JP4443391B2

JP4443391B2 - シリンダ装置

Info

Publication number: JP4443391B2
Application number: JP2004341383A
Authority: JP
Inventors: 郁生春原; 啓司斎藤
Original assignee: KYB Corp
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 2004-11-26
Filing date: 2004-11-26
Publication date: 2010-03-31
Anticipated expiration: 2024-11-26
Also published as: JP2006153063A

Description

この発明は、シリンダ装置に関する。

従来シリンダ装置にあっては、出願人が提案するものとして、たとえば、シリンダと、シリンダ内に摺動自在に挿入されたピストンと、シリンダ内にピストンで隔成された２つの圧力室と、ピストンに連結されたロッドと、歯車ポンプ等の双方向吐出ポンプと、該双方向吐出ポンプとシリンダとを接続するシリンダ回路とを備えて構成されている（たとえば、特許文献１参照）。

そして、上記シリンダ装置にあっては、双方向吐出ポンプの吸込み性を改善、キャビテーションの防止、さらには、シリンダ装置内の作動油の温度変化による体積変化を補償するためにアキュムレータを搭載している。
特開２００２−２７６６０６号公報（第２頁右欄第４０行目から第３頁左欄第２８行目まで，図１から図３）

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、従来のシリンダ装置にあっては、上述の通りアキュムレータを搭載しているが、アキュムレータは、双方向吐出ポンプとその駆動源としてのモータとをブロック化したシリンダ駆動ユニットの側方に突出するように設けられており、シリンダ装置の大型化を招いている。

そして、この大型化は、シリンダ装置の搭載性を損なう結果となり、改善が望まれている。

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、コンパクトなシリンダ装置を提供することである。

上記した目的を達成するために、シリンダと、シリンダ内に摺動自在に挿入されるピストンと、シリンダ内に上記ピストンで隔成された２つの圧力室と、ピストンに連結されるロッドとを備え、シリンダの一端のロッドと干渉しない位置にアキュムレータが搭載される両ロッド型のシリンダ装置において、アキュムレータがシリンダの一端に連設される外筒と、ロッドと外筒との間に設けられる内筒とを備えていることを特徴とする。

本発明によれば、アキュムレータは、シリンダの一端であってロッドと干渉しない位置に設けられているので、シリンダ装置をコンパクト化することができるのである。

さらに、シリンダの一端にアキュムレータを設けたので、シリンダの側方や外周にアキュムレータを形成することに比較してシリンダ装置におけるシリンダ部分の外周径を大型化する弊害もない。

また、上記のようにシリンダ装置をコンパクトにすることができるので、シリンダ装置を機器等に搭載する際の搭載性が向上するのである。

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内に摺動自在に挿入されたピストン２と、ピストン２に連結されたロッド３と、シリンダ１内にピストン２で隔成された２つの圧力室Ｒ１，Ｒ２と、上記各圧力室Ｒ１，Ｒ２を連通するシリンダ回路１０と、当該シリンダ回路１０を介して上記２つの圧力室Ｒ１，Ｒ２に選択的に油圧を供給する双方向吐出ポンプ１５と、アキュムレータＡとを備え、いわゆる両ロッド型のシリンダ装置として構成されている。

以下、詳細に説明すると、シリンダ１内には、作動油等の液体が充填され、さらに、シリンダ１の両端側には、それぞれ、圧力室Ｒ１とシリンダ１外方とを連通するポートａと、圧力室Ｒ２とシリンダ１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１０の管路１１の一端に接続され、ポートｂは、シリンダ回路１０の管路１２の一端に接続されており、管路１１の他端は双方吐出ポンプ１５の一方の吐出孔ｃに、管路１２の他端は双方向吐出ポンプ１５の他方に吐出孔ｄに、それぞれ接続されている。

この双方向吐出ポンプ１５は、詳しくは図示しないが、駆動源であるモータＭに連結され、モータＭを正逆転させることによってその吐出方向を切換えることが可能である。

また、シリンダ回路１０は、管路１１および管路１２の途中に夫々接続されるとともに上記双方向吐出ポンプ１５を迂回するバイパス路１３を備え、このバイパス路１３は、シリンダ１に対し双方向吐出ポンプ１５と並列に接続されている。

さらに、バイパス路１３の途中には、低圧優先シャトル弁１４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、管路１１および管路１２にバイパス路１３を接続しているが、バイパス路１３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１４は、ポート１４ａ、ポート１４ｂ、出口端たるポート１４ｃの３つのポートを有しており、たとえば、ポート１４ａ側の圧力がポート１４ｂ側の圧力より高い場合に、ポート１４ａ側の流路が閉じられると同時にポート１４ｂ側の流路が開放され、ポート１４ｂとポート１４ｃとが連通状態となり、反対にポート１４ｂ側の圧力がポート１４ａ側の圧力より高い場合に、ポート１４ｂ側の流路が閉じられると同時にポート１４ａ側の流路が開放され、ポート１４ａとポート１４ｃとが連通状態となる。

そして、この低圧優先シャトル弁１４の出口端たるポート１４ｃは、ドレーン通路１６に接続されている。

なお、シリンダ装置Ｓにダンパ機能を持たせる場合には、ピストン２に上記各圧力室Ｒ１，Ｒ２を連通する通路を設けて、当該通路の途中に減衰力発生要素、たとえば、オリフィスやリーフバルブ等を設けるようにすればよい。

そして、ロッド３の図１中左端は、ブラケットＢ１が結合されており、また、シリンダ１の一端部となる図１中右端には、アキュムレータＡが設けられている。

このアキュムレータＡは、シリンダ１の一端に連設される有底筒状の外筒４と、外筒４とロッド３との間であってシリンダ１の端部に連設される内筒５と、外筒４と内筒５との間に摺動自在に挿入されるフリーピストンＦと、フリーピストンＦを附勢するバネ２１とで構成されている。

以下、詳しく説明すると、上記内筒５の先端側は、外筒４の底部に設けた穴６に嵌合されており、また、穴６の設けた環状溝７内に挿入されたシール部材８で内筒５の外周側と外筒４との間がシールされている。

また、さらに、外筒４の底部に設けた穴６の最深部は、外筒６の底部に図１中下方から穿った穿孔９によって外方と連通され、これにより内筒５内は、外方と連通されている。

また、上記外筒４と内筒５との間には、外筒４の外周と内筒５の内周に摺接し外筒４と内筒５との間の空間を油室Ｒと気室Ｇとに分離する環状のフリーピストンＦが挿入されており、さらには、フリーピストンＦとシリンダ１の端部との間にバネ２１が介装され、このフリーピストンＦは、バネ２１によって油室Ｒ側に向けて付勢されている。

したがって、この実施の形態におけるアキュムレータＡは、シリンダ１の一端のロッド３に干渉しない位置に搭載されていることとなり、ロッド３の図１中左右への移動を阻害することはない。また、内筒５内に配置されるロッド３が、図１中移動する際に、内筒５内が外方に連通され内筒５内に穿孔９を介して外気が自由に出入りすることができるので、内筒５内がいわゆるエアバネとして作用することはなく、この点でもロッド３の移動を阻害することはない。

なお、上記したアキュムレータＡにあっては、バネ２１によってフリーピストンＦを附勢しているが、本実施の形態のように、気室Ｇが密閉されている場合には、気室ＧがフリーピストンＦの左右への移動時にエアバネとして作用することからバネ２１を省略するとしても差し支えなく、また、バネ２１でフリーピストンＦを附勢する場合、気室Ｇは外方と連通させても良い。

そして、外筒４の底部には、外筒４と内筒５との間に形成された油室Ｒに連通するポートｅが設けられており、このポートｅは、上記したドレーン通路１６の他端に接続されている。

なお、上記外筒４の底部となる図１中右端には、ブラケットＢ２が形成されており、このシリンダ装置Ｓを、上記ブラケットＢ１，Ｂ２を介して機器等に取付可能なようになっている。

つづいて、シリンダ装置Ｓの機能について説明すると、シリンダ１に対しロッド３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１５を正転させる。すると、双方向吐出ポンプ１５から吐き出された液体は、シリンダ回路１０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２を図１中右方に液圧で押してロッド３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１０を介して双方向吐出ポンプ１５の吸入口に導かれる。

このとき、低圧側となる管路１２内の圧力はバイパス路１３の途中に設けた低圧優先シャトル弁１４のポート１４ｂとポート１４ｃが連通状態となるのでアキュムレータＡ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３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１５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１０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Ａ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１０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Ａ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１０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。

そして、上述のように、アキュムレータＡは、双方向吐出ポンプ１５およびモータＭとブロック化されて設けられるのではなく、シリンダ１の一端であってロッド３と干渉しない位置に設けられているので、シリンダ装置Ｓをコンパクト化することができるのである。

さらに、シリンダ１の一端にアキュムレータＡを設けたので、シリンダ１の側方や外周にアキュムレータＡを形成することに比較してシリンダ装置Ｓにおけるシリンダ部分の外周径を大型化する弊害もない。

なお、アキュムレータＡは、上記したところでは、ロッド３の外方に筒状に形成されているが、ロッド３に干渉しない、すなわち、シリンダ１の一端であってロッド３の移動を阻害しなければ、上記した形状以外の形状としてもよい。

また、上述した実施の形態では、双方向吐出ポンプ１５やモータＭを備えて、いわゆるアクチュエータとして機能するシリンダ装置Ｓを例にして説明したが、本発明を他のシリンダ装置に具現化することが可能であることは勿論である。

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断面図である。

符号の説明

１シリンダ
２ピストン
３ロッド
４外筒
５内筒
６穴
７環状溝
８シール部材
９穿孔
１０シリンダ回路
１１，１２管路
１３バイパス路
１４低圧優先シャトル弁
１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，ａ，ｂ，ｅポート
１５双方向吐出ポンプ
１６ドレーン通路
２１バネ
Ａアキュムレータ
Ｂ１，Ｂ２ブラケット
Ｆフリーピストン
Ｇ気室
Ｍモータ
Ｒ油室
Ｒ１，Ｒ２圧力室
Ｓシリンダ装置
ｃ，ｄ吐出孔

Claims

シリンダと、シリンダ内に摺動自在に挿入されるピストンと、シリンダ内に上記ピストンで隔成された２つの圧力室と、ピストンに連結されるロッドとを備え、シリンダの一端のロッドと干渉しない位置にアキュムレータが搭載されるシリンダ装置において、アキュムレータがシリンダの一端に連設される外筒と、ロッドと外筒との間に設けられる内筒とを備えていることを特徴とするシリンダ装置。
内筒の外周と外筒の内周に摺接して内筒と外筒との間の空間を油室と気室とに分離する環状のフリーピストンと、内筒と外筒との間に収納されてフリーピストンを油室側に向けて付勢するバネとを備えたことを特徴とする請求項１に記載のシリンダ装置。