JPS5819885B2 - 流量制御弁付流体圧シリンダ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、シリンダ内で滑接するピストンの移動速度を
自動的に調節するようにした流量制御弁付流体圧シリン
ダに関するものである。

流体圧シリンダは、各種の作業装置や、その他の流体圧
によって作動される装置等に広く使用されているが、こ
の流体圧シリンダにおいて、シリンダ内で滑接するピス
トンの移動速度がピストンの移動中に急激に大きく変動
したり、あるいはピストンがシリンダの端壁に急速度で
接近し、シリンダ端壁に激しく衝突したりすると、流体
圧シリンダや流体圧シリンダが組み込まれている装置の
各部が破損したり、あるいはそれらの耐用寿命が短縮さ
れたりなどして、各種の不都合が生じる。

そこで従来においては、例えば第１図に示すように、シ
リンダ１内で滑接するピストン２がシリンダ１の端壁に
接近したときに、ピストン２に取付けられた弁杆３がシ
リンダ１の端壁に形成されたオリフィス６に貫入して、
オリフィス６を絞り給排路形成体４内に形成された給排
路５を通過する流体の流量を制限することにより、ピス
トン２の移動を減速させるようにした緩衝装置が設けら
れていた。

流量制御を行うために設けられた前記装置におけるオリ
フィスの開口面積の大きさは、一般に、流体圧シリンダ
に作用する負荷のうち最大負荷Ｖｈａｘの状態のときに
最適の緩衝機能が得られるように設計されてい−る。

したがって、第２図において曲線ａにより示されるよう
に、流体圧シリンダに作用する負荷Ｗが小さくなればな
るほど前記形式のオリフィスを通る流体の流量は非常に
少なくなって、緩衝に費やされる時間Ｔが非常に長くな
り、その結果シリンダの縮少行程に要する時間が非常に
長（なるなどの欠点が生じる。

これに対し、ピストンに作用する負荷が大きすぎると、
ピストンが移動中に加速されてしまい、緩衝時には大き
なサージ圧が生じ、装置各部に大きな衝撃を与える、と
いう欠点もある。

そこで本発明は、第２図において理想的な曲線すで示さ
れるように、流体圧シリンダに作用する負荷Ｗの大小に
関係なく、常にピストンの移動に対する緩衝に費やされ
る時間Ｔが最適な長さに保持されるような、流量制御弁
付流体圧シリンダを得ることを主な目的とするものであ
る。

そして本発明の流量制御弁付流体便シリンダは、シリン
ダの端壁との間にシリンダ室を形成するようにして前記
シリンダ内で軸方向に沿接するピストン構成体と、前記
ピストン構成体に軸方向に形成された滑液孔内に滑液自
在に嵌入され、常時前記シリンダの端壁側に弾力的な押
圧力を受け、先端部が前記ピストン構成体内から軸方向
に突出している弁杆と、前記シリンダの端壁に取付けら
れ、前記シリンダ室側に開口する第１の流通口と流体給
排路側に連絡する第２の流通口とを形成している弁シリ
ンダと、この弁シリンダ内で常時前記ピストン構成体側
に弾力的な押圧力を受けつつ軸方向に沿接し、前記第１
の流通口に面していて前記ピストン構成体が前記シリン
ダの端壁に近接したときには前記弁杆の先端部により閉
鎖されるオリフィスを形成しているとともに、軸方向の
滑液移動に伴なって前記第２の流通口の開口面積を可変
的に制御する中空の沿接弁体と、前記弁杆内に穿設され
、前記オリフィスより小さい流通断面を有していて、前
記弁杆が前記オリフィスを閉鎖したときには前記シリン
ダ室と前記オリフィスとを連通ずる連通孔とを少なくと
も備えていることを特徴とする。

以下、図面に沿って本発明の一実施例について説明する
と、まず第３図において、シリンダ７内にはピストン構
成体８が、シリンダ７の端壁との間にシリンダ室Ａを形
成するようにして、軸方向に滑液自在に嵌入されている
。

ピストン構成体８の軸心部には軸方向に沿接孔９が形成
されており、この沿接孔９内には弁杆１０の基端部１１
が軸方向に滑液自在に嵌入されている。

基端部１１は弁杆１０の中央部よりも大きな直径を有し
ていて、沿接孔９内から抜は出せないように構成されて
いると匁もに、弁杆１０の先端側はピストン構成体８内
からシリンダ７の端壁に向けて軸方向に突出している。

沿接孔９の底壁と弁杆１０の基端面との間にはばね室Ｂ
が形成されており、このばね室Ｂ内に収納された押圧ば
ね１２の作用により、弁杆１０は常時先端側に弾力的に
押圧されている。

ピストン構成体８には、弁杆１０の基端部１１と沿接孔
９の開口端側の端壁部との間の環状室をシリンダ室Ａに
連通ずるための連通孔１３が形成されていると〜もに、
弁杆１０内には、シリンダ室Ａとばね室Ｂとを連通ずる
連通孔１４が形成されており、これらの連通孔１３，１
４の連通機能により、弁杆１０は流体圧に基づくロック
作用を伴なうことなくピストン構成体８に対して軸方向
に移動することができるようになっている。

弁杆１０内には、さらに弁杆１０の側面部に一方側が開
口していると〜もに、他方側は弁杆１０の先端面１５の
中心部に開口している連通孔１６が形成されている。

ところで、シリンダ７の端壁の中央部には開口１９が形
成されており、この開口１９を取り囲むようにして、シ
リンダ７の端壁の外側面上には弁ケーシング１７が取付
ボルト１８のような固着手段により固着されている。

弁ケーシング１７は、その側面部に流体の給排路２１を
有すると＼もに、その内部には、弁ケーシング１７の内
壁２０との間に環状室りを形成すると匁もに、開口１９
の内周に沿って流通口２３を形成し、さらに側壁部には
１個又は複数個の流通口２４を有する弁シリンダ２２を
支持している。

弁シリンダ２２内には、流通口２３側にオリフィス２６
を有すると＼もに、軸方向の沿接に伴なって流通口２４
の開度を制御する端縁２９を有する中空の沿接弁体２５
が軸方向に滑液自在に嵌入されている。

弁シリンダ２２内において、沿接弁体２５と弁シリンダ
２２の底部に装着された弁座２７との間にはばね室Ｃが
形成されており、このばね室Ｃ内に収納された押圧ばね
２８により、沿接弁体２５は常時流通口２３側に弾力的
に押圧されている。

オリフィス２６は弁杆１０と同一中心線上にあり、オリ
フィス２６の断面積は弁杆１０の先端面１５０面積より
も小さく、弁杆１０の先端部が沿接弁体２５に当接した
際には、オリフイス２６は弁杆１０の先端面１５により
閉鎖され、シリンダ室Ａとばね室Ｃとは連通孔１６によ
ってのみ連通されるようになっている。

以上のように構成されているので、第３図において、シ
リンダ室Ａ内に流体が充満した状態でピストン構成体８
に負荷がかけられると、ピストン構成体８はシリンダ７
の端壁に向けて移動する。

このとき、シリンダ室Ａ内の流体は流通口２３、オリフ
ィス２６、流通口２４、環状室りを経て給排路２１へ排
出される。

この際、通常は流通口２４は最大開度の状態にあるが、
ピストン構成体８に過度の負荷がかＮると、シリンダ室
Ａからばね室Ｃに向かう流体の流体圧により沿接弁体２
５は押圧ばね２８の押圧力に対抗する方向に力を受けて
移動し、端縁２９により流通口２４の開度を減少させる
。

その結果、流通口２４を通過する流体の流量が制限され
ることにより、ピストン構成体８は制動され、危険な状
態が未然に防止される。

ピストン構成体８がさらにシリンダ７の端壁側に移動し
て、第４図のように弁体１０の端面１５がオリフィス２
６に当接すると、弁体１０は押圧ばね１２の押圧力に対
抗する方向に力を受けてピストン構成体８内に向けて弾
力的に収縮すると匁もに、沿接弁体２５も押圧ばね２８
の押圧力に対向する方向に力を受けて移動し、端縁２９
により流通口２４の開度を減少させる。

かくして、ピストン構成体８は漸次より大きな制動力を
受けつ〜緩やかに停止することができる。

ピストン構成体８をシリンダ７の端壁から離隔する方向
に移動させる場合には、第４図の状態において給排路２
１から流体を供給すると、流体は環状室Ｄ、流通口２４
、ばね室Ｃ１連通孔１６を経てシリンダ室Ａ内に流入し
、ピストン構成体８を軸方向に押圧する。

この際、流体の流入速度が比較的速い場合には流れ方向
に圧力勾配が生じることによって弁杆１０の先端面１５
にも押圧力が作用し、弁杆１０は押圧ばね１２の押圧力
に抗してピストン構成体８よりも速い速度で後退し、オ
リフィス２６から離脱する。

かくして、第３図に示すように弁杆１０は完全にオリフ
ィス２６から離れると〜もに、沿接弁体２５は押圧ばね
２８に押圧されて流通口２３の側へ移動し、それに伴な
って流通口２４の開度も大きくなって、ピストン構成体
８は滑らかにシリンダ７の端部から離れていく。

而して、以上説明した本発明の流量制御弁付流体圧シリ
ンダを、例えばダンプカーの車体フレームと荷箱との間
に設け′られる荷箱傾動用シリンダとして実施した場合
には、荷箱を傾動させた状態よりそのシリンダを収縮作
動させて該荷箱を伏倒させるにおいて、該荷箱の積載荷
重の大小すなわちそのシリンダの負荷の大小に関係なく
、荷箱な一定速度で伏倒させることができると共に衝撃
を伴なうことな（滑らかに停止させることができるもの
である。

以上のように、本発明によれば、特にピストン構成体か
らシリンダの端壁側へ弾力的に突出する弁杆と、シリン
ダの端壁部に装着された弁シリンダ内でピストン構成体
側に弾力的に押圧される沿接弁体とを設け、沿接弁体が
軸方向に沿接移動するに伴なって弁シリンダに形成され
流体の給排路に通じ末流通口の開口面積が可変的に制御
されるように構成するとＮもに、弁杆が沿接弁体に設け
られたオリフィスを閉鎖したときには弁杆内に形成され
た連通孔を経て流体が流過するように構成したので、各
部材が互いに協働し合った状態の下で、ピストン構成体
の移動や停止が滑らかに行われ、流体圧シリンダに作用
する負荷の大小に関係なく、常にピストン構成体の移動
に対する緩衝に費やされる時間は最適な長さに保持され
る。

そして、さらに本発明によれば、全体として構造が簡単
で、改滝が殆どない流量制御弁付流体圧シリンダが得ら
れるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の流量制御弁付流体圧シリンダの一例を示
す要部縦断面図、第２図は流体圧シリンダの緩衝時にお
ける負荷と所要時間との間の関係について従来の装置の
場合と理想的な場合とを比較して示すグラフ、第３図は
本発明による流量制御弁付流体圧シリンダの一具体例を
示す要部縦断面図、第４図は第３図とは異なった状態に
おける第３図と同様な要部縦断面図である。 ７・・・・・・シリンダ、８・・・・・・ピストン構成
体、９・・・・・・滑液孔、１０・・・・・・弁杆、１
６・・・・・・連通孔、２１・・・・・・給排路、２２
・・・・・・弁シリンダ、２３・・・・・・第１の流通
口、２４・・・・・・第２の流通口、２５・・・・・・
沿接弁体、２６・・・・・・オリフィス、Ａ・・・・・
・シリンダ室。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ シリンダ７の端壁との間にシリンダ室Ａを形成する
   ようにして前記シリンダ７内で軸方向に滑接するピスト
   ン構成体８と、前記ピストン構成体８に軸方向に形成さ
   れた沿接孔９内に沿接自在に嵌入され、常時前記シリン
   ダ７の端壁側に弾力的な押圧力を受け、先端部が前記ピ
   ストン構成体８内から軸方向に突出している弁杆１０と
   、前記シリンダ７の端壁に取付けられ、前記シリンダ室
   Ａ側に開口する第１の流通口２３と流体給排路２１側に
   連絡する第２の流通口２４とを形成している弁シリンダ
   ２２と、この弁シリンダ２２内で常時前記ピストン構成
   体８側に弾力的な押圧力に受けつつ軸方向に滑接し、前
   記第１の流通口２３に面していて前記ピストン構成体８
   が前記シリンダ７の端壁に近接したときには前記弁杆１
   ０の先端部により閉鎖されるオリフィス２６を形成して
   いるとともに、軸方向の滑液移動に伴なって前記第２の
   流通口２４の開口面積を可変的に制御する中空の滑液弁
   体２５と、前記弁杆１０内に穿設され、前記オリフィス
   ２６より小さい流通断面を有していて、前記弁杆１０が
   前記オリフィス２６を閉鎖したときには前記シリンダ室
   Ａと前記オリフィス２６とを連通ずる連通孔１６とを少
   なくとも備えた流量制御弁付流体圧シリンダ。