JPH02564B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は差動回路を構成して油圧シリンダを低
出力の高速動作と高出力の低速作動とに切換制御
する油圧制御装置に関する。

従来、この種の油圧制御装置は、工作機械の工
具台送り部や射出成型機の型締部等に用いて作動
時間の短縮および動力損失の低減を図つており、
特公昭36−1273号公報に示される如く、ロツドを
備えたピストンにより内部に受圧面積の異なる作
動室を区割形成した油圧シリンダを有し、方向切
換弁の切換操作で交互に圧油を作動室に供給した
り作動室の油を低圧側へ排出したりして油圧シリ
ンダを作動制御すると共に、油圧シリンダの各作
動空間を電磁弁により各別に短絡連通し差動回路
を構成するようにしている。ところが、電磁弁の
作動を別途設けた圧力スイツチやタイマ等を介し
行なつているため、負荷の大小に応じた油圧シリ
ンダの迅速かつ正確な作動速度切換えが得られに
くく、電気配線によつて装置構成が複雑化する等
の欠点があつた。

本発明は、かかる欠点を解消するもので、汎用
性のある油圧弁を用いて、負荷の大小に応じた油
圧シリンダの迅速かつ正確な作動速度切換制御を
自動的に行えるようにした油圧制御装置を提供す
るものである。

このため本発明は、ロツドを備えたピストンに
より内部に受圧面積が異なる大面積側と小面積側
の各作動室を区割形成した油圧シリンダと、油圧
シリンダの各作動室へ接続し交互に圧油を作動室
に供給したり作動室の油を低圧側へ排出したりす
る切換位置を有して油圧シリンダの作動方向を切
換制御する方向切換弁と、油圧シリンダの各作動
室間を短絡接続するよう設けた接続路に介設し小
面積側作動室内圧力をパイロツト圧力として開作
動する油圧制御弁と、油圧シリンダの小面積側作
動室と方向切換弁間を接続する流路より分岐した
低圧側へ接続の分岐流路に介装し大面積側作動室
内圧力をパイロツト圧力として開作動する開閉弁
とを備え、開閉弁の作動圧力を油圧制御弁の作動
圧力よりも高く設定し、油圧シリンダの小面積側
作動室と方向切換弁間を接続する流路に方向切換
弁の切換操作による小面積側作動室からの排出油
全量を油圧制御弁または開閉弁側へ流すよう逆止
弁を介設し、油圧制御弁は方向切換弁の切換操作
による小面積側作動室への圧油供給時にその圧油
を排出路より流入して閉作動を保持すると共に、
方向切換弁の切換操作による大面積側作動室への
圧油供給時に排出路を低圧側に連通して閉作動の
保持を解除するよう設けて成し、方向切換弁の操
作による油圧シリンダの大面積側作動表室への圧
油供給時、油圧制御弁および開閉弁の各作動室内
力によるパイロツト開作動によつて、油圧シリン
ダの作動速度切換制御を自動的に行なえるように
している。

以下、本発明の一実施例を図面に基いて説明す
る。第１図において、１はロツド２９を備えたピ
ストン２８により受圧面積の異なる作動室１Ａ，
１Ｂを区割形成してなる片ロツド型の油圧シリン
ダを示し、各作動室１Ａ，１Ｂは流路２，３を介
し切換位置４Ａ，４Ｎ，４Ｂを有する方向切換弁
４に接続されている。５は前記流路２，３間を短
絡接続する接続路６に介設せしめたシーケンス弁
からなる油圧制御弁で、油圧シリンダ１の小面積
側作動室１Ｂ内圧力が設定圧力になると開作動し
て流路２，３間を短絡連通するよう設けており、
この弁の内部漏れ流体をドレンとして外部へ排出
するための排出路７は、流路３の接続路６を接続
した個所と方向切換弁４との間に接続している。
８は逆止弁で、流路３の接続路６と排出路７が接
続する間に介設して油圧シリダ１へ供給する圧油
の流れを許容するようにしている。９はアンロー
ド弁からなる開閉弁で、油圧シリンダ１の小面積
側作動室１Ｂと逆止弁８との間の流路３より分岐
し低圧側の油槽１０に接続する分岐路１１に介設
せしめ、パイロツトポート１２をパイロツト路１
３を介し流路２に接続し、油圧シリンダ１の大面
積側作動室１Ａ内圧力が設定圧力になると開作動
して小面積側作動室１Ｂの圧力を油槽１０に開放
するようになつている。そして、開閉弁９の設定
圧力は油圧制御弁５の設定圧力よりも高く設定し
ている。１４は油圧ポンプ等からなる油圧源であ
る。

第２図は第１図の油圧制御弁５の一例を示す直
動型シーケンス弁の断面図で、弁本体１６に有す
る圧油の流入口１７と流出口１８とを連通して穿
設した摺動孔１９にその流出入口１７，１８間を
開閉制御するスプール２０が挿入されており、流
入口１７側圧力が設定圧力よりも低いときには、
一端に係装されたばね２１の弾性力を受けてスプ
ール２０は流出入口１７，１８間を遮断するよう
付勢されている。２２はスプール２０の端部に配
設したパイロツトピストンで、パイロツト路２３
を介し流入口１７の圧力を一端に受けて作動し、
前記ばね２１の弾性力に抗しスプール２０を押圧
するものである。前記排出路７はばね２１を収装
したばね室２４と連通され、さらにスプール２０
に穿設した小孔２５を介し端部室２６とも連通さ
れており、スプール２０の両端面に作用する圧力
は平衡されるようになつている。２７は調整部材
で、ばね２１の弾性力を調整し油圧制御弁５の作
動圧力を設定するものである。

次に、上記一実施例での作動を説明する。

方向切換弁４が切換位置４Ｎにある図示の状態
では、逆止弁８の流路３遮断作用により油圧シリ
ンダ１のピストン２８、ロツド２９等の自重に基
づく負荷圧力が小面積側作動室１Ｂ内に発生して
いるが、その負荷圧力よりも高く油圧制御弁５の
作動圧力を設定しているため、小面積側作動１Ｂ
内の油が排出されず油圧シリンダ１は停止してい
る。

かかる停止状態から方向切換弁４を切換位置４
Ｂに切換操作すると、油圧源１４よりの圧油は、
流路２を介し油圧シリンダ１の大面積側作動室１
Ａに供給されてピストン２８を押圧作用する。そ
して、小面積側作動室１Ｂ内圧力が油圧制御弁５
の作動圧力以上に上昇すると、油圧制御弁５のス
プール２０は排出路７が流路３方向切換弁４を介
して低圧側へ連通されパイロツトピストン２２に
作用する小面積側作動室１Ｂ内圧力による作用力
によりばね２１の弾性力に抗して押圧されて摺動
し流出入口１７，１８間を連通する。したがつて
差動回路が構成され小面積側作動室１Ｂからの排
出油は、接続路６より油圧制御弁５を介し大面積
側作動室１Ａに環流し、各作動室１Ａ，１Ｂにお
けるピストン２８の受圧面積差に基因する圧力を
受けて油圧シリンダ１は低出力の高速で下降作動
する。このとき、油圧制御弁５はばね２１の弾性
力に基因する背圧を小面積側作動室１Ｂ内に作用
させており、油圧シリンダ１が急速に落下するの
を防止する。

油圧シリンダ１のロツド２９が被加工物（図示
せず）等に当接して大面積側作動室１Ａ内の圧力
が開閉弁９の作動圧力に上昇すると、開閉弁９は
パイロツト流路１３を介し大面積側作動室１Ａ内
圧力を受けて開作動され、分岐路１１より小面積
側作動室１Ｂからの排出油を油槽１０へ排出す
る。この結果、小面積側作動室１Ｂ内圧力が低下
することにより油圧制御弁５はスプール２０がば
ね２１の弾性力によりパイロツトピストン２２に
作用する油圧の作用力に抗して摺動され流出入口
１７，１８間を遮断して接続路６を閉じ差動回路
を解除せしめ、小面積側作動室１Ｂ内の油は全量
が油槽１０へ排出されることになり、油圧シリン
ダ１は高出力の低速で下降作動する。

高出力の低速下降作動が終了し方向切換弁４を
切換位置４Ｎに切換操作すると、油圧シリンダ１
は停止する。さらに、方向切換弁４を切換装置４
Ａに切換操作すると、油圧源１４よりの圧油は流
路３、逆止弁８を介し油圧シリンダ１の小面積側
作動室１Ｂに供給されてピストン２８に作用す
る。油圧制御弁５は小面積側作動室１Ｂに供給の
圧油がパイロツト流路２３を介しパイロツトピス
トン２２に作用すると共に、流路３と連通した排
出流路７よりばね室２４に流入されさらに小孔２
５を介して端部室２６に流入するため、パイロツ
トピストン２２の両端面に作用する油圧力が平衡
してスプール２０はばね２１の弾性力を受けて流
出入口１７，１８間を閉止する位置に保持され
る。このため、油圧源１４からの圧油は流路２に
短絡流入することなく全量が小面積側作動室１Ｂ
に供給され、また大面積側作動室１Ａ内の油は方
向切換弁４を介し油槽１０に排出され、油圧シリ
ンダ１は高速で上昇する。

かかる作動において、油圧シリンダ１が高速あ
るいは低速で下降作動している際に、方向切換弁
４を中立の切換位置４Ｎに切換操作して停止した
場合、ピストン２８、ロツド２９等の慣性で小面
積側作動室１Ｂ内にサージ圧が発生することがあ
る。この場合、サージ圧は油圧制御弁５を開作動
させて流路２へ流出するため、油圧シリンダ１は
衝撃が吸収されてなめらかに停止し装置を破損か
ら保護する。

第３図は油圧制御弁の他例を示したもので、バ
ランスピストン型のシーケンス弁からなる油圧制
御弁３０の断面図を示している。弁本体３１には
圧油の流入口３２と流出口３３との間を開閉制御
するスプール３４が挿入されており、流入口３２
の流入圧力が作用するスプール３４の端部室３５
は絞り３６を介しばね３７が収装されているばね
室３８と連通されている。そしてばね室３８内圧
力をパイロツト弁３９により制御するようになつ
ており、弁座部材４０に当接されたパイロツト弁
体４１には調整部材４２により弾性力が調整され
るばね４３が係装されている。４４はパイロツト
流体を排出するための排出路である。

第３図の油圧制御弁３０を第１図の油圧制御回
路の接続路６に第２図の油圧制御弁５と同様に介
設して用いることで前記一実施例と同様の作動が
得られる。すなわち、油圧シリンダ１の高速下降
時には、油圧制御弁３０はパイロツト弁３９のパ
イロツト弁体４１が開作動してばね室３８の油を
排出することで、ばね室３８内圧力が絞り３６の
作用で低下し、スプール３４が両端に作用する油
圧の圧力差に基因する作用力によりばね３７の弾
性力に抗して摺動し流出入口３２，３３間を連通
せしめて差動回路を構成し、また油圧シリンダ１
の大面積側作動室１Ａ側の負荷圧力の上昇により
開閉弁９が開作動すると、流入口３２側の圧力が
低下して、パイロツト弁体４１が閉作動しスプー
ル３４はばね３７の弾性力により図示位置に摺動
して差動回路を解除する。次に油圧シリンダ１の
上昇作動を行なうために方向切換弁４を切換操作
すると、小面積側作動室１Ｂに供給する圧油が油
圧制御弁３０の流入口３２より端部室３５、ばね
室３８、排出路４４に流入されるため、油圧制御
弁３０のスプール３４とパイロツト弁体３９はそ
れぞれ両端面に作用する油圧力が平衡されてばね
３７，４３により図示位置に保持される。よつ
て、油圧源１４よりの圧油が全量小面積側作動室
１Ｂに供給され油圧シリンダ１は上昇作動する。

このように本発明は、ロツドを備えたピストン
により内部に受圧面積が異なる大面積側と小面積
側の各作動室を区割形成した油圧シリンダと、油
圧シリンダの各作動室へ接続し交互に圧油を作動
室に供給したり作動室の油を低圧側へ排出したり
する切換位置を有して油圧シリンダの作動方向を
切換制御する方向切換弁と、油圧シリンダの各作
動室間を短絡接続するよう設けた接続路に介設し
小面積側作動室内圧力をパイロツト圧力として開
作動する油圧制御弁と、油圧シリンダの小面積側
作動室と方向切換弁間を接続する流路より分岐し
た低圧側への接続の分岐流路を介設し大面積側作
動室内圧力をパイロツト圧力として開作動する開
閉弁とを備え、開閉弁の作動圧力を油圧制御弁の
作動圧力よりも高く設定し、油圧シリンダの小面
積側作動室と方向切換弁間を接続する流路に方向
切換弁の切換操作による小面積側作動室からの排
出油全量を油圧制御弁または開閉弁側へ流すよう
逆止弁を介設し、油圧制御弁は方向切換弁の切換
操作による小面積側作動室への圧油供給時にその
圧油を排出路より流入して閉作動を保持すると共
に、方向切換弁の切換操作による大面積側作動室
への圧油供給時に排出路を低圧側に連通して閉作
動の保持を解除するよう設けたことにより、負荷
の大小に応じた油圧シリンダの迅速かつ正確な作
動速度切換制御を、パイロツト作動の開閉弁やシ
ーケンス弁等一般に使用される汎用性のある油圧
弁を用いて良好に自動的に行うことができ、装置
構成の簡素化が図れる。

また、油圧シリンダを大面積側作動室へ圧油を
供給し作動している状態から停止せしめ、小面積
側作動室にサージ圧が発生したりしても、油圧制
御弁の開作動によりサージ圧が大面積側作動室に
流れて油圧シリンダの衝撃発生が吸収され、装置
を破損から良好に保護することができる等の特長
を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す油圧回路図、
第２図および第３図は第１図の油圧制御弁の一例
を示すシーケンス弁のそれぞれの縦断面図であ
る。 １……油圧シリンダ、１Ａ……大面積側作動
室、１Ｂ……小面積側作動室、４……方向切換
弁、５……油圧制御弁、６……接続路、９……開
閉弁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ロツドを備えたピストンにより内部に受圧面
   積が異なる大面積側と小面積側の各作動室を区割
   形成した油圧シリンダと、油圧シリンダの各作動
   室へ接続し交互に圧油を作動室に供給したり作動
   室の油を低圧側へ排出したりする切換位置を有し
   て油圧シリンダの作動方向を切換制御する方向切
   換弁と、油圧シリンダの各作動室間を短絡接続す
   るよう設けた接続路に介設し小面積側作動室内圧
   力をパイロツト圧力として開作動する油圧制御弁
   と、油圧シリンダの小面積側作動室と方向切換弁
   間を接続する流路より分岐した低圧側への接続の
   分岐流路を介設し大面積側作動室内圧力をパイロ
   ツト圧力として開作動する開閉弁とを備え、開閉
   弁の作動圧力を油圧制御弁の作動圧力よりも高く
   設定し、油圧シリンダの小面積側作動室と方向切
   換弁間を接続する流路に方向切換弁の切換操作に
   よる小面積側作動室からの排出油全量を油圧制御
   弁または開閉弁側へ流すよう逆止弁を介設し、油
   圧制御弁は方向切換弁の切換操作による小面積側
   作動室への圧油供給時にその圧油を排出路より流
   入して閉作動を保持すると共に、方向切換弁の切
   換操作による大面積側作動室への圧油供給時に排
   出路を低圧側に連通して閉作動の保持を解除する
   よう設けたことを特徴とする油圧制御装置。