JPWO2018173845A1 - 流体機器 - Google Patents

Abstract

容器内における移動部材の動作性を高めることができる流体機器を提供する。流体を収容可能な容器２と、該容器２に設けられ第１の流体Ｆ１が出入可能な第１の流体出入路２４と、容器２に設けられ第２の流体Ｆ２が出入可能な第２の流体出入路２６と、第１の流体Ｆ１の圧力を受けて容器２内を移動可能な移動部材３と、を備え、第１の流体Ｆ１から第２の流体Ｆ２にエネルギ伝達を行う流体機器１であって、一端４ｂを移動部材３により密閉状態に閉塞され、他端４ａを容器２内に密閉状態に固定され、内部４０を第１の流体出入路２４と連通させた伸縮可能な第１のベローズ４を備える。

Description

本発明は、例えば車両、建設機械、産業機械等の機械に適用され、作動流体のエネルギを伝達する油圧シリンダ等の流体機器に関する。

車両、建設機械、産業機械等の機械においては、作動流体の圧力を利用してエネルギの伝達（動力の伝動）を行う油圧シリンダ（流体機器）を組み込んだ流体圧回路を用いて動力の伝達系を簡素化している。油圧シリンダは、シリンダ内のピストン（移動部材）を第１の作動流体により移動させることにより、ピストンを介して第１の作動流体とは反対側の油圧室の第２の作動流体に圧力を作用させて、動力の伝達を行っている。

特許文献１に開示されている流体圧シリンダ（流体機器）は、円筒状のシリンダチューブ（容器）と、該シリンダチューブの内部に設けられるピストン（移動部材）と、該ピストンに連結されるロッドと、シリンダチューブに対してロッドを摺動可能に支持するシリンダヘッドと、から主に構成されている。ピストンの外周には、収容溝が形成され、該収納溝にシリンダチューブの内周に摺接する１本のシールリングと、該シールリングを挟持する２本のバックアップウェアリングが取付けられることにより、シリンダチューブの内部がロッド側の流体圧室とエンド側の流体圧室に略密閉状に仕切られている。これによれば、流体圧シリンダは、シリンダチューブの内部において、ピストンにより仕切られる各流体圧室にポートを介して流体圧回路から作動流体をそれぞれ導入してピストンを往復移動させることにより、ピストンを介して第１の作動流体または第２の作動流体に圧力を作用させて、動力の伝達を行い、シリンダチューブに対してロッドを伸縮作動させることができる。

特開２０１２−１９７９０８号公報（第４頁、第２図）

しかしながら、特許文献１にあっては、各流体圧室にポートを介して流体圧回路から作動流体を導入してピストンを往復移動させる際に、シリンダチューブの内周とシールリングおよびバックアップウェアリングとの間に摺動による摩擦が生じるため、ピストンの動作性には改善の余地があった。

本発明は、このような問題点に着目してなされたもので、容器内における移動部材の動作性を高めることができる流体機器を提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、本発明の流体機器は、
流体を収容可能な容器と、該容器に設けられ第１の流体が出入可能な第１の流体出入路と、前記容器に設けられ第２の流体が出入可能な第２の流体出入路と、前記第１の流体の圧力を受けて前記容器内を移動可能な移動部材と、を備え、前記第１の流体から前記第２の流体にエネルギ伝達を行う流体機器であって、
一端を前記移動部材により密閉状態に閉塞され、他端を前記容器内に密閉状態に固定され、内部を前記第１の流体出入路と連通させた伸縮可能な第１のベローズを備えることを特徴としている。
この特徴によれば、一端を移動部材により閉塞される第１のベローズが他端を容器内に密閉状態に固定されることにより、容器内において第１の流体出入路から出入する第１の流体と第２の流体出入路から出入する第２の流体を第１のベローズの内外で密閉状態に仕切ることができるため、容器内における第１の流体と第２の流体の混入を防ぐことができるとともに、容器と移動部材の間の摺動による摩擦を小さくして、容器内における移動部材の動作性を高めることができる。

前記第１の流体および前記第２の流体は、非圧縮性流体であることを特徴としている。
この特徴によれば、容器内において第１のベローズの外部に非圧縮性の第２の流体が出入することにより、移動部材の移動に伴い容器と移動部材の間を移動する非圧縮性の第２の流体の流体抵抗を利用したダンパ効果を得ることができるため、容器内における移動部材の動きを安定させることができる。

前記第１のベローズよりも小径であり、一端を前記移動部材により閉塞され、他端を前記容器内に密閉状態に固定され、内部に圧縮性流体が密封される伸縮可能な第２のベローズを備えることを特徴としている。
この特徴によれば、第２のベローズが第１のベローズよりも小径に構成されることにより、第１のベローズの外部と第２のベローズの外部とが伸縮方向に位置することとなり、第２の流体を第１のベローズの外部に移動させる構造を簡単に得られる。

前記第２のベローズは、前記移動部材の中央に固定されることを特徴としている。
この特徴によれば、第２のベローズが移動部材の中央に固定されることにより、移動部材の傾きを抑え、容器内において移動部材をより安定して支持することができる。

前記移動部材は、前記容器の内周に当接するガイド部を備えることを特徴としている。
この特徴によれば、ガイド部により移動部材の傾きを防止するとともに、容器の内周に沿って移動部材の移動を案内することができるため、移動部材の移動時の直進性を高めることができる。

前記ガイド部には、前記第１のベローズよりも外側において厚み方向に貫通する連通路が設けられることを特徴としている。
この特徴によれば、移動部材の移動に伴いガイド部の厚み方向に貫通する連通路を介して第２の流体を移動させることにより、第２の流体の流体抵抗を小さくして移動部材の動作性を高めることができる。

前記移動部材は、前記第１のベローズの内部に配置されていることを特徴としている。
この特徴によれば、第１のベローズおよび第２のベローズの一部が伸縮方向に重なり合った状態で移動部材を支持することができるため、第１のベローズおよび第２のベローズの伸縮長を短くすることなく容器をコンパクトに構成することができる。

前記第１の流体と前記第２の流体は、異なる流体であることを特徴としている。
この特徴によれば、容器内において異なる流体である第１の流体と第２の流体の混入を防ぐことができるため、流体機器を異なる流体を使用する流体圧回路間に適用することができる。

実施例１における油圧シリンダが適用される油圧装置を示す一部断面の模式図である。 実施例１の油圧シリンダにおいて、負荷Ｗを駆動させない非駆動状態を示す断面図である。 実施例１の油圧シリンダにおいて、負荷Ｗを駆動させた駆動状態を示す断面図である。 実施例２の油圧シリンダにおいて、負荷Ｗを駆動させない非駆動状態を示す断面図である。 実施例２の油圧シリンダにおいて、負荷Ｗを駆動させた駆動状態を示す断面図である。 実施例３の油圧シリンダにおいて、負荷Ｗを駆動させない非駆動状態を示す断面図である。 油圧シリンダの変形例を示す断面図である。

本発明に係る流体機器を実施するための形態を実施例に基づいて以下に説明する。

実施例１に係る流体機器につき、図１から図３を参照して説明する。

図１に示されるように、本実施例の油圧シリンダ１（流体機器）は、例えば建設機械の油圧装置Ｈに組み込まれ、後述するオイルポート部材２２に設けられる貫通孔である第１の流体出入路２４を介して油圧回路Ｃ１を構成する圧力配管１１に接続されるとともに、後述するカバー部材２３に設けられる貫通孔である第２の流体出入路２６を介して油圧回路Ｃ２を構成する圧力配管１２に接続されている。油圧ポンプ１４は、油圧回路Ｃ１の油圧リザーバ１３に貯蔵された作動油Ｆ１（第１の流体，非圧縮性流体）を昇圧して、図示しない走行用の油圧モータ等を駆動する。また、油圧シリンダ１は、作動油Ｆ１により作動し、油圧回路Ｃ２において、ロッド等の負荷Ｗを駆動する作動油Ｆ２（第２の流体，非圧縮性流体）との間でエネルギの伝達を行う。

先ず、油圧シリンダ１の構造について詳しく説明する。図２に示されるように、油圧シリンダ１は、金属製のシリンダ容器２（容器）と、上述した作動油Ｆ１，Ｆ２の圧力を受けてシリンダ容器２内を移動可能な移動部材３と、該移動部材３をシリンダ容器２内において支持する伸縮可能な第１のベローズ４および第２のベローズ５と、から主に構成されている。尚、図２に示される油圧シリンダ１は、油圧回路Ｃ２において負荷Ｗを駆動させない非駆動状態となっている。さらに尚、油圧シリンダ１における作動油Ｆ１，Ｆ２間のエネルギ伝達を利用した負荷Ｗの駆動の詳細については後段にて説明する。

シリンダ容器２は、両端が開放する円筒状のシェル２１と、シェル２１の一端（油圧回路Ｃ１側，図１参照）を閉塞するように溶接固定されるオイルポート部材２２と、シェル２１の他端（油圧回路Ｃ２側，図１参照）を閉塞するように溶接固定されるカバー部材２３と、から構成されている。

オイルポート部材２２には、径方向略中央に油圧回路Ｃ１を構成する圧力配管１１（図１参照）から第１のベローズ４の内側に設定される第１の液室４０に作動油Ｆ１を流出入させるための貫通孔である第１の流体出入路２４が設けられており、半径方向の略半分の位置に略カップ形状を成す金属製のステー２５が倒立状態で溶接固定されている。

尚、ステー２５には、底板２５ａの径方向略中央に厚み方向に貫通する連通孔２５ｂが形成されることにより、該連通孔２５ｂを介してオイルポート部材２２の第１の流体出入路２４と第１のベローズ４の内側に設定される第１の液室４０とが連通している。

カバー部材２３には、径方向略中央に後述する第２のベローズ５の内側に設定されるガス室６０に窒素ガス等のガス（圧縮性流体）を注入するためのガス封入口２７が設けられている。ガス封入口２７は、ガスの注入後にガスプラグ２８により閉塞される。

また、カバー部材２３外径側には、油圧回路Ｃ２（図１参照）を構成する圧力配管１２から第２のベローズ５の外側に設定される第２の液室５０に作動油Ｆ２を流出入させるための貫通孔である第２の流体出入路２６が設けられている。

移動部材３は、金属製の円盤の外周部に環状を成す樹脂製のガイド部材３１（ガイド部）が外嵌されることにより構成されている。ガイド部材３１には、第１のベローズ４よりも外側に厚み方向に亘って溝状に形成される周方向に１２等配の連通路３１ｂが設けられており、後述する第２の液室５０に流出入する作動油Ｆ２が連通路３１ｂを介してシリンダ容器２内を移動可能となっている。尚、連通路３１ｂの配置や数は１２等配以外であってもよい。

また、移動部材３は、その径がシリンダ容器２を構成するシェル２１の内径と略同一寸法となるように構成されている。そのため、移動部材３が軸方向に移動する際に、シェル２１の内壁面２１ａに対してガイド部材３１の外周面３１ａが摺動することで、移動部材３の傾きを防止できるとともに、移動部材３はシェル２１の内壁面２１ａに沿って滑らかに移動を案内される。尚、ガイド部材３１の素材は、摩擦係数が低く、耐摩耗性に優れた樹脂以外に、金属であってもよい。さらに尚、ガイド部材３１は、外周面３１ａのみを摩擦係数が低い素材により構成されていてもよい。

移動部材３のオイルポート部材２２側を構成する第１の面部３ａには、金属製の円板が断面視クランク形状にプレス加工された環状のシールホルダ３２が溶接固定され、移動部材３の第１の面部３ａとシールホルダ３２との間には、円盤状を成すシール部材３３が保持されている。また、移動部材３のカバー部材２３側を構成する第２の面部３ｂには、径方向略中央がカバー部材２３側に向けて円形状に突出した突出面部３ｃが形成されている。

第１のベローズ４は、両端が開放する略円筒状を成す伸縮可能な金属ベローズであり、固定端４ａ（他端）を閉塞するようにオイルポート部材２２の内面に溶接固定されるとともに、遊動端４ｂ（一端）を閉塞するように移動部材３の第１の面部３ａの外径側に溶接固定されている。尚、第１のベローズ４は、移動部材３を構成するガイド部材３１により、遊動端４ｂを移動部材３の第１の面部３ａとの間で挟持された状態で保持されている。

第２のベローズ５は、両端が開放する略円筒状を成す伸縮可能な金属ベローズであり、固定端５ａ（他端）を閉塞するようにカバー部材２３の内面に溶接固定されるとともに、上端を構成する遊動端５ｂ（一端）を閉塞するように移動部材３の第２の面部３ｂに形成される突出面部３ｃに溶接固定されている。また、第２のベローズ５は、第１のベローズ４よりも小径に構成されている。さらに、第１のベローズ４および第２のベローズ５は、移動部材３を挟んでシリンダ容器２の中心軸Ａ（図２参照）上に伸縮方向に直列かつ同心に配置されている。

シリンダ容器２の内部空間は、第１のベローズ４の内側に設定されオイルポート部材２２の第１の流体出入路２４と連通する第１の液室４０と、第１のベローズ４および第２のベローズ５の外側に設定されカバー部材２３の第２の流体出入路２６と連通する第２の液室５０と、第２のベローズ５の内側に設定されたガス室６０とにそれぞれ密閉状態に仕切られた構造となっている。

第１の液室４０は、第１のベローズ４の内周面４ｃ、オイルポート部材２２の内面、および移動部材３の第１の面部３ａ（シールホルダ３２，シール部材３３）から画成され、油圧回路Ｃ１を構成する圧力配管１１（図１参照）から第１の流体出入路２４を介して作動油Ｆ１が流出入可能になっている。

第２の液室５０は、第２のベローズ５の外周面５ｄ、シェル２１の内壁面２１ａ、カバー部材２３の内面、移動部材３の第２の面部３ｂ、およびガイド部材３１から画成され、油圧回路Ｃ２を構成する圧力配管１２から第２の流体出入路２６を介して作動油Ｆ２が流出入可能になっている。また、前述したように、移動部材３を構成するガイド部材３１の外径側には、連通路３１ｂが設けられているため、第２の流体出入路２６を介して第２の液室５０に流出入する作動油Ｆ２は、シリンダ容器２内において、第１のベローズ４の外側（第１のベローズ４の外周面４ｄとシェル２１の内壁面２１ａとの間）に対して連通路３１ｂを介して移動可能となっている。

ガス室６０は、第２のベローズ５の内周面５ｃ、カバー部材２３の内面、および移動部材３の第２の面部３ｂの突出面部３ｃから画成されガスが封入されている。

次いで、油圧シリンダ１における作動油Ｆ１，Ｆ２間のエネルギ伝達について詳しく説明する。尚、油圧回路Ｃ２において、負荷Ｗには作動油Ｆ２により作動する図示しない負荷シリンダが接続され、負荷Ｗはこの負荷シリンダにより駆動される例について説明する。

油圧シリンダ１においては、油圧回路Ｃ１の作動油Ｆ１を油圧ポンプ１４により昇圧させることにより、油圧回路Ｃ１を構成する圧力配管１１からオイルポート部材２２の第１の流体出入路２４を介して第１の液室４０に作動油Ｆ１が流入し（図３の矢印参照）、第１の液室４０に流入した作動油Ｆ１の圧力を受けて移動部材３がカバー部材２３側に移動して第１のベローズ４の伸長および第２のベローズ５の収縮が起こる。このとき、移動部材３のカバー部材２３側への移動に伴いガイド部材３１の連通路３１ｂを介して第２の液室５０から第１のベローズ４の外側（第１のベローズ４の外周面４ｄとシェル２１の内壁面２１ａとの間）に作動油Ｆ２が移動する（図３の矢印参照）。

また、油圧シリンダ１は、移動部材３のカバー部材２３側への移動および第２のベローズ５の収縮により、第２のベローズ５の外側に設定される第２の液室５０の体積を減少させ、第２の液室５０内の作動油Ｆ２をカバー部材２３の第２の流体出入路２６を介して油圧回路Ｃ２を構成する圧力配管１２に排出する（図３の矢印参照）。これによれば、油圧回路Ｃ２において、油圧シリンダ１から負荷シリンダに作動油Ｆ２が供給され負荷Ｗを駆動する駆動状態となる。

このとき、シリンダ容器２内においては、第２の液室５０内の作動油Ｆ２の圧力とガス室６０内のガス圧とが均衡し、収縮状態の第２のベローズ５に径方向に過大な応力がかかることがなくなり、第２のベローズ５の形状が維持されるとともに、破損を抑制できるようになっている。

油圧シリンダ１は、図３に示される駆動状態から、油圧回路Ｃ１において油圧ポンプ１４の下流側に設けられる図示しないバルブを切り換えて作動油Ｆ１の圧力を低下させることにより、油圧回路Ｃ２に接続される負荷シリンダから圧力配管１２およびカバー部材２３の第２の流体出入路２６を介して第２の液室５０に作動油Ｆ２が流入し（図２の矢印参照）、移動部材３の第２の面部３ｂ側が第２の液室５０に流入した作動油Ｆ２の圧力を受けて移動部材３はオイルポート部材２２側に移動して第２のベローズ５の伸長および第１のベローズ４の収縮が起こる。このとき、第２のベローズ５の内側に設定されるガス室６０内で圧縮されていたガスのガス圧により、第２のベローズ５を伸長させる方向に復帰力が作用するため、移動部材３がオイルポート部材２２側に移動しやすくなっている。また、このとき、移動部材３のオイルポート部材２２側への移動に伴いガイド部材３１の連通路３１ｂを介して、第１のベローズ４の外周面４ｄとシェル２１の内壁面２１ａとの間から第２の液室５０に作動油Ｆ２が移動する（図２の矢印参照）。

また、油圧シリンダ１は、移動部材３のオイルポート部材２２側への移動および第１のベローズ４の収縮により、第１のベローズ４の内側に設定される第１の液室４０の体積を減少させ、第１の液室４０内の作動油Ｆ１をステー２５の連通孔２５ｂおよびオイルポート部材２２の第１の流体出入路２４を介して油圧回路Ｃ１を構成する圧力配管１１に排出する（図２の矢印参照）。これによれば、シリンダ容器２内において移動部材３の第１の面部３ａに取付けられたシール部材３３とオイルポート部材２２に設けられるステー２５の底板２５ａとが密接し、図２に示される非駆動状態となる。

このとき、シリンダ容器２内においてシール部材３３とステー２５の底板２５ａとが密接して環状のシール部Ｓを形成し、ステー２５の連通孔２５ｂが閉塞される。これによれば、第１の液室４０内に一部の作動油Ｆ１が閉じ込められ、この閉じ込められた作動油Ｆ１の圧力と、第２の液室５０に流入した作動油Ｆ２の圧力とが均衡するため、収縮状態の第１のベローズ４に過大な応力がかかることがなくなり、第１のベローズ４の形状が維持されるとともに、破損を抑制できるようになっている。

以上説明したように、油圧シリンダ１は、シリンダ容器２内の移動部材３を作動油Ｆ１の圧力によって軸方向に移動させることにより、移動部材３を介して作動油Ｆ１，Ｆ２間で圧力を作用させてエネルギの伝達を行うことができる。

また、シリンダ容器２内において第１の流体出入路２４から流出入する作動油Ｆ１と第２の流体出入路２６から流出入する作動油Ｆ２を第１のベローズ４の内外で密閉状態に仕切ることができるため、シリンダ容器２内における作動油Ｆ１，Ｆ２の混入を防ぐことができるとともに、シリンダ容器２と移動部材３の間の摺動による摩擦を小さくして、シリンダ容器２内における移動部材３の動作性を高めることができる。

また、シリンダ容器２内において第２の流体出入路２６から第２の液室５０に非圧縮性流体である作動油Ｆ２が流出入することにより、移動部材３の移動に伴い第１のベローズ４よりも外側に設けられるガイド部材３１の連通路３１ｂを介してシリンダ容器２内を移動する際に生じる作動油Ｆ２の流体抵抗を利用したダンパ効果を得ることができるため、シリンダ容器２内における移動部材３の動きを安定させることができる。

さらに、シリンダ容器２内においてガイド部材３１に設けられる連通路３１ｂを介して作動油Ｆ２を移動させることにより、作動油Ｆ２の流体抵抗を小さくして、移動部材３の移動に必要な作動油Ｆ１，Ｆ２の圧力を小さくすることができるため、移動部材の動作性を高めることができる。尚、ガイド部材３１に設けられる連通路３１ｂの大きさを変更することにより、連通路３１ｂを介して移動する作動油Ｆ２の流体抵抗を調整することができるため、シリンダ容器２内における移動部材３の移動速度を制御することができる。

また、第２のベローズ５が第１のベローズ４よりも小径に構成されることにより、第１のベローズ４の外部と第２のベローズ５の外部とが伸縮方向に位置することとなり、第２の液室５０において、作動油Ｆ２を移動部材３およびガイド部材３１を挟んで第１のベローズ４の外部と第２のベローズ５の外部との間で移動させる構造を簡単に得ることができる。さらに、第２のベローズ５は、第１のベローズ４よりも小径に構成されることにより、第２の流体出入路２６から第２の液室５０に流出入する作動油Ｆ２に対する移動部材３の第２の面部３ｂ側における受圧面積を大きく構成することができ、かつ第１の流体出入路２４から第１の液室４０に流出入する作動油Ｆ１に対する移動部材３の第１の面部３ａ側における受圧面積を大きく構成することができるため、作動油Ｆ１，Ｆ２の圧力に対する移動部材３の応答性を高めることができる。

また、移動部材３は、伸縮方向に直列かつ同心に配置される第１のベローズ４および第２のベローズ５によりシリンダ容器２内に支持されるため、シリンダ容器２内において移動部材３を安定して支持することができる。さらに、第２のベローズ５の内側に設定されるガス室６０に密封されるガスのガス圧により、第２のベローズ５の形状が維持されやすくなるため、シリンダ容器２内において移動部材３をより安定して支持することができる。

また、第２のベローズ５は、移動部材３の略中央に固定されることにより、移動部材３の傾きを抑え、シリンダ容器２内において移動部材３をより安定して支持することができる。このように、移動部材３が第１のベローズ４および第２のベローズ５に安定して支持されることにより、シリンダ容器２内における移動部材３の移動時の直進性を高めることができる。

また、前述したように、シリンダ容器２の内部空間を第１のベローズ４の内外で密閉状態に仕切ることができるため、シリンダ容器２（シェル２１の内壁面２１ａ）と移動部材３（ガイド部材３１の外周面３１ａ）の間の密閉性を高めることなく、第１の液室４０と第２の液室５０との間で作動油Ｆ１，Ｆ２の混入を防ぐことができる。

具体的には、例えば、前述した背景技術として説明したように、移動部材３の外周部にシェル２１の内壁面２１ａと摺接する図示しないシール部材等を設けることにより、シリンダ容器２の内部空間を移動部材３により第１の液室４０と第２の液室５０に略密閉状に仕切って作動油Ｆ１，Ｆ２の混入を防いでいるような場合、作動油Ｆ１，Ｆ２の混入を防ぐためにシール部材による密閉性を高めようとすると、シェル２１の内壁面２１ａと移動部材３のシール部材との摩擦が生じてしまう。この場合、シリンダ容器２内において移動部材３が移動を繰り返すことによりシール部材が摩耗していくため、シール部材による密閉性が低下して作動油Ｆ１，Ｆ２の混入が起こる虞があった。また、この場合、シェル２１の内壁面２１ａに対する移動部材３の摺動抵抗が生じるため、移動部材３を移動させるために必要な作動油Ｆ１，Ｆ２の圧力が大きくなるだけでなく、定期的に油圧シリンダ１を分解して摩耗したシール部材を交換する必要があり、メンテナンス性も低下していた。

一方、本実施例の油圧シリンダ１は、シリンダ容器２の内部空間を第１のベローズ４の内外で密閉状態に仕切ることができるため、第１の液室４０と第２の液室５０との間で作動油Ｆ１，Ｆ２の混入を防ぐことができ、シェル２１の内壁面２１ａに対する移動部材３（ガイド部材３１の外周面３１ａ）の摩擦を小さくすることにより、シリンダ容器２内における移動部材３の動作性を高めることができるとともに、長期的に移動部材３の摩耗がない油圧シリンダ１とすることができる。また、作動油Ｆ１，Ｆ２の混入に加えて、シール部材の摩耗粉の混入を防ぐことができるため、負荷Ｗの駆動を高い精度で維持することができる。

また、シリンダ容器２内において作動油Ｆ１，Ｆ２の混入を防ぐことができるため、作動油Ｆ１，Ｆ２の種類が異なる場合であっても、油圧回路Ｃ１，Ｃ２間に油圧シリンダ１を適用することができる。

次に、実施例２に係る流体機器につき、図４および図５を参照して説明する。尚、前記実施例に示される構成部分と同一構成部分に付いては同一符号を付して重複する説明を省略する。

図４および図５に示されるように、実施例２における油圧シリンダ１０１（流体機器）においては、移動部材１０３が第１のベローズ４の内部に配置され、移動部材１０３の第２の面部１０３ｂの外径側にガイド部材１３１の内周部に嵌合される円筒状の連結部材１３６の一端が溶接固定されている。

また、第１のベローズ４の遊動端４ｂは、ガイド部材１３１と連結部材１３６の他端との間に挟持された状態で溶接固定されている。

これによれば、第１のベローズ４の内部に配置される移動部材１０３の突出面部１０３ｃにより第２のベローズ５の遊動端５ｂが閉塞されることにより、第１のベローズ４と第２のベローズ５の一部が伸縮方向に重なり合った状態で移動部材１０３を支持することができるため、移動部材１０３を軸方向に移動させた際の第１のベローズ４および第２のベローズ５の伸縮長を短くすることなくシリンダ容器１０２をコンパクトに構成することができる。

また、図４に示されるように、油圧シリンダ１０１の非駆動状態においては、シリンダ容器１０２内においては、移動部材１０３の第１の面部１０３ａに取付けられたシール部材３３とオイルポート部材１２２の第１の流体出入路１２４の内面とが密接して環状のシール部Ｓを形成し、第１の流体出入路１２４が閉塞される。これによれば、第１の液室４０内に一部の作動油Ｆ１が閉じ込められ、この閉じ込められた作動油Ｆ１の圧力と、第２の液室５０に流入した作動油Ｆ２の圧力とが均衡するため、収縮状態の第１のベローズ４に過大な応力がかかることがなくなり、第１のベローズ４の形状が維持されるとともに、破損を抑制できるようになっている。

次に、実施例３に係る流体機器につき、図６を参照して説明する。尚、前記実施例に示される構成部分と同一構成部分に付いては同一符号を付して重複する説明を省略する。さらに尚、実施例３の油圧シリンダについては、非駆動状態のみ図示し、駆動状態の図示を省略する。

図６に示されるように、実施例３における油圧シリンダ２０１においては、カバー部材２２３には、径方向略中央に油圧回路Ｃ２（図１参照）を構成する圧力配管１２から第２のベローズ５の内側に設定される第２の液室２５０に非圧縮性流体である作動油Ｆ２を流出入させるための第２の流体出入路２２６が設けられている。

また、カバー部材２２３の外径側には第２のベローズ５の外側に設定されるガス室２６０に窒素ガス等のガスを注入するためのガス封入口２２７が設けられており、ガス封入口２２７は、ガスの注入後にガスプラグ２２８により閉塞される。

これによれば、油圧シリンダ２０１の非駆動状態においては、移動部材３をオイルポート部材２２側へ移動させるための作動油Ｆ２の圧力を、第２のベローズ５の内側に密閉状に設定される第２の液室２５０内において移動部材３の径方向略中央部に形成される突出面部３ｃで受けることができるため、作動油Ｆ２の圧力を効率よく作用させ、シリンダ容器２０２内における移動部材３の動作性を高めることができる。

また、第１の液室４０と第２の液室２５０との間にガス室２６０が介在しているため、作動油Ｆ１と作動油Ｆ２とが混ざりにくい。すなわち、第１のベローズ４または第２のベローズ５の密封が不十分となっても作動油Ｆ１と作動油Ｆ２とが混ざりにくい。

以上、本発明の実施例を図面により説明してきたが、具体的な構成はこれら実施例に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲における変更や追加があっても本発明に含まれる。

また、前記実施例では、油圧シリンダ１に使用される作動流体として作動油Ｆ１，Ｆ２を例に説明したが、少なくとも一方の作動流体が圧縮性の流体であってもよい。

また、前記実施例では、シリンダ容器２，１０２，２０２内に第１のベローズ４と第２のベローズ５が設けられるものとして説明したが、シリンダ容器内に少なくとも一つベローズが設けられ、該ベローズにより第１の流体出入路および第２の流体出入路から流出入する作動流体を密閉状態に仕切ることができるものであればよい。

また、前記実施例では、第２のベローズ５の内部にガスが封入される態様として説明したが、第２のベローズの内部には、収縮した第２のベローズに復帰力を付与する復帰手段が設けられていればよく、例えば第２のベローズの内部にスプリング等を設けて第２のベローズが伸長する方向に復帰力を与えるようにしてもよい。

また、前記実施例では、移動部材３を構成する金属製の円盤の外周部に別体のガイド部材３１が外嵌される態様として説明したが、移動部材を構成する金属製の円盤の外周部にガイド部が一体に構成されていてもよい。

また、前記実施例では、移動部材３，１０３の移動に伴いガイド部材３１，１３１の外周面がシェル２１の内壁面２１ａに対して摺動する態様として説明したが、ガイド部材の外周面をシェルの内壁面から離間させることにより、シェルの内壁面とガイド部材の外周面の間の摺動を少なくしてもよい。

また、前記実施例では、ガイド部材３１に連通路３１ｂが設けられるものとして説明したが、連通路は、第１のベローズ４よりも外側であれば移動部材３を構成する金属製の円盤に設けられていてもよい。

また、連通路３１ｂは、溝状のものに限らず、貫通孔やスリット状に構成されてもよい。

また、シリンダ容器２は、シェル２１とオイルポート部材２２とカバー部材２３とがそれぞれ別の部材により形成される例について説明したが、シェル２１とオイルポート部材２２またはカバー部材２３を一部材としてもよい。

また、オイルポート部材２２には、ステー２５の代わりにリップシール１３５を有するシール部材１３３（図７参照）が一体に設けられていてもよく、移動部材３の第１の面部３ａをリップシール１３５に直接密接させてもよい。

また、第１のベローズ４および第２のベローズ５は、金属製のものに限らず、例えば樹脂等から構成されるものであってもよい。

１ 油圧シリンダ
２ シリンダ容器
３ 移動部材
４ 第１のベローズ
４ａ 固定端（他端）
４ｂ 遊動端（一端）
５ 第２のベローズ
５ａ 固定端（他端）
５ｂ 遊動端（一端）
１１，１２ 圧力配管
２１ シェル
２２ オイルポート部材
２３ カバー部材
２４ 第１の流体出入路
２６ 第２の流体出入路
２７ ガス封入口
３１ ガイド部材（ガイド部）
３１ｂ 連通路
４０ 第１の液室
５０ 第２の液室
６０ ガス室
１０１ 油圧シリンダ（流体機器）
２０１ 油圧シリンダ（流体機器）
Ｃ１，Ｃ２ 油圧回路
Ｆ１，Ｆ２ 作動油
Ｈ 油圧装置
Ｓ シール部
Ｗ 負荷

Claims (8)

1. 流体を収容可能な容器と、該容器に設けられ第１の流体が出入可能な第１の流体出入路と、前記容器に設けられ第２の流体が出入可能な第２の流体出入路と、前記第１の流体の圧力を受けて前記容器内を移動可能な移動部材と、を備え、前記第１の流体から前記第２の流体にエネルギ伝達を行う流体機器であって、
   一端を前記移動部材により密閉状態に閉塞され、他端を前記容器内に密閉状態に固定され、内部を前記第１の流体出入路と連通させた伸縮可能な第１のベローズを備えることを特徴とする流体機器。
2. 前記第１の流体および前記第２の流体は、非圧縮性流体であることを特徴とする請求項１に記載の流体機器。
3. 前記第１のベローズよりも小径であり、一端を前記移動部材により閉塞され、他端を前記容器内に密閉状態に固定され、内部に圧縮性流体が密封される伸縮可能な第２のベローズを備えることを特徴とする請求項１または２に記載の流体機器。
4. 前記第２のベローズは、前記移動部材の中央に固定されることを特徴とする請求項３に記載の流体機器。
5. 前記移動部材は、前記容器の内周に当接するガイド部を備えることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の流体機器。
6. 前記ガイド部には、前記第１のベローズよりも外側において厚み方向に貫通する連通路が設けられることを特徴とする請求項５に記載の流体機器。
7. 前記移動部材は、前記第１のベローズの内部に配置されていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の流体機器。
8. 前記第１の流体と前記第２の流体は、異なる流体であることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の流体機器。

Images