JP2007092943A - 油圧シリンダ駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の油圧シリンダを均等にバランス良く駆動することが可能で、設置スペースの効率も良い油圧シリンダ駆動装置を提供する。
【解決手段】中心に作動油が流通可能な軸流路６８を備えた摺動軸７０と、軸流路６８から作動油をシリンダ内部へ流入出可能に貫通された出入孔９４と、摺動軸７０に複数のピストン８４を同軸に固定した多連ピストン８６から成る。多連ピストン８６の各ピストン８４を摺動可能に収容したシリンダ本体６４と、シリンダ本体６４を各ピストン８４毎に分離するシリンダ分離壁６６と、各ピストン８４とシリンダ分離壁６６との間に各々設けられ作動油が流出入する複数の給排出口８２とを備える。各給排出口８２に各々油圧シリンダ１２が接続される。複数の油圧シリンダ１２を駆動させ、多連ピストン８６の各ピストン８４には、作動油の出入孔９４を設けたものである。
【選択図】図１

Description

この発明は、重量物を搭載して昇降するリフト装置などに用いられる油圧シリンダの駆動装置に関する。

従来、重量物を昇降させるリフト装置などに用いられる油圧シリンダは、搭載される積載物の大きさに合わせて、複数の油圧シリンダを組み合わせて積載部の昇降を行うものがある。この場合、複数使用する油圧シリンダに加わる油圧のバラツキから、昇降速度や位置が不均等にならないように、各油圧シリンダに接続された管路の途中に流量調節弁が設けられている。このような油圧シリンダ駆動装置としては、例えば、図３に示すようなものがある。

この油圧シリンダ駆動装置は、モータ２に駆動される油圧ポンプ４により作動油が供給され、供給パイプ１０により作動油が送られる。供給パイプ１０には、リリーフ弁６と圧力計８が接続されている。そして、油圧ポンプ４から供給された作動油は、分岐された一方のリフトシリンダ１２を作動させる上昇側パイプ１０ａに供給され、上昇側パイプ１０ａに接続された上昇用シャットオフバルブ１４から分岐パイプ１６ａに供給される。そして、分岐パイプ１６ａは、分岐してそれぞれ上昇用流量調整弁１８ａに接続され、上昇用流量調節弁１８ａは、油圧供給用パイプ２０に接続されている。油圧供給用パイプ２０は、各々昇降用のリフトシリンダ１２に接続されている。そして、この各パイプを介して供給された作動油の油圧により、リフトシリンダ１２は中のピストンを上昇させ、積載部２２を上昇させる。

一方、下降の際は、下降シャットオフバルブ２４、上昇シャットオフバルブ１４、及び引降し用切替弁２６をそれぞれ切り替えて、油圧ポンプ４から供給された作動油を、下降側パイプ１０ｂに供給する。そして、引降し用切替弁２６を経て引下げ用油圧パイプ２８に接続された引下げシリンダ３０に作動油が供給されると、油圧により引下げシリンダ３０のピストンが下降し、各リフトシリンダ１２のピストンが押し下げられるとともに、積載部２２が下降する。そして、各リフトシリンダ１２から排出された作動油が各下降用流量調整弁１８ｂから油圧パイプ１６ｂに排出され、下降シャットオフバルブ２４からオイルタンク３２へ作動油が排出される。

そのほか、特許文献１では、１つのモータの出力軸に、複数の油圧シリンダに対応する複数の油圧ポンプを接続し、制御・駆動する油圧リフト装置の構成が開示されている。
特開平８−２３１１９５号公報

しかし、図３に示す前記従来の技術では、各リフトシリンダ１２に供給される油圧を正確に調整するために、上昇用・下降用流量調節弁１８ａ，１８ｂの微妙な調整が必要となり、調整が面倒なものであった。特に上昇用流量調節弁１８ａを正確に調整しないと、載置部２２の上昇時に傾き等が発生する恐れがある。その他、構成部品が多く油圧経路が複雑になりコストがかかるものであった。

また、特許文献１に開示された油圧リフト装置では、油圧シリンダの数に応じて、一台のモータの駆動軸に複数の油圧ポンプが連結される。そのため、複数の油圧シリンダに対応して、油圧ポンプ及びオイルタンク、配管パイプなど、同一構成機器が複数必要になり、設置スペースの効率がよくないものであった。また、モータの駆動軸に連結されたそれぞれの油圧ポンプは、駆動力を電磁クラッチを介して加減制御されて伝達されるため構造が複雑であり、均等に昇降動作をさせるには駆動力の伝達ロスもあり、効率が良くないものであった。

この発明は、前記従来技術の問題に鑑みて成されたもので、複数の油圧シリンダを均等にバランス良く駆動することが可能で、設置スペースの効率も良い油圧シリンダ駆動装置を提供することを目的とする。

この発明は、複数の油圧シリンダを駆動させる油圧シリンダ駆動装置であって、中心に作動油が流通可能な軸流路を備えた摺動軸と、前記軸流路から作動油をシリンダ内部へ流入出可能に貫通された出入孔と、前記摺動軸に複数のピストンを同軸に固定した多連ピストンと、前記多連ピストンの各ピストンを摺動可能に収容したシリンダ本体と、前記シリンダ本体を前記各ピストン毎に分離するシリンダ分離壁と、前記各ピストンと前記シリンダ分離壁との間に各々設けられ作動油が流出入する複数の給排出口とを備え、前記各給排出口に各々油圧シリンダが接続される油圧シリンダ駆動装置である。

前記多連ピストンの各ピストン及び前記摺動軸に、前記出入孔を設けたものである。さらに、前記シリンダ本体と一体に形成された前記シリンダ分離壁には、各々シリンダ内部側から作動油を流出入可能に貫通された給排出口が形成されている。

また、前記多連ピストンの前記摺動軸の一方の端部に、摺動方向の前後の空間で作動油の流通を可能にした補助ピストンを備えたものである。

この発明の油圧シリンダ駆動装置によれば、複数の油圧シリンダを、正確に均等にバランス良く駆動させることが可能なものである。これにより、不均等な力がかかる駆動動作においても、各油油圧シリンダを所望の状態で正確に駆動することができる。

以下、この発明の油圧シリンダ駆動装置の一実施形態について、図１、図２を基にして説明する。ここで、上記従来の図１に示す構成と同様の構成は、同一の符号を付して説明する。この実施形態の油圧シリンダ駆動装置５０は、搬送物を載せる積載部２２を昇降させる複数の油圧シリンダであるリフトシリンダ１２を油圧駆動する駆動装置として使用される。

この実施形態の油圧シリンダ駆動装置５０は、図１に示すように、円筒状に形成された複数のシリンダ構成部５２がシリンダ連結部５４に嵌合したもので、５個のシリンダ構成部５２が４個のシリンダ連結部５４により交互に連結固定されている。そして、一方の端部のシリンダ構成部５２には、有底筒状に形成された筒端部材５６が被さるように嵌合され固定されている。また、他方のシリンダ構成部５２の端部にも、中央に作動油流入孔５８が設けられ、油圧パイプ１６を接続可能に形成された有底筒状のパイプ接続端部材６０が嵌合され、シリンダ本体６４が形成されている。

シリンダ本体６４内側の各シリンダ構成部５２間の境界には、短円柱状のシリンダ分離壁６６が、それぞれシリンダ連結部５４の中央内側に外周が密着して一体的に各々等間隔に設けられている。この各シリンダ分離壁６６の中央には、長筒状に形成されたスリーブ材７２が各々同軸状に挿通されている。さらに、スリーブ材７２には、管状に形成され作動油が流通可能な軸流路６８が設けられた摺動軸７０が、スリーブ材７２中に貫通されて固定されている。スリーブ材７２が挿通されたシリンダ分離壁６６の内面には、シール材６６ａが装着され、液密状態でスリーブ材７２が摺動可能に形成されている。

摺動軸７０のパイプ接続端部材６０側には、後述する補助ピストン９６の中央部を貫通し、パイプ接続端部材６０の作動油流入孔５８の周囲に形成された凹状の受け部５９に一端が当接し、他端が摺動軸７０の内部に係止したコイルスプリング７５が設けられている。コイルスプリング７５は、摺動軸７０内で、作動油流通用の透孔を有した止め材７７に当接し、止め材７７は、摺動軸７０の段差部７９により位置決めされて係止されている。そして、コイルスプリング７５により、後述する各ピストン８４を図面左端に押し戻すものである。

各シリンダ分離壁６６の筒端部材５６側の側面には、スリーブ材７２の貫通箇所から僅かに外周側に、環状に浅い凹部７６が形成されている。この凹部７６の外周側の所定位置からシリンダ分離壁６６外周に向かって一対の斜孔７８が設けられ、各斜孔７８は、シリンダ分離壁６６の外周に環状に形成された連通溝７４により繋がっている。さらに、一方の斜孔７８に接するシリンダ連結部５４には、斜孔７８に連通可能に形成された貫通孔８０が設けられ、シリンダ内部空間５２ａと外部との作動油の給排出口８２を構成している。

シリンダ分離壁６６により分離された各々シリンダ内部空間５２ａには、スリーブ材７２により摺動軸７０が貫通した短円柱状のピストン８４が摺動可能に位置している。ピストン８４は、スリーブ材７２と摺動軸７０に一定間隔で固定され、各々等間隔のシリンダ分離壁６６間を摺動可能に設けられている。スリーブ材７２は、ピストン８４の後述する出入孔９４を避けて各スリーブ材７２毎に設けられ、４個のピストン８４に１本の摺動軸７０がスリーブ材７２を介して同軸に挿通され、各々固定されて、多連ピストン８６が形成されている。

さらに、シリンダ本体６４の筒端部材５６側の端部に嵌挿されたピストン８４を除き、各ピストン８４の筒端部材５６側面には、摺動軸７０から僅かに離れて環状に凹部８８が形成されている。この凹部８８の摺動軸７０近傍から、ピストン８４の摺動軸７０の貫通箇所に向かって一対の斜孔９０が形成されている。各斜孔９０は、摺動軸７０に設けられた連通孔９２に繋がり、シリンダ内部空間５２ａと軸流路６８を連通させる出入孔９４を構成している。

また、シリンダ構成部５２のパイプ接続端部材６０側のシリンダ構成部５２内には、摺動軸７０の端部に固定された補助ピストン９６が挿入されている。補助ピストン９６には、その両側を連通可能に貫通された等圧孔９８が偏心した位置に形成され、中心には摺動軸７０が貫通固定されている。そして、摺動軸７０の軸流路６８は、補助ピストン９６の摺動軸７０の、挿通方向反対側のシリンダ内部空間５２ａに開口している。

次に、この油圧シリンダ駆動装置５０の動作について説明する。まず、図２に示すように、油圧シリンダ駆動装置５０を用いたリフト装置について説明する。このリフト装置の積載部２２を上昇させるには、モータ２に駆動された油圧ポンプ４により作動油が供給され油圧が発生する。その油圧は、油圧ポンプ４に接続された供給パイプ１０を経て、リフトシリンダ１２を作動させる上昇側パイプ１０ａと、リフトシリンダ１２を降下させる下降側パイプ１０ｂの２方向に分岐される。

油圧ポンプ４から供給された作動油は、上昇側パイプ１０ａに接続された上昇用シャットオフバルブ１４を経て、油圧シリンダ駆動装置５０に接続された油圧供給パイプ１６に供給される。さらに、油圧シリンダ駆動装置５０から、油圧供給用パイプ２０を経て各リフトシリンダ１２に供給され、積載部２２を上昇させる。

ここで、リフトシリンダ１２の上昇時の油圧シリンダ駆動装置５０の動作について説明する。図１に示すように、油圧シリンダ駆動装置５０のシリンダ本体６４の作動油流入孔５８に接続された油圧供給パイプ１６から作動油が供給されると、補助ピストン９６とパイプ接続端部材６０のシリンダ内部空間５２ｂ内の作動油に圧力が掛かり、同時に摺動軸７０の軸流路６８に作動油が供給され、各ピストン８４の出入孔９４を通過して、各シリンダ構成部５２内のピストン８４の凹部８８内に油圧が掛けられる。すると、シリンダ構成部５２内に供給された作動油の油圧により、各ピストン８４が押圧されて摺動軸７０により多連ピストン８６として、各ピストン８４が一体に一律に摺動する。そして、ピストン８４により隔てられた反対側の各シリンダ内部空間５２ａ内の作動油による油圧が、シリンダ分離壁６６の給排出口８２を経て、油圧供給用パイプ２０に加えられる。これにより、油圧供給用パイプ２０から供給された作動油の油圧により、各リフトシリンダ１２内のピストンが押圧されて上昇し、積載部２２を上昇させる。

次に、積載部を下降させるには、図２に示すように、まず、上昇用シャットオフバルブ１４、下降用シャットオフバルブ２４、及び引降し用切替弁２６を切り替える。そして、モータ２に駆動された油圧ポンプ４により作動油が供給され、この作動油は、リフトシリンダ１２を降下させる下降側パイプ１０ｂに供給され、下降側パイプ１０ｂに接続された引降し用切替弁２６により、引下げシリンダ３０に接続された引下げ用油圧パイプ２８に供給される。そして、引下げ用油圧パイプ２８は分岐されており、各引下げシリンダ３０に作動油が供給される。すると、油圧により引下げシリンダ３０が収縮して積載部２２を下降させる。

この際、油圧シリンダ駆動装置５０では、上昇時とは逆に、リフトシリンダ１２から排出された作動油が、油圧供給用パイプ２０を逆流して各給排出口８２からシリンダ本体６４内へ流入してくる。すると、シリンダ構成部５２内に流入した作動油の油圧により各ピストン８４が押圧されて摺動する。このとき、ピストン８４を隔てた反対側のシリンダ構成部５２内では、作動油が押し戻されて、出入孔９４から軸流路６８へ排出される。そして、軸流路６８からシリンダ本体６４の作動油流入孔５８を経て、作動油が供給油圧パイプ１６に排出されて下降用シャットオフバルブ２４からタンク３２に作動油が戻される。

また、コイルスプリング７５の弾性力によっても、各ピストン８４を図面左端に押し戻す。この油圧シリンダ駆動装置５０では、シリンダ構成部５２のオイルシール部での油漏れにより、ピストン８４の戻りのストロークが減少する恐れがあるが、コイルスプリング７５で、強制的に戻されるので、ストローク減少もない。

この実施形態の油圧シリンダ駆動装置５０によれば、摺動軸７０により各ピストン８４が連結されて多連ピストン８６を構成しているので、各ピストン８４は互いに一律に等しい速度で等しい距離動くことになり、シリンダ内部空間５２ａ内に流入する作動油の量及び圧力が等しいものとなる。これにより、移動するピストン８４の移動量が各々等しいものとなり、圧力の変動等に影響されることなく、常に複数のピストンで、等しい移動量を得ることができ、等速の駆動が可能となる。そのため、各リフトシリンダ１２には均一な油圧が加わり、バランス良く作動するため、積載部２２の昇降時の傾斜を無くすことができるものである。

また、シリンダ本体６４内に複数のシリンダ構成部５２内から作動油を排出・流入させる多連ピストン８６が一体に形成されるため、コンパクトであり、取付スペースの効率もよいものである。

なお、この発明の油圧シリンダ駆動装置は上記実施形態に限定されるものではなく、駆動軸に多連ピストンが形成されていればよいため、駆動する油圧シリンダの数に合わせて、ピストンの数は適宜設定可能なものである。

この発明の一実施形態の油圧シリンダ駆動装置の構造を示す部分断面図である。 この実施形態の油圧シリンダ駆動装置を用いた油圧回路図である。 従来の油圧シリンダ駆動装置を用いた油圧回路図である。

符号の説明

１２ リフトシリンダ
５０ 油圧シリンダ駆動装置
５２ シリンダ構成部
５２ａ シリンダ内部空間
５４ シリンダ連結部
６４ シリンダ本体
６６ シリンダ分離壁
６８ 軸流路
７０ 摺動軸
７８ 斜孔
８２ 給排出口
８４ ピストン
８６ 多連ピストン
９４ 出入孔
９６ 補助ピストン
９８ 等圧孔

Claims (4)

1. 複数の油圧シリンダを駆動させる油圧シリンダ駆動装置において、中心に作動油が流通可能な軸流路を備えた摺動軸と、前記軸流路から作動油をシリンダ内部へ流入出可能に連通された出入孔と、前記摺動軸に複数のピストンを同軸に固定した多連ピストンと、前記多連ピストンの各ピストンを摺動可能に収容したシリンダ本体と、前記シリンダ本体を前記各ピストン毎に分離するシリンダ分離壁と、前記各ピストンと前記シリンダ分離壁との間に各々位置し作動油が流出入する複数の給排出口とを備え、前記各給排出口に各々油圧シリンダが接続されることを特徴とする油圧シリンダ駆動装置。
2. 前記多連ピストンの各ピストン及び前記摺動軸に、前記出入孔を設けたことを特徴とする請求項１記載の油圧シリンダ駆動装置。
3. 前記シリンダ本体と一体に形成された前記シリンダ分離壁には、各々シリンダ内部側から作動油を流出入可能に貫通された給排出口が形成されていることを特徴とする請求項１記載の油圧シリンダ駆動装置。
4. 前記多連ピストンの前記摺動軸の一方の端部に、摺動方向の前後の空間で作動油の流通を可能にした補助ピストンを備えたことを特徴とする請求項１記載の油圧シリンダ駆動装置。
   
   

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