JPH0326282B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、油圧シリンダにおける停止状態危険
信号発生装置に関するものである。

（従来の技術） 本発明が適用される油圧シリンダは、伸長動作
側圧油室と縮小動作側圧油室を有しこれら両油室
への作動油の給排並びに給排停止を油圧制御装置
で制御することで、伸縮駆動並びに負荷を担持し
た状態で停止することのできる油圧シリンダであ
り、これを第１図に基づきより具体的に説明する
と、第１図において、油圧シリンダ１は、シリン
ダ２、ピストンロツド３、およびピストンロツド
３基端に止着されシリンダ２内に油密摺動自在に
嵌挿されたピストン４から構成されている。前記
ピストン４は、シリンダ２内を伸長動作側圧油室
５と縮小動作側圧油室６に区画している。油圧シ
リンダ１の伸長動作側圧油室５および縮小動作側
圧油室６への作動油の給排並びに給排停止を制御
する油圧制御装置７が、前記伸長動作側圧油室５
および縮小動作側圧油室６に夫々接続された給排
回路８および給排回路９、油圧発生装置１０に接
続された供給回路１１、および油槽１２に接続さ
れた排出回路１３の間に設けられている。第１図
の場合この給排制御装置７は、四方向三位置油圧
切換弁１４と前記給排回路８に設けたホールデイ
ングバルブ１５で構成されている。ホールデイン
グバルブ（又はカウンタバランス弁）１５は、四
方向三位置油圧切換弁１４から油圧シリンダ１方
向への作動油の流れは自由であるが、反対方向の
流れは給排回路９内の油圧が上昇したときのみ許
容されるようになつている。Ｆは、油圧シリンダ
１により担持された負荷である。油圧シリンダ１
は、油圧制御装置７の四方向三位置油圧切換弁１
４を位置に操作することで伸長駆動、四方向三
位置油圧切換弁１４を位置に操作することで縮
小駆動、四方向三位置油圧切換弁１４をセンタ位
置Ｏにすることで負荷Ｆを担持した状態で停止す
るようになつている。

（従来技術の問題点） この種の油圧シリンダ１は、これを伸長して長
時間停止させた場合、突発的に縮小することがあ
つた。すなわち、油圧シリンダ１の負荷Ｆを担持
する側の伸長動作側圧油室５内の油温がシリンダ
２にあるいはシリンダ２を伝つて外気に放出さ
れ、漸次油温が低下しこれに伴つて伸長動作側圧
油室５に充填されている作動油の体積が減少す
る。作動油の体積の減少は伸長動作側圧油室５内
の油圧を低下させ、伸長動作側圧油室５内の油圧
による負荷担持力（伸長動作側圧油室５の作動油
の圧力Ｘピストン４の受圧面積）を減少させる。
一方油圧シリンダ１のピストン４とシリンダ２間
およびピストンロツド３とシリンダ２間あるいは
当該油圧シリンダ１が組み込まれる機械部分には
摩擦が存在しているので、上記のように油圧によ
る負荷担持力が多少減少してもこの摩擦による負
荷担持力が油圧による負荷担持力の減少分をカバ
ーし、負荷Ｆを停止状態に保持するのであるが、
油圧による負荷担持力の減少が一定以上となると
最早や上記摩擦による負荷担持力では補い切れ
ず、油圧シリンダ１は負荷Ｆにより急激に縮小さ
れることになる。このような現象は、突発的に発
生するものであり、その発生を予測し得ないもの
であつたため極めて危険なものであつた。

本発明は、油圧シリンダが負荷を担持して停止
している停止状態において、上記の如く油圧シリ
ンダが負荷により突発的に動かされるのを未然に
検知して電気出力信号を発生する油圧シリンダに
おける停止状態危険信号発生装置を提供しようと
するものである。本発明の油圧シリンダにおける
停止状態危険信号発生装置により得られる電気信
号は、警報ブザー又は警報ランプ等を作動又は点
灯するために用いられ、あるいは後記する本発明
の実施例において説明する如く油圧シリンダの負
荷を担持する側の油室（伸長動作側圧油室又は縮
小動作側圧油室）への作動油の補給指令信号とし
て用いられるものである。

（問題点を解決するための手段） 本発明に係る油圧シリンダにおける停止状態危
険信号発生装置は、伸長動作側圧油室と縮小動作
側圧油室を有し、これら両油室への作動油の給排
並びに給排停止を油圧制御装置により制御するこ
とで、伸縮駆動並びに負荷を担持した状態で停止
することができる油圧シリンダにおける停止状態
危険信号発生装置であつて、油圧シリンダの前記
両油室のうち負荷を担持する側の油室の油圧を検
出し当該油圧に応答した電気信号を実際値信号と
して出力する負荷検出器、記憶指令信号入力器、
および前記記憶指令信号入力器からの記憶指令信
号を受けたときの前記負荷検出器からの実際値信
号を記憶すると共にこの記憶値と前記負荷検出器
からの実際値信号の関係を継続的に監視し記憶値
に対して実際値の値が所定値以上低減したとき電
気出力信号を発生する如く構成した演算器、で構
成したことを特徴とするものである。

（作用） 油圧駆動装置を操作して油圧シリンダを伸縮駆
動した後、負荷を担持した状態で長時間保持する
場合には、記憶指令信号入力器を操作して記憶指
令信号を入力する。これにより演算器は記憶指令
信号が入力された時点での負荷検出器からの出力
信号を記憶値として記憶するようになつている。
この状態で油圧シリンダを長時間保持すれば、や
がて伸長動作側圧油室の油温が低下して当該油室
の圧力が減少するが、当該伸長動作側圧油室の圧
力は負荷検出器により継続的に検出され実際値と
して演算器に入力されているので、演算器はこの
実際値と前記記憶値を対比して実際値の値が記憶
値に対し所定値以上低減したとき、すなわち油圧
シリンダの伸長動作側圧油室の圧力が負荷を担持
するに充分な圧力以下に低下したとき出力ボート
から出力信号を発するようになつている。従つ
て、この出力信号を警報および伸長動作側圧油室
への圧油補給の制御信号として用いることによ
り、油圧シリンダの伸長動作側圧油室の圧力が当
該油室の油温の低下による体積の減少により低下
して、油圧シリンダが突発的に縮小する恐れのあ
る負荷担持状態であることを警報したり、負荷担
持側油室に作動油を補給して油圧シリンダが突発
的に縮小するのを未然に防止することが可能とな
るのである。

（実施例） 以下本発明を第１図の油圧シリンダに実施した
実施例につき第２図以下の図面に基づいて詳細に
説明する。第１図で用い前述した符号１〜１５お
よびＦは以下の説明においても同義であるのでそ
の説明を省略する。第２図において１６は、油圧
シリンダ１の前記両油室５，６のうち負荷を担持
する側の油室すなわち伸長動作側圧油室５の油圧
を検出し当該油圧に応答した電気信号を実際値信
号として出力する負荷検出器である。負荷検出器
１６により出力された実際値信号は、後述する演
算器１７に入力される。１８は、演算器１７へ記
憶指令を出す記憶指令信号入力器である。前記演
算器１７は、次の如く構成している。すなわち、
負荷検出器１６からの実際値信号をデイジタル電
気信号に変換するＡ／Ｄ変換器１９、Ａ／Ｄ変換
器１９および前記記憶指令信号入力器１８（この
記憶指令信号入力器１８はスイツチで構成してい
る。）からの信号をコモンバス２０へ接続する入
力ポート２１、コモンバス２０に接続された
CPU（セントラルプロセツシングユニツト）２
２、ROM（リードオンリーメモリ）２３、RAM
（ランダムアクセスメモリ）２４および出力ポー
ト２５で構成している。そしてCPU２２は、
ROM２３に記憶したプログラムに従い次の如く
演算を実行する。この演算は、前記記憶指令信号
入力器１８からの記憶指令信号が入力ポート２１
に入力されている間中実行されるものである。記
憶指令信号入力器１８からの記憶指令信号が、演
算器１７の入力ポート１２に入力されると、
CPU２２は、その時（記憶指令信号が入力され
た瞬間）に、Ａ／Ｄ変換器１９を介して入力ポー
ト２１に入力されている負荷検出器１６からの実
際値信中をRAM２４に記憶するよう指令を出
す。この指令に従いRAM２４には、記憶指令信
号入力器１８から記憶指令信号が出た時（瞬間）
における負荷検出器１６からの実際値信号（この
信号は、油圧シリンダ１の伸長動作側圧油室５の
油圧に応答した値である。）が記憶値として記憶
される。次にCPU２２は、RAM２４に記憶した
前記記憶値と、Ａ／Ｄ変換器１９を介して入力ポ
ート２１に入力される負荷検出器１６からの実際
値信号を継続的に比較する。比較した結果Ａ／Ｄ
変換器１９を介して入力ポート２１に入力される
負荷検出器１６からの実際値信号が前記記憶値か
ら所定値以上低減すると入力ポート２５から電気
信号が出力される。上記所定値は、油圧シリンダ
１の伸長動作側圧油室５の油圧が油温低下によつ
て低減しても尚油圧シリンダ１が負荷Ｆを担持す
ることのできる許容低減圧力（以下単に許容低減
圧力という。）に応答する電気信号（この電気信
号は、伸長動作側圧油室５内の油圧が許容低減圧
力分だけ変動したときに、Ａ／Ｄ変換器１９を介
して入力される負荷検出器１６の実際値信号変動
分である。）としてあらかじめROM２３に記憶
させてある。本発明に係る油圧シリンダにおける
停止状態危険信号発生装置Ａは、第２図に二点鎖
線で囲んだ如く、負荷検出器１６、記憶指令信号
入力器１８および演算器１７で構成されたもので
ある。２６は、出力ポート２５から出力された電
気出力信号により作動するリレーで、このリレー
２６は、その作動時にリレースイツチ２７を閉成
するようになつている。２８は、油圧源２９と油
圧シリンダ１の負荷を担持する側の油室すなわち
伸長動作側圧油室５間に介装した常閉型のソレノ
イドバルブであつて、前記リレースイツチ２７の
閉成時に油圧源２９から伸長動作側圧油室５へ圧
油を供給するよう開くように構成している。３０
は絞りであつて、ソレノイドバルブ２８が開いた
とき油圧源２９から伸長動作側圧油室５へ徐々に
圧油が供給されるようにするためのものである。
３１は、伸長動作側圧油室５からソレノイドバル
ブ２８方向への作動油の逆流を防止する逆止弁で
ある。

次に作用を説明する。油圧駆動装置７を操作し
て、油圧シリンダ１を伸縮駆動した後油圧シリン
ダ１で負荷Ｆを担持した状態でこれを停止したと
き、オペレータは、停止状態危険信号発生装置Ａ
における記憶指令信号入力器１８を操作して記憶
指令信号を入力ポート２１に入力する。すると演
算器１７は、記憶指令信号が入力されたときに、
Ａ／Ｄ変換器１９を介して入力ポート２１に入力
される負荷検出器１６からの出力信号を記憶値と
して記憶する。以後演算器１７は、記憶値と、
Ａ／Ｄ変換器１９を介して入力ポート２１に入力
される負荷検出器１６からの実際値を継続的に監
視し、記憶値に対して実際値の値が所定値以上低
減したとき、その出力ポート２５から電気信号を
出力する。演算器１７によるこの比較演算は、記
憶指令信号入力器１８から入力ポート２１へ記憶
指令信号が入力している間中継続して行なわれ
る。演算器１７の出力ポートから電気信号が出力
されたときは、油圧シリンダ１の負荷Ｆを担持す
る側の油室すなわち伸長動作側圧油室５の油圧
が、記憶指令信号入力器１８を操作した時から所
定値すなわち許容低減圧力だけ低減したときであ
ることは上記の説明から理解されるであろう。す
なわち、演算器１７の出力ポート２５からの電気
信号の出力は、油圧シリンダ１の負荷Ｆを担持す
る側の油室すなわち伸長動作側圧油室５の内圧
が、油圧シリンダ１をして負荷Ｆを停止状態に保
持するには危険な程低下したことを意味する。こ
のようにして出される演算器１７の電気出力信号
は、リレー２６を作動させ、リレースイツチ２７
を閉成する。そして、リレースイツチ２７の閉成
により、ソレノイドバルブ２８を開き、油圧源２
９から油圧シリンダ１の負荷を担持する油室すな
わち伸長動作側圧油室５へ圧油が補給される。こ
の圧油の補給により伸長動作側圧油室５の油圧は
上昇する。油圧シリンダ１の伸長動作側圧油室５
に負荷Ｆを停止状態に保持するに充分な圧力にな
ると、Ａ／Ｄ変換器１９を介して演算器１７の入
力ポート２１に入力される負荷検出器１６からの
実際値信号が高められるので、演算器１７の出力
ポート２５からの電気出力信号の出力は停止す
る。これに従い、リレー２６、リレースイツチ２
７、ソレノイドバルブ２８が機能し、油圧源２９
から伸長動作側圧油室５への圧油の供給が停止す
る。このようにして、油圧シリンダ１の伸長動作
側圧油室５の油圧は、負荷Ｆを停止状態に保持す
るに充分な油圧が保証され、油圧シリンダ１は例
え負荷を担持する側の油室すなわち伸長動作側圧
油室５の油温低下あるいは油洩れによる圧力の低
下が生じても適宜圧油が補給されることになり、
油圧シリンダ１を負荷Ｆ担持状態で長時間停止し
ていても、これが突発的に縮小することが未然に
防止しうるものである。

上記実施例においては、演算器１７の出力ポー
ト２５の電気出力信号で以つてリレー２６、リレ
ースイツチ２７を作動させ、ソレノイドバルブ２
８を駆動することで、油圧シリンダ１の伸長動作
側圧油室５へ圧油を自動補給するようにしたが、
演算器１７の出力ポート２５の電気出力信号に基
づきブザーあるいは警報ランプを作動あるいは点
灯し、オペレータに警告するようにしても良いこ
と勿論である。この場合、オペレータは、この警
告信号を受けたとき四方向三位置油圧切換弁１４
を位置に操作して油圧シリンダ５の伸長動作側
圧油室５へ油圧発生装置１０から圧油を供給すれ
ば良い。

また上記実施例においては、作動開始信号入力
器１８をオペレータが手動で操作するようにした
が、この手間を省くため、四方向三位置油圧切換
弁１４をセンター位置Ｏにしたとき記憶指令信号
入力器１８から記憶指令信号が出力されるよう、
記憶指令信号入力器１８の操作が四方向三位置油
圧切換弁１４の操作に連動してなされるよう構成
しうること勿論である。

本発明の油圧シリンダにおける停止状態危険信
号発生装置が適用される油圧シリンダは、冒頭で
説明したとおりのものであり、上記実施例ではこ
の油圧シリンダを冒頭で説明した条件を満す汎用
的なものとして説明しているが、ここで本発明が
適用される油圧シリンダの使途の具体的一例を説
明しておく。それは、クレーンのブーム伸縮用の
油圧シリンダである。第３図に示すように、クレ
ーンの伸縮ブーム３９は、基端側の外側ブーム４
０、外側ブーム４０内へ伸縮自在に嵌挿した先端
側の内側ブーム４１、および外側ブーム４０と内
側ブーム４１間に介装され外側ブーム４０に対し
て内側ブーム４１を伸縮駆動並びに停止する油圧
シリンダ１′で構成されている。この伸縮ブーム
３９はブーム起伏用油圧シリンダ４２により起伏
操作される。クレーン作業は、伸縮ブーム３９の
先端に荷重Ｗを吊下して、伸縮ブーム３９の伸縮
および停止、ブームを起伏操作することでなされ
るものであるが、この種の油圧シリンダ１′は極
めて長尺であるため、その伸長動作側圧油室の油
温低下あるいは油洩れによる突発的な縮小量が大
きくなり、極めて危険なものであつた。本発明を
この油圧シリンダ１′に採用するとき、これだけ
に大きな効果が期待できるものである。特に、上
記の如きクレーンの伸縮ブーム３９は、伸縮ブー
ム３９の起伏角度に変化に伴い、外側ブーム４０
と内側ブーム４１の嵌挿部分に生ずる摩擦力（伸
縮ブーム３９の伸縮動を妨げようとする摩擦力）
が変動する。そしてその傾向は、伸縮ブーム３９
を倒伏すればする程大きくなることは、荷重Ｗに
より生ずる上記嵌挿部分に作用する直圧力が大き
くなることを考慮すれば明らかである。換言すれ
ば、伸縮ブーム３９が倒伏すればする程摩擦によ
る負荷担持力が大きくなり、油圧シリンダ１′の
伸長動作側圧油室の油圧が大きく低減しても尚油
圧シリンダ１′は停止状態を保つことができるこ
とになる。すなわち、油圧シリンダ１′の許容低
減圧力は大きくなる。このように、摩擦による負
荷担持力が大きく変動するものにおいては、演算
器１７のRAM２４に所定値として記憶してある
許容低減圧力に応答する値を、ブームの起伏角度
に応じて変更するようにすることが本発明の発展
例として提案する。この場合、本発明に係る油圧
シリンダにおける停止状態危険信号発生装置Ａの
電気出力信号の発生を、必要最小限度に止めるこ
とができるものである。

（効果） いずれにしても本発明は、以上の如く構成し作
用するものであるから、負荷を担持して停止状態
にある油圧シリンダが、突発的に負荷により駆動
するのを未然に検知して電気信号を出力するもの
であるから、安全を確保する上で極めて大きな効
果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図および第３図は本発明の油圧シリンダの
停止状態危険信号発生装置が適用される油圧シリ
ンダの説明図、第２図は、本発明に係る油圧シリ
ンダの停止状態危険信号発生装置の一実施例の説
明図である。 伸長動作側圧油室；５、縮小動作側圧油室；
６、油圧制御装置；７、油圧シリンダ；１、記憶
指令信号入力器；１８、演算器；１７、検出器；
１６。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 伸長動作側圧油室と縮小動作側圧油室を有
   し、これら両油室への作動油の給排並びに給排停
   止を油圧制御装置により制御することで、伸縮駆
   動並びに負荷を担持した状態で停止することがで
   きる油圧シリンダにおける停止状態危険信号発生
   装置であつて、油圧シリンダの前記両油室のうち
   負荷を担持する側の油室の油圧を検出し当該油圧
   に応答した電気信号を実際値信号として出力する
   負荷検出器、記憶指令信号入力器、および前記記
   憶指令信号入力器からの記憶指令信号を受けたと
   きの前記負荷検出器からの実際値信号を記憶する
   と共にこの記憶値と前記負荷検出器からの実際値
   信号の関係を継続的に監視し記憶値に対して実際
   値の値が所定値以上低減したとき電気出力信号を
   発生する如く構成した演算器、で構成したことを
   特徴とする油圧シリンダにおける停止状態危険信
   号発生装置。 ２ 油圧シリンダがクレーンの伸縮ブーム伸縮用
   の油圧シリンダであることを特徴とする特許請求
   の範囲第１項記載の油圧シリンダにおける停止状
   態危険信号発生装置。