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

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裕 大澤
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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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