JPS6122164B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、シリンダと、前記シリンダを２つの
シリンダスペースに分けるピストンと、前記シリ
ンダスペースと圧力媒体用の夫々の管の間の弁素
子とを備えた液圧ピストンシリンダ装置に関する
ものである。

この種のピストンシリンダ装置が使用されてい
る外部供給圧力が止まると、両弁素子はばねによ
り閉ざされ、このためピストンは如何なる外圧に
よつても動くことはできなくなる。というのは液
体は何れのシリンダペースからも逃げ出すことが
できないからである。しかしながら、たとえ外圧
が止まつたときでもシリンダの圧縮力又はけん引
力を維持することが時には必要となる。この目的
のため、液圧システム中に蓄圧器を使用すること
が知られている。大部分の場合、ホースで連結さ
れた個別の蓄圧器で十分であるが、時にはかかる
蓄圧器は所要の信頼度を供しない。例えば、ピス
トンシリンダと蓄圧器間のホースが破れると蓄圧
器の機能が止まる。かかる不確実なフアクターが
許されない場合が幾つかある。例えば次の場合で
ある： ドリルロツドの保持心定め装置、これにより蓄
圧器は、もし作動外圧が何らかの理由で止まつて
も、ドリルロツドが穴内に落下するのを防止す
る。

いろいろな種類の支持装置、例えばワゴンドリ
ルの頂部支持体。

幾つかのブレーキ系統。

本発明の目的は、上述の不確実なフアクターが
除去される如き改良した液圧ピストンシリンダ装
置及びこれと組込まれた協働する弁素子を提供す
ることにある。

上記目的は、ピストンがシリンダ圧力により弾
性的に圧縮され、弁素子が、弁素子の一方が閉じ
たときに他方の弁素子は閉じることができないよ
うに連結されている如く構成した本発明により達
成される。もしこれらの条件の下で、ピストンの
動きが、ピストンがシリンダ端面に達する前に外
部障害物により止まれば、ピストンは弾性的に圧
縮され、これによりこのピストンは圧力エネルギ
ーを吸収する。外部供給圧力が止まり、弁部材が
対応するシリンダスペースからの圧力の逃げ出し
を防止したとき、シリンダスペース内には圧縮可
能のピストンにより生ぜしめられた圧力が存在す
る。この圧力はピストン棒に、止まる前に外圧に
より生ぜしめられる圧力と同じ方向をもつ動力を
与える。この動力を有効ならしめるためには、圧
力がピストンの他側のシリンダスペースから逃出
できることが必要である。このことは一度に唯１
つの弁部材のみが閉じるようになす弁素子の上記
の連結法により容易になすことができる。

本発明の液圧ピストンシリンダ装置の作用は、
シリンダスペースの１つＡ又はＢ（図参照）内の
液圧が弾性ピストンを１方向に動かそうとする事
実及びこの液圧はピストンがピストンの動きに抗
するように作用する外力を受けたときピストンを
圧縮させるという事実に基づくものである。この
外力は物体をシリンダによつて変位させるとき、
例えばロツクドリルブームを上昇させるとき、又
はピストン棒が静止した障害物に接触したとき、
例えばロツクドリル装置の天盤支持体（roof
support）が岩石に接触し、ピストン棒がシリン
ダ内でそれ以上動けなくなつたときに生じる。

もしピストン棒が自由であつて、シリンダの端
に達する前に静止した障害物に出くわさなけれ
ば、ピストン棒には反作用力は加わらず、ピスト
ンの動きは液圧流体の流速のみに依存する。この
ような場合ピストンは圧縮されない。ピストン圧
縮量は反作用力の大きさのみに依存し、もしピス
トンの動きが阻止されると、シリンダ内に供給し
た圧力流体の圧力にのみ依存するものである。

本発明の作用、効果につき説明すれば、圧力流
体を例えば管１１（図参照）を通して供給する
と、流体は球７を弁座から押し離してシリンダス
ペースＡに流体する。ピストン棒が反作用する外
力を受けた状態では、例えばピストン棒が前述の
如く静止した障害物に接触したとき、管１１から
供給される流体はその流体圧力によつてピストン
を圧縮し、ピストンの圧縮可能の部分３を広げて
元の寸法に戻そうとする力Ｆ１がこのピストンに
加わる圧力流体の内力Ｆ２と同じ大きさになる。

管１１からの流体供給が何らかの理由で中断し
たとき、ばね１０が球７を弁座に押し戻し、この
ためシリンダスペースＡから流体が脱出すること
はできない。前記スペースＡにはこれ以上流体が
供給されないので、このスペースＡ内に内方を及
ぼさない。しかしながら、圧縮されたピストンに
は元の寸法に広がろうとして或る力を及ぼすため
このシリンダスペースＡ内には或る圧力が維持さ
れる。この圧力は弁４を通して脱出できないの
で、ピストンには或る内力が及ぼされることにな
り、この内方は、管１１から供給される流体圧力
がピストンを動かそうとする方向と同じ方向にピ
ストンを動かそうとする。もしピストンがこの内
力の作用方向に動くことができれば、シリンダス
ペースＡの容積が増したときこのスペース内の圧
力は勿論減少し、ピストンは元の寸法に戻ること
になる。

従つて本発明において重要なことは次の点であ
る：(1)圧力流体をシリンダスペースに供給したと
きピストンがこのピストンに作用する内力に比例
して圧縮されること：(2)何らかの理由で流体の供
給が止まつたとき、弁が供給管を閉止するためシ
リンダスペースから流体は脱出できなくなる：(3)
圧縮されたピストンは元の寸法、容積に広がろう
とし、そのためシリンダスペース内に或る圧力を
維持しようとする：(4)圧縮されたピストンが生じ
る圧力は、圧力流体を正規にシリンダスペースに
供給したときにピストンを押すのと同じ方向にピ
ストンを押そうとする。

一例としてロツクドリル装置につき作用を説明
する。ロツクドリル装置の天盤支持体はドリル装
置をせん孔作業中静止させておく目的で使用する
ものである。この天盤支持体は、ピストン棒の外
端に取付けた支持体脚部がしつかり天盤に押し付
けられた場合、即ちまたピストンがシリンダ内で
動くことができて（ピストンがその端位置に達す
る前に）、ピストンを或る力で天盤に押し付ける
ことができる間のみ適切に作用することができ
る。天盤支持体を締付けるためにピストンを圧力
流体によつてシリンダ内で動かし、支持体脚部が
天盤に接触してピストン棒の動きが止まるまで、
動かす。流体の供給を止めると、ドリル装置の振
動によつて天盤支持体は僅かに横にずれ、これと
同時に緩む。こうなると天盤支持体はもはやドリ
ル装置を適切に支持することができない。このた
め満足なせん孔を行なうために天盤支持体の締付
け状態を時おりチエツクする必要がある。本発明
による液圧シリンダ装置を使用すれば、ピストン
の圧縮に起因してシリンダ内には絶えず圧力が存
在し、このため天盤支持体は簡単に変位すること
がなく、たとえば天盤支持体が側方に僅かに変位
してもせん孔中に天盤支持体をチエツクする必要
はない。

添付図面を参照して本発明の一実施例を説明す
る。図は本発明のピストンシリンダ装置及びこれ
に組込まれた弁素子の部分断面図である。

ピストンシリンダ装置はシリンダ１を備え、こ
のシリンダはピストン２により２つのシリンダス
ペースＡ，Ｂに分けられる。ピストン２は軸線方
向で２つの部分２１と２２に分けられ、これらの
部分はスペース６により分離され、前記部分の間
には弾性材料３、例えばゴム、プルスチツク、鋼
ばね等が存在する。ピストン棒５は部分２２に連
結され、一方、他の部分２１は弾性材料３に対し
てスペース６の限度内で前記部分２２に相対的に
動くことができる。ピストンは圧力流体によりシ
リンダ内を前後に動く。前記流体は管１１，１２
によりパイロツト制御逆止め弁４を経て供給され
る。前記パイロツト制御逆止め弁４は可動ポペツ
ト８を備え、このポペツトの中央にはピストン
８′があり、ピストン８′の何れの側に圧力が作用
するかに依つてポペツト８の端は弁素子として作
用する球７及び９と協働し、前記弁素子は弁座
７′及び９′に対してばね１０により押付けられ
て、弁を閉ざす。もしこのようにならなければ、
圧力又はポペツト８が球７又は９を弁座７′又は
９′から押離す。本発明によれば、弁座７′，９′
間の距離に対するポペツト８の長さは次の如きも
のとする。即ち１方の球のみが、即ち球７又は９
の何れか１方のみが一度にシリンダスペースＡと
管１１の間又はシリンダスペースＢの管１２の間
の流れを閉ざしうる如きものとする。普通の弁で
は、ポペツトは前記距離より短く、このため両球
は同時に閉止位置を占め、シリンダのスペースＡ
とＢに夫々連結した両管を閉止させる。本発明に
おいては、これらの両管を同時に閉止させないこ
とが重要である。このことは１方の球が弁座に衝
合したときこの球がポペツトを介して他方の球を
弁座から押し離す如き長さをもつポペツトを用い
ることによつて達成される。

本装置の作用は次の通りである。例えば圧力液
体を管１１に送り込むと、ピストン８′はポペツ
ト８を右方へ動かし、これにより球９は弁座９′
から離れ、シリンダスペースＢから管１２内へ入
る戻り管路は開かれる。これと同時に、圧力は球
７をして弁座７′から離れさせ、これにより、圧
力はシリンダスペースＡ内へ自由に入り、そして
外部障害物により動きを止められるまでピストン
２を右方へ動かす。ピストンが外部障害物により
動きを止められる弾性素子３はスペース６内で圧
縮されて、圧力エネルギーを吸収することにな
る。管１１に供給される外圧が止められると、パ
イロツト制御逆止め弁４の球７は弁座７′に押付
けられ、こうして圧力がシリンダスペースＡから
逃げることを防止し、このため弾性素子３により
生じる圧力はシリンダスペースＡ内に存続する。
この圧力はピストン２とピストン棒５に力を及ぼ
し、この力は外圧が止まる前の管１１内の外圧に
よつて生ぜしめられる力に匹敵する。ばね１０と
シリンダスペースＡ内の圧力によつて球７は閉ざ
したままの状態に保ち、ポペツト８の長さは両球
７，９がこれらの弁座に衝合したときの両球間の
距離より大きいため、反対側にある球９はポペツ
ト８の反対端によつてその弁座９′から押し離さ
れ、この球９の閉止作用が妨げられ（図示の状
態）、このためシリンダスペースＢから管１２内
に入る流れは自由になる。かくして、弾性素子３
内に保存された圧力エネルギーはピストン棒５に
或る力を及ぼすことができる。逆方向の全く同じ
機能は管１２をへてパイロツト制御逆止め弁４に
圧力を導入することにより起される。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ シリンダ１と、前記シリンダを２つのシリン
   ダスペース（Ａ及びＢ）に分けるピストン２と、
   シリンダベース（Ａ及びＢ）と圧力媒体用の夫々
   の管１１，１２間の弁素子７，９とを備えた液圧
   ピストンシリンダ装置に於て、ピストン２はシリ
   ンダ１の圧力により弾性的に圧縮可能であり、弁
   素子７，９は、一方の弁素子（７又は９が閉じた
   ときに他方の弁素子９又は７が閉じられないよう
   な相互依存関係を連結されていることを特徴とす
   る液圧ピストンシリンダ装置。 ２ 請求の範囲１記載のピストンシリンダ装置に
   於て、ピストン２は軸線方向で２つの連続する部
   分２１，２２に分けられており、前記両部分はス
   ペース６により分離し、前記部分間に弾性材料３
   が存在することを特徴とするピストンシリンダ装
   置。 ３ 請求の範囲１又は２記載のピストンシリンダ
   装置であつて、シリンダベース（Ａ及びＢ）とこ
   れに対応する圧力媒体管（１１及び１２）の間の
   弁素子弁素子（７又は９）は１つのパイロツト制
   御逆止め弁４内に置かれ、前記弁内にあるポペツ
   ト８はピストン８を有しかつ圧力媒体により前後
   に動かされ、前記ポペツトの両端にある弁素子
   ７，９は対応する弁座７，９と接触するか又は圧
   力により又はポペツト８により前記弁座から押離
   される如く構成したピストンシリンダ装置に於
   て、弁座７，９間の距離に対するポペツト８の長
   さは一度に唯１つの弁素子（７又は９）が対応す
   る弁座（７又は９）と接触できる如きものとする
   ことを特徴とするピストンシリンダ装置。