(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一つのシリンダーと、一つのピストンロッドとを備え、
前記ピストンロッドの前記シリンダーに挿入する一端にはピストンが一つ固定してあり、前記シリンダーはエアーを収容する上空間と、オイルを収容する下空間とに分けられ、前記ピストンはシリンダーの両端部の間で軸方向に移動可能であり、
前記シリンダーの底部にはオイルを下空間へ流通可能にするためのオイル通路が開設してあり、
前記ピストンには収容空間に連通した通路が開設してあり、
前記ピストンの底部には前記収容空間が開設してあり、
前記収容空間内には前記通路を密封するための逆止弁が一つ設けてあり、前記逆止弁により前記上空間にあるエアーが前記通路を通過して前記下空間へ流入可能になり、
前記シリンダーの頂部には前記シリンダーを密封してピストンロッドを挿通可能なエンドプレートが一つ設けてあり、
前記ピストンの頂縁には、周面に前記通路と連通する開口を有するコラムが一つ設けてあり、前記ピストンが前記エンドプレートまで移動したとき、前記コラムの周りに過度圧縮状態のエアーを収容する前記上空間が形成されることを特徴とする昇降機器用油圧駆動装置。
【請求項２】
前記逆止弁を押上げるために弾性素子が一つ設けてあり、前記逆止弁の周囲には環状部が一つ設けてあり、前記環状部にはエアーを流通するためのエアー穴が一つ開設してあることを特徴とする請求項１に記載の昇降機器用油圧駆動装置。
【請求項３】
前記弾性素子は、ばねであることを特徴とする請求項２に記載の昇降機器用油圧駆動装置。
【請求項４】
前記コラムの周面から前記ピストンの中央まで水平に伸びて垂直に曲がって前記ピストンの底部まで伸びるように開設された前記通路が設けてあり、
前記ピストンがシリンダーのエンドプレートまで移動する際に、前記コラムの周面とエンドプレートは上空間の最小容積を構成することを特徴とする請求項１に記載の昇降機器用油圧駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、昇降機器用油圧駆動装置に係り、特に、密封されたシリンダーによって機器を昇降する昇降機器用油圧駆動装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図１０に示す油圧シリンダー７は、フォクリフトなどの機器に使用されるものであり、それは、一つのシリンダー７１と、一つのピストン７２と、一つのピストンロッド７３とを含み、前記シリンダー７１の上面にはエアーを流通するためのエアー穴７１１と、オイルを流通するためのオイル穴７１２とが開設してあり、外部にある負荷７３１を上昇しようとする場合には、一般に、オイルポンプ（図示せず）によりオイルを前記シリンダー７１に入れて前記ピストン７２を移動させ、このとき、前記ピストンロッド７３が外側へ移動し、これにより、前記負荷７３１が所望の位置まで移動される。なお、上記の駆動の際に、ピストン７２の上方の空間内にあるエアーが外部に排出され、逆に、前記ピストンロッド７３が下方に戻る場合には、外部のエアーが前記シリンダーの内部に吸入され、このとき、前記シリンダー７１内にあるオイルが外部のオイルタンク（図示せず）に回流し、なお、前記油圧シリンダー７により外部の負荷が昇降可能である。
【０００３】
エアーの排出および吸入の過程中に騒音が発生し、この問題を解決するために、前記エアー穴７１１にダンパー（図示せず）を取付けることが一般的であり、しかし、ダンパーを取付けると、フォクリフトなどの作業場所では、ホコリや水分などが存在するので、エアーを吸入する際に、ホコリや水分などの汚染物が前記シリンダー７１に侵入して前記シリンダー７１を破壊し、例えば、ホコリにより前記ピストン７２の内壁面が磨耗し易くなり、且つ吸入された水分により前記ピストン７２の内壁面が錆び易くなり、更に、フォクリフトなどが化学工場で作業すれば、化学工場では腐食性のガスや液体が多いので、油圧シリンダー７を使用する過程中に、これらの腐食性のガスや液体がエアーと一緒に前記シリンダー７１に侵入して、前記シリンダー７１が腐食され易くなる。
【０００４】
上記問題を解決するために、前記エアー穴７１１と前記オイルタンクとの間に通気管（図示せず）を連接することが一般的であり、前記通気管によりエアーが前記オイルタンクに流入し、これにより、前記シリンダー７１内のエアーは外部のエアーから隔離され、しかし、前記オイルタンクは余分なエアーを収容することが必要であり、且つオイルタンクのスペースが一定であるので、前記オイルタンクの上に通気穴（図示せず）を開設することが必要になり、このような設計を持つ前記シリンダー７１を持続して使用すれば、若干の油分がエアーと一緒に前記シリンダー７１に進入して前記シリンダー７１の内壁面の損壊率を低減できるが、前記オイルタンクの上には通気穴が設けてあるので、エアーの排出および吸入の過程中に、エアーが汚染される可能性があり、また、前記シリンダー７１は長距離で移動して作業することがよくあるので、前記通気穴は長すぎて、取り扱いが極めて不便である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の主な目的は、密封されたシリンダーによって機器を昇降することにより、外部の汚染物がシリンダーに侵入しなくなり、使用寿命が長く延びる昇降機器用油圧駆動装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するためになされた本発明は、一つのシリンダーと、一つのピストンロッドとを含み、前記ピストンロッドの前記シリンダーに挿入する一端にはピストンが一つ固定してあり、前記シリンダーはエアーを収容する上空間と、オイルを収容する下空間とに分けられ、前記ピストンはシリンダーの両端部の間で軸方向に移動可能であり、前記シリンダーの底部にはオイルを下空間へ流通可能にするためのオイル通路が開設してあり、前記ピストンには収容空間に連通した通路が開設してあり、前記ピストンの底部には前記収容空間が開設してあり、前記収容空間内には前記通路を密封するための逆止弁が一つ設けてあり、前記逆止弁により上空間にあるエアーが通路を通過して下空間へ流入可能になることを特徴とする昇降機器用油圧駆動装置であることを要旨としている。
また、前記シリンダーの頂部には前記シリンダーを密封してピストンロッドを挿通可能なエンドプレートが一つ設けてある。
さらに、前記ピストンの頂縁には、周面に前記通路と連通する開口を有するコラムが一つ設けてあり、前記ピストンが前記エンドプレートまで移動したとき、前記コラムの周りに過度圧縮状態のエアーを収容する前記上空間が形成されることを特徴とする。
【０００７】
本発明では、前記逆止弁を押上げるために弾性素子が一つ設けてあり、前記逆止弁の周囲には環状部が一つ設けてあり、前記環状部にはエアーを流通するためのエアー穴が一つ開設してあることを特徴とする請求項１に記載の昇降機器用油圧駆動装置であることを要旨としている。
【０００８】
本発明では、前記弾性素子はばねであることを特徴とする請求項１に記載の昇降機器用油圧駆動装置であることを要旨としている。
【０００９】
本発明では、前記ピストンの頂縁にはコラムが一つ設けてあり、且つ前記コラムの周面から前記ピストンの中央まで水平に伸びて垂直に曲がって前記ピストンの底部まで伸びるように開設された通路が設けてあり、前記ピストンがシリンダーのエンドプレートまで移動する際に、前記コラムの周面とエンドプレートは上空間の最小容積を構成することを要旨としている。
【発明の効果】
【００１１】
本発明に係る昇降機器用油圧駆動装置によれば、外部の汚染物がシリンダーに侵入しなくなり、使用寿命が長く延びる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施の形態を詳細に説明する。
まず、図１から図１０を参照する。図１から図１０に示すのは、本発明を説明するために挙げた実施例だけであり、本発明の特許請求範囲を限定するためのものではない。
図１と図２に示すのは、本発明の一実施例による昇降機器用油圧駆動装置であって、中空のシリンダー１を含み、前記シリンダー１の頂部には前記シリンダー１を密封するエンドプレート１１が固定してあり、前記エンドプレート１１に一つのピストンロッド２が挿通してあり、且つ前記エンドプレート１１とピストンロッド２の接触面には気密性を向上するためのパッキン１１１が環設してあり、なお、前記エンドプレート１１と前記シリンダー１の接触面にも気密性を向上するためのＯリング１１２が環設してあり、また、前記シリンダー１の底部の周壁面には前記シリンダー１の内部と外部を連通するためのオイル通路１２が開設してあり、且つ前記オイル通路１２の外部と接する側にオイル輸送管１３が螺着してある。
【００１３】
また、前記ピストンロッド２の両端がそれぞれ前記シリンダー１の内部と外部に位置し、前記ピストンロッド２の前記シリンダー１の内部に位置する一端には一つのピストン３が固定してあり、前記ピストン３により前記シリンダー１が一つの上空間１４と一つの下空間１５とに分けられ、前記シリンダー１の上空間１４にあるエアーが大気から隔離するように密封され、前記ピストンロッド２の外部に位置するロッド外端２１は負荷２２を受けるためのものであり、また、前記ピストン３の頂縁にはコラム３１が一つ設けてあり、且つ前記コラム３１の周面から前記ピストン３の中央まで水平に伸びて垂直に曲がって前記ピストン３の底部の収容空間３３まで伸びるように開設された通路３２が設けてある。
【００１４】
また、前記収容空間３３内にはエアーの流通を制御するための逆止弁４が一つ設けてあり、前記逆止弁４の底部には前記逆止弁４を上に付勢するばね５が設けてあり、前記逆止弁４の頂部には前記通路３２を塞ぐことが可能なプラグ４１が設けてあり、前記逆止弁４の周囲には前記収容空間３３の周面に接触する環状部４２が環設してあり、なお、前記環状部４２の頂面から底面まで貫通してエアーを流通するためのエアー穴４２１が開設してあり、また、前記ばね５の底部には前記ばね５を固定するための係りリング５１が環設してある。
【００１５】
また、図３から図９を参照する。本実施例では、油圧ＰBを持つ油圧液を下空間１５に注入して前記ピストン３を上へ移動する際に、前記上空間１４の空間が小さくなり、このとき、前記上空間１４内のエアーが前記ピストン３に圧縮されて空気圧ＰAが発生し、なお、油圧ＰBと空気圧ＰAにより圧力差が発生し、前記圧力差は前記プラグ４１の開閉の駆動力とすることが可能である。
【００１６】
前記ピストン３は、下方のオイルに押され、且つ前記上空間１４の空間が減少するのに伴って、その頂部と底部とには垂直方向の力がそれぞれ加えられ、前記垂直方向の力はそれぞれ下向きのＦAと上向きのＦBであり、図３に示すように、前記ピストン３の頂部に下向きのＦAを受ける面積Ａは前記ピストン３の中央部位の横切り面の面積Ａ1から前記ピストンロッド２の横切り面の面積Ａ1’を引いた面積であり、すなわち、Ａ＝Ａ1−Ａ1’であり、図４に示すように、前記ピストン３の底部に上向きのＦBを受ける面積Ｂは前記ピストン３の底部の横切り面の面積Ｂ1に前記収容空間３３の横切り面の面積Ｂ2を足した面積であり、すなわち、Ｂ＝Ｂ1+Ｂ2であり、上記から明らかなように、前記ピストン３の底部に上向きのＦBを受ける面積Ｂは前記ピストン３の頂部に下向きのＦAを受ける面積Ａよりも大きく、すなわち、Ｂ＞Ａであり、また、力が圧力に面積をかけるものであるので、ＦA＝ＰA×Ａ、ＦB＝ＰB×Ｂである。
【００１７】
このように、ＦA＞ＦBの場合には、前記ピストン３がＦBに押されて上昇して、前記空気圧ＰAの圧力が徐々に増加し、前記空気圧ＰAが前記ピストン３に持続して圧縮されると、最後に、ＦAが前記ピストン３の上昇を止めることが可能な大きさになり、なお、ＦA＝ＦBになる場合には、前記ピストン３の底部の面積Ｂは頂部の面積Ａよりも大きい（すなわち、Ｂ＞Ａ）ので、前記逆止弁４の上下圧力ＰAとＰBの関係はＰA＞ＰBであり、このとき、空気圧ＰAが油圧ＦBと前記ばね５の弾力の和よりも大きい場合には、前記逆止弁４が前記ばね５を圧縮してオープン状態になり、次に、前記上空間１４内に高度に圧縮されたエアーが前記通路３２を通過して前記下空間１５に流入し、このとき、前記下空間１５にはエアーとオイルが共存し、このとき、前記ピストン３の受ける力は再びＦB＞ＦAの状態になり、最後に、前記ピストン３が前記シリンダー１の頂部まで押上げられる。
【００１８】
前記ピストン３がシリンダー１のエンドプレート１１まで移動されるときに、上空間１４が前記コラム３１の周面とエンドプレート１１とから構成される最小容積になり、だから、前記シリンダー１内の空気圧ＰAは過度圧縮状態になり、前記負荷２２の下への重量またはピストンロッド２の自重により動力を加えなくても、前記ピストンロッド２がシリンダー１の底部まで戻り、このとき、前記ピストンロッド２のシリンダー１の底部へ戻る過程中に、前記上空間１４内の過度圧縮されたエアーの圧力が徐々に降下し、最後に、前記ピストン３がシリンダー１の底部まで戻ると、上空間１４内のエアーがややマイナス空気圧になる。
【００１９】
上記のことは、油圧シリンダーが作動する際にその内部の状態であるので、ピストン３を始めてシリンダー１の頂部まで押上げるときに、上空間１４内のエアーの大部分が逆止弁４により下空間１５に流入し、最後に、適当な体積の過度圧縮されたエアーがコラム３１の周りの空間に残り、だが、ピストン３が前記シリンダー１の底部まで押さえ戻るときに、上空間１４の容積が最大容積になるので、この過度圧縮されたエアーはマイナス空気圧になり、また、ピストン３をシリンダー１の頂部まで再び押上げると、上空間１４内のエア−は再び過度圧縮されたエアーになり、だから、上空間のエアー量は一定になる。
【００２０】
上記から明らかなように、本実施例は、前記シリンダーの内部のエアーとオイルの圧力差によりピストンがシリンダー内で順調に往復動することができ、且つ本実施例に使用されるエアーがシリンダー内に密封されるので、シリンダー内のエアーは何時も大気と接触せず、だから、ホコリや水分や腐食性物質はシリンダー内のエアーを汚染せず、これにより、シリンダーの使用寿命は長く延びる。
【００２１】
上記構成によれば、前記ピストン３の頂部は下向きのＦCを受け、なお、前記ピストン３の底部は上向きのＦDを受け、且つ前記ＦCとＦDを受ける面積はそれぞれＣとＤであり、なお、前記ピストン３は上空間の空気圧がＰCであり、下空間の油圧がＰDであり、だから、ＦC＝ＰC×Ｃ、ＦD＝ＰD×Ｄである。
【００２２】
なお、前記ピストン６は、下方のオイルに押されて上へ上昇するときに、前記逆止弁４の上にあるプラグ４１の開閉がＰCとＰDの圧力差によって決められ、なお、前記ピストンが上昇するときには、ＦDがＦCよりも大きく（すなわち、ＦD＞ＦC）、だが、ＦC＝ＰC×ＣおよびＦD＝ＰD×Ｄの数式から明らかなように、前記ピストン６の上方面積Ｃと下方面積Ｄを調整すれば、ＦD＞ＦCになるときに、すなわち、前記ピストン６が上昇するときには、ＰD＞ＰCの圧力差が発生し、このとき、空気圧ＰCの押さえにより前記プラグがオープン状態になり、これにより、上空間のエアーは下空間に流入可能になる。
上記から明らかなように、前記プラグの開閉はエアーとオイルの圧力差によって制御され、すなわち、前記ピストン６の頂部と底部に受ける力は前記プラグの開閉を制御できず、例えば、ＦA＝ＦBのときに前記プラグがオープン状態になる。
【００２５】
このように、本発明が特定の例を参照して説明されたが、それらの例は説明のためだけのものであり、本発明を限定するものではなく、この分野に通常の知識を有する者は、本発明の精神および範囲を逸脱することなく、ここで開示された実施例に変更、追加または削除を施してもよいことがわかる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の一実施例による昇降機器用油圧駆動装置のオイルが入れられていない状態を示す上面断面図である。
【図２】本発明の一実施例による昇降機器用油圧駆動装置のオイルを入れ始めた状態を示す上面断面図である。
【図３】本発明の一実施例による昇降機器用油圧駆動装置のピストンの頂部を示す横切りの断面図である。
【図４】本発明の一実施例による昇降機器用油圧駆動装置のピストンの底部を示す横切りの断面図である。
【図５】本発明の一実施例による昇降機器用油圧駆動装置の逆止弁が上下圧力を受ける状態を示す上面断面図である。
【図６】本発明の一実施例による昇降機器用油圧駆動装置のプラグが開こうとする状態を示す概略図である。
【図７】本発明の一実施例による昇降機器用油圧駆動装置のプラグが開けられて上方のエアーが下方の空間に流入する状態を示す概略図である。
【図８】本発明の一実施例による昇降機器用油圧駆動装置のピストンがシリンダーの頂部まで押された状態を示す概略図である。
【図９】本発明の一実施例による昇降機器用油圧駆動装置のピストンロッドがシリンダーの底部に戻る状態を示す概略図である。
【図１０】従来の一方向駆動式シリンダーの上面断面図である。
【符号の説明】
【００２７】
１  シリンダー、２  ピストンロッド、３  ピストン、４  逆止弁、５  ばね、７  油圧シリンダー、１１  エンドプレート、１２  オイル通路、１３  オイル輸送管、１４  上空間、１５  下空間、２１  ロッド外端、２２  負荷、３１  コラム、３２  通路、３３  収容空間、４１  プラグ、４２  環状部、５１  係りリング、７１  シリンダー、７２  ピストン、７３  ピストンロッド、１１１  パッキン、１１２  Ｏリング、４２１  エアー穴、７１１  エアー穴、７１２  オイル穴、７３１  負荷
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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