JPH0823362B2 - 真空環境用作動筒装置 - 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
の空気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、漏洩した油または空気をタン
クに回収可能なリザーバー回路を設けた真空環境用作動
筒装置に関する。

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洩れ
（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、油圧作動筒は、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。

発明の目的 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装置の
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、 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
するリリーフ弁を介してベローズ型蓄油室または空気室
に連通接続し、 かつ作動筒の停止時に開放可能な開放弁を介して蓄油室
または空気室とリザーバータンクとを連通接続したこと
を特徴とする真空環境用作動筒装置である。

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定した構成に、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、ベローズ型蓄油室に連通接続するのに、実施
例では前記筒のボトムエンドにドレインプラグを設ける
が、リリーフ弁を筒に装着一体化するのもよい。

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図はこの発明による真空環境用油圧作動筒装置の
構成を示す回路概略説明図である。

構成 第１図の油圧作動筒（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圧油プラグ（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
う付され、金属ベローズ（11）およびエンドガイド（1
0）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
通するドレインプラグ（12）が装着され、リリーフ弁
（13）を介してベローズ型蓄油室（14）に接続配管して
ある。

さらに、ベローズ型蓄油室（14）は、開閉弁（15）を
介してリザーバータンク（16）に接続配管してある。

作用・効果 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）部からの漏れ
は極めて僅かな量にとどまる。

さらに、以下に漏洩油のリザーバー回路について説明
する。

かかる作動筒（１）及びその他の機器による油圧シス
テムがオンの状態では、通常リザーバータンク（16）内
は僅かに加圧されているため、その圧力を利用し、該タ
ンク（16）に装備した圧力スイッチ（19）を作動させ、
電磁開閉弁（15）を閉鎖させて、タンク（16）の圧力が
システム内に加圧されないようにしてある。

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、密封室内の圧力が現定圧に達す
ると、リリーフ弁（13）が開口し、蓄油室（14）に油が
排出される。すなわち、本装置の作動時は電磁開閉弁
（15）が第１図のように閉鎖された状態を維持する構成
であり、金属ベローズ（11）の漏洩油が多い場合は、油
圧作動筒（１）からリリーフ弁（13）及び電磁開閉弁
（15）を接続する配管の容積のみでは収容しきれないこ
とも生じるため、リリーフ弁（13）と電磁開閉弁（15）
を接続する配管の途中に容積が可変となったベローズ型
蓄油室（14）を設けてある。

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
の圧力が上がり、設定圧力以上になればリリーフ弁（1
3）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。

また、不慮の事故によりリリーフ弁（13）が作動しな
いことを考慮して、エンドガイド（10）内に挿通するプ
レッシャープラグ（17）を設け、これに接続する圧力ス
イッチ（18）を介して、リリーフ弁（13）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。

また、蓄油室（14）に留まった油は、油圧システムが
オフになった際に、開閉弁（15）が自動的に開口し、蓄
油室（14）内の油がリザーバータンク（16）に排出され
るよう構成してある。

蓄油室（14）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
用していることもこの発明の特徴である。

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図はこの発明による真空環境用油圧作動筒装置の構
成を示す回路概略説明図である。 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……ドレインプラグ、 13……リリーフ弁、14……ベローズ型蓄油室、 15……開閉弁、16……リザーバータンク、 17……プレッシャープラグ、18,19……圧力スイッチ。

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、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
   弁を介してベローズ型蓄油室または空気室に連通接続
   し、かつ作動筒の停止時に開放可能な開放弁を介して蓄
   油室または空気室とリサーバータンクとを連通接続した
   ことを特徴とする真空環境用作動筒装置。