(57)【要約】【課題】水圧源を別個に設けることなくシリンダ本体とロッドとの間に潤滑水を供給できるようにする。【解決手段】シリンダ本体１２の貫通孔２２ａ内におけるシリンダ本体１２とロッド１４との間に、メインシール３０とダストシール３１とがロッド１４の駆動方向に並んで配設されて、これらの間が潤滑用空間３２として形成されている。圧力室２５，２６から作動水が排出されるときに圧力室２５，２６内の作動水を潤滑用空間３２に供給する潤滑手段４５が設けられている。潤滑手段４５は、潤滑用通路４７と絞り４８ａ，４８ｂとを備え、潤滑用通路４７には、圧力室２５，２６内の作動水が排出されるときに圧力室２５，２６と潤滑用空間３２とを連通させる潤滑用電磁弁４８が設けられている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダ本体と、このシリンダ本体に形成された貫通孔を貫通するロッドとを有し、前記シリンダ本体内に形成された少なくとも１つの圧力室内の水圧によって前記ロッドが駆動される水圧式シリンダ装置であって、
前記貫通孔内における前記シリンダ本体と前記ロッドとの間に、メインシールとダストシールとが前記ロッドの駆動方向に並んで配設されて、これらの間が潤滑用空間として形成され、
前記圧力室から作動水が排出されるときに前記圧力室内の作動水を前記潤滑用空間に供給する潤滑手段が設けられている水圧式シリンダ装置。
【請求項２】
前記潤滑手段は、前記圧力室と前記潤滑用空間とを連通可能な潤滑用通路と、この潤滑用通路に配置される絞りとを有する請求項１に記載の水圧式シリンダ装置。
【請求項３】
前記潤滑用通路は、前記ロッドの駆動時に前記圧力室内の作動水を排出する排出通路とは異なる部位で前記シリンダ本体に接続されている請求項２に記載の水圧式シリンダ装置。
【請求項４】
前記潤滑用通路には、前記圧力室内の作動水が排出されるときに前記圧力室と前記潤滑用空間とを連通させる制御弁が設けられている請求項２に記載の水圧式シリンダ装置。
【請求項５】
前記シリンダ本体内に前記圧力室が２つ設けられるとともに、前記潤滑用通路は、何れの圧力室からも前記絞りを通して前記潤滑用空間に作動水を導入可能に構成され、
前記制御弁は、一方の圧力室に作動水が導入されているときに他方の圧力室からの作動水の前記潤滑用空間への給水を許容する請求項４に記載の水圧式シリンダ装置。
【請求項６】
前記制御弁は、両圧力室への作動水の導入が停止されているときには、前記潤滑用通路を通した前記潤滑用空間への給水を停止する請求項５に記載の水圧式シリンダ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、水圧式シリンダ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、下記特許文献１に開示されているように、作動液として水が用いられた水圧式シリンダ装置が知られている。この特許文献に開示されたシリンダ装置は、シリンダ本体とピストンロッドとの間に軸封パッキン部材とダストシール部材とが配設され、このパッキン部材及びシール部材間には、潤滑水を供給するための貯溜室が設けられている。この貯溜室は給水ホースを接続できるように構成されており、この給水ホースを通して外部から貯溜室に水が導入されるようになっている。
【特許文献１】特開２００１−４１３２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
前記特許文献１に開示された水圧式シリンダ装置では、潤滑水を作動液とは別に外部から導入する構成であるので、潤滑水を導入するためのポンプ等の水圧源が別途必要になるという問題がある。
【０００４】
そこで、本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、水圧源を別個に設けることなくメインシールとロッドとの間に潤滑水を供給できるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記の目的を達成するため、本発明は、シリンダ本体と、このシリンダ本体に形成された貫通孔を貫通するロッドとを有し、前記シリンダ本体内に形成された少なくとも１つの圧力室内の水圧によって前記ロッドが駆動される水圧式シリンダ装置であって、前記貫通孔内における前記シリンダ本体と前記ロッドとの間に、メインシールとダストシールとが前記ロッドの駆動方向に並んで配設されて、これらの間が潤滑用空間として形成され、前記圧力室から作動水が排出されるときに前記圧力室内の作動水を前記潤滑用空間に供給する潤滑手段が設けられている水圧式シリンダ装置である。
【０００６】
本発明では、圧力室から作動水が排出されるときに作動水を潤滑用空間に導く潤滑手段が設けられている。すなわち、この水圧式シリンダ装置では、作動水を排出できる程度の圧力が圧力室に付加されたときに、その圧力を利用して圧力室内の作動水を潤滑用空間に供給する。よって、作動液とは別に外部から潤滑水を前記潤滑用空間に導入するための水圧源を設けることなく、メインシールとロッドとの間に潤滑水を供給できるようになる。更に潤滑水用の水圧源が不要となるので水圧式シリンダ装置を有するシステム構成が複雑化するのも抑制することができる。
【０００７】
ここで、前記潤滑手段は、前記圧力室と前記潤滑用空間とを連通可能な潤滑用通路と、この潤滑用通路に配置される絞りとを有するのが好ましい。メインシールに対するロッドの潤滑性を確保するには、潤滑用空間に少量の水が供給できればいいので、この態様のように、潤滑用通路に絞りが設けられていれば、高圧の圧力室を水圧源としつつも、必要にして十分な潤滑性を確保することができる。
【０００８】
この態様において、前記潤滑用通路は、前記ロッドの駆動時に前記圧力室内の作動水を排出する排出通路とは異なる部位で前記シリンダ本体に接続されているのが好ましい。この態様では、潤滑用空間へ給水される作動水の圧力と、ロッドが伸長または短縮する速度とを独立して調整できるようになる。
【０００９】
また、前記潤滑用通路には、前記圧力室内の作動水が排出されるときに前記圧力室と前記潤滑用空間とを連通させる制御弁が設けられているのが好ましい。潤滑用通路には少量かつ低圧の作動水が流れればいいため、この態様のように制御弁によって作動水の供給制御を行う場合でも、小型電磁弁で対応可能となり、水圧式シリンダ装置を有するシステムをコンパクトに構成できるようになる。
【００１０】
また、前記シリンダ本体内に前記圧力室が２つ設けられるとともに、前記潤滑用通路は、何れの圧力室からも前記絞りを通して前記潤滑用空間に作動水を導入可能に構成される態様の場合には、前記制御弁は、一方の圧力室に作動水が導入されているときに他方の圧力室からの作動水の前記潤滑用空間への給水を許容するのが好ましい。この態様では、複動式のシリンダとして構成される場合において、ロッドを伸長させる場合及び短縮させる場合のいずれの場合にも、潤滑用空間に作動水を供給することができる。
【００１１】
この態様において、前記制御弁は、両圧力室への作動水の導入が停止されているときには、前記潤滑用通路を通した前記潤滑用空間への給水を停止するのが好ましい。この態様では、両圧力室への作動水の導入が停止されているときに、ロッド位置を安定させることができる。
【発明の効果】
【００１２】
以上説明したように、本発明によれば、水圧源を別個に設けることなくメインシールとロッドとの間に潤滑水を供給することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１４】
図１は、本発明に係る水圧式シリンダ装置の一実施形態を示している。同図に示すように、この実施形態に係る水圧式シリンダ装置１０は、シリンダ本体１２と、ロッド１４と、ロッド１４を駆動するための水圧駆動回路１６とを備えている。
【００１５】
シリンダ本体１２は、ヘッド側部材２０と、このヘッド側部材２０に結合されたロッドカバー部材２２とを備えている。ヘッド側部材２０は、底部２０ａと胴部２０ｂとを備え、有底筒状に形成されている。ロッドカバー部材２２は、ヘッド側部材２０の開口端を塞ぐようにヘッド側部材２０の胴部２０ｂに取り付けられている。そして、シリンダ本体１２は、中が空洞の中空状に構成されている。
【００１６】
ロッドカバー部材２２には、貫通孔２２ａが設けられている。この貫通孔２２ａは、ヘッド側部材２０の胴部２０ｂと平行に延びており、シリンダ本体１２の外側と内側の空間とを連通している。
【００１７】
ロッド１４は、長さ方向に沿って同一径を有する棒状のロッド本体１４ａと、このロッド本体１４ａの一端部（内端部）に結合されたピストン部１４ｂとを備えている。ロッド本体１４ａは、ロッドカバー部材２２の貫通孔２２ａに挿通されていて、ロッドカバー部材２２に対して軸方向に移動可能となっている。
【００１８】
ピストン部１４ｂは、シリンダ本体１２に収納されており、シリンダ本体１２内の空間を２つの空間に仕切っている。これら２つの空間は何れも圧力室として使われるものであり、これら空間には後述するように作動水が導入される。そしてピストン部１４ｂとヘッド側部材２０の底部２０ａとの間の第１圧力室２５は、シリンダ装置１０を伸長させるための伸長用圧力室として機能し、ピストン部１４ｂとロッドカバー部材２２との間の第２圧力室２６は、シリンダ装置１０を短縮させるための短縮用圧力室として機能する。
【００１９】
ピストン部１４ｂと胴部２０ｂとの間には、軸受２８が配設されている。更に軸受２８の間には図示しないピストンシールが配置され、圧力室２５，２６の間をシールしている。
【００２０】
貫通孔２２ａ内におけるロッドカバー部材２２とロッド本体１４ａとの間には、間隙が設けられていて、この間隙には、メインシール３０とダストシール３１とがロッド１４の駆動方向に並んで配設されている。メインシール３０は、第２圧力室２６内の作動水を封止するためのシール部材である。ダストシール３１は、メインシール３０に対して外側に配置されている。
【００２１】
メインシール３０とダストシール３１とは互いに間隔をおいて配置されており、これらの間の空間が閉空間となっている。この閉空間は、メインシール３０に対するロッド本体１４ａの潤滑性を付与するための潤滑用空間３２として機能するものである。すなわちシリンダ装置１０の伸縮に伴い、ロッド本体１４ａがこの閉空間を通過すると、この閉空間に供給されている潤滑水としての作動水がロッド本体１４ａに付着するので潤滑性が付与されるようになっている。
【００２２】
水圧駆動回路１６は、圧力室２５，２６への作動水の供給、及び圧力室２５，２６からの作動水の排出を行うことによってロッド１４を駆動させるための回路である。水圧駆動回路１６は、水圧源としてのポンプ３４と、電磁弁３５と、タンク３６とを備えている。
【００２３】
電磁弁３５は、４ポート・３位置の切換弁である。イ位置では、ポンプ３４から吐出された作動水が第２圧力室２６へ導入されるとともに、第１圧力室２５の作動水がタンク３６へ戻される接続状態となる。中立位置であるロ位置では、第１圧力室２５及び第２圧力室２６がポンプ３４及びタンク３６と遮断された状態となる。ハ位置では、ポンプ３４から吐出された作動水が第１圧力室２５へ導入されるとともに、第２圧力室２６の作動水がタンク３６へ戻される接続状態となる。
【００２４】
電磁弁３５と第１圧力室２５とを接続する通路３８には、可変絞り弁３９が設けられている。可変絞り弁３９は、ポンプ３４から第１圧力室２５へ向かう作動水の流れを自由流れとする一方、その逆向きの流れを制御流れとする。この通路３８は、第１圧力室２５への作動水の供給通路として機能するとともに、第１圧力室２５からの作動水の排出通路としても機能する。電磁弁３５と第２圧力室２６とを接続する通路４０にも、同様に可変絞り弁４１が設けられている。この通路４０は、第２圧力室２６への作動水の供給通路として機能するとともに、第２圧力室２６からの作動水の排出通路としても機能する。これら可変絞り弁３９，４１により、圧力室２５，２６からの排出流量が制御されることになる。
【００２５】
ポンプ３４と電磁弁３５とを接続する通路には、安全弁４３を有する分岐通路が設けられている。この安全弁４３は、通路内の水圧が所定圧力以上になると、通路内の作動水をタンク３６に逃がすためのものである。
【００２６】
水圧式シリンダ装置１０は、メインシール３０に対するロッド１４の潤滑性を確保するための潤滑手段４５を備えている。潤滑手段４５は、潤滑用通路４７と、制御弁である潤滑用電磁弁４８とを有する。潤滑用通路４７は、圧力室２５，２６内の作動水を潤滑用空間３２に導くための通路であり、第１圧力室２５から流出した作動水が流入する第１上流側通路４７ａと、第２圧力室２６から流出した作動水が流入する第２上流側通路４７ｂと、下流端が潤滑用空間３２に連通する下流側通路４７ｃとを備えている。下流側通路４７ｃは、第１上流側通路４７ａ及び第２上流側通路４７ｂの双方に接続されている。
【００２７】
第１上流側通路４７ａは、第１圧力室２５から作動水を排出する排出通路３８とは異なる部位でシリンダ本体１２に接続されている。また、第２上流側通路４７ｂは、第２圧力室２６から作動水を排出する排出通路４０とは異なる部位でシリンダ本体１２に接続されている。
【００２８】
第１上流側通路４７ａ及び第２上流側通路４７ｂは、潤滑用電磁弁４８に接続されている。この潤滑用電磁弁４８は、パイロット式の電磁弁であり、前記電磁弁３５と連動するように構成されている。潤滑用電磁弁４８は、４ポート・３位置の制御弁である。チ位置では、第２圧力室２６と下流側通路４７ｃとを連通する一方、第１上流側通路４７ａが遮断される。中立位置であるリ位置では、第１上流側通路４７ａ及び第２上流側通路４７ｂの双方が遮断される。ヌ位置では、第１圧力室２５と下流側通路４７ｃとを連通する一方、第２上流側通路４７ｂが遮断される。
【００２９】
潤滑用電磁弁４８には、絞り４８ａ，４８ｂが２つ設けられている。一方の絞り４８ａは第１上流側通路４７ａに含まれ、他方の絞り４８ｂは第２上流側通路４７ｂに含まれる。これらの絞り４８ａ，４８ｂは、圧力室２５，２６内の高圧の作動水を減圧し、ダストシール３１からの漏水が生じない程度まで潤滑水流量を減らすために設けられている。なお、絞り４８ａ，４８ｂは、潤滑用電磁弁４８中に設けられる構成に限られるものではなく、潤滑用電磁弁４８の外部で第１上流側通路４７ａ及び第２上流側通路４７ｂに設けられる構成であってもよく、あるいは下流側通路４７ｃに設けられる構成であってもよい。
【００３０】
潤滑用電磁弁４８は、シリンダ本体１２を構成するシリンダブロックとは別体に構成されていてもよく、あるいはシリンダブロックに一体に構成されていてもよい。
【００３１】
以上のように構成された水圧式シリンダ装置１０では、図１に示すように、水圧駆動回路１６の電磁弁３５が中立位置（ロ位置）にある場合、潤滑手段４５の潤滑用電磁弁４８も中立位置（リ位置）となっている。この状態では、ポンプ３４から吐出された作動水は安全弁４３を経由してタンク３６に戻される。また、第１圧力室２５及び第２圧力室２６とタンク３６との間が遮断されるとともに、第１上流側通路４７ａ及び第２上流側通路４７ｂが遮断されているので、この状態では、圧力室２５，２６への作動水の出入りがなく、ロッド１４は停止している。
【００３２】
次に、ロッド１４を伸長させる場合には、図２に示すように、水圧駆動回路１６の電磁弁３５がハ位置を取り、潤滑手段４５の潤滑用電磁弁４８がチ位置を取る。この状態では、ポンプ３４から吐出された作動水が第１圧力室２５へ供給される一方、第２圧力室２６内の作動水が排出されてタンク３６に戻される。これにより、第１圧力室２５が膨張するとともに第２圧力室２６が収縮して、ロッド１４が伸長される。このとき、潤滑用空間３２と収縮する第２圧力室２６とが連通しているので、第２圧力室２６内の作動水が潤滑用空間３２に供給されている。したがって、後にロッド１４が短縮し始めた初期の時点においても、潤滑用空間３２を通過することによりロッド本体１４ａに作動水が付着するため、メインシール３０とロッド本体１４ａとの間の潤滑が確保できるようになっている。そして、潤滑用空間３２内の余剰の潤滑水は通路５０を介してタンク３６に戻される。なお、ロッド１４の伸長時におけるメインシール３０とロッド本体１４ａとの間の潤滑は、第２圧力室２６内の作動水によって行われている。
【００３３】
一方、ロッド１４を短縮させる場合には、図３に示すように、水圧駆動回路１６の電磁弁３５がイ位置を取り、潤滑手段４５の潤滑用電磁弁４８がヌ位置を取る。この状態では、ポンプ３４から吐出された作動水が第２圧力室２６へ供給される一方、第１圧力室２５内の作動水が排出されてタンク３６に戻される。これにより、第２圧力室２６が膨張するとともに第１圧力室２５が収縮して、ロッド１４が短縮される。このとき、潤滑用空間３２と収縮する第１圧力室２５とが連通しているので、第１圧力室２５内の作動水が潤滑用空間３２に供給されている。したがって、潤滑用空間３２を通過することによりロッド本体１４ａに作動水が付着するためメインシール３０とロッド本体１４ａとの間の潤滑が確保される。更にロッド１４が伸張され、ロッド本体１４ａの一部が長時間外気にさらされることにより、ロッド本体１４ａに付着した作動水が蒸発してしまい、ロッド１４の短縮量に応じた潤滑水を潤滑用空間３２に溜まっている作動水だけではまかなえない場合であっても、潤滑水として作動水が潤滑用空間３２に供給され続けているので潤滑がなくなることも無い。
【００３４】
以上説明したように、本実施形態では、圧力室２５，２６から作動水が排出されるときに作動水を潤滑用空間３２に導く潤滑手段４５が設けられている。すなわち、この水圧式シリンダ装置１０では、作動水を排出できる程度の圧力が圧力室２５，２６に付加されたときに、その圧力を利用して圧力室２５，２６内の作動水を潤滑用空間３２に供給する。つまりメインシール３０を挟んでロッド本体１４ａの第２圧力室２６側および潤滑用空間３２側の両側が作動水に接することになるので、メインシール３０とロッド本体１４ａとの摺動時の潤滑性を維持できるようになる。
【００３５】
従って、作動液とは別に外部から潤滑水を潤滑用空間３２導入するための水圧源を設けることなく、メインシール３０とロッド本体１４ａとの間に潤滑水を供給できるようになる。更に潤滑水用の水圧源が不要となるので水圧式シリンダ装置１０を有するシステム構成が複雑化するのを抑制することもできる。
【００３６】
また本実施形態では、潤滑用通路４７に絞り４８ａ，４８ｂが設けられているので、高圧の圧力室２５，２６を水圧源としつつも、必要にして十分な潤滑性を確保することができる。
【００３７】
また本実施形態では、潤滑用通路４７が排出通路とは異なる部位でシリンダ本体１２に接続されているので、潤滑用通路４７にパイロット式逆止弁を設けなくても、潤滑用空間３２への作動水の給水制御を行うことが可能である。
【００３８】
また本実施形態では、潤滑用電磁弁４８によって潤滑用空間３２への給水制御を行うようにしているので、小型の電磁弁で対応可能であり、水圧式シリンダ装置を有するシステムをコンパクトに構成できるようになる。
【００３９】
また本実施形態では、両圧力室２５，２６への作動水の導入が停止されているときに潤滑用空間３２への給水を停止するので、ロッド１４停止時にロッド１４の位置安定性を確保することができる。
【００４０】
なお、本発明は、前記実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変更、改良等が可能である。例えば、前記実施形態では潤滑手段４５の制御弁として、図外のコントローラからの電気信号に基づいて駆動する電磁弁４８としたが、これに代え、ポンプ３４に連通した高圧側の水圧をパイロット圧とするパイロット式の切換弁としてもよい。
【００４１】
前記実施形態では、潤滑用電磁弁４８は中立位置で潤滑用通路４７を遮断する構成としたが、これに限られるものではない。中立位置で潤滑用通路４７が遮断されず、常時絞りを通して作動水が潤滑用空間３２に供給される構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の実施形態に係る水圧式シリンダ装置の構成を概念的に示す図である。
【図２】図１の水圧シリンダ装置について、ロッドを伸長させるときの状態を説明するための図である。
【図３】図１の水圧シリンダ装置について、ロッドを短縮させるときの状態を説明するための図である。
【符号の説明】
【００４３】
１２  シリンダ本体
１４  ロッド
１６  水圧駆動回路
２２  ロッドカバー部材
２２ａ  貫通孔
２５  第１圧力室
２６  第２圧力室
３０  メインシール
３１  ダストシール
３２  潤滑用空間
３８  通路（排出通路）
４０  通路（排出通路）
４５  潤滑手段
４７  潤滑用通路
４７ａ  上流側通路
４７ｂ  上流側通路
４７ｃ  下流側通路
４８  潤滑用電磁弁
【図１】
2008157402.tif 000003
【図２】
2008157402.tif 000004
【図３】
2008157402.tif 000005