(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダチューブに、一対の片ロッドのピストンをピストンのヘッド側が互いに対向するように設け、双方のピストンのヘッド側油室を連通する油路を設け、一方のピストンのヘッド側と他方のピストンのロッド側にスプリングを装着し、
双方のピストンのヘッド側油室及びロッド側油室と同時に連通可能な戻り回路を形成し、
双方のピストンのヘッド側油室及びロッド側油室が戻り回路と連通すると、ヘッド側にスプリングが装着されたピストンが伸長して停止し、ロッド側にスプリングが装着されたピストンが短縮して停止し、装着されたスプリングが油圧シリンダに働く外力を緩衝することを特徴とする油圧シリンダ。
【請求項２】
シリンダチューブに、一対の片ロッドのピストンをピストンのヘッド側が互いに対向するように設け、双方のピストンのヘッド側油室を連通する油路を設け、一方のピストンのヘッド側と他方のピストンのロッド側のいずれか一方にスプリングを装着し、
双方のピストンのヘッド側油室及びロッド側油室と同時に連通可能な戻り回路を形成し、
双方のピストンのヘッド側油室及びロッド側油室が戻り回路と連通すると、スプリングが装着されていない方のピストンがそのストロークだけ自由移動可能に停止し、装着されたスプリングが油圧シリンダに働く外力を緩衝することを特徴とする油圧シリンダ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、ストロークの中間位置の規制が容易な油圧シリンダに関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に油圧シリンダは、図１１に示すように、シリンダチューブ１とピストン２とピストンロッド３とで構成されており、コントロールバルブ４から左側の油室Ｘに圧油を供給するとピストン２とピストンロッド３が右に移動して油圧シリンダは伸長し、右側の油室Ｙに圧油を供給するとピストン２とピストンロッド３が左に移動して油圧シリンダは短縮する。そして、油圧シリンダが一定の長さで固定されるのは、ピストン３が右端に達した全伸長時と、ピストン３が左端に達した全短縮時である。
【０００３】
もし、ストロークの途中の任意の位置でピストンロッド３の位置を固定したい場合には、油室Ｘ及び油室Ｙとコントロールバルブ４との間にダブルパイロットチェックバルブ５を設けている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、油圧シリンダをストロークの中間で所定の長さに規制する必要がある場合には、さらに、ピストンロッド３の位置を検出する装置を設けなければならず、装置が複雑化、大型化する。
本発明は、油圧シリンダにおけるかかる問題を解決するものであって、複雑な検出装置、制御装置等を必要とせず、ストロークの中間で所定の長さに規制することのできる油圧シリンダを提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
請求項１の発明では、シリンダチューブに、一対の片ロッドのピストンをピストンのヘッド側が互いに対向するように設け、双方のピストンのヘッド側油室を連通する油路を設け、一方のピストンのヘッド側と他方のピストンのロッド側にスプリングを装着し、双方のピストンのヘッド側油室及びロッド側油室と同時に連通可能な戻り回路を形成し、双方のピストンのヘッド側油室及びロッド側油室が戻り回路と連通すると、ヘッド側にスプリングが装着されたピストンが伸長して停止し、ロッド側にスプリングが装着されたピストンが短縮して停止し、装着されたスプリングが油圧シリンダに働く外力を緩衝する構成を油圧シリンダが有することによって上記課題を解決している。
請求項２の発明では、シリンダチューブに、一対の片ロッドのピストンをピストンのヘッド側が互いに対向するように設け、双方のピストンのヘッド側油室を連通する油路を設け、一方のピストンのヘッド側と他方のピストンのロッド側のいずれか一方にスプリングを装着し、双方のピストンのヘッド側油室及びロッド側油室と同時に連通可能な戻り回路を形成し、双方のピストンのヘッド側油室及びロッド側油室が戻り回路と連通すると、スプリングが装着されていない方のピストンがそのストロークだけ自由移動可能に停止し、装着されたスプリングが油圧シリンダに働く外力を緩衝する構成を油圧シリンダが有することによって上記課題を解決している。
【０００６】
【作用】
請求項１の発明によれば、双方のピストンのヘッド側油室を油圧源回路と連通させ、ロッド側油室を戻り回路と連通させると、双方のピストンのヘッド側油室に圧油が流入し、油圧シリンダは全伸長する。双方のピストンのヘッド側油室を戻り回路と連通させ、ロッド側油室を油圧源回路と連通させると、双方のピストンのロッド側油室に圧油が流入し、油圧シリンダは全短縮する。
【０００７】
双方のピストンのヘッド側油室と、ロッド側油室とを共に戻り回路と連通させると、全ての油室が低圧となる。装着されているスプリングの作用により、ヘッド側にスプリングが装着されたピストンが伸長して停止し、ロッド側にスプリングが装着されたピストンが短縮して停止し、油圧シリンダはストロークの中間で所定の長さに規制される。
このストロークの中間での油圧シリンダの長さの規制は、双方のピストンのストロークを変えることにより任意に設定することができる。また、装着するスプリングの強さを変えれば、無理な外力が作用した場合の緩衝機能を持たせることもできる。すなわち、スプリングの付勢力以上の外力が油圧シリンダに作用した場合、スプリングが短縮して油圧シリンダの長さが変化し、外力が緩衝される。
請求項２の発明によれば、双方のピストンのヘッド側油室を油圧源回路と連通させ、ロッド側油室を戻り回路と連通させると、双方のピストンのヘッド側油室に圧油が流入し、油圧シリンダは全伸長する。双方のピストンのヘッド側油室を戻り回路と連通させ、ロッド側油室を油圧源回路と連通させると、双方のピストンのロッド側油室に圧油が流入し、油圧シリンダは全短縮する。
双方のピストンのヘッド側油室と、ロッド側油室とを共に戻り回路と連通させると、全ての油室が低圧となる。スプリングが装着されていない方のピストンが、そのままの位置に停止し、そのストロークだけ自由に移動可能となる。また、スプリングが装着されている方のピストンが、装着されているスプリングの作用によって伸長する。そして、スプリングの付勢力以上の外力が油圧シリンダに作用した場合、スプリングが短縮して油圧シリンダの長さが変化し、外力が緩衝される。
【０００８】
【実施例】
図１は本発明の一実施例である油圧シリンダの縦断面図、図２はこの実施例の油圧シリンダを設けたレバー制御装置の説明図、図３及び図４は実施例の油圧シリンダの作動の説明図である。
この実施例では、油圧シリンダＣは、シリンダチューブ１内に、ピストンロッド３Ｌ、３Ｒを備えた一対のピストン２Ｌ、２Ｒが、ピストン２Ｌ、２Ｒのヘッド側が互いに対向するように左右に設けられていて、シリンダチューブ１内にそれぞれヘッド側油室ＨＬ、ＨＲ及びロッド側油室ＲＬ、ＲＲが形成されている。また、左右のヘッド側油室ＨＬ、ＨＲの間には、両者を連通させる油路６が設けられている。
【０００９】
左側のピストン２Ｌのヘッド側と右側のピストン２Ｒのロッド側には、スプリング９Ｌ、９Ｒが装着されている。
このシリンダＣの左右のロッド側油室ＲＬ、ＲＲの作動油ポート７Ｌ、７Ｒは、共にコントロールバルブ４の一方のサービスポートＡに接続されており、左右のヘッド側油室ＨＬ、ＨＲと連通する作動油ポート８は、コントロールバルブ４の他方のサービスポートＢに接続されている。コントロールバルブ４は３位置のプレッシャポートブロック形の切換バルブであり、そのプレッシャポートＰは油圧源１０と油圧源回路１１で接続されており、リターンポートＲはタンク１２と戻り回路１３で接続されている。
【００１０】
図２のレバー制御装置では、レバー２３の下端部がベース２１にピン２２で回動可能に枢着されており、シリンダＣの左側のピストンロッド３Ｌがベース２１に右側のピストンロッド３Ｒがレバー２３に取付けられている。
ここで、左右のピストン２Ｌ、２Ｒのヘッド側油室ＨＬ、ＨＲの作動油ポート８を油圧源回路１１と連通させ、ロッド側油室ＲＬ、ＲＲの作動油ポート７Ｌ、７Ｒを戻り回路１３と連通させると、左右のピストン２Ｌ、２Ｒのヘッド側油室ＨＬ、ＨＲに圧油が流入し、油圧シリンダＣは図３に示すように全伸長するので、レバー２３は最大位置まで操作される。
【００１１】
左右のピストン２Ｌ、２Ｒのヘッド側油室ＨＬ、ＨＲの作動油ポート８を戻り回路１３と連通させ、ロッド側油室ＲＬ、ＲＲの作動油ポート７Ｌ、７Ｒを油圧源回路１１と連通させると、左右のピストン２Ｌ、２Ｒのロッド側油室ＲＬ、ＲＲに圧油が流入し、油圧シリンダＣは図４に示すように全短縮するので、レバー２３は最小位置へ操作される。
【００１２】
左右のピストン２Ｌ、２Ｒのヘッド側油室ＨＬ、ＨＲ作動油ポート８と、ロッド側油室ＲＬ、ＲＲの作動油ポート７Ｌ、７Ｒとを共に戻り回路１３と連通させると、全ての油室ＨＬ、ＨＲ、ＲＬ、ＲＲが低圧となるので、装着されているスプリング９Ｌ、９Ｒの作用によって、ピストン２Ｌ、２Ｒは図１に示すように共に左端に移動し、油圧シリンダＣはストロークの中間の所定位置で固定されるのので、レバー２３は中間位置へ操作され、この位置で保持される。
【００１３】
この油圧シリンダＣのストロークの中間の固定位置は、左右のピストンのストロークの比を変えることにより任意に設定できるので、レバー２３の中間位置は、必要に応じて適宜設定することができる。
図５は本発明の他の実施例である油圧シリンダの縦断面図、図６はこの実施例の油圧シリンダを設けたさく孔機のロッドチェンジャの説明図、図７はさく孔機のロッドの継足し回収作業の説明図、図８及び図９はこの実施例の油圧シリンダの作動の説明図である。
【００１４】
この実施例では、油圧シリンダＣは、シリンダチューブ１内に、ピストンロッド３Ｌ、３Ｒを備えた一対のピストン２Ｌ、２Ｒが、ピストン２Ｌ、２Ｒのヘッド側が互いに対向するように左右に設けられていて、シリンダチューブ１内にそれぞれヘッド側油室ＨＬ、ＨＲ及びロッド側油室ＲＬ、ＲＲが形成されている。また、左右のヘッド側油室ＨＬ、ＨＲの間には、両者を連通させる油路６が設けられている。
【００１５】
左側のピストン２Ｌのヘッド側には、スプリング９Ｌが装着されている。
このシリンダＣの左右のロッド側油室ＲＬ、ＲＲの作動油ポート７Ｌ、７Ｒは、図１に示す実施例と同様に、共にコントロールバルブ（図示略）の一方のサービスポートに接続されており、左右のヘッド側油室ＨＬ、ＨＲと連通する作動油ポート８は、コントロールバルブの他方のサービスポートに接続されている。コントロールバルブは３位置のプレッシャポートブロック形の切換バルブであり、そのプレッシャポートは油圧源と油圧源回路で接続されており、リターンポートはタンクと戻り回路で接続されている。
【００１６】
さく孔機のロッドチェンジャ３０は、ガイドシェル４５の側面に、さく孔用のロッド３１を収納するマガジン３２と、ロッド３１のマガジン３２とさく孔軸線Ｚとの間の搬送を行うロッドキャリア３３と、ロッド３１を回転させるローテータ（図示略）とで構成されている。
ロッドキャリア３３は、キャリアブーム３４とキャリアアーム３５とクランプフック３６とを備えている。キャリアブーム３４は基端部がキャリアブーム軸３７に固定されており、このキャリアブーム３４は、マガジンフレーム３８との間に取付けたキャリアブームシリンダ３９で回動されるようになっている。
【００１７】
キャリアブーム３４の先端部にはキャリアアーム軸４０が支持されており、このキャリアアーム軸４０には、リンク４１が固定されている。このリンク４１とマガジンフレーム３８との間にはキャリアアームシリンダ４２が取付けられており、このキャリアアームシリンダ４２でキャリアアーム軸４０が回動されるようになっている。このキャリアアーム軸４０には、キャリアアーム３５の基端部が固定されている。
【００１８】
キャリアアーム３５の先端部には、クランプフック３６が枢着されており、このクランプフック３６は、キャリアアーム３５との間に取付けた油圧シリンダＣで回動され、ロッド３１を把持するようになっている。
さく孔作業を行う場合には、さく岩機４６を駆動してさく孔し、ロッド１本分のさく孔が終わると、ロッド３１の継足しを行う。
【００１９】
ロッドの継足しは次の手順で行う。
さく岩機４６を空打ちしてさく岩機４６のシャンクロッド４７とロッド３１の後端のスリーブ４８との接続部のねじを緩め、セントラライザ４９でスリーブ４８をクランプし、さく岩機４６を逆転させてシャンクロッド４７とロッド３１のスリーブ４８との接続部のねじを切り離し、さく岩機４６をガイドシェル４５の後端（図７上、右端）まで後退させる。
【００２０】
マガジン３２にはロッド３１が収納されており、ロッドキャリア３３のクランプフック３６は、ロッド３１をクランプしている。そこで、キャリアアームシリンダ４２を短縮してキャリアアーム３５を若干回動させ、ロッド３１をマガジン３２から取り出す。
キャリアブームシリンダ３９を短縮して、キャリアブーム３４をガイドシェル４５側へ旋回させる。
【００２１】
そこでキャリアアームシリンダ４２を伸長してキャリアアーム３５を若干回動させ、ロッド３１の中心がさく孔軸線Ｚと一致するよう位置決めを行った後、油圧シリンダＣを若干短縮してクランプフック３６を緩め、ロッド３１が回転可能な程度に保持する。
さく岩機４６を正転しながら前進させてシャンクロッド４７とロッド３１後端のスリーブ４８のねじを接続し、さらにロッド３１の前端のねじを前方のロッド３１後端のスリーブ４８のねじと接続する。
【００２２】
マガジン用モータ４３でマガジン３２を回転させ、次の継足し用のロッド３１を取り出し位置まで移動させる。
油圧シリンダＣを短縮してクランプフック３６を開き、キャリアアーム３５を若干回動させて、クランプフック３６をロッド３１から離脱させた後、キャリアブームシリンダ３９を伸長して、キャリアブーム３４をマガジン３２側へ旋回させる。
【００２３】
キャリアアーム３５を回動させ、油圧シリンダＣを伸長してクランプフック３６でロッド３１をクランプすることにより継足しが終了する。
このようにロッドキャリア３３が元の位置に戻ると、さく孔を再開し、所定のさく孔長に達するまでこのサイクルを繰り返す。但し、最終のサイクルでは、クランプフック３６で次のロッド３１をクランプする必要はなく、クランプフック３６を開いた状態にしておく。所定のさく孔長に達すると、ロッド３１の回収を行う。
【００２４】
ロッドの回収は次の手順で行う。
さく岩機４６で空打ちを十分行って、全てのロッド３１の接続部のねじを緩めた後、さく岩機４６をロッド３１の１本分の距離だけ後退させ、そのロッド３１の前端部のスリーブ４８をセントラライザ４９でクランプする。
キャリアアーム３５を回動させ、キャリアブームシリンダ３９を短縮して、キャリアブーム３４をガイドシェル４５側へ旋回させる。
【００２５】
キャリアアーム３５を回動させ、油圧シリンダＣを若干伸長して、クランプフック４２でロッド３１を回転可能な程度に保持する。
そこで、さく岩機４６を逆転しながら後退させると共に、ローテータでロッド３１に回転を与えることにより、まずロッド３１の前端のねじを前方のロッド３１後端のスリーブ４８から切り離す。
【００２６】
所定の回収位置でさく岩機４６の後退を停止し、油圧シリンダＣを伸長してクランプフック３６でロッド３１をクランプする。それから、再度さく岩機４６を逆転しながら後退させてシャンクロッド４７をロッド３１後端のスリーブ４８から切り離す。この間に、マガジン３２を回転させて、ロッド３１を収納できるよう、位置合わせを行う。
【００２７】
キャリアアーム３５を回動させて、ロッド３１をさく孔軸線Ｚから離脱させた後、キャリアブームシリンダ３９を伸長して、キャリアブーム３４をマガジン３２側へまで旋回させる。
キャリアアーム３５を回動させ、ロッド３１をマガジン３２に収納する。油圧シリンダＣを短縮してクランプフック３６を開き、ロッド３１回収が終了する。
【００２８】
そこで、さく岩機４６を前進し正転してシャンクロッド４７を前方のロッド３１のスリーブに接続し、セントラライザ４９のクランプを開き、再度上記のサイクルを繰り返す。
上記のロッドの継足しと回収の作業において、クランプフック３６は、ロッド３１を固くクランプする状態と、ロッド３１を緩く回転可能に保持する状態と、ロッド３１を開放する状態にする必要がある。
【００２９】
しかし、従来は１個の油圧シリンダでこの状態を実現することができず、固くクランプするための油圧シリンダで開閉するクランプ装置と、緩く保持するためのスプリングで開閉するホルダ装置を設けていたため、ロッドチェンジャの構造が複雑になっていた。
この実施例では、クランプフック３６でロッド３１を固くクランプする場合には、左右のピストン２Ｌ、２Ｒのヘッド側油室ＨＬ、ＨＲの作動油ポート８を油圧源回路と連通させ、ロッド側油室ＲＬ、ＲＲの作動油ポート７Ｌ、７Ｒを戻り回路と連通させると、左右のピストン２Ｌ、２Ｒのヘッド側油室ＨＬ、ＨＲに圧油が流入し、油圧シリンダＣは図８に示すように全伸長するので、クランプフック３６はロッド３１を確実にクランプすることができる。
【００３０】
ロッド３１を開放する場合には、左右のピストン２Ｌ、２Ｒのヘッド側油室ＨＬ、ＨＲの作動油ポート８を戻り回路と連通させ、ロッド側油室ＲＬ、ＲＲの作動油ポート７Ｌ、７Ｒを油圧源回路と連通させると、左右のピストン２Ｌ、２Ｒのロッド側油室ＲＬ、ＲＲに圧油が流入し、油圧シリンダＣは図９に示すように全短縮するので、クランプフック３６を拡げてロッド３１を開放することができる。
【００３１】
ロッド３１を緩く回転可能に保持する場合には、左右のピストン２Ｌ、２Ｒのヘッド側油室ＨＬ、ＨＲの作動油ポート８と、ロッド側油室ＲＬ、ＲＲの作動油ポート７Ｌ、７Ｒとを共に戻り回路と連通させる。すると、全ての油室ＨＬ、ＨＲ、ＲＬ、ＲＲが低圧となる。左側のピストン２Ｌは、装着されているスプリング９Ｌの作用によって、図５に示すように左端に移動する。右側のピストン２Ｒは、図５に示すようにそのストロークＳだけ自由に移動可能となる。この場合、油圧シリンダＣは、スプリング９Ｌの付勢力以上の外力が作用しない限り、左右のピストン２Ｌ、２Ｒが共に左端に移動した状態より短縮されることはないので、クランプフック３６は、ロッド３１が離脱するように拡がるおそれはなく、且つ、ロッド３１が自由に回転できるようにすることができる。しかし、この状態で誤操作等でキャリアブーム３４を回動させてしまった場合は、クランプフック３６に時計回りの力が作用し油圧シリンダＣは短縮してロッド３１を離すため、ロッドチェンジャ３０は破損しない。
【００３２】
このように、１個の油圧シリンダでロッド３１を固くクランプする状態と、ロッド３１を緩く回転可能に保持する状態と、ロッド３１を開放する状態にすることができるため、ロッドチェンジャのロッドキャリアの構造はシンプルとなり、軽量化される。
図１０は本発明の他の実施例である油圧シリンダの縦断面図である。
【００３３】
この実施例では、油圧シリンダＣは、シリンダチューブ１内に、ピストンロッド３Ｌ、３Ｒを備えた一対のピストン２Ｌ、２Ｒが、ピストン２Ｌ、２Ｒのヘッド側が互いに対向するように左右に設けられていて、シリンダチューブ１内にそれぞれヘッド側油室ＨＬ、ＨＲ及びロッド側油室ＲＬ、ＲＲが形成されている。また、左右のヘッド側油室ＨＬ、ＨＲの間には、両者を連通させる油路６が設けられている。
【００３４】
右側のピストン２Ｒのロッド側には、スプリング９Ｒが装着されている。
このシリンダＣの左右のロッド側油室ＲＬ、ＲＲの作動油ポート７Ｌ、７Ｒは、図１に示す実施例と同様に、共にコントロールバルブ（図示略）の一方のサービスポートに接続されており、左右のヘッド側油室ＨＬ、ＨＲと連通する作動油ポート８は、コントロールバルブの他方のサービスポートに接続されている。コントロールバルブは３位置のプレッシャポートブロック形の切換バルブであり、そのプレッシャポートは油圧源と油圧源回路で接続されており、リターンポートはタンクと戻り回路で接続されている。
【００３５】
この実施例は、全伸長及び全短縮の場合は、図５の実施例と同様であるが、左右のピストン２Ｌ、２Ｒのヘッド側油室ＨＬ、ＨＲ作動油ポート８と、ロッド側油室ＲＬ、ＲＲの作動油ポート７Ｌ、７Ｒとを共に戻り回路と連通させた場合、全ての油室ＨＬ、ＨＲ、ＲＬ、ＲＲが低圧となると、右側のピストン２Ｒは、装着されているスプリング９Ｒの作用によって左端に移動する。
【００３６】
左側のピストン２Ｌは、図示の位置から最短縮位置までそのストロークＳだけ自由に移動可能となる。この場合、油圧シリンダＣは、左右のピストン２Ｌ、２Ｒが共に左端に移動した状態より伸長されることはなく、最大中間位置が規制されることになる。
【００３７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、複雑な検出装置、制御装置等を必要とせず、シンプルな構造の油圧シリンダでストロークの中間で所定の長さに規制することができ、この油圧シリンダを用いる各種装置を小型化できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例である油圧シリンダの縦断面図である。
【図２】図１の実施例の油圧シリンダを設けたレバー制御装置の説明図である。
【図３】図１の実施例の油圧シリンダの作動の説明図である。
【図４】図１の実施例の油圧シリンダの作動の説明図である。
【図５】本発明の他の実施例である油圧シリンダの縦断面図である。
【図６】図５の実施例の油圧シリンダを設けたさく孔機のロッドチェンジャの説明図である。
【図７】さく孔機のロッドの継足し回収作業の説明図である。
【図８】図５の実施例の油圧シリンダの作動の説明図である。
【図９】図５の実施例の油圧シリンダの作動の説明図である。
【図１０】本発明の他の実施例である油圧シリンダの縦断面図である。
【図１１】従来の油圧シリンダの説明図である。
【符号の説明】
１      シリンダチューブ
２Ｌ、２Ｒ      ピストン
３Ｌ、３Ｒ      ピストンロッド
４      コントロールバルブ
６      油路
７Ｌ、７Ｒ      作動油ポート
８      作動油ポート
９Ｌ、９Ｒ      スプリング
１０    油圧源
１１    油圧源回路
１２    タンク
１３    戻り回路
Ｃ      油圧シリンダ
ＨＬ、ＨＲ      ヘッド側油室
ＲＬ、ＲＲ      ロッド側油室
【図１】
0003682731.tif 000002
【図２】
0003682731.tif 000003
【図３】
0003682731.tif 000004
【図４】
0003682731.tif 000005
【図５】
0003682731.tif 000006
【図６】
0003682731.tif 000007
【図７】
0003682731.tif 000008
【図８】
0003682731.tif 000009
【図９】
0003682731.tif 000010
【図１０】
0003682731.tif 000011
【図１１】
0003682731.tif 000012