JPH085637B2 - リフトシリンダのクッション機構 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、主としてフォークリフトのような産業車両
の昇降装置の油圧アクチュエータとして用いられるリフ
トシリンダに係り、詳しくはストロークエンド、特に上
昇端で停止するときの衝撃を緩衝するためのクッション
機構に関する。

（従来の技術） リフトシリンダのストロークエンドで発生する衝撃を
緩衝するためのクッション機構としては、従来より種々
のものが知られており、その一例としてはたとえば実開
昭56-124699号公報や実開昭56-45606号公報等を挙げる
ことができる。しかしながら、上記の両公報に開示され
たクッショ機構は、共に下降端に関するものである。

すなわち、従来のフォークリフトのリフトシリンダ
は、下降端についてはクッション機構を備えているもの
の、上昇端に関してはクッション機構を備えていないの
が普通であった。これは、シリンダの上昇速度がそれほ
ど高速でなかったことに起因しているが、近年、荷役作
業の効率化を図るという目的から上昇速度の高速化が進
んでおり、それに関連して上昇端に関してもクッション
機構の設置が要望されている。

そして、このような要望に応えるべく提案されたもの
としては、たとえば実開昭60-28791号公報を挙げること
ができる。これは、リフトシリンダのピストンに設けた
油路によりボトム側油室とロッド側油室とを連通し、油
圧ポンプの作動油をボトム側油室に供給してピストンを
上昇させるとき、ロッド側油室の作動油をボトム側に流
入させる、いわゆる差動式のリフトシリンダであって、
ピストンが上昇端に接近したときに前記油路のロッド側
開口部を閉鎖し、その後はロッド側油室内の作動油をピ
ストンに設けた小径の通路を通してボトム側油室に流す
ことによりピストンの上述速度を低下させて上昇端で生
ずる衝撃を緩衝するようにしたものである。

（発明が解決しようとする課題） ところが、上述した実開昭60-28791号公報に開示され
たリフトシリンダは、ボトム側油室とロッド側油室との
受圧面積差により上昇させる、いわゆるラムタイプと呼
ばれる差動式のシリンダであることから、大きな推力を
得るにはシリンダ径を大きく設定する必要がある。そし
て、フォークリフトの場合、リフトシリンダの径が大き
くなることは、マストを含む荷積み装置全体がシリンダ
径が増大した分だけ前方へ変位する形で配置されること
になり、その結果として、車両重心が前寄りとなって許
容荷重が低減するという問題がある。

そこで本発明は、上述の問題に鑑み、上昇端での衝撃
を効果的に緩衝することができ、しかもリフトシリンダ
径の増大問題を伴うことのないリフトシリンダのクッシ
ョン機構を提供することを、その目的とする。

（課題を解決するための手段） 上記課題を解決するために、本発明は次のように構成
している。

すなわち、シリンダチューブ内周に所定の隙間を保有
して嵌合するピストンと、このピストンの外周に嵌着さ
れて前記シリンダチューブ内周面に摺動可能に密嵌する
ウエアリングと、前記シリンダチューブの上端部に設け
られてロッド側油室とオイルタンクとを配管を介して連
通するメインオイルポートとを備えたリフトシリンダに
おいて、 前記ウエアリングは、ピストンの作動領域中の上昇端
付近から上昇端までの範囲にわたって前記メインオイル
ポートを塞ぎ得るよう形成されるとともに、外周上の任
意位置にはロッド側油室とボトム側油室とを連通するス
リットを備え、また前記シリンダチューブの前記メイン
オイルポートよりも上方位置には常に開放状態に維持さ
れるサブオイルポートを設け、このサブオイルポートと
メインオイルポートとをつなぐ連絡路には作動油のロッ
ド側油室側への流入を許容し、その逆流れを阻止するチ
ェックバルブを備えた構成としたものである。

（作用） 上述のように構成された本発明に係るクッション機構
によれば、ボトム側油室にオイルポンプからの作動油が
供給される上昇作動時において、ピストンのウエアリン
グがロッド側油室のメインオイルポートを塞ぐまでの状
態では、ロッド側油室の作動油はメインオイルポートを
経てオイルタンクに戻されるので、この間はボトム側油
室の断面積に見合う推力が得られる。

さらに、ピストンが上昇して上昇端に接近し、ウエア
リングがメインオイルポートを塞ぐと、その後はロッド
側油室の作動油がウエアリングのスリットを通ってボト
ム側油室に流出する。従って、ロッド側油室の圧力が高
くなり該ロッド側油室がクッション室として作用し、ピ
ストンの上昇速度を低下させる。

なお、ボトム側油室の作動油をオイルタンクへ戻すピ
ストンの下降時には、ウエアリングがメインオイルポー
トを開くまでの状態では、オイルタンクの作動油がチェ
ックバルブを押し開き連絡通路を経てサブオイルポート
からロッド側油室に流入され、ピストンはタイムラグを
伴うことなくスムースに下降を開始し、ウエアリングが
メインオイルポートを開放後は、作動油がメインオイル
ポートから流入する。

（実施例） 以下、本発明の実施例を図面に基づいて具体的に説明
する。

図示のように、リフトシリンダはシリンダチューブ１
と、チューブ下端部に固着されたボトムカバー２と、チ
ューブ上端部に嵌着されたトップカバー３と、チューブ
内に嵌合されたピストン４と、ピストン４と同芯的に結
合されたピストンロッド５とを備え、そしてシリンダチ
ューブ１内はピストン４によってボトム側油室1Aとロッ
ド側油室1Bとに仕切られている。

一般に、シリンダチューブ１の内周面とピストン４の
外周面との間には、金属同志の直接接触による損傷を避
けるために0,5〜1,0mm程度の隙間が設定されている。こ
の隙間はピストン４のぐらつきを発生させることになる
ので、それを防ぐ意味において、ピストン４の外周に
は、シリンダチューブ１の内周面に密着状に嵌合するウ
エアリング６が嵌着されるとともに、シリンダチューブ
１の上端内周には、ピストンロッド５の外周に密着状に
嵌合するブッシュ７がロッドガイド８を介して嵌着され
ている。

なお、一般にブッシュ７は表面を樹脂コーテイングさ
れた鉄系のものであり、またウエアリング６は、布入り
フェノール樹脂製である。そして、本実施例の場合には
２個のウエアリング６がピストン４に対して上下２段に
嵌着されており、それら各ウエアリング６には軸方向
（上下方向）に傾斜状に延びる、作動油通路としてのた
とえば1mm幅のスリット6aが設けられている。

また、ピストン４の外周下部にはＵパッキン９がその
溝を下向きにして嵌着されており、このＵパッキン９
は、ボトム側油室1Aからロッド側油室1Bへの油漏れにつ
いてはほぼ完全に阻止し得るが、ロッド側油室1Bが高圧
の場合には、作動油がリップを内周側へ撓ませながらボ
トム側油室1A側へ流出できるのが普通である。

一方、シリンダチューブ１の上部には、メインオイル
ポート10が、またこのメインオイルポート10よりも上方
位置にはサブオイルポート11がそれぞれ設けられ、メイ
ンオイルポート10はピストン４の作動領域中の上昇端付
近から上昇端までの範囲においてウエアリング６により
塞がれるが、サブオイルポート11は常に開放されたまま
である。そして、シリンダチューブ１の上部外面には、
前記メインオイルポート10に連通するメイン油路12と、
サブオイルポート11に連通するサブ油路13とを備えたボ
ス14が固着されていて、メイン油路12はフィッテイング
15に取り付けられる高圧配管を介して図示省略のオイル
タンクに連通されている。また、前記メイン油路12とサ
ブ油路13とは連絡通路16を介して連通し、この連絡通路
16にはメイン油路12側からサブ油路13への流れを許容
し、その逆流れを阻止するチェックバルブ17が挿入され
ている。なお、18は栓である。

本実施例の上昇端用のクッション機構を備えたリフト
シリンダは、上述したようにボトム側油室1Aのみなら
ず、ロッド側油室1Bにも作動油が充満しているオイル充
満式であり、以下のように作用する。

油圧ポンプからの作動油がボトム側油室1Aに供給され
ると、ピストン４が上昇され、上部のウエアリング６が
メインオイルポート10を塞ぐまでの状態では、ロッド側
油室1Bの作動油はメインオイルポート10からメイン油路
12を経てオイルタンクへ戻される。従って、この間はボ
トム側油室1Aの断面積に見合う推力が得られる。そし
て、ピストン４が上昇端付近まで接近し、上部のウエア
リング６によりメインオイルポート10が塞がれると、そ
の後はロッド側油室1Bがクッション室としての作用を開
始する。

すなわち、第２図に示すようにメインオイルポート10
からの作動油の流出が阻止されると、ロッド側油室1Bの
作動油は、図示矢印のようにボトム側油室1Aへ流出する
が、この場合、前述したように、ピストン４の外周面と
シリンダチューブ１の内周面と間には隙間が存在し、ま
たＵパッキン９はロッド側油室1Bからボトム側油室1A側
への流れを許容するので、結局作動油は上下のウエアリ
ング６のスリット6aにより規制される流れでボトム側油
室1Aへ流出される。従って、ロッド側油室1Bの圧力が高
まり、ピストン４の上昇速度が低下することになる。

そして、このような速度規制のためのクッション作用
は、第３図に示したピストン４がロッドガイド８に当接
する上昇端状態まで行われ、このことにより上昇端に達
したときの衝撃を緩衝し、フォークリフトであれば、積
み荷の荷崩れや落下を防止して作業の安全を図ることが
できる。

なお、上記のクッション作用時において、作動油はチ
ェックバルブ17を有するサブオイルポート系からは抜け
出ない。

一方、ボトム側油室1Aの作動油をオイルタンクに流出
させることで行うピストン４の下降時には、メインオイ
ルポート10がウエアリング６により塞がれている状態で
は、オイルタンクからの作動油はメイン油路12、連絡通
路16、チェックバルブ17、サブ油路13、サブオイルポー
ト11を経てロッド側油室1Bに流入し、タイムラグを生ず
ることなく下降を開始し、そしてウエアリング６が通過
してメインオイルポート10が開放されたのちは、作動油
は該メインオイルポート10を経て流入される。

ところで、本実施例ではウエアリング６を上下２段と
してあるので、前述のクッション作用時において、仮に
ウエアリング６間のピストン外周であるランド部の上下
幅を図示の場合よりも広く形成したときは、該ランド部
がメインオイルポート10に対応すると、上部のウエアリ
ング６のスリット6aを通った作動油の一部がランド部に
回り込んで該メインオイルポート10からオイルタンク側
へ抜け出ることになり、その結果としてクッションの効
き具合が変化する。つまり、上下のウエアリング６間の
ランド幅の設定の仕方によりクッション性能を適宜に調
整することができるものである。

また、ウエアリング６が上下２段に設けられているこ
とは、Ｕパッキン９の逆圧破損、つまり高圧油がＵパッ
キン９のリップの一部に集中的に作用してリップがピス
トン４とシリンダチューブ１との隙間にはみ出して破損
する現象を防止することができ、Ｕパッキン９の保護を
図る上でも有効となる。

また、前述したようなピストン４の上昇速度を規制す
るためのクッション性能は、ウエアリング６のスリット
6aを流れる作動油の流量により決定されるものであるか
ら、予めスリット6aの幅の異なる幾つかのウエアリング
６を準備し、その中から適当なものを選定するようにし
ておけば、ユーザーの要望に対応し得るクッション性能
を持つリフトシリンダを簡単に提供することができるも
のである。

さらにまた、ウエアリング６はその組付け時において
スリット6aがメインオイルポート10上を通らない、つま
り連通することがないように調整される。しかしなが
ら、実際にはリフトシリンダの使用中にウエアリング６
がピストン４回りに移動して第４図の（ａ）に示すよう
にスリット6aがメインオイルポート10と連通することが
あり得る。そして、連通時にはロッド側油室1Bの作動油
がメインオイルポート10からオイルタンクへ流出してク
ッション作用の効き目が悪くなるおそれがあるが、この
ような現象は、たとえばスリット6aの形状を第４図の
（ｂ）〜（ｅ）に示すように変更することで低減可能と
なる。

第４図の（ｂ）はスリット6aを２段に形成したもので
あり、（ｃ）はスリット6aの傾斜角を大きくしたもので
あり、（ｄ）はスリット6aを階段状に形成したものであ
り、さらに（ｅ）はウエアリング６を上下に細分化した
ものであり、いずれの例もスリット6aとメインオイルポ
ート10とが連通したときの連通継続時間を短縮すること
でクッション効果の低下を減少することが可能となる。

（発明の効果） 以上詳述したように、本発明によれば、リフトシリン
ダの上昇端に達したときに発生する衝撃を効果的に緩衝
し得るものであり、フォークリフトのリフトシリンダに
適用した場合であれば、積み荷の荷崩れや落下を未然に
防止し、作業の安全を図ることが可能となり、またこの
ように荷崩れ等の心配が解消されることから、ピストン
の上昇速度を速めることが可能となって荷役作業の効率
化に役立つものである。

しかも、本発明のクッション機構は、オイル充満式の
リフトシリンダであって、かつロッド側油室の作動油を
オイルタンクへ戻すタイプのシリンダに適用したことに
より、ボトム側油室とロッド側油室の受圧面積差により
上昇させるラムタイプのリフトシリンダに見受けられる
径の増大問題を伴うことがなく、許容荷重の低減問題が
回避されるとともに、レイアウト上の自由性を得ること
ができる。また、本発明に係るクッション機構は、ピス
トンのぐらつきを防ぐ意味で設けられているウエアリン
グにスリットを形成した構成であるため、スリット幅の
調整によりクッション性能を自由に得ることが可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示し、第１図は上昇端用クッシ
ョン機構を備えたリフトシリンダの縦断面図、第２図は
クッション作用開始状態を示す縦断面図、第３図はクッ
ション作用終了状態を示す縦断面図、第４図はウエアリ
ングに形成されるスリットの形状変更に関する説明図で
ある。 １……シリンダチューブ、1A……ボトム側油室 1B……ロッド側油室、４……ピストン ６……ウエアリング、6a……スリット 10……メインオイルポート 11……サブオイルポート 12……メイン油路、13……サブ油路 16……連絡通路、17……チェックバルブ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】シリンダチューブ内周に所定の隙間を保有
   して嵌合するピストンと、このピストンの外周に嵌着さ
   れて前記シリンダチューブ内周面に摺動可能に密嵌する
   ウエアリングと、前記シリンダチューブの上端部に設け
   られてロッド側油室とオイルタンクとを配管を介して連
   通するメインオイルポートとを備えたリフトシリンダに
   おいて、 前記ウエアリングは、ピストンの作動領域中の上昇端付
   近から上昇端までの範囲にわたって前記メインオイルポ
   ートを塞ぎ得るよう形成されるとともに、外周上の任意
   位置にはロッド側油室とボトム側油室とを連通するスリ
   ットを備え、また前記シリンダチューブの前記メインオ
   イルポートよりも上方位置には常に開放状態に維持され
   るサブオイルポートを設け、このサブオイルポートとメ
   インオイルポートとをつなぐ連絡路には作動油のロッド
   側油室側への流入を許容し、その逆流れを阻止するチェ
   ックバルブを備えたリフトシリンダのクッション機構。