JP2006509981A - 液圧シリンダ - Google Patents

Abstract

【課題】 追加の移動部品なしで対処できる安価な端位置減衰手段を形成する。
【解決手段】 液圧シリンダは、シリンダ（１２）、シリンダ内で調節自在のピストン（１４）、及びピストンの端位置の近くに配置された、圧力流体を通してシリンダに導入できる少なくとも一つの圧力連結部（１８）を備える。ピストン（１４）には、ピストン（１４）がその端位置に近づくときに圧力連結部（１８）を覆うため、また、圧力流体がシリンダ（１２）に導入されるときに圧力連結部（１８）を露呈するため、圧力連結部（１８）と協働できるバルブエレメント（２８）が設けられている。

Description

本発明は、シリンダ、このシリンダ内で調節自在のピストン、及びこのピストンの端位置の近くに配置された、圧力流体をシリンダに導入できる少なくとも一つの圧力連結部を含む液圧シリンダに関する。

液圧シリンダのピストンをその端位置まで引っ込める際の騒音や慣性力を最小にするため、通常は、液圧式端位置減衰手段が使用される。押し出される液圧流体の流れ断面は、制限ストッパーに達する僅かに前の経路に応じて閉鎖され、その結果、流れ断面の増大により、ピストンが比較的一定に減速される。比較的迅速に且つ減衰がなされていない状態で、ピストンを逆方向に延ばすため、通常は逆止弁が設けられている。この逆止弁により、来入圧力流体は、増大する流れ抵抗を逃れることができる。

公知の端位置減衰手段の欠点は、追加の移動構成要素が常に必要とされるということである。更に、シリンダ内で利用できる空間が小さいため、確実に作動する端位置減衰手段を収容するのが非常に困難である。

本発明の目的は、追加の移動部品なしで対処できる安価な端位置減衰手段を形成することである。

従って、本発明によれば、上述の液圧シリンダにおいて、ピストンがその端位置に近づいているときに圧力連結部を覆うために、また、圧力流体をシリンダに導入するときに圧力連結部を露呈するために、圧力連結部と協働できるバルブエレメントが、ピストンに設けられている。本発明は、公知の逆止弁を別体の構成要素としてでなくシリンダに設けるが、製造費が低減されるように逆止弁をピストンと一体化させるという基本的概念に基づく。

本発明の好ましい実施例によれば、ピストンの弾性変形可能な部分によって、具体的には、ピストンのポット状端部品のエプロン部によって、バルブエレメントを形成する。ピストンがその端位置に近づくと、液圧がピストンの前側に作用し、これによって、エプロン部が外側にシリンダ壁に押し付けられ、その結果、エプロン部がそこにシールを形成し、圧力連結部を閉鎖する。このようにして、所望の高い流れ抵抗が得られる。他方、圧力流体を圧力連結部を介してシリンダ空間に導入する場合、エプロン部は、圧力流体によって内側に対して弾性的に調節され、その結果、所望の大きな流れ断面が得られる。これは、断面と対応して流れ抵抗が小さい。かくして、ピストンをその端位置から減速なしに移動できる。

エプロン部が設けられたピストンの端部分は、エプロン部と一体成形されていてもよい。本発明の好ましい実施例によれば、ピストンを多部品設計で形成し、エプロン部を備えたポット状端部品を設けることもできる。いずれにせよ、別体の逆止弁がもはや必要とされないため、必要な構成要素の数が少なくなる。

本発明の有利な特徴は従属項に記載してある。
次に、添付図面に示す好ましい実施例を参照して本発明を説明する。

図１は、液圧シリンダ１０を示す。液圧シリンダ１０は、シリンダ１２と、このシリンダ内で移動可能な又は調節自在のピストン１４とを含む。ピストン１４は、ピストンロッド１６に連結されている。ピストンロッド１６は、図１に関してシリンダ１２の右端で、シリンダ１２の外に延びており、例えばステアリングリンクに連結できる。シリンダ１２には二つの圧力連結部１８が設けられており、これらの圧力連結部１８を通して圧力流体をシリンダ１２に導入できる。このようにして、ピストン１４は、図１に示すその左端位置と、図１に関してシリンダ１２の右端に配置された右端位置との間で調節できる。

ピストン１４は、中央部品２０（図３参照）と、二つの端部品２２とを備えている。中央部品２０及び二つの端部品２２は、ピストンロッド１６にねじ込んである。二つの端部品２２及び中央部品は、好ましくは、プラスチック、例えばＰＡ６６又はＰＯＭで形成されている。中央部品２０にはピストンリング２４が設けられている。このピストンリング２４は、Ｏ−リング２６によって半径方向外方にシリンダ１２に押し付けられており、そこをシール（封止）する。

各端部品２２は、ポット状の形状計を有し、キャビティ３０を取り囲むエプロン部２８を有する。端部品２２の材料と、エプロン部２８の壁厚とを適切に選択することによって、端部品２２を弾性変形させることができる。その結果、端部品２２は、エプロン部２８がシリンダ１２の壁と平行に延びる例えば図３に示す開始状態から、シリンダ壁から遠ざかるように即ち半径方向内方に部分的に変形された図２に破線で示す形状２８’まで、部分的に変形させることができる。

端部品２２のエプロン部２８と本体との間の移行部の近くに環状溝３２が設けられており、この環状溝３２は、通路３４により、エプロン部２８によって取り囲まれたキャビティ３０に連結されている。環状溝３２の半径もまた、エプロン部２８の変形可能性に影響を及ぼす。

簡単な変形例によれば通路３４をなくしてもよい。
例えば、ピストン１４をシリンダ１２の中央の位置からその左端位置に移動するとき、圧力連結部１８が、エプロン部２８によって次第に覆われる。その結果、端部品２２とシリンダ１２の端壁３６との間で圧縮された圧力流体に対する流れ抵抗（流動抵抗）が増大し、該圧力流体は、圧力連結部１８を通って、対応する圧力空間から流出しようとする。圧力空間内の圧力が上昇するため、エプロン部２８は圧力連結部１８に半径方向外方に押し付けられ、これにより、利用可能な流れ断面（流れ横断面）が更に減少する。全体として、ピストンは均等に減速される。

ピストンをその端位置から移動しなければならない場合には、圧力流体を、対応する圧力連結部１８を介して供給する。エプロン部２８は、圧力連結部１８と向き合った領域で、これによって半径方向内側に変形され（図２参照）、その結果、入ってくる圧力流体（来入圧力流体）に対して大きな流れ断面（流れ横断面）を利用できる。

通路３４により、シリンダ１２とエプロン部２８との間の圧力が、キャビティ３０内の圧力と比較して、低下し過ぎないようにする。圧力が低下し過ぎると、大きな摩擦（又は磨耗）が発生し、又はジャミングが発生する。

図１でわかるように、制限ストッパー３８が、エプロン部２８の内側のキャビティ３０内に設けられている。この制限ストッパー３８は、シリンダ１２の対応する端壁３６に当たることができる。これにより、エプロン部２８の自由環状端面が、シリンダ１２の端壁３６に当たってそこでシールすることがないようにする。このような制限ストッパー３８がないと、キャビティ３０への圧力流体の流入が減速して、圧力流体の全圧力をピストンに迅速に加えることができなくなってしまい、また、比較的柔らかいエプロン部を損傷することになってしまう。

図４でわかるように、端部品２２の本体には、フランジ領域４０を設けることができる。このフランジ領域は、対応する許容差により、ガイドリングの機能を有する。これは、一方のピストンリング２４だけで行うことができる。しかしながら、別の態様では、特別のガイドリングを追加に使用してもよい。

図２乃至図４に示すピストンの三部品設計の代わりに図５に示すような一部品ピストンを使用してもよい。
図６は第３実施例によるピストンを示す。ここでは、ピストンは同様の一部品設計である。第２実施例とは対照的に、ここではピストンリングが必要とされない。ピストンには複数のシール用のリブ（封止用のリブ）５０及び交互の溝５２が設けられている。これにより、シリンダ１２の壁のところで十分なシールがなされる。

図１は、本発明による液圧シリンダの断面図である。 図２は、概略拡大図である。 図３は、第１実施例によるピストンの断面図である。 図４は、図３に示すピストンで使用した端部品の斜視図である。 図５は、第２実施例によるピストンの断面図である。 図６は、第３実施例によるピストンの断面図である。

符号の説明

１０ 液圧シリンダ
１２ シリンダ
１４ ピストン
１６ ピストンロッド
１８ 圧力連結部
２０ 中央部品
２２ 端部品
２４ ピストンリング
２６ Ｏ−リング
２８ エプロン部
３０ キャビティ
３２ 環状溝
３４ 通路
３６ 端壁
３８ 制限ストッパー
４０ フランジ領域

Claims (9)

1. 液圧シリンダであって、
   シリンダ（１２）と、
   このシリンダ内で調節自在のピストン（１４）と、
   少なくとも一つの圧力連結部（１８）とを備え、前記圧力連結部（１８）は、前記ピストンの端位置の近くに配置されており、前記圧力連結部（１８）を通して圧力流体を前記シリンダに導入でき、
   前記ピストン（１４）には、前記ピストン（１４）がその端位置に近づくときに前記圧力連結部（１８）を覆うため、また、圧力流体が前記シリンダ（１２）に導入されるときに前記圧力連結部（１８）を露呈するため、前記圧力連結部（１８）と協働できるバルブエレメント（２８）が設けられている、ことを特徴とする液圧シリンダ。
2. 請求項１に記載の液圧シリンダにおいて、
   前記バルブエレメントは、前記ピストン（４）の弾性変形可能な部分（２８）によって形成されている、ことを特徴とする液圧シリンダ。
3. 請求項２に記載の液圧シリンダにおいて、
   前記バルブエレメントは、エプロン部（２８）によって形成されている、ことを特徴とする液圧シリンダ。
4. 請求項３に記載の液圧シリンダにおいて、
   前記エプロン部（２８）は、前記ピストン（１４）と一体成形されている、ことを特徴とする液圧シリンダ。
5. 請求項３に記載の液圧シリンダにおいて、
   前記ピストン（１４）は、多部品を備えており、前記エプロン部（２８）が設けられたポット状端部品（２２）を含む、ことを特徴とする液圧シリンダ。
6. 請求項１乃至５のうちのいずれか一項に記載の液圧シリンダにおいて、
   前記ピストン（１４）には環状溝（３２）が設けられており、
   前記環状溝（３２）は、通路（３４）によって、前記ピストン（１４）の圧力流体が加えられる側に連結されている、ことを特徴とする液圧シリンダ。
7. 請求項１乃至６のうちのいずれか一項に記載の液圧シリンダにおいて、
   前記ピストンにはピストンリング（２４）が設けられている、ことを特徴とする液圧シリンダ。
8. 請求項１乃至６のうちのいずれか一項に記載の液圧シリンダにおいて、
   前記ピストンには、該ピストンと一体成形された少なくとも一つのシール用のリブ（５０）が設けられている、ことを特徴とする液圧シリンダ。
9. 請求項１乃至８のうちのいずれか一項に記載の液圧シリンダにおいて、
   前記ピストン（１４）がその端位置にあるときに、前記バルブエレメント（２８）が前記シリンダ（１２）の端面（３６）に当たらないようにする制限ストッパー（４０）が設けられている、ことを特徴とする液圧シリンダ。

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