JP2005331058A

JP2005331058A - 液圧機器およびシリンダ装置

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Publication number: JP2005331058A
Application number: JP2004151512A
Authority: JP
Inventors: Ikuo Haruhara; 郁生春原
Original assignee: Kayaba Industry Co Ltd
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 2004-05-21
Filing date: 2004-05-21
Publication date: 2005-12-02
Anticipated expiration: 2024-05-21
Also published as: JP4405851B2

Abstract

【課題】メンテナンス作業を簡単にし、かつ、メンテナンスコストを低減することである。
【解決手段】液圧回路２とアキュムレータ４との間に止め弁１１を設け、メンテナンス時に止め弁１１を遮断状態に保持することによりアキュムレータ４から液体の流出してしまうことを阻止して、液体充填時の蓄圧作業を不要とした。
【選択図】図１

Description

この発明は、液圧機器およびシリンダ装置に関する。

従来シリンダ装置１０７にあっては、出願人が提案するものとして、たとえば、図４にしめすように、双方向吐出ポンプ１００と、シリンダ１０１と、上記双方向吐出ポンプ１００とシリンダ１０１とを接続するシリンダ回路１０２を備えて構成されており、さらに、上記双方向吐出ポンプ１００が駆動する際に低圧側となるシリンダ回路１０２中にある程度の圧力を負加してキャビテーション等の弊害を防止する為に、シリンダ回路１０２に双方向吐出ポンプ１００を迂回する迂回路１０３を設けるとともに、迂回路１０３の途中にアキュムレータ１０４に接続された低圧優先シャトル弁１０５を設けている（たとえば、特許文献１参照）。

そして、このシリンダ装置１０７の場合、シリンダ装置１０７のメンテナンス時に、シリンダ回路１０２およびシリンダ１０１へ作動油を供給もしくはシリンダ回路１０２およびシリンダ１０１から作動油を排出するために、止め弁１０６を設けている。
特開２００２−２７６６０６号公報（第２頁右欄第４０行目から第３頁左欄第１２行目まで，図１）

しかしながら、上記した従来のシリンダ装置にあっては、機能上問題があるわけではないが、以下の弊害がある。

すなわち、シリンダ装置１０７のメンテナンスのために、シリンダ装置１０７を分解する場合には、まず、上記した止め弁１０６を開いて、シリンダ装置１０７から作動油を排出させる必要があるが、このとき、アキュムレータ１０４内に蓄圧されて充填されていた作動油も一緒に排出されることとなり、シリンダ装置１０７の組立後には、再度アキュムレータ１０４に作動油を蓄圧して充填しなくてはならず、メンテナンス作業が煩雑となり、その分メンテナンスコストも高くなる。

そこで、本発明は上記弊害を改善するために創案されたものであって、その目的とするところは、メンテナンス作業を簡単にし、かつ、メンテナンスコストを低減することである。

上記した目的を達成するために、本発明は、液圧回路中に設けられたアキュムレータを備えた液圧機器において、液圧回路とアキュムレータとの間にアキュムレータ内の液体の流出を阻止する止め弁を設けたことを特徴とする。

また、具体的には、シリンダと、シリンダ内に形成された２つの圧力室を連通するシリンダ回路を介して上記２つの圧力室に選択的に液圧を供給する液圧源と、上記２つの圧力室を連通しシリンダ回路に対し並列に設られたバイパス路と、バイパス路の途中に設けた低圧優先形シャトル弁と、上記低圧優先形シャトル弁の出口端にドレーン通路を介して接続されるアキュムレータと、を具備したシリンダ装置において、ドレーン通路の途中にアキュムレータ内の液体の流出を阻止する止め弁を設けたことを特徴とする。

本発明によれば、アキュムレータ内の液体は、メンテナンス中は、止め弁により流出することなく蓄圧されたまま維持され、メンテナンス終了後もそのまま使用可能であるから、上記した液体供給作業時には、わざわざアキュムレータ内に液体を蓄圧して充填しなくてはなくてもよく、メンテナンス作業が簡単となり、その分メンテナンスコストが低減される。

また、従来では、メンテナンス時に排出される液体は、アキュムレータの圧力で漏れ出してしまい、この漏れ出した液体は廃棄されていたが、アキュムレータから液体が流出することが防止され、メンテナンス時に液体が漏れ出してしまうことがないので、その分の液体が無駄とならず、省エネルギとなる。

以下に、図示した一実施の形態に基づいて、この発明を説明する。図１は、一実施の形態におけるシリンダ装置の回路図である。図２は、一実施の形態におけるシリンダ装置の止め弁の拡大断面図である。図３は、一実施の形態の変形例におけるシリンダ装置の止め弁の拡大断面図である。

一実施の形態におけるシリンダ装置Ｓの基本構造は、図１に示すように、シリンダ１と、シリンダ１内に形成された２つの圧力室Ｒ１，Ｒ２を連通するシリンダ回路２と、当該シリンダ回路２を介して上記２つの圧力室Ｒ１，Ｒ２に選択的に液圧を供給する液圧源たる双方向吐出ポンプ１０と、上記２つの圧力室Ｒ１，Ｒ２を連通しシリンダ回路２に対し並列に設けられたバイパス路６と、バイパス路６の途中に低圧優先形シャトル弁７と、当該低圧優先形シャトル弁７の出口端８ｃに接続されたドレーン通路９と、ドレーン通路９の他端に接続されたアキュムレータ４と、ドレーン通路９の途中に設けられた止め弁１１と、ドレーン通路９の途中から分岐された給排通路１２と、給排通路１２の端部に設けた止め弁１３とで構成される。

以下、詳細に説明すると、シリンダ１は、筒状のシリンダ本体Ｃと、シリンダ本体Ｃ内に摺動自在に挿入されたピストンＰと、ピストンＰの軸心部を貫通するロッドＲとで構成されたいわゆる両ロッド型のシリンダとして形成されており、シリンダ本体Ｃ内には、作動油等の液体が充填され、さらに、シリンダ本体Ｃの両端側には、それぞれ、圧力室Ｒ１とシリンダ本体Ｃ外方とを連通するポートａと、圧力室Ｒ２とシリンダ本体Ｃ外方とを連通するポートｂとが設けられている。

さらに、上記ポートａは、シリンダ回路２の一端に接続され、ポートｂは、シリンダ回路２の他端に接続されており、したがって、圧力室Ｒ１と圧力室Ｒ２とはシリンダ回路２を介して連通されている。

そして、シリンダ回路２の途中には、液圧源たる双方向吐出ポンプ１０が設けられている。この双方向吐出ポンプ１０は、詳しくは図示しないが、モータＭによって駆動され、モータＭの正転および逆転により、その液体吐出方向を切換可能なようになっており、公知のポンプを使用することが可能である。

また、シリンダ回路２の途中であって、上記双方向吐出ポンプ１０を迂回するようにバイパス路６が接続されている。すなわち、このバイパス路６は、シリンダ１に対しシリンダ回路２と並列に接続されている。また、バイパス路６の途中には、低圧優先シャトル弁７が設けられている。なお、図示したところでは、いたずらに管路長を長くする事を避ける為に、シリンダ回路２にバイパス路６を接続しているが、バイパス路６を直接シリンダ１の各圧力室Ｒ１，Ｒ２に接続するとしてもよい。

この低圧優先シャトル弁７は、ポート８ａ、ポート８ｂ、出口端たるポート８ｃの３つのポートを有しており、たとえば、ポート８ａ側の圧力がポート８ｂ側の圧力より高い場合に、ポート８ａ側の流路が閉じられると同時にポート８ｂ側の流路が開放され、ポート８ｂとポート８ｃとが連通状態となり、反対にポート８ｂ側の圧力がポート８ａ側の圧力より高い場合に、ポート８ｂ側の流路が閉じられると同時にポート８ａ側の流路が開放され、ポート８ａとポート８ｃとが連通状態となる。そして、この低圧優先シャトル弁７の出口端たるポート８ｃは、ドレーン通路９に接続されている。

そして、ドレーン通路９の他端は、アキュムレータ４に接続されるとともに、また、このドレーン通路９の途中から枝分かれする給排通路１２を介して止め弁１３に接続され、他方、ドレーン通路９の途中であって、給排通路１２からアキュムレータ４側には、止め弁１１が設けられている。

なお、上記止め弁１１は、通常開放状態とされ、低圧優先シャトル弁８の出口端たるポート８ｃは、通常時にはアキュムレータ４に連通されている。なお、止め弁１３は、シリンダ装置Ｓのシリンダ１および回路中の液体が過剰不足した場合に、液体を供給および排出する為に使用される。なお、アキュムレータ４としては、ダイヤフラム型、ブラダ型、ピストン型等の公知のものを使用することができ、用途によって、最適となるものを使用すればよい。

そして、止め弁１１は、具体的には、図２に示すように、アキュムレータ４の出口端２０とドレーン通路９とを連通する中空なバルブケース２１と、当該バルブケース２１内に設けた環状弁座２２と、当該環状弁座２２に離着座する弁体２３と、弁体２３を弁座２２に着座する方向に付勢する付勢手段たる付勢バネ２４と、弁体２３を弁座２３から離座する状態に固定する固定手段２５とで構成される。

少々詳しく説明すると、バルブケース２１は、有底筒状のケース本体２１ａと、ケース本体２１ａとドレーン通路９とを接続する中空な連繋部材２１ｂとで構成され、ケース本体２１ａと連繋部材２１ｂと連結部には、弁体２３が挿入される孔２１ｃが設けられ、ケース本体２１ａの開口端部側がアキュムレータ４の出口端２０に連結され、他方、連繋部材２１ｂの図２中左端側がドレーン通路９に連結されている。また、孔２１ｃのケース本体２１ａ側の開口端には環状の弁座２２が設けられている。

弁体２３は、有底筒状の弁体本体２３ａと、底部から延設されるロッド部２３ｂと、弁体本体２３ａの側部から底部側にかけて形成したテーパ部２３ｃと、弁体本体２３ａの側部に設けた複数の孔２３ｄとで構成され、ロッド部２３ｂが上記孔２１ｃに移動自在に挿入されている。また、弁体本体２３ａ内には付勢手段たる附勢バネ２４が挿入され、これにより、この付勢バネ２４は、アキュムレータ４の出口端２０の周辺部と弁体２３との間に介装され、弁体２３をケース本体２１ａ側に向けて附勢している。そして、この付勢バネ２４の付勢力により弁体２３は、常時、環状の弁座２２側に付勢され、何等図２中上方から付勢バネ２４に対抗する力が弁体２３に作用しないときには、弁体２３のテーパ部２３ｃが弁座２２に着座して、ドレーン通路９を遮断状態とする。

さらに、上記連繋部材２１ｂには、図２中上方から開口する螺子孔２１ｄが設けられており、この螺子孔２１ｄには、螺子部３１と螺子部３１から延設される鍔部３２を備えた螺子部材３０が螺着され、螺子部材３０を連携部材２１ｂに対して回転させて締めこんでいくと、弁体２３が当該螺子部材３０に押されて、弁座２２から離座するから、アキュムレータ４内は弁体２３に設けた孔２３ｄを介して、ドレーン通路９を開放することができ、その状態に維持することができる。したがって、本実施の形態における固定手段２５は、螺子部材３０と螺子孔２１ｄと構成されていることとなる。

また、螺子孔２１ｄの開口端部には、切欠２１ｅが設けられており、この切欠２１ｅ内に、Ｏリング４０が挿入されている。したがって、このＯリング４０は上記鍔部３２と螺子孔２１ｄの開口端部との間に介装されており、螺子部材３０を連繋部材２１ｂに締めこんでいくと、Ｏリング４０は押圧されて連繋部材２１ｂと螺子部材３０との間をシールすることは当然として、逆に螺子部材３０を連繋部材２１ｂに対して弛めて、弁体２３が付勢バネ２４の付勢力により弁座２２に着座した状態となっても、Ｏリング４０が上記鍔部３２と上記螺子孔２１ｄの開口端部により圧縮状態に保たれるようになっている。したがって、弁体２３を弁座２２に離着座させる場合にあっても、螺子部材３０と連繋部材２１ｂとの間が確実にＯリング４０でシールされることとなり、上記螺子部材３０の操作により液体がシリンダ装置Ｓから漏れることが防止される。

また、上述のように、止め弁１１がアキュムレータ４の出口端２０に一体的に設けられており、シリンダ装置Ｓをコンパクトにすることができる。

シリンダ装置Ｓは、以上のように構成され、つづいて、その作用について説明する。

まず、シリンダとしての機能について説明すると、シリンダ１のロッドＲを図１中右に駆動する場合、モータＭを正転させて、双方向吐出ポンプ１０を正転させる。すると、双方向吐出ポンプ１０から吐き出された液体は、シリンダ回路２を介して、シリンダ１内の圧力室Ｒ１に流入して圧力室Ｒ１の容積を拡大する、すなわち、ピストンＰを図１中右方に液圧で押してロッドＲを図１中右方に駆動する。他方、圧縮される圧力室Ｒ２は容積が減少するので、圧力室Ｒ２内で余剰となった液体は、シリンダ回路２を介して双方向吐出ポンプ１０の吸入口に導かれる。このとき、低圧側となるシリンダ回路２内の圧力はバイパス路６の途中に設けた低圧優先シャトル弁７のポート８ｂとポート８ｃは連通状態となるのでアキュムレータ４によって補償され、キャビテーション等の弊害が防止される。反対に、ロッドＲを図１中左方に駆動する場合には、モータＭを逆転させて、双方向吐出ポンプ１０を逆転させればよく、この場合に動作が左右逆となるのみである。

また、たとえば、シリンダ１内およびシリンダ回路２内およびバイパス路６内の液体が温度上昇により体積増加した場合には、アキュムレータ４内に余剰の液体が流れ込むこととなり、また、シリンダ１内およびシリンダ回路２内およびバイパス路７内の液体が温度下降により体積減少した場合には、アキュムレータ４内から不足の液体が上記シリンダ１内およびシリンダ回路２内およびバイパス路６内に流れ込むこととなり、液体の体積変化が補償され、その結果、シリンダ装置Ｓの液体体積変化による損傷等の弊害が防止される。

つづいて、このシリンダ装置Ｓのメンテナンスについて説明する。このメンテナンス時には、シリンダ装置Ｓを分解することとなるが、まず、止め弁１１を操作して、アキュムレータ４内から液体が流出しないようにドレーン通路９を遮断する。具体的には、螺子部材３０を連繋部材２１ｂに対して弛めることにより、弁体２３のテーパ部２３ｃを弁座２２に当接させて、ドレーン通路９を遮断する。

この状態で、止め弁１３を開き、シリンダ装置Ｓ内から液体を排出する。このとき、アキュムレータ４内の液体は、上記止め弁１１により流出することがないので、蓄圧されたままとなる。

そして、シリンダ装置Ｓを分解後、メンテナンス作業を行い、再度シリンダ装置Ｓを組み立て、上記止め弁１３から液体をシリンダ装置Ｓ内に供給する。この液体供給作業終了後に、止め弁１１を操作して、ドレーン通路９を連通させる。具体的には、螺子部材３０を連繋部材２１ｂに対して締め付けることにより、弁体２３のテーパ部２３ｃを弁座２２から離座させて、ドレーン通路９を連通する。

すると、アキュムレータ４内の液体は、メンテナンス中は、上記止め弁１１により流出することなく蓄圧されたまま維持され、メンテナンス終了後もそのままシリンダ装置Ｓに使用可能であるから、上記した液体供給作業時には、わざわざアキュムレータ４内に液体を蓄圧して充填しなくてはなくてもよく、メンテナンス作業が簡単となり、その分メンテナンスコストが低減される。

また、従来では、メンテナンス時に排出される液体は、アキュムレータ４の圧力で漏れ出してしまい、この漏れ出した液体は廃棄されていたが、アキュムレータ４から液体が流出することが防止され、メンテナンス時に液体が漏れ出してしまうことがないので、その分の液体が無駄とならず、省エネルギとなる。

つづいて、図３に示す、一実施の形態の変形例について説明する。この変形例にあっては、止め弁１１の具体的な構成が異なるのみであるので、異なる部分のみについて説明する。

この止め弁１１は、ドレーン通路９の一部をなす中空なバルブケース４４の途中に設けた環状の弁座４１と、先端が弁座４１に離着座し側部に螺子部を備えた弁体４２と、ドレーン通路９の一部をなすバルブケース４４の途中に設けた螺子孔４３とで構成されている。

弁座４１は、アキュムレータ４の出口端２０に連結される中空なバルブケース４４内に設けられており、このバルブケース４４の図３中上方に設けた螺子孔４３に螺着された弁体４２の先端が着座することにより、ドレーン通路９が遮断されるようにしてある。

また、弁体４２をバルブケース４４に対して緩めていくと、弁体４２の先端が弁座４１から離座してドレーン通路９を開放することが可能である。

したがって、この変形例にあっては、止め弁１１を少ない部品点数で構成することができ、さらに、その加工も簡易であるので、シリンダ装置を低コスト化、省スペース化することが可能である。

以上で、本発明の実施の形態についての説明を終えるが、本発明の範囲は図示されまたは説明された詳細そのものには限定されないことは勿論である。

一実施の形態におけるシリンダ装置の回路図である。一実施の形態におけるシリンダ装置の止め弁の拡大断面図である。一実施の形態の変形例におけるシリンダ装置の止め弁の拡大断面図である。従来のシリンダ装置の回路図である。

符号の説明

１シリンダ
２シリンダ回路
４アキュムレータ
６バイパス路
７低圧優先シャトル弁
８ａ，８ｂ，８ｃ，ａ，ｂポート
９ドレーン通路
１０液圧源たる双方向吐出ポンプ
１１，１３止め弁
１２給排通路
２１，４４バルブケース
２１ａケース本体
２１ｂ連繋部材
２１ｃ孔
２１ｄ，４３螺子孔
２１ｅ切欠
２２，４１弁座
２３，４２弁体
２３ａ弁体本体
２３ｂロッド部
２３ｃテーパ部
２３ｄ孔
２４付勢手段たる付勢バネ
３０螺子部材
３１螺子部
３２鍔部
４０Ｏリング
Ｃシリンダ本体
Ｍモータ
Ｐピストン
Ｒロッド
Ｒ１，Ｒ２圧力室
Ｓシリンダ装置

Claims

液圧回路中に設けられたアキュムレータを備えた液圧機器において、液圧回路とアキュムレータとの間にアキュムレータ内の液体の流出を阻止する止め弁を設けたことを特徴とする液圧機器。
シリンダと、シリンダ内に形成された２つの圧力室を連通するシリンダ回路を介して上記２つの圧力室に選択的に液圧を供給する液圧源と、上記２つの圧力室を連通しシリンダ回路に対し並列に設られたバイパス路と、バイパス路の途中に設けた低圧優先形シャトル弁と、上記低圧優先形シャトル弁の出口端にドレーン通路を介して接続されるアキュムレータと、を具備したシリンダ装置において、ドレーン通路の途中にアキュムレータ内の液体の流出を阻止する止め弁を設けたことを特徴とするシリンダ装置。
止め弁が、ドレーン通路の途中に設けた弁座と、弁座に着座する弁体と、弁体を弁座に着座する方向に付勢する付勢手段と、弁体を弁座から離座する状態に固定する固定手段とで構成されることを特徴とする請求項２に記載のシリンダ装置。
止め弁が、アキュムレータの出口端とドレーン通路とを連通する中空なバルブケースと、当該バルブケース内に設けた環状弁座と、当該環状弁座に離着座する弁体と、弁体を弁座に着座する方向に付勢する付勢手段と、弁体を弁座から離座する状態に固定する固定手段とで構成されることを特徴とする請求項２に記載のシリンダ装置。
止め弁が、ドレーン通路の途中に設けた弁座と、先端が弁座に離着座し側部に螺子部を備えた弁体とを備え、ドレーン通路の途中に設けた螺子孔に上記弁体を螺着されることを特徴とする請求項２に記載のシリンダ装置。
固定手段が、バルブケースに設けた螺子孔と、螺子孔に螺着される螺子部材であることを特徴とする請求項３または４に記載のシリンダ装置。
螺子部材が螺子部から延設される鍔部を備え、当該鍔部と螺子孔の開口端部との間にＯリングが介装され、弁体が弁座に着座した状態でＯリングが上記鍔と上記螺子孔の開口端部により圧縮状態に保たれることを特徴とする請求項６に記載のシリンダ装置。