JP4115918B2 - 油圧シリンダ - Google Patents

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Description

この発明は、パワーショベル等の土木建設機械、あるいは油圧により駆動される機器に使用される油圧シリンダに関し、特に衝撃吸収機能を有する油圧シリンダの改良に関する。
従来から、パワーショベル等の各種土木建設機械には、バケット等の作業機を駆動するために油圧シリンダが使用されている。
この油圧シリンダは、作動油の油圧によりシリンダ内を直線往復運動するシリンダロッドを具えている。
このシリンダロッドは一端にシリンダ内に嵌挿するシリンダピストンを具えており、このシリンダピストンによりシリンダ内は二つのシリンダ室に画成されている。
そして、その二つに画成されたシリンダ室のうち一方のシリンダ室へ作動油を圧送することによりシリンダロッドを例えば伸びる方向へ直線移動させ、また他方のシリンダ室へ作動油を圧送することによりシリンダロッドを例えば縮む方向へ直線移動させ、これによりシリンダロッドの先端に連接されたバケット等の作業機を駆動操作する。
一方、油圧シリンダでは、作業機の動きを制御するため、シリンダ室への作動油の圧送を制御バルブにより停止させ、これによりシリンダロッドの直線運動を一時停止させる場合がある。
その場合、シリンダ室への作動油の圧送を急停止させると、シリンダ室内に滞留する作動油がシリンダピストンの慣性力により圧縮されるが、作動油の非圧縮性により当該シリンダ室内に滞留する作動油が大きな抵抗となり、そのためシリンダロッドが急停止し、シリンダそのものに大きな衝撃が発生し、油圧シリンダを使用する機器の振動や、騒音が大きくなる難点がある。
一方、従来では、
特開昭４９−１０４０７５号で示すように、シリンダロッド内にアキュームレータピストンとこれを支承するコイルバネとからなる衝撃吸収機能付きアキュームレータを配設し、さらにこのアキュームレータピストンの両側面をそれぞれ対応する一方と他方のシリンダ室にそれぞれ常時連通させるようにしたものが提案されている。
このような特開昭４９−１０４０７５号に開示された油圧シリンダによると、シリンダロッドの運動を停止させるべく、シリンダ室への作動油の圧送を急停止させると、シリンダ室内に滞留する作動油はシリンダロッドに連設されたシリンダピストンの慣性力により圧縮されるが、このシリンダ室内で圧縮される作動油の一部はアキュームレータピストン側へ逃げ、さらにこの逃げた作動油の圧力により当該アキュームレータピストンを介してコイルバネを押圧して伸縮させる。すると、逃げた作動油の油圧により伸縮するコイルバネのダンパー機能によりシリンダ室内の作動油の圧力がコイルバネの圧力とつり合う圧力まで漸次吸収され、このためシリンダに発生する衝撃が可及的に減少する。
ところで、特開昭４９−１０４０７５号に記載されたシリンダロッド内に衝撃吸収機能を有するアキュームレータを配設した従来の油圧シリンダでは、このアキュームレータがアキュームレータピストンとこれを支持するコイルバネとからなり、さらにこのアキュームレータピストンの両側面は対応する一方と他方のシリンダ室に油路を介し常時連通させる構造であるから、上述した油圧シリンダには衝撃吸収機能が常時作用する。
このため上述した油圧シリンダでは、作業機を所定位置に迅速に位置決め停止させるべく、シリンダロッドを急激に停止させたい場合でも、常時作用するアキュームレータの衝撃吸収機能によりシリンダ室内の油圧とアキュームレータのバネの圧力とが平衡してつり合うまではシリンダロッドが振動し、急激にシリンダロッドを停止させてバケット等の作業機を所定位置に迅速に位置決め停止させることが出来ない難点がある。
この発明は上述した事情に鑑み、シリンダロッド内に配設されたアキュームレータによる衝撃吸収機能の実行とその停止とを任意に行うことが出来るようにした油圧シリンダを提供することを目的とする。
上述した課題を解決するため、この発明では、シリンダロッド内にアキュームレータを配設した油圧シリンダにおいて、前記アキュームレータは、前記シリンダロッド内に嵌挿し、該シリンダロッド内を第１と第２の二つのシリンダロッド室に画成するアキュームレータピストンと、前記第２のシリンダロッド室に密封充填されたガス体と、前記第１のシリンダロッド室に連通するアキュームポートとを具え、前記油圧シリンダの外部から作動油を制御バルブを介して前記アキュームポート内に流入させ、また、前記アキュームポート内への作動油の流入を前記制御バルブを介して停止させるようにしている。
上述した油圧シリンダによると、シリンダロッドの運動を停止させる際に、衝撃吸収機能を働かせる場合は、シリンダピストンにより圧縮される作動油を油圧シリンダの外部からアキュームポートを介してアキュームレータの第１のシリンダロッド室に導き、これによりアキュームレータピストンに加わる作動油の圧力と第２のシリンダロッド室内に密封充填されたガス体の圧力とが平衡してつり合うまでの間、作動油の圧力を漸次吸収して衝撃吸収機能を働かせることが出来る。また、衝撃吸収機能を働かせない場合は、シリンダピストンにより圧縮される作動油をアキュームポート内に流入させなければ良い。
したがって、簡単な構造で油圧シリンダのアキュームレータによる衝撃吸収機能のオン・オフ制御を行うことが出来、これにより油圧シリンダを使用した機器の振動、騒音の低減を図るとともに、油圧シリンダを含む油圧回路を構成するシールの破損や油漏れ、またチューブの変形等を防止して信頼性の高い油圧シリンダを使用した機器を提供することが出来る。
以下、この発明に係る油圧シリンダの一実施例を詳述する。
図１はこの発明に係る油圧シリンダ１を示す概念断面図である。
この油圧シリンダ１は、シリンダ２内に嵌挿し、当該シリンダ２を第１のシリンダ室３と第２のシリンダ室４とに画成するシリンダピストン５と、このシリンダピストン５を一端に固着したシリンダロッド６とから構成され、前記シリンダ２の右端とシリンダロッド６の左端とには、それぞれ作動機等の機器に連結するための孔が形成されたロッドヘッド７とシリンダヘッド８とが固着されている。
一方、上述したシリンダロッド６は、小径の第１の案内管１０と、該第１の案内管１０を囲繞する中径の第２の案内管１１と、該第２の案内管１１を囲繞する大径の第３の案内管１２からなる同心円状の三重菅構造である。
この第１乃至第３の案内管１０，１１，１２のうち、第１の案内管１０の右端は第２のシリンダ室４に連通し、左端はロッドヘッド７に穿設されたヘッド側ポート２０に連通している。
また第２の案内管１１は、その右端がシリンダピストン５に穿設された孔５ａを介して第１のシリンダ室３に連通し、左端はロッドヘッド７に穿設されたボトム側ポート２１に連通している。
一方、最も大径の第３の案内管１２内には、本願発明の主要構成要素である衝撃吸収機能を有するアキュームレータ３０が配設されている。
このアキュームレータ３０は、第３の案内管１２内に嵌挿し、当該第３の案内管１２内を第１のシリンダロッド室３１と第２のシリンダロッド室３２とに画成するアキュームレータピストン３３と、前記第２のシリンダロッド室３２に充填された圧縮性のガス体３４と、ロッドベッド７に穿設され前記第１のシリンダロッド室３１に連通するアキュームポート２２とから構成されている。
なお、上述した前記ヘッド側ポート２０、ボトム側ポート２１、およびアキュームポート２２はロッドヘッド７の互いに隣接した位置に形成されている。
次に上述した油圧シリンダ１の作用を説明し、併せて構成をより詳細に説明する。
まず通常の使用として、シリンダロッド６を伸張させる場合は、図示せぬ油圧モータ及び制御バルブ等からなる作動油供給手段を使用し、図２で示すように、ヘッド側ポート２０から第１の案内管１０内に作動油Ａを圧送し、これにより第２のシリンダ室４内に作動油を充填する。するとシリンダピストン５を介してシリンダロッド６は矢印Ｂのように伸張する。なお、シリンダロッド６の伸張の場合は、第１のシリンダ室３に充填された作動油は孔５ａを介して第２の案内管１１内に流入し、この第２の案内管１１内に流入した作動油はボトム側ポート２１を介して矢印Ｃのように排出される。
一方、通常の使用として、シリンダロッド６を縮める場合は、図３で示すように、ボトム側ポート２１から第２の案内管１１内に作動油Ａを圧送し、これにより孔５ａを介して第１のシリンダ室３内に作動油を充填する。するとシリンダピストン５を介してシリンダロッド６を矢印Ｂのように縮ませる。なお、シリンダロッド６を縮める場合は、第２のシリンダ室４に充填された作動油は第１の案内管１０内に流入し、この第１の案内管１０内に流入した作動油はヘッド側ポート２０を介して矢印Ｃのように排出される。
一方、通常の使用として、シリンダロッド６が移動する任意の位置で当該シリンダロッド６の運動を停止させる場合を、シリンダロッド６の伸張時を例にとって説明する。
この場合は、図２に示す作動油Ａの流入及び作動油Ｃの流出を例えば制御バルブを介して停止させる。
すると、第１のシリンダ室３内に滞留する作動油がシリンダピストン５の慣性力により圧縮されるが、その際、第１のシリンダ室３内に滞留する作動油の非圧縮性により当該第１のシリンダ室３内に滞留する作動油が大きな抵抗となりシリンダロッド６は急停止し、任意の位置に正確に位置決め停止される。なお、この場合は従来と同様な油圧シリンダ機能となるので、当然ながらシリンダそのものに大きな衝撃が発生する虞がある。
また、通常の使用として、例えばシリンダロッド６の縮み時に当該シリンダロッド６を任意の位置で急激に停止させたい場合は、図３に示す作動油Ａの流入及び作動油Ｃの流出を例えば制御バルブを介して停止させる。
すると、第２のシリンダ室４内に滞留する作動油がシリンダピストン５の慣性力により圧縮されるが、その際、第２のシリンダ室４内に滞留する作動油の非圧縮性により当該第２のシリンダ室４内に滞留する作動油が大きな抵抗となりシリンダロッド６は急停止し、任意の位置に正確に位置決め停止される。なお、この場合も従来と同様な油圧シリンダ機能となるので、当然ながらシリンダそのものに大きな衝撃が発生する虞がある。
なお、上述したようにシリンダロッド６を迅速に位置決め停止させることが必要な場合として、例えば、土木建設機械による整地作業の際に、シリンダロッドに連結されたブレード、あるいはバケット等の作業機を地表に対して迅速かつ正確に位置決めしたい場合等がある。
次に、上述した本願発明に係る油圧シリンダ１のアキュームレータ３０を使用した衝撃吸収機能を説明する。
図２で示すように、シリンダロッド６の伸張時にアキュームレータ３０による衝撃吸収機能を使用してシリンダロッド６の動きをシリンダ２のボトム側で停止させる場合は、図４で示すように、図示せぬ制御バルブ等を使用して、ヘッド側ポート２０から第１の案内管１０内に圧送される作動油Ａの供給を停止し、同時にボトム側ポート２１とアキュームポート２２とを連通させて、ボトム側ポート２１からの流出する第１のシリンダ室３の作動油Ｃをアキュームレータ３０の第１のシリンダロッド室３１内に導く。
このように、ボトム側ポート２１から流出する第１のシリンダ室３の作動油Ｃをアキュームレータ３０の第１のシリンダロッド室３１内に案内すると、図５で示すように、シリンダピストン５により圧縮される作動油Ｃの圧力でアキュームレータピストン３３を押圧するが、その圧力Ｆは、当該圧力Ｆと第２のシリンダロッド室３２に密封充填された圧縮性のガス体３４による圧力Ｇとがアキュームレータピストン３３を境に互いに平衡してつり合うまでの間に漸次減衰する。
したがって、アキュームレータ３０を使用すると、ガス体３４の圧縮性を利用したアキュームレータ３０のダンパー機能により伸張時に急激にシリンダロッド６を停止させた場合に発生する衝撃を吸収することが出来る。
同様に、シリンダロッド６の縮み時にアキュームレータ３０による衝撃吸収機能を使用してシリンダロッド６の動きをシリンダ２のヘッド側で停止させる場合は、図６で示すように、図示せぬ制御バルブ等を使用して、ボトム側ポート２１から第２の案内管１１内に圧送される作動油Ａの供給を停止し、同時にヘッド側ポート２０とアキュームポート２２とを連通させて、ヘッド側ポート２０からの流出する第２のシリンダ室４の作動油Ｃをアキュームレータ３０の第１のシリンダロッド室３１内に導く。
このように、第２のシリンダ室４に充填され、ヘッド側ポート２０から流出する作動油Ｃをアキュームレータ３０の第１のシリンダロッド室３１内に案内すると、図７で示すように、シリンダピストン５により圧縮される作動油Ｃの圧力Ｆと第２のシリンダロッド室３２に密封充填されたガス体３４の圧力Ｇとがアキュームレータピストン３３を境に互いに平衡してつり合うまでの間、作動油Ｃの圧力が漸次減衰し、これによりガス体３４の圧縮性を利用したダンパー機能により縮み時に急激にシリンダロッド６を停止させた場合に発生する衝撃を吸収することも出来る。
なお、上記実施例では、シリンダ２内におけるシリンダピストン５のヘッド側、あるいはボトム側で当該シリンダピストン５を停止した場合に作用するアキュームレータ３０の衝撃吸収機能を詳述したが、もちろんこの発明の油圧シリンダ１では、シリンダ２内におけるシリンダピストン５のヘッド側とボトム側との間の任意の位置で当該シリンダピストン５を停止した場合でもアキュームレータ３０の衝撃吸収機能を作動させることも出来る。
即ち、図３で示すように、例えばシリンダロッド６の縮み時に当該シリンダロッド６を任意の位置で停止させ、その際にアキュームレータ３０の衝撃吸収機能を作動させる場合は、図８で示すように、図示せぬ制御バルブ等を使用して、ボトム側ポート２１から第２の案内管１１内に圧送される作動油Ａの供給を停止し、同時にヘッド側ポート２０とアキュームポート２２とを連通させて、ヘッド側ポート２０からの流出する作動油Ｃをアキュームレータ３０の第１のシリンダロッド室３１内に導く。
このように、ヘッド側ポート２０から流出する第２のシリンダ室４の作動油Ｃをアキュームレータ３０の第１のシリンダロッド室３１内に案内すると、図９で示すように、シリンダピストン５により圧縮される作動油Ｃの圧力でアキュームレータピストン３３を押圧するが、その圧力Ｆは、当該圧力Ｆと第２のシリンダロッド室３２に密封充填された圧縮性のガス体３４による圧力Ｇとがアキュームレータピストン３３を境に互いに平衡してつり合うまでの間に漸次減衰する。
したがって、アキュームレータ３０を使用すると、ガス体３４の圧縮性を利用したアキュームレータ３０のダンパー機能により、シリンダ２内におけるシリンダピストン５のヘッド側とボトム側との間の任意の位置で当該シリンダピストン５を停止した場合に発生する衝撃も同様に吸収することが出来ることとなる。
なお、上記実施例では、油圧シリンダ１のアキュームレータ３０を構成するガス体３４は第１のシリンダロッド室３２内に密封充填した後は、油圧シリンダ１そのものの分解作業を施さない限り、ガス体３４の交換及びガス体３４のガスチャージ圧等を変化させて、そのダンパー機能を変化させることが出来ない構造である。
しかしながら、本願発明では、第３の案内管１２を囲繞するさらに大径の第４の管を使用する簡単な設計変更により、第１のシリンダロッド室３２内に密封充填したガス体の交換及びガスチャージ圧等を容易に変化させることが出来る。
図１０は第１のシリンダロッド室３２内に密封充填したガス体３４の交換及ガス体３４のガスチャージ圧等を容易に変化させることが出来るようにした、本願発明の他の実施例を示す油圧シリンダ４０の概念断面図で、図１と同一部分を同一符号で示す。
この油圧シリンダ４０のシリンダロッド６は、小径の第１の案内管１０と、該第１の案内管１０を囲繞する中径の第２の案内管１１と、該第２の案内管１１を囲繞する大径の第３の案内管１２と、該大径の第３の案内管１２を囲繞するさらに大径の第４の案内管４１とからなる同心円状の四重菅構造となっている。
一方、この油圧シリンダ４０のシリンダロッド６では、アキュームレータピストン３３により画成され、圧縮性のガス体３４が充填される第２のシリンダロッド室３２は、第３の案内管１２に形成された孔４２を介して第４の案内管４１内に連通し、さらにこの第４の案内管４１内はロッドヘッド７に穿設されたガス体供給ポート４４に連通している。
したがって、上述した同心円状の四重管構造からなるシリンダロッド６によると、ガス体供給ポート４４は、第４の案内管４１、孔４２を介して圧縮性のガス体３４が充填される第２のシリンダロッド室３２と連通することとなる。
このため上述したガス体供給ポート４４を介してガス体３４を第２のシリンダロッド室３２内に注入すれば、第２のシリンダロッド室３２内に注入されるガス体３４の交換、あるいはガス体３４のガスチャージ圧等の変更作業が油圧シリンダ４０の外部から容易に行うことが出来る。
したがって、第２のシリンダロッド室３２内に注入されるガス体３４のガスチャージ圧を油圧シリンダ４０の外部から容易に変化させ、これによりアキュームレータ３０によるダンパー機能を、要求される作業機の衝撃吸収機能に応じて任意に変化させることが出来る。
なお、上述したガス体供給ポート４４は、ガス体３４の注入後に密封されることは言うまでもない。
なお、上記画実施例では、ヘッド側ポート２０、ボトム側ポート２１、およびアキュームポート２２、さらにはガス体供給ポート４４をロッドヘッド７の互いに隣接した位置にそれぞれ集約して形成しているから、作動油の入出力を制御し各種の制御を行う制御バルブと上記各ポートとの接続が極めて容易となる。
なお、上記実施例では、アキュームレータ３０を油圧シリンダ１の衝撃吸収機能のみに使用するようにしたが、もちろん油圧回路における単独のアキュームレータとして使用し、本来の機能である油圧回路中における油圧の脈動を阻止する単独のアキュームレータとして使用し、油圧回路の小型化、コンパクト化を図ることも出来る。
また、上記各実施例では、本願発明に係る油圧シリンダ１、４０についてはアキュームレータ３０による衝撃吸収機能を主に説明したが、本願発明に係る油圧シリンダ１、４０のアキュームレータ３０は、単なる衝撃吸収機能のみでなく、油圧シリンダ１、４０の停止時におけるダンパー機能も同時に果たすことも勿論可能である。
即ち、ホイルローダー等の建設機械において、油圧シリンダによりバケットを駆動し、このバケット内に土砂を積載した後に油圧シリンダの駆動を停止して当該油圧シリンダを保持状態に至らしめ、その後、バケット内に土砂を積載した状態で移動すると、路面の段差等により車両が衝撃を受けて振動し、これによりバケット内から土砂が落下する虞がある。
これを防止するため、従来の油圧シリンダでは、この油圧シリンダに作動油を供給するバケットシリンダ油圧回路に独立してアキュームレータを接続し、このアキュームレータ内に充填されたガス体の圧縮性を利用して上述した車両が受ける衝撃を吸収し、また減衰させるようにしているが、本願発明の油圧シリンダ１、４０のアキュームレータ３０も上述したシリンダ保持時にダンパー機能を作用させることが当然可能である。
即ち図９で示すように、シリンダロッドが停止した油圧シリンダ１の保持時に、当該油圧シリンダ１に衝撃が加えられると、シリンダロッドに固着されたシリンダピストン５が移動しようとして作動油Ｃに圧力を加え、その圧力でアキュームレータピストン３３を押圧することとなるが、その圧力Ｆは、当該圧力Ｆと第２のシリンダロッド室３２に密封充填された圧縮性のガス体３４による圧力Ｇとがアキュームレータピストン３３を境に互いに平衡してつり合うまでの間に漸次減衰することとなる。
したがって、本願発明の油圧シリンダ１、４０のアキュームレータ３０も上述したシリンダ保持時にダンパー機能を果たすことが可能であるばかりでなく、アキュームレータ３０をシリンダロッド６内に配設したから、従来の如く油圧シリンダに作動油を供給するバケットシリンダ油圧回路に独立してアキュームレータを接続する場合に比較して、シリンダ保持時のダンパー機能をコンパクトに実現可能である。
また、本願発明の油圧シリンダ１、４０によると、シリンダロッド６を自重もしくは、負荷によって油圧シリンダ１、４０が縮む側に自然落下させる際に、図７で示すように、ヘッド側ポート２０とアキュームポート２２とを連通させて、ヘッド側ポート２０からの流出する第２のシリンダ室４の作動油Ｃをアキュームレータ３０の第１のシリンダロッド室３１内に導き、これにより第２のシリンダロッド室３２に密封充填された圧縮性のガス体３４を圧縮してアキュームレータ３０に蓄圧させると、次に油圧シリンダ１のシリンダロッド６を伸張させる際はアキュームレータ３０に蓄圧された圧力が作動油Ｃを介して第２のシリンダ室４に伝達されて開放されるので、その蓄圧エネルギー利用して容易に油圧シリンダ１のシリンダロッド６を伸張させ、これによりアキュームレータ３０に蓄圧されたエネルギーの回収と再利用を図って省エネルギー化を図ることが出来る。なお、このようなアキュームレータ３０に蓄圧されたエネルギーの回収と再利用は、特にフォークリフトや高所で使用する高所作業車に本願に係る油圧シリンダ１，４０を使用した場合にその効果が大きい。
以上説明したように、この発明は、シリンダロッド内に配設されたアキュームレータによる衝撃吸収機能の実行とその停止とを任意に行うことが出来るようにした油圧シリンダに適している。
図１はこの発明に係る油圧シリンダの概念断面図。 図２はこの発明に係る油圧シリンダの通常の使用状態を示す概念断面図。 図３はこの発明に係る油圧シリンダの通常の使用状態を示す概念断面図。 図４はこの発明に係る油圧シリンダの衝撃吸収機能を作用させた状態を示す概念断面図。 図５はこの発明に係る油圧シリンダの衝撃吸収機能を作用させた状態を示す概念断面図。 図６はこの発明に係る油圧シリンダの衝撃吸収機能を作用させた状態を示す概念断面図。 図７はこの発明に係る油圧シリンダの衝撃吸収機能を作用させた状態を示す概念断面図。 図８はこの発明に係る油圧シリンダの衝撃吸収機能を作用させた状態を示す概念断面図。 図９はこの発明に係る油圧シリンダの衝撃吸収機能を作用させた状態を示す概念断面図。 図１０はこの発明に係る油圧シリンダの他の実施例を示す概念断面図。
符号の説明
１，４０…油圧シリンダ
２…シリンダ
３…第１のシリンダ室
４…第２のシリンダ室
５…シリンダピストン
６…シリンダロッド
７…ロッドヘッド
１０…第１の案内管
１１…第２の案内管
１２…第３の案内管
２０…ヘッド側ポート
２１…ボトム側ポート
２２…アキュームポート
３０…アキュームレータ
３３…アキュームレータピストン
３１…他方のシリンダロッド室
３２…一方のシリンダロッド室
３４…ガス体
４１…第４の案内管
４２…孔
４４…ガス体供給ポート

Claims (5)

  1. シリンダロッド内にアキュームレータを配設した油圧シリンダにおいて、
    前記アキュームレータは、
    前記シリンダロッド内に嵌挿し、該シリンダロッド内を第１と第２の二つのシリンダロッド室に画成するアキュームレータピストンと、
    前記第２のシリンダロッド室に密封充填されたガス体と、
    前記第１のシリンダロッド室に連通するアキュームポートとを具え、
    前記油圧シリンダの外部から作動油を制御バルブを介して前記アキュームポート内に流入させ、また、前記アキュームポート内への作動油の流入を前記制御バルブを介して停止させるようにしたことを特徴とする油圧シリンダ。
  2. シリンダ内に嵌挿し該シリンダを第１のシリンダ室と第２のシリンダ室とに画成するシリンダピストンと、該シリンダピストンを一端に固着したシリンダロッドと、前記シリンダロッドの他端に固着されたロッドヘッドとを少なくとも有する油圧シリンダにおいて、
    前記シリンダロッドは、第１の案内管と、該第１の案内管を囲繞する第２の案内管と、該第２の案内管を囲繞する第３の案内管からなる同心円状の三重菅構造を有し、
    前記第１の案内管の一端は前記第２のシリンダ室に連通し他端は前記ロッドヘッドに穿設されたヘッド側ポートに連通し、また前記第２の案内管は一端が前記第１のシリンダ室に連通し他端はロッドヘッドに穿設されたボトム側ポートに連通するとともに、
    前記第３の案内管内には、該第３の案内管内に嵌挿し、当該第３の案内管内を第１のシリンダロッド室と第２のシリンダロッド室とに画成するアキュームレータピストンと、前記第２のシリンダロッド室に充填された圧縮性のガス体と、前記ロッドベッドに穿設され前記第１のシリンダロッド室に連通するアキュームポートとからなるアキュームレータが配設されている
    ことを特徴とする油圧シリンダ。
  3. 前記ヘッド側ポート、前記ボトム側ポート、および前記アキュームポートは前記ロッドヘッドの互いに隣接した位置にそれぞれ形成されていることを特徴とする請求項２に記載の油圧シリンダ。
  4. シリンダ内に嵌挿し該シリンダを第１のシリンダ室と第２のシリンダ室とに画成するシリンダピストンと、該シリンダピストンを一端に固着したシリンダロッドと、前記シリンダロッドの他端に固着されたロッドヘッドとを少なくとも有する油圧シリンダにおいて、
    前記シリンダロッドは、第１の案内管と、該第１の案内管を囲繞する第２の案内管と、該第２の案内管を囲繞する第３の案内管と、該第３の案内管を囲繞する第４の案内管からなる同心円状の四重菅構造を有し、
    前記第１の案内管の一端は前記第２のシリンダ室に連通し他端は前記ロッドヘッドに穿設されたヘッド側ポートに連通し、また前記第２の案内管は一端が前記第１のシリンダ室に連通し他端はロッドヘッドに穿設されたボトム側ポートに連通するとともに、
    前記第３の案内管内には、該第３の案内管内に嵌挿し、当該第３の案内管内を第１のシリンダロッド室と第２のシリンダロッド室とに画成するアキュームレータピストンと、前記第２のシリンダロッド室に充填された圧縮性のガス体と、前記ロッドベッドに穿設され前記第１のシリンダロッド室に連通するアキュームポートとからなるアキュームレータが配設され、
    前記ガス体が充填される第２のシリンダロッド室は、前記第３の案内管に形成された孔を介して前記第４の案内管内に連通し、さらにこの第４の案内管は前記ロッドヘッドに穿設されたガス体供給ポートに連通している
    ことを特徴とする油圧シリンダ。
  5. 前記ヘッド側ポート、前記ボトム側ポート、および前記アキュームポートは前記ロッドヘッドの互いに隣接した位置にそれぞれ形成されていることを特徴とする請求項４に記載の油圧シリンダ。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108953418A (zh) * 2017-05-17 2018-12-07 舍弗勒技术股份两合公司 用于液压离合器操纵***的、具有防尘装置的压力缸以及具有压力缸的离合器
JP7151381B2 (ja) 2018-10-31 2022-10-12 スズキ株式会社 車両用サイドドア

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4926507B2 (ja) * 2006-03-13 2012-05-09 住友精密工業株式会社 リザーバ内蔵型アクチュエータ
US7600376B2 (en) * 2007-07-02 2009-10-13 Hall David R Energy storage
US7677036B2 (en) * 2007-07-02 2010-03-16 Hall David R Hydraulic energy storage with an internal element
US7526918B2 (en) * 2007-07-02 2009-05-05 Hall David R Hydraulic energy storage with reinforced layer
DE102008034582A1 (de) * 2008-07-24 2010-01-28 Liebherr-Hydraulikbagger Gmbh Arbeitsgerät
US8267378B1 (en) * 2012-02-01 2012-09-18 Allan Rosman Triple cylinder with auxiliary gas over oil accumulator
CN102913510A (zh) * 2012-11-06 2013-02-06 昆山北极光电子科技有限公司 一种连体式液压直线驱动装置
CN107742941A (zh) * 2017-10-09 2018-02-27 中国船舶重工集团公司第七0四研究所 一种能够在深海环境工作的伺服电动缸
KR102260644B1 (ko) * 2020-01-03 2021-06-07 선봉유압기계(주) 히브 보상장치 및 이를 가지는 부유식 해양 구조물

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3191506A (en) * 1962-03-19 1965-06-29 Ledeen Inc Hydropneumatic prop
GB1236384A (en) 1967-08-11 1971-06-23 Plessey Co Ltd Improvements in or relating to actuators having a hydraulic actuator ram
US3541952A (en) * 1968-07-25 1970-11-24 Auto Pak Co Dual-cylinder compaction apparatus
DE1954604A1 (de) 1969-10-30 1971-05-13 Deere & Co Hebe- und Senkvorrichtung,insbesondere fuer an ein Fahrzeug anschliessbare Arbeitsgeraete,beispielsweise fuer die Maehwerksbaugruppe von Maehdreschern
JPS49104075A (ja) 1973-02-12 1974-10-02
US3869861A (en) * 1973-10-15 1975-03-11 Hesston Corp Combination hydraulic cylinder and accumulator
DE2726246C3 (de) 1977-06-10 1981-11-12 Jungheinrich Unternehmensverwaltung Kg, 2000 Hamburg Hydraulikanlage für den Hubantrieb eines Hubladers
US4381857A (en) * 1980-12-08 1983-05-03 Lockheed Corporation Programmed oleo-pneumatic shock absorber
CH672615A5 (ja) * 1987-02-12 1989-12-15 Walter Baiker Dipl Ing
FR2617545B1 (fr) * 1987-07-03 1993-04-30 Applic Mach Motrices Verin hydropneumatique
CN2168978Y (zh) * 1993-02-16 1994-06-15 令狐昌耀 全气控式点焊机焊臂行程气缸
JP2631078B2 (ja) * 1993-09-02 1997-07-16 エスエムシー株式会社 クッション機構を有する空気圧シリンダ
JPH0814300A (ja) * 1994-07-01 1996-01-16 Toyota Motor Corp 車高調整機構付きショックアブソーバ
CN2423449Y (zh) * 2000-04-19 2001-03-14 舒良 精确定位的多行程组合气缸
JP2003202046A (ja) * 2002-01-04 2003-07-18 Oil Drive Kogyo Kk 衝撃吸収シリンダ

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108953418A (zh) * 2017-05-17 2018-12-07 舍弗勒技术股份两合公司 用于液压离合器操纵***的、具有防尘装置的压力缸以及具有压力缸的离合器
CN108953418B (zh) * 2017-05-17 2021-10-08 舍弗勒技术股份两合公司 用于液压离合器操纵***的、具有防尘装置的压力缸以及具有压力缸的离合器
JP7151381B2 (ja) 2018-10-31 2022-10-12 スズキ株式会社 車両用サイドドア

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