JPS595207Y2

JPS595207Y2 - 油圧式２段作動シリンダ

Info

Publication number: JPS595207Y2
Application number: JP12751778U
Authority: JP
Inventors: 文男大杉; 一弘宗宮; 俊次小西
Original assignee: トヨタ自動車株式会社
Priority date: 1978-09-19
Filing date: 1978-09-19
Publication date: 1984-02-16
Also published as: JPS5545004U

Description

【考案の詳細な説明】本考案は、一つのシリンダ内に二つのピストンを設けこ
れらの二つのピストンを順次作動させることにより、ピ
ストン棒のストロークを大きくとれるようにした２段作
動油圧シリンダ装置において、各ピストンの作動順序を
確実に規制することができ又各ピストンの作動速度を合
致させることも可能な改良構造に関する。

シリンダの長さ寸法を押えてしかも十分なピストンロッ
ドストロークを得るため第１のピストンに第２のピスト
ンを内装した２段構造とした油圧シリンダ装置が既に知
られている。

しかしながら従来の２段シリンダには流量調整弁が付い
ているのみであったので、ストローク途中において伸張
又は収縮動作を繰返すと１段目のピストン、２段目のピ
ストンの動きに規制がないためピストン伸張時に２段目
ピストンより作動油が回送され１段目ピストン伸張、２
段目ピストン収縮といった現象が生じ、ピストン先端は
伸張させるべきであるにも係わらず一旦収縮してから伸
張するといった不確実な動作が行われ易い。

又、ピストンの移動速度についていえば上記の流量調整
弁により伸張時の１段目ピストンと２段目ピストンとの
速度を略同程度に調整した場合２段目ピストンの収縮速
度が極端に遅くなるという問題があった。

この問題を解決する従来技術としては特公昭４４−６９
６４号では、ピストンを２段に設け、第１段目ピストン
の端面にチェック弁装置を設けたものを開示している。

第１段目ピストンの伸長時はチェック弁が閉のため、第
２段目ピストンは動かず、第１段目ピストン伸長完了後
チェック弁装置が開弁し第２段目ピストンの伸長が可能
になる。

そのため第１段目次いで第２段目とピストンの作動順序
を一定にすることができる。

ところが、この従来技術では、ピストン端面の絞りは第
２段ピストンへの油圧の流入と流出の双方で流速を規制
している。

したがって、ピストン伸長時の第１段目と第２段目の速
度を合せても収縮時の速度を合せることができない。

逆に収縮時に合せれば伸長時に合わなくなる。

従って、本考案の目的はかかる従来技術の欠点に鑑み、
伸長時にあっても収縮時に合っても第１段目のピストン
と第２段目のピストンとで速度を合せることができる技
術を提供することにある。

以下添附図面によって本考案を具体的に説明する。

本考案に係る２段作動シリンダ装置の全体をその長手方
向断面によって示す第１図において、１０は筒体でその
下端に端部板１２が嵌合されている。

１４は第１のピストンで、筒体１０内に摺動自在に嵌合
されている。

この第１ピストンに内部筒体１６が嵌合されている。

この内部筒体１６内に第２のピストン１８が嵌合されて
おり、かつこの第２のピストン１８はピストンロッド２
０の下端にナツト２２によって固着される。

端部板１２に第一の油注入口２４が形成されておりここ
から作動油圧をシリンダ内に導入することによりピスト
ン棒２０は後述の如く２段式に伸張する。

２６は、ピストン棒２０の収縮用の油注入口でここから
油圧をシリンダ内に導入すると後述の如くピストン１４
．１８は下降する。

本考案によれば、第１図の下部の拡大図である第２Ａ図
に示すように、第一段目のピストン１４の下端１４ａに
、弁体３０とこの弁体３０を保持するべきスリーブ３２
とより成るチェック弁機構が設けられる。

このスリーブ３２は第３Ｂ図に示す如くテーパねじ３２
１をその外面に形成していてこれは第一ピストン下端１
４ａに形成した貫通ねじ孔１６ｂ（第２Ａ図）にねじ
込まれていて、かくしてスリーブ３２は第一ピストン１
４に一体締結になっている。

スリーブ３２の下面には複数個の半径方向溝３２２が、
前記した上昇用油注入口２４と第１ピストン１４の下側
に形成される油圧空間Ａとを結ぶべく、形成される。

スリーブ３２には、更に、複数の長手方向のオリフィス
３２３（第３Ｃ図の如くこの実施例では３箇）が貫通形
成されており、このオリフィス３２３は下端は第一注油
口２４、言い換えれば油圧空間Ａに常時連通しており、
上端は第二ピストン１８の下側の油圧空間Ｂにチェック
弁３０の作動によって選択的に連通される。

弁体３０はスリーブ３２を挿通した棒状に形成されてお
り、その上端は前記オリフィス３２３を開閉するべきフ
ランジ３０１を形成している。

第４図に示すように弁体３０はその中間部外面に長手方
向溝３０３を複数個有している。

弁体３０の下端にはカラー３０５が固定されており、こ
のカラー３０５とスリーブ３２との間にばね３４（第２
Ａ図）が配挿され、弁体フランジ部３０１がオリフィス
３２３の開口端を塞ぐべく付勢されている。

そうして、第２Ａ図の第一ピストン１４の初期位置では
、カラー３０５は端部板１２の内面に当接していてばね
３４は縮められており、その結果フランジ部３０１はオ
リフィス３２３を開放するとともに、溝３０３は第一油
注入口２４と第二ピストン作用空間Ｂとを相互に導通す
るべく位置している。

尚、カラー３０５は第４図の如くピン３０７によって棒
状弁体３ａの下端に固着する構造としている。

次に以上述べた本考案に係る２段式シリンダの作動を述
べると、第２Ａ図に示す初期位置（即ち、ピストン１４
，１Ｂが最も下側にあってピストンロッド２０が最も収
縮した状態）から下側油注入口２４に作動油圧が導入さ
れる。

注入口２４から注入された作動油はスリーブ３０の半径
方向溝３２２を介して一段目ピストン１４の作動空間Ａ
に入ると共に、弁体３０のフランジ部３０１がスリーブ
３２から離れている故に貫通オリフィス３２３及び軸方
向溝３０３を介して二段目ピストン１８の作動空間Ｂに
入る。

従って、双方のピストン１４．１８は上昇するべく付勢
される。

しかしながら、第１のピストン１４と第２のピストン１
８では前者の受圧面積が大きくなるよう設計されている
ため、この受圧面積の差故に一段目のピストン１４が先
ず上昇する。

このピストン１４の動きは内側筒体１６及び二段目のピ
ストン１８を介してピストンロッド２０に伝達されピス
トンロッド２０を図の上方に伸張させる。

一段目ピストン１４の上昇の途中で第２Ｂ図の如くカラ
ー３０５がシリンダ端部板１２の当接面Ｓから離れ、か
くしてばね３４の押圧力によって弁体３０のフランジ部
３０１はスリーブ３２のオリフィス３２３を塞ぎ、かく
して第一ピストン１４の作用空間Ａと第二ピストン１８
の作用空間とは相互に切離されている。

従って第２Ｂ図の状態で注入口２４から作動油を供給す
ると、二段目ピストン作動空間Ｂには、チェック弁３０
が閉故に、油の圧力上昇は生せず、一段目ピストン１４
がのみ動くことによってビストンロツド２０の伸張が行
われる。

第２Ｂ図の状態でピストンロッド２０を収縮（即ち下降
）を行わせるには、第１図に示す第二の油注入口２６よ
り作動油圧を供給する。

すると、油圧が第一ピストンの背面１４ｂに作用してこ
れは下降しピストン棒２０を収縮せしめる。

この際、チェック弁３０のフランジ部３０１はスリーブ
３２に着座状態を保つから、油圧空間Ｂの圧力は何ら変
化せず二段目ピストン１８の一段目ピストン１４に対す
る位置関係は不変である。

第一ピストン１４の上昇の継続の結果第２Ｃ図の如くそ
の後端１４ｂがストッパＳ′に当接する位置に来ると、
これ以上ピストン１４の上昇は許されないため一段目ピ
ストン作用空間Ａの圧力は油圧の継続的な注入の結果高
まりかくして弁体３０は、この圧力故に、ばね３４に抗
して多少上に持ち上げられフランジ部３０１はスリーブ
３２のオリフィス３２３の開口端を開放する。

（尚、この際、弁体３０の中央部に形成した軸方向溝３
０３が開放される程には弁体３０は動かない。

）オリフィス３２３の開放の結果、一段目ピストン作用
空間Ａは２段目ピストン作用空間Ｂに連通ずる。

それ故に、注入口２４からの油圧の供給の継続によって
二段目ピストン１８に油圧がオリフィス３２３を介し作
用しこれを上昇せしめピストンロッド２０は更に伸張す
る。

このとき、第二ピストン１８の上昇速度はオリフィス３
２３を介しての油圧の導入速度に依存する。

従って、第一ピストン１４の移動速度と第二ピストン１
８のそれと一致するようにオリフィス３２３の寸法及び
その数を選定すれば、一段目と２段目とでピストンロッ
ド２０の伸張速度を実質上一致させることが可能である
。

二段目ピストン１８が最も上昇した位置（即ちピストン
ロッド２０の最伸張位置）から、ピストンロッド２０を
収縮させるには第一の注入口２４への作動油圧の供給を
絶ち第二の注入口２６から作動油圧を供給する。

第一の注入口２４への作動油圧の供給停止によって弁体
３０はばね３４及びピストンロッド２０の自重によって
下方に押下げられ第２Ｄ図の如くフランジ部３０１はス
リーブ３２上に着座する。

それ故にオリフィス３２３は閉とされ、第二段目ピスト
ン油圧空間Ｂの油は第一段目ピストン油圧空間には戻ら
ない。

従って、注入口２６を介して油圧を導入してこれを第一
ピストン１４の上端１４ｂに作用させてこれを下降さ
せる際二段目ピストン１Ｂの、一段目ピストン１４に対
する位置は保たれたままである。

第二注入口２６からの油圧の供給によって第一ピストン
１４が下降してピストン１４がその最下位置近くに来る
と第２Ｅ図の如くチェック弁３ｏの下端カラー３０５は
シリンダ内面に当接してばね３４は多少収縮しフランジ
部３０１はスリーブ３２がら離れると共に、軸方向溝３
０３は、一段目ピストン油圧空間Ａと二段目ピストン油
圧空間Ｂとを相互に連通させるべく位置になる。

がくして、第二段目油圧空間Ｂの油は、第二ピストン１
８及びピストンロッド２０の自重故に、オリフィス３２
３及び長手方向溝３０３を介して注油口２４に戻される
。

がくして、二段目ピストン１Ｂは溝３０３の寸法、個数
で定まる速度で下降し、ピストンロッド２０はその初期
位置まで収縮する。

（尚、この際オリフィス３２３を通っても油は流れるが
寸法的にみて溝３０３のそれに対し無視できる程小であ
るからピストン１８の下降速度は溝３０３によって定ま
る。

）そして、この溝３０３の寸法及び数は一段目と二段目
とでピストンロッド２０の収縮速度が略一致するよう選
定することは言うまでもない。

以上述べた２段作動シリンダではこれをたてに配置した
場合を例に挙げているが、横配置することも可能である
。

この場合、自重による第二ピストン１Ｂの移動は、たて
型配置と異って、行われないからピストン棒を常時初期
位置に付勢するばねが追加的に必須となってくる。

以上述べたように、本考案ではばね付勢の弁体３ａを第
一ピストン端部の油通路３０３．３２３を開閉するべく
設け、これら油通路の寸法を適宜選定することによって
第一ピストンと第二ピストンの作動順序を確実に規制で
きると共に、第一ピストン、第二ピストンの夫々の作動
時ピストンロッドの伸張、乃至は収縮速度を略々一定化
できるという効果が奏される。

次に、以上述べた本考案に係る油圧式２段作動シリンダ
装置の具体的な応用例として塔載装置に応用した場合を
説明する。

第５，６図において、５０は台車フレームで車輪５２に
よって移動自在となっている。

台車フレーム５０上に、本考案に係る構成の２段シリン
ダ５４と、２段案内装置５６と、昇降フレーム５８と、
手動操作により図の上下方向の摺動が可能な治具受は台
６０とから成る走行フレーム６１が配置される。

第７図は、この走行フレームのところを拡大して示すも
ので、２段シリンダ５６のピストン棒２０の上端は連結
部材５４１によって昇降フレーム５８に連結している。

又、シリンダ５４の外側筒体１０は走行フレーム６１に
固着されている。

２段案内装置５６は２段シリンダ５４の廻りで３ケ所使
用されているが、その構成は全て同様であって、走行フ
レーム６１に固着の外側筒体５６１内に第一の摺動体５
６２を摺動自在に設け、その第一の摺動体５６２内に第
二の摺動体５６３を摺動自在に設けて構成している。

そして、棒状体としてのこの第二の摺動体５６３の上端
は連結部材５６４によって昇降フレーム５８に連結して
いる。

再び第５，６図を参照すると、６６は上記したフレーム
６１を図の左右に摺動させる普通の一段の油圧シリンダ
装置でそのピストンロッド６６１は走行フレーム６１に
連結している。

６８は油圧シリンダ５４．６６への作動油圧源である油
圧ユニットである。

油圧ユニット６８から２段式の油圧シリンダ５４への油
圧の供給は手動切換弁７０によって制御し一方、油圧ユ
ニット６８から前後摺動用の１段式油圧シリンダ６６へ
の油圧の供給は手動切替弁７２によって制御する。

又１４は昇降フレーム５４を自動下降させる押しボタン
、７６は非常停止ボタン、そして７８は制御盤である。

第８図に第５，６図に示す塔載装置の油圧系統の配管図
である。

図中のイ〜オまでの各構成部品は下の如くである。

イ・・・・・・オイルタンクロ・・・・・ポンプハ・・・・・電動機二・・・・・カツブリングホ・・・・・・ストレーナへ・・・・・・マイクロセパレータト・・・・・・エアブリーザチ・・・・・・液面計り゛・・・・チェック弁ル・・・・・止め弁ヌ・・・圧力計オ・・・・・ソレノイド弁第６図〜第８図の搭載装置の作動を簡単に述べると次の
通りである。

先ず、手動切替弁７０のレバー７０１を第８図の左側に
動かして油ボンプロからの作動油が２膜作動シリンダ５
４の第一注油口２４（第１〜５図も参照）に入るように
すると、ピストン２０は前に詳述した２段伸張作動を行
い、これに連結した主昇降台５Ｂを上昇させる。

この際、ガイド５６は案内作用を行フ。

手動切替弁７０のレバー７０１を右側に動かすと今度は
二段シリンダの第二の注油口２６に油圧が導入されてピ
ストン棒２０は前に述べた２段の収縮運動を行い昇降フ
レーム５８は下降する。

尚、この昇降フレームの下降は第８図の電磁弁才を作動
させることによっても行い得る。

そしてこの電磁弁才の作動は第５，６図の自動下降用押
ボタン７４によって行う。

走行フレーム６１を図の左右に摺動させるには１段油圧
シリンダ７２のレバー７２１を中立位置がら切替て行う
。

又、治具受は台６０は詳細には図示しないが手動式の摺
動機構を備えている。

以上述べた本考案に係る塔載装置では２膜作動シリンダ
５４をその昇降運動のアクチュエータとしているため装
置の軽量化、製作費用の低減、保全性の向上、耐久性の
良好等の利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係る油圧式２段作動シリンダの全体断
面図、第２Ａ図乃至第２Ｅ図は第１図のシリンダの作動
を示す一部拡大図、第３Ａ図、第３Ｂ図は、第３Ｃ図は
、夫々、弁体保持スリーブの上面図、たて断面図、下面
図、第４図は弁体を一部断面で示す側面図、第５図、第
６図は本考案の２段シリンダを使用した塔載装置の上面
図、側面図、第７図は第６図の一部を拡大して示す部分
断面図、第８図は第５図乃至第７図に示す装置の油圧系
統線図。１０・・・・・・筒体、１４・・・・・・第一ピストン
、１Ｂ・・・・・・第二ピストン、２０・・・・・・ピ
ストンロッド、３０・・・・・・弁体、３２・・・・・
・スリーブ、３４・・・・・・ばね、３０３・・・・・
・油通過溝、３２３・・・・・・油通過オリフィス、Ａ
・・・・・・第一ピストン作用空間、Ｂ・・・・・・第
二ピストン作用空間。

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

油圧式２段作動シリンダにおいて、シリンダに嵌挿され
る第１のピストン内に第２のピストンを嵌挿し、その第
１のピストン端面に、第１ピストンの作用空間と第２ピ
ストンの作用空間とを選択的に連通せしめる弁装置を有
し、該弁装置は、第１ピストン端面に位置するスリーブ
と、該スリーブに挿通される弁体と、ばねとより成り、
弁体は両端でスリーブより突出し、その一端でシリンダ
内面に対面し、他端にフランジ部があり、かつ弁体はス
リーブとの摺動面に軸方向溝を有し、該軸方向溝は一端
では第１ピストンの作用空間に常時開口する位置まで延
び、他端はフランジのやや手前のところで終端しており
、一方スリーブに軸方向に貫通して前記軸方向溝より小
さな流路寸法のオリフィスが形成され、前記ばねはフラ
ンジがオリフィスを閉鎖する位置をとるよう弁体を付勢
している油圧式２段シリンダ。