JPH0154563B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、往復動形アクチユエータの切換制御
装置に関するものである。

〔従来の技術〕

従来の往復動形アクチユエータ、例えばダイア
フラムポンプの切換制御装置は、第５図に示され
るように、中央の空圧供給室１から右側の給排気
口２を経て右側の空気圧（以後、右室３と呼ぶ）
に圧搾空気を供給するとともに、左方の空気室
（以後、左室４と呼ぶ）から左側の給排気口５、
切換弁体６、排気口７を介して大気に空気を排出
すると、両側のダイアフラム８間のセンターロツ
ド９が右方に移動しながら、右側のダイアフラム
８が右側のポンプ室１０から逆止弁１１を介して
吐出口１２に液を押出すとともに、左側のダイア
フラム８が左側のポンプ室１３に逆止弁１４を介
して吸込口１５から液を吸込む。そして、この作
用の終りに、上記ロツド９に嵌着されている左側
のブツシユ１６がこのロツド９に摺動自在の切換
作動体１７と係合して移動し、この切換作動体１
７が切換弁体６を右側に切換え、左右室の吸気と
排気とを逆にし、ロツド９およびダイアフラム８
を左方向駆動に切換えるものである。

このようにして、空圧駆動の場合は、ロツド９
が正常に進退してポンプ作用が継続される。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このような往復動形アクチユエータは空圧駆動
を油圧駆動とすることによりパワーアツプするこ
とができる。

しかし上記ダイアフラムポンプを油圧駆動とし
た場合は、空圧供給室１の圧が高まるため、この
圧により切換弁体６が強く上方に押付けられ、こ
の弁体６の摺動摩擦抵抗が非常に大きくなるた
め、切換え作用が正常に行われなくなる。

したがつて油圧駆動の場合は、軸方向に利いて
いる圧が左右でバランスが取れているため小さな
力で操作できるスプールにより油圧を切換える方
がよい。

例えば、左室４および右室３に油圧を給排制御
するメインバルブをスプール構造にし、このメイ
ンバルブを、センターロツドまたはダイアフラム
の進退動作に連動するパイロツトバルブから出力
されるパイロツト圧により切換えるようにしたも
のがある。

その場合問題となるのは、パイロツトバルブの
切換作動中にメインバルブ切換用のパイロツト圧
が出力することである。

このような場合は、パイロツトバルブのスプー
ルが完全に切換えられる前の不安定の状態でパイ
ロツト圧が発生してメインバルブが切換えられる
ため、緩速駆動の時は、メインバルブの早期切換
えによる誤動作（ハザード）が生ずるおそれがあ
り、ポンプの進退切換時に動作が停止してしまう
ことがある。

本発明の目的は、メインバルブ操作用のパイロ
ツト圧を制御するための切換制御装置において、
スプールの自己ホールド手段と、メインバルブに
対するパイロツト圧の作用を遅延させる手段とを
設けることにより、メインバルブの早期切換によ
る誤動作を防止しようとすることにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、スプリングリターン式パイロツト操
作形のメインバルブ２４により、往復動形アクチ
ユエータの両側の作動圧室２６，２７に対して給
排される作動圧を切換制御する装置において、固
定スリーブ４２の内周面に、相互にスプリング４
３を介して離反されるとともに上記アクチユエー
タの往復動部材３２の一方向および他方向への移
動最終段階で上記往復動部材３２と係合して上記
スプリング４３に抗し移動される供給圧制御用ス
プール４４とパイロツト圧制御用スプール４５と
を摺動自在に嵌着する。上記スリーブ４２は、上
記供給圧制御用スプール４４および上記パイロツ
ト圧制御用スプール４５が嵌合する大径内周面部
５５の片端部に上記パイロツト圧制御用スプール
４５の一部が嵌合する小径内周面部５６を設け、
この小径内周面部５６の開口端面にバルブシート
部５７を設け、このバルブシート部５７をスリー
ブ４２の一側の排圧室５８に臨ませ、上記バルブ
シート部５７に対してスリーブ４２の反対側の開
口端部６１に上記供給圧制御用スプール係止用の
ストツパ６２を設け、上記開口端部６１をスリー
ブ４２の他側の排圧室６３に臨ませ、この他側の
排圧室６３の側から順次に上記大径内周面部５５
に、上記供給圧制御用スプール４４の移動により
上記他側の排圧室６３に連通する自己ホールド圧
排出ポート６６と、パイロツト圧の供給を常時受
ける供給ポート６８と、相互にスリーブ第１外周
溝６９を介して連通する第１中間ポート７０およ
び第２中間ポート７１と、相互にスリーブ第２外
周溝７２を介して連通する第３中間ポート７３お
よび第４中間ポート７４とを設け、上記小径内周
面部５６にパイロツト圧出力ポート７５を設けて
なる。上記スリーブ第１外周溝６９は自己ホール
ド圧排出用の通路７６を介して上記自己ホールド
圧排出ポート６６に連通させる。上記供給圧制御
用スプール４４は、上記自己ホールド排出ポート
６６と排圧室６３との間を開閉する閉止部８１
と、上記供給ポート６８と第１中間ポート７０と
を連通するスプール外周溝８２とを設けてなる。
また上記パイロツト圧制御用スプール４５は、上
記第２中間ポート７１を開閉する端部外周凸部８
３と、上記第２中間ポート７１と第３中間ポート
７３とを連通するスプール第１外周溝８４と、上
記大径内周面部５５に密着嵌合するとともに上記
小径内周面部５６に係合する自己ホールド用凸部
８５と、上記第４中間ポート７４と上記パイロツ
ト圧出力ポート７５とを連通するスプール第２外
周溝８７と、上記バルブシート部５７を開閉する
弁体８９とを、軸方向に順次設けてなる。上記パ
イロツト圧出力ポート７５は上記メインバルブ２
４の片側のパイロツト圧作用部４１に連通する。
さらにこのパイロツト圧作用部４１でのメインバ
ルブ切換用パイロツト圧の発生を上記往復動部材
３２にて作動されるスプール４５の動作より遅ら
せ上記メインバルブ２４の切換を遅延させるパイ
ロツト圧遅延手段を設ける。このパイロツト圧遅
延手段としては、例えば、上記スプール第２外周
溝８７を介して、上記スリーブ４２の小径内周面
と大径内周面との間で嵌脱され上記第４中間ポー
ト７４とパイロツト圧出力ポート７５との間を開
閉する第１弁部８６と、上記バルブシート部５７
の内周面と上記排圧室５８との間で嵌脱されバル
ブシート部５７から排圧室５８へのパイロツト圧
の流出を押える第２弁部８８とを設けるか、また
はパイロツト圧出力ポート７５とメインバルブ２
４との間に、絞り抵抗と、室とからなる遅延回路
を設ける。

〔作 用〕

本発明は、例えば、往復動部材３２の右方への
移動最終段階において、この往復動部材３２が左
側スプール４５を一体的に右方に移動させる。こ
のときスプリング４３を圧縮する。左側スプール
４５の右側凸部８３がポート７１を開き、このポ
ート７１とポート７３，７４とが連通する。なお
その瞬時は、ポート７４とポート７５との間は第
１弁部８６により遮断されている。したがつてこ
の瞬時は、左側スプール４５の中央凸部８５の左
側部分の内圧は十分高くなるが、ポート７５にパ
イロツト油圧は発生しない。同時に、弁体８９が
バルブシート部５７に接近し、第１弁部８８がま
ず閉じる。次に、上記中央凸部８５の左側面と第
１弁部８６の右側面との間の受圧面積の相違に基
づく強力な差圧によつて左側スプール４５は右方
に押圧され、左側の弁体８９が完全に閉じられ、
左側スプール４５は高圧で自己ホールドされる。
同時に第１弁部８６がポート７４とポート７５と
の間の通路を開く。結果的に、ポート７４へのパ
イロツト圧供給からスプール４５を自己ホールド
するために遅延時間をおいてポート７５にパイロ
ツト圧が発生する。このポート７５からのパイロ
ツト圧がメインバルブ２４を切換える。このよう
なメインバルブ２４の切換により、アクチユエー
タの両側の作動圧室２６，２７に対する作動圧の
給排が逆転するので、アクチユエータは左方へ駆
動され、往復動部材３２も左方へ移動する。この
ような切換動作が左右で繰返し行われる。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を第１図ないし第４図
に基づき詳細に説明する。

第２図は往復動形アクチユエータとしてダイア
フラムポンプを示し、例えば、ボデー２１の油圧
供給口２２から供給油路２３、メインバルブ２４
（片方向パイロツト操作形スプリングリターン式
４方弁）、さらに右側の給排油路２５を経て右側
の作動圧室（以後、右室２６と呼ぶ）に圧油を供
給するとともに、左方の作動圧室（以後、左室２
７と呼ぶ）から左側の給排油路２８さらにメイン
バルブ２４を経て図示しないタンクに作動油を排
出する。

そうすると、両側のダイアフラム３１間に設け
た往復動部材としてのセンターロツド３２が右方
に移動しながら、右側のダイアフラム３１が右側
のポンプ室３３から逆止弁３４を介して吐出口３
５に液を押出すとともに、左側のダイアフラム３
１が左側のポンプ室３６に逆止弁３７を介して吸
込口３８から液を吸込む。

そして、この作用の終りに、上記ボデー２１に
装着されている切換制御装置が、第１図に示され
るリターンスプリング式メインバルブ２４のパイ
ロツト圧作用部４１にパイロツト油圧を供給し、
ポンプの右室２６および左室２７に対する圧油供
給と排出とを逆にし、ロツド３２およびダイアフ
ラム３１を左方向駆動に切換える。

この第１図に示されているように、上記ダイア
フラムポンプの往復ロツド３２の外周面と、ボデ
ー２１に嵌着された固定スリーブ４２の内周面と
の間に相互にスプリング４３を介して離反される
供給圧制御用スプール４４と、パイロツト圧制御
用スプール４５とを摺動自在に嵌着する。さらに
上記往復ロツド３２に、このロツド３２の移動最
終段階で上記供給圧制御用スプール４４と係合し
てこのスプール４４をスプリング４３に抗し移動
させる一側のブツシユ４６の段部４７と、上記パ
イロツト圧制御用スプール４５と係合してこのス
プール４５をスプリング４３に抗し移動させる他
側のブツシユ４８の段部４９とを設ける。

上記スプール４４，４５は、それぞれ上記段部
４７，４９と係合するとともに上記スプリング４
３の受け部でもある凸部５１，５２を内周面に全
周にわたつて突設してなる。

また上記スリーブ４２は、上記供給圧制御用ス
プール４４および上記パイロツト圧制御用スプー
ル４５が嵌合する大径内周面部５５の片端部に上
記パイロツト圧制御用スプール４５の一部が嵌合
する水径内周面部５６を一体的に螺着し、この小
径内周面部５６の開口端面にバルブシート部５７
を設け、このバルブシート部５７をタンクに連通
するスリーブ４２の一側の排圧室５８に臨ませ
る。また上記バルブシート部５７に対してスリー
ブ４２の反対側の開口端部６１に上記供給圧制御
用スプール係止用のストツパ６２を設け、さらに
上記開口端部６１を、タンクに連通するスリーブ
４２の他側の排圧室６３に臨ませる。またこの他
側の排圧室６３の側から順次に上記大径内周面部
５５に、上記供給圧制御用スプール４４の移動に
より上記他側の排圧室６３に連通する自己ホール
ド圧排出ポート６６と、ボデー２１の供給油孔６
７から圧油の供給を常時受ける供給ポート６８
と、相互スリーブ第１外周溝６９を介して連通す
る第１中間ポート７０および第２中間ポート７１
と、相互にスリーブ第２外周溝７２を介して連通
する第３中間ポート７３および第４中間ポート７
４とを設け、上記小径内周面部５６にパイロツト
圧出力ポート７５を設けてなる。

このパイロツト圧出力ポート７５は上記メイン
バルブ２４のパイロツト圧作用部４１に連通す
る。

上記スリーブ第１外周溝６９は、ボデー２１に
穿設した自己ホールド圧排出用の通路７６を介し
て上記自己ホールド圧排出ポート６６に連通させ
る。

上記供給圧制御用スプール４４は、上記自己ホ
ールド圧排出ポート６６と排圧室６３との間を開
閉する閉止部８１と、上記供給ポート６８と第１
中間ポート７０とを連通するスプール外周溝８２
とを全周にわたつて設けてなる。

また上記パイロツト圧制御用スプール４５は、
上記第２中間ポート７１を開閉する端部外周凸部
８３と、上記第２中間ポート７１と第３中間ポー
ト７３とを連通するスプール第１外周溝８４と、
上記大径内周面部５５に密着嵌合するとともに上
記小径内周面部５６に係合する全周にわたる自己
ホールド用凸部８５と、上記スリーブ４２の小径
内周面と大径内周面との間で嵌脱され上記第４中
間ポート７４とパイロツト圧出力ポート７５との
間を開閉するパイロツト圧遅延手段としての全周
にわたる第１弁部８６と、上記第４中間ポート７
４と上記パイロツト圧出力ポート７５とを連通す
るスプール第２外周溝８７と、上記バルブシート
部５７の内周面と上記排圧室５８との間で嵌脱さ
れバルブシート部５７から排圧室５８へのパイロ
ツト圧の流出を押えるパイロツト圧遅延手段とし
ての全周にわたる第２弁部８８と、上記バルブシ
ート部５７を開閉する弁体としてのリングバルブ
８９とを、軸方向に順次設ける。

次に、この実施例の動作を説明する。なおポー
ト６６とポート７０は通路７６を介して連通して
おり、またポート６８には常時油圧が供給されて
いる。

１ 第１図に示されるメインバルブ状態では、左
室２７の油圧はタンクに戻るとともに、右室２
６に油圧が供給される。

２ ダイアフラム３１が右方に膨出する。

３ ロツド３２も右方に移動する。

４ このロツド３２の移動最終段階において、ロ
ツド３２の左方の段部４９が左側スプール４５
を右方に移動させる。このときスプリング４３
を圧縮する。

５ 左側スプール４５の右側凸部８３がポート７
１を開き、このポート７１とポート７３，７４
とが連通する。なおその瞬間は、ポート７４と
ポート７５との間は第１弁部８６により遮断さ
れている。

６ したがつてこの瞬間は、左側スプール４５の
凸部８５の左側面にかかる内圧は十分高くなる
が、ポート７５にパイロツト油圧は発生しな
い。

７ 同時に、リングバルブ８９がバルブシート部
５７に接近し、リングバルブ８９の右側の第２
弁部８８がまず閉じる。

８ 次に、左側スプール４５の中央凸部８５の左
側面と第１弁部８６の右側面との間の受圧面積
の相違に基づく強力な差圧によつて左側スプー
ル４５は右方に押圧され、第３図に示されるよ
うにリングバルブ８９が完全に閉じられ、左側
スプール４５は高圧で自己ホールドされる。

９ 同時に第１弁部８６がポート７４とポート７
５との間に通路を開く。

10 結果的に、ポート７４への油圧供給からスプ
ール４５を自己ホールドするための遅延時間を
おいてポート７５にパイロツト油圧が発生す
る。

11 ポート７５からのパイロツト油圧がメインバ
ルブ２４を第３図に示すように切換える。

12 右室２６にかかつていた油圧はタンクに戻
る。

13 同時に左室２７に油圧が供給され、ダイアフ
ラム３１は左方へ移動する。

14 ロツド３２も左方へ移動する。

15 この動作の終りにおいて、ロツド３２の右側
の段部４７が右側スプール４４を左方へ移動す
る。

16 第４図に示されるように、ポート６８が閉じ
られるとともに、ポート６６が右側の排圧室６
３に連通する。

17 ポート７０，７１，７３，７４の油圧は、通
路７６、ポート６６を通つて右側の排圧室６３
に抜け、タンクへ排出される。

18 したがつて左側スプール４５の中央凸部８５
にかかつていた差圧がなくなるので、圧縮され
たスプリング４３の復元力でこの左側スプール
４５は瞬時にかつ確実に左方へ移動する。

19 このとき最初は第２弁部８８が閉じているの
で、メインバルブ２４に作用しているパイロツ
ト油圧が直ちに消えることがなく、この第２弁
部８８がバルブシート部５７から外れるまでの
僅かな遅延時間をおいて、第４図に示されるよ
うにリングバルブ８９が開放される。

20 同時にポート７１が閉じられる。

21 メインバルブ２４のパイロツト圧は、ポート
７５からリングバルブ５７の開口を経てタンク
に抜け、零となる。

22 メインバルブ２４のスプールは、リターンス
プリング９１により第４図に示される状態に切
換わる。

23 １に戻つて同じ動作を繰返す。

以上の実施例では、パイロツト圧遅延手段とし
て、第１および第２弁部８６，８８を設けたが、
このパイロツト圧遅延手段としては、ポート７５
とメインバルブ２４との間のパイロツト圧路９２
を細くするなどして、そこに絞り抵抗を与えると
ともに、メインバルブ２４内のパイロツト圧作用
室を電気回路におけるコンデンサとして機能させ
ることにより、RC回路（遅延回路）を設けるよ
うにしてもよい。上記パイロツト圧路９２中に、
Ｒ要素である絞り抵抗と、Ｃ要素である室を特別
に設けるようにしてもよい。なお、上記弁部８
６，８８を設ければ、このRC回路は必要ない。

さらに、以上の実施例では、スプール４４，４
５を移動させる往復動部材としてセンターロツド
３２を選択したが、本発明は必ずしもこれに限定
されるものではなく、例えば、上記往復動部材と
して、ダイアフラム３１を挾持するセンターデイ
スク９５を選択するとともに、センターロツド３
２から独立させてボデー２１にスプール４４，４
５を組込み、このスプール４４，４５の端面に突
設したピンを左右室２６，２７に突出させ、その
スプール４４，４５のピンを左右のダイアフラム
３１のセンターデイスク９５によつて、このデイ
スク９５の移動最終段階で押圧し、スプール４
４，４５を移動させるようにしてもよい。

また、本発明が適用される往復動形アクチユエ
ータは、実施例のダイアフラムポンプに限られな
い。複動形シリンダでもよい。

〔発明の効果〕

本発明によれば、スリーブの大径内周面部に密
着嵌合するとともに小径内周面部に係合する自己
ホールド用凸部と、スリーブのバルブシート部を
開閉する弁体とからなる自己ホールド手段をスプ
ールに設け、さらにメインバルブのパイロツト圧
作用部でのメインバルブ切換実効圧の発生をアク
チユエータの往復動部材にて作動されるスプール
の初動作より遅らせ上記メインバルブの切換を遅
延させるパイロツト圧遅延手段を設けたから、ス
プールの切換初動作からメインバルブ切換用パイ
ロツト実効圧の発生までの間に確実に所定の時間
差を生じさせ、その間に作動圧によるスプールの
自己ホールドを確実に行なわせることができ、メ
インバルブの早期切換による往復動アクチユエー
タの動作停止（ハザード）等の誤動作を防止する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の往復動形アクチユエータの切
換制御装置の一実施例を示す断面図、第２図はそ
のアクチユエータの断面図、第３図および第４図
は上記制御装置の作用を説明する断面図、第５図
は従来例を示す断面図である。 ２４…メインバルブ、２６，２７…往復動形ア
クチユエータの両側の作動圧室、３２…往復動部
材としてのセンターロツド、４１…メインバルブ
のパイロツト圧作用部、４２…固定スリーブ、４
３…スプリング、４４…供給圧制御用スプール、
４５…パイロツト圧制御用スプール、５５…大径
内周面部、５６…小径内周面部、５７…バルブシ
ート部、５８，６３…排圧室、６１…開口端部、
６２…ストツパ、６６…自己ホールド圧排出ポー
ト、６８…供給ポート、６９…スリーブ第１外周
溝、７０…第１中間ポート、７１…第２中間ポー
ト、７２…スリーブ第２外周溝、７３…第３中間
ポート、７４…第４中間ポート、７５…パイロツ
ト圧出力ポート、７６…自己ホールド圧排出用の
通路、８１…閉止部、８２…スプール外周溝、８
３…端部外周凸部、８４…スプール第１外周溝、
８５…自己ホールド用凸部、８７…スプール第２
外周溝、８９…弁体としてのリングバルブ、８
６，８８…パイロツト圧遅延手段としての第１弁
部、第２弁部。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ スプリングリターン式パイロツト操作形のメ
   インバルブにより、往復動形アクチユエータの両
   側の作動圧室に対して給排される作動圧を切換制
   御する装置において、固定スリーブの内周面に、
   相互にスプリングを介して離反されるとともに上
   記アクチユエータの往復動部材の一方向および他
   方向への移動最終段階で上記往復動部材と係合し
   て上記スプリングに抗し移動される供給圧制御用
   スプールとパイロツト圧制御用スプールとを摺動
   自在に嵌着し、上記スリーブは、上記供給圧制御
   用スプールおよび上記パイロツト圧制御用スプー
   ルが嵌合する大径内周面部の片端部に上記パイロ
   ツト圧制御用スプールの一部が嵌合する小径内周
   面部を設け、この小径内周面部の開口端面にバル
   ブシート部を設け、このバルブシート部をスリー
   ブの一側の排圧室に臨ませ、上記バルブシート部
   に対してスリーブの反対側の開口端部に上記供給
   圧制御用スプール係止用のストツパを設け、上記
   開口端部をスリーブの他側の排圧室に臨ませ、こ
   の他側の排圧室の側から順次に上記大径内周面部
   に、上記供給圧制御用スプールの移動により上記
   他側の排圧室に連通する自己ホールド圧排出ポー
   トと、パイロツト圧の供給を常時受ける供給ポー
   トと、相互にスリーブ第１外周溝を介して連通す
   る第１中間ポートおよび第２中間ポートと、相互
   にスリーブ第２外周溝を介して連通する第３中間
   ポートおよび第４中間ポートとを設け、上記小径
   内周面部にパイロツト圧出力ポートを設け、上記
   スリーブ第１外周溝は自己ホールド圧排出用の通
   路を介して上記自己ホールド圧排出ポートに連通
   させ、上記供給圧制御用スプールは、上記自己ホ
   ールド圧排出ポートと排圧室との間を開閉する閉
   止部と、上記供給ポートと第１中間ポートとを連
   通するスプール外周溝とを設け、上記パイロツト
   圧制御用スプールは、上記第２中間ポートを開閉
   する端部外周凸部と、上記第２中間ポートと第３
   中間ポートとを連通するスプール第１外周溝と、
   上記大径内周面部に密着嵌合するとともに上記小
   径内周面部に係合する自己ホールド用凸部と、上
   記第４中間ポートと上記パイロツト圧出力ポート
   とを連通するスプール第２外周溝と、上記バルブ
   シート部を開閉する弁体とを、軸方向に順次設
   け、上記パイロツト圧出力ポートを上記メインバ
   ルブの片側のパイロツト圧作用部に連通し、この
   パイロツト圧作用部でのメインバルブ切換圧の発
   生を上記往復動部材にて作動されるスプールの動
   作より遅らせ上記メインバルブの切換を遅延させ
   るパイロツト圧遅延手段を設けたことを特徴とす
   る往復動形アクチユエータの切換制御装置。 ２ パイロツト圧遅延手段として、上記スプール
   第２外周溝を介して、上記スリーブの小径内周面
   と大径内周面との間で嵌脱され上記第４中間ポー
   トとパイロツト圧出力ポートとの間を開閉する第
   １弁部と、上記バルブシート部の内周面と上記排
   圧室との間で嵌脱されバルブシート部から排圧室
   へのパイロツト圧の流出を押える第２弁部とを設
   けたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の往復動形アクチユエータの切換制御装置。 ３ パイロツト圧遅延手段として、パイロツト圧
   出力ポートとメインバルブとの間に、絞り抵抗
   と、室とからなる遅延回路を設けたことを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の往復動形アクチ
   ユエータの切換制御装置。