(57)【要約】【課　題】ピストンとシリンダとの接触を極力防止して円滑に作動することができる片ロッド型油圧シリンダ装置を提供することを目的とする。【解決手段】片ロッド型油圧シリンダ装置は、シリンダ（１）内にスライド可能に設けられるとともにシリンダ内を前後の油圧室（３，４）に仕切るピストン（２）と、このピストンからシリンダの外側へ延在するピストンロッド（９）と、シリンダの端部に設けられてピストンロッドをスライド可能に軸受けするロッド軸受部（１１）と、ピストンを駆動すべくシリンダの各油圧室に駆動油を注排するためのポート（６，７）と、ロッド用静圧軸受ポケット（１２）に作動油を供給するロッド軸受用作動油供給路（１３）と、ピストン用静圧軸受ポケット（１６）に作動油を供給するピストン軸受用作動油供給路（２１）と、ピストン用静圧軸受ポケットから流出した油を回収する回収溝（１７）とを備えている。【選択図】　図１
2004068863.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダと、
このシリンダ内にスライド可能に設けられるとともに、シリンダ内を前部油圧室および後部油圧室に仕切るピストンと、
このピストンからシリンダの外側へ延在するピストンロッドと、
前記シリンダの端部に設けられて、ピストンロッドをスライド可能に軸受けするロッド軸受部と、
前記ピストンを駆動すべくシリンダの各油圧室に駆動油を注排するための第１ポートおよび第２ポートと、
前記ロッド軸受部に形成されているロッド用静圧軸受ポケットと、
このロッド用静圧軸受ポケットに作動油をシリンダの外側から供給するロッド軸受用作動油供給路と、
前記ピストンの外周面に形成されているピストン用静圧軸受ポケットと、
このピストン用静圧軸受ポケットに作動油をシリンダの外側から供給するピストン軸受用作動油供給路と、
前記ピストンの外周面に形成され、前記ピストン用静圧軸受ポケットから流出した油を回収すべくピストン用静圧軸受ポケットと前記各油圧室との間に各々配置されている回収溝とを備えた片ロッド型油圧シリンダ装置。
【請求項２】
前記回収溝で回収された油をシリンダ外に導くドレン流路および、前記ピストン軸受用作動油供給路が、ピストンロッド内部に形成されていることを特徴とする請求項１記載の片ロッド型油圧シリンダ装置。
【請求項３】
前記ピストン軸受用作動油供給路には、オリフィスが設けられていることを特徴とする請求項１または２記載の片ロッド型油圧シリンダ装置。
【請求項４】
前記ピストン用静圧軸受ポケットはピストンの周方向に少なくとも３個設けられ、各ピストン用静圧軸受ポケットの周囲に沿って回収溝が形成されていることを特徴とする請求項１，２または３記載の片ロッド型油圧シリンダ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フライトシミュレータ、車両振動シミュレータや地震再現試験機などにおいて、油圧アクチュエータとして用いられる片ロッド型油圧シリンダ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
シミュレータや試験機などでは、目標波に対して高精度の再現性が求められる。そのため、それに使用される油圧シリンダ装置は、ピストンがシリンダ内を円滑にスライドする必要がある。そこで、従来技術として、図６に図示するような片ロッド型油圧シリンダ装置がある。図６は従来の片ロッド型油圧シリンダ装置の説明図である。シリンダ０１の端部には、ピストンロッド０２を軸受するロッド軸受部０３が設けられている。このロッド軸受部０３は静圧軸受で、少なくとも前後２ヵ所に静圧軸受ポケット０６，０７が設けられ、この静圧軸受ポケット０６，０７に各々油圧が供給されている。そして、前後２ヵ所の静圧軸受ポケット０６，０７の油圧でピストンロッド０２を摩擦の小さな状態で支持しており、ピストンロッド０２およびピストン０８は円滑にスライドすることができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、この様な構造では、ピストンロッド０２の先端からの横負荷に対して耐えるためには、静圧軸受ポケット０６，０７間の間隔を大きくする必要がある。その結果、ロッド軸受部０３の軸方向の長さが大きくなり、ひいては、片ロッド型油圧シリンダ装置全体の全長が長くなるという問題点がある。
【０００４】
また、ピストンロッド０２が横方向から負荷を受けた際に、ピストンロッド０２がたわみ、ピストン０８の外周面とシリンダ０１の内周面とが接触することがある。この接触により、ピストン０８とシリンダ０１との間に比較的大きな摩擦力が発生し、片ロッド型油圧シリンダ装置の作動の円滑性や応答性が低下するという問題点がある。
【０００５】
さらに、ピストンロッド０２が横方向から負荷を受けていない場合でも、ピストン０８の外周面とシリンダ０１の内周面との接触を防止するためには、ピストン０８やシリンダ０１の加工に高い精度が要求される。
【０００６】
本発明は、以上のような課題を解決するためのもので、ピストンとシリンダとの接触を極力防止して円滑に作動することができる片ロッド型油圧シリンダ装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の片ロッド型油圧シリンダ装置は、シリンダ（１）と、このシリンダ内にスライド可能に設けられるとともにシリンダ内を前部油圧室（３）および後部油圧室（４）に仕切るピストン（２）と、このピストンからシリンダの外側へ延在するピストンロッド（９）と、前記シリンダの端部に設けられてピストンロッドをスライド可能に軸受けするロッド軸受部（１１）と、前記ピストンを駆動すべくシリンダの各油圧室に駆動油を注排するための第１ポート（６）および第２ポート（７）と、前記ロッド軸受部に形成されているロッド用静圧軸受ポケット（１２）と、このロッド用静圧軸受ポケットに作動油をシリンダの外側から供給するロッド軸受用作動油供給路（１３）と、前記ピストンの外周面に形成されているピストン用静圧軸受ポケット（１６）と、このピストン用静圧軸受ポケットに作動油をシリンダの外側から供給するピストン軸受用作動油供給路（２１）と、前記ピストンの外周面に形成され、前記ピストン用静圧軸受ポケットから流出した油を回収すべくピストン用静圧軸受ポケットと前記各油圧室との間に各々配置されている回収溝（１７）とを備えている。
【０００８】
また、前記回収溝で回収された油をシリンダ外に導くドレン流路（２２）および、前記ピストン軸受用作動油供給路が、ピストンロッド内部に形成されていることがある。
【０００９】
さらに、前記ピストン軸受用作動油供給路には、オリフィス（２１ｂ）が設けられていることがある。
【００１０】
そして、前記ピストン用静圧軸受ポケットはピストンの周方向に少なくとも３個設けられ、各ピストン用静圧軸受ポケットの周囲に沿って回収溝が形成されていることがある。
【００１１】
【発明の実施の形態】
次に、本発明における片ロッド型油圧シリンダ装置の実施の一形態を説明する。図１は本発明の片ロッド型油圧シリンダ装置の説明図で、（ａ）が概略図、（ｂ）が（ａ）のＡ−Ａ断面図である。図２は図１の片ロッド型油圧シリンダ装置の要部断面図である。図３はピストンの斜視図である。図４はピストンの外周面の要部の展開図である。図５は片ロッド型油圧シリンダ装置の変位波形図で、（ａ）がピストン用静圧軸受ポケットを有する場合の図、（ｂ）がピストン用静圧軸受ポケットを有しない場合の図である。なお、この明細書において、片ロッド型油圧シリンダ装置の前側は、図１（ａ）において右側とする。
【００１２】
片ロッド型油圧シリンダ装置のシリンダ１は円筒状をしており、その内部にピストン２がスライド可能に設けられている。このピストン２により、シリンダ１の内部空間は、前部油圧室３と後部油圧室４とに仕切られており、ピストン２が前後にスライドすると、各油圧室３，４の容積は変更される。そして、シリンダ１には、各油圧室３，４に駆動油を注排するためのポート６，７が各々設けられている。
【００１３】
また、ピストン２の一面（すなわち後面）からピストンロッド９がシリンダ１の外側に延在している。シリンダ１の端部には、ピストンロッド９をスライド可能に支持するロッド軸受部１１が設けられている。このロッド軸受部１１の内周面（すなわち、ピストンロッド９の外周面に対向する面）には、ロッド用静圧軸受ポケット１２としての凹部が設けられている。このロッド用静圧軸受ポケット１２には、ロッド軸受用作動油供給路１３を介してシリンダ１の外部から作動油が供給される。このロッド軸受用作動油供給路１３にはオリフィス１３ａが設けられている。ロッド用静圧軸受ポケット１２は、ロッド軸受部１１の周方向には複数配列することも可能であるが、ロッド軸受部１１の軸方向には１カ所のみに配置される。また、駆動油および作動油は同種の油である。
【００１４】
ピストン２の外周面（すなわち、シリンダ１の内周面に対向する面）には、ピストン用静圧軸受ポケット１６としての凹部が、ピストン２の周方向に４個間隔を有して配列されている。そして、ピストン２の外周面には、ピストン用静圧軸受ポケット１６の前側にピストン２の周方向に前側回収溝１７ａが、また、ピストン用静圧軸受ポケット１６の後側にピストン２の周方向に後側回収溝１７ｂが、さらに、ピストン用静圧軸受ポケット１６同士の間に軸方向回収溝１７ｃが形成され、前側回収溝１７ａと後側回収溝１７ｂとをつなげている。この様にして、ピストン用静圧軸受ポケット１６の周囲に沿って、前側回収溝１７ａ、後側回収溝１７ｂおよび軸方向回収溝１７ｃからなる回収溝１７が配置され、ピストン用静圧軸受ポケット１６と回収溝１７との間にリング状の土手１９が形成される。
【００１５】
ピストンロッド９には、ピストンロッド９の端部から各ピストン用静圧軸受ポケット１６に作動油を供給するピストン軸受用作動油供給路２１、および、回収溝１７からピストンロッド９の端部へ回収油であるドレンを排出するドレン流路２２が形成されている。そして、ピストン軸受用作動油供給路２１の端部開口である吐出口２１ａが各ピストン用静圧軸受ポケット１６に形成されており、ピストン軸受用作動油供給路２１は、ピストンロッド９の端部からピストンロッド９の内部を通り、ピストン２内で分岐して各ピストン用静圧軸受ポケット１６の吐出口２１ａに達している。また、ピストン軸受用作動油供給路２１における各ピストン用静圧軸受ポケット１６への分岐部分には、オリフィス２１ｂが形成されている。
ドレン流路２２の端部開口であるドレン口２２ａが回収溝１７に形成されており、ドレン流路２２は、回収溝１７のドレン口２２ａからピストン２およびピストンロッド９の内部を通ってピストンロッド９の端部に達している。
【００１６】
この様に構成されている実施の形態の片ロッド型油圧シリンダ装置で、ピストン２をスライドさせる際には、前もって、ロッド軸受用作動油供給路１３およびピストン軸受用作動油供給路２１から作動油圧を加え、ロッド用静圧軸受ポケット１２およびピストン用静圧軸受ポケット１６に作動油を供給する。そして、ピストン用静圧軸受ポケット１６に供給された作動油は、土手１９を越えて回収溝１７に流れ、ドレン口２２ａからドレン流路２２を通って、ピストンロッド９の端部から回収される。また、軸受用作動油供給路１３，２１にはオリフィス１３ａ，２１ｂが設けられ、作動油の流量が絞られている。したがって、多量の作動油が静圧軸受ポケット１２，１６に流れることを防止することができる。
【００１７】
ついで、ピストン２を前側にスライドさせる際には、第２ポート７から駆動油圧を加える。すると、第２ポート７から駆動油が後部油圧室４に流入し、ピストン２を前側に押圧し、移動させる。そして、前部油圧室３の駆動油は第１ポート６から排出される。逆に、ピストン２を後側にスライドさせる際には、第１ポート６から駆動油圧を加える。すると、第１ポート６から駆動油が前部油圧室３に流入し、ピストン２を後側に押圧し、移動させる。そして、後部油圧室４の駆動油は第２ポート７から排出される。
【００１８】
ところで、ピストン２が静圧軸受けされていないと、図５（ｂ）に図示するように、ピストン２とシリンダ１との接触により、片ロッド型油圧シリンダ装置は円滑に作動しない。一方、この実施の形態のように、ピストン２が静圧軸受けされていると、ピストン２は円滑にスライドし、図５（ａ）に図示するように、片ロッド型油圧シリンダ装置の作動の円滑性や応答性が向上する。
【００１９】
前述のように、この実施の形態では、ロッド軸受部１１およびピストン２の間隔を有する２ヶ所で静圧軸受されており、ピストンロッド９の先端からの横負荷に対して効率よく耐えることができる。しかも、ロッド軸受部１１には、ロッド用静圧軸受ポケット１２が軸方向には１カ所のみに設けられており、ロッド軸受部１１の軸方向の長さを短くすることができ、片ロッド型油圧シリンダ装置全体の全長を極力短くすることができる。
【００２０】
また、ピストンロッド９が横方向から負荷を受けた際に、ピストンロッド９がたわもうとしても、ピストン２が静圧軸受けされており、ピストン２の外周面とシリンダ１の内周面とが接触することを極力防止することができる。
【００２１】
さらに、静圧軸受ポケット１２，１６に供給される作動油は、片ロッド型油圧シリンダ装置を駆動するための駆動油とは別に、シリンダ１の外側から供給されているので、片ロッド型油圧シリンダ装置を駆動するための駆動圧に関係なく、最適な油圧を静圧軸受ポケット１２，１６に与えることができる。
【００２２】
しかも、ピストン用静圧軸受ポケット１６の周囲には回収溝１７が設けられているので、ピストン用静圧軸受ポケット１６に供給された作動油が、シリンダ１の油圧室３，４に流入することを極力防止することができる。その結果、ピストン用静圧軸受ポケット１６の作動油が、シリンダ１の油圧室３，４に流れ込んで、片ロッド型油圧シリンダ装置の駆動に悪影響を与えることを防止することができる。
【００２３】
そして、前側回収溝１７ａと後側回収溝１７ｂとが軸方向回収溝１７ｃでつなげられているので、回収溝１７に形成されるドレン口２２ａの数量を極力少なくすることができる。
【００２４】
なお、ロッド用静圧軸受ポケット１２の周囲に回収溝を配置することも可能である。
また、ピストン用静圧軸受ポケット１６の個数は適宜選択可能である。ただし、ピストン２の周方向に少なくとも３個以上配列することが好ましい。
さらに、回収溝１７の形状や構造は適宜変更可能である。
【００２５】
【発明の効果】
本発明によれば、ロッド軸受部だけでなくピストンに静圧軸受ポケットが設けられ、両静圧軸受ポケットは大きな間隔を有している。したがって、ピストンロッドの先端からの横負荷に対して効率よく耐えることができるとともに、片ロッド型油圧シリンダ装置全体の全長を極力短くすることができる。また、加工や組立上の芯ズレが生じていても、その芯ズレが小さければ、ピストンの静圧軸受により、ピストンとシリンダとの接触を極力防止することができる。
また、静圧軸受ポケットへの作動油はシリンダの外側から供給されており、片ロッド型油圧シリンダ装置を駆動するための駆動圧に関係なく、最適な油圧を静圧軸受ポケットに与えることができる。
さらに、ピストン用静圧軸受ポケットから流出した作動油は、回収溝で回収されており、静圧軸受ポケットから流出した作動油が、片ロッド型油圧シリンダ装置の駆動に悪影響を与えることを極力防止することができる。
そして、ドレン流路およびピストン軸受用作動油供給路は、ピストンロッド内部に形成されており、構造がシンプルとなる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の片ロッド型油圧シリンダ装置の説明図で、（ａ）が概略図、（ｂ）が（ａ）のＡ−Ａ断面図である。
【図２】図２は図１の片ロッド型油圧シリンダ装置の要部断面図である。
【図３】図３はピストンの斜視図である。
【図４】図４はピストンの外周面の要部の展開図である。
【図５】図５は片ロッド型油圧シリンダ装置の変位波形図で、（ａ）がピストン用静圧軸受ポケットを有する場合の図、（ｂ）がピストン用静圧軸受ポケットを有しない場合の図である。
【図６】図６は従来の片ロッド型油圧シリンダ装置の説明図である。
【符号の説明】
１　シリンダ
２　ピストン
３　前部油圧室
４　後部油圧室
６　第１ポート
７　第２ポート
９　ピストンロッド
１１　ロッド軸受部
１２　ロッド用静圧軸受ポケット
１３　ロッド軸受用作動油供給路
１６　ピストン用静圧軸受ポケット
１７　回収溝
２１　ピストン軸受用作動油供給路
２１ｂ　オリフィス
２２　ドレン流路
【図１】
2004068863.tif 000003
【図２】
2004068863.tif 000004
【図３】
2004068863.tif 000005
【図４】
2004068863.tif 000006
【図５】
2004068863.tif 000007
【図６】
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