JP2925941B2 - 流体シリンダ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、リリーフ弁を内蔵する
流体シリンダに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、流体シリンダとしては、例えば、
特開昭５７−３７１０９号公報に開示されるように、シ
リンダチューブ内をヘッド側室とロッド側室とに仕切る
ピストンがシリンダ軸方向に摺動自在に設けられ、上記
シリンダチューブに、ヘッド側室に対して流体を給排す
る給排路を開口させる第１及び第２連通路が並設され、
該各連通路のうちの一方の連通路に、ヘッド側室の流体
の圧力が所定圧になったときに、ヘッド側室の流体を該
一方の連通路を介して上記給排路にリリーフさせるリリ
ーフ弁を設けたものが知られている。この場合、ヘッド
側室の流体の圧力は、ヘッド側室方向へのピストンの摺
動により所定圧に高められるようになっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
流体シリンダでは、リリーフ弁がシリンダチューブに設
けられているため、以下のような欠点を有することにな
る。

【０００４】すなわち、リリーフ弁を設けるに当たって
シリンダチューブの少なくとも一部を厚肉に形成しなけ
ればならず、流体シリンダが大型化するとともに、流体
シリンダの外観の見栄えが著しく悪化する。

【０００５】しかも、上記従来の流体シリンダでは、ヘ
ッド側室の流体を給排路にリリーフさせる構造となるた
め、給排路から供給される流体によってヘッド側室の流
体の圧力が所定圧になったときに、このヘッド側室の流
体をリリーフさせることができない。そのため、上記流
体シリンダを、例えばヘッド側室に供給される流体によ
りダンプ車両の荷箱を傾動させる流体シリンダとして使
用する場合には、ヘッド側室の圧力が所定圧になったと
きに該流体をオイルリザーバ側に環流させることができ
ず、過積載時の荷箱の傾動を制止することができない。

【０００６】本発明はかかる点に鑑みてなされたもの
で、その目的とするところは、シリンダチューブ内の構
成部材にリリーフ弁を設けて、流体シリンダのコンパク
ト化及び外観の見栄えの向上を図り、かつヘッド側室の
流体のオイルリザーバ側への環流（リリーフ）を可能に
して過積載時の荷箱の傾動を制止することにある。さら
には、ヘッド側室からの流体排出時、ピストンの摺動動
作を緩慢にして倒伏直前時から荷箱の倒伏動作をゆっく
りと行うことにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明が講じた解決手段は、シリンダチューブ内を
ヘッド側室とロッド側室とに仕切るピストンがシリンダ
軸方向に摺動自在に設けられた流体シリンダにおいて、
上記ピストンの中心部にピストンロッドの基端を貫通し
て設けるとともに、該ピストンロッドの基端部に、上記
ヘッド側室とロッド側室との間を連通する連通路を設け
る。さらに、上記連通路に、ヘッド側室の流体の圧力が
所定圧になったとき、ヘッド側室の流体を連通路を介し
てロッド側室にリリーフさせるリリーフ弁を設ける。ま
た、上記ピストンロッドの基端に、弁体を有するととも
に外周面に溝部が形成されたロッド部材を上記ヘッド側
室に突出して設ける。加えて、上記シリンダチューブ
に、上記ヘッド側室に流体を供給する給排口を設ける。
さらにまた、該給排口に、流体供給源と上記ヘッド側室
とを連絡する給排通路を接続する。そして、上記ヘッド
側室がピストンの摺動により縮小して流体が上記給排口
から排出される際、上記ロッド部材の先端が給排口に侵
入するとともに、上記弁体が給排口を塞ぎ、かつ上記ヘ
ッド側室と給排通路とが上記溝部を介して連通されるよ
うに構成されていることを特徴とする。

【０００８】

【作用】上記の構成により、本発明では、リリーフ弁
は、ピストンロッド内を介してヘッド側室とロッド側室
との間を連通する連通路に設けられているので、リリー
フ弁をシリンダチューブに設けたもののようにそのシリ
ンダチューブの少なくとも一部を厚肉に形成する必要は
なく、流体シリンダがコンパクトなものとなるととも
に、流体シリンダの外観の見栄えが高められる。

【０００９】しかも、ヘッド側室の流体の圧力が所定圧
になったときには、ヘッド側室の流体が連通路を介して
ロッド側室にリリーフされるので、例えばヘッド側室に
供給される流体によりダンプ車両の荷箱を傾動させる流
体シリンダとして使用することが可能となり、過負荷時
にヘッド側室の流体の圧力が所定圧になるように設定す
ることで、過負荷状態での荷箱の傾動を制止することが
できる。

【００１０】さらに、ヘッド側室がピストンの摺動によ
り縮小して流体が給排口から排出される際、ロッド部材
の先端が給排口に侵入するとともに、弁体が給排口を塞
ぎ、かつ上記ヘッド側室と給排通路とが溝部を介して連
通されるので、この状態では上記ヘッド側室から排出さ
れる流体の排出量は狭い溝部からの少量だけになり、そ
の結果、ピストンの摺動動作が緩慢になる。したがっ
て、上記と同様に、ヘッド側室に供給される流体により
ダンプ車両の荷箱を傾動させる流体シリンダとして使用
すると、倒伏直前時から荷箱の倒伏動作をゆっくりと行
う緩衝装置が構成される。

【００１１】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。

【００１２】図３は本発明の実施例に係る流体シリンダ
を用いたダンプ車両を示し、１はキャビン２の後部に連
設された車両Ｖの車体枠、３は該車体枠１上に搭載され
た傾倒自在な荷箱である。上記車体枠１は、車体左右側
部を前後方向へ延びるフレーム４（図では一方のみ示
す）と、該両フレーム４間を所定位置において繋ぐクロ
スメンバ（図示せず）とからなる。上記車体枠１の後端
部左右位置、つまり各フレーム４の後端部には、車体枠
１に対する荷箱３の後方への傾倒中心を構成するヒンジ
部材５が設けられている。

【００１３】上記荷箱３の下面には、その左右両側端部
を車体前後方向へ延びる荷箱フレーム１１（図では一方
のみ示す）が設けられている。また、上記荷箱フレーム
１１と上記フレーム４との間には、後述する油圧ポンプ
２２からの圧油の供給により伸長する伸縮自在な流体シ
リンダとしての油圧シリンダ１２が連携されている。該
油圧シリンダ１２は、一端側がホイスト機構１０を介し
て上記荷箱フレーム１１に、他端側が上記フレーム４に
それぞれ回転自在に支持されている。この場合、油圧シ
リンダ１２への圧油の供給によりホイスト機構１０が伸
長するように油圧シリンダ１２を伸長させることによっ
て、荷箱３を車体枠１に対して傾動させる一方、油圧シ
リンダ１２からの圧油の排出によりホイスト機構１０が
屈曲するように油圧シリンダ１２を収縮させることによ
って、荷箱３を車体枠１に対して倒伏させるようにして
いる。

【００１４】また、図２に示すように、上記油圧シリン
ダ１２には、該油圧シリンダ１２への圧油の給排状態を
切換える３位置切換弁２１、油圧ポンプ２２およびオイ
ルリザーバ２３が順次連結管２４を介して連結されてい
る。該連結管２４は、油圧ポンプ２２とオイルリザーバ
２３との間に位置する第１連結管部２４ａと、油圧ポン
プ２２と油圧シリンダ１２との間に位置する第２連結管
部２４ｂとからなる。上記第２連結管部２４ｂの下流端
（図では上端）は、上記油圧シリンダ１２のシリンダチ
ューブ１２ａに開設された給排口１２ｂに接続されてヘ
ッド側室２５ａに連通されている。一方、上記油圧シリ
ンダ１２のロッド側室２５ｂには、上記オイルリザーバ
２３と油圧ポンプ２２との間に位置する第１連結管部２
４ａに一端が接続された排出管２０の他端が接続されて
いる。また、上記第２連結管部２４ｂの中途部は、２分
岐されていて、一方が３位置切換弁２１を通る第１分岐
管２６ａに、他方が３位置切換弁２１を迂回する第２分
岐管２６ｂにそれぞれ形成されている。上記３位置切換
弁２１よりも油圧シリンダ１２側の第１分岐管２６ａに
は、油圧シリンダ１２のヘッド側室２５ａからの圧油の
排出を緩慢にするためのオリフィス２７が介設されてい
る。上記第２分岐管２６ｂには、油圧ポンプ２２から油
圧シリンダ１２のヘッド側室２５ａへの圧油の供給のみ
を可能とする逆止弁２８が介設されている。さらに、上
記第１連結管２４ａには、３位置切換弁２１を通して油
圧シリンダ１２のヘッド側室２５ａからの圧油又は油圧
ポンプ２２からの圧油をオイルリザーバ２３に環流可能
とする環流管２９の一端が接続されている。

【００１５】上記３位置切換弁２１は、機械操作式のス
プール弁よりなり、上記第２連結管２４ｂの第１分岐管
２６ａの途中にかつ環流管２９の他端に臨むように配置
され、第１位置（図２に示す左位置）に切換わったとき
に油圧ポンプ２２からの圧油を第２連結管部２４ｂ（第
２分岐管２６ｂ）を介して油圧シリンダ１２のヘッド側
室２５ａに圧油を供給して荷箱３を傾動させ、第２位置
（図２に示す右位置）に切換わったときに油圧シリンダ
１２のヘッド側室２５ａからの圧油を第２連結管部２４
ｂ（第１分岐管２６ａ）及び環流管２９を介してオイル
リザーバ２３に排出して荷箱３を倒伏させ、第３位置
（図２に示す中央位置）に切換わったときに油圧ポンプ
２２からの圧油を第２連結管部２４ｂ（第１分岐管２６
ａ）及び環流管２９を介してオイルリザーバ２３に戻す
ことで油圧シリンダ１２のヘッド側室２５ａに対する圧
油の給排を中止して荷箱３を停止させるように構成され
ている。

【００１６】そして、上記油圧シリンダ１２には、図１
にも示すように、シリンダチューブ１２ａ内をヘッド側
室２５ａとロッド側室２５ｂとに仕切るピストン３１が
シリンダ軸方向に摺動自在に設けられている。上記ピス
トン３１の中心部にはピストンロッド３２の基端が貫通
して設けられている。上記ピストンロッド３２の基端
は、ピストン３１よりもヘッド側室２５ａ側に突出して
おり、その突出部にはネジ部３２ａが形成されている。
このネジ部３２ａには、ヘッド側室２５ａから袋ナット
４３が螺着されて、ピストンロッド３２の基端に対する
ピストン３１の固着がなされるようになっている。上記
ピストンロッド３２の基端部には、上記ヘッド側室２５
ａとロッド側室２５ｂとの間を連通する断面略Ｌ字状の
連通路３４が設けられている。該連通路３４は、シリン
ダ軸方向に延びて設けられ、一端がヘッド側室２５ａに
開口する第１油路３５ａと、該第１油路３５ａの他端よ
りシリンダ軸方向と直交する半径方向に延びて設けら
れ、外方端がロッド側室２５ｂに開口する第２油路３５
ｂとからなる。

【００１７】また、上記連通路３４の第１油路３５ａに
は、第２連結管部２４ｂ（第２分岐管２６ｂ）を介して
ヘッド側室２５ａ内に供給された圧油の圧力が所定圧に
なったとき、ヘッド側室２５ａの圧油を連通路３４を介
してロッド側室２５ｂにリリーフさせるリリーフ弁３６
が設けられている。該リリーフ弁３６は、上記第１油路
３５ａに嵌装された略筒形状の弁本体３６ａと、該弁本
体３６ａ内に設けられ、上記第２油路３５ｂに第２油路
側開口３６ｂを介して常時連通するチャンバ室３６ｃ
と、該チャンバ室３６ｃに摺動自在に設けられた受部材
３６ｄと、該受部材３６ｄのヘッド側室２５ａ側に固着
され、上記チャンバ室３６ｃの第１油路側開口３６ｅを
ヘッド側室２５ａに対して開閉させる球状の開閉弁３６
ｆと、上記第１油路側開口３６ｅを閉塞する方向に上記
開閉弁３６ｆ（受部材３６ｄ）を付勢するスプリング３
６ｇとからなる。この場合、第２連結管部２４ｂ（第２
分岐管２６ｂ）内の圧油の圧力が所定圧以上になると、
この圧油によって、リリーフ弁３６は、開閉弁３６ｆ
（受部材３６ｄ）がスプリング３６ｇの付勢力に抗して
第１油路側開口３６ｅを開放させる方向に作動し、ヘッ
ド側室２５ａ内の圧油が第１油路側開口３６ｅからチャ
ンバ室３６ｃ、第２油路側開口３６ｂおよび第２油路３
５ｂを介してロッド側室２５ｂ内に導入（リリーフ）さ
れる。

【００１８】尚、図１中３７は、第１油路３５ａ内にリ
リーフ弁３６の弁本体３６ａを保持するための保持リン
グである。

【００１９】さらに、上記ナット４１には、その中心部
よりヘッド側室２５ａに突出するロッド部材４２の一端
が固着されているとともに、ヘッド側室２５ａと第１油
路側開口３６ｅとの間を連通する複数の連通穴４１ａ，
…が設けられている。上記ロッド部材４２には、傘形状
の弁体４３が軸方向へ摺動自在に支持されている。ま
た、上記油圧シリンダ１２のヘッド側室２５ａ側の壁部
外面には、第２連結管部２４ｂの第１分岐管２６ａ一端
を給排口１２ｂに連結するための連結部４４が突設され
ている。該連結部４４内には、ヘッド側室２５ａと第２
連結管部２４ｂの第１分岐管２６ａとの間を連通する給
排通路４５が設けられている。上記ロッド部材４２の他
端は、上記連結部４４の給排通路４５内に給排口１２ｂ
を経て侵入可能とされているとともに、上記給排口１２
ｂには、上記弁体４３を当接により受止める円管状の弁
座４６が嵌着されている。また、上記弁体４３とナット
４１との間には圧縮スプリング４７が縮装されている。
さらに、上記ロッド部材４２の外周面上における周方向
に１８０°隔てた対向位置には、その他端から一端側
（ナット４１の直近傍）に向かって軸方向へ連続的に延
びる溝部４８（図では一方のみ示す）が凹設されてい
る。

【００２０】この場合、荷箱倒伏時に弁座４６内および
給排通路４５内を介して第２連結管部２４ｂの第１分岐
管２６ａに排出されるヘッド側室２５ａ内の圧油は、ヘ
ッド側室２５ａの縮小に伴い弁体４３が弁座４６に当接
した時点つまり倒伏直前時から、各溝部４８を介して第
２連結管部２４ｂの第１分岐管２６ａに排出される。こ
の各溝部４８を介して排出される圧油の量は少量とさ
れ、ピストン３１のヘッド側室２５ａ側への摺動を遅ら
せる圧縮スプリング４７の付勢力と相俟って、倒伏直前
時から荷箱３の倒伏動作をゆっくりと行う緩衝装置を構
成している。

【００２１】したがって、この実施例では、リリーフ弁
３６は、ピストンロッド３２内を介してヘッド側室２５
ａとロッド側室２５ｂとの間を連通する連通路３４に設
けられているので、リリーフ弁をシリンダチューブに設
けたもののようにそのシリンダチューブの少なくとも一
部を厚肉に形成する必要がなく、油圧シリンダ１２のシ
リンダチューブ１２ａを薄肉にしてコンパクト化を図る
ことができるとともに、油圧シリンダ１２の外観の見栄
えの向上を図ることができる。

【００２２】しかも、ヘッド側室２５ａの圧油の圧力が
所定圧になったときには、ヘッド側室２５ａの圧油が第
１油路側開口３６ｅからチャンバ室３６ｃ、第２油路側
開口３６ｂおよび第２油路３５ｂを介してロッド側室２
５ｂ内にリリーフされるので、ヘッド側室２５ａに供給
される圧油によりダンプ車両Ｖの荷箱３を傾動させる油
圧シリンダ１２として使用することによって、過負荷時
にヘッド側室２５ａに供給された圧油の圧力が所定圧に
なれば、リリーフ弁３６によりロッド側室２５ｂにリリ
ーフして過負荷状態での荷箱３の傾動を制止することが
でき、過負荷時での荷箱３の傾動を制止する過負荷防止
装置を構成することができる。

【００２３】さらに、荷箱倒伏直前に、弁体４３で給排
口１２ｂを塞いでヘッド側室２５ａ内の圧油をロッド部
材４２の溝部４８から少しずつ排出させるようにしたの
で、ピストン３１の摺動動作が緩慢になり、かつピスト
ン３１のヘッド側室２５ａ側への摺動を遅らせる圧縮ス
プリング４７の付勢力と相俟って、倒伏直前時から荷箱
３の倒伏動作をゆっくりと行うことができる。

【００２４】尚、本発明は上記実施例に限定されるもの
ではなく、その他種々の変形例を包含するものである。
例えば、上記実施例では、過負荷時の荷箱３の傾動を制
止する過負荷防止装置の油圧シリンダ１２として用いた
が、単にヘッド側室とロッド側室との間で流体をリリー
フする構成を採用するどのような装置の流体シリンダに
も適用できる。

【００２５】

【発明の効果】以上の如く、本発明におけるリリーフ弁
内蔵型流体シリンダによれば、ピストンロッド内を介し
てヘッド側室とロッド側室とを連通する連通路にリリー
フ弁を設けたので、流体シリンダのコンパクト化および
外観の見栄えの向上を図ることができる。しかも、ダン
プ車両の荷箱を傾動させる流体シリンダなどに使用する
ことで、過負荷時にヘッド側室の流体の圧力が所定圧に
なるように設定して、過負荷状態での荷箱の傾動を制止
する過負荷防止装置とすることができる。さらに、ヘッ
ド側室から流体を排出する際、給排口を弁体で塞いで狭
い溝部から少しずつ排出するので、ピストンの摺動動作
を緩慢にし得、よって、ダンプ車両の荷箱を傾動させる
流体シリンダなどに使用することで、倒伏直前時から荷
箱の倒伏動作をゆっくりと行う緩衝機能を付与すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係るリリーフ弁付近の縦断側
面図である。

【図２】過負荷防止装置の油圧回路図である。

【図３】ダンプ車両の側面図である。

【符号の説明】

１２ 油圧シリンダ（流体シリンダ） １２ａ シリンダチューブ １２ｂ 給排口 ２５ａ ヘッド側室 ２５ｂ ロッド側室 ３１ ピストン ３２ ピストンロッド ３４ 連通路 ３６ リリーフ弁 ４２ ロッド部材 ４３ 弁体 ４５ 給排通路 ４８ 溝部

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) F15B 15/00 - 15/28

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリンダチューブ内をヘッド側室とロッ
   ド側室とに仕切るピストンがシリンダ軸方向に摺動自在
   に設けられた流体シリンダにおいて、 上記ピストンの中心部にはピストンロッドの基端が貫通
   して設けられているとともに、該ピストンロッドの基端
   部には、上記ヘッド側室とロッド側室との間を連通する
   連通路が設けられ、 該連通路には、ヘッド側室の流体の圧力が所定圧になっ
   たとき、ヘッド側室の流体を連通路を介してロッド側室
   にリリーフさせるリリーフ弁が設けられ、 上記ピストンロッドの基端には、弁体を有するとともに
   外周面に溝部が形成されたロッド部材が上記ヘッド側室
   に突出して設けられ、 上記シリンダチューブには、上記ヘッド側室に流体を供
   給する給排口が設けられ、 該給排口には、流体供給源と上記ヘッド側室とを連絡す
   る給排通路が接続され、 上記ヘッド側室がピストンの摺動により縮小して流体が
   上記給排口から排出される際、上記ロッド部材の先端が
   給排口に侵入するとともに、上記弁体が給排口を塞ぎ、
   かつ上記ヘッド側室と給排通路とが上記溝部を介して連
   通されるように構成され ていることを特徴とする流体シ
   リンダ。