JPS6338570B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ダツシユポツトや緩衝器や液圧アク
チユエータ等の如き液圧シリンダ装置に係る。

典型的な液圧アクチユエータ即ち制動器におい
ては、流体が充填されたシリンダ内でピストンが
スライドする。この様な装置を例えばダツシユポ
ツト又は緩衝器として用いる時は、ピストンに小
さなオリフイス即ち流路が設けられ、これを通し
て流体が流れて、これらオリフイスを通る流体の
流量により決定された制御された速度でシリンダ
内においてピストンを動かすことができる。この
様にして、ピストンロツドを介してピストンに連
結された物体の運動制御即ち制動が達せられる。
信頼性のある作動を得るためには、ピストンを常
に流体中に完全に浸漬しなければならず、且つ流
体中に実質的に気泡がない様にしなければならな
い。というのは、これら気泡はオリフイスに流れ
る流体の流量を変えてしまいそれによつてピスト
ン運動及び制動作用を不均一なものにするからで
ある。液圧アクチユエータについても同じことが
言える。というのは、流体中に気泡があれば、得
ることのできる最大流体加圧が低下され、それに
よつてアクチユエータの動力出力も低下されるか
らである。これは主として空気は圧縮できるが流
体は本質的に圧縮できないからである。

多くの液圧シリンダ装置においては、特にピス
トンロツドとロツドシールとの間で流体がシリン
ダから徐々に漏れ出す。その理由は、シールが
徐々に摩耗し続け、その結果としてシールとピス
トンロツドとの間に小さなスペースが生じてそれ
を通して流体が漏れるからである。流体がシリン
ダから漏れる場合には、ピストンがシリンダ内で
の全運動範囲に亘つて流体中に完全に浸漬されな
いことがあり、不均一な作動が生じることにな
る。

この問題を軽減する公知の１つの解決策は、２
つのタンデムなピストンロツドシールを使用する
ことに集約される。これらシールは、流体が別の
外部貯溜部から供給される室に配置され、ピスト
ンに近い方の内部シールを常に良好な潤滑状態に
保つてその摩耗を減らす様にされる。この内部シ
ールが漏れを生じたとすれば、流体はピストンの
減圧ストロークの際に貯溜部からシリンダへ入り
込むか、或いは加圧ストロークの際にシリンダか
ら貯溜部へと漏れ込むことになる。外部シールは
貯溜部から外部への漏れを防止する様に働くが、
もしこれが漏れを生じた場合には、貯溜部は最終
的に空になり、この場合にはシリンダに空気が入
り込む。

従つて、この様な解決策はシリンダの作動寿命
を延ばすには良いが、流体損失の基本的な問題を
改善するものではない。その上、貯溜部が完全に
空になるおそれがあるので、充分な流体を貯溜部
に常時供給して維持するため保守が必要とされ
る。

本発明の目的は、自己再充填型の液圧シリンダ
装置を提供することである。

本発明の別の目的は、シリンダ装置に入つた空
気を自動的に除去することである。

本発明の更に別の目的は、シリンダの外部への
流体の漏れを防止し且つピストンシールを常時潤
滑することである。

本発明によれば、流体貯溜部即ち供給源はシリ
ンダの最下位置に配置される。その反対端即ち最
も上方の位置には第２の貯溜部があり、これは大
気へと通気され、そしてこれを通してピストンロ
ツドが延びる。この第２貯溜部には流体が充填さ
れ、ピストンロツドシールを流体中に浸漬する。
流体中に空気があれば、それは第２貯溜部へと上
界し、そこで大気へと通気される。ピストンの運
動を用いて主貯溜部と第２貯溜部との間で流体が
送られ、ピストンが運動する時にピストン室の低
圧力側に流体を満たし、従つてシリンダは常時完
全に流体が満たされる。

本発明の特徴は、ピストンロツドシールを通り
抜ける流体漏れが生じてもそれがこの第２貯溜部
即ちシリンダへと入り込むだけであり、従つて外
部への漏れが除去されることである。

本発明の特徴は、ピストンロツドがシリンダの
両端を通して延び従つてシリンダの各端にピスト
ンロツドシールの使用を必要とする様な液圧シリ
ンダ装置に利用できるということである。２つの
貯溜部はシリンダの各端に直接配置され、シール
は常に貯溜部の流体に完全に浸漬される。更に、
ピストンロツドの端は主貯溜部へと延び込んでお
り、下方のピストン運動の際に主貯溜部における
ロツドの変位が増加する時は流体を第２貯溜部へ
と送り、そしてピストンロツドが逆方向即ち上方
に動く時は主貯溜部におけるロツドの変位が減少
し流体は第２貯溜部から主貯溜部へと流れる。こ
の様にして、主貯溜部は常に流体で完全に満たさ
れ、そして主貯溜部と室との間のシールは、第２
貯溜部と室との間のシールと同様に、常に流体に
浸漬され、それによりシールの摩耗を相当に減ら
しそしてその使用寿命を延ばす。

本発明の更に別の特徴は、流体中に気泡があつ
た場合それが第２貯溜部から自動的に通気される
ことである。

本発明の他の目的、効果及び特徴は以下の詳細
な説明、特許請求の範囲及び添付図面から当業者
に明らかとなろう。

本発明による縦向きの自己再充填型緩衝器即ち
シヨツク止め装置１０が添付図面に示されてい
る。この装置１０において、ピストン１２はシリ
ンダ１４にスライド可能に配置される。ピストン
１２はピストンロツド１６に取り付けられそして
ピストン室１８においてスライドする。このピス
トン室には流体（即ち液圧流体）が完全に充填さ
れる。シリンダ１４はその最も下方の位置に配置
された主流体貯溜部２２と、その反対端即ち最も
上方の位置に配置された第２の貯溜部２４とを含
んでいる。主貯溜部２２には流体が完全に充填さ
れ、一方第２の貯溜部２４には流体が部分的に充
填される。この第２貯溜部はピストンロツド１６
のまわりに配置された小さな通気スペース２６に
よつて雰囲気へと通気される。

ピストン１２は多数の流路即ちオリフイス２８
を含み、これらオリフイスは制御された割合でピ
ストンを通して流体の流れを受け入れ、ロツドに
連結された移動物体（図示せず）を制動即ちシヨ
ツク止めする。オリフイスの寸法は移動物体に与
えられる制動力を決定する流量を定める。或る場
合には、室におけるピストンの運動を１方向にす
るため流路に逆止弁を含ませてもよい。この様な
構成は例えば、緩衝器―リフト装置に存在する。
これら装置においては、物体を持ち上げるためピ
ストンが或る方向に付勢され、然してその逆方向
に流体圧力がピストンに維持されて物体を位置保
持する。然し乍ら、この圧力が或るレベルを越え
ると、逆止弁が開き、ピストンを通して流体を通
流せしめ、ピストンは制御された速度でシリンダ
において動き、それによつて緩衝を与える。

ピストンロツド１６の端３０は主流体貯溜部２
２に配置される。ピストン１２が下方に動く時
は、この主貯溜部における端３０の移動により生
じる流体変位によつて流体が流体供給管３２を経
て第２貯溜部２４へと押しやられ、この第２貯溜
部の流体レベルを上げる。それと同時に、主貯溜
部からの流体は管３２を経てピストンロツドシー
ル３４，３６へも送られ、それによりこれらシー
ルが潤滑される。上部シール３４は第２貯溜部の
沈澱物が下部シール３６へ達しない様にし、これ
は下部シールの摩耗を最小にし、それによりその
寿命を著しく延ばし、且つ又第２貯溜部の沈澱物
によつて流体供給系が全体的又は部分的に詰まる
おそれを少なくし、然して下部シール３６はピス
トン室１８からの流体の漏れを防止する。室１８
の上方区分３７の流体圧力はピストンが引つ張り
上げられた時に著しく大きくなり、それ故このシ
ールに作用する流体圧力も大きなものとなる。従
つてこのシールは特に漏れる様になり、そこで室
１８から第２貯溜部へ漏れが生じるおそれを少な
くする様にこのシールを常時良好な作働状態に維
持することが重要である。というのは、この様な
漏れは上方ストロークにおける流体加圧を低下さ
せるからである。然し、この様な漏れが生じて
も、流体は流体循環系へと流れ込むだけであり、
従つて流体が失なわれることはない。

従つてこの様な漏れは第２貯溜部の流体レベル
を高めるだけである。貯溜部と室とは小さな滲出
穴４０，４２を介して連通され、これは貯溜部と
室との間にわずかに流体を流すことができる。

ピストンが上にも下にも動かない時は、第２貯
溜部の水頭圧力が循環系のその他の部分より大き
く、従つて流体は滲出穴を経て室へと流れ込む。
この様にして、ピストンの運動中（室流体加圧）
に室からシールを通して流体が漏れ出たとしても
ピストンの休止の際に流体が再補給される。

室の上方区分３７に気泡があつたとしてもそれ
は滲出穴４０を経て第２貯溜部へと通されそして
この第２貯溜部からスペース２６を経て雰囲気中
へと通気される。同様に、流体が重力によつて滲
出穴４０を経て室１８へと流れ込み、空気をパー
ジしそしてそれと入れ替わる。従つて中央部即ち
主流体室１８は常に完全に流体が充填される。

又、ロツドの下端はシール４６において運動
し、このシールはロツドの下降ストロークの際に
主流体室１８から主貯溜部へと漏れが生じない様
にする。この下降ストロークの際にこのシールに
も著しい流体圧力が作用し、従つてこのシールも
漏れを生じないことが重要である。然し、漏れが
生じてもそれは単に主貯溜部２２へと入り、第２
貯溜部の流体レベルを上げるだけである。従つて
全体としてはシリンダから外部への漏れが生じる
ことはない。

従つて、ピストン室１８からシールを介して漏
れが生じても、それは、主流体貯溜部２２、第２
貯溜部２４及び供給管３２より成る閉流体供給系
即ち循環系へと限定されることが明らかである。
スペース２６を通る通気路以外は系が完全に閉じ
ている。外部への流体漏れが生じることがないの
で、シリンダへ流体を再充填する必要はなく、更
に流体に空気が入つた場合でもそれはこの系から
外に出され、そしてこれが生じる時には第２貯溜
部の水頭圧力によつてピストン室に流体が補充さ
れ、従つて常にピストン室を完全に充填し且つ空
気のない状態に保つ。

ピストンがいずれかの方向（上方又は下方）に
運動してピストン室に著しい流体加圧を生じる時
に滲出穴を通して著しく流体が漏れない様に、滲
出穴を小さくしなければならないことは明らかで
ある。というのは、この様な漏れがあると制動器
がうまく作動しなくなるからである。

本発明を１つの型式のアクチユエータに実施し
たものを以上に説明した。このアクチユエータに
おいては、ピストンロツドがピストン室から主貯
溜部へと延び、この主貯溜部は前記した様に第２
貯溜部へと流体変位を生じさせ、そして主貯溜部
におけるピストンロツドの変位が減少した時に流
体が主貯溜部へ戻る様にさせる。この様にして上
部シール３４，３６及び下部シール４６は常に流
体に浸漬される。然し乍ら、ピストンロツドの下
端を除去し、その代りに下部４４を第２貯溜部へ
直接して一体的な主貯溜部を形成してもよいこと
が当業者に明らかであろう。この型式の構成では
明らかに下部シール４６が除去されるが、第２貯
溜部における流体の自動的な補充、そこにあるシ
ールに潤滑、及び空気の通気作用は前記した様に
与えられる。この構成においてはピストン自体に
よつて流体が第２貯溜部へ送られるが、アクチユ
エータ１０の場合は、この流体送り作用はピスト
ンロツド端３０の変位増加によつて主として達成
される。

本発明の実施例を以上に詳細に述べたが、本発
明の範囲から逸脱せずに多数の変型、除去及び追
加がなされ得ることが当業者に明らかであろう。

【図面の簡単な説明】

添付図面は本発明による緩衝器の断面図であ
る。 １０…緩衝器、１２…ピストン、１４…シリン
ダ、１６…ピストンロツド、１８…ピストン室、
２２…主流体貯溜部、２４…第２貯溜部、２６…
通気スペース、２８…オリフイス、３０…ピスト
ンロツドの端、３２…流体供給管、３４，３５，
４６…シール、４０，４２…滲出穴。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ オリフイスを含むピストン、 このピストンに取りつけられたピストンロツ
   ド、及び 第１の流体供給貯溜部を一端に、第１の流体供
   給貯溜部より上方にあつて大気への通気スペース
   を設けた第２の流体供給貯溜部を他端に有してい
   る流体を充填したシリンダ、 第１と第２の流体供給貯溜部を連通している流
   体供給管 を備え、前記のピストンは前記のシリンダ内に滑
   動するように配置されて、シリンダを上方と下方
   の２つの流体充填室に分け、上方の流体充填室は
   これと第２の流体供給貯溜部との間の第２の壁の
   滲出穴を介して前記の流体供給管に連通してお
   り、下方の流体充填室はこれと第１の流体供給貯
   溜部との間の第１の壁の滲出穴を介して相互に連
   通しており、前記のピストンロツドの一端は第１
   の壁を通して第１の流体供給貯溜部内に突入して
   おり、他端は第２の壁の穴を通り、そして第１の
   流体供給貯溜部を通り前記のシリンダから外へ突
   出していることを特徴とする自己再充填型液圧ア
   クチユエータ。