JPH0356987Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案は流体圧に応じて電気回路をON−OFF
制御するようにした圧力スイツチに関するもので
ある。

（従来技術） 油圧シリンダを備えたトラツククレーン等の作
業機械においては、油圧シリンダに供給される作
動油の圧力に応じてON−OFF作動する油圧スイ
ツチを設け、これによつて例えば最大吊上荷重等
の負荷制限を行うようにいている。

この場合、従来の圧力スイツチは、第２図に示
す如くスプリング４によつて常時一方側に付勢さ
れたピストン３を備えたピストン機構Ｘと、該ピ
ストン３の変位を受けてON−OFF作動するリミ
ツトスイツチ２２等のスイツチ手段Ｙとで構成
し、圧力室７に導入される作動油の圧力が所定圧
に達した時点（即ち、該作動油圧とスプリング４
のバネ力との釣り合いによりピストン３が所定量
上動変位した時点）において上記スイツチ手段Ｙ
が作動して、例えば警報装置２４に所定の信号を
出力して、ブザー音等の警報を発するようになつ
ている。

ところが、このようなピストン機構Ｘをもつ圧
力スイツチにおいては、ピストン３側にＯリング
等のシール材８を取付けているため、このシール
材８の摺接抵抗分だけ圧力スイツチの作動にヒス
テリシス誤差が生じることとなり、その精度には
おのずと限界があつた。

即ち、圧力室７内に作動油が導入されてピスト
ン３が上昇せしめられる場合の力の釣り合い条件
は、圧力室７の断面積をＡ、作動油圧力をＰ、ス
プリング４のバネ力をＦ、シール材８の摺動抵抗
をλとした場合には、 Ａ・Ｐ＞Ｆ＋λ ……(1) で表される。

これに対して、ピストン３が下降する場合の力
の釣り合い条件は、 Ａ・Ｐ＞Ｆ−λ ……(2) で表される。

この(1)式と(2)式の釣り合い条件の相違（即ち、
シール材８の摺動抵抗λがピストン３の移動方向
によりスプリング４のバネ力を実質的に増大させ
る方向と、該バネ力を実質的に減少させる方向に
さ作用すること）により圧力スイツチの作動にヒ
ステリシス誤差が発生するものである。

（考案の目的） 本考案は上記従来技術の項で指摘した問題点を
解決しようとするもので、ヒステリシス誤差がな
く高精度の作動特性が得られるようにした圧力ス
イツチを提供することを目的としてなされたもの
である。

（目的を達成するための手段） 本発明は上記の目的を達成するための手段とし
て、シリンダ内に適宜のシール材を介して摺動自
在に嵌装されたピストンをその軸方向の両端面に
作用するスプリングのバネ力と流体圧との釣り合
い状態に応じて進退変位させるようにしたピスト
ン機構と、上記ピストンが所定位置よりも上記ス
プリングに近付く方向に移動する時に電気回路を
ON状態とし、該所定位置よりも上記スプリング
から遠ざかる方向に移動する時に電気回路を
OFF状態とするスイツチ手段と、上記スプリン
グの伸縮方向に移動可能な可動部材と上記スイツ
チ手段のON作動時に上記可動部材を上記スプリ
ングに近付ける方向に移動させて上記スプリング
を圧縮方向に撓ませ、OFF作動時には上記スプ
リングから遠ざかる方向に移動させて上記圧縮方
向の撓みを解除せしめる如く上記スイツチ手段の
ON−OFF作動に連動して作動する駆動手段とか
らなるバネ可変手段とを備えたことを特徴として
いる。

（作用） 本考案では上記の手段によつて、スプリングの
バネ力をピストンの変位方向に応じて可変設定す
ることができるため、例えばピストンがスプリン
グのバネ力を受けて圧力室側に変位する場合（換
言すれば、シール材による摺動抵抗がスプリング
のバネ力を低減させる方向に作用する場合）にお
けるスプリングのバネ力を、ピストンがスプリン
グのバネ力に抗して変位する場合（換言すれば、
シール材による摺動抵抗がスプリングのバネ力を
増大させる方向に作用する場合）におけるバネ力
よりも大きめに設定して該シール材の摺動抵抗に
起因するピストンのヒステリシス誤差の発生を可
及的に防止することが可能となる。

（実施例） 以下、第１図を参照して本考案の好適は実施例
を説明する。

（構成） 第１図には本考案の実施例に係る油圧回路用の
圧力スイツチが示されている。この圧力スイツチ
は、油圧アクチユエータに供給される作動油の油
圧力を受けて作動するピストン機構Ｘを有してい
る。

ピストン機構Ｘは、シリンダ１内に、Ｏリング
８（実用新案登録請求の範囲中のシール材に該当
する）を介してピストン３を摺動自在に嵌装する
とともに、該ピストン３をスプリング４によつて
圧力室７側に押圧付勢して構成されている。

スプリング４は、上記ピストン３のロツド部９
側の端面３ａと、シリンダ１の一端面側に複数の
ボルト１０，１０…によつてその厚さ方向に移動
可能に取付けた略円板状の可動部材５との間に介
装されており、該可動部材５が第１図において実
線図示する浮上位置と鎖線図示（符号５′）する
下降位置の２位置に択一的に位置決めされること
のよりそのバネ力（取付け荷重）が低荷重の第１
のバネ力F₁と高荷重の第２のバネ力F₂の上下２
段階に可変設定されるようになつている。

又、シリンダ１の上端外周部には、上記可動部
材５に対向するようにしてソレノイドコイル２１
が取付けられており、上記可動部材５はこのソレ
ノイドコイル２１のOFF（非励磁）状態時におい
ては浮上位置に設定され、該ソレノイドコイル２
１のON（励磁）状態時においては該ソレノイド
コイル２１の励磁吸引力によりシリンダ１側に引
き寄せられて下降位置（鎖線図示位置）に位置設
定される。この実施例においては、可動部材５と
ソレノイドコイル２１とで実用新案登録請求の範
囲中の可変手段が構成されている。

一方、上記ピストン３のロツド部９の外端近傍
には、リミツトスイツチ２２の作動子２３が該ロ
ツド部９と係脱可能に配置されている。このリミ
ツトスイツチ２２は、上記ピストン３がその最下
降位置から所定量だけ上昇した時点（即ち、圧力
室７の油圧がスプリング４により設定される設定
圧に達した時点）においてその作動子２３がロツ
ド部９と当接係合してON作動し、電源１２と警
報装置２４とを接続して所定の警報（例えば、ブ
ザー音）を発し得るように構成されている。

（作動並びにその作用） 続いて、この圧力スイツチの作動並びにその作
用を、該圧力スイツチを油圧回路の最大ライン圧
の警報装置に適用した場合を例にとつて説明す
る。

ピストン機構Ｘの圧力室７には、カバー６に形
成した圧力ポート１１を介して油圧回路のライン
圧が導入されている。ライン圧が圧力室７内に導
入されても、該ライン圧が所定圧以下である場合
にはピストン３は上昇せず、従つて、スイツチ機
構２２はOFF状態とされ、可動部材５は実線図
示する如く浮上位置に位置決めされている。従つ
て、この場合、スプリング４のバネ力（取付荷
重）は低荷重の第１のバネ力F₁とされている。

この状態におけるピストン３の上昇条件は、 Ｐ・Ａ＞F₁＋λ ……(3) （但し、Ｐ：ライン圧、Ａ：圧力室７の断面
積、λ：シール材８の摺動抵抗とする）であり、
この条件が満たされた場合に、ピストン３が上昇
してリミツトスイツチ２２がON作動し、警報装
置２４が作動せしめられると同時に、ソレノイド
コイル２１が励磁され、可動部材５が浮上位置か
ら降下位置に位置決めされ、スプリング４のバネ
力が第１のバネ力F₁から高荷重の第２のバネ力
F₂に切換えられる。

警報が発せられると、運転者が所定の圧力低下
操作を行なうため、圧力室７内には導入されるラ
イン圧が低下せしめられ、ピストン３が降下す
る。

このピストン３の降下条件は、 Ｐ・Ａ＞F₂−λ ……(4) であり、この条件が満たされることによりピスト
ン３が降下してリミツトスイツチ２２とソレノイ
ドコイル２１がともにOFF状態となり、警報が
停止され且つ再びスプリング４のバネ力が第１の
バネ力F₁に復帰設定される。

このようにして、油圧回路のライン圧に応じた
警報発生機能が実現される。

ところで、ピストン３の上昇時にはシール材８
の摺動抵抗λがスプリング４のバネ力を実質的に
増大させる方向に作用し、ピストン３の降下時に
は該摺動抵抗λがスプリング４のバネ力を実質的
に減少させる方向に作用する。即ち、ピストン３
の上昇時と降下時とではスプリング４の実質的な
バネ力が異なり、このため、スプリング４のバネ
力を固定とした場合にはピストン３の作動ヒステ
リシスが大きくなり、圧力スイツチとしての作動
精度が低下することは既述（従来技術の項で参
照）の通りである。

ところが、この実施例のものにおいては本発明
を適用して上記(3)式及び(4)式に示す如くスプリン
グ４のバネ力をピストン３の移動方向に応じて変
化させるようにし、しかもその場合、ピストン３
の上昇時（換言すれば、シール材８の摺動抵抗λ
によつてスプリング４のバネ力が実質的に増大す
る時）には該バネ力を低荷重のバネ力F₁に設定
し、これに対してピストン３の降下時（換言すれ
ば、シール材８の摺動抵抗λによつてスプリング
４のバネ力が実質的に減少する時）には該バネ力
を高荷重のバネ力F₂に設定しているため、該シ
ール材８の摺動抵抗λの作用方向の如何にかかわ
らずスプリング４の実質的なバネ力を近似させる
ことができ、その結果、ピストン３の作動ヒテリ
シスが可及的に小さくなり、それだけ圧力スイツ
チとしての精度が向上せしめられることとなる。

尚、最高水準の作動精度を得るためには、上記
(3)式と(4)式の右辺を合致させて作動ヒステリシス
を零にすればよく、具体的には、（F₂−F₁）＝
２・λ、即ち、可動部材５の上下移動によつて設
定されるバネ力の差（F₂−F₁）が、シール材８
の摺動抵抗λの２倍の値になるように該可動部材
５の変位量あるいはスプリング４のバネ力定数等
の要目を設定すればよい。

（考案の効果） 本考案の圧力スイツチは、シリンダ内に適宜の
シール材を介して摺動自在に嵌装されたピストン
をその軸方向の両端面に作用するスプリングのバ
ネ力と流体圧との釣り合い状態に応じて進退変位
させるようにしたピストン機構と、上記ピストン
が所定位置よりも上記スプリングに近付く方向に
移動する時に電気回路をON状態とし、該所定位
置よりも上記スプリングから遠ざかる方向に移動
する時に電気回路をOFF状態とするスイツチ手
段と、上記スプリングの伸縮方向に移動可能な可
動部材と上記スイツチ手段のON作動時に上記可
動手段を上記スプリングに近付ける方向に移動さ
せて上記スプリングを圧縮方向に撓ませ、OFF
作動時には上記スプリングから遠ざかる方向に移
動させて上記圧縮方向の撓みを解除せしめる如く
上記スイツチ手段のON−OFF作動に連動して作
動する駆動手段とからなるバネ力可変手段とを備
えたことを特徴とするものである。

従つて、本考案の圧力スイツチによれば、ピス
トンがスプリングのバネ力を受けて圧力室側に変
位する場合（換言すれば、シール材による摺動抵
抗がスプリングのバネ力を低減させる方向に作用
する場合）におけるスプリングのバネ力を、ピス
トンがスプリングのバネ力に抗して変位する場合
（換言すれば、シール材による摺動抵抗がスプリ
ングのバネ力を増大させる方向に作用する場合）
におけるバネ力よりも大きめに設定して該シール
材の摺動抵抗に起因するピストンのヒステリシス
誤差の発生を可及的に防止することが可能であ
り、それだけ圧力スイツチの作動精度が向上する
という効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の実施例に係る圧力スイツチの
構造説明図、第２図は従来の圧力スイツチの構造
説明図である。 １……シリンダ、３……ピストン、４……スプ
リング、８……シール材、Ｘ……ピストン機構、
Ｙ……スイツチ手段、Ｚ……バネ力可変手段。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. シリンダ１内に適宜のシール材８を介して摺動
   自在に嵌装されたピストン３をその軸方向の両端
   面に作用するスプリング４のバネ力と流体圧との
   釣り合い状態に応じて進退変位させるようにした
   ピストン機構Ｘと、上記ピストン３が所定位置よ
   りも上記スプリング４に近付く方向に移動する時
   に電気回路をON状態とし、該所定位置よりも上
   記スプリング４から遠ざかる方向に移動する時に
   電気回路をOFF状態とするスイツチ手段Ｙと、
   上記スプリング４の伸縮方向に移動可能な可動部
   材５と上記スイツチ手段ＹのON作動時に上記可
   動部材５を上記スプリング４に近付ける方向に移
   動させて上記スプリング４を圧縮方向に撓ませ、
   OFF作動時には上記スプリング４から遠ざかる
   方向に移動させて上記圧縮方向の撓みを解除せし
   める如く上記スイツチ手段ＹのON−OFF作動に
   連動して作動する駆動手段２１とからなるバネ力
   可変手段Ｚとを備えたことを特徴とする圧力スイ
   ツチ。