JP4651437B2 - Hydraulic cylinder - Google Patents
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Description
本発明は、ピストンロッド内にアキュムレータを配設した油圧シリンダに関するものである。 The present invention relates to a hydraulic cylinder having an accumulator disposed in a piston rod.
従来から、例えば、油圧ショベル等の各種土木建設機械において、バケット等の作業機を駆動するために油圧シリンダが使用されている。油圧シリンダは、シリンダ内を往復摺動するピストンロッドを備えており、ピストンロッドの一端にはシリンダ内に嵌挿されたピストンが固定されている。ピストンによりシリンダ内は、2つのシリンダ室に画成されている。 Conventionally, for example, hydraulic cylinders are used to drive working machines such as buckets in various civil engineering machines such as hydraulic excavators. The hydraulic cylinder includes a piston rod that reciprocates in the cylinder, and a piston that is fitted into the cylinder is fixed to one end of the piston rod. The cylinder is divided into two cylinder chambers by the piston.
シリンダ室に圧油を供給又はシリンダ室から圧油を排出することで、ピストンロッドに対して伸縮動作を行わせることができる。ピストンロッドに対する伸縮動作によって、ピストンロッドの先端又はシリンダのボトム側に連接されたバケット等の作業機を駆動操作することができる。 By supplying pressure oil to the cylinder chamber or discharging pressure oil from the cylinder chamber, the piston rod can be expanded and contracted. By a telescopic operation with respect to the piston rod, it is possible to drive and operate a working machine such as a bucket connected to the tip of the piston rod or the bottom side of the cylinder.
作業機の動きを制御するため、シリンダ室への圧油の供給又はシリンダ室からの圧油の排出を停止させ、ピストンロッドの直線摺動を一時的に停止させる場合がある。また、ピストンをシリンダボトム等に衝突させてピストンの摺動を急停止させる場合等がある。これらの場合において、ピストンの摺動を急停止させると、シリンダ室内の圧油がピストンの慣性力によって圧縮されてしまうことになる。このとき、圧油は非圧縮性の流体であるため、シリンダ室内には油圧ピークが発生する。 In order to control the movement of the work implement, the supply of pressure oil to the cylinder chamber or the discharge of pressure oil from the cylinder chamber may be stopped, and the linear sliding of the piston rod may be temporarily stopped. In some cases, the piston is caused to collide with a cylinder bottom or the like to suddenly stop the sliding of the piston. In these cases, if the sliding of the piston is suddenly stopped, the pressure oil in the cylinder chamber is compressed by the inertial force of the piston. At this time, since the hydraulic oil is an incompressible fluid, a hydraulic pressure peak occurs in the cylinder chamber.
油圧ピークとなったシリンダ室の油圧によって、ピストンの摺動は急停止することになる。しかし、油圧ピークの発生によってシリンダそのものに対して大きな衝撃が発生する。この衝撃が、油圧シリンダやピストンロッドに連接されている作業機等に伝達され、激しい振動や騒音を発生させる。 The sliding of the piston suddenly stops due to the hydraulic pressure in the cylinder chamber that has reached the hydraulic pressure peak. However, a large impact is generated on the cylinder itself due to the occurrence of a hydraulic pressure peak. This impact is transmitted to a working machine or the like connected to a hydraulic cylinder or piston rod, and generates severe vibration and noise.
これを緩和するためには、アキュムレータを用いることが有効であるが、アキュムレータを設置するには場積が必要となる。また、アキュムレータを外部に配設した場合には、アキュムレータと油圧シリンダとを結ぶ配管の長さ等によって、アキュムレータとしての応答性が低下してしまう問題があった。これらの問題を解決するため、油圧シリンダ内にアキュムレータを配設したものが提案されている。 In order to alleviate this, it is effective to use an accumulator, but a space is required to install the accumulator. Further, when the accumulator is disposed outside, there is a problem that the responsiveness as the accumulator is deteriorated due to the length of the pipe connecting the accumulator and the hydraulic cylinder. In order to solve these problems, there has been proposed an accumulator provided in a hydraulic cylinder.
油圧シリンダ内にアキュムレータを配設したものとしては、シリンダ装置(特許文献1参照。)などが提案されている。また、ピストンロッド内にアキュムレータを配設したものとしては、アキュムレータシリンダ(特許文献2参照。)などが提案されている。 As an apparatus in which an accumulator is disposed in a hydraulic cylinder, a cylinder device (see Patent Document 1) has been proposed. Further, as an accumulator provided in a piston rod, an accumulator cylinder (see Patent Document 2) has been proposed.
特許文献1に記載されたシリンダ装置は、本願発明における従来例1として図11にその断面図を示している。図11に示すように、シリンダ装置50のシリンダ本体51内には、ピストン52が摺動自在に嵌合している。ピストン52の片面にはピストンロッド53が一体に設けられている。
FIG. 11 shows a cross-sectional view of the cylinder device described in
ピストンロッド53は、シリンダ本体51の一端より外部へ突出しており、ピストンロッド先端には図示せぬアイドラ等が連結されている。アイドラ等に加わった外力は、ピストンロッド53によって受けることができる。
The
シリンダ本体51内は、ピストン52によって第1の油室54aと第2の油室54bとに画成されている。第1の油室54aはシリンダ本体に形成したポート55により油圧回路と接続している。また、第2の油室54bはシリンダ本体に形成したポート58により油圧回路と接続している。第1の油室54a及び第2の油室54bには、非圧縮性流体の圧油を供給することができる。
The
第2の油室54bの左側には、圧縮性の気体が充填された気室56が形成されている。第2の油室54bと気室56との間は、ダイヤフラム57によって画成されている。ダイヤフラム57と気室56とによってアキュムレータ機能が構成されている。ポート55、58に接続した油圧回路の切換弁等を制御することで、第1の油室54aと第2の油室54bとに対して圧油を給排制御することができ、ピストン52の前後進、位置決め停止を行うことができる。
An
ロッド53が保持位置にあるとき、第1の油室54a内の油圧が気室56内の圧力よりも低下したとする。このとき、気室56内の圧力によってダイヤフラム57を第2の油室54b側に変形させ、油室54b内の圧油を介してピストン52を第1の油室54aを縮小する方向に移動させることができる。これにより、第1の油室54a内の圧力低下を補償することができる。
It is assumed that the hydraulic pressure in the
また、ロッド53に外力が加わったときには、第2の油室54b内の圧油を介してダイヤフラム57を気室56内で膨張させ、気室56内の不活性ガスを圧縮しながらピストン52を後退させることができる。これにより、ロッド53に加わった外力を吸収することができる。
Further, when an external force is applied to the
特許文献2に記載されたアキュムレータシリンダは、本願発明における従来例2として図12にその断面図を示している。図12に示すように、シリンダ60内にピストンロッド73が設けられている。ピストンロッド73の一端には、空間63が形成され、その先端にはピストン62が形成されている。ピストン62によって、シリンダ60内は、2つのシリンダ室74、75とに画成されている。
FIG. 12 shows a cross-sectional view of an accumulator cylinder described in
シリンダ室74は、ポート70により図示せぬ油圧回路と接続し、シリンダ室75は、ポート69により図示せぬ油圧回路と接続している。シリンダ室74又はシリンダ室75に圧油を供給することで、ピストンロッド73を伸縮駆動させることができる。
The
空間63内には、バネ68及びバネ68により押圧されたアキュムレータ用ピストン67が収納され、アキュムレータ用ピストン67の一端部は、グランド66に形成した圧油孔72に摺動自在に嵌入している。グランド66は、ピストンロッド73と、前記空間63の開口部に固定されたグランド押え65によって支持固定されている。グランド66に形成した圧油孔72は、グランド押え65に形成した通孔64に連通している。また、空間63は、圧油孔71によりシリンダ室74に連通している。
In the
ピストンロッド73が保持位置にあるときに、シリンダ室75の圧力が低下したとしても、バネ68の付勢力によってアキュムレータ用ピストン67をシリンダ室75側に移動させることができる。これにより、シリンダ室75内の圧力低下を補償することができる。
Even when the pressure in the
ピストンロッド73に対してシリンダ室75を圧縮する方向に外力が加わった場合などでは、ピストン62がシリンダ室75を縮小する方向に急速に移動すると、シリンダ室75の圧力が上昇する。このとき、グランド押え65の通孔64から高圧となった圧油がアキュムレータ用ピストン67に作用し、バネ68を圧縮させて外力による圧力上昇を吸収することができる。
アキュムレータとしての容積及びアキュムレータ内に設定するガス圧は、アキュムレータを装着した油圧シリンダで駆動する作業機の用途に応じて最適に設定することが必要である。特に、アキュムレータの容積が最適な容積に設定されておらず、最適な容積よりも小さな容積であったときには、アキュムレータとしての機能が利かないものとなってしまう。また、アキュムレータの容積が最適な容積よりも大きな容積であったときには、生ぬるい利き方でしか機能せず、作業機による実際の作業が行えなくなってしまう。 The volume as the accumulator and the gas pressure set in the accumulator need to be optimally set according to the use of the working machine driven by the hydraulic cylinder equipped with the accumulator. In particular, when the volume of the accumulator is not set to an optimal volume and is smaller than the optimal volume, the function as an accumulator will not work. Further, when the accumulator volume is larger than the optimum volume, the accumulator functions only in a slick manner, and the actual work cannot be performed by the working machine.
特許文献1に記載されたシリンダ装置50では、気室56の容積は固定されているため、予め決めておいた作業機用のシリンダ装置50にしか適用することができない。気室56を備えたシリンダ装置を他の作業機用に使用したとしても、上述したような不具合を生じていた。また、気室56の容積を変えるためには、気室の容積に応じた個々の加工が必要となる。しかも、気室の容積を最適な容積とする加工には、精密加工が要求され加工作業が困難になるとともに、コスト高を招くことになる。
In the
特許文献2に記載されたアキュムレータシリンダにおいても、アキュムレータの容積を最適な容積とするためには、バネ68のバネ力を調整するか、アキュムレータ用ピストン67のストロークを変更しなければならない。しかし、バネ68のバネ力を調整することやアキュムレータ用ピストン67のストロークを変更することは、極めて困難な作業である。
Also in the accumulator cylinder described in
アキュムレータの容積を変更するためには、バネ力が異なる複数種類のバネを用意しておかなければならず、また、アキュムレータ用ピストン67のヘッド部の肉厚を異ならせた複数のアキュムレータ用ピストンを用意しておかなければならなかった。しかし、バネやアキュムレータ用ピストンを複数用意しておくことは、コスト上昇を招いてしまうことになる。
In order to change the volume of the accumulator, it is necessary to prepare a plurality of types of springs having different spring forces, and a plurality of accumulator pistons with different thicknesses of the head portions of the
本願発明では、これらの問題点を解決し、簡単な構成によりピストンロッド内に配設したアキュムレータの容積を変更することができる油圧シリンダを提供することにある。 An object of the present invention is to solve these problems and provide a hydraulic cylinder capable of changing the volume of an accumulator disposed in a piston rod with a simple configuration.
本願発明の課題は、請求項1、2に記載された各発明により達成することができる。
即ち、本願発明では請求項1に記載したように、ピストンロッド内にアキュムレータを配設した油圧シリンダにおいて、前記ピストンロッド内に調整部材を配設し、前記調整部材による容積により、前記アキュムレータのガス室容積を調整してなり、前記調整部材が、容積固定の部材から構成されており、前記ピストンロッド内のガス室又は油室に配設されてなり、前記調整部材が、前記ピストンロッド内のガス室又は油室に配設される中子であることを最も主要な特徴となしている。
The object of the present invention can be achieved by the inventions described in
That is, in the present invention, as described in
また、請求項2に記載したように、調整部材の配設部位と調整部材の構成を特定したことを主要な特徴となしている。
Further, as described in
本願発明では、ピストンロッド内に配設した調整部材の容積によって、ピストンロッド内に配設したアキュムレータのガス室容積を自在に調整することができる。これにより、ピストンロッド内に配設する調整部材の容積を変えるだけで、油圧シリンダの用途に応じてそれぞれ最適なガス室容積にすることができる。しかも、高性能なアキュムレータ付きの油圧シリンダを提供することができる。 In the present invention, the volume of the gas chamber of the accumulator disposed in the piston rod can be freely adjusted by the volume of the adjusting member disposed in the piston rod. Thereby, only by changing the volume of the adjusting member disposed in the piston rod, the gas chamber volume can be made optimum depending on the application of the hydraulic cylinder. In addition, a hydraulic cylinder with a high-performance accumulator can be provided.
ピストンロッド内に配設する調整部材としては、ピストンロッド内のガス室又は油室のいずれにも配設することができる。ガス室に調整部材を配設した場合には、ピストンロッド内をガス室と油室とに画成するアキュムレータ用ピストンと調整部材との間でガス室容積を調整することができる。また、油室に調整部材を配設した場合には、アキュムレータ用ピストンのストローク量を変更させることでガス室容積を調整することができる。 The adjusting member disposed in the piston rod can be disposed in either the gas chamber or the oil chamber in the piston rod. When the adjusting member is disposed in the gas chamber, the gas chamber volume can be adjusted between the accumulator piston and the adjusting member that define the inside of the piston rod into the gas chamber and the oil chamber. Further, when the adjustment member is disposed in the oil chamber, the gas chamber volume can be adjusted by changing the stroke amount of the accumulator piston.
調整部材としては、容積固定の部材から構成することができる。容積固定の部材から調整部材を構成する場合には、中子のようにピストンロッド内に配設することができる部材を用いることができる。中子としての長さ、径等を変更することで容易に、しかも正確にガス室容積を最適容積となるように変更することができる。あるいは、長さが短い中子を複数用意しておき、油圧シリンダに応じた数だけ前記長さが短い中子をピストンロッド内に配設することで、ガス室容積を容易に最適容積となるように変更することができる。複数の中子を用いた場合には、各中子同士を連結固定しておくことが望ましい。 As an adjustment member, it can comprise from a volume fixed member. In the case where the adjustment member is formed of a fixed-volume member, a member that can be disposed in the piston rod, such as a core , can be used. By changing the length, diameter, etc., as the core, the gas chamber volume can be changed easily and accurately to the optimum volume. Alternatively, by preparing a plurality of cores with a short length and arranging the cores with the short length in the piston rod according to the number corresponding to the hydraulic cylinder, the gas chamber volume can be easily made the optimum volume. Can be changed as follows. When a plurality of cores are used, it is desirable to connect and fix the cores to each other.
中子をピストンロッド内で摺動可能に嵌合した場合において、ピストンロッドを急速に停止させたときに発生する衝撃によってピストンロッドが振動したとしても、中子とピストンロッドとは両者の間での微小な隙間を介して微小な相対変位を生じさせることができる。この微小な相対変位は、中子とピストンロッドとの間における摩擦熱となって消費され、振動エネルギーを熱エネルギーとして消費することができる。これにより、ピストンロッドの振動を早期に減衰させることができ、振動騒音の発生を抑制することができる。 When the core is slidably fitted in the piston rod, even if the piston rod vibrates due to the impact generated when the piston rod is stopped rapidly, the core and the piston rod A minute relative displacement can be generated through the minute gap. This minute relative displacement is consumed as frictional heat between the core and the piston rod, and vibration energy can be consumed as heat energy. Thereby, the vibration of the piston rod can be attenuated early, and the generation of vibration noise can be suppressed.
また、アキュムレータと油圧シリンダ内のシリンダ室とを結ぶアキュムポートを、油圧シリンダのピストン近傍に配設した場合には、前記ピストン付け根部分を支点としてピストンロッドに対して曲げ応力が作用する。これによって、アキュムポートには、応力集中が発生する。しかし、本願発明における調整部材としての中子を前記ピストン側に配設することで、アキュムポート付近での曲げ剛性を強くすることができ、ピストンロッドが破損する危険性を大幅に小さくすることができる。 Further, when an accumulator port connecting the accumulator and the cylinder chamber in the hydraulic cylinder is disposed in the vicinity of the piston of the hydraulic cylinder, bending stress acts on the piston rod with the piston root portion as a fulcrum. As a result, stress concentration occurs in the accumulation port. However, by arranging the core as the adjusting member in the present invention on the piston side, the bending rigidity in the vicinity of the accumulation port can be increased, and the risk of the piston rod being damaged can be greatly reduced. it can.
本発明の好適な実施の形態について、添付図面に基づいて以下において具体的に説明する。本願発明に係わる油圧シリンダの構成としては、以下で説明する形状、配置構成以外にも本願発明の課題を解決することができる形状、配置構成であれば、それらの形状、配置構成を採用することができるものである。このため、本発明は、以下に説明する実施例に限定されるものではなく、多様な変更が可能である。 Preferred embodiments of the present invention will be specifically described below with reference to the accompanying drawings. As the configuration of the hydraulic cylinder according to the present invention, in addition to the shape and arrangement described below, if the shape and arrangement can solve the problems of the present invention, those shapes and arrangement are adopted. It is something that can be done. For this reason, this invention is not limited to the Example demonstrated below, A various change is possible.
図1には、本発明の実施形態に係わる油圧シリンダの断面図を示している。油圧シリンダ1は、シリンダチューブ2、ピストン3及びピストンロッド4を備えている。シリンダチューブ2の一端部には、ボルト30によってシリンダヘッド6が固着され、他端部にはシリンダボトム7が溶着されている。
FIG. 1 shows a cross-sectional view of a hydraulic cylinder according to an embodiment of the present invention. The
シリンダチューブ2の内部には、往復摺動自在のピストン3が配設され、ピストン3はシリンダヘッド6を貫通するピストンロッド4に固着されている。ヘッド側のシリンダ室5aには、油路9を介して圧油を供給することができ、ボトム側のシリンダ室5bにシリンダボトム7に形成した油路8a、8bを介して圧油を供給することができる。
Inside the
ピストンロッド4内は中空に形成されており、一端部の外周側にはピストン3が固着され、内周側には抜け止め部材11が配設されている。ピストンロッド4の他端部には、連結部材15が着脱自在に固定されている。ピストンロッド4内はアキュムレータ用ピストン13が摺動自在に配設され、アキュムレータ用ピストン13によってガス室31と油室32とに画成されている。油室32はピストンロッド4のピストン側に形成したアキュムポート23を介してシリンダ室5aと連通している。
The
ガス室31内には、調整部材としての中子14が配設されている。中子14はピストンロッド4の内周面との間に微小な隙間を介して嵌合している。中子14をピストンロッド4に対して圧入することもできるが、中子14をピストンロッド4に対して着脱自在に配設しておくことが、中子14の長さ等を調整する上からも望ましい。
In the
中子14は、中子14の一端部に形成したフランジ部14aを介してピストンロッド4の端部と連結部材15との間で挟持されている。ピストンロッド4の端部と連結部材15との間でフランジ部14aは、ピストン軸方向に微小な距離移動することができるように挟持されている。中子14は、その軸方向に貫通孔14bが形成されている。同貫通孔14bを介して連結部15に形成した通路15aとガス室31とを連通することができる。通路15aの端部に設けたニップル15bを介して、外部からガス室31に充填するガスを供給することができる。中子14の容積は、中子14の長さや外周径を変えることによって変更することができる。また、中子14に形成した貫通孔14bの孔径を変えることによっても変更することができる。
The
次に、図1を用いて、アキュムレータ12の作動について説明する。図1に示すように、ピストン3はシリンダボトム7側のストロークエンドにあるものとする。油路8aから圧油が供給されると、供給された圧油によってピストン3の端面が受圧面となって押圧される。ピストン3の端面での受圧面積を確保するため、ピストン3の端面に十字溝を形成しておくこともできる。
Next, the operation of the
油路8aから供給された圧油によって、ピストン3はシリンダヘッド6に摺動し、シリンダロッド4を伸張させることができる。これにより、連結部15に形成した連結孔34aとシリンダボトム7に形成した連結孔34bとの間隔を広げることができる。尚、一対の連結孔34a、34bのうち一方の連結孔は、図示せぬ作業機等に連結し,他方の連結孔はブーム等の支持部材に連結されている。このため、一対の連結孔34a、34bの間隔を広げたり、狭めたりすることで作業機等を作動させることができる。
The
油路8aから供給された圧油によるピストン3の摺動中に、急にピストン3の摺動を停止させたり、ピストン3をシリンダヘッド6に衝突させたりすると、シリンダ室5a内の圧力は高圧となってしまう。即ち、油路8aから供給している圧油の供給停止などを行ってピストン3の摺動を停止させようとしても、ピストン3やピストンロッド4の慣性力によってピストン3はシリンダ室5aを縮小させる方向に摺動しようとする。このため、シリンダ室5a内の圧力は、急激に上昇して高圧となってしまうのである。
If the sliding of the
シリンダ室5aの圧力が上昇し、上昇した圧力がガス室31の圧力よりも高くなると、圧力が上昇した圧油は、アキュムポート23からアキュムレータ12の油室32に導入される。油室32に導入された圧油によって、ガス室31を縮小する方向にアキュムレータ用ピストン13を摺動させる。これにより、シリンダ室5aにおける圧力上昇が、アキュムレータ12におけるガス室31の圧力を上昇させることで吸収することができる。
When the pressure in the
アキュムレータ12のガス室31で吸収することのできるシリンダ室5aでの圧力上昇分は、ガス室31の容積及びガス室31に充填しておいたガス圧によって設定されることになる。本願発明では、ガス室31の容積をアキュムレータ12のガス室31内に配設した中子14の容積によって調整することができるので、ガス室31に充填するガス圧とともに油圧シリンダ1にとって最適の状態にしておくことができる。
The amount of pressure increase in the
ピストン3を停止させた状態からピストン3をシリンダボトム7側に摺動させるときには、油路9からの圧油とともにアキュムレータ12のアキュムポート23から排出される圧油によってピストン3を摺動させることができる。このとき、ガス室31内のガス圧によって、アキュムレータ用ピストン13は、ガス室31の容積が予め設定された容積に復帰する位置まで、油室32の容積を縮小する方向に摺動する。
When the
図1では、ピストン3の摺動に対してクッション作用を与えるプランジャ10を、配設していない構成となっている。しかし、図2に示すように、ピストン3のシリンダボトム7側に、ピストン3の中心からピストン軸方向に延設してプランジャ10を配設することもできる。
In FIG. 1, the
プランジャ10は、シリンダボトム7に開口する油路8b内に挿入、挿出自在に係合することができる。油路9から圧油が供給されて、ピストン3がシリンダボトム7側に摺動すると、ピストン3のストロークエンドにおいて、プランジャ10は油路8b内に挿入されることになる。これにより、シリンダ室5bから油路8bを介して外部に流出する圧油の流量を絞ることができ、ピストン3の摺動に対してクッション作用を与えることができる。
The
また、図1に示した油圧シリンダ1では、ピストン3がシリンダヘッド6側に摺動しているときに、ピストン3の摺動停止に伴うシリンダ室5aの圧力上昇をアキュムレータ12によって吸収する構成を示している。アキュムレータの構成としては、図3に示すようなアキュムレータ12’の構成とすることもできる。
Further, in the
図3に示すアキュムレータ12’では、プランジャ10をピストン端面に配設する代わりに、ピストン端面にはアキュムポート23を形成している。アキュムポート23をピストン端面に形成したため、図1のようにピストンロッド4にはアキュムポートを形成していない。アキュムポート23は、抜け止め部材11に形成した油路11aを介して油室32に連通する構成となっている。
In the accumulator 12 'shown in FIG. 3, instead of disposing the
尚、図3では、プランジャ10を配設していないが、図2のようにプランジャ10を配設しておくこともできる。その場合には、アキュムポート23をプランジャ10の外周側におけるピストン端面に形成した十字溝と連通するように形成しておくことができる。アキュムポート23の形成数としては、少なくとも1つ以上形成しておくことができる。そして、アキュムポート23と油室32とを連通するように油路11aを抜け止め部材11に形成しておくことができる。
In FIG. 3, the
上述の説明では、ピストン3をシリンダボトム7側のストロークエンドからシリンダヘッド6側に摺動開始させるときに、ピストン3の摺動を滑らかに行うようピストン3の端面に十字溝を形成しておくことができる旨説明を行った。ピストン3の端面に十字溝を形成する代わりに、シリンダボトム7におけるピストン3と対峙する面に、油路8bと連通する油溝を形成しておくこともできる。この場合、十字溝と連通するように形成したアキュムポート23を、前記油路8bと連通した油溝と対峙するピストン3の部位に形成しておくことができる。
In the above description, when the
図3を用いて、アキュムレータ12’の作動を説明する。油路9から供給された圧油によって、ピストン3はシリンダボトム7側に摺動する。ピストン3の摺動途中又はストロークエンドにおいて摺動が急速に停止したときには、シリンダ室5b内の圧力は上昇して高圧になろうとする。
The operation of the accumulator 12 'will be described with reference to FIG. The
シリンダ室5b内の圧力が、アキュムレータ12’のガス室31の圧力よりも高くなると、ガス室31の容積を縮小するようにアキュムポート23、油路11aを介してシリンダ室5b内の圧油は、油室32に導入される。これにより、シリンダ室5bの圧力上昇をアキュムレータ12’によって吸収することができる。このように、シリンダ室5a又はシリンダ室5bにおける圧力上昇をアキュムレータ12、12’によって吸収することができる。
When the pressure in the
ピストン3の急速な摺動停止によって、ピストン3は高圧となったシリンダ室から反発を受け今までの摺動とは逆方向に摺動する。ピストン3が逆方向に戻ろうとすると今度はピストン3が戻ろうとする方向のシリンダ室の圧力が上昇してピストン3を押し戻そうとする。このピストン3の振動が、両シリンダ室の圧力が均衡するまで繰り返されることになる。ピストン3の振動によって、ピストンロッド4も振動する。
Due to the rapid sliding stop of the
ピストンロッド4の振動によって、中子14とピストンロッド4とは両者の間での微小な隙間を介して微小な相対変位を生じることになる。特に、本願発明においては、ガス室31の容積を調整する中子14が、そのフランジ部14aを連結部材15とピストンロッド4の端部との間で多少の隙間を介して保持されている。
The vibration of the
このため、中子14とピストンロッド4との間で微小な相対変位が生じやすくなり、ピストンロッド4の振動は、中子14とピストンロッド4との間における摩擦熱として消費することができる。したがって、ピストンロッド4による振動エネルギーは、熱エネルギーとして消費され、ピストンロッド4の振動を早期に減衰させることができる。振動を早期に減衰させることによって、振動騒音の発生を抑制することができる。
For this reason, minute relative displacement is likely to occur between the core 14 and the
中子14が連結部材15とピストンロッド4の端部との間で多少の隙間を介して保持されている構成を説明したが、中子14を連結部材15とピストンロッド4の端部との間でピストン軸方向に移動不能に保持しておくこともできる。
The configuration in which the
図4〜図5は、本願発明に係わる他の実施形態を示す断面図である。図4、図5では、各部材の構成を説明し易くするため、各部材の配置関係を誇張して模式的に示している。このため、一部の構成は省略して示している。実施例2では、中子18、17bのピストンロッド4内での配設構成を特徴としている。他の構成は実施例1における構成と同様の構成を用いることができる。このため、実施例1と同様の構成については、実施例1において用いた部材符号と同じ部材符号を用いることでその説明を省略する。
4-5 is sectional drawing which shows other embodiment concerning this invention. 4 and 5, in order to facilitate the explanation of the configuration of each member, the arrangement relationship of each member is schematically illustrated in an exaggerated manner. For this reason, a part of the configuration is omitted. The second embodiment is characterized by the arrangement of the
図4では、中子18は、連結部材15から延設された支持片15cによってピストン軸方向への微小な移動を許容された状態で支持されている。これにより、中子18のピストンロッド4内への挿入、取り外しを容易に行うことができる。また、中子18とピストンロッド4との間で相対変位を生じさせることができるので、ピストンロッド4に発生した振動を、中子18とピストンロッド4との間での摩擦熱により早期に減衰させることができる。
In FIG. 4, the
図5は、中子17bをアキュムレータ12の油室32側に配設した例を示している。中子17bは、油圧シリンダのピストン17に固定されている。図6には、ピストン17に固定された中子17bの構成を斜視図として示している。中子17bには、アキュムポート23と油室32とを連通する油溝17aが形成されている。これによって、シリンダ室と油室32とは、アキュムポート23及び油溝17aとによって連通している。
FIG. 5 shows an example in which the
中子17bは、ピストン17に一体的に形成することも、ピストン17とは別体にて構成し、ピストン17に対して着脱自在に取り付けることもできる。中子17bの容積によって、ガス室31の容積を調整することが容易に行える。
The core 17 b can be formed integrally with the
また、図5に示すように、中子17bをアキュムポート23側に配設しておくことにより、ピストンロッド4の伸張時にピストンロッド4とシリンダチューブ(図5では図示せず。)との間に曲げモーメントが作用したとしても、中子17bによってアキュムポート23での応力集中が発生するのを防止することができる。
Further, as shown in FIG. 5, by arranging the core 17b on the
図7〜図10は、本願発明に係わる別の実施形態を示す断面図である。図7〜図10では、各部材の構成を説明し易くするため、各部材の配置関係を誇張して模式的に示している。このため、一部の構成は省略して示している。実施例3では、ガス室31の容積を調整する調整部材として、容積を可変とした調整部材を用いていることを特徴としている。他の構成は、実施例1及び実施例2における構成と同様の構成を用いることができる。このため、実施例1及び実施例2と同様の構成については、実施例1及び実施例2において用いた部材符号と同じ部材符号を用いることでその説明を省略する。
7-10 is sectional drawing which shows another embodiment concerning this invention. 7 to 10, in order to easily explain the configuration of each member, the arrangement relationship of each member is schematically shown exaggeratedly. For this reason, a part of the configuration is omitted. The third embodiment is characterized in that an adjusting member having a variable volume is used as an adjusting member for adjusting the volume of the
図7では、ガス室31内に容積を可変とする風船20を配設している。実線の状態が風船20を膨らませた状態を示し、点線の状態が風船20を萎ませた状態を示している。風船用充填ポート21から媒体を供給することで、風船20がガス室31内で所望の容積を占めるよう膨らませることができる。風船20内に充填する媒体としては、ガス等の圧縮性のものを用いることもできるが、風船20の容積を注入量によって任意に調整することのできる非圧縮性の油等を用いることが望ましい。
In FIG. 7, a
風船20内には、ガス室31にガスを充填させるための管路22が配設されている。管路22の一端におけるアキュムレータ用ガス充填ポート22aからガス室31内にガスを充填することができる。管路22は、風船20に配設する代わりに、風船20とピストンロッド4との隙間に配設することも、ピストンロッド4の内周面においてピストン軸方向に沿った通気溝として形成しておくこともできる。
In the
図8では、ガス室31内に容積を可変とする第2油室25を配設している。第2油室25は第2油室用ピストン26によって画成された油室として構成されている。第2油室用ピストン26の周囲は、ピストンシール26aによってシールされている。また、第2油室25内には、ガス室31にガスを供給する伸縮自在なチューブ27が配設されている。
In FIG. 8, a
第2油室25内にはポート28から油を供給することができ、供給した油の量によって第2油室25の容積、即ち、ガス室31の容積を調整することができる。ガス室31には、ポート29から伸縮自在なチューブ27を介してガスを充填することができる。このため、第2油室25の容積が変更されても、第2油室25の容積変化に伴ってチューブ27が伸縮するので、ガス室31とポート29とは、常に連通させておくことができる。ポート29には、自動閉止弁等のニップルを設けておくことができる。
Oil can be supplied into the
図8で示したチューブ27を用いる代わりに、図9に示すようにアキュムレータ用ガス充填ポート29に連通したピストンロッド4内の流路29aの端部に、ガス充填用の管路33を取り付けることもできる。管路33を案内路として、第2油室用ピストン26を摺動可能に配設することができる。第2油室用ピストン26とピストンロッド4の内周面との間及び第2油室用ピストン26と管路33との間は、ピストンシール26a、26bによってシールされている。
Instead of using the
図8、図9では、第2油室25をガス室31に配設した例を示しているが、図10に示すようにアキュムレータの油室32内に第2油室40を形成することもできる。第2油室40は、油圧用ピストン36によりアキュムレータの油室32と画成されて形成することができる。油圧用ピストン36は、中心軸回りに凹部を形成したコップ状の形状を有している。これは、油圧用ピストン36の質量を軽減することで摺動性を高めるものである。油圧用ピストン36に凹部を形成せずに、中実形状の油圧用ピストンとして構成することもできる。
8 and 9 show an example in which the
油圧用ピストン36とピストンロッド4の端部に固着した面板37との間にはバネ41が配設されている。バネ41により、油圧用ピストン36は面板37側に付勢されている。面板37は、螺合等の固着手段によりピストンロッド4の端部に固着している。
A
バネ41は、第2油室40内に充填された圧油の量が減少したとき、油圧用ピストン36を面板37側に戻す作用を行っている。しかし、油室40内の圧油の量が減少したとき、アキュムレータ12の油室32の油圧によって油圧用ピストン36は、面板37側に戻ることができる。このため、バネ41を配設することは必ずしも必要なものではない。バネ41を配設しないときには、面板37を配設することは必ずしも必要としない。
The
油圧用ピストン36の外周面の一部には、アキュムポート23と油室32とを連通する油溝36aが形成されている。油溝36aは、油圧用ピストン36の軸方向と平行に形成されている。これによって、油圧用ピストン36がシリンダヘッド側に移動しても、シリンダチューブ2の油室5aと油室32とは、アキュムポート23及び油溝36aとによって連通することができる。
An
また、油圧用ピストン36の端面に油溝36aと連通する十字状等の油溝36bを形成しておくこともできる。油溝36bによって、アキュムレータ用ピストン13が油圧用ピストン36に密接した状態となっても、シリンダチューブ2の油室5aからの圧油によってアキュムレータ用ピストンをシリンダへッド側に押圧摺動させることができる。
Further, a
ピストンロッド4の面板37側近傍には、油室40内に油を充填するための孔が形成されている。同孔は、ピストンロッド4に配設した自動開閉弁38により封止されている。自動開閉弁38はピストン3に形成した孔44側に開放され、ピストンロッド4のストロークエンドにおいて、シリンダチューブ2に配設したニップル39と対峙する位置にくることができる。
A hole for filling the
ニップル39を取外して、図示せぬ圧油供給ノズルを自動開閉弁38に接続させることで、油室40内に圧油を充填することができ、油室40の容積を自由に変更することができる。ニップル39を閉めると、自動開閉弁38はピストン3内に位置されるので、ピストン3の摺動に影響を与えることがない。なお、図10では、油圧用ピストン36とピストンロッド4との間には、ピストン用シール43が配設されている。
By removing the
このように、本願発明では調整部材によって、アキュムレータのガス室の容積を自由に調整することができ、しかも、ガス室の容積の調整を極めて簡単な構成により行うことができる。これによって、油圧シリンダに対応した最適のガス室容積を得ることができる。 Thus, in the present invention, the volume of the gas chamber of the accumulator can be freely adjusted by the adjusting member, and the volume of the gas chamber can be adjusted with a very simple configuration. As a result, an optimal gas chamber volume corresponding to the hydraulic cylinder can be obtained.
本願発明は、油圧シリンダにおける衝撃を吸収するアキュムレータをピストンロッド内に配設することが求められている各種油圧シリンダに対して、本願発明の技術思想を適用することができる。 In the present invention, the technical idea of the present invention can be applied to various hydraulic cylinders in which an accumulator that absorbs an impact in the hydraulic cylinder is required to be disposed in the piston rod.
1 ・・・油圧シリンダ、 2 ・・・シリンダチューブ、 3 ・・・ピストン、
4 ・・・ピストンロッド、 6 ・・・シリンダヘッド、7 ・・・シリンダボトム、 10 ・・・プランジャ、 12、12’ ・・・アキュムレータ、
13 ・・・アキュムレータ用ピストン、 14 ・・・中子、 15 ・・・連結部材、 15c ・・・支持片、 17 ・・・中子付きピストン、 17b ・・・中子、
18 ・・・中子、 20 ・・・風船、 23 ・・・アキュムポート、
25 ・・・第2油室、 26 ・・・第2油室用ピストン、 27 ・・・チューブ、
31 ・・・ガス室、 32 ・・・油室、 33 ・・・管路、
36 ・・・油圧用ピストン、 37 ・・・面板、 40 ・・・第2油室、
50 ・・・シリンダ装置、 51 ・・・シリンダ本体、 52 ・・・ピストン、
53 ・・・ピストンロッド、 56 ・・・気室、 57 ・・・ダイヤフラム、
60 ・・・シリンダ、 62 ・・・ピストン、 63 ・・・空間、
64 ・・・通孔、 66 ・・・グランド、 67 ・・・アキュムレータ用ピストン、 68 ・・・バネ、 73 ・・・ピストンロッド。
DESCRIPTION OF
4 ... piston rod, 6 ... cylinder head, 7 ... cylinder bottom, 10 ... plunger, 12, 12 '... accumulator,
DESCRIPTION OF
18 ... core, 20 ... balloon, 23 ... accum port,
25 ... second oil chamber, 26 ... second piston for oil chamber, 27 ... tube,
31 ... Gas chamber, 32 ... Oil chamber, 33 ... Pipe line,
36 ... Piston for hydraulic pressure, 37 ... Face plate, 40 ... Second oil chamber,
50 ... Cylinder device, 51 ... Cylinder body, 52 ... Piston,
53 ・ ・ ・ Piston rod, 56 ・ ・ ・ Air chamber, 57 ・ ・ ・ Diaphragm,
60 ... Cylinder, 62 ... Piston, 63 ... Space,
64 ・ ・ ・ Through hole, 66 ・ ・ ・ Ground, 67 ・ ・ ・ Accumulator piston, 68 ・ ・ ・ Spring, 73 ・ ・ ・ Piston rod.
Claims (2)
前記ピストンロッド内に調整部材を配設し、
前記調整部材による容積により、前記アキュムレータのガス室容積を調整してなり、
前記調整部材が、容積固定の部材から構成されており、前記ピストンロッド内のガス室又は油室に配設されてなり、
前記調整部材が、前記ピストンロッド内のガス室又は油室に配設される中子であることを特徴とする油圧シリンダ。 In a hydraulic cylinder with an accumulator in the piston rod,
An adjustment member is disposed in the piston rod,
By adjusting the volume of the accumulator by the volume of the adjustment member,
The adjusting member is constituted by a member of the volume fixed, Ri Na is disposed in the gas chamber or an oil chamber in the piston rod,
The hydraulic cylinder , wherein the adjusting member is a core disposed in a gas chamber or an oil chamber in the piston rod .
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