JPH06235406A - 液圧シリンダの冷却機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 構成が簡単で、装置の大型化を防ぎ、しかも
コストを低減しながら水冷ジャケットを設ける等の専用
の冷却手段を設けることなく所望の冷却が行なえる液圧
シリンダの冷却機構を提供する。 【構成】 シリンダ本体（６）の一つの圧力室（８）に
ポート（２０、２２）が２個設けられるとともに、液供
給源（１２）から供給される液をロッド側の圧力室
（８）とヘッド側の圧力室（９）とのいずれかに導くよ
うに切り換える液圧切換弁（１０）が設けられ、該液圧
切換弁からヘッド側の圧力室へ延びる液路（９ａ）から
分岐してロッド側の圧力室へ延びるバイパス液路（２
３）が設けられ、このバイパス液路に遮断と開放との２
位置のいずれかに切り換える２位置切換弁（２４）が介
在されている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は液圧シリンダの冷却機構
に関する。

【０００２】

【従来の技術】高温状態にある機構を駆動する油圧シリ
ンダは熱のため、ピストンロッド摺動部分のパッキンが
破損したり、あるいは油圧室内の作動油が劣化する等の
不具合が発生するのを防止するため、前記機構の高温部
から受ける伝導熱や輻射熱の影響をできるだけ小さく押
さえるべく、種々の工夫がなされている。

【０００３】図４は冷却のための工夫がなされた油圧シ
リンダの一例を示すものである。図に示す油圧シリンダ
１は樹脂成形機のニードルノズル２を駆動する手段とし
て設けられたもので、ニードルノズル２は樹脂の可塑化
射出機構（図示略）から射出された溶融樹脂を後段の成
形機の金型キャビティ（図示略）に供給あるいは供給を
停止させるために使用される。

【０００４】ノズル本体３には側部に流入口３ａが形成
され、該流入口３ａから侵入される溶融樹脂はノズル本
体３内を径方向に延びる横孔３ｂおよび該横孔３ｂと連
通しかつノズル本体３の中心軸線に沿って形成された縦
孔３ｃを経て、ノズル本体３の先端に形成された流出口
３ｄから供給されるようになっている。なお、ノズル本
体３の外周には、樹脂を溶融状態に保つため第１および
第２のヒータ４、４が取り付けられている。

【０００５】前記ノズル本体３の流出口３ｄを開閉する
ニードルピン５の基端側は、前記縦孔３ｃを通ってノズ
ル本体３の外部へ突出しており、その基端に前記油圧シ
リンダ１が取り付けられている。そして、油圧シリンダ
１によってピストンロッドと一体になっているまたは連
結されている前記ニードルピン５が進退操作され、これ
により前記ノズル本体３の流出口３ｄを開閉するように
なっている。

【０００６】ここで使用される油圧シリンダ１は一般に
は複動型のものであり、該シリンダ本体６のロッド側の
油圧室８およびヘッド側の油圧室９はそれぞれに連結さ
れた油路８ａ、９ａを介してノズル移動切換弁１０に接
続されている。

【０００７】ノズル移動切換弁１０は、４ポート３位置
型の電磁切換弁であり、中立位置においてＡポートとＢ
ポートおよびＤポートがそれぞれ連通され、ソレノイド
１０ａに通電されて図中右側へ切り換えられた際にＡポ
ートとＣポート、およびＢポートとＤポートとがそれぞ
れ連通され、ソレノイド１０ｂに通電されて図中左側へ
切り換えられた際にＡポートとＤポート、およびＢポー
トとＣポートとがそれぞれ連通されるようになってい
る。

【０００８】このノズル移動切換弁１０は、Ａポートが
油路８ａを介して前記シリンダ本体６のロッド側の油圧
室８に接続され、Ｂポートは油路９ａを介して同ヘッド
側の油圧室９に接続されている。また、Ｃポートは油路
１２ａを介して油圧ポンプ１２の吐出側へ接続され、Ｄ
ポートはクーラ１３が介装された油路１４ａを介して油
タンク１４へ接続されている。図示していないが、油圧
ポンプ１２、クーラ１３、油タンク１４は本シリンダを
含んだ多くのアクチュエータと多くの弁を備えた油圧装
置の一部を成すものである。また、クーラ１３には油タ
ンク１４内の作動液が一定の温度（一般には４０℃付
近）となるよう制御、運転されている。

【０００９】上記構成のニードルノズル２において、溶
融樹脂を供給する場合には、ソレノイド１０ａに通電し
てノズル移動切換弁１０を図中左側へ切り換える。油圧
ポンプ１２から供給される作動油は、油路１２ａ、Ｃポ
ートおよび油路８ａを経てロッド側の油圧室８へ至り、
ニードルピン５を右側へ移動させて後退させる。これに
より、流出口３ｄは開放され、流入口３ａから供給され
る溶融樹脂は、横孔３ｂおよび縦孔３ｃを通って開放さ
れた流出口３ｄから図示しないキャビティへと流出され
る。

【００１０】また、樹脂の供給を停止する場合には、ソ
レノイド１０ｂに通電してノズル移動切換弁１０を図中
右側へ切り換える。油圧ポンプ１２から供給される作動
油は、油路１２ａおよび油路９ａを経てヘッド側の油圧
室９へ至り、ニードルピン５を左側へ移動させる。これ
により、流出口３ｄを閉塞し、溶融樹脂の供給を停止さ
せる。

【００１１】ここで、上に示す従来の一例としての油圧
シリンダ１では、熱による、ピストンロッドの外周に設
けられたパッキン１５の損傷を防止するため、あるいは
シリンダ本体６の油圧室８、９内の作動油の劣化を防ぐ
ために、次に示す２つの冷却機構が接続されている。

【００１２】すなわち、第１の冷却機構はノズル本体３
と油圧シリンダ１との間隔を広げ、それらの間に延長ブ
ラケット１６を設けた点であり、これにより、高温状態
にあるノズル本体３から油圧シリンダ１へ熱が伝わりに
くくさせている。また第２の冷却機構は、ニードルピン
２の外周に放熱フィン１７を設けた点であり、この放熱
フィン１７によってニードルピン２からの放熱量を高め
ている。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記構
成の油圧シリンダの冷却機構は、ノズル本体３と油圧シ
リンダ１との間隔を広げた上に、余分な部材である延長
ブラケット１６を設けたり、比較的広い占有スペースを
必要とする放熱フィン１７を設けたりしているから、装
置全体が大型化する欠点があった。

【００１４】一方、油圧シリンダを冷却させる他の機構
として、油圧シリンダ１の壁部自身に水通路を設けてそ
の中に冷却水を通したり、あるいは油圧シリンダ１の外
周部にジャケットを設けその中に水を供給して強制的に
冷却したりする構造のものもある。

【００１５】しかしながら、この種の冷却機構にあって
も、冷却専用の水循環機構が必要となり、装置全体の構
成が複雑になる。また、油圧シリンダ自体の構造が複雑
になることもあって、コスト高を招く欠点があった。

【００１６】本発明は上記事情に鑑みてなされたもの
で、液圧シリンダを作動させる作動液を利用して冷却を
行なうものであり、水冷ジャケットを設けたりシリンダ
本体の壁部に冷却水通路を形成する等の専用の冷却手段
を設けることなく冷却が行なえ、構成が簡単で、装置の
大型化を防ぎ、しかもコストを低減しながら所望の冷却
が行なえる液圧シリンダの冷却機構を提供することを目
的とするものである。

【００１７】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、請求項１記載の発明では、シリンダ本体の少なくと
も一つの圧力室にポートが２個設けられ、該ポートに作
動液循環路が接続され、かつ作動液循環路に液冷却手段
が介在されている構成とした。

【００１８】請求項２記載の発明では、上記請求項１記
載の発明に加えて、前記作動液循環路が接続される前記
圧力室はシリンダ本体のロッド側に形成される圧力室で
ある構成とした。

【００１９】請求項３記載の発明では、上記請求項２記
載の発明に加えて、液供給源から供給される液をロッド
側の圧力室とへッド側の圧力室とのいずれかに導くよう
に切り換える液圧切換弁が設けられ、該液圧切換弁から
前記ヘッド側の圧力室へ延びる液路から分岐して前記ロ
ッド側の圧力室へ延びるバイパス液路が設けられ、この
バイパス液路に遮断と開放との２位置のいずれかに切り
換える２位置切換弁が介在されている構成とした。

【００２０】

【作用】本発明によれば、シリンダ本体の圧力室に接続
する作動液循環路を介し、該作動液循環路に介在させた
冷却手段によって温度一定（４０℃付近）に保たれた作
動液が供給される。これにより、シリンダを強制冷却で
きるので、熱により作動油が劣化したり、ピストンロッ
ド回りのパッキンが損傷するのを防止できる。

【００２１】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面を参照して説
明する。なお、前記従来例で説明したものと同一の構成
要素には同一符号を付してその説明を簡略化する。

【００２２】本実施例では、図１に示すように、液圧供
給源である油圧ポンプ１２から供給される圧油を、ロッ
ド側の圧力室８に形成された第１のポート２０につなが
る油路８ａに導くか、あるいはヘッド側の圧力室に形成
されたポート２１につながる油路９ａに導くかのいずれ
かに切り換えるノズル移動切換弁１０が設けられている
が、このノズル移動切換弁１０から前記ヘッド側の圧力
室９に形成されたポート２１へ延びる油路９ａから分岐
して前記ロッド側の圧力室８に新たに前記第１のポート
２０とは別に形成された第２のポート２２へ延びるバイ
パス油路２３が設けられている。

【００２３】そして、バイパス油路２３に、当該バイパ
ス油路２３を遮断状態と開放状態のいずれかに切り換え
る２位置切換弁２４と、バイパス油路２３を流れる圧油
の流量を調整する流量調整弁２５が介在されている。２
位置切換弁２４は、中立位置にあるとき両ポートが遮断
状態にあり、ソレノイド２４ａに通電されて図中右側へ
切り換えられた際に両ポートが連通状態となる。ここ
で、上記、油路１２ａ、油路８ａ、バイパス油路２３、
油路９ａおよび油路１４ａは、シリンダ本体の圧力室の
圧油循環を行なう圧油循環路２７を構成する。

【００２４】なお、前記流量調整弁２５の調整は、ピス
トンロッドであるニードルピン５を左右方向に移動させ
るときの、ノズル移動切換弁１０からロッド側の油圧室
８へあるいはヘッド側の油圧室９へ流れる圧油の流量よ
り、バイパス油路２３を流れる圧油の流量が小さくなる
ように適宜設定される。

【００２５】また、この実施例の油圧シリンダでは、ニ
ードルノズル２の後面に間隔をあけることなく直接当接
するように当該油圧シリンダが取り付けられている。ま
た、ニードルピン５の外周には冷却用のフィンは設けら
れていない。

【００２６】なお、油圧シリンダ１によって作動される
ニードルノズル２が溶融樹脂の供給および供給停止を制
御する点、並びにノズル移動切換弁１０につながる油路
１３ａにクーラ１３が設けられている点は、前記した従
来のものと同じである。

【００２７】次に、上記構成の油圧シリンダの冷却機構
の作用について説明する。溶融樹脂を供給するべくニー
ドルピン５を後退させる場合には（図１中右方へ移動さ
せる場合には）、ソレノイド２４ａの通電を断って２位
置切換弁２４を中立位置である左側へ切り換えさせ、バ
イパス油路２３を遮断状態とする。そして、ソレノイド
１０ａに通電してノズル移動切換弁１０を図中左側へ切
り換える。これにより、油圧ポンプ１２から油路１２ａ
を介してノズル移動切換弁１０に供給される作動油は油
路８ａを経てロッド側の油圧室８へ至り、ニードルピン
５を右側へ移動させてストッパ７に突き当たる位置まで
後退させる。同時に、ヘッド側の油圧室９内の圧油は、
油路９ａ、ポートＢ、ポートＤおよび油路１４ａを経て
油タンク１４へ流出する。これにより、図１に示すノズ
ル本体３の流出口３ｄは開放され、流入口３ａから供給
される溶融樹脂は、横孔３ｂおよび縦孔３ｃを通って開
放される流出口３ｄから排出され図示しない金型キャビ
テイに供給される。

【００２８】このように溶融樹脂を供給可能状態で、油
圧シリンダ１を冷却する場合には、ソレノイド２４ａに
通電し２位置切換弁２４を右側へ切り換えて、バイパス
油路２３を開放させる（図２参照）。すると、油圧ポン
プ１２からの作動油は、油路１２ａ、ノ切換弁１０、油
路８ａ、油圧室８、ポート２２、調整弁２５、切換弁２
４、切換弁１０、クーラ１３の順に経由して油タンク１
４に戻る。このとき、調整弁２５は適切に調整してある
ので、油圧室８内の圧力は高くシリンダの後退位置は保
持される。

【００２９】このように油圧室８内には温度が一定化さ
れた油タンク１４内の作動液が循環されるので、ノズル
本体６、ニードルピン５から伝導してくる熱を奪い去
り、冷却を行なうこととなる。このように油圧シリンダ
１を循環する圧油によって冷却する構成であるから、熱
遮断のために油圧シリンダ１を熱源部分から遠く離して
配置することや、シリンダ本体６に水ジャケットや冷却
通路を設けることは不要になる。

【００３０】他方、溶融樹脂の供給を停止するべくニー
ドルピン５を前進させる場合には（図１中左方へ移動さ
せる場合には）、ソレノイド２４ａの通電を断って２位
置切換弁２４を中立位置である左側へ切り換え、バイパ
ス油路２３を遮断状態とする。そして、ソレノイド１０
ｂに通電してノズル移動切換弁１０を図中右側へ切り換
える。油圧ポンプ１２から油路１２ａを介してノズル移
動切換弁１０に供給される作動油は、油路９ａを経てヘ
ッド側の油圧室９へ至り、ニードルピン５を左側へ移動
させて該ニードルピン５の先端が流出口３ｄに突き当た
る位置まで前進させる。同時に、ロッド側の油圧室８内
の圧油は、ポート２０から流出して油路８ａ、ノズル移
動切換弁１０および油路１４ａを経て油タンク１４へ至
る。これにより、ノズル本体３の流出口３ｄは閉塞さ
れ、溶融樹脂の供給は停止される。

【００３１】このように溶融樹脂の供給を停止させた状
態で油圧シリンダ１を冷却する場合には、ソレノイド２
４ａに通電し２位置切換弁２４を右側へ切り換えて、バ
イパス油路２３を開放させる（図３参照）。すると、ノ
ズル移動切換弁１０から油路９ａにより油圧室９に供給
されていた圧油は、２位置切換弁２４、流量調整弁２５
を経てバイパス油路２３を通ってポート２２からロッド
側の油圧室８へ供給され、さらに、ポート２０から流出
し、油路８ａを通ってノズル移動切換弁１０のＡポート
へ至り、そこからさらにＤポート、クーラ１３を経て油
タンク１４へ戻る。この場合、バイパス通路２３へ流れ
る圧油は、バイパス油路２３、流量調整弁２５により流
路抵抗が与えられているため、前記圧力室９の圧油の加
圧を維持することにより、前記ニードルピンを前進端位
置に移動させた状態を維持しながら循環される。油タン
ク１４へ戻った圧油は油圧ポンプ１２から再び油路１２
ａへと供給される。

【００３２】なお、本発明の液圧シリンダの冷却機構
は、前記実施例に限られることなく、各部材の形状、寸
法などの具体的構成は、実施にあたり適宜変更可能であ
る。

【００３３】例えば、上記実施例では、油路８ａあるい
は９ａといった元々ある経路を利用しつつ、ノズル移動
切換弁１０から前記ヘッド側の圧力室に形成されたポー
トへ延びる油路９ａから分岐してロッド側の圧力室８に
形成されたポート２２へ延びるバイパス油路２３を加え
ることにより圧油冷却用の循環路を形成しているが、こ
れに限られることなく、新たに循環路を形成する構成と
してもよい。

【００３４】また、上記実施例では、シリンダ停止中の
み冷却を行なっているが、これに限られることなく、シ
リンダ動作中においても冷却を行なうようにしてもよ
い。この場合、単に上記２位置切換弁２４を省くことに
よって行なえる。ただし、この場合には、シリンダの動
作速度は冷却用循環路を流れる圧油流量分がピストン動
作用流量の損失となるので、その分、シリンダ操作速度
が遅くなる。

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、以
下の優れた効果をそうする。

【００３５】請求項１記載の発明では、作動液を利用し
て冷却を行なうものであり、冷却のために、シリンダ本
体にジャケットを設けたり、シリンダの壁部に冷却水通
路を形成する等の特別な冷却手段を設ける必要がなく、
構成が簡単で、装置の大型化を防ぎかつコストを低減し
ながら所望の冷却が行なえる。

【００３６】請求項２記載の発明では、さらに、高温発
生部に近く配置されるシリンダ本体のロッド側の圧力室
を積極的に冷却できることとなり、言い換えれば高温と
なりやすい方の圧力室を冷却できるので、効率のよい冷
却が行なえる。

【００３７】請求項３記載の発明では、元々存する、該
作動液切換弁から前記ヘッド側の圧力室に形成されたポ
ートへ延びる液路を冷却のための循環路として利用でき
るので、従来のものに簡単な構成を付加するだけで冷却
が可能となり、さらなる構成の簡素化、並びに低コスト
化が図れる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示す油圧回路図である。

【図２】同実施例の作用を示す油圧回路図である。

【図３】同実施例の作用を示す油圧回路図である。

【図４】従来の油圧シリンダの冷却機構を説明する図で
ある。

【符号の説明】

１ 油圧シリンダ ２ ニードルノズル ３ ノズル本体 ５ ニードルピン ６ シリンダ本体 ８ ロッド側の油圧室（圧力室） ９ ヘッド側の油圧室（圧力室） １０ ノズル移動切換弁 １２ 油圧ポンプ １３ クーラ（液冷却手段） ２０ ポート ２１ ポート ２２ ポート ２３ バイパス油路（バイパス液路） ２４ ２位置切換弁 ２５ 流量調整弁 ２７ 圧油循環路（液圧循環路）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリンダ本体の少なくとも一つの圧力室
   にポートが２個設けられ、該ポートに作動液循環路が接
   続され、かつ作動液循環路に液冷却手段が介在されてい
   ることを特徴とする液圧シリンダの冷却機構。
2. 【請求項２】 請求項１記載の液圧シリンダの冷却機構
   において、前記作動液循環路が接続される前記圧力室は
   シリンダ本体のロッド側に形成される圧力室であること
   を特徴とする液圧シリンダの冷却機構。
3. 【請求項３】 請求項２記載の液圧シリンダの冷却機構
   において、液供給源から供給される液をロッド側の圧力
   室とヘッド側の圧力室とのいずれかに導くように切り換
   える液圧切換弁が設けられ、該液圧切換弁から前記ヘッ
   ド側の圧力室へ延びる液路から分岐して前記ロッド側の
   圧力室へ延びるバイパス液路が設けられ、このバイパス
   液路に遮断と開放との２位置のいずれかに切り換える２
   位置切換弁が介在されていることを特徴とする液圧シリ
   ンダの冷却機構。