JPH0440014Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 Ａ 産業上の利用分野 この考案は、流体圧アクチユエータ、例えば高
速衝撃試験に用いて好適なアクチユエータに関す
る。

Ｂ 従来の技術 この種の油圧アクチユエータは、第５図に示す
ように、シリンダ室１内に、ロツド２，３を有す
るピストン４が上下動自在に配置され、電磁切換
弁、ロジツク弁等の切換弁５、油圧ポンプ６を有
する油圧回路がシリンダ室１の上下の室１ａ，１
ｂに接続されている。

このような構成において、切換弁５を切り換え
ることによりピストン４を高速で下降させ、さら
に切換弁５を切り換えてピストン４を停止させ、
例えば高速衝撃試験が行われる。

Ｃ 考案が解決しようとする問題点 このような油圧アクチユエータにおいて、可動
体となるピストンの重量を一定とし流量が十分で
あるとすると、ピストンが始動してから一定速度
に達するまでの距離（又は時間），および一定速
度から停止までの距離（又は時間）は、切換弁５
の切換時間、即ちステツプ応答特性により決まつ
てしまう。

従つて、切換弁の切換時間が長いと、ピストン
に所定の速度を付与するためには非常に長いスト
ロークのアクチユエータが必要であつた。

この考案の目的は、切換弁の切換時間性能に依
存することなく短いストロークでピストンを高速
移動させることができる流体圧アクチユエータを
提供することにある。

Ｄ 問題点を解決するための手段 シリンダ室上面から助走距離をおいて、かつピ
ストン上死点におけるピストン側面に面して位置
するように、シリンダ室内面にリング状の圧力流
体供給溝を形成し、この圧力流体供給溝とシリン
ダ室下部とをチエツク弁を有するバイパス管路で
連通させ、圧力流体供給溝には圧力流体の供給ポ
ートを連通し、シリンダ室下部には圧力流体の排
出ポートを連通する。

Ｅ 作用 排出ポートを閉じた状態で供給ポートに圧油を
供給すると、ポート圧P₁とシリンダ室の下部圧
力（ピストン下部受圧圧力）P₂が等しくなる。
ピストン下部受圧面を上部受部圧面積よりも大き
くしておけばピストンは油圧力で上死点に位置す
る。また、ピストン上部受圧圧力P₃がP₂より低
いのでピストンは動かず、上死点で保持される。
ピストン上、下部受圧面積を同一として操作前に
ピストンに外力を加えて上死点に位置させてもよ
い。ピストンを下降作動すべくピストン下部のシ
リンダ室内の圧油を流出させて下部圧力P₂を零
とする際、ピストン上部受圧圧力P₃×ピストン
上部受圧面積＞ピストン下部受圧圧力P₂×ピス
トン下部受圧面積となるとピストンが助走を始
め、ピストンの上部受圧面が圧力流体供給溝を過
ぎると、ポンプ圧P₁がピストン上部受圧面全体
にかかりピストンの上下に作用する力が急変しピ
ストンは急速に下降する。

Ｆ 実施例 以下、この考案を図示する一実施例に基づいて
説明する。なお、第５図と同様の箇所には同一の
符号を付すものとする。

第１図に示すように、シリンダ室１の内面に、
シリンダ室上面から助走距離l₁をおいて、かつピ
ストン上死点におけるピストン４の側面に面して
位置するように、リング状の圧油供給溝７を形成
し、シリンダ室１の底面から停止距離l₂をおいて
リング状の圧油排出溝８を形成し、さらに、この
圧油排出溝８から下方に向かうシリンダ室１の壁
面には、段部９ａ，９ｂおよびテーパ部９ｃ（第
４図参照）からなるオリフイス壁９を形成する。
圧油供給溝７の供給ポート１０には、ポンプ６、
アキユームレータ１１を有する供給管路１２を接
続し、圧油排出溝８の排出ポート１３には、流量
制御弁１４、切換弁１５を有する排出管路１６を
接続する。さらに、圧油供給溝７とシリンダ室１
の底面とを、チエツク弁１７を有するバイパス管
路１８で連通させ、圧油供給溝７からのみ油が流
れるようにする。なお、ピストン下部受圧面積を
上部受圧面積よりも大きくしている。

以上のような構成において、ピストン４が上死
点に位置していない状態で、かつ切換弁１５が図
示の位置で油圧ポンプ６から油圧を吐出すると、
管路１２、圧油供給溝７、チエツク弁１７および
管路１８を通つて圧油がピストン４上方のシリン
ダ室１に達する。圧油供給溝７の圧力P₁はポン
プ６お吐出圧であり、ピストン４下方のシリンダ
室１の圧力P₂は圧力P₁に等しい。このためピス
トン上、下部受圧面積差からピストン４は上死点
まで移動する。また、第２図に示すとおり、圧油
供給溝７からピストン４の側面の隙間を通つて油
圧がピストン４上方のシリンダ室１（この室の圧
力をP₃とする）から不図示の低圧ポートへ僅か
に流れるため、隙間による圧力損失によつて圧力
P₃は圧力P₁，P₂よりも低圧である。従つて、ピ
ストン４が図示の上死点位置で保持される。この
時点をt₀で示すと、第３図い示すとおり、P₁＝P₂
＞P₃である。

ピストン４を矢印方向に動かすため、切換弁１
５を「イ」へ切り換えて開くと、ピストン４下方
のシリンダ室１に圧油は流量制御弁１４および切
換弁１５を通つてタンク１９へ流れ始める。この
とき、第３図に示すようにP₃は徐々に減少しは
じめピストン上部が助走距離１に達した位置で一
定圧力P_cとなる。P_cは切換弁１５がイの位置にあ
りかつピストン上部が助走距離１以下に位置する
場合のピストン上部受圧面圧力であり一定値を示
す。またP₂はタンク１９の圧力に向かつて急激
に減少する。ここで、P₃＞P₂のある時点t₁、すな
わちピストンの上部受圧面積×P₃＞下部受圧面
積×P₂となる時点t₁でピストン４が矢印方向へ助
走を始める。そしてP₂の急激な減少によりP₃，₂間
の圧力差が急激に増しピストン４が急速に矢印方
向に移動することとなる。ここで、切換弁１５の
切換時間を（t₁−t₀）以下に設定すれば、ピスト
ン４の助走開始時（時点t₁）では切換弁１５が完
全に「イ」に切り替わつていて通常の流量制御状
態に入るため、所定の速度に達する距離が短くて
すむことになる。

なお、流量制御弁１４はピストン４の速度制御
を行ない、切換弁１５は流量制御弁１４の最大能
力と同等以上の流量範囲を有している。

停止については、切換弁１５を閉じて停止させ
るのではなく、油の粘性とバネ性を利用した油圧
ダンパー機能を用いる。第４図に示すとおり、高
速で動いてきたピストン４の下面周縁がポート１
３を通過すると、シリンダ室１のオリフイス壁面
９との間にオリフイスが形成され、そのオリフイ
スの面積がピストン移動とともに変化し、油圧抵
抗力も変化する。この抵抗力がピストン駆動力と
バランスした時にピストン４は停止する。

すなわち、ピストン受圧面積をＡとすると、 P₁Ａ＋ma＝P₄Ａ 但し、ｍ：ピストン質量 ａ：ピストン加速度 となつた時、ピストンが停止する。

ピストン４を始動位置である上死点に戻すに
は、切換弁１５を閉じポンプ６から圧油を供給す
ると、圧油がチエツク弁１７、バイパス通路１８
を経由してシリンダ室１に流入する。ピストン４
の上下受圧面積差によりピストン４が上死点まで
移動する。油圧によらずピストン４を外力でその
上死点まで移動させる場合にはピストン上下受圧
面積差を設けなくてもよい。

なお、以上は油圧アクチユエータについて説明
したが空圧アクチユエータにも適用できる。

Ｇ 考案の効果 この考案によれば、ピストンを移動すべく切換
弁を切換えた後の一定時間後にピストンの移動を
開始するようにしたので、移動開始から一定速度
に達するまでの距離を短くでき、アクチユエータ
のストロークを短くでき、小型化に寄与する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の一実施例である油圧アクチ
ユエータを示す概略図、第２図はピストン始動時
のシリンダ上部を示す断面図、第３図はシリンダ
室の各部の圧力と時間の関係を示すグラフ、第４
図はピストン停止時のシリンダ下部を示す断面
図、第５図は従来のアクチユエータを示す概略図
である。 １……シリンダ室、４……ピストン、７……圧
油供給溝、１５……切換弁、１７……チエツク
弁、１８……バイパス管路。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 ピストンがシリンダ室を上下動自在とされた流
   体圧アクチユエータにおいて、 シリンダ室上面から助走距離をおいて、かつピ
   ストン上死点におけるピストン側面に面して位置
   するように、シリンダ室内面にリング状の圧力流
   体供給溝を形成し、この圧力流体供給溝とシリン
   ダ室下部とをチエツク弁を有するバイパス管路で
   連通させ、前記圧力流体供給溝には圧力流体の供
   給ポートを連通し、前記シリンダ室下部には圧力
   流体の排出ポートを連通したことを特徴とする流
   体圧アクチユエータ。