer 14 verringert sein, und das Betriebsöl, das sich in der stangenseitigen Kammer 13 sammelt, kann zuverlässiger zur stangenfreien Kammer 14 abgeleitet werden.
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Die Wand 25a der Dichtungsnut 25 auf der Seite der stangenseitigen Kammer 13 fungiert als ein erster Begrenzungsbereich zum Begrenzen einer Bewegung der Dichtung 60 zur Seite der stangenseitigen Kammer 13. Daher kann, sogar wenn der Druck des Betriebsöls auf die Dichtung 60 von der Seite der stangenfreien Kammer 14 wirkt, ein Entfernen der Dichtung 60 von dem Kolben 20 verhindert sein.
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Die Wand 25b der Dichtungsnut 25 auf der Seite der stangenfreien Kammer 14 fungiert als der zweite Begrenzungsbereich zum Begrenzen einer Bewegung der Dichtung 60 zur Seite der stangenfreien Kammer 14. Daher kann, sogar wenn der Druck des Betriebsöls auf die Dichtung 60 von der Seite der stangenseitigen Kammer 13 wirkt, ein Entfernen der Dichtung 60 von dem Kolben 20 verhindert sein.
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<Zweite Ausführungsform>
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Im Folgenden ist unter Bezugnahme auf 11 und 12 ein Hydraulikzylinder 200 gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Dieselben Bezugsnummern sind denselben Bestandteilen wie in der ersten Ausführungsform gegeben, und die Erläuterung ist weggelassen. Im Folgenden bedeutet eine „Dicke” ein Maß der Dichtung 60 in der radialen Richtung.
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11 und 12 sind vergrößerte Schnittansichten eines Umfangs der Dichtung 60 in dieser Ausführungsform. 11 stellt einen Zustand dar, in dem der Druck in der stangenseitigen Kammer 13 gleich oder niedriger ist als der Druck in der stangenfreien Kammer 14, und 12 stellt einen Zustand dar, in dem der Druck in der stangenseitigen Kammer 13 höher ist als der Druck in der stangenfreien Kammer 14.
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Wie in 11 und 12 dargestellt, ist eine Dicke des zweiten Ausläuferteils 63 der Dichtung 60 kleiner als eine Dicke des ersten Ausläuferteils 62. Somit weist der zweite Ausläuferteil 63 eine niedrigere Steifigkeit auf als die des ersten Ausläuferteils 62.
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Wenn der Druck in der stangenseitigen Kammer 13 höher ist als der Druck in der stangenfreien Kammer 14, wird der zweite Ausläuferteil 63 zur Innenseite in der radialen Richtung der Dichtung 60 gebogen (siehe 12). Als Ergebnis wird der zweite Ausläuferteil 63 von der inneren Umfangsfläche 16 des Zylinderrohrs 10 getrennt, und ein größerer Spalt wird zwischen dem zweiten Ausläuferteil 63 und dem Zylinderrohr 10 gebildet.
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Wie oben beschrieben, wird in dieser Ausführungsform, da die Steifigkeit des zweiten Ausläuferteils 63 niedriger ist als die Steifigkeit des ersten Ausläuferteils 62, der zweite Ausläuferteil 63 leichter verformt als der erste Ausläuferteil 62. Somit wird, wenn der Druck in der stangenseitigen Kammer 13 höher ist als der Druck in der stangenfreien Kammer 14, der Spalt (Durchlass) zwischen dem zweiten Ausläuferteil 63 und dem Zylinderrohr 10 gebildet.
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Der Durchlass zwischen dem zweiten Ausläuferteil 63 und dem Zylinderrohr 10 steht in Verbindung mit dem Kolbenspalt 26, ohne einen gekrümmten Weg zu durchlaufen. Daher kann der Strömungswiderstand im Durchlass von der stangenseitigen Kammer 13 zur stangenfreien Kammer 14 verringert sein, und das Betriebsöl, das sich in der stangenseitigen Kammer 13 sammelt, kann zuverlässiger zur stangenfreien Kammer 14 abgeleitet werden.
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Darüber hinaus ist ein Außendurchmesser D4 des Basisteils 61 kleiner als ein Innendurchmesser D3 des Zylinderrohrs 10. Somit besteht ein Spalt zwischen dem Basisteil 61 und dem Zylinderrohr 10.
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Ein Außendurchmesser D5 des zweiten Ausläuferteils 63 ist größer von der Seite der stangenseitigen Kammer 13 zur Seite der stangenfreien Kammer 14, und die äußere Umfangsfläche des zweiten Ausläuferteils 63 wird nur an einem distalen Ende in Kontakt mit dem Zylinderrohr 10 gebracht (siehe 11). Das heißt, es besteht ein Spalt zwischen den Teilen außer dem distalen Ende in der äußeren Umfangsfläche des zweiten Ausläuferteils 63 und dem Zylinderrohr 10.
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Mittels eines teilweisen Spalts zwischen der Dichtung 60 und dem Zylinderrohr 10 wirkt der Druck in der stangenseitigen Kammer 13 bis hoch zur Seite des distalen Endes der äußeren Umfangsfläche des zweiten Ausläuferteils 63. Somit wird, wenn der Druck in der stangenseitigen Kammer 13 höher ist als der Druck in der stangenfreien Kammer 14, der zweite Ausläuferteil 63 leicht zum ersten Ausläuferteil 62 hin verformt. Daher wird ein Spalt (Durchlass) zwischen dem zweiten Ausläuferteil 63 und dem Zylinderrohr 10 leichter gebildet (siehe 12).
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Der Durchlass zwischen dem zweiten Ausläuferteil 63 und dem Zylinderrohr 10 steht in Verbindung mit dem Kolbenspalt 26, ohne einen gekrümmten Weg zu durchlaufen. Daher kann der Strömungswiderstand im Durchlass von der stangenseitigen Kammer 13 zur stangenfreien Kammer 14 verringert sein, und das Betriebsöl, das sich in der stangenseitigen Kammer 13 sammelt, kann zuverlässiger zur stangenfreien Kammer 14 abgeleitet werden.
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Ein Außendurchmesser eines Endteils in der Dichtung 60 auf der Seite der stangenseitigen Kammer 13, das heißt, der Außendurchmesser D4 des Basisteils 61, ist kleiner als ein Außendurchmesser D6 der Wand 25a (des ersten Begrenzungsteils) in der Dichtungsnut 25 auf der Seite der stangenseitigen Kammer 13. Somit ragt, sogar wenn der Druck des Betriebsöls auf die Dichtung 60 von der Seite der stangenfreien Kammer 14 wirkt, die Dichtung 60 nicht aus der Dichtungsnut 25 und tritt nicht in den Kolbenspalt 26 ein. Daher kann ein durch ein Eintreten in den Kolbenspalt 26 verursachter Schaden an der Dichtung 60 verhindert sein.
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Da ein Betrieb des Hydraulikzylinders 100 gemäß der zweiten Ausführungsform im Wesentlichen derselbe ist wie der Betrieb des Hydraulikzylinders 100 gemäß der ersten Ausführungsform, ist die Erläuterung hier weggelassen.
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Gemäß der beschriebenen zweiten Ausführungsform werden zusätzlich zu der durch die erste Ausführungsform erzielten Wirkung die folgenden Wirkungen erzielt.
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Da der zweite Ausläuferteil 63 ein kleineres Maß des Kolbens 20 in der radialen Richtung als der erste Ausläuferteil 62 aufweist, ist die Steifigkeit des zweiten Ausläuferteils 63 niedriger als die Steifigkeit des ersten Ausläuferteils 62, und der zweite Ausläuferteil 63 wird leichter verformt als der erste Ausläuferteil 62. Somit wird, wenn der Druck in der stangenseitigen Kammer 13 höher ist als der Druck in der stangenfreien Kammer 14, ein Durchlass zwischen dem zweiten Ausläuferteil 63 und dem Zylinderrohr 10 gebildet. Dieser Durchlass steht in Verbindung mit dem Kolbenspalt 26, ohne einen gekrümmten Weg zu durchlaufen. Daher kann der Strömungswiderstand im Durchlass von der stangenseitigen Kammer 13 zur stangenfreien Kammer 14 verringert sein, und das Betriebsöl, das sich in der stangenseitigen Kammer 13 sammelt, kann zuverlässiger zur stangenfreien Kammer 14 abgeleitet werden.
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Da der Außendurchmesser D4 des Basisteils 61 kleiner ist als der Innendurchmesser D3 des Zylinderrohrs 10, und der Außendurchmesser D5 des zweiten Ausläuferteils 63 größer ist von der stangenseitigen Kammer 13 zur stangenfreien Kammer 14, ist ein teilweiser Spalt zwischen der Dichtung 60 und dem Zylinderrohr 10 gebildet. Somit wirkt, wenn der Druck in der stangenseitigen Kammer 13 höher ist als der Druck in der stangenfreien Kammer 14, der Druck des Betriebsöls bis hoch zum distalen Ende der äußeren Umfangsfläche des zweiten Ausläuferteils 63, und der zweite Ausläuferteil 63 wird leicht zum ersten Ausläuferteil 62 hin verformt. Daher kann der Durchlass zuverlässiger zwischen dem zweiten Ausläuferteil 63 und dem Zylinderrohr 10 gebildet werden. Dieser Durchlass steht in Verbindung mit dem Kolbenspalt 26, ohne einen gekrümmten Weg zu durchlaufen. Daher kann der Strömungswiderstand im Durchlass von der stangenseitigen Kammer 13 zur stangenfreien Kammer 14 verringert sein, und das Betriebsöl, das sich in der stangenseitigen Kammer 13 sammelt, kann zuverlässiger zur stangenfreien Kammer 14 abgeleitet werden.
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Da der Außendurchmesser D4 des Basisteils 61 kleiner ist als der Außendurchmesser D6 der Wand 25a in der Dichtungsnut 25 auf der Seite der stangenseitigen Kammer 13, ragt, sogar wenn eine Kraft auf die Dichtung 60 von der Seite der stangenfreien Kammer 14 wirkt, die Dichtung 60 nicht aus der Dichtungsnut 25 und tritt nicht in den Kolbenspalt 26 ein. Daher kann ein durch ein Eintreten in den Kolbenspalt 26 verursachter Schaden an der Dichtung 60 verhindert sein.
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<Dritte Ausführungsform>
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Im Folgenden ist unter Bezugnahme auf 13 und 14 ein Hydraulikzylinder 300 gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Dieselben Bezugsnummern sind denselben Bestandteilen wie denen in der ersten Ausführungsform gegeben, und die Erläuterung ist weggelassen.
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13 und 14 sind vergrößerte Schnittansichten eines Umfangs der Dichtung 60 in dieser Ausführungsform. 13 stellt einen Zustand dar, in dem der Druck in der stangenseitigen Kammer 13 gleich oder niedriger ist als der Druck in der stangenfreien Kammer 14, und 14 stellt einen Zustand dar, in dem der Druck in der stangenseitigen Kammer 13 höher ist als der Druck in der stangenfreien Kammer 14.
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Wie in 13 und 14 dargestellt, weist in dieser Ausführungsform der Kolben 20 nicht die Lagernut 24 und die Dichtungsnut 25 (siehe 4 und 5) in der ersten und der zweiten Ausführungsform auf.
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Auf der äußeren Umfangsfläche 23 des Kolbens 20 ist ein Stufenteil 27 näher zur Seite der stangenseitigen Kammer 13 als das Lager 50 und die Dichtung 60 ausgebildet. Der Stufenteil 27 fungiert als der erste Begrenzungsbereich zum Begrenzen einer Bewegung der Dichtung 60 zur Seite der stangenseitigen Kammer 13.
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Darüber hinaus ist auf der äußeren Umfangsfläche 23 des Kolbens 20 ein Anschlag 28 näher zur Seite der stangenfreien Kammer 14 als das Lager 50 und die Dichtung 60 ausgebildet. Der Anschlag 28 fungiert als der zweite Begrenzungsbereich zum Begrenzen einer Bewegung der Dichtung 60 zur Seite der stangenfreien Kammer 14.
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Zwischen dem Stufenteil 27 und der Dichtung 60 ist ein ringförmiger Stützring 70 vorgesehen. Der Stützring 70 steht in Kontakt mit der inneren Umfangsfläche 16 des Zylinderrohrs 10. Darüber hinaus ist die Steifigkeit des Stützrings 70 höher als die Steifigkeit der Dichtung 60.
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Der Stützring 70 weist einen Ringdurchlass 71 auf, der sich vom Kolbenspalt 26 zur Innenseite in der radialen Richtung des Kolbens 20 erstreckt und die Dichtung 60 erreicht. Daher wirkt der Druck in der stangenseitigen Kammer 13 über den Kolbenspalt 26 und den Ringdurchlass 71 auf die Dichtung 60.
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Wenn der Druck in der stangenseitigen Kammer 13 höher ist als der Druck in der stangenfreien Kammer 14, wirkt der Druck des Betriebsöls auf die Dichtung 60 von der Seite der stangenseitigen Kammer 13, und die Dichtung 60 wird so verformt, dass der erste Ausläuferteil 62 näher zum zweiten erstreckenden Teil 63 gelangt. Somit wird, wie in 14 dargestellt, der erste Ausläuferteil 62 vom Kolben 20 getrennt. Das heißt, die Dichtung 60 lässt das Fließen des Betriebsöls aus der stangenseitigen Kammer 13 zur stangenfreien Kammer 14 durch den Kolbenspalt 26, den Ringdurchlass 71 und den Durchlass 53 zu.
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Da die Dichtung 60 das Fließen des Betriebsöls zulässt, wird das Betriebsöl, das sich in der stangenseitige Kammer 13 ansammelt, durch den Kolbenspalt 26, den Ringdurchlass 71 und den Durchlass 53 zur stangenfreien Kammer 14 abgeleitet. Daher kann, wenn der Hydraulikzylinder 300 ausgefahren wird, die stangenseitige Kammer 13 ausreichend zusammengezogen werden, und der Ausfahrhub des Hydraulikzylinders 300 kann ausreichend sichergestellt sein.
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Da der Stützring 70 in Kontakt mit der inneren Umfangsfläche 16 des Zylinderrohrs 10 steht, tritt die Dichtung 60, sogar wenn die Kraft auf die Dichtung 60 von der Seite der stangenfreien Kammer 14 wirkt, nicht in den Kolbenspalt 26 ein. Daher kann ein durch ein Eintreten in den Kolbenspalt 26 verursachter Schaden an der Dichtung 60 verhindert sein.
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Da ein Betrieb des Hydraulikzylinders 300 gemäß der dritten Ausführungsform im Wesentlichen derselbe ist wie der Betrieb des Hydraulikzylinders 100 gemäß der ersten Ausführungsform, ist die Erläuterung hier weggelassen.
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Gemäß der beschriebenen dritten Ausführungsform werden zusätzlich zu der durch die erste Ausführungsform erzielten Wirkung die folgenden Wirkungen erzielt.
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Da der Stützring 70 in Kontakt mit der inneren Umfangsfläche 16 des Zylinderrohrs 10 vorgesehen ist, tritt die Dichtung 60, sogar wenn der Druck des Betriebsöls auf die Dichtung 60 von der Seite der stangenfreien Kammer 14 wirkt, nicht in den Kolbenspalt 26 zwischen dem Stufenteil 27 und dem Zylinderrohr 10 ein. Daher kann ein durch ein Eintreten in den Kolbenspalt 26 verursachter Schaden an der Dichtung 60 verhindert sein.
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<Vierte Ausführungsform>
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Im Folgenden ist unter Bezugnahme auf 15 ein Hydraulikzylinder 400 gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Dieselben Bezugsnummern sind denselben Bestandteilen wie denen in der ersten und der dritten Ausführungsform gegeben, und die Erläuterung ist weggelassen.
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15 ist eine vergrößerte Schnittansicht eines Umfangs der Dichtung 60 gemäß dieser Ausführungsform und stellt einen Zustand dar, in dem der Druck in der stangenseitigen Kammer 13 gleich oder niedriger ist als der Druck in der stangenfreien Kammer 14. Wie in 15 dargestellt, weist die Dichtung 60 einen Stützteil 65 auf, der einstückig auf dem Basisteil 61 vorgesehen ist. Der Stützteil 65 befindet sich auf der Außenseite in der radialen Richtung der Dichtung 60 und auf der Seite des Stufenteils 27. Die Steifigkeit des Stützteils 65 ist höher als die Steifigkeit der anderen Teile (des Basisteils 61 und des ersten und des zweiten Ausläuferteils 62 und 63) der Dichtung 60.
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Da sich der Stützteil 65 auf der Außenseite in der radialen Richtung der Dichtung 60 befindet und auf der Seite des Stufenteils 27 vorgesehen ist, tritt, sogar wenn der Druck des Betriebsöls auf die Dichtung 60 von der Seite der stangenfreien Kammer 14 wirkt, die Dichtung 60 nicht in den Kolbenspalt 26 ein. Daher kann ein durch ein Eintreten in den Kolbenspalt 26 verursachter Schaden an der Dichtung 60 verhindert sein.
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Da ein Betrieb des Hydraulikzylinders 400 gemäß der vierten Ausführungsform im Wesentlichen derselbe ist wie der Betrieb des Hydraulikzylinders 100 gemäß der ersten Ausführungsform, ist die Erläuterung hier weggelassen.
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Gemäß der beschriebenen vierten Ausführungsform werden zusätzlich zu der durch die erste Ausführungsform erzielten Wirkung die folgenden Wirkungen erzielt.
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Da sich der Stützteil 65 auf der Außenseite in der radialen Richtung der Dichtung 60 befindet und auf der Seite des Stufenteils 27 vorgesehen ist, tritt, sogar wenn der Druck des Betriebsöls auf die Dichtung 60 von der Seite der stangenfreien Kammer 14 wirkt, die Dichtung 60 nicht in den Kolbenspalt 26 zwischen dem Stufenteil 27 und dem Zylinderrohr 10 ein. Daher kann ein durch ein Eintreten in den Kolbenspalt 26 verursachter Schaden an der Dichtung 60 verhindert sein.
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<Fünfte Ausführungsform>
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Im Folgenden ist unter Bezugnahme auf 16 und 17 ein Hydraulikzylinder 500 gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Dieselben Bezugsnummern sind denselben Bestandteilen wie denen in der ersten Ausführungsform gegeben, und die Erläuterung ist weggelassen.
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16 und 17 sind vergrößerte Schnittansichten eines Umfangs der Dichtung 60 in dieser Ausführungsform. 16 stellt einen Zustand dar, in dem der Druck in der stangenseitigen Kammer 13 gleich oder niedriger ist als der Druck in der stangenfreien Kammer 14, und 17 stellt einen Zustand dar, in dem der Druck in der stangenseitigen Kammer 13 höher ist als der Druck in der stangenfreien Kammer 14.
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Wie in 16 und 17 dargestellt, ist ein Maß L1 zwischen den einander in der axialen Richtung des Kolbens 20 in der Dichtungsnut 25 gegenüberstehenden Wänden 25a und 25b (dem ersten und dem zweiten begrenzenden Teil) größer als ein Maß L2 der Dichtung 60.
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Daher bewegt sich die Dichtung 60 zur Seite der stangenseitigen Kammer 13, wenn sie den Druck des Betriebsöls von der Seite der stangenfreien Kammer 14 empfängt und wird an die Wand 25a (den ersten begrenzenden Teil) in der Dichtungsnut 25 auf der Seite der stangenseitigen Kammer 13 gedrückt (siehe 16). Darüber hinaus bewegt sich die Dichtung 60 zur Seite der stangenfreien Kammer 14, wenn sie den Druck des Betriebsöls von der Seite der stangenseitigen Kammer 13 empfängt, und wird an die Wand 25b (den zweiten begrenzenden Teil) in der Dichtungsnut 25 auf der Seite der stangenfreien Kammer 14 gedrückt (siehe 17).
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Der Außendurchmesser D2 des Kolbens 20 ist im Wesentlichen konstant innerhalb eines Bereichs zwischen der Wand 25a der Dichtungsnut 25 und einem Punkt P, wo sich das distale Ende des ersten Ausläuferteils 62 auf der Seite der stangenfreien Kammer 14 in einem Zustand befindet, in dem die Dichtung 60 an die Wand 25a gedrückt ist. Somit ist in dem Zustand, in dem die Dichtung 60 an die Wand 25b (den zweiten begrenzenden Teil) in der Dichtungsnut 25 auf der Seite der stangenseitigen Kammer 13 gedrückt ist (siehe 16), jeder aus dem ersten und zweiten Ausläuferteil 62 und 63 ausreichend an den Kolben 20 bzw. das Zylinderrohr 10 gedrückt. Daher ist kaum ein Spalt zwischen der Dichtung 60 und dem Zylinderrohr 10 gebildet, und das Austreten des Betriebsöls aus der stangenfreien Kammer 14 zur stangenseitigen Kammer 13 kann zuverlässiger verhindert sein.
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Darüber hinaus ist der Außendurchmesser D2 des Kolbens 20 vom Punkt P zur Wand 25b der Dichtungsnut 25 hin kleiner. Somit ist in dem Zustand, in dem die Dichtung 60 an die Wand 25b (den zweiten begrenzenden Teil) in der Dichtungsnut 25 auf der Seite der stangenfreien Kammer 14 gedrückt ist (siehe 17), jeder aus dem ersten und zweiten Ausläuferteil 62 und 63 nicht ausreichend an den Kolben 20 bzw. das Zylinderrohr 10 gedrückt. Daher ist leicht ein Spalt zwischen der Dichtung 60 und dem Zylinderrohr 10 gebildet, und das Betriebsöl in der stangenseitigen Kammer 13 kann zuverlässiger zur stangenfreien Kammer 14 abgeleitet werden.
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Sogar in einer Form, in der der Außendurchmesser D2 des Kolbens von der Wand 25a zur Wand 25b der Dichtungsnut 25 kleiner ist, kann leicht ein Spalt zwischen der Dichtung 60 und dem Zylinderrohr 10 in dem Zustand gebildet sein, in dem die Dichtung 60 an die Wand 25b gedrückt ist. Jedoch kann in dieser Form leicht der Spalt zwischen der Dichtung 60 und dem Zylinderrohr 10 in dem Zustand gebildet sein, in dem die Dichtung 60 an die Wand 25a gedrückt ist, verglichen mit der (in 15 dargestellten) Form, in der der Außendurchmesser D2 des Kolbens 20 zwischen der Wand 25a und dem Punkt P im Wesentlichen konstant ist. Aus diesem Grund ist der Außendurchmesser D2 des Kolbens in der Dichtungsnut 25 vorteilhafter in einem Bereich zwischen der Wand 25a und dem Punkt P im Wesentlichen konstant.
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Da ein Betrieb des Hydraulikzylinders 500 gemäß der fünften Ausführungsform im Wesentlichen derselbe ist wie der Betrieb des Hydraulikzylinders 100 gemäß der ersten Ausführungsform, ist die Erläuterung hier weggelassen.
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Gemäß der beschriebenen fünften Ausführungsform werden zusätzlich zu der durch die erste Ausführungsform erzielten Wirkung die folgenden Wirkungen erzielt.
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Der Außendurchmesser D2 des Kolbens 20 in der Dichtungsnut 25 wird kleiner von der Seite der stangenseitigen Kammer 13 hin zur stangenfreien Kammer 14. Somit kann, wenn der Druck in der stangenseitigen Kammer 13 höher ist als der Druck in der stangenfreien Kammer 14, ein Spalt zwischen der Dichtung 60 und dem Zylinderrohr 10 leicht gebildet sein. Daher kann das Betriebsöl in der stangenseitigen Kammer 13 zuverlässiger zur stangenfreien Kammer 14 abgeleitet werden.
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Aufbau, Vorgänge und Wirkungen der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind nachstehend allgemein beschrieben.
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In dieser Ausführungsform enthält jeder der Hydraulikzylinder 100, 200, 300, 400 und 500 das Zylinderrohr 10, den Kolben 20, aufgenommen in dem Zylinderrohr 10, wobei der Kolben 20 ausgelegt ist, das Innere des Zylinderrohrs 10 in die stangenseitige Kammer 13 und die stangenfreie Kammer 14 aufzuteilen, in die/von der das Betriebsöl zugeführt/abgleitet wird, die Kolbenstange 30, gekoppelt mit dem Kolben 20, das Lager 50, vorgesehen auf dem Außenumfang des Kolbens 20, wobei das Lager ausgelegt ist, den Kolben 20 bezüglich des Zylinderrohrs 10 gleitend zu lagern, und die ringförmige Dichtung 60, vorgesehen auf dem Außenumfang des Kolbens 20, und dadurch gekennzeichnet, dass das Lager 50 den Durchlass 53 enthält, ausgelegt, in der axialen Richtung des Kolbens 20 hindurchzugehen, und die Dichtung 60 das Fließen des Betriebsöls aus der stangenfreien Kammer 14 zur stangenseitigen Kammer 13 durch den Durchlass 53 sperrt, wenn der Druck in der stangenseitigen Kammer 13 gleich oder niedriger ist als der Druck in der stangenfreien Kammer 14, und das Fließen des Betriebsöls aus der stangenseitigen Kammer 13 zur stangenfreien Kammer 14 durch den Durchlass 53 zulässt, wenn der Druck in der stangenseitigen Kammer 13 höher ist als der Druck in der stangenfreien Kammer 14.
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Wenn in dieser Anordnung der Druck in der stangenseitigen Kammer 13 höher ist als der Druck in der stangenfreien Kammer 14, fließt das Betriebsöl in der stangenseitigen Kammer 13 durch den am Lager 50 vorgesehenen Durchlass 53 zur stangenfreien Kammer 14, und es besteht keine Notwendigkeit, einen Durchlass im Kolben 20 vorzusehen. Daher kann der Strömungswiderstand im Durchlass von der stangenseitigen Kammer 13 zur stangenfreien Kammer 14 verringert sein, und das Betriebsöl, das sich in der stangenseitigen Kammer 13 sammelt, kann zuverlässiger zur stangenfreien Kammer 14 abgeleitet werden.
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Darüber hinaus ist in dieser Ausführungsform der Durchlass 53 dadurch gekennzeichnet, dass er durch die Nut 52, die auf der äußeren Umfangsfläche 51 des Lagers 50 ausgebildet und ausgelegt ist, sich in der axialen Richtung des Kolbens 20 zu erstrecken, und die innere Umfangsfläche 16 des Zylinderrohrs 10 gebildet ist.
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Da in dieser Anordnung der Durchlass 53 durch die innere Umfangsfläche 16 des Zylinderrohrs 10 mit der Nut 52 des Lagers 50 gebildet ist, steht der Durchlass 53 in Verbindung mit dem Kolbenspalt 26 zwischen der äußeren Umfangsfläche 23 des Kolbens 20 und der inneren Umfangsfläche 16 des Zylinderrohrs 10, ohne durch einen gekrümmten Weg zu verlaufen. Daher kann der Strömungswiderstand im Durchlass von der stangenseitigen Kammer 13 zur stangenfreien Kammer 14 verringert sein, und das Betriebsöl, das sich in der stangenseitigen Kammer 13 sammelt, kann zuverlässiger zur stangenfreien Kammer 14 abgeleitet werden.
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Darüber hinaus weist in dieser Ausführungsform die Dichtung 60 den Basisteil 61, den ersten Ausläuferteil 62, ausgelegt, sich von der Innenseite des Basisteils 61 zur Seite der stangenfreien Kammer 14 zu erstrecken, und den zweiten Ausläuferteil 63, ausgelegt, sich von der Außenseite des Basisteils 61 zur Seite der stangenfreien Kammer 14 zu erstrecken, und den Spalt 64 zwischen diesem und dem ersten Ausläuferteil 62 auf und ist dadurch gekennzeichnet, dass die Dichtung 60 das Fließen des Betriebsöls aus der stangenseitigen Kammer 13 zur stangenfreien Kammer 14 durch den Durchlass 53 zulässt, indem der zweite Ausläuferteil 63 enger an den ersten Ausläuferteil 62 kommt, wenn der Druck in der stangenseitigen Kammer 13 höher ist als der Druck in der stangenfreien Kammer 14.
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In dieser Anordnung ist ein Durchlass zwischen dem zweiten Ausläuferteil 63 und dem Zylinderrohr 10 gebildet, da der zweite Ausläuferteil 63 näher zum ersten Ausläuferteil 62 gelangt. Dieser Durchlass steht in Verbindung mit dem Kolbenspalt 26 zwischen der äußeren Umfangsfläche 23 des Kolbens 20 und der inneren Umfangsfläche 16 des Zylinderrohrs 10, ohne durch den gekrümmten Weg zu verlaufen. Daher kann der Strömungswiderstand im Durchlass von der stangenseitigen Kammer 13 zur stangenfreien Kammer 14 verringert sein, und das Betriebsöl, das sich in der stangenseitigen Kammer 13 sammelt, kann zuverlässiger zur stangenfreien Kammer 14 abgeleitet werden.
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Darüber hinaus ist in dieser Ausführungsform der zweite Ausläuferteil 63 dadurch gekennzeichnet, dass das Maß in der radialen Richtung der Dichtung 60 kleiner ist als das des ersten Ausläuferteils 62.
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Da in dieser Anordnung der zweite Ausläuferteil 63 das kleinere Maß in der radialen Richtung der Dichtung 60 als das des ersten Ausläuferteils 62 aufweist, ist die Steifigkeit des zweiten Ausläuferteils 63 niedriger als die Steifigkeit des ersten Ausläuferteils 62, und der zweite Ausläuferteil 63 kann leichter verformt werden als der erste Ausläuferteil 62. Somit wird, wenn der Druck in der stangenseitigen Kammer 13 höher ist als der Druck in der stangenfreien Kammer 14, ein Durchlass zwischen dem zweiten Ausläuferteil 63 und dem Zylinderrohr 10 gebildet. Dieser Durchlass steht in Verbindung mit dem Kolbenspalt 26 zwischen der äußeren Umfangsfläche 23 des Kolbens 20 und der inneren Umfangsfläche 16 des Zylinderrohrs 10, ohne durch einen gekrümmten Weg zu verlaufen. Daher kann der Strömungswiderstand im Durchlass von der stangenseitigen Kammer 13 zur stangenfreien Kammer 14 verringert sein, und das Betriebsöl, das sich in der stangenseitigen Kammer 13 sammelt, kann zuverlässiger zur stangenfreien Kammer 14 abgeleitet werden.
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Darüber hinaus ist in dieser Ausführungsform der Außendurchmesser D4 des Basisteils 61 kleiner als der Innendurchmesser D3 des Zylinderrohrs 10, und der Außendurchmesser D5 des zweiten Ausläuferteils 63 ist dadurch gekennzeichnet, dass er größer ist von der stangenseitigen Kammer 13 zur stangenfreien Kammer 14 hin.
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Da in dieser Anordnung der Außendurchmesser D4 des Basisteils 61 kleiner ist als der Innendurchmesser D3 des Zylinderrohrs 10 und der Außendurchmesser D5 des zweiten Ausläuferteils 63 größer ist von der stangenseitigen Kammer 13 zur stangenfreien Kammer 14 hin, ist der teilweise Spalt zwischen der Dichtung 60 und dem Zylinderrohr 10 gebildet. Somit wirkt, wenn der Druck in der stangenseitigen Kammer 13 höher ist als der Druck in der stangenfreien Kammer 14, der Druck des Betriebsöls in der stangenseitigen Kammer 13 bis hoch zum distalen Ende der äußeren Umfangsfläche des zweiten Ausläuferteils 63, und der zweite Ausläuferteil 63 kann leicht zum ersten Ausläuferteil 62 hin verformt werden. Daher kann der Durchlass zuverlässiger zwischen dem zweiten Ausläuferteil 63 und dem Zylinderrohr 10 gebildet werden. Dieser Durchlass steht in Verbindung mit dem Kolbenspalt 26 zwischen der äußeren Umfangsfläche 23 des Kolbens 20 und der inneren Umfangsfläche 16 des Zylinderrohrs 10, ohne durch einen gekrümmten Weg zu verlaufen. Daher kann der Strömungswiderstand im Durchlass von der stangenseitigen Kammer 13 zur stangenfreien Kammer 14 verringert sein, und das Betriebsöl, das sich in der stangenseitigen Kammer 13 sammelt, kann zuverlässiger zur stangenfreien Kammer 14 abgeleitet werden.
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Darüber hinaus ist in dieser Ausführungsform der Kolben 20 dadurch gekennzeichnet, dass er die Wand 25a der Dichtungsnut 25 oder den Stufenteil 27 näher an der Seite der stangenseitigen Kammer 13 vorgesehen aufweist als die Dichtung 60 auf dem Außenumfang des Kolbens 20, wobei die Wand 25a oder der Stufenteil 27 ausgelegt sind, eine Bewegung der Dichtung 60 zur Seite der stangenseitigen Kammer 13 hin zu begrenzen.
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Da in dieser Anordnung die Wand 25a der Dichtungsnut 25 oder der Stufenteil 27 eine Bewegung der Dichtung 60 zur Seite der stangenseitigen Kammer 13 hin begrenzt, kann, sogar wenn der Druck des Betriebsöls auf die Dichtung 60 von der Seite der stangenfreien Kammer 14 wirkt, ein Entfernen der Dichtung 60 vom Kolben 20 verhindert sein.
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Darüber hinaus ist in dieser Ausführungsform der Außendurchmesser D4 des Endteils der Dichtung 60 auf der Seite der stangenseitigen Kammer 13 dadurch gekennzeichnet, dass er kleiner ist als der Außendurchmesser D6 der Wand 25a der Dichtungsnut 25.
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In dieser Anordnung ragt, da der Außendurchmesser D4 des Endteils in der Dichtung 60 auf der Seite der stangenseitigen Kammer 13 kleiner ist als der Außendurchmesser D6 der Wand 25a der Dichtungsnut 25, sogar wenn der Druck des Betriebsöls auf die Dichtung 60 von der Seite der stangenfreien Kammer 14 wirkt, die Dichtung 60 nicht aus der Wand 25a der Dichtungsnut 25 und tritt nicht in den Kolbenspalt 26 zwischen dem Kolben 20 und dem Zylinderrohr 10 ein. Daher kann ein durch ein Eintreten in den Kolbenspalt 26 zwischen dem Kolben 20 und dem Zylinderrohr 10 verursachter Schaden an der Dichtung 60 verhindert sein.
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Darüber hinaus ist diese Ausführungsform dadurch gekennzeichnet, dass sie weiter den Stützring 70 enthält, der in Kontakt mit der inneren Umfangsfläche 16 des Zylinderrohrs 10 zwischen der Dichtung 60 und der Wand 25a der Dichtungsnut 25 vorgesehen ist und eine höhere Steifigkeit aufweist als die der Dichtung 60.
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In dieser Anordnung tritt die Dichtung 60, da der Stützring 70 in Kontakt mit der inneren Umfangsfläche 16 des Zylinderrohrs 10 vorgesehen ist, sogar wenn der Druck des Betriebsöls auf die Dichtung 60 von der Seite der stangenfreien Kammer 14 wirkt, nicht in den Kolbenspalt 26 zwischen dem Kolben 20 und dem Zylinderrohr 10 ein. Daher kann ein durch ein Eintreten in den Kolbenspalt 26 zwischen dem Kolben 20 und dem Zylinderrohr 10 verursachter Schaden an der Dichtung 60 verhindert sein.
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Darüber hinaus ist in dieser Ausführungsform die Dichtung 60 dadurch gekennzeichnet, dass sie den Stützteil 65 aufweist, der auf der Außenseite in der radialen Richtung der Dichtung 60 und auf der Seite der Wand 25a der Dichtungsnut 25 vorgesehen ist und eine höhere Steifigkeit aufweist als die der anderen Teile der Dichtung 60.
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In dieser Anordnung tritt, da der Stützteil 65 auf der Außenseite in der radialen Richtung der Dichtung 60 und auf der Seite der Wand 25a der Dichtungsnut 25 vorgesehen ist, sogar wenn der Druck des Betriebsöls auf die Dichtung 60 von der Seite der stangenfreien Kammer 14 wirkt, die Dichtung 60 nicht in den Kolbenspalt 26 zwischen dem Kolben 20 und dem Zylinderrohr 10 ein. Daher kann ein durch ein Eintreten in den Kolbenspalt 26 zwischen dem Kolben 20 und dem Zylinderrohr 10 verursachter Schaden an der Dichtung 60 verhindert sein.
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Darüber hinaus ist in dieser Ausführungsform der Kolben 20 dadurch gekennzeichnet, dass er die Wand 25b der Dichtungsnut 25 aufweist, die näher zur Seite der stangenfreien Kammer 14 als die Dichtung 60 auf dem Außenumfang des Kolbens 20 vorgesehen ist, wobei die Wand 25b ausgelegt ist, eine Bewegung der Dichtung 60 zur Seite der stangenfreien Kammer 14 zu begrenzen, und der Abstand zwischen den Wänden 25a und 25b der Dichtungsnut 25 ist größer als das Maß in der axialen Richtung des Kolbens 20 in der Dichtung 60, und der Außendurchmesser D2 des Kolbens ist kleiner von der Wand 25a zur Wand 25b der Dichtungsnut 25.
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In dieser Anordnung ist der Außendurchmesser D2 des Kolbens 20 kleiner von der Wand 25a zur Wand 25b der Dichtungsnut 25. Somit kann, wenn der Druck in der stangenseitigen Kammer 13 höher ist als der Druck in der stangenfreien Kammer 14, der Spalt zwischen der Dichtung 60 und dem Zylinderrohr 10 leicht gebildet sein. Daher kann das Betriebsöl in der stangenseitigen Kammer 13 zuverlässiger zur stangenfreien Kammer 14 abgeleitet werden.
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Ausführungsformen dieser Erfindung sind vorstehend beschrieben, aber die obigen Ausführungsformen sind nur Beispiele von Anwendungen dieser Erfindung, und der technische Geltungsbereich dieser Erfindung ist nicht auf die speziellen Gestaltungen der obigen Ausführungsformen beschränkt.
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Diese Anmeldung beansprucht Vorrang auf Grundlage der
japanischen Patentanmeldung Nr. 2015-100031 , eingereicht beim Japanischen Patentamt am 15. Mai 2015, deren gesamter Inhalt in diese Beschreibung aufgenommen ist.