JP2013228036A

JP2013228036A - 流体圧アクチュエータ

Info

Publication number: JP2013228036A
Application number: JP2012100170A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Yonehara; 康裕米原; Eishin Noguchi; 恵伸野口
Original assignee: KYB Corp
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 2012-04-25
Filing date: 2012-04-25
Publication date: 2013-11-07

Abstract

【課題】小型化を実現できる流体圧アクチュエータを提供する。
【解決手段】流体圧アクチュエータ１００は、シリンダ１０内に設けられる一端側流体室３０、他端側流体室４０、及び収容室５０と、一端側流体３０室を第１流体室３１と第２流体室３２とに画成する第１ピストン１１と、第１ピストン１１が連結されシリンダ１０の一端から外部へ突出する第１ピストンロッド１１Ａと、他端側流体室４０を第３流体室４１と第４流体室４２とに画成する第２ピストン１２と、第２ピストン１２が連結されシリンダ１０の他端から外部へ突出する第２ピストンロッド１２Ａと、第１流体室３１と第４流体室４２を接続する接続通路６０と、収容室５０内に設けられ第２流体室３２及び第３流体室４１の流体圧を制御する流体圧供給源７０と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、作動流体の流体圧に基づいて動作する流体圧アクチュエータに関する。

特許文献１には、シリンダの両端を貫通するピストンロッドと、当該ピストンロッドの略中央に固定されるとともに、シリンダ内に摺動自在に設けられるピストンと、を備える電動油圧アクチュエータが開示されている。

この電動油圧アクチュエータでは、シリンダ内の作動油圧に基づいてピストン及びピストンロッドが移動すると、ピストンロッドの両端部は同じ方向に変位する。また、電動油圧アクチュエータは、ピストンロッドの一端の変位を検出する位置検出器の信号に基づいてピストンロッドの他端に設けられた制御対象の位置をフィードバック制御するように構成されている。

特開平８−３２６７０５号公報

しかしながら、特許文献１に記載の電動油圧アクチュエータでは、シリンダ内の作動油の給排を、外部に設置した油圧ポンプ及び電動機を用いて行っている。そのため、これら油圧供給源を含めた電動油圧アクチュエータが大型化してしまうという問題がある。

そこで、本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、小型化を実現できる流体圧アクチュエータを提供することを目的とする。

本発明に係る流体圧アクチュエータは、シリンダと、前記シリンダ内に設けられ、作動流体で満たされる一端側流体室及び他端側流体室と、前記一端側流体室と前記他端側流体室の間に位置する収容室と、前記一端側流体室内において前記シリンダに対して摺動自在に設けられ、前記一端側流体室を前記シリンダ端側の第１流体室と前記収容室側の第２流体室とに画成する第１ピストンと、前記第１ピストンが連結され、前記シリンダの一端から外部へ突出する第１ピストンロッドと、前記他端側流体室内において前記シリンダに対して摺動自在に設けられ、前記他端側流体室を前記収容室側の第３流体室と前記シリンダ端側の第４流体室とに画成する第２ピストンと、前記第２ピストンが連結され、前記シリンダの他端から外部へ突出する第２ピストンロッドと、前記第１流体室と前記第４流体室を接続する接続通路と、前記収容室内に設けられ、前記第２流体室及び前記第３流体室内の流体圧を制御する流体圧供給源と、を備える。

本発明では、シリンダ内を第１ピストンを収容する一端側流体室と、第２ピストンを収容する他端側流体室と、両流体室の間に位置する収容室とに画成し、一端側流体室の第２流体室及び他端側流体室の第３流体室の流体圧を制御するための流体圧供給源を収容室内に設けるので、流体圧供給源を含むアクチュエータを小型化することが可能となる。

本発明の実施形態によるアクチュエータの概略構成図である。

図１を参照して、本発明の実施形態によるアクチュエータ１００の構成について説明する。

アクチュエータ１００は、シリンダ１０内の作動油（作動流体）の油圧（流体圧）に基づいて動作する油圧アクチュエータ（流体圧アクチュエータ）である。

シリンダ１０は、円筒状部材であって、アクチュエータ１００が搭載される機器等の所定位置に固定される。このシリンダ１０内には、一対の仕切壁２０が設けられる。一対の仕切壁２０により、シリンダ１０の内部空間は、一端側油室３０、他端側油室４０、及び両油室３０，４０の間に位置する収容室５０の３つの空間に隔てられる。収容室５０は空気室として構成されており、一端側油室３０及び他端側油室４０は作動油が満たされた油室として構成されている。

一端側油室３０内には、第１ピストンロッド１１Ａの先端に連結された第１ピストン１１が収容されている。第１ピストン１１は、シリンダ１０に対して摺動自在に設けられる。第１ピストン１１により、一端側油室３０は、シリンダ１０の一端側の第１油室３１と、収容室５０側の第２油室３２とに画成される。

第１ピストンロッド１１Ａは、シリンダ軸方向に延設されており、シリンダ１０の一端から外部へ突出している。シリンダ１０の外側に位置する第１ピストンロッド１１Ａの端部には、図示しない制御対象が連結される。

一方、他端側油室４０内には、第２ピストンロッド１２Ａの先端に連結された第２ピストン１２が収容されている。第２ピストン１２は、シリンダ１０に対して摺動自在に設けられる。第２ピストン１２により、他端側油室４０は、収容室５０側の第３油室４１と、シリンダ１０の他端側の第４油室４２とに画成される。

第２ピストンロッド１２Ａは、シリンダ軸方向に延設されており、シリンダ１０の他端から外部へ突出している。シリンダ１０の外側に位置する第２ピストンロッド１２Ａの端部には、図示しない制御対象が連結される。

一端側油室３０の第１油室３１と他端側油室４０の第４油室４２とは、接続通路６０を通じて接続されている。接続通路６０は、シリンダ１０のシリンダ壁（側壁）に外側から取り付けられる配管として構成してもよいし、シリンダ１０のシリンダ壁内に形成される流路として構成してもよい。接続通路６０をシリンダ壁内に形成する場合には、アクチュエータ１００の大型化を抑制できる。

収容室５０内には、一端側油室３０の第２油室３２及び他端側油室４０の第３油室４１の作動油を給排する油圧供給源７０が収容される。油圧供給源７０は、第２油室３２及び第３油室４１の作動油を給排することで、第２油室３２及び第３油室４１内の油圧を制御する。

油圧供給源７０は、第２油室３２と第３油室４１を連通する連通路７１と、連通路７１の途中に設置されるポンプ７２と、ポンプ７２を駆動する電動機７３と、を備える。

連通路７１は、仕切壁２０，２０間にわたって設けられる配管である。連通路７１の一方の開口端は第２油室３２に臨むように第２油室３２側の仕切壁２０に取り付けられ、連通路７１の他方の開口端は第３油室４１に臨むように第３油室４１側の仕切壁２０に取り付けられる。

ポンプ７２は、第２油室３２側又は第３油室４１側に作動油を吐出可能な双方向吐出型のポンプである。ポンプ７２には、小型のギヤポンプや斜板型ピストンポンプ等が使用される。

電動機７３は小型モータであって、電動機７３の出力軸はポンプ７２に連結されている。電動機７３には、配線７３Ａが接続されている。この配線７３Ａは、シリンダ１０のシリンダ壁に形成された貫通孔を介してアクチュエータ１００の外部に引き出され、図示しないコントローラに接続されている。電動機７３の動作は、コントローラによって制御される。

次に、アクチュエータ１００の動作について説明する。

第１ピストンロッド１１Ａ及び第２ピストンロッド１２Ａの制御対象を図１において左方向に移動させる場合には、電動機７３が正回転駆動される。電動機７３により駆動されるポンプ７２は、連通路７１を通じて第３油室４１の作動油を吸込み、吸込んだ作動油を連通路７１を通じて第２油室３２に供給する。このように作動油が供給されると、第２油室３２内の油圧が高くなり、第１ピストン１１が左方向に移動し、第２油室３２が拡大するとともに第１油室３１が縮小する。縮小する第１油室３１内の作動油は、接続通路６０を通じて第４油室４２に供給され、第４油室４２内の油圧が高くなる。これにより、第２ピストン１２が左方向に移動し、第４油室４２が拡大するとともに第３油室４１が縮小する。

第１ピストン１１及び第２ピストン１２の移動に伴って、第１ピストンロッド１１Ａ及び第２ピストンロッド１２Ａは左方向に移動し、各ピストンロッド１１Ａ，１２Ａに設けられた制御対象が左方向に移動する。なお、アクチュエータ１００では、第１ピストン１１及び第２ピストン１２は同形状に形成されており、第１ピストンロッド１１Ａ及び第２ピストンロッド１２Ａも同形状に形成されているので、各ピストンロッド１１Ａ，１２Ａの移動による各制御対象の変位量は等しくなる。

第１ピストンロッド１１Ａ及び第２ピストンロッド１２Ａの制御対象を図１において右方向に移動させる場合には、電動機７３が逆回転駆動される。電動機７３により駆動されるポンプ７２は、連通路７１を通じて第２油室３２の作動油を吸込み、吸込んだ作動油を連通路７１を通じて第３油室４１に供給する。このように作動油が供給されると、第３油室４１内の油圧が高くなり、第２ピストン１２が右方向に移動し、第３油室４１が拡大するとともに第４油室４２が縮小する。縮小する第４油室４２内の作動油は、接続通路６０を通じて第１油室３１に供給され、第１油室３１内の油圧が高くなる。これにより、第１ピストン１１が右方向に移動し、第１油室３１が拡大するとともに第２油室３２が縮小する。

第１ピストン１１及び第２ピストン１２の移動に伴って、第１ピストンロッド１１Ａ及び第２ピストンロッド１２Ａは右方向に移動し、各ピストンロッド１１Ａ，１２Ａに設けられた制御対象が右方向に移動する。

上記した本実施形態のアクチュエータ１００によれば、以下の効果を奏することができる。

アクチュエータ１００では、シリンダ１０内が一端側油室３０、他端側油室４０、及び両油室３０，４０の間に位置する収容室５０に画成され、一端側油室３０の第２油室３２及び他端側油室４０の第３油室４１の油圧を制御するための油圧供給源７０が収容室５０内に設けられる。このようにアクチュエータ１００のシリンダ１０内に油圧供給源７０を内蔵することで、油圧供給源７０を含むアクチュエータ１００を小型化することができる。

また、油圧供給源７０は、第２油室３２と第３油室４１を連通する連通路７１と、連通路７１に設置されるポンプ７２と、ポンプ７２を駆動する電動機７３とから構成されているので、従来と同様に応答性のよいアクチュエータ１００を実現することができる。

さらに、第１油室３１及び第４油室４２を接続する接続通路６０をシリンダ１０のシリンダ壁内に形成することで、アクチュエータ１００をより小型化することが可能となる。

本発明は上記の実施形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなし得ることは明白である。

本実施形態のアクチュエータ１００は、第１ピストンロッド１１Ａ及び第２ピストンロッド１２Ａの各端部に連結された制御対象を駆動するように構成したが、この構成に限られるものではない。アクチュエータ１００は、第２ピストンロッド１２Ａの端部の位置を検出する位置検出器を備え、位置検出器の検出信号に基づいて第１ピストンロッド１１Ａの端部に設けられた制御対象の位置をフィードバック制御するように構成してもよい。

また、本実施形態のアクチュエータ１００では、作動油を作動流体として使用しているが、作動油の代わりに水溶性の代替液等を使用してもよい。

１００アクチュエータ
１０シリンダ
１１第１ピストン
１１Ａ第１ピストンロッド
１２第２ピストン
１２Ａ第２ピストンロッド
２０仕切壁
３０一端側油室
３１第１油室
３２第２油室
４０他端側油室
４１第３油室
４２第４油室
５０収容室
６０接続通路
７０油圧供給源
７１連通路
７２ポンプ
７３電動機

Claims

シリンダと、
前記シリンダ内に設けられ、作動流体で満たされる一端側流体室及び他端側流体室と、前記一端側流体室と前記他端側流体室の間に位置する収容室と、
前記一端側流体室内において前記シリンダに対して摺動自在に設けられ、前記一端側流体室を前記シリンダ端側の第１流体室と前記収容室側の第２流体室とに画成する第１ピストンと、
前記第１ピストンが連結され、前記シリンダの一端から外部へ突出する第１ピストンロッドと、
前記他端側流体室内において前記シリンダに対して摺動自在に設けられ、前記他端側流体室を前記収容室側の第３流体室と前記シリンダ端側の第４流体室とに画成する第２ピストンと、
前記第２ピストンが連結され、前記シリンダの他端から外部へ突出する第２ピストンロッドと、
前記第１流体室と前記第４流体室を接続する接続通路と、
前記収容室内に設けられ、前記第２流体室及び前記第３流体室内の流体圧を制御する流体圧供給源と、を備える流体圧アクチュエータ。
前記収容室は、前記シリンダ内に設けられる一対の仕切壁により画成され、
前記流体圧供給源は、
前記仕切壁間において前記第２流体室と前記第３流体室を連通するように設けられる連通路と、
前記連通路に設置され、前記第２流体室又は前記第３流体室に作動流体を供給するポンプと、
前記ポンプを駆動する電動機と、を備えることを特徴とする請求項１に記載の流体圧アクチュエータ。
前記接続通路は、前記シリンダのシリンダ壁内に形成されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の流体圧アクチュエータ。