JP3538426B2 - 直線運動を行う圧力媒体駆動装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、圧力媒体によって作動され、直線前後運動
を作る装置に関する。本装置は、前後運動を生じさせる
必要なバルブを備えた主ピストンの構造によって特徴付
けられる。 従来知られた運動発生装置は、圧力媒体によって作動
するa.o.液圧シリンダと、衝撃ピストンが圧力媒体とは
異なる仕方で運動エネルギを得る異なるタイプの衝撃式
機械（percussion machine）である。衝撃式機械では、
媒体の制御のため自己作動バルブが用いられ、衝撃式機
械は、自動的に、連続前後運動を行う。例えば、米国特
許第4031812号。一般に、液圧シリンダは、外部バルブ
によって制御される。衝撃式機械では、少なくとも一方
向の急速なピントン運動を作りだすため、液圧アキュム
レータ、例えば、ブラストタンクが、移動させるべきピ
ストンに対して瞬時に十分な圧力をかけたり減圧したり
するのに使用される。一般に、バルブアクチュエータは
装置の本体にあり、ピストンは運動、或いは、動力のみ
を伝達する構成要素である。 該装置は、液圧のみによる前後運動の恒久作動ジェネ
レータとして使用することができず、特に、運動が両方
向に急速でなければならないときには、圧力の発生はバ
ルブに衝撃を与え、運動を加速させるためにガス含有液
圧アキュムレータを使用することは望まれない。 圧力媒体、特に、流体媒体によって作動する本発明に
よる装置では、この欠点の決定的な改良が達成され、本
発明は請求の範囲に記載された構成によって特徴付けら
れている。 本発明の最も重要な利点は、ピストン端において圧力
衝撃のない、埋め込み式の逆転バルブが予めの圧力制御
によって達成されることにある。このことは、この装置
ではその寸法に対して比較的大量の流れ流が利用される
から、重要である。流れ路には圧力衝撃がない、という
のは、ピストンは両端において「自由に」浮いているか
らである、すなわち、ピストンは、該ピストンの異なる
部分における圧力作用の変化と共に逆転するからであ
る。このことは、到達したときに、バルブを瞬時に機械
的に開閉させる逆転位置は正確に決定されないことを意
味する。 この装置の更なる利点は、簡単で丈夫な構造と、多く
の目的への適合性である。本装置によって作られる急速
前後運動はポンプ流体及びガスに関して利用することが
でき、大きな逆圧に対してさえ、本装置の運動をバイブ
レータの振動、衝撃式機械のストロークに伝達すること
ができる。ピストンの環状部分の比率を変えると、ピス
トンの運動は一方向に加速され、一方向における運動は
強くなる。 以下に、本発明を添付図面を参照して詳細に提供す
る。 第１図は、ポンプ適用の断面図である。 第２図は、ピストンを逆転させた、第１図のポンプ適
用の断面図である。 第３図は、バルブの断面図である。 第１図は、本発明の例示のポンプ適用を示す。本装置
は、２つのシリンダ空間20を備えた圧力ワッシャー内の
液圧作動式ポンプである。水吸引ダクトは22であり、圧
力路は21である。シリンダ１が本装置の両端にある。二
次ピストン14、15によって圧送する。二次ピストン14、
15は、パッキング対16によって駆動流対空間６、18から
分離される。排路17がパッキング対16間にある。シリン
ダ１及び本体中央部２は簡単シリンダの部分品である。
圧力媒体入口路は４であり、戻し路は５である。本体中
央部２の内側には主ピストン３があり、この作動ピスト
ン部分の直径はリング形状の最大部分である。二次ピス
トン14、15はねじ山によって主ピストンに固定される。 第１図は、矢印方向右に運動中の全てのピストンを示
す。流対圧力は主ピストン３に作用し、リング面Ａがピ
ストンを右に押し進める。室空間18の圧力は路12、10、
７を出て管５に戻る。バルブ30が左に留まり、圧力はシ
ャットオフ部品９に作用する。ピストン３はその端位置
まで右に移動する。ピストン運動が逆転する端位置は、
排出路13のリング室19の縁までの移動量によって決定さ
れる。これによって、排出路13に亘って駆動全圧力がバ
ルブ30のピストン部品８の後ろに作られ、この圧力は、
バルブを右に押し、シャットオフ部品９によって閉じら
れた路を開放する。ピストン部品８の隙間部分は、シャ
ットオフ部品９によって閉じられた隙間23の領域よりも
大きい。 バルブ30が右に急速に移動すると、主ピストン３の側
面Ａ、Ｂの圧力比はすぐに変化する。シャットオフ部品
９は隙間23を開放し、係止し、ピストン部品８が移動し
て路７に通じる隙間を閉じる。今、主ピストン３は、こ
れに固定されたポンプピストン14、15と共に、逆転し、
左に戻り始める。主ピストン３の側面Ａ、Ｂには同じ全
圧力が作用し、側面Ｂの方が面積が大きいため、ピスト
ン３は側面Ｂに作用する力によって左に移動し始める。
この運動中、室６の流体は戻り路に流れ出る。第２図に
よる組合せでは、ピストン３は左に移動し、第２図はピ
ストンの運動がちょうど左の端位置にある状態を示す。 第２図は、ピストン３、14、15が左に移動している空
間にまだいるバルブ30を示す。シャットオフ部品９は室
の中で自由である。ピストン部品８は、シャットオフ隙
間23の隙間部分によって決定された力による全圧によっ
て左に、また、ピストン部品８の後空間からの全圧によ
って右に押される。排出路13が再びリング室６の縁に達
し、ピストン部品８の後ろの圧力が著しく減圧するま
で、ピストン部品８はその位置を第２図による状況にお
いて右手に維持する。今、シャットオフ隙間23を介する
ピストン部品８に対する全圧は、ピストンを左のシャッ
トオフ位置まで移動させることができ、シャットオフ部
品９はシャットオフ隙間23を閉じ、かくして、第１図に
よる状況が達成される。主ピストンの移動の長さは、シ
ャットオフ部分26の長さによって決定される。 排出路13は、チョーク部分11を有する分岐路によって
路10に連通されている。側分岐部ではバルブ作用がより
確実に行われ、かくして、バルブ30を移動させるため
に、より確かな差圧を作りだすことができる。 第３図は、バルブ30の部分拡大断面を示す。ピストン
部品８の傾斜面25は部分３の座面に対して気密である。
次いで、ピストン部品８のシャットオフ隙間23に作用す
る圧力はシャットオフ隙間23と同じ大きさの領域でのみ
ピストン部品８にその前面で働く。このバルブが僅かに
開くとすぐに、圧力もまた急速に傾斜面25に作用し、同
時にバルブ30の運動の力が増加する。シャットオフ部品
９の円筒面は、隙間23の内面に対して気密ではなく、密
封はシャットオフ隙間23の前面に対するシャットオフ部
品９の頂面24で行われる。この構造では、装置の確実な
作用が達成される。このシャットオフ部品９はまた、ピ
ストン部品８に適用されたバルブと同じ仕方で作用す
る、すなわち、シャットオフ部品９がその頂面24によっ
て隙間23を閉じ、開放し始めると、圧力は頂面24によっ
てすぐに、中央に向けて配置された大きなリング形状領
域に作用する。かくして、引き起こされた力はシャット
オフ部品９をより確実且つ急速に右に運動させる。上述
した特性は第３図に示すシートバルブを使用して最も有
利に達成される。 主ピストン３の前後運動を異なる種類の装置に利用す
ることができる。ピストン14、15、或いは、そのうちの
一方のみを、ハウジングから出る移動アームと置換し、
その運動を利用することができる。いずれにしても、そ
の目的はこの装置を特定の適用に限定することではな
く、請求の範囲で決定された発明概念内で多くの変更が
可能である。

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】１つ、或いは、複数のピストン（14、1
   5）、又は、同様な運動伝達アームに前後運動を生じさ
   せる圧力媒体作動式装置であって、囲まれ空間内で圧力
   媒体のみによって前後運動する主ピストン（３）を有
   し、該主ピストン（３）を移動させる圧力媒体の制御バ
   ルブ（30）が前記主ピストンの内部にある、前記圧力媒
   体作動式装置において、 前記バルブ（30）が２つの方向の夫々についての可動部
   品（８）、（９）を有し、該可動部品（８）、（９）
   が、夫々、リング形状の密封前面（24）、（25）を有
   し、該リング形状の密封前面（24）、（25）には、前記
   バルブが開いたときすぐに圧力が作用し、前記バルブ
   （30）を開かせる力を増加させることを特徴とする、 圧力媒体作動式装置。
2. 【請求項２】主ピストン（３）に排出路（13）があり、
   該排出路（13）の前記媒体の作動圧力の増圧により前記
   可動部品の一方（８）を閉じ、他方の可動部品（９）を
   開かせ、前記排出路（13）の前記媒体の作動圧力の減圧
   により前記一方の可動部品（８）を開かせ、前記他方の
   可動部品（９）を閉じることを特徴とする、請求項１記
   載の装置。
3. 【請求項３】前記排出路（13）が前記主ピストン（３）
   内で本体（２）に対して移動することができるようにす
   るため、シャットオフ部分（26）が、前記主ピストンの
   移動の距離をその長さによって決定するように前記本体
   に構成されていることを特徴とする、請求項２記載の装
   置。
4. 【請求項４】前記排出路（13）を開閉する前記部分（2
   6）が、円筒本体（２）の内面であることを特徴とす
   る、請求項３記載の装置。
5. 【請求項５】圧力媒体により作動するポンプであって、 円筒状ポンプ本体（２）と、１つ、或いは、複数の前後
   移動ポンプピストン（14、15）と、流体、或いは、ガス
   を前記本体（２）の内部に圧送するための、各ピストン
   用のシリンダ（１）と、前記ポンプピストン（14、15）
   に連結された主ピストン（３）とを有し、 前記主ピストン（３）が、 バルブ（30）を有し、該バルブ（30）が、前記主ピスト
   ンの両側に圧力を伝達する駆動圧力用の可動部品
   （８）、（９）を備え、 前記バルブ（30）の作用を制御する排出路（13）と、 該排出路（13）を閉じ、ピストンストロークの長さを調
   節するシャットオフ部分（26）と を有することを特徴とするポンプ。
6. 【請求項６】前記ポンプピストン（14、15）を終端させ
   る２つの端があり、前記主ピストン（３）が液圧流体の
   圧力によって移動され、前記可動部品（８）、（９）が
   圧力制御式シートバルブであることを特徴とする、請求
   項５記載のポンプ。