JPH09317713A - 油圧シリンダ装置 - Google Patents

油圧シリンダ装置

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JPH09317713A
JPH09317713A JP15298196A JP15298196A JPH09317713A JP H09317713 A JPH09317713 A JP H09317713A JP 15298196 A JP15298196 A JP 15298196A JP 15298196 A JP15298196 A JP 15298196A JP H09317713 A JPH09317713 A JP H09317713A
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JP
Japan
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piston
piston ring
hydraulic cylinder
cylinder device
oil
Prior art date
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Withdrawn
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JP15298196A
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English (en)
Inventor
Etsuo Kunimoto
悦夫 國本
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Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Original Assignee
Mitsubishi Heavy Industries Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明は、油密保持用のピストンリングをそ
なえた油圧シリンダ装置に関し、特にピストンの動きが
逆方向に切り替わる際にも、ピストンリングが十分に油
膜を保持できるようにし、摩擦の増加を防止できるよう
にした。 【解決手段】 ピストンリング3の両側にそれぞれ隣接
する複数の微小振動発生用アクチュエータ(電磁石また
は圧電素子など)4が、ピストン2の周方向に間隔をあ
けて埋設されており、これによりピストンリング3に微
小振動を惹起させて、同ピストンリング3とシリンダA
の内壁との間に常時油膜を保持できるようにし、摩擦力
の増大を招くことなく油密を保持できるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、油圧シリンダ装置
に関し、特に油密保持用のピストンリングをそなえた油
圧シリンダ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の油圧シリンダ装置としては図6に
示すようなものがあり、シリンダA内に嵌挿されたピス
トン11と、同ピストン11に結合されたピストンロッ
ド1とが設けられて、ピストン11の外周に形成された
溝11aの内部に油密保持用のピストンリング3が嵌合
されている。なお、この例では、ピストンロッド1にく
り抜き部1aが形成されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述のよう
な従来の油圧シリンダ装置では、ピストンリング3は、
ピストン11で仕切られた前後の油室の圧力差に対して
油密を保つ作用をするが、摩擦力が大きいという欠点が
ある。すなわちピストン11が速度をもって動いている
ときは、ピストンリング3が摺動するシリンダAの内壁
面と同ピストンリング3との間に油膜が形成され摩擦力
は小さいが、ピストン11の動きが前進方向から後進方
向へ切り替わるときに、瞬間速度が0となって油膜がな
くなり、次に逆方向に動きだすときにはかなりの摩擦力
が作用する。これを一般的に表現すれば、静止摩擦力は
運動摩擦力より大きくなるということである。この大き
な静止摩擦力の存在のために、油圧シリンダ装置を有す
る振動試験設備において、地震波形など微妙な振動波形
を再現するのが困難となっている。この摩擦の問題に対
処する手段として、非接触の隙間による油密保持の手段
もあるが、当然油密を保つ能力が低く、高圧油の消費量
が大きくなって、不経済になる。
【0004】そこで、本発明は、ピストンリングに微小
振動を起こさせることにより、ピストンの動きが逆方向
へ切り替わる際にもピストンリングとシリンダ内壁との
間に油膜を保持できるようにした油圧シリンダ装置を提
供することを課題とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】前述の課題を解決するた
め、本発明の油圧シリンダ装置は、シリンダ内に嵌挿さ
れたピストンと同ピストンに結合されたピストンロッド
とを有する油圧シリンダ装置において、上記ピストンの
外周に形成された溝に油密保持用のピストンリングが嵌
合され、同ピストンリングに微小の振動を惹起させるべ
く、同ピストンリングの両側にそれぞれ隣接する複数の
微小振動発生用アクチュエータが、上記ピストンにおい
て周方向に間隔をあけ埋設されたことを特徴としてい
る。
【0006】上述のごとく、微小振動発生用アクチュエ
ータがピストンリング両側にそれぞれ隣接するようにピ
ストンに埋設されていると、ピストンリングに微小振動
が生じるので、ピストンの動きが逆方向へ切り替わる際
にも、ピストンリングとシリンダ内壁との間に油膜が保
持されるようになって、摩擦力の増大を招くことなくピ
ストンリングによる油密保持が行なわれるようになる。
【0007】また、本発明の油圧シリンダ装置は、上記
微小振動発生用アクチュエータが、電磁石あるいは圧電
素子または磁歪素子からなる電気的振動素子として構成
されて、同素子に接続されたリード線が、上記のピスト
ンおよびピストンロッドに穿設された案内孔を通って外
部へ導き出されていることを特徴としている。
【0008】このように、微小振動発生用アクチュエー
タが電磁石あるいは圧電素子または磁歪素子からなる電
気的振動素子として構成されると、同素子を両側に隣接
して設けられるピストンリングは微小振動を的確に起こ
すようになって、シリンダ内壁との間に十分な油膜を形
成するようになり、上記電気的振動素子のリード線は、
上記のピストンやピストンロッドに形成された案内孔を
通って支障なく配設されるようになる。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、図面により本発明の実施形
態について説明すると、図1〜3は本発明の第1実施形
態としての油圧シリンダ装置を示すもので、図1はその
要部を示す縦断面図、図2はそのピストンの側面図、図
3はその電気的振動素子としての電磁石の断面図であ
る。
【0010】図1,2に示すように、シリンダAの内部
に嵌挿されたピストン2と同ピストン2に結合されたピ
ストンロッド1とを有する油圧シリンダ装置において、
ピストン2の外周に形成された溝2aに油密保持用のピ
ストンリング3が嵌合されている。
【0011】そして、ピストンリング3に微小の振動を
惹起させうるように、同ピストンリング3の両側にそれ
ぞれ隣接する複数の微小振動発生用アクチュエータとし
ての電磁石4が、ピストン2において周方向に間隔をあ
け埋設されている。なお、図3は電磁石4の構成を示し
ており、コイル4bがマグネットコアに施されている。
【0012】電磁石4へ高周波電流を流すため、同電磁
石4に接続されたリード線4aは、ピストン2およびピ
ストンロッド1に穿設された案内孔1bやピストンロッ
ド1の中心軸線に沿うくり抜き部1aを通って外部へ導
き出され、図示しない電源に接続されるようになってい
る。なお、案内孔1bは、リード線4aを挿入させた状
態で油密とするため、適宜の充填剤を施される。
【0013】また、本実施形態では、ピストン2が非磁
性材(ステンレス鋼や非鉄金属またはその合金)で形成
されて、ピストンロッド1にねじ止め,溶接あるいは焼
き嵌め等の手段で組付けられており、非磁性材のピスト
ン2へ電磁石4を直接埋設しても支障はないが、ピスト
ン2が磁性材の場合は非磁性材のスペーサを介して電磁
石4の埋設が行なわれる。
【0014】上述のごとく、微小振動発生用アクチュエ
ータとしての電磁石4がピストンリング3の両側にそれ
ぞれ隣接するようにピストン2に埋設されていると、同
電磁石4にリード線4aを通じ高周波電流を流すのに伴
い、ピストンリング3に微小振動が生じるので、ピスト
ン2の動きが逆方向へ切り替わる際にも、ピストンリン
グ3とシリンダAの内壁との間に油膜が保持されるよう
になって、摩擦力の増大を招くことなくピストンリング
3による油密保持が行なわれるようになる。
【0015】特に本実施形態のように、微小振動発生用
アクチュエータが電磁石4からなる電気的振動素子とし
て構成されると、同素子を両側に隣接して設けられるピ
ストンリング3は微小振動を的確に起こすようになっ
て、シリンダAの内壁との間に十分な油膜を形成するよ
うになり、しかもそのリード線4aは、ピストン2やピ
ストンロッド1に形成された案内孔1bを通って支障な
く配設されるようになる。
【0016】次に本発明の第2実施形態としての油圧シ
リンダ装置について説明すると、図4はその要部を示す
縦断面図、図5はそのピストンの側面図である。図4,
5に示すように、本実施形態の場合も、シリンダAの内
部に嵌挿されたピストン11と同ピストン11に結合さ
れたピストンロッド1とを有する油圧シリンダ装置にお
いて、ピストン11の外周に形成された溝11aに油密
保持用のピストンリング3が嵌合されている。
【0017】そして、ピストンリング3に微小の振動を
惹起させうるように、同ピストンリング3の両側にそれ
ぞれ隣接する複数の微小振動発生用アクチュエータとし
ての圧電素子(または磁歪素子)5が、ピストン11に
おいて周方向に間隔をあけて埋設されている。
【0018】また、圧電素子5へ高周波電圧をかけるた
め、同素子5に接続されたリード線5aは、ピストン1
1およびピストンロッド1に穿設された案内孔1bやピ
ストンロッド1の中心軸線に沿うくり抜き部1aを通っ
て外部へ導き出され、図示しない電源に接続されるよう
になっている。この場合も、案内孔1bは、リード線5
aを挿入させた状態で油密とするため、適宜の充填剤を
施される。
【0019】上述の第2実施形態では、ピストン11が
炭素鋼で形成されて、ピストンロッド1と一体になって
おり、ピストン11は磁性を有しているが、電気的振動
素子が圧電素子(または磁歪素子)5として構成されて
いるので、同素子5を、磁性材からなるピストン11に
直接埋設しても、支障をきたすことはない。
【0020】このようにして、上述の第2実施形態の場
合も、前述の第1実施形態とほぼ同様の作用効果が得ら
れる。すなわち、圧電素子(または磁歪素子)5に高周
波電圧をかけると、ピストンリング3が微小振動を起こ
して、そのシリンダA内壁との摺動面に常時油膜が形成
され、その摺動摩擦が小さい値に保たれる。
【0021】このようにして、本発明の各実施形態で
は、ピストン2の動きが逆方向に切り替わる際にも十分
に摩擦力を軽減できるので、本発明の油圧シリンダ装置
をそなえた振動試験設備において、地震波形などの微妙
な振動波形を再現するのが容易となる。
【0022】なお、ピストンリング3に微小な振動を惹
起させるアクチュエータとして、上述の各実施形態で
は、電磁石あるいは圧電素子または磁歪素子からなる電
気的振動素子がピストンリングに隣接するように組み込
まれているが、シリンダAの外部で独立した油圧源に微
小振動を起こさせるようにし、その油圧を、リード線4
a,5aに替える配管を通じて、ピストンリングに隣接
する可撓薄壁を持つ油圧箱へかけるようにした、油圧式
の微小振動発生用アクチュエータを設けるようにするこ
ともできる。
【0023】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明の油圧シリ
ンダ装置によれば次のような効果が得られる。 (1) 微小振動発生用アクチュエータがピストンリング両
側にそれぞれ隣接するようにピストンに埋設されている
と、ピストンリングに微小振動が生じるので、ピストン
の動きが逆方向へ切り替わる際にも、ピストンリングと
シリンダ内壁との間に油膜が保持されるようになって、
摩擦力の増大を招くことなくピストンリングによる油密
保持が行なわれるようになる。 (2) 微小振動発生用アクチュエータが電磁石あるいは圧
電素子または磁歪素子からなる電気的振動素子として構
成されると、同素子を両側に隣接して設けられるピスト
ンリングは微小振動を的確に起こすようになって、シリ
ンダ内壁との間に十分な油膜を形成するようになり、上
記電気的振動素子のリード線は、上記のピストンやピス
トンロッドに形成された案内孔を通って支障なく配設さ
れるようになる。 (3) 上記(1),(2)項により、本発明の油圧シリンダ装置
をそなえた振動試験設備において、地震波形などの微妙
な振動波形を再現するのが容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施形態としての油圧シリンダ装
置の要部を示す縦断面図である。
【図2】図1の装置におけるピストンの側面図である。
【図3】図1の装置における電磁石の断面図である。
【図4】本発明の第2実施形態としての油圧シリンダ装
置の要部を示す縦断面図である。
【図5】図4の装置におけるピストンの側面図である。
【図6】従来の油圧シリンダ装置の要部を示す縦断面図
である。
【符号の説明】 1 ピストンロッド 1a くり抜き部 1b 案内孔 2 ピストン 2a 溝 3 ピストンリング 4 電磁石 4a リード線 5 圧電素子(または磁歪素子) 5a リード線 11 ピストン 11a 溝 A シリンダ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 シリンダ内に嵌挿されたピストンと同ピ
    ストンに結合されたピストンロッドとを有する油圧シリ
    ンダ装置において、上記ピストンの外周に形成された溝
    に油密保持用のピストンリングが嵌合され、同ピストン
    リングに微小の振動を惹起させるべく、同ピストンリン
    グの両側にそれぞれ隣接する複数の微小振動発生用アク
    チュエータが、上記ピストンにおいて周方向に間隔をあ
    け埋設されたことを特徴とする、油圧シリンダ装置。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の油圧シリンダ装置にお
    いて、上記微小振動発生用アクチュエータが、電磁石あ
    るいは圧電素子または磁歪素子からなる電気的振動素子
    として構成されて、同素子に接続されたリード線が、上
    記のピストンおよびピストンロッドに穿設された案内孔
    を通って外部へ導き出されていることを特徴とする、油
    圧シリンダ装置。
JP15298196A 1996-05-24 1996-05-24 油圧シリンダ装置 Withdrawn JPH09317713A (ja)

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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1308599C (zh) * 2003-06-17 2007-04-04 株式会社大伸 流体压力促动器
CN103174702A (zh) * 2013-04-17 2013-06-26 哈尔滨工业大学 压电致活塞振动的低摩擦特性气缸
CN103195770A (zh) * 2013-04-17 2013-07-10 哈尔滨工业大学 压电致缸筒纵向振动的低摩擦特性气缸
CN104454775A (zh) * 2014-11-04 2015-03-25 哈尔滨工业大学 两端预紧式压电堆致缸筒弯曲振动的低摩擦特性气缸
CN104454774A (zh) * 2014-11-04 2015-03-25 哈尔滨工业大学 压电堆致活塞杆密封圈径向振动的低摩擦特性气缸
CN109578368A (zh) * 2018-11-27 2019-04-05 江苏大学 一种预紧式压电堆致活塞杆套筒高频扭振的低摩擦气缸

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Effective date: 20030805