JP2006283859A - 油圧シリンダ - Google Patents

Abstract

【課題】 ピストンロッド内に配設したアキュムレータのガス室容積を変更することができる油圧シリンダを提供する。
【解決手段】 ピストンロッド４内にアキュムレータ用ピストン１３で画成するガス室３１と油室３２とを形成する。油室３２は、アキュムポート２３を介してシリンダ室５ａと連通している。ガス室３１の容積は、ガス室３１内に配設した中子１４の容積によって調整することができる。ガス室３１内には、中子１４に形成した貫通孔１４ｂ、連結部材１５に形成した通路１５ａを介して外部からガスを充填することができる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ピストンロッド内にアキュムレータを配設した油圧シリンダに関するものである。

従来から、例えば、油圧ショベル等の各種土木建設機械において、バケット等の作業機を駆動するために油圧シリンダが使用されている。油圧シリンダは、シリンダ内を往復摺動するピストンロッドを備えており、ピストンロッドの一端にはシリンダ内に嵌挿されたピストンが固定されている。ピストンによりシリンダ内は、２つのシリンダ室に画成されている。

シリンダ室に圧油を供給又はシリンダ室から圧油を排出することで、ピストンロッドに対して伸縮動作を行わせることができる。ピストンロッドに対する伸縮動作によって、ピストンロッドの先端又はシリンダのボトム側に連接されたバケット等の作業機を駆動操作することができる。

作業機の動きを制御するため、シリンダ室への圧油の供給又はシリンダ室からの圧油の排出を停止させ、ピストンロッドの直線摺動を一時的に停止させる場合がある。また、ピストンをシリンダボトム等に衝突させてピストンの摺動を急停止させる場合等がある。これらの場合において、ピストンの摺動を急停止させると、シリンダ室内の圧油がピストンの慣性力によって圧縮されてしまうことになる。このとき、圧油は非圧縮性の流体であるため、シリンダ室内には油圧ピークが発生する。

油圧ピークとなったシリンダ室の油圧によって、ピストンの摺動は急停止することになる。しかし、油圧ピークの発生によってシリンダそのものに対して大きな衝撃が発生する。この衝撃が、油圧シリンダやピストンロッドに連接されている作業機等に伝達され、激しい振動や騒音を発生させる。

これを緩和するためには、アキュムレータを用いることが有効であるが、アキュムレータを設置するには場積が必要となる。また、アキュムレータを外部に配設した場合には、アキュムレータと油圧シリンダとを結ぶ配管の長さ等によって、アキュムレータとしての応答性が低下してしまう問題があった。これらの問題を解決するため、油圧シリンダ内にアキュムレータを配設したものが提案されている。

油圧シリンダ内にアキュムレータを配設したものとしては、シリンダ装置（特許文献１参照。）などが提案されている。また、ピストンロッド内にアキュムレータを配設したものとしては、アキュムレータシリンダ（特許文献２参照。）などが提案されている。

特許文献１に記載されたシリンダ装置は、本願発明における従来例１として図１１にその断面図を示している。図１１に示すように、シリンダ装置５０のシリンダ本体５１内には、ピストン５２が摺動自在に嵌合している。ピストン５２の片面にはピストンロッド５３が一体に設けられている。

ピストンロッド５３は、シリンダ本体５１の一端より外部へ突出しており、ピストンロッド先端には図示せぬアイドラ等が連結されている。アイドラ等に加わった外力は、ピストンロッド５３によって受けることができる。

シリンダ本体５１内は、ピストン５２によって第１の油室５４ａと第２の油室５４ｂとに画成されている。第１の油室５４ａはシリンダ本体に形成したポート５５により油圧回路と接続している。また、第２の油室５４ｂはシリンダ本体に形成したポート５８により油圧回路と接続している。第１の油室５４ａ及び第２の油室５４ｂには、非圧縮性流体の圧油を供給することができる。

第２の油室５４ｂの左側には、圧縮性の気体が充填された気室５６が形成されている。第２の油室５４ｂと気室５６との間は、ダイヤフラム５７によって画成されている。ダイヤフラム５７と気室５６とによってアキュムレータ機能が構成されている。ポート５５、５８に接続した油圧回路の切換弁等を制御することで、第１の油室５４ａと第２の油室５４ｂとに対して圧油を給排制御することができ、ピストン５２の前後進、位置決め停止を行うことができる。

ロッド５３が保持位置にあるとき、第１の油室５４ａ内の油圧が気室５６内の圧力よりも低下したとする。このとき、気室５６内の圧力によってダイヤフラム５７を第２の油室５４ｂ側に変形させ、油室５４ｂ内の圧油を介してピストン５２を第１の油室５４ａを縮小する方向に移動させることができる。これにより、第１の油室５４ａ内の圧力低下を補償することができる。

また、ロッド５３に外力が加わったときには、第２の油室５４ｂ内の圧油を介してダイヤフラム５７を気室５６内で膨張させ、気室５６内の不活性ガスを圧縮しながらピストン５２を後退させることができる。これにより、ロッド５３に加わった外力を吸収することができる。

特許文献２に記載されたアキュムレータシリンダは、本願発明における従来例２として図１２にその断面図を示している。図１２に示すように、シリンダ６０内にピストンロッド７３が設けられている。ピストンロッド７３の一端には、空間６３が形成され、その先端にはピストン６２が形成されている。ピストン６２によって、シリンダ６０内は、２つのシリンダ室７４、７５とに画成されている。

シリンダ室７４は、ポート７０により図示せぬ油圧回路と接続し、シリンダ室７５は、ポート６９により図示せぬ油圧回路と接続している。シリンダ室７４又はシリンダ室７５に圧油を供給することで、ピストンロッド７３を伸縮駆動させることができる。

空間６３内には、バネ６８及びバネ６８により押圧されたアキュムレータ用ピストン６７が収納され、アキュムレータ用ピストン６７の一端部は、グランド６６に形成した圧油孔７２に摺動自在に嵌入している。グランド６６は、ピストンロッド７３と、前記空間６３の開口部に固定されたグランド押え６５によって支持固定されている。グランド６６に形成した圧油孔７２は、グランド押え６５に形成した通孔６４に連通している。また、空間６３は、圧油孔７１によりシリンダ室７４に連通している。

ピストンロッド７３が保持位置にあるときに、シリンダ室７５の圧力が低下したとしても、バネ６８の付勢力によってアキュムレータ用ピストン６７をシリンダ室７５側に移動させることができる。これにより、シリンダ室７５内の圧力低下を補償することができる。

ピストンロッド７３に対してシリンダ室７５を圧縮する方向に外力が加わった場合などでは、ピストン６２がシリンダ室７５を縮小する方向に急速に移動すると、シリンダ室７５の圧力が上昇する。このとき、グランド押え６５の通孔６４から高圧となった圧油がアキュムレータ用ピストン６７に作用し、バネ６８を圧縮させて外力による圧力上昇を吸収することができる。
特開２００３−３４３５１６号公報 特開昭４９−１０４０７５号公報

アキュムレータとしての容積及びアキュムレータ内に設定するガス圧は、アキュムレータを装着した油圧シリンダで駆動する作業機の用途に応じて最適に設定することが必要である。特に、アキュムレータの容積が最適な容積に設定されておらず、最適な容積よりも小さな容積であったときには、アキュムレータとしての機能が利かないものとなってしまう。また、アキュムレータの容積が最適な容積よりも大きな容積であったときには、生ぬるい利き方でしか機能せず、作業機による実際の作業が行えなくなってしまう。

特許文献１に記載されたシリンダ装置５０では、気室５６の容積は固定されているため、予め決めておいた作業機用のシリンダ装置５０にしか適用することができない。気室５６を備えたシリンダ装置を他の作業機用に使用したとしても、上述したような不具合を生じていた。また、気室５６の容積を変えるためには、気室の容積に応じた個々の加工が必要となる。しかも、気室の容積を最適な容積とする加工には、精密加工が要求され加工作業が困難になるとともに、コスト高を招くことになる。

特許文献２に記載されたアキュムレータシリンダにおいても、アキュムレータの容積を最適な容積とするためには、バネ６８のバネ力を調整するか、アキュムレータ用ピストン６７のストロークを変更しなければならない。しかし、バネ６８のバネ力を調整することやアキュムレータ用ピストン６７のストロークを変更することは、極めて困難な作業である。

アキュムレータの容積を変更するためには、バネ力が異なる複数種類のバネを用意しておかなければならず、また、アキュムレータ用ピストン６７のヘッド部の肉厚を異ならせた複数のアキュムレータ用ピストンを用意しておかなければならなかった。しかし、バネやアキュムレータ用ピストンを複数用意しておくことは、コスト上昇を招いてしまうことになる。

本願発明では、これらの問題点を解決し、簡単な構成によりピストンロッド内に配設したアキュムレータの容積を変更することができる油圧シリンダを提供することにある。

本願発明の課題は、請求項１〜５に記載された各発明により達成することができる。
即ち、本願発明では請求項１に記載したように、ピストンロッド内にアキュムレータを配設した油圧シリンダにおいて、前記ピストンロッド内に調整部材を配設し、前記調整部材による容積により、前記アキュムレータのガス室容積を調整してなることを最も主要な特徴となしている。

また、請求項２〜５に記載したように、調整部材の配設部位と調整部材の構成を特定したことを主要な特徴となしている。

本願発明では、ピストンロッド内に配設した調整部材の容積によって、ピストンロッド内に配設したアキュムレータのガス室容積を自在に調整することができる。これにより、ピストンロッド内に配設する調整部材の容積を変えるだけで、油圧シリンダの用途に応じてそれぞれ最適なガス室容積にすることができる。しかも、高性能なアキュムレータ付きの油圧シリンダを提供することができる。

ピストンロッド内に配設する調整部材としては、ピストンロッド内のガス室又は油室のいずれにも配設することができる。ガス室に調整部材を配設した場合には、ピストンロッド内をガス室と油室とに画成するアキュムレータ用ピストンと調整部材との間でガス室容積を調整することができる。また、油室に調整部材を配設した場合には、アキュムレータ用ピストンのストローク量を変更させることでガス室容積を調整することができる。

調整部材としては、容積固定の部材から構成することも、容積可変の部材から構成することもできる。容積固定の部材から調整部材を構成する場合には、例えば、中子のようにピストンロッド内に配設することができる部材を用いることができる。中子としての長さ、径等を変更することで容易に、しかも正確にガス室容積を最適容積となるように変更することができる。あるいは、長さが短い中子を複数用意しておき、油圧シリンダに応じた数だけ前記長さが短い中子をピストンロッド内に配設することで、ガス室容積を容易に最適容積となるように変更することができる。複数の中子を用いた場合には、各中子同士を連結固定しておくことが望ましい。

中子をピストンロッド内で摺動可能に嵌合した場合において、ピストンロッドを急速に停止させたときに発生する衝撃によってピストンロッドが振動したとしても、中子とピストンロッドとは両者の間での微小な隙間を介して微小な相対変位を生じさせることができる。この微小な相対変位は、中子とピストンロッドとの間における摩擦熱となって消費され、振動エネルギーを熱エネルギーとして消費することができる。これにより、ピストンロッドの振動を早期に減衰させることができ、振動騒音の発生を抑制することができる。

また、アキュムレータと油圧シリンダ内のシリンダ室とを結ぶアキュムポートを、油圧シリンダのピストン近傍に配設した場合には、前記ピストン付け根部分を支点としてピストンロッドに対して曲げ応力が作用する。これによって、アキュムポートには、応力集中が発生する。しかし、本願発明における調整部材としての中子を前記ピストン側に配設することで、アキュムポート付近での曲げ剛性を強くすることができ、ピストンロッドが破損する危険性を大幅に小さくすることができる。

容積可変の部材から調整部材を構成する場合には、例えば、風船のようにその中に注入する流体又は気体の量に応じて、その容積を自由に調整することができる部材を用いることができる。風船のような容量可変の部材に注入する流体又は気体としては、油等のように非圧縮性のものを用いることで、膨張させた風船等の容積を注入量に応じて容易に設定することができ望ましい形態となる。

また、調整部材として第２油室をピストンロッド内に構成することで、第２油室の容積を可変とすることができ、ガス室容積を最適の容積状態となるように自由に調整することができる。第２油室には、非圧縮性流体を充填しておくことができ、非圧縮性流体としては油圧シリンダに供給する圧油を用いることもできる。

風船のような容量可変の部材や第２油室をガス室内に配設した場合には、アキュムレータのガス室内にガスを充填させるガス流路を確保しておく必要がある。ガス流路としては、ピストンロッド内に形成することも、風船のような容量可変の部材内に配設しておくことも、更には第２油室内に配設しておくこともできる。

本発明の好適な実施の形態について、添付図面に基づいて以下において具体的に説明する。本願発明に係わる油圧シリンダの構成としては、以下で説明する形状、配置構成以外にも本願発明の課題を解決することができる形状、配置構成であれば、それらの形状、配置構成を採用することができるものである。このため、本発明は、以下に説明する実施例に限定されるものではなく、多様な変更が可能である。

図１には、本発明の実施形態に係わる油圧シリンダの断面図を示している。油圧シリンダ１は、シリンダチューブ２、ピストン３及びピストンロッド４を備えている。シリンダチューブ２の一端部には、ボルト３０によってシリンダヘッド６が固着され、他端部にはシリンダボトム７が溶着されている。

シリンダチューブ２の内部には、往復摺動自在のピストン３が配設され、ピストン３はシリンダヘッド６を貫通するピストンロッド４に固着されている。ヘッド側のシリンダ室５ａには、油路９を介して圧油を供給することができ、ボトム側のシリンダ室５ｂにシリンダボトム７に形成した油路８ａ、８ｂを介して圧油を供給することができる。

ピストンロッド４内は中空に形成されており、一端部の外周側にはピストン３が固着され、内周側には抜け止め部材１１が配設されている。ピストンロッド４の他端部には、連結部材１５が着脱自在に固定されている。ピストンロッド４内はアキュムレータ用ピストン１３が摺動自在に配設され、アキュムレータ用ピストン１３によってガス室３１と油室３２とに画成されている。油室３２はピストンロッド４のピストン側に形成したアキュムポート２３を介してシリンダ室５ａと連通している。

ガス室３１内には、調整部材としての中子１４が配設されている。中子１４はピストンロッド４の内周面との間に微小な隙間を介して嵌合している。中子１４をピストンロッド４に対して圧入することもできるが、中子１４をピストンロッド４に対して着脱自在に配設しておくことが、中子１４の長さ等を調整する上からも望ましい。

中子１４は、中子１４の一端部に形成したフランジ部１４ａを介してピストンロッド４の端部と連結部材１５との間で挟持されている。ピストンロッド４の端部と連結部材１５との間でフランジ部１４ａは、ピストン軸方向に微小な距離移動することができるように挟持されている。中子１４は、その軸方向に貫通孔１４ｂが形成されている。同貫通孔１４ｂを介して連結部１５に形成した通路１５ａとガス室３１とを連通することができる。通路１５ａの端部に設けたニップル１５ｂを介して、外部からガス室３１に充填するガスを供給することができる。中子１４の容積は、中子１４の長さや外周径を変えることによって変更することができる。また、中子１４に形成した貫通孔１４ｂの孔径を変えることによっても変更することができる。

次に、図１を用いて、アキュムレータ１２の作動について説明する。図１に示すように、ピストン３はシリンダボトム７側のストロークエンドにあるものとする。油路８ａから圧油が供給されると、供給された圧油によってピストン３の端面が受圧面となって押圧される。ピストン３の端面での受圧面積を確保するため、ピストン３の端面に十字溝を形成しておくこともできる。

油路８ａから供給された圧油によって、ピストン３はシリンダヘッド６に摺動し、シリンダロッド４を伸張させることができる。これにより、連結部１５に形成した連結孔３４ａとシリンダボトム７に形成した連結孔３４ｂとの間隔を広げることができる。尚、一対の連結孔３４ａ、３４ｂのうち一方の連結孔は、図示せぬ作業機等に連結し,他方の連結孔はブーム等の支持部材に連結されている。このため、一対の連結孔３４ａ、３４ｂの間隔を広げたり、狭めたりすることで作業機等を作動させることができる。

油路８ａから供給された圧油によるピストン３の摺動中に、急にピストン３の摺動を停止させたり、ピストン３をシリンダヘッド６に衝突させたりすると、シリンダ室５ａ内の圧力は高圧となってしまう。即ち、油路８ａから供給している圧油の供給停止などを行ってピストン３の摺動を停止させようとしても、ピストン３やピストンロッド４の慣性力によってピストン３はシリンダ室５ａを縮小させる方向に摺動しようとする。このため、シリンダ室５ａ内の圧力は、急激に上昇して高圧となってしまうのである。

シリンダ室５ａの圧力が上昇し、上昇した圧力がガス室３１の圧力よりも高くなると、圧力が上昇した圧油は、アキュムポート２３からアキュムレータ１２の油室３２に導入される。油室３２に導入された圧油によって、ガス室３１を縮小する方向にアキュムレータ用ピストン１３を摺動させる。これにより、シリンダ室５ａにおける圧力上昇が、アキュムレータ１２におけるガス室３１の圧力を上昇させることで吸収することができる。

アキュムレータ１２のガス室３１で吸収することのできるシリンダ室５ａでの圧力上昇分は、ガス室３１の容積及びガス室３１に充填しておいたガス圧によって設定されることになる。本願発明では、ガス室３１の容積をアキュムレータ１２のガス室３１内に配設した中子１４の容積によって調整することができるので、ガス室３１に充填するガス圧とともに油圧シリンダ１にとって最適の状態にしておくことができる。

ピストン３を停止させた状態からピストン３をシリンダボトム７側に摺動させるときには、油路９からの圧油とともにアキュムレータ１２のアキュムポート２３から排出される圧油によってピストン３を摺動させることができる。このとき、ガス室３１内のガス圧によって、アキュムレータ用ピストン１３は、ガス室３１の容積が予め設定された容積に復帰する位置まで、油室３２の容積を縮小する方向に摺動する。

図１では、ピストン３の摺動に対してクッション作用を与えるプランジャ１０を、配設していない構成となっている。しかし、図２に示すように、ピストン３のシリンダボトム７側に、ピストン３の中心からピストン軸方向に延設してプランジャ１０を配設することもできる。

プランジャ１０は、シリンダボトム７に開口する油路８ｂ内に挿入、挿出自在に係合することができる。油路９から圧油が供給されて、ピストン３がシリンダボトム７側に摺動すると、ピストン３のストロークエンドにおいて、プランジャ１０は油路８ｂ内に挿入されることになる。これにより、シリンダ室５ｂから油路８ｂを介して外部に流出する圧油の流量を絞ることができ、ピストン３の摺動に対してクッション作用を与えることができる。

また、図１に示した油圧シリンダ１では、ピストン３がシリンダヘッド６側に摺動しているときに、ピストン３の摺動停止に伴うシリンダ室５ａの圧力上昇をアキュムレータ１２によって吸収する構成を示している。アキュムレータの構成としては、図３に示すようなアキュムレータ１２’の構成とすることもできる。

図３に示すアキュムレータ１２’では、プランジャ１０をピストン端面に配設する代わりに、ピストン端面にはアキュムポート２３を形成している。アキュムポート２３をピストン端面に形成したため、図１のようにピストンロッド４にはアキュムポートを形成していない。アキュムポート２３は、抜け止め部材１１に形成した油路１１ａを介して油室３２に連通する構成となっている。

尚、図３では、プランジャ１０を配設していないが、図２のようにプランジャ１０を配設しておくこともできる。その場合には、アキュムポート２３をプランジャ１０の外周側におけるピストン端面に形成した十字溝と連通するように形成しておくことができる。アキュムポート２３の形成数としては、少なくとも１つ以上形成しておくことができる。そして、アキュムポート２３と油室３２とを連通するように油路１１ａを抜け止め部材１１に形成しておくことができる。

上述の説明では、ピストン３をシリンダボトム７側のストロークエンドからシリンダヘッド６側に摺動開始させるときに、ピストン３の摺動を滑らかに行うようピストン３の端面に十字溝を形成しておくことができる旨説明を行った。ピストン３の端面に十字溝を形成する代わりに、シリンダボトム７におけるピストン３と対峙する面に、油路８ｂと連通する油溝を形成しておくこともできる。この場合、十字溝と連通するように形成したアキュムポート２３を、前記油路８ｂと連通した油溝と対峙するピストン３の部位に形成しておくことができる。

図３を用いて、アキュムレータ１２’の作動を説明する。油路９から供給された圧油によって、ピストン３はシリンダボトム７側に摺動する。ピストン３の摺動途中又はストロークエンドにおいて摺動が急速に停止したときには、シリンダ室５ｂ内の圧力は上昇して高圧になろうとする。

シリンダ室５ｂ内の圧力が、アキュムレータ１２’のガス室３１の圧力よりも高くなると、ガス室３１の容積を縮小するようにアキュムポート２３、油路１１ａを介してシリンダ室５ｂ内の圧油は、油室３２に導入される。これにより、シリンダ室５ｂの圧力上昇をアキュムレータ１２’によって吸収することができる。このように、シリンダ室５ａ又はシリンダ室５ｂにおける圧力上昇をアキュムレータ１２、１２’によって吸収することができる。

ピストン３の急速な摺動停止によって、ピストン３は高圧となったシリンダ室から反発を受け今までの摺動とは逆方向に摺動する。ピストン３が逆方向に戻ろうとすると今度はピストン３が戻ろうとする方向のシリンダ室の圧力が上昇してピストン３を押し戻そうとする。このピストン３の振動が、両シリンダ室の圧力が均衡するまで繰り返されることになる。ピストン３の振動によって、ピストンロッド４も振動する。

ピストンロッド４の振動によって、中子１４とピストンロッド４とは両者の間での微小な隙間を介して微小な相対変位を生じることになる。特に、本願発明においては、ガス室３１の容積を調整する中子１４が、そのフランジ部１４ａを連結部材１５とピストンロッド４の端部との間で多少の隙間を介して保持されている。

このため、中子１４とピストンロッド４との間で微小な相対変位が生じやすくなり、ピストンロッド４の振動は、中子１４とピストンロッド４との間における摩擦熱として消費することができる。したがって、ピストンロッド４による振動エネルギーは、熱エネルギーとして消費され、ピストンロッド４の振動を早期に減衰させることができる。振動を早期に減衰させることによって、振動騒音の発生を抑制することができる。

中子１４が連結部材１５とピストンロッド４の端部との間で多少の隙間を介して保持されている構成を説明したが、中子１４を連結部材１５とピストンロッド４の端部との間でピストン軸方向に移動不能に保持しておくこともできる。

図４〜図５は、本願発明に係わる他の実施形態を示す断面図である。図４、図５では、各部材の構成を説明し易くするため、各部材の配置関係を誇張して模式的に示している。このため、一部の構成は省略して示している。実施例２では、中子１８、１７ｂのピストンロッド４内での配設構成を特徴としている。他の構成は実施例１における構成と同様の構成を用いることができる。このため、実施例１と同様の構成については、実施例１において用いた部材符号と同じ部材符号を用いることでその説明を省略する。

図４では、中子１８は、連結部材１５から延設された支持片１５ｃによってピストン軸方向への微小な移動を許容された状態で支持されている。これにより、中子１８のピストンロッド４内への挿入、取り外しを容易に行うことができる。また、中子１８とピストンロッド４との間で相対変位を生じさせることができるので、ピストンロッド４に発生した振動を、中子１８とピストンロッド４との間での摩擦熱により早期に減衰させることができる。

図５は、中子１７ｂをアキュムレータ１２の油室３２側に配設した例を示している。中子１７ｂは、油圧シリンダのピストン１７に固定されている。図６には、ピストン１７に固定された中子１７ｂの構成を斜視図として示している。中子１７ｂには、アキュムポート２３と油室３２とを連通する油溝１７ａが形成されている。これによって、シリンダ室と油室３２とは、アキュムポート２３及び油溝１７ａとによって連通している。

中子１７ｂは、ピストン１７に一体的に形成することも、ピストン１７とは別体にて構成し、ピストン１７に対して着脱自在に取り付けることもできる。中子１７ｂの容積によって、ガス室３１の容積を調整することが容易に行える。

また、図５に示すように、中子１７ｂをアキュムポート２３側に配設しておくことにより、ピストンロッド４の伸張時にピストンロッド４とシリンダチューブ（図５では図示せず。）との間に曲げモーメントが作用したとしても、中子１７ｂによってアキュムポート２３での応力集中が発生するのを防止することができる。

図７〜図１０は、本願発明に係わる別の実施形態を示す断面図である。図７〜図１０では、各部材の構成を説明し易くするため、各部材の配置関係を誇張して模式的に示している。このため、一部の構成は省略して示している。実施例３では、ガス室３１の容積を調整する調整部材として、容積を可変とした調整部材を用いていることを特徴としている。他の構成は、実施例１及び実施例２における構成と同様の構成を用いることができる。このため、実施例１及び実施例２と同様の構成については、実施例１及び実施例２において用いた部材符号と同じ部材符号を用いることでその説明を省略する。

図７では、ガス室３１内に容積を可変とする風船２０を配設している。実線の状態が風船２０を膨らませた状態を示し、点線の状態が風船２０を萎ませた状態を示している。風船用充填ポート２１から媒体を供給することで、風船２０がガス室３１内で所望の容積を占めるよう膨らませることができる。風船２０内に充填する媒体としては、ガス等の圧縮性のものを用いることもできるが、風船２０の容積を注入量によって任意に調整することのできる非圧縮性の油等を用いることが望ましい。

風船２０内には、ガス室３１にガスを充填させるための管路２２が配設されている。管路２２の一端におけるアキュムレータ用ガス充填ポート２２ａからガス室３１内にガスを充填することができる。管路２２は、風船２０に配設する代わりに、風船２０とピストンロッド４との隙間に配設することも、ピストンロッド４の内周面においてピストン軸方向に沿った通気溝として形成しておくこともできる。

図８では、ガス室３１内に容積を可変とする第２油室２５を配設している。第２油室２５は第２油室用ピストン２６によって画成された油室として構成されている。第２油室用ピストン２６の周囲は、ピストンシール２６ａによってシールされている。また、第２油室２５内には、ガス室３１にガスを供給する伸縮自在なチューブ２７が配設されている。

第２油室２５内にはポート２８から油を供給することができ、供給した油の量によって第２油室２５の容積、即ち、ガス室３１の容積を調整することができる。ガス室３１には、ポート２９から伸縮自在なチューブ２７を介してガスを充填することができる。このため、第２油室２５の容積が変更されても、第２油室２５の容積変化に伴ってチューブ２７が伸縮するので、ガス室３１とポート２９とは、常に連通させておくことができる。ポート２９には、自動閉止弁等のニップルを設けておくことができる。

図８で示したチューブ２７を用いる代わりに、図９に示すようにアキュムレータ用ガス充填ポート２９に連通したピストンロッド４内の流路２９ａの端部に、ガス充填用の管路３３を取り付けることもできる。管路３３を案内路として、第２油室用ピストン２６を摺動可能に配設することができる。第２油室用ピストン２６とピストンロッド４の内周面との間及び第２油室用ピストン２６と管路３３との間は、ピストンシール２６ａ、２６ｂによってシールされている。

図８、図９では、第２油室２５をガス室３１に配設した例を示しているが、図１０に示すようにアキュムレータの油室３２内に第２油室４０を形成することもできる。第２油室４０は、油圧用ピストン３６によりアキュムレータの油室３２と画成されて形成することができる。油圧用ピストン３６は、中心軸回りに凹部を形成したコップ状の形状を有している。これは、油圧用ピストン３６の質量を軽減することで摺動性を高めるものである。油圧用ピストン３６に凹部を形成せずに、中実形状の油圧用ピストンとして構成することもできる。

油圧用ピストン３６とピストンロッド４の端部に固着した面板３７との間にはバネ４１が配設されている。バネ４１により、油圧用ピストン３６は面板３７側に付勢されている。面板３７は、螺合等の固着手段によりピストンロッド４の端部に固着している。

バネ４１は、第２油室４０内に充填された圧油の量が減少したとき、油圧用ピストン３６を面板３７側に戻す作用を行っている。しかし、油室４０内の圧油の量が減少したとき、アキュムレータ１２の油室３２の油圧によって油圧用ピストン３６は、面板３７側に戻ることができる。このため、バネ４１を配設することは必ずしも必要なものではない。バネ４１を配設しないときには、面板３７を配設することは必ずしも必要としない。

油圧用ピストン３６の外周面の一部には、アキュムポート２３と油室３２とを連通する油溝３６ａが形成されている。油溝３６ａは、油圧用ピストン３６の軸方向と平行に形成されている。これによって、油圧用ピストン３６がシリンダヘッド側に移動しても、シリンダチューブ２の油室５ａと油室３２とは、アキュムポート２３及び油溝３６ａとによって連通することができる。

また、油圧用ピストン３６の端面に油溝３６ａと連通する十字状等の油溝３６ｂを形成しておくこともできる。油溝３６ｂによって、アキュムレータ用ピストン１３が油圧用ピストン３６に密接した状態となっても、シリンダチューブ２の油室５ａからの圧油によってアキュムレータ用ピストンをシリンダへッド側に押圧摺動させることができる。

ピストンロッド４の面板３７側近傍には、油室４０内に油を充填するための孔が形成されている。同孔は、ピストンロッド４に配設した自動開閉弁３８により封止されている。自動開閉弁３８はピストン３に形成した孔４４側に開放され、ピストンロッド４のストロークエンドにおいて、シリンダチューブ２に配設したニップル３９と対峙する位置にくることができる。

ニップル３９を取外して、図示せぬ圧油供給ノズルを自動開閉弁３８に接続させることで、油室４０内に圧油を充填することができ、油室４０の容積を自由に変更することができる。ニップル３９を閉めると、自動開閉弁３８はピストン３内に位置されるので、ピストン３の摺動に影響を与えることがない。なお、図１０では、油圧用ピストン３６とピストンロッド４との間には、ピストン用シール４３が配設されている。

このように、本願発明では調整部材によって、アキュムレータのガス室の容積を自由に調整することができ、しかも、ガス室の容積の調整を極めて簡単な構成により行うことができる。これによって、油圧シリンダに対応した最適のガス室容積を得ることができる。

本願発明は、油圧シリンダにおける衝撃を吸収するアキュムレータをピストンロッド内に配設することが求められている各種油圧シリンダに対して、本願発明の技術思想を適用することができる。

油圧シリンダの断面図である。（実施例１） 油圧シリンダの他の変形例を示す断面図である。（実施例１） 油圧シリンダの別の変形例を示す断面図である。（実施例１） 油圧シリンダの要部概略断面図である。（実施例２） 油圧シリンダの他の変形例を示す要部概略断面図である。（実施例２） 中子付きピストンの斜視図である。（実施例２） 油圧シリンダの要部概略断面図である。（実施例３） 油圧シリンダの他の変形例を示す要部概略断面図である。（実施例３） 油圧シリンダの別の変形例を示す要部概略断面図である。（実施例３） 油圧シリンダの更に別の変形例を示す要部概略断面図である。（実施例３） 油圧シリンダの断面図である。（従来例１） 油圧シリンダの断面図である。（従来例２）

符号の説明

１ ・・・油圧シリンダ、 ２ ・・・シリンダチューブ、 ３ ・・・ピストン、
４ ・・・ピストンロッド、 ６ ・・・シリンダヘッド、７ ・・・シリンダボトム、 １０ ・・・プランジャ、 １２、１２’ ・・・アキュムレータ、
１３ ・・・アキュムレータ用ピストン、 １４ ・・・中子、 １５ ・・・連結部材、 １５ｃ ・・・支持片、 １７ ・・・中子付きピストン、 １７ｂ ・・・中子、
１８ ・・・中子、 ２０ ・・・風船、 ２３ ・・・アキュムポート、
２５ ・・・第２油室、 ２６ ・・・第２油室用ピストン、 ２７ ・・・チューブ、
３１ ・・・ガス室、 ３２ ・・・油室、 ３３ ・・・管路、
３６ ・・・油圧用ピストン、 ３７ ・・・面板、 ４０ ・・・第２油室、
５０ ・・・シリンダ装置、 ５１ ・・・シリンダ本体、 ５２ ・・・ピストン、
５３ ・・・ピストンロッド、 ５６ ・・・気室、 ５７ ・・・ダイヤフラム、
６０ ・・・シリンダ、 ６２ ・・・ピストン、 ６３ ・・・空間、
６４ ・・・通孔、 ６６ ・・・グランド、 ６７ ・・・アキュムレータ用ピストン、 ６８ ・・・バネ、 ７３ ・・・ピストンロッド。

Claims (5)

1. ピストンロッド内にアキュムレータを配設した油圧シリンダにおいて、
   前記ピストンロッド内に調整部材を配設し、
   前記調整部材による容積により、前記アキュムレータのガス室容積を調整してなることを特徴とする油圧シリンダ。
2. 前記調整部材が、前記ピストンロッド内のガス室又は油室に配設されてなることを特徴とする請求項１記載の油圧シリンダ。
3. 前記調整部材が、容積固定の部材から構成されてなることを特徴とする請求項２記載の油圧シリンダ。
4. 前記調整部材が、容積可変の部材から構成されてなることを特徴とする請求項２記載の油圧シリンダ。
5. 前記調整部材が、容積可変の第２油室から構成されてなることを特徴とする請求項２記載の油圧シリンダ。
   
   

Images