JP2000514167A - 自己潤滑式流体シリンダー - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 直立向きおよび反転向きで操作できる圧搾機内で使用するための自己潤滑式シリンダー。シリンダーアセンブリは、加圧されている作動流体および潤滑油を含んでいる。シリンダーアセンブリは、第１端部にある開口および第２端部にある端壁で終わる側壁を有しているシリンダー本体を含む。シリンダーアセンブリは、さらに、シリンダー本体に接続し、シリンダー本体内で端壁まで伸びる壁を有している内壁アセンブリも含む。壁アセンブリの壁は、好ましくは、挿入物と接続しているシリンダー内張り材から形成される。シリンダー内張り材は、その間の相互運動のために取り付けられているピストンを有している。可変体積壁アセンブリ空間は、ピストン、壁アセンブリ壁、およびハウジング端壁の間の空間として画定される。拡張タンクは、シリンダー本体の側壁、壁アセンブリ壁、およびシリンダー本体端壁の間の空間として画定される。第１通路は壁アセンブリ空間に、および拡張タンクに対し開く。第１通路の少なくとも拡張タンク開口は、緩衝材アセンブリが直立向きにあるときに、潤滑油の液位より下に配置される。緩衝材アセンブリが反転向きにあるときには、両方の第１通路開口とも潤滑油の液位より上に配置される。第２通路開口は、壁アセンブリ空間に、および拡張タンクに開く。緩衝材アセンブリが直立向きにあるときは、両方の第２通路開口とも潤滑油の液位より上に配置される。拡張タンクに開く第２通路開口は、緩衝材アセンブリが反転向きにあるときは、潤滑油の液位より下に配置される。潤滑油の再循環は、ピストンが作業サイクルの拡大ストローク中に移動している間の圧縮性作動流体の制御されている圧力差によってシリンダー壁に噴霧される圧縮性作動流体および潤滑油の噴射混合物によって達成される。

Description

【発明の詳細な説明】 自己潤滑式流体シリンダー 発明の技術分野 本発明は、概して流体シリンダーに関し、特に押抜きプレスの金型部材の間で 使用されている自己潤滑式流体スプリングに関する。 従来の技術 窒素金型シリンダーの耐用年数および信頼性は、高圧動的シールの最小漏れを 維持する能力に直接関係している。高圧動的シールのその適切な機能および動作 を維持する能力は、シールがその上を移動する潤滑油膜の量および温度によって 大きく影響を受けることが判明している。表面接触磨耗、したがってシールの漏 れは、シールが潤滑油の適切な膜が欠けているシリンダーに載って移動すること ができるときに、急速に発生する。 大部分の窒素金型シリンダーは、組み立て中に、シリンダー壁上で潤滑油の膜 を受け取る。非自己潤滑式シリンダーの場合、潤滑油のこの膜は、ときおり、シ ールの隣の溝の中に油を吸い込んだフォームワイパーを取り付けることによって 補足される。しかしながら、時間が経つにつれ、重力が油膜をシリンダーから引 き離す傾向がある。シール自体は、ストロークごとに、シリンダー壁から余分な 油を押し出し、各ストロークの後に膜をさらに薄くする。油を吸収した膜ワイパ ーは、重力、およびシールの払拭動作が、もはや油が何の利益にもならない窒素 金型シリンダー内の領域に油を移す前の限られた時間の間だけ油膜を維持するこ とができる。 このため、このような流体シリンダーが自己潤滑式であることが好ましい。Ｋ ａｄｉｓに対する米国特許番号第４，６９１，９０２号、およびＫａｄｉｓに対 する米国特許番号第４，８１５，７１８号は、非常に効果的に自己潤滑している シリンダーを開示している。 第‘９０２号および第‘７１８号のＫａｄｉｓ特許においては、ピストンおよ ひシリンダー壁は、作業領域を画定し、作業領域下には井戸がある。拡張タンク は、作業領域および井戸の外側でそれらの回りに設けられる。シリンダー本体の 下部を形成するために別個のエンドキャップが使用され、その結果該エンドキャ ップは、ねじ係合などによりシリンダー本体の残りに取り付けたり、それから切 り離すことができる。第１通路は、該第１通路がその中で井戸に対して開く入り 口を有しているエンドキャップ内で機械加工される。入り口に向かい合う第１通 路の端に接続されているのは、それから拡張タンクの上端の中に外向きに伸びる スタンドパイプである。この構成を使用して、第１通路の入り口およびスタンド パイプの出口は、作業チェンバー／井戸と拡張タンクの間の潤滑油用の連絡通路 になる。金型シリンダーが直立向きにあるとき、潤滑油は、井戸の底部に沿って 、第１通路内で集まる。直立向きでは、第１通路の入り口は、井戸の中の潤滑油 の液位およびスタンドパイプの出口より下に置かれるため、潤滑油用の連絡通路 となる。 第‘９０２号および第‘７１８号の特許の金型シリンダーが反転向きにあると き、潤滑油は拡張タンクの反対側の端、および壁に向かい合う作業領域の端部に 沿って集まる。この反転向きでは、スタンドパイプの出口は、潤滑油の液位より 下にあるため、引かれて通る潤滑油のための入り口として働く。したがって、第 １通路は、金型シリンダーの向きに関係なく、作業チェンバー／井戸と拡張タン クの間の潤滑油用の連絡通路である。 第‘９０２号および第‘７１８号のＫａｄｉｓ特許の金型シリンダーは、作業 チェンバーと拡張タンクの間に第２通路も有している。金型シリンダーの直立向 きと反転向きの両方において、該第２通路は潤滑油の液位の上にある。したがっ て、第２通路は、金型シリンダーの向きに関係なく、作業チェンバー／井戸と拡 張タンクの間の作動流体用の連絡通路である。 どのような製造品の場合でのように、金型シリンダーの設計を簡略化し、その 金型シリンダーの機能性を維持しつつ、関与しているパーツの数を削減すること は有利である。同様に、第‘９０２号および第‘７１８号のＫａｄｉｓ特許に開 示されている金型シリンダーの機能上の利点を維持しつつ、そのエンドキャップ を別個に製造し、シリンダー本体に取り付け、該エンドキャップを通る通路を機 械加工する必要性を排除するシリンダーを開発することは有利だろう。 発明の開示 本発明は、従来の技術で開示されている金型シリンダーに関連している複数の 構成部品の必要性を排除しつつ、効果的にシリンダーを自己潤滑する、直立向き および反転向きで操作できる押抜きプレスで使用するための自己潤滑シリンダー または緩衝材アセンブリを提供する。 緩衝材アセンブリは、好ましくは、窒素が、投入管およびスタンドパイプによ ってなど、ガスシリンダー業界で既知である手段によってシリンダーアセンブリ に導入されてよい、加圧されている窒素である作動流体を含む。該シリンダーア センブリは、さらに、直立位置にあるときに該緩衝材アセンブリの第１端部に潤 滑油の液位を有し、反転向きにあるときは第１端部に向き合う緩衝材アセンブリ の第２端部に潤滑油の液位を有するように、潤滑油を含む。 シリンダーアセンブリは、中空の外部ハウジングつまりシリンダー本体を含む 。シリンダー本体は、シリンダー本体の第１端部にある端壁で終わり、緩衝材ア センブリの第２端部にある開口で終わる側壁を有している。 シリンダーアセンブリは、さらに、内壁アセンブリを含む。内壁アセンブリは 、好ましくはシリンダー本体開口で、シリンダー本体に接続する部分を有してい る。内壁アセンブリは、シリンダー本体内の壁アセンブリの接続部分からハウジ ング端壁に外向きに伸びる壁を有している。壁アセンブリ壁は、好ましくは、挿 入物と接続しているシリンダー内張り材から形成されている。シリンダー内張り 材は、その間の相互運動のために取り付けられているピストンを有している。該 挿入物は、シリンダー本体端壁とシリンダー内張り材の間に配置される。挿入物 は好ましくは環状であるが、シリンダー内張り材と一方の端で合うならば、任意 の便利な形状をしてよい。環状の挿入物は単一の一体部品であるか、あるいは複 数の構成部品から形成されてよい。 可変体積壁アセンブリ空間は、ピストン、壁アセンブリ壁、およびハウジング 端壁の間の空間として画定される。壁アセンブリ空間は、作業チェンバーおよび 井戸の組み合わせによって形成される。作業チェンバーは、ピストンの最高移動 点と最低移動点の間のシリンダー内張り材の壁の間の円筒形の領域として画定さ れる。該井戸は、作業チェンバーの下、シリンダー本体端壁の上、およひ壁アセ ンブリ壁の中にある。 拡張タンクは、緩衝材アセンブリ内に設けられる。拡張タンクは、シリンダー 本体の側壁、壁アセンブリ壁、およびシリンダー本体端壁の間の空間として画定 される。シリンダー本体側壁および壁アセンブリ壁の表面は、好ましくは円筒形 であるため、拡張タンクの形状は、好ましくは環状である。 緩衝材アセンブリは、壁アセンブリ空間に、および拡張タンクに開く第１通路 を取り入れる。第１通路の少なくとも拡張タンク開口（および好ましくは両方の 開口）は、緩衝材アセンブリが直立向きにあるときには、潤滑油の液位の下に配 置される。緩衝材アセンブリが反転向きにあるときには、第１通路の両方の開口 は潤滑油の液位の上に配置される。 好ましくは円筒形である凹部が、ハウジング端壁上に設けられ、壁アセンブリ 壁は該凹部を横切り、第１通路を形成する。該凹部は、好ましくは、ハウジング 端壁を通して設けられている円筒形の穴、および該ハウジングの外側から該穴の 中に部分的に置かれている取り外し自在のプラグから形成される。代わりに、該 第１通路は、該壁アセンブリ壁を通して、および好ましくは該環状の挿入物を通 して設けられる孔またはダクトから形成されてよい。 該緩衝材アセンブリは、さらに、該壁アセンブリ空間に、および該拡張タンク に開く第２通路を取り入れる。該第２通路の両方の開口とも、緩衝材アセンブリ が直立向きにあるときは潤滑油の液位の上に配置される。該拡張タンクに開く該 第２通路開口は、緩衝材アセンブリが反転向きにあるときは、潤滑油の液位の下 に配置される。該第２通路は、該環状挿入物を通って置かれ、ハウジングの第２ 端部に向かって伸びるスタンドパイプを含む。したがって、該スタンドパイプは 、拡張タンクの上端に対し一方の端部で開き、反対側の端部を環状挿入物に接続 する。 本発明は、潤滑油の再循環に備え、ピストンの各完全サイクルの間にシリンダ ー壁に油のコーディングも噴霧する。潤滑油再循環は、ピストンが作業サイクル の拡張ストローク中に移動している間の、圧縮性作動流体の制御されている圧力 差によって該シリンダー壁の上に噴霧されている、圧縮性の作動流体と潤滑油の 噴射混合物によって達成される。 順加圧油のいくらかは、作業チェンバー／井戸と拡張タンク間のピストンの各 ストローク中に移される。作業チェンバー／井戸と拡張タンク間の潤滑油の連絡 は、緩衝材アセンブリが直立向きにあるときに、好ましくは凹部である、第１通 路を通して達成される。第２通路は、好ましくは、流体流量制約手段を含む。緩 衝材アセンブリが反転向きにあるときは、作業チェンバー／井戸と拡張タンクの 間の潤滑油の連絡は、第２通路によって達成される。該第２通路は、好ましくは 、流体流量制約手段を含む。圧力差は、ピストンの移動中に作業チェンバーと拡 張タンクの間で生じ、その結果、シリンダー壁の潤滑のための圧縮性作動流体と 潤滑油の噴射混合物噴霧が起こる。 本発明のそれ以外の目的および優位点は、図面に図示されているそのある種の 現在好まれている実施形態の説明から明らかになるだろう。 図面の簡単な説明 図１は、本発明に従った自己潤滑式窒素金型シリンダーの第１の好適な実施形 態の部分断面図である。 図２は、直立向き、および金型開放または拡大位置で図示されている本発明に よる金型シリンダーの断面図である。 図３は、金型シリンダーが、金型閉鎖または圧縮位置で図示されている図２に 類似した断面図である。 図４は、金型シリンダーが、金型開放または拡大位置に再び引き寄せられてい ろピストンとともに図示されている図２に類似した断面図である。 図５は、反転向きで、および金型開放または拡大位置で図示されている、本発 明による金型シリンダーの断面図である。 図６は、金型シリンダーは、金型閉鎖または圧縮位置で図示されている、図５ に類似した断面図である。 図７は、金型シリンダーが、金型開放または拡大位置に再び引き寄せられてい るピストンとともに図示されている図５に類似した断面図である。 図８は、複数の構成部品から形成されている環状挿入物を図示している、金型 シリンダーの第１の好適な実施形態の変形した断面図である。 図９は、本発明に従った自己潤滑式窒素金型シリンダーの第２の好適な実施形 態の部分断面図である。 図１０は、図１の線Ｘ−Ｘに沿った断面図である。 発明の実施の形態 自己完結型窒素金型シリンダー１０は、図１に示されている。便宜上、それ以 外の作動流体が本発明で利用できるだろうことは明らかであるが、作動流体は、 「窒素」と呼ばれることがある。該窒素金型シリンダー１０は、本体１２および その中に具備されているピストン／シリンダー装置１４を備える。本発明で利用 されているようなピストン／シリンダー装置１４は、過去に窒素金型シリンダー に利用されていたような任意の構造物であってよい。該ピストン／シリンダー装 置１４は、この好まれている構造において、シリンダー内張り材２０内での相互 運動のために取り付けられている、ピストン１６およびピストンロッド１８を備 える。高圧動的シール、例えばＵ−カップ２２は、ピストン１６をシリンダー壁 ２０で密封するために具備される。該高圧動的シール２２は、座金４２および保 持リング４４によってピストン１６の周縁部上で適所に保持される。 該ピストンロッド１８の外面は、ロッドベアリング２８、および環状削り落と しシール３０に当たって摺動する。ロッドベアリング２８および環状削落とし（ ｓｃｒａｐｉｎｇ）シール３０は、例えばその中で圧入されるなど、適切な手段 によりシリンダーアセンブリ２０の中に固定される。環状削落としシール３０は 、好ましくは、ピストン１６に向かう傾斜した内面を有している。このようにし て、削落としシール３０は、ピストン１６のストロークのたびにピストンロッド １８の外面を削り落とす、または払拭する。 該ピストン／シリンダー装置１４は、ねじ３４およびシール３５を使用する、 シリンダー内張り材２０のシリンダー本体１２に対するねじ係合によってなど任 意の適切な手段で、シリンダー本体１２に固定される。 シリンダー壁２０は、環状挿入物３６上に配置され、それに対するシールを形 成する。該環状挿入物３６は、代わりにシリンダー本体底部１３の内面上に据え 置かれ、それに対するシールを形成する。該シリンダー本体下部１３には、好ま しくは、環状挿入物３６を受け取るために環状溝がその上に設けられる。 環状挿入物３６は、潤滑油の存在、および最高約２５０°Ｆに達する温度を含 む、シリンダー本体環境に抵抗し、その中でその形状を維持することができる任 意の適切な材料から作られてよい。適切な材料は、ステンレス鋼、アルミニウム 、およびアセタールなどの成形可能プラスチックを含む。該挿入物３６は、好ま しくは環状であるが、挿入物３６が他の形状を有してもよいことが理解される。 加えて、該環状挿入物３６は単一部品であるとして記述されているが、挿入物３ ６が複数の構成要素から形成されてよいことも理解される。 シリンダーアセンブリ２０が環状挿入物３６上に据えられると、拡張タンク３ ８が、シリンダー壁２と環状挿入物３６の外面と、シリンダー本体１２の内面の 間に作られる。挿入物３６およびシリンダー壁２０の外面の形状は、好ましくは 円筒形であるため、およびシリンダー本体１２の内面の形状も一般的には円筒形 であるため、拡張タンク３８の形状は、一般的には環状である。しかしながら、 これらの表面、したがって拡張タンク３８が多くの代替形状を有してよいことが 理解される。 便宜上、シリンダーアセンブリ１０の端部、および図１に図示されるように、 シリンダーアセンブリ１０が直立向きにあるときの下端２６である拡張タンク３ ８は、シリンダーアセンブリの向きに関係なく、代わりに底部、下端、または第 １端部と呼ばれるだろう。同様に、シリンダーアセンブリ１０の端部、およびシ リンダーアセンブリ１０が直立向きにあるときの上端２４である拡張タンク３８ は、シリンダーアセンブリの向きに関係なく、代わりに、上部、上端、または第 ２端部と呼ばれるだろう。 シリンダーアセンブリ１０が図１に図示されるように直立向きにあり、流体圧 力差が潤滑油に作用しているとき、潤滑油は、一般的には、拡張タンク３８の第 １端部２６に沿りて、井戸５０の底部に沿って、および凹部５６内で、一定の液 位に集まるだろう。 作業チェンバー４０は、ピストン１６の最高移動点とピストン１６の最低移動 点の間のシリンダー内張り材２０の壁の間の領域として画定される。シリンダー 本体１２は、下部１３を有している。シリンダーアセンブリ１０の第２端部にあ るのは、作業チェンバー４０の下、シリンダー本体下部１３の上、および環状挿 入物３６内にある井戸５０である。 シリンダー本体下部を通して置かれているのは、金型シリンダーアセンブリ１ ０を窒素などの圧縮性作動流体で充填するための充填管４６である。充填管４６ は、シリンダー本体下部１３から、シリンダーアセンブリ１０の底部にある井戸 ５０の中に外向きに伸びるスタンドパイプ４８を有している。充填管４６の該ス タンドパイプ４８は、その上端が井戸５０の潤滑油の液位の上であるが、ピスト ン１６の最低移動点の下に置かれるように、井戸５０の中に上向きに伸びる。 シリンダー本体下部１３は、さらに、作業チェンバー４０と拡張タンク３８の 間の流体連絡を可能にするための凹部５６を含む。該凹部５６は、好ましくは、 シリンダー本体下部１３を完全に通る穴６０を設けてから、該穴６０の中に部分 的にシールプラグ５８を設けることによって形成される。シールプラグ５８がそ の中に伸びない穴６０の部分が、凹部５６を形成する。このようにして、凹部５ ６の一方の端は、井戸５０に向かって開くが、凹部５６のもう一方の端は、プラ グ５８によってシリンダーアセンブリ１０の外側との連絡から密封できる。好ま しくはシリンダー本体下部１３にねじ係合されるプラグ５８は、シリンダーアセ ンブリ１０に潤滑油を追加するため、またはそれから潤滑油を除去するために取 り外されてよい。 環状挿入物３６および凹部５６は、該挿入物３６がシリンダー本体下部１３上 に据えられるときに、該環状挿入物３６の下部が凹部５６を横切るように、一定 の大きさに作られ、構成され、配置される。このようにして、図１０にもっとも よく図示されるように、凹部５６の部分５３は環状挿入物３６内の井戸５０に対 して開き、凹部５６の部分５３は拡張タンク３８に対して開く。図１０にもっと もよく図示されるように、挿入物３６および凹部５６は、好ましくは、挿入物３ ６が、凹部５６を二つに分ける、すなわち、凹部５６の部分５３および５４がほ ご同じ面積を持つように互いに関して配置される。このようにして、拡張タンク ３８と井戸５０（したがって作業領域４０）の間に、凹部５６により、経路また は通路が形成される。その結果、井戸５０内に存在している潤滑油は、凹部５６ を通して、拡張タンク３８の内外に連絡してよい。 通路６４は、拡張タンク３８と作業チェンバー４０の間の流体連絡を可能とす るためにも設けられる。該通路６４は、作業チェンバー４０の下部内で井戸５０ につながる入口、および拡張タンク３８の中につながる出口６８を有している。 好ましくは、該通路６４の該入口６６は、環状挿入物３６を通して配置される。 該通路入口６６は、一定の大きさに作られ、配置され、金型シリンダーアセンブ リに導入されている潤滑油の量が、通路入口６６が潤滑油の液位の上に配置され るように選択される。 通路６４は、好ましくは、拡張タンク３８の第１端部につながり、そこに出口 ６８を提供する一段高いスタンドパイプ７０を具備する。このスタンドパイプ７ ０の目的は、以下に詳細に説明されるだろう。 直立向きでの図１の金型シリンダーアセンブリの動作は、図２から図４に関し てここで説明されるだろう。 図２は、金型開放位置つまり拡大位置にある金型シリンダーアセンブリを示す 。図２に図示されている拡大位置では、ピストン１６がその最上位置に到達し、 いつでもシリンダー内張り材２０を通って下方に引き寄せられる。潤滑油９０は 、シリンダー内張り材２０の壁上の膜として、井戸５０の中のプールで、拡張タ ンク３８の底部で、および凹部５６内で図示されている。 作業チェンバー４０および拡張タンク３８は、窒素などの圧縮性作動流体で満 たされる。窒素は、約２００ｐｓｉから約２０００ｐｓｉまで高い圧力をかけら れている。凹部５６および通路６４を通る流量がないため、拡張タンク３８およ び作業チェンバー４０内のガス圧力はほぼ等しい。 図３は、その下方ストロークの端、したがって金型閉鎖つまり圧縮位置にある ピストン１６を示している。ピストン１６が作業チェンバー４０内で作動流体を 圧縮するにつれて、該作動流体は任意の通路を通って移動し、その間の圧力を一 様にしようとするために、拡張タンク３８まで移動する。作動流体の大部分は、 通路６４を通って移動するだろう。ただし、通路６４は、特に一定の大きさで作 られ、流体の流れに対して小さい抵抗を生じさせるために構成される。この抵抗 のため、作動流体のいくらかは、凹部５０を通って拡張タンク３８の中に移動す るだろう。ピストン１６がシリンダー壁２０に沿って移動するに従って、高圧Ｕ −カップシール２２が潤滑油９０の膜のいくらかをシリンダー壁２０から払拭し 、シリンダー容器１２の底部に向かって、壁５０および凹部５６の中にそれを押 し進める。ガス圧力は、潤滑油９０のいくらかを拡張タンク３８の中に押しやる だろう。ピストン１６は、その移動の限界に達すると、作業チェンバー４０内の 作動流体を圧縮するのを停止し、ガス圧力が、作業チェンバー４０と拡張タンク ３８の間で再び一様になることができるようにする。シリンダー壁２０から払拭 される過剰潤滑油９０は、井戸５０の底部に、凹部５６に、および拡張タンク３ ８の底部に維持されるだろう。 次に図４を参照すると、高い内部作動流体圧力がピストン１６を押し、圧搾運 動に従う。ピストン１６が金型閉鎖位置から離れ始めると、作業チェンバー４０ 内のガス圧力が低下し始める。拡張タンク３８内の作動流体圧力は、作動流体の 作業チェンバー４０内に戻る流れを可能にすることにより、高い圧力で、一様に なろうとするだろう。作動流体は、通路６４を通して、拡張タンク３８から作業 チェンバー３０の中に流れるだろう。再び、通路６４は流体の流れに対する少量 の抵抗を生じさせることを目的としているため、作動流体のいくらかも、拡張タ ンク３８から作業チェンバー４０に向かって凹部５６を通って移動するだろう。 しかしながら、作動流体が凹部５６を通って移動できるようになる前に、作動流 体は、まずその経路内の潤滑油９０を凹部５６の中に、および凹部５６を通して 押し通さなければならない。凹部５６が適切に一定の大きさで作られると、作動 流体圧力は、高速で潤滑油９０を押して、凹部５６を通るだろう。潤滑油９０が いったん高速で凹部５６を離れると、該潤滑油９０は、井戸５０および作業チェ ンバー４０を通って移動し続け、シリンダー内張り材２０の壁上に噴霧されるだ ろう。圧縮性作動流体と潤滑油９０の噴射混合物は、このようにしてシリンダー 内張り材２０の内壁上に噴霧される。潤滑油９０は、潤滑油９０の大部分が凹部 ５６から流し去られるまで、あるいは作業チェンバー４０と拡張タンク３８の間 の圧力が一様になるまで、シリンダー壁２０上に噴霧され続けるだろう。このよ うにして、ピストンストロークの各サイクルによって、潤滑油９０の噴霧がシリ ンダー壁２０に送達されるだろう。 ここでは、反転向きにある図１の金型シリンダーアセンブリの動作が、図５か ら図７に関して説明されるだろう。 図５は、金型開放位置、または拡大位置にあるシリンダーアセンブリを示す。 図５に示されている拡大位置では、ピストン１６がその最低位置に到達し、いつ でもシリンダー内張り材２０を通して下方に引き寄せられる。直立向きまたは非 反転向きを参照すると、凹部５６および通路６４の機能は交換される。潤滑油９ ０は、シリンダー内張り材２０の壁上に、および容器１２の第２端部２４、およ びピストン１６の上部にあるプールに示される。作業チェンバー４０および拡張 タンク３８は、２００ｐｓｉから約２０００ｐｓｉなどの高圧をかけられている 、窒素などの圧縮性作動流体で満たされる。凹部５６および通路６４を通る流量 はないため、拡張タンク３８および作業チェンバー４０内の圧力は等しい。 図６は、金型閉鎖位置、つまり圧縮位置にある金型シリンダーアセンブリを示 している。ピストン１６が作業チェンバー４０内のガスを圧縮するにつれて、ガ スはその間の圧力を一様にしようとするために、任意の通路を通って移動し、拡 張タンク３８に達する。作動流体の大部分は、凹部５６を通って移動するだろう 。しかしながら、凹部５６は、特に、流体の流れに対する小さい抵抗を生じさせ るように設計されている。この流体流量抵抗のため、作動流体のいくらかは、通 路６４を通って移動するだろう。ピストン１６がシリンダー壁２０上を移動する につれて、高圧動的シールが、シリンダー壁の油膜のいくらかを払拭し、それを 容器１２の上部に向かって、通路６４の近くに押しやる。油面が通路６４に達す ると、ガス圧力が、油のいくらかを拡張タンク３８の中に押しこむだろう。ピス トン１６がその移動の限界に到達すると、それは作業チェンバー内の作動流体を 圧縮するのを停止し、ガス圧力が、作業チェンバー４０と拡張タンク３８の間で 再び一様になることができるようにする。シリンダー壁２０から払拭される過剰 な潤滑油９０は、容器１２の上部、油通路６４、または拡張タンク３８で維持さ れるだろう。 図７は、金型開放位置つまり拡大位置にある金型シリンダーアセンブリを示し ている。高い内部作動流体圧力は、ピストン１６を押し、圧搾動作に従う。ピス トン１６が金型閉鎖位置から離れ始めると、作業チェンバー４０内のガス圧力が 低下し始める。さらに高い圧力である拡張タンク３８内の作動流体圧力は、作動 流体の流れが作業チェンバー４０の中に戻ることができるようにすることによっ て、一様になろうとするだろう。作動流体は、拡張タンク３８から作業チェンバ ー４０の中に凹部５６を通って流れるだろう。再び、凹部５６はガスの流れに対 する少量の抵抗を生じさせるように設計されるため、いくらかの作動流体は、通 路６４およびスタンドパイプ７０を通って移動するだろう。しかしながら、作動 流体が通路６４を通って移動できるようになる前に、作動流体は、まずその通路 内の潤滑油９０を、通路６４の中に、それから通路６４に押し通さなければなら ない。通路６４および凹部５６が適切に一定の大きさに作られると、作動流体圧 力は、高速で潤滑油９０を、通路６４に押し通すだろう。いったん潤滑油９０が 高速で通路６４を離れると、潤滑油９０は作業チェンバー４０を通って移動しつ づけ、内張り材２０の壁の上に噴霧されるだろう。圧縮性作動流体および油の噴 射混合物が、内張り材２０の壁の上に噴霧される。潤滑油９０は、潤滑油９０の 大部分が通路６４から流し去られるまで、あるいは作業チェンバー４０と拡張タ ンク３８の間の圧力が一様になるまで、内張り材壁２０上に噴霧され続けるだろ う。 したがって、凹部５６が、金型シリンダーが直立位置で向いているときには、 作業チェンバー／井戸と拡張タンクの間の潤滑油用の連絡通路として役立つが、 金型シリンダーが反転位置で向いているときには、作動流体用の連絡通路である ことが理解できる。加えて、通路６４は、金型シリンダーが直立位置に向いてい るときは作業チェンバー／井戸と拡張タンクの間の作動流体用の連絡通路として 役立つが、金型シリンダーが反転位置に向いているときは潤滑油用の連絡通路で ある。したがって、凹部５６および通路６４の機能は、金型シリンダーの向きに 依存する。 第１の好まれている実施形態の作業モデルが作成された。デバイス、および特 に通路６４と凹部５６／挿入物３６の組み合わせの寸法および特性の多くが、経 験に基づいて作成された。作業モデルは、（その中に潤滑油９０が具備されてい る）金型シリンダー１０の約１９．７立方インチ（３２２．８立方ｃｍ）という 内部の合計ガス体積を含む。窒素は、約２０００ｐｓｉという圧力を受けている 作動流体として使用された。約３．６立方インチ（５９．０４立方ｃｍ）に等し い、潤滑油９０の約２オンスという体積が使用された。使用された潤滑油９０は 、１００°Ｆという運転温度での１５５ＳＵＳ（つまり３０センチストローク） から、２１２°Ｆという運転温度での４３ＳＵＳ（つまり５センチストローク） の範囲だった粘度を有していた。ピストン１６は、約１．５インチ（３．８１ｃ ｍ）という直径、および約４インチ（０．１６ｃｍ）というストロークを有し、 その結果、作業ピストン変位、つまり約７．１立方インチ（１１６．４立方ｃｍ ）という「押し流された（ｓｗｅｐｔ）体積」が生じる。拡張タンク３８は、（ 潤滑油９０の液位が、井戸５０および拡張タンク３８でほぼ等しい）約１１．６ 立方インチ（１９０．２立方ｃｍ）という体積を有している。（スタンドパイプ ７０の内径を含む）通路６４が約０．２２インチ（０．５６ｃｍ）という直径を 有していたとき、十分な流量制約が得られた。同様に、円筒形の凹部５６が、約 ０．３７５インチ（０．９５３ｃｍ）という直径、および約０．４インチ（１． ０２ｃｍ）という深度を有していたとき、および挿入物３６が、０．０６インチ （０．１５２ｃｍ）という壁厚、約１．４インチ（３．５６ｃｍ）という直径を 有しており、図１０に図示されるように本質的に凹部５６を二つに分けるために 配置されるときに、十分な流量制約が得られた。 図８は、金型シリンダーの第１の好まれている実施形態の変形の前面断面図で ある。組立てしやすさなどのために、環状挿入物３６が、複数の構成部品から形 成されるのが有利である場合がある。図８に図示されるように、環状挿入物３６ は、断面部品８０と協調している環状シート７８から形成されてよい。図示され るように、環状シート７８は一定の大きさで作られ、前述されたようにシリンダ ー本体下部１３の上に据えられ、凹部５６を横切るように構成される。それから 、断面部品８０が、環状挿入物７８上に据えられてよい。それから、シリンダー 壁２０は、該断面部品８０条上に配置され、その上に据えられる。 通路６４は、該断面部品８０から伸びているように図示される。しかしながら 、シリンダー本体、およびピストン／シリンダー装置１４の大きさおよび構成に 応じて、通路６４は、環状シート７８から代わりに伸びてよいことが容易に理解 される。さらに、環状挿入物３６は図８に２つの構成部品から形成されていると して示されているが、該環状挿入物３６は３つ以上の構成部品から形成されても よいことが理解される。 次に図９を参照すると、金型シリンダーの第２の好まれている実施形態が図示 されている。この実施形態においては、拡張タンクと井戸５０（したがって作業 領域）間の通路として凹部５６を活用する代わりに、孔またはダクト９４か環状 挿入物３６を通って設けられる。前記実施形態の凹部５６に関して説明されたよ うに、ダクト９４は、金型シリンダーが、図９に図示されるように、直立位置で 向きされるときに、潤滑油９０の液位より下たに設けられるように配置され、シ リンダーが反転位置で向きされるときに、潤滑油９０の液位より上に配置される 。第２の好まれている実施形態は、第１の好まれている実施形態と同様に動作し 、ダクト９４は凹部５６によって達成されている機能を達成する。このため、ダ クト９４は、特に、流体流量に小さい抵抗を生じさせるように設計される。また 、凹部５６はこの実施形態においてもう活用されていないため、プラグ５８は一 定の大きさに作られ、穴６０の中に完全に伸びるように構成され、その結果下部 １３に設けられる凹部はない。さらに、穴６０は、他のどこかに設けられるか、 シリンダー本体１２から完全に排除されてよい。 ある種の現在好まれている実施形態が示され、説明されてきたが、本発明がそ れに限られず、それ以外の場合、以下の請求項の範囲内で実現されてよいことが 明確に理解される。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ) ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ， ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，Ｄ Ｋ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ， ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，Ｌ Ｖ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ， ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，Ｕ Ｓ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ 【要約の続き】 リが反転向きにあるときには、両方の第１通路開口とも 潤滑油の液位より上に配置される。第２通路開口は、壁 アセンブリ空間に、および拡張タンクに開く。緩衝材ア センブリが直立向きにあるときは、両方の第２通路開口 とも潤滑油の液位より上に配置される。拡張タンクに開 く第２通路開口は、緩衝材アセンブリが反転向きにある ときは、潤滑油の液位より下に配置される。潤滑油の再 循環は、ピストンが作業サイクルの拡大ストローク中に 移動している間の圧縮性作動流体の制御されている圧力 差によってシリンダー壁に噴霧される圧縮性作動流体お よび潤滑油の噴射混合物によって達成される。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．直立向きおよび反転向きで操作できる圧搾機内で使用するための緩衝材アセ ンブリであって、前記緩衝材アセンブリは、直立向きにあるときに前記緩衝材ア センブリの第１端部に潤滑油の液位を有し、反転位置にあるときに前記第１端部 に向かい合う前記緩衝材アセンブリの第２端部に潤滑油の液位を持つために、加 圧されている作動流体を含み、潤滑油を含んでおり、前記緩衝材アセンブリは、 前記緩衝材アセンブリの前記第１端部にある端壁で終わり、前記緩衝材アセン ブリの前記第２端部にある開口で終わる側壁を有している中空の外部ハウジング と、 前記緩衝材アセンブリの前記第２端部にある前記外部ハウジングに接続するた めの接続部を有しており、前記外部ハウジング内の前記接続部分から外側に前記 ハウジング端壁まで伸びる壁を有している内壁アセンブリであって、その中で前 記壁アセンブリ壁の一部がその間の相互運動のために取り付けられているピスト ンを有しており、可変体積壁アセンブリ空間が、前記ピストン、前記壁アセンブ リ壁、および前記ハウジング端壁の間の空間として画定されており、拡張タンク が前記ハウジング側壁、前記壁アセンブリ壁、および前記ハウジング端壁の間の 空間として画定されている、内壁アセンブリと、 前記壁アセンブリに対する開口を有し、前記拡張タンクに対する開口を有して いる第１通路であって、少なくとも前記第１通路拡張タンク開口が、緩衝材アセ ンブリが直立向きにあるときに潤滑油の液位以下にあり、緩衝材アセンブリが反 転向きにあるときには、両方の第１通路開口が潤滑油の液位の上にある第１通路 と、 前記側壁アセンブリ空間に対する開口を有し、前記拡張タンクに対する開口を 有している第２通路であって、両方の第２通路開口が、緩衝材アセンブリが直立 向きにあるときに潤滑油の液位の上にあり、緩衝材アセンブリが反転向きにある ときには、第２通路拡張タンク開口が潤滑油の液位の下にあり、第２通路壁アセ ンブリ開口が潤滑油の液位の上にある、第２通路と、 を具備する前記緩衝材アセンブリ。 ２．前記壁アセンブリ壁が、環状挿入物と接続しているシリンダー内張り材から 形成されており、前記シリンダー内張り材が、その間の相互運動のために取り付 けられているピストンを有している前記壁アセンブリ壁の前記部分であり、前記 環状挿入物が前記ハウジング端壁と接触している、請求項１に記載される緩衝材 アセンブリ。 ３．前記環状挿入物が、複数の構成部品から形成されている、請求項２に記載さ れる緩衝材アセンブリ。 ４．前記第２通路が、前記環状挿入物を通して置かれている、請求項２に記載さ れる緩衝材アセンブリ。 ５．前記第２通路が、前記緩衝材アセンブリの第２端部に向かって伸びるスタン ドパイプを含み、前記スタンドパイプが、緩衝材アセンブリが直立向きにあると きに潤滑油の液位の上にあり、緩衝材アセンブリが反転向きにあるときに潤滑油 の液位の下にある点にある前記拡張タンクに対し一方の端で開き、前記スタンド パイプが前記環状挿入物に向かい合う端で接続する、請求項４に記載される緩衝 材アセンブリ。 ６．前記環状挿入物が、複数の構成部品から形成されている、請求項５に記載さ れる緩衝材アセンブリ。 ７．凹部が前記ハウジング端壁上に設けられ、前記壁アセンブリ壁が前記凹部を 横切り、前記第１通路が、前記壁アセンブリ壁と前記凹部の交差から形成される 、請求項１に記載される緩衝材アセンブリ。 ８．前記凹部が、前記ハウジング端壁を通して設けられている穴、および前記ハ ウジングの外側から部分的に前記穴の中に置かれているプラグによって形成され ている、請求項７に記載される緩衝材アセンブリ。 ９．前記プラグが、前記穴から取り外し自在である、請求項８に記載される緩衝 材アセンブリ。 １０．前記壁アセンブリ壁が、環状挿入物と接続しているシリンダー内張り材か ら形成され、前記シリンダー内張り材が、その間の相互運動のために取り付けら れているピストンを有している前記壁アセンブリ壁の前記部分であり、前記環状 挿入部が、前記ハウジング端壁にある前記凹部を横切る、請求項７に記載される 緩衝材アセンブリ。 １１．前記環状挿入物が、複数の構成部品から形成されている、請求項８に記載 される緩衝材アセンブリ。 １２．前記第１通路が、前記壁アセンブリ壁を通して置かれている孔である、請 求項１に記載される緩衝材アセンブリ。 １３．前記壁アセンブリ壁が、環状挿入物と接続しているシリンダー内張り材か ら形成されており、前記シリンダー内張り材が、その間の相互運動のために取り 付けられているピストンを有している前記壁アセンブリ壁の前記部分であり、前 記環状挿入物が、前記ハウジング端壁に接触し、前記第１通路を形成している前 記孔が前記環状挿入物を通して置かれている、請求項１２に記載される緩衝材ア センブリ。 １４．前記第１通路が、さらに、前記孔を通して置かれているダクトを含む、請 求項１３に記載される緩衝材アセンブリ。 １５．前記環状挿入物が、複数の構成部品から形成されている、請求項１３に記 載される緩衝材アセンブリ。 １６．前記第１通路が、流体流量制約手段を含む、請求項１に記載される緩衝材 アセンブリ。 １７．前記第２通路が、流体流量制約手段を含む、請求項１に記載される緩衝材 アセンブリ。 １８．圧搾機内で使用するための緩衝材アセンブリであって、前記緩衝材アセン ブリが、直立向きにあるときに、前記緩衝材アセンブリの第１端部にある潤滑油 の液位を持つために、加圧されている作動流体を含み、潤滑油を含んでおり、 前記緩衝材アセンブリの前記第１端部にある端壁で終わり、前記緩衝材アセン ブリの前記第２端部の開口で終わる側壁を有している中空の外部ハウジングと、 前記緩衝材アセンブリの前記第２端部にある前記外部ハウジングへの接続のた めに接続部を有しており、前記外部ハウジング内の前記接続部から前記ハウジン グ端壁に外側に伸びる壁を有している内壁アセンブリであって、その中で、前記 壁アセンブリ壁の一部がその間の相互運動のために取り付けられているピストン を有しており、可変体積壁アセンブリ空間が、前記ピストン、前記壁アセンブリ 壁、および前記ハウジング端壁の間の空間として画定され、拡張タンクが、前記 ハウジング側壁、前記壁アセンブリ壁、および前記ハウジング端壁の間の空間と して画定されている、内壁アセンブリと、 前記壁アセンブリ空間に対する開口を有し、前記拡張タンクに対する開口を有 している第１通路であって、緩衝材アセンブリが直立向きにあるときに、前記第 １通路拡張タンク開口が潤滑油の液位の下にある第１通路と、 前記壁アセンブリ空間に対する開口を有し、前記拡張タンクに対する開口を有 している第２通路であって、緩衝材アセンブリが直立向きにあるときに、両方の 第２通路開口が潤滑油の液位の上にある第２通路と、 を具備する前記緩衝材アセンブリ。 １９．緩衝材アセンブリが直立向きにあるときに、第１通路開口の両方とも潤滑 油の液位の下にある、請求項１２に記載される緩衝材アセンブリ。 ２０．前記壁アセンブリ壁が、環状挿入物に接続しているシリンダー内張り材か ら形成されており、前記シリンダー内張り材が、その間の相互運動のために取り 付けられているピストンを有している前記壁アセンブリ壁の前記部分であり、前 記環状挿入物が、前記ハウジング端壁と接触している、請求項１８に記載される 緩衝材アセンブリ。 ２１．前記環状挿入物が、複数の構成部品から形成される、請求項２０に記載さ れる緩衝材アセンブリ。 ２２．前記第２通路が、前記環状挿入物を通して配置される、請求項２０に記載 される緩衝材アセンブリ。 ２３．前記第２通路が、前記緩衝材アセンブリの第２端部に向かって伸びるスタ ンドパイプを含み、前記スタンドパイプが、前記緩衝材アセンブリが直立向きに あるときに潤滑油の液位の上にあり、緩衝材アセンブリが反転向きにあるときに 潤滑油の液位の下にある点にある前記拡張タンクに対し一方の端で開き、前記ス タンドパイプが、前記環状挿入物に向かい合う端で接続する、請求項２２に記載 される緩衝材アセンブリ。 ２４．前記環状挿入物が、複数の構成部品から形成されている、請求項２３に記 載される緩衝材アセンブリ。 ２５．凹部が前記ハウジング端壁の上に設けられ、前記壁アセンブリ壁が前記凹 部を横切り、前記第１通路が前記壁アセンブリ壁と前記凹部の交差から形成され ている、請求項１８に記載される緩衝材アセンブリ。 ２６．前記凹部が、前記ハウジング端壁を通して設けられている穴、および前記 ハウジングの外部から前記穴内に部分的に置かれているプラグによって形成され ている、請求項２５に記載される緩衝材アセンブリ。 ２７．前記プラグが、前記穴から取り外し自在である、請求項２６に記載される 緩衝材アセンブリ。 ２８．反転向きで操作できる圧搾機内で使用するための緩衝材アセンブリであっ て、前記緩衝材アセンブリが、第１端部に向かい合う前記緩衝材アセンブリの第 ２端部に潤滑油の液位を有するために、加圧されている作動流体を含み、潤滑油 を含んでおり、 前記緩衝材アセンブリの前記第１端部にある端壁で終わり、前記緩衝材アセン ブリの前記第２端部にある開口で終わる側壁を有している中空の外部ハウジング と、 前記緩衝材アセンブリの前記第２端部にある前記外部ハウジングへの接続のた めに接続部を有し、前記ハウジング端壁へ、前記外部ハウジング内の前記接続部 から外向きに伸びる壁を有している内壁アセンブリであって、前記壁アセンブリ 壁の部分が、その間での相互運動のために取り付けられているピストンを有し、 可変体積壁アセンブリ空間が、前記ピストン、前記壁アセンブリ壁、および前記 ハウジング端壁の間の空間として画定され、拡張タンクが、前記ハウジング側壁 、前記壁アセンブリ壁、および前記ハウジング端壁の間の空間として画定される 、内壁アセンブリと、 前記壁アセンブリ空間に対する開口を有し、前記拡張タンクに対する開口を有 している第１通路であり、緩衝材アセンブリが反転向きにあるときに、第１通路 開口の両方とも潤滑油の液位の上にある第１通路と、 前記壁アセンブリ空間に対する開口を有し、前記拡張タンクに対する開口を有 している第２通路であり、緩衝材アセンブリが反転向きにあるときに、第２通路 拡張タンク開口が潤滑油の液位の下にあり、第２通路壁アセンブリ開口が潤滑油 の液位の上にある第２通路と、 を具備する前記緩衝材アセンブリ。 ２９．前記壁アセンブリ壁が、環状挿入物と接続しているシリンダー内張り材か ら形成され、前記シリンダー内張り材が、その間の相互運動のために取り付けら れているピストンを有している前記壁アセンブリ壁の前記部分であり、前記環状 挿入物が前記ハウジング端壁と接触している、請求項２８に記載される緩衝材ア センブリ。 ３０．前記環状挿入物が、複数の構成部品から形成されている、請求項２９に記 載される緩衝材アセンブリ。 ３１．前記第２通路が、前記環状挿入物を通して置かれている、請求項２９に記 載される緩衝材アセンブリ。 ３２．第２通路が、前記緩衝材アセンブリの第２端部に向かって伸びるスタンド パイプを含み、前記スタンドパイプが、前記緩衝材アセンブリが直立向きにある ときに循環油の液位の上にあり、緩衝材アセンブリが反転向きにあるときに潤滑 油の液位の下にある点にある前記拡張タンクに一方の端部で開き、前記スタンド パイプが、前記環状挿入物に向かい合う端で接続する、請求項３１に記載される 緩衝材アセンブリ。 ３３．前記環状挿入物が、複数の構成部品から形成されている、請求項３３に記 載される緩衝材アセンブリ。 ３４．凹部が前記ハウジング端壁上に設けられ、前記壁アセンブリ壁が前記凹部 を横切り、前記第１通路が前記壁アセンブリ壁と前記凹部の交差から形成されて いる、請求項２８に記載される緩衝材アセンブリ。 ３５．前記凹部が、前記ハウジング端壁を通して設けられている穴、および前記 ハウジングの外部から前記穴の中に部分的に置かれているプラグによって形成さ れている、請求項３４に記載される緩衝材アセンブリ。 ３６．前記プラグが前記穴から取り外し自在である、請求項３５に記載される緩 衝材アセンブリ。