(57)【要約】【課題】  貫通部と貫通部を貫通するピストンロッドとの間の隙間からの油の漏出を防止することができ、またコイルばねの座屈状の変形を防止することができるシリンダ装置を提供する。【解決手段】  ピストンロッド２２を有するピストン２３と、ピストンロッド２２を貫通させる貫通部２８を一端に有するシリンダ２と、シリンダ２の貫通部２８の外側とピストンロッド２２の突出部分とに密着してピストンロッド２２の動作に追従するとともに貫通部２８とピストンロッド２２との間より流出する流体漏れを溜めるベローズ６３とを備えている。シリンダ２は斜板型のポンプ１が接続され、ポンプ１のシリンダ内のピストンが両端にばね受け部材を有するコイルばねにより斜板に向け突出付勢されている。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ピストンロッドを有するピストンと、前記ピストンロッドを貫通させる貫通部を一端に有し前記ピストンを往復自在に収納しかつ前記ピストンにより仕切られたシリンダ室を有し各シリンダ室に交互に加圧流体を圧送して前記ピストンを往復駆動可能にしたシリンダと、前記シリンダの前記貫通部の外側と前記ピストンロッドの突出部分とに密着して前記ピストンロッドの動作に追従するとともに前記貫通部と前記ピストンロッドとの間より流出する流体漏れを溜める袋状部材とを備えたシリンダ装置。
【請求項２】
前記シリンダ室は斜板型ポンプが接続され、前記ポンプはモータにより駆動される請求項１記載のシリンダ装置。
【請求項３】
前記斜板型ポンプは前記モータに連結される回転軸と、この回転軸に設けられ前記回転軸の回りに配設された複数のポンプ用シリンダと、前記ポンプ用シリンダの開口端より突出する各ピストンが摺接する斜板とを有し、前記ピストンを前記ポンプ用シリンダより進出付勢するコイルばねが前記ポンプ用シリンダ内の前記ピストンと前記ポンプ用シリンダの内端部との間にそれぞればね受け部材を介して介在された請求項２記載のシリンダ装置。
【請求項４】
前記袋状部材はベローズである請求項１、請求項２または請求項３記載のシリンダ装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、小型油圧ポンプ付シリンダ装置などの機械的動力を出力するシリンダ装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ポンプシリンダユニットとして、図１６に示すように、モータ２０６と、モータ２０６に連結された流体圧ポンプ例えば斜板型アキシャルポンプ２００と、このポンプ２００より流体を圧送されてピストン２０４を駆動するシリンダ２０１と、流体を溜めるタンク２０２を有するものがある。
【０００３】
モータ２０６を回転することにより、ポンプ２００の第１の流出入口より加圧流体をシリンダ２０１に圧送し、ピストン２０４を一方向に押動するとともに、シリンダ２０１内のピストン２０４の移動で押し出された流体はタンク２０２を介して第２の流出入口からポンプ２００に還流する。モータ２０６の回転方向を反対にすると流体圧ポンプ２００の第２の流出入口から加圧流体がシリンダ２０１に圧送され、ピストン２０４が反対方向に駆動され、同時にそのピストン２０４で押し出された流体はタンク２０２を介して第１の流出入口からポンプ２００に還流する。
【０００４】
なお、その他のシリンダ装置として例えば特許文献１に記載のものがある。
【特許文献１】特開２００１−３０４２０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、シリンダ２０１よりピストンロッド２０４を貫通突出させる貫通部２０５に連なるシリンダ室内の流体が加圧されているときは貫通部２０５と貫通部２０５を貫通するピストンロッド２０４との間の隙間から油が漏出するという課題があった。
【０００６】
また斜板型アキシャルポンプにおいては、ピストンを斜板に向けて突出付勢するコイルばねがピストンの往復動作に伴って座屈状に変形しばね機能を阻害することがあった。
【０００７】
したがって、この発明の目的は、貫通部とピストンロッドとの間の隙間からの油の漏出を防止することができ、また上記コイルばねの座屈状の変形を防止することができるシリンダ装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明のシリンダ装置は、ピストンロッドを有するピストンと、前記ピストンロッドを貫通させる貫通部を一端に有し前記ピストンを往復自在に収納しかつ前記ピストンにより仕切られたシリンダ室を有し各シリンダ室に交互に加圧流体を圧送して前記ピストンを往復駆動可能にしたシリンダと、前記シリンダの前記貫通部の外側と前記ピストンロッドの突出部分とに密着して前記ピストンロッドの動作に追従するとともに前記貫通部と前記ピストンロッドとの間より流出する流体漏れを溜める袋状部材とを備えたものである。
【０００９】
上記構成において、前記シリンダ室は斜板型アキシャルポンプが接続され、前記ポンプはモータにより駆動される。
【００１０】
上記構成において、前記斜板型ポンプは前記モータに連結される回転軸と、この回転軸に設けられ前記回転軸の回りに配設された複数のポンプ用シリンダと、前記ポンプ用シリンダの開口端より突出する各ピストンが摺接する斜板とを有し、前記ピストンを前記ポンプ用シリンダより進出付勢するコイルばねが前記ポンプ用シリンダ内の前記ピストンと前記ポンプ用シリンダの内端部との間にそれぞればね受け部材を介して介在されている。
【００１１】
上記構成において、前記袋状部材はベローズである。
【発明の効果】
【００１２】
この発明のシリンダ装置によれば、袋状部材で貫通部とピストンロッドとの間より流出する流体漏れを溜めるため、貫通部と貫通部を貫通するピストンロッドとの間の隙間から外部へ油が漏出するのを防止することができる。
【００１３】
また斜板型ポンプにおいて、コイルばねの両端をばね受け部材で支持しているため、コイルばねの片方にばね受け部材を設けないことによりコイルばねが座屈状に変形するおそれを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
この発明の一実施の形態を図１から図１５に示す。すなわち、この小型油圧ポンプ付シリンダ装置は、流体圧ポンプ１と、シリンダ２と、弁装置３と、タンク４を有する。
【００１５】
流体圧ポンプ１は、第１流出入口５および第２流出入口６を有し、その一方より流体を流入し他方より圧送するものである。この流体圧ポンプはモータ６０により正逆回転する斜板型アキシャルポンプであり、モータ６０の回転方向の切り替えにより第１流出入口５または第２流出入口６より選択的に流体を外部に圧送する。流体は例えば油を使用する。
【００１６】
実施の形態において、図２および図３に示すように、８はケース、９、１０はポンプシャフト７の軸受け、１１はポンプシャフト７の回りに一体に設けられた複数のポンプ用シリンダ、１２はシリンダ１１群に内挿されたピストンで、シリンダ１１の一端からばね１７により進出するように付勢されている。ばね１７は例えばコイルばねであり、その両端は図３に示すようにばね受け部材６１を介して一端がピストン１２の内端の凹部内に支持され、他端がシリンダ１１の内端部に支持されている。これにより、ばね受け部材６１が片方のみの場合に起こるばね１７の座屈状の変形を防止する。１３はピストン１２の先端に配置された斜板であり、ポンプシャフト７を貫通させる貫通孔１４を有し、一端がポンプシャフト７と直角な軸１８に連結されている。１５は斜板１３をシリンダ１１に対して所定の傾斜角と略垂直の姿勢とに弾性的に支持する移動自在な支持体であり、図１および図２では斜板１３を所定の傾斜角に支持している。ピストン１２の各先端はシュー１６を介して斜板１３に摺接している。シリンダ１１のピストン１２の突出方向と反対側はケース８の蓋部２０に回転自在に摺接する弁板１９に連結され、弁板１９に連通孔（図示せず）を形成している。弁板１９が摺接する蓋部２０の表面に連通孔に連通するように相対称に配置された同一曲率中心をもつ一対の同一半径の円弧状の溝を形成し、これらの溝の一方に第１流出入口５が連通し、他方に第２流出入口６が連通している。
【００１７】
したがって、一対の溝はポンプシャフト７の一回転において、ピストン１２が斜板１３を昇るときのシリンダ１１群と、ピストン１２が斜板１３を下るときのシリンダ１１群にそれぞれ連通する。図１の場合は、第１流出入口５が加圧流体として流出する吐出ポートとなり、第２流出入口６が流体の流入する吸入ポートとなる。上記と反対にポンプシャフト７を逆回転すると第１流出入口５が流体の流入となり、第２流出入口６が加圧流体の流出となる。また斜板１３が支持体１５の後退によりばね１７に押されて所定角の傾斜姿勢から略垂直姿勢になった場合には加圧流体の圧送量は少なくなりピストン２３を一定圧に保持する作用をする。
【００１８】
シリンダ２は、流体圧ポンプ１より圧送される加圧流体によりピストン２３を往復動作するものである。このシリンダ２はピストンロッド２２の一端部に設けたピストン２３を有し、ピストン２３を摺動自在に内挿したシリンダ部２４を有し、ピストン２３で仕切られたシリンダ部２４の一端側に第１通路２５を通して第１流出入口５が接続され、シリンダ部２４の他端側に第２通路２６を通して第２流出入口６が接続されて、流体の圧力によりピストン２３が駆動される。実施の形態において、２８はピストンロッド２２の他端側を貫通させる貫通部、２９はシリンダ部２４内のピストン２３によって仕切られた第１通路２５に連通する一方のシリンダ室、３０は第２通路２６に連通する他方のシリンダ室である。第１通路２５はシリンダ部２４を連結する連結体２７の通路２５ａに連通し、通路２５ａを通して第１流出入口５に連通している。第２通路２６はシリンダ部２４の壁厚内にシリンダ部２４の軸方向に形成された側路であり、連結体２７の通路２６に連通し、通路２６ａを通して第２流出入口６に連通している。
【００１９】
袋状部材６３は、シリンダ２の貫通部２８の外側とピストンロッド２２の突出部分とに密着してピストンロッド２２の動作に追従するとともに、貫通部２８とピストンロッド２２との間より流出する流体漏れを溜めるものである。実施の形態ではベローズを使用し、ピストンロッド２２の往復動作に応じて伸縮する。したがって、シリンダ室３０の流体圧すなわち油圧が高いとき貫通部２８とピストンロッド２２の隙間を通して油が流出しても袋状部材６３内に溜まり、シリンダ装置外部に落下することを防止できる。
【００２０】
弁装置３は、第１通路２５と第３の通路３３との間に介在された第１の弁３２を有し、第２通路２６と第３の通路３３との間に介在された第２の弁３４を有する。そして、第１の通路２５または第２の通路２６の流体が圧力状態のときその圧力状態にある第１の弁３２および第２の弁３４の一方が閉弁し、他方が開弁するように構成されている。すなわち、弁装置３の各弁３２、３４は相対向するように配設され、それぞればね３５により付勢されて閉弁する逆止弁であり、第１の弁３２と第２の弁３４は相対的に開閉するように相互に連結部３６により連結されている。したがって、第１通路２５の流体が加圧状態のときにその圧力により第１の弁３２が閉弁し、それによって第２の弁３４が開弁する。また第２通路２６の流体が加圧状態のときにその圧力により第２の弁３４が閉弁し、それによって第１の弁３２が開弁する。
【００２１】
実施の形態では、流体圧ポンプ１が連結体２７にシリンダ２と同じ側で平行となるように連結され、上記したように流体圧ポンプ１の第１流出入口５が通路２５ａに連通し、第２の流出入口６が通路２６ａに連通している。この結果、図１においては第１流出入口５から吐出される加圧状態の流体により弁装置の第１の弁３２が閉じ、第１の弁３２に連結部３６を介して押されて第２の弁が開く。これにより、加圧流体は第３の通路３３に流れ込むことなく第１通路２５より一方のシリンダ室２９に流入してピストン２３の押動を開始する。他方のシリンダ室３０の流体はピストン２３の動作によりピストン２３に押されて第２通路２６より通路２６ａを通して第２流出入口６および弁３４を介して第３の通路３３に流れ込む。４５は第３の通路３３に連通する連通路である。
【００２２】
なお、流体圧ポンプ１による流体圧が一定以上の過圧になると流体を吸入側に逃すための逃し弁６５、６６を設けている。これらはばね６７により付勢された逆止弁により構成されている。
【００２３】
タンク４は、流体を収容する流体溜めタンクであって、流体の量の変動を吸収するように内部を体積変化するため、ばね４１に支持された移動体４０を内装している。実施の形態では、タンク４はピストン２３の動作によりシリンダ２から流体圧ポンプ１に還流する流体を収容するもので、第３の通路３３に連通して弁装置３を介してシリンダ２内からピストン２３の動作により排出される余剰の流体を収容する。この場合、シリンダ室２９、３０は、ピストン２３が一方向または他方向に移動したときそれぞれ最大となるが、シリンダ室３０の最大体積はピストンロッド２２の体積分だけ、シリンダ室２９の最大体積よりも小さくなっている。このため、ピストン２３が一方向に移動したときと他方向に移動したときではタンク４内に溜まる流体量がピストンロッド２２の体積分の変動を生じる。このとき、移動体４０は、その流体の変動を吸収するようにタンク４内の体積を変化する。
【００２４】
実施の形態において、タンク４は円筒形であり、連結体２７のシリンダ２および流体圧ポンプ１と同じ側に取付けられている。図１では、ピストンロッド２２の位置しないシリンダ室２９の体積が最小の状態となる位置までピストン２３が位置しているため、タンク４内の流体量は最大であり、その圧力により移動体４０は最大移動してばね４１を圧縮している。
【００２５】
図１から図７は上記したようにモータ６０を例えば右回りに回転してシリンダ室２９に流体を圧入開始した正転状態であり、図８はそのピストン２３が図１の状態から流体に押圧されてシリンダ部２４の反対側に移動した状態である。このとき、シリンダ室２９は最大となりシリンダ室３０が最小となるが、シリンダ室２９にはピストンロッド２２がないので最も流体がシリンダ２に入り込むこととなる。すなわち、流体圧ポンプ１の第１流出入口５から吐出した流体は通路２５ａおよび第１通路２５を流れてシリンダ室２９に入り、ピストン２３を押動し、ピストン２３に押動されたシリンダ室３０の流体は第２通路２６、通路２６ａを通り第２流出入口６より流体圧ポンプ１の吸入過程にあるシリンダ１１に吸入され、ピストン２３の移動によりシリンダ室２９、３０がほぼ同体積になった位置を超えると不足分がタンク４より流れ込む。この結果、タンク４内では移動体４０がばね４１により復元し図８の状態に内部体積を最小にする。また袋状部材６３もピストンロッド２２の移動に合わせて伸長状態に追従する。
【００２６】
図８から図１１はモータ６０を逆回転してシリンダ室３０に流体を圧入開始した逆転状態であり、ピストン２３が図８の状態から流体に押圧されて図１に示すようにシリンダ部２４のもとの位置に移動し、ピストン２３により区切られたシリンダ室２９が最小でシリンダ室３０が最大となった状態である。このとき、流体圧ポンプ１１は第２流出入口６が吐出ポートとなり第１流出入口５が吸入ポートとなる。したがって、第２流出入口６に連通する通路２６ａが加圧状態となるので弁３４が押圧されて閉じ、第１流出入口５につながる通路２５ａは吸入側となるので弁３２が開くとともに、通路２６ａから第２通路２６を経てシリンダ室３０に流入し、ピストン２３を前記と反対方向に駆動する。これにより、シリンダ室２９より吐出される流体は通路２５から通路２５ａを通って第１の流出入口５より流体圧ポンプ１の吸入過程のシリンダ１１に吸入されるとともに、過剰分は弁３２を介してタンク４内に溜まり、図１の状態に至る。また袋状部材６３がピストンロッド２２の移動に合わせて図１の状態に収縮する。
【００２７】
図１２および図１３は、図８のピストンロッド２２が突出するように進出し停止した状態である。流体圧の圧力を一定に保つため支持体１５を調整して斜板１３をピストン２３を駆動するための傾斜姿勢から略垂直姿勢にし、ピストン２３が進出した状態で停止した後もモータ６０が同方向に回転している。この結果、ピストンロッド２２はシリンダ２から突出しかつ流体圧によって進出した状態が保持される。このときポンプ１による過圧は逃し弁６５が開き流体がタンク２および流出入口６に流れることにより吸収している。
【００２８】
図１４および図１５は、モータ６０の逆転によりピストンロッド２２が図１の状態に後退し、かつ流体圧の圧力を一定に保つためモータ６０の回転を維持したまま支持体１５を調整して斜板１３をピストン２３を駆動するための傾斜から略垂直姿勢にした状態である。この結果、ピストンロッド２２はシリンダ２から進出しかつ流体圧によってその後退した状態が保持される。このときポンプ１による過圧は逃し弁６６が開き流体がタンク２および流出入口５に流れることにより吸収している。
【００２９】
なお、支持体１５の移動調整は制御手段により行うが、斜板１３の傾斜姿勢から略垂直姿勢のための移動はピストン２３の二方向の移動の終端付近を検出して行うことができ、ピストン２３を起動する際に傾斜姿勢に移動させるようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】この発明の一実施の形態のピストンロッドの進出開始時の断面図である。
【図２】そのＥ−Ｅ線拡大断面図である。
【図３】この発明の一実施の形態のピストンロッドの進出動作の断面図である。
【図４】図１のＤ−Ｄ線断面図である。
【図５】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図６】そのＢ−Ｂ線拡大断面図である。
【図７】そのＣ−Ｃ線拡大断面図である。
【図８】ピストンロッドの進出状態の断面図である。
【図９】そのＣ−Ｃ線拡大断面図である。
【図１０】図８のＤ−Ｄ線拡大断面図である。
【図１１】図８のＥ−Ｅ線拡大断面図である。
【図１２】ピストンロッドの進出状態で斜板を垂直姿勢にした状態の断面図である。
【図１３】そのＣ−Ｃ線拡大断面図である。
【図１４】ピストンロッドの後退状態で斜板を垂直姿勢にした状態の断面図である。
【図１５】そのＣ−Ｃ線拡大断面図である。
【図１６】従来例の断面図である。
【符号の説明】
【００３１】
１  流体圧ポンプ
２  シリンダ
３  弁装置
４  タンク
７  回転軸
１１  ポンプ用シリンダ
１３  斜板
１７  コイルばね
２２  ピストンロッド
２３  ピストン
２８  貫通部
２９  シリンダ室
３０  シリンダ室
６０  モータ
６１  ばね受け部材
６３  袋状部材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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