JPS58131403A - 油圧シリンダの緩衝装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は油圧シリンダの緩衝装置に係り、時に大きな慣
性力を円滑に吸収する必要のある油圧シリンダに装着さ
れるに好適な緩衝装置にＩｒする。

第１図はこの種の従来の緩衝装ｒｄの−ｉ＋１１を示す
説明図である。図において１は油圧シリンダ、２はこの
油圧シリンダ１のロッドの位ｆ４を検出する位置瑛出手
役、例えばリミットスイッチである。

このリミットスイッチ２は油圧シリンダ１のロッドの先
端の近接を感知したときに信号を出力する。３は油１モ
ジリンダ１に供給される油の量を制限する油量制限手段
で、並列に配置されたパイロット式チェック弁と絞りと
からｇｊＱされている。４は’Ｊ　ミソ）スイッチ２文
び油量制限手段３に接続され、リミットスイッチ２から
出力される信号に応じて油量制限手段３のチェック弁を
ＯＮ、　ＯＦ’Ｆする２位、げ切換弁である。５は手動
方向切換弁で、図示しない油圧ポンプから油圧シリンダ
１への油の流れを切換える。

このように構成しである緩衝装置における作用は次のと
おりである。

今１反に油田シリンダ１のロッドが矢印６の方向に運動
している場合を考える。この油圧シリンダ１のロッドが
ストローク端に達する前は、押込側の圧をパイロット圧
として油量制限手段３のチェック弁が開き、それ故、手
動方向切換弁５を介して油圧シリンダ１に油が流れ、通
常のシリンダ動作が行なわれる。そして油圧シリンダ１
のロッドがストローク端付近に達するとリミットスイッ
チ２が働き、このリミットスイッチ２から２位置切換弁
４に信号が出力され、これによって２位置切換弁４は第
１図に示す位置から右方位置に切換えられる。この２位
置切換弁４の切換えによって減速弁３のチェック弁は閉
じられ、その結果、油圧シリンダ１の押込側への油の流
入力が油量制限手段３の絞りにより減少し、ロッドは減
速する。このようにして油圧シリンダ１の緩衝が行なわ
れる。

しかしこのように構成しである従来の油圧シリンダの緩
衝装置は、油圧シリンダ１の外部にリミットスイッチ２
を設けねばならず、使用環境の激しい機械例えばｗａ投
機械等にあっては設置場所に制約を受ける不具合がある
。特に岩石の掘削作業等を行なう機械にあっては、作業
中に削り取った岩石等がリミットスイッチ２に当り、当
該リミットスイッチ２が破損することがある。

本発明はこのような従来技術における実情に銅みてなさ
姓たもので、その目的は、設置場所に対する′制約な緩
和することのできる油圧シリンダの緩伽榛胃を礎供する
ことにある。

この目的を達１１！するために本発明は、油圧シリンダ
に供給される油の責を制限する油量制限手段を備えると
ともに、油圧シリンダのロッドの位置を検出し、油量制
限手段に信号を出力する位置検出子１ダが、油圧シリン
ダに流入する油の量及び油圧シリンダから流出する油の
賛の少なくとも一方を検出し、信号を出力する油量検出
手段を含む構成にして寿、ろ。

以下、本発明の油圧シリンダの緩衝装置を図に基づいて
説明する。

＠２図は本発明の第１の実施例を示す説明図、第３　ｉ
４（ａ　）は舅２Ｍに示す緩衝装置に具備される油圧シ
リンダの作拗形態を例示する説明図、第３図（ｂ）は第
３図（ａ）に示す油圧シリンダの作Ｉ′ｌＪヒ鴫とｊ≠
、２１−に示す緩衝侍所に具備される流ｔ＝ｔから出力
されろパルスに基づく積１パルスとの関係をボすグラフ
、第４図は額２図に示す緩衝装ｆｄに具備される油圧シ
リンダのロッドのストロークと時間との関係の一例を示
すグラフ、旭５図は第２図に示す緩衝装置における動作
手順の一例を示すフローチャート、第６図は本発明の第
２の実柿例を示す説明図である。なお糎２図及びゲ６図
において、１は油圧シリンダ、５は手動方向切換弁で、
これらのものは前述した第１図に示すものと同じもので
ある。

第２図に示す第１の実施例において、７は油圧シリンダ
１に流入する油の量を検出し、パルス信号を出力する第
１の油量検出手段例えば庄１の流量計、８は油圧シリン
ダ１から流出する油の量を検出し、パルス信号を出力す
るか２の油量検出手段例えば第２の流量計で、これらは
油圧シリンダ１と手動方向切換弁５とを連絡する管路に
介役しである。これらの流量計８．９は油圧シリンダ１
のロッドの位置つまりストロークを検出する位置検出子
ｊ役を構成している。９は油圧シリンダ１への油の流入
を杵容するチェック弁、１０は油圧シリンダ１からの油
の流出を杵容するチェック弁である。１１は制御手段す
なわちコントロールボックスで、例えばマイクロコンピ
ュータから成っており、第１の流量計７に接続した第１
のカウンタ１２と、第２の流量計８に接続した第２のカ
ウンタ１３と、これらのカウンタ１２．１３が接続され
る中央処理装置（ＣＰ　ｔＪ　）　１４と、この中央処
理装置１４ＶＣ接続した記憶装！ｄ１５及び出力装置＃
１６を備えている。なお上述のカウンタ１２．１３は流
量計７．８のそれぞれから出力されたパルスを償簀する
ものである。

１７は図示しないポンプと手動方間切換弁５との間に介
役さね、ポンプから油圧シリンダ１に供給される油の筆
を制限する油量制限手段例えば可変絞り弁、１８はコン
トロールボックス１１の出力装置１６及び可変絞り弁１
７に接続した２位着切換弁である。この２位置切換弁１
８は出力装置１６から出力された信号によって図示の付
蓋から左位置に切換えられ、可変絞り弁】７を作動させ
る。

ところで油圧シリンダ１の作動形轢の一例として第３図
（ａ）のＩないし■で示す作動形態が挙げられる。この
第３図（ａ）に示すようにＩ→■形態と、流量計７．８
から出力されたパルスによるカウンタ１２．１３におけ
る積算パルスとの関係は第３図（ｂ）のように示される
。すなわち第１の流量計７に接続された第１のカウンタ
１２における積算パルスＡ１は、油圧シリンダ１のロッ
ドがＩ→■の形態に収縮する場合は、チェック弁９を介
して第１の流量計７に油が流れることから増加し、■→
ＩＴＩの形１１１に若干伸長する場合は、油圧シリンダ
１から流出される油はチェック弁９で阻止され、第１の
流量計７には油が流れないことから増減のない状態を保
ち、■→ＩＶの形態に収縮する場合は、チェック弁９を
介して＠１の流量計７に再び油が流れることから増加す
る。一方、第２の流量計８に接続された第２のカウンタ
１３における積算パルスＡ２は、油圧シリンダ１のロッ
ドが■→■の形態に収縮する場合は、油圧シリンダＩＫ
流入される油はチェック弁１０で阻止され、第２の流量
計８には油が流れないことから増減のない状態を保ち、
■→■の形１１に若干伸長する場合は、チェック弁１０
を介して第２の流量１ｔｔ８に油が流れることから増加
し、１■→■の形態に収縮する場合は、チェック弁１０
によって油圧シリンダ１に流入される油が阻止されるこ
とから、第２の流量計８には油が流れず、再び増減のな
い状態を保つ。従って第１のカウンタ１２による積算パ
ルスＡ１と第２のカウンタ１３による積算パルスＡ２と
の差ｍＡば、■→ｌの形態の場合は増加し、■→ＩＩＩ
の形態の場合は減少し、１１１→■の形態の場合は増加
する。

なお第３図（ｂ）の１９は油圧シリンダ１のロッド側室
の容噴に相応するパルスすなわち油圧シリンダ１のロッ
ドのストロ：−りＳを示している。

第４図は油圧シ１ルダ１のロッドのストロークＳと時間
ｔとの関係の一例を示したものであるが、この図におい
てＳｌは例えば油圧シリンダ１のロッドの峡収縮時のロ
ッドのストローク、Ｓ２はロッドの最収縮状態における
緩衛、動作開始時のロッドのストローク、８３はロッド
最伸長状態における緩衝動作開始時のロッドのストロー
ク、Ｏはロッド肴伸長時のロッドのストロークを示して
いる。この第４図に示す態様においては、ストロークＳ
が右上りの場合、すなわちストロークの時間に対する割
合であるｄＳ／ｄｔがＯよりも大きい場合にあって、８
２のストロークであることが検出されたときには、２位
置切換弁１８を作動させ（ＯＮ状態）、これによって可
変絞り弁１７を作動させて油圧シリンダ１に流入する油
の量を制限し、またＳｌのストロークであることが検出
されたときに２位置切換弁１８の作動を解き（ＯＦＦ状
態）、これによって可変絞り弁１７を以前の状態に戻せ
ば、最収縮時における油圧シリンダｌの望ましい緩衝動
作を行なうことができる。

同ｍに、ストロークＳが右下りの場合すなわちｄＳ／ｄ
ｔ（Ｏの場合にあって、Ｓ３のストロークであることが
検出されたときには、２位置切換弁１８を０ＮＫｔ、て
可変絞り弁１７を作動させ、油圧シリンダ１から流出す
る油の量を制限し、００ストロークであることが検出さ
れたときに、２位置切換弁１８を０ＦＦｋして可変絞り
弁１７を板曲の状態に肩せば、最伸長時における油圧シ
リンダ１の望ましい緩Ｙｋｒ　＋ｌｒｔ＋作を行なうこ
とができる。

上述した緩衝動作は例えば第５図のフローチャートに示
すようにして行なうことかで六る。すなわちあらかじめ
ストロークＳの設定値として、Ｓｌ、Ｓ２、Ｓ３、Ｏの
４つの値をコントロールボックス１１の記憶装置ａ　１
５に記憶させておき、第１のカウンタ１２及び第２のカ
ウンタ１３をクリヤしておく、コントロールボックス１
１のカウンタ１２．１３は第１０流−１７、第２の流量
計８から出力されるパルスをそれぞれ績昧し、その値Ａ
ｌ、Ａ２に基づいて中央処Ｎ　裟ｆｔ　１４は当該時点
における油圧シリンダ１のロッドのストロークＳを算出
する。そしてこの中央処理装置１４ではストロークＳと
記憶装置１５に記憶されている設定値であるストローク
との比較等を行なう。まず手順５０で、積算パルスＡ１
、Ａ２に基づくストロークＳが８２以上であるかどうか
叱較される。８２以上でない場合には手順５１に惇る。

千狛５１ではストロークＳが８３以下であるかどうか比
較される。８３以下でない場合は手１＠５０に戻り、以
下同様の比較が行なわ期に至っていない状態である。

手順５０で、ストロークＳが８２以上である場合には手
順５２に移る。この手ｊ幀５２ではｄｓ／ｄｔの演算が
行なわれた後、ｄ８／ｄｔ）０であるかどうか、すなわ
ち第４図に描かれるグラフが右上りであるかどうか判断
される。ｄｓ／ｄｔ）０を満足しない場合は手順５０に
戻る。この状態は油圧シリンダ１のロッドの最収縮状態
から伸長状帽に移行する状態である。従ってこ−の場合
も緩衝動作開始時期には至っていない。手１１［５２で
、ｄｓ／ｄｉ〉Ｏである場合には、緩衝動作開始時期に
あり、従って手１１５３に示す指示がなされる。すなわ
ち中央処理装置１４から出力装置１６に信号が発せられ
、さらに出力装置１６から２位置切換弁１８に信号が出
力される。これによって２位置切換弁１８は筐２図の左
位置に切換えられ、可変絞り弁１７が作動する。この可
変絞り弁１７の作動によって油圧シリンダ１に流入する
油の量が制限され、当該油圧シリンダ１のロッドの最収
縮時における緩衝動作が行なわれる。

一方、上述した手順５１でストロークＳが８３以下の場
合には、手１１１１５４でｄｓ／ｄｔの演算が行なわね
た後、ｄｓ／ｄｉ（Ｏであるかどうか、すなわち第４図
に描かれるグラフが右下りであるかどうか判断される。

ｄ８／ｄｔ（０を満足しない場合には手１＋ｔ５０に戻
る。この状明は油圧シリンダ１のロッドの最伸長状態か
ら収縮状轢に移行する状態である。従ってこの場合も緩
衝動作開始時期には至っていない。手順５４で、ｄｓ／
ｄｉ（０である場合には、緩衝動作開始時期にあり、前
述と同様に手ｌ：ｍ５３に示す指示がなされ、当該油圧
シリンダ１のロッドの１号伸長時における緩衝動作が行
なわれ乙。

一ト述した手順５３の指示の次には、手順５５でストロ
ークＳが０あるいはＳｌに等しいかどうかの半１１１本
斤が行なわれろ。ストロークＳが８１、ｏのいずれにも
等しく　ｔｃい場合には、まだ最収縮状蝶あるいは最伸
長状態に至っていない状態にあり、手順５０に戻る。手
頃５５でストロークＳがＳｌ、０のいずれかに等しい場
合には、油圧シリンダ１のロッドは最収縮状態あるいは
穀伸長状態になり、手順５６に移ってこの手順５６に示
す指示がなされる。すなわち中央処理装！ｔ１４がら出
力装置１６に信号が発せられ、さらに出力装置１６から
２位ｒｔ切換弁１８に信号が出力される。これによって
２位置切換弁１８は第２図に示す位置に切換えられ、可
変絞り弁１７は以前の状態に４Ｉ帰する。この可変絞り
弁１７の作動によって油圧シリンダ１に流入、あるいは
油圧シリンダ１から流出する油の竜に対する制限は解か
れる。

このように本発明の緩衝装置にあっては、リミットスイ
ッチを設けることなく、油圧シリンダ１の確実な緩衝動
作を実現できる。なお緩衝動作開始時期は、ストローク
Ｓの設定値Ｓ２、Ｓ３を適宜に設定することにより所望
の時期にすることができ、従って設計変更が容易である
。また上記実施例では第３．４図に示すように、油圧シ
リンダ１のロッドの最伸長時のストロークＳをＯＫｅ定
したが、これとは逆に油圧シリンダ１のロッドの最収縮
ｉ１．’ＦのストロークＳをＯに設定して緩衝動作を行
なわせることももちろん可能である。また上記実７ｍｆ
ｌｌでは、手動方向切換弁５と油圧シリンダ１との・ト
］に第１の流量計７と第２の流量計８との２つの流量計
を投げであるが、油圧シリンダ１の使用轢様によっては
これらの流量計７．８のうちのいずれか一方のみを設け
、油圧シリンダ１に流入する油の量、あるいは油圧シリ
ンダ１から流出する油の着のどちらかに基づいて、２位
置切換弁１８醍び可変絞り弁１７を作動させ、油圧シリ
ンダ１の緩衝り作を行なうようにしてもよい。また上述
した実施例に示す緩衝装置は、油圧シリンダ１のロッド
の位置とは無関係に配置でき、例えば手動方向切換弁５
の近傍に配置することもできる。このように手助方向切
換弁５の近傍に配置した場合には、油田シリンダ１に大
きな衝撃、振動が加わっても流量計７．８、コントロー
ルボックス１１等にはそれらの衝撃や撮動による影響を
受けることがなく、それ故より安定した性能を保つこと
ができる。

第６図に示す第２の実施例は、油圧シリンダＩＫ供給さ
れる油の量を制限する油量制限手段としてバランスピス
トン型すリーフ弁加を設けてあり、このバランスピスト
ン型リリーフ弁か及びコントロールボックス１１の出力
装＠　１６　Ｋ接続して、ノくランスピストン型すリー
フ弁加のベント（ロ）路をＯＮ、ＯＦＦする作動手段す
なわち方向切換弁２１を設けである。その他の構成は前
述した第１の実施例と同様である。このようＫｍ成した
第２の実施例も、例えば第５図のフローチャートに示す
手順に準じて油圧シリンダ１の緩衛動作を行なわせるこ
とができる。

以上述べたように本発明の油圧シリンダの緩衝装置は、
従来のようなリミットスイッチを設けないで緩衝動作を
実現できる構成にしであることから、油圧シリンダのロ
ッド位置とは無関係に配置することができ、設置場所に
対する制約を従来に比べて大幅に緩和することができ、
岩石等による損傷を完全に防止でき、安定した性能を長
期間にわたって保持できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の油圧シリンダの緩衝装置の一例を示す説
明図、第２図は本発明の油圧シリンダの緩衝装置の第１
の実施例を示す説明図、第３図（１）は第２図に示す緩
衝装置に具備される油圧シリンダの作動形態を例示する
説明図、第３図（ｂ）は第３１７１（ａ）に示す油圧シ
リンダの作動形態と、第２図に示す緩衝装置に具備され
る流量計から出力される噴→パルスとの関係を示すグラ
フ、第４図は第２ド」に示す緩衝装置に具備される油圧
シリンダのロッドのストロークと時間との関係の一例を
示すグラフ、填５図は第２図に示す緩衝装置における動
作手順の一例を示すフローチャート、第６図は本発明の
第２の実施例を示す説明図である。 １・・・油圧シリンダ、５・・・手動方向切換弁、７・
・・第１の流量計、８・・・第２の流量計、９．１０−
・・チェック弁、１１・・・コントロールボックス、１
２・・・第１のカウンタ、１３・・・第２のカウンタ、
１４・・・中央処理装置、１５・・・記憶装置、１６−
・・出力装置、１７・・・可変絞り弁、１８・・＠２位
置切換弁、２０・・・バランスピストン型リリーフ弁、
２１・・・方向切換弁。 第１図 ＃″ｌ 第２図 ！ 第５図 （ｂ） ＪＩＩＩ　　■　、 迫江ンリン７７ｒ）ｆ１初形泉 第４図 ＦＦ ’ｔｎ、Ｉ５ｔ− 第５図 第６図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、　油圧シリンダのロッドの泣所を検出し、信号を出
   力する位「すｔ検出手取と、この位置検出手段に接続さ
   れ、該位置検出手段から出力された信号に相応して上；
   ｊ介…圧シリンダに供給される油の暫を制限する油量１
   Ｉ１１１限手段とを１萌え、該油に制限手段によって油
   の省を一１ｌｌ限することにより、上記油圧シリンダの
   ロッドの作動を緩衝するようにした油圧シリンダの援衝
   装Ｗにおいて、上ｈｄ位縛検出手１ツは、王制／ｌｌｌ
   １−Ｆシリンダに流入する油の量及び核油圧シリングか
   ら流出する油の輩の少なくとも一方を検出し、信号を出
   力する油量検出手段を含むこと＋　ｑ＋　＝ａとする油
   圧シリンダの緩衝装置。 ２、　　ｆａｒ　′：ｔ　＋に出手役は、油圧シリンダ
   に流入する油の＋’１ｉ　Ａ”下出し、信号を出力する
   第１の油量検出手段と、〆山ＪＥシリンダから流出する
   り由の晴を検出し、信号を出力する第２の油量検出手段
   と、これらのか、１の油量検出手段、第２の油量検出手
   段、及び油量制限手段に接続され、第１の油量検出手段
   及び第２の油量検出手段から出力される信号に苓づいて
   上記油圧シリンダのロッドの変位、及びこの変位の時間
   に対する割合を演算し、当該変位及び割合に相応して油
   量制限手段に信号を出力する制御手段とを備えているこ
   とを特徴とする％ｆｆ請求の範囲ｊｉｇ１項記載の油圧
   シリンダの緩備装ｆ−０３、油量制限手段が可変絞り弁
   からなることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の
   油圧シリンダの緩衝装置。 ４、　油量制限手段が、バランスピストン型リリーフ弁
   のベント回路を作動させる作動手段からなることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の油圧シリンダの緩衝
   装置。