JPH0823361B2 - 真空環境用作動筒 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 利用産業分野 この発明は、宇宙空間あるいは特殊な試験条件として
の真空室などの真空環境用の油圧または空気圧作動筒装
置に係り、作動筒のピストンロッド表面に付着した油膜
の蒸発や油洩れ、あるいは空気洩れを、ロッドを被包す
る金属ベローズで防止した真空環境用作動筒に関する。

背景技術 一般に、油圧作動筒の作動時、ピストンロッド外径面
の油膜の存在によりロッドシール部からの僅かな漏れ
（シーページ）は避け難いとされているが、一方で、こ
の油膜の存在自身がピストンロッド外径面とロッドシー
ルのシール機能に寄与するとされている。従って、油膜
の蒸発がない与圧環境下では作動筒の作動に支障を来す
ような漏れは生じない。

ところが、真空環境下では油膜の蒸発により油膜切れ
が生じ、これがシール機能の喪失あるいは潤滑不足によ
るシールの損傷を招いて、作動油の大量の漏れを起こす
恐れがある。

特に、真空環境下においては、油膜の蒸発により漏れ
を促進させる恐れがある。また、この油膜の蒸発は、真
空チャンバー内で油圧作動筒を使用する時、所要の到達
真空度を不安定にしたり、真空チャンバー内の汚染を招
来する問題がある。

さらに、宇宙空間で油圧作動筒を使用するとき漏洩し
た作動油により宇宙環境を汚染する恐れがある。

従って、油圧作動油は、大出力を必要とするときには
電動機器に比べて有利であるが、上記問題からかかる真
空環境用として積極的に使用されなかった。

発明の的明 この発明は、真空室や宇宙空間等の真空環境下での油
の蒸発や油漏れまたは空気漏れを発生させることなく、
利用できる真空環境用の油圧または空気圧作動筒の提供
を目的としている。

発明の概要 この発明は、 作動筒のボトムエンド側に筒外に突出したピストンロ
ッドの一部を囲むエンドガイドを設け、エンドガイドと
ピストンロッドの先端外周間に該ロッドを被包する金属
ベローズを密着固定し、前記エンドガイド及び金属ベロ
ーズ内に大気圧以下に与圧された密封室を形成した油圧
または空気圧作動筒からなり、 リザーバータンク等に接続し、エンドガイド内に連通
させて密封室内圧力に応じて開放するリリーフ弁を設け
たことを特徴とする真空環境用作動筒である。

この発明において、油圧または空気圧作動筒は、単動
型、複動型等の直線往復シリンダのいずれの構成も利用
でき、用途等に応じて適宜選択した構成に、ピストンロ
ッドの一部を囲むためのエンドガイドと金属ベローズを
設ける。

また、この発明は、油室に作動油に替えて高圧空気と
微量の潤滑油を封入した空気圧作動筒でも同様の作用効
果が得られる。

さらに、筒に装着一体化したリリーフ弁は、密封内圧
力が一定以上になった場合に開放する構成であれば、公
知のいずれの構成も利用でき、密封室内に溜った油を接
続するリザーバータンク等に導出するためのものであ
る。

金属ベローズの固定方法は、スタティックシールまた
はろう付けが好ましい。

発明の図面に基づく開示 第１図と第２図はこの発明による真空環境用油圧作動
筒の構成を示す概略説明図である。

構成１ 第１図の油圧作動油筒（１）は、一方の閉塞側をボト
ムエンドとし、その閉塞端に作動油の油圧プラグ（２）
を設けた頭部キャップ（３）をシール（４）を介して螺
着密封した筒（５）からなる。

筒（５）のロッドエンド側は、作動油の圧油プラグ
（６）が設けられ、さらに内蔵したピストン（７）のピ
ストンロッド（８）に当接するロッドシール（９）が配
置されて該ロッド（８）が筒（５）外に突出する。

さらに、筒（５）ロッドエンド側には、突出したピス
トンロッド（８）外表面を被包する如く所要長さの筒状
エンドガイド（10）が設けられ、ピストンロッド（８）
の先端とエンドガイド（10）の外周面間に、ピストンロ
ッド（８）のストロークを考慮した所要長さ、外径の金
属ベローズ（11）が固着してある。

金属ベローズ（11）は、スタテイックシールまたはろ
う付けされ、金属ベローズ（11）およびエンドガイド
（10）内を外側空間より完全に遮断し、密封室を形成し
ている。

筒（５）のエンドガイド（10）には、前記密封室に連
通する孔部が穿孔され、リリーフ弁（12）が埋設してあ
り、さらにリザーバータンク（13）に接続配管してあ
る。

前記油圧作動筒（１）は所要の真空環境に配置される
が、ピストンロッド（８）の外表面が金属ベローズ（1
1）で覆われて、金属ベローズ（11）内空間と外側真空
空間との間が完全に遮断されているため、金属ベローズ
（11）内の空気または僅かな油が真空環境下に漏れるこ
とがない。また、前記密封室内は大気圧以下に与圧され
た状態に維持され、全圧縮状態時に密封室内の圧力が増
圧することなく、通常の大気中の使用と同等条件とな
り、また全伸張状態時に油漏洩があっても密封室内の圧
力が大きく増圧しないため、金属ベローズ（11）の寿命
が低下することなく、さらに、作動時ピストンロッド
（８）表面の油膜の蒸発は起り得ず、シール機能低下並
びに潤滑不足がなく、ロッドシール（９）部からの作動
油の漏れは極めて僅かな量にとどまる。

通常の作動により、金属ベローズ（11）内にシーペー
ジ等により油が溜まり、密封室内の圧力が規定圧に達す
ると、リリーフ弁（12）が開口し、リザーバータンク
（13）に油が排出される。

構成２ 第２図に示す例は、前述した構成１の油圧作動筒
（１）と同様であり、ただリリーフ弁（12）に換えて、
電磁リリーフ弁（14）となし、さらに、不慮の事故によ
りリリーブ弁が作動しないことを考慮して、エンドガイ
ド（10）内に挿通して圧力を測定するプレッシャープラ
グ（15）を設け、これに接続する圧力スイッチを介し
て、電磁リリーフ弁（14）をソレノイドにより強制的に
作動できるよう構成してある。

例えば、何らかの不測の理由によりロッドシール
（９）が損傷して大量の油漏れが生じたとき等の非常時
には、漏れた油により金属ベローズ（11）内の密封室内
の圧力が上り、設定圧力以上になればリリーブ弁（14）
を通じて金属ベローズ（11）内の空気及び油が排出され
るため、作動筒（１）の作動には支障を来たさない。

リザーバータンク（13）は、室内に油が入ることによ
り内圧が上がるのを防止するため、ばね定数の小さなベ
ローズを使用するのもよい。

以上、詳述した如く、油圧作動筒（１）の摺動により
僅かな漏れによる油の溜り及び不意のトラブルによる油
漏れの油を、試験装置である真空チャンバー内または宇
宙空間に排出してこれを汚染するのを防止できる。

また、この油圧作動筒（１）を宇宙空間で使用する場
合には、金属ベローズが宇宙空間の飛来物からピストン
ロッド（８）の摺動面を保護するという副次的な効果も
期待できる。

【図面の簡単な説明】

第１図と第２図はこの発明による真空環境用油圧作動筒
の構成を示す概略縦断面説明図である。 １……油圧作動筒、2,6……圧油プラグ、 ３……頭部キャップ、４……シール、５……筒、 ７……ピストン、８……ピストンロッド、 ９……ロッドシール、10……エンドガイド、 11……金属ベローズ、12……リリーフ弁、 13……リザーバータンク、14……電磁リリーフ弁、 15……プレッシャープラグ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】作動筒のボトムエンド側に筒外に突出した
   ピストンロッドの一部を囲むエンドガイドを設け、エン
   ドガイドとピストンロッドの先端外周間に該ロッドを被
   包する金属ベローズを密着固定し、前記エンドガイド及
   び金属ベローズ内に大気圧以下に与圧された密封室を形
   成した油圧または空気圧作動筒からなり、リザーバータ
   ンク等に接続し、エンドガイド内に連通させて密封室内
   圧力に応じて開放するリリーフ弁を設けたことを特徴と
   する真空環境用作動筒。