JPS5950209A - 油圧シリンダにおける停止状態危険信号発生装置 - 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。

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内油室への作動油の給
排並びに給排停止全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、これケ第１図に基づきよシ具体
的に説明すると、第１図において、油圧シリンダ１　ｌ
ｌ′ｊ：　、シリンダ２．ピストンロッド３．およびピ
ストンロッド３基端に止着さ扛シリンダ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内全伸長動作側圧油室５と縮
小動作（Ｒ’ＦＴｈ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音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１１１、お上ｉび油槽
ｊ１２に接続された排出回路１３の間に設けられている
。第１１（２）の場合この給排制御装置７は、四方同圧
位置油圧切換弁１４と前記給排回路８に設けたホールデ
ィングバルブ１５で構成されている。ホールディングパ
ルプ（又ハカウンタバランス弁）１５は、四方向三位Ｗ
（油出切換弁１４から油Ｅｔ、シリンダ１方向への作動
油の流れは自由であるが１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ってい
る。Ｆは、油圧シリンダ１により担持された負荷である
０油圧シリンダ１は、油圧制御装置７０四方向三位置油
圧切換９Ｆ１４ｋ１位置に操作することで伸長駆動、四
方同圧位置油圧切換弁１４　ｋ　１１位置に操作するこ
とで縮小駆動、四方内圧位置油圧切換９１４’ｉセンタ
位置ＯＫ’ｊることで負荷Ｆ孕担持した状態で停止する
ようになっている〇この種の油圧シリンダ１は、これ全
伸長して長時間停止させた場合、突発的に縮小すること
があった。ｊ７ｊわち、油圧シリンダ１の負荷Ｆを担持
する側の伸長動作９＋＋１圧油案５内の油温かシリンダ
２にあるいはシリンダ２を伝って外気に放出され、漸次
油温が低下しこれに伴って伸長動作９１１ｊ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ｒ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１１１１出油室５の作動油の圧ブｉ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問およびピストンロッド３とシリン
ダ２間あるいは当該油圧シリンダが組み込１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、
Ｉ：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、油田による負荷
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扛ず、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シ、その発生を予測し得ない
ものであったにめ極めて危険なものであつ７Ｃ。

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賊気出力（ｉ
号？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
置により得られ電気信号は、警報ブザー又は貴報ランプ
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。

本発明に係る前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寥ヲ有し
、これら両油呈への作動油の給排並びに給排停止？油圧
制御装置によシ制御することで、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って、油圧シリンダ
の前記両油寛のうち負荷を担持する側の油室の油圧全検
出し当該油圧に応答しＩＣ電気信号金実際値信号として
出力する負荷検出器、基準信号設定器、および前記負荷
検出器からの実際値信号と前記基準信号設定器からの設
定信号上受けと９実際値化号が設定値信号以下になると
電気出力信号を発生する如く構成し几演算器で構成した
こと奮特徴とするものである。

以下本発明全第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會省略する。

実施例 第２図において１６株、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の油圧全検出し尚該油圧に応答した電気信号
ケ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ｌｃ実際値４ｄ号は、アンプ１
６′ヲ介して後述する演算器２１に入力される。負荷検
出器１６は、安定化電源１７から給電される庄カー電気
変換器である。１８は。

安定化電源１７から給電される抵抗１９とこの抵抗１９
上ケスライドする可！ｌ１ｌＪ接点２０からなるポテン
ショメータであり、その可動接点２０を移動調節するこ
とで可動接点２０上へ任意の電圧音発生することができ
るものである。本実施例では、このポテンショメータ１
８が基準信号設定器全形成している０基準信号設定器（
ポテンショメータ）１８の可動接点２０に発生した上記
電圧信号は、基準信号発生器の設定信号として演算器２
１へ入力される。演算器２１は、前記負荷検出器１６か
らの実際値信号と前記基準信号設定器（ポテンショメー
タ）１８からの設定信号會受けとり０両者全比較［７て
実際値信号が設定値信号以下になると電気出力信号を発
生するものである。２２は、演算器２１から出力される
電気出力信号を増幅するアンプである。２３は、アンプ
２２を介して力えられる演算器２１の電気出力信号を受
けて作動するリレーでろって、このリレーは、その作動
時にリレースイッチ２４ヲ閉成するようになっている０
２５は、油圧源２６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って、前記リレースイッチ２
４の閉成時に油圧源２６から伸長動作側圧油室５へ圧油
奮供給するよう開くようになっている。２７は絞シであ
って、ソレノイドバルブ２５が開いたとき油圧源２６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。２８は、伸長動作側圧油室５か
らソレノイドバルブ２５方向への作動油の逆流全防止す
る逆止弁である。３０は、アンプ１６′ケ介して演算器
２１へ供給される負荷検出器１６からの実際値信号のレ
ベル企表示するメータ（’Ｆ［ＩＥ計）である。３１は
、演算器２１へ供給される基準信号設定器（ポテンショ
メータ）１８からの設定信号のレベル企表示するメータ
（電圧計）である。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、基準信号設定器（ポテンシ
ョメータ）１８．および演算器２１で構成されたもので
ある。３２は、リレースイッチ２４と直列に接続したメ
インスイッチである。

次に作用を説明する。油圧駆動装置７全操作して、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、オペレータは基準
信号設定器（ポテンショメータ）１８の可動接点２０全
移動調節して基準信号設定器１８から出力される設定信
号の電圧レベルを設定する。この設定は１本実施例にお
いては次の如く行う。すなわち、オペレータは、メータ
３０（このメータ３０には、アンプ１６′ヲ介して演算
器２１に与えられる負荷検出器の実際値信号の電圧レベ
ルが示されている。）とメータ３１（仁のメータ３１に
は、演算器２１に与えられる基準信号発生器（ポテンシ
ョメータ）１８の設定信号の電圧レベルが示されている
。）を見ながら基準信号設定器（ポテンショメータ）１
８の可動接点全移動させ、基準信号設定器（ポテンショ
メータ）１８から出力される設定信号の電圧レベルが、
アンプ１６′ヲ介して出力される負荷検出器１６の実際
値信号の電圧レベルよシも所定値だけ低くなるように、
基準信号設定器（ポテンショメータ）１８葡調節する。

前記所定値は。

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
あるいは油洩れによって低減しても、油圧シリンダ１の
摺動部分あるいは油圧シリンダ１が組み込まｆした機械
部分のＭ擦による負荷担持カケ考慮するとき、尚油圧シ
リンダ１が負荷Ｆ’１５停止状態に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）に応答する負
荷検出器１６（アンプ１６′を介して出力される負荷検
出器１６）の実際値信号変動分である゛。そしてこの所
定値は許容低減圧力に応じて初じめ足めておく。この状
態で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Ａが機能することになる。次にオペレータは、メイ
ンスイッチ３２を閉成する。油圧シリンダ１の負荷全担
持する側の油室すなわち伸長動作１１１１１圧油室５の
油圧が、油温低下あるいは油洩れのために低減するとこ
の低減に応じて、アンプ１６’ｔ−介して演算器２１に
与えられる負荷検出器１６の実際値信号が低減する。実
際値信号の低減量が前記所定値だけ低減し、実際値信号
が基準信号設定器（ポテンショメータ）１８の設定信号
レベルになると、演算器２１は電気出力信号音出力する
。演算器２１からの電気出力信号の発生は、油圧シリン
ダ１の負荷全担持する側の油室である伸長動作側圧油室
５の油圧が許容低減出力分だけ低下したことすなわち、
油圧シリンダ】はその摺動部分の摩擦力および油圧シリ
ンダ１が組み込まれる機械部分の摩擦力による負荷担持
力音訓えても、最早や負荷Ｆ全担持して停止しているの
は危険な状態となっｌｔこと金意味するものである。演
算器２１の電気出力信号は、アンプ２２およびリレー２
３奮経てリレースイッチ２４を閉成する。リレースイッ
チ２４と直列に介装したメインスイッチ３２は前もって
閉成しであるので、ンレノイドバルプ２５が開き、圧油
源２６がら圧油會伸長動作１１１１１圧油室５へ供給し
、当該油室の油圧１止昇させる。伸長動作側圧油室５の
油圧】昇すると、油圧シリンダ１は負荷Ｆ全会轡そ担持
した安全な停止状態となる。一方、アンプ６′ケ介して
演算器２１に与えられる実際値信号のレベルが上昇する
ので、演算器２１の電気出力信号は停止され、−油圧源
２６から伸長動作側圧油室５への圧油の供給が停止され
る。こうして油圧シリンダ１の伸長動作側圧油室５の油
圧は負荷Ｆ孕担持して安全な停止状態上継続するもので
ある。

上記実施例においては、負荷検出器１６の実際値信号の
レベルを表示するメータ３０と、基準信号設定器１８の
設定信号のレベルを表示するメータ３１ケ設け、基準信
号設定器（ポテンショメータ）１８により設定信号のレ
ベル？設足するにめたυ、オペレータはこれら両メータ
３０．３１を見ながら、負荷検出器１６の実際値信号の
レベルよりも基準信号設定器１８の設定信号のレベルが
初しめ決定している所定値分だけ低くなるように設定し
たが、＠２図のＧｆＦＢ分（ポテンショメータ１８から
演算器２１に至る基準信号の伝達経路）へ所定値の減２
１機ｔｆ’７３３　ｆ介装することで、オペレータが所
定値全考慮することなくポテンショメータ１８ヲ操作設
定しうるようにしても良いこと勿論である。この場合、
ポテンショメータ１８と減算機構３３が基準信号設定器
上構成する。すなわち、第３図において、減算機構３３
は、所定値信号発生器３４と減算器３５で構成されてい
る。減算器３５は、ポテンショメータ１８からの信号と
、前記が［定値信号発生器３４からの所定値信号を受け
てボ、テンショメータ１８からの信号から所定値信号の
減３’Ｔ−ｋ行い、この減算結果全基準信号として演算
器２１へ伝達するようにしている。このようにするとき
は、オペレータはメータ３ｏとメータ３１の表示が、同
一になるようにポテンショメータ１８を操作設定すれば
良い。

又、上記実施例においては、基準信号設定器（ポテンシ
ョメータ）１８盆操作設足す・るにあｌｃ　ｊ）　。

オペレータはメータ３０およびメータ３１全見ながら行
うようにしたが、必ずしもメータ３０お工び３１會設け
なくても、油圧シリンダ１に作用する負荷Ｆが初しめ知
られているノＩ易合には、当該負荷全担持しながら油圧
シリンダ１が安全に停止状、態葡保つに要する油圧シリ
ンダ１の伸長動作側圧油室５の最低圧力についても初し
め把握できるので、油圧シリンダ１に作用する負荷Ｆと
基準信号発生器（ポテンショメータ）１８の設定信号の
関係全表わす表奮作っておき、この表音参考にして基準
信号設定器（ポテンショメータ）１８を操作設定するよ
うにしても良いこと勿論である。

（第２実施例） 本発明の油圧シリンダの停止状態危険信号発生装置は、
負荷全担持した状態で停止している油圧シリンダの負荷
會担持する側の油室内の油圧が。

油温低下るるいは油洩れのために低下して、油圧シリン
ダが負荷のために突発的に動くの葡事前に検知しようと
するものであること、既に述べたとおりであるが、油圧
シリンダの負荷を担持する側の油室内の油温か、油圧シ
リンダ金回む外気温の上昇によシ上昇しその結果当該油
憬内の油圧が上昇する現象が生じる。そして、この上昇
した油ｎニが、油圧シリンダを負荷に抗して突発的に動
かす場合がある。このような現象は、昼間太陽光で熱せ
られてその内部が百度近くになるトラッククレー／の伸
縮ブームに内装された伸縮ブーム伸縮用の油圧シリンダ
の場合Ｉ　Ｑ”Ｊに著しいものである。

第２ヲこ流側は、負荷全担持する側の油室の油圧の低下
による油圧シリンダの突発的な動き全事前に検知する機
能に加えて、負荷を担持する側の油室の油温上昇に伴う
油圧の上昇による油圧シリンダの突発的な動きを事前に
検知する機能を加えたものである。第４図において、こ
の第２の実施例盆詳＋ｔ（１１に説明する。第４図にお
いて、二点鎖線で囲んだ部分は、メータ３０およびメー
タ３１が省略されていることおよび第３図で説明した基
準信号設定器（ポテンショメータ）１８と減ｎ機構３３
が用いられていること以外は、上記第１実施例で説明し
第２図に掲げたものと同一であるのでその説明全省略す
る。第４図において、３６は第２演算器であって、この
第２演算器３６は、アンプ１６′？経た負荷検出器１６
からの実際値信号と、後述する加算器３７葡経たポテン
ショメータ１８からの設定信号を受は取り、実際値信号
が設定信号以上になると電気出力信号全発生する如く構
成している。上記加算器３７は、ポテンショメータ１８
からの信号に第２所定値設定器３８の所定値信号を加算
してその結果ケ第２演算器３６に入力するようにしてい
る。３９は第２演算器３６の電気出力信号を増幅するア
ンプ、４０ＦＪ、アンプ３９の電気出力信号によジ作動
するリレー、４１はリレー４０の作動時に閉成されるリ
レースイッチであって、このリレースイッチ４１は、メ
インスイッチ３２の後段と第２ソレノイドバルブ４２間
に介装されている。第２ソレノイドバルブ４２は、油圧
シリンダ１の負荷全担持する側の油室″１なわち伸長動
作側圧油室５と油槽１２との間に介装した常閉形のソレ
ノイドバルブとして構成さｇている。４３は。

リレー４０が作動したとき点灯するよう構成したランプ
である。４４　ｉｊ　、　リレー２３が作動したとき点
灯するよう構成したランプである。

次に作用を説明する。油圧駆動装置７葡操作して、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全
担持した状態でこれを停止したとき一オペレータは基準
信号設定器１８の可動接点２０全移動調節して基準信号
設定器１８から出力される設定信号の電圧レベル？設足
する。この設定は。

本実施例においては次の如く行う。すなわち、オペレー
タは、ランプ４３およびう／プ４４の何れもが点灯しな
いようポテンショメータ１８ヲ調節する。

ランプ４３が点灯するのは、リレー４ｏが作動しないと
きであり、それは、第２演算器３６から電気出力信号が
発生していないときであｐ、それはまた。

第２演算器３６に入力されるアンプ１６′ヲ経た負荷検
出器１６からの実際値信号のレベルが、加算器３７全経
て入力されるポテンショメータ１８からの設定信号のレ
ベルよりも低いときである。逆に言えば。

ランプ４３が点灯するのは、アンプ１６′金経て第２演
算器３Ｇに入力される実際値信号のレベルが、加算器３
７を経て第２演算器３６に入力される設定信号のレベル
盆越えたときである。！た。２ンプ４４が点灯しないの
は、演算器２１に入力されるアンプ１６′を経た負荷検
出器１６の実際値信号のレベルが、減算器３５′に経て
入力されるポテンショメータ１８からの設定信号のレベ
ルよシも高いときである。逆に言えば、ランプ４４が点
灯するのは、アンプ１６′金経て演算器２１に入力され
る実際値信号のレベルが、減算器？経て演算器２１に入
力される実際値信号のレベルを下まわったときである。

このことがら、」二連のようにポテンショメータ１８ヲ
調節することで、第２演算器３６に入力される設定信号
レベルは。

アンプ１６′會経て第２演算器３６に入力される実際値
信号のレベルよシも高く設定され、また演初、器２１に
入力される設定信号のレベルは、アンプ１．６”ｉ経て
演算器２１に入力される実際値信号のレベルよシも低く
設定される。次に、オペレータはメインスイッチ３２ケ
閉成する。今、油圧シリンダ１の負荷を担持する側の油
呈すなわち、（Ｆｐ長動作側圧油室５の油温か上昇して
アンプ１６”ｉ経て第２演算器３６に入る実際値信号の
レベルが、第２演算器３６に入る設定信号のレベル金越
えると、第２演ｎ器３６が電気出力信号を発し、これが
アンプ３９．リレー４゜全経てリレースイッチ４１金閉
成する。メインスイッチ３２は先に閉成されているので
、リレースイッチ４１の閉成ｔま第２ンレノイドバルブ
４２會開き、油圧シリンダ１の伸長動作側圧油室５の圧
油上油槽ｉ２に逃す。・こうＩして油室５の油圧は低下
する。油室、第２演算器３６のｆ；を気出力信号は消滅
し、第２ソレノイドパルプ４２が閉じる。このようにし
て、油圧シリンダ１の伸長動作側圧油室５の圧力上昇は
自動的に低減される。

油圧シリンダ１の負荷ケ用持するｆｉｔ！ｌの７１１１
室、すなわち伸長動作側圧油室５の圧力低下時の昇圧は
第１実施例で説明したとおりであるので作用の説明を省
略する。

本発明の油圧シリンダにおける停止状態危険（ｉ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
りのものであシ、上記実施例ではこの油圧シリンダ孕冒
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−側音説明しておく。それは、クレーンのブーム
伸縮用の油田シリンダである。第５図に示すように１ク
レーンの（ｔｐ　縮ブーム４５は、基端（ｉｌｌの外側
ブーム４Ｇ。

外がりブーム４６内へ伸縮自在に嵌挿した先り１１＾側
の内側ブーム４７１および外側ブーム４６と内ｗ１１１
プーム４７間に介装され外側ブーム４６に対して内側ブ
ーム４７奮坤縮椙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４５はブーム起伏用油
圧シリンダ４８に、ｔ５起伏操作される。クレーン作業
は、伸縮ブーム４５の先端に荷重ｗ奮吊下して。

伸縮プーム４５を伸縮および停止、伸縮ブーム４５葡起
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ｔ、１：　ｆｌｌ＋洩れによる
突発的な縮小黄が大きくなり、極めて危険なものであっ
た。水元８Ａ’にこの油出シリンダ１′に採用するとき
、それだけに大きな効果が期待できるものである。

いずれにしても本発明は１以上の如く構成し作用するも
のであるから６負荷を担持して停止状態にある油圧シリ
ンダが、突発的に負荷にょシ駆動するのを未然に検知し
て電気信号全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會有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図および第５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１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。第３図は基準信
号設定器の他の笑流側の説明図、第４図は本発明の他の
笑流側の説明図である。 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；ＩＩ 負荷検出器；１６゜ 基準信号設定器；ポテンショメータ１８または、ポテン
ショメータ１８ と減算機構３３（第３図） で構成されたもの。 演ｎ器；２１゜

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　伸長動作側圧油室と縮小動作側圧油室全有し
   、これら内油室への作動油の給排並びに給排停止全油圧
   制御装置によシ制御することで、伸縮駆動並びに負荷全
   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りて油圧シリンダの
   前記内油室のうち負荷全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音実際、値信号と−しで
   出力する負荷検出器、基準信号設定器、および前記負荷
   検出器からの実際値信号と前記基準信号設定器からの設
   定信号上受けとフ実際値信号が設定値信号以下になると
   電気出力信号音発生する如く構成した演算器で構成した
   こと？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. （２）油圧シリンダがクレーンの伸縮ブーム伸縮用の油
   圧シリンダである仁とを特徴とする特許請求範囲ｍ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。