JPS6046282B2

JPS6046282B2 - 液圧アクチュエ−タ−

Info

Publication number: JPS6046282B2
Application number: JP51068194A
Authority: JP
Inventors: リチヤード・アーサー・ウイツトレン
Original assignee: Deere and Co
Current assignee: Deere and Co
Priority date: 1975-09-08
Filing date: 1976-06-10
Publication date: 1985-10-15
Also published as: CA1055362A; FR2323046B1; FR2323046A1; JPS5234178A; IT1073872B; AU1297676A; AR210515A1; SE7609838L; ES451304A1; SE433765B; US3986438A; GB1552967A; DE2638442A1; DE2638442C2

Description

【発明の詳細な説明】（技術分野）本発明は液圧アクチュエーターに関する。

（従来技術）陸上車輌や、船に使用する液圧駆動のステアリングシス
テム（かじ取り装置）に於ては方向変換用車輪、又は舵
の所要の方向変換駆動の動きを生じさせるために伸縮可
能な液圧アクチュエーターを利用することが普通である
。

この様なステアリングシステムの一つに於て、液圧アク
チュエーターへの作動液の供給がスプール弁により制御
されスプール弁そのものは方向変換用輪に接続された差
圧変換器により制御される。方向変換用輪の中央位置か
ら一方へ、又は他方への回転で差圧変換器はスプール弁
の二つのパイロット室の一つに於て二つのパイロットピ
ストンの対応する一方に対して作用する流体圧力の増加
を生せしめ、他方のパイロットピストンに対して他方の
パイロット室に於て作用する流体圧力を減少せしめ、こ
の結果弁スプールはセンタリング用スプリングの作用に
抗して中立位置から前記の圧力増加、減少に対応する方
向に偏位される。弁スプールが中立位置にある時は作動
液はスプール弁を介してリザ−バーへ流れる様になされ
、弁スプールが一方向に動かされる時は作動液の供給は
液体アクチュエーターの膨張室に接続され、収縮室はリ
ザ−バーに接続される。又弁スプールが他方向に動かさ
れる時は作動液の供給は収縮室に接続され、膨張室がリ
ザ−バーに接続される。方向変換輪が中央位置から転回
された後に静止とされる時は弁スプールを中立位置に戻
すために、この如きステアリングシステムにはフィード
バックシリンダーが設けられて来た。この如きフィード
バックシリンダーは液圧アクチュエーターに接続される
ピストンを含み液圧アクチュエーターが伸長される時に
一方向に可動でそれによりフィードバックシリンダーか
ら第１の出口を介して排出し、液圧アクチュエーターが
収縮される時には他方向に可動でそれによりフィードバ
ックシリンダーから第２の出口を介して液を排出する様
になつている。第１の出口は第１の液体フィードバック
ラインによりスプール弁のパイロット室の内の一方でア
クチュエーターが伸長され時に低圧側の液で、収縮され
た時には高圧側の液を含む室の方に接続され、第２の出
口は第２の液体フィードバックラインによりスプール弁
のパイロット室の他方で、アクチュエーターが収された
時に低圧側の液で、伸長された時に高圧側の液を含む室
の方に接続されている。第１と第２のフィードバックラ
インの間の差圧は方向変更用輪が中央位置から転回後に
静止位置とされた時に、スプール弁のパイロット室に生
じせしめられた反対方向の差圧にほぼ等しい。従つて、
フィードバックシリンダーは両パイロット室の圧力を等
しくせしめて液体アクチュエーターの伸長、又は収縮を
中止させ方向変換用輪が再度一方向、又は他方向に転回
される迄方向変更可能車輪又は舵の角度位置を変動しな
い様に維持する。上述の如きフィードバックシステムの
典型例が米国特許第２２３６４６７号に複式ロッドシリ
ンダーを組み込んで示されれている。

併しながら上記の如きシステムは作動用シリンダーのみ
に必要なスペース以上の付加的なスペース、フィードバ
ックシリンダー取付のための付加的な部品、フィードバ
ックシリンダー位置決め及び作動的相対関連配置を設定
するための付加的な設計努力等を必要とする欠点がある
。

（目的）本発明の目的は改良された液圧アクチュエーターを提供
することであり、このアクチュエーターはその内部にフ
ィードバックシリンダーを組入れていて上記従来技術の
欠点を解消するものである。

（発明の開示）本発明により、液圧アクチュエーターが提供され、これ
は閉鎖端部を有し他端にロッド開口を備えたシリンダー
本体と；シリンダー本体内を可動のピストン部分とシリ
ンダー本体の開口を可動的に貫通するロッド部分とを含
む第１の組立体てあつてシリンダー本体の閉鎖端部に向
けて開いているロッド開口部を備えその反対端部が閉じ
ている第１の中空ピストンロッド組立体と；シリンダー
本体の閉鎖端部に担持された第２の組立体であつて、第
１の中空ピストンロッド組立体に於て可動のピストン部
分と、第１の中空ピストンロッド組立体のロッド開口内
に伸長するロッド部分とを備えて第１の可変容積室を形
成する様になつて居り、第１の可変容積室は前記の二つ
のピストン部分により両端部が、第１と第２の中空ピス
トンロッド組立体のロッド部分により半径方向外側部と
内側部が区画されている第２の中空ピストンロッド組立
体と；第２の中空ピストンロッド組立体のロッド部分を
貫通し第１の室に開いている第１の通路と；第１の通路
と導通しているシリンダー本体の第１のボートと；を有
し、前記第２の中空ピストンロッド組立体は第１の中空
ピストンロッド組立体の閉鎖端部に対して開いて居りシ
リンダー本体の閉鎖端により担持される端部に於て閉じ
て居り、前記液圧アクチュエーターは更に、第１の中空
ピストンロッド組立体の閉鎖端により担持され他端に第
２の中空ピストンロッド組立体内に突出するピストンを
備えて第２の中空ピストンロッド組立体内でシリンダー
本体の閉鎖端と前記ロッドの他端に設けられたピストン
との間に第２の可変容積室を形成するロッドと；シリン
ダー本体の閉鎖端に延在し第２の室に導通する第２の通
路と；第２の通路に通するシリンダー本体に於ける第２
のボートと；を含んでいる。

本発明による液圧アクチュエーターの実施例は複動液圧
シリンダーの形態を有し、これは閉鎖端部と第１のロッ
ド開口を備えたシリンダー本体を含んでいる。

第２のロッド開口をピストン端に有する第１の中空ピス
トンロッド組立体が第１のロッド開口を貫通しシリンダ
ー本体に於て滑動する。中空シリンダー本体にロッド端
部で固定された第２の中空ピストンロッド組立体が第２
のロッド開口を貫通し第１の中空ピストンロッド組立体
に於て滑動する。第１と第２の中空ピストンロッド組立
体は協同して第１の可変容積室を形成する。第１の中空
ピストンロッド組立体のロッド端部に固定されたロッド
が滑動的に第２の中空ピストンロッド組立体内に侵入し
、かつそれと協同して第２の可変容積室を形成する。第
１の可変容積室はシリンダー本体の第１のボートに接続
され第１の中空ピストンロッド組立体の収縮、伸長に夫
々応じて膨張、収縮が可能てある。第２の可変容積室は
シリンダー本体の第２のボートに接続され第１の中立ピ
ストンロッド組立体の伸長、収縮に夫々応じて膨張、収
縮が可能てある。第１と第２の可変容積室は一つの室の
容積の増加が他の室に於ける容積の減少に等しい様にな
されている。以下添付図面により本発明を説明する。（
実施例）第１図に於て、全般を１０で示す液圧アクチュエーター
が示されている。

液圧アクチュエーターは中空のシリンダー本体１２を含
も、これはＵ型部分１６を有するピストン側端部キャッ
プ１４と第１のロッド開口２０を有するロッド側端部キ
ャップ１８を有する。第１の中空ロッド組立体２２が液
圧アクチュエーター１０内に受入れられ、これは中空シ
リンダー本体１２内に摺動する様に位置決めされた第１
のピストン２４と、第１のロッド開口２０を摺動的に貫
通する第１のロッド２６とを含んでいる。

第１のピストン２４はピストンシール２８を含み、第２
のロッド開口３０を有し、この開口はロッドシール３２
を備え第１のロッドの内径より小さい直径である。第１
のロッド２６はロッドシール３４とロッドワイパー３６
を介してロッド側端部キャップを貫通し、第１のピスト
ンの反対側端に咄ンドＵ型部分３８を有する。第１の中
空ピストン・ロッド組立体２２（ピストン２４を含む）
は中空シリンダー本体１２と、そのロッド側端部キャッ
プ１８と共に収縮室４０を形成し、この収縮室４０は中
空シリンダー本体１２の収縮ボート４２に導通する。

第１のピストン２４は中空シリンダー本体１２とピスト
ン側端部キャップ１４と共に伸長室４４を形成し、この
伸長室はピストン側端部キャップ１４の伸長ボート４６
に導通している。全般を５０で示しているフィードバッ
クシリンダーは第１の中空ピストン・ロッド組立体２２
内に摺動的に位置決めされた第２の中空ピストンロッド
組立体５２を含んでいる。

第２の中空ピストン・ロッド組立体５２は第２のピスト
ン５４と、第２のロッド５６とを含んでいる。第２のピ
ストン５４はピストンシール５８を含み、尚第３のロッ
ド開口６０が設けられている。第２のピストン５４が取
付けられた第２のロッド５６は二つの同心的なシリンダ
ー部分、即ち内側シリンダー部分６２と外側シリンダー
部分６４とを含む組立体である。内側シリンダー部分６
２はその一端でピストン側端部キャップ１４に固定され
たポートリテーナー組立体６０′に摺動的に支持され他
端に於て第２のピストンに接続されている。第１のピス
トン２４がその上をシール係合して摺動可能となされて
いる外側シリンダー部分６４は第２のピスト．ンからス
プリング６８により離隔され、他端に於てピストン側端
部キャップ１４に取付けられている。内側シリンダー部
分６２の外側断面と、外側シリンダー部分の内側断面と
は流体通路７０を形成するシリンダー部分間のスペース
を与える様にノ寸法決めされている。第１と第２の中空
ピストン・ロッド組立体２２，５２は共に第１の可変容
積室７２を形成し、これは流体通路７０により第１のボ
ート７４に導通しいる。

第１のボート７４は第２図に於て判り易く示されている
。第３のロッド７６が摺動的に第３のロッド開口６０を
介して第２の中空ピストン・ロッド組立体５２内に突入
している。

第３のロッド７６はロッドＵ型部分３８の穴７８を貫通
しスナップリング８０により穴７８から抜けない様にな
されている。スプリング８２が通気組立体８４に圧接し
、この組立体８４は第３のロッドに当つているから第３
のロッド７６が更に穴７８内に入ろうとする動きに弾性
的に抵抗する。第３のロッド７６は第２の中空ピストン
・ロッド組立体５２と共に第２の可変容積室８６を形成
する。

第２の可変容積室８５はポートリテーナー組立体６６の
第２の流体通路８８により第２のボート８５に導通する
。第２のボート８５は第２図により判り易く示されてい
る。第３のロッド７６は第２の中空ピストン・ロッド組
立体第１と第２のピストン・ロッド組立体２２，５２と
共に第３の可変容積室８３を形成し、この室８３は通気
組立体８４と孔７８を介して流体ロックを防止する様に
外部に通じている。

一体的となされたフィードバックシリンダー５０は第３
のロッド収容開口６０の面積を第１のロッド２６の内側
断面積と第２のロッドの内側シリンダー部分６２の断面
積との差に等しくなる様に寸法決めすることにより、収
縮、伸長の間に等しい押しのけ量を有する様に作られて
いる。（作用・効果）作動時に、圧力作動流体が収縮ボート４２を介して収縮
室４０内に強制流入されると、第１の中空ピストン・ロ
ッド組立体２２は第１図に示す位置に収縮する。

第１の中空ピストン・ロッド組立体２２がピストン側端
部キャップ１４に向けて収縮すると、組立体２２が動い
ている間、第２の中空ピストン・ロッド組立体５２はピ
ストン側端部．キャップ１４に関して静止しているから
、第１の可変容積室７２の容積は増加する。同時に第３
のロッド７６は第１の中空ピストン●ロッド組立体２２
と共にピストン側端部キャップ１４に向けて動くから第
２の可変容積室８６の容積は減少す・る。第１と第２の
可変容積室７２，８６の増加、減少の率は先に説明した
寸度関係により夫々等しく、従つて、第１のボート７４
への流体入量と第２のボート８５を介する流体の排出量
とは正確に等しい。加圧された作動流体が伸長ボート４
６に強制的に入れられ、収縮ボート４２から排出される
と、第１の中空ピストン・ロッド組立体２２は伸長する
。

第１の中空ピストン・ロッド組立体２２が伸長すると、
第２の可変容積室８６の容積は増加ノし、第１の可変容
積室７２の容積は同じ率で減少する。第１のボート７４
と第２のボート８５とはアクチュエーター１０の作動を
制御する弁、即ち図示のないスプール弁（例えば前述の
米国特許第２２３６４６７号の制御弁Ｂ）の二つのパイ
ロット室に・接続されている。従つてアクチュエーター
１０の作動はこれと一体的なフィードバックシリンダー
５０の二つの可変容積室の容積の等しい変化を生じこれ
が第１のボート７４と第２のボート８５とを介して制御
弁に導かれて制御弁の弁スプールを・中立位置に戻し、
アクチュエーターの移動状況を即ちステアリング状態を
次に作動せしめられる迄保持する様になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る液圧アクチュエーターの縦断面図
、第２図は第１図の２−２線に沿つた液圧アクチュエー
ターの端面図である。１０・・・液圧アクチュエーター、１２・・ウリンダー
本体、１４・・・本体の閉じた端部（ピストン側端部キ
ャップ）、１８・・・本体の他端部（ロッド側端部キャ
ップ）、２０・・・シリンダー本体のロッド収容開口、
２２・・・第１の中空ピストン・ロッド組立体、２４・
・・第１の組立体のピストン、２６・・・第１の（組立
体の）ロッド、３０・・・第１の（組立体の）ロッド収
容開口、５０・・・フィードバックシリンダー、５２・
・・第２の中空ピストン・ロッド組立体、５４・・・第
２の（組立体の）ピストン、５６・・・第２の（組立体
の）ロッド、７０・・・第１の通路、７２・・・第１の
可変容積室、７４・・・第１のボート、７６・・・（第
３の）ロッド、８０・・・第２のボート、８６・・・第
２の可変容積室、８８・・・第２の通路。

Claims

【特許請求の範囲】

１一端部が閉じ、他端部に第１のロッド開口が設けて
ある中空の円筒形状シリンダ本体と；シリンダ本体内を
摺動可能なピストン部分とシリンダ本体の第１のロッド
開口を貫通して摺動可能に延びているロッド部分とを含
んでいて、一端部に上記シリンダ本体の閉じた端部に向
け開放している第２のロッド開口が設けられ、他端部が
閉じられている第１の中空ピストン・ロッド組立体と；
第１の中空ピストン・ロッド組立体内を摺動可能なピス
トン部分と、第１の中空ピストン・ロッド組立体の第２
のロッド開口を貫通して延び、シリンダ本体の閉じた端
部に担持されているロッド部分とを含み、第１の中空ピ
ストン・ロッド組立体と共に第１の可変容積室を形成す
る第２の中空ピストン・ロッド組立体で、第１の中空ピ
ストン・ロッド組立体の閉じた端部に向けて開いた第３
のロッド開口を有している第２の中空ピストン・ロッド
組立体と；第２の中空ピストン・ロッド組立体のロッド
部分を貫通し前記第１の室に通じている第１の通路と；
前記第１の通路と連通する前記シリンダ本体に設けられ
た第１のポートと；第１の中空ピストン・ロッド組立体
の閉じた端部に担持され前記第３ロッド開口を通して第
２の中空ピストン・ロッド組立体に突出して第２の中空
ピストン・ロッド組立体と共に第２の可変容積室を形成
する第３のロッドと；シリンダ本体の閉じた端部内に貫
通して第２の可変容積室に導通している第２の通路と；
第２の通路に導通するシリンダ本体に設けた第２のポー
トと；を備えて成り、前記第１と第２の可変容積室が等
しい有効断面積を有し、それにより第１ピストン・ロッ
ド組立体がシリンダ本体内で摺動すると一方の室の容積
が他の室の容積の減少および増大の率と同じ率で増大お
よび減少するようにした液圧アクチュエーター。