專利名稱：使用油壓缸的油壓回路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種使用被用于鏟土機(jī)等土木建筑機(jī)械或利用油壓驅(qū)動的設(shè)備中的油壓缸的油壓回路，特別是涉及使用在油壓缸活塞桿動作停止時具有沖擊吸收功能的油壓缸的油壓回路的改進(jìn)。
背景技術(shù)：
以前，在鏟土機(jī)等各種土木建筑機(jī)械中，使用油壓缸用以驅(qū)動鏟斗等作業(yè)工具。
這種油壓缸，具有利用工作油的油壓而在缸內(nèi)作直線往復(fù)運(yùn)動的活塞桿。
這種活塞桿，一端具有嵌插在缸內(nèi)的活塞，基于該活塞，缸內(nèi)被劃成兩個缸室。
并且，通過向其被劃成兩個的缸室中的一方缸室壓送工作油，而使活塞桿向例如膨脹(伸張)方向直線移動，另外，通過向另一方缸室壓送工作油，而使活塞桿向例如壓縮方向直線移動，從而，驅(qū)動操作與活塞桿前端連接的鏟斗等作業(yè)工具。
另一方面，在油壓缸中，有時為了控制作業(yè)工具的動作，而通過控制閥停止向缸室壓送工作油、從而暫時停止活塞桿的直線運(yùn)動。
那時，若驟然停止向缸室壓送工作油，則滯留在缸室內(nèi)的工作油基于活塞的慣性力而被壓縮，不過，由于工作油的非壓縮性而使滯留在該缸室內(nèi)的工作油形成較大的阻力，因此存在的難點(diǎn)是驟然停止活塞桿，缸本身發(fā)生較大的沖擊，使用油壓缸的設(shè)備的振動和噪音等很大。
另一方面，以前提出一種方案如日本公開公報的特開昭49-104075號所示，在活塞桿內(nèi)配置由蓄能活塞和支承它的螺旋彈簧構(gòu)成的帶有沖擊吸收功能的蓄能器，另外，該蓄能活塞的兩側(cè)面分別與各自對應(yīng)的一方和另一方的缸室始終連通。
根據(jù)這種特開昭49-104075號公布的油壓缸，若使活塞桿的運(yùn)動停止而驟然停止向缸室壓送工作油，則滯留在缸室內(nèi)的工作油基于與活塞桿連接設(shè)置的活塞的慣性力而被壓縮，不過，在該缸室內(nèi)被壓縮的工作油的部分向蓄能活塞側(cè)避開，另外，基于該避開的工作油的壓力、介由該蓄能活塞而推壓螺旋彈簧使之伸縮。
于是，利用基于避開的工作油的油壓而伸縮的螺旋彈簧的緩沖功能，缸室內(nèi)的工作油的壓力逐漸被吸收至與螺旋彈簧的壓力相平衡的壓力，因此能盡量地減少缸上發(fā)生的沖擊。
在此，在特開昭49-104075號所述的活塞桿內(nèi)配置具有沖擊吸收功能的蓄能器的現(xiàn)有的油壓缸中，該蓄能器由蓄能活塞和支撐它的螺旋彈簧構(gòu)成，另外，其構(gòu)造是該蓄能活塞的兩側(cè)面，與對應(yīng)的一方和另一方缸室介由油路而始終連通，因此，在上述油壓缸中沖擊吸收功能始終起作用。
為此，上述油壓缸中，要使作業(yè)工具迅速地定位停止在規(guī)定位置，而打算使活塞桿驟然停止時，還存在的難點(diǎn)是在利用始終作用的蓄能器的沖擊吸收功能使缸室內(nèi)的工作油的壓力與蓄能器的彈簧的壓力相平衡之前，活塞桿發(fā)生振動，驟然停止活塞桿而不能將鏟斗等作業(yè)工具迅速地定位停止在規(guī)定位置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明即是鑒于上述事實情而產(chǎn)生的，其目的在于提供一種使用油壓缸的油壓回路，其能任意進(jìn)行活塞桿動作停止的沖擊吸收功能的執(zhí)行、調(diào)節(jié)及其功能解除。
為了實現(xiàn)上述目的，第1項所述的發(fā)明，是一種使用油壓缸的油壓回路，其使用的油壓缸具備收縮動作時供給工作油的第1缸室、膨脹動作時供給工作油的第2缸室、具有嵌插在活塞桿內(nèi)且將該活塞桿內(nèi)劃成第1和第2兩個活塞桿室的蓄能活塞及密封填充在上述第2活塞桿室的氣體的蓄能器和用于進(jìn)行向上述蓄能器的第1活塞桿室的工作油的給排的蓄能口，這種油壓回路其特征在于具備衰減控制閥，該衰減控制閥具有隔斷上述蓄能口與外部的連接的同時，對上述第1缸室和上述第2缸室進(jìn)行工作油的供給和排出或工作油的排出和供給的第1切換位置；至少連接上述蓄能口與上述第2缸室的第2切換位置；至少連接上述蓄能口與上述第1缸室的第3切換位置。
第2項所述的發(fā)明，是第1項發(fā)明所述的使用油壓缸的油壓回路，其特征在于將上述衰減控制閥與上述油壓缸一體或靠近配置。
第3項所述的發(fā)明，是第1項或第2項發(fā)明所述的使用油壓缸的油壓回路，其特征在于與上述衰減控制閥一體或靠近配置方向切換閥，該方向切換閥具有進(jìn)行向上述第1缸室供給工作油及從上述第2缸室排出工作油的第1切換位置、停止對上述第1缸室及上述第2缸室的工作油的給排的第2切換位置、和進(jìn)行向上述第2缸室供給工作油及從上述第1缸室排出工作油的第3切換位置。
第4項所述的發(fā)明，是第1項～第3項中任意一項發(fā)明所述的使用油壓缸的油壓回路，其特征在于上述衰減控制閥介由進(jìn)行工作油給排的第1給排管道與上述方向切換閥連接，在上述衰減控制閥的第2切換位置，上述蓄能口及上述第2缸室介由第1節(jié)流裝置與上述第1給排管道連接，在上述衰減控制閥的第3切換位置，上述蓄能口及上述第1缸室介由第2節(jié)流裝置與上述第2給排管道連接。
第5項所述的發(fā)明，是一種衰減控制閥，用于驅(qū)動控制油壓缸，該油壓缸具備收縮動作時供給工作油的第1缸室、膨脹動作時供給工作油的第2缸室、具有嵌插活塞桿內(nèi)將該活塞桿內(nèi)劃成第1和第2兩個活塞桿室的蓄能活塞及密封填充在上述第2活塞桿室的氣體的蓄能器、用于進(jìn)行向上述蓄能器的第1活塞桿室的工作油的給排的蓄能口，這種衰減控制閥其特征在于具備隔斷上述蓄能口與外部的連接的同時，對上述第1缸室和上述第2缸室進(jìn)行工作油的供給和排出或工作油的排出和供給的第1切換位置；至少連接上述蓄能口與上述第2缸室的第2切換位置；和至少連接上述蓄能口與上述第1缸室的第3切換位置。
第6項所述的發(fā)明，其特征在于在第5項發(fā)明所述的衰減控制閥中，上述衰減控制閥上連接有進(jìn)行工作油的給排的第1給排管道及第2給排管道，且在上述衰減控制閥的第2切換位置，上述蓄能口及上述第2缸室介由第1節(jié)流裝置與上述第1給排管道連接，在上述衰減控制閥的第3切換位置，上述蓄能口及上述第1缸室介由第2節(jié)流裝置與上述第2給排管道連接。
根據(jù)第1項所述的發(fā)明，在使用油壓缸的油壓回路中，具備衰減控制閥，該衰減控制閥具有隔斷上述蓄能口與外部的連接的同時，對第1缸室和第2缸室進(jìn)行工作油的供給和排出、或工作油的排出和供給的第1切換位置；至少連接蓄能口與第2缸室的第2切換位置；和至少連接蓄能口與第1缸室的第3切換位置，因此，通過將衰減控制閥切換到第1切換位置，從而能進(jìn)行油壓缸的收縮與膨脹。
另外，將衰減控制閥切換到第2切換位置，從而在油壓缸的收縮動作停止時，能獲得衰減效果而防止停止時沖擊的發(fā)生，同樣，將衰減控制閥切換到第3切換位置，從而在油壓缸的膨脹動作停止時，能獲得衰減效果而防止停止時沖擊的發(fā)生。
同時，動作停止時，蓄能器的第2活塞桿室內(nèi)的氣體被壓縮而能獲得勢能的蓄能效果，能在油壓缸下次啟動時發(fā)揮輔助力。
由此，通過蓄能器的蓄能和釋放其能量的過程，從而能進(jìn)行能量的回收與再利用，能謀求節(jié)能。
根據(jù)第2項所述的發(fā)明，不需要油壓缸與衰減控制閥間的管道，而使依照衰減控制閥進(jìn)行的油壓缸的驅(qū)動控制的響應(yīng)性良好。
根據(jù)第3項所述的發(fā)明，將方向切換閥與衰減控制閥一體或靠近配置，因此，能將與方向切換閥連接的工作油的給排用管道與高壓管道和低壓管道區(qū)別開，同時，能使管道內(nèi)的工作油的流動方向一定，謀求管道設(shè)計的最佳化。
另外，方向切換閥與衰減控制閥間的管道被縮短，因此，該管道內(nèi)的工作油的余量減少，由方向切換閥進(jìn)行的油壓缸的切換控制的響應(yīng)性提高。
根據(jù)第4項所述的發(fā)明，在衰減控制閥的第2切換位置，蓄能口及第2缸室介由第1節(jié)流裝置與第1給排管道連接，因此，通過調(diào)節(jié)第1節(jié)流裝置，從而在收縮動作停止時能進(jìn)行衰減的調(diào)節(jié)及蓄能的調(diào)節(jié)，另外，在衰減控制閥的第3切換位置，蓄能口及第1缸室介由第2節(jié)流裝置與第2給排管道連接，因此通過調(diào)節(jié)第2節(jié)流裝置，從而在膨脹動作停止時能進(jìn)行衰減的調(diào)節(jié)及蓄能的調(diào)節(jié)。
根據(jù)第5項所述的發(fā)明，將衰減控制閥切換到第2切換位置，從而進(jìn)行油壓缸的收縮與膨脹。
另外，通過切換到第2切換位置，從而在油壓缸的收縮動作停止時能獲得衰減效果而防止停止時沖擊的發(fā)生，同樣，通過切換到第3切換位置，從而在油壓缸的膨脹動作停止時，能獲得衰減效果而防止停止時沖擊的發(fā)生。
同時，動作停止時，蓄能器的第2活塞桿室內(nèi)的氣體被壓縮而能獲得勢能的蓄能效果，能在油壓缸下次啟動時發(fā)揮輔助力的作用。
由此，通過蓄能器的蓄能和釋放其能量的過程，從而能進(jìn)行能量的回收與再利用，能謀求節(jié)能。
根據(jù)第6項所述的發(fā)明，通過調(diào)節(jié)衰減控制閥的第2切換位置的第1節(jié)流裝置，在收縮動作停止時能進(jìn)行衰減的調(diào)節(jié)及蓄能的調(diào)節(jié)，另外，通過調(diào)節(jié)第3切換位置的第2節(jié)流裝置，在膨脹動作停止時能進(jìn)行衰減的調(diào)節(jié)及蓄能的調(diào)節(jié)。


圖1是本發(fā)明的油壓缸的概括剖視圖。
圖2是表示本發(fā)明的油壓缸的通常使用狀態(tài)的概括剖視圖。
圖3是表示本發(fā)明的油壓缸的通常使用狀態(tài)的概括剖視圖。
圖4是表示本發(fā)明的油壓缸的發(fā)揮沖擊吸收功能的狀態(tài)的概括剖視圖。
圖5是表示本發(fā)明的油壓缸的發(fā)揮沖擊吸收功能的狀態(tài)的概括剖視圖。
圖6是表示本發(fā)明的油壓缸的發(fā)揮沖擊吸收功能的狀態(tài)的概括剖視圖。
圖7是表示本發(fā)明的油壓缸的發(fā)揮沖擊吸收功能的狀態(tài)的概括剖視圖。
圖8是表示本發(fā)明的油壓缸的發(fā)揮沖擊吸收功能的狀態(tài)的概括剖視圖。
圖9是表示本發(fā)明的油壓缸的發(fā)揮沖擊吸收功能的狀態(tài)的概括剖視圖。
圖10(a)、(b)及(c)是表示本發(fā)明的實施例的油壓回路的油壓缸的油壓標(biāo)記的圖、蓄能器的油壓標(biāo)記的圖及內(nèi)置蓄能器的油壓缸的油壓標(biāo)記的圖。
圖11(a)及(b)是表示本發(fā)明的第1實施例的用于驅(qū)動內(nèi)置蓄能器的油壓缸的油壓回路中的油壓缸收縮時的圖及表示膨脹時的圖。
圖12(a)及(b)是表示本發(fā)明的第1實施例的用于驅(qū)動內(nèi)置蓄能器的油壓缸的油壓回路中的油壓缸收縮動作停止時的圖及表示膨脹動作停止時的圖。
圖13(a)、(b)及(c)是表示圖11、圖12所示的油壓回路中的油壓缸及衰減控制閥的油壓缸膨脹、收縮時的連接狀態(tài)的圖、表示收縮動作停止時的連接狀態(tài)的圖及表示膨脹動作停止時的連接狀態(tài)的圖。
圖14(a)及(b)是表示在圖13所示的油壓回路中取代衰減控制閥而適用內(nèi)置可變節(jié)流器的衰減控制閥時的油壓缸收縮動作停止時的連接狀態(tài)的圖及表示膨脹動作停止時的連接狀態(tài)的圖。
圖15(a)及(b)是表示本發(fā)明的第2實施例的用于驅(qū)動內(nèi)置蓄能器的油壓缸的油壓回路中的油壓缸收縮時的圖及表示膨脹時的圖。
圖16(a)及(b)是表示本發(fā)明的第2實施例的用于驅(qū)動內(nèi)置蓄能器的油壓缸的油壓回路中的油壓缸收縮動作停止時的圖及表示膨脹動作停止時的圖。
具體實施例方式
下面，對本發(fā)明的使用油壓缸的油壓回路的實施例進(jìn)行詳細(xì)敘述。
圖1是表示本發(fā)明的油壓缸1的概括剖視圖。
該油壓缸1，由嵌插在缸2內(nèi)、將該缸2劃成第1缸室3與第2缸室4的活塞5和一端固定該活塞5的活塞桿6構(gòu)成，在上述缸2的右端和活塞桿6的左端分別固定有活塞桿蓋7和缸蓋8，在活塞桿蓋7和缸蓋8上形成有用于連接作業(yè)工具等設(shè)備的孔。
另一方面，上述活塞桿6是由小徑的第1導(dǎo)向管10、圍繞該第1導(dǎo)向管10的中徑的第2導(dǎo)向管11和圍繞該第2導(dǎo)向管11的大徑的第3導(dǎo)向管12構(gòu)成的同心圓狀三重管構(gòu)造。
該第1～第3導(dǎo)向管10、11、12中的第1導(dǎo)向管10的右端與第2缸室4連通，左端與貫穿活塞桿蓋7設(shè)置的蓋側(cè)口20連通。
另外，第2導(dǎo)向管11，其右端介由貫穿活塞5設(shè)置的孔5a與第1缸室3連通，左端與貫穿活塞桿蓋7設(shè)置的底側(cè)口21連通。
另一方面，在最大徑的第3導(dǎo)向管12內(nèi)配置有作為主要構(gòu)成要素的具有沖擊吸收功能的蓄能器30。
該蓄能器30，由嵌插在第3導(dǎo)向管12內(nèi)將該第3導(dǎo)向管12內(nèi)劃成第1活塞桿室31和第2活塞桿室32的蓄能活塞33、填充到上述第2活塞桿室32中的壓縮性氣體34、貫穿活塞桿蓋7設(shè)置并與上述第1活塞桿室31連通的蓄能口22構(gòu)成。
還有，上述的上述蓋側(cè)口20、底側(cè)口21及蓄能口22，形成在活塞桿蓋7的相互鄰接的位置。
接下來，對上述的油壓缸1的作用進(jìn)行說明，并對構(gòu)成進(jìn)行更詳細(xì)的說明。
首先，作為通常使用的，在使活塞桿6膨脹時，使用由沒有圖示的油壓馬達(dá)及控制閥等構(gòu)成的工作油供給裝置，如圖2所示，從蓋側(cè)口20向第1導(dǎo)向管10內(nèi)壓送工作油A，從而在第2缸室4內(nèi)填充工作油。于是，介由活塞5活塞桿6如箭頭B膨脹。還有，活塞桿6膨脹時，填充在第1缸室3中的工作油介由孔5a流入第2導(dǎo)向管11內(nèi)，流入該第2導(dǎo)向管11內(nèi)的工作油介由底側(cè)口21如箭頭C被排出。
另一方面，作為通常使用的，在收縮活塞桿6時，如圖3所示，從底側(cè)口21向第2導(dǎo)向管11內(nèi)壓送工作油A，從而介由孔5a在第1缸室3內(nèi)填充工作油。于是，介由活塞5使活塞桿6如箭頭B收縮。還有，收縮活塞桿6時，填充在第2缸室4中的工作油流入第1導(dǎo)向管10內(nèi)，流入該第1導(dǎo)向管10內(nèi)的工作油介由蓋側(cè)口20如箭頭C被排出。
另一方面，作為通常使用，選取活塞桿6膨脹時為例，對在活塞桿6移動的任意位置停止活塞桿6的運(yùn)動的情形進(jìn)行說明。
此時，介由例如控制閥使圖2所示的工作油A的流入及工作油C的流出停止。
于是，滯留在第1缸室3內(nèi)的工作油利用活塞5的慣性力被壓縮，而這時，由于滯留在第1缸室3內(nèi)的工作油的非壓縮性而使滯留在該第1缸室3內(nèi)的工作油成為較大的阻力，活塞桿6驟然停止，準(zhǔn)確地定位停止在任意位置。還有，此時也形成和現(xiàn)有同樣的油壓缸功能，因此，理所當(dāng)然地存在缸本身發(fā)生較大沖擊的擔(dān)心。
另外，作為通常使用的，例如在活塞桿6收縮時要使該活塞桿6驟然停止在任意位置時，介由例如控制閥使圖3所示的工作油A的流入及工作油C的流出停止。
于是，滯留在第2缸室4內(nèi)的工作油利用活塞5的慣性力被壓縮，而這時，由于滯留在第2缸室4內(nèi)的工作油的非壓縮性而使滯留在該第2缸室4內(nèi)的工作油成為較大的阻力，活塞桿6驟然停止，準(zhǔn)確地定位停止在任意位置。還有，此時也形成和現(xiàn)有同樣的油壓缸功能，因此，理所當(dāng)然地存在缸本身發(fā)生較大沖擊的擔(dān)心。
再有，作為如上所述需要使活塞桿迅速地定位停止的情形，可以舉出例如在利用土木建筑機(jī)械進(jìn)行平整土地作業(yè)之際，要使與活塞桿連接的刮板或鏟斗等作業(yè)工具對地地面迅速且準(zhǔn)確地定位這樣的例子。
接下來，對上述本申請發(fā)明的油壓缸1的使用蓄能器30的沖擊吸收功能進(jìn)行說明。
如圖2所示，活塞桿6膨脹時，使用由蓄能器30產(chǎn)生的沖擊吸收功能，使活塞桿6的動作停止在缸2的底側(cè)時，如圖4所示，使用沒有圖示的控制閥等，停止從蓋側(cè)口20向第1導(dǎo)向管10內(nèi)壓送的工作油A的供給，同時，連通底側(cè)口21和蓄能口22，將從底側(cè)口21流出的第1缸室3的工作油C導(dǎo)到蓄能器30的第1活塞桿室31內(nèi)。
如此，將從底側(cè)口21流出的第1缸室3的工作油C導(dǎo)到蓄能器30的第1活塞桿室31內(nèi)，則，如圖5所示，利用由活塞5壓縮的工作油C的壓力推壓蓄能活塞33，而在該壓力F與由密封填充在第2活塞桿室32中的壓縮性氣體34產(chǎn)生的壓力G以蓄能活塞33為界相互平衡之前的期間，其壓力F逐漸衰減。
因此，使用蓄能器30，則基于利用了氣體34的壓縮性的蓄能器30的緩沖功能，而能吸收膨脹時驟然停止活塞桿6的情況所發(fā)生的沖擊。
同樣地，活塞桿6收縮時，使用由蓄能器30產(chǎn)生的沖擊吸收功能，使活塞桿6的動作停止在缸2的蓋側(cè)時，如圖6所示，使用沒有圖示的控制閥等，停止從底側(cè)口21向第2導(dǎo)向管11內(nèi)壓送的工作油A的供給，同時，連通蓋側(cè)口20和蓄能口22，將從蓋側(cè)口20流出的第2缸室4的工作油C導(dǎo)到蓄能器30的第1活塞桿室31內(nèi)。
如此，將填充在第2缸室中、從蓋側(cè)口20流出的工作油C導(dǎo)到蓄能器30的第1活塞桿室31內(nèi)，則如圖7所示，在由活塞5壓縮的工作油C的壓力F與密封填充在第2活塞桿室32中的壓縮性氣體34的壓力G以蓄能活塞33為界相互平衡之前的期間，工作油C的壓力逐漸衰減，從而，基于利用了氣體34的壓縮性的緩沖功能，而能吸收收縮時驟然停止活塞桿6的情況所發(fā)生的沖擊。
還有，上述說明中，對在缸2內(nèi)的活塞5的蓋側(cè)或底側(cè)停止該活塞5時發(fā)揮作用的蓄能器30的沖擊吸收功能進(jìn)行了詳細(xì)敘述，而理所當(dāng)然地，本發(fā)明的油壓缸1中，在缸2的活塞5的蓋側(cè)或底側(cè)之間的任意位置停止該活塞5時，也能使蓄能器30的沖擊吸收功能發(fā)揮作用。
即，如圖3所示，例如活塞桿6收縮時在任意位置停止活塞桿6的動作之際、使蓄能器30的沖擊吸收功能發(fā)揮作用的情況下，如圖8所示，使用沒有圖示的控制閥等，停止從底側(cè)口21向第2導(dǎo)向管11內(nèi)壓送的工作油A的供給，同時，連通蓋側(cè)口20和蓄能口22，將從蓋側(cè)口20流出的工作油C導(dǎo)到蓄能器30的第1活塞桿室31內(nèi)。
如此，將從蓋側(cè)口20流出的第2缸室4的工作油C導(dǎo)到蓄能器30的第1活塞桿室31內(nèi)，則如圖9所示，利用由活塞5壓縮的工作油C的壓力推壓蓄能活塞33，而在該壓力F與由密封填充在第2活塞桿室32中的壓縮性氣體34產(chǎn)生的壓力G以蓄能活塞33為界相互平衡之前的期間，其壓力F逐漸衰減。
因此，使用蓄能器30，則基于利用了氣體34的壓縮性的蓄能器30的緩沖功能，而同樣地能吸收在缸2內(nèi)的活塞5的蓋側(cè)和底側(cè)之間任意位置停止該活塞5時所發(fā)生的沖擊。
還有，上述實施例中，將蓄能器30只使用于油壓缸1的沖擊吸收功能，不過，理所當(dāng)然地還能作為油壓回路中的單獨(dú)蓄能器使用、作為本來功能的阻止油壓回路中的油壓脈動的單獨(dú)蓄能器使用，謀求油壓回路的小型化、緊湊化。
另外，上述各實施例中，以由蓄能器30產(chǎn)生的沖擊吸收功能為主對本申請發(fā)明的油壓缸1進(jìn)行了說明，不過，本申請發(fā)明的油壓缸1的蓄能器30，不僅僅是單一的沖擊吸收功能，也理所當(dāng)然地同時起到油壓缸1停止時的緩沖功能。
即，在輪式裝載機(jī)等建筑機(jī)械中，利用油壓缸驅(qū)動鏟斗，該鏟斗內(nèi)裝載沙土后停止油壓缸的驅(qū)動，可使該油壓缸達(dá)成保持狀態(tài)，其后，在鏟斗內(nèi)裝載沙土的狀態(tài)移動時，會擔(dān)心由于路面的起伏等車輛受到?jīng)_擊而振動從而沙土從鏟斗內(nèi)灑落。
為了防止這些，現(xiàn)有的油壓缸中，與向該油壓缸供給工作油的鏟斗缸油壓回路相獨(dú)立地連接有蓄能器，利用填充在該蓄能器內(nèi)的氣體的壓縮性來吸收上述車輛受到的沖擊或使之衰減，不過，本申請發(fā)明的油壓缸1的蓄能器30當(dāng)然也能在上述缸保持時發(fā)揮緩沖功能。
即，如圖9所示，若在活塞桿停止后保持油壓缸1時對該油壓缸1施加沖擊，則活塞桿上所固定的活塞5會發(fā)生移動，而對工作油C施加壓力，以該壓力推壓蓄能活塞33，而在該壓力F與由密封填充在第2活塞桿室32中的壓縮性氣體34產(chǎn)生的壓力G以蓄能活塞33為界相互平衡之前的期間，其壓力F逐漸衰減。
因此，本申請發(fā)明的油壓缸1的蓄能器30也不僅能在上述的缸保持時實施緩沖功能，而且還將蓄能器30配置在活塞桿6內(nèi)，因此，與如現(xiàn)有那樣與向油壓缸供給工作油的鏟斗缸油壓回路獨(dú)立地連接有蓄能器的情形相比較，能緊湊化地實現(xiàn)缸保持時的緩沖功能。
另外，根據(jù)本申請發(fā)明的油壓缸1，在使活塞桿6基于自重或負(fù)荷而向油壓缸1壓縮側(cè)自然落下之際，如圖7所示，使蓋側(cè)口20和蓄能口22連通，將從蓋側(cè)口20流出的第2缸室4的工作油C導(dǎo)到蓄能器30的第1活塞桿室31內(nèi)，從而，壓縮密封填充在第2活塞桿室32中的壓縮性氣體34，使之蓄能在蓄能器30，則接下來，在使油壓缸1的活塞桿6膨脹時，被蓄能在蓄能器30中的壓力介由工作油C被傳送到第2缸室4中而被釋放，因此，利用其蓄能的能量，容易使油壓缸1的活塞桿6膨脹，從而能謀求被蓄能在蓄能器30中的能量的回收和再利用而謀求節(jié)能化。還有，這種被蓄能在蓄能器30中的能量的回收和再利用，特別是在叉車和高處使用的高處作業(yè)車中使用本申請的油壓缸1時，其效果更大。
(實施例1)下面，對驅(qū)動內(nèi)置有上述的蓄能器30的油壓缸1的油壓回路的第1
油壓缸1由如圖10(a)所示的油壓標(biāo)記表示，蓄能器30由圖10(b)所示的油壓標(biāo)記表示。
因此，內(nèi)部配置蓄能器30的油壓缸1，由如圖10(c)所示的油壓標(biāo)記表示，蓋側(cè)口20、底側(cè)口21及蓄能口22等分別如圖10(c)所示。
圖11中，示出了用于驅(qū)動內(nèi)置有蓄能器30的油壓缸1的油壓回路。
在作業(yè)工具A側(cè)配置有油壓缸1和作為控制油壓缸1的閥的3位置切換閥即衰減控制閥v1，衰減控制閥v1與油壓缸1一體或靠近配置。
在車體B側(cè)具備積存工作油的油箱t、用于向作業(yè)工具A供給油箱t內(nèi)的工作油的油壓馬達(dá)p、單向閥g、限制回路壓力的安全閥rv和將油壓缸1切換成膨脹、收縮及保持動作的方向切換閥kv。
上述衰減控制閥v1，如圖13(a)所示，是5通3位置切換閥，在油壓缸1側(cè)，具備與蓄能器30連接的蓄能口ap1、ap2、ap3、與第2缸室4連接的第1伸縮口sp1、sp2、sp3、和與第1缸室3連接的第2伸縮口cp1、cp2、cp3，另外，在油壓馬達(dá)p、油箱t側(cè)，具備用于工作油的供給或工作油的排出的第1給排口ka1、ka2、ka3和第2給排口kb1、kb2、kb3。
并且，在如圖13(a)所示的第1切換位置v11，向蓄能器30的連接被隔斷，第1伸縮口sp1與第1給排管道kh1連接，第2伸縮口sp2與第2給排管道kh2連接，通過對第1缸室3與第2缸室4進(jìn)行工作油的給排，從而進(jìn)行油壓缸1的膨脹或收縮。
另外，如圖13(b)所示的第2切換位置v12，是向油壓缸1的第1缸室3供給工作油的同時排出第2缸室4內(nèi)的工作油而使油壓缸1收縮后，在收縮動作停止時被切換成的位置。
另外，如圖13(c)所示的第3切換位置v13，是向油壓缸1的第2缸室4供給工作油的同時排出第1缸室3內(nèi)的工作油而使油壓缸1膨脹后，在膨脹動作停止時被切換成的位置。
接下來，對上述油壓回路的油壓缸1的動作進(jìn)行說明。
收縮油壓缸1時，如圖11(a)所示，方向切換閥kv被切換成第1切換位置kv1，且衰減控制閥v1被切換成第1切換位置v11。
此時，工作油向油壓缸1的第1缸室3供給，同時第2缸室4內(nèi)的工作油被排出，油壓缸1收縮。此時，對蓄能器30的連接被隔斷，工作油的給排不進(jìn)行，因此蓄能器30不動作。
其后，若油壓缸1收縮到規(guī)定位置、到達(dá)停止位置，則如圖12(a)所示，方向切換閥kv被切換成第2切換位置kv2，且衰減控制閥v1被切換成第2切換位置v12。
此時，基于方向切換閥kv而使第2給排管道kh2向油壓馬達(dá)p的連接被隔斷，向第1缸室3供給工作油被停止，同時，第1給排管道kh1向油箱的連接被隔斷，從第2缸室4內(nèi)排出工作油被停止。
另外，衰減控制閥v1，如圖13(b)所示，在第2切換位置v12，蓄能口ap2與第1伸縮口sp2連接，第2缸室4內(nèi)的工作油被導(dǎo)到蓄能器30的第1活塞桿室31內(nèi)。
此時，如上所述，直到從第2缸室4被導(dǎo)到蓄能器30的第1活塞桿室31內(nèi)的工作油的壓力與密封填充在蓄能器30的第2活塞桿室32中的氣體34的壓力以蓄能活塞33為界相互平衡之前，進(jìn)行衰減運(yùn)動，能發(fā)揮緩沖功能，吸收進(jìn)行收縮活塞桿6動作后、使其停止時發(fā)生的收縮停止的沖擊，能防止沖擊的發(fā)生。
同時，能將油壓缸1的收縮動作的勢能作為蓄能器30的第2活塞桿室32內(nèi)的氣體34的壓力而蓄能。
在此，還可以將圖13所示的衰減控制閥v1形成如圖14所示，內(nèi)置有能調(diào)節(jié)節(jié)流的可變節(jié)流器(第1節(jié)流裝置)ks1、(第2節(jié)流裝置)ks2的衰減控制閥v2。
衰減控制閥v2，介由進(jìn)行工作油給排的第1給排管道kh1及第2給排管道kh2而與方向切換閥kv連接。
另外，如圖14(a)所示，在衰減控制閥v2的第2切換位置v22，蓄能口ap2′及第2缸室4介由可變節(jié)流器ks1與第1給排管道kh1連接，如圖14(b)所示，在衰減控制閥v2的第3切換位置v23′，蓄能口ap3′及第1缸室3介由可變節(jié)流器ks2與第2給排管道kh2連接。
還有，衰減控制閥v2，其構(gòu)成除在衰減控制閥v1中內(nèi)置可變節(jié)流器ks1、ks2以外，其他與衰減控制閥v1相同，因此，在衰減控制閥v1的構(gòu)成要素的符號上附加′來表示，并省略詳細(xì)的說明。
采用這種衰減控制閥v2時，如圖14(a)所示，在第2切換位置v22，向第1缸室3供給工作油被停止，同時，從第2缸室4內(nèi)排出工作油被停止，同時第2缸室4內(nèi)的工作油被導(dǎo)到蓄能器30的第1活塞桿室31內(nèi)。
此時，從第2缸室4排出的工作油部分通過可變節(jié)流器ks1流到第1給排管道kh1，因此，通過調(diào)節(jié)可變節(jié)流器ks1從而能進(jìn)行油壓缸1的收縮動作的衰減調(diào)節(jié)和由收縮動作產(chǎn)生的勢能的蓄能調(diào)節(jié)。
另一方面，在油壓缸1膨脹時，如圖11(b)所示，方向切換閥kv被切換成第3切換位置kv3，且衰減控制閥v1被切換成第1切換位置v11。
此時，工作油向油壓缸1的第2缸室4供給，同時第1缸室3內(nèi)的工作油被排出，油壓缸1膨脹。此時，對蓄能器30的連接被隔斷，工作油的給排不進(jìn)行，因此蓄能器30不動作。
其后，在油壓缸1膨脹到規(guī)定位置、到達(dá)停止位置時，如圖12(b)所示，方向切換閥kv被切換成第2切換位置kv2，且衰減控制閥v1被切換成第3切換位置v13。
此時，基于方向切換閥kv而使第1給排管道kh1向油壓馬達(dá)p的連接被隔斷，停止向第2缸室4供給工作油，同時，第2給排管道kh2向油箱的連接被隔斷，停止從第2缸室4內(nèi)排出工作油。
另外，衰減控制閥v1，如圖13(b)所示，在第3切換位置v13，蓄能口ap3與第2伸縮口sp3連接，第1缸室3內(nèi)的工作油被導(dǎo)到蓄能器30的第1活塞桿室31內(nèi)。
此時，如上所述，直到從第1缸室3被導(dǎo)到蓄能器30的第1活塞桿室31內(nèi)的工作油的壓力與密封填充在蓄能器30的第2活塞桿室32中的氣體34的壓力以蓄能活塞33為界相互平衡之前，進(jìn)行衰減運(yùn)動，能發(fā)揮緩沖功能，吸收進(jìn)行膨脹活塞桿6動作后、使其停止時發(fā)生的膨脹停止的沖擊，能防止沖擊的發(fā)生。
同時，能將油壓缸1的膨脹動作的勢能作為蓄能器30的第2活塞桿室32內(nèi)的氣體34的壓力而蓄能。
另外，如圖14所示，還可以將圖13所示的衰減控制閥v1形成為內(nèi)置有能調(diào)節(jié)節(jié)流的可變節(jié)流器(第1節(jié)流裝置)ks1、(第2節(jié)流裝置)ks2的衰減控制閥v2。
在采用這種衰減控制閥v2時，如圖14(b)所示，在第3切換位置v23，停止向第2缸室4供給工作油，同時，停止從第1缸室3內(nèi)排出工作油，同時第1缸室3內(nèi)的工作油被導(dǎo)到蓄能器30的第1活塞桿室31內(nèi)。
此時，從第1缸室3排出的工作油的一部分通過可變節(jié)流器ks2流到第2給排管道kh2，因此，通過調(diào)節(jié)可變節(jié)流器ks2從而能進(jìn)行油壓缸1的膨脹動作的衰減調(diào)節(jié)和由膨脹動作產(chǎn)生的勢能的蓄能調(diào)節(jié)。
這樣，基于使用衰減控制閥v2從而能使用可變節(jié)流器ks1、ks2的閥，進(jìn)行衰減調(diào)節(jié)和蓄能調(diào)節(jié)。
再有，在上述說明中，示例了將油壓缸1使用于起重機(jī)、推土機(jī)的刮板等、在其動作停止時施加衰減的情形，不過，在鏟斗起土等、油壓缸1停止之際不施加衰減而要進(jìn)行精密操作時，可以如圖12中將方向切換閥kv切換成第2切換位置kv2的同時、將衰減控制閥v1切換成第1切換位置v11。
根據(jù)上述構(gòu)成，能獲得用于驅(qū)動控制內(nèi)置有蓄能器30的油壓缸1的控制閥和油壓回路，油壓缸1的動作停止時能發(fā)揮緩沖功能，能吸收動作停止時發(fā)生的停止沖擊、防止沖擊的發(fā)生。
同時，能將油壓缸1的動作的勢能作為蓄能器30的第2活塞桿室32內(nèi)的氣體34的壓力而蓄能，能在油壓缸1下次啟動時作為輔助力發(fā)揮作用。
也就是說，通過蓄能器30的蓄能和釋放其能量的過程，從而能進(jìn)行能量的回收與再利用，能謀求節(jié)能。
另外，可以使用內(nèi)置有能調(diào)節(jié)節(jié)流的可變節(jié)流器ks1、ks2的衰減控制閥v2代替衰減控制閥v1，通過調(diào)節(jié)可變節(jié)流器ks1、ks2，能進(jìn)行衰減作用的調(diào)節(jié)和蓄能效果的調(diào)節(jié)。
在此，如圖11、12所示，方向切換閥kv設(shè)置在車體B側(cè)，另外，衰減控制閥v1、v2設(shè)置在作業(yè)工具A側(cè)。
因此，方向切換閥kv與衰減控制閥v1、v2間的第1給排管道kh1及第2給排管道kh2的管道距離長。
如上所述，在油壓缸1收縮時，如圖11(a)所示，向第1缸室3供給工作油，因此第2給排管道kh2中流動高壓的工作油，且從第2缸室4排出工作油，因此第1給排管道kh1中流動低壓的工作油。
相反，在油壓缸1膨脹時，如圖11(b)所示，由于向第2缸室4供給工作油，因此第1給排管道kh1中流動高壓的工作油，且從第1缸室3排出工作油，因此第2給排管道kh2中流動低壓的工作油。
如此，基于油壓缸1的動作，第1給排管道kh1和第2給排管道kh2中流動的工作油的壓力進(jìn)行低壓和高壓轉(zhuǎn)換，因此，第1給排管道kh1和第2給排管道kh2長時，有時在膨脹動作、收縮動作的切換時會發(fā)生延時，不能迅速地進(jìn)行切換的響應(yīng)。
另外，如上所述，第1給排管道kh1、第2給排管道kh2中，高壓的工作油和低壓的工作油分別呈相反方向流動。
為此，第1給排管道kh1、第2給排管道kh2都必須為強(qiáng)耐高壓性的管道，而且，若需要配置長管道則導(dǎo)致成本上升，特別是在大型車輛中存在成本上的不利。
(實施例2)圖15、圖16中示出了解決這些問題的第2實施例。
第2實施例，是將第1實施例的方向切換閥kv′與衰減控制閥v1′一體化或靠近設(shè)置。
為此，衰減控制閥v1′和方向切換閥kv′與油壓缸1′一體或靠近設(shè)置在作業(yè)工具A側(cè)。
此構(gòu)成中，連接作業(yè)工具A側(cè)的方向切換閥kv′與車體B側(cè)的油壓p等油壓設(shè)備的管道ks1、ks2形成長管道。
除上述以外的構(gòu)成，與第1實施例的構(gòu)成相同，因此，對相同的構(gòu)成要素附以相同符號來表示，詳細(xì)說明省略。
油壓缸1收縮時，如圖15(a)所示，方向切換閥kv′被切換成第1切換位置kv1′，另外，衰減控制閥v1′被切換成第1切換位置v11′。
為此，高壓的工作油經(jīng)過管道ks1向第1缸室3供給，同時第2缸室4內(nèi)的工作油以低壓經(jīng)過管道ks2排出。
圖16(a)中，示出了收縮動作停止時使第2缸室4內(nèi)的工作油流到蓄能器30中、而施行衰減作用的情形。
在油壓缸1膨脹時，如圖15(b)所示，方向切換閥kv′被切換成第3切換位置kv3′，另外，衰減控制閥v1′被切換成第1切換位置v11′。
并且，高壓的工作油經(jīng)過管道ks1向第2缸室4供給，同時第1缸室3內(nèi)的工作油以低壓經(jīng)過管道ks2排出。
圖16(b)中，示出了膨脹動作停止時使第1缸室3內(nèi)的工作油流到蓄能器30中、而施行衰減作用的情形。
根據(jù)上述構(gòu)成，方向切換閥kv′與衰減控制閥v1′一體化或靠近設(shè)置，因此，方向切換閥kv′與衰減控制閥v1′間的距離短，且管道可盡量地短，該管道的工作油給排中的從高壓向低壓的切換及從低壓向高壓的切換能順暢地進(jìn)行。
為此，油壓缸1的從膨脹動作向收縮動作的切換及從收縮動作向膨脹動作的切換能順暢且迅速地進(jìn)行，油壓缸1的動作切換的響應(yīng)性提高。
另外，如上所述，在油壓缸1的圖15(a)所示的收縮動作時及圖15(b)所示的膨脹動作時，常常是管道ks1中流動箭頭方向的高壓工作油，且管道ks2中流動箭頭方向的低壓工作油。
為此，關(guān)于連接作業(yè)工具A側(cè)的油壓設(shè)備和車體B側(cè)的油壓設(shè)備的管道ks1、ks2，能區(qū)分為管道ks1為高壓管道、管道ks2為低壓管道，且工作油的流動方向也能為一定方向，謀求管道ks1、ks2的設(shè)計的最佳化。
還有，也理所當(dāng)然地能將衰減控制閥v1′替換成上述內(nèi)置有能調(diào)節(jié)節(jié)流的可變節(jié)流器ks1、ks2的衰減控制閥v2(參照圖14)。
此時，若使用內(nèi)置可變節(jié)流器ks1、ks2的衰減控制閥v2，則通過調(diào)節(jié)可變節(jié)流器ks1、ks2，從而在油壓缸1的收縮動作停止時及膨脹動作停止時能進(jìn)行衰減作用的調(diào)節(jié)和蓄能效果的調(diào)節(jié)。
另外，上述實施例中，方向切換閥kv、kv′、衰減控制閥v1、v1′、v2，列舉了電磁閥的情形，不過，也可以是控制壓力等油壓式閥等其他方式的閥。
如以上說明，本發(fā)明提供能任意進(jìn)行由配置在活塞桿內(nèi)的蓄能器產(chǎn)生的沖擊吸收功能的執(zhí)行及其停止的油壓缸的最佳回路，因此，若是使用油壓缸的機(jī)械，則本發(fā)明能適用于起重機(jī)、推土機(jī)等建筑機(jī)械、沖壓機(jī)等工作機(jī)械等各種機(jī)械中。
權(quán)利要求
1.一種使用油壓缸的油壓回路，其使用的油壓缸具備在收縮動作時供給工作油的第1缸室、在膨脹動作時供給工作油的第2缸室、具有嵌插在活塞桿內(nèi)且將該活塞桿內(nèi)劃成第1和第2兩個活塞桿室的蓄能活塞及密封填充在上述第2活塞桿室內(nèi)的氣體的蓄能器、用于進(jìn)行向上述蓄能器的第1活塞桿室的工作油給排的蓄能口，其特征在于具備衰減控制閥，該衰減控制閥具有隔斷上述蓄能口與外部的連接的同時、對上述第1缸室和上述第2缸室進(jìn)行工作油的供給和排出、或工作油的排出和供給的第1切換位置，至少連接上述蓄能口與上述第2缸室的第2切換位置，至少連接上述蓄能口與上述第1缸室的第3切換位置。
2.根據(jù)權(quán)利要求項1所述的使用油壓缸的油壓回路，其特征在于與上述油壓缸一體或靠近配置上述衰減控制閥。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的使用油壓缸的油壓回路，其特征在于與衰減控制閥一體或靠近配置方向切換閥，該方向切換閥具有進(jìn)行向上述第1缸室供給工作油及從上述第2缸室排出工作油的第1切換位置、停止對上述第1缸室及上述第2缸室的工作油的給排的第2切換位置、進(jìn)行向上述第2缸室供給工作油及從上述第1缸室排出工作油的第3切換位置。
4.根據(jù)權(quán)利要求1～3中任意一項所述的使用油壓缸的油壓回路，其特征在于上述衰減控制閥介由進(jìn)行工作油給排的第1給排管道及第2給排管道而與上述方向切換閥連接，在上述衰減控制閥的第2切換位置，上述蓄能口及上述第2缸室介由第1節(jié)流裝置與上述第1給排管道連接，在上述衰減控制閥的第3切換位置，上述蓄能口及上述第1缸室介由第2節(jié)流裝置與上述第2給排管道連接。
5.一種衰減控制閥，用于驅(qū)動控制油壓缸，該油壓缸具備在收縮動作時供給工作油的第1缸室、在膨脹動作時供給工作油的第2缸室、具有嵌插在活塞桿內(nèi)且將該活塞桿內(nèi)劃成第1和第2兩個活塞桿室的蓄能活塞及密封填充在上述第2活塞桿室內(nèi)的氣體的蓄能器、用于進(jìn)行向上述蓄能器的第1活塞桿室的工作油給排的蓄能口，其特征在于該衰減控制閥具有隔斷上述蓄能口與外部的連接的同時、對上述第1缸室和上述第2缸室進(jìn)行工作油的供給和排出、或工作油的排出和供給的第1切換位置，至少連接上述蓄能口與上述第2缸室的第2切換位置，至少連接上述蓄能口與上述第1缸室的第3切換位置。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的衰減控制閥，其特征在于上述衰減控制閥上連接有進(jìn)行工作油的給排的第1給排管道及第2給排管道；在上述衰減控制閥的第2切換位置，上述蓄能口及上述第2缸室介由第1節(jié)流裝置與上述第1給排管道連接；在上述衰減控制閥的第3切換位置，上述蓄能口及上述第1缸室介由第2節(jié)流裝置與上述第2給排管道連接。
全文摘要
本發(fā)明提供一種使用油壓缸的油壓回路，該使用油壓缸的油壓回路，其特征在于具備衰減控制閥(v1)，該衰減控制閥(v1)具有隔斷蓄能口(22)與外部的連接的同時，對第1缸室(3)和第2缸室(4)進(jìn)行工作油的供給和排出、或工作油的排出和供給的第1切換位置(v11)；至少連接蓄能口(22)與第2缸室(4)的第2切換位置(v12)；至少連接蓄能口(22)與第1缸室(3)的第3切換位置(v13)。因此，其能任意進(jìn)行活塞桿的動作停止的沖擊吸收功能的執(zhí)行、調(diào)節(jié)及其功能解除。
文檔編號E02F9/22GK1611800SQ20041008777
公開日2005年5月4日 申請日期2004年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月28日
發(fā)明者東泉雅大, 二見達(dá)也, 金丸建二, 山本儀明 申請人:株式會社小松制作所, 小松賽諾爾株式會社