WO2017047108A1 - シリンダ増速機構 - Google Patents

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WO2017047108A1
WO2017047108A1 PCT/JP2016/051701 JP2016051701W WO2017047108A1 WO 2017047108 A1 WO2017047108 A1 WO 2017047108A1 JP 2016051701 W JP2016051701 W JP 2016051701W WO 2017047108 A1 WO2017047108 A1 WO 2017047108A1
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line
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cylinder
buffer
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PCT/JP2016/051701
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Inventor
田口　裕一
Original Assignee
株式会社タグチ工業
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    • F15B2211/775—Combined control, e.g. control of speed and force for providing a high speed approach stroke with low force followed by a low speed working stroke with high force, e.g. for a hydraulic press

Definitions

  • the present invention relates to a cylinder speed increasing mechanism for an operating cylinder that extends and contracts the length of the operating rod protruding from the tube.
  • the jaw crusher closes the jaw by extending the working rod of the working cylinder (hydraulic cylinder) and opens the jaw by contracting the working rod.
  • the operation of extending the actuating rod generates a strong force and is therefore suitable for crushing work in which the jaws are closed and the crushed material is sandwiched between them.
  • the jaw crusher has a speed increasing circuit that increases the moving speed of the operating rod, speeds up the extension of the operating rod when there is no load (when the crushed material is not pinched by the jaw), and reduces the working time of crushing work. Shorten.
  • the operation of retracting the operating rod is used for opening the jaws that do not require strong force.
  • Patent Document 1 discloses a speed increasing circuit that speeds up both an operation of extending or contracting an operating rod.
  • the speed increasing circuit disclosed in Patent Document 1 includes, for example, a reversing cylinder in addition to an operating cylinder that opens and closes a jaw (Patent Document 1 [Claim 1]), and an oil flow rate is provided by the reversing cylinder and the bottom-side upstream switching valve. Switch between priority or thrust priority.
  • the speed increasing circuit disclosed in Patent Document 1 increases the flow rate of oil fed to the bottom side section of the working cylinder when the working rod is extended, and oil discharged from the bottom side section of the working cylinder when the working rod is contracted.
  • the pressure loss is reduced to reduce the pressure loss, and the flow rate of the oil sent from the pump is increased to increase both the expansion and contraction of the operating rod (Patent Document 1, [0010]).
  • the speed increasing circuit disclosed in Patent Document 1 flows oil as follows when the operating rod is contracted.
  • the oil supplied from the pump of the hydraulic unit is sent to the rod side section through the rod side line, the rod side switching valve, and the rod side basic line.
  • the oil discharged from the bottom side section of the working cylinder is sent to the bottom side section of the reversing cylinder through the bottom side downstream basic line, the bottom side downstream switching valve, and the bottom side downstream line.
  • the oil discharged from the rod side section of the reversing cylinder is returned to the tank of the hydraulic unit through the bottom side upstream basic line, the bottom side upstream switching valve, and the bottom side line (Patent Document 1, [0014]).
  • each switching valve When the operating rod is retracted from the extended state (Patent Document 1, [Fig. 1]) when no load is applied (Patent Document 1, [Fig. 3]), each switching valve is not switched and only the direction of the flowing oil needs to be changed. .
  • Patent Document 1 When the operating rod is retracted from the extended state (Patent Document 1, [FIG. 2]) during loading (Patent Document 1, [FIG. 3]), after switching each switching valve to its original state. Oil flows.
  • Each switching valve is also affected by a check valve that restricts the direction of oil flow, and the switching timing is different, causing a slight synchronization shift between the operating cylinder and the reversing cylinder when the operating rod is retracted.
  • a cylinder speed increasing mechanism comprising a buffer tank that supplies and discharges oil to and from a bottom line connected to a bottom side section of an operating cylinder, and a reversing lever having an intermediate fulcrum as a swing shaft,
  • the tank has a buffer compartment whose capacity can be changed by a seal lid that advances and retreats in the case, and the interlock rod provided on the seal lid expands and contracts the length protruding from the case.
  • the working cylinder used in the present invention is a backward-acting hydraulic cylinder.
  • the buffer tank stores oil in the buffer compartment when the working cylinder is a hydraulic cylinder, and stores compressed air in the buffer compartment when the working cylinder is an air cylinder.
  • the buffer tank has a buffer section whose capacity is changed by a seal lid that advances and retreats in the case, and is configured exclusively for the present invention as long as the interlock rod provided on the seal lid extends and contracts the length protruding from the case.
  • an auxiliary cylinder with the rod side section opened may be used.
  • the cylinder speed increasing mechanism according to the present invention is basically configured so that one buffer tank is provided in one working cylinder, but one buffer tank may be shared by a plurality of working cylinders.
  • the buffer tank stores a part of oil discharged from the bottom side section through the bottom side line in the buffer section through the bottom side branch line branched from the bottom side line. Accordingly, the oil is smoothly discharged from the bottom side compartment, and the amount of oil returned to the tank from the bottom side compartment through the bottom side line is reduced to reduce the generated pressure loss.
  • the pressure loss is reduced in this way, the pressure of the oil sent to the rod side section through the rod side line is also reduced, so that the amount of oil supplied to the rod side section can be increased due to the characteristics of the pump.
  • the working cylinder shrinks the working rod when oil is supplied to the rod side section.
  • the retracting operating rod swings the reversing lever and extends the connecting rod of the buffer tank.
  • the buffer tank advances the seal lid to widen the buffer compartment.
  • the buffer compartment stores a part of the oil discharged from the bottom compartment.
  • the working cylinder extends the working rod when oil is supplied to the bottom section through the bottom line.
  • the extending operating rod swings the reversing lever to contract the interlocking rod of the buffer tank.
  • the oil stored in the buffer section is returned to the bottom line, joined to the oil supplied through the bottom line, and supplied to the bottom section. In this way, the oil discharged from the buffer tank joins and more oil is supplied to the bottom section, so that the extension of the operating rod is accelerated.
  • the cylinder speed increasing mechanism of the present invention adds a switching valve, and switches the oil flow at the time of no load or load when the operating rod is extended.
  • the buffer tank is connected to either the rod-side branch line or the bottom-side branch line branched from the rod-side line connected to the rod-side section of the working cylinder by a switching valve, and the switching valve extends from the buffer section of the buffer tank.
  • a discharge side port section connecting the tank side line to the bottom side branch line, and a supply side port section connecting the tank side line to the rod side branch line.
  • a bottom pilot line for switching the port section to the supply side port section is extended from the bottom line or the bottom branch line.
  • the switching valve is preferably a three-port two-position switching valve in which one of the two input ports is connected to the output port.
  • a 4-port 2-position switching valve, a 3-port or 4-port 3-position switching valve, or the like may be used as long as the tank-side line and the bottom-side branch line or the rod-side branch line can be switched.
  • “Switching to the discharge side port section as a normal state” means switching to the discharge side port section so that the bottom branch line and the tank side line are connected in a normal state by an urging means or the like.
  • the switching valve switches to the supply side port section against the urging means and the like, and the rod side branch line and the tank side line are connected.
  • the buffer tank smoothly discharges oil from the bottom side compartment by storing a part of the oil discharged from the bottom side compartment through the bottom line in the buffer compartment when the operating rod is contracted. Also, the amount of oil fed to the rod side compartment is increased by reducing the amount of oil returned from the bottom compartment to the tank. Thus, the point that the contraction of the operating rod is accelerated by discharging the oil smoothly from the bottom side section or increasing the amount of oil sent to the rod side section is the same as described above.
  • the working cylinder extends the working rod when oil is supplied to the bottom section through the bottom line. At this time, if no load is applied to the extending operating rod, the operating rod swings the reversing lever to contract the interlocking rod of the buffer tank. As a result, the oil stored in the buffer compartment is supplied to the bottom compartment through the bottom line, and the extension of the operating rod is accelerated.
  • the cylinder speed increasing mechanism of the present invention has no problem due to the synchronization shift seen in the speed increasing circuit that combines the working cylinder and the reverse cylinder. This is because the operating cylinder and the reversing cylinder are not interlocked via the switching of the switching valve, but the operating rod of the operating cylinder and the interlocking rod of the buffer tank are alternately moved through a mechanical operation of swinging the reversing lever. It is the effect by making it expand and contract.
  • the cylinder speed increasing mechanism of the present invention can increase the extension of the operating rod when there is no load when the operating rod is extended by adding a switching valve, and can secure the pressing force of the operating rod when there is a load. This means that when no load is applied, the oil pushed out of the buffer tank joins the oil from the tank to help the operating rod stretch, and when loaded, the oil pushed out of the buffer tank returns to the tank and the working rod stretches. It is an effect by not disturbing.
  • the cylinder speed increasing mechanism of the present invention has the advantage of being simple and downsized.
  • the buffer tank only needs to secure a buffer capacity that slightly exceeds the maximum capacity difference between the bottom side section and the rod side section of the working cylinder, and a small auxiliary cylinder can be used.
  • the reversing lever is easy to design in accordance with the attachment, as long as the expansion and contraction of the actuating rod and the interlocking rod can be staggered, the middle may be bent. From this, the cylinder speed increasing mechanism of the present invention is easy to apply to various attachments using the working cylinder.
  • FIG. 1 shows a bottom side line 6, a bottom side branch line 61, a bottom side pilot line 62, a rod side line 7, a rod side branch line 71, a rod side pilot connected to the working cylinder 1 and the buffer tank 2 for convenience of illustration. Illustration of the line 72, the switching valve 3, etc. is omitted.
  • the movable jaw 83 of this example has a pivot point 41 as a pivot point with respect to the main body frame 81, and an actuating rod pivot point 42 provided on one side (lower right side in FIG. 1) facing the fixed jaw 81 from the pivot point 41.
  • the operating rod 14 of the working cylinder 1 is attached to the shaft, and the interlocking rod 24 of the buffer tank 2 is attached to the connecting rod shaft attachment point 43 provided at the portion extending from the fulcrum 41 to the other side (upper left in FIG. 1).
  • the range of the operating rod shaft landing point 42 and the connecting rod shaft landing point 43 sandwiching the fulcrum 41 is the reversing lever 4.
  • the reversing lever 4 is a swing lever that reverses the expansion and contraction of the operating rod 14 and the interlocking rod 24 and alternately expands and contracts.
  • the working cylinder 1 and the buffer tank 2 are both housed in the main body frame 81.
  • the working cylinder 1 of this example has a bottom end (upper end in FIG. 1) of a tube 15 pivotally attached to a main body frame 81 by a cylinder shaft attachment point 811 and protrudes from the tube 15.
  • 14 is pivotally attached to the movable jaw 83 by an actuating rod connecting point 42 so as to be swingable.
  • the operating cylinder 1 can also change its posture in accordance with the swing of the movable jaw 81, and the operating rod 14 can be smoothly expanded and contracted.
  • the tube of the auxiliary cylinder (hydraulic cylinder) whose bottom side section is the buffer section 21 is configured as the case 25, the piston as the seal lid 23, and the rod as the interlocking rod 24.
  • the bottom side end (upper right side end in FIG. 1) of the case 25 is pivotally attached to the main body frame 81 by a buffer shaft attachment point 812 and protrudes from the case 25.
  • the rod 24 is pivotally attached to the extended portion of the movable jaw 83 by a connecting rod connecting point 43 so as to be swingable.
  • the posture of the buffer tank 2 can also be changed in accordance with the swing of the movable jaw 81, and the interlocking rod 24 can be smoothly expanded and contracted.
  • the cylinder speed increasing mechanism of this example is a combination of a hydraulic circuit and a reversing lever 4 as shown in FIG.
  • the working cylinder 1 has a bottom-side section 11 and a rod-side section 12 whose capacity is changed by a columnar piston 13 that advances and retreats in a cylindrical tube 15, and an operating rod 14 that extends in the plane orthogonal direction from the center of the piston 13. causess the length protruding from the tube 15 to expand and contract.
  • a bottom line 6 extending from a pump (not shown) is connected to the bottom compartment 11.
  • a rod side line 7 extending from the tank is connected to the rod side section 12.
  • the original jaw crusher 8 has only the working cylinder 1, the bottom side line 6 and the rod side line 7.
  • a buffer tank 2 a switching valve 3 and a reversing lever 4 are added to the working cylinder 1, the bottom side line 6 and the rod side line 7, and branch from the bottom side line 6 and the rod side line 7.
  • the bottom side branch line 61 and the rod side line 71 are selected by the switching valve 3 and connected to the tank side line 33 connected to the buffer tank 2.
  • the buffer tank 2 has a buffer section 21 whose capacity is changed by a cylindrical seal lid 23 that advances and retreats in a cylindrical case 25, and an interlocking rod 24 that extends from the center of the seal lid 23 in a direction perpendicular to the plane is provided from the case 25. Extend and shrink the protruding length.
  • the buffer tank 2 of this example is configured by using an auxiliary cylinder that is a hydraulic cylinder, and has a structure in which the rod side section of the hydraulic cylinder is opened. The opened rod side section may be removed from the rod side end through which the interlocking rod 24 passes, or may be left as it is to support the interlocking rod 24.
  • the cylinder speed increasing mechanism of the present example has the switching valve 3 that selectively switches the bottom side branch line 61 and the rod side line 71 connected to the buffer tank 2.
  • the switching valve 3 includes a discharge side port section 31 that connects the tank side line 33 extending from the buffer section 21 of the buffer tank 2 to the bottom side branch line 61, and a supply side port section that connects the tank side line 33 to the rod side branch line 71. 32.
  • the switching valve 3 is not shown, but is appropriately disposed in the main body frame 81 according to, for example, the bottom branch line 61, the rod branch line 71, and the tank line 33.
  • the switching valve 3 of this example is a three-port two-position switching valve including a discharge side port section 31 and a supply side port section 32 each having three ports each having two inputs and one output.
  • the discharge side port section 31 connects the bottom side branch line 61 and the tank side line 33, but closes the rod side branch line 71.
  • the supply-side port section 32 connects the rod-side branch line 71 and the tank-side line 33, but closes the bottom-side branch line 61. From this point, the bottom side branch line 61 or the rod side branch line 71 connected to the buffer section 25 of the buffer tank 2 through the tank side line 33 is switched by switching the switching valve 3.
  • the switching valve 3 in this example is pushed by a coil spring 34 energized from the discharge side port section 31 side, thereby enabling the discharge side port section 31 as a normal state, and connecting the bottom branch line 61 and the tank side line 33. It is out.
  • the switching valve 3 of this example is pushed by the pressure of the oil generated in the bottom pilot line 62 extending from the bottom side line 6 to enable the supply side port section 32.
  • a spring chamber side line 72 that supplies or discharges oil that fills a spring chamber (not shown) that houses the coil spring 34 is connected from the spring chamber to the rod side branch line 71. .
  • the interlocking rod 24 is contracted and the seal lid 23 is retracted to compress the buffer section 21.
  • the oil stored in the buffer section 21 is supplied to the bottom section 11 of the working cylinder 1 through the bottom branch line 61 and the bottom line 6. This means that the total amount of oil fed into the bottom section 11 is increased without increasing the flow rate from the pump that delivers oil from the tank. In this way, the total amount of oil fed into the bottom section 11 increases, so that the elongation of the operating rod 14 is increased.
  • the switching valve 3 is switched. At this time, a small amount of oil is discharged from the spring chamber containing the coil spring 34 to the rod side branch line 71 through the spring chamber side line 72. Thereby, the buffer section 25 of the buffer tank 2 is connected to the rod-side branch line 61. The buffer section 25 discharges oil to the rod side line 7 when compressed, and takes in oil from the rod side line 7 when expanded. Since the switching jaw 3 closes with the fixed jaw 82 and the movable jaw 83 sandwiched between them, the switching valve 3 remains switched unless the oil pressure in the bottom pilot line 62 decreases.
  • the cylinder speed increasing mechanism of the present invention basically has a configuration in which a buffer tank is allocated to each of the plurality of operating cylinders.
  • a buffer tank is allocated to each of the plurality of operating cylinders.
  • all the operating cylinders, reversing levers, and buffer tanks are increased, they cannot be accommodated in the main body frame, and the size of the attachment is increased. Therefore, as in another example of the cylinder speed increasing mechanism shown in FIG. 6, for example, one buffer tank 2 may be shared by two working cylinders 1, 1.
  • the reversing levers 4 and 4 share two interlocking rod axis landing points 43 while providing two reversing levers 4 and 4 in accordance with the number of the operating cylinders 1 and 1 because of the relationship connecting each operating cylinder 1 and the buffer tank 2.
  • a structure with a plurality of operating cylinders 1 can be found, for example, in a jaw crusher in which both jaws move.
  • the bottom side line 6 and the rod side line 7 are divided into two branches on the way and connected to the bottom side sections 11 and 11 and the rod side sections 12 and 12 of the working cylinders 1 and 1 respectively.
  • the two bottom side lines 6 and the rod side line 7 may be extended directly from the tank and pump of the hydraulic unit and connected to the bottom side sections 11 and 11 and the rod side sections 12 and 12 of the working cylinders 1 and 1.
  • the bottom branch line 61 is connected to the tank or the pump from the position where the bottom line 6 is divided into two.
  • the rod side branch line 71 is connected to the tank or the pump from the position where the rod side line 7 is divided into two branches.
  • the operating cylinders 1 and 1 are similarly supplied with oil to the bottom side sections 11 and 11 through the bottom side lines 6 and 6 and extend the operating rods 14 and 14 in synchronization.
  • the reversing levers 41 and 41 swing in synchronization to contract the connecting rod 24 of the buffer tank 2.
  • the buffer tank 2 supplies the oil stored in the buffer compartment 21 to the bottom compartments 11 and 11 of the working cylinders 1 and 1 through the bifurcated bottom lines 6 and 6, and the actuating rods 14 and 14.
  • the two working cylinders 1 and 1 work equally on the object, so the bottom pilot line 62 only needs to monitor one working cylinder 1.
  • the working cylinders 1 and 1 are supplied with oil in the same manner to the rod side sections 12 and 12 through the rod side lines 7 and 7, and the working rods 14 and 14 are contracted in synchronization.
  • the reversing levers 41 and 41 swing in synchronization to extend the connecting rod 24 of the buffer tank 2.
  • the buffer tank 2 draws and stores a part of the oil discharged from the bottom side compartments 11 and 11 of the both working cylinders 1 and 1 into the buffer compartment 21 and, as a result, increases the contraction of the operation rods 14 and 14. Make it faster.
  • oil is sent from the two working cylinders 1 and 1 to one buffer tank 2, so that the capacity of the buffer section 21 is doubled as shown in the above example (see FIGS. 1 to 5). ing.

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Abstract

作動シリンダ(１)のボトム側区画(11)に繋がるボトム側ライン(６)との間で油を供給及び排出するバッファタンク(２)と、中間の支点(41)を揺動軸とする反転レバー(４)とから構成され、バッファタンク(２)は、ケース(25)内で進退するシール蓋(23)により容量を可変させるバッファ区画(21)を有し、シール蓋(23)に設けた連動ロッド(24)がケース(25)から突出する長さを伸び縮みさせる構成で、ボトム側ライン(６)から分岐したボトム側分岐ライン(61)をバッファ区画(21)に繋ぎ、作動シリンダ(１)の作動ロッッド(14)と前記バッファタンク(２)の連動ロッド(24)とを反転レバー(４)の両端側それぞれに連結し、前記反転レバー(４)の揺動により、前記作動ロッド(14)及び連動ロッド(24)を互い違いに伸び縮みさせるシリンダ増速機構。

Description

シリンダ増速機構
　本発明は、作動ロッドがチューブから突出する長さを伸び縮みさせる作動シリンダのシリンダ増速機構に関する。
　顎式破砕機は、作動シリンダ（油圧シリンダ）の作動ロッドを伸ばすことにより顎を閉じ、前記作動ロッドを縮めることにより顎を開く。作動ロッドを伸ばす動作は、強い力を発生させるため、顎を閉じて破砕物を挟む破砕作業に適している。顎式破砕機は、作動ロッドの移動速度を増やす増速回路を構成し、無負荷時（顎で破砕物を挟まない時）の作動ロッドを伸ばす動作を速くして、破砕作業の作業時間を短縮する。作動ロッドを縮める動作は、強い力を要しない顎を開く作業に利用される。
　特許文献１は、作動ロッドを伸ばす動作又は縮める動作を共に速める増速回路を開示する。特許文献１が開示する増速回路は、例えば顎を開閉させる作動シリンダと別に反転シリンダを備え（特許文献１・［請求項１］）、反転シリンダとボトム側上流切換バルブとにより、油の流量優先又は推力優先を切り換える。特許文献１が開示する増速回路は、作動ロッドを伸ばす際に作動シリンダのボトム側区画に送り込む油の流量を増やし、また前記作動ロッドを縮める際に作動シリンダのボトム側区画から排出される油の流量を減らして圧力損失を低減し、ポンプから送られる油の流量を増やすことにより、作動ロッドの伸び縮み双方を増速する（特許文献１・［0010］）。
特開2011-038627号公報
　特許文献１が開示する増速回路は、作動ロッドを縮める際、次のように油を流す。油圧ユニットのポンプから供給される油は、ロッド側ライン、ロッド側切換バルブ、ロッド側基本ラインを経てロッド側区画に送り込まれる。これにより、作動シリンダのボトム側区画から排出された油が、ボトム側下流基本ライン、ボトム側下流切換バルブ、ボトム側下流ラインを経て反転シリンダのボトム側区画に送り込まれる。そして、反転シリンダのロッド側区画から排出された油が、ボトム側上流基本ライン、ボトム側上流切換バルブ、ボトム側ラインを経て油圧ユニットのタンクに戻される（特許文献１・［0014］）。
　無負荷時に作動ロッドを伸ばした状態（特許文献１・［図１］）から縮める場合（特許文献１・［図３］）、各切換バルブは切り換わらず、流す油の向きを変えるだけでよい。しかし、負荷時に作動ロッドを伸ばした状態（特許文献１・［図２］）から縮める場合（特許文献１・［図３］）、切り換わっていた各切換バルブを元の状態に復帰させてから油が流れる。各切換バルブは、油の流れる方向を制限するチェックバルブの影響もあり、切り換わるタイミングがそれぞれ異なり、作動ロッドを縮める際の作動シリンダ及び反転シリンダに僅かな同期ずれを発生させていた。
　作動シリンダ及び反転シリンダの同期がずれると、例えば反転シリンダのピストンがボトム側の始端やロッド側の終端に達しても、作動シリンダのピストンがなおボトム側の始端やロッド側の終端に達していない事態が生ずる。この場合、作動ロッドの伸び縮みが増速されなくなったり、作動ロッドの伸び縮みが反転シリンダによって制限されたりする問題を招いていた。そこで、対となる作動シリンダ及び反転シリンダを組み合わせる増速回路に見られた同期ずれに伴う問題を解消するべく、作動ロッドを縮める際に有用な増速手段について検討した。
　検討の結果開発したものが、チューブ内で進退するピストンにより容量を可変させるボトム側区画及びロッド側区画を有し、ピストンに設けた作動ロッドがチューブから突出する長さを伸び縮みさせる作動シリンダのシリンダ増速機構であって、作動シリンダのボトム側区画に繋がるボトム側ラインとの間で油を供給及び排出するバッファタンクと、中間の支点を揺動軸とする反転レバーとから構成され、バッファタンクは、ケース内で進退するシール蓋により容量を可変させるバッファ区画を有し、シール蓋に設けた連動ロッドがケースから突出する長さを伸び縮みさせる構成で、ボトム側ラインから分岐したボトム側分岐ラインをバッファ区画に繋ぎ、作動シリンダの作動ロッドと前記バッファタンクの連動ロッドとを反転レバーの両端側それぞれに連結し、前記反転レバーの揺動により、前記作動ロッド及び連動ロッドの伸び縮みを反転させて互い違いに伸び縮みさせるシリンダ増速機構である。
　本発明に用いる作動シリンダは、復動形の油圧シリンダである。バッファタンクは、作動シリンダが油圧シリンダの場合、バッファ区画で油を貯留し、作動シリンダがエアシリンダの場合、バッファ区画に圧縮空気を貯留する。バッファタンクは、ケース内で進退するシール蓋により容量を可変させるバッファ区画を有し、シール蓋に設けた連動ロッドがケースから突出する長さを伸び縮みさせる構成であれば、本発明専用に構成してもよいし、例えばロッド側区画を開放した補助シリンダを利用してもよい。本発明のシリンダ増速機構は、１基の作動シリンダに１基のバッファタンクを設ける構成を基本とするが、複数基の作動シリンダに１基のバッファタンクを共有させてもよい。
　バッファタンクは、作動ロッドを縮める際、ボトム側区画からボトム側ラインを通じて排出される油の一部を、前記ボトム側ラインから分岐したボトム側分岐ラインを通じてバッファ区画に貯留する。これにより、ボトム側区画から円滑に油を排出させ、前記ボトム側区画からボトム側ラインを通じてタンクに戻す油の量を少なくてして、発生する圧力損失を低減させる。こうして圧力損失が低減されると、ロッド側ラインを通じてロッド側区画に送られる油の圧力も小さくなるので、ポンプの特性により、前記ロッド側区画に送られる油の供給量を増加させることができる。
　作動シリンダは、ロッド側区画に油が供給されることにより作動ロッドを縮める。縮む作動ロッドは、反転レバーを揺動させてバッファタンクの連結ロッドを伸ばす。これにより、バッファタンクは、シール蓋を前進させてバッファ区画を広くする。この結果、バッファ区画は、ボトム側区画から排出される油の一部を引き込む形で貯留する。こうして、ボトム側区画から油が円滑に排出されるようにしたり、ロッド側区画に送られる油の量を増やしたりすることにより、作動ロッドの縮みが増速される。
　作動シリンダは、ボトム側ラインを通じてボトム側区画に油が供給されると、作動ロッドを伸ばす。伸びる作動ロッドは、反転レバーを揺動させてバッファタンクの連動ロッドを縮める。これにより、バッファ区画に貯留された油は、ボトム側ラインに戻され、ボトム側ラインを通じて供給されている油に合流してボトム側区画に供給される。こうして、バッファタンクから排出される油が合流してより多くの油がボトム側区画に供給されることにより、作動ロッドの伸びが増速される。
　本発明のシリンダ増速機構は、切換バルブを追加し、作動ロッドを伸ばす際の無負荷時又は負荷時における油の流れを切り換える。バッファタンクは、作動シリンダのロッド側区画に繋がるロッド側ラインから分岐したロッド側分岐ライン又はボトム側分岐ラインいずれかとの繋がりを切換バルブで切り換えてなり、切換バルブは、バッファタンクのバッファ区画から延びるタンク側ラインをボトム側分岐ラインに結ぶ排出側ポート区画と、前記タンク側ラインをロッド側分岐ラインと結ぶ供給側ポート区画とを有し、常態として排出側ポート区画を有効にして、前記排出側ポート区画を供給側ポート区画に切り換えるボトム側パイロットラインをボトム側ライン又はボトム側分岐ラインから延ばしている。
　切換バルブは、２つある入力側ポートの一方が出力側ポートに結ばれた構成の３ポート２位置切換バルブが好適である。しかし、タンク側ラインとボトム側分岐ライン又はロッド側分岐ラインとの切換えができれば、４ポート２位置切換バルブや３ポート又は４ポート３位置切換バルブ等を利用してもよい。「常態として排出側ポート区画に切り換えている」とは、付勢手段等により、常態でボトム側分岐ライン及びタンク側ラインが繋がるように排出側ポート区画側に切り換わっていることを意味する。切換バルブは、ボトム側パイロットラインに油圧が加わると、前記付勢手段等に抗して供給側ポート区画に切り換わり、ロッド側分岐ライン及びタンク側ラインが繋がる。
　バッファタンクは、作動ロッドを縮める際、ボトム側区画からボトム側ラインを通じて排出される油の一部をバッファ区画に貯留することにより、前記ボトム側区画からの油の排出を円滑にする。また、ボトム側区画からタンクに戻される油の量を減らすことにより、ロッド側区画に送られる油の供給量を増加させる。こうして、ボトム側区画から油が円滑に排出されたり、ロッド側区画に送られる油の量を増やしたりすることにより、作動ロッドの縮みが増速される点は、上述同様である。
　作動シリンダは、ボトム側ラインを通じてボトム側区画に油が供給されることにより、作動ロッドを伸ばす。このとき、伸びる作動ロッドに負荷が掛からなければ、作動ロッドは、反転レバーを揺動させてバッファタンクの連動ロッドを縮める。これにより、バッファ区画に貯留された油がボトム側ラインを通じてボトム側区画に供給され、作動ロッドの伸びが増速される。
　これに対し、伸びる作動ロッドに負荷が掛かると、ボトム側ラインの油圧が上昇し、ボトム側パイロットラインを通じて切換バルブを供給側ポート区画に切り換える。これにより、作動シリンダは、通常通り、ボトム側ラインを通じてボトム側区画に油が供給されると共に、ロッド側ラインを通じてロッド側区画からタンクに油が戻される。また、バッファ区画の油は、タンク側ライン、供給側ポート区画及びロッド側分岐ラインを通じてタンクに戻される。こうして、バッファタンクが反転レバーの揺動を邪魔しないので、負荷に対抗して作動ロッドを伸ばすことができる。
　本発明のシリンダ増速機構は、対となる作動シリンダ及び反転シリンダを組み合わせる増速回路に見られた同期ずれに起因する問題がない。これは、切換バルブの切り換えを経て作動シリンダ及び反転シリンダを連動させるのではなく、作動シリンダの作動ロッッドとバッファタンクの連動ロッドとを、反転レバーの揺動という機械的な動作を介して、互い違いに伸び縮みさせることによる効果である。
　また、本発明のシリンダ増速機構は、切換バルブを追加することで、作動ロッドを伸ばす際、無負荷時では作動ロッドの伸びを増速し、負荷時では作動ロッドの押力を確保できる。これは、無負荷時において、バッファタンクから押し出される油がタンクからの油に合流して作動ロッドの伸びを助け、負荷時において、バッファタンクから押し出される油がタンクへ戻し、作動ロッドの伸びを邪魔させないことによる効果である。
　このほか、本発明のシリンダ増速機構は、簡素かつ小型化できる利点がある。バッファタンクは、作動シリンダのボトム側区画及びロッド側区画の最大容量の差を僅かに超える程度のバッファ容量が確保できればよく、小型の補助シリンダを利用できる。また、反転レバーは、作動ロッド及び連動ロッドの伸び縮みを互い違いにできれば、途中が曲がっていても構わないため、アタッチメントに合わせて設計しやすい。これから、本発明のシリンダ増速機構は、作動シリンダを用いる様々なアタッチメントに適用しやすい。
本発明を適用した顎式破砕機の一例を表す破断側面図である。 本例のシリンダ増速機構を表す油圧回路である。 作動ロッドを無負荷時に伸ばす状態を表す油圧回路である。 作動ロッドを負荷時に伸ばす状態を表す油圧回路である。 作動ロッドを縮める状態を表す油圧回路である。 ２基の作動シリンダに対して１基のバッファタンクを共有させた別例のシリンダ増速機構を表す油圧回路である。
　以下、本発明を実施するための形態について図を参照しながら説明する。本発明のシリンダ増速機構は、例えば図１に見られるように、油圧シリンダを作動シリンダ１とする顎式破砕機８に適用される。本例の顎式破砕機８は、本体フレーム81と一体になった固定顎82と、前記本体フレーム81に軸着して前記固定顎82に向けて開閉する可動顎83とから構成される。図１は、図示の便宜上、作動シリンダ１やバッファタンク２に接続されるボトム側ライン６、ボトム側分岐ライン61、ボトム側パイロットライン62、ロッド側ライン７、ロッド側分岐ライン71、ロッド側パイロットライン72や切換バルブ３等の図示を省略している。
　本例の可動顎83は、本体フレーム81に対する軸着部位を支点41とし、前記支点41から固定顎81に対向する一方の側（図１中右下側）に設けた作動ロッド軸着点42に作動シリンダ１の作動ロッド14を軸着し、前記支点41から他方の側（図１中左上側）を延長した部分に設けた連結ロッド軸着点43にバッファタンク２の連動ロッド24を軸着して、前記支点41を挟む作動ロッド軸着点42及び連結ロッド軸着点43の範囲を反転レバー４としている。反転レバー４は、作動ロッド14及び連動ロッド24の伸び縮みを反転させ、互い違いに伸び縮みさせる揺動レバーである。
　作動シリンダ１及びバッファタンク２は、共に本体フレーム81内に収納されている。本例の作動シリンダ１は、チューブ15のボトム側端（図１中上側端）を本体フレーム81に対して揺動自在にシリンダ軸着点811により軸着させ、前記チューブ15から突出する作動ロッド14を可動顎83に対して揺動自在に作動ロッド連結点42により軸着させている。これにより、可動顎81の揺動に応じて作動シリンダ１も姿勢変化させて、作動ロッド14を円滑に伸び縮みさせることができる。
　本例のバッファタンク２は、ボトム側区画をバッファ区画21とする補助シリンダ（油圧シリンダ）のチューブをケース25、ピストンをシール蓋23、ロッドを連動ロッド24として構成している。本例のバッファタンク２は、ケース25のボトム側端（図１中右上側端）を本体フレーム81に対して揺動自在にバッファ軸着点812により軸着させ、前記ケース25から突出する連動ロッド24を可動顎83の延長部分に対して揺動自在に連結ロッド連結点43により軸着させている。これにより、可動顎81の揺動に応じてバッファタンク２も姿勢変化させて、連動ロッド24を円滑に伸び縮みさせることができる。
　本例のシリンダ増速機構は、例えば図２に見られるような油圧回路と反転レバー４との組み合わせになる。作動シリンダ１は、円筒状のチューブ15内で進退する円柱状のピストン13により容量を可変させるボトム側区画11及びロッド側区画12を有し、ピストン13の中心から面直交方向に延びる作動ロッド14がチューブ15から突出する長さを伸び縮みさせる。ポンプ（図示略）から延びるボトム側ライン６は、ボトム側区画11に接続される。また、タンクから伸びるロッド側ライン７は、ロッド側区画12に接続される。
　本来の顎式破砕機８は、作動シリンダ１、ボトム側ライン６及びロッド側ライン７のみを有する。本発明のシリンダ増速機構は、前記作動シリンダ１、ボトム側ライン６及びロッド側ライン７にバッファタンク２、切換バルブ３及び反転レバー４を追加し、ボトム側ライン６及びロッド側ライン７から分岐したボトム側分岐ライン61及びロッド側ライン71を、前記切換バルブ３により選択して、バッファタンク２に繋がるタンク側ライン33に接続するように構成される。
　バッファタンク２は、円筒状のケース25内で進退する円柱状のシール蓋23により容量を可変させるバッファ区画21を有し、シール蓋23の中心から面直交方向に延びる連動ロッド24がケース25から突出する長さを伸び縮みさせる。既述したように、本例のバッファタンク２は、油圧シリンダである補助シリンダを利用して構成されており、油圧シリンダのロッド側区画を開放した構造になっている。開放されたロッド側区画は、連動ロッド24を貫通させるロッド側端を取り外してもよいし、前記連動ロッド24を支持させるためそのまま残しておいてもよい。
　本例のシリンダ増速機構は、バッファタンク２に繋がるボトム側分岐ライン61及びロッド側ライン71を選択的に切り換える切換バルブ３を有する。切換バルブ３は、バッファタンク２のバッファ区画21から延びるタンク側ライン33をボトム側分岐ライン61に結ぶ排出側ポート区画31と、前記タンク側ライン33をロッド側分岐ライン71と結ぶ供給側ポート区画32とを有する。図１中、切換バルブ３は図示されていないが、例えばボトム側分岐ライン61、ロッド側分岐ライン71及びタンク側ライン33に合わせ、本体フレーム81内に適宜配置する。
　本例の切換バルブ３は、それぞれ入力が２つ、出力が１つの3ポートを有する排出側ポート区画31及び供給側ポート区画32からなる３ポート２位置切換バルブである。排出側ポート区画31は、ボトム側分岐ライン61とタンク側ライン33とを結ぶが、ロッド側分岐ライン71を閉鎖する。逆に、供給側ポート区画32は、ロッド側分岐ライン71とタンク側ライン33とを結ぶが、ボトム側分岐ライン61を閉鎖する。これから、切換バルブ３を切り換えることにより、タンク側ライン33を通じてバッファタンク２のバッファ区画25に繋がるボトム側分岐ライン61又はロッド側分岐ライン71を切り換える。
　本例の切換バルブ３は、排出側ポート区画31側から付勢するコイルバネ34により押されることにより、常態として前記排出側ポート区画31を有効にし、ボトム側分岐ライン61及びタンク側ライン33を繋いでいる。本例の切換バルブ３は、ボトム側ライン６から延びるボトム側パイロットライン62に発生する油の圧力に押されて供給側ポート区画32を有効にする。また、本例の切換バルブ３は、コイルバネ34を収納したバネ室（図示略）を満たす油を供給又は排出するバネ室側ライン72を、前記バネ室からロッド側分岐ライン71に接続している。
　本例のシリンダ増速機構の働きについて説明する。顎式破砕機８が可動顎83（図１参照。以下同じ）を閉じる場合、図３に見られるように、ボトム側ライン６を通じてボトム側区画11に油が供給され、またロッド側ライン７を通じてロッド側区画12から油を排出することにより、作動シリンダ１が作動ロッド14を伸ばす。このとき、固定顎82及び可動顎83の間に何もなければ、伸びる作動ロッド11に負荷が掛からないので、ボトム側パイロットライン62の油の圧力が上がらず、切換バルブ３は切り換わらない。これにより、バッファタンク２のバッファ区画25は、ボトム側分岐ライン61に繋がっている。バッファ区画25は、圧縮されるとボトム側ライン６へ油を排出し、拡張されるとボトム側ライン６から油を取り込む。
　作動ロッド14が伸びて反転レバー４が揺動すると、連動ロッド24が縮められてシール蓋23が後退してバッファ区画21を圧縮する。これにより、バッファ区画21に貯留された油はボトム側分岐ライン61、そしてボトム側ライン６を通じて作動シリンダ１のボトム側区画11に供給される。これは、タンクから油を送り出すポンプからの流量を上げることなく、ボトム側区画11に送り込む油の総量を上げることを意味する。このようにして、ボトム側区画11に送り込まれる油の総量が増えることにより、作動ロッド14の伸びが増速される。
　ここで、固定顎82及び可動顎83が何か挟んで閉じようとすれば、伸びる作動ロッド14に負荷が掛かるので、ボトム側パイロットライン62の油の圧力が上がり、図４に見られるように、切換バルブ３が切り換わる。このとき、コイルバネ34を収めたバネ室からバネ室側ライン72を通じてロッド側分岐ライン71へ少量の油が排出される。これにより、バッファタンク２のバッファ区画25は、ロッド側分岐ライン61に繋がる。バッファ区画25は、圧縮されるとロッド側ライン７へ油を排出し、拡張されるとロッド側ライン７から油を取り込む。切換バルブ３は、固定顎82及び可動顎83が何か挟んで閉じるため、ボトム側パイロットライン62の油の圧力が下がらない限り、切り換わったままである。
　作動ロッド14が伸びて反転レバー４が揺動すると、連動ロッド24が縮められてシール蓋23がバッファ区画21を圧縮する。これにより、バッファ区画21に貯留された油はロッド側分岐ライン71、そしてロッド側ライン７を通じてタンクに戻される。これは、遅滞なくバッファ区画21に貯留した油を排出し、反転レバー４の揺動を妨げないようにすることを意味する。このようにして、反転レバー４が作動ロッド14の伸びを阻害しないことにより、作動ロッド14の推力を確保する。
　顎式破砕機８が可動顎83を開く場合、図５に見られるように、ロッド側ライン７を通じてロッド側区画12に油が供給され、またボトム側ライン６を通じてボトム側区画11から油を排出することにより、作動シリンダ１が作動ロッド14を縮める。開く固定顎82及び可動顎83の間には何もなく、縮む作動ロッド11に負荷が掛からない。このため、ボトム側パイロットライン62の油の圧力が上がらないので、切換バルブ３は切り換わらない。仮に作動ロッド11を伸ばす際に切り換わっていれば（例えば図４参照）、コイルバネ31により押し戻され、元の状態に復帰する。これにより、バッファタンク２のバッファ区画25は、ボトム側分岐ライン61に繋がる。
　作動ロッド14が縮んで反転レバー４が揺動すると、連動ロッド24が伸びてシール蓋23が前進してバッファ区画21を拡張する。これにより、ボトム側区画11から排出される油は、一部がボトム側ライン６、そしてボトム側分岐ライン61を通じて前記バッファ区画21に引き込まれ、貯留される。これは、ボトム側区画11からタンクに戻される油の量を少なくして発生する圧力損失を低減して、円滑にボトム側区画11から油を排出させるほか、ロッド側区画12に送られる油の圧力を小さくして、前記ロッド側区画12に送られる油の供給量を増加させる。こうして、ボトム側区画11から油が円滑に排出させ、ロッド側区画12に送られる油の量を増やし、更に伸びる連動ロッド24が反転レバー４を介して作動ロッド14を縮めて、作動ロッド14の縮みを増速する。
　本発明のシリンダ増速機構は、複数基の作動シリンダを用いる場合、それぞれにバッファタンクを割り当てる構成を基本とする。しかし、作動シリンダ、反転レバー、バッファタンクすべてが増えると、本体フレームにすべて収納しきれず、アタッチメントを大型化させる。そこで、図６に見られる別例のシリンダ増速機構のように、例えば２基の作動シリンダ１,１に１基のバッファタンク２を共有させるとよい。反転レバー４,４は、各作動シリンダ１とバッファタンク２と結ぶ関係から、作動シリンダ１,１の数に合わせて２個設けながら、それぞれの連動ロッド軸着点43を共通化する。作動シリンダ１が複数の構成は、例えば両顎が可動する顎式破砕機に見られる。
　別例のシリンダ増速機構では、ボトム側ライン６及びロッド側ライン７は、途中で二股に分かれてそれぞれ作動シリンダ１,１のボトム側区画11,11及びロッド側区画12,12に接続される。油圧ユニットのタンク及びポンプから直接に２本のボトム側ライン６及びロッド側ライン７を延ばし、作動シリンダ１,１のボトム側区画11,11及びロッド側区画12,12に接続してもよい。ボトム側分岐ライン61は、ボトム側ライン６が二股に分かれた位置からタンク又はポンプ寄りに接続される。また、ロッド側分岐ライン71は、ロッド側ライン７が二股に分かれた位置からタンク又はポンプ寄りに接続される。
　作動シリンダ１,１は、ボトム側ライン６,６を通じてボトム側区画11,11に油が同じように供給され、同期して作動ロッド14,14を伸ばす。これにより、反転レバー41,41は、同期して揺動してバッファタンク２の連結ロッド24を縮める。そして、バッファタンク２は、バッファ区画21に貯留された油を二股に分かれたボトム側ライン６,６を通じて作動シリンダ１,１の各ボトム側区画11,11に供給し、各作動ロッド14,14の伸びを増速させる。作動シリンダ１の作動ロッド14に負荷が掛かると、ボトム側パイロットライン62の油の圧力が上がり、切換バルブ３が切り換わって、バッファ区画21の油はタンクに戻される。通常、２基の作動シリンダ１,１は等しく対象物に働くので、ボトム側パイロットライン62は一方の作動シリンダ１を監視していればよい。
　また、作動シリンダ１,１は、ロッド側ライン７,７を通じてロッド側区画12,12に油が同じように供給され、同期して作動ロッド14,14を縮める。これにより、反転レバー41,41は、同期して揺動してバッファタンク２の連結ロッド24を伸ばす。そして、バッファタンク２は、両作動シリンダ１,１のボトム側区画11,11から排出される油の一部をバッファ区画21に引き込んで貯留し、結果として各作動ロッド14,14の縮みを増速させる。別例のシリンダ増速機構は、２基の作動シリンダ１,１から１基のバッファタンク２へ油が送り込まれるので、バッファ区画21の容量は上記例示（図１～図５参照）の倍にしている。
　１　作動シリンダ
　11　ボトム側区画
　12　ロッド側区画
　14　作動ロッド
　２　バッファタンク
　21　バッファ区画
　24　連動ロッド
　３　切換バルブ
　31　排出側ポート区画
　32　供給側ポート区画
　33　タンク側ライン
　４　反転レバー
　41　支点
　42　作動ロッド軸着点
　43　連動ロッド軸着点
　６　ボトム側ライン
　61　ボトム側分岐ライン
　62　ボトム側パイロットライン
　７　ロッド側ライン
　71　ロッド側分岐ライン
　72　バネ室側ライン
　８　顎式破砕機
　81　本体フレーム
　82　固定顎
　83　可動顎

Claims (3)

  1. チューブ内で進退するピストンにより容量を可変させるボトム側区画及びロッド側区画を有し、ピストンに設けた作動ロッドがチューブから突出する長さを伸び縮みさせる作動シリンダのシリンダ増速機構であって、
    作動シリンダのボトム側区画に繋がるボトム側ラインとの間で油を供給及び排出するバッファタンクと、中間の支点を揺動軸とする反転レバーとから構成され、
    バッファタンクは、ケース内で進退するシール蓋により容量を可変させるバッファ区画を有し、シール蓋に設けた連動ロッドがケースから突出する長さを伸び縮みさせる構成で、ボトム側ラインから分岐したボトム側分岐ラインをバッファ区画に繋ぎ、
    作動シリンダの作動ロッッドと前記バッファタンクの連動ロッドとを反転レバーの両端側それぞれに連結し、前記反転レバーの揺動により、前記作動ロッド及び連動ロッドを互い違いに伸び縮みさせるシリンダ増速機構。
  2. バッファタンクは、ロッド側区画を開放した補助シリンダである請求項１記載のシリンダ増速機構。
  3. バッファタンクは、作動シリンダのロッド側区画に繋がるロッド側ラインから分岐したロッド側分岐ライン又はボトム側分岐ラインいずれかとの繋がりを切換バルブで切り換えてなり、
    切換バルブは、バッファタンクのバッファ区画から延びるタンク側ラインをボトム側分岐ラインに結ぶ排出側ポート区画と、前記タンク側ラインをロッド側分岐ラインと結ぶ供給側ポート区画とを有し、常態として排出側ポート区画を有効にして、前記排出側ポート区画を供給側ポート区画に切り換えるボトム側パイロットラインをボトム側ライン又はボトム側分岐ラインから延ばしている請求項１又は２いずれか記載のシリンダ増速機構。
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