JPH0217721B2 - - 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４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を経て右側の空気室（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に液を押出するとともに、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
１７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、軸方向の小さな
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、パイロツト操作形のメインバルブ２
４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、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と係合して移動されるスプール４３を摺
動自在に嵌着する。

上記スリーブ４２は、大径内周面部４８の両端
部に小径内周面部４９を設け、この両端の小径内
周面部４９の開口端面にバルブシート部５０を設
け、この両端のバルブシート部５０を両端の排圧
室５１に臨ませ、中央部に供給圧を受ける供給ポ
ート５５を設け、この供給ポート５５を中心に上
記大径内周面部４８の軸方向両側に、相互に外周
溝５６を介して連通する第１中間ポート５７およ
び第２中間ポート５８を設け、上記両端の小径内
周面部４９にパイロツト圧出力ポート５９を設け
てなる。また上記スプール４３は、中央部に上記
供給ポート５５に対応する中央凸部６２を設け、
この中央凸部６２の両側に、上記供給ポート５５
と第１中間ポート５７とを連通する第１外周溝６
３と、上記第１中間ポート５５と第２中間ポート
５８との間の大径内周面に密着嵌合する自己ホー
ルド用凸部６４と、上記第２中間ポート５８と上
記出力ポート５９とを連通する第２外周溝６６
と、上記バルブシート部５０を開閉する弁体６８
とを、上記中央凸部６２から軸方向両側に順次設
けてなる。上記両側のパイロツト圧出力ポート５
９は上記メインバルブ２４の両側のパイロツト圧
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圧の発生を上記
往復動部材３２にて作動されるスプール４３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４３の第２外周溝６６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２中間ポート５８とパイロツト圧出力ポー
ト５９との間を開閉する第１弁部６５と、上記バ
ルブシート部５０の内周面と上記排圧室５１との
間で嵌脱されバルブシート部５０から排圧室５１
へのパイロツト圧の流出を押える第２弁部６７と
を設けたり、またはパイロツト圧出力ポート５９
とメインバルブ２４との間に、絞り抵抗と、室と
からなる遅延回路を設けたりする。

〔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、往復動部材３２がスプー
ル４３を一体的に右方に移動させ、供給ポート５
５が左側のポート５７，５８に連通する。なおそ
の瞬間は、左側のポート５８とポート５９との間
は左側の第１弁部６５により遮断されている。し
たがつてこの瞬間は、スプール４３の左側凸部６
４の左側部分の内圧は十分高くなるが、左側出力
ポート５９にパイロツト油圧は発生しない。同時
に、左側の弁体６８がバルブシート部５０に接近
し、この弁体６８が徐々に閉じる。そしてスプー
ル４３の左側凸部６４の左側面にかかる油圧によ
つてスプール４３は右方に押圧され、左側の弁体
６８が完全に閉じられ、スプール４３は上記左側
凸部６４の左側面にかかる油圧により自己ホール
ドされる。同時に左側の第１弁部６５がポート５
８とポート５９との間の通路を開く。結果的に、
ポート５８への油圧供給からスプール４３を自己
ホールドするための遅延時間をおいてパイロツト
圧出力ポート５９にパイロツト圧が発生する。こ
のポート５９からのパイロツト圧がメインバルブ
２４を切換える。このときメインバルブ２４の右
側パイロツト圧は、右側のポート５９から右側の
バルブシート部５０の端面開口および右側の排圧
室５１を経てタンクにドレンされる。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３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のダ
イアフラムポンプを示し、例えば、油圧源に連通
されるボデー２１の油圧供給口２２から供給油路
２３、メインバルブ２４（両方向パイロツト操作
形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
るように、メインバルブ２４の左右両側のパイロ
ツト圧作用部４１に作用するパイロツト圧を切換
え、ポンプの右室２６、左室２７に対する作動油
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２
１に嵌着された固定スリーブ４２の内周面との間
にスプール４３を摺動自在に嵌着し、上記ロツド
３２に、このロツド３２の移動最終段階でスプー
ル４３と係合してこのスプール４３を移動させる
一側のブツシユ４４による段部４５および他側の
ブツシユ４６による段部４７を設ける。

上記スリーブ４２は、大径内周面部４８の両端
部に小径内周面部４９を一体的に螺着し、この両
端の小径内周面部４９の開口端面にバルブシート
部５０を設け、この両端のバルブシート部５０を
タンクに連通する両端の排圧室５１に臨ませ、ま
た中央部にボデー２１の供給油孔５４から圧油の
供給を常時受ける供給ポート５５を設け、この供
給ポート５５を中心に上記大径内周面部４８の軸
方向両側に、相互に外周溝５６を介して連通する
第１中間ポート５７および第２中間ポート５８を
設け、また上記両端の小径内周面部４９にパイロ
ツト圧出力ポート５９を設けてなる。この両側の
パイロツト圧出力ポート５９は上記メインバルブ
２４の両端のパイロツト圧作用部４１に連通す
る。

また上記スプール４３は、内周面中央部に上記
両側のブツシユ４４，４６と係合する係合凸部６
１を設け、また外周面中央部に上記供給ポート５
５に対応する中央凸部６２を全周にわたつて設
け、この中央凸部６２の両側に、上記供給ポート
５５と第１中間ポート５７とを連通する第１外周
溝６３と、上記第１中間ポート５７と第２中間ポ
ート５８との間の大径内周面に密着嵌合する全周
にわたる自己ホールド用凸部６４と、上記スリー
ブ４２の大径内周面と小径内周面との間で嵌脱さ
れ上記第２中間ポート５８とパイロツト圧出力ポ
ート５９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６５と、上記第２
中間ポート５８と上記出力ポート５９とを連通す
る第２外周溝６６と、上記バルブシート部５０の
内周面と上記排圧室５１との間で嵌脱されバルブ
シート部５０から排圧室５１へのパイロツト圧の
流出を押える第２弁部６７と、上記バルブシート
部５０を開閉する弁体としてのリングバルブ６８
とを、上記中央凸部６２から軸方向両側に順次に
かつ左右対称に設ける。

前記自己ホールド用凸部６４は、図示されてい
るようにＯリングを介して前記大径内周面部４８
に嵌合され、高密着性が保たれているが、前記第
１弁部６５は、図示されているようにＯリングを
用いることなくスプールの移動自在性を確保する
上で必要であるとともに加工精度上からも設けざ
るを得ない間〓からの若干のリークを期待して、
小径内周面部４９に直接嵌合されている。

次に、この実施例の動作を説明する。なおポー
ト５５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、ポ
ンプの左室２７の油圧はタンクに戻るととも
に、右室２６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 ロツド３２の移動最終段階において、ロツド
３２の左側の段部４５がスプール４３を右方に
移動させる。

５ 供給ポート５５が左側のポート５７，５８に
連通する。なおその瞬間は、左側のポート５８
とポート５９との間は第１弁部６５により遮断
されている。

６ したがつてこの瞬間は、スプール４３の左側
凸部６４の左側部分の内圧は十分高くなるが、
左側ポート５９にパイロツト油圧は発生しな
い。

７ 同時に、左側リングバルブ６８がバルブシー
ト部５０に接近し、左側の第２弁部６７がまず
閉じる。

８ 次に、スプール４３の左側凸部６４の左側面
にかかる油圧によつてスプール４３は右方に押
圧され、第３図に示されるように、左側リング
バルブ６８が完全に閉じられ、スプール４３は
上記左側凸部６４の左側面にかかる油圧により
自己ホールドされる。

９ 同時に左側の第１弁部６５がポート５８とポ
ート５９との間の通路を開く。

10 結果的に、第２中間ポート５８への油圧供給
からスプール４３を自己ホールドするための遅
延時間をおいて左側ポート５９にパイロツト油
圧が発生する。

11 この左側ポート５９からのパイロツト油圧が
パイロツト圧路７１を介してメインバルブ２４
を第３図に示すように切換える。

12 このときメインバルブ２４の右側パイロツト
圧油は、右側ポート５９から右側リングバルブ
６８の開口および右側の排圧室５１を経てタン
クにドレンされる。

13 ポンプでは右室２６にかかつていた油圧がタ
ンクに戻る。

14 同時に左室２７に油圧が供給され、ダイアフ
ラム３１は左方へ膨出する。

15 ロツド３２も左方へ移動する。

16 この動作の終りにおいて、ロツド３２の右側
段部４７がスプール４３を左方へ移動する。

17 供給ポート５５が右側のポート５７，５８に
連通する。なおその瞬間は、この右側のポート
５８とポート５９との間は右側の第１弁部６５
により遮断されている。

18 したがつてこの瞬間は、スプール４３の右側
凸部６４の右側部分の内圧は十分高くなるが、
右側出力ポート５９にパイロツト油圧は発生し
ない。

19 左右の第１弁部６５において、スプールの移
動自在性を確保する上で必要であるとともに加
工精度上からも設けざるを得ない間〓からの若
干の圧油リークが左右ともに生ずるが、右側凸
部６４の右側部分には供給ポート５５から圧油
が供給されるので、左側凸部６４の左側部分か
ら左側の第１弁部６５を経た左側の排圧室５１
への圧油リークをともないながら、スプール４
３の右側凸部６４の右側面にかかる油圧によつ
てスプール４３は左方に押圧され、右側リング
バルブ６８がバルブシート部５０に接近し、右
側の第２弁部６７がまず閉じる。

20 さらに、スプール４３が左方に移動すると、
右側リングバルブ６８が完全に閉じられ、スプ
ール４３は上記右側凸部６４の右側面にかかる
油圧により自己ホールドされる。

21 同時に右側の第１弁部６５が右側ポート５８
と右側出力ポート５９との間の通路を開く。

22 結果的に、右側ポート５８への油圧供給から
スプール４３を自己ホールドするための遅延時
間をおいて右側ポート５９にパイロツト油圧が
発生する。

23 この右側ポート５９からのパイロツト油圧が
パイロツト圧路７２を介してメインバルブ２４
を第１図に示すように切換える。

24 なお上記スプール４３の左方への切換えにお
いて、スプールの左側では、最初は第３図に示
されるように左側の第２弁部６７が閉じている
ので、メインバルブ２４の左側部に作用してい
たパイロツト油圧が直ちに消えることがなく、
この左側第２弁部６７がバルブシート部５０か
ら外れるまでの僅かな遅延時間をおいて、左側
リングバルブ６８が開口され、メインバルブ２
４の左側バイロツト圧油は、左側のポート５９
から左側のリングバルブ６８の開口を経て左側
の排圧室５１にドレンされ、零となる。

25 同時に左側ポート５８が左側の第１弁部６５
により閉じられる。

26 １に戻つて同じ動作を繰返す。

なお、上記左右の凸部６４の側面に作用してス
プール４３を自己ホールドする油圧があまりにも
高圧であると、左右のリングバルブ６８を開口す
る時にロツド３２にかかる抵抗も大きく、円滑な
往復動に支障が生ずる恐れもあるので、それを防
止するため、供給ポート５５への油圧供給路５４
に絞り抵抗を設けたり、リングバルブ６８の封止
面に極細のリーク溝を付けるなどして自己ホール
ド油圧が高くなりすぎないようにし、ロツド３２
によるスプール４３の切換初動作を容易にすると
よい。

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６５，６７を設けたが、
このパイロツト圧遅延手段としては、ポート５９
とメインバルブ２４との間のパイロツト圧路７
１，７２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のパイロツト
圧作用室を電気回路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７
１，７２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６５，６７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４３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８
１を選択するとともに、センターロツド３２から
独立させてボデー２１にスプール４３を組込み、
このスプール４３の両端面に突設したピンを右左
室２６，２７に突出させ、そのスプール４３のピ
ンを左右のダイアフラム３１のセンターデイスク
８１によつて、このデイスク８１の移動最終段階
で押圧し、スプール４３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。復動形シリンダでもよい。

〔発明の効果〕

本発明によれば、スリーブの第１中間ポートと
第２中間ポートとの間の大径内周面に密着嵌合す
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図は上記制御装
置の作用を説明する断面図、第４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……パイ
ロツト圧作用部、４２……固定スリーブ、４３…
…スプール、４８……大径内周面部、４９……小
径内周面部、５０……バルブシート部、５１……
排圧室、５５……供給ポート、５６……スリーブ
外周溝、５７……第１中間ポート、５８……第２
中間ポート、５９……パイロツト圧出力ポート、
６２……中央凸部、６３……スプール第１外周
溝、６４……自己ホールド用凸部、６６……スプ
ール第２外周溝、６５，６７……パイロツト圧遅
延手段としての第１弁部、第２弁部、６８……弁
体としてのリングバルブ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 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、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移動されるスプー
   ルを摺動自在に嵌着し、上記スリーブは、大径内
   周面部の両端部に小径内周面部を設け、この両端
   の小径内周面部の開口端面にバルブシート部を設
   け、この両端のバルブシート部を両端の排圧室に
   臨ませ、中央部に供給圧を受ける供給ポートを設
   け、この供給ポートを中心に上記大径内周面部の
   軸方向両側に相互に外周溝を介して連通する第１
   中間ポートおよび第２中間ポートを設け、上記両
   端の小径内周面部にパイロツト圧出力ポートを設
   け、上記スプールは、中央部に上記供給ポートに
   対応する中央凸部を設け、この中央凸部の両側
   に、上記供給ポートと第１中間ポートとを連通す
   る第１外周溝と、上記第１中間ポートと第２中間
   ポートとの間の大径内周面に密着嵌合する自己ホ
   ールド用凸部と、上記第２中間ポートと上記出力
   ポートとを連通する第２外周溝と、上記バルブシ
   ート部を開閉する弁体とを、上記中央凸部から軸
   方向両側に順次設け、上記両側のパイロツト圧出
   力ポートを上記メインバルブの両側のパイロツト
   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
   の第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２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。