JPH0218804Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔考案の利用分野〕 本考案は流体圧アクチユエータに係り、特に推
力発生とピストンロツクの機能を併せもつ流体圧
アクチユエータの改良に関する。

〔考案の背景〕

従来の流体圧アクチユエータは、ピストンで区
画される一対の流体圧室内の選択的に流体を給排
することで推力を得るようにしているのが一般的
である。そして、ピストンを例えばストローク中
央位置で停止しロツクしようとする場合、上記給
排路を遮断すればよいが、流体の漏洩の問題があ
るので、第１図に示すように、フリーピストン機
構１をアクチユエータ２と別に設置し、リンク３
で連継した構造で停止位置決めをなすようにして
いる。すなわち、ピストン４を定位置にロツクす
る場合、フリーピストン５に背圧を加え、そのロ
ツド６を拘束し、連結されたリンク３の動作を阻
止し、もつて駆動用のピストンロツド７を定位置
にロツクできるのである。これはバツクホー等の
建設機械等に利用される。

しかし、従来のアクチユエータではロツク機構
のために別個に装置しなければならず、構造が複
雑で設置スペースも多く要する欠点があつた。

また、特公昭48−41191号公報、特開昭57−
116919号公報等に示されるように、シリンダエン
ドにロツク機構を設けた例もあるが、これらのロ
ツクピストンあるいはロツキングロツドはピスト
ンを単にロツクするのみのもので、推力を伴うス
トローク機能や、ロツクとストロークを一体的に
行う油圧切換え機能などを果すことができない。

〔考案の目的〕

本考案は単一構造で推力発生と停止位置ロツク
を行うことのできる流体圧アクチユエータを提供
することを目的とする。

〔考案の概要〕

上記目的達成のため、本願考案の流体圧アクチ
ユエータは、シリンダ内に、ピストンロツドが固
着され周方向に環状溝を有するメインピストン
と、該メインピストンの両側にピストンロツドを
摺動可能に貫通させたフリーピストンとを配置
し、前記フリーピストンのメインピストンに対す
るストロークを規制するストツパをピストンロツ
ドに設けると共に、該フリーピストンのシリンダ
に対するストロークを規制する係止部をシリンダ
内周壁に設け、前記シリンダ内に出入してメイン
ピストンの環状溝に係脱するスプールと、その両
端側にスプール作動流体給排ポートと連通する流
体圧室と、該スプールの突出作動側流体圧室をメ
インピストンで区画されたシリンダ内の主圧力室
に接続する連絡路とを設けたバルブ手段をシリン
ダに取付けし、且つこのバルブ手段には、フリー
ピストンで背面側に区画された背圧室への一対の
接続通路に、スプールの動作により選択的に切換
え連通される一対の推力発生用の作動流体給排ポ
ートが設けられていることを特徴とするものであ
る。

上記構成により、シリンダ内にフリーピストン
機構を好適に組み込み、回路切換えを行わせるこ
とにより、推力発生状態と、スプールとメインピ
ストンの嵌着状態での油圧ロツク状態とが一つの
機構で達成できるのである。

〔考案の実施例〕

以下に本考案の実施例を図面を参照して詳細に
説明する。

第２図は実施例の流体圧アクチユエータの断面
図である。このアクチユエータはシリンダ１０を
有し、その内部に摺動移動可能なメインピストン
１２を収容している。メインピストン１２はピス
トンロツド１４と一体にされたもので、両側に延
びる両ロツド構造としてシリンダ１０の端壁から
貫通させている。そして、シリンダ１０内には更
に前記メインピストン１２の両側において該ピス
トンと同様に摺動可能ならしめた一対のフリーピ
ストン１６Ａ，１６Ｂが配置され、ピストンロツ
ド１４を嵌挿させている。したがつて、シリンダ
１０内にはメインピストン１２で区画される主圧
力室１８Ａ，１８Ｂ、およびフリーピストン１６
Ａ，１６Ｂで区画される背面部の背圧室２０Ａ，
２０Ｂが形成されている。なお、フリーピストン
１６Ａ，１６Ｂはピストンロツド１４に固着した
ストツプリング２２によりメインピストン１２に
対するストローク範囲が決定され、かつ背圧室２
０Ａ，２０Ｂに小径部を形成するように段部２４
が設けられてシリンダ１０に対するストローク範
囲が決定されている。

一方、シリンダ１０の側壁にはシリンダ室内に
出入可能なスプール２６を内蔵したバルブ手段２
８が取付けられている。バルブ手段２８はシリン
ダ１０に共通する円筒ケーシング３０をシリンダ
１０と直交状態で突設し、シリンダ室への開口部
からスプール２６の先端の小径ピン部３２を出入
可能としている。ピン部３２は前記メインピスト
ン１２をそのストローク中央で停止させるもの
で、このためメインピストン１２の外周面には円
周溝３４を設け、スプール２６の出入により係脱
を可能となしている。

前記スプール２６の出入作動のために、スプー
ル２６の前後端部分には流体圧室３６Ａ，３６Ｂ
（スプール受圧面積３６Ａ＞３６Ｂ）をケーシン
グ３０内に形成している。突出作動側の流体圧室
３６Ａ内にはスプール２６を常時突出方向に付勢
するばね３８が配置されるとともに、この室３６
Ａはスプール２６中心を貫通するとともにメイン
ピストン１２内部を経て主圧力室１８Ａ，１８Ｂ
に通じる連絡路４０が開口連通されている。そし
て連絡路４０にはピストンロツド１４内の貫通路
４２に開口する第１給排ポート４４を介して作動
流体を供給可能とし、スプール２６の突出作動側
流体圧室３６Ａと主圧力室１８Ａ，１８Ｂへの同
時供給を可能としている。一方、他の流体圧室３
６Ｂにはケーシング３０に設けた第２給排ポート
４６を介して作動流体の供給を可能としている。

また、メインピストン１２に推力を発生させ、
これを移動させ、ピストンロツド１４の往復運動
としてとり出すために、前記両背圧室２０Ａ，２
０Ｂとバルブ手段２８とを接続する接続通路４８
Ａ，４８Ｂを設けている。接続通路４８Ａ，４８
Ｂのケーシング３０への開口５０Ａ，５０Ｂはス
プール２６のストローク長より長い離間距離を隔
てて対称位置に設けられている。そして、ケーシ
ング３０には上記開口５０Ａ，５０Ｂと対称位置
に第３給排ポート５２、第４給排ポート５４を設
けている。これらの接続通路４８Ａ，４８Ｂと第
３、第４給排ポート５２，５４とはスプール２６
の移動により選択的に切換えられるようになつて
いる。すなわちスプール２６には図示の突出状態
で一方の開口５０Ａと第３給排ポート５２、およ
び他方の開口５０Ｂと第４給排ポート５４をそれ
ぞれ接続する軸方は連絡路５６，５８を設け、か
つ引き込み状態で反対の接続関係となる開口５０
Ａと第４給排ポート５４、開口５０Ｂと第３給排
ポート５２とを接続する環状連絡路６０，６２を
設けている。

更に、上記アクチユエータの駆動モードを決定
するために、第１給排ポート４４には排出、供
給、停止の切換えが可能な第１切換えバルブ６２
を接続し、第２〜第４給排ポート４６，５２，５
４には排出、供給の切換えが可能な第２〜第４バ
ルブ６４，６６，６８を接続している。

斯かる構成の流体圧アクチユエータの作動は次
のようになる。まず定位置ロツクを図る場合には
第２図の如く、第１給排ポート４４のみから作動
流体を供給し、他の第２〜第４給排ポート４６，
５２，５４は排出状態に切換える。作動流体は主
圧力室１８Ａ，１８Ｂと突出作動側流体圧室３６
Ａにのみ供給され、図示の状態で流体圧ロツクと
なつて流体洩れが生じても確実な停止状態を維持
できる。更に本実施例の作用を明らかにすれば、
第１給排ポート４４から供給された作動油は主圧
力室１８Ａ，１８Ｂへ供給され、フリーピストン
１６Ａ，１６Ｂを各々フリーピストン１６Ａを図
中左行、フリーピストン１６Ｂを図中右行させて
段部２４へ突き当て、ストツプリング２２と共に
働いて油圧力によるピストンロツド１４のロツク
機能も発生する。尚、フリーピストンが左右する
際に背圧室２０Ａ，２０Ｂに存在する作動油は、
それぞれ背圧室２０Ａ，接続通路４８Ａ，開口５
０Ａ，連絡路５６，第３給排ポート５２を経て第
３バルブ６６へ、また、背圧室２０Ｂ，接続通路
４８Ｂ，開口５０Ｂ，連絡路５８，第４給排ポー
ト５４を経て第４バルブ６８へ排出される。ま
た、メインピストン１２を左行させる場合は、第
３図に示す如く、第２、第３給排ポート４６，５
２から作動流体を供給し、第１，第４給排ポート
４４，５４を排出に切換える。これにより、まず
第２給排ポート４６からの供給流体によりスプー
ル２６が上動してメインピストン１２から外れ、
第３給排ポート５２と右方背圧室２０Ｂが連通し
て当該背圧室２０Ｂ内に作動流体が流入する。こ
れによりフリーピストン２４が移動し、メインピ
ストン１２を左方に押圧してピストンロツド１４
の左部ストツプリング２２がシリンダ端壁に当接
するまで移動して所望の動作を得る。

なお、右行動作は第２、第４給排ポート４６，
５４からのみ供給として他は排出モードにすれば
よく、通常の停止状態は第１切換バルブ６２を遮
断として他を排出モードにすればよい。

上記実施例では第１給排ポート４４をピストン
ロツド１４に設けた構成としたが、バルブ手段の
ケーシング３０に他のポートと同様に直接設けて
もよい。この場合にはピストンロツド１４への貫
通路４２の穿孔作業は不要となる。

〔考案の効果〕

以上の如く、本考案によれば、一体構造で推力
発生と停止位置ロツクの確保ができ、装置小型化
により設置スペースの狭小化を図れる効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のアクチユエータ構成図、第２図
は実施例の流体圧アクチユエータ断面図、第３図
は左行モードの半部省略の同断面図である。 １０……シリンダ、１２……メインピストン、
１４……ピストンロツド、１６Ａ，１６Ｂ……フ
リーピストン、１８Ａ，１８Ｂ……主圧力室、２
０Ａ，２０Ｂ……背圧室、２６……スプール、２
８……バルブ手段、３６Ａ，３６Ｂ……流体圧
室、４４，４６，５２，５４……給排ポート、４
８Ａ，４８Ｂ……接続通路。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 シリンダ１０内に、ピストンロツド１４が固着
   され周方向に環状溝３４を有するメインピストン
   １２と、該メインピストン１２の両側にピストン
   ロツド１４を摺動可能に貫通させたフリーピスト
   ン１６Ａ，１６Ｂとを配置し、 前記フリーピストン１６Ａ，１６Ｂのメインピ
   ストン１２に対するストロークを規制するストツ
   パ２２をピストンロツド１４に設けると共に、該
   フリーピストン１６Ａ，１６Ｂのシリンダ１０に
   対するストロークを規制する係止部２４をシリン
   ダ内周壁に設け、 前記シリンダ１０内に出入してメインピストン
   １２の環状溝３４に係脱するスプール２６と、そ
   の両端側にスプール作動流体給排ポート４４，４
   ６と連通する流体圧室３６Ａ，３６Ｂと、該スプ
   ール２６の突出作動側流体圧室３６Ａをメインピ
   ストン１２で区画されたシリンダ１０内の主圧力
   室１８Ａ，１８Ｂに接続する連絡路４０とを設け
   たバルブ手段２８をシリンダ１０に取付け、 且つこのバルブ手段２８には、フリーピストン
   １６Ａ，１６Ｂで背面側に区画された背圧室２０
   Ａ，２０Ｂへの一対の接続通路４８Ａ，４８Ｂ
   に、スプール２８の動作により選択的に切換え連
   通される一対の推力発生用の作動流体給排ポート
   ５２，５４が設けられていることを特徴とする流
   体圧アクチユエータ。