JPH07101044B2 - 油圧回路における信号伝達装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） この発明は油圧回路に組込まれたアクチュエータや制御
弁等の各種制御機器にこの制御機器を作動制御する信号
を伝達するための信号伝達装置に関する。

（従来の技術） 従来の油圧回路では例えばアクチュエータを作動及び停
止させる制御回路に設けた切換弁等によって前記アクチ
ュエータを作動制御していた。

（発明が解決しようとする課題） 従来のアクチュエータ等の作動制御手段の場合にはアク
チュエータを作動制御する専用の制御回路が必要となっ
て油圧回路が複雑となる問題点があった。

本発明はアクチュエータ等の制御機器を作動制御する制
御回路を簡略化することを課題とするものである。

（課題を解決するための手段） 本発明は、遠隔位置の戻りタンクに接続された戻り油路
の途中にはこの戻り油路を開閉路する開閉路機構を設置
し、前記戻り油路に連通された作動油通路の先端には前
記戻り油路を前記開閉路機構によって開閉路したときの
前記作動油通路内での背圧の変化によって作動制御され
て制御機構を作動させる伝動部材を有する背圧検出機構
を設置した構成を有する。

（作用） 前記した構成を有する油圧回路における信号伝達装置に
おいて、戻り油路の途中に設置された開閉路機構によっ
て戻り油路が閉路されると、背圧検出機構の伝動部材が
作動油通路内での背圧の変化を検出して作動し、制御機
構が前記背圧検出機構の伝動部材によって起動される。

（実施例） 次に、本発明がコンクリート等を破砕するために工事用
車両のブームの先端に装着されて、この車両に装備され
た油圧源に接続して使用される油圧ブレーカＢの打撃数
変換装置について具体化された第１実施例を第１図〜第
６図に従って説明する。

油圧ブレーカＢのシリンダ１の中心部には軸孔1aが縦設
され、この軸孔1aには打撃工具２と、この打撃工具２を
叩打するほぼ円柱状のピストン３とがそれぞれ軸方向へ
の摺動可能に嵌挿されるとともに、シリンダ１の上端部
には窒素ガスが封入されてピストン３の上端部が突入さ
れたガス室1bが形成されている。

ピストン３の中央部付近にはピストン３の上部3a及び下
部3bの外径よりそれぞれ外径が拡大されて等しい外径を
もつ上大径部3cと下大径部3dとが上下に離隔して形成さ
れ、この両大径部3c,3dはシリンダ１の軸孔1aの上部に
対して段差状に形成されたスライド孔４内に密嵌されて
いる。ピストン３の上部3aの外径は下部3bの外径より縮
少され、若しくは下部3bの外径と等径となっており、上
大径部3cの上端にはピストン３を押下げる油圧を受承す
る上受圧面５が形成される一方、下大径部3dの下端には
ピストン３を押上げる油圧を受承し、上受圧面５の面積
より縮少された面積若しくは等面積をもつ下受圧面６が
形成されている。

シリンダ１のスライド孔４の周面の上下端部には上受圧
面５を加圧する高圧油が送出入される変圧室７と、下受
圧面６を加圧する高圧油が定常的に送入された高圧室８
とがそれぞれ環状に凹設されるとともに、スライド孔４
の周面の中央部付近には下大径部3dの移動によって通過
及び遮断される低圧室９と主パイロット室10とがそれぞ
れ環状に凹設され、さらに、スライド孔４の周面の下部
には主パイロット室10と高圧室８との間に配設された第
1,第2,第３副パイロット室11A,11B,11Cがそれぞれ環状
に凹設されて上から順に配列されるとともに、主パイロ
ット室10と高圧室８との間でピストン３の下部3bの外周
面と、スライド孔４の周面との間隙にはピストン３の下
受圧面６の移動操作によって開閉及び伸縮される高圧油
通路13が形成される。

また、シリンダ１には変圧室７に連通された変圧流路14
と、高圧室８に連通されかつシリンダ１の側面に取着さ
れたアキュムレータ20に連通された高圧流路15と、低圧
室９に連通された低圧流路16と、主パイロット室10に連
通されたパイロット流路17とがシリンダ１の一側面に取
着された方向制御弁21に対向してそれぞれ形成される一
方、主パイロット室10に連通された第１切換流路18A
と、第１副パイロット室11Aに連通された第２切換流路1
8Bと、第２副パイロット室11Bに連通された第３切換流
路18Cと、第３副パイロット室11Cに連通された第４切換
流路18Dとがシリンダ１の側面に装着されたパイロット
弁40に対向してそれぞれ形成されている。また、シリン
ダ１の上部付近には連絡通路12が軸孔1aを迂回して形成
されている。

ピストン３の移動方向を転換するために設けた方向制御
弁21において、弁本体22内に形成されたプランジャ孔22
a内にはプランジャ23が軸方向へのスライド可能に嵌挿
されるとともに、プランジャ孔22aの周面には戻り流路2
5に低圧流路26を介して連通された低圧室27と、シリン
ダ１のパイロット流路17に変圧流路28を介して連通され
た変圧室29と、戻り流路25に連通された低圧室30と、変
圧流路14に変圧流路31を介して連通された変圧室32と、
油圧ポンプ33に高圧流路34を介して連通されかつ高圧流
路15に高圧流路35を介して連通された高圧室36と、低圧
流路16に低圧流路37を介して連通されかつ戻り流路25に
低圧流路38を介して連通された低圧室39とが上から順に
形成されている。また、弁本体22の上部にはシリンダ１
の連絡通路12と戻り流路25とに連通された連絡通路19が
形成されている。

一方、プランジャ23には上中径部23bと、上大径部23c
と、小径部23dと、下大径部23eと、上中径部23bより外
径が若干拡大された下中径部23fとが上から順に形成さ
れ、また、上大径部23cの上端面にはプランジャ23を下
方へ進動させる変圧室29内の高圧油の油圧を受承する上
受圧面23gが形成されるとともに、下大径部23eの下端面
にはプランジャ23を上方へ退動させる高圧室36内の高圧
油の油圧を受承する下受圧面23hが形成され、上受圧面2
3gの面積は下受圧面23hの面積より拡大されている。

パイロット弁40は第１切換流路18Aが第２切換流路18B、
第３切換流路18C、若しくは第４切換流路18Dに対し選択
的に連通した状態および各流路18B,18C,18Dの何れとも
連通していない状態とに切換えて方向制御弁21の作動タ
イミングを制御するためにシリンダ１に付設されてい
る。パイロット弁40のハウジング41にはシリンダ１の第
２切換流路18Bに連通された第１連通流路42Aと、第３切
換流路18Cに連通された第２連通流路42Bと、第４切換流
路18Dに連通された第３連通流路42Cとがそれぞれ90゜隔
離した位置に形成されている。ハウジング41の中心部に
貫設されたセンタ孔41a内には段付円柱状の可転弁体44
が回動可能に嵌挿され、この可転弁体44にはその軸方向
に沿って穿設されて第１切換流路18Aに連通された軸孔4
5aと、その半径方向に沿って穿設されたラジアル孔45b
とがＬ形状に連設された可転流路45が形成されている。

可転弁体44の外周部に対しそれぞれ可転弁体44の半径方
向へのスライド可能に支持されて90゜の回転対称位置に
配設された４つの連動片43はスプリング46でそれぞれ外
方へ付勢されてハウジング41に対し可転弁体44の外周面
に沿って凹設されたガイド孔41b内へ突出され、このガ
イド孔41bの周面に弾接されている。各連動片43は１つ
の連動片43の先端がガイド孔41bの周面の一部に若干凹
設されたロック孔48に弾性係合されて可転弁体44の軸心
の回りへの強制的旋回動作可能に係止されている。

パイロット弁40に対向して設置され、作動時に連動片43
を択一的に押動して可転弁体44を90゜づつ回動させる背
圧検出機構49はハウジング41に固定された筒形状のケー
ス体内に形成されたスライド室50と、このスライド室50
内にスライド可能に密嵌された摺動片49aと、基端部が
摺動片49aに結合されて先端部が連動片43の先端に向っ
て延出された伝動部材49bと、摺動片49aおよび伝動部材
49bを反連動片側へ付勢するスプリング51とを備え、伝
動部材49bの進退動動作毎に各連動片43が90゜旋回して
可転弁体40が90゜回動する。

可転弁体44をラジアル孔45bがハウジング41のセンタ孔4
1aの周面で閉塞されるようにＡ方向へ回動したときには
回転流路45が遮断されて第１切換流路18Aが閉止され、
また、可転弁体44をラジアル孔45bが第１連通流路42A側
へ指向されるようにＢ方向へ回動したときには可転流路
45が第１連通流路42Aに連通されかつ第1,第２切換流路1
8A,18bが連通されて主パイロット室10と第１副パイロッ
ト室11Aとが連通され、可転弁体44をラジアル孔45bが第
２連通流路42B側へ指向されるようにＣ方向へ回動した
ときには可転流路45が第２連通流路42Bに連通されかつ
第１切換流路18Aと第３切換流路18Cとが連通されて主パ
イロット室10と第２副パイロット室11Bとが連通され、
さらに、可転弁体44をラジアル孔45bが第３連通流路42C
側へ指向されるようにＤ方向へ回動したときには可転流
路45が第３連続流路42Cに連通されかつ第１切換流路18A
が第４切換流路18Dに連通されて主パイロット室10と第
３副パイロット室11Cとが連通される。

背圧検出機構49のスライド室50の外端に連通された連絡
管路52はシリンダ１の連絡通路12に接続され、両連絡通
路12,19と連絡管路52とが直列に接続されて形成された
作動油通路53は方向制御弁21の戻り流路25と背圧検出機
構49のスライド室50とを連通し、背圧検出機構49を駆動
制御する圧油が作動油通路53を通じてスライド室50へ送
入される。

方向制御弁21の戻り流路25と、遠隔位置の戻りタンク24
とを連通するために配管された戻り油路55の途中にはこ
の戻り油路55を開閉路するために開閉路機構56が接続さ
れている。この開閉路機構56としてはスイッチ操作によ
ってオンオフされる切換弁や、パルス信号によってオン
オフされる電磁弁等が適用され、本例では開閉路機構56
は２ポート２位置の切換弁が使用され、この開閉路機構
56に接続されたスイッチ57の操作によってオンオフされ
る。

開閉路機構56をオフにして戻り油路55を開路したときに
は方向制御弁21内の排油が戻り流路25及び戻り油路55を
通じて戻りタンク24内へ送出され、ピストン３の定常的
進退動動作が反復される。一方、開閉路機構56をオンに
して戻り油路55を閉路したときには戻り油路55内の背圧
及び作動油通路53内の油圧が増大し、この背圧変化が出
力信号となって背圧検出機構49のロッド49bが進動し、
開閉路機構56のオンオフ操作毎にロッド49bを進退動し
てパイロット弁40の可転弁体44を回転制御することがで
きる。

続いて、上記した実施例の作用と効果を説明する。

さて、第１図に示すように、ピストン３が上昇端へ退動
しかつ切換弁21のプランジャ23が下降端へ進動した状態
では高圧油が高圧流路34、高圧室36、高圧流路35、高圧
流路15を通じてシリンダ１の高圧室８内へ送入されて高
圧室36と変圧室32とが連通されるため、高圧油が高圧室
36、変圧室32、変圧流路31、変圧流路14を通じてシリン
ダ１の変圧室７内へ送入され、上受圧面５と、下受圧面
６との面積差とガス室1b内のガス圧とによってピストン
３が下方へ進動して打撃工具２を叩打する。

ピストン３が下降端へ進動すると、シリンダ１の主パイ
ロット室10が低圧室９に連通されるため、主パイロット
室10内及び方向制御弁21の変圧室29内が減圧され、プラ
ンジャ23の下受圧面23hが高圧室36内の高圧油で押上げ
られてプランジャ23が上方へ退動する。

プランジャ23が上昇端へ退動すると、方向制御弁21の変
圧室32が低圧室30に連通されるため、変圧室32及びシリ
ンダ１の変圧室７内が減圧され、ピストン３が下受圧面
６を押上げる高圧室８内の高圧油で退動を開始する。

このとき、パイロット弁40の可転弁体44を背圧検出機構
49によって中立位置へ回動して第１切換流路18Aが閉止
した状態で保持した場合には（第５図参照）ピストン３
の下受圧面６が主パイロット室10内へ変位した時点で、
高圧室８内の高圧油が前記高圧油通路13を通じて主パイ
ロット室10内へ流入し、さらに、パイロット流路17、変
圧流路28を通じて方向制御弁21の変圧室29内へ流入し、
プランジャ23が上受圧室23gを押下げる変圧室29内の高
圧油で下方へ進動を開始して振動端へ移動する（第２図
参照）。従って、この場合にはピストン３の下受圧面６
が高圧室８と主パイロット室10との間を往復移動し、下
受圧面６が主パイロット室10内へ変位した時点がピスト
ン３の退動端となって、ピストン３は下受圧面６が移動
する最長移動ストロークl1で反復進退動する。

また、背圧検出機構49を作動して可転弁体44を回動し、
第１切換流路18Aが第２切換流路18B、第３切換流路18
C、若しくは第４切換流路18Dに連通された状態にそれぞ
れ切換えると、進動端から退動を開始したピストン３の
下受圧面６が第１副パイロット室11A内、第２副パイロ
ット室11B内、第３副パイロット室11C内へそれぞれ変位
した時点で高圧室８内の高圧油が高圧油通路13を通じて
第１副パイロット室11A内、第２副パイロット室11B内、
第３副パイロット室11C内へそれぞれ流入し、さらに、
第２切換流路18B、第３切換流路18C若しくは第４切換流
路18Dから可転流路45、第１切換流路18Aを通じて主パイ
ロット室10内へ流入し、高圧油が切換弁21の変圧室29内
へ流入し、プランジャ23が下方へ進動を開始して進動端
へ移動する。従って、ピストン３の下受圧面６が高圧室
８と、第１副パイロット室11A、第２副パイロット室11
B、第３副パイロット室11Cとの間の往復移動し、ピスト
ン３は下受圧面６が移動する移動ストロークl1,l2,l3,l
4で反復進退動する。

従って、戻り油路55を開閉路機構56によって開閉路した
ときの戻り油路55内の背圧変化が出力信号となって背圧
検出機構49を作動制御してピストン３の移動ストローク
を４段階に変更することができる。

このため、戻り管路55の途中に開閉路機構56を接続した
簡単な制御回路によって背圧検出機構49を作動制御して
ピストン３の移動ストロークを容易かつ的確に変更する
ことができ、打撃数を変換するための油圧回路を簡略化
しうるとともに、背圧検出機構49を作動制御する制御回
路を簡易化しうる効果がある。

次に、本発明の第２実施例を第７図、第８図に従って説
明すると、本例では第１実施例の作動油通路53に代えて
高圧流路15に連通された作動油通路60が接続され、この
作動油通路60には３ポート２位置の切換弁61が接続さ
れ、この切換弁61はシリンダ１の２つの切換流路18A,18
Eに流路62A,62Bを介してそれぞれ接続されている。

一方、戻り油路55の途中で戻り流路25と開閉路機構56と
の間には戻り油路55内の油圧力変化を検出してこの油圧
力変化を切換弁61を作動させる出力信号に変換するため
に圧力スイッチや圧力センサ等の背圧検出器58が接続さ
れ、この背圧検出器58はフリップフロップやシフトレジ
スタ等の電気的な自己保持回路59を経て前記切換弁61の
コイル部に接続されていて、切換弁61、背圧検出器58、
自己保持回路59によって背圧検出機構を構成している。

そして、戻り油路55を開閉路機構56によって閉路したと
きには戻り油路55内の背圧が上昇し、背圧検出器58がこ
の背圧上昇を検出して切換弁61に出力信号を伝達し、切
換弁61が切換えられて両切換流路18A,18Eに対し選択的
に高圧油が供給される。

従って、開閉路機構56のオンオフ制御によって切換弁61
を作動させてピストン３の移動ストロークを２段階に変
更することができる。

また、第９図に示す第３実施例では高圧油流路に接続さ
れて背圧検出機構67に連動する回動部材66を有する回転
型バルブ64の４つのポート65A,65B,65C,65Dにそれぞれ
接続され、かつ、戻り油路55に対し並列に接続された４
つの流路69A,69B,69C,69Dの途中にそれぞれ油圧アクチ
ュエータ68A,68B,68C,68Dを設け、開閉路機構56の切換
操作によって背圧検出機構67を１回乃至４回作動させて
回動部材66を４方向へ回動制御し、４つの油圧アクチュ
エータ68A〜68Dに高圧油を選択的に供給して任意の油圧
アクチュエータ68A〜68Dを作動させるように構成してあ
る。

なお、第２実施例及び第３実施例のその他の作用と効果
については第１実施例とほぼ同様であるため、その説明
を省略する。

（発明の効果） 本発明によれば、戻り油路を開閉路機構によって閉路し
たときの作動油通路内の背圧の変化を出力信号として背
圧検出機構の伝動部材を的確かつ円滑に作動制御するこ
とができるとともに、戻り油の流路のみを制御して専用
の制御回路を必要としないので、制御機構を作動制御す
る油圧制御回路を簡略化することができる。

また、開閉路機構を遠隔位置の戻りタンクに接続された
戻り油路の途中に設置してあるので、戻り油路の開閉路
を遠隔操作によって行うことができる。

また、各種制御機器に制御信号を伝達するに際し、開閉
路機構をパルス信号によってオンオフ制御することによ
ってデジタル信号を発信させ、また、戻り油路を開閉路
機構によって徐々に閉路することによってアナログ信号
を発信させる等、制御機器に伝達する制御信号の発信態
様を多様化することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第６図は本発明の第１実施例を示すもので、第
１図はピストンの進動開始時の状態を示す油圧ブレーカ
の縦断面図、第２図はピストンの退動開始時の状態を示
す油圧ブレーカの縦断面図、第３図は方向制御弁の拡大
縦断面図、第４図はパイロット弁の拡大縦断面図、第５
図は第４図のX1−X1線断面図、第６図は同じくX2−X2線
断面図、第７図は本発明の第２実施例を示す油圧ブレー
カの縦断面図、第８図は同じく油圧回路図、第９図は第
３実施例を示す油圧回路図である。 49,67……背圧検出機構 55……戻り油路 56……開閉路機構

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】遠隔位置の戻りタンクに接続された戻り油
   路の途中にはこの戻り油路を開閉路する開閉路機構を設
   置し、前記戻り油路に連通された作動油通路の先端には
   前記戻り油路を前記開閉路機構によって開閉路したとき
   の前記作動油通路内での背圧の変化によって作動制御さ
   れて制御機構を作動させる伝動部材を有する背圧検出機
   構を設置したことを特徴とする油圧回路における信号伝
   達装置。