JPH0949508A - 液圧式シリンダ装置 - Google Patents
液圧式シリンダ装置Info
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- JPH0949508A JPH0949508A JP7202252A JP20225295A JPH0949508A JP H0949508 A JPH0949508 A JP H0949508A JP 7202252 A JP7202252 A JP 7202252A JP 20225295 A JP20225295 A JP 20225295A JP H0949508 A JPH0949508 A JP H0949508A
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- piston
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Abstract
(57)【要約】
【課題】シリンダ１内でピストン２が進退し、ピストン
２に内設したロックピストン３がロック位置でそのラン
ド部３ａによりセグメント４を押上げてシリンダ係合溝
１ｃに係合させることによりピストン２をロックし、ロ
ック開放位置でロックピストン３がその凹所３ｂ内にセ
グメント４を引き込むことによりシリンダ係合溝１ｃか
ら解離させるように構成される液圧式シリンダ装置にお
いて、ピストン２に掛かるスラスト力によりセグメント
４がランド部３ａに強く押付けられてロックピストン３
の作動抵抗を増大させる不都合を解消する。 【解決手段】ロックピストン３のランド部３ａに、セグ
メント４を凹所３ｂに案内するための傾斜面３ｃを設け
たので、ピストン２に掛かるスラスト力がセグメント４
の没入方向の力に変換されても、その力が更にロックピ
ストン３の推力に変換されて、ピストン２に作用する外
力の影響がキャンセルされる。
２に内設したロックピストン３がロック位置でそのラン
ド部３ａによりセグメント４を押上げてシリンダ係合溝
１ｃに係合させることによりピストン２をロックし、ロ
ック開放位置でロックピストン３がその凹所３ｂ内にセ
グメント４を引き込むことによりシリンダ係合溝１ｃか
ら解離させるように構成される液圧式シリンダ装置にお
いて、ピストン２に掛かるスラスト力によりセグメント
４がランド部３ａに強く押付けられてロックピストン３
の作動抵抗を増大させる不都合を解消する。 【解決手段】ロックピストン３のランド部３ａに、セグ
メント４を凹所３ｂに案内するための傾斜面３ｃを設け
たので、ピストン２に掛かるスラスト力がセグメント４
の没入方向の力に変換されても、その力が更にロックピ
ストン３の推力に変換されて、ピストン２に作用する外
力の影響がキャンセルされる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ロック機能を有す
る直動式シリンダ等として利用可能な液圧式シリンダ装
置に関するものである。
る直動式シリンダ等として利用可能な液圧式シリンダ装
置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】例えば、直動式シリンダとして、図５に
示す液圧式シリンダ装置が利用される。この液圧式シリ
ンダ装置は、内周にリング状の係合溝１ａを有したシリ
ンダ１と、このシリンダ１の一対のシリンダ室Ａ、Ｂの
間に配設され、一方のシリンダ室Ａ又はＢに液圧が導入
されることによって進退駆動可能であるとともに、軸心
位置に中空部２ａを有し、周壁部の等角位置（例えば３
〜４箇所）に放射方向に貫通する溝部２ｂを有したピス
トン２と、このピストン２に摺動可能に嵌装され外周に
前記中空部２ａに摺接するランド部３ａ及びこのランド
部３ａよりも小径な凹所３ｂを形成されたロックピスト
ン３と、前記ピストン２の溝部２ｂに突没可能に配設さ
れたロック部材たるセグメント４とを具備してなる。ロ
ックピストン３はピストン２との間に弾設したスプリン
グ５によって図中左方向へオフセット力を受けているた
め、シリンダ室Ａに液圧が導入されてピストン２が図中
左方向に駆動されたときには、シリンダ１内をロックピ
ストン３が図５のロック位置に移行すると同時に、その
ランド部３ａによりセグメント４の基端４ａを押上げて
該セングメント４の先端４ｂを前記シリンダ１の係合溝
１ａに装入する。このため、この状態でピストン２に外
力である引張荷重ＦP が作用しても、該ピストン２は図
示の位置にロックされる。また、他方のシリンダ室Ｂに
液圧が導入されてピストン２が図中右方向に駆動された
ときには、ロックピストン３がその液圧を利用して図６
に示すロック開放位置に移行すると同時にその凹所３ｂ
にセグメント４の基端４ａを引き込んで該セグメント４
の先端４ｂをシリンダ１の係合溝１ａから解離させ、ピ
ストン２をそのまま図７に示す作動端にまで移動させ得
るようにしている。
示す液圧式シリンダ装置が利用される。この液圧式シリ
ンダ装置は、内周にリング状の係合溝１ａを有したシリ
ンダ１と、このシリンダ１の一対のシリンダ室Ａ、Ｂの
間に配設され、一方のシリンダ室Ａ又はＢに液圧が導入
されることによって進退駆動可能であるとともに、軸心
位置に中空部２ａを有し、周壁部の等角位置（例えば３
〜４箇所）に放射方向に貫通する溝部２ｂを有したピス
トン２と、このピストン２に摺動可能に嵌装され外周に
前記中空部２ａに摺接するランド部３ａ及びこのランド
部３ａよりも小径な凹所３ｂを形成されたロックピスト
ン３と、前記ピストン２の溝部２ｂに突没可能に配設さ
れたロック部材たるセグメント４とを具備してなる。ロ
ックピストン３はピストン２との間に弾設したスプリン
グ５によって図中左方向へオフセット力を受けているた
め、シリンダ室Ａに液圧が導入されてピストン２が図中
左方向に駆動されたときには、シリンダ１内をロックピ
ストン３が図５のロック位置に移行すると同時に、その
ランド部３ａによりセグメント４の基端４ａを押上げて
該セングメント４の先端４ｂを前記シリンダ１の係合溝
１ａに装入する。このため、この状態でピストン２に外
力である引張荷重ＦP が作用しても、該ピストン２は図
示の位置にロックされる。また、他方のシリンダ室Ｂに
液圧が導入されてピストン２が図中右方向に駆動された
ときには、ロックピストン３がその液圧を利用して図６
に示すロック開放位置に移行すると同時にその凹所３ｂ
にセグメント４の基端４ａを引き込んで該セグメント４
の先端４ｂをシリンダ１の係合溝１ａから解離させ、ピ
ストン２をそのまま図７に示す作動端にまで移動させ得
るようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、ロックピス
トン３が図５に示すロック位置から図６に示すロック開
放位置に移行する動作に着目すると、先ずシリンダ室Ｂ
に液圧が導入され、ピストン２がその液圧付勢力によっ
て図中右方向へ移動しようとするが、そのスラスト力に
よって、ピストン２の放射方向の溝部２ｂに装入してい
るセグメント４には次のようにして没入方向への駆動力
が付与される。すなわち、最初はセグメント４は先端４
ｂをシリンダ１の係合溝１ａに係合させており、このと
き、セグメント４と係合溝１ａとの間には、セグメント
４がスラスト方向の液圧付勢力を受けて溝部１ａに当接
する側の各面に、そのスラスト力をセグメント４のラジ
アル方向への力に変換するためのテーパ面４ｃ、１ｃが
形成してある。そして、スラスト力を受けたセグメント
４は、そのテーパ面４ｃをシリンダ係合溝１ａのテーパ
面１ｃに沿って摺動させながら没入方向へ移動すること
ができる。一方、シリンダ室Ｂに導入された液圧はロッ
クピストン３にも作用し、このロックピストン３が、ス
プリング５によるオフセット位置からスプリング５を圧
縮しつつ図中右方向へ移動するので、一定量の移動後に
このピストン２のランド部３ａが図６に示す位置でセグ
メント４の基端４ａから外れ、その基端４ａに凹所３ｂ
を合致させる。このとき、セグメント４を押上げていた
力が消失し、セグメント４がその基端４ａを凹所３ｂに
没入させる位置にまで移動するので、先端４ｂがシリン
ダ１の係合溝１ａから外れる。このため、ピストン２に
対するスラスト方向のロック状態が開放され、ピストン
２は図中右方向に向かって図７に示す動作端にまで移動
することが可能となる。
トン３が図５に示すロック位置から図６に示すロック開
放位置に移行する動作に着目すると、先ずシリンダ室Ｂ
に液圧が導入され、ピストン２がその液圧付勢力によっ
て図中右方向へ移動しようとするが、そのスラスト力に
よって、ピストン２の放射方向の溝部２ｂに装入してい
るセグメント４には次のようにして没入方向への駆動力
が付与される。すなわち、最初はセグメント４は先端４
ｂをシリンダ１の係合溝１ａに係合させており、このと
き、セグメント４と係合溝１ａとの間には、セグメント
４がスラスト方向の液圧付勢力を受けて溝部１ａに当接
する側の各面に、そのスラスト力をセグメント４のラジ
アル方向への力に変換するためのテーパ面４ｃ、１ｃが
形成してある。そして、スラスト力を受けたセグメント
４は、そのテーパ面４ｃをシリンダ係合溝１ａのテーパ
面１ｃに沿って摺動させながら没入方向へ移動すること
ができる。一方、シリンダ室Ｂに導入された液圧はロッ
クピストン３にも作用し、このロックピストン３が、ス
プリング５によるオフセット位置からスプリング５を圧
縮しつつ図中右方向へ移動するので、一定量の移動後に
このピストン２のランド部３ａが図６に示す位置でセグ
メント４の基端４ａから外れ、その基端４ａに凹所３ｂ
を合致させる。このとき、セグメント４を押上げていた
力が消失し、セグメント４がその基端４ａを凹所３ｂに
没入させる位置にまで移動するので、先端４ｂがシリン
ダ１の係合溝１ａから外れる。このため、ピストン２に
対するスラスト方向のロック状態が開放され、ピストン
２は図中右方向に向かって図７に示す動作端にまで移動
することが可能となる。
【０００４】ところが、このような液圧式シリンダ装置
のピストン２に外力として引張荷重ＦP が作用した場
合、ピストン推力は、シリンダ室Ｂに導入される液圧に
よる付勢力の他に、ピストン２に加わる外力ＦP がその
発生要因となる。そして、このピストン推力に応じて、
セグメント４のテーパ面４ｃがシリンダ１のテーパ面１
ｃに押付けられ、その分力により、セグメント４の基端
４ａがロックピストン３のランド部３ａに押し当てられ
る。このため、ピストン２の外力が大きいほど、セグメ
ント４の基端４ａがロックピストン３のランド部３ａに
より強く押付けられて、ロックピストン３はセグメント
基端４ａとの摩擦によって動き難くなり、それを克服す
るために、シリンダ室Ｂにそれに見合うより高い液圧を
導入してロックピストン３に対する推力を高めなければ
ならなくなる。このため、ロック機構全体の大容量化を
招くという不都合を招来する。
のピストン２に外力として引張荷重ＦP が作用した場
合、ピストン推力は、シリンダ室Ｂに導入される液圧に
よる付勢力の他に、ピストン２に加わる外力ＦP がその
発生要因となる。そして、このピストン推力に応じて、
セグメント４のテーパ面４ｃがシリンダ１のテーパ面１
ｃに押付けられ、その分力により、セグメント４の基端
４ａがロックピストン３のランド部３ａに押し当てられ
る。このため、ピストン２の外力が大きいほど、セグメ
ント４の基端４ａがロックピストン３のランド部３ａに
より強く押付けられて、ロックピストン３はセグメント
基端４ａとの摩擦によって動き難くなり、それを克服す
るために、シリンダ室Ｂにそれに見合うより高い液圧を
導入してロックピストン３に対する推力を高めなければ
ならなくなる。このため、ロック機構全体の大容量化を
招くという不都合を招来する。
【０００５】また、前述したセグメント４を収容するピ
ストン２の溝部２ｂは、組立てや作動上の必要性から、
セグメント４よりも僅かに大きく成形されていて、セグ
メント４を装入した状態で溝部２ｂとの間に若干の隙間
が存在している。そのため、先端４ｂをシリンダ１の係
合溝１ａに装入し基端４ａをピストン２の溝部２ｂに装
入した状態のセグメント４にピストン推力が作用する
と、図８に示すようにセグメント４は溝部２ｂの入口２
ｂ1 及び出口２ｂ2 に部分的に付勢されて傾き、線接触
状態で局所的な高面圧を発生する。そして、このような
スラスト力を受けながらセグメント４が溝部２ｂ内を没
入方向へ相対運動しなければならないため、セグメント
４や溝部２ｂの摩耗、焼付等の不具合を惹起するという
不具合を生じる。このような不具合は、セグメント４が
ピストン２からスラスト力を受けてその溝部２ｂ内を摺
動しながら瞬時にロックピストン３の凹部３ｂ内に没入
しようとする動作時に特に助長される。
ストン２の溝部２ｂは、組立てや作動上の必要性から、
セグメント４よりも僅かに大きく成形されていて、セグ
メント４を装入した状態で溝部２ｂとの間に若干の隙間
が存在している。そのため、先端４ｂをシリンダ１の係
合溝１ａに装入し基端４ａをピストン２の溝部２ｂに装
入した状態のセグメント４にピストン推力が作用する
と、図８に示すようにセグメント４は溝部２ｂの入口２
ｂ1 及び出口２ｂ2 に部分的に付勢されて傾き、線接触
状態で局所的な高面圧を発生する。そして、このような
スラスト力を受けながらセグメント４が溝部２ｂ内を没
入方向へ相対運動しなければならないため、セグメント
４や溝部２ｂの摩耗、焼付等の不具合を惹起するという
不具合を生じる。このような不具合は、セグメント４が
ピストン２からスラスト力を受けてその溝部２ｂ内を摺
動しながら瞬時にロックピストン３の凹部３ｂ内に没入
しようとする動作時に特に助長される。
【０００６】本発明は、これらの課題をことごとく解消
した液圧式シリンダ装置を提供することを目的としてい
る。
した液圧式シリンダ装置を提供することを目的としてい
る。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、かかる目的を
達成するために、次のような構成を採用したものであ
る。
達成するために、次のような構成を採用したものであ
る。
【０００８】すなわち、本発明の液圧式シリンダ装置
は、内周に係合溝を有したシリンダと、このシリンダの
一対のシリンダ室の間に配設され、一方のシリンダ室に
液圧が導入されることによって進退駆動されるととも
に、軸心位置に中空部を有し、周壁部に放射方向に貫通
する溝部を有したピストンと、このピストンに摺動可能
に嵌装され外周に前記中空部に摺接するランド部及びこ
のランド部よりも小径な凹所を形成されたロックピスト
ンと、前記シリンダの溝部に突没可能に配設されたロッ
ク部材とを具備してなり、一方のシリンダ室に液圧が導
入されてピストンが一方に駆動されたときに、ロックピ
ストンがロック位置に移行すると同時に、そのランド部
によりロック部材の基端を押上げて先端をシリンダの係
合溝に装入し、他方のシリンダ室に液圧が導入されてピ
ストンが他方に駆動されたときに、ロックピストンがそ
の液圧を利用してロック開放位置に移行すると同時に、
その凹所にロック部材の基端を引き込んで先端をシリン
ダの係合溝から解離させるように構成されたものにおい
て、第１に、ロック部材の基端とロックピストンのラン
ド部との摺動面に、ロック部材を凹所に案内するための
傾斜面を設けたことを特徴とし、第２に、ピストン溝部
とロック部材との摺動面に、ロック部材の傾動動作に伴
って傾動可能なスライドプレートを設けたことを特徴と
し、第３に、ロックピストンのロック開放位置側に、ダ
ンパ室を形成し、このダンパ室を絞りを介して一方のシ
リンダ室に連通させていることを特徴としている。
は、内周に係合溝を有したシリンダと、このシリンダの
一対のシリンダ室の間に配設され、一方のシリンダ室に
液圧が導入されることによって進退駆動されるととも
に、軸心位置に中空部を有し、周壁部に放射方向に貫通
する溝部を有したピストンと、このピストンに摺動可能
に嵌装され外周に前記中空部に摺接するランド部及びこ
のランド部よりも小径な凹所を形成されたロックピスト
ンと、前記シリンダの溝部に突没可能に配設されたロッ
ク部材とを具備してなり、一方のシリンダ室に液圧が導
入されてピストンが一方に駆動されたときに、ロックピ
ストンがロック位置に移行すると同時に、そのランド部
によりロック部材の基端を押上げて先端をシリンダの係
合溝に装入し、他方のシリンダ室に液圧が導入されてピ
ストンが他方に駆動されたときに、ロックピストンがそ
の液圧を利用してロック開放位置に移行すると同時に、
その凹所にロック部材の基端を引き込んで先端をシリン
ダの係合溝から解離させるように構成されたものにおい
て、第１に、ロック部材の基端とロックピストンのラン
ド部との摺動面に、ロック部材を凹所に案内するための
傾斜面を設けたことを特徴とし、第２に、ピストン溝部
とロック部材との摺動面に、ロック部材の傾動動作に伴
って傾動可能なスライドプレートを設けたことを特徴と
し、第３に、ロックピストンのロック開放位置側に、ダ
ンパ室を形成し、このダンパ室を絞りを介して一方のシ
リンダ室に連通させていることを特徴としている。
【０００９】第１の構成によれば、ピストンに作用する
荷重が増加し、これに伴いロック部材の基端がより強く
ロックピストンのランド部に押付けられても、ランド部
とロック部材との摺動面にはロック部材を凹部に案内す
る方向の傾斜面が設けてあるため、この傾斜面によっ
て、ピストン荷重に比例した推力がロックピストンに付
与されることになる。このため、傾斜角を適宜の大きさ
に設定すれば、ピストンに作用する荷重が増大してもロ
ックピストンの作動抵抗が著しく増大する不具合を有効
に取り除くことができる。
荷重が増加し、これに伴いロック部材の基端がより強く
ロックピストンのランド部に押付けられても、ランド部
とロック部材との摺動面にはロック部材を凹部に案内す
る方向の傾斜面が設けてあるため、この傾斜面によっ
て、ピストン荷重に比例した推力がロックピストンに付
与されることになる。このため、傾斜角を適宜の大きさ
に設定すれば、ピストンに作用する荷重が増大してもロ
ックピストンの作動抵抗が著しく増大する不具合を有効
に取り除くことができる。
【００１０】また、第２の構成によれば、ロック部材と
ロックピストンの溝部との隙間でロック部材が傾いて
も、スライドプレートがロック部材に従動して傾くた
め、ロック部材とスライドプレートとの摺動面を常に面
接触させておくことができる。このため、異常な高面圧
によって摩耗や焼付を生じる不具合を有効に解消するこ
とができる。しかも、ロック部材とスライドプレートの
隙間は、その面圧に直接関係しないため、厳しい加工公
差を要求されることがなく、隙間管理も不要にすること
ができる。
ロックピストンの溝部との隙間でロック部材が傾いて
も、スライドプレートがロック部材に従動して傾くた
め、ロック部材とスライドプレートとの摺動面を常に面
接触させておくことができる。このため、異常な高面圧
によって摩耗や焼付を生じる不具合を有効に解消するこ
とができる。しかも、ロック部材とスライドプレートの
隙間は、その面圧に直接関係しないため、厳しい加工公
差を要求されることがなく、隙間管理も不要にすること
ができる。
【００１１】さらに、第３の構成によれば、ロックピス
トンがロック位置からロック開放位置に移行する速度が
ダンパ室の存在により抑制される。このため、ロック部
材の基端がランド部から凹所に入り込む際の速度も抑制
され、該ロック部材の溝部に対する摺動動作も緩やかに
なって、高速で移動することによる摺動面の摩耗や焼付
の問題を更に有効に解消することができる。このような
効果は、ロック部材の基端とロックピストンのランド部
との摺動面に傾斜面を設けた場合に特に有効に発揮され
るものとなる。
トンがロック位置からロック開放位置に移行する速度が
ダンパ室の存在により抑制される。このため、ロック部
材の基端がランド部から凹所に入り込む際の速度も抑制
され、該ロック部材の溝部に対する摺動動作も緩やかに
なって、高速で移動することによる摺動面の摩耗や焼付
の問題を更に有効に解消することができる。このような
効果は、ロック部材の基端とロックピストンのランド部
との摺動面に傾斜面を設けた場合に特に有効に発揮され
るものとなる。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を、図面
を参照して説明する。
を参照して説明する。
【００１３】＜第１実施形態＞図１及び図２に示す液圧
シリンダ装置は、基本的には図５〜図７に示したものと
同様である。すなわち、内周にリング状の係合溝１ａを
有したシリンダ１と、このシリンダ１の一対のシリンダ
室Ａ、Ｂの間に配設され、一方のシリンダ室Ａ又はＢに
液圧が導入されることによって進退駆動可能であるとと
もに、軸心位置に中空部２ａを有し、周壁部の等角位置
（例えば３〜４箇所）に放射方向に貫通する溝部２ｂを
有したピストン２と、このピストン２に摺動可能に嵌装
され外周に前記中空部２ａに摺接するランド部３ａ及び
このランド部３ａよりも小径な凹所３ｂを形成されたロ
ックピストン３と、前記シリンダ１の溝部１ａに突没可
能に配設されたロック部材たるセグメント４とを具備し
てなる。ロックピストン３はピストン２との間に弾設し
たスプリング５によって図中左方向へのオフセット力を
受けているため、シリンダ室Ａに液圧が導入されてピス
トン２が図中左方向に駆動されたときには、ロックピス
トン３がランド部３ａを溝部２ｂに合致させるロック位
置にまで移行すると同時に、そのランド部３ａによりセ
グメント４の基端４ａを押上げて該セングメント４の先
端４ｂを前記シリンダ１の係合溝１ａに装入する。この
ため、この状態でピストン２に外力である引張荷重ＦP
が作用しても、該ピストン２はその位置にロックされ
る。また、他方のシリンダ室Ｂに液圧が導入されてピス
トン２が図中右方向に駆動されたときには、ロックピス
トン３がその液圧を利用して凹部３ｂを溝部２ｂに合致
させるロック開放位置にまで移行すると同時にその凹所
３ｂにセグメント４の基端４ａを引き込んで該セグメン
ト４の先端４ｂをシリンダ１の係合溝１ａから解離させ
るので、ピストン２をそのまま作動端にまで移動するこ
とができる。
シリンダ装置は、基本的には図５〜図７に示したものと
同様である。すなわち、内周にリング状の係合溝１ａを
有したシリンダ１と、このシリンダ１の一対のシリンダ
室Ａ、Ｂの間に配設され、一方のシリンダ室Ａ又はＢに
液圧が導入されることによって進退駆動可能であるとと
もに、軸心位置に中空部２ａを有し、周壁部の等角位置
（例えば３〜４箇所）に放射方向に貫通する溝部２ｂを
有したピストン２と、このピストン２に摺動可能に嵌装
され外周に前記中空部２ａに摺接するランド部３ａ及び
このランド部３ａよりも小径な凹所３ｂを形成されたロ
ックピストン３と、前記シリンダ１の溝部１ａに突没可
能に配設されたロック部材たるセグメント４とを具備し
てなる。ロックピストン３はピストン２との間に弾設し
たスプリング５によって図中左方向へのオフセット力を
受けているため、シリンダ室Ａに液圧が導入されてピス
トン２が図中左方向に駆動されたときには、ロックピス
トン３がランド部３ａを溝部２ｂに合致させるロック位
置にまで移行すると同時に、そのランド部３ａによりセ
グメント４の基端４ａを押上げて該セングメント４の先
端４ｂを前記シリンダ１の係合溝１ａに装入する。この
ため、この状態でピストン２に外力である引張荷重ＦP
が作用しても、該ピストン２はその位置にロックされ
る。また、他方のシリンダ室Ｂに液圧が導入されてピス
トン２が図中右方向に駆動されたときには、ロックピス
トン３がその液圧を利用して凹部３ｂを溝部２ｂに合致
させるロック開放位置にまで移行すると同時にその凹所
３ｂにセグメント４の基端４ａを引き込んで該セグメン
ト４の先端４ｂをシリンダ１の係合溝１ａから解離させ
るので、ピストン２をそのまま作動端にまで移動するこ
とができる。
【００１４】このような構成において、本実施形態は、
図１に示すように、ロックピストン３のランド部３ａ
に、隣接位置にある凹所３ｂに向かって漸次縮径するテ
ーパ状の傾斜面３ｃを形成している。
図１に示すように、ロックピストン３のランド部３ａ
に、隣接位置にある凹所３ｂに向かって漸次縮径するテ
ーパ状の傾斜面３ｃを形成している。
【００１５】このように構成すれば、ピストン２に作用
する荷重が増加し、セグメント４がロックピストン３の
ランド部３ａに強く押付けられても、ランド部３ａとセ
グメント４との摺動面に存在する傾斜面３ｃによりセグ
メント４をロックピストン３の凹部３ｂに案内する方向
の力が生じる。つまり、ピストン荷重に比例して図中右
方向に向かう推力が該ロックピストン３に付与されるこ
とになる。このため、傾斜面３ｃの傾斜角を適宜の大き
さに設定すれば、ピストン２に作用する荷重が増大して
もロックピストン３の作動抵抗が増大する不具合を有効
に取り除くことができる。そして、これによりロック機
構の大容量化を効果的に回避し、液圧式シリンダ装置の
信頼性や耐久性を確実に向上せせることが可能となる。
する荷重が増加し、セグメント４がロックピストン３の
ランド部３ａに強く押付けられても、ランド部３ａとセ
グメント４との摺動面に存在する傾斜面３ｃによりセグ
メント４をロックピストン３の凹部３ｂに案内する方向
の力が生じる。つまり、ピストン荷重に比例して図中右
方向に向かう推力が該ロックピストン３に付与されるこ
とになる。このため、傾斜面３ｃの傾斜角を適宜の大き
さに設定すれば、ピストン２に作用する荷重が増大して
もロックピストン３の作動抵抗が増大する不具合を有効
に取り除くことができる。そして、これによりロック機
構の大容量化を効果的に回避し、液圧式シリンダ装置の
信頼性や耐久性を確実に向上せせることが可能となる。
【００１６】以上の作用をより具体的に説明すると、図
５に示す従来のランド部構造においては、セグメント４
の基端４ａとロックピストン３のランド部３ａとの間の
摩擦係数をμ、ロックピストン３に加わる荷重をＷ、ス
プリング力をＦS 、シリンダ室Ｂに液圧Ｐが導入された
際のロックピストン３の受圧面積をＡLP、その際のピス
トン２の受圧面積をＡp 、ロック部分の荷重変換効率を
η、ピストン２に作用する外力をＦP とした場合、セグ
メント４のロック状態を開放するために必要な液圧力Ｆ
R は、 ＰR ＝（μＷ＋ＦS ）／ＡLP Ｗ＝η（ＦP ＋ＡP ・Ｐ） となり、図２に折線Ｉで示すように、ロック開放圧力Ｐ
R は外力ＦP の増加に伴って増大する。
５に示す従来のランド部構造においては、セグメント４
の基端４ａとロックピストン３のランド部３ａとの間の
摩擦係数をμ、ロックピストン３に加わる荷重をＷ、ス
プリング力をＦS 、シリンダ室Ｂに液圧Ｐが導入された
際のロックピストン３の受圧面積をＡLP、その際のピス
トン２の受圧面積をＡp 、ロック部分の荷重変換効率を
η、ピストン２に作用する外力をＦP とした場合、セグ
メント４のロック状態を開放するために必要な液圧力Ｆ
R は、 ＰR ＝（μＷ＋ＦS ）／ＡLP Ｗ＝η（ＦP ＋ＡP ・Ｐ） となり、図２に折線Ｉで示すように、ロック開放圧力Ｐ
R は外力ＦP の増加に伴って増大する。
【００１７】これに対して、本実施形態のようにランド
部３ａにテーパ面３ｃを設けた構造においては、ロック
開放に必要な液圧力ＰR は、テーパ角をθとして、 ＰR ＝（μＷ＋ＦS −Ｗtan θ）／ＡLP となる。ここで、tan θ＝μとなるようなθを選定すれ
ば、 ＰR ＝ＦS ／ＡLP となり、ロック開放圧力ＰR を、ロックピストン３に作
用する外力ＦP と全く無関係にすることができる。実用
上、例えばtan θ＝μ／２とした場合にも、図２の折線
IIに示すように外力ＦP に対して、ロック開放圧力ＰR
を十分に低減する効果が奏される。
部３ａにテーパ面３ｃを設けた構造においては、ロック
開放に必要な液圧力ＰR は、テーパ角をθとして、 ＰR ＝（μＷ＋ＦS −Ｗtan θ）／ＡLP となる。ここで、tan θ＝μとなるようなθを選定すれ
ば、 ＰR ＝ＦS ／ＡLP となり、ロック開放圧力ＰR を、ロックピストン３に作
用する外力ＦP と全く無関係にすることができる。実用
上、例えばtan θ＝μ／２とした場合にも、図２の折線
IIに示すように外力ＦP に対して、ロック開放圧力ＰR
を十分に低減する効果が奏される。
【００１８】なお、以上の構成に代えて、傾斜面をセグ
メントの基端側に設けてもよく、またランド部とセグメ
ントの双方に傾斜面を設けることもできる。
メントの基端側に設けてもよく、またランド部とセグメ
ントの双方に傾斜面を設けることもできる。
【００１９】＜第２実施形態＞図３に示す液圧式シリン
ダ装置は、図５に示した基本的構成において、ピストン
２の溝部２ｂとセグメント４との摺動面に、セグメント
４の傾動動作に伴って傾動可能なスライドプレート
６1 、６2 を設けたことを特徴としている。つまり、こ
の実施形態においては、セグメント４が角材状をなし、
これに対して、セグメント４を収容する溝部２ｂの図に
現れている方向の内法寸法をやや大きく形成して、その
溝部２ｂの内周に一対のスライドプレート６1 、６2 を
配設し、これらのスライドプレート６1 、６2 間にセグ
メント４を摺動可能に配設している。一方のスライドプ
レート６1 には、背面内周側に部分円筒状の突起６１が
設けてあり、この突起６１を、溝部２ｂの入口２ｂ1 の
近傍に形成した部分円筒状の穴２１に回動可能に装入し
ている。また、他方のスライドプレート６2 には、背面
外周側に部分円筒状の突起６２が設けてあり、この突起
６２を、溝部２ｂの出口２ｂ2 の近傍に形成した部分円
筒状の穴２２に回動可能に装入している。つまり、両ス
ライドプレート６1 、６2 は、ともに対向隙間を平行に
保って回動し得るようになっている。
ダ装置は、図５に示した基本的構成において、ピストン
２の溝部２ｂとセグメント４との摺動面に、セグメント
４の傾動動作に伴って傾動可能なスライドプレート
６1 、６2 を設けたことを特徴としている。つまり、こ
の実施形態においては、セグメント４が角材状をなし、
これに対して、セグメント４を収容する溝部２ｂの図に
現れている方向の内法寸法をやや大きく形成して、その
溝部２ｂの内周に一対のスライドプレート６1 、６2 を
配設し、これらのスライドプレート６1 、６2 間にセグ
メント４を摺動可能に配設している。一方のスライドプ
レート６1 には、背面内周側に部分円筒状の突起６１が
設けてあり、この突起６１を、溝部２ｂの入口２ｂ1 の
近傍に形成した部分円筒状の穴２１に回動可能に装入し
ている。また、他方のスライドプレート６2 には、背面
外周側に部分円筒状の突起６２が設けてあり、この突起
６２を、溝部２ｂの出口２ｂ2 の近傍に形成した部分円
筒状の穴２２に回動可能に装入している。つまり、両ス
ライドプレート６1 、６2 は、ともに対向隙間を平行に
保って回動し得るようになっている。
【００２０】このような構成によれば、先端４ｂをシリ
ンダ１の係合溝１ａに装入し基端４ａをピストン２の溝
部２ｂに装入した状態のセグメント４にピストン推力が
作用したとき、セグメント４が溝部２ｂの入口２ｂ1 及
び出口２ｂ2 に部分的に付勢されて傾くが、スライドプ
レート６1 、６2 がそのセグメント４の動きに従動して
傾くため、セグメント４とスライドプレート６1 、６2
との摺動面を常に面接触状態に維持することができる。
このため、図８のような状態で異常な高面圧を発生して
摺動面の摩耗や焼付を生じる不具合を有効に解消して、
液圧式シリンダ装置の信頼性や耐久性を確実に向上させ
ることが可能となる。しかも、セグメント４とスライド
プレート６1 、６2 との隙間は、面圧に直接関係しない
ため、厳しい加工公差を要求されることがなく、隙間管
理も不要となって、イニシャルコストやランニングコス
トも有効に削減することが可能となる。
ンダ１の係合溝１ａに装入し基端４ａをピストン２の溝
部２ｂに装入した状態のセグメント４にピストン推力が
作用したとき、セグメント４が溝部２ｂの入口２ｂ1 及
び出口２ｂ2 に部分的に付勢されて傾くが、スライドプ
レート６1 、６2 がそのセグメント４の動きに従動して
傾くため、セグメント４とスライドプレート６1 、６2
との摺動面を常に面接触状態に維持することができる。
このため、図８のような状態で異常な高面圧を発生して
摺動面の摩耗や焼付を生じる不具合を有効に解消して、
液圧式シリンダ装置の信頼性や耐久性を確実に向上させ
ることが可能となる。しかも、セグメント４とスライド
プレート６1 、６2 との隙間は、面圧に直接関係しない
ため、厳しい加工公差を要求されることがなく、隙間管
理も不要となって、イニシャルコストやランニングコス
トも有効に削減することが可能となる。
【００２１】なお、図示実施形態ではスライドプレート
側に突起を設け、溝部側に穴を設けたが、逆に溝部側に
突起を設け、スライドプレート側に穴を設けるようにし
てもよい。あるいは、スライドプレート、溝部ともに穴
を設け、両穴間に丸棒を介在させておくこともできる。
また、両スライドプレート６1 、６2 のうち特に高面圧
を発生するスライドプレート６1 側にのみ本発明を適用
してもよい。
側に突起を設け、溝部側に穴を設けたが、逆に溝部側に
突起を設け、スライドプレート側に穴を設けるようにし
てもよい。あるいは、スライドプレート、溝部ともに穴
を設け、両穴間に丸棒を介在させておくこともできる。
また、両スライドプレート６1 、６2 のうち特に高面圧
を発生するスライドプレート６1 側にのみ本発明を適用
してもよい。
【００２２】＜第３実施形態＞図４に示す液圧式シリン
ダ装置は、図５に示した基本的構成において、ロックピ
ストン３のロック開放位置側に、ダンパ室Ｃを形成し、
このダンパ室Ｃを絞り７を介して一方のシリンダ室Ａに
連通させている。つまり、ピストン３の中空部２ａの内
方端には、円筒状の嵌合孔が形成してあり、前記ロック
ピストン３をこの嵌合孔に摺動可能に嵌装して、ロック
ピストン３と嵌合孔との間にダンパ室Ｃを形成してい
る。そして、このダンパ室Ｃと、シリンダ室Ａとを、ロ
ックピストン２の肉厚内に形成した絞りであるオリフィ
ス７を介して連通させている。
ダ装置は、図５に示した基本的構成において、ロックピ
ストン３のロック開放位置側に、ダンパ室Ｃを形成し、
このダンパ室Ｃを絞り７を介して一方のシリンダ室Ａに
連通させている。つまり、ピストン３の中空部２ａの内
方端には、円筒状の嵌合孔が形成してあり、前記ロック
ピストン３をこの嵌合孔に摺動可能に嵌装して、ロック
ピストン３と嵌合孔との間にダンパ室Ｃを形成してい
る。そして、このダンパ室Ｃと、シリンダ室Ａとを、ロ
ックピストン２の肉厚内に形成した絞りであるオリフィ
ス７を介して連通させている。
【００２３】また、この実施形態においては、ロックピ
ストン３のランド部３ａと凹部３ｂとを連続させる位置
に傾斜面３ｃを形成しており、加えて、セグメント３の
基端３ａにもその傾斜面３ｃに平行な傾斜面４ｄを形成
している。
ストン３のランド部３ａと凹部３ｂとを連続させる位置
に傾斜面３ｃを形成しており、加えて、セグメント３の
基端３ａにもその傾斜面３ｃに平行な傾斜面４ｄを形成
している。
【００２４】このような構成によれば、ロックピストン
３がロック位置からロック開放位置に向かって図中右方
向に移動しようとするときは、ダンパ室Ｃを圧縮し、ダ
ンパ室Ｃの内部に存在する流体を絞りであるオリフィス
７を介してシリンダ室Ａ側に追い出しながら移動するこ
とになる。このため、移動速度はダンパ室Ｃの存在によ
って有効に抑制されることになる。一方、この実施形態
ではセグメント４の傾斜面４ｄがロックピストン３の傾
斜面３ｃに連続的に摺接するので、ロックピストン３の
移動量に比例してセグメント４が没入し、その速度もロ
ックピストン３の移動速度に比例して緩やかになる。こ
のため、セグメント４が溝部２ａに対して摺動しながら
高速で移動することがなくなり、この点においても摺動
面の摩耗や焼付の問題を有効に解消して、液圧式シリン
ダ装置の信頼性や耐久性を確実に向上させることが可能
となる。
３がロック位置からロック開放位置に向かって図中右方
向に移動しようとするときは、ダンパ室Ｃを圧縮し、ダ
ンパ室Ｃの内部に存在する流体を絞りであるオリフィス
７を介してシリンダ室Ａ側に追い出しながら移動するこ
とになる。このため、移動速度はダンパ室Ｃの存在によ
って有効に抑制されることになる。一方、この実施形態
ではセグメント４の傾斜面４ｄがロックピストン３の傾
斜面３ｃに連続的に摺接するので、ロックピストン３の
移動量に比例してセグメント４が没入し、その速度もロ
ックピストン３の移動速度に比例して緩やかになる。こ
のため、セグメント４が溝部２ａに対して摺動しながら
高速で移動することがなくなり、この点においても摺動
面の摩耗や焼付の問題を有効に解消して、液圧式シリン
ダ装置の信頼性や耐久性を確実に向上させることが可能
となる。
【００２５】以上の作用をより具体的に説明すると、シ
リンダ室Ｂに液圧ＰR1が導かれ、ロックピストン３が動
作しようとするときに、オリフィス７によりロックピス
トン３の速度ｖに応じてダンパ室Ｃに液圧力ＰD が発生
する。そして、そのときのオリフィス７の通過流量Ｑ
は、ロックピストン３の受圧面積をＡLP、オリフィス係
数をａ、オフセットスプリング力をＦS 、シリンダ室Ａ
の液圧をＰR2としたとき、 Ｑ＝ａ・（ＰD −ＰR2）1/2 Ｑ＝ＡLP・ｖ の２式より、 ＰD ＝ＡLP2 ・ｖ2 ／ａ2 ＋ＰR2 …（１） となる。一方、ロックピストン３の釣り合いから、 ＰR1・ＡLP＝ＰD ・ＡLP＋ＦS …（２） が成り立つので、（１）、（２）式から、 ｖ＝（ａ／ＡLP）・（ＰR1−ＰR2−ＦS ／ＡLP）1/2 が得られる。つまり、ロックピストン３の移動速度ｖ
は、オリフィス７の係数ａにより任意に設定可能とな
る。
リンダ室Ｂに液圧ＰR1が導かれ、ロックピストン３が動
作しようとするときに、オリフィス７によりロックピス
トン３の速度ｖに応じてダンパ室Ｃに液圧力ＰD が発生
する。そして、そのときのオリフィス７の通過流量Ｑ
は、ロックピストン３の受圧面積をＡLP、オリフィス係
数をａ、オフセットスプリング力をＦS 、シリンダ室Ａ
の液圧をＰR2としたとき、 Ｑ＝ａ・（ＰD −ＰR2）1/2 Ｑ＝ＡLP・ｖ の２式より、 ＰD ＝ＡLP2 ・ｖ2 ／ａ2 ＋ＰR2 …（１） となる。一方、ロックピストン３の釣り合いから、 ＰR1・ＡLP＝ＰD ・ＡLP＋ＦS …（２） が成り立つので、（１）、（２）式から、 ｖ＝（ａ／ＡLP）・（ＰR1−ＰR2−ＦS ／ＡLP）1/2 が得られる。つまり、ロックピストン３の移動速度ｖ
は、オリフィス７の係数ａにより任意に設定可能とな
る。
【００２６】なお、図示実施形態においては、ロックピ
ストン３の内部にシリンダ室Ｂとダンパ室Ｃとを連通さ
せる流路８を設け、この流路８にチェックバルブ９を介
設しているが、この構造により、シリンダ室Ａに液圧が
導入されてロックピストン３がピストン２と共に図中左
方向に駆動されたときに、ロックピストン３がセグメン
ト４を押出す際の押出し力を緩和することができ、これ
によりシリンダ１の内壁にセグメント４が高速で衝突す
ることを有効に防止することが可能となる。
ストン３の内部にシリンダ室Ｂとダンパ室Ｃとを連通さ
せる流路８を設け、この流路８にチェックバルブ９を介
設しているが、この構造により、シリンダ室Ａに液圧が
導入されてロックピストン３がピストン２と共に図中左
方向に駆動されたときに、ロックピストン３がセグメン
ト４を押出す際の押出し力を緩和することができ、これ
によりシリンダ１の内壁にセグメント４が高速で衝突す
ることを有効に防止することが可能となる。
【００２７】以上、本発明のいくつかの実施形態につい
て説明したが、各部の具体的な構成や断面形状などは、
図示実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨
を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。
て説明したが、各部の具体的な構成や断面形状などは、
図示実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨
を逸脱しない範囲で種々変形が可能である。
【図１】本発明の第１実施形態を示す全体断面図。
【図２】同実施形態の作用を説明するグラフ。
【図３】本発明の第２実施形態を示す要部拡大断面図。
【図４】本発明の第３実施形態を示す全体断面図。
【図５】従来例を示す全体断面図。
【図６】同従来例の作用説明図。
【図７】同従来例の作用説明図。
【図８】同従来例の不具合を説明する要部拡大断面図。
１…シリンダ １ａ…係合溝 ２…ピストン ２ａ…中空部 ２ｂ…溝部 ３…ロックピストン ３ａ…ランド部 ３ｂ…凹所 ３ｃ…傾斜面 ４…ロック部材（セグメント） ４ａ…基端部 ４ｂ…先端 Ａ、Ｂ…シリンダ室
Claims (3)
- 【請求項１】内周に係合溝を有したシリンダと、このシ
リンダの一対のシリンダ室の間に配設され、一方のシリ
ンダ室に液圧が導入されることによって進退駆動される
とともに、軸心位置に中空部を有し、周壁部に放射方向
に貫通する溝部を有したピストンと、このピストンに摺
動可能に嵌装され外周に前記中空部に摺接するランド部
及びこのランド部よりも小径な凹所を形成されたロック
ピストンと、前記シリンダの溝部に突没可能に配設され
たロック部材とを具備してなり、一方のシリンダ室に液
圧が導入されてピストンが一方に駆動されたときに、ロ
ックピストンがロック位置に移行すると同時に、そのラ
ンド部によりロック部材の基端を押上げて先端をシリン
ダの係合溝に装入し、他方のシリンダ室に液圧が導入さ
れてピストンが他方に駆動されたときに、ロックピスト
ンがその液圧を利用してロック開放位置に移行すると同
時に、その凹所にロック部材の基端を引き込んで先端を
シリンダの係合溝から解離させるように構成されたもの
において、 前記ロック部材の基端と前記ロックピストンのランド部
との摺動面に、ロック部材を凹所に案内するための傾斜
面を設けたことを特徴とする液圧式シリンダ装置。 - 【請求項２】内周に係合溝を有したシリンダと、このシ
リンダの一対のシリンダ室の間に配設され、一方のシリ
ンダ室に液圧が導入されることによって進退駆動される
とともに、軸心位置に中空部を有し、周壁部に放射方向
に貫通する溝部を有したピストンと、このピストンに摺
動可能に嵌装され外周に前記中空部に摺接するランド部
及びこのランド部よりも小径な凹所を形成されたロック
ピストンと、前記シリンダの溝部に突没可能に配設され
たロック部材とを具備してなり、一方のシリンダ室に液
圧が導入されてピストンが一方に駆動されたときに、ロ
ックピストンがロック位置に移行すると同時に、そのラ
ンド部によりロック部材の基端を押上げて先端をシリン
ダの係合溝に装入し、他方のシリンダ室に液圧が導入さ
れてピストンが他方に駆動されたときに、ロックピスト
ンがその液圧を利用してロック開放位置に移行すると同
時に、その凹所にロック部材の基端を引き込んで先端を
シリンダの係合溝から解離させるように構成されたもの
において、 前記ピストン溝部とロック部材との摺動面に、ロック部
材の傾動動作に伴って傾動可能なスライドプレートを設
けたことを特徴とする液圧式シリンダ装置。 - 【請求項３】内周に係合溝を有したシリンダと、このシ
リンダの一対のシリンダ室の間に配設され、一方のシリ
ンダ室に液圧が導入されることによって進退駆動される
とともに、軸心位置に中空部を有し、周壁部に放射方向
に貫通する溝部を有したピストンと、このピストンに摺
動可能に嵌装され外周に前記中空部に摺接するランド部
及びこのランド部よりも小径な凹所を形成されたロック
ピストンと、前記シリンダの溝部に突没可能に配設され
たロック部材とを具備してなり、一方のシリンダ室に液
圧が導入されてピストンが一方に駆動されたときに、ロ
ックピストンがロック位置に移行すると同時に、そのラ
ンド部によりロック部材の基端を押上げて先端をシリン
ダの係合溝に装入し、他方のシリンダ室に液圧が導入さ
れてピストンが他方に駆動されたときに、ロックピスト
ンがその液圧を利用してロック開放位置に移行すると同
時に、その凹所にロック部材の基端を引き込んで先端を
シリンダの係合溝から解離させるように構成されたもの
において、 前記ロックピストンのロック開放位置側に、ダンパ室を
形成し、このダンパ室を絞りを介して一方のシリンダ室
に連通させていることを特徴とする液圧式シリンダ装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7202252A JPH0949508A (ja) | 1995-08-08 | 1995-08-08 | 液圧式シリンダ装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7202252A JPH0949508A (ja) | 1995-08-08 | 1995-08-08 | 液圧式シリンダ装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0949508A true JPH0949508A (ja) | 1997-02-18 |
Family
ID=16454476
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7202252A Pending JPH0949508A (ja) | 1995-08-08 | 1995-08-08 | 液圧式シリンダ装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0949508A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007057100A1 (de) * | 2005-11-17 | 2007-05-24 | Schwing Gmbh | Hydraulikzylinder |
| KR101367531B1 (ko) * | 2011-06-07 | 2014-02-25 | 이강창 | 지지구조를 갖는 유압실린더 |
-
1995
- 1995-08-08 JP JP7202252A patent/JPH0949508A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2007057100A1 (de) * | 2005-11-17 | 2007-05-24 | Schwing Gmbh | Hydraulikzylinder |
| KR101367531B1 (ko) * | 2011-06-07 | 2014-02-25 | 이강창 | 지지구조를 갖는 유압실린더 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20031224 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20040223 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20040511 |