JP2005042932A

JP2005042932A - 油圧シリンダの同調装置

Info

Publication number: JP2005042932A
Application number: JP2004320275A
Authority: JP
Inventors: Kohei Yoneda; 幸平米田
Original assignee: Shin Meiva Industry Ltd
Current assignee: Shinmaywa Industries Ltd
Priority date: 1994-09-08
Filing date: 2004-11-04
Publication date: 2005-02-17

Abstract

【課題】構成が簡単であるとともに、２本の油圧シリンダの伸縮を常に同調させるのに加えて、一方の油圧シリンダにその伸縮を阻害する外的なものが生じた場合でも、他方の油圧シリンダだけが伸縮しないようにする油圧シリンダの同調装置を提供する。
【解決手段】油圧シリンダ１０のピストン側受圧面積と油圧シリンダ１１のロッド側受圧面積とが同一に設定され、油圧シリンダ１０のピストン側室１０ａが油圧シリンダ１１のロッド側室１１ｂに第１連通路１４を介して連通され、ポンプＰから油圧シリンダ１０のロッド側室１０ｂに連通された油路１２と、油圧シリンダ１１のピストン側室１１ａからオイルリザーバＴに連通された油路１３とが第２連通路３１で連通されるとともに、第２連通路３１に第１切換弁３２が設けられ、油路１３における第２連通路３１との連通部位よりもオイルリザーバＴ側に第２切換弁３４が設けられている。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば、二本の油圧シリンダの伸縮動作を同調して作動させる油圧シリンダの同調装置に関する。

従来、二本の油圧シリンダを同調させるものとしては、具体的な回路構成が記載された先行技術文献はないものの、例えば、一般的には油圧ポンプから供給される圧油を分流弁によりそれぞれ同量に分配して同じ大きさの二本の油圧シリンダに供給することで、当該二本の油圧シリンダの伸縮動作を同調させるように構成したものがあった。

しかしながら、上記従来のものでは、油圧シリンダの同調が分流弁の精度に左右されることになり、同調させる各油圧シリンダにそれぞれ異なる負荷がかかった場合に、当該各油圧シリンダ間においてストローク差が生じるという問題があった。このストローク差はそれほど大きいものではないが、高い同調精度が必要である場合に問題となっていた。

また、この油圧シリンダをアクチュエータとして使用する装置によっては、安全性等の面から一方の油圧シリンダにその伸縮を阻害する外的なものが生じた場合でも、他方の油圧シリンダが伸縮しないようにすることが要求される場合がある。

上記の目的を達成するため、請求項１に係る発明の油圧シリンダの同調装置は、少なくとも二本の油圧シリンダを備え、一方の油圧シリンダのピストン側受圧面積と他方の油圧シリンダのロッド側受圧面積とが同一に設定され、一方の油圧シリンダのピストン側室が他方の油圧シリンダのロッド側室に第１連通路を介して連通され、ポンプから一方の油圧シリンダのロッド側室に連通された油路と、他方の油圧シリンダのピストン側室からオイルリザーバに連通された油路とが第２連通路で連通されるとともに、該第２連通路に第１切換弁が設けられ、前記オイルリザーバに連通された油路における上記第２連通路との連通部位よりもオイルリザーバ側に第２切換弁が設けられたものである。

請求項２に係る発明の油圧シリンダの同調装置は、ポンプ吐出側回路に、油圧シリンダの伸長時において該油圧シリンダから流出する油量を制御する圧力補償付き流量制御弁が設けられたものである。

本発明によれば、本発明の油圧シリンダの同調装置によれば、一方の油圧シリンダのピストン側受圧面積と他方の油圧シリンダのロッド側受圧面積とを同一に設定し、一方の油圧シリンダのピストン側室を他方の油圧シリンダのロッド側室に連通することで、従来のような分流弁が不要となり構成が簡単になるとともに、分流弁の精度に左右されることなく各油圧シリンダを確実に同調させることができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

まず、本発明に係る油圧シリンダの同調装置を説明する前に、この油圧シリンダの同調装置が用いられる装置として、例えば荷受台昇降装置を例に採って説明する。

図３及び図４は荷受台昇降装置を示している。

この荷受台昇降装置は、荷箱１の後端両側にそれぞれ立設されたポスト２内にスライダ３が該ポスト２に沿って上下方向に移動自在に設けられ、スライダ３の移動によりこのスライダ３の下端に支持された荷受台４を昇降させる垂直昇降方式のものである。

前記左右のスライダ３の下端には、前記ポスト２と略平行に配設された油圧シリンダ１０（１１）のロッド１０３（１１３）の先端がそれぞれ連結されている。左右の油圧シリンダ１０（１１）は、後述する本発明に係る油圧シリンダの同調装置により同調して伸縮可能に構成されており、これら油圧シリンダ１０（１１）を同調させて伸長させることで荷受台４を水平状態を保持して荷箱１の床面と略面一になる上昇位置から地上まで下降させるとともに、油圧シリンダ１０（１１）を縮退させることで荷受台４を水平状態を保持して地上から荷箱１の床面と略面一になる上昇位置まで上昇させるように構成されている。

前記荷受台４は、前記スライダ３に支持装置５を介して水平状態を保持して支持されている。この支持装置５は、上述したように荷受台４を水平に保持するとともに、荷受台４を荷箱１の後部下方に格納可能なように該荷受台４を水平方向にスライド自在に支持するよう構成されている。

この荷受台４は、荷箱１の後部下方に格納する際において、該荷箱１を載置するフレーム（図示例ではシャーシフレーム上に前後に配置された縦ネダ１ａである。）との干渉を避けるように、基端から前端途中部にかけて図示しない２本のスリットが左右に平行に形成されている。つまり、荷受台４は、先端部４ａを胴部とする櫛状に形成されている。

なお、図３及び図４に示す符号３ａは、前記スライダ３の上端部及び途中部に設けられ、該スライダ３をポスト２内で上下方向に円滑に移動させるためのローラである。

図１は、本発明の油圧シリンダの同調装置の回路構成、即ち、前記油圧シリンダ１０（１１）を同調させるための同調装置の回路構成を示している。

図１において、１０は第１油圧シリンダ、１１は第２油圧シリンダであって、第１油圧シリンダ１０のロッド側室１０ｂが油路１２を通じてモータＭにより駆動される油圧ポンプＰに連通されるともに、第２油圧シリンダ１１のピストン側室１１ａが油路１３を通じてオイルリザーバＴに連通されている。

そして、上記第１油圧シリンダ１０のピストン側室１０ａは第１連通路１４によって前記第２油圧シリンダ１１のロッド側室１１ｂに連通されている。

また、上記油路１２には圧力補償付き流量制御弁３３が設けられるとともに、この圧力補償付き流量制御弁３３よりも油圧ポンプＰ側の油路１２から分岐された第２連通路３１が油路１３に連通されている。

第２連通路３１には、チェック弁を備えた第１切換弁３２設けられ、この第２連通路３１との連通部位よりもオイルリザーバＴ側の油路１３にチェック弁を備えた第２切換弁３４が設けられている。

なお、図１における符号３５はチェック弁、３６、３７はリリーフ弁である。

ここで、前記第１油圧シリンダ１０と第２油圧シリンダ１１とは、第１油圧シリンダ１０のピストン側受圧面積と第２油圧シリンダ１１のロッド側受圧面積とが同一に設定されている。

つまり、第２油圧シリンダ１１のボア径をｄ１、第１油圧シリンダ１０のボア径をｄ２、第２油圧シリンダ１１のロッド径をｄ３とすると、π（ｄ１／２）²＝π（ｄ２／２）²＋π（ｄ３／２）²の関係、即ち、ｄ１²＝ｄ２²＋ｄ３²の関係が成り立つように、第１油圧シリンダ１０と第２油圧シリンダ１１とが構成されている。

前記第１油圧シリンダ１０及び第２油圧シリンダ１１は、前述した関係を有することを除いて同様の構造であり、ここでは第１油圧シリンダ１０の構造について説明し、第２油圧シリンダ１１の構造説明は省略する。

図２は、油圧シリンダの同調装置における当該油圧シリンダ（第１油圧シリンダ１０、第２油圧シリンダ１１）の構成を示している。

図２において、１０１は第１油圧シリンダ１０のシリンダ本体であって、該シリンダ本体１０１内にはピストン１０２が摺動自在に嵌入配置されている。

ピストン１０２にはロッド１０３の一端がネジ込み等により一体に固定され、ロッド１０３の他端がシリンダ本体１０１から突出配置され、ピストン１０２の移動により伸縮自在に構成されている。

ピストン１０２内の中心部には、同調調節装置１０４が設けられている。同調調節装置１０４は、前記ロッド１０３の一端部に形成された通路１０５と、ピストン１０２の底部中心に形成された通路１０６とでロッド側室１０ｂとピストン側室１０ａとを連通させるとともに、上記通路１０６を内部から閉塞するチェックボール１０７が介装され、このチェックボール１０７がシリンダ本体１０１の基端部中心に貫通配置されたネジ部材１０９により開放可能に構成されている。

前記チェックボール１０７は、上記通路１０５側から上記通路１０６をスプリング１０８によって閉塞するように配置されている。

また、前記ネジ部材１０９は、ロッド１０３の全縮時において、シリンダ本体１０１内にネジ込むことにより通路１０６を挿通してその先端がチェックボール１０７と当接し、該チェックボール１０７をスプリング１０８の付勢力に抗して開放方向に移動させるよう構成されている。

前記スプリング１０８は、例えば皿バネ等が使用されており、その付勢力は回路内においてリリーフ弁（図１ではリリーフ弁１６が相当する）の調整圧力では開かないように設定する必要がある。

次に、このように構成された油圧シリンダの同調装置の動作について説明する。

まず、荷受台昇降装置の荷受台を下げる場合は、図１において第１切換弁３２を上位置に切り換えて開放することで、第１油圧シリンダ１０及び第２油圧シリンダ１１のロッド１０３、１１３が下方に同調して伸長し、荷受台を下降させる。

具体的には、第１切換弁３２を上位置に切り換えることで、油圧ポンプＰから供給される圧油は、荷受台の自重などにより第２連通路３１、油路１３を通じて第２油圧シリンダ１１のピストン側室１１ａ側に流入し、これにより第２油圧シリンダ１１はこの圧油の供給量に見合った分だけそのロッド１１３が伸長する。このロッド１１３が伸長する際、第２油圧シリンダ１１のロッド側室１１ｂ内の油は第１連通路１４を通じて第１油圧シリンダ１０のピストン側室１０ａに供給される。

これにより第１油圧シリンダ１０のロッド１０３は、第２油圧シリンダ１１のロッド側室１１ｂから吐出された油に見合った分だけ伸長することになり、この第１油圧シリンダ１０のロッド１０３の伸長に伴ってロッド側室１０ｂから油路１２に吐出された油も第２連通路３１、油路１３を通じて第２油圧シリンダ１１のピストン側室１１ａ側に流入する。

この際、上述したように第２油圧シリンダ１１のロッド側受圧面積と第１油圧シリンダ１０のピストン側受圧面積は同一であり、しかも第２油圧シリンダ１１のロッド側室１１ｂから吐出された油を第１油圧シリンダ１０のピストン側室１０ａに供給しているため、第２油圧シリンダ１１のロッド１１３がΔＳストロークすると、第１油圧シリンダ１０のロッド１０３も同調してΔＳストロークすることになる。

また、油路１２では圧力補償付き流量制御弁３３により流量を調整しているので、第１油圧シリンダ１０及び第２油圧シリンダ１１にかかる荷重差があっても油路１４は負圧になることがなく、第１油圧シリンダ１０及び第２油圧シリンダ１１は同調して伸長し、この結果、荷受台は安定した速度で安全に下降する。

つまり、両油圧シリンダ１０、１１にかかる負荷の差が極端でなく、また、第２油圧シリンダ１１が何らかの障害で動かなくなることがない場合は、上記圧力補償付き流量制御弁３３によって第１油圧シリンダ１０の暴走を抑え、第１、第２油圧シリンダ１０、１１を同調させることができる。

一方、荷受台昇降装置の荷受台を上げる場合は、図１において第２切換弁３４を右位置に切り換えて開放することで、ポンプＰから吐出された圧油が第１油圧シリンダ１０のロッド側室１０ｂに供給され、第１油圧シリンダ１０及び第２油圧シリンダのロッド１０３、１１３が同調して縮退し、荷受台を上昇させる。

具体的には、第２切換弁３４を右位置に切り換えることで、油圧ポンプＰから圧油を油路１２を通じて第１油圧シリンダ１０のロッド側室１０ｂに供給する。これにより第１油圧シリンダ１０のピストン側室１０ａから吐出された油が第１連通路１４を通じて第２油圧シリンダ１１のロッド側室１１ｂに供給され、第１油圧シリンダ１０及び第２油圧シリンダ１１の各ロッド１０３、１１３が同調して縮退する。

このように第１油圧シリンダ１０及び第２油圧シリンダ１１を同調作動させることで、負荷時の油圧シリンダの膨脹及び油の圧縮率を無視できる範囲において、第１油圧シリンダ１０と第２油圧シリンダ１１とにかかる負荷Ｗに関係なく、これら第１油圧シリンダ１０と第２油圧シリンダ１１とを同調して作動させることができる。

なお、具体的には、第２油圧シリンダ１１のボア径ｄ１を５ｎ、第２油圧シリンダ１１のロッド径を３ｎ、第１油圧シリンダ１０のボア径を４ｎに設定し、ｎ＝実数をとることで（例えば、ｎ＝１０mm）、前述した関係が成立し、この第１油圧シリンダ１０と第２油圧シリンダ１１とを同調作動させることができる。

また、長期的な使用に対しては、同調調節装置１０４によって第１、第２油圧シリンダ１０、１１の同調調整を行うことで、第１、第２油圧シリンダ１０、１１の同調を常に保つことができる。

詳しくは、第１、第２油圧シリンダ１０、１１を全縮させた状態で、ネジ部材１０９をねじ込み、チェックボール１０７をスプリング１０８の付勢力に抗して移動させ、通路１０６を開放し、第１、第２油圧シリンダ１０、１１のピストン側室１０ａ、１１ａとロッド側室１０ｂ、１１ｂとを連通させることで、第１、第２油圧シリンダ１０、１１のピストン位置を所定の位置に配置でき、第１、第２油圧シリンダ１０、１１の同調調節を行うことができる。

本発明の油圧シリンダの同調装置の構成を示す回路図である。本発明の油圧シリンダの同調装置における油圧シリンダの構造を示す断面図である。本発明に係る油圧シリンダの同調装置が適用される荷受台昇降装置の構成を示す側面図である。本発明に係る油圧シリンダの同調装置が適用される荷受台昇降装置の構成を示す正面図である。

符号の説明

１０第１油圧シリンダ（一方の油圧シリンダ）
１０ａピストン側室
１０ｂロッド側室
１１第２油圧シリンダ（他方の油圧シリンダ）
１１ａピストン側室
１１ｂロッド側室
１２油路
１３油路
１４第１連通路
３１第２連通路
３２第１切換弁
３３圧力補償付き流量制御弁
３４第２切換弁
Ｔオイルリザーバ

Claims

少なくとも二本の油圧シリンダを備え、一方の油圧シリンダのピストン側受圧面積と他方の油圧シリンダのロッド側受圧面積とが同一に設定され、一方の油圧シリンダのピストン側室が他方の油圧シリンダのロッド側室に第１連通路を介して連通され、ポンプから一方の油圧シリンダのロッド側室に連通された油路と、他方の油圧シリンダのピストン側室からオイルリザーバに連通された油路とが第２連通路で連通されるとともに、該第２連通路に第１切換弁が設けられ、前記オイルリザーバに連通された油路における上記第２連通路との連通部位よりもオイルリザーバ側に第２切換弁が設けられたことを特徴とする油圧シリンダの同調装置。
ポンプ吐出側回路に、油圧シリンダの伸長時において該油圧シリンダから流出する油量を制御する圧力補償付き流量制御弁が設けられた請求項１記載の油圧シリンダの同調装置。