WO2018173845A1 - 流体機器 - Google Patents

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WO2018173845A1
WO2018173845A1 PCT/JP2018/009637 JP2018009637W WO2018173845A1 WO 2018173845 A1 WO2018173845 A1 WO 2018173845A1 JP 2018009637 W JP2018009637 W JP 2018009637W WO 2018173845 A1 WO2018173845 A1 WO 2018173845A1
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bellows
container
moving member
hydraulic
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PCT/JP2018/009637
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達浩 有川
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イーグル工業株式会社
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    • F15B2211/77—Control of direction of movement of the output member
    • F15B2211/7716—Control of direction of movement of the output member with automatic return

Definitions

  • the present invention relates to a fluid device such as a hydraulic cylinder that is applied to a machine such as a vehicle, a construction machine, or an industrial machine and transmits energy of a working fluid.
  • a power transmission system using a fluid pressure circuit incorporating a hydraulic cylinder (fluid device) that transmits energy (power transmission) using the pressure of the working fluid has been simplified.
  • the hydraulic cylinder moves the piston (moving member) in the cylinder with the first working fluid, thereby applying pressure to the second working fluid in the hydraulic chamber on the opposite side of the first working fluid via the piston. Let the power be transmitted.
  • a fluid pressure cylinder (fluid device) disclosed in Patent Document 1 includes a cylindrical cylinder tube (container), a piston (moving member) provided inside the cylinder tube, and a rod connected to the piston.
  • a cylinder head that slidably supports the rod with respect to the cylinder tube.
  • a receiving groove is formed on the outer periphery of the piston, and a seal ring that is slidably in contact with the inner periphery of the cylinder tube and two backup wear rings that sandwich the seal ring are attached to the receiving groove.
  • the inside of the tube is partitioned in a substantially sealed manner into a fluid pressure chamber on the rod side and a fluid pressure chamber on the end side.
  • the fluid pressure cylinder introduces the working fluid from the fluid pressure circuit through the port to each fluid pressure chamber partitioned by the piston inside the cylinder tube, thereby reciprocating the piston.
  • pressure is applied to the first working fluid or the second working fluid to transmit power, and the rod can be expanded and contracted with respect to the cylinder tube.
  • Patent Document 1 when a working fluid is introduced into each fluid pressure chamber from a fluid pressure circuit via a port and the piston is reciprocated, the inner circumference of the cylinder tube, the seal ring, and the backup wear ring There was room for improvement in the operability of the piston because friction caused by sliding occurred between the two.
  • This invention was made paying attention to such a problem, and it aims at providing the fluid apparatus which can improve the operativity of the moving member in a container.
  • the fluid device of the present invention includes: A container capable of containing a fluid, a first fluid inlet / outlet path provided in the container through which a first fluid can enter / exit, and a second fluid inlet / outlet path provided in the container from which a second fluid can enter / exit, A fluid member that receives the pressure of the first fluid and is movable in the container, and transmits energy from the first fluid to the second fluid, One end is closed in a sealed state by the moving member, the other end is fixed in the container in a sealed state, and an extendable first bellows having an interior communicating with the first fluid inlet / outlet path is provided. It is said.
  • the first bellows whose one end is closed by the moving member is fixed in a sealed state in the container, so that the first fluid entering and exiting from the first fluid inlet / outlet path in the container And the second fluid entering and exiting from the second fluid inlet / outlet path can be partitioned in a sealed state inside and outside the first bellows, so that mixing of the first fluid and the second fluid in the container can be prevented.
  • the friction caused by sliding between the container and the moving member can be reduced to improve the operability of the moving member in the container.
  • the first fluid and the second fluid are incompressible fluids.
  • the incompressible second fluid moves in and out of the first bellows inside the container, so that the incompressible second fluid moves between the container and the moving member as the moving member moves. Since the damper effect using the fluid resistance of the two fluids can be obtained, the movement of the moving member in the container can be stabilized.
  • the second bellows is fixed to the center of the moving member. According to this feature, the second bellows is fixed at the center of the moving member, whereby the inclination of the moving member can be suppressed and the moving member can be supported more stably in the container.
  • the moving member includes a guide portion that comes into contact with the inner periphery of the container.
  • the guide member can prevent the moving member from being inclined, and can guide the movement of the moving member along the inner periphery of the container. Therefore, it is possible to improve straightness when the moving member moves. .
  • the guide portion is provided with a communication path that penetrates in the thickness direction outside the first bellows. According to this feature, by moving the second fluid through the communication path that penetrates in the thickness direction of the guide portion as the moving member moves, the fluid resistance of the second fluid is reduced and the operation of the moving member Can increase the sex.
  • the moving member is arranged inside the first bellows. According to this feature, since the moving member can be supported in a state in which a part of the first bellows and the second bellows overlap in the expansion / contraction direction, the expansion / contraction length of the first bellows and the second bellows is shortened.
  • the container can be made compact without the need to do so.
  • the first fluid and the second fluid are different fluids. According to this feature, the mixing of the first fluid and the second fluid, which are different fluids, in the container can be prevented, so that the fluid device can be applied between the fluid pressure circuits using different fluids.
  • FIG. 1 It is a schematic diagram of a partial cross section showing a hydraulic apparatus to which the hydraulic cylinder in the first embodiment is applied.
  • the hydraulic cylinder of Example 1 it is sectional drawing which shows the non-driving state which does not drive the load W.
  • FIG. In the hydraulic cylinder of Example 1, it is sectional drawing which shows the drive state which driven the load W.
  • FIG. In the hydraulic cylinder of Example 2 it is sectional drawing which shows the non-driving state which does not drive the load W.
  • FIG. In the hydraulic cylinder of Example 2 it is sectional drawing which shows the drive state which driven the load W.
  • the hydraulic cylinder of Example 3 it is sectional drawing which shows the non-driving state which does not drive the load W.
  • the hydraulic cylinder 1 (fluid device) of the present embodiment is incorporated in a hydraulic device H of a construction machine, for example, and is a first fluid in / out that is a through hole provided in an oil port member 22 described later.
  • the pressure pipe that is connected to the pressure pipe 11 that constitutes the hydraulic circuit C1 via the path 24 and that constitutes the hydraulic circuit C2 via the second fluid inlet / outlet path 26 that is a through hole provided in the cover member 23 described later. 12 is connected.
  • the hydraulic pump 14 pressurizes the hydraulic oil F1 (first fluid, incompressible fluid) stored in the hydraulic reservoir 13 of the hydraulic circuit C1, and drives a traveling hydraulic motor or the like (not shown).
  • the hydraulic cylinder 1 is operated by the hydraulic oil F1 and transmits energy to and from the hydraulic oil F2 (second fluid, incompressible fluid) that drives a load W such as a rod in the hydraulic circuit C2. .
  • the hydraulic cylinder 1 includes a metal cylinder container 2 (container), a moving member 3 that can move in the cylinder container 2 under the pressure of the hydraulic oil F1 and F2 described above,
  • the first and second bellows 4 and 5 that can extend and contract to support the moving member 3 in the cylinder container 2 are mainly configured.
  • the hydraulic cylinder 1 shown in FIG. 2 is in a non-driven state in which the load W is not driven in the hydraulic circuit C2. Further, details of driving the load W using energy transmission between the hydraulic oils F1 and F2 in the hydraulic cylinder 1 will be described later.
  • the cylinder container 2 includes a cylindrical shell 21 that is open at both ends, an oil port member 22 that is welded and fixed so as to close one end of the shell 21 (hydraulic circuit C1 side, see FIG. 1), and the other end of the shell 21.
  • the cover member 23 is fixed by welding so as to close the hydraulic circuit C2 side (see FIG. 1).
  • the hydraulic oil F 1 flows out from the pressure pipe 11 (see FIG. 1) constituting the hydraulic circuit C 1 approximately in the center in the radial direction to the first liquid chamber 40 set inside the first bellows 4.
  • a first fluid inlet / outlet passage 24 that is a through hole for insertion is provided, and a metal stay 25 having a substantially cup shape is welded and fixed in an inverted state at a substantially half position in the radial direction.
  • the stay 25 is formed with a communication hole 25b penetrating in the thickness direction substantially at the center in the radial direction of the bottom plate 25a, so that the first fluid inlet / outlet path 24 of the oil port member 22 is connected to the stay 25 via the communication hole 25b.
  • the first liquid chamber 40 set inside the first bellows 4 communicates.
  • the cover member 23 is provided with a gas filling port 27 for injecting a gas (compressible fluid) such as nitrogen gas into a gas chamber 60 set inside a second bellows 5 to be described later at substantially the center in the radial direction. ing.
  • a gas compressible fluid
  • the gas filling port 27 is closed by a gas plug 28 after the gas is injected.
  • a second fluid inlet / outlet passage 26 is provided as a through hole for causing the second fluid to enter.
  • the moving member 3 is configured by fitting a resin-made guide member 31 (guide portion) having an annular shape around the outer periphery of a metal disk.
  • the guide member 31 is provided with twelve equally-spaced communication passages 31b formed in a groove shape in the thickness direction outside the first bellows 4, and a second liquid chamber 50 described later.
  • the hydraulic oil F2 flowing into and out of the cylinder container 2 is movable in the cylinder container 2 through the communication path 31b.
  • positioning and the number of the communicating paths 31b may be other than 12 equality.
  • the moving member 3 is configured so that the diameter thereof is substantially the same as the inner diameter of the shell 21 constituting the cylinder container 2. Therefore, when the moving member 3 moves in the axial direction, the outer peripheral surface 31a of the guide member 31 slides with respect to the inner wall surface 21a of the shell 21, thereby preventing the moving member 3 from being inclined and moving the member 3. Is guided to move smoothly along the inner wall surface 21 a of the shell 21.
  • the material of the guide member 31 may be a metal other than a resin having a low friction coefficient and excellent wear resistance. Furthermore, the guide member 31 may be formed of a material having a low coefficient of friction only on the outer peripheral surface 31a.
  • An annular seal holder 32 in which a metal disk is pressed into a crank shape in cross-section is welded and fixed to the first surface portion 3 a constituting the oil port member 22 side of the moving member 3.
  • a disc-shaped seal member 33 is held between the first surface portion 3 a and the seal holder 32.
  • the second surface portion 3b constituting the cover member 23 side of the moving member 3 is formed with a projecting surface portion 3c whose substantially radial center protrudes in a circular shape toward the cover member 23 side.
  • the first bellows 4 is an extendable metal bellows having a substantially cylindrical shape whose both ends are open, and is welded and fixed to the inner surface of the oil port member 22 so as to close the fixed end 4a (the other end). It is welded and fixed to the outer diameter side of the first surface portion 3a of the moving member 3 so as to close the end 4b (one end).
  • the first bellows 4 is held by the guide member 31 constituting the moving member 3 in a state where the free end 4 b is sandwiched between the first surface portion 3 a of the moving member 3.
  • the second bellows 5 is an extendable metal bellows having a substantially cylindrical shape whose both ends are open.
  • the second bellows 5 is welded and fixed to the inner surface of the cover member 23 so as to close the fixed end 5a (the other end).
  • the floating end 5b (one end) is configured to be welded and fixed to a projecting surface portion 3c formed on the second surface portion 3b of the moving member 3.
  • the second bellows 5 is configured to have a smaller diameter than the first bellows 4.
  • the first bellows 4 and the second bellows 5 are arranged in series and concentrically in the expansion / contraction direction on the central axis A (see FIG. 2) of the cylinder container 2 with the moving member 3 interposed therebetween.
  • the internal space of the cylinder container 2 is set inside the first bellows 4 and communicates with the first fluid inlet / outlet passage 24 of the oil port member 22, the first bellows 4 and the second bellows 4. Partitioned in a sealed state into a second liquid chamber 50 set outside the bellows 5 and communicating with the second fluid inlet / outlet passage 26 of the cover member 23 and a gas chamber 60 set inside the second bellows 5. It has a structured.
  • the first liquid chamber 40 is defined by the inner peripheral surface 4c of the first bellows 4, the inner surface of the oil port member 22, and the first surface portion 3a (seal holder 32, seal member 33) of the moving member 3.
  • the hydraulic oil F1 can flow in and out through the first fluid inlet / outlet passage 24 from the pressure pipe 11 (see FIG. 1) constituting the hydraulic circuit C1.
  • the second liquid chamber 50 is defined by the outer peripheral surface 5d of the second bellows 5, the inner wall surface 21a of the shell 21, the inner surface of the cover member 23, the second surface portion 3b of the moving member 3, and the guide member 31.
  • the hydraulic oil F2 can flow in and out through the second fluid inlet / outlet passage 26 from the pressure pipe 12 constituting the hydraulic circuit C2. Further, as described above, since the communication path 31b is provided on the outer diameter side of the guide member 31 constituting the moving member 3, the second liquid chamber 50 is connected to the second liquid chamber 50 via the second fluid inlet / outlet path 26.
  • the hydraulic oil F2 flowing in and out of the cylinder container 2 passes through the communication path 31b to the outside of the first bellows 4 (between the outer peripheral surface 4d of the first bellows 4 and the inner wall surface 21a of the shell 21). Can be moved.
  • the gas chamber 60 is defined by the inner peripheral surface 5 c of the second bellows 5, the inner surface of the cover member 23, and the protruding surface portion 3 c of the second surface portion 3 b of the moving member 3 and is filled with gas.
  • the hydraulic oil F ⁇ b> 1 in the hydraulic circuit C ⁇ b> 1 is boosted by the hydraulic pump 14, so that the first pressure inlet 11 is connected to the oil port member 22 through the first fluid inlet / outlet path 24.
  • the hydraulic oil F1 flows into the liquid chamber 40 (see the arrow in FIG. 3), and the moving member 3 moves to the cover member 23 side by receiving the pressure of the hydraulic oil F1 flowing into the first liquid chamber 40.
  • the second bellows 4 and contraction of the second bellows 5 occur.
  • the second bellows 4 is moved from the second liquid chamber 50 to the outside of the first bellows 4 through the communication passage 31 b of the guide member 31 (the outer peripheral surface 4 d of the first bellows 4. And the inner wall surface 21a of the shell 21) (see the arrow in FIG. 3).
  • the hydraulic cylinder 1 reduces the volume of the second liquid chamber 50 set outside the second bellows 5 by the movement of the moving member 3 toward the cover member 23 and the contraction of the second bellows 5. Then, the hydraulic oil F2 in the second liquid chamber 50 is discharged to the pressure pipe 12 constituting the hydraulic circuit C2 through the second fluid inlet / outlet passage 26 of the cover member 23 (see the arrow in FIG. 3). According to this, in the hydraulic circuit C2, the hydraulic oil F2 is supplied from the hydraulic cylinder 1 to the load cylinder, and a driving state in which the load W is driven is set.
  • the pressure of the hydraulic oil F2 in the second liquid chamber 50 and the gas pressure in the gas chamber 60 are balanced, and the second bellows 5 in the contracted state is excessively large in the radial direction. No stress is applied, the shape of the second bellows 5 is maintained, and breakage can be suppressed.
  • the hydraulic cylinder 1 is connected to the hydraulic circuit C2 by switching the valve (not shown) provided on the downstream side of the hydraulic pump 14 in the hydraulic circuit C1 from the driving state shown in FIG. 3 to reduce the pressure of the hydraulic oil F1.
  • the hydraulic fluid F2 flows into the second liquid chamber 50 from the load cylinder through the pressure pipe 12 and the second fluid inlet / outlet passage 26 of the cover member 23 (see the arrow in FIG. 2), and the second of the moving member 3
  • the moving member 3 moves to the oil port member 22 side under the pressure of the hydraulic oil F2 flowing into the second liquid chamber 50 on the surface portion 3b side, and the second bellows 5 is expanded and the first bellows 4 is contracted. .
  • the moving member 3 Since the restoring force acts in the direction of extending the second bellows 5 by the gas pressure of the gas compressed in the gas chamber 60 set inside the second bellows 5, the moving member 3 It is easy to move to the oil port member 22 side. At this time, as the moving member 3 moves toward the oil port member 22, the gap between the outer peripheral surface 4 d of the first bellows 4 and the inner wall surface 21 a of the shell 21 through the communication path 31 b of the guide member 31. The hydraulic oil F2 moves to the second liquid chamber 50 (see the arrow in FIG. 2).
  • the hydraulic cylinder 1 reduces the volume of the first liquid chamber 40 set inside the first bellows 4 by the movement of the moving member 3 toward the oil port member 22 and the contraction of the first bellows 4.
  • the hydraulic fluid F1 in the first liquid chamber 40 is discharged to the pressure pipe 11 constituting the hydraulic circuit C1 through the communication hole 25b of the stay 25 and the first fluid inlet / outlet passage 24 of the oil port member 22 (FIG. (See arrow 2).
  • the seal member 33 attached to the first surface portion 3a of the moving member 3 and the bottom plate 25a of the stay 25 provided on the oil port member 22 are in close contact with each other, and the non-shown state shown in FIG. Driven.
  • the hydraulic cylinder 1 applies pressure between the hydraulic oils F1 and F2 via the moving member 3 by moving the moving member 3 in the cylinder container 2 in the axial direction by the pressure of the hydraulic oil F1. Energy transmission.
  • the hydraulic oil F1 flowing in / out from the first fluid inlet / outlet path 24 and the hydraulic oil F2 flowing in / out from the second fluid inlet / outlet path 26 in the cylinder container 2 are partitioned in a sealed state inside and outside the first bellows 4. Therefore, mixing of the hydraulic oils F1 and F2 in the cylinder container 2 can be prevented, and friction caused by sliding between the cylinder container 2 and the moving member 3 can be reduced, so that the moving member 3 in the cylinder container 2 can be reduced. The operability can be improved.
  • the hydraulic oil F2 that is an incompressible fluid flows into and out of the second fluid chamber 50 from the second fluid inlet / outlet passage 26 in the cylinder container 2, so that the first bellows 4 is moved along with the movement of the moving member 3. Since the damper effect utilizing the fluid resistance of the hydraulic oil F2 generated when moving in the cylinder container 2 through the communication path 31b of the guide member 31 provided on the outside can be obtained, the movement in the cylinder container 2 The movement of the member 3 can be stabilized.
  • the fluid resistance of the hydraulic oil F2 is reduced, and the hydraulic oil F1 necessary for the movement of the moving member 3 is reduced. , F2 pressure can be reduced, so that the operability of the moving member can be improved.
  • the fluid resistance of the hydraulic oil F2 moving through the communication path 31b can be adjusted by changing the size of the communication path 31b provided in the guide member 31, the moving member 3 in the cylinder container 2 can be adjusted. The moving speed can be controlled.
  • the second bellows 5 is configured to have a smaller diameter than the first bellows 4, the outside of the first bellows 4 and the outside of the second bellows 5 are positioned in the expansion / contraction direction, so that the second In the liquid chamber 50, the structure in which the hydraulic oil F2 is moved between the outside of the first bellows 4 and the outside of the second bellows 5 with the moving member 3 and the guide member 31 interposed therebetween can be easily obtained.
  • the second bellows 5 is configured to have a smaller diameter than the first bellows 4, so that the moving member 3 with respect to the hydraulic oil F ⁇ b> 2 flowing into and out of the second liquid chamber 50 from the second fluid inlet / outlet passage 26 is provided.
  • the pressure receiving area on the second surface portion 3b side can be configured to be large, and the first surface portion 3a side of the moving member 3 with respect to the hydraulic oil F1 flowing into and out of the first liquid chamber 40 from the first fluid inlet / outlet path 24. Since the pressure receiving area can be increased, the response of the moving member 3 to the pressures of the hydraulic oils F1, F2 can be improved.
  • the moving member 3 is supported in the cylinder container 2 by the first bellows 4 and the second bellows 5 arranged in series and concentrically in the expansion and contraction direction, the moving member 3 is stabilized in the cylinder container 2. Can be supported. Furthermore, since the shape of the second bellows 5 is easily maintained due to the gas pressure of the gas sealed in the gas chamber 60 set inside the second bellows 5, the moving member 3 is more easily disposed in the cylinder container 2. It can be supported stably.
  • the second bellows 5 is fixed at substantially the center of the moving member 3, thereby suppressing the inclination of the moving member 3 and supporting the moving member 3 in the cylinder container 2 more stably.
  • the moving member 3 is stably supported by the first bellows 4 and the second bellows 5, so that the straightness during movement of the moving member 3 in the cylinder container 2 can be improved.
  • the inner space of the cylinder container 2 can be partitioned in a sealed state inside and outside the first bellows 4, the cylinder container 2 (the inner wall surface 21a of the shell 21) and the moving member 3 (the guide member 31). It is possible to prevent the hydraulic oils F1 and F2 from being mixed between the first liquid chamber 40 and the second liquid chamber 50 without increasing the sealing performance between the outer peripheral surfaces 31a).
  • the internal space of the cylinder container 2 is reduced.
  • a seal member (not shown) that is in sliding contact with the inner wall surface 21a of the shell 21 on the outer peripheral portion of the moving member 3
  • the internal space of the cylinder container 2 is reduced.
  • the moving member 3 partitions the first liquid chamber 40 and the second liquid chamber 50 in a substantially hermetically sealed manner to prevent the mixing of the hydraulic oils F1 and F2
  • a seal is provided to prevent the mixing of the hydraulic oils F1 and F2. If an attempt is made to improve the sealing performance by the member, friction between the inner wall surface 21a of the shell 21 and the seal member of the moving member 3 occurs.
  • the hydraulic cylinder 1 of the present embodiment can partition the internal space of the cylinder container 2 in a sealed state inside and outside the first bellows 4, so that the first liquid chamber 40 and the second liquid chamber 50 are separated from each other.
  • Mixing of the hydraulic oils F1 and F2 can be prevented, and the moving member 3 in the cylinder container 2 can be reduced by reducing the friction of the moving member 3 (the outer peripheral surface 31a of the guide member 31) against the inner wall surface 21a of the shell 21.
  • the hydraulic cylinder 1 can be obtained in which the moving member 3 is not worn for a long time.
  • the mixing of the wear powder of the seal member can be prevented, so that the driving of the load W can be maintained with high accuracy.
  • the hydraulic cylinder 1 is applied between the hydraulic circuits C1 and C2 even when the types of the hydraulic oils F1 and F2 are different. Can do.
  • the moving member 103 is arranged inside the first bellows 4, and the second surface portion 103 b of the moving member 103 is arranged.
  • One end of a cylindrical connecting member 136 fitted to the inner peripheral portion of the guide member 131 is welded to the outer diameter side.
  • the floating end 4 b of the first bellows 4 is welded and fixed while being sandwiched between the guide member 131 and the other end of the connecting member 136.
  • the first bellows 4 and the second bellows 4 are closed by the floating end 5b of the second bellows 5 being closed by the projecting surface portion 103c of the moving member 103 disposed inside the first bellows 4. Since the moving member 103 can be supported in a state where a part of 5 is overlapped in the expansion / contraction direction, the expansion / contraction length of the first bellows 4 and the second bellows 5 when the movement member 103 is moved in the axial direction can be increased.
  • the cylinder container 102 can be configured compactly without shortening.
  • the cover member 223 includes the second bellows 5 from the pressure pipe 12 that forms the hydraulic circuit C ⁇ b> 2 (see FIG. 1) in the substantially radial center.
  • a second fluid inlet / outlet passage 226 is provided for flowing hydraulic oil F2 that is an incompressible fluid into and out of the second liquid chamber 250 set inside.
  • a gas filling port 227 for injecting a gas such as nitrogen gas into the gas chamber 260 set outside the second bellows 5 is provided on the outer diameter side of the cover member 223, and the gas filling port 227 is provided. Is closed by a gas plug 228 after gas injection.
  • the pressure of the hydraulic oil F2 for moving the moving member 3 toward the oil port member 22 is set in a sealed manner inside the second bellows 5.
  • the pressure of the hydraulic oil F2 is efficiently applied to move the moving member 3 in the cylinder container 202. The operability can be improved.
  • the gas chamber 260 is interposed between the first liquid chamber 40 and the second liquid chamber 250, the hydraulic oil F1 and the hydraulic oil F2 are not easily mixed. That is, even if the first bellows 4 or the second bellows 5 is not sufficiently sealed, the hydraulic oil F1 and the hydraulic oil F2 are not easily mixed.
  • the working oils F1 and F2 are described as examples of the working fluid used in the hydraulic cylinder 1, but at least one of the working fluids may be a compressible fluid.
  • the first bellows 4 and the second bellows 5 are provided in the cylinder containers 2, 102, 202.
  • at least one bellows is provided in the cylinder container.
  • the inside of the 2nd bellows has a return means which provides a restoring force to the contracted 2nd bellows.
  • a return means which provides a restoring force to the contracted 2nd bellows.
  • a spring or the like may be provided inside the second bellows to apply a restoring force in the direction in which the second bellows extends.
  • the said Example demonstrated as a mode in which the separate guide member 31 was externally fitted to the outer peripheral part of the metal disk which comprises the moving member 3, the outer peripheral part of the metal disk which comprises a moving member
  • the guide portion may be integrally formed.
  • the outer peripheral surfaces of the guide members 31 and 131 slide with respect to the inner wall surface 21a of the shell 21 as the moving members 3 and 103 move. By sliding away from the inner wall surface, sliding between the inner wall surface of the shell and the outer peripheral surface of the guide member may be reduced.
  • the guide member 31 is described as being provided with the communication path 31b.
  • the communication path is provided in a metal disk constituting the moving member 3 as long as it is outside the first bellows 4. It may be done.
  • the communication path 31b is not limited to a groove shape, and may be configured as a through hole or a slit shape.
  • the cylinder container 2 has been described with respect to an example in which the shell 21, the oil port member 22, and the cover member 23 are formed of different members, but the shell 21, the oil port member 22, or the cover member 23 may be a single member. Good.
  • oil port member 22 may be integrally provided with a seal member 133 (see FIG. 7) having a lip seal 135 instead of the stay 25, and the first surface portion 3 a of the moving member 3 is attached to the lip seal 135. You may be in direct contact with.
  • first bellows 4 and the second bellows 5 are not limited to metal ones, and may be made of, for example, a resin.

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Abstract

容器内における移動部材の動作性を高めることができる流体機器を提供する。　流体を収容可能な容器２と、該容器２に設けられ第１の流体Ｆ１が出入可能な第１の流体出入路２４と、容器２に設けられ第２の流体Ｆ２が出入可能な第２の流体出入路２６と、第１の流体Ｆ１の圧力を受けて容器２内を移動可能な移動部材３と、を備え、第１の流体Ｆ１から第２の流体Ｆ２にエネルギ伝達を行う流体機器１であって、一端４ｂを移動部材３により密閉状態に閉塞され、他端４ａを容器２内に密閉状態に固定され、内部４０を第１の流体出入路２４と連通させた伸縮可能な第１のベローズ４を備える。

Description

流体機器
　本発明は、例えば車両、建設機械、産業機械等の機械に適用され、作動流体のエネルギを伝達する油圧シリンダ等の流体機器に関する。
　車両、建設機械、産業機械等の機械においては、作動流体の圧力を利用してエネルギの伝達（動力の伝動）を行う油圧シリンダ（流体機器）を組み込んだ流体圧回路を用いて動力の伝達系を簡素化している。油圧シリンダは、シリンダ内のピストン（移動部材）を第１の作動流体により移動させることにより、ピストンを介して第１の作動流体とは反対側の油圧室の第２の作動流体に圧力を作用させて、動力の伝達を行っている。
　特許文献１に開示されている流体圧シリンダ（流体機器）は、円筒状のシリンダチューブ（容器）と、該シリンダチューブの内部に設けられるピストン（移動部材）と、該ピストンに連結されるロッドと、シリンダチューブに対してロッドを摺動可能に支持するシリンダヘッドと、から主に構成されている。ピストンの外周には、収容溝が形成され、該収納溝にシリンダチューブの内周に摺接する１本のシールリングと、該シールリングを挟持する２本のバックアップウェアリングが取付けられることにより、シリンダチューブの内部がロッド側の流体圧室とエンド側の流体圧室に略密閉状に仕切られている。これによれば、流体圧シリンダは、シリンダチューブの内部において、ピストンにより仕切られる各流体圧室にポートを介して流体圧回路から作動流体をそれぞれ導入してピストンを往復移動させることにより、ピストンを介して第１の作動流体または第２の作動流体に圧力を作用させて、動力の伝達を行い、シリンダチューブに対してロッドを伸縮作動させることができる。
特開２０１２－１９７９０８号公報（第４頁、第２図）
　しかしながら、特許文献１にあっては、各流体圧室にポートを介して流体圧回路から作動流体を導入してピストンを往復移動させる際に、シリンダチューブの内周とシールリングおよびバックアップウェアリングとの間に摺動による摩擦が生じるため、ピストンの動作性には改善の余地があった。
　本発明は、このような問題点に着目してなされたもので、容器内における移動部材の動作性を高めることができる流体機器を提供することを目的とする。
　前記課題を解決するために、本発明の流体機器は、
　流体を収容可能な容器と、該容器に設けられ第１の流体が出入可能な第１の流体出入路と、前記容器に設けられ第２の流体が出入可能な第２の流体出入路と、前記第１の流体の圧力を受けて前記容器内を移動可能な移動部材と、を備え、前記第１の流体から前記第２の流体にエネルギ伝達を行う流体機器であって、
　一端を前記移動部材により密閉状態に閉塞され、他端を前記容器内に密閉状態に固定され、内部を前記第１の流体出入路と連通させた伸縮可能な第１のベローズを備えることを特徴としている。
　この特徴によれば、一端を移動部材により閉塞される第１のベローズが他端を容器内に密閉状態に固定されることにより、容器内において第１の流体出入路から出入する第１の流体と第２の流体出入路から出入する第２の流体を第１のベローズの内外で密閉状態に仕切ることができるため、容器内における第１の流体と第２の流体の混入を防ぐことができるとともに、容器と移動部材の間の摺動による摩擦を小さくして、容器内における移動部材の動作性を高めることができる。
　前記第１の流体および前記第２の流体は、非圧縮性流体であることを特徴としている。
　この特徴によれば、容器内において第１のベローズの外部に非圧縮性の第２の流体が出入することにより、移動部材の移動に伴い容器と移動部材の間を移動する非圧縮性の第２の流体の流体抵抗を利用したダンパ効果を得ることができるため、容器内における移動部材の動きを安定させることができる。
　前記第１のベローズよりも小径であり、一端を前記移動部材により閉塞され、他端を前記容器内に密閉状態に固定され、内部に圧縮性流体が密封される伸縮可能な第２のベローズを備えることを特徴としている。
　この特徴によれば、第２のベローズが第１のベローズよりも小径に構成されることにより、第１のベローズの外部と第２のベローズの外部とが伸縮方向に位置することとなり、第２の流体を第１のベローズの外部に移動させる構造を簡単に得られる。
　前記第２のベローズは、前記移動部材の中央に固定されることを特徴としている。
　この特徴によれば、第２のベローズが移動部材の中央に固定されることにより、移動部材の傾きを抑え、容器内において移動部材をより安定して支持することができる。
　前記移動部材は、前記容器の内周に当接するガイド部を備えることを特徴としている。
　この特徴によれば、ガイド部により移動部材の傾きを防止するとともに、容器の内周に沿って移動部材の移動を案内することができるため、移動部材の移動時の直進性を高めることができる。
　前記ガイド部には、前記第１のベローズよりも外側において厚み方向に貫通する連通路が設けられることを特徴としている。
　この特徴によれば、移動部材の移動に伴いガイド部の厚み方向に貫通する連通路を介して第２の流体を移動させることにより、第２の流体の流体抵抗を小さくして移動部材の動作性を高めることができる。
　前記移動部材は、前記第１のベローズの内部に配置されていることを特徴としている。
　この特徴によれば、第１のベローズおよび第２のベローズの一部が伸縮方向に重なり合った状態で移動部材を支持することができるため、第１のベローズおよび第２のベローズの伸縮長を短くすることなく容器をコンパクトに構成することができる。
　前記第１の流体と前記第２の流体は、異なる流体であることを特徴としている。
　この特徴によれば、容器内において異なる流体である第１の流体と第２の流体の混入を防ぐことができるため、流体機器を異なる流体を使用する流体圧回路間に適用することができる。
実施例１における油圧シリンダが適用される油圧装置を示す一部断面の模式図である。 実施例１の油圧シリンダにおいて、負荷Ｗを駆動させない非駆動状態を示す断面図である。 実施例１の油圧シリンダにおいて、負荷Ｗを駆動させた駆動状態を示す断面図である。 実施例２の油圧シリンダにおいて、負荷Ｗを駆動させない非駆動状態を示す断面図である。 実施例２の油圧シリンダにおいて、負荷Ｗを駆動させた駆動状態を示す断面図である。 実施例３の油圧シリンダにおいて、負荷Ｗを駆動させない非駆動状態を示す断面図である。 油圧シリンダの変形例を示す断面図である。
　本発明に係る流体機器を実施するための形態を実施例に基づいて以下に説明する。
　実施例１に係る流体機器につき、図１から図３を参照して説明する。
　図１に示されるように、本実施例の油圧シリンダ１（流体機器）は、例えば建設機械の油圧装置Ｈに組み込まれ、後述するオイルポート部材２２に設けられる貫通孔である第１の流体出入路２４を介して油圧回路Ｃ１を構成する圧力配管１１に接続されるとともに、後述するカバー部材２３に設けられる貫通孔である第２の流体出入路２６を介して油圧回路Ｃ２を構成する圧力配管１２に接続されている。油圧ポンプ１４は、油圧回路Ｃ１の油圧リザーバ１３に貯蔵された作動油Ｆ１（第１の流体，非圧縮性流体）を昇圧して、図示しない走行用の油圧モータ等を駆動する。また、油圧シリンダ１は、作動油Ｆ１により作動し、油圧回路Ｃ２において、ロッド等の負荷Ｗを駆動する作動油Ｆ２（第２の流体，非圧縮性流体）との間でエネルギの伝達を行う。
　先ず、油圧シリンダ１の構造について詳しく説明する。図２に示されるように、油圧シリンダ１は、金属製のシリンダ容器２（容器）と、上述した作動油Ｆ１，Ｆ２の圧力を受けてシリンダ容器２内を移動可能な移動部材３と、該移動部材３をシリンダ容器２内において支持する伸縮可能な第１のベローズ４および第２のベローズ５と、から主に構成されている。尚、図２に示される油圧シリンダ１は、油圧回路Ｃ２において負荷Ｗを駆動させない非駆動状態となっている。さらに尚、油圧シリンダ１における作動油Ｆ１，Ｆ２間のエネルギ伝達を利用した負荷Ｗの駆動の詳細については後段にて説明する。
　シリンダ容器２は、両端が開放する円筒状のシェル２１と、シェル２１の一端（油圧回路Ｃ１側，図１参照）を閉塞するように溶接固定されるオイルポート部材２２と、シェル２１の他端（油圧回路Ｃ２側，図１参照）を閉塞するように溶接固定されるカバー部材２３と、から構成されている。
　オイルポート部材２２には、径方向略中央に油圧回路Ｃ１を構成する圧力配管１１（図１参照）から第１のベローズ４の内側に設定される第１の液室４０に作動油Ｆ１を流出入させるための貫通孔である第１の流体出入路２４が設けられており、半径方向の略半分の位置に略カップ形状を成す金属製のステー２５が倒立状態で溶接固定されている。
　尚、ステー２５には、底板２５ａの径方向略中央に厚み方向に貫通する連通孔２５ｂが形成されることにより、該連通孔２５ｂを介してオイルポート部材２２の第１の流体出入路２４と第１のベローズ４の内側に設定される第１の液室４０とが連通している。
　カバー部材２３には、径方向略中央に後述する第２のベローズ５の内側に設定されるガス室６０に窒素ガス等のガス（圧縮性流体）を注入するためのガス封入口２７が設けられている。ガス封入口２７は、ガスの注入後にガスプラグ２８により閉塞される。
　また、カバー部材２３外径側には、油圧回路Ｃ２（図１参照）を構成する圧力配管１２から第２のベローズ５の外側に設定される第２の液室５０に作動油Ｆ２を流出入させるための貫通孔である第２の流体出入路２６が設けられている。
　移動部材３は、金属製の円盤の外周部に環状を成す樹脂製のガイド部材３１（ガイド部）が外嵌されることにより構成されている。ガイド部材３１には、第１のベローズ４よりも外側に厚み方向に亘って溝状に形成される周方向に１２等配の連通路３１ｂが設けられており、後述する第２の液室５０に流出入する作動油Ｆ２が連通路３１ｂを介してシリンダ容器２内を移動可能となっている。尚、連通路３１ｂの配置や数は１２等配以外であってもよい。
　また、移動部材３は、その径がシリンダ容器２を構成するシェル２１の内径と略同一寸法となるように構成されている。そのため、移動部材３が軸方向に移動する際に、シェル２１の内壁面２１ａに対してガイド部材３１の外周面３１ａが摺動することで、移動部材３の傾きを防止できるとともに、移動部材３はシェル２１の内壁面２１ａに沿って滑らかに移動を案内される。尚、ガイド部材３１の素材は、摩擦係数が低く、耐摩耗性に優れた樹脂以外に、金属であってもよい。さらに尚、ガイド部材３１は、外周面３１ａのみを摩擦係数が低い素材により構成されていてもよい。
　移動部材３のオイルポート部材２２側を構成する第１の面部３ａには、金属製の円板が断面視クランク形状にプレス加工された環状のシールホルダ３２が溶接固定され、移動部材３の第１の面部３ａとシールホルダ３２との間には、円盤状を成すシール部材３３が保持されている。また、移動部材３のカバー部材２３側を構成する第２の面部３ｂには、径方向略中央がカバー部材２３側に向けて円形状に突出した突出面部３ｃが形成されている。
　第１のベローズ４は、両端が開放する略円筒状を成す伸縮可能な金属ベローズであり、固定端４ａ（他端）を閉塞するようにオイルポート部材２２の内面に溶接固定されるとともに、遊動端４ｂ（一端）を閉塞するように移動部材３の第１の面部３ａの外径側に溶接固定されている。尚、第１のベローズ４は、移動部材３を構成するガイド部材３１により、遊動端４ｂを移動部材３の第１の面部３ａとの間で挟持された状態で保持されている。
　第２のベローズ５は、両端が開放する略円筒状を成す伸縮可能な金属ベローズであり、固定端５ａ（他端）を閉塞するようにカバー部材２３の内面に溶接固定されるとともに、上端を構成する遊動端５ｂ（一端）を閉塞するように移動部材３の第２の面部３ｂに形成される突出面部３ｃに溶接固定されている。また、第２のベローズ５は、第１のベローズ４よりも小径に構成されている。さらに、第１のベローズ４および第２のベローズ５は、移動部材３を挟んでシリンダ容器２の中心軸Ａ（図２参照）上に伸縮方向に直列かつ同心に配置されている。
　シリンダ容器２の内部空間は、第１のベローズ４の内側に設定されオイルポート部材２２の第１の流体出入路２４と連通する第１の液室４０と、第１のベローズ４および第２のベローズ５の外側に設定されカバー部材２３の第２の流体出入路２６と連通する第２の液室５０と、第２のベローズ５の内側に設定されたガス室６０とにそれぞれ密閉状態に仕切られた構造となっている。
　第１の液室４０は、第１のベローズ４の内周面４ｃ、オイルポート部材２２の内面、および移動部材３の第１の面部３ａ（シールホルダ３２，シール部材３３）から画成され、油圧回路Ｃ１を構成する圧力配管１１（図１参照）から第１の流体出入路２４を介して作動油Ｆ１が流出入可能になっている。
　第２の液室５０は、第２のベローズ５の外周面５ｄ、シェル２１の内壁面２１ａ、カバー部材２３の内面、移動部材３の第２の面部３ｂ、およびガイド部材３１から画成され、油圧回路Ｃ２を構成する圧力配管１２から第２の流体出入路２６を介して作動油Ｆ２が流出入可能になっている。また、前述したように、移動部材３を構成するガイド部材３１の外径側には、連通路３１ｂが設けられているため、第２の流体出入路２６を介して第２の液室５０に流出入する作動油Ｆ２は、シリンダ容器２内において、第１のベローズ４の外側（第１のベローズ４の外周面４ｄとシェル２１の内壁面２１ａとの間）に対して連通路３１ｂを介して移動可能となっている。
　ガス室６０は、第２のベローズ５の内周面５ｃ、カバー部材２３の内面、および移動部材３の第２の面部３ｂの突出面部３ｃから画成されガスが封入されている。
　次いで、油圧シリンダ１における作動油Ｆ１，Ｆ２間のエネルギ伝達について詳しく説明する。尚、油圧回路Ｃ２において、負荷Ｗには作動油Ｆ２により作動する図示しない負荷シリンダが接続され、負荷Ｗはこの負荷シリンダにより駆動される例について説明する。
　油圧シリンダ１においては、油圧回路Ｃ１の作動油Ｆ１を油圧ポンプ１４により昇圧させることにより、油圧回路Ｃ１を構成する圧力配管１１からオイルポート部材２２の第１の流体出入路２４を介して第１の液室４０に作動油Ｆ１が流入し（図３の矢印参照）、第１の液室４０に流入した作動油Ｆ１の圧力を受けて移動部材３がカバー部材２３側に移動して第１のベローズ４の伸長および第２のベローズ５の収縮が起こる。このとき、移動部材３のカバー部材２３側への移動に伴いガイド部材３１の連通路３１ｂを介して第２の液室５０から第１のベローズ４の外側（第１のベローズ４の外周面４ｄとシェル２１の内壁面２１ａとの間）に作動油Ｆ２が移動する（図３の矢印参照）。
　また、油圧シリンダ１は、移動部材３のカバー部材２３側への移動および第２のベローズ５の収縮により、第２のベローズ５の外側に設定される第２の液室５０の体積を減少させ、第２の液室５０内の作動油Ｆ２をカバー部材２３の第２の流体出入路２６を介して油圧回路Ｃ２を構成する圧力配管１２に排出する（図３の矢印参照）。これによれば、油圧回路Ｃ２において、油圧シリンダ１から負荷シリンダに作動油Ｆ２が供給され負荷Ｗを駆動する駆動状態となる。
　このとき、シリンダ容器２内においては、第２の液室５０内の作動油Ｆ２の圧力とガス室６０内のガス圧とが均衡し、収縮状態の第２のベローズ５に径方向に過大な応力がかかることがなくなり、第２のベローズ５の形状が維持されるとともに、破損を抑制できるようになっている。
　油圧シリンダ１は、図３に示される駆動状態から、油圧回路Ｃ１において油圧ポンプ１４の下流側に設けられる図示しないバルブを切り換えて作動油Ｆ１の圧力を低下させることにより、油圧回路Ｃ２に接続される負荷シリンダから圧力配管１２およびカバー部材２３の第２の流体出入路２６を介して第２の液室５０に作動油Ｆ２が流入し（図２の矢印参照）、移動部材３の第２の面部３ｂ側が第２の液室５０に流入した作動油Ｆ２の圧力を受けて移動部材３はオイルポート部材２２側に移動して第２のベローズ５の伸長および第１のベローズ４の収縮が起こる。このとき、第２のベローズ５の内側に設定されるガス室６０内で圧縮されていたガスのガス圧により、第２のベローズ５を伸長させる方向に復帰力が作用するため、移動部材３がオイルポート部材２２側に移動しやすくなっている。また、このとき、移動部材３のオイルポート部材２２側への移動に伴いガイド部材３１の連通路３１ｂを介して、第１のベローズ４の外周面４ｄとシェル２１の内壁面２１ａとの間から第２の液室５０に作動油Ｆ２が移動する（図２の矢印参照）。
　また、油圧シリンダ１は、移動部材３のオイルポート部材２２側への移動および第１のベローズ４の収縮により、第１のベローズ４の内側に設定される第１の液室４０の体積を減少させ、第１の液室４０内の作動油Ｆ１をステー２５の連通孔２５ｂおよびオイルポート部材２２の第１の流体出入路２４を介して油圧回路Ｃ１を構成する圧力配管１１に排出する（図２の矢印参照）。これによれば、シリンダ容器２内において移動部材３の第１の面部３ａに取付けられたシール部材３３とオイルポート部材２２に設けられるステー２５の底板２５ａとが密接し、図２に示される非駆動状態となる。
　このとき、シリンダ容器２内においてシール部材３３とステー２５の底板２５ａとが密接して環状のシール部Ｓを形成し、ステー２５の連通孔２５ｂが閉塞される。これによれば、第１の液室４０内に一部の作動油Ｆ１が閉じ込められ、この閉じ込められた作動油Ｆ１の圧力と、第２の液室５０に流入した作動油Ｆ２の圧力とが均衡するため、収縮状態の第１のベローズ４に過大な応力がかかることがなくなり、第１のベローズ４の形状が維持されるとともに、破損を抑制できるようになっている。
　以上説明したように、油圧シリンダ１は、シリンダ容器２内の移動部材３を作動油Ｆ１の圧力によって軸方向に移動させることにより、移動部材３を介して作動油Ｆ１，Ｆ２間で圧力を作用させてエネルギの伝達を行うことができる。
　また、シリンダ容器２内において第１の流体出入路２４から流出入する作動油Ｆ１と第２の流体出入路２６から流出入する作動油Ｆ２を第１のベローズ４の内外で密閉状態に仕切ることができるため、シリンダ容器２内における作動油Ｆ１，Ｆ２の混入を防ぐことができるとともに、シリンダ容器２と移動部材３の間の摺動による摩擦を小さくして、シリンダ容器２内における移動部材３の動作性を高めることができる。
　また、シリンダ容器２内において第２の流体出入路２６から第２の液室５０に非圧縮性流体である作動油Ｆ２が流出入することにより、移動部材３の移動に伴い第１のベローズ４よりも外側に設けられるガイド部材３１の連通路３１ｂを介してシリンダ容器２内を移動する際に生じる作動油Ｆ２の流体抵抗を利用したダンパ効果を得ることができるため、シリンダ容器２内における移動部材３の動きを安定させることができる。
　さらに、シリンダ容器２内においてガイド部材３１に設けられる連通路３１ｂを介して作動油Ｆ２を移動させることにより、作動油Ｆ２の流体抵抗を小さくして、移動部材３の移動に必要な作動油Ｆ１，Ｆ２の圧力を小さくすることができるため、移動部材の動作性を高めることができる。尚、ガイド部材３１に設けられる連通路３１ｂの大きさを変更することにより、連通路３１ｂを介して移動する作動油Ｆ２の流体抵抗を調整することができるため、シリンダ容器２内における移動部材３の移動速度を制御することができる。
　また、第２のベローズ５が第１のベローズ４よりも小径に構成されることにより、第１のベローズ４の外部と第２のベローズ５の外部とが伸縮方向に位置することとなり、第２の液室５０において、作動油Ｆ２を移動部材３およびガイド部材３１を挟んで第１のベローズ４の外部と第２のベローズ５の外部との間で移動させる構造を簡単に得ることができる。さらに、第２のベローズ５は、第１のベローズ４よりも小径に構成されることにより、第２の流体出入路２６から第２の液室５０に流出入する作動油Ｆ２に対する移動部材３の第２の面部３ｂ側における受圧面積を大きく構成することができ、かつ第１の流体出入路２４から第１の液室４０に流出入する作動油Ｆ１に対する移動部材３の第１の面部３ａ側における受圧面積を大きく構成することができるため、作動油Ｆ１，Ｆ２の圧力に対する移動部材３の応答性を高めることができる。
　また、移動部材３は、伸縮方向に直列かつ同心に配置される第１のベローズ４および第２のベローズ５によりシリンダ容器２内に支持されるため、シリンダ容器２内において移動部材３を安定して支持することができる。さらに、第２のベローズ５の内側に設定されるガス室６０に密封されるガスのガス圧により、第２のベローズ５の形状が維持されやすくなるため、シリンダ容器２内において移動部材３をより安定して支持することができる。
　また、第２のベローズ５は、移動部材３の略中央に固定されることにより、移動部材３の傾きを抑え、シリンダ容器２内において移動部材３をより安定して支持することができる。このように、移動部材３が第１のベローズ４および第２のベローズ５に安定して支持されることにより、シリンダ容器２内における移動部材３の移動時の直進性を高めることができる。
　また、前述したように、シリンダ容器２の内部空間を第１のベローズ４の内外で密閉状態に仕切ることができるため、シリンダ容器２（シェル２１の内壁面２１ａ）と移動部材３（ガイド部材３１の外周面３１ａ）の間の密閉性を高めることなく、第１の液室４０と第２の液室５０との間で作動油Ｆ１，Ｆ２の混入を防ぐことができる。
　具体的には、例えば、前述した背景技術として説明したように、移動部材３の外周部にシェル２１の内壁面２１ａと摺接する図示しないシール部材等を設けることにより、シリンダ容器２の内部空間を移動部材３により第１の液室４０と第２の液室５０に略密閉状に仕切って作動油Ｆ１，Ｆ２の混入を防いでいるような場合、作動油Ｆ１，Ｆ２の混入を防ぐためにシール部材による密閉性を高めようとすると、シェル２１の内壁面２１ａと移動部材３のシール部材との摩擦が生じてしまう。この場合、シリンダ容器２内において移動部材３が移動を繰り返すことによりシール部材が摩耗していくため、シール部材による密閉性が低下して作動油Ｆ１，Ｆ２の混入が起こる虞があった。また、この場合、シェル２１の内壁面２１ａに対する移動部材３の摺動抵抗が生じるため、移動部材３を移動させるために必要な作動油Ｆ１，Ｆ２の圧力が大きくなるだけでなく、定期的に油圧シリンダ１を分解して摩耗したシール部材を交換する必要があり、メンテナンス性も低下していた。
　一方、本実施例の油圧シリンダ１は、シリンダ容器２の内部空間を第１のベローズ４の内外で密閉状態に仕切ることができるため、第１の液室４０と第２の液室５０との間で作動油Ｆ１，Ｆ２の混入を防ぐことができ、シェル２１の内壁面２１ａに対する移動部材３（ガイド部材３１の外周面３１ａ）の摩擦を小さくすることにより、シリンダ容器２内における移動部材３の動作性を高めることができるとともに、長期的に移動部材３の摩耗がない油圧シリンダ１とすることができる。また、作動油Ｆ１，Ｆ２の混入に加えて、シール部材の摩耗粉の混入を防ぐことができるため、負荷Ｗの駆動を高い精度で維持することができる。
　また、シリンダ容器２内において作動油Ｆ１，Ｆ２の混入を防ぐことができるため、作動油Ｆ１，Ｆ２の種類が異なる場合であっても、油圧回路Ｃ１，Ｃ２間に油圧シリンダ１を適用することができる。
　次に、実施例２に係る流体機器につき、図４および図５を参照して説明する。尚、前記実施例に示される構成部分と同一構成部分に付いては同一符号を付して重複する説明を省略する。
　図４および図５に示されるように、実施例２における油圧シリンダ１０１（流体機器）においては、移動部材１０３が第１のベローズ４の内部に配置され、移動部材１０３の第２の面部１０３ｂの外径側にガイド部材１３１の内周部に嵌合される円筒状の連結部材１３６の一端が溶接固定されている。
　また、第１のベローズ４の遊動端４ｂは、ガイド部材１３１と連結部材１３６の他端との間に挟持された状態で溶接固定されている。
　これによれば、第１のベローズ４の内部に配置される移動部材１０３の突出面部１０３ｃにより第２のベローズ５の遊動端５ｂが閉塞されることにより、第１のベローズ４と第２のベローズ５の一部が伸縮方向に重なり合った状態で移動部材１０３を支持することができるため、移動部材１０３を軸方向に移動させた際の第１のベローズ４および第２のベローズ５の伸縮長を短くすることなくシリンダ容器１０２をコンパクトに構成することができる。
　また、図４に示されるように、油圧シリンダ１０１の非駆動状態においては、シリンダ容器１０２内においては、移動部材１０３の第１の面部１０３ａに取付けられたシール部材３３とオイルポート部材１２２の第１の流体出入路１２４の内面とが密接して環状のシール部Ｓを形成し、第１の流体出入路１２４が閉塞される。これによれば、第１の液室４０内に一部の作動油Ｆ１が閉じ込められ、この閉じ込められた作動油Ｆ１の圧力と、第２の液室５０に流入した作動油Ｆ２の圧力とが均衡するため、収縮状態の第１のベローズ４に過大な応力がかかることがなくなり、第１のベローズ４の形状が維持されるとともに、破損を抑制できるようになっている。
　次に、実施例３に係る流体機器につき、図６を参照して説明する。尚、前記実施例に示される構成部分と同一構成部分に付いては同一符号を付して重複する説明を省略する。さらに尚、実施例３の油圧シリンダについては、非駆動状態のみ図示し、駆動状態の図示を省略する。
　図６に示されるように、実施例３における油圧シリンダ２０１においては、カバー部材２２３には、径方向略中央に油圧回路Ｃ２（図１参照）を構成する圧力配管１２から第２のベローズ５の内側に設定される第２の液室２５０に非圧縮性流体である作動油Ｆ２を流出入させるための第２の流体出入路２２６が設けられている。
　また、カバー部材２２３の外径側には第２のベローズ５の外側に設定されるガス室２６０に窒素ガス等のガスを注入するためのガス封入口２２７が設けられており、ガス封入口２２７は、ガスの注入後にガスプラグ２２８により閉塞される。
　これによれば、油圧シリンダ２０１の非駆動状態においては、移動部材３をオイルポート部材２２側へ移動させるための作動油Ｆ２の圧力を、第２のベローズ５の内側に密閉状に設定される第２の液室２５０内において移動部材３の径方向略中央部に形成される突出面部３ｃで受けることができるため、作動油Ｆ２の圧力を効率よく作用させ、シリンダ容器２０２内における移動部材３の動作性を高めることができる。
　また、第１の液室４０と第２の液室２５０との間にガス室２６０が介在しているため、作動油Ｆ１と作動油Ｆ２とが混ざりにくい。すなわち、第１のベローズ４または第２のベローズ５の密封が不十分となっても作動油Ｆ１と作動油Ｆ２とが混ざりにくい。
　以上、本発明の実施例を図面により説明してきたが、具体的な構成はこれら実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。
　また、前記実施例では、油圧シリンダ１に使用される作動流体として作動油Ｆ１，Ｆ２を例に説明したが、少なくとも一方の作動流体が圧縮性の流体であってもよい。
　また、前記実施例では、シリンダ容器２，１０２，２０２内に第１のベローズ４と第２のベローズ５が設けられるものとして説明したが、シリンダ容器内に少なくとも一つベローズが設けられ、該ベローズにより第１の流体出入路および第２の流体出入路から流出入する作動流体を密閉状態に仕切ることができるものであればよい。
　また、前記実施例では、第２のベローズ５の内部にガスが封入される態様として説明したが、第２のベローズの内部には、収縮した第２のベローズに復帰力を付与する復帰手段が設けられていればよく、例えば第２のベローズの内部にスプリング等を設けて第２のベローズが伸長する方向に復帰力を与えるようにしてもよい。
　また、前記実施例では、移動部材３を構成する金属製の円盤の外周部に別体のガイド部材３１が外嵌される態様として説明したが、移動部材を構成する金属製の円盤の外周部にガイド部が一体に構成されていてもよい。
　また、前記実施例では、移動部材３，１０３の移動に伴いガイド部材３１，１３１の外周面がシェル２１の内壁面２１ａに対して摺動する態様として説明したが、ガイド部材の外周面をシェルの内壁面から離間させることにより、シェルの内壁面とガイド部材の外周面の間の摺動を少なくしてもよい。
　また、前記実施例では、ガイド部材３１に連通路３１ｂが設けられるものとして説明したが、連通路は、第１のベローズ４よりも外側であれば移動部材３を構成する金属製の円盤に設けられていてもよい。
　また、連通路３１ｂは、溝状のものに限らず、貫通孔やスリット状に構成されてもよい。
　また、シリンダ容器２は、シェル２１とオイルポート部材２２とカバー部材２３とがそれぞれ別の部材により形成される例について説明したが、シェル２１とオイルポート部材２２またはカバー部材２３を一部材としてもよい。
　また、オイルポート部材２２には、ステー２５の代わりにリップシール１３５を有するシール部材１３３（図７参照）が一体に設けられていてもよく、移動部材３の第１の面部３ａをリップシール１３５に直接密接させてもよい。
　また、第１のベローズ４および第２のベローズ５は、金属製のものに限らず、例えば樹脂等から構成されるものであってもよい。
１　　　　　　　　油圧シリンダ
２　　　　　　　　シリンダ容器
３　　　　　　　　移動部材
４　　　　　　　　第１のベローズ
４ａ　　　　　　　固定端（他端）
４ｂ　　　　　　　遊動端（一端）
５　　　　　　　　第２のベローズ
５ａ　　　　　　　固定端（他端）
５ｂ　　　　　　　遊動端（一端）
１１，１２　　　　圧力配管
２１　　　　　　　シェル
２２　　　　　　　オイルポート部材
２３　　　　　　　カバー部材
２４　　　　　　　第１の流体出入路
２６　　　　　　　第２の流体出入路
２７　　　　　　　ガス封入口
３１　　　　　　　ガイド部材（ガイド部）
３１ｂ　　　　　　連通路
４０　　　　　　　第１の液室
５０　　　　　　　第２の液室
６０　　　　　　　ガス室
１０１　　　　　　油圧シリンダ（流体機器）
２０１　　　　　　油圧シリンダ（流体機器）
Ｃ１，Ｃ２　　　　油圧回路
Ｆ１，Ｆ２　　　　作動油
Ｈ　　　　　　　　油圧装置
Ｓ　　　　　　　　シール部
Ｗ　　　　　　　　負荷

Claims (8)

  1. 　流体を収容可能な容器と、該容器に設けられ第１の流体が出入可能な第１の流体出入路と、前記容器に設けられ第２の流体が出入可能な第２の流体出入路と、前記第１の流体の圧力を受けて前記容器内を移動可能な移動部材と、を備え、前記第１の流体から前記第２の流体にエネルギ伝達を行う流体機器であって、
    　一端を前記移動部材により密閉状態に閉塞され、他端を前記容器内に密閉状態に固定され、内部を前記第１の流体出入路と連通させた伸縮可能な第１のベローズを備えることを特徴とする流体機器。
  2. 　前記第１の流体および前記第２の流体は、非圧縮性流体であることを特徴とする請求項１に記載の流体機器。
  3. 　前記第１のベローズよりも小径であり、一端を前記移動部材により閉塞され、他端を前記容器内に密閉状態に固定され、内部に圧縮性流体が密封される伸縮可能な第２のベローズを備えることを特徴とする請求項１または２に記載の流体機器。
  4. 　前記第２のベローズは、前記移動部材の中央に固定されることを特徴とする請求項３に記載の流体機器。
  5. 　前記移動部材は、前記容器の内周に当接するガイド部を備えることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の流体機器。
  6. 　前記ガイド部には、前記第１のベローズよりも外側において厚み方向に貫通する連通路が設けられることを特徴とする請求項５に記載の流体機器。
  7. 　前記移動部材は、前記第１のベローズの内部に配置されていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の流体機器。
  8. 　前記第１の流体と前記第２の流体は、異なる流体であることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の流体機器。
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