JP3839434B2 - Lock device in torque actuator mechanism - Google Patents
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Description
本発明は、例えば、船舶のハッチカバー開閉用、舶用バルブの開閉回転用、建設機械のブーム旋回用等のために使用される油圧式回転力発生機を用いたトルクアクチュエータ機構に関し、特に、停止中の油圧式回転力発生機を好適にロックせしめるための装置に関する。 The present invention relates to, for example, a torque actuator mechanism using a hydraulic torque generator used for opening and closing a hatch cover of a ship, for opening and closing a ship valve, for turning a boom of a construction machine, and the like. The present invention relates to a device for suitably locking a hydraulic torque generator inside.
油圧式回転力発生機を用いたトルクアクチュエータ機構は、本出願人において過去に提案したものが公知であり、油圧式回転力発生機1の構成を図6に基づいて説明すると、次の通りである。 A torque actuator mechanism using a hydraulic torque generator has been proposed in the past by the present applicant. The configuration of the hydraulic torque generator 1 will be described with reference to FIG. is there.
ケーシング2の内部にはピストン3及びシャフト4が内装されている。シャフト4は、ケーシング2に同心状に配置され、該ケーシング2の両端を閉鎖する第1カバー部材5及び第2カバー部材6によりベアリングを介して軸架される。
A
ピストン3は、ケーシング2のシリンダ7に内挿されるフランジ部3aと、前記シャフト4に同心状に外挿される筒部3bとを備えている。
The
ピストン3の筒部3bは、シャフト4に対してスプライン8を介して同行回転自在かつ軸方向に進退移動自在となるように外挿されると共に、ケーシング2に対してネジ手段9を介して螺合されている。即ち、筒部3bの外周に雄ネジを形成し、該雄ネジをケーシング2の内周に形成した雌ネジに螺合している。
The
ピストン3のフランジ部3aの内外周部には、それぞれ、シリンダ7の内周に液密的に密着するシールリング10と、シャフト4の外周に液密的に密着するシールリング11が装着されている。尚、第1カバー部材5及び第2カバー部材6は、ケーシング2に対してそれぞれシール材12、13を介して液密的に装着されており、シリンダ7の内部に封入された作動油が外部に漏洩しないように完全シールされている。
A
シリンダ7は、ピストン3のフランジ部3aの前後に位置する第1室7aと第2室7bを形成しており、それぞれに対して第1出入口14aと第2出入口14bを介して油圧源からの作動油を供給する。
The
第1出入口14a又は第2出入口14bの一方からシリンダ7に作動油を供給し、油圧を作用させると、ピストン3は、フランジ部3aにおいてスラスト力を受けつつ、筒部3bにおいてネジ手段9の螺合により回転力に変換され、これによりピストン3はネジ手段8に沿って螺進しつつ回転する。
When hydraulic oil is supplied to the
ピストン3の回転駆動力は、該ピストンの筒部3bにスプライン結合されたシャフト4に伝達され、該シャフト4の端部を出力軸としている。
The rotational driving force of the
このような従来の油圧式回転力発生機1は、油圧源との間において油圧回路手段を設けることにより、全体としてアクチュエータ機構を構成する。 Such a conventional hydraulic torque generator 1 constitutes an actuator mechanism as a whole by providing hydraulic circuit means with a hydraulic power source.
油圧式回転力発生機1には、マニホールドブロック15と、パイロットチェック弁装置16と、バイパス弁装置17が順次連結状に装着されており、第1油路18aと第2油路18bを備えた油圧回路手段を構成している。即ち、第1油路18a及び第2油路18bは、油圧式回転力発生機1の第1出入口14a及び第2出入口14bからマニホールドブロック15を通じ、パイロットチェック弁装置16のパイロットチェック弁16a、16bを経て、バイパス弁装置17に至る。そして、バイパス弁装置17の内部で折り返し、パイロットチェック弁装置16を通じ、マニホールドブロック15に戻る。
The hydraulic torque generator 1 has a
更に、第1油路18a及び第2油路18bは、マニホールドブロック15からパイプライン等の延長ライン19a、19bに接続され、電磁弁20を介して油圧源21及びタンク22に連絡される。
油圧式回転力発生機1は、出力軸をある一定角度(例えば90度、180度又は360度等)の範囲で回動させるものであるが、その回動角度の始めや終わり等で出力軸を完全にロックしたいという要求を満たす必要がある。例えば、油圧式回転力発生機1により舶用ハッチの開閉を行う場合、ハッチの開状態を回動角度の終わりに設定したときは、その位置で出力軸を完全にロックすることによりハッチの開状態を維持する必要がある。 The hydraulic torque generator 1 rotates the output shaft within a certain range (for example, 90 degrees, 180 degrees, or 360 degrees). The output shaft is rotated at the beginning or end of the rotation angle. Needs to be fully locked. For example, when the marine hatch is opened and closed by the hydraulic torque generator 1, when the hatch open state is set at the end of the rotation angle, the hatch is opened by completely locking the output shaft at that position. Need to maintain.
そこで、従来のアクチュエータ機構は、前述のように、第1油路18a及び第2油路18bのそれぞれに、油圧式回転力発生機1からの作動油の戻りを阻止するためのパイロットチェック弁16a、16bを設けている。従って、油圧源21からの油圧を電磁弁21でブロックすることにより油圧式回転力発生機1を停止させると、シリンダ7の第1室7a及び第2室7bの内部の作動油はパイロットチェック弁16a、16bによりブロックされるので、これによりピストン3の動きを固定し、シャフト4の動きをロックすることができる。
Therefore, as described above, the conventional actuator mechanism has a
ところが、パイロットチェック弁は、ポペット式メタルタッチが一般的であり、金属面の相互接触により作動油の戻りを阻止する構成とされているので、油圧式回転力発生機1のシャフト4に負荷が作用した状態では、微量の作動油が前記金属接触面を介して滲み出すため完全なロック状態を得ることができず、時間経過に伴って保持位置がずれるという問題がある。即ち、例えば、舶用ハッチの場合、油圧式回転力発生機1をロックすることにより開状態で保持したはずのハッチがその重量等により徐々に閉方向に移動するという問題がある。 However, the poppet type metal touch is generally used for the pilot check valve, and is configured to prevent the return of the hydraulic oil by mutual contact between the metal surfaces. Therefore, a load is applied to the shaft 4 of the hydraulic torque generator 1. In the acted state, a very small amount of hydraulic oil oozes out through the metal contact surface, so that a complete locked state cannot be obtained, and there is a problem that the holding position shifts with time. That is, for example, in the case of a marine hatch, there is a problem that the hatch that should have been held open by locking the hydraulic torque generator 1 gradually moves in the closing direction due to its weight or the like.
この点に関して、本出願人は、特願平4−221996号において、油圧式回転力発生機の停止時にピストンをロックピンによりロックするように構成したロック装置を提案し、特許第2860329号として特許された。然しながら、この場合、油圧式回転力発生機の内部にロック装置を設けるため、油圧式回転力発生機それ自体を新たに設計する必要があり、高コストになるという問題があり、しかも、油圧式回転力発生機が大型化するという問題がある。 In this regard, the present applicant has proposed in Japanese Patent Application No. Hei 4-221996 a lock device configured to lock the piston with a lock pin when the hydraulic torque generator is stopped, and is patented as Japanese Patent No. 2860329. It was done. However, in this case, since a locking device is provided inside the hydraulic torque generator, it is necessary to newly design the hydraulic torque generator itself, and there is a problem that the cost is increased. There is a problem that the rotational force generator becomes larger.
以上の観点から、本発明者は、油圧式回転力発生機それ自体としては既存の汎用製品を使用可能としつつ、ロック装置をトルクアクチュエータ機構としての油圧回路手段に設けることにより前記問題を解決することが有利であることを知見した。 In view of the above, the present inventor solves the above problem by providing a lock device in a hydraulic circuit means as a torque actuator mechanism, while allowing an existing general-purpose product to be used as the hydraulic torque generator itself. Has been found to be advantageous.
従来技術に関して指摘した通り、ロック装置における問題は、ポペット式メタルタッチ構造のパイロットチェック弁に原因があるから、これが解決されれば、完全ロック状態を実現することが可能になる。 As pointed out with respect to the prior art, the problem with the locking device is caused by the pilot check valve of the poppet type metal touch structure, and if this is solved, it becomes possible to realize a completely locked state.
ところで、最近、前述のような作動油の滲み出しを完全に防止したノンリーク式のパイロットチェック弁が提供されている。この新しいノンリーク式のパイロットチェック弁は、作動油の戻りを阻止する接触面に樹脂又はゴムを使用したソフトシール式とされ、例えば、廣瀬バルブ工業株式会社から提供されている。従って、図6に示した従来技術において、パイロットチェック弁16a、16bをこのような新型のノンリーク式のものに置換すれば、油圧式回転力発生機の停止時における完全ロック状態が可能となり、上述の問題を解決できる。
Recently, there has been provided a non-leak type pilot check valve that completely prevents the above-described hydraulic oil from seeping out. This new non-leak type pilot check valve is a soft seal type using a resin or rubber on the contact surface for preventing the return of hydraulic oil, and is provided by, for example, Hirose Valve Industrial Co., Ltd. Therefore, in the prior art shown in FIG. 6, if the
然しながら、本発明者が鋭意研究したところによれば、図6に示す構成において、パイロットチェック弁16a、16bとして新型のノンリーク式のパイロットチェック弁を設けると、該弁16a、16bと油圧式回転力発生機1の間に位置する第1油路18a及び第2油路18bの閉回路23a、23bが完全密閉状態となるため、新たな問題を生じることが知見された。
However, as a result of intensive studies by the inventor, when a new non-leak type pilot check valve is provided as the
即ち、作動油を封入した完全密封空間は、温度上昇に伴い内部圧力を増加する。一般的な油圧用の作動油の場合、温度が1度(C)上昇すると、圧力は約10kg/cm2上昇する。従って、温度が30度(C)上昇すると、圧力は約300kg/cm2上昇する。 In other words, the completely sealed space in which the hydraulic oil is sealed increases the internal pressure as the temperature rises. In the case of a general hydraulic fluid, when the temperature rises once (C), the pressure rises by about 10 kg / cm 2 . Therefore, when the temperature increases by 30 degrees (C), the pressure increases by about 300 kg / cm 2 .
このため、前述のように閉回路23a、23bが完全密閉状態にされると、温度変化に伴う内部圧力の増加により、油圧機器の破損や駆動機器の損傷、その他のトラブルを招来するという問題を生じる。
For this reason, when the closed
そこで、前記閉回路23a、23bにリリーフ弁を設ければ、増加する圧力を減じることにより前述の破損等の問題を解決できることが知見されるが、従来型のリリーフ弁は、シート部分がメタルタッチ構造とされており、容易に作動油の通過を許してしまうため、結局、油圧式回転力発生機の完全ロック状態を可能にするという本来の課題を解決することができない。
Thus, it has been found that if the closed
本発明は、上述した完全ロック状態の課題を解決するため、前述のような新型のノンリーク式のパイロットチェック弁を油圧回路手段に設け、該弁と油圧式回転力発生機の間に位置する第1油路及び第2油路の閉回路を完全密閉状態とすることにより、油圧式回転力発生機の完全ロック状態を可能にする。そして、完全密閉状態とされた閉回路の温度上昇に伴う圧力増加に起因する問題を解決するため、特殊な安全弁を閉回路に設け、これにより機器等の破損・損傷の防止と完全ロック状態の達成という二律背反的な機能を可能にしたものである。 In order to solve the above-mentioned problem of the completely locked state, the present invention provides a new non-leak type pilot check valve as described above in the hydraulic circuit means, and is located between the valve and the hydraulic torque generator. By completely closing the closed circuit of the first oil passage and the second oil passage, the hydraulic torque generator can be completely locked. And in order to solve the problem caused by the pressure increase due to the temperature rise of the closed circuit that is in a completely sealed state, a special safety valve is provided in the closed circuit, thereby preventing breakage and damage of equipment etc. and complete locking state This is a trade-off function of achievement.
そこで、本発明が上記課題を解決するための手段として構成したところは、シリンダの内部においてネジ手段を介して回転しつつ軸方向に進退移動するピストンと、該ピストンの回転駆動力を取出すシャフトと、前記ピストンの前後に位置するシリンダの第1室及び第2室にそれぞれ作動油を供給する第1出入口及び第2出入口を備えた油圧式回転力発生機と、前記第1出入口及び第2出入口をそれぞれ油圧源に連絡せしめる第1油路と第2油路を備えた油圧回路手段とから構成されたトルクアクチュエータ機構において、前記油圧回路手段は、第1油路(28a)及び第2油路(28b)のそれぞれに、油圧式回転力発生機からの作動油の戻りを阻止するノンリーク式のパイロットチェック弁(33a)(33b)を設け、油圧源(31)からの油圧をブロックすることにより油圧式回転力発生機(1)を停止させたとき、該油圧式回転力発生機(1)におけるシリンダの第1室及び第2室の作動油を前記ノンリーク式のパイロットチェック弁(33a)(33b)でブロックすることにより、ピストン(3)の動きを固定しシャフト(4)の動きをロックするように構成されており、前記第1油路(28a)及び第2油路(28b)は、前記ノンリーク式のパイロットチェック弁(33a)(33b)と油圧式回転力発生機の間に位置する回路部分により閉回路(34a)(34b)を構成すると共に、該閉回路(34a)(34b)のそれぞれに、安全弁(35a)(35b)を設けており、前記安全弁(35a)(35b)は、油圧式回転力発生機の回転駆動中における閉回路(34a)(34b)の定格圧力をp1としたとき、閉回路(34a)(34b)の内部圧力が温度上昇に伴いp1×1.5を超えたときに作動して機器破損を防止するように構成されて成る点にある。 Therefore, the present invention is configured as means for solving the above-mentioned problems. A piston that moves forward and backward in the axial direction while rotating via screw means inside the cylinder, and a shaft that extracts the rotational driving force of the piston are provided. A hydraulic torque generator including a first inlet and a second inlet and outlet for supplying hydraulic oil to a first chamber and a second chamber of a cylinder located before and after the piston, and the first inlet and the second inlet In a torque actuator mechanism comprising a first oil passage and a hydraulic circuit means having a second oil passage respectively communicating with the hydraulic power source, the hydraulic circuit means comprising a first oil passage (28a) and a second oil passage. Each of (28b) is provided with a non-leak pilot check valve (33a) (33b) that prevents the return of hydraulic oil from the hydraulic torque generator to block the hydraulic pressure from the hydraulic source (31). Yo When the hydraulic torque generator (1) is stopped, the non-leak pilot check valve (33a) is supplied to the hydraulic oil in the first chamber and the second chamber of the cylinder in the hydraulic torque generator (1). 33b) is configured to lock the movement of the piston (3) and lock the movement of the shaft (4) by blocking the first oil path (28a) and the second oil path (28b). A closed circuit (34a) (34b) is constituted by a circuit portion located between the non- leak type pilot check valve (33a) (33b) and the hydraulic torque generator , and the closed circuit (34a) (34b) ) Are provided with safety valves (35a) and (35b), and the safety valves (35a) and (35b) have the rated pressure of the closed circuits (34a) and (34b) during the rotational driving of the hydraulic torque generator. When p1 is set, it is configured to operate when the internal pressure of the closed circuit (34a) (34b) exceeds p1 × 1.5 with temperature rise to prevent equipment damage. The point is that
本発明の好ましい実施形態は、安全弁から漏洩した作動油を導くドレン路を設けており、該ドレン路をパイロットチェック弁と油圧源の間に位置する第1油路及び第2油路のそれぞれに連通せしめる延長路を形成し、該延長路のそれぞれに、作動油が第1油路及び第2油路からドレン路に向けて流入することを阻止する逆止弁を設けている。 In a preferred embodiment of the present invention, a drain passage for guiding hydraulic oil leaked from the safety valve is provided, and the drain passage is provided in each of the first oil passage and the second oil passage located between the pilot check valve and the hydraulic pressure source. An extension passage that allows communication is formed, and a check valve that prevents the hydraulic oil from flowing from the first oil passage and the second oil passage toward the drain passage is provided in each of the extension passages.
前記安全弁は、閉回路からドレン路に向けて作動油を漏洩せしめる漏洩路を構成する筒手段と、該筒手段に摺動自在に挿入されたスプールと、該スプールを作動油の漏洩方向と対向する方向に付勢するスプリングとから構成されている。前記スプールは、閉回路側に位置する作動部と、漏洩路側に位置する延長部とを一体に備え、前記延長部の内部に形成した連通路の一端を漏洩路に連通せしめると共に他端を該延長部の外周面に開口せしめている。前記筒手段は、スプールがスプリングに付勢された状態で該スプールの作動部の外周面に密着するシール材を内周面に設けている。そして、閉回路の内部圧力の増加によりスプールがスプリングに抗して移動することにより作動部の外周面がシール材から離れたとき、該作動部の外周面と筒手段の内周面の相互摺動面のクリアランスを介して作動油を閉回路から連通路に向けて滲み出させるように構成されている。 The safety valve includes a cylinder means that constitutes a leakage path that leaks hydraulic oil from the closed circuit toward the drain path, a spool that is slidably inserted into the cylinder means, and the spool is opposed to the leakage direction of the hydraulic oil. And a spring that is biased in the direction of movement. The spool is integrally provided with an operating part located on the closed circuit side and an extension part located on the leakage path side, and allows one end of the communication path formed inside the extension part to communicate with the leakage path and the other end of the spool. Opened on the outer peripheral surface of the extension. The cylindrical means is provided with a sealing material on the inner peripheral surface thereof that is in close contact with the outer peripheral surface of the operating portion of the spool in a state where the spool is biased by the spring. Then, when the outer peripheral surface of the operating part moves away from the sealing material due to the movement of the spool against the spring due to the increase in the internal pressure of the closed circuit, the outer peripheral surface of the operating part and the inner peripheral surface of the cylinder means slide against each other. The hydraulic fluid oozes out from the closed circuit toward the communication path via the clearance of the moving surface.
作動部の外周面と筒手段の内周面の相互摺動面のクリアランスは、10μから40μの範囲に形成されていることが好ましい。 It is preferable that the clearance of the mutual sliding surface of the outer peripheral surface of an action | operation part and the internal peripheral surface of a cylinder means is formed in the range of 10micro to 40micro.
本発明によれば、油圧回路手段を構成する第1油路及び第2油路のそれぞれに、油圧式回転力発生機からの作動油の戻りを阻止するノンリーク式のパイロットチェック弁を設けることにより、該弁と油圧式回転力発生機の間に位置する第1油路及び第2油路の閉回路を完全密閉状態とする構成であるから、油圧式回転力発生機の完全ロック状態が可能になる。従って、停止状態の油圧式回転力発生機のシャフトに負荷が作用する場合でも、舶用ハッチ等の被作動装置が従来のように時間経過に伴い保持位置を移動してしまうという問題はなく、しかも、油圧式回転力発生機それ自体は既存の汎用製品を使用できるので、コスト的に有利であると共に、油圧式回転力発生機の大型化を招来することもない。 According to the present invention, the first oil passage and the second oil passage constituting the hydraulic circuit means are provided with the non-leak type pilot check valve for preventing the return of the hydraulic oil from the hydraulic torque generator. Since the closed circuit of the first oil passage and the second oil passage located between the valve and the hydraulic torque generator is completely sealed, the hydraulic torque generator can be completely locked. become. Therefore, even when a load is applied to the shaft of the hydraulic torque generator in a stopped state, there is no problem that the operated device such as a marine hatch will move the holding position with the passage of time as in the prior art. Since the existing hydraulic product can be used for the hydraulic torque generator itself, it is advantageous in terms of cost and does not cause an increase in size of the hydraulic torque generator.
ところで、ノンリーク式のパイロットチェック弁を使用する結果、該弁と油圧式回転力発生機の間に位置する第1油路及び第2油路の閉回路が完全密閉空間とされるが、本発明によれば、それぞれの閉回路に特殊な安全弁を設ける構成であるから、該閉回路の温度上昇に伴う圧力増加に起因する油圧機器の破損や駆動機器の損傷、その他のトラブルの発生を好適に防止することができる。即ち、安全弁は、油圧式回転力発生機の回転駆動中における閉回路の定格圧力をp1としたとき、閉回路の内部圧力がp1×1.5を超えたときに作動するように構成されているので、油圧源からの油圧により油圧式回転力発生機を作動させる稼働中においては、安全弁から作動油が漏洩することにより油圧を減じるような虞れはなく、油圧式回転力発生機を好適に作動せしめることができる。また、停止時における油圧式回転力発生機のシャフトに負荷が作用する場合でも、舶用ハッチ等の被作動装置からシャフトに与えられる負荷は、経験上、前記定格圧力p1の1.5倍を超えることはないと認められるので、安全弁が作動油の漏洩を許すことはなく、油圧式回転力発生機のロック状態を緩めることにより被作動装置の保持位置をずらすようなことはない。その一方において、温度上昇に伴い閉回路の内部圧力が増加し、前記定格圧力p1の1.5倍を超えるときに初めて、安全弁が作動油を漏洩せしめ、圧力を減じるので、機器破損等を好適に防止することができる。 By the way, as a result of using the non-leak type pilot check valve, the closed circuit of the first oil passage and the second oil passage located between the valve and the hydraulic torque generator is completely sealed space. According to the present invention, since a special safety valve is provided in each closed circuit, it is preferable to cause damage to hydraulic equipment, drive equipment, and other troubles due to pressure increase due to temperature rise of the closed circuit. Can be prevented. That is, the safety valve is configured to operate when the internal pressure of the closed circuit exceeds p1 × 1.5 when the rated pressure of the closed circuit during rotation of the hydraulic torque generator is p1. Therefore, during operation to operate the hydraulic torque generator with the hydraulic pressure from the hydraulic power source, there is no fear that the hydraulic oil will decrease due to leakage of hydraulic oil from the safety valve, and the hydraulic torque generator is suitable Can be activated. Further, even when a load is applied to the shaft of the hydraulic torque generator at the time of stop, the load applied to the shaft from an actuated device such as a marine hatch is empirically more than 1.5 times the rated pressure p1. Therefore, the safety valve does not allow the hydraulic oil to leak, and the holding position of the operated device is not shifted by loosening the lock state of the hydraulic torque generator. On the other hand, the internal pressure of the closed circuit increases as the temperature rises, and only when the rated pressure p1 exceeds 1.5 times the rated pressure p1 is the safety valve leaking hydraulic oil and reducing the pressure. Can be prevented.
そして、本発明の実施形態によれば、安全弁から漏洩した作動油を導くドレン路が設けられており、該ドレン路を前記パイロットチェック弁と油圧源の間に位置する第1油路及び第2油路のそれぞれに連通せしめる延長路を形成し、該延長路のそれぞれに、作動油が第1油路及び第2油路からドレン路に向けて流入することを阻止する逆止弁を設けた構成であるから、温度上昇による内部圧力の増加時に安全弁から漏洩した作動油を延長路を介して第1油路及び第2油路に好適に還流せしめることができる。この際、延長路は、第1油路及び第2油路のそれぞれに対して逆止弁を介して連絡されているので、安全弁から漏出した作動油を第1油路及び第2油路のうち内部圧力が低い方の油路に還流させることができ、第1油路と第2油路の内部圧力のバランスを維持する。 According to the embodiment of the present invention, the drain passage for guiding the hydraulic oil leaked from the safety valve is provided, and the drain passage is disposed between the pilot check valve and the hydraulic pressure source, and the second oil passage and the second oil passage. An extension passage that communicates with each of the oil passages is formed, and a check valve that prevents the hydraulic oil from flowing from the first oil passage and the second oil passage toward the drain passage is provided in each of the extension passages. Since it is a structure, the hydraulic fluid which leaked from the safety valve at the time of the internal pressure increase by a temperature rise can be suitably recirculated to the 1st oil path and the 2nd oil path via the extension path. At this time, since the extension path is connected to each of the first oil path and the second oil path via the check valve, the hydraulic oil leaked from the safety valve is removed from the first oil path and the second oil path. Of these, the internal pressure can be returned to the lower oil passage, and the balance of the internal pressures of the first oil passage and the second oil passage is maintained.
本発明において、閉回路の内部圧力がp1×1.5を超えたときに作動する特殊な機能を有する安全弁は、閉回路からドレン路に向けて作動油を漏洩せしめる漏洩路を構成する筒手段と、該筒手段に摺動自在に挿入されたスプールと、該スプールを作動油の漏洩方向と対向する方向に付勢するスプリングとから構成することにより実施される。前記スプールは、閉回路側に位置する作動部と、漏洩路側に位置する延長部とを一体に備え、前記延長部の内部に形成した連通路の一端を漏洩路に連通せしめると共に他端を該延長部の外周面に開口せしめており、前記筒手段は、スプールがスプリングに付勢された状態で該スプールの作動部の外周面に密着するシール材を内周面に設けている。従って、閉回路の内部圧力の増加によりスプールがスプリングに抗して移動することにより作動部の外周面がシール材から離れたとき、該作動部の外周面と筒手段の内周面の相互摺動面のクリアランスを介して作動油が閉回路からドレン路に向けて漏出することを許される。漏出する作動油は、相互摺動面のクリアランスを通過可能なものに限定された微量のものであり、「滲み出す」程度のものであれば十分であり、従って、安全弁は、常時は「完全ノンリーク」であるが温度上昇による内部圧力の過大な増加により初めて機器破損等を防止する限度の微量のリークを許す謂ば「不完全ノンリーク式」とも言うべき構造のものとされている。 In the present invention, the safety valve having a special function that operates when the internal pressure of the closed circuit exceeds p1 × 1.5 is a cylinder means that constitutes a leakage path that leaks hydraulic oil from the closed circuit toward the drain path. And a spool that is slidably inserted into the cylinder means, and a spring that urges the spool in a direction opposite to the leakage direction of the hydraulic oil. The spool is integrally provided with an operating part located on the closed circuit side and an extension part located on the leakage path side, and allows one end of the communication path formed inside the extension part to communicate with the leakage path and the other end of the spool. The cylindrical means has an opening on the outer peripheral surface of the extension portion, and the cylindrical means is provided with a sealing material on the inner peripheral surface that is in close contact with the outer peripheral surface of the operating portion of the spool while being urged by the spring. Accordingly, when the outer peripheral surface of the operating part moves away from the sealing material due to the movement of the spool against the spring due to the increase in the internal pressure of the closed circuit, the outer peripheral surface of the operating part and the inner peripheral surface of the cylinder means slide against each other. The hydraulic oil is allowed to leak from the closed circuit toward the drain path through the clearance of the moving surface. The amount of hydraulic fluid that leaks is limited to that which can pass through the clearance between the sliding surfaces, and it is sufficient if it is of a level that “bleeds out”. Therefore, the safety valve is always “complete”. Although it is “non-leak”, it has a structure that should be called “incomplete non-leak type” that allows a very small amount of leak to a limit that prevents damage to the device for the first time due to an excessive increase in internal pressure due to temperature rise.
このような特殊な「不完全ノンリーク式」の安全弁は、作動部の外周面と筒手段の内周面の相互摺動面のクリアランスを、10μから40μの範囲に形成することにより可能となる。 Such a special “incomplete non-leak type” safety valve can be realized by forming the clearance between the outer peripheral surface of the operating portion and the inner peripheral surface of the cylinder means in the range of 10 μ to 40 μ.
以下図面に基づいて本発明の好ましい実施形態を詳述する。 Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1及び図2に示す実施形態において、油圧式回転力発生機1は、図6に基づいて説明した従来の構成と同様である。従って、共通する技術的構成には同一符号を付すことにより前述した説明を援用し、重複説明を省略する。 In the embodiment shown in FIGS. 1 and 2, the hydraulic torque generator 1 has the same configuration as the conventional configuration described based on FIG. 6. Therefore, the above-described explanation is used by attaching the same reference numerals to common technical configurations, and duplicate explanation is omitted.
油圧式回転力発生機1は、油圧源との間において油圧回路手段を設けることにより、全体としてアクチュエータ機構を構成する。このため、油圧式回転力発生機1には、マニホールドブロック24と、安全弁装置25と、パイロットチェック弁装置26と、バイパス弁装置27が順次連結状に装着されており、第1油路28aと第2油路28bを備えた油圧回路手段を構成している。即ち、第1油路28a及び第2油路28bは、油圧式回転力発生機1の第1出入口14a及び第2出入口14bからマニホールドブロック24と安全弁装置25とパイロットチェック弁装置26を通じてバイパス弁装置27に至り、該バイパス弁装置27の内部で折り返し、パイロットチェック弁装置26と安全弁装置25を通じてマニホールドブロック24に戻る。更に、第1油路28a及び第2油路28bは、マニホールドブロック24からパイプライン等の延長ライン29a、29bに接続され、電磁弁30を介して油圧源31及びタンク32に連絡される。
The hydraulic torque generator 1 constitutes an actuator mechanism as a whole by providing hydraulic circuit means with a hydraulic power source. For this reason, a
パイロットチェック弁装置26は、油圧式回転力発生機1からバイパス装置27に向かう作動油の戻りを阻止するノンリーク式のパイロットチェック弁33a、33bを備えている。従って、油圧源31からの油圧を電磁弁30でブロックすることにより油圧式回転力発生機1を停止させると、油圧式回転力発生機1におけるシリンダの第1室及び第2室の内部の作動油は、ノンリーク式のパイロットチェック弁33a、33bによりブロックされ、これによりピストン3の動きを固定し、シャフト4の動きをロックする。ノンリーク式のパイロットチェック弁33a、33bは、従来技術に関して説明したポペット式メタルタッチ構造のパイロットチェック弁ではなく、例えば、最近、廣瀬バルブ工業株式会社から提供されているような樹脂又はゴムによるソフトシール構造により作動油の滲み出しを完全に防止するノンリーク式のパイロットチェック弁が使用されている。従って、停止時における油圧式回転力発生機1のシャフトに負荷が作用する場合でも、作動油の滲み出しを許すことはなく、完全ロック状態を可能にし、舶用ハッチ等の被作動装置の保持位置を固定保持する。
The pilot
ノンリーク式のパイロットチェック弁33a、33bが設けられている結果、第1油路28aと第2油路28bのうち、該弁33a、33bと油圧式回転力発生機1の第1出入口14a及び第2出入口14bとの間に位置する閉回路34a、34bは、完全密閉空間とされるが、安全弁装置25により、閉回路34a、34bのそれぞれに特殊な安全弁35a、35bが設けられている。
As a result of the provision of the non-leak type
安全弁35a、35bは、油圧源31からの油圧により油圧式回転力発生機1を回転する駆動中における閉回路34a、34bのそれぞれの定格圧力をp1としたとき、該閉回路の内部圧力がp1×1.5を超えたときに作動するように構成されている。尚、定格圧力p1とは、通常使用圧力の最高許容値のことを言う。従って、油圧式回転力発生機1の稼働中に、安全弁35a、35bが作動することにより油圧を減じる虞れはなく、所定の油圧で油圧式回転力発生機1を好適に作動せしめる。また、停止時における油圧式回転力発生機1のシャフトに負荷が作用するような場合でも、閉回路34a、34bの内部圧力がp1×1.5を超えない限り、安全弁35a、35bが作動することはない。
The
安全弁35a、35bは、温度上昇に伴い、作動油を封入した閉回路34a、34bの内部圧力が増加し、前記定格圧力p1の1.5倍を超えたときに初めて、作動油を漏洩せしめ圧力を減じることにより機器破損等を防止する。
The
このような閉回路34a、34bの内部圧力がp1×1.5を超えたときに作動する特殊な機能を有する安全弁35a、35bの実施例を図3ないし図5に示している。
Examples of the
図3に示すように、一対の安全弁35a、35bは、ドレン路36を挟んで一対が対向状に配置され、相互に対称形をなしているが、それぞれの基本的な構成は共通するので、一方の安全弁35aの構造を説明し、他方の安全弁35bの構造は、同一符号を付すことにより一方の安全弁35aの説明を援用する。
As shown in FIG. 3, the pair of
図4に示すように、安全弁35aは、閉回路34aから内部流路36aを介してドレン路36に向けて作動油を漏洩せしめる漏洩路37を構成する筒手段38と、該筒手段38に摺動自在に挿入されたスプール39と、該スプール39を作動油の漏洩方向と対向する方向に付勢するスプリング40とから構成されている。
As shown in FIG. 4, the
筒手段38は、装置本体25aに螺入された筒体により構成され、該筒手段38の尾端から内部に向けてプラグ41を螺入すると共に、更に、該プラグ41の尾端から内部に向けてボルトから成る進退部材42を挿入している。装置本体25aと筒手段38の間にはOリング等のシール材43、44が介挿され、筒手段38とプラグ41の間にはOリング等のシール材45が介挿され、プラグ41と進退部材42の間にはOリング等のシール材46が介挿され、これにより閉回路34a及び漏洩路37を液密的にシールしている。
The cylinder means 38 is constituted by a cylinder body screwed into the apparatus
スプール39は、閉回路34aに臨む筒手段38の口部38aに摺動自在に挿入されており、閉回路側に位置する作動部39aと、漏洩路側に位置する延長部39bとを一体に備え、延長部39bの内部に形成した連通路47の一端を漏洩路37に連通せしめると共に他端を該延長部39bの外周面に開口48せしめている。図示実施例において、スプール39は、延長部39bの先端部を筒部材38の内部に配置された座部材49に挿着されており、該座部材49は、前記連通路47を漏洩路37に連通せしめる連絡路49aを形成すると共に、スプリング40の受座を構成するフランジ部49bを備えている。図例の場合、スプリング40は、圧縮コイルスプリングが使用されており、従って、常時、スプリング40の付勢力が座部材49に作用し、座部材49を筒手段38の口部38aの内側に当接せしめた状態で、スプール39の常態位置が決定されている。尚、プラグ41から挿出した進退部材42の尾端にはナット50が螺合されており、該ナット50を正逆回転することにより進退部材42を軸方向に進退移動せしめ、スプリング40の付勢力を調整することができる。
The
筒手段38の口部38aの内周面には、スプリング40に付勢されたスプール39の常態位置で、該スプール39の作動部39aの外周面に密着するOリング等のシール材51が設けられている。図例の場合、シール部材51は、口部38aの開口部から挿入されたスリーブ52により定位置に固定されている。
A sealing
安全弁35aの作用を図5に示している。図5(A)に示すように、常時は、スプリング40の付勢力を受けることにより座部材49が筒手段38の口部38aの内側に当接され、スプール39を常態位置に固定している。この状態で、スプール39の作動部39aの外周面がシール材51に密着されており、該作動部39aの外周面と口部38aの内周面の相互摺動面を液密的にシールしている。従って、閉回路34aの内部の作動油が漏洩路37に向けて漏洩することはない。前述のようにナット50による進退部材42の移動調整により、スプリング40の付勢力が決定されている。この付勢力は、油圧式回転力発生機1の回転駆動中における閉回路34aの定格圧力をp1としたとき、閉回路34aの内部圧力がp1×1.5を超えない限り、スプール39を漏洩路37に向けて移動させないような強さとなるように設定されている。
The operation of the
そこで、温度上昇に伴い閉回路34aの内部圧力が増加することにより、前記のp1×1.5を超えると、スプール39に対してスプリング40の付勢力を超える圧力が作用するので、スプール39は、、図5(B)に示すように、座部材49と共にスプリング40に抗して漏洩路37に向けて摺動し、作動部39aの外周面をシール材51から離すまで移動する。図例の場合、座部材49のフランジ部49bがプラグ41の先端に当接することによりスプール39を停止せしめるが、この作動状態で、スプール39の作動部39aの外周面は、筒手段38の口部38aの内周面との間において、相互に摺動面53を介して接触している。従って、内部圧力を増加した閉回路34aの内部の作動油は、図示矢印で示すように、閉回路34aから摺動面53のクリアランスに向けて滲み出し、滲み出した作動油が摺動面53のクリアランスからスプール39の開口48を介して連通路47に浸入し、漏洩路37に漏出することを許される。尚、漏出した作動油は、漏洩路37からプラグ41及び筒部材38を貫通して形成されたドレン口41aを介して内部流路36aに浸入し、ドレン路36に導かれる。
Therefore, since the internal pressure of the
前記摺動面53による作動油の滲み出し量は、可及的微量に限られるのが好ましく、このため、図示実施例において、摺動面53のクリアランスは、10μから40μの範囲に形成されている。クリアランスの寸法数値の最も好ましい実施例は、約30μである。
The amount of hydraulic oil oozing out by the sliding
図示実施例において、油圧式回転力発生機1とノンリーク式パイロットチェック弁33a、33bとの間に形成される閉回路34a、34bの内部に封入された作動油は、前述のような内部圧力が定格圧力の臨界点となるp1×1.5を超えるように温度を15度(C)上昇したとき、油量(作動油の体積)を約1%増加する。従って、安全弁35a、35bによる作動油の漏出を摺動面53のクリアランスによる限定された微量の滲み出しにより行うだけで、温度上昇により増加した閉回路34a、34bの内部圧力を十分に減圧することができる。
In the illustrated embodiment, the hydraulic oil sealed in the
そこで、安全弁35a、35bの作動により閉回路34a、34bの内部圧力が減じるや否や、スプール39は、図5(A)に示すように、スプリング40により再び常態位置に戻り、作動部39aをシール材51に密着せしめ、閉回路34a、34bと漏洩路37の間をシールする。
Therefore, as soon as the internal pressure of the
図1に示すように、安全弁装置25のドレン路36は、ノンリーク式パイロットチェック弁33a、33bと油圧源31の間に位置する第1油路28a及び第2油路28bのそれぞれに対して、更に延びる延長ドレン路54及び延長路55a、55bを介して連絡されている。図例の場合、延長ドレン路54及び延長路55a、55bは、マニホールドブロック24を通じて形成されている。延長路55a、55bには、作動油が第1油路28a及び第2油路28bからドレン路36に向けて流入することを阻止する逆止弁56a、56bが設けられている。従って、油圧式回転力発生機1を作動するために油圧源31から第1油路28a又は第2油路28bに供給される作動油が安全弁35a、35bに向けて流入することはない。
As shown in FIG. 1, the
上述のように温度上昇に伴う閉回路34a、34bの内部圧力の増加は、安全弁35a、35bにより作動油をドレン路36に向けて滲み出すことにより減じられ、漏洩した作動油は、延長ドレン路54を経た後、延長路55a、55bを介して第1油路28a又は第2油路28bに還流せしめられる際、逆止弁56a、56bを設けた延長路55a、55bに対して、第1油路28aと第2油路28bのうち、内部圧力が低い方の油路28a又は28bに連絡された延長路55a又は55bに向けて還流させる。これにより、圧力差を有する第1油路28aと第2油路28bの内部圧力のバランスが維持される。
As described above, the increase in the internal pressure of the
以上詳述したような油圧式回転力発生機1に対して、安全弁装置25と、パイロットチェック弁装置26と、バイパス弁装置27を組付けることにより構成されるトルクアクチュエータ機構は、図2に示すように全体が極めてコンパクトなものとなり、比較的安価に提供することができる。
A torque actuator mechanism configured by assembling a
1 油圧式回転力発生機
14a 第1出入口
14b 第2出入口
24 マニホールドブロック
25 安全弁装置
25a、25b 安全弁
26 パイロットチェック弁装置
27 バイパス弁装置
28a 第1油路
28b 第2油路
29a、29b 延長ライン
30 電磁弁
31 油圧源
32 タンク
33a、33b ノンリーク式のパイロットチェック弁
34a、34b 閉回路
35a、35b 安全弁
36 ドレン路
37 漏洩路
38 筒手段
38a 口部
39 スプール
39a 作動部
39b 延長部
40 スプリング
47 連通路
48 開口
49 座部材
51 シール部材
53 摺動面
55a、55b 延長路
56a、56b 逆止弁
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Hydraulic type
Claims (4)
前記油圧回路手段は、第1油路(28a)及び第2油路(28b)のそれぞれに、油圧式回転力発生機からの作動油の戻りを阻止するノンリーク式のパイロットチェック弁(33a)(33b)を設け、油圧源(31)からの油圧をブロックすることにより油圧式回転力発生機(1)を停止させたとき、該油圧式回転力発生機(1)におけるシリンダの第1室及び第2室の作動油を前記ノンリーク式のパイロットチェック弁(33a)(33b)でブロックすることにより、ピストン(3)の動きを固定しシャフト(4)の動きをロックするように構成されており、
前記第1油路(28a)及び第2油路(28b)は、前記ノンリーク式のパイロットチェック弁(33a)(33b)と油圧式回転力発生機の間に位置する回路部分により閉回路(34a)(34b)を構成すると共に、該閉回路(34a)(34b)のそれぞれに、安全弁(35a)(35b)を設けており、
前記安全弁(35a)(35b)は、油圧式回転力発生機の回転駆動中における閉回路(34a)(34b)の定格圧力をp1としたとき、閉回路(34a)(34b)の内部圧力が温度上昇に伴いp1×1.5を超えたときに作動して機器破損を防止するように構成されて成ることを特徴とするトルクアクチュエータ機構におけるロック装置。 A piston that moves forward and backward in the axial direction while rotating via screw means inside the cylinder, a shaft that takes out the rotational driving force of the piston, and a first chamber and a second chamber of the cylinder that are located before and after the piston, respectively A hydraulic rotational force generator having a first inlet and a second inlet for supplying hydraulic oil, and a first oil passage and a second oil passage for connecting the first inlet and the second inlet to a hydraulic source, respectively. In the torque actuator mechanism composed of hydraulic circuit means,
The hydraulic circuit means includes a non-leak pilot check valve (33a) that prevents the return of hydraulic oil from the hydraulic torque generator in each of the first oil passage (28a) and the second oil passage (28b). 33b), and when the hydraulic torque generator (1) is stopped by blocking the hydraulic pressure from the hydraulic power source (31), the first chamber of the cylinder in the hydraulic torque generator (1) and The hydraulic oil in the second chamber is blocked by the non-leak type pilot check valve (33a) (33b) so that the movement of the piston (3) is fixed and the movement of the shaft (4) is locked. ,
The first oil passage (28a) and the second oil passage (28b) are closed circuit (34a) by a circuit portion located between the non- leak type pilot check valves (33a) (33b) and a hydraulic torque generator. ) (34b), and each of the closed circuits (34a) (34b ) is provided with safety valves (35a) (35b),
The safety valve (35a) (35b) has an internal pressure of the closed circuit (34a) (34b) when the rated pressure of the closed circuit (34a) (34b) during rotation of the hydraulic torque generator is p1. A lock device in a torque actuator mechanism, which is configured to operate when p1 × 1.5 is exceeded as temperature rises to prevent equipment damage .
前記スプール(39)は、閉回路側に位置する作動部(39a)と、漏洩路側に位置する延長部(39b)とを一体に備え、前記延長部(39b)の内部に形成した連通路(47)の一端を漏洩路(37)に連通せしめると共に他端を該延長部(39b)の外周面に開口(48)せしめており、
前記筒手段(38)は、スプール(39)がスプリング(40)に付勢された状態で該スプールの作動部(38a)の外周面に密着するシール材(51)を内周面に設けており、
閉回路(34a)(34b)の内部圧力の増加によりスプール(39)がスプリング(40)に抗して移動することにより作動部(39a)の外周面がシール材(51)から離れたとき、該作動部(39a)の外周面と筒手段(38)の内周面の相互摺動面(53)のクリアランスを介して、作動油を閉回路(34a)(34b)から連通路(47)に向けて滲み出させるように構成して成ることを特徴とする請求項1又は2に記載のトルクアクチュエータ機構におけるロック装置。 The safety valve (35a) (35b) includes a cylinder means (38) that constitutes a leak path (37) for leaking hydraulic oil from the closed circuit (34a) (34b) toward the drain path (36), and the cylinder means. The spool (39) inserted slidably, and a spring (40) that urges the spool in a direction opposite to the leakage direction of the hydraulic oil,
The spool (39) is integrally provided with an operating part (39a) located on the closed circuit side and an extension part (39b) located on the leakage path side, and a communication path formed inside the extension part (39b) ( One end of 47) is in communication with the leakage path (37) and the other end is opened (48) in the outer peripheral surface of the extension (39b),
The cylindrical means (38) is provided with a sealing material (51) on the inner peripheral surface thereof which is in close contact with the outer peripheral surface of the operating portion (38a) of the spool in a state where the spool (39) is biased by the spring (40). And
When the outer peripheral surface of the actuating part (39a) moves away from the sealing material (51) due to the spool (39) moving against the spring (40) due to an increase in the internal pressure of the closed circuit (34a) (34b), Via the clearance between the outer sliding surface (53) of the outer peripheral surface of the operating portion (39a) and the inner peripheral surface of the cylinder means (38), hydraulic fluid is connected from the closed circuit (34a) (34b) to the communication path (47). The lock device in the torque actuator mechanism according to claim 1, wherein the lock device is configured to ooze out toward the head.
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