JP2000310203A - 自動往復動機構 - Google Patents

自動往復動機構

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JP2000310203A
JP2000310203A JP11121746A JP12174699A JP2000310203A JP 2000310203 A JP2000310203 A JP 2000310203A JP 11121746 A JP11121746 A JP 11121746A JP 12174699 A JP12174699 A JP 12174699A JP 2000310203 A JP2000310203 A JP 2000310203A
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Japan
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piston
spool
pressure chamber
pressure
driving
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English (en)
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勉 ▲高▼井
Tsutomu Takai
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KYB Corp
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Kayaba Industry Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 油圧機構によって自動的にある周期で往復動
を継続する自動往復動機構を提供する。 【解決手段】 スプール5を伸びポジションに駆動する
圧力が導かれる第二スプール圧力室22と、ピストン4
が縮み方向に移動する過程で収縮する第二スプール駆動
圧室23と、第二スプール駆動圧室23を第二スプール
圧力室23に連通する第二スプール駆動圧通路25とを
備え、ピストン4を伸び方向から縮み方向に自動的に反
転させるものとした。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、油圧等によりピス
トンの往復運動が自動的に繰り返される自動往復動機構
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】油圧源から作動油を給排する方向切換弁
によってシリンダの左右の油室に選択的に高圧が供給さ
れると、油圧に応じてピストンが移動する。方向切換弁
は信号により一定の周期で切換作動し、一方の油室によ
り高圧を導入し、他方の油室をタンク側に開放するとい
う動作を反復、継続する。これにより、シリンダは一定
の周期で伸縮動作を繰り返す。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな方向切換弁として、例えば比例電磁弁または電気油
圧サーボ弁を用いるにしても、大流量、高圧制御には不
向きで、またシステム全体の価格も高くなってしまう。
【0004】本発明は上記の問題点を鑑みてなされたも
のであり、油圧機構によって自動的にある周期で往復動
を継続する自動往復動機構を提供することを目的とす
る。
【0005】
【課題を解決するための手段】第1の発明は、ピストン
を縮み方向に駆動する圧力が導かれる第一ピストン圧力
室と、ピストンを伸び方向に駆動する圧力が導かれる第
二ピストン圧力室と、第一ピストン圧力室と第二ピスト
ン圧力室を高圧通路に連通させてピストンを伸び方向に
駆動する伸びポジションと第二ピストン圧力室を低圧通
路に連通させてピストンを縮み方向に駆動する縮みポジ
ションとに切り換わるスプールと、スプールを伸びポジ
ションに駆動する圧力が導かれる第二スプール圧力室
と、ピストンが縮み方向に移動する過程で収縮する第二
スプール駆動圧室と、第二スプール駆動圧室を第二スプ
ール圧力室に連通する第二スプール駆動圧通路と、第二
ピストン圧力室側から第二スプール駆動圧室に流入する
作動油に対して開弁する第二逆止弁とを備え、ピストン
を縮み方向から伸び方向に自動的に反転させるものとし
た。
【0006】第2の発明は、第1の発明において、第二
ピストン圧力室と第二スプール駆動圧室とを連通する第
二可変絞りと、第二可変絞りを迂回して第二ピストン圧
力室側から第二スプール駆動圧室に流入する作動油に対
して開弁する第二逆止弁とを備えるものとした。
【0007】第3の発明は、第1または第2の発明にお
いて、スプールを縮みポジションに駆動する圧力が導か
れる第一スプール圧力室と、ピストンが伸び方向に移動
する過程で収縮する第一スプール駆動圧室と、第一スプ
ール駆動圧室を第一スプール圧力室に連通する第一スプ
ール駆動圧通路と、第一ピストン圧力室側から第一スプ
ール駆動圧室に流入する作動油に対して開弁する第一逆
止弁とを備え、ピストンを伸び方向から縮み方向に自動
的に反転させるものとした。
【0008】第4の発明は、第3の発明において、第一
ピストン圧力室と第一スプール駆動圧室とを連通する第
一可変絞りと、第一可変絞りを迂回して第一ピストン圧
力室側から第一スプール駆動圧室に流入する作動油に対
して開弁する第一逆止弁とを備えるものとした。
【0009】第5の発明は、ピストンに導かれる圧力を
切換えてピストンを縮み方向に駆動する縮みポジション
とピストンを伸び方向に駆動する伸びポジションを有す
るスプールと、ピストンが移動する過程で収縮するスプ
ール駆動圧室とを備え、スプール駆動圧室の圧力に応じ
てスプールのポジションを切換える自動往復動機構にお
いて、スプールを伸びポジションまたは縮みポジション
に付勢するスプリングを備えるものとした。
【0010】第6の発明は、ピストンを縮み方向に駆動
する圧力が導かれる第一ピストン圧力室と、ピストンを
伸び方向に駆動する圧力が導かれる第二ピストン圧力室
と、第一ピストン圧力室と第二ピストン圧力室を高圧通
路に連通させてピストンを伸び方向に駆動する伸びポジ
ションと第二ピストン圧力室を低圧通路に連通させてピ
ストンを縮み方向に駆動する縮みポジションとに切り換
わるスプールと、スプールを伸びポジションに駆動する
圧力が導かれる第二スプール圧力室と、ピストンが縮み
方向に移動する過程で収縮する第二スプール駆動圧室
と、第二スプール駆動圧室を第二スプール圧力室に連通
する第二スプール駆動圧通路と、第二ピストン圧力室側
から第二スプール駆動圧室に流入する作動油に対して開
弁する第二逆止弁とを備え、ピストンを縮み方向から伸
び方向に自動的に反転させる自動往復動機構において、
スプールを縮みポジションに付勢するスプリングと、低
圧通路の圧力を高圧通路より高める切換弁と、スプール
を縮みポジションに駆動する圧力が導かれる第一スプー
ル圧力室と、低圧通路の圧力上昇時に低圧通路を第一ス
プール圧力室に接続するシャトル弁とを備えるものとし
た。
【0011】第7の発明は、第6の発明において、高圧
通路の途中に介装される流量調整弁と、流量調整弁を迂
回して高圧通路を逆流する作動油に対して開弁する第三
の逆止弁とを備えるものとした。
【0012】第8の発明は、ピストンを縮み方向に駆動
する圧力が導かれる第一ピストン圧力室と、ピストンを
伸び方向に駆動する圧力が導かれる第二ピストン圧力室
と、第一ピストン圧力室と第二ピストン圧力室を高圧通
路に連通させてピストンを伸び方向に駆動する伸びポジ
ションと第二ピストン圧力室を低圧通路に連通させてピ
ストンを縮み方向に駆動する縮みポジションとに切り換
わるスプールと、スプールを伸びポジションに駆動する
圧力が導かれる第二スプール圧力室と、ピストンが縮み
方向に移動する過程で収縮する第二スプール駆動圧室
と、第二スプール駆動圧室を第二スプール圧力室に連通
する第二スプール駆動圧通路とを備え、ピストンを縮み
方向から伸び方向に自動的に反転させる自動往復動機構
において、第一ピストン圧力室と第二ピストン圧力室の
圧力差が所定値を超えて低下するのに伴って第二スプー
ル圧力室を低圧通路に連通する補助スプールと、第二ス
プール駆動圧通路の途中に介装される第三の絞りとを備
えるものとした。
【0013】第9の発明は、第8の発明において、第三
の絞りを第二スプール駆動圧通路の第二逆止弁に対する
接続部より第二スプール圧力室側に介装するものとし
た。
【0014】第10の発明は、第8または第9の発明に
おいて、補助スプールをスプールの内部に収装するもの
とした。
【0015】
【発明の作用および効果】第1の発明において、ピスト
ンが縮み方向に移動する過程で第二スプール駆動圧室が
収縮し、第二スプール駆動圧室の作動油が第二スプール
駆動圧通路を通って第二スプール圧力室に流入してスプ
ールが伸びポジションに切換わり、応答周波数の高低に
かかわらず略一定したストロークでピストンを縮み方向
から伸び方向に自動的に反転させる。
【0016】こうしてピストンの移動方向とスプールの
ポジションが互いに連動して切換わるため、ピストンは
自動的に往復動を繰り返すことが可能となる。
【0017】第2の発明において、ピストンが縮み方向
に移動するのに伴って第二スプール駆動圧室が収縮し、
作動油が第二可変絞りを通って第二ピストン圧力室側へ
と流れるため、第二可変絞りの抵抗により第二スプール
駆動圧室の圧力が上昇し、スプールが伸びポジションに
切換わる。
【0018】ピストンの移動による第二スプール駆動圧
室の圧力上昇は、ピストンの移動速度が高いほど急激で
あり、これを緩和する必要があれば第二可変絞りを開
き、緩和する必要がなければ第二可変絞りを閉じればよ
い。
【0019】ピストンが伸び方向へ移動するのに第二ス
プール駆動圧室の容積が増えて圧力が低下するが、第二
逆止弁が開弁して作動油が第二スプール駆動圧室に流入
する。
【0020】第3の発明において、ピストンが伸び方向
に移動する過程で第一スプール駆動圧室が収縮し、第一
スプール駆動圧室の作動油が第一スプール駆動圧通路を
通って第一スプール圧力室に流入してスプールが縮みポ
ジションに切換わり、応答周波数の高低にかかわらず略
一定したストロークでピストンを伸び方向から縮み方向
に自動的に反転させる。
【0021】こうしてピストンの移動方向とスプールの
ポジションが互いに連動して切換わるため、ピストンは
自動的に往復動を繰り返すことが可能となる。
【0022】第4の発明において、ピストンが伸び方向
に移動するのに伴って第一スプール駆動圧室が収縮し、
作動油が第一可変絞りを通って第一ピストン圧力室側へ
と流れるため、第一可変絞りの抵抗により第一スプール
駆動圧室の圧力が上昇し、スプールが縮みポジションに
切換わる。
【0023】ピストンの移動による第一スプール駆動圧
室の圧力上昇は、ピストンの移動速度が高いほど急激で
あり、これを緩和する必要があれば第一可変絞りを開
き、緩和する必要がなければ第一可変絞りを閉じればよ
い。
【0024】ピストンが縮み方向へ移動するのに第一ス
プール駆動圧室の容積が増えて圧力が低下するが、第一
逆止弁が開弁して作動油が第一スプール駆動圧室に流入
する。
【0025】第5の発明において、スプールを介して導
かれる油圧によりピストンが一方向に移動する過程で、
スプール駆動圧室が収縮し、スプール駆動圧室の圧力に
応じてスプールのポジションが切換えられ、ピストンの
移動方向が変えられる。こうしてピストンの移動方向と
スプールのポジションが互いに連動して切換わるため、
ピストンは自動的に往復運動を繰り返す。
【0026】作動停止中にスプリングの付勢力によりス
プールは伸びポジションまたは縮みポジションに移動
し、作動再開時におけるピストンの移動方向を一定にす
ることができる。
【0027】第6の発明において、作動停止中にスプリ
ングの付勢力によりスプールは縮みポジションに移動
し、作動再開時にピストンが縮み方向に移動する。
【0028】しかし、ピストンが縮み切った状態では、
作動を再開することができない。この不具合を解消する
ため、切換弁を介して低圧通路の圧力を高圧通路より高
め、低圧通路の高圧力をシャトル弁を介して第二スプー
ル圧力室に導くことによりスプールを縮みポジションに
保持し、低圧通路の高圧力を第二ピストン圧力室に導く
ことによりピストンを伸び方向に移動させる。
【0029】第7の発明において、ピストンが往復運動
する速度は流量調整弁を介して任意に設定できる。
【0030】ピストンが縮み切った状態から作動を再開
する場合、切換弁を介して高圧通路の圧力を低圧通路よ
り低くし、第一ピストン圧力室の作動油を第三の逆止弁
を介して高圧通路から逃がすことによりピストンを伸び
方向に移動させる。
【0031】第8の発明において、負荷がピストンの推
力を超えてピストンの移動が伸び方向で停止した場合、
第一ピストン圧力室と第二ピストン圧力室の圧力差が低
下するのに伴って補助スプールが第二スプール圧力室を
低圧通路に連通させ、スプールを縮みポジションに切換
えるので、ピストンを停止位置から縮み方向に移動さ
せ、負荷に応じたストロークで往復運動を繰り返すこと
ができる。
【0032】第9の発明において、第三の絞りが第二ス
プール駆動圧通路の第二逆止弁に対する接続部より第二
スプール圧力室側に介装されるため、負荷がピストンの
推力を超えてピストンの伸び方向での作動が停止した場
合、第一ピストン圧力室と第二ピストン圧力室の圧力差
が低下するのに伴って補助スプールが第二スプール圧力
室を低圧通路に連通させると、第二スプール圧力室の圧
力を低下させてスプールを縮みポジションに切換え、再
びピストンを往復動させることができる。
【0033】第10の発明において、補助スプールをス
プールの内部に収装することにより、外部配管を減らし
て、構造の簡素化がはかれる。
【0034】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。
【0035】図1において、8は油圧に応動して自動的
に切換作動する自動切換弁、10はこの自動切換弁8を
介して行われる油圧の給排によりピストン4が一定のス
トロークで往復作動する往復動シリンダである。この往
復動シリンダ10は例えば杭打ち機の打撃シリンダ、油
圧バイブレータや篩装置等の振動発生装置として用いら
れる。
【0036】図1において、1は油圧源、2はタンク、
6は往復動シリンダ10の作動・停止を切り換える切換
弁である。切換弁6は、高圧通路28を油圧源1の吐出
側に連通するとともに低圧通路29をタンク2に連通し
て往復動シリンダ10を作動させる作動ポジションA
と、高圧通路28および低圧通路29を閉塞して往復動
シリンダ10を停止させる停止ポジションBとを有し、
手動または電磁力を介して切換作動する。
【0037】図1において、7は往復動シリンダ10の
速度を調節する流量調整弁である。流量調整弁7は、高
圧通路28の途中に介装され、手動または電磁力を介し
てその通路断面積を可変とする可変絞りで構成される。
【0038】自動切換弁8はハウジング39の内部にス
プール5を摺動可能に収装し、ハウジング39にポンプ
ポート31とタンクポート32が所定の間隔をもって形
成されるとともに、ポンプポート33と調圧ポート34
が所定の間隔をもって形成される。ポンプポート31に
高圧通路28が接続され、タンクポート32を低圧通路
29が接続される。ポンプポート33はスプール5の位
置によらず常にポンプポート31に連通し、油圧源1の
吐出圧Psが導かれる。
【0039】スプール5が縮みポジション(図において
左位置)にある場合、調圧ポート34はタンクポート3
2に連通し、吐出圧Psより低い圧力P2が導かれる。
【0040】スプール5が伸びポジション(図において
右位置)にある場合、調圧ポート34はポンプポート3
1に連通し、吐出圧Psが導かれる。
【0041】往復動シリンダ10は、ボディ3の内部に
ピストン4が摺動自由に収装され、このピストン4に一
体に結合したロッド9がボディ3の端部から外部に突出
している。そしてピストン4により、第一ピストン圧力
室11と第二ピストン圧力室21が区画形成され、第一
ピストン圧力室11は第一ピストン圧通路35を介して
ポンプポート33に連通し、第二ピストン圧力室21は
第二ピストン圧通路36を介して調圧ポート34に連通
する。
【0042】ピストン4の第二ピストン圧力室21に対
する受圧面積c+dは第一ピストン圧力室11に対する
受圧面積a+bの略2倍に設定される。
【0043】スプール5の両端には第一スプール圧力室
12と第二スプール圧力室22が区画形成される。スプ
ール5の第二スプール圧力室22に対する受圧面積fは
第一スプール圧力室12に対する受圧面積eより大きく
設定される。
【0044】ピストン4が図において伸び(右)方向に
移動する過程で収縮する第一スプール駆動圧室13と、
図において左方向に移動する過程で収縮する第二スプー
ル駆動圧室23が設けられる。
【0045】第一スプール駆動圧室13は、図1に示す
ように、ピストン4の外周面47がボディ3の小径部3
7に嵌合した状態で第一ピストン圧力室11に対して画
成される。
【0046】第二スプール駆動圧室23は、図3に示す
ように、ピストン4の外周面48がボディ3の小径部3
8に嵌合した状態で第二ピストン圧力室21に対して画
成される。
【0047】第一スプール駆動圧室13は第一スプール
駆動圧通路15を介して第一スプール圧力室12に連通
するとともに、第一可変絞り17を介して第一ピストン
圧力室11に連通する。第一スプール駆動圧室13の収
縮時に第一スプール駆動圧室13の作動油が第一スプー
ル駆動圧通路15を通って第一スプール圧力室12に流
入するとともに、第一可変絞り17を通って第一ピスト
ン圧力室11に流入する。
【0048】第一スプール駆動圧室13と第一ピストン
圧力室11の間には第一可変絞り17と並列に第一逆止
弁16が配設される。第一スプール駆動圧室13の拡張
時に第一ピストン圧力室11の作動油が第一逆止弁16
を開いて第一スプール駆動圧室13に流入する。
【0049】第二スプール駆動圧室23は第二スプール
駆動圧通路25を介して第二スプール圧力室22に連通
するとともに、第二可変絞り27を介して第二ピストン
圧力室21に連通する。第二スプール駆動圧室23の収
縮時に第二スプール駆動圧室23の作動油が第二スプー
ル駆動圧通路25を通って第二スプール圧力室22に流
入するとともに、第二可変絞り27を通って第二ピスト
ン圧力室21に流入する。
【0050】第二スプール駆動圧室23と第二ピストン
圧力室21の間には第二可変絞り27と並列に第二逆止
弁26が配設される。第二スプール駆動圧室23の拡張
時に第二ピストン圧力室21の作動油が第二逆止弁26
を開いて第二スプール駆動圧室23に流入する。
【0051】なお、第一可変絞り17と第一逆止弁1
6、第二可変絞り27と第二逆止弁26は、ボディ3に
収装してもよい。
【0052】以上のように構成される本発明の実施の形
態につき、次に図1〜図3を参照しながら作用を説明す
る。
【0053】切換弁6が停止ポジションBから作動ポジ
ションAに切換えられ、スプール5がe×Ps−f×P
2の力を受けて図1に示すように縮み(左)ポジション
に保持されている状態では、第一ピストン圧力室11と
第二ピストン圧力室21の連通を遮断している。第一ピ
ストン圧力室11および第一スプール駆動圧室13に油
圧源1からの圧力Psが導かれ、第二ピストン圧力室2
1および第二スプール駆動圧室23は作動条件に見合っ
た圧力P2となり、ピストン4は(a+b)×Ps−
(c+d)×P2の力を受けて縮み(左)方向へと移動
を始める。
【0054】ピストン4が縮み(左)方向に移動する過
程で、図3に示すように、ピストン4の外周面48がボ
ディ3の小径部38に嵌合して第二ピストン圧力室21
および第二スプール駆動圧室23の連通を閉じる。ここ
からさらにピストン4が縮み(左)方向に移動するのに
伴って第二スプール駆動圧室23が収縮し、作動油が第
二可変絞り27を通って第二ピストン圧力室21へと流
れるため、第二可変絞り27の抵抗により第二スプール
駆動圧室23の圧力P3が上昇する。
【0055】ここで、ピストン4の移動による圧力P3
の上昇は、ピストン4の移動速度が高いほど急激であ
り、これを緩和する必要があれば第二可変絞り27を開
き、緩和する必要がなければ第二可変絞り27を閉じれ
ばよい。
【0056】そして、第二スプール駆動圧室23の圧力
P3がf×P3>e×Psになるまで上昇すると、図3
に示すように、スプール5は右方向に移動して伸び
(右)ポジションに切換わって第一ピストン圧力室11
と第二ピストン圧力室21を連通する。これにより、第
二ピストン圧力室21は作動条件に見合った圧力P2′
となり、ピストン4はc×P2′+d×P3−(a+
b)×Psの力を受けて伸び(右)方向へと移動を始め
る。
【0057】ピストン4が伸び(右)方向へ移動するの
に第二スプール駆動圧室23の容積が増えると圧力P3
は低下するが、圧力P3が第二ピストン圧力室21に導
かれる圧力P2′より低くなると、第二逆止弁26が開
弁して作動油が第二スプール駆動圧室23に流入し、第
二スプール駆動圧室23と第二ピストン圧力室21の圧
力は略P2′となる。
【0058】ピストン4が伸び(右)方向に移動する過
程で、図2に示すように、ピストン4の外周面47がボ
ディ3の小径部37に嵌合して第一ピストン圧力室11
と第一スプール駆動圧室13の連通を閉じる。ここから
さらにピストン4が伸び(右)方向に移動するのに伴っ
て第一スプール駆動圧室13が収縮し、作動油が第一可
変絞り17を通って第一ピストン圧力室11へと流れる
ため、第一可変絞り17の抵抗により第一スプール駆動
圧室13の圧力P1が上昇する。
【0059】ここで、ピストン4の移動による圧力P1
の上昇は、ピストン4の移動速度が高いほど急激であ
り、これを緩和する必要があれば第一可変絞り17を開
き、緩和する必要がなければ第一可変絞り17を閉じれ
ばよい。
【0060】そして、第一スプール駆動圧室13の圧力
P1がe×P1>f×P2′になるまで上昇すると、図
1に示すように、スプール5は縮み(左)ポジションに
切換わって第一ピストン圧力室11と第二ピストン圧力
室21の連通を遮断する。これにより、ピストン4は
(a+b)×Ps−(c+d)×P2の力を受けて縮み
(左)方向へと移動を始める。
【0061】こうしてポンプポート31に圧油が供給さ
れる限りピストン4は応答周波数の高低にかかわらず略
一定したストロークで往復動を繰り返す。
【0062】ピストン4の第二ピストン圧力室21に対
する受圧面積c+dを第一ピストン圧力室11に対する
受圧面積a+bの略2倍に設定することにより、ピスト
ン4を縮み(左)方向に駆動する力(a+b)×Psと
ピストン4を伸び(右)方向に駆動する力(c+d)×
Ps−(a+b)×Psが略等しくなり、ピストン4の
往復動速度が等しくなる。
【0063】第一可変絞り17と第二可変絞り27を設
けることにより、第一スプール駆動圧室13と第二駆動
圧室23の圧力上昇を緩和し、円滑な作動性が確保され
る。
【0064】また、第一可変絞り17または第二可変絞
り27により流量調整することで、ピストン4が往復運
動するストロークをある程度変えることができる。
【0065】また、流量調整弁7により流量調整するこ
とで、ピストン4が往復運動する速度を任意に設定する
ことができる。
【0066】切換弁6が作動ポジションAから停止ポジ
ションBに切り換えられると、高圧通路28および低圧
通路29が閉塞され、スプール5およびピストン4の動
きが止められる。
【0067】しかしながら、切換弁6が停止ポジション
Bに切り換えられるタイミングによってスプール5の停
止位置が変わり、作動再開時にピストン4の移動方向が
一定とならない。
【0068】この不具合を解消するため、他の実施の形
態として、図4に示すように、スプール5を縮み(左)
ポジションに付勢するスプリング41を介装してもよ
い。
【0069】この場合、作動停止中にスプリング41の
付勢力によりスプール5は縮み(左)ポジションに移動
し、作動再開時に往復動シリンダ10を縮み方向から作
動を開始する。
【0070】また、図5に示すように、スプール5を伸
び(右)ポジションに付勢するスプリング42を介装し
てもよい。
【0071】この場合、作動停止中にスプリング42の
付勢力によりスプール5は伸び(右)ポジションに移動
し、作動再開時に往復動シリンダ10を伸び方向から作
動を開始する。
【0072】しかしながら、図4に示す装置の場合、ピ
ストン4が図において左に位置する縮み切った状態で
は、作動を再開することができない。また、図5に示す
装置の場合、ピストン4が図において右に位置する伸び
切った状態では、作動を再開することができない。
【0073】この不具合を解消するため、他の実施の形
態として、図6に示すように、切換弁6を2位置方向切
換弁から3位置方向切換弁にかえるとともに、第一スプ
ール圧力室12に対して低圧通路29と第一スプール駆
動圧通路15のうち圧力の高い方を選択的に連通するシ
ャトル弁51を設けてもよい。
【0074】切換弁6は、高圧通路28を油圧源1の吐
出側に連通するとともに低圧通路29をタンク2に連通
して往復動シリンダ10を作動させる作動ポジションA
と、高圧通路28および低圧通路29を閉塞して往復動
シリンダ10を停止させる停止ポジションBと、高圧通
路28をタンク2に連通するとともに低圧通路29を油
圧源1の吐出側に連通して往復動シリンダ10を伸び側
に作動させる逆作動ポジションCとを有する。
【0075】高圧通路28の途中に流量調整弁7が介装
されるとともに、流量調整弁7を迂回して高圧通路28
を逆流する作動油に対して開弁する第三の逆止弁52が
設けられる。図6は往復動シリンダ10が縮み切った状
態で切換弁6が逆作動ポジションCに切り換えた状態を
示しており、油圧源1の吐出圧Psが低圧通路29、シ
ャトル弁51を介して第一スプール圧力室12に導か
れ、タンクポート32、調圧ポート34、第二ピストン
圧通路36を介して第二ピストン圧力室21に導かれ
る。
【0076】このとき、スプール5は背圧室53に対す
る受圧面積をg、スプリング41の付勢力をF1とする
と、スプール5は(g+e)×Ps+F1−f×Psの
力を受けて縮み(左)ポジションに保持されている。
【0077】そして、ピストン4は(c+d)×Ps−
(a+b)×P2の力を受けて伸び(右)方向へと移動
を始め、図7に示すように伸び切った状態で停止する。
なお、ピストン4が伸び切った状態で停止する前に切換
弁6を停止ポジションBに切り換えると、その時点でピ
ストン4は停止する。
【0078】こうしてピストン4が停止した状態にて切
換弁6を作動ポジションAに切り換えると、往復動シリ
ンダ10は自動切換弁8を介して往復作動し、ピストン
4を伸び切った位置から往復作動を開始させることが可
能となる。
【0079】しかしながら、往復動シリンダ10を杭打
ち機の打撃シリンダ等に用いた場合にピストン4が伸び
(右)方向に移動する途中で負荷がピストン4の推力を
超えると、ピストン4はその位置で停止し、それ以上に
伸縮できなくなってしまう。
【0080】この不具合を解消するため、他の実施の形
態として、図8に示すように、第一ピストン圧力室11
と第二ピストン圧力室21の圧力差が所定値を超えて低
下するのに伴って第二スプール圧力室22をタンク2側
に連通する過負荷感知弁69を設ける。第二スプール圧
力室22とタンク2を結ぶ逃がし通路74が配設され、
逃がし通路74の途中に過負荷感知弁69が介装され
る。
【0081】逃がし通路74はその一端がハウジング3
9のタンクポート76を介して低圧通路29に連通し、
その他端が第二スプール駆動圧通路25の途中に接続さ
れる。第二スプール駆動圧通路25の途中に第三の絞り
71が設けられる。第三の絞り71は第二スプール駆動
圧通路25の逃がし通路74に対する接続部77と、第
二逆止弁26に対する接続部78の間に介装される。つ
まり、第二スプール駆動圧通路25には第二スプール圧
力室22と第二スプール駆動圧室23の間に逃がし通路
74に対する接続部77、第三の絞り71、第二逆止弁
26に対する接続部78、第二可変絞り27に対する接
続部79が順に並んでいる。
【0082】過負荷感知弁69はハウジング78の内部
に補助スプール70を摺動可能に収装し、補助スプール
70は図8に示すように逃がし通路74を閉じる閉ポジ
ションと、図9に示すように逃がし通路74を開く開ポ
ジションを有する。
【0083】補助スプール70の一端に第一ピストン圧
力室11に連通する第一補助スプール駆動圧室71が画
成され、補助スプール70の他端に第二ピストン圧力室
21に連通する第二補助スプール駆動圧室72が画成さ
れる。そして、補助スプール70を開ポジションに付勢
するスプリング75が設けられる。第一補助スプール駆
動圧室71に対する補助スプール70の受圧面積をh、
第二補助スプール駆動圧室72に対する補助スプール7
0の受圧面積をi、スプリング75の付勢力をF2とす
ると、スプール70はi×P2′+F2とh×Psが釣
り合う位置に移動する。
【0084】ピストン4が伸び(右)方向に移動すると
き、第一ピストン圧力室11からの作動油が第一ピスト
ン圧通路35と自動切換弁8および第二ピストン圧通路
36を介して第二ピストン圧力室21に流入し、第二ピ
ストン圧力室21の圧力は作動条件に見合った圧力P
2′となり、第一ピストン圧力室11の圧力Psより低
くなる。この圧力差Ps−P2′により補助スプール7
0はスプリング75の付勢力F2に抗して閉ポジション
に保持され、ピストン4の往復運動が繰り返される。
【0085】ピストン4が過大な負荷により伸び(右)
方向に移動する途中で停止した場合、第一ピストン圧力
室11から第二ピストン圧力室21への作動油の流入が
止まり、第二ピストン圧力室21の圧力P2′は第一ピ
ストン圧力室1の圧力Psと等しくなる。圧力P2′は
圧力Psまで上昇するので、第一ピストン圧力室11と
第二ピストン圧力室21の圧力差Ps−P2′が所定値
を超えて低下するのに伴ってスプリング75の付勢力F
2によって補助スプール70は開ポジションに切換わ
り、第二スプール圧力室22をタンク2に連通する。第
二スプール駆動圧通路25の途中に第三の絞り71が設
けられているため、第二スプール圧力室22の圧力が第
一スプール圧力室12より低下し、スプール5はe×P
s+F1−f×P2の力で左方向に移動し、図9に示す
ように縮み(左)ポジションに切換わって第一ピストン
圧力室11と第二ピストン圧力室21の連通を遮断す
る。同時に補助スプール70はPs−P2の圧力差によ
りスプリング75の付勢力F2に抗して閉ポジションに
切換わる。ピストン4は(a+b)×Ps−(c+d)
×P2の力を受けて縮み(左)方向へと移動を始め、負
荷に応じたストロークで往復運動を繰り返すことができ
る。
【0086】他の実施の形態として、図10、図11に
示すように、過負荷感知弁69を自動切換弁8のスプー
ル5の内部に収装してもよい。これにより、配管の簡素
化がはかれる。なお、図10は図8の作動状態に対応
し、図11は図9の作動状態に対応している。
【0087】こうしてピストン4は過大な負荷により停
止するまで伸び(右)方向に移動した後、過負荷感知弁
69および自動切換弁8を介して縮み(左)方向へと移
動を始め、負荷に応じたストロークで往復運動を繰り返
すことができる。
【0088】このように過負荷感知弁69を備えること
で、第一スプール駆動圧室13に発生する圧力P1を用
いなくてもピストン4が伸びを停止した時点から縮み側
に反転させることができる。
【0089】そこで他の実施の形態として、図12に示
すように、前記実施の形態における第一スプール駆動圧
室13と第一逆止弁16および第一可変絞り17を廃止
し、第一スプール圧力室12をシャトル弁51を介して
低圧通路29と第一ピストン圧通路35に接続してもよ
い。この場合、構造の簡素化がはかれる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態を示す断面図。
【図2】同じく作動状態を示す断面図。
【図3】同じく作動状態を示す断面図。
【図4】他の実施の形態を示す断面図。
【図5】さらに他の実施の形態を示す断面図。
【図6】さらに他の実施の形態を示す断面図。
【図7】同じく作動状態を示す断面図。
【図8】さらに他の実施の形態を示す断面図。
【図9】同じく作動状態を示す断面図。
【図10】さらに他の実施の形態を示す断面図。
【図11】同じく作動状態を示す断面図。
【図12】さらに他の実施の形態を示す断面図。
【符号の説明】
1 油圧源 2 タンク 3 ボディ 4 ピストン 5 スプール 6 切換弁 8 自動切換弁 7 流量調整弁 10 往復動シリンダ 11 第一ピストン圧力室 12 第一スプール圧力室 13 第一スプール駆動圧室 15 第一駆動圧通路 16 第一逆止弁 17 第一可変絞り 21 第二ピストン圧力室 22 第二スプール圧力室 23 第二スプール駆動圧室 25 第二駆動圧通路 26 第二逆止弁 27 第二可変絞り 31 ポンプポート 32 タンクポート 41 スプリング 42 スプリング 51 シャトル弁 69 過負荷感知弁 70 補助スプール

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ピストンを縮み方向に駆動する圧力が導か
    れる第一ピストン圧力室と、 前記ピストンを伸び方向に駆動する圧力が導かれる第二
    ピストン圧力室と、 前記第一ピストン圧力室と前記第二ピストン圧力室を高
    圧通路に連通させて前記ピストンを伸び方向に駆動する
    伸びポジションと前記第二ピストン圧力室を低圧通路に
    連通させて前記ピストンを縮み方向に駆動する縮みポジ
    ションとに切り換わるスプールと、 前記スプールを伸びポジションに駆動する圧力が導かれ
    る第二スプール圧力室と、 前記ピストンが縮み方向に移動する過程で収縮する第二
    スプール駆動圧室と、 前記第二スプール駆動圧室を前記第二スプール圧力室に
    連通する第二スプール駆動圧通路とを備え、 前記ピストンを縮み方向から伸び方向に自動的に反転さ
    せることを特徴とする自動往復動機構。
  2. 【請求項2】前記第二ピストン圧力室と前記第二スプー
    ル駆動圧室とを連通する第二可変絞りと、 前記第二可変絞りを迂回して第二ピストン圧力室側から
    前記第二スプール駆動圧室に流入する作動油に対して開
    弁する第二逆止弁と、 を備えたことを特徴とする請求項1に記載の自動往復動
    機構。
  3. 【請求項3】前記スプールを縮みポジションに駆動する
    圧力が導かれる第一スプール圧力室と、 前記ピストンが伸び方向に移動する過程で収縮する第一
    スプール駆動圧室と、 前記第一スプール駆動圧室を前記第一スプール圧力室に
    連通する第一スプール駆動圧通路とを備え、 前記ピストンを伸び方向から縮み方向に自動的に反転さ
    せることを特徴とする請求項1または2に記載の自動往
    復動機構。
  4. 【請求項4】前記第一ピストン圧力室と前記第一スプー
    ル駆動圧室とを連通する第一可変絞りと、 前記第一可変絞りを迂回して第一ピストン圧力室側から
    前記第一スプール駆動圧室に流入する作動油に対して開
    弁する第一逆止弁と、 を備えたことを特徴とする請求項3に記載の自動往復動
    機構。
  5. 【請求項5】ピストンに導かれる圧力を切換えて前記ピ
    ストンを縮み方向に駆動する縮みポジションと前記ピス
    トンを伸び方向に駆動する伸びポジションを有するスプ
    ールと、 前記ピストンが移動する過程で収縮するスプール駆動圧
    室とを備え、 スプール駆動圧室の圧力に応じて前記スプールのポジシ
    ョンを切換える自動往復動機構において、 前記スプールを伸びポジションまたは縮みポジションに
    付勢するスプリングを備えたことを特徴とする自動往復
    動機構。
  6. 【請求項6】ピストンを縮み方向に駆動する圧力が導か
    れる第一ピストン圧力室と、 前記ピストンを伸び方向に駆動する圧力が導かれる第二
    ピストン圧力室と、 前記第一ピストン圧力室と前記第二ピストン圧力室を高
    圧通路に連通させて前記ピストンを伸び方向に駆動する
    伸びポジションと前記第二ピストン圧力室を低圧通路に
    連通させて前記ピストンを縮み方向に駆動する縮みポジ
    ションとに切り換わるスプールと、 前記スプールを伸びポジションに駆動する圧力が導かれ
    る第二スプール圧力室と、 前記ピストンが縮み方向に移動する過程で収縮する第二
    スプール駆動圧室と、 前記第二スプール駆動圧室を前記第二スプール圧力室に
    連通する第二スプール駆動圧通路とを備え、 前記ピストンを縮み方向から伸び方向に自動的に反転さ
    せる自動往復動機構において、 前記スプールを縮みポジションに付勢するスプリング
    と、 前記低圧通路の圧力を前記高圧通路より高める切換弁
    と、 前記スプールを縮みポジションに駆動する圧力が導かれ
    る第一スプール圧力室と、 前記低圧通路の圧力上昇時に前記低圧通路を前記第一ス
    プール圧力室に接続するシャトル弁と、 を備えたことを特徴とする自動往復動機構。
  7. 【請求項7】前記高圧通路の途中に介装される流量調整
    弁と、 前記流量調整弁を迂回して前記高圧通路を逆流する作動
    油に対して開弁する第三の逆止弁と、 を備えたことを特徴とする請求項6に記載の自動往復動
    機構。
  8. 【請求項8】ピストンを縮み方向に駆動する圧力が導か
    れる第一ピストン圧力室と、 前記ピストンを伸び方向に駆動する圧力が導かれる第二
    ピストン圧力室と、 前記第一ピストン圧力室と前記第二ピストン圧力室を高
    圧通路に連通させて前記ピストンを伸び方向に駆動する
    伸びポジションと前記第二ピストン圧力室を低圧通路に
    連通させて前記ピストンを縮み方向に駆動する縮みポジ
    ションとに切り換わるスプールと、 前記スプールを伸びポジションに駆動する圧力が導かれ
    る第二スプール圧力室と、 前記ピストンが縮み方向に移動する過程で収縮する第二
    スプール駆動圧室と、 前記第二スプール駆動圧室を前記第二スプール圧力室に
    連通する第二スプール駆動圧通路とを備え、 前記ピストンを縮み方向から伸び方向に自動的に反転さ
    せる自動往復動機構において、 前記第一ピストン圧力室と前記第二ピストン圧力室の圧
    力差が所定値を超えて低下するのに伴って前記第二スプ
    ール圧力室を前記低圧通路に連通する補助スプールと、 前記第二スプール駆動圧通路の途中に介装される第三の
    絞りと、 を備えたことを特徴とする請求項1から7のいずれか一
    つに記載の自動往復動機構。
  9. 【請求項9】前記第三の絞りを前記第二スプール駆動圧
    通路の前記第二逆止弁に対する接続部より前記第二スプ
    ール圧力室側に介装したことを特徴とする請求項8に記
    載の自動往復動機構。
  10. 【請求項10】前記補助スプールを前記スプールの内部
    に収装したことを特徴とする請求項8または9に記載の
    自動往復動機構。
JP11121746A 1999-04-28 1999-04-28 自動往復動機構 Pending JP2000310203A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2455536C1 (ru) * 2011-03-02 2012-07-10 Валерий Владимирович Бодров Автоколебательный гидравлический привод

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RU2455536C1 (ru) * 2011-03-02 2012-07-10 Валерий Владимирович Бодров Автоколебательный гидравлический привод

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