JP3088245U - 油圧シリンダ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】油圧シリンダに設けられた複数の油出・入口
を、油圧発生源に接続させる為の配管系や、配管系に介
在させる油路の切替機構を簡素化する為に、油圧シリン
ダに油路切替用の電磁弁が一体に組付けられており、例
えば、荷役作業用の掴み装置の把持爪の駆動源等として
用いるに好適した油圧シリンダを提供する。 【解決手段】ピストンを前・後進動させる為にシリンダ
ー１１に設けた複数の油出・入口２０ａ，２０ｂへの、
与圧油の供給・遮断を司る電磁弁２０が、前記シリンダ
ーに一体に組付けられていることを特徴とする。シリン
ダー内には、複数のピストンを縦列状に組込むとよい。
油圧シリンダには、複数の把持爪が共同して廃材等を掴
んだ時に、一部の把持爪に過大な集中荷重が掛かって、
その回動用の油圧シリンダのピストン１３が押し戻され
るのを防ぐ為の、後退動阻止機構が組込まれていること
も特徴とする。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【考案の属する技術分野】

本考案は、例えば、「オレンジグラップル」と呼ばれるタイプの、産業廃棄物 等の荷役作業用の掴み装置の、把持爪を上下に回動させる為の駆動源として用い るに好適した油圧シリンダに関する。

【０００２】

【従来の技術】

上記の荷役作業用の掴み装置の概略の構成を、本考案の一実施例図としての図 １及び図２を借りて説明すると、掴み装置Ａは、図１に示した様に、キャタピラ を備えた自走車両Ｄに取付けた作業アームＥの先端に垂下状に取付けられる。 或いは、天井走行クレーン等に取付けることもある。

【０００３】 この掴み装置Ａは、図２に示した様に、縦長ブロック状の本体３を備えており 、その上端には、作業アームＥに連結させる為の連結部４を設けている。 本体３の下端には、円盤状の電磁石１を取付け、その外周りの等間隔を隔てた ６箇所に、小アーム５を放射状の配置で突設している。 各小アーム５には、把持爪２を、その基端近くの支点箇所に於いてピン連結さ せている。 そして、把持爪２の基端と、本体３の上端部との間に、油圧シリンダ１００を 跨設している。 各油圧シリンダ１００と、自走車両Ｄに搭載した油圧発生源とは、油圧配管や 耐圧ホース（図示略）を介して連結されている。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

図示は省いたが、従来の上記掴み装置は、各把持爪の回動可能な範囲が、略水 平向きに迄跳ね上げた掴み解除位置（図２参照）と、各把持爪を完全に閉ざした 位置（図７参照）の間に限られていた。 その為、電磁石を使って鉄屑等を吸引する時に、邪魔になる把持爪をほぼ水平 向きに迄跳ね上げると、電磁石の外周りに横向きに突出した各把持爪が邪魔にな って、例えば、廃材のストックヤードの擁壁の近くや、壁面が内向きに直角に曲 がってい箇所の近くに位置する鉄屑は、吸引することが出来なかった。

【０００５】 或いは、硬くて不定形の廃材等を、複数の把持爪が共同して掴んだ時に、一部 の把持爪に過大な集中荷重が掛かり過ぎて、その回動用の油圧シリンダのピスト ンが後戻りしてしまい、廃材等を掴み損ねる場合が間々あった。

【０００６】 この様な不都合を解消させるには、各把持爪を、水平向きの状態から更に上向 きに、立上状態に迄跳ね上げられる様な構造にする必要がある。 又、掴み作動中にピストンが後退動するのを阻止する為の後退動阻止機構を、 油圧シリンダに組込むことが考えられる。

【０００７】 然し、この様な各把持爪の立上機構や、ピストンの後退動阻止機構を創案して も、その為に、各油圧シリンダに設けた複数の油出・入口への油圧の供給・遮断 を司る、油路切換系統の全体構成が複雑になってしまえば、その分、掴み装置の 製作コストや、装置の保守・点検費の大幅上昇を招くことになる。

【０００８】 そして、上記の油圧作動式掴み装置に限らず、複数の油圧シリンダを使って、 所要の一連の作動を行える様に作られた各種の油圧作動機械に就いても、各油圧 シリンダと油圧発生源とを結ぶ配管系や、この配管系に介在させる油路切換機構 を極力簡素化にまとめられれば、その効用は極めて大きい。

【０００９】 そこで、本考案の目的は、油圧シリンダに設けられた複数の油出・入口を、油 圧発生源に接続させる為の配管系や、配管系に介在させる油路の切替機構を簡素 化する為に、油圧シリンダに油路切替用の電磁弁が一体に組付けられており、例 えば、「オレンジグラップル」と呼ばれるタイプの荷役作業用の掴み装置の、把 持爪の駆動源等として用いるに好適した油圧シリンダを提供するにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】

上記の目的を達成する為の、本考案による油圧シリンダは、 ピストンを前・後進動させる為にシリンダーに設けた複数の油出・入口への、 与圧油の供給・遮断を司る電磁弁が、前記シリンダーに一体に組付けられている ことを特徴とする。 前記シリンダー内には、複数のピストンを縦列状に組込んでもよい。

【００１１】 そして、油圧シリンダが、産業廃棄物等を掴む複数の把持爪と、鉄屑等を吸引 する電磁石とを備えた油圧作動式掴み装置の、各把持爪を上下に回動させる為の ものである場合には、 油圧シリンダには、複数の把持爪が共同して廃材等を掴んだ時に、一部の把持 爪に過大な集中荷重が掛かって、その回動用の油圧シリンダのピストンが押し戻 されるのを防ぐ為の、後退動阻止機構が組込まれており、 前記後退動阻止機構は、油圧シリンダのシリンダー内の基端側に納めたフリー ピストンと、先端側に納められて把持爪に連結させるピストンロッドを備えた駆 動ピストンと、フリーピストンをシリンダー内の基端から所定距離だけ前進動さ せる為に、その背面側の油圧ポートへの油圧の供給・遮断を司る常閉型電磁弁及 びその開閉手段とを備えており、 把持爪を使う時には、その操作開始に先立って、常閉型電磁弁を短時間だけ開 弁してフリーピストンを前進動させた後、常閉型電磁弁を閉弁して前進位置にロ ックし、 電磁石を使う為に、邪魔になる把持爪を立上状態に迄回動させる時には、常閉 型電磁弁を開弁維持させる様に構成し、 常閉型電磁弁は、油路切換系統の全体構成を簡素化する為に、シリンダーに一 体に組付けたことを特徴とする。

【００１２】

【考案の実施の形態】

以下に、本考案を、産業廃棄物等の荷役作業用の掴み装置に組付ける為の油圧 シリンダに適用した、一実施例に就いて、図面を参照しながら説明する。 図１は、キヤタピラを備えた自走車両把Ｄに取付けた作業アームＥの先端に、 上記の掴み装置Ａを連結した状態を示している。尚、掴み装置Ａは、天井走行ク レーン等に垂支させる場合もある。

【００１３】 掴み装置Ａは、図２に示した様に、把持爪２及び電磁石１の取付けベースとな る、縦長ブロック状の本体３を備えている。 本体３の上端には、作業アームＥの先端に着脱自在にに連結させる為の連結部 ４を設けている。

【００１４】 本体３の下端には、円盤状の電磁石１を取付けている。この電磁石１の外周り の等間隔を隔てた６箇所には、小アーム５を放射状の配置で突設している。 各小アーム５の先端には、第１連結ピン６Ａを組付けている。 そして、把持爪２は、その基端から所定間隔を隔てた中間箇所に設けたピン孔 を、第１連結ピン６Ａを軸嵌させている。

【００１５】 又、把持爪２の基端箇所には、第２連結ピン６Ｂを組付けている。 １００は、把持爪２を上下に回動させる為の油圧シリンダで、後述する様に、 シリンダー１１と、ピストンロッド１４とを備えている。 シリンダー１１の基端は、本体３の上部に組付けた第３連結ピン６Ｃに連結さ せ、ピストンロッド１４の先端は、第２連結ピン６Ｂに連結させている。

【００１６】 次に、この実施例の油圧シリンダ１００の構造に就いて、図３〜図５を参照し ながら説明する。 油圧シリンダ１００のシリンダー１１内には、その基端側（図の右端側）に、 ピストンロッドを有しないフリーピストン１２を、先端側には、ピストンロッド １４を連結させた駆動ピストン１３を、縦列状に納めている。

【００１７】 シリンダー１１の内径は、基端寄りの所定長さ部分を、先端側部分より拡径さ せてある。 その為、シリンダー１１の内壁面には、図３に示した様に、径小部と径大部と の境目に段差箇所１１ａが形成されている。 そして、フリーピストン１２の外周面は、その基端側の径大部分をシリンダー １１の径大部に摺接させ、先端側の径小部分をシリンダー１１の径小部に摺接さ せる様にしている。

【００１８】 図３，図４に示した様に、シリンダー１１の基端側の端面ブロック１１ｂの内 側面には、円盤状の凹みを設けて、フリーピストン１２を前進動させる為の油圧 ポート（油出・入口）ａを形成させている。 そして、図９に示した様に、フリーピストン１２を後進動させる為の円筒状の 油圧ポート（油出・入口）ｂが、シリンダー１１の段差箇所１１ａの後側に形成 される様にしている。 更に、図４に示した様に、フリーピストン１２には、その軸芯を貫く貫通孔ｃ を設け、この貫通孔ｃには、端面ブロック１１ｂの中央部に内向きに突設した送 油パイプ１５を液密状態で遊嵌させている。

【００１９】 一方、ピストンロッド１４を連結させた駆動ピストン１３は、シリンダー１１ 内の径小部に遊嵌されている。 そして、図３に示した様に、駆動ピストン１３の後端面を円盤状に凹ませて、 フリーピストン１２の前端面との間に、駆動ピストン１３の前進動用の油圧ポー トｄを形成させている。 又、駆動ピストン１３の先端側部分を縮径させることによって、図４に示した 様に、駆動ピストン１３を後退動させる為の円筒状の油圧ポートｅが、この縮径 部分に形成される様にしている。

【００２０】 尚、この油圧ポートｄの表面積は、フリーピストン１２側の油圧ポートａのそ れより狭くしている。 その為、フリーピストン１２及び駆動ピストン１３を前進動させる時には、先 ず、フリーピストン１２が前進した後に、駆動ピストン１３が前進する。

【００２１】 ２１及び２２は、油圧シリンダ１００の作動用の油圧配管（ホース）で、夫々 の上流側（図の右側）は、図示を省いた油路切替用の電磁弁を介して油圧発生源 に連なっている。 油圧配管２１の下流端は、図３に示した様に、シリンダー１１の端面ブロック １１ｂに設けた、横向きのＴ形をした油路ｆの下端に接続している。 この油路ｆは、送油パイプ１５の基端側に連通している。

【００２２】 端面ブロック１１ｂの上部には、常閉型電磁弁２０を付設している。その油入 口２０ａは油路ｆに連通させ、油出口２０ｂは油圧ポートａに連通させている。 この常閉型電磁弁２０、及びフリー駆動ピストン１２は、本考案に言う油圧シ リンダの後退動阻止機構を構成している。

【００２３】 油圧配管２２の下流端は、図３，図４に示した様に、フリーピストン１２用の 油圧ポートｂ、及び駆動ピストン１３用の油圧ポートｅに夫々連通させている。

【００２４】 次に、掴み装置Ａの作動に就いて説明する。 先ず、計６個の把持爪２を使って、産業廃棄物等を掴み上げる場合の作動に就 いて、図２及び図６、図７を参照しながら説明する。 図２は、油圧シリンダ１００を完全に後退作動させた状態を示している。この 時、把持爪２は、略水平向きになる迄上向きに回動されている。

【００２５】 この状態から、ピストンロッド１４を次第に前進動させて行くと、図６に示し た様に、把持爪２は下向きに回動し始める。 そして、前進動を終えた時、図７に示した様に、６本の把持爪２の各先端が、 １点に集まって、６本の把持爪２が共同して、廃材等を完全に抱え込んだ状態に なる。

【００２６】 この状態から、作業アームＥを操作して、掴み装置Ａを吊り上げ、所定位置迄 移動させたうえ、各油圧シリンダ１００を後退作動させれば、図２に示した様に 、廃材等の把持を解除すべく、各把持爪２は完全に開いた状態に戻る。

【００２７】 次いで、電磁石１を使って、鉄屑等を掴み上げる場合の作動に就いて、図６及 び図８〜図１０を参照しながら説明する。 この場合には、図６に示した様に、各把持爪２が、電磁石１の磁気吸引面１ａ の下方に突出した状態では、電磁石１を有効に活用出来ない。 又、磁気吸引すべき鉄屑が、作業場の擁壁や、内向きに直角に曲がっている壁 体の隅角部等に近接して位置している場合には、図２に示した様に、電磁石１を 使う為に横向きに開いた各把持爪２が邪魔になり、電磁石１を鉄屑の直上位置に もたらすことが出来ない。

【００２８】 この不具合を解消させるには、図１０に示した様に、各把持爪２を、上向きに 立上状態になる迄回動させてやる必要がある。 ところが、図２，図８に示した様に、油圧シリンダ１００を後退作動させ終え た状態では、把持爪２の支点となる第１連結ピン６Ａは、油圧シリンダ１００の 軸芯線Ｘの上に位置する（図８参照）。 その為、油圧シリンダ１００を更に後退作動させる余地が残されていたとして も、把持爪２を、それ以上、上向きに回動させることは出来ない。

【００２９】 然し、掴み装置Ａでは、油圧シリンダ１００が後退作動を終えた状態で、図８ に示した様に、把持爪２の先端が、電磁石１の磁気吸引面１ａより幾分下方に位 置する様に、それ等の組付位置関係が予め設定されている。 その為、図８に見られる様に、把持爪２の先端を地面等の平坦面Ｈに接触させ た状態では、磁気吸引面１ａと平坦面Ｈとの間に隙間ｇが残されている。

【００３０】 そこで、この状態から、磁気吸引面１ａを、掴み装置Ａ１の重みによって、図 ９に示した様に平坦面Ｈに当接させてやる。 すると、既に平坦面Ｈに接触している把持爪２の先端が、強制的に上向きに押 しやられることになる。 これによって、油圧シリンダ１００の軸芯線Ｘを、図９に示した様に、第１連 結ピン６Ａの内側に移動させることが出来る。

【００３１】 この様な状態になれば、図９，図１０から理解される様に、後退作動を終えて いた油圧シリンダ１００を前進作動させることによって、各把持爪２を立上状態 に迄上向きに回動させることが出来る。

【００３２】 ところで、既述の様に、６本の把持爪２によって、硬くて不定形の廃材等を掴 んだ際に、一部の把持爪２に過大な集中荷重が掛かってしまい、その回動用の油 圧シリンダ１００のピストンロッド１４がこの荷重に抗し切れずに後退動してし まうことが間々ある。 そして、残りの本数の把持爪２だけでは、廃材を掴み切れない場合も生じて来 る。

【００３３】 この様な不都合が起こらない様にする為に、掴み装置Ａの油圧シリンダ１００ には、ピストンロッド１４の後退動阻止機構が組込まれている。 そこで、この油圧シリンダ１００の作動に就いて、以下に説明する。

【００３４】 先ず、掴み装置Ａの把持爪２だけを使って作業する時には、作業開始前に、常 閉型電磁弁２０に通電して開弁させる。この時、フリーピストン１２は、図３に 示した様に、後退位置に移動されている。 通電に伴って、図４に示した様に、油圧配管２１と油圧ポートａとは、開かれ た常閉型電磁弁２０を介して連通される。

【００３５】 その為、フリーピストン１２は、シリンダー１１に設けた段差箇所１１ａによ って前進を阻止される位置迄前進動する。 それに伴って、油圧ポートｂは、油圧配管２２との連通を断たれる。 常閉型電磁弁２０への通電後、暫時にしてこの状態になったら、常閉型電磁弁 ２０への通電を断って閉弁させる。 この状態で、油圧ポートａは、油圧配管２１との連通を断たれるので、上記の 開弁に伴って、内容積を拡張された油圧ポートａは、加圧油の出入口を閉ざされ 、フリーピストン１２は、後退動を阻止された状態になる。

【００３６】 そこで、在来の掴み装置と同じ様にして、把持爪２の使用を始めればよい。 この時、ピストンロッド１４を連結した駆動ピストン１３の、前進動側の油圧 ポートｄは、送油パイプ１５及び油路ｆを介して油圧配管２１に連通し、後進動 側の油圧ポートｅは油圧配管２２に連通している。

【００３７】 把持爪２の掴み作動中に、既述の様に、若し、６本の把持爪２の内の一部の把 持爪２に、過大な集中荷重が掛かって、この把持爪２用の油圧シリンダ１００の ピストンロッド１４が後退動を余儀なくされ様としても、拡張された油圧ポート ａに閉じこめられている加圧油が、フリーピストン１２及び駆動ピストン１３の 後退動を、油圧によるクッション作用が掛かった状態で、確実に阻止してくれる 。 かくして、所期の目的が達成される。

【００３８】 次に、電磁石１を使う為に、各把持爪２を上向きに立上状態に迄回動させたい 時には、常閉型電磁弁２０に通電して開弁させ、フリーピストン１２を後退動さ せた後、通電を断てば、フリーピストン１２は、図３に示した後退位置にロック される。

【００３９】 尚、本考案の油圧シリンダの作動媒体として、与圧油を利用しているが、圧縮 空気等の、与圧された別種の流体を使用することも可能である。 又、本考案による油圧シリンダ１００の使途は、上記に限られず、他の様々な 油圧作動機器類に組付けて、その効用を活用することが出来る。

【００４０】

【考案の効果】 以上の説明によって明らかな様に、本考案による油圧シリンダを、例えば、複 数の把持爪と電磁石を備えて、産業廃棄物等の荷役作業等に使われる油圧作動式 掴み装置に使用すれば、従来の同種装置に比べて、以下に列挙した如き実用上の 優れた効果が得られる。 （ａ）従来装置では、複数の把持爪が共同して廃材等を掴んだ際に、一部の把 持爪に集中荷重が掛かって、その回動用の油圧シリンダのピストンロッドが押し 戻されてしまい、うまく掴めなくなる不具合が生じていたが、油圧シリンダに組 込んだ後退動阻止機構の働きによって、この不具合が解消される。 （ｂ）後退動阻止機構は、個々の油圧シリンダ毎に設ける必要があり、油路の 切換系統の全体構成が複雑化する不都合を、各油圧シリンダに油路切換用の電磁 弁を一体に設けることによって、大幅に軽減出来る。 （ｃ）油圧作動式掴み装置に限らず、他の様々な油圧作動装置に就いても、油 圧シリンダに油路切換用の電磁弁を合体させて置けば、油路切換系統の全体構成 を顕著に簡素化出来る。 （ｄ）その分、油路切換系統の保守・点検が容易になると共に、製作コストを 節減出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案による油圧シリンダを、産業廃棄物等の
荷役作業に使われる油圧作動式掴み装置の、把持爪の駆
動源として用いた実施例を示すもので、掴み装置を取付
けた作業車両の見取図である。

【図２】同上、把持爪を略水平向きに開いた状態の掴み
装置を示す正面図である。

【図３】同上、後退作動させた状態での油圧シリンダの
縦断面図である。

【図４】同上、後退動阻止機構を作動させた状態での油
圧シリンダの縦断面図である。

【図５】同上、把持爪が把持作動状態にある油圧シリン
ダの縦断面図である。

【図６】同上、把持爪を閉じつつある状態の掴み装置の
正面図である。

【図７】同上、把持爪を閉ざし終えた状態での正面図で
ある。

【図８】同上、電磁石を使う為に、把持爪の回動用の油
圧シリンダを後退作動させたうえ、把持爪の先端を地面
等の平坦面に接触させた状態の正面図である。

【図９】同上、掴み装置の重みで、電磁石の磁気吸引面
を接地させた状態の正面図である。

【図１０】同上、油圧シリンダを前進作動させて把持爪
を上向きに立ち上げた状態の正面図である。

【符号の説明】

Ａ 掴み装置 Ｄ 自走車両 Ｅ 作業アーム Ｈ 平坦面 １００ 油圧シリンダ Ｘ 油圧シリンダの軸芯線 １ 電磁石 １ａ 磁気吸引面 ２ 把持爪 ３ 本体（取付ベース） ４ 連結部 ５ 小アーム ６Ａ 第１連結ピン ６Ｂ 第２連結ピン ６Ｃ 第３連結ピン １１ シリンダー １１ａ 段差箇所 １１ｂ 端面ブロック １２ フリーピストン １３ 駆動ピストン １４ ピストンロッド １５ 送油パイプ ２０ 常閉型電磁弁 ２０ａ 油入口 ２０ｂ 油出口 ２１，２２ 油圧配管 ａ，ｂ，ｄ，ｅ 油圧ポート（油出・入口） ｃ 貫通孔 ｆ 油路

Claims (3)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 ピストンを前・後進動させる為にシリン
   ダーに設けた複数の油出・入口への、与圧油の供給・遮
   断を司る電磁弁が、前記シリンダーに一体に組付けられ
   ていることを特徴とする油圧シリンダー。
2. 【請求項２】 シリンダー内には、複数のピストンが縦
   列状に組込まれていることを特徴とする請求項１記載の
   油圧シリンダ。
3. 【請求項３】 産業廃棄物等を掴む複数の把持爪と、鉄
   屑等を吸引する電磁石とを備えた油圧作動式掴み装置に
   組付けて、各把持爪を上下に回動させる為のものであっ
   て、 油圧シリンダには、複数の把持爪が共同して廃材等を掴
   んだ時に、一部の把持爪に過大な集中荷重が掛かって、
   その回動用の油圧シリンダのピストンが押し戻されるの
   を防ぐ為の、後退動阻止機構が組込まれており、 前記後退動阻止機構は、油圧シリンダのシリンダー内の
   基端側に納めたフリーピストンと、先端側に納められて
   把持爪に連結させるピストンロッドを備えた駆動ピスト
   ンと、フリーピストンをシリンダー内の基端から所定距
   離だけ前進動させる為に、その背面側の油圧ポートへの
   油圧の供給・遮断を司る常閉型電磁弁及びその開閉手段
   とを備えており、 把持爪を使う時には、その操作開始に先立って、常閉型
   電磁弁を短時間だけ開弁してフリーピストンを前進動さ
   せた後、常閉型電磁弁を閉弁して前進位置にロックし、 電磁石を使う為に、邪魔になる把持爪を立上状態に迄回
   動させる時には、常閉型電磁弁を開弁維持させる様に構
   成し、 常閉型電磁弁は、油路切換系統の全体構成を簡素化する
   為に、シリンダーに一体に組付けたことを特徴とする油
   圧シリンダ。