JPH11108014A - 油圧シリンダの駆動回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 クッション機構において発生させるクッショ
ン圧力を必要最低圧のクッション圧力とすることができ
る油圧シリンダの駆動回路の提供。 【解決手段】 クッション機構を有する油圧シリンダ１
と、油圧ポンプＰと、この油圧ポンプＰから油圧シリン
ダ１に供給される作動油の流れを制御する方向制御弁２
０と、油圧シリンダ１のロッド側チャンバ４ｂあるいは
ボトム側チャンバ４ａに発生させたクッション圧力の大
きさに応じて油圧シリンダ１に供給される圧油の圧力の
大きさを変更させる圧力調整手段を備え、この圧力調整
手段が、チャンバ４ｂ、４ａに生じるクッション圧力の
大きさを検出し、パイロット圧力信号として出力する選
択弁２２，２３と、これらの選択弁２２，２３から出力
されるパイロット圧力信号の値が大きくなるに従って、
油圧ポンプＰの吐出圧を次第に低くなるように変更可能
な可変リリーフ弁２１とを含んでいる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、油圧ショベルなど
の建設機械に設けられ、クッション機構を有する油圧シ
リンダと、この油圧シリンダを駆動する圧油を供給する
油圧ポンプとを備えた油圧シリンダの駆動回路に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】油圧ショベル等の建設機械においては、
ブーム、アーム、バケット等のフロントを形成する作業
機部材を駆動するために、ブームシリンダ、アームシリ
ンダ、及びバケットシリンダ等の油圧シリンダが装着さ
れる。フロントを形成する作業機部材には掘削作業に伴
ってきわめて大きな荷重がかかることから、油圧シリン
ダのストロークエンドで剛体的に停止させると、大きな
衝撃を作業機部材、及び本体を形成する上部旋回体など
に生じる。したがって、このような衝撃を吸収するため
に油圧を利用したクッション機構が備えられることが多
い。

【０００３】図４〜図８は、このようなクッション機構
を有する従来の油圧シリンダの駆動回路の一例を示す説
明図で、図４は油圧シリンダの概観を示す図、図５は図
４に示す油圧シリンダの駆動回路の要部断面図、図６は
図４に示す油圧シリンダにおけるクッションストローク
の開始時の作動形態を示す要部断面図、図７は図４に示
す油圧シリンダにおけるクッションストロークエンド時
の作動形態を示す要部断面図、図８は図４に示す従来の
油圧シリンダに含まれるクッション機構で得られる圧力
特性を示す図である。

【０００４】図４，５において、１は油圧シリンダ、例
えば油圧ショベルに備えられるブームシリンダを示して
いる。この油圧シリンダ１はシリンダチューブ２を有
し、このシリンダチューブ２の一端側は閉塞し、他端側
は開口しており、この開口側端部にはヘッドカバー３が
装着されている。上述したシリンダチューブ２とヘッド
カバー３とによりシリンダ４が構成されている。このシ
リンダ４内には、このシリンダ４内を２室、すなわちボ
トム側チャンバ４ａとロッド側チャンバ４ｂとに区画形
成するピストン５が摺動可能に装着されている。ピスト
ン５にはピストンロッド５ａが連結され、このピストン
ロッド５ａはヘッドカバー３から外部に導出されてい
る。また、シリンダ４のボトム側チャンバ４ａ及びロッ
ド側チャンバ４ｂには、それぞれ圧油の給排をおこなう
油道６，７が穿設されている。ボトム側の油道６はシリ
ンダチューブ２の閉塞側端部に形成され、またロッド側
の油道７はヘッドカバー３に形成されている。

【０００５】このような構成を有する油圧シリンダ１
は、ピストンロッド５ａの先端に設けた取付部８が油圧
ショベルに備えられる上部旋回体のフレームに連結さ
れ、シリンダチューブ２の端部に連設した取付部９が油
圧ショベルのフロント部材を構成するブームに連結され
るようになっており、この油圧シリンダ１を作動させる
ことにより、ブームの回動動作をおこなわせることがで
きる。そして、ピストンロッド５ａが、シリンダ４内に
進入する縮小時と、シリンダ４から突出する伸長時の双
方のストロークエンド近傍で衝撃を油圧の作用により吸
収するクッション機構を備えている。

【０００６】縮小時のクッション機構は、シリンダチュ
ーブ２の閉塞側端部に嵌入部としてのボス孔１０を設け
て、油道６をこのボス孔１０に開口させるとともに、ピ
ストン５の端面から突出し、ボス孔１０に僅かな隙間で
挿嵌される外径を有するボス１１を設けた構成としてい
る。これによって、ピストンロッド５ａがシリンダ４内
に進入して、縮小する方向にピストン５が変位して、そ
のストロークエンド近傍に至ると、ボス１１がボス孔１
０に嵌入するようになり、この時にボトム側チャンバ４
ａから油道６への流路が制限されるために、ボトム側チ
ャンバ４ａ内に圧力が生じる。この圧力はボス１１のボ
ス孔１０への嵌入長さに応じて増大する。この圧力がク
ッション圧力となって、ピストン５を減速させて衝撃を
吸収する。

【０００７】一方、伸長側のクッション機構としては、
クッションリング１２が設けられている。ヘッドカバー
３の先端部分は、シリンダチューブ２の開口側端部の内
部に挿嵌され、これによりロッド側チャンバ４ｂが段差
形状となり、このヘッドカバー３のシリンダチューブ２
への挿嵌部分が嵌入部となる。クッションリング１２の
外径はヘッドカバー３の内径より僅かに小さくなってい
る。また、油道７は、ヘッドカバー３に設けられるとと
もに、クッションリング１２の嵌合部よりピストンロッ
ド５ａの伸長方向の前方側の部位に開口している。従っ
て、ピストンロッド５ａが伸長する方向にピストン５が
変位した時に、そのストロークエンド近傍で、クッショ
ンリング１２がヘッドカバー３に嵌入されてその間の環
状の隙間からなる流路が絞られることになり、ロッド側
チャンバ４ｂの圧力が上昇して、クッション圧力が発生
する。これにより、クッションストロークが開始し、ク
ッションリング１２が所定の嵌合長でヘッドカバー３に
嵌合されたとき、油圧シリンダ１のストロークエンドに
なる。

【０００８】そして、この油圧シリンダ１では、図５に
示したように、油道６を油圧ポンプＰに接続し、油道７
をタンクＴと接続する状態にすると、ボトム側チャンバ
４ａには油圧ポンプＰからの圧油が供給される。この結
果、ボトム側チャンバ４ａ内の圧力が上昇して、この圧
力の作用によりピストン５はシリンダ４内をヘッドカバ
ー３側に向けて摺動変位し、このピストン５に連結した
ピストンロッド５ａを伸長させる。このときには、ロッ
ド側チャンバ４ｂはタンクＴに接続されているから、こ
のロッド側チャンバ４ｂ内の作動油は、ピストンロッド
５ａとヘッドカバー３との隙間を通って油道７から作動
油タンクＴに還流する。

【０００９】図６に示すように、油圧シリンダ１の伸長
方向のクッションストローク領域に入ると、クッション
リング１２がヘッドカバー３内に嵌入する。この結果、
ロッド側チャンバ４ｂからの油道７への流路が、クッシ
ョンリング１２の外径とヘッドカバー３の内径との径差
分の流路断面積となってロッド側チャンバ４ｂからの戻
り油の流路が絞られる。この結果、タンクＴへの戻り油
の流量が減少し、ロッド側チャンバ４ｂ内にはクッショ
ン圧力が生じる。すなわち、このときロッド側チャンバ
４ｂはクッション室を形成する。また、図７に示した形
態がピストンロッド５ａの伸長方向のストロークエンド
時の形態であるが、ピストン５が図６の形態から図７の
形態まで変位する間が、クッションストローク区間とな
る。このクッションストローク区間において、クッショ
ンリング１２とヘッドカバー３との嵌合長が長くなる
と、その分だけ、戻り油の絞り流路が長くなり、クッシ
ョン室におけるクッション圧力が上昇することになっ
て、ストロークエンドに至るまでに油圧シリンダ１にか
かるほぼ全荷重が吸収される。

【００１０】上述した従来技術によるクッション圧力
は、図８に示したように変化する。すなわち、戻り油の
流路はクッションリング１２の外径とヘッドカバー３の
内径との径差による円環状の流路であり、クッションス
トロークに応じて流路の長さが変化することから、クッ
ション圧力は直線的に増大する。この図８に示す圧力特
性線によって囲まれた三角形の面積が油圧シリンダ１に
かかる荷重を吸収する吸収エネルギに相当する。ここ
で、油圧シリンダ１に最大荷重が作用したときに、クッ
ションストローク区間内でクッション圧力によりその荷
重をほぼ吸収できるクッション特性を持たせなければな
らない。クッションストローク区間内で有効に荷重を吸
収しきれないと、ストロークエンドでピストン５がヘッ
ドカバー３やシリンダチューブ２に衝突してしまい、衝
撃が発生し、また油圧シリンダ１を構成する各部材、す
なわちシリンダチューブ２、ピストンロッド５ａ、ピス
トン５、これらのピストンロッド５ａとピストン５とを
連結するねじ部分、及びヘッドカバー３を損傷させるこ
とになる。

【００１１】なお、図５に示す１９は、油圧ポンプＰの
吐出圧を一義的に設定するリリーフ弁である。また、図
５においては、油圧ポンプＰ、タンクＴと、油圧シリン
ダ１との間に配置され、油圧ポンプＰから吐出される圧
油の流れを制御する方向制御弁は図示が省略されてい
る。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】ところで、油圧シリン
ダのクッション機構にあっては、上述したようにクッシ
ョンストローク領域内でクッション圧力により、できる
だけ全荷重を吸収できるクッション特性を確保したいと
いう要望がある。この要望に対して、クッションストロ
ークを長くすれば比較的容易に対応できるが、このよう
にすると油圧シリンダ１の全長が長くなり、建設機械の
構造上、現実的でない。従って、クッションストローク
を短くして、しかも大きな荷重を吸収させることを考
え、クッションリング１２とヘッドカバー３との径差、
すなわち環状隙間を十分に小さく設定することが従来か
らおこなわれている（例えば、実開平６−６２２０７号
公報に記載される技術等）。

【００１３】しかし、上述した図４〜７に示す従来技
術、及び上述の公報に示される従来技術では、図４〜７
に示した符号を用いて説明すると、油圧シリンダ１には
リリーフ弁１９で一義的に設定される油圧ポンプＰの吐
出圧が継続的に供給され、すなわち当該油圧ショベルの
作業機などの駆動のためにリリーフ弁１９で設定される
比較的大きな圧力に応じた同じ大きさの押し込み力が油
圧シリンダ１の全ストロークにわたってピストン５に継
続的に与えられ続け、このためにクッション圧力が高く
なりがちであり、必要以上の高いクッション圧力を発生
させてしまう傾向にある。これに伴い、ストロークエン
ドに一致させるようにピストン５の動きを停止させる精
度、すなわち緩衝精度が粗くなりやすい。

【００１４】また、上述のようにクッション圧力が高く
なりがちであること、及び緩衝精度が粗くなりやすいこ
とから、前述した従来技術では、油圧シリンダ１の伸長
動作時のクッションストロークエンドにおいて、クッシ
ョンリング１２とヘッドカバー３との衝突を生じやす
い。このような衝突を生じたときには、クッションリン
グ１２やヘッドカバー３の損傷を生じ、当該油圧シリン
ダ１の故障を発生させてしまうことになる。

【００１５】本発明は、上述した従来技術における実状
に鑑みてなされたもので、その目的は、クッション機構
において発生させるクッション圧力を必要最低圧のクッ
ション圧力に抑制することができる油圧シリンダの駆動
回路を提供することにある。

【００１６】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の請求項１に係る発明は、シリンダ内にピスト
ンロッドを連結したピストンを摺動可能に装着すること
によって、このシリンダ内を２室に区画形成する油圧シ
リンダと、この油圧シリンダに備えられ、上記ピストン
が上記２室のうちの少なくとも１室側のクッションスト
ローク領域内に変位したときに、上記１室からの戻り油
の流出流路を絞って当該１室にクッション圧力を発生さ
せ、この１室をクッション室に形成するクッション機構
と、上記油圧シリンダを駆動する圧油を供給する油圧ポ
ンプとを有する油圧シリンダの駆動回路において、上記
クッション圧力の大きさに応じて上記油圧シリンダに供
給される圧油の圧力の大きさを変更させる圧力調整手段
を備えた構成にしてある。

【００１７】このように構成した請求項１に係る発明で
は、油圧ポンプから吐出される圧油によって油圧シリン
ダのピストンがクッションストローク領域内に変位し、
クッション機構によってクッション圧力が発生したと
き、圧力調整手段によって、クッション圧力に応じて、
油圧シリンダに供給される圧油の圧力の大きさが変わる
ように制御される。例えば、この圧力調整手段によっ
て、クッション圧力が次第に高くなるに従って、油圧シ
リンダに供給される圧油の圧力が、ピストンがクッショ
ンストローク領域に入る以前の油圧シリンダの駆動のた
めに与えられていた圧力に比べて次第に低くなるように
制御される。これにより、ピストンの押し込み力が、ピ
ストンがクッションストローク領域に入る以前の大きさ
に比べて減少し、クッション室に発生するクッション圧
力を、油圧シリンダにかかる荷重をほぼ吸収し得る範囲
内で必要最低圧のクッション圧力に抑えることができ
る。

【００１８】また、本発明の請求項２に係る発明は、上
述した請求項１に係る発明において、上記圧力調整手段
が、上記油圧ポンプの吐出圧を可変に制御する可変リリ
ーフ弁を含む構成にしてある。

【００１９】このように構成した請求項２に係る発明で
は、クッション圧力によって可変リリーフ弁の設定圧力
が変更する。例えばクッション圧力が次第に高くなるに
従って、可変リリーフ弁の設定圧力が次第に低くなるよ
うに制御され、油圧ポンプの吐出圧が次第に低くなるよ
うに変化する。これにより油圧シリンダに供給される圧
油の圧力が次第に低くなり、前述したようにピストンの
押し込み力が、ピストンがクッションストローク領域に
入る以前の大きさに比べて減少し、クッション室に発生
するクッション圧力を油圧シリンダにかかる荷重をほぼ
吸収し得る範囲内で必要最低圧のクッション圧力に抑え
ることができる。

【００２０】また、本発明の請求項３に係る発明は、上
述した請求項２に係る発明において、上記圧力調整手段
が、上記クッション圧力を検出する選択弁を含む構成に
してある。

【００２１】このように構成した請求項３に係る発明で
は、クッション圧力が選択弁によって検出され、この選
択弁の検出信号により可変リリーフ弁の駆動が制御され
る。

【００２２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の油圧シリンダの駆
動回路の実施形態を図に基づいて説明する。図１〜３は
本発明の油圧シリンダの駆動回路の一実施形態、例えば
油圧ショベルに備えられる油圧シリンダの駆動回路を示
す説明図で、図１はクッションストローク領域に入る以
前のこの一実施形態を示す要部断面図、図２はクッショ
ンストロークに入ったときのこの一実施形態を示す要部
断面図、図３は図１，２に示す一実施形態で得られる圧
力特性を示す図である。これらの図において、前述した
図４〜８に示す部材と同等のものは同じ符号で示してあ
る。

【００２３】すなわち、図１，２に示す１は油圧シリン
ダ、例えば図示しないブームを駆動するブームシリンダ
である。この油圧シリンダ１は、シリンダチューブ２と
ヘッドカバー３とから成るシリンダ４と、このシリンダ
４内を２室、すなわちボトム側チャンバ４ａと、ロッド
側チャンバ４ｂとの２室に区画形成し、シリンダ４内を
摺動可能なピストン５と、このピストン５に連結される
ピストンロッド５ａを備えている。

【００２４】上述のシリンダチューブ２の一端側は閉塞
し、その端部には図示しないブームに連結される取付部
９が設けられている。シリンダチューブ２の他端側は開
口し、この開口側端部にヘッドカバー３が装着されてい
る。前述したピストンロッド５ａは、ヘッドカバー３か
ら外部に導出されており、その導出側の端部には、図示
しない上部旋回体に連設される取付部８が設けられてい
る。前述したボトム側チャンバ４ａ側には、圧油の給排
をおこなう油道６、及びこの油道６に連通するボス孔１
０を設けてあり、ロッド側チャンバ４ｂの側には、圧油
の給排をおこなう油道７を設けてある。

【００２５】シリンダチューブ２内に位置するピストン
ロッド５ａの端部には、前述したボス孔１０に嵌挿可能
なボス１１を設けてある。これらのボス１１とボス孔１
０とによって、ボトム側チャンバ４ａから戻り油が排出
されるとき、すなわちボトム側チャンバ４ａがクッショ
ン室となるときのクッション機構が構成されている。

【００２６】また、ピストン５のヘッドカバー３側に位
置するピストンロッド５ａ部分には、クッションリング
１２を装着させてあり、このクッションリング１２はヘ
ッドカバー３に形成した油道７に連通する穴に嵌入可能
になっている。すなわち、クッションリング１２の外径
はヘッドカバー３の内径より僅かに小さくなっている。
このヘッドカバー３の穴とクッションリング１２とによ
って、ロッド側チャンバ４ｂから戻り油が排出されると
き、すなわちロッド側チャンバ４ｂがクッション室とな
るときのクッション機構が構成されている。なお、図
１，２中、５ｃはピストン５の外周面に装着され、シリ
ンダチューブ２内を上述の２室に区画形成するようにピ
ストン５の外周面とシリンダチューブ２の内周面との隙
間をシールするピストンシールを示している。

【００２７】Ｐは油圧シリンダ１を駆動する圧油を供給
する油圧ポンプ、Ｔはタンク、２０は油圧ポンプＰ、タ
ンクＴと、油圧シリンダ１との間に配置され、油圧ポン
プＰから吐出される圧油の流れを制御する方向制御弁で
ある。

【００２８】そして特に、本実施形態では、ボトム側チ
ャンバ４ａ、ロッド側チャンバ４ｂに形成されるクッシ
ョン室に発生するクッション圧力の大きさを変更させる
圧力調整手段を備えている。この圧力調整手段は、例え
ば、ロッド側チャンバ４ｂに形成されるクッション室に
発生するクッション圧力の大きさを検出し、パイロット
圧力信号として出力する選択弁２２と、ボトム側チャン
バ４ａに形成されるクッション室に発生するクッション
圧力の大きさを検出し、パイロット圧力信号として出力
する選択弁２３と、これらの選択弁２２、あるいは選択
弁２３から出力されるパイロット圧力信号の値の大きさ
に応じて油圧ポンプＰの吐出圧を変更可能な可変リリー
フ弁２１とを含んでいる。例えば、選択弁２２，２３か
ら出力されるパイロット圧力信号の値が大きくなるに従
って、可変リリーフ弁２１の開口量が大きくなり、油圧
ポンプＰの吐出圧が次第に低くなるように設定してあ
る。

【００２９】このように構成した実施形態における動作
は以下のとおりである。油圧シリンダ１が伸長動作をお
こなう場合、すなわち方向制御弁２０を図１，２に示す
ように右位置に切換え、油圧シリンダ１の油道６が方向
制御弁２０を介して油圧ポンプＰに連通し、油道７が方
向制御弁２０を介してタンクＴに連通し、油圧ポンプＰ
から吐出される作動油が油道６、ボス孔１０を通してボ
トム側チャンバ４ａに供給されている場合には、このボ
トム側チャンバ４ａに供給される作動油の圧力により、
ピストン５は図１の左方向に移動する。このとき同時に
ロッド側チャンバ４ｂの戻り油が油道７を通してタンク
Ｔに戻される。

【００３０】また、逆に、油圧シリンダ１が収縮動作を
おこなう場合、すなわち方向制御弁２０を図１，２に示
す状態から左位置に切換え、油圧シリンダ１の油道７が
方向制御弁２０を介して油圧ポンプＰに連通し、油道６
が方向制御弁２０を介してタンクＴに連通し、油圧ポン
プＰから吐出される作動油が油道７、ヘッドカバー３の
穴の壁面とピストンロッド５ａの外周面との隙間を通し
てロッド側チャンバ４ｂに供給されている場合には、こ
のロッド側チャンバ４ｂに供給される作動油の圧力によ
り、ピストン５は図１の右方向に移動する。このとき同
時に、ボトム側チャンバ４ａの戻り油が油道６を通して
タンクＴに戻される。

【００３１】上述した油圧シリンダ１の伸長、収縮動作
のうちの例えば伸長動作にあって、ピストン５が図１の
左方向に移動し、図２に示すようにクッションリング１
２がヘッドカバー３の穴に嵌入されはじめると、この伸
長動作におけるクッションストローク領域に入り、クッ
ションストロークが開始される。ピストン５及びクッシ
ョンリング１２の引き続いての左方向への移動に伴い、
ロッド側チャンバ４ｂにクッション圧力が発生し、この
クッション圧力は次第に高くなる。このクッション圧力
がピストン５の左側の端面に与えられ、ピストン５に右
方向の力が作用する。これによって、ピストン５の作動
速度が減速され、ストロークエンドに至ったときピスト
ン５は停止し、油圧シリンダ１の伸長動作における衝撃
の吸収が終了する。

【００３２】このような動作がおこなわれる間、上述の
ようにロッド側チャンバ４ｂに発生したクッション圧力
が選択弁２２で検出され、パイロット圧力信号として可
変リリーフ弁２１の駆動部に出力される。可変リリーフ
弁２１の開口量はロッド側チャンバ４ｂに発生したクッ
ション圧力が次第に高くなるにつれて、次第に大きくな
り、これにより油圧ポンプＰの吐出圧は次第に低くな
る。従って、油圧シリンダ１のボトム側チャンバ４ａに
供給される作動油の圧力が、ピストン５がクッションス
トローク領域に入る以前に油圧シリンダ１の駆動のため
に与えられていた圧力に比べて次第に低くなるように制
御される。これに伴い、ピストン５の伸長動作時の押し
込み力が、ピストン５がクッションストローク領域に入
る以前の大きさに比べて減少し、ロッド側チャンバ４ｂ
に発生するクッション圧力を、油圧シリンダ１にかかる
荷重をほぼ吸収し得る範囲内で必要最低圧のクッション
圧力に制御することができる。

【００３３】また、上述のように油圧シリンダ１が伸長
している状態から方向制御弁２０を図２の左位置に切換
え、油圧ポンプＰの作動油を油道７に供給すると、ヘッ
ドカバー３の穴の壁面とピストンロッド５ａの外周面と
の隙間から作動油が流入して、クッションリング１２の
端面を押圧し、これによりピストン５を右方向に移動さ
せ、次いで作動油がロッド側チャンバ４ｂに流入し、こ
れにより引き続いてピストン５が右方向に移動する。ク
ッションリング１２がヘッドカバー３の穴から出て伸長
動作時のクッションストローク領域から外れたとき、可
変リリーフ弁２１の駆動部はタンクＴに連通し、この可
変リリーフ弁２１は所定の最高設定圧力に変更され、油
圧ポンプＰの吐出圧は所定の最高設定圧力に保たれる。
この最高設定圧力の作動油が油道７等を経てロッド側チ
ャンバ４ｂに供給され続け、比較的大きな押し込み力で
ピストン５を右方向に移動させ、収縮動作をおこなわせ
る。さらにピストン５が図１の右方向に移動し、ボス１
１がボス孔１０に嵌入されはじめると、この収縮動作に
おけるクッションストローク領域に入り、クッションス
トロークが開始される。ピストン５の引き続いての右方
向の移動に伴い、ボトム側チャンバ４ａにクッション圧
力が発生し、このクッション圧力は次第に高くなる。こ
のクッション圧力がピストン５の右側の端面に与えら
れ、ピストン５に左方向の力が作用する。これによって
ピストン５の作動速度が減速され、ストロークエンドに
至ったときにピストン５は停止し、油圧シリンダ１の収
縮動作における衝撃の吸収が終了する。

【００３４】このような動作がおこなわれる間、前述し
た伸長動作時におけるのと同様に、ボトム側チャンバ４
ａに発生したクッション圧力が選択弁２３で検出され、
パイロット圧力信号として可変リリーフ弁２１の駆動部
に出力される。可変リリーフ弁２１の開口量はボトム側
チャンバ４ａに発生したクッション圧力が次第に高くな
るにつれて、次第に大きくなり、これにより油圧ポンプ
Ｐの吐出圧は次第に低くなる。従って、油圧シリンダ１
のロッド側チャンバ４ｂに供給される作動油の圧力が、
ピストン５がクッションストローク領域に入る以前に油
圧シリンダ１の駆動のために与えられていた圧力に比べ
て次第に低くなるように制御される。これに伴い、ピス
トン５の収縮動作時の押し込み力が、ピストン５がクッ
ションストローク領域に入る以前の大きさにくらべて減
少し、ボトム側チャンバ４ａに発生するクッション圧力
を油圧シリンダ１にかかる荷重をほぼ吸収し得る範囲内
で必要最低圧のクッション圧力に抑えることができる。

【００３５】図３の実線は、油圧シリンダ１の伸長動作
時、あるいは収縮動作時のクッションストローク領域に
おけるストロークと、クッション圧力との関係、すなわ
ち本実施形態で得られる圧力特性を示しているが、動図
３に示すように、ストロークエンド時のクッション圧力
は、二点鎖線で示す前述した従来技術におけるクッショ
ン圧力に比べて低く抑えることができる。

【００３６】なお、上述のように油圧シリンダ１が収縮
している状態から再び方向制御弁２０を図１の右位置に
切換え、伸長動作を実施しようとするときには、ボス１
１がボス孔１０から出て収縮動作時のクッションストロ
ーク領域から外れたとき、可変リリーフ弁２１の駆動部
はタンクＴに連通し、この可変リリーフ弁２１は所定の
最高設定圧力に変更され、油圧ポンプＰの吐出圧は再び
所定の最高設定圧力に保たれる。この最高設定圧力の作
動油が油道６を経てボトム側チャンバ４ａに供給され続
け、比較的大きな押し込み力でピストン５を左方向に移
動させ、前述したとおりの伸長動作をおこなわせること
ができる。

【００３７】このように構成した本実施形態にあって
は、上述のように油圧シリンダ１の伸長動作時あるいは
収縮動作時におけるクッションストローク領域にあって
発生するクッション圧力を低く抑えられることから、ク
ッション圧力に伴ってピストン５に与えられるストロー
クエンド時の押し込み力を比較的小さくすることがで
き、このためにストロークエンドに一致させるようにピ
ストン５を停止させることが比較的容易になり、優れた
緩衝精度を得ることができる。

【００３８】また、上述のように優れた緩衝精度が得ら
れることから、ピストン５とヘッドカバー３との衝突を
防ぐことができ、この衝突に伴う油圧シリンダ１の故障
を防止し、当該油圧シリンダ１の耐久性を向上させるこ
とができる。

【００３９】また、クッション圧力を比較的低く抑える
ことができるので、ピストン５、このピストン５に装着
されるピストンシール５ｃ、ピストンロッド５ｂａなど
の油圧シリンダ１の構成部材にかかる負荷を軽減でき、
これにより、上述とは別の観点でこれらの油圧シリンダ
１の構成部材の損傷を防ぎ、当該油圧シリンダ１の耐久
性を向上させることができる。

【００４０】なお、上述した実施形態では、油圧シリン
ダ１の２室、すなわちロッド側チャンバ４ｂ、ボトム側
チャンバ４ａのそれぞれのクッション圧力を検出する選
択弁２２，２３を設け、油圧シリンダ１の伸長動作時、
収縮動作時の双方においてクッション圧力を抑制する構
成にしてあるが、この油圧シリンダ１によっておこなわ
れる作業の種類などによっては、伸長動作時にだけ油圧
シリンダ１に供給される圧油の圧力の大きさを変化させ
る圧力調整手段を設けた構成にしたり、逆に、収縮動作
時だけに油圧シリンダ１に供給される圧油の圧力の大き
さを変化させる圧力調整手段を設けた構成にしてもよ
い。

【００４１】

【発明の効果】以上のように、本発明の各請求項に係る
発明によれば、クッション機構において発生させるクッ
ション圧力を必要最低圧のクッション圧力に抑制するこ
とができ、このためにストロークエンドに一致させるよ
うにピストンを停止させることが比較的容易になり、従
来に比べて優れた緩衝精度を得ることができる。また、
このように優れた緩衝精度が得られることから、ピスト
ンとヘッドカバーとの衝突を防ぐことができ、このよう
な衝突に伴う油圧シリンダの故障を防止し、従来に比べ
て当該油圧シリンダの耐久性を向上させることができ
る。

【００４２】また、クッション圧力を比較的低く抑える
ことができるので、ピストン、このピストンに装着され
るピストンシール、ピストンロッドなどの油圧シリンダ
の構成部材にかかる負荷を軽減でき、これにより上述と
は別の観点で、これらの油圧シリンダの構成部材の保護
を図ることができ、当該油圧シリンダの耐久性を向上さ
せることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の油圧シリンダの駆動回路の一実施形態
を示し、特にクッションストローク領域に入る以前の作
動形態を示す要部断面図である。

【図２】本発明の油圧シリンダの駆動回路の一実施形態
を示し、特にクッションストローク領域に入ったときの
作動形態を示す要部断面図である。

【図３】図１，２に示す一実施形態で得られる圧力特性
を示す図である。

【図４】従来の油圧シリンダの概観を示す図である。

【図５】図４に示す油圧シリンダの駆動回路の要部断面
図である。

【図６】図４に示す油圧シリンダにおけるクッションス
トロークの開始時の作動形態を示す要部断面図である。

【図７】図４に示す油圧シリンダにおけるクッションス
トロークエンド時の作動形態を示す要部断面図である。

【図８】図４に示す従来の油圧シリンダに含まれるクッ
ション機構で得られる圧力特性を示す図である。

【符号の説明】

１ 油圧シリンダ ２ シリンダチューブ ３ ヘッドカバー ４ シリンダ ４ａ ボトム側チャンバ ４ｂ ロッド側チャンバ ５ ピストン ５ａ ピストンロッド ５ｃ ピストンシール ６ 油道 ７ 油道 ８ 取付部 ９ 取付部 １０ ボス孔 １１ ボス １２ クッションリング ２０ 方向制御弁 ２１ 可変リリーフ弁（圧力調整手段） ２２ 選択弁（圧力調整手段） ２３ 選択弁（圧力調整手段） Ｐ 油圧ポンプ Ｔ タンク

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シリンダ内にピストンロッドを連結した
   ピストンを摺動可能に装着することによって、このシリ
   ンダ内を２室に区画形成する油圧シリンダと、この油圧
   シリンダに備えられ、上記ピストンが上記２室のうちの
   少なくとも１室側のクッションストローク領域内に変位
   したときに、上記１室からの戻り油の流出流路を絞って
   当該１室にクッション圧力を発生させ、この１室をクッ
   ション室に形成するクッション機構と、上記油圧シリン
   ダを駆動する圧油を供給する油圧ポンプとを有する油圧
   シリンダの駆動回路において、 上記クッション圧力の大きさに応じて上記油圧シリンダ
   に供給される圧油の圧力の大きさを変更させる圧力調整
   手段を備えたことを特徴とする油圧シリンダの駆動回
   路。
2. 【請求項２】 上記圧力調整手段が、上記油圧ポンプの
   吐出圧を可変に制御する可変リリーフ弁を含むことを特
   徴とする請求項１記載の油圧シリンダの駆動回路。
3. 【請求項３】 上記圧力調整手段が、上記クッション圧
   力を検出する選択弁を含むことを特徴とする請求項２記
   載の油圧シリンダの駆動回路。