JP2017089695A - 複数段流体圧シリンダ - Google Patents

Abstract

【課題】第１，第２ピストン部材を互いに独立に伸長側と退入側へ駆動可能な複数段流体圧シリンダを提供する。【解決手段】複数の流体圧シリンダを同心状に組み込んだ複数段流体圧シリンダ1は、シリンダ部材2と、シリンダ部材2内の第１シリンダ孔2cに摺動自在に装着され第１伸長用流体室5と第１退入用流体室6を形成する第１ピストン部材3と、第１ピストン部材3内の第２シリンダ孔17に摺動自在に装着され第２伸長用流体室7と第２退入用流体室8とを形成する第２ピストン部材4と、第１伸長用流体室5と第１退入用流体室6に夫々連通するように形成された第１伸長用流体通路9と第１退入用流体通路10と、第２伸長用流体室7と第２退入用流体室8に夫々連通するように且つ第１伸長用流体通路9と第１退入用流体通路10とは独立に形成された第２伸長用流体通路11と第２退入用流体通路12とを備えている。【選択図】図１

Description

本発明は、複数の流体圧シリンダを同心状に組み込んで夫々独立に作動可能にした複数段流体圧シリンダに関するものである。

クレーン等の伸縮ブームは、複数のブームをテレスコープ式に伸縮自在に構成し、これら複数のブームの内部に、複数段に伸縮可能な複動形テレスコピック油圧シリンダを組み込み、複動形テレスコピック油圧シリンダを伸縮させることで、複数のブームを伸縮させるように構成してある（例えば、特許文献１参照）。

複数段に伸縮可能な複動形テレスコピック油圧シリンダの一例について、図５（ａ）〜（ｄ）に基づいて説明する。このテレスコピック油圧シリンダ１００は、シリンダ部材１０１、第１ピストン部材１０２、第２ピストン部材１０３、シリンダ部材１０１内にこのシリンダ部材１０１と第１ピストン部材１０２とで形成された第１伸長用油室１０４及び第１退入用油室１０５、第１ピストン部材１０２内にこの第１ピストン部材１０２と第２ピストン部材１０３とで形成された第２伸長用油室１０６及び第２退入用油室１０７、第１ピストン部材１０２の第１ピストン部１０２ａから延びて第２ピストン部材１０３のピストン部１０３ａを摺動自在に貫通する油路形成管１０８、複数のポート１０９，１１０、連通油路１１１〜１１４等を備えている。

このテレスコピック油圧シリンダ１００においては、第１，第２伸長用油室１０４，１０６が連通し、第１，第２退入用油室１０５，１０７が連通しているため、伸長駆動させる際には、第１ピストン部材１０２の伸長動作に続いて第２ピストン部材１０３の伸長動作がなされ、退入駆動させる際には、第２ピストン部材１０３の退入動作に続いて第１ピストン部材１０２の退入動作がなされる。

特開２００９−８４０５４号公報

従来のテレスコピック油圧シリンダ１００においては、第１，第２伸長用油圧室１０４，１０６が連通し、第１，第２退入用油室１０５，１０７が連通しているため、第１，第２ピストン部材１０１，１０３を互いに独立に動作させることはできない。即ち、第１ピストン部材１０２を伸長又は退入状態に保持したまま、第２ピストン部材１０３のみを伸長又は退入させることはできず、第２ピストン部材１０３を伸長又は退入状態に保持したまま、第１ピストン部材１０２のみを伸長又は退入させることはできない。そのため、複動形テレスコピック油圧シリンダ１００の用途が限られ、汎用性の低いものであった。

本発明の目的は、上記に鑑み、第１，第２ピストン部材を互いに独立に伸長側と退入側へ駆動可能な複数段流体圧シリンダを提供することである。

請求項１の複数段流体圧シリンダは、複数の流体圧シリンダを同心状に組み込んだ複数段流体圧シリンダにおいて、シリンダ部材と、このシリンダ部材内の第１シリンダ孔に摺動自在に装着され且つシリンダ部材と協働して第１伸長用流体室と第１退入用流体室を形成する第１ピストン部材と、前記第１ピストン部材内の第２シリンダ孔に摺動自在に装着され且つ第１ピストン部材と協働して第２伸長用流体室と第２退入用流体室とを形成する第２ピストン部材と、前記第１伸長用流体室と第１退入用流体室に夫々連通するように形成された第１伸長用流体通路と第１退入用流体通路と、前記第２伸長用流体室と第２退入用流体室に夫々連通するように且つ前記第１伸長用流体通路と第１退入用流体通路とは独立に形成された第２伸長用流体通路と第２退入用流体通路とを備えたことを特徴としている。

この複数段流体圧シリンダにおいては、第１ピストン部材は第１伸長用流体室の流体圧を受圧して伸長側へ駆動され、また、第１退入用流体室の流体圧を受圧して退入側へ駆動される。同様に、第２ピストン部材は第２伸長用流体室の流体圧を受圧して伸長側へ駆動され、また、第２退入用流体室の流体圧を受圧して退入側へ駆動される。

請求項２の複数段流体圧シリンダは、請求項１の発明において、前記第１ピストン部材から第１伸長用流体室とシリンダ部材とを貫通してシリンダ部材外まで延びる通路形成用ロッド部を設け、前記第２伸長用流体通路と第２退入用流体通路を前記第１ピストン部材と通路形成用ロッド部とに形成したことを特徴としている。

前記課題解決手段の欄に記載の構成を有するため、本願発明は次の効果を奏する。
請求項１の発明によれば、第１伸長用流体通路から第１伸長用流体室に流体圧を給排可能であり、第１退入用流体通路から第１退入用流体室に流体圧を給排可能である。同様に、第２伸長用流体通路から第２伸長用流体室に流体圧を給排可能であり、第２退入用流体通路から第２退入用流体室に流体圧を給排可能である。そして、第２伸長用流体通路と第２退入用流体通路は、第１伸長用流体通路と第１退入用流体通路とは独立に形成されている。

それ故、第１，第２ピストン部材を、互いに独立に伸長側へ駆動したり、退入側へ駆動したりすることができる。そのため、この複数段流体圧シリンダにおいては、第１ピストン部材だけを伸長させたり、第２ピストン部材だけを伸長させたり、第１ピストン部材と第２ピストン部材の両方を伸長させたりすることができる。
その結果、この複数段流体圧シリンダは、汎用性に優れた流体圧シリンダとなる。

請求項２の発明によれば、第１ピストン部材に通路形成用ロッド部を設け、第２伸長用流体通路と第２退入用流体通路を前記第１ピストン部材と通路形成用ロッド部とに形成するため、第１，第２ピストン部材が伸長していく側とは反対側から第２伸長用流体通路と第２退入用流体通路に流体圧を供給／排出可能になる。

本発明の実施例に係る複数段流体圧シリンダ（第１，第２ピストン部材退入状態）の縦断面図である。 複数段流体圧シリンダ（第１ピストン部材伸長状態，第２ピストン部材退入状態）の縦断面図である。 複数段流体圧シリンダ（第１ピストン部材退入状態，第２ピストン部材伸長状態）の縦断面図である。 複数段流体圧シリンダ（第１，第２ピストン部材伸長状態）の縦断面図である。 従来のテレスコピック油圧シリンダの断面図であり、（ａ）は第１，第２ピストン部材退入状態の縦断面図、（ｂ）は第１ピストン部材伸長途中状態の縦断面図、（ｃ）は第１ピストン部材伸長完了で第２ピストン部材伸長途中状態の縦断面図、（ｄ）は第１，第２ピストン部材が伸長完了状態の縦断面図である。

本発明を実施するための形態について実施例に基づいて説明する。

本発明の実施例に係る複数段流体圧シリンダ１について説明する。
図１に示すように、この複数段流体圧シリンダ１は、複数の流体圧シリンダ1Ａ，１Ｂを同心状に組み込んだものである。

複数段流体圧シリンダ１は、シリンダ部材２と、第１ピストン部材３と、第２ピストン部材４と、シリンダ部材２と第１ピストン部材３とで形成された第１伸長用流体室５及び第１退入用流体室６と、第１ピストン部材２と第２ピストン部材４とで形成された第２伸長用流体室７及び第２退入用流体室８と、第１伸長用流体通路９と、第１退入用流体通路１０と、第２伸長用流体通路１１と、第２退入用流体通路１２等を備えている。
尚、シリンダ部材２と、第１，第２ピストン部材３，４と、第１，第２伸長用流体室５，７と、第１，第２退入用流体室６，８は、同心状に形成されている。

尚、第１流体圧シリンダ１Ａは、シリンダ部材２と、第１ピストン部材３と、第１伸長用流体室５及び第１退入用流体室６と、第１伸長用流体通路９及び第１退入用流体通路１０等で構成され、第２流体圧シリンダ１Ｂは、第１ピストン部材３と、第２ピストン部材４と、第２伸長用流体室７及び第２退入用流体室８と、第２伸長用流体通路１１及び第２退入用流体通路１２等で構成されている。

シリンダ部材２は、周壁部２ａと、この周壁部２ａの下端部を閉塞する端壁部２ｂとを有するカップ状の部材であり、内部に第１シリンダ孔２ｃが形成され、第１シリンダ孔２ｃの上端部に連なるロッド孔１３ａは、周壁部２ａの上端部分に内嵌状に螺合された段付き筒体１３に形成されている。端壁部２ｂの中央部の開口孔には段付き筒体１４が螺合され、この段付き筒体１４にロッド孔１４ａが形成されている。

第１ピストン部材３は、シリンダ部材２内の第１シリンダ孔２ｃに摺動自在に装着され且つシリンダ部材２と協働して第１伸長用流体室５と第１退入用流体室６を形成している。第１ピストン部材３はほぼカップ状に形成され、第１ピストン部材３は、第１シリンダ孔２ｃに流体密に摺動自在に装着されたピストン部３ａと、このピストン部３ａよりも小径で且つピストン部３ａから上方へ延び且つ段付き筒体１３のロッド孔１３ａを挿通してシリンダ部材２の外部まで延びるピストンロッド部３ｂとを有する。
第１伸長用流体室５は、第１シリンダ孔２ｃ内で端壁部２ｂとピストン部３ａの間に形成され、第１退入用流体室６は第１シリンダ孔２ｃ内でピストン部３ａと段付き筒体１３の間に形成されている。

第１ピストン部材３のピストン部３ａの下端中央部から第１伸長用流体室５とシリンダ部材２の端壁部２ｂを貫通して下方へ突出する通路形成用ロッド部１５が第１ピストン部材３に一体形成されている。

ピストン部３ａの外周部には第１伸長用流体室５と第１退入用流体室６間をシールするシール部材１６ａが装着されている。段付き筒体１３の内周部には、第１退入用流体室６から流体圧が漏れないようにシールするシール部材１６ｂが装着されている。通路形成用ロッド部１５は段付き筒体１４のロッド孔１４ａに流体密に摺動自在に挿入されてシリンダ部材２の下方まで突出している。段付き筒体１４の内周部には、第１伸長用流体室５から流体圧が漏れないようにシールするシール部材１４ｂが装着されている。

第１シリンダ孔２ｃ内において、ピストン部３ａの下側に第１伸長用流体室５が形成され、ピストン部３ａの上側に第１退入用流体室６が形成されている。第１伸長用流体室５に連通する第１伸長用流体通路９が端壁部２ｂに形成され、第１退入用流体室６に連通する第１退入用流体通路１０が端壁部２ｂと周壁部２ａに形成されている。第１伸長用流体通路９と第１退入用流体通路１０は、ホースや配管により流体圧供給源（図示略）に夫々接続される。

第１ピストン部材３の内部に第２シリンダ孔１７が形成され、第２シリンダ孔１７の上端部分に連なるロッド孔１８ａは、第１ピストン部材３の上端部分に内嵌螺合された段付き筒体１８に形成されている。第２ピストン部材４は、第１ピストン部材３内の第２シリンダ孔１７に摺動自在に装着され且つ第１ピストン部材３と協働して第２伸長用流体室７と第２退入用流体室８とを形成している。

第２ピストン部材４は、ピストン部４ａと、このピストン部４ａよりも小径で且つピストン部４ａから上方へ延びるピストンロッド部４ｂとを有し、ピストン部４ａが第２シリンダ孔１７に流体密に摺動自在に装着されている。第２シリンダ孔１７において、ピストン部４ａの下側に第２伸長用流体室７が形成され、ピストン部４ａと段付き筒体１８の間に第２退入用流体室８が形成されている。

前記ピストン部４ａの外周部には、第２伸長用流体室７と第２退入用流体室８間をシールするシール部材１９が装着されている。段付き筒体１８の内周部には第２退入用流体室８から流体圧が漏れないようにシールするシール部材２０が装着されている。

第２伸長用流体室７に連通する第２伸長用流体通路１１が通路形成用ロッド部１５と端壁部３ａとに形成され、第２退入用流体室８に連通する第２退入用流体通路１２が通路形成用ロッド部１５と端壁部３ａとピストンロッド部３ｂに形成されている。尚、第２伸長用流体通路１１と第２退入用流体通路１２は、第１伸長用流体通路９と第１退入用流体通路１０とは独立に形成されている。そのため、第１，第２伸長用流体室５，７は連通しておらず、第１，第２退入用流体室６，８は連通してない。尚、第２伸長用流体通路１１と第２退入用流体通路１２は、ホース又は配管により流体圧供給源（図示略）に接続されている。

次に、以上説明した複数段流体圧シリンダ１ の作用、効果について説明する。
この複数段流体圧シリンダ１においては、第１ピストン部材３は第１伸長用流体室５の流体圧を受圧して伸長側（上方）へ駆動され、また、第１退入用流体室６の流体圧を受圧して退入（下方）側へ駆動される。同様に、第２ピストン部材４は第２伸長用流体室７の流体圧を受圧して伸長側（上方）へ駆動され、また、第２退入用流体室８の流体圧を受圧して退入側（下方）へ駆動される。

第１伸長用流体通路９から第１伸長用流体室５に流体圧を供給／排出可能であり、第１退入用流体通路１０から第１退入用流体室６に流体圧を供給／排出可能である。同様に、第２伸長用流体通路１１から第２伸長用流体室７に流体圧を供給/排出可能であり、第２退入用流体通路１２から第２退入用流体室８に流体圧を供給/排出可能である。しかも、第２伸長用流体通路１１と第２退入用流体通路１２は、第１伸長用流体通路９と第１退入用流体通路１０とは独立に形成されている。

それ故、第１，第２ピストン部材３，４を、互いに独立に伸長側へ駆動したり、退入側へ駆動したりすることができる。そのため、この複数段流体圧シリンダ１においては、図１に示すように第１，第２ピストン部材3，４を両方とも退入状態に保持したり、図２に示すように第１ピストン部材３だけを伸長させたり、図３に示すように第２ピストン部材４だけを伸長させたり、図４に示すように第１，第２ピストン部材３，４の両方を伸長させたりすることができる。その結果、この複数段流体圧シリンダ１は、汎用性に優れた流体圧シリンダとなる。

第１ピストン部材３に通路形成用ロッド部１５を設け、第２伸長用流体通路１１と第２退入用流体通路１２を第１ピストン部材３と通路形成用ロッド部１５とに形成するため、第１，第２ピストン部材３，４が伸長していく側とは反対側に第２伸長用流体通路１１と第２退入用流体通路１２の通路端を形成することができる。

第１伸長用流体通路９と第１退入用流体通路１０をシリンダ部材２に形成したため、第１，第２ピストン部材３，４が伸長していく側とは反対側に第１伸長用流体通路９と第２退入用流体通路１０の通路端を形成することができる。
この複数段流体圧シリンダ１は、部材や物体を移動させたり、伸縮させたりする種々の産業上の用途に適用することができる。

次に、前記実施例を部分的に変更する変更例について説明する。
（１）複数段流体圧シリンダは、複数段油圧シリンダにも適用でき、複数段エアシリンダにも適用でき、その他の複数段流体圧シリンダにも適用できる。
（２）第１，第２ピストン部材の最大伸長量は同じでもよく、異なってもよい。

（３）前記通路形成用ロッド部を省略し、第１伸長用流体通路と第１退入用流体通路を第１ピストン部材に形成してもよく、この場合第１ピストン部材の上端側に第１伸長用流体通路と第１退入用流体通路の通路端を形成してもよい。

（４）第２伸長用流体通路と第２退入用流体通路を第２ピストン部材に形成し、第２ピストンの上端側に、第２伸長用流体通路と第２退入用流体通路の通路端を形成してもよい。
（５）その他、当業者ならば、前記実施例に種々の変更を付加した形態で実施可能であり、本発明はそのような変更形態も包含するものである。

１ 複数段流体圧シリンダ
２ シリンダ部材
２ｃ 第１シリンダ孔
３ 第１ピストン部材
４ 第２ピストン部材
５ 第１伸長用流体室
６ 第１退入用流体室
７ 第２伸長用流体室
８ 第２退入用流体室
９ 第１伸長用流体通路
１０ 第１退入用流体通路
１１ 第２伸長用流体通路
１２ 第２退入用流体通路
１５ 通路形成用ロッド部
１７ 第２シリンダ孔

Claims (2)

1. 複数の流体圧シリンダを同心状に組み込んだ複数段流体圧シリンダにおいて、
   シリンダ部材と、
   このシリンダ部材内の第１シリンダ孔に摺動自在に装着され且つシリンダ部材と協働して第１伸長用流体室と第１退入用流体室を形成する第１ピストン部材と、
   前記第１ピストン部材内の第２シリンダ孔に摺動自在に装着され且つ第１ピストン部材と協働して第２伸長用流体室と第２退入用流体室とを形成する第２ピストン部材と、
   前記第１伸長用流体室と第１退入用流体室に夫々連通するように形成された第１伸長用流体通路と第１退入用流体通路と、
   前記第２伸長用流体室と第２退入用流体室に夫々連通するように且つ前記第１伸長用流体通路と第１退入用流体通路とは独立に形成された第２伸長用流体通路と第２退入用流体通路とを備えたことを特徴とする複数段流体圧シリンダ。
2. 前記第１ピストン部材から第１伸長用流体室とシリンダ部材とを貫通してシリンダ部材外まで延びる通路形成用ロッド部を設け、
   前記第２伸長用流体通路と第２退入用流体通路を前記第１ピストン部材と通路形成用ロッド部とに形成したことを特徴とする請求項１に記載の複数段流体圧シリンダ。