JPS6224007A - 油圧シリンダ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、油圧ポンプを内蔵した油圧シリンダ装置に関
する。

〔従来の技術〕

従来多くの油圧シリンダ装置は、第９図に示す様に、複
動シリンダ１の両シリンダ室１ａ、ｌｂに、複動シリン
ダ１と別に設置した油圧ポンプ２からの圧油が供給され
る構成である。このため、別装置の油圧ポンプ２から複
動シリンダ１に至る複数の配管５，６、または配管５．
６の途中に設けられる４ボ一ト３位置切換弁７等が必要
であって、複雑な構成であるため、車両等に搭載しよう
とする場合には、装着性ら搭載性が悪いとし１つた問題
点を有していた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明は上記の点に鑑みてなされるものであって、装着
性、搭載性を向上した小型の油圧シリンダ装置であって
、しかも高応答性の油圧シリンダ装置を提供することを
目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明によると、１つのシリンダ室の室壁を形成すると
ともに、ハウジング内に摺動自在に設けられるピストン
部材を存する単動油圧シリンダと、ハウジング内に作動
油を溜めるリザーノ＼室と、前記リザーバ室内の作動油
を前記シリンダ室へ圧送するようにハウジング内に内Ｉ
ａされる油圧；１ミンフ゛と、前記シリンダ室と前記リ
ザーＢ室とを連通ずる流路に設けられて該流路を開閉す
る制御弁とを有することを特徴とする。

〔作　用〕

上記構成によると、油圧ポンプがリザーノ＼室から作動
油を吸入し、シリンダ室へ圧送することにより、シリン
ダ室がピストン部祠を押圧してピストン部材を摺動させ
る。また制御弁を開弁することにより、前記シリンダ室
内の作動がリザーノ＼室へ戻るので、ピストン部材は元
の位置に復帰する。

〔発明の効果〕

以上述べた様に、油圧シリンダとして単動油圧シリンダ
を用いることにより、油圧ポンプからシリンダ室へ戻る
流路が筒素化することができる。

このため、ハウジング内に、油圧シリンダ、リザーバ室
、油圧ポンプ及び制御弁を内蔵することができ、小型な
油圧シリンダ装置を提供することができる。更に、ハウ
ジング内に油圧シリンダ、油圧ポンプ等を内蔵すること
により、油圧ポンプからシリンダ室へ至る流路は著しく
短くすることができるとともに、耐圧配管等を用いるこ
とな（ハウジング内に穿設されて流路によって連通ずる
ことが可能となる。従って、従来の油圧シリンダ装置に
おいては、油圧シリンダと別体の油圧ポンプとを連通ず
る配管等の膨張により油圧シリンダの圧力上昇、及び作
動のロスタイムがあったのに対して、本発明においては
、油圧ポンプで圧送される作動油が油圧シリンダにほと
んどロスタイムなく供給されるため、従来と比較して高
い応答性を得ることができるという効果も有している。

〔実施例〕

以下、本発明の第１実施例の油圧シリンダ装置１００を
第１図に基づいて詳細に説明する。

図中符号１０は円筒状のハウジングで、その内部には図
示下方より、油圧ポンプ部Ａ、制外弁部Ｂ、リザーバ部
Ｃ１油圧シリンダ部りを同軸的に内蔵している。

油圧ポンプ部Ａは、ピエゾアクチュエータ１１によって
駆動される。ピエゾアクチュエータ１１は、円板状のピ
エゾ素子を多数枚積層した円柱状であって、数百ボルト
の高周波数の交流高電圧を印加することによって数十μ
ｍの軸方向の伸縮を繰り返す。スプール１２は、ビニシ
アクチ、−Ｌエータ１１の伸縮Ｇこ応して、ノスウジン
グ１０の内壁１゜Ｏａを摺動自在に可動し、その内部に
は中央の吐出室１３と、吐出室１３とスプール１２の外
周面とを連通ずる吐出路１４が放射状に形成されている
。スプール１２は、環状のｆｕｌｌ　／＼ネ１５によっ
てピエゾアクチュエータ１１に向かつて付勢されている
。スプール１２の上方には、サポータ１７とによってポ
ンプ室１６が区画形成され、ポンプ室１６内に吸入用チ
ェック弁１８が設けられ、また吐出室１３内には吐出用
チェック弁１９が設けられている。またスプール１２内
には、ピエゾアクチュエータ１１のＬ方に当接して位置
するス［〜ツバ２０が挿入固定されて、スプール１２と
ストッパ２０は一体に移動する。尚、図中符号２１，２
２．２３は、いずれもシール用のＯリングである。また
２４はピエゾアクチュエータ１１を支持するプレートで
あって、ハウジング１０の一端に矛ジによって締結され
ている。

よって、ン由圧ポンプ部Ａは、ビニ゛ゾアクチュエータ
１１の伸縮によってスプール１２が図中１−下方向に移
動すると、吸入用チェック弁１８より、ポンプ室１６に
作動油を吸入し、吐出用チェ’）り弁１９から吐出室１
３を介して通路１４に作動油を吐出する。

制御弁部Ｂは、ケース２５．電磁コイル２６゜ケース２
５内を慴動自在に可動するプランジャ２７とから主に構
成されている。プランジャ２７の上方にはボール弁２８
が設けられている。ケース２５の上、下方には通路２５
ａ、２５ｂが設けられ、プランジャ２７にはその上、下
端面を有する通路２７ａが設けられており、これらの一
連の通路２５ａ、２７ａ、２５ｂによってポンプ室１６
と連通ずる吸入路が形成される。またケース２５のＬ方
中央には、油圧シリンダ部りと連通ずる通路２５Ｃが形
成されている。ケース２５は、ザボータ１７によってハ
ウジング１０内に同１袖的にねじ止めされている。尚、
２９，３０，３１．３２は各構成間をシールする０リン
グである。

よって、制御弁部Ｂは３ボ一ト２位置電磁弁として構成
され、電磁コイル２６がＯｌ”　Ｆ状態（第１図の状態
）で、通路２５ａ、２５ｂ、２５ｃ間が連通し、ＯＮ状
態では通路２５ａ、２５ｂが連通したままで、通路２５
ｃが閉塞遮断される。

リザーバ部Ｃは、油圧シリンダ部りの外周に設けられる
環状スリーブ３３．スプリング３４．固定ボルト３５と
より構成される。よってハウジング１０内にはハウジン
グ１０とスリーブ３３によってリザーバ室３６が区画形
成され、このリザーバ室３６はスプリング３４により常
時２〜３ｋｇｆ／ａｍ２程度の圧力を有する油が溜土っ
ている。

尚、３７．３８はシール用のＯリングである。

このリザーバ部Ｃの内側にはハウジング１０の中心軸に
沿って摺動自在に挿入されるピストンロッド４０が設け
られ、ロット４０の上方には支持プレート４１を介して
ロット４０を図中下方に付勢するスプリング４２が設け
られる。ロット４０の外周には、ソール用０リング４６
が設けられ、前述制御弁部Ｂのケース２５と、ロッド１
１０との間に、ロット背圧室として１つのシリンダ室４
３が区画形成され、単動シリンダとして作動する。

またハウジング１０には、シリンダ室４３と油圧ポンプ
部Ａの吐出路１４とを連通ずる吐出流路４４、及びリザ
ーバ室３６と制御弁部Ｆ３の通路２５ａとを連通ずる流
路４５が設けられている。尚、第２図は上述実施例の油
圧回路図である。

次に上述構成に基づいて、その作動を説明する。

ピストンロッド４０を上方へ移動する時は、電流コイル
２６に電流を印加（ＯＮ状態に）するごとにより、通路
２５ｃを閉塞し、シリンダ室４３とリザーバ室３６との
連ｊ■を遮断する。これと同時に、ピエゾアクチュエー
タ１１に所定周波数の矩形波電圧を印加し、ビエゾアク
チフーエータ１１をその軸方向に伸縮する。この伸縮は
ストッパ２０を介してスプール１２に伝えられ、スプー
ルＩ２を図中」二下方向に移動変位する。スプール１２
が上方に変位した時には、ポンプ室１６内の作動油は昇
圧し吐出用チェック弁＋９．吐出室１３゜吐出路１４．
吐出流路４４を経て、シリンダ室４３に圧送される。ま
たスプール１２が下方に変位した時には、ポンプ室１６
内の圧力が低下するため、作動油はリザーバ室３６より
流路４５１通路、２５　ａ、　　２７　ａ、　　２５　
ｂ、吸入用チェック弁１８を経てポンプ室１６内に流入
する。

ピエゾアクチュエータ１１の伸縮に伴ない」二連のポン
プ作用が繰り返され、リザーバ室３６内の作動油は油圧
ポンプ部、ｌこて圧送されてシリンダ室４３に供給され
る。その結果、ピストンロッド４０は、スプリング４２
、又は」二方から加わる荷重に抗して上方へ移動する。

このピストンロッド、　　ｆ ４０の移動速度は、ピエゾアク、ユエータ１１へ印加さ
れる電圧の周波数によって精度良くコントロ−ルするこ
とができ、高い周波数の電圧を印加すると、ピストンロ
ッド４０の移動速度は速くなる。

ピストンロフト４０の移動を停止して、その位置を保持
する時は、電磁コイル２６をＯＮ状態にしたまま、ピエ
ゾアクチュエータ１１への電圧を停止する。これによっ
てシリンダ室４３室の圧力が保持されて、ピストンロッ
ド４０はその位置に保持される。

またピストンロッド４０を下方に移動して、元の位置に
復帰さ笹る場合は、ピエゾアクチュエータ１１への電圧
印加を停止し、電磁コイル２６への電流印加を停止する
。すると、スプリング４２、又は上方からの荷重によっ
てシリンダ室４３内の油は、通路２５ｃ、２５ａ、流路
４５を介してリザーバ室３６へ戻る。その結果、ピスト
ンロッド４０は下方へ移動する。

次に、本発明の第２実施例の油圧シリンダ装置１００゛
について第３図〜第６図に基づいて説明する。前述実施
例とほぼ同一の構成である油圧ポンプ部Ａ、リザーバ部
Ｃについては、同一符号を付して便宜上説明は省略する
。

第３図は第２実施例を示す油圧シリンダ装置の縦断面図
であって、第５図のＩ−１線に沿う断面図である。第４
図は第５図の■−■線に沿う断面図で、第５図は第３図
又は第４図のｌｌｌ−ｌｌｌ線に沿う面の正面図、第６
図は第２実施例の油圧回路図である。

５０．５１は各々円柱状のハウジングで、ボルト５２　
（第４図に図示）によって締結されており、その内部に
油圧ポンプ部Ａ、制御弁部［３′、リザーバ部Ｃ１油圧
シリンダ部Ｄ″を内蔵している。

制御弁部Ｂ°　は、ケース５３と電６ｆｆコイル５４と
、ケース５３内を摺動自在に可動し、３つのツば部５５
ａ、５５ｂ、５５ｃを有するプランジャ５５と、プラン
ジャ５５内に配された２つの弁体５６ａ、５６ｂ及びプ
ランジャ５５を図中下方に付勢するスプリング５７．弁
体５６ａと５６ｂとの間に配されたスプリング５８より
構成されている。５３ａ、５３ｂ、５３ｃはそれぞれケ
ース５３内に形成した通路、５９，６０．６１はシール
用０リングである。

上記制御弁部Ｂ”は３ボ一ト３位置電磁弁として作動す
るよう構成されでおり、コイル５４に電流を流さない時
は、通路５３ａと５３ｂが連通し、通路５３Ｃが遮断さ
れ（第３図の状態、第６図のＺ位置）、コイル５４に所
定の°電流を流すとプランジャ５５は図中上方の所定用
移動し、弁体５６ａが通路５３ａを閉塞し、通路５３ａ
及び５３ｂは遮断される（第６図のＹ位置）。さらに、
前記所定電流より大きな電流を流すと、プランジャ５５
はより上方に移動し弁体５６ｂばつば部５５ｃによって
上方に移動する。その結果、通路５３ｂと５３ｃが連通
ずるく第６図のＺ位置）。

リザーバ部Ｃは第１実施例と同様の構成である。

リザーバ部Ｃの内側には、ハウジング５０と摺動自在に
可動し、大径部６２ａ、小径部６２ｂを有するピストン
ロッド６２が配されている。６３゜６４はシール用Ｏリ
ングであり、また小径部６２ｂの外周面とハウジング５
０との間にロット室６５が区画されて設けられている。

また第４図に示す様に、ハウジング５０及び５１には、
シリンダ室４３と油圧ポンプ部Ａの吐出路１４との間を
連通ずる吐出流路５０ａ、５１ａが穿設され、また第３
図に示す様にリザーバ室３６と制’＜１ｒＪ弁部Ｂ゛の
通路５３ｂとを連通する流路５０ｂ、５１．ｂ、　　ロ
ッド室６５と制御弁部Ｂ゛の通路５３Ｃとを結ぶ通路５
０Ｃ，５１ｃが設けられている。６６はチェック弁で、
リザーバ室３６から、ロット室６５と連通する通路５０
Ｃ方向への一方のオイルの流れのみを許容する。尚、６
７は通路５０ａと５４ａ、５０ｂと５１ｂ、５０ｃと５
ＩＣを各連通ずる際のシール用０リングである。

次にその作動について述べる。第６１Ａは上述第２実施
例の油圧シリンダ装置の油圧回路図である。

以下、第６図に基づいて説明する。

ロット６２を上方に移動させる場合、制御弁部Ｂ”をＸ
の状態とし、油圧ポンプ部へを作・υｊ（ピエゾアクチ
ュエータ１１を駆動）する。この結果、リザーバ室３Ｇ
とシリンダ室４３との連通が遮断、ロット室６５とリザ
ーバ室３６が］ｉ！通ずる。そしてリザーバ室３６内の
オイルは油圧ポンプ部へにて圧送され、シリンダ室４３
に供給され、ロッド室６５内のオイルはリザーバ室３６
に流入し、口ｙ　Ｆ’　６２はスプリング４２、又は上
方から加わる荷重に抗して上方に移動する。

ロッド６２を停止するには、制御弁Ｂ゛をＹの状態とし
、油圧ポンプ部Ａを停止する。そうすることにより、シ
リンダ室４３及びロット°室６５は密封されロット６２
は停止する。

ロッド６２を下方に移動するには、制御弁Ｂ′をＺの状
態とし、油圧ポンプ部Ａは作動させない。

その結果、スプリング４２の押付力又は上方からの荷重
によりシリンダ室４３のオイルはリザーバ室３６に戻り
、ロッド室６５内へは、リザーバ室３６のオイルがチェ
ック弁６６を経て流入し、ロッド６５は下方・＼移動す
る。

第一実施例の油圧シリンダ装置と第２実施例の油圧シリ
ンダ装置との大きな相違点は、口・ラド４０．６２の停
止状態にある。つまり第２実施例のロッド６２の停止状
態は、シリンダ室４３とロッド室６５内のオイルが蜜月
状態となっているため、ロッド６５は上方にも下方にも
全く移動できない。

それに対し第一実施例のロッド４０の停止状態ではシリ
ンダ室４３のみオイル密封状態のため、ロッド６０は下
方には全く移動できないが５、上方にはおよそスプリン
グ６２の押伺力以上の力で引っばれば移動できるという
点である。つまり第２実施例では完全な停止状態が得ら
れるが第一実施例のものでは多少不完全である。しかし
ロットにかかる荷重が常に下方に向いている場合には同
様の機能が得られるのは言うまでもない。

上述の実施例においては、油圧ソリンダ装置の油圧ポン
プ部Ａは、搭載性、応答性、制御性等が優れている点で
、ピエゾアクチュエータ１１を用いたが、他の機械式ポ
ンプであっても小型なものならば、油圧シリンダ装置の
油圧ポンプとして内蔵して用いることも可能である。

次に、上述の油圧シリンダ装置１００．１００’をオー
トスタビライザシステムに適用した例について述べる。

このシステムは車両がカーブ走行した時に生じる車高の
傾き（例えば右カーブでは進行方向に向かって右側の車
高が上がり左側が下がる）を低減させるものである。現
状のスタビライザもカーブ走行時の車高の傾きを低減さ
せる働きをするが不充分であり、上記システムはこの働
きをより一層高めるものである。

第７図はオートスタビライザシステムの構成を示したも
ので、本発明の油圧シリンダ装置１００、又は１００’
をショックアブソーバ２０６のハ名受血２０１とスタビ
ライザ２００との間にゴムブツシュ２０２を介して装置
しである。第７図は前輪の片側のみを示しているが前輪
の他方も同じ構成となっている。尚、２０３は制御回路
、２０４はタイヤ２２０５は車体の一部を示している。

次にオートスタビライザシステムの作動の状態を第８図
に示したモデルを参照して説明する。第８図ｆａ）は側
車輪に設けた油圧シリンダ装置１００を作動させない状
態を示したもので車体は水平である。今ここで前輪側に
設けた油圧シリンダ装置のみを作動させロットをΔＸ伸
長させると、左側のハネ受皿２０１とスタビライザ２０
０間の長さだけ長くなり、車体２０５は第８図（ｂｌの
如く左に傾いた状態となる。この時、水平状態である車
体部位の地上高をｌとすると、車体右部位の地上高はｌ
十Δｅ、左部位のそれはｐ−Δρとなっている。ΔＸと
Δｌの関係をみるため実験を行った結果Δ７！＝１／２
ΔＸとなっている。

前述の如く、例えば左側の油圧シリンダ装置１００のみ
伸張させると、車体は元の状態より左に傾く。この作動
を車両旋回時に用いようとするのが、前記オートスタビ
ライザシステムで、例えば左旋回時には車体２０５は右
に傾くが、前記システムを作動させ左側の油圧シリンダ
装置１００のみを伸張するごとにより旋回時の傾きは大
幅に低減される。この作動は右旋回時のときも同じで、
この場合には右側の油圧シリンダ装置１００のみを伸張
させる。これら伸張の大きさくΔＸ）及び伸張速度は、
車速及びハンドル操舵角の信号をもとに制御回路２０３
にて決定される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の油圧シリンダ装置の第１実施例を示す
縦断面図、第２図は第１図に示した油圧シリンダ装置の
油圧回路図、第３図〜第６図は本発明の第２実施例を示
す図であって、第３図は第５図の１−１線に沿う断面図
、第４図は第５図のｎ−ｎ　６１に沿う断面図、第５図
は第３図、又は第４図のｍ−ｍ線に沿う正面図、第６図
は第３図に示した油圧シリンダ装置の油圧回路図である
。第７図は本発明の油圧シリンダ装置をオートスタビラ
イザシステムに適用した構成図、第８図はオートスタビ
ライザシステムの作動の説明に供するモデル図、第９図
は従来の油圧シリンダを示す油圧回路図である。 Ａ・・・油圧ポンプ部、Ｂ・・・制御弁部、Ｃ・・・リ
ザーバ部、Ｄ・・・油圧シリンダ、１０・・・ハウジン
グ、１１・・・ピエゾアクチュエータ、１２・・・スプ
ール、１３・・・吐出室、１６・・・ポンプ室、２６・
・・電磁コイル。 ２７・・・プランジャ、３３・・・スリーブ、３６・・
・リザーバ室、４０−・・ピストンロッド、４３・・・
シリンダ室、４５・・・流路、５０．５１・・・ハウジ
ング、５４・・・電磁コイル、５５・・・プランジ叶・
、６２・・・ピストンロッド。 代理人弁理士　　岡　部　　　隆 第１図 第３図 第６図 第７図 ａＯ （ｂ） 第８図

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）１つのシリンダ室の室壁を形成するとともに、ハ
   ウジング内に摺動自在に設けられるピストン部材を有す
   る単動油圧シリンダと、ハウジング内に作動油を溜める
   リザーバ室と、前記リザーバ室内の作動油を前記シリン
   ダ室へ圧送するようにハウジング内に内蔵される油圧ポ
   ンプと、前記シリンダ室と前記リザーバ室とを連通する
   流路に設けられて該流路を開閉する制御弁とを有するこ
   とを特徴とする油圧シリンダ装置。
2. （２）前記油圧ポンプは、印加電圧に応じて伸縮するピ
   エゾ素子と、該ピエゾ素子の伸縮によって容積が変化し
   てポンプ作用をなすポンプ室とを有することを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の油圧シリンダ装置。
3. （３）前記ピストン部材は、前記シリンダ室に向かって
   付勢されている特許請求の範囲第１項記載の油圧シリン
   ダ装置。
4. （４）前記制御弁は２位置電磁制御弁である特許請求の
   範囲第１項記載の油圧シリンダ装置。
5. （５）前記制御弁は、３位置電磁制御弁である特許請求
   の範囲第１項記載の油圧シリンダ装置。
6. （６）前記ピストン部材、前記制御弁、及び前記リザー
   ブ室は、ハウジング内に同軸的に配置されていることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の油圧シリンダ装
   置。