JP4007675B2 - 自動切換弁装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、油圧ピストンシリンダユニットのピストンを往復運動させる自動切換弁装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
油圧ピストンシリンダユニットのピストンを往復運動させる自動切換弁装置について各種の装置が公知である。しかしこれらの公知の自動切換弁装置では、切換制御が油圧装置のみではなく、油圧装置の一部に圧力センサ等の機械的部材を内蔵していた。従って油圧装置の切換制御が円滑ではなくかつ迅速に行えないという欠点があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、上記の難点が回避され、油圧ピストンシリンダユニットのピストンの切換制御が円滑かつ迅速に行え得るようにすることである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
この課題は自動切換弁装置において、特許請求の範囲第１項〜第４項に記載された発明特定事項によって解決される。
本発明の実施例を次に図面に基づいて詳しく説明する。
【０００５】
【実施例】
図１、図２及び図３は本発明による自動切換弁装置の第１実施例を表わす。
図１中、１は油圧ポンプ、２はリリーフ弁、３は油タンク、そして４は切換弁、特に３位置４接続切換弁、８は油圧ピストンシリンダユニットを表わす。
自動切換弁装置は以下のように構成されている。
【０００６】
３位置４接続切換弁４の出力ポートは導管を経て切換弁本体１０の入力ポート１１及び入力ポート１２に接続している。入力ポート１１及び入力ポート１２はそれぞれシリンダ室１９に接続している。切換弁本体１０のシリンダ室１９を取り囲む壁面には所定の間隔をおいてポート１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅ及び１０ｆが形成されている。シリンダ室１９からは２つの出力ポート２９、３０を介して油圧ピストンシリンダユニット８に油圧導管が接続している。入力ポート１２は弁体１３とばね１４とから成る逆止弁Ａを経て同様にシリンダ室１９に接続している。シリンダ室１９には内方に２つのサブスプール１６、１６′がその軸線方向に移動可能に嵌入している外側スプール１５が、シリンダ室１９の縦軸線方向に移動可能に配設されている。外側スプール１５にはその中央に対して対称的な位置に通口１５ａ、１５ｂ、絞り孔１５ｃ及び通口１５ａ′、１５ｂ′、絞り孔１５ｃ′が設けられている。外側スプール１５の内方に嵌入している右側のサブスプール１６には左端の絞り孔１６ａ、絞り孔１６ａに連通しかつばね１７の装着されるばね室１６ｂ及び端部の絞り孔１６ｃが、そして同様に左側のサブスプール１６′には右端の絞り孔１６′ａ′、絞り孔１６′ａ′に連通しかつばね１７′の装着されるばね室１６′ｂ′及び端部の絞り孔１６′ｃ′が設けられている。外側スプール１５の両端にはそれぞればね押え１８、１８′が外側スプール１５にねじ結合されてばね室１６ｂ、１６′ｂ′を閉鎖しており、外側スプール１５のこの端部領域はシリンダ室１９の右端室１９′と左端室１９′′内に位置する。右端室１９′と左端室１９′′は、それぞれ弁体２０とばね２１とから成る逆止弁Ｂ及び弁体２０′とばね２１′とから成る逆止弁Ｃを経て共通の連通路２７に接続している。
【０００７】
図１に示すように外側スプール１５が中立位置にある場合には、油圧ポンプ１から出る圧油はそのままタンク３に戻る。一方油圧ピストンシリンダユニット８の出力ポート２９に繋がる入力ポート１１も、出力ポート３０に繋がる入力ポート１２を切換弁４でブロックされている。
図１に示すように外側スプール１５が中立位置から、切換弁４をハンドル操作により左側接続位置に切り換えると、油圧ポンプ１からの圧油は入力ポート１２から外側スプール１５の通口１５ａを経てサブスプール１６の絞り孔１６ａに入り、更に外側スプール１５の通口１５ｂから出力ポート３０を経て油圧ピストンシリンダユニット８のピストン側室に入り、ピストンを左行程させる。この際図１から明らかなように外側スプール１５の通口１５ａからサブスプール１６を経て圧油供給可能な流路の横断面積は小さいので小さい流量が出力ポート３０を経て油圧ピストンシリンダユニット８のピストン側室に入る。上記圧油の給送状態において、右側のサブスプール１６のばね室１６ｂの横断面積と右側のサブスプール１６の外側の横断面積との大きさの相違によりサブスプール１６を右方に変位させる傾向があり、油圧ピストンシリンダユニット８を高速度で作動させる必要がある場合には油圧ポンプ１からの流量を大きくすると右側のサブスプール１６は右方に変位しばね室１６ｂ内のばね１７を圧縮しかつサブスプール１６の右方変位によりサブスプール１６の右端の絞り孔１６ｃと外側スプール１５の右端の絞り孔１５ｃとが連通が遮断されることになる。
【０００８】
油圧ピストンシリンダユニット８のピストンの左行程中ピストンロッドが大きな負荷を受け又はピストンの左行程のストロークエンドに達すると、油圧ピストンシリンダユニット８のピストン側室の油圧はリリーフ弁２の設定圧まで上昇し得る。油圧がリリーフ弁２の設定圧に等しくなると、右側のサブスプール１６のばね室１６ｂ内の油圧とサブスプール１６の右側の油圧が等しくなり、その結果予めサブスプール１６の右方変位により圧縮されたばね１７の力により右側のサブスプール１６の左右にかかる力に差が生じ、即ちサブスプール１６の右側に作用する力が左側に作用する力よりもばね１７の圧縮による力だけ大きく、それによって右側のサブスプール１６は左方に変位し、その際右側のサブスプール１６の右端の絞り孔１６ｃと外側スプール１５の右端の通口１５ｃとが連通してばね室１６ｂ中の圧油がシリンダ室１９の右端の右端室１９′に入り、それによって外側スプール１５が右側のサブスプール１６と共に左行程を行う。その際油圧ピストンシリンダユニット８のピストンの左行程端でリリーフ弁２が設定圧まで上昇し、右側のサブスプール１６がばね１７の力により左方に変位し、絞り孔１６ｃと通口１５ｃが連通し、ばね室１６ｂ中の圧油が右端室１９’に入り、外側スプール１５が右側サブスプール１６と共に左行程を行う。かかる左行程は、左端室１９’’の圧油は逆止弁Ｃを開いて連通路２７中に入り、ポート１０ｆを経て入力ポート１１からタンク３に戻ることにより左端室１９’’内の圧油の排出が行われることにより可能にされる。その結果外側スプール１５の通口１５ａ′にある圧油が左側のサブスプール１６′を経て通口１５ｂ′から出力ポート２９に入り、油圧ピストンシリンダユニット８のピストンロッド側室に入り、ピストンは左行程の途中で右行程に切り換えられ、油圧ピストンシリンダユニット８の圧縮が開始される。この際油圧ピストンシリンダユニット８のピストン側室の油は出力ポート３０から切換弁本体１０のポート１０ａに達するが逆止弁Ａで流路を閉じているので、ポート１０ａ、サブスプール１６の外側及びポート１０ｂから連通路２７に入り、切換弁本体１０のポート１０ｆから入力ポート１１を経てタンク３に戻される。これは作業工程的には油圧ピストンシリンダユニット８のピストンの戻り行程であり、最終的にはピストンの戻り行程のストロークエンドが達成され、外側スプール１５は左行程のストロークエンドに達する（図３）。
【０００９】
油圧ピストンシリンダユニット８のピストンの戻り行程（右行程）のストロークエンドに達した後、油圧ピストンシリンダユニット８のピストンロッド側室内にあって出力ポート２９に通じている圧油は左側のサブスプール１６′のばね室１６′ｂ′に溜まり、左側のサブスプール１６′のばね室１６′ｂ′内の油圧と左側のサブスプール１６′の右端の右方の油圧とはリリーフ弁２で設定された油圧に等しくなるまで上昇し、両油圧は平衡するがばね１７′の圧縮による力の分だけ左側のサブスプール１６′を右方へ付勢する力が大きく、その結果左側のサブスプール１６′の右方変位、従ってサブスプール１６′の左端の絞り孔１６′ｃ′と外側スプール１５の左端の絞り孔１５′ｃ′とが連通してばね室１６′ｂ′内の圧油は外側スプール１５の左端の絞り孔１５′ｃ′を経てシリンダ室１９の左端室１９′′内に入り、その結果シリンダ室１９の左端室１９′′中に装着されたばね２５の圧縮による力の補助の下に外側スプール１５を右行程させる。その際シリンダ室１９の右端室１９′内の油は逆止弁Ｂを開いて連通路２７に入り、更に切換弁本体１０のポート１０ｆから入力ポート１１を経てタンク３に戻される。外側スプール１５の右行程のストロークエンドでは外側スプール１５は図２に示す位置を占める。
【００１０】
図２の状態では油圧ポンプ１からの圧油は入力ポート１２から外側スプール１５の通口１５ａに入り、更にサブスプール１６を介して通口１５ｂ、出力ポート３０を経て油圧ピストンシリンダユニット８のピストン側室に入る。これは図１に示された外側スプール１５とサブスプール１６との関係位置と同じであり、外側スプール１５、サブスプール１６及び油圧ピストンシリンダユニット８のピストンについて説明したと同様な動作が行われることになる。このようにして油圧ピストンシリンダユニット８のピストンの左行程及び右行程に対応して外側スプール１５の右行程及び左行程が連続的に反復されることとなる。圧油流量の増大に伴って上記左行程と右行程のサイクル数が増大する。
【００１１】
図３に示す位置においては、油圧ポンプ１から出た圧油は入力ポート１２を経て切換弁本体１０のポート１０ｄ、外側スプール１５の通口１５ａ′、左側のサブスプール１６′の右端の右方を経て、更に外側スプール１５の通口１５ｂ′を経てポート１０ｅから出力ポート２９に入り、油圧ピストンシリンダユニット８のピストンロッド側室に入り、油圧ピストンシリンダユニット８の短縮行程を作用する。図３の位置においては、油圧ピストンシリンダユニット８のピストン側室の油は出力ポート３０、ポート１０ｂを経て連通路２７に入り、同様にポート１０ｅを経て入力ポート１１からタンク３に戻される。そして油圧ピストンシリンダユニット８の右行程のストロークエンドでは外側スプール１５は図２の位置を占める。
【００１２】
上記のようにして初めに３位置４接続切換弁４のハンドルの操作により切換弁４の接続位置を選択すると、油圧ピストンシリンダユニット８のピストンの左行程又は右行程が実施され、続いて右行程又は左行程が実施され、以後この行程が自動的かつ連続的に反復されることになる。
を表わす。
【００１３】
図４、図５及び図６は本発明による自動切換弁装置の第２実施例を表わす。
図４、図５及び図６による自動切換弁装置は、図１、図２及び図３による自動切換弁装置とはサブスプールが左右に別々に設けられず、右側にはサブスプールが、そして左側にはニードル弁のみが設けられている点で相違する。
図４において１は油圧ポンプ、２はリリーフ弁、３は油タンクそして４は３位置４接続切換弁そして８は油圧ピストンシリンダユニットを表わす。
【００１４】
自動切換弁装置は以下のように構成されている。
３位置４接続切換弁４の出力ポートは導管を経て切換弁本体１０の入力ポート１１及び入力ポート１２に接続している。入力ポート１１及び入力ポート１２はそれぞれシリンダ室１９に接続している。シリンダ室１９からは２つの出力ポート２９、３０を介して油圧ピストンシリンダユニット８に導管が接続している。入力ポート１２は弁体１３とばね１４とから成る逆止弁Ａを経て同様にシリンダ室１９に接続している。シリンダ室１９には内方にサブスプール１６が移動可能に嵌入している外側スプール１５が、シリンダ室１９の縦軸線方向に移動可能に配設されている。
【００１５】
３位置４接続切換弁４の出力ポートは導管を経て弁本体１０の入力ポート１１及び入力ポート１２に接続している。入力ポート１１及び入力ポート１２はそれぞれシリンダ室１９に接続している。切換弁本体１０においてシリンダ室１９を形成する壁面に所定の間隔をおいてポート１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ、１０ｅ及び１０ｆが形成されている。シリンダ室１９からからは２つの出力ポート２９、３０を介して油圧ピストンシリンダユニット８に導管が接続している。入力ポート１２は弁体１３とばね１４とから成る逆止弁Ａを経て同様にシリンダ室１９に接続している。シリンダ室１９には内方に内側スプール１６が移動可能に嵌入している外側スプール１５がシリンダ室１９の縦軸線方向に移動可能に配設されている。外側スプール１５には通口１５ａ、１５ｂと、絞り孔１５ｃ、通口１５ｄ及び通口１５ｄに接続する外側スプール１５の軸線上の絞り孔１５ｅ、これに続く軸線上のばね室１５ｆ及び左端の広いばね室１５ｇが形成されている。サブスプール１６の右側には絞り孔１６ａ、ばね室１６ｂがあり、中央部には通口１６ｄ、中空室１６ｅ及び絞り孔１６ｆが設けられている。ばね室１６ｂにはばね１７が装着されている。外側スプール１５の左側のばね室１５ｆ中には絞り孔１５ｅに尖端を臨ませてニードル弁体２２が装着されており、ニードル弁体２２はばね２３によって絞り孔１５ｅを閉じるように付勢されており、ばね室１５ｆ左端にはばね押え２４がねじ結合されている。外側スプール１５の左端のばね室１５ｇには外側スプール１５を右方に付勢するばね２５が装着されている。シリンダ室１９の右端室１９′の右端は外側スプール１５にねじ結合されてばね押え１８が設けられている。シリンダ室１９の右端室１９′から弁体２０及びばね２１から成る逆止弁Ｂを経て連通路２７に通じており、連通路２７は左端の同様に構成された弁体２０′及びばね２１′から成る逆止弁Ｃを経てシリンダ室１９の左端室１９′′に接続している。連通路２７はシリンダ室１９に開口するポート１０ｂと１０ｆに連通しており、ポート１０ｆから入力ポート１１を経てタンク２に接続している。
【００１６】
図４に示すように外側スプール１５が中立位置にある場合には、油圧ポンプ１から出る圧油はそのままタンク３に戻る。一方油圧ピストンシリンダユニット８の出力ポート２９に繋がる入力ポート１１も、出力ポート３０に繋がる入力ポート１２を切換弁４でブロックされている。
図４に示すように外側スプール１５が中立位置から、３位置４接続切換弁４をハンドル操作により左位置に切り換えると、油圧ポンプ１からの圧油は入力ポート１２から外側スプール１５の通口１５ａを経てサブスプール１６の絞り孔１６ｄに入り、外側スプール１５の通口１５ｂから出力ポート３０を経て油圧ピストンシリンダユニット８のピストン側室に入り、ピストンを左行程させる。この際図４から明らかなように中立位置から、外側スプール１５の通口１５ａから右側のサブスプール１６の通口１６ｄを経て外側スプール１５の他の通口１５ｂに至る流路を経て出力ポート３０から油圧ピストンシリンダユニット８のピストン側室に流路が接続して、ピストンを左行程させる。このピストンの左行程は油圧ピストンシリンダユニット８の作業行程、即ち伸長行程である。
【００１７】
油圧ポンプ１から出る流量が増大するとサブスプール１６の中空室１６ｅ中に圧油が溜まり、それによってサブスプール１６を右方に変位させ、サブスプール１６の右側のばね室１６ｂ内のばね１７が圧縮される。そして油圧ピストンシリンダユニット８の左行程の途中でピストンロッドが大きな負荷を受けるか又は油圧ピストンシリンダユニット８のピストンが左行程のストロークエンドまで達した際に、以下のようにしてそのピストンの左行程の途中から又は左行程のストロークエンドから右行程に切換えられる。油圧ピストンシリンダユニット８のピストン側室内の油圧はリリーフ弁２で設定された大きさまで増大し得る。この油圧は外側スプール１５の通口１５ａ、サブスプール１５の絞り孔１６ａを経てサブスプール１６のばね室１６ｂに作用すると同時にサブスプール１６の左側の中空室１６ｅにも作用する。この際サブスプール１６のばね室１６ｂと中空室１６ｅとにおける油圧はリリーフ弁２の設定圧まで高まりかつ両室に作用する油圧は平衡し、サブスプール１６の中空室１６ｅとばね室１６ｂとの力はばね１７の圧縮による力だけサブスプール１６を左方に変位させる力が優り、それによってサブスプール１６は左方に変位する。その結果サブスプール１６の中空室１６ｅの通口１６ｄと外側スプール１５の絞り孔１５ｃとが連通して流路を形成し、この流路は連通路２８に繋がるため圧油はシリンダ室１９の右端室１９′に入って外側スプール１５を左行程させる力を生じさせ、左行程のストロークエンドでは外側スプール１５は図６に示す左端位置に達する。この際同時にシリンダ室１９の左端室１９′′の油は、弁体２０′及びばね２１′から成る逆止弁Ｃを開いて連通路２７に入り、更にポート１０ｆから入力ポート１１を経てタンク３に戻される。油圧ピストンシリンダユニット８のピストンはその右行程の終わりに右端のストロークエンドに達する。
【００１８】
図６に示す状態から再び油圧ピストンシリンダユニット８のピストンは左行程に切換えられるのは以下のようにして行われる。即ち図６の状態では油圧ポンプ１から出た圧油は外側スプール１５の通口１５ａ、サブスプール１６の絞り孔１６ｆを経て外側スプール１５の外側から切換弁本体１０のポート１０ｅを経て出力ポート２９から油圧ピストンシリンダユニット８のピストンロッド側室に入る。それによって油圧ピストンシリンダユニット８のピストンの右行程が実施されている。このピストンの右行程の際油圧ピストンシリンダユニット８のピストン側室内の圧油は出力ポート３０から外側スプール１５の外側、切換弁本体１０のポート１０ｂを経て連通路２７に入り、ポート１０ｆを経て入力ポート１１からタンク３へ戻される。このピストンの右行程は戻り行程であり、左行程のような作業行程のような高い油圧を必要としない。従ってニードル弁の設定圧力をリリーフ弁２の設定圧力以下にした場合に、出力ポート２９中の圧油の一部は外側スプール１５の絞り孔１５ｅからばね２３の力に抗してニードル弁体２２を左方に押下げてばね押え２４の中心の図示しない小孔からシリンダ室１９の左端室１９′′に入り、外側スプール１５を僅かに右方に変位させる力が生じるので、外側スプール１５の通口１５ａ、サブスプール１６の外側から切換弁本体１０のポート１０ｅによる流路を絞って出力ポート２９に入る流量を絞ることになる。その結果リリーフ弁２の設定圧以下の低い圧力でピストンが右行程を実施することができ、経済運転ができる。外側スプール１５の絞り孔１５ｄ内の圧油が外側スプール１５の絞り孔１５ｅからばね２３の力に抗してニードル弁体２２を左方に押し下げて圧油が流れると、ばね押え２４の中心の小孔を経てシリンダ室１９の左端室１９′′に圧油溜まり、ばね２５の力の補助の下に外側スプール１５がサブスプール１６と共に右行程を実施する。この際外側スプール１５の右端領域の位置する、シリンダ室１９の右端室１９′中の油は、逆止弁Ｂを開いて連通路２７に入り、更にポート１０ｆから入力ポート１１を経てタンク３に戻される。サブスプール１６の右行程のストロークエンドでは、外側スプール１５及びサブスプール１６の関係位置は、図４及び図５に表されたと同様な関係位置となる。これにより油圧ピストンシリンダユニット８のピストンは右行程のストロークエンドから左行程に切換えられる。
【００１９】
上記のようにして初めに切換え弁４のハンドルの操作により切換え弁４の接続位置を選択すると、油圧ピストンシリンダユニット８のピストンの左行程又は右行程が実施され、油圧ピストンシリンダユニット８のピストンの左右行程に対応してサブスプール１６の右左行程が行われ、その結果油圧ピストンシリンダユニット８のピストンとサブスプールの外側スプールの往復行程が連続的に反復されることになる。
【００２０】
図７は本発明による自動切換弁装置の第３実施例を表わす。
この自動切換弁装置は自動切換増圧弁装置として形成されている。
図７において１は油圧ポンプ、２はリリーフ弁、３は油タンクそして４は切換弁、特に３位置４接続切換弁、８は油圧ピストンシリンダユニットを表わす。
自動切換増圧弁装置は以下のように構成されている。
【００２１】
切換弁４の出力ポートは導管を経て自動切換弁本体４０の入力ポート４１及び入力ポート４２に接続している。入力ポート４１及び入力ポート４２はそれぞれシリンダ室４９に接続している。入力ポート４２は弁体４３とばね４４から成る逆止弁Ｄを介してシリンダ室４９の右端室４９′に、そして弁体４３′′とばね４４′′から成る逆止弁Ｆを介してシリンダ室４９の左端室４９′′に接続可能であり、更に弁体４３′とばね４４′から成る逆止弁Ｅを介してシリンダ室４９の左側部分に接続可能である。シリンダ室４９には内方に左右２つのサブスプール４６′、４６をその軸線方向に変位可能に嵌入された外側スプール４５がその軸線方向に移動可能に配設されている。外側スプール４５にはその中央に対して左右対称の位置にそれぞれ通口４５ａ′、４５ｂ′、絞り孔４５ｃ′及び通口４５ａ、４５ｂ、絞り孔４５ｃが設けられている。左側のサブスプール４６′にはその右端に絞り孔４６′ａ′、絞り孔４６′ａ′に繋がるばね室４６′ｂ′及びサブスプール４６′の左端の絞り孔４６′ｃ′を、そして右側のサブスプール４６にはその左端に絞り孔４６ａ、絞り孔４６ａに繋がるばね室４６ｂ及びサブスプール４６の左端の絞り孔４６ｃが設けられている。ばね室４６ｂ及び４６′ｂ′にはばね４７、４７′が装着されており、サブスプール４６、４６′の右端及び左端にはそれぞればね押え４８、４８′がねじ結合されてばね室４６ｂ及び４６′ｂ′を閉鎖している。シリンダ室４９に２つの出力ポート５８、５９が付設されている
増圧弁本体６０には、前記出力ポート５８、５９に接続する２つの入力ポート６１、６２が設けられており、入力ポート６１及び６２は増圧弁シリンダ室６９に接続している。入力ポート６１及び６２にはそれぞれ分枝していて弁体６３とばね６４から成る逆止弁Ｇ及び弁体６３′とばね６４′から成る逆止弁Ｈを介して増圧弁シリンダ室６９の右端室６９′′′と増圧弁シリンダ室６９の左端室６９′′′′に接続している。右端室６９′′′と左端室６９′′′′とはそれぞれ増圧弁本体６０に組付けられている増圧弁ハウジング６７及び６７′に成形されている。増圧弁シリンダ室６９はその中央に対して左右対称に左側部分６９′′と右側部分６９′とから成る。増圧弁シリンダ室６９内には増圧ピストン６６がその軸線方向に移動可能に配設されており、増圧ピストン６６は左右に横断面積のより小さい左側部分６６ｂ及び増圧ピストン右側部分６６ａを一体的に備え、左側部分６６ｂ及び右側部分６６ａは増圧弁シリンダ室６９よりも横断面積の小さい左端室６９′′′′及び右端室６９′′′にそれぞれ左側部分６６ｂ及び右側部分６６ａが増圧ピストン６６の左行程及び右行程の際に進入可能である。左端室６９′′′′及び右端室６９′′′はそれぞれ弁体７０′とばね７１′から成る逆止弁Ｊ及び弁体７０とばね７１から成る逆止弁Ｉを介して連通路７３に接続している。連通路７３は１つの出力ポート７４を介して油圧ピストンシリンダユニット８のピストン側室に接続している。このピストン側室には同様に導管７５が接続しており、導管７５は逆止弁７７を介して入力ポート４１に接続している。また、油圧ピストンシリンダユニット８のピストンロッド側室には導管７６が接続していて、導管７６は入力ポート４２に接続している。
【００２２】
自動切換増圧弁装置は次のように作動する。
油圧ポンプ１から出た圧油は３位置４接続切換弁４のハンドル操作により、例えば右側接続位置が選択されると、圧油は入力ポート４１からシリンダ室４９に入り、外側スプール４５の通口４６ａ、右側のサブスプール４６の左端の左側を経てかつ外側スプール４５の通口４５ｂから出力ポート５９、増圧弁本体６０の入力ポート６２を経て増圧弁シリンダ室６９の右側部分６９′に入る。同時に圧油は逆止弁Ｇを開いて増圧弁シリンダ室６９の右端室６９′′′に入り、更に逆止弁Ｉを開いて連通路７３、出力ポート７４を経て油圧ピストンシリンダユニット８のピストン側室に入り、油圧ピストンシリンダユニット８の伸長行程が実施される。この際増圧弁シリンダ室６９の左端室６９′′′′内の油は増圧ピストン６６の中央領域と端部領域６６ａ、６６ｂの横断面積差、従ってここでは増圧弁シリンダ室６９の右側部分６９′の横断面積と増圧弁シリンダ室６９の左端室６９′′′′の横断面積の比率で左端室６９′′′′内の油圧は増圧されてかつリリーフ弁２の設定圧より高い圧力に設定された逆止弁Ｊを開いて連通路２７に入り、出力ポート７４を経て油圧ピストンシリンダユニット８のピストン側室に単位量の圧油が入り、ピストンに単位行程だけ伸長行程を実施させる。この際油圧ピストンシリンダユニット８のピストンロッド側室に接続された導管７６を経て油がタンク３へ戻される。この際油圧ピストンシリンダユニット８のピストン側室に接続されている導管７５は逆止弁７７に接続されているので、導管７５を経て油が流動することはできない。増圧弁シリンダ室６９の右端室６９′′′には入力ポート６２から分枝した圧油が逆止弁Ｇを開いて入っているが、逆止弁Ｉはリリーフ弁２の設定圧力よりも高い圧力に設定されているので逆止弁Ｉは開かない。
【００２３】
一方、リリーフ弁２の設定圧力が作用している増圧弁シリンダ室６９の右側部分６９′内の圧油は切換弁本体１０のシリンダ室４９のポート４０ａ、右側サブスプール４６の絞り孔４６ａ、右側サブスプール４６のばね室４６ｂに通じており、右側サブスプール４６の左端の左側の油圧とばね室４６ｂ内の油圧は平衡しており、ばね４７の圧縮による力のみが相違しているので、サブスプール４６は左方に変位させられ、それによってサブスプール４６の右端の絞り孔４６ｃと外側スプール４５の右端の絞り孔４５ｃとが連通して、ポート４０ｃからシリンダ室４９の右端室４９′に圧油が入り、それによって外側スプール４５を左行程させる。この際シリンダ室４９の左端室４９′′中の油は逆止弁Ｆを開いて連通路５６に入り、入力ポート４２を経てタンク３へ戻らされる。その結果入力ポート４１に作用している圧油は切換弁本体４０のポート４０ｄ、外側スプール４５の通口４５ｄ、右側サブスプール４６の外側を経てポート４０ｅから出力ポート５８、増圧弁シリンダ室６９の左側部分６９′′に入り、また逆止弁Ｈを開いて増圧弁シリンダ室６９の左端室６９′′′′に入る。それによって増圧ピストン６６は増圧弁シリンダ室６９の左側部分６９′′の横断面積と増圧弁シリンダ室６９の右端室６９′′′の横断面積との比率により、増圧弁シリンダ室６９の右端室６９′′′にある油を逆止弁Ｉの設定圧力まで加圧する。それによって加圧された油圧により逆止弁Ｉが開き、増圧弁シリンダ室６９の右端室６９′′′にある油は増圧されて連通路７３に入り、出力ポート７４から単位量の圧油が油圧ピストンシリンダユニット８のピストン側室に入り、油圧ピストンシリンダユニット８に単位行程の伸長行程を行わせる。この際油圧ピストンシリンダユニット８のピストンロッド側室に接続された導管７６を経て油がタンク３へ戻される。この際油圧ピストンシリンダユニット８のピストン側室に接続された導管７５は逆止弁７７に接続されているので導管７５を経て油が流動することはできない。
【００２４】
増圧弁シリンダ室６９の右端室６９′′′の圧油が逆止弁Ｉを開いて連通路２７に送られている際に、入力ポート６１、従って出力ポート５８中の圧油は切換弁本体６０のポート４０ｅ、外側スプール４５の通口４５ｅ、左側のサブスプール４６′の絞り孔４６′ａ′、ばね室４６′ｂ′を経てサブスプール４６′の左端の絞り孔４６′ｃ′と連通した外側スプール４５の左端の絞り孔４５ｆを経てポート４０ｃ′からシリンダ室４９の左端室４９′′に入り、外側スプール４５を、シリンダ室４９の左端室４９′′中のばね５５の力の補助の下に右行程させる。この際シリンダ室４９の右端室４９′中の油は逆止弁Ｄを開いて入力ポート４２からタンク３へ戻される。
【００２５】
上記のようにして増圧ピストン６６の左右行程が外側スプール４５の右左行程に対応して連続的に反復される。
油圧ピストンシリンダユニット８のピストンの上行程（伸長行程）中にピストンロッドに大きな負荷が作用し又はピストンが上行程のストロークエンドに達すると、油圧ピストンシリンダユニット８のピストン側室にはリリーフ弁２で設定された圧力以上の圧力、従って逆止弁Ｉ又はＪで設定された圧力まで上昇し得る。ピストンロッドに大きな負荷が作用し又はピストンが上行程のストロークエンドに端したことにより油圧が増大した場合、逆止弁Ｉ又はＪが開いている場合でも、増圧弁シリンダ室６９の右端室６９′′′又は左端室６９′′′′の増圧された圧油と油圧ピストンシリンダユニット８のピストン側室の油圧が等しくなり、逆止弁Ｉ又はＪを通って圧油が流れることができず、その結果逆止弁Ｉ又はＪは閉じる。この状態では油圧ピストンシリンダユニット８のピストンは上行程のストロークエンド又は上行程の途中で停止し、従って次に作業者がハンドルの操作により切換弁４を左位置に切換えないとそのままの状態に止まる。作業者がハンドルの操作により切換弁４を左位置に切換えると、入力ポート４１から出力ポート５８又は５９を経て増圧弁本体６０の入力ポート６１又は６２に連通していた圧油は入力ポート６２を経てタンク３に戻され、油圧ピストンシリンダユニット８のピストンは下方のストロークエンドに戻される。
【００２６】
本発明によれば、従来技術の難点が回避され、油圧ピストンシリンダユニットのピストンの切換制御が円滑かつ迅速に反復して行えるようになり、ピストンの往復行程が高速化されることができ、更に特に破砕機等の駆動装置として使用される油圧ピストンシリンダユニットの作動中における過負荷に対する安全が達成される。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明による自動切換弁装置の第１実施例の初期状態を示す図式図である。
【図２】図２は、本発明による自動切換弁装置の第１実施例のシリンダ伸長時の状態を示す図式図である。
【図３】図３は、本発明による自動切換弁装置の第１実施例のシリンダ短縮時の状態を示す図式図である。
【図４】図４は、本発明による自動切換弁装置の第２実施例の初期状態を示す図式図である。
【図５】図５は、本発明による自動切換弁装置の第２実施例のシリンダ伸長時の状態を示す図式図である。
【図６】図６は、本発明による自動切換弁装置の第２実施例のシリンダ短縮時の状態を示す図式図である。
【図７】図７は、本発明による自動切換弁装置の第３実施例のシリンダ初期状態を示す図式図である。
【符合の説明】
１ 油圧ポンプ
２ リリーフ弁
３ タンク
４ ３位置４接続切換弁
８ 油圧ピストンシリンダユニット
１０ 切換弁本体
１０ａ ポート
１０ｂ ポート
１０ｃ ポート
１０ｄ ポート
１０ｅ ポート
１０ｆ ポート
１１ 入力ポート
１２ 入力ポート
１３ 弁体
１４ ばね
１５ 外側スプール
１５ａ 通口
１５ａ′ 通口
１５ｂ ばね室
１５ｂ′ ばね室
１５ｃ 絞り孔
１５ｃ′ 絞り孔
１５ｄ 通口
１５ｅ 絞り孔
１５ｆ ばね室
１５ｇ ばね室
１６ 右側のサブスプール
１６ａ 絞り孔
１６ｂ ばね室
１６ｃ 絞り孔
１６′ 左側のサブスプール
１６′ａ′ 絞り孔
１６′ｂ′ ばね室
１６′ｃ′ 絞り孔
１６ｄ 通口
１６ｅ 中空室
１６ｆ 絞り孔
１７ ばね
１７′ ばね
１８ ばね押え
１８′ ばね押え
１９ シリンダ室
１９′ 右端室
１９′′ 左端室
２０ 弁体
２０′ 弁体
２１ ばね
２１′ ばね
２２ ニードル弁体
２３ ばね
２４ ばね押え
２５ ばね
２７ 連通路
２８ 連通路
２９ 出力ポート
３０ 出力ポート
４０ 切換弁本体
４０ａ ポート
４０ａ′ ポート
４０ｂ ポート
４０ｂ′ ポート
４０ｃ ポート
４０ｃ′ ポート
４１ 入力ポート
４２ 入力ポート
４３ 弁体
４３′ 弁体
４３′′ 弁体
４４ ばね
４４′ ばね
４４′′ ばね
４５ 外側スプール
４５ａ 通口
４５ａ′ 通口
４５ｂ 通口
４５ｂ′ 通口
４５ｃ 絞り孔
４５ｃ′ 絞り孔
４６ 右側のサブスプール
４６ａ 絞り孔
４６ｂ ばね室
４６ｃ 絞り孔
４６′ 左側のサブスプール
４６′ａ′ 絞り孔
４６′ｂ′ ばね室
４６′ｃ′ 絞り孔
４７ ばね
４７′ ばね
４８ ばね押え
４８′ ばね押え
４９ シリンダ室
４９′ 右端室
４９′′ 左端室
５６ 連通路
５８ 出力ポート
５９ 出力ポート
６０ 増圧弁本体
６１ 入力ポート
６２ 入力ポート
６３ 弁体
６３′ 弁体
６４ ばね
６４′ ばね
６６ 増圧ピストン
６６ａ 右側の小さい直径部分
６６ｂ 左側の小さい直径部分
６７ 増圧弁右側ハウジング
６７′ 増圧弁左側ハウジング
６９ 増圧弁シリンダ室
６９′ 右側部分
６９′′ 左側部分
６９′′′ 右端室
６９′′′′ 左端室
７０ 弁体
７０′ 弁体
７１ ばね
７１′ ばね
７３ 連通路
７４ 出力ポート
７５ 導管
７６ 導管
７７ 逆止弁

Claims (4)

1. 自動切換弁装置において、
   入力ポート（１１及び１２）が切換弁本体（１０）のシリンダ室（１９）に接続しており、切換弁は外側スプール（１５）とその内方にその軸線方向に移動可能に嵌入されたサブスプール（１６、１６′；１６）とから成り、シリンダ室（１９）は油圧ピストンシリンダユニット（８）のための出力ポート（２９、３０）に接続しており、それによって出力ポート（２９又は３０）の油圧がリリーフ弁（２）の設定圧力に達した際にサブスプール（１６、１６′；１６）の変位を介して外側スプール（１５）の左右行程が実施されてその位置が切換えられることにより油圧ピストンシリンダユニット（８）のピストンの行程方向が切換えられ、それによって切換弁の左右行程に対応して油圧ピストンシリンダユニット（８）のピストンの右左行程が連続的に反復されることを特徴とする前記自動切換弁装置。
2. 外側スプール（１５）中にその中央に対して対称的に２つのサブスプール（１６、１６′）がその軸線方向に移動可能に配設されており、ばね室（１６ｂ、１６′ｂ′）内にばね（１７、１７′）が配設されており、出力ポート（２９又は３０）の圧油が前記ばね室（１６ｂ又は１６′ｂ′）内に連通しており、それによって外側スプール（１５）の左右行程が、油圧ピストンシリンダユニット（８）の右左行程の途中におけるそのピストンの負荷の増大又はその右左行程のストロークエンドの際に、サブスプール（１６又は１６′）の変位を介して外側スプール（１５）の左右行程が実施されることにより油圧ピストンシリンダユニット（８）の右左行程が実施される、請求項１記載の自動切換弁装置。
3. 外側スプール（１５）中に１つのサブスプール（１６）が配設されており、サブスプール（１６）にはばね（１７）の装着された１つのばね室（１６ｂ）が設けられており、外側スプール（１５）には絞り孔（１５ｅ）に繋がるばね室（１５ｆ）が設けられており、ばね室（１５ｆ）内にはニードル弁体（２２）及びばね（２３）が装着されていてニードル弁体（２２）がばね（２３）の力によって絞り孔（１５ｅ）を閉じるように付勢されており、出力ポート（２９又は３０）に連通するニードル弁の絞り孔（１５ｅ）が出力ポート（２９又は３０）の油圧の増大によるニードル弁体（２２）の変位により開くことにより、外側スプール（１５）の行程方向が左行程のストロークエンドから右行程に切換えられることにより油圧ピストンシリンダユニット（８）のピストンは右行程から左行程に切り換えられ、一方出力ポート（３０又は２９）の圧油がサブスプール（１６）のばね室（１６ｂ）に連通した場合にはサブスプール（１６）の左方変位を介して外側スプール（１５）はその右行程のストロークエンドから左行程に切換えられることにより油圧ピストンシリンダユニット（８）のピストンは左行程から右行程に切り換えられる、請求項１に記載の自動切換弁装置。
4. 自動切換弁装置において、
   切換弁が外側スプール（４５）とその内方にその中央に対して対称的にその軸線方向に移動可能に嵌入された２つのサブスプール（４６、４６′）とから成り、切換弁の出力ポート（５８、５９）が増圧弁本体（６０）の増圧弁シリンダ室（６９）の右側部分（６９′）又は左側部分（６９′′）に接続可能であり、一方増圧ピストン（６６）の横断面のより小さい左右の部分（６６ａ、６６ｂ）は増圧弁シリンダ室（６９）の右端室（６９′′′）及び左端室（６９′′′′）に進入可能であり、それによって切換弁の外側スプール（４５）の左右行程に対応して増圧ピストン（６６）の右左行程が実施され、それによって油圧ピストンシリンダユニット（８）のシリンダ室に接続した増圧弁本体（６０）の連通路（７３）に増圧弁シリンダ室（６９）の左端室（６９′′′′）及び右端室（６９′′′）から交互に増圧された圧油が単位量づつ供給されることにより、油圧ピストンシリンダユニット（８）のピストンを同一行程方向に単位行程ずつ移動させることを特徴とする前記自動切換弁装置。

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