JPH10512658A - 油圧作動アクチュエータ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 弁座（１１）及び弁素子（１２）を有し、弁座（１１）に関して開いた位置又は閉じた位置の間で直線往復運動可能なシリンダ弁と、弁がさ（１３）の閉じフェースの中に収容された（又は弁座（１１）の一部分がかさ（１３）によって噛合された）弁シールと、弁素子に接続され、解放モードでは弁をその弁座から遠ざけるように動かし、弁閉じモードでは、弁をその弁座に向かって動かすよう作動可能な弁オペレータと、弁オペレータと連通し、弁素子（１２）が弁座（１１）に向かって動き、弁座と噛合すると共に、速度が減少する弁オペレータを通じて、弁素子（１２）の閉じ運動を与え又は与え得るよう作動可能な油圧アクチュエータ回路（１９，２２）との作動を制御する油圧アクチュエータ（１０）である。油圧アクチュエータは、充填されており、加圧されている、繰り返される作動サイクルで圧力流体を排出する弁制御された流体圧力室を有する他の種類のエンジンのシリンダ弁の油圧作動に一般的に適用されるにも拘わらず、「柔軟な」シールを有する容積式圧縮機を制御するために特に適している。

Description

【発明の詳細な説明】 油圧作動アクチュエータ 本発明は、例えば弁の作動棒の作動といった、そして特に排他的には関係して いないが容積式の種類の空気圧縮機（直線的に変位可能なピストン型の空気圧縮 機）の入口弁及び排出弁の油圧作動である、作動素子の角度的及び／又は直線往 復運動を制御する油圧式に作動されるアクチュエータに関する。しかしながら本 発明はそのような用途に制限されず、後に繰り返される作動サイクルで加圧され 、排出される流体媒体によって充填されている他の種類の弁制御された圧力室の 油圧作動；又はパンチ、打ち抜き機、又は鍛造装置といった往復運動の作動素子 の制御に対して適用されうることが理解されるべきである。 現在の空気圧縮機は、最近はほとんど完全に主にスクリュー（又は大きな出力 に対しては遠心性）の種類である、回転式である。これは、ピストン圧縮機が圧 縮の間、より特定的にはアンロードされた実行の間、より高い効率を有するにも 拘わらず、はるかに多くのメンテナンスを必要とするためである。そのようなメ ンテナンスの１つの領域は弁である。実際の圧縮機の弁は常に、耳障りな開き及 び閉じ特徴を有し、機械的な素子の運動の動力が大部分は制御されていない空気 圧作動の鋼鉄ダイヤフラム型である。これが引き起こす弁の応力及び摩耗が、弁 を頻繁に変えねばならない主要な原因となる。 それらの全ての本質的な利点が再び他に負けないピストン式圧縮機を作るため には、圧力作動弁を例えば内燃又は蒸気のいずれにしてもほとんどの熱エンジン で使用されているような運動制御弁によって置き換えることが提案される。 容積式の空気圧縮機の作動では、ピストンは比較的低い速度でシ リンダ内を前後に駆動され、入口弁及び出口弁は、（１）空気の給気の吸い込み 、（２）給気の圧縮及び（３）繰り返された作動サイクルでの圧縮された給気の 放出を制御するよう、ピストンの運動と共にタイミングを取られたシーケンスで 作動される。 入口弁は、通常ピストンの吸い込みストロークの主な部分の間は開いたままに され、ピストンの圧縮及び放出のストロークの間はその弁座に対して閉じたまま にされ、一方、排出弁は、通常吸い込みストローク及び圧縮ストロークの主な部 分の間は弁座に対して閉じたままにされ、圧縮された給気が排出されることを可 能にするよう、圧縮ストロークのとき、又は圧縮ストロークの終わりに近い、短 い時間の間隔の間のみ開いたままにされる。 しばしば、容積式圧縮機は複動式であり、それによりピストンの夫々の側はシ リンダ中でピストン側及びシリンダの面している端の間で画成される空気室に関 してそれ自体の作動サイクルを実行することができ、対応する入口弁及び出口弁 は、ピストンの夫々の側に画成された空気室を制御するよう設けられている。 各弁は開き及び閉じ位置の間で動くと共に夫々の弁座に向かって、又は弁座か ら遠ざかって可能であり、幾つかの応用では、閉じ位置へ動くと共に弁によって 噛合されるある形式の弾力性に変形可能なシールが設けられていることが望まし い。 それにより、本発明の１つの面では、シリンダ弁用の油圧アクチュエータが提 供されており、それは、 夫々のサイクルが振動波形を有する油圧流出力の繰り返されたサイクルを生じ させる周期油圧流発生器と、 該発生器と連通可能なマスタ回路と、 該マスタ回路と連通可能なスレーブ部と、 該スレーブ部と連通可能であり、またシリンダ弁と接続可能であり、解放モー ドでは弁をその弁座から遠ざけるように動かし、弁閉じモードでは、弁をその弁 座に向かって動かすよう作動可能な弁オ ペレータと、 マスタ回路及びスレーブ部の中の油圧流体の流量を制御し、また、少なくとも １つの作動モードで弁オペレータを作動させるよう発生器の出力の振動波形の選 択されたサンプルを与えるために、発生器の作動の夫々のサイクルの中で所定の 時間の間隔の間、作動可能である弁手段とからなる。 望ましいように、弁がその弁座に接近し、次に噛合すると減少する弁閉じ速度 に対する要求があれば、発生器出力の振動する波形の選択されたサンプルは、流 量が減少している波形の部分、即ちピーク及び続く谷の間の波形の部分から得ら れる。 望ましくは柔軟なシール及び吸い込み弁及び排出弁のためのパッキンが設けら れている容積式圧縮機では、従って、夫々の弁がその閉じ運動を完了すると共に そのシールと比較的緩い噛合を作るよう配置されえ、これはそのようなシールの 作動寿命を高め、メンテナンス費用を削減する。 しかしながら本発明は、柔軟なシールを有する容積式の種類の圧縮機、又は実 際にそのような容積式圧縮機のいずれかで使用されることに制限されないが、充 填されており、加圧されている、繰り返される作動サイクルで圧力流体を排出す る弁制御された流体圧力室を有する他の種類のエンジン（ポンプ又はモータ）の シリンダ弁の油圧作動に対して一般的に適用される。 本発明の第２の面によれば、 弁座と、 弁座に関して開いた位置及び閉じた位置の間で可動であり直線往復運動可能な 弁素子と、 弁素子に接続され、解放モードでは弁をその弁座から遠ざけるように動かし、 弁閉じモードでは、弁をその弁座に向かって動かすよう作動可能な弁オペレータ と、 該弁オペレータと連通可能であり、弁素子が弁座に向かって動き、 弁座と噛合すると、速度が減少する弁オペレータを通じて、弁素子の閉じ運動を 与え又は与え得るよう作動可能な油圧アクチュエータ回路とからなる油圧作動シ リンダ弁が提供されている。 弁シールは、Ｏ−リング又は他の柔軟なパッキンでありえ、弁素子の閉じフェ ース、又は弁素子のかさによって噛合可能な弁座の部分の中に収容されうる弾性 に変形可能なシールからなるものとして提供されうる。 本発明の第３の面によれば、 シリンダと、 該シリンダの直線往復運動用に設けられたピストンと、 該ピストンと連結され、実質的にピストン及びシリンダの内壁の間に金属対金 属の直接的な接触が無いように該シリンダの中のピストンの往復運動を制御する よう案内されたピストンロッドと、 シリンダに対する気体の吸入又は排出を制御する少なくとも１つのシリンダ弁 と、 該シリンダ弁と協働する弁座と、 該シリンダ弁と連結された油圧作動アクチュエータと、 ピストンの往復運動と連続して、また弁が弁座に近づき、次に噛合すると共に 減少する速度で、弁をその弁座に向かって動かすよう作動可能であるように、ア クチュエータの作動を制御する手段とからなる直線往復運動ピストン型の圧縮機 が提供されている。 しかしながら、本発明は、例えばただ１つの望ましい用途である弁アクチュエ ータ棒の形式といった少なくとも一部分の往復運動する作動素子の直線運動を制 御する用途に制限されないが、打ち抜き機、パンチ及び鍛造装置といった他の作 動素子の往復運動する運動を制御するために適用されうる。 そのため、本発明の更なる面では、作業素子の往復運動を制御するための、該 素子は作業モードでは１つの方向に、解放モードでは逆方向に可動である油圧制 御アクチュエータが提供されており、ア クチュエータは、 夫々のサイクルが振動する波形を有する油圧流出力の繰り返されたサイクルを 生じさせるサイクル油圧流発生器と、 該発生器と連通可能なマスタ回路と、 該マスタ回路と連通可能なスレーブ部と、 該スレーブ部と連通可能であり、該作業素子と接続可能であり、一方のモード では作業素子を作動させるよう一方向に可動であり、他方のモードでは作業素子 を作動させるよう逆方向に可動であるオペレータと、 マスタ回路及びスレーブ部の中の油圧流体の流量を制御し、また、少なくとも １つの作動モードで弁オペレータを作動させるよう発生器の出力の振動波形の選 択されたサンプルを与えるために、所定の時間の間隔の間、作動可能である弁手 段とからなり、該オペレータは作業素子が、少なくとも上記作業モードのいずれ かで作動され、又は作動されうる。 弁手段は、発生器出力の振動する波形の適当なサンプルを選択するよう配置さ れえ、その中では、夫々の選択されたサンプルは、発生器の１つ以上の作動サイ クルから得られる。或いは、選択されたサンプルは、発生器の夫々の作動サイク ルの部分から取られうる。 本発明のより更なる面による油圧制御アクチュエータは、パンチ、打ち抜き機 、又は鍛造装置の作業素子といった多くの異なる種類の作業素子の直線（又は角 度的な）往復運動の制御のために使用されうる。油圧回路は、所望の特徴を提供 するために、往復運動する作業素子の直線の速度／変位形状を提供するよう、例 えばワークピースに接近するとき、又はワークピースの作業噛合から遠ざかると きに所望の加速／減速を提供するよう、設計されうる。 以下、添付の図面を参照して、例のみによって本発明を詳述し、図中、 図１は本発明によるシリンダ弁用の油圧アクチュエータ回路の系 統図を示す図であり、 図１ａは図１に示される回路の部分の他の配置の詳細を示す図であり、 図２は図１に示される回路の構成部分の作動サイクルを示す一連のグラフを示 す図であり、 図３は更なる回路配置の系統図を示す図であり、 図４は本発明のより更なるアクチュエータ回路配置の系統図を示す図である。 ここで図１を参照するに、例によってのみ、容積式の空気圧縮機の入口弁及び 排出弁の開き及び閉じ運動を制御する油圧アクチュエータ回路が示されている。 しかしながら、本発明は往復運動する作業素子の直線運動の制御に対する一般 的な応用を有し、それによりいかなる所望の加速／減速のグラフの形状及び特に ワークピースとの噛合及びはく離に対応するグラフのそれらの部分を提供するこ とは理解されるべきである。 図１は入口弁又は排出弁でありうるシリンダ弁用の油圧アクチュエータ回路を 示し、図２は入口弁及び排出弁の作動サイクルを示す。 図１の油圧アクチュエータは、参照番号１０で示され、弁座１１と、弁座１１ に関して開き及び閉じの位置の間で直線的に往復運動可能である弁素子１２とか らなり、素子１２は閉じ位置にある場合、弁座１１と噛合可能である弁がさ１３ を有するシリンダ弁を作動させるよう意図されている。図示されていないが、Ｏ −リング又は柔軟なパッキンの形式を取りえ、かさ１３の閉じ面の中、又はかさ １３によって噛合される弁座１１の部分の中のいずれかに収容される弾性に変形 可能な弁シールが設けられうる。 以下に、弁素子１２の直線往復運動を制御する油圧アクチュエータを詳述する 。アクチュエータは振動する波形を有する油圧流量出力の繰り返されるサイクル を生じさせる周期油圧運動発生器からなり、系統図では、回転クランク機構１６ の作動の下でシリンダ１４ の中で前後に駆動されるピストン１５を有するマスタシリンダ１４からなる。回 転クランク機構１６はその弁が制御されるべきシリンダの作動に対して（整数の ）比例関係で回転し、それにより吸い込み弁及び排出弁は、空気圧縮機の吸い込 み、圧縮及び排出段階の間、所望の時間の間隔、即ち圧縮機入力の２回転に対し て、マスタクランク機構１６の整数の回転があるように作動されうる。 油圧流量発生器の夫々の作動サイクルは、圧縮機の１サイクルに対して整数の ピーク及び谷を有し、図示される装置では、図２のグラフｂ及びｃから分かるよ うに、シヌソイドの波形の６つのピークと谷を有する。しかしながら、他の形の 波形も適切でありえ、即ちシヌソイドである必要はなく、所望の波形を獲得する ための入力駆動は、例えば回転カム駆動といった他の形式を取りうる。 グラフ２ａは、圧縮機シリンダ１８のピストン１７の運動、及び圧縮機の夫々 の作動サイクルの間の入口弁及び排出弁の作動の選択された間隔のグラフを示す 。従って、図２ａは、吸引弁は、圧縮機１８の「下部の完全な中央部」から、「 上部の完全な中央部」まで１８０°に亘って閉じされる。実際は、開く前に、閉 じこめられた空気を空気圧まで減圧するためにピストン１７を後退させることを 可能にするよう、少し長い時間の間、閉じたままであることが許されるべきであ る。 周期運動発生器のマスタシリンダ１４は、マスタシリンダの反対の端と連通し 、その開き及び閉じ位置の間の作動が、以下詳述されるように、油圧アクチュエ ータの作動シーケンスの一部分として制御されている切換弁２１を設けられた弁 制御されたブリッジング管路２０を含む、流出管路及び戻り管路を有するマスタ 回路１９と連通可能である。 スレーブ部２２はマスタ回路１９と連通可能であり、弁素子１２の弁棒と連結 されたアクチュエータピストン２４を有するスレーブシリンダ２３の反対側に接 続され、それは従って、解放モードでは 弁素子１２を弁座１１から遠ざけて動かし、弁閉じモードでは弁素子１２を弁座 １１に向かって動かすよう作動可能である弁オペレータを形成する。 スレーブ部２２は、マスタ回路１９の切換弁２１と共に共同で、マスタ回路１ ９及びスレーブ部２２の中の油圧流体の流量を制御し、両方の作動モードで弁オ ペレータ（２３，２４）を作動させるよう発生器出力の信号する波形の選択され たサンプルを適用するために、運動発生器（マスタシリンダ１４）の夫々の作動 サイクルの中の所定の時間の間隔において作動可能である「弁手段」を形成する 。 弁手段（２１）の作動は、弁素子１２の棒に与えられる閉じ速度が、かさ１３ が弁座１１に接近し、次に噛合すると同時に、即ち運動の閉じストロークの終わ り又は終わりの近くで、減少するような方法で制御される。これが直接的な金属 対金属の接触であり得ることを心に留めると、これは弁座及び弁の摩耗を最小化 し、騒音を減少させ、金属疲労及び「点食」を最小化する。しかしながら、弾性 に変形可能なシール及び柔軟なパッキンを使用した場合でさえ、これはシール寿 命を高め、従ってメンテナンス費用を削減する。 吸引弁が、例えば（メンテナンス、アンロード、又は安全のため）外側にある 場合、圧縮ストロークの間に空気圧に耐えるための不連続な力が必要とされる。 同様に、初期の開きが所望でなければ、排出弁もまたロックされる必要がある。 従って、弁２１及び制御弁２５の制御の下のマスタ回路１９及びスレーブ部２ ２が、弁素子１２を閉じ位置に向かって、及び遠ざけて動かすために、マスタシ リンダ１４によって生じた振動する波形選択された部分のみの制御された適用を 提供する一方で、別の油圧装置は、弁素子がその位置へ動かされたときに、弁素 子を閉じ位置に「ロックされた」ままであるよう提供されることが望ましい。従 って、ピストン２４がマスタ回路１９及びスレーブ部２２の弁２１及び２５の制 御の下の閉じ運動の完了と同時に左へ動かされた後 に、ピストン２４に対して一定のバイアス力を与えるため、制御弁２７を通じて スレーブ部２２と連通可能な高圧ソース２６が設けられている。典型的な作動サ イクルに対する弁２１，２５及び２７の作動のシーケンスは、以下に詳述される 。 弁素子１２は入口弁又は吸引弁であると仮定すると、図２ｂは吸引弁のマスタ シリンダによって生じた振動する波形を示し、図２ａは作動サイクルに亘る時間 の間隔を示し、その中で、吸引弁は、グラフの比較的短い部分２８及び、弁が（ 望ましくは小さなばねバイアス力によって）開いたままであるより長い部分２９ と、それに続く弁閉じ運動が実行される短い部分３０と、それに続く弁が閉じた ままである更なるより長い部分３１とによって示されるように、開き運動を実行 する。 図２ｂは吸引弁マスタシリンダの振動する波形を示し、参照番号３２で示され るこの波形の２つの印の付いたサンプルは、部分２８で吸引弁の開きを、そして 図２ａで参照番号３０で示される吸引弁閉じを開始させるため、切換弁２１が閉 じられる短い持続時間の所定の時間の間隔からなる。 切換弁が開いている間、吸引弁は線３９及び４０に沿って（閉じるか又は開い て）滞留し、一方、波形はショートされているか、又はバイパスされている。 図２ｃは、排出弁マスタによって発生した振動する（シヌソイドの）波形を示 し、参照番号３３で示されるこの波形の非常に短い所定の選択されたサンプルは 、排出弁マスタ回路の切換弁２１が閉じられる間隔にあり、入口弁マスタ回路は 上述において図２ｂを参照して説明された所定の短期の間隔３２で作動されるそ れ自体の切換弁２１を有すると理解されている。 部分３３において排出弁と関連する切換弁の閉じと同時に、排出弁は、空気の 圧縮された充填物を放出することを可能にするようにピストン１７の圧縮ストロ ークの最終部分において開き及び閉じす るようにされ、この最終部分は、図２ａにおいて参照番号３４によって示されて いる。 図２ｂから分かるように、入口マスタ回路と関連する切換弁（２１）が作動さ れる第２の所定の間隔３２に関して、吸い込みマスタ波形は、参照番号３５によ って示されるピーク値から、参照番号３６によって示される続く谷へ動き、従っ て、弁素子１２に対して与えられた閉じ速度は、それが弁座１１に接近し、次に 噛合すると同時に減少する。 同様に、排出弁に対して与えられた閉じ速度もまた、排出マスタ波形が図２ｃ に示されるピーク３７から谷３８へ動いているときに実行される。 以下、いずれかの弁素子に関する典型的な作動サイクルを説明する： １． スレーブ部２２の制御弁２５が開き、制御弁２７が閉じていると、以下 の作動が実行されうる： （ａ）（単純な開／閉弁であり得る）切換弁２１が閉じていると、スレーブシ リンダ２３のピストン２４は、弁素子１２を動かすよう往復運動し； （ｂ）切換弁２１が開いていると、マスタ回路１９の中の流体は、スレーブ部 を「ショートする」か、又はバイパスし、それにより弁素子は休止したままとな る。 ２． 切換弁２１が開き、制御弁２５が閉じ、制御弁２７が開いていると； 弁素子は弁座１１に対して左へ押され、それにより空気弁は開くことができな い。 切換弁２１は、弁２５が開き、制御弁２７が閉じているときにのみ閉じ、その ためピストン２４は動くことができる。ソース２６からの高圧は、望ましいよう に、幾つかの応用に対して便利である空気弁がシリンダ端の板の上に配置される 場合は、圧縮ストロークの 間、吸引弁を閉じたままにするために使用される。 上記において図１を参照して説明されたマスタ回路及びスレーブ部は、補充管 路及びリリーフ管路に対して夫々図式的に参照番号４０及び４１によって示され 、マスタ回路１９に連結され、当業者にとって既知である方法で作動する補充管 路及び圧力リリーフ管路を設けられる。 図１はアクチュエータピストン２４の運動を制御する装置を提供しており、切 換弁２１のための他の装置は図１ａにおいて、参照番号２１ａで示されるように 図示されている。弁２１ａは、示されるように、アンロード部分ａ、滞留又はバ イパス部分ｂ、及び作動部分ｃを有する。しかしながら、マスタ波形がショート されている一方、スレーブ部は、図１の装置の弁２１の場合に可能であるように 自由に運動するよりもむしろ、ある位置にロックされる。 両方、即ち図１及び図１ａの場合、弁２１が永久に開いているか、又は図１ａ の弁２１ａがａの位置であるかのいずれかであれば、弁がさ１３は外部からの力 が掛かったときに自由に動き、次に例えばバイアスばねＳが与えられれば、アン ロードされうる。 回転クランク機構１６によって生ずる波形の周期３７を変化させることが望ま れれば、サンプリングされた波形の変化を可能にする可変作動駆動入力（図示せ ず）が設けられうる。更に、例えば回転カム駆動といった他の周期駆動入力が設 けられうる。 図式的に示される制御弁は、例えばソレノイド弁といった電気的に制御された 弁であることが望ましい。 他の回路装置は図３に示されており、既に説明された部分に対応する部分には 、同じ参照番号が与えられている。これは複動ピストンロッド型のアクチュエー タが同じ直径のピストンロッド１及び２と、夫々のピストン２４及び２４ａとを 有する「ピギーバック」型の装置である。（実際は、続いて説明される理由によ り、ピストン２４ａの面積は、ピストン２４の面積よりもはるかに大きい。）こ れはさもなければ自己ロッキングとなり、ショートが可能でなくなるため、必要 である。 ピストン２４は従って、通常は作動回路の制御の下で弁素子１３を作動し、ピ ストン２４ａは無負荷的にピストン２４の運動を追う。しかしながら、弁素子１ ３が閉じ位置に達したときは、図３に示されるそのソレノイド又は機械的に制御 された圧力回路を通じたピストン２４ａのより大きい面積の加圧によってこの位 置にロックされうる。 この装置は、受容できない量のエネルギーの吸収を避けることを目的とする。 これを達成するために、ロッキングピストンは前方に（図の左へ）進行しなけれ ばならない。ロッキング圧力がスイッチオンされたとき、容積３が有する流体の 圧縮性よりも少しでも多い流体を許してはならない。 上述の例の通りに、ピストン２４の面積の上に直接ロッキングがあれば、ピス トン２４の面積は回路管路１９の中に自由な油の流れを可能にするよう小さくな くてはならず、非常に高い圧力が必要とされ、許容できない漏れ及び圧縮エネル ギー損失となる。しかしながら図３に示されるピギーバック装置は、この問題を 克服する。 図１に示されるマスタ回路及びスレーブ部は、弁閉じモード及び弁解放モード の両方で弁がさ１３を作動させるのに有効な油圧アクチュエータ装置を提供する 。しかしながら、本発明は要求によって少なくとも１つのモード（弁開きまたは 弁閉じ）、又は両方のモードで弁がさ（１３）の作動に影響を与える（運動を駆 動する）ことができる油圧アクチュエータ装置に関する。１つのモードのみでの 油圧駆動の場合、別々のバイアス又は例えばバイアスばねといった制御装置は、 油圧制御が作動していないか、又は無効にされているとき、残りのモードで作動 を制御するよう設けられうる。 本発明による油圧作動制御手段の更なる装置は図４に示され、以下において詳 述される。上述において図１乃至図３を参照して説明 されたマスタシリンダ回路及びスレーブ部は、その両方の作動モード、即ち要求 されるように弁閉じモード及び弁開きモードで、弁オペレータが油圧式に駆動さ れることを可能にする装置からなる。図１で示される装置では、スレーブ部は、 どちらの方向に対するモードでもスレーブピストン２４に対して油圧作動力を与 えうるスレーブ回路からなる。図４に示される回路装置は、即ち完全な回路では ないスレーブ部を含み、それは１つの方向にのみ弁オペレータを駆動させるのに 有効である。ばね又は他のバイアスは、弁アクチュエータのスレーブピストンを 逆の方向、即ち弁閉じモードへ動かすが、アクチュエータ（室６２）から出る油 の流れによって与えられる制御された減速に逆らい、即ちまだ弁座に対して「ソ フトランディング」を与える。しかしながら、スレーブ部及びバイアス手段の役 目はたやすく逆にされえ、それによりスレーブ部はスレーブピストンが弁閉じモ ードで動くよう駆動でき、一方、バイアス手段はスレーブピストンを弁開き方法 に動かすのに有効である。 既に説明されたものに対応する部分は、同じ参照番号が与えられており、再び 詳述されない。上述のように、図４の油圧制御弁アクチュエータ装置と、本発明 の上述の実施例との間の主な相違点は、完全なスレーブ回路よりもむしろ、スレ ーブの部分が提供されていることにある。マスタ回路は、マスタピストン１５に よって加圧されるよう配置され、また概して参照番号５０によって示されており 、１つの端がピストン１５の側でシリンダ１４の１つの端と、他の端がシリンダ １４の他の端の室及びピストン１５の他の側で連通する圧力管路５１を含む。圧 力管路５１は、図１を参照して説明されたのと同様の方法でピストン１５の作動 の下で、圧力の下で、油圧流体を送るが、弁オペレータに対するその影響は、ソ レノイドによって制御される弁５２と、弁５２の筐体の適当な出口及び弁作動棒 ５５の往復運動を制御するピストン及びシリンダ型の弁アクチュエータの筐体５ ５ａの入口５４との間に伸びるスレーブ部分又は管路５ ３とを通じて与えられる。図示されるように、棒５５は、実質的にピストンロッ ド５９の案内によりシリンダ５７の内壁との金属対金属の接触が無い、前述の装 置のために既に説明されたのと同様の方法の、その中の直線往復運動のために設 けられた「浮動」ピストン５８を有する圧縮機シリンダ５７の内部に配置された 弁がさ５６を有する。 バイアス装置は、弁棒５５に対して弁閉じ運動を与えるよう提供され、図示さ れた装置は、シリンダ５５ａの中に収容され、弁作動ピストン６１に対抗して反 応する圧縮ばね６０からなる。シリンダ５５の中の室６２、即ちピストン６１の ばね６０とは逆の側に画成された室への油圧の施与は、弁がさ５６を弁座６３か ら持ち上げる、即ちアクチュエータを解放モードで駆動するために、図４に示さ れるようにピストン６１が左へ動くようにさせる。しかしながら、ばね６０の作 用の下での作動モードでは、室６２からの油の制御された流出により制御された 減速があり、それにより弁座の「ソフトランディング」が得られる。 図４は従って、弁オペレータを弁解放方向へ動かすため、弁５２の適当な作動 を通じてマスタシリンダ回路５０によって加圧されたとき、スレーブ部が使用さ れうる本発明の実施例を示す。弁５２はそのソレノイドの作用の下で作動され、 アクチュエータシリンダ１４は補充されるか、又は圧力制御の補充システム（ア キュムレータ）６４と共にオーバフローさせるために変えられる。 図４に示される装置の代わりとして、油圧作動／ばねによるバイアスは逆にさ れえ、それによりばね又は他のバイアスは（油圧制御減速の下で）弁開き運動を 与え、一方アクチュエータに対する油圧の供給は弁を閉じ方向へ駆動し、これは 再び弁座との「緩い」閉じ噛合及び衝撃を提供するため、弁がさが弁座に接近す ると共に制御された速度の減速をもたらすことは理解されるべきである。 図示されていないが、弁がさが圧縮機の外側にある場合、上述に おいて他の回路装置に対して説明されたものと略同様のロック設備が設けられう る。 望ましい実施例の上述の説明は、弁棒の直線往復運動を制御する油圧制御アク チュエータに関するが、本発明は他の種類の作業素子を制御するために適用され うることは理解されるべきである。これらの他の可能な用途は図面には図示され ていないが、関連する作業素子にいかなる便利な方法で連結された例えば直線的 及び／又は角度的な往復運動に対して適用される制御を含みうる。 油圧回路及びその構成部品は、関連する作業素子に対するどんな所望の加速／ 変位グラフの形状も、特にワークピースとの噛合及びはく離に対応するグラフの 部分が獲得されうるよう、設計される。例えば、グラフのこれらの部分における 所望の形状は、要求に応じた迅速な加速、又は減速からなる。ある瞬間では、作 業素子がワークピースと接触すると迅速な加速を受けることが望ましく、一方、 他の瞬間は、作業素子がワークピースと噛合すると同時に、作業素子の噛合運動 が減速されることが望ましい。同様に、例えばそれが戻りストロークを開始し、 ワークピースとの噛合から出るといった作業素子のはく離運動は、要求に合うよ うに、迅速に加速するか、さもなければ変化されるよう制御されうる。 これらの要求のうちのいずれも、本発明による、 夫々のサイクルが振動波形を有する油圧流出力の繰り返されたサイクルを生じ させる周期油圧流発生器と、 発生器と連通可能なマスタ回路と、 マスタ回路と連通可能なスレーブ部と、 スレーブ部と連通可能であり、また関連する作業素子と適当な方法で接続可能 であり、一方のモードでは作業素子を一方向に他方のモードでは作業素子を逆方 向に動かされうるオペレータと、 マスタ回路及びスレーブ部の中の油圧流体の流量を制御し、また、少なくとも １つの作動モードで弁オペレータを作動させるよう発生 器の出力の振動波形の選択されたサンプルを与えるために、発生器の作動の夫々 のサイクルの中で所定の時間の間隔の間、作動可能である弁手段とからなるシリ ンダ弁用の油圧アクチュエータによってたやすく満たされる。 発生器出力の振動する波形の選択されたサンプルは、作業素子の加速／変位グ ラフの要求された形状を提供するよう要求されうるため、波形の１つ以上の完全 なサイクルから取られるか、又は１つのサイクルから取られた選択されたサンプ ルであり得る。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 作業モードでは一方向に運動可能であり、解放モードでは逆方向に運動可 能である作業素子の往復運動を制御するための油圧制御アクチュエータであって 、 夫々のサイクルが振動波形を有する油圧流出力の繰り返されたサイクルを生じ させる周期油圧流発生器と、 該発生器と連通可能なマスタ回路と、 該マスタ回路と連通可能なスレーブ部と、 該スレーブ部と連通可能であり、該作業素子と連結されるよう適合されており 、一方の作業モードで作業素子を作動させるよう一方向に可動であり、他方の作 業モードでは作業素子を作動させるよう逆方向に可動であるオペレータと、 該オペレータによって作業素子が少なくとも上記作業モードのいずれかで作動 され又は作動され得るように、マスタ回路及びスレーブ部の中の油圧流体の流量 を制御し、所定の時間の間隔の間、該オペレータを作動させるよう発生器の出力 の振動波形の選択されたサンプルを与えるために作動可能である弁手段とからな るアクチュエータ。 ２． 該オペレータは、該一方向にスレーブ部によって駆動されるよう配置され 、バイアス手段は、該スレーブ部によって提供される制御された減速に対抗して 該逆方向に該オペレータを動かすよう設けられている請求項１記載のアクチュエ ータ。 ３． 該オペレータは、作業素子を作動させるため、直線往復運動可能である請 求項１又は２記載のアクチュエータ。 ４． 該オペレータは、作業素子を作動させるため、角往復運動可 能である請求項１又は２記載のアクチュエータ。 ５． 夫々のサイクルが振動波形を有する油圧流出力の繰り返されたサイクルを 生じさせる周期油圧流発生器と、 該発生器と連通可能なマスタ回路と、 該マスタ回路と連通可能なスレーブ部と、 該スレーブ部と連通可能であり、またシリンダ弁と接続可能であり、解放モー ドでは弁をその弁座から遠ざけるように動かし、弁閉じモードでは、弁をその弁 座に向かって動かすよう作動可能な弁オペレータと、 マスタ回路及びスレーブ部の中の油圧流体の流量を制御し、また、少なくとも １つの作動モードで弁オペレータを作動させるよう発生器の出力の振動波形の選 択されたサンプルを与えるために、発生器の作動の夫々のサイクルの中で所定の 時間の間隔の間、作動可能である弁手段とからなるシリンダ弁用の油圧アクチュ エータ。 ６． 弁がその弁座に接近し、次に噛合すると減少する弁閉じ速度に対する要求 を有するシリンダ弁に適合され、 発生器出力の振動する波形の選択されたサンプルが、油圧流体の流量が波形の 最大若しくは最小、又は、最大若しくは最小の付近で減少している波形の部分か ら取られうるような請求項５記載のアクチュエータ。 ７． 弁がその閉じ運動を完了すると同時に比較的緩い噛合をするよう、夫々の 弁を作動させるよう配置されている請求項６記載のアクチュエータを有する容積 式圧縮機。 ８． 請求項５又は６記載のアクチュエータによって制御されるシリンダ弁と、 シリンダの内壁との噛合以外の方法によってシリンダ内で往復運動をするよう 案内されたピストンとを有する圧縮機。 ９． 弁座と、 弁座に関して開いた位置及び閉じた位置の間で可動であり直線往復運動可能な 弁素子と、 弁素子に接続され、解放モードでは弁をその弁座から遠ざけるように動かし、 弁閉じモードでは、弁をその弁座に向かって動かすよう作動可能な弁オペレータ と、 該弁オペレータと連通可能であり、弁素子が弁座に向かって動き、弁座と噛合 すると、速度が減少する弁オペレータを通じて、弁素子の閉じ運動を与え又は与 え得るよう作動可能な油圧アクチュエータ回路とからなる油圧作動シリンダ弁。 １０． 弁素子の閉じフェースの中、又は弁素子のかさによって噛合可能な弁座 の一部の中に収容された弁シールを含む請求項７記載のシリンダ弁。 １１． 弁シールは、Ｏ−リング又は他の柔軟なパッキンからなる請求項８記載 のシリンダ弁。 １２． シリンダと、 該シリンダの直線往復運動用に設けられたピストンと、 シリンダに対する気体の吸入又は排出を制御する少なくとも１つのシリンダ弁 と、 該シリンダ弁と協働する弁座と、 該シリンダ弁と連結された油圧作動アクチュエータと、 ピストンの往復運動と連続して、また弁が弁座に近づき、次に噛合すると共に 減少する速度で、弁をその弁座に向かって動かすよう 作動可能であるように、アクチュエータの作動を制御する手段とからなる直線往 復運動ピストン型圧縮機。 １３． 油圧式のアクチュエータは、 夫々のサイクルが振動する波形を有する油圧流出力の繰り返されたサイクルを 生じさせるサイクル油圧流発生器と、 該発生器と連通可能なマスタ回路と、 該マスタ回路と連通可能なスレーブ部と、 該弁回路と連通可能であり、該シリンダ弁と接続可能であり、解放モードでは 弁をその弁座から遠ざけるよう動かし、弁閉じモードでは、弁をその弁座に向か って動かすよう作動可能な弁オペレータと、 マスタ回路及びスレーブ部の中の油圧流体の流量を制御し、また、少なくとも １つの作動モードで弁オペレータを作動させるよう発生器の出力の振動波形の選 択されたサンプルを与えるために、発生器の作動の夫々のサイクルの中で所定の 時間の間隔の間、作動可能である弁手段とからなる請求項１２記載の圧縮機。 １４． 実質的にピストン及びシリンダの内壁の間に金属対金属の直接的な接触 が無いように該シリンダの中のピストンの往復運動を制御するよう案内されたピ ストンロッドを含む請求項１２又は１３記載の圧縮機。 １５． 該弁オペレータはピストン及びシリンダ型アクチュエータからなる請求 項９乃至１１のうちいずれか１項記載の油圧作動シリンダ弁。 １６． 該ピストン及びシリンダ型のアクチュエータは、シリンダと、該シリン ダの中で摺動可能なピストンと、該ピストンと連結さ れ、該弁素子に直線運動を与えるよう配置されたピストンロッドとを含む請求項 １５記載のシリンダ弁。 １７． 該ピストン及びシリンダ型アクチュエータは、弁素子を作動させる第１ のピストン及びシリンダ装置と、 該第１の装置と連結され、弁素子が第１の装置によって閉じ、次に閉じた位置 で弁素子をロックするよう作動可能にされるまで無負荷的に作動する第２のピス トン及びシリンダ装置とからなる請求項１５記載のシリンダ弁。 １８． 油圧流発生器は、機械的に作動されるピストン／シリンダ装置からなる 請求項１乃至６のうちいずれか１項記載のアクチュエータ。 １９． クランク又はカム駆動が該油圧流発生器に入力を供給する請求項１８記 載のアクチュエータ。 ２０． 可変差動駆動入力は、サンプリングされた波形に変化を与えるため該ク ランク又はカム駆動に連結されている請求項１９記載のアクチュエータ。 ２１． 該油圧流発生器の作動と同期して駆動される請求項１８乃至２０のうち いずれか１項記載のアクチュエータを含む往復運動ピストン圧縮機。