JP4787537B2 - シリンダ装置 - Google Patents

Description

この発明は、シリンダ装置に関する。

従来シリンダ装置にあっては、出願人が提案するものとして、たとえば、歯車ポンプ等の双方向吐出ポンプと、シリンダと、上記双方向吐出ポンプとシリンダとを接続するシリンダ回路を備え、また、上記シリンダをロック状態に保持するためにシリンダ回路の途中に一対の電磁開閉弁を備えて構成されている（たとえば、特許文献１参照）。

そして、このシリンダ装置を具体化したものは、たとえば、図２にしめすように、シリンダ１００と双方向吐出ポンプ１０１とを連結するブロック１０３にシリンダ回路１０４を内設して、さらに、このブロック１０３に上記各電磁開閉弁１０５，１０６を設けたものがある。

しかしながら、上記した従来の具体化されたシリンダ装置にあっては、機能上問題があるわけではないが、以下の弊害がある。

すなわち、従来のシリンダ装置にあっては、シリンダ１００と双方向吐出ポンプ１０１とをブロック１０３で連結して、このブロック１０３内に各電磁開閉弁１０５，１０６を設けているので、機器にシリンダ装置を取付ける場合に、両端の取付部位を結んだ線となるシリンダの中心線から液圧源までの距離が遠くなり、機器が振動する場合等には、シリンダ装置の揺れ量が大きくなり、機器側の部材に干渉してしまう恐れがある。

また、上記のように、従来のシリンダ装置ではシリンダ装置の短手方向幅が、ブロック１０３の存在により大きいため、取付スペースが限られた機器によっては、取付不能となってしまう場合もある。

そこで、本発明は上記弊害を改善するために創案されたものであって、その目的とするところは、コンパクトなシリンダ装置を提供することである。

上記した目的を達成するために、本発明は、シリンダと、このシリンダ内に形成された２つの圧力室を連通するシリンダ回路を介して上記２つの圧力室に選択的に液圧を供給する液圧源と、上記シリンダ回路の途中に設けられ各圧力室をそれぞれロックする一対の電磁開閉弁とを備え、各電磁開閉弁が弁座に離着座する弁体と、この弁体を弁座に向けて付勢する附勢ばねと、印加時に上記弁体に上記附勢ばねの附勢力に抗する方向に推力を与えるソレノイドとを備えたシリンダ装置において、上記電磁開閉弁をバルブケース内に収納し、このバルブケースと上記液圧源とを上記シリンダ外周に直接取り付けたことを特徴とする。

本発明によれば、シリンダ装置の取付部位を結んだ線となるシリンダの中心線と液圧源との距離は、従来のシリンダ装置に比較して短くなる、すなわち、シリンダ装置をコンパクトにすることができる。

したがって、このシリンダ装置にあっては、機器が振動する場合等のシリンダ装置の揺れ量は小さく済むから、機器側の部材に干渉してしまう恐れが少なくなる。

また、上記のように、従来のシリンダ装置よりコンパクトであるため、取付スペースが限られた機器への搭載性も向上する。

さらに、シリンダ装置の重心をシリンダの中心線の近傍に設定することができるようになるから、シリンダ装置の慣性モーメントを小さくすることができるから、シリンダ装置の振れを従来のシリンダ装置より早く終息できるとともに、シリンダ装置の振れによる慣性力が機器側に作用してしまう弊害を少なくすることができる。

以下に、図示した一実施の形態に基づいて、この発明を説明する。図１は、一実施の形態におけるシリンダ装置の断面図である。

一実施の形態におけるシリンダ装置Ｓの基本構造は、図１に示すように、シリンダ１と、シリンダ１内にピストンＰで隔成された２つの圧力室Ｒ１，Ｒ２と、上記各圧力室Ｒ１，Ｒ２を連通するシリンダ回路２と、当該シリンダ回路２を介して上記２つの圧力室Ｒ１，Ｒ２に選択的に液圧を供給する液圧源たる双方向吐出ポンプ１０と、上記双方向吐出ポンプ１０に管路２０を介して接続されるとともに、双方向吐出ポンプ１０の図１中左端に連結されたアキュムレータＡと、シリンダ回路２の途中に設けられた一対の開閉弁たる電磁開閉弁５，６とで構成されている。

以下、詳細に説明すると、シリンダ１は、筒状のシリンダ本体Ｃと、シリンダ本体Ｃ内に摺動自在に挿入されたピストンＰと、ピストンＰの軸心部を貫通するロッドＲとで構成されたいわゆる両ロッド型のシリンダとして形成されており、シリンダ本体Ｃ内には、作動油等の液体が充填され、さらに、シリンダ本体Ｃの両端側には、それぞれ、圧力室Ｒ１とシリンダ本体Ｃ外方とを連通するポートａと、圧力室Ｒ２とシリンダ本体Ｃ外方とを連通するポートｂとが設けられている。

さらに、上記ポートａは、シリンダ回路２の管路３の一端に接続され、ポートｂは、シリンダ回路２の管路４の一端に接続されており、管路３の他端は双方吐出ポンプ１０の一方の吐出孔ｃに、管路４の他端は双方向吐出ポンプ１０の他方に吐出孔（図示せず）に、それぞれ接続されている。したがって、圧力室Ｒ１と圧力室Ｒ２とは管路３，４にて構成されるシリンダ回路２を介して連通されている。なお、シリンダ装置Ｓにダンパ機能を持たせる場合には、ピストンＰに上記各圧力室Ｒ１，Ｒ２を連通する通路を設けて、当該通路の途中に減衰力発生要素、たとえば、オリフィスやリーフバルブ等を設けるうようにすればよい。

そして、ロッドＲの図１中左端は、シリンダ装置Ｓを機器等に取付可能なようにブラケットＢ１が結合されており、また、シリンダ本体Ｃの図１中右端にもブラケットＢ２が螺着されている。したがって、本シリンダ装置Ｓにあっては、シリンダ装置Ｓの取付部位は上記ブラケットＢ１，Ｂ２となる。

また、液圧源たる双方向吐出ポンプ１０は、中空なポンプ本体１１と、ポンプ本体１１内のポンプ室１０ａに回転自在に収納された駆動歯車１２と従動歯車１３と、２つの吐出孔ｃ，（図示せず）とで構成された歯車ポンプである。そして、駆動歯車１２は、ポンプ本体１１側にシャフト１４で回転自在に軸支されており、このシャフト１４の一端には、モータＭが連結され、モータＭの駆動によって駆動歯車１２は駆動される。

さらに、駆動歯車１２は、軸１５によりポンプ本体１１側に回転自在に軸支された従動歯車１３に噛合しており、駆動歯車１２が回転駆動されると従動歯車１３も伴って回転するようになっている。

したがって、モータＭを正転および逆転させることにより、その液体吐出方向を切換可能なようになっており、吐出孔ｃ，（図示せず）は、吸入孔としての役割も果たす。

なお、双方向吐出ポンプには、上述の歯車ポンプ以外のポンプを使用することも可能である。

つづいて、アキュムレータＡは、中空なアキュムレータ本体２１と、アキュムレータ本体２１内に摺動自在に挿入されたフリーピストンＦと、アキュムレータ本体２１内にフリーピストンＦにより隔成した液室Ｌと、該フリーピストンＦを液室Ｌに向けて付勢する付勢バネＳＰとで構成されている。また、アキュムレータＡは、双方向吐出ポンプ１０のポンプ本体１１の図１中左端に連結されて双方向吐出ポンプを一体化されるとともに、上記液室Ｌは、ポンプ本体１１のシャフト１４および軸１５が挿入された孔（付示せず）に連通する管路２０を介してポンプ室１０ａに接続されている。

そして、上述した双方向吐出ポンプ１０と、モータＭと、アキュムレータＡは、一体化されて１つのブロックを形成し、このブロック化された双方向吐出ポンプ１０、モータＭおよびアキュムレータＡは、シリンダ１のシリンダ本体Ｃの外周に連結されている。なお、液圧源たる双方向吐出ポンプ１０の駆動軸たるシャフト１４とシリンダ１の軸線とを並行にして配置してあるので、シリンダ１に対してモータＭが干渉したりすることはなく、後述するシリンダ１の中心線ＣＬと双方向吐出ポンプ１０との距離を小さくすることができる。

つぎに、シリンダ回路２たる管路３，４の途中に設けられた電磁開閉弁５，６について説明する。なお、電磁開閉弁５，６は、その設置箇所が管路３の途中であるか管路４の途中であるかの違いはあるが、基本的に同様の構成であるので、説明の重複を避けるため一方の電磁開閉弁５のみついて説明し、各部の同様の部材については、同じ符号を付することとする。

電磁開閉弁５，６は、ともにバルブケースＶに内設されており、このバルブケースＶには、上述の管路３，４が設けられている。

そして、電磁開閉弁５は、管路３の途中に設けられた弁座３０と、弁座３０に離着座自在に設けられた弁体３１と、該弁体３１を弁座３０へ向けて付勢する付勢バネ３２と、印加時に弁体３１を付勢バネ３２の付勢力に抗する方向に推力を与えるソレノイド３３とを備えており、ソレノイド３３が印加されない状態では弁体３１が弁座３０に当接して管路３を遮断し、ソレノイド３３が印加された状態では弁体３１が弁座３０から離座して管路３を開放するようになっている。したがって、管路３，４を電磁開閉弁５，６で開放して、双方向吐出ポンプ１０を駆動すれば、シリンダ１の伸長もしくは収縮させることができ、また、管路３，４を電磁開閉弁５，６で遮断すれば、シリンダ１内の各圧力室Ｒ１，Ｒ２の液体は移動を妨げられるので、シリンダ１を伸縮不能な棒状体にする、いわゆるロックすることができる。

そして、上述のように、各電磁開閉弁５，６は、バルブケースＶ内にそれぞれ同軸となるように対向させて収められてブロック化され、このブロック化された各電磁開閉弁５，６は、上記シリンダ１のシリンダ本体Ｃの外周に連結されている。上述のように、各電磁開閉弁５，６は、バルブケースＶ内にそれぞれ同軸となるように対向させて収められているので、各電磁開閉弁５，６とシリンダ１の中心線ＣＬとの距離を小さくすることができる。

したがって、上記各電磁開閉弁５，６がブロック化されたバルブケースＶと、ブロック化された双方向吐出ポンプ１０、モータＭおよびアキュムレータＡは、ともに、シリンダ１と中心としてシリンダ本体Ｃの外周に連結されていることとなる。

すると、図１中シリンダ装置Ｓの取付部位を結んだ線となるシリンダ１の中心線ＣＬと液圧源たる双方向吐出ポンプ１０の中心線ＰＬとの距離は、従来のシリンダ装置に比較して短くなる、すなわち、シリンダ装置をコンパクトにすることができる。

したがって、このシリンダ装置Ｓにあっては、機器が振動する場合等のシリンダ装置Ｓの揺れ量（振れ角×中心線ＣＬと中心線ＰＬとの距離）は小さく済むから、機器側の部材に干渉してしまう恐れが少なくなる。

また、上記のように、従来のシリンダ装置よりコンパクトであるため、取付スペースが限られた機器への搭載性も向上する。

さらに、シリンダ装置Ｓの重心をシリンダ１の中心線の近傍に設定することができるようになるから、シリンダ装置の慣性モーメントを小さくすることができるから、シリンダ装置の振れを従来のシリンダ装置より早く終息できるとともに、シリンダ装置の振れによる慣性力が機器側に作用してしまう弊害を少なくすることができる。

そしてさらに、上述のようにシリンダ１を中心として各部が配置されるから、必然的にシリンダ回路２の管路３，４は、シリンダ装置Ｓの最も外周側に配置され、また、その管路長も長くなる。したがって、管路３，４内を通過する液体を、管路３，４で冷却することができる。すなわち、シリンダ１内の液体の温度上昇を防止して、液体がシリンダ装置Ｓから漏れてしまうことや、シリンダ装置Ｓがダンパとして機能する場合には、減衰特性の変化を防止することが可能である。

なお、管路３，４での液体冷却効果を高めるには、管路３，４の外側に冷却用のフィンを形成しておくとよい。

以上で、本発明の実施の形態についての説明を終えるが、本発明の範囲は図示されまたは説明された詳細そのものには限定されないことは勿論である。

一実施の形態におけるシリンダ装置の断面図である。 従来のシリンダ装置の断面図である

符号の説明

１ シリンダ
２ シリンダ回路
３，４，２０ 管路
５，６ 開閉弁たる電磁開閉弁
１０ 双方向吐出ポンプ
１０ａ ポンプ室
１１ ポンプ本体
１２ 駆動歯車
１３ 従動歯車
１４ シャフト
１５ 軸
２１ アキュムレータ本体
３０ 弁座
３１ 弁体
３２，ＳＰ 付勢バネ
３３ ソレノイド
Ａ アキュムレータ
Ｂ１，Ｂ２ ブラケット
Ｃ シリンダ本体
ＣＬ シリンダの中心線
Ｆ フリーピストン
Ｍ モータ
Ｐ ピストン
ＰＬ 液圧源の中心線Ｒ ロッド
Ｒ１，Ｒ２ 圧力室
Ｓ シリンダ装置
Ｖ バルブケース
ａ，ｂ ポート
ｃ 吐出孔

Claims (4)

1. シリンダと、このシリンダ内に形成された２つの圧力室を連通するシリンダ回路を介して上記２つの圧力室に選択的に液圧を供給する液圧源と、上記シリンダ回路の途中に設けられ各圧力室をそれぞれロックする一対の電磁開閉弁とを備え、各電磁開閉弁が弁座に離着座する弁体と、この弁体を弁座に向けて付勢する附勢ばねと、印加時に上記弁体に上記附勢ばねの附勢力に抗する方向に推力を与えるソレノイドとを備えたシリンダ装置において、上記電磁開閉弁をバルブケース内に収納し、このバルブケースと上記液圧源とを上記シリンダ外周に直接取り付けたことを特徴とするシリンダ装置。
2. 各開閉弁を同軸もしくは略同軸となるように対向させてシリンダ外周に配置したことを特徴とする請求項１に記載のシリンダ装置。
3. 液圧源の駆動軸をシリンダの軸線と並行もしくは略並行となるようにしたとを特徴とする請求項１または２に記載のシリンダ装置。
4. シリンダ回路の外側に冷却用フィンを設けたことを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のシリンダ装置。

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