JP2007064237A - 一体形油圧シリンダ - Google Patents

Abstract

【課題】一体形油圧シリンダ全体としてコンパクトであり、かつ部品工数を少なくすることができる。
【解決手段】電動機（１）と、電動機（１）に直結に接続され駆動する油圧ポンプ（２）と、油圧ポンプ（２）からの吐出圧により伸縮する油圧シリンダ（６）と、油圧シリンダ（６）のヘッドカバー（９）に設置した制御弁（１４）を備え、油圧ポンプ（２）の外周部にタンク（４）を設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、電動機、油圧ポンプ、タンク、制御弁、及び油圧シリンダを一体化した一体形油圧シリンダに関する。

従来の一体形油圧シリンダとしては、特許文献１に記載されたものが知られている。この公報に記載された一体形油圧シリンダは、油圧シリンダの軸方向に対して鉛直方向に、油圧シリンダ、電動機、油圧ポンプ、タンク、及び制御弁を積み上げた構造をしている。

また、油圧シリンダの軸方向と同一方向の一体形油圧シリンダとして、特許文献２に記載されたものが知られている。

特開２００１−３１７５０７ 特開２００１−３０４２０５

しかしながら、鉛直方向へ積み上げた構造とすると、各々別体を積み上げただけなので、装置全体としてコンパクトさに欠ける。また、積み上げることにより、装置全体の重心の位置が、油圧シリンダの軸から離れた位置となってしまうため、装置の取り付け方によっては力のモーメントが大きくなる。

一方、軸方向と同一方向の（従来の）一体形油圧シリンダは、タンクが油圧シリンダの外周部に配置されているため、油圧シリンダの構造が複雑化してしまう。

そこで、本発明はこのような課題に鑑みなされたもので、装置全体としてコンパクトであり、かつ部品工数を少なくした一体形油圧シリンダを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の請求項１記載の油圧シリンダは、電動機と、前記電動機に直結に接続され駆動する油圧ポンプと、前記油圧ポンプからの吐出圧により伸縮する油圧シリンダと、前記油圧シリンダのヘッドカバーに設置した制御弁を備え、前記油圧ポンプの外周部にタンクを設けることを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の油圧シリンダのヘッドカバーとロッドカバーを接続する戻り流路が、配管であることを特徴とする。

本発明によれば、油圧ポンプの外周部にタンクを設けたので、各々別体として設けるよりは、装置全体としてコンパクトとなる。また、タンクは、油圧ポンプの外周部に筐体を設けるので、既存の油圧シリンダを使うことができ、油圧シリンダの構造を複雑化する必要もない。さらに、油圧ポンプの周りをタンクで覆うため、油圧ポンプから発する振動や音を低減できる。

請求項２記載の発明によれば、戻り流路を配管としたので、コンパクトとなるばかりでなく、油漏れを少なくすることができる。

以下、図面を用いて本発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明の実施形態による一体形油圧シリンダの概観図である。また、図２に油圧ポンプの一部断面図を示す。

電動機（１）は、シャフト（３）を介して油圧ポンプ（２）へ接続し、油圧ポンプ（２）を駆動させる。油圧ポンプ（２）は、油を吐出口（１５）から吐出し、吸入口（１６）より吸入する。この例では、油圧ポンプ（２）としてピストンポンプを用いたが、他のポンプ、例えばベーンポンプを用いてもよい。

油圧ポンプ（２）の外周部には、筒状の筐体（４）を取り付けている。そして、油圧ポンプ（２）と筒状の筐体（４）に挟まれた空間をタンク（５）とする。この例では、油圧ポンプ（２）を包み込むようにタンク（５）を形成したが、油圧ポンプの外周部の空き空間を利用でき、パッキン等でシールドさえできれば、形状、大きさはどんなものでもよい。また、密封タイプとしても可能であるし、エアブリーザを取り付け空気の出入りが行えるようにしてもよい。

図３は、油圧シリンダ（６）の断面図である。油圧シリンダ（６）内部には、内部を２つに仕切りかつ移動可能なピストン（７）が設けられている。ピストン（７）の中央部にはロッド（８）が取り付けられており、ピストンと一緒に移動する。

ピストン（７）により、油圧シリンダ（６）内部は、ヘッド側油圧室（１２）とロッド側油圧室（１３）に分かれる。また、ヘッド側油圧室（１２）とロッド側油圧室（１３）との油の行き来は、（図３には図示されない）戻り流路（１１）を通して行われる。

戻り流路（１１）は、ヘッドカバー（９）とロッドカバー（１０）に接続されている。この例で、戻り流路（１１）は配管を使っている。また、ここでは戻り流路（１１）は、油圧シリンダ（６）を支える４本の支柱（２３）とは別に設けたが、４本の支柱（２３）のうち１本を戻り流路（１１）としてもよい。そうすることにより、さらに部品点数を少なくすることができる。

ヘッドカバー（９）には、制御弁（１４）が設置されている。油圧ポンプ（２）から吐出された油は、ヘッドカバー（９）を経由して、一旦、制御弁（１４）へ流れる。また、戻り流路（１１）からの油も、ヘッドカバー（９）を経由して、一旦、制御弁（１４）へ流れる。このように、油の流れを一極集中して、制御弁（１４）に集めたことで、複雑な動作を実現させたいときは、制御弁（１４）の置き換え・増設のみ等で実現することができる。

例えば、（後述する）差動回路や保持回路を実現するためには、所定の制御弁（１４）を増設すればよい。すなわち、その他の構造を変更する必要はなく、制御弁（１４）の取付けのみで、複雑な油圧回路を構成することができる。

次に、ロッド伸縮時の油の流れを説明する。図４は、ロッドが前進する（伸びる）際の様子であり、図５はロッドが後退する（縮む）際の様子である。なお、油の流れを分かりやすくするため、戻り流路（１１）を、便宜上、油圧シリンダ（６）の下方に表した。

ロッド（８）を前進させる場合、制御弁（１４）の切換により、吐出側流路（１７）とヘッド側流路（１９）を接続するとともに、吸入側流路（１８）とロッド側流路（２０）を接続する。吐出口（１５）から吐出された圧油は、吐出側流路（１７）を通り、制御弁（１４）を経由して、ヘッド側流路（１９）へ、さらにヘッド側油圧室（１２）へと流れ込む。圧油は、ピストン（７）を押すことにより、ロッド（８）が（図４では）左側へ移動する。それに伴って、ロッド側油圧室（１３）にあった油が、ロッドカバー（１０）、戻り流路（１１）、ロッド側流路（２０）、制御弁（１４）の順番で進み、吸入側流路（１８）を通って、タンク（５）へと流れる。

一方、ロッド（８）を後退させる場合、制御弁（１４）の切換により、吐出側流路（１７）とロッド側流路（２０）を接続するとともに、吸入側流路（１８）とヘッド側流路（１９）を接続する。吐出口（１５）から吐出された圧油は、吐出側流路（１７）を通り、制御弁（１４）を経由して、ロッド側流路（２０）へ、さらに戻り流路（１１）を経て、ロッド側油圧室（１３）へと流れる。圧油は、ピストン（７）を押すことにより、ロッド（８）が（図５では）右側へ移動する。それに伴って、ヘッド側油圧室（１２）にあった油は、ヘッド側流路（１９）、制御弁（１４）を経て、吸入側流路（１８）を通って、タンク（５）へ流れる。

図６と図７は、本発明の他の実施形態である。図６は増速回路（差動回路）と呼ばれる回路で、戻り流路（１１）からの油をタンク（５）を通さず、ヘッド側油圧室（１２）へ流す。すなわち、ロッド側油圧室（１３）とヘッド側油圧室（１２）を直接結ぶことにより、ロッド（８）の前進速度を速くすることができる。図７はロッド（８）の位置を正確に保持する保持回路である。逆止弁を、ヘッド側流路（１９）とロッド側流路（２０）各々に挿入する。これらを実現させるためには、所定の制御弁（１４）をヘッドカバー（９）へ設置すればよい。

図８は本発明の他の実施形態であり、図９はその油圧回路である。ロッド（８）内部をくり貫き、ロッド内部油圧室（２１）を作製する。また、ヘッドカバー（９）には、ヘッドカバー突起部（２２）を設ける。ロッド内部油圧室（２１）には、ヘッドカバー突起部（２２）が挿入され、スムーズにロッドが移動できる構造をしている。ヘッドカバー突起部（２２）には、へッド側流路（１９）がヘッドカバー（９）から延長されている。このような構造のロッド（８）を用いると、さらに前進速度を速くすることができるばかりでなく、圧力制御も可能である。

増速回路を形成する場合は、ヘッド側油圧室（１２）とロッド側油圧室（１３）を各々タンク（５）へ接続するとともに、油圧ポンプ（２）から吐出される油をロッド内部油圧室（２１）へ導く。そうすることにより、ロッド（８）が速く前進する。

また、ロッド（８）を圧力制御する場合は、ロッド側油圧室（１３）のみタンク（５）へ接続し、油圧ポンプ（２）からの圧油を、ヘッド側油圧室（１２）とロッド内部油圧室（２１）へ各々導く。そうすることにより、ロッド（８）は強い力で押し進むことができる。

以上の各実施形態によれば、装置全体がコンパクトとなるため、一体形油圧シリンダの取付け自由度が増す。また、油漏れの少ない構造なので、メンテナンスの手間も少なくて済む。

本発明の概観図である。 油圧ポンプとタンクを表す断面図である。 油圧シリンダの断面図である。 油の流れを説明する図（ロッド前進時）である。 油の流れを説明する図（ロッド後退時）である。 本発明の他の実施形態を示す油圧回路（増速回路）である。 本発明の他の実施形態を示す油圧回路（保持回路）である。 増速回路と圧力制御を実現した本発明の他の実施形態である。 増速回路と圧力制御を実現した本発明の他の実施形態を示す油圧回路である。

符号の説明

１ 電動機
２ 油圧ポンプ
３ シャフト
４ 筒状の筐体
５ タンク
６ 油圧シリンダ
７ ピストン
８ ロッド
９ ヘッドカバー
１０ ロッドカバー
１１ 戻り流路
１２ ヘッド側油圧室
１３ ロッド側油圧室
１４ 制御弁
１５ 吐出口
１６ 吸入口
１７ 吐出側流路
１８ 吸入側流路
１９ ヘッド側流路
２０ ロッド側流路
２１ ロッド内部油圧室
２２ ヘッドカバー突起部
２３ 支柱

Claims (2)

1. 電動機と、
   前記電動機に直結に接続され駆動する油圧ポンプと、
   前記油圧ポンプからの吐出圧により伸縮する油圧シリンダと、
   前記油圧シリンダのヘッドカバーに設置した制御弁を備え、
   前記油圧ポンプの外周部にタンクを設けることを特徴とする一体形油圧シリンダ。
2. 前記油圧シリンダのヘッドカバーとロッドカバーを接続する戻り流路は、配管であることを特徴とする請求項１記載の一体形油圧シリンダ。

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