JPH0517207U - 油圧シリンダ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 油圧シリンダをアクチュエータとして使用し
たとき、ストロークエンドでの拘束により内圧が上昇し
てリリーフ圧に達するのを防止することを目的とする。 【構成】 油圧シリンダ装置において、ピストンがスト
ロークエンドに達したとき、シリンダのボトム側とロッ
ド側を接続する油路を設けた。そしてこの油路をシリン
ダに設けたポートとパイロットライン及びチェック弁で
構成し、ピストンをストロークエンドへ押しつける方向
の流れのみ可能とした。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案はシリンダ装置に関するものである。さらに詳しくいえば、アクチュエ ータとして油圧シリンダを使用すると、ストロークエンドで拘束され、シリンダ 内圧がリリーフ圧に達する。本考案はストロークエンドでもリリーフ圧に達する ことのないシリンダ装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来のシリンダ装置はストロークエンドに達すると圧が上がり、リリーフ弁が 作動し、油圧回路の圧力がリリーフ圧となる。リリーフ圧に達したのちのリリー フ流量はロスとなる。油圧回路の圧力の上昇はポンプ吐出量の低減となり、作業 性が低下する。また、油温の上昇を招くので、油圧機器等に悪影響を及ぼすとい う問題がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】

従来技術の問題点にかんがみ、油圧シリンダがストロークエンドに達しても、 シリンダ内圧が上昇しリリーフ圧に達することがないようにしてポンプ吐出量の 低減、作業性の低下を防止することを課題とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

油圧シリンダ装置において、ピストンがストロークエンドに達したとき、シリ ンダのボトム側とロッド側を接続する油路を少なくとも一方のストロークエンド に設け、前記油路をシリンダに設けたポートとパイロットライン及びチェック弁 とで構成し、ピストンをストロークエンドへ押しつける方向の流れのみ可能にし た。

【０００５】 そして前記油路で生じる圧力損失はシリンダラインのリリーフ設定圧力以下と なる様にパイロットライン又はポートの径を決めて構成した。

【０００６】

【実施例】

図１は本考案装置の１実施例回路図である。１はシリンダ、２はピストン、３ はピストン２に取付けたシールリングである。６は方向切換弁で、ポンプ７で発 生した圧油はこの方向切換弁６で方向を切換えられ、ライン４又はライン５を経 てシリンダ１のロッド側ポート９又はボトム側のポート１０と接続されている。

【０００７】 １１はシリンダ１のロッド側に設けたもう一つのポートで、ピストン２がロッ ド側のストロークエンドに達したとき、パイロットライン１２、チェック弁１３ 、パイロットライン１４を介しライン４と接続する。なおチェック弁１３はポー ト１１からライン４に向う方向にのみ油が流れる。換言すればピストン２をスト ロークエンドへ押しつける方向の流れのみ許容するよう構成されている。

【０００８】 １５はシリンダ１のボトム側に設けたもう一つのポートで、シリンダピストン ２がボトム側に前進してボトム側のストロークエンドに達したとき、パイロット ライン１６、チェック弁１７、パイロットライン１８を介しライン５と接続する 。チェック弁１７も前記チェック弁１３と同様ポート１５からライン５に向う方 向にのみ油が流れるようになっている。

【０００９】 ロッド側及びボトム側の何れにおいても、ストロークエンドでの接続はポート １１又は１５とシールリング３により微少長さ△Ｓで行われる。ピストン２が図 １の実線又は仮想線の如くストロークエンドにある状態では、たとえば切換弁６ が左方に切換っているときには、ポンプ７から吐出された圧油は次の順序でタン ク８へ戻る。即ちポンプ７、切換弁６、ライン５、ポート１０、ポート１１、ラ イン１２、チエック弁１３、ライン４、切換弁６、タンク８の経路で流れる。

【００１０】 いまポート１１の通路断面積をＡとすると、次式の関係でボトム側圧力は決定 される。ただしリターン側の背圧を０とする。 Ｑ＝Ｃ・Ａ（２・Ｐａ／ρ）^０．５ こゝでＱ：流量，Ｃ：係数，ρ：圧油密度，Ｐａ：ボトム側圧力、

【００１１】 そこで、通路の断面積Ａの値を選択することにより、ストロークエンドでボト ム側圧力Ｐａをリリーフ圧よリ小さな値とすることができる。ピストンが上記以 外の位置にあるときは従来と同様である。

【００１２】 以上は切換弁６が左又は右いずれかの位置に切換わっている場合である。 次に切換弁６が中立に復帰したときの動作について説明する。

【００１３】 （１）ピストン２に作用する荷重が図２及び図３の矢印と逆向きでピストン２ をストロークエンドに押しつける方向の場合、変化なし。

【００１４】 （２）ピストン２に作用する荷重がシリンダをストロークさせる方向の場合、 （２−１）図２に示す場合、Ｐｗ：荷重Ｗによる保持圧、Ａｒ：ロッド側受圧 面積、Ａａ：ボトム側受圧面積とし、切換弁６が中立位置に復帰後は、△Ｓ＞０ の間はシリンダのロッド側とボトム側の圧力はチェック弁を介しほぼ同圧となる 。この圧力をＰｓとすると、次式が成立する。 Ａａ・Ｐｓ−Ａｒ・Ｐｓ＝Ａａ・Ｐｗ Ａｒ／Ａａ＝ｋ＜１とし変形すると、 １−ｋ＝Ｐｗ／Ｐｓ＜１ よってＰｓはＰｗより大きくなり、もしＰｓがリリーフ弁１９のセット圧力を 超える場合、△Ｓ＝０となるまでピストン２は降下する。

【００１５】 （２−２）図３に示す場合、切換弁が中立復帰後△Ｓ＞０の間はシリンダの ロッド側からボトム側へチェック弁１７を介し圧油が流れる。Ａｒ＜Ａａのため ボトム側に十分な油が補給できない場合は、リリーフ弁（メークアップ付）１９ により不足の油は補なわれる。

【００１６】 （２−１），（２−２）いずれの場合も降下量は△Ｓによって決定されるので 、△Ｓの値を極力小さくすることで中立復帰後の降下量を小さくできる。

【００１７】 図１の実施例ではシリンダの両ストロークエンドでロッド側とボトム側を連通 する油路をそれぞれ設けたが、これは一方のストロークエンドだけで連通する油 路としてもよい。

【００１８】

【効果】

ピストンがストロークエンドに達したとき、シリンダのボトム側とロッド側を 連通する油路を設け、該油路をピストンをストロークエンドへ押しつける方向の 流れのみ可能にした。この構成にしたので、アクチュエータとして使用したとき 、ストロークエンドの拘束による内圧がリリーフ圧に達することを防止すること ができるので、ポンプ吐出量の低減による作業性の低下を防ぐことができる。さ らには拘束圧による油温の上昇を防ぐことができ、油圧シリンダ装置をより効率 的に使用できるようになった。

【提出日】平成４年７月２７日

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】考案の詳細な説明

【補正方法】変更

【補正内容】 【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案はシリンダ装置に関するものである。さらに詳しくいえば、アクチュエ ータとして油圧シリンダを使用すると、ストロークエンドで拘束され、シリンダ 内圧がリリーフ圧に達する。本考案はストロークエンドでもリリーフ圧に達する ことのないシリンダ装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

従来のシリンダ装置はストロークエンドに達すると圧が上がり、リリーフ弁が 作動し、油圧回路の圧力がリリーフ圧となる。リリーフ圧に達したのちのリリー フ流量はロスとなる。油圧回路の圧力の上昇はポンプ吐出量の低減となり、作業 性が低下する。また、油温の上昇を招くので、油圧機器等に悪影響を及ぼすとい う問題がある。

【０００３】

【考案が解決しようとする課題】

従来技術の問題点にかんがみ、油圧シリンダがストロークエンドに達しても、 シリンダ内圧が上昇しリリーフ圧に達することがないようにしてポンプ吐出量の 低減、作業性の低下を防止することを課題とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】

油圧シリンダ装置において、ピストンがストロークエンドに達したとき、シリ ンダのボトム側とロッド側を接続する油路を少なくとも一方のストロークエンド に設け、前記油路をシリンダに設けたポートとパイロットライン及びチェック弁 とで構成し、ピストンをストロークエンドへ押しつける方向の流れのみ可能にし た。

【０００５】 そして前記油路で生じる圧力損失はシリンダラインのリリーフ設定圧力以下と なる様にパイロットライン又はポートの径を決めて構成した。

【０００６】

【実施例】

図１は本考案装置の１実施例回路図である。１はシリンダ、２はピストン、３ はピストン２に取付けたシールリングである。６は方向切換弁で、ポンプ７で発 生した圧油はこの方向切換弁６で方向を切換えられ、ライン４又はライン５を経 てシリンダ１のロッド側ポート９又はボトム側のポート１０と接続されている。

【０００７】 １１はシリンダ１のロッド側に設けたもう一つのポートで、ピストン２がロッ ド側のストロークエンドに達したとき、パイロットライン１２、チェック弁１３ 、パイロットライン１４を介しライン４と接続する。なおチェック弁１３はポー ト１１からライン４に向う方向にのみ油が流れる。換言すればピストン２をスト ロークエンドへ押しつける方向の流れのみ許容するよう構成されている。

【０００８】 １５はシリンダ１のボトム側に設けたもう一つのポートで、シリンダピストン ２がボトム側に前進してボトム側のストロークエンドに達したとき、パイロット ライン１６、チェック弁１７、パイロットライン１８を介しライン５と接続する 。チェック弁１７も前記チェック弁１３と同様ポート１５からライン５に向う方 向にのみ油が流れるようになっている。

【０００９】 ロッド側及びボトム側の何れにおいても、ストロークエンドでの接続はポート １１又は１５とシールリング３により微少長さ△Ｓで行われる。ピストン２が図 １の実線又は仮想線の如くストロークエンドにある状態では、たとえば切換弁６ が左方に切換っているときには、ポンプ７から吐出された圧油は次の順序でタン ク８へ戻る。即ちポンプ７、切換弁６、ライン５、ポート１０、ポート１１、ラ イン１２、チェック弁１３、ライン４、切換弁６、タンク８の経路で流れる。

【００１０】 いまポート１１の通路断面積をＡとすると、次式の関係でボトム側圧力は決定 される。ただしリターン側の背圧を０とする。 Ｑ＝Ｃ・Ａ（２・Ｐａ／ρ）■０．５ こゝでＱ：流量，Ｃ：係数，ρ：圧油密度，Ｐａ：ボトム側圧力、

【００１１】 そこで、通路の断面積Ａの値を選択することにより、ストロークエンドでボト ム側圧力Ｐａをリリーフ圧より小さな値とすることができる。ピストンが上記以 外の位置にあるときは従来と同様である。

【００１２】 以上は切換弁６が左又は右いずれかの位置に切換わっている場合である。 次に切換弁６が中立に復帰したときの動作について説明する。

【００１３】 （１）ピストン２に作用する荷重が図２及び図３の矢印と逆向きでピストン２ をストロークエンドに押しつける方向の場合、変化なし。

【００１４】 （２）ピストン２に作用する荷重がシリンダをストロークさせる方向の場合、 （２−１）図２に示す場合、Ｐｗ：荷重Ｗによる保持圧、Ａｒ：ロッド側受圧 面積、Ａａ：ボトム側受圧面積とし、切換弁６が中立位置に復帰後は、△Ｓ＞０ の間はシリンダのロッド側とボトム側の圧力はチェック弁を介しほぼ同圧となる 。この圧力をＰｓとすると、次式が成立する。 Ａａ・Ｐｓ−Ａｒ・Ｐｓ＝Ａａ・Ｐｗ Ａｒ／Ａａ＝ｋ＜１とし変形すると、 １−ｋ＝Ｐｗ／Ｐｓ＜１ よってＰｓはＰｗより大きくなり、もしＰｓがリリーフ弁１９のセット圧力を 超える場合、△Ｓ＝０となるまでピストン２は降下する。

【００１５】 （２−２）図３に示す場合、切換弁が中立復帰後△Ｓ＞０の間はシリンダの ロッド側からボトム側へチェック弁１７を介し圧油が流れる。Ａｒ＜Ａａのため ボトム側に十分な油が補給できない場合は、リリーフ弁（メークアップ付）１９ により不足の油は補なわれる。

【００１６】 （２−１），（２−２）いずれの場合も降下量は△Ｓによって決定されるので 、△Ｓの値を極力小さくすることで中立復帰後の降下量を小さくできる。

【００１７】 図１の実施例ではシリンダの両ストロークエンドでロッド側とボトム側を連通 する油路をそれぞれ設けたが、これは一方のストロークエンドだけで連通する油 路としてもよい。

【００１８】

【効果】

ピストンがストロークエンドに達したとき、シリンダのボトム側とロッド側を 連通する油路を設け、該油路をピストンをストロークエンドへ押しつける方向の 流れのみ可能にした。この構成にしたので、アクチュエータとして使用したとき 、ストロークエンドの拘束による内圧がリリーフ圧に達することを防止すること ができるので、ポンプ吐出量の低減による作業性の低下を防ぐことができる。さ らには拘束圧による油温の上昇を防ぐことができ、油圧シリンダ装置をより効率 的に使用できるようになった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の油圧回路図。

【図２】切換弁が中立位置にあるときのピストンのスト
ロークエンドでの動作説明図。

【図３】切換弁が中立位置にあるときのピストンのスト
ロークエンドでの動作説明図。

【符号の説明】 １ シリンダ ２ ピストン ３ シールリング ４ ライン ５ ライン ６ 方向切換弁 ７ ポンプ ８ タンク ９ ポート １０ ポート １１ ポート １２ パイロットライン １３ チェック弁 １４ パイロットライン １５ ポート １６ パイロットライン １７ チェック弁 １８ パイロットライン １９ リリーフ弁（メークアップ付）

【手続補正書】

【提出日】平成４年７月２７日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】請求項２

【補正方法】変更

【補正内容】

Claims (2)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 油圧シリンダ装置において、ピストンが
   ストロークエンドに達したとき、シリンダのボトム側と
   ロッド側を接続する油路を少なくとも一方のストローク
   エンドに設け、該油路をシリンダに設けたポートとパイ
   ロットライン及びチェック弁で構成し、ピストンをスト
   ロークエンドへ押しつける方向の流れのみ可能にしたこ
   とを特徴とする油圧シリンダ装置。
2. 【請求項２】 前記油路で生じる圧力損失がシリンダラ
   インのリリーフ設定圧力以下となる様にパイロットライ
   ン又はポートの径を決めたことを特徴とする請求項１の
   油圧シリンダ装置。