JP2701906B2 - ロック可能な液圧シリンダ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、シリンダチューブと、少なくとも１の圧力
ポートと、シリンダチューブ内にシールされて移動可能
に配置された作動ピストンと、液圧作動されてロック部
材を作動させるロックピストンとを備えるロック可能な
液圧シリンダに関する。

このような液圧シリンダは、当該技術分野で一般的に
用いられており、特に、ロック位置では圧力媒体の支援
がなくても大きな力で確実に保持することができる。こ
のようなピストン−シリンダ組立体は、ドイツ特許出願
公開公報第3143040号に記載されており、これには、作
動ピストンの移動方向に対して垂直に移動可能でかつピ
ストンロッドの凹部内に移動可能なロックピストンが設
けられている。このロック機構は、大きなスペースを必
要とすると共に、作動ピストンとロックピストンとの間
に圧力流体接続部を追加する必要がある。ドイツ特許出
願公開公報第3540227号には、自己ロック型でかつ復動
型の作動シリンダが記載されており、これには、差動ピ
ストンがその外径部をハウジング内で軸軸方向に摺動可
能に収容され、その内側チャンネル部をハウジングに設
けられたブッシュで支えられ、ロックボールを作動する
ロックピストンがこの差動ピストンとブッシュとで支え
られる。３つの部材がこの作動シリンダのハウジング内
を相互に移動し、このため、比較的複雑な構造となる。
更に、差動ピストン内に圧力流体接続部が必要であり、
これにより、製造工程が複雑となり、コスト高となる。

したがって、本発明の目的は、作動シリンダ内に一体
化され、相互に移動可能な少数の簡単な構造部材を有す
る液圧シリンダを提供することにある。これは、非常に
長いストロークの得られる非常に小さなピストンロッド
および小径のピストンの使用を可能とするものである。

この目的を達成する本発明の液圧シリンダは、少くと
も１の圧力ポートを有するシリンダチューブと、シリン
ダチューブ内をシールされた状態で移動可能な作動ピス
トンと、液圧作動可能なロックピストンと、このロック
ピストンにより凹部に係合されるロック部材とを備え、
このロックピストンは、シールされた状態で圧力ポート
の圧力にしたがって案内され、かつ、圧力ポートに挿通
する入口室の圧力に対抗してロック位置の方向に予荷重
で付勢され、このロックピストンはテーパ部を備え、前
記ロック部材に係合可能な半径方向の凹部は、前記シリ
ンダチューブとこのシリンダチューブに強固に連結され
た部材との一方と、前記作動ピストンとに設けられるロ
ック可能な液圧シリンダであって、前記ロックピストン
は、盲穴内を案内されかつ予荷重で付勢され、ロック位
置のロック部材に、半径方向外方に向く力を作用させ、
この外方に向く力は、テーパ部を円錐状面で形成される
ことを特徴とする。

このロック可能な液圧シリンダによると、圧力ポート
に連通する入口室の圧力が低下すると、ロックピストン
が予荷重による付勢力でロック位置に向けて移動され
る。液圧シリンダがどのような方向に配置されている場
合でも、このロックピストンのテーパ部が円錐状面を介
してロック部材に半径方向外方に向く力を作用させ、シ
リンダチューブあるいはこのシリンダチューブに強固に
連結された部材に設けられた凹部と作動ピストンに設け
られた凹部とに滑らかにかつ確実に係合させ、作動ピス
トンをシリンダチューブに対してロックする。そして、
圧力ポートの圧力が上昇し、入口室内の圧力が予荷重に
よる付勢力よりも大きくなると、ロックピストンが移動
される。これにより、ロック部材は、半径方向外方の力
を解除され、作動ピストンのロックを解除する。

したがって、本発明のロック可能な液圧シリンダは、
ロックピストンのテーパ部がロック部材に半径方向外方
に向く力を作用させるため、多くのロック部材を必要と
せず、ピストンロッドおよびピストンを小径に形成しか
つ簡単な構造に形成できる。

ロックピストンのテーパ部は、ロックピストンの入口
側端部に配置され、入口室の方向に縮径されることが好
ましい。

また、ロックピストンは、シリンダチューブの底部の
部分内を案内され、この底部の部分は、リセットリング
で半径方向を囲まれ、このリセットリングは所定限度内
で移動可能で、リセットばねにより付勢されるのが好ま
しい。

ロック解除位置で、ロック部材は、予荷重により、半
径方向内方に向く力を受け、この内方に向く力は、作動
ピストンの凹部の縁部およびロックピストンの移動方向
に対してほぼ横方向に延びかつこのロックピストン上に
配置される面により、ロック部材上に作用する傾動トル
ク形成されることが好ましい。

更に、ロック位置で、入口室内に突出するロックピス
トンの端部は、偏向ブッシュ内に延び、この偏向ブッシ
ュは傾斜した面取り部を設けられ、この面取り部はロッ
ク部材に外向きに作用することが好ましい。

ロック部材は、ボールとして形成されるのが好まし
い。

両端部位置でロック可能な作動シリンダを形成するた
めには、ロックユニットが、作動ピストンおよびシリン
ダチューブの両端面に、半径方向面に対して対称的に設
けられることが好ましい。

本発明の他の特徴および機能は、本発明の好ましい３
つの実施例に関する以下の説明から明らかとなる。

図中、 第１図は、第１実施例を示し、 第２図は、ロック状態における本発明の第２実施例を
示し、 第３図は、第２図の実施例のロック解除状態を示し、 第４図は、本発明の第３実施例を示す。

全図を通じて、対応する部分には、同じ参照符号を付
してある。

第１図に示す液圧シリンダは、シリンダチューブ１を
備える。このシリンダチューブ１はシリンダ底部２にね
じ込まれ、作動ピストン３を軸方向に摺動自在に案内す
る。この作動ピストン３とシリンダチューブ１との間
は、リングシール4,5でシールされている。シリンダ底
部２には、圧液源に接続可能な圧力ポート７が設けられ
ており、この圧力ポート７は、同様にシリンダ底部２に
形成された入口室８に連通する。入口室８に面する作動
ピストン３の端面には、盲穴13が形成されており、この
盲穴13内には、軸方向に摺動自在な段付き構造のロック
ピストン６が配置されており、このロックピストン６
は、入口室８の方向に向けて、ばね14の予荷重で付勢さ
れている。このため、ばね14は、一端が盲穴13の底部で
支持され、他端がロックピストン６内に形成された他の
盲穴16で支持されている。このロックピストン６は、リ
ングシール17によってシールされており、このリングシ
ール17は、作動ピストン３あるいはロックピストン６に
形成される環状溝内に配置される。

入口室８に近接した作動ピストン３の端部には、その
周部に３つの半径方向貫通孔15が設けられており、各貫
通孔15内には、ボール状のロック部材10が半径方向に案
内されている。図示されたロック位置では、ロック部材
10は、ばね14の付勢力とロックピストン６のテーパ部を
形成する円錐状面19との関係により、シリンダ底部２に
環状溝として形成された凹部11内で半径方向外方に付勢
される。ロック部材10の一部はそれぞれ作動ピストン３
から突出し、この作動ピストン３から突出したロック部
材10の部分が、ストッパ12と協働して、作動ピストン３
の軸方向の移動を阻止する。

一方、圧力ポート７及び入口室８を通じて加圧するこ
とにより、作動ピストン３を移動する場合は、上述のロ
ック機構が自動的に解除される。液圧により、段付きピ
ストン６は、ばね14の付勢力に抗して、作動ピストン３
の盲穴13内に摺動しつつ侵入する。入口室に面するロッ
クピストン６の段部がそれぞれテーパ状に縮径している
ため、ロック部材10は、半径方向内方に移動可能であ
り、したがって、ピストン底部２におけるロックが解除
される。作動ピストン３がシリンダチューブ１内を移動
するときに、ロック部材10は、ばね14の残留する過剰分
の付勢力とロックピストンのテーパ部を形成する第２円
錐状面20との関係で形成される小さな半径方向の力成分
により、シリンダチューブ１の内壁に付勢される。

作動ピストン３のリセットは、例えば、入口室８とは
反対側で作動ピストン３の他端側に配置された作動室を
通じて液圧的に行うか、あるいは、作動ピストン３にね
じ込まれたピストンロッド21を介して機械的に行うこと
ができる。

第１図に関連した上述の説明が、第２図および第３図
に示す実施例にも同様にあてはまる。以下、第１図の実
施例と相違する部分のみを説明する。

ロック部材に作用させるため、段付き構造のロックピ
ストン６は、ピストン部25を備えており、このピストン
部25は、極めて僅かに傾斜した円錐状あるいは円筒状に
形成され、このピストン部に近接して円筒状部26が設け
られる。これにより、第３図に示すロック解除状態で
は、ロック部材10に半径方向外方の力が作用しない。こ
の結果、ロック解除状態では、ばね14の付勢力により、
作動ピストン３あるいはロックピストン６上で、これら
の縁部27,28間にロック部材10が挟持され、この挟持さ
れた係合位置に保持される。

すなわち、作動ピストン３がシリンダチューブ１内を
移動するときに、シリンダチューブの内壁とロック部材
10とが接触せず、これにより、シリンダチューブ１の内
面に、例えば、硬化、窒化、又は、鍍金等の特別な処理
を施す必要がなくなる。

ロック位置に達したときに、この係合状態からロック
部材10を解放するため、入口室８の領域のシリンダ底部
２には、偏向ブッシュ29が取付けられている。この偏向
ブッシュ29は、その作動ピストン３に近接した端面に傾
斜した面取り部30を有し、この面取り部30は、その外周
面に形成されている。ロック位置に達したときに、ロッ
クピストン６の円筒状部26は、偏向ブッシュ29内に移動
し、そして、ロック部材10は、傾斜した面取り部30によ
って、半径方向外方に移動される。作動ピストン３をロ
ック位置から最適に加圧するため、偏向ブッシュ29の周
部に沿って複数の半径方向通路31が設けられている。

第４図の実施例では、ロック部材10は、作動ピストン
３と共に軸方向に移動することがないように、配置され
ている。シール42でシールされた段付き構造のロックピ
ストン６は、ねじ43でシリンダ底部２に把持された挿入
シリンダ41内に、軸方向に摺動自在に収容されている。
このため、シリンダ底部２には、段付き構造の軸方向貫
通孔が形成されている。リングシール44が、挿入シリン
ダ41の環状溝内に配置されている。ロック状態では、第
４図に示すように、挿入シリンダ41は、圧力ポート７に
近接する作動シリンダ３の端面に形成された凹部45内に
突入する。この凹部45には、半径方向のアンダーカット
部が形成されており、作動ピストン３をロックするため
に、ロック部材10がこのアンダーカット部内に移動でき
る。このため、ロック部材10は、ロックピストン６に作
用する圧縮ばね48と協働するロックピストン６の円錐状
面46により、半径方向外方に付勢される。

作動ピストン３のロック解除は、圧力ポート７内に圧
力を供給することによって行うことができ、圧力ポート
内の圧力は、挿入シリンダ41の半径方向延長部内のダク
ト49を通じて作動室50に伝達され、この作動室から、作
動ピストン３の半径方向通路51を通じて伝達される。圧
力を供給すると、ロックピストン６が移動し、圧縮ばね
48の付勢力に抗して挿入シリンダ41内に移動される。作
動ピストン３上の半径方向内方に向く突起部53の面取り
部52により、ロック部材10は、ロックピストン６の第２
の段部を形成する円筒状部47に当接るるまで、半径方向
内方に移動される。加圧により、作動ピストン３は圧力
ポート７から離隔する方向に移動され、これと同時に、
挿入シリンダ41を半径方向から囲みかつリセットばね55
で付勢されたリセットリング54は、このリセットリング
54のストッパ56が挿入シリンダ41の段部57に当接するま
で、作動ピストン３に追従して移動する。このリセット
ばね55は、ダクト49が設けられた挿入シリンダ41の半径
方向延長部と、リセットリング54の外側段部49とで支え
られている。リセットばね55により可能とされるリセッ
トリング54の可動距離は、ロック部材10を案内する凹部
58を軸方向にのり越えるような寸法に設定される。これ
により、ロック部材10は凹部58から落下しないように保
持される。

作動ピストン３がロック位置の方向に復帰するとき、
リセットリング54は、作動ピストン３の端面により、リ
セットばね55の力に抗して移動される。突出部53が挿入
シリンダ41の凹部58をのり越えると、ロック部材10は、
作動ピストン３の方向に移動する付勢された段付きピス
トン６により、半径方向外方外側に作用される。これに
より、作動ピストン３が再度ロックされる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ノワック レインハルド ドイツ連邦共和国 5962 ドロルシエイ ゲン，ゲルミングハウザー・ベグ ３ (72)発明者 リンケ，ジユルゲン ドイツ連邦共和国 5275 ベルグニユス タッド，ダンズィゲル・シュトラーセ 20 (72)発明者 ジエツセ レイナー ドイツ連邦共和国 5275 ベルグニユス タッド，ニステンベルグシュトラーセ 35 (72)発明者 ネルゲル，ウブ ドイツ連邦共和国 7032 シンデルフイ ンゲン，ウーランドシュトラーセ 45 (72)発明者 フレイシユ，ユーゲン ドイツ連邦共和国 7407 ロッテンバー グ ３ ウェインガルテンシュトラーセ ３ (72)発明者 シイーレ，ピーター ドイツ連邦共和国 7032 シンデルフイ ンゲン，テッシンネル・シュトラーセ 13 (72)発明者 ニユーセル，ゲルハルド ドイツ連邦共和国 7031 エイドリンゲ ン，ランドハウスシュトラーセ 13 (56)参考文献 実開 昭53−21288（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−122404（ＪＰ，Ｕ) 実公 昭56−18730（ＪＰ，Ｙ２) 米国特許4586425（ＵＳ，Ａ) 米国特許2887991（ＵＳ，Ａ)

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少くとも１の圧力ポート（７）を有するシ
   リンダチューブ（１）と、このシリンダチューブ（１）
   内をシールされた状態で移動可能な作動ピストン（３）
   と、液圧作動可能なロックピストン（６）と、このロッ
   クピストンにより凹部（11,15,45,58）に係合されるロ
   ック部材（10）とを備え、このロックピストン（６）
   は、シールされた状態で圧力ポートの圧力にしたがって
   案内され、かつ、圧力ポート（７）に挿通する入口室
   （8,45）の圧力に対抗してロック位置の方向に予荷重で
   付勢され、このロックピストン（６）はテーパ部（19,2
   0,25,46）を備え、前記ロック部材（10）に係合可能な
   半径方向凹部（11,15,45,58）は、前記シリンダチュー
   ブ（１）とこのシリンダチューブに強固に連結された部
   材との一方と、前記作動ピストン（３）とに設けられる
   ロック可能な液圧シリンダであって、 前記ロックピストン（６）は、盲穴（13）内を案内され
   かつ予荷重で付勢され、ロック位置のロック部材（10）
   に、半径方向外方に向く力を作用させ、この外方に向く
   力は、テーパ部（19,20,25,46）の円錐状面（19,51）で
   形成されることを特徴とする液圧シリンダ。
2. 【請求項２】テーパ部（19,25）は、ロックピストン
   （６）の入口側端部に配置され、入口室（８）の方向に
   縮径されることを特徴とする請求項１に記載の液圧シリ
   ンダ。
3. 【請求項３】前記ロックピストン（６）は、シリンダチ
   ューブ（１）の底部（２）の部分（41）内を案内され、
   この底部（２）の部分（41）は、リセットリング（54）
   で半径方向を囲まれ、このリセットリングは所定限度内
   で移動可能で、リセットばね（55）により付勢されるこ
   とを特徴とする請求項１に記載の液圧シリンダ。
4. 【請求項４】ロック解除位置で、ロック部材（10）は、
   予荷重により、半径方向内方に向く力を受け、この内方
   に向く力は、作動ピストンの凹部（15）の縁部およびロ
   ックピストン（６）の移動方向に対してほぼ横方向に延
   びかつこのロックピストン上に配置される面（28）によ
   り、ロック部材（10）上に作用する傾斜トルクで与えら
   れることを特徴とする請求項１から３のいずれか１に記
   載の液圧シリンダ。
5. 【請求項５】ロック位置で、入口チャンバ（８）内に突
   出するロックピストン（６）の端部は、偏向ブッシュ
   （29）内に延び、この偏向ブッシュは傾斜した面取り部
   （30）を設けられ、この面取り部はロック部材（10）に
   外向きに作用することを特徴とする請求項４に記載の液
   圧シリンダ。
6. 【請求項６】ロック部材（10）は、ボールとして形成さ
   れていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１
   に記載の液圧シリンダ。
7. 【請求項７】ロックユニットが、作動ピストン（３）お
   よびシリンダチューブ（１）の両端面に、半径方向面に
   対して対称的に設けられることを特徴とする請求項１か
   ら６のいずれか１に記載の液圧シリンダ。