JP2001020902A - 油圧ブースタ - Google Patents

油圧ブースタ

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JP2001020902A
JP2001020902A JP11195939A JP19593999A JP2001020902A JP 2001020902 A JP2001020902 A JP 2001020902A JP 11195939 A JP11195939 A JP 11195939A JP 19593999 A JP19593999 A JP 19593999A JP 2001020902 A JP2001020902 A JP 2001020902A
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JP
Japan
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pressure
piston
hydraulic
switching valve
chamber
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JP11195939A
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Inventor
Hirokazu Hisawa
宏和 氷沢
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Yanagisawa Seiki Manufacturing Co Ltd
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Yanagisawa Seiki Manufacturing Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高低圧切換式の油圧ブースタにおいて、低価
格の油圧ブースタを提供することを目的とする。 【解決手段】 第1のピストン3によりその両側に区画
された2つの油圧室12、13と、第1のピストン3と
ともに移動するピストンロッド4に連結した第1のピス
トン3よりも受圧面積の小さい第2のピストン17と、
第2のピストン17により区画された高圧発生室10
と、第1のピストン3の両側の油圧室12、13にポン
プ20からの高圧とタンク26の低圧とを選択的に導く
第1の切換弁21と、前記高圧発生室10にチェック弁
5を介して接続する作動圧供給通路25と、作動圧供給
通路25に所定の作動圧とドレン圧とを選択的に導く第
2の切換弁27と、前記高圧発生室10が最大となる位
置でチェック弁5を強制的に開く解除操作手段15と、
を備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、油圧ブースタの改
良に関する。
【0002】
【従来の技術】図4には従来の圧力切換式の油圧ブース
タを示す。これは例えば高圧電線同志の接続箇所を被覆
パイプによって覆い、油圧回路より供給される油圧によ
って作動するカシメ治具にてカシメを行うとき、まず低
圧で仮把持を行い、次に本カシメを実施するために、高
圧を供給する圧力切換のできる油圧ブースタである。
【0003】これについて説明すると、カシメ治具に高
圧を供給する本カシメ時には、図示されないポンプから
供給される圧力P1の作動油は、3位置切換弁54が左
ポジションに切換えられ、油圧ブースタ50内に供給さ
れる。油圧ブースタ50内には大径ピストンロッド61
と小径ピストンロッド60が摺動可能なピストン55を
挟んで設けられており、それぞれのピストンロッドの回
りに油室51、52が配置される。更に小径ピストンロ
ッド60によって他の油室51、52から隔離される油
室53が形成される。3位置切換弁54を介して導入さ
れる作動油が油室51に供給されるとピストン55は図
中右側に摺動し、油室52内の作動油を排出するととも
に、油室53内の作動油を排出するが、油室53内の作
動油は油室52内の圧力と、大径ピストンロッド61と
小径ピストンロッド60との断面積差によって規定され
る高圧P2となって排出される。
【0004】高圧P2となった作動油が油路62を経由
してカシメ治具に作用し、本カシメが実行されるが、こ
の高圧は仮カシメと本カシメのときとでは次のように異
なった圧力に制御される。
【0005】まず仮カシメを行うための低圧の作動油を
カシメ治具に供給するため、油路64を油路62とドレ
ンタンクDとの間の油路63と並列に設け、油路64に
2位置切換弁56とそのドレンタンク側に低圧リリーフ
弁57を配置する。このような構成とすることで、低圧
の必要な仮把持時には、2位置切換弁56を開放し、低
圧リリーフ弁57に作動油が作用する状態として作動油
の圧力を低圧リリーフ弁57で規制される所定の低圧に
制御する。これに対して高圧を必要とする本カシメ時に
は、2位置切換弁56は遮断状態として低圧リリーフ弁
57に作動油が作用しない状態を作り、カシメ作業時の
圧力を油路62を分岐してドレンタンクDに通じる通路
63に設置された高圧リリーフ弁58によって本カシメ
時の圧力を制御する。
【0006】カシメ作業が終了し、カシメ治具内の圧力
を解放するには、油路65を油路62とドレンタンクD
との間に油路63と並列に設けた油路65にパイロット
チェック弁59を配置し、3位置切換弁54を右ポジシ
ョンに切換え、パイロットチェック弁59にパイロット
圧を供給し、パイロットチェック弁59を開放し、カシ
メ治具に通じる油路内の作動油をドレンタンクDに排出
することによってカシメ治具内の圧力を解放する。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の油圧ブースタにあっては、本カシメ時の高圧
が低圧制御用の2位置切換弁56に作用するため、2位
置切換弁56の耐圧要求性能が元来の要求性能よりも高
性能を要求することになり、高価なものとなる。
【0008】さらにカシメ治具をカシメ位置から戻すた
めのパイロットチェック弁59が必要となり、さらにコ
ストアップを招くことになる。
【0009】本発明はこのような問題を解決することを
目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】第1の発明は、第1のピ
ストンによりその両側に区画された2つの油圧室と、第
1のピストンとともに移動するピストンロッドに連結し
た第1のピストンよりも受圧面積の小さい第2のピスト
ンと、第2のピストンにより区画された高圧発生室と、
第1のピストンの両側の油圧室にポンプからの高圧とタ
ンクの低圧とを選択的に導く第1の切換弁と、前記高圧
発生室にチェック弁を介して接続する作動圧供給通路
と、作動圧供給通路に所定の作動圧とドレン圧とを選択
的に導く第2の切換弁と、前記高圧発生室が最大となる
位置でチェック弁を強制的に開く解除操作手段と、を備
え、前記第1の切換弁が中立位置のときに前記高圧発生
室にチェック弁を介して所定の作動圧を導入し、第1の
切換弁が切換えられて一方の油圧室に高圧が導入される
ときに第1のピストンと一体に移動する第2のピストン
により高圧発生室を縮小させて高圧を発生させるように
構成した。
【0011】第2の発明は、第1の発明において、前記
第1の切換弁が中立位置のときにポンプからの高圧をタ
ンク側にリターンさせる通路にオリフィスを介装し、こ
のオリフィスの上流から分岐した通路を前記第2の切換
弁に接続した。
【0012】第3の発明では、第1の発明において、前
記チェック弁は前記ピストンロッドの内部に設けられ、
ピストンロッドの内部に設けた作動圧供給通路と常時連
通する一方、前記解除操作手段が、高圧発生室が最大と
なるピストンロッドの初期位置においてチェック弁と当
接してチェック弁を押し開くロッドをピストンロッドを
貫通して設けた。
【0013】第4の発明は、第3の発明において、前記
高圧発生室に所定の圧力が作用したときに作動する圧力
スイッチを設け、圧力スイッチが作動するのに連動し
て、高圧が導入された油圧室の作動圧を低下するように
第1の切換弁が切換わる。
【0014】
【発明の作用および効果】第1の発明では、第1の切換
弁が中立位置の時には、高圧発生室にはチェック弁を介
して作動圧供給通路から所定圧の作動油が供給される。
第1の切換弁が切換えられ、ポンプから油圧ブースタの
一方の油圧室に作動油が供給されると、この作動油によ
ってピストンロッドが高圧発生室側に移動し、油圧室の
圧力と、第1と第2ピストンの受圧面積差によって、高
圧発生室内の圧力が上昇し、作動圧として高圧を発生さ
せられる。
【0015】高圧発生室の容積が最大となった時に高圧
発生室内の作動圧を解放するためにチェック弁を強制的
に開く解除操作手段を備え、第2の切換弁を作動油がド
レンタンクに流れるように切換えることで、高圧発生室
内の作動圧を開放することができる。
【0016】第1及び第2切換弁に高圧発生室に生じる
高圧が直接的に作用することがなく、第1及び第2切換
弁の耐圧性能を低下させ、低価格のものを使用すること
が可能となる。
【0017】第2の発明では、前記第1の切換弁が中立
位置のときにポンプからの高圧をタンク側にリターンさ
せる通路にオリフィスを介装し、このオリフィスの上流
から分岐した通路を前記第2の切換弁に接続したので、
オリフィスによって上昇した作動圧を第2の切換弁を介
して高圧発生室に供給することができるので、追加の油
圧供給源を設けることなく、高圧発生室に低圧の作動油
を安価にまた安定的に供給することができる。
【0018】第3の発明では、高圧発生室が最大となる
ピストンロッドの初期位置においてチェック弁と当接し
てチェック弁を押し開くロッドをピストンロッドを貫通
して設けたので、ピストンのストロークと連動してチェ
ック弁の開閉を機械的に行うことができ、高圧室の最大
位置で確実に開閉することができる。
【0019】第4の発明では、前記高圧発生室に所定の
作動圧が作用したときに作動する圧力スイッチを設け、
圧力スイッチが作動するのに連動して、高圧が導入され
た油圧室の作動圧を低下するように第1の切換弁が切換
わるので、高圧発生室の作動圧を所定圧力以下に規制す
ることができ、過大な圧力がかからずカシメ作業の信頼
性を高めることができる。
【0020】
【発明の実施形態】以下、本発明の実施形態を添付図面
に基づいて説明する。
【0021】まず図1を用いて本発明の油圧ブースタの
概略構成を説明する。
【0022】ポンプ20から供給される作動油は4ポー
ト3位置切換弁21に導入されて、作動油の供給先を規
定される。
【0023】4ポート3位置切換弁21は中立位置のB
ポジションでは作動油をタンク26に排出し、右(Cポ
ジション)もしくは左位置(Aポジション)では油圧ブ
ースタ本体1に作動油を供給する。
【0024】油圧ブースタ本体1内はベースガイド8に
よって2つの室に仕切られており、一方の室はさらに摺
動可能な大径ピストン3によって2つの油室12、13
に画成されている。
【0025】大径ピストン3に設けられたベースガイド
8を貫通し、他の1室に進入するピストンロッド4を油
室内に作動油が供給されることでよって図1中左方向に
移動させる伸長側油室12と、油室内に作動油が供給さ
れることでピストンロッド4を図1中右方向に移動させ
る収縮側油室13に区画される。
【0026】これらの油室12、13には4ポート3位
置切換弁21を介して作動油が導入され、4ポート3位
置切換弁21が右位置のCポジションに切換えられると
作動油は伸長側油室12に導入されて、かつ収縮側油室
13がタンク26に連通し、大径ピストン3は図1中左
方向に移動する。反対に4ポート3位置切換弁21が左
位置のAポジションに切換えられると作動油は収縮側油
室13に導入され、かつ伸長側油室12がタンク26に
連通し、大径ピストン3はベースガイド8から遠のく方
向(図1中右方向)に移動する。
【0027】ピストン3にはベースガイド8を貫通する
ピストンロッド4が取り付けられており、その先端には
大径ピストンの直径よりも小さく、ピストンロッド4よ
りも若干大径の小径ピストン17が配置される。
【0028】ベースガイド8によって仕切られた他の1
室は、ブースタ本体1とベースガイド8とに渡って設け
られる環状の隔壁9によって同心円状に2つの高圧発生
室10と低圧油室11に画成される。
【0029】高圧発生室10は図示しないカシメ治具に
接続されており、高圧発生室10の作動油をカシメ治具
内に供給することができる。
【0030】高圧発生室10にはピストンロッド4とと
もに移動する小径ピストン17が配設される。
【0031】また高圧発生室10にはチェック弁5を介
して所定の圧力の作動圧と、ドレン圧とを選択的に導く
3ポート2位置切換弁27が設けられる。
【0032】4ポート3位置切換弁21からタンク26
への戻り油路25の途中にはオリフィス34が設置され
ている。4ポート3位置切換弁21が中立位置のBポジ
ションでは、ポンプ20から供給された作動油が油路2
5に供給され、このオリフィス34によって油路25に
供給された作動油の圧力が上昇する。この圧力をオリフ
ィス34の上流の油路25から分岐した油路29を介し
て3ポート2位置切換弁27により低圧油室11に導入
される。
【0033】3ポート2位置切換弁27から低圧油室1
1に導入された作動油は、ベースガイド8と隔壁9との
間の径方向の隙間18b、隔壁9に放射状に設けられた
油路9a、ピストンロッド4と隔壁9との間の径方向の
隙間18a、ピストンロッド4に放射状に設けられた油
路17a、およびピストンロッド4の中心軸に設けられ
た溝16とこの溝内に収装され、伸長側油室12側の底
壁14に取り付けられたプッシュロッド15との間の隙
間18cとを通してチェック弁5のボール5aに作用
し、これを押し開いて油路5bから高圧発生室10に流
入し、低圧の作動油をカシメ治具に供給することができ
る。
【0034】なおプッシュロッド15は大径ピストン3
が図1中右側の底壁14に接触するときにチェック弁5
の図示されないスプリングによって付勢されたボール5
aを押し開く長さを有しており、これによって高圧発生
室10の作動油はチェック弁5を逆流して3ポート2位
置切換弁27に流出される。
【0035】また3位置切換弁21から伸長側油室12
に作動油が導入されると大径ピストン3は図1中左に移
動し、このとき高圧発生室10の圧力でチェック弁5が
閉じるため、ピストンロッド4と一体に小径ピストン1
7が高圧発生室10内で図中左に移動し、高圧発生室1
0の作動油はカシメ治具に向けて押し出される。その際
の作動油圧力は伸長側油室12に作用する圧力と大径ピ
ストン3と小径ピストン17の断面積差によって規定さ
れる高圧となって、本カシメ時に必要な高圧をカシメ治
具に供給するようになっている。
【0036】なお高圧発生室10にはカシメ治具に作動
油を供給するポート10aと、高圧発生室10に作用す
る最大圧力に応じてオンオフする圧力スイッチ32を取
り付けるポート10bが設けられており、この圧力スイ
ッチ32の作動に連動して4ポート3位置切換弁21が
切換えられる。
【0037】次に各カシメ治具の作動状態毎に詳しく説
明する。
【0038】まず図1はカシメ治具の仮把持状態を示し
ており、ポンプ20は圧力Ppの作動油を油路22を経
由して4ポート3位置切換弁21に導入するが、4ポー
ト3位置切換弁21は中立状態のBポジションにあり、
ポート21aと21dが連通して、油圧ブースタ本体1
内には作動油は導入されず、切換弁21のポート21d
と接続する油路25に流出する。
【0039】油路25からタンク26に向かう作動油は
油路25に設けられたオリフィス34によってPtまで
圧力が上昇し、同時にこの圧力が上昇した作動油はオリ
フィス34の上流で油路25から分岐した油路29から
3ポート2位置切換弁27に導入される。切換弁27は
図1のDポジションにおいてポート27aと27bを連
通させ、油路29から流れてきた作動油を油路28を介
して低圧油室11の出口ポート11aから低圧油室11
内に導入する。
【0040】低圧油室11に導入された作動油は隙間1
8a、18b、18cおよび油路9a、17aを通って
開口したチェック弁5と油路5bから高圧発生室10に
流入し、ポート10aよりカシメ治具にリリーフ弁31
によって低圧Plに制御された作動油が供給され、仮把
持が行われる。
【0041】なお低圧油室11に圧力Plの作動油が導
入された時に伸長側油室12、収縮側油室13内に圧力
は生じておらず、大径ピストン3は図1中右側の底壁1
4に接触する位置に移動しており、プッシュロッド15
によってチェック弁5が開口した状態となっている。
【0042】切換弁27の残りのポート27cは油路3
0を介してドレンタンク36に通じており、油路28と
油路30との間にリリーフ弁31を配置することで、低
圧油室11に導入される作動油圧力をこのリリーフ弁3
1により所定圧力Plに制御することができる。
【0043】油路25と29の分岐点33より切換弁2
7側に設けられたもう一つのオリフィス35は油路29
への流量を一定にするために設けられたものである。
【0044】また本実施例では油路29内の圧力をオリ
フィス34によって上昇させたが、これに限るものでは
なく、例えば油路が十分長いために、油路内の圧力損失
が生じ、この上昇した圧力を用いてもよい。
【0045】このように仮カシメ時に必要な作動圧は、
オリフィス34によって油路25で発生した圧力を用い
てリリーフ弁31によって所定圧に制御し、カシメ治具
に仮把持用の圧力として供給するようにしたので、仮把
持用の作動油供給源を設ける必要がなく、コストを抑え
ることができる。
【0046】図2には本カシメ状態を示している。作動
圧Ppなる作動油はポンプ20より油路22を経由して
4ポート3位置切換弁21に導入される。切換弁21は
伸長側油室12に作動油を供給する右位置のCポジショ
ンに切換えられ、ポート21aと21b、ポート21c
と21dが連通する。
【0047】ポート21bから作動油は油路23を介し
て伸長側油室12のポート12aに送られ、伸長側油室
12内に導入される。
【0048】一方でピストン3を挟んで伸長側油室12
の反対に位置する収縮側油室13内の作動油は、伸長側
油室12内に作動油が流入し、ピストン3が図2中左に
移動するのに伴ってポート13aから油路24を経由し
て4ポート3位置切換弁21のポート21cに排出され
る。ポート21cはポート21dに連通しており、作動
油はポート21dに接続する油路25を経由してタンク
26に排出される。
【0049】伸長側油室12に作動油が供給されること
によって、ピストン3、ピストンロッド4は図2中左方
に移動し、プッシュロッド15がチェック弁5から離れ
ることでチェック弁5が閉じているため小径ピストン1
7に押されて、高圧発生室10内の圧力を高める。
【0050】伸長側油室12内の圧力をPp(ポンプ2
0によって供給される圧力に略等しい)として、高圧発
生室10内の圧力をPhとすると、この2室10、12
内の圧力は大径ピストン3の断面積と小径ピストン17
の断面積の比に反比例する。すなわちポンプの供給圧P
pと両ピストンの断面積比によってカシメ治具に供給す
る作動油圧力Phを規定することができる。
【0051】なお4ポート3位置切換弁21がポンプ2
0からの作動油を伸長側油室12に供給する弁位置(C
ポジション)にある時には、3ポート2位置切換弁27
は低圧の作動油を低圧油室11に供給するときと同様の
弁位置(Dポジション)にあるが、チェック弁5が高圧
発生室10内の高圧力Phによって閉じ、低圧油室11
への逆流を防ぐので、高圧力Phの影響が及ばない。
【0052】またピストンロッド4の左方への移動はピ
ストンロッド4のピストン3側に設けられたストッパ6
がベースガイド8に接触することによって規制される。
【0053】このように高圧発生室10に高圧が作用し
ている時にはチェック弁5が高圧発生室10内の高圧が
3ポート2位置切換弁27に作用しないように閉じ、ま
たカシメ治具の作動状態を切換える4ポート3位置切換
弁21に対してもカシメ治具に供給される高圧が直接作
用することがないので、それぞれの切換弁21、27に
作用する最大圧力はポンプ20の供給圧がオリフィス3
4によって上昇した圧力Ptとなるので、カシメ治具に
作用する最大圧力よりも著しく低くすることが可能であ
り、よって切換弁21、27の耐圧性能を低下させ、切
換弁を低価格化することができる。
【0054】次に図3にカシメ治具の戻し状態(カシメ
を行ってから被カシメ部材からカシメ治具を離す状態)
を示す。
【0055】本カシメ時に高圧発生室10の圧力が所定
圧に達すると圧力スイッチ32が作動し、圧力スイッチ
32と協働する切換弁21は左位置のAポジションに切
換わり、ポート21aと21c、ポート21bと21d
を連通し、ポート21aに入った作動油はポート21c
を経由して油路24に導入される。油路24はポート1
3aに接続されており、作動油を収縮側油室13に流入
する。
【0056】一方で、ピストン3を挟んで収縮側油室1
3の反対に位置する伸長側油室12内の作動油は収縮側
油室13内に作動油が流入することによりピストン3が
右方に移動し、伸長側油室12の容積が減少することで
押し出され、油路23から切換弁21のポート21b、
21d、油路25を経由してタンク26に排出される。
【0057】このとき3ポート2位置切換弁27はEポ
ジションにあり、ポート27bを閉じ、ポンプ20から
の作動油を遮断し、高圧発生室10、低圧油室11から
の作動油をドレンタンク36に排出するようにポート2
7aと27cが連通されている。
【0058】従ってピストンロッド4とともに小径ピス
トン17が図3中右方に移動することにより、高圧発生
室10の容積が拡大し、カシメ治具側の作動油が高圧発
生室10に吸い戻されるが、ピストンロッド4の右方へ
の移動に伴って高圧発生室10内に負圧が発生するよう
な場合には、チェック弁5が図示されないスプリングに
よる付勢力に打ち勝って開口し、ドレンタンク36と連
通する低圧油室11内の作動油を高圧発生室10内に補
給し、負圧の発生を防止することができる。
【0059】またピストン3が図3中右側の底壁14に
接触する位置まで移動すると、チェック弁5にプッシュ
ロッド15が当接し、チェック弁5を押し開く。このた
め高圧発生室10の圧力はドレンタンク36に解放さ
れ、ドレン側と同圧(タンク圧)になり、カシメ治具か
ら圧力が解放される。
【0060】このようにして、ピストン3が完全に戻っ
た状態で高圧発生室10の圧力を解放し、次のカシメ作
業に備えることができる。
【0061】上記のように高圧発生室の圧力によって作
動する圧力スイッチ32を設け、圧力スイッチ32が作
動したときに、4ポート31切換弁21が切換わるよう
にしたので、カシメ治具に供給される作動圧を所定値に
制御することができ、被カシメ材に過剰な圧力によるカ
シメが実行されることを防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施形態を示す構成図(仮把持状
態)。
【図2】同じく実施形態を示す構成図(本カシメ状
態)。
【図3】同じく実施形態を示す構成図(カシメ治具戻し
状態)。
【図4】従来例を示す油圧回路図。
【符号の説明】
1 油圧ブースタ本体 3 ピストン 4 ピストンロッド 5 開閉弁 6 ストッパ 8 ベースガイド 9 隔壁 10 高圧発生室 11 低圧油室 12 伸長側油室 13 収縮側油室 15 プッシュロッド 20 ポンプ 21 4ポート3位置切換弁 26 タンク 27 3ポート2位置切換弁 31 リリーフ弁 32 圧力スイッチ 36 ドレンタンク

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】第1のピストンによりその両側に区画され
    た2つの油圧室と、 第1のピストンとともに移動するピストンロッドに連結
    した第1のピストンよりも受圧面積の小さい第2のピス
    トンと、 第2のピストンにより区画された高圧発生室と、 第1のピストンの両側の油圧室にポンプからの高圧とタ
    ンクの低圧とを選択的に導く第1の切換弁と、 前記高圧発生室にチェック弁を介して接続する作動圧供
    給通路と、 作動圧供給通路に所定の作動圧とドレン圧とを選択的に
    導く第2の切換弁と、 前記高圧発生室が最大となる位置でチェック弁を強制的
    に開く解除操作手段と、を備え、 前記第1の切換弁が中立位置のときに前記高圧発生室に
    チェック弁を介して所定の作動圧を導入し、第1の切換
    弁が切換えられて一方の油圧室に高圧が導入されるとき
    に第1のピストンと一体に移動する第2のピストンによ
    り高圧発生室を縮小させて高圧を発生させるように構成
    したことを特徴とする油圧ブースタ。
  2. 【請求項2】前記第1の切換弁が中立位置のときにポン
    プからの高圧をタンク側にリターンさせる通路にオリフ
    ィスを介装し、このオリフィスの上流から分岐した通路
    を前記第2の切換弁に接続したことを特徴とする請求項
    1に記載の油圧ブースタ。
  3. 【請求項3】前記チェック弁は前記ピストンロッドの内
    部に設けられ、ピストンロッドの内部に設けた作動圧供
    給通路と常時連通する一方、前記解除操作手段が、高圧
    発生室が最大となるピストンロッドの初期位置において
    チェック弁と当接してチェック弁を押し開くロッドをピ
    ストンロッドを貫通して設けたことを特徴とする請求項
    1に記載の油圧ブースタ。
  4. 【請求項4】前記高圧発生室に所定の圧力が作用したと
    きに作動する圧力スイッチを設け、圧力スイッチが作動
    するのに連動して、高圧が導入された油圧室の作動圧を
    低下するように第1の切換弁が切換わることを特徴とす
    る請求項1から3のいずれか一つに記載の油圧ブース
    タ。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0352404U (ja) * 1989-09-29 1991-05-21
JPH0777203A (ja) * 1993-06-30 1995-03-20 Komatsu Ltd 圧油供給装置
JPH1054403A (ja) * 1996-08-09 1998-02-24 Tadano Ltd 増圧装置

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