JPH0318722Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

産業上の利用分野 本考案は、シリンダ駆動回路に関するものであ
る。 従来の技術 従来、シリンダの駆動を制御するため、一般に
第１１図に示すような複数の弁の配管接続がなさ
れている。 即ち、シリンダ１に空気源２からの供給流路及
び排気口３に至る排出流路を接続し、上記供給流
路におけるオンオフ弁４を開くことにより空気源
２からの高圧空気が圧力制御弁５で調圧されてシ
リンダ１に供給され、またシリンダ１は排出流路
におけるオンオフ弁６，７によつて排気が制御さ
れ、オンオフ弁６のみを開くことにより流量制御
弁８による低速駆動が行われ、両オンオフ弁６，
７を開くことにより高速駆動される。 しかしながら、このように配管接続した流体回
路においては、主流体の流れを制御する多数の大
型弁を用いているため、コスト高となるだけでな
く、流体が複数の弁機構を流通することから抵抗
が大きくなり、エネルギの損失が大きくなる。し
かも、シリンダの制御の多様性を要求される場合
には、さらに多数の弁を接続する必要があり、そ
の欠点も倍加されることになる。 考案が解決しようとする問題点 本考案において解決しようとする技術的課題
は、上述したシリンダ駆動回路における制御に多
様性をもたせながら、圧力や流量制御を行う単一
の弁をそれぞれシリンダのヘツド室及びロツド室
に接続するという簡単な構成とし、圧力流体が常
に単一の弁座のみを通して送給されるようにし
て、圧力損失を最少限にとどめることにある。 問題点を解決するための手段 かかる目的を達成するため、本考案のシリンダ
駆動回路は、空気源を第１主制御弁の第２ポート
から第１ポートを経てタンクに接続し、該タンク
を、第１主制御弁の第１ポートから第３ポートを
経てシリンダのヘツド室に、また第２主制御弁の
入力ポートから出力ポートを経てシリンダのロツ
ド室に、それぞれ接続し、第２主制御弁の排出ポ
ートを大気に開放することにより流体回路を構成
し、上記第１主制御弁は、第２ポートと第１ポー
トの間の第１弁座を第１ポートからのフイードバ
ツク圧とパイロツト圧との差に応じて圧力比例制
御される第１弁体により開閉し、且つ第１ポート
と第３ポートとの間の第２弁座をパイロツト圧に
よつて流量比例制御される第２弁体により開閉す
る制御弁によつて構成し、上記第２主制御弁は、
入力ポートと出力ポートの間に出力ポートからの
フイードバツク圧とパイロツト圧との差に応じて
調圧供給する供給弁体を設けると共に、出力ポー
トと排出ポートとの間に出力ポート圧とパイロツ
ト圧との差に応じて開放される排出弁体を設ける
ことにより構成している。 作 用 このような構成を有するシリンダ駆動回路にお
いては、第１及び第２主制御弁に対して適切なパ
イロツト圧を与えることにより、シリンダの多様
性ある制御を行うことができる。 考案の効果 本考案のシリンダ駆動回路によれば、シリンダ
に給排される圧力流体は、第１または第２制御弁
の単一の弁座を通過するのみであるから、シリン
ダに給排する流体の圧力損失を最小限にとどめる
ことができ、これによつてエネルギー損失を小さ
くすることができる。 実施例 以下に図面を参照して本考案の実施例について
説明する。シリンダ駆動回路。 第１図は、本考案に係るシリンダ駆動回路の実
施例を示すものである。 この駆動回路は、信号流体系１１とその制御に
よつて駆動されるパワー流体系１２とにより構成
され、上記パワー流体系１２は、空気源１３から
シリンダ４０への圧力流体の供給及び排出を制御
する第１及び第２主制御弁２０，３０を備えてい
る。第１主制御弁２０は、後述の第６図等に例示
するような制御弁によつて構成され、第２主制御
弁３０は、後述の第１０図に例示するような制御
弁によつて構成される。 上記第１主制御弁２０は、第２ポート２２から
第１ポート２１へ至る出力圧を第１パイロツトポ
ート２４に供給するパイロツト圧に比例したもの
に設定する圧力比例制御と、第１及び第３ポート
２１，２３間の流量を第２パイロツトポート２５
に供給するパイロツト圧に応じた流量に設定する
流量比例制御とを行うものである。 また、上記第２主制御弁３０は、出力ポート３
２が第１パイロツトポート３４よりも相対的に低
圧の場合には、入力ポート３１から出力ポート３
２に調圧供給が行われ、出力ポート３２が第２パ
イロツトポート３５よりもある程度以上高圧であ
る場合には、出力ポート３２から排出ポート３３
に排出流が生じるものである。 このような第１及び第２主制御弁２０，３０を
備えたパワー流体系１２においては、空気源１３
を第１主制御弁２０の第２及び第１ポート２２，
２１を通してタンク１５に接続し、また該タンク
１５を第１主制御弁２０の第１及び第３ポート２
１，２３を通してシリンダ４０のヘツド室４１に
接続すると共に、第２主制御弁３０の入力及び出
力ポート３１，３２を通してシリンダ４０のロツ
ド室４２に接続し、該第２主制御弁３０の排出ポ
ート３３が大気に開放される。 一方、上記信号流体系１１は、空気源１３に接
続された第１〜第３減圧弁５１〜５３（出力圧に
おいて、第２減圧弁５２＞第１及び第３減圧弁５
１，５３）及びそれらを接続した流路の開閉を行
う第１〜第４ソレノイドバルブ５４〜５７を備え
ている。而して、上記第１主制御弁２０の第１パ
イロツトポート２４は第２減圧弁５２を介して空
気源１３に、第２パイロツトポート２５は第２ソ

【表】 上記構成のシリンダ駆動回路は、第１表に示す
ように、各ソレノイドバルブ５４〜５７をオンあ
るいはオフとすることにより、５つのモード、即
ち高速上昇、高速下降、低速上昇、低速下降及び
停止のモードが実現される。 第２図〜第５図は、パワー流体系１２における
上記第１表の各モードでの機器の接続状態及びそ
の場合における空気の流れを示す模式図である。 第２図は、高速上昇モードを示すもので、タン
ク１５からの空気は、同図に矢印で示すように、
第１主制御弁２０の第１及び第３ポート２１，２
３を通してシリンダ４０のヘツド室４１に流入
し、ピストン４３、ロツド４４及び負荷１６を高
速で上昇させ、これと同時にロツド室４２の空気
は第２主制御弁３０の出力ポート３２及び排出ポ
ート３３を通して大気に放出される。 第３図は、高速下降モードを示し、タンク１５
からの空気は、第２主制御弁３０の入力ポート３
１及び出力ポート３２を通してロツド室４２に調
圧供給され、ピストン４３等を高速で下降させ
る。これと同時に、ヘツド室４１の空気は第１主
制御弁２０の第３及び第１ポート２３，２１を通
してタンク１５側に還流する。 第４図及び第５図は、低速上昇モード及び低速
下降モードを示し、第１主制御弁２０内に構成さ
れる絞り２７（第２弁座６３）によりメータイン
制御あるいはメータアウト制御することにより、
シリンダ４０の駆動速度を減速するようにしたも
のである。 即ち、第４図の低速上昇モードにおいては、タ
ンク１５からの空気は第１主制御弁２０の絞り２
７を通してシリンダ４０のヘツド室４１に流入
し、ピストン４３を低速で上昇させ、これと同時
にロツド室４２の空気は第２主制御弁３０から大
気に放出される。 第５図の低速下降モードにおいては、タンク１
５からの空気が第２主制御弁３０を通してロツド
室４２に調圧供給され、これと同時にヘツド室４
１の空気は第１主制御弁２０の絞り２７を通して
タンク１５側に還流し、これによりピストン４３
等は低速で下降する。 また、停止モードは、シリンダ４０への流体の
供給路及びシリンダ４０からの流体の排出路の一
方あるいは両方を遮断することによつて実現さ
れ、全てのソレノイドバルブをオフとした場合だ
けでなく、高速あるいは低速上昇モード中にあつ
ては第２あるいは第４ソレノイドバルブ５５，５
７を、高速あるいは低速下降モード中にあつては
第１あるいは第２ソレノイドバルブ５４，５５を
それぞれオンからオフに切換えることによつて実
現される。 なお、上記高速及び低速上昇モードにおいて
は、駆動の後半に第１主制御弁２０により空気源
１３からタンク１５への調圧供給が行われ、それ
によつてタンク１５の圧力が設定圧よりも低下す
ることはなく、シリンダの駆動は安定的に行われ
る。 次に、上記シリンダ駆動回路において用いる第
１及び第２主制御弁２０，３０の構成例について
説明する。 第１主制御弁 第６図において、６１は弁本体で、該弁本体６
１における第１及び第２ポート２１，２２間を連
通させる第１弁座６２と、第１及び第３ポート２
１，２３間を連通させる第２弁座６３とを、弁本
体６１内に互いに背向状態に形設している。 上記第１弁座６２を第２ポート２２側から開閉
する第１弁体６４は、その筒部がアダプタ６５内
に軸方向に摺動可能に嵌挿され、第１弁体６４の
背後においてアダプタ６５との間に形成される第
１背室６６を弁体６４に穿設した均圧孔６７によ
つて第１ポート２１に連通させ、該背室６６内に
弁体６４を弁座６２側に付勢する補助ばね６８を
縮設している。 上記第１弁体６４を摺動可能に貫通するロツド
６９は、一端にピストン７０を、また弁体６４と
の係合位置に係止肩７１を備え、上記ピストン７
０の一側に区画形成されるフイードバツク室７２
は、フイードバツク路７３によつて第１ポート２
１に連通させ、ピストン７０の他側に区画形成さ
れるパイロツト室７４は、第１パイロツトポート
２４により外部に連通させている。 上記第２弁座６３を第３ポート２３側から開閉
する第２弁体７５は、その筒部が第２パイロツト
ポート２５をもつアダプタ７６内に軸方向に摺動
可能に嵌挿され、該第２弁体７５に上記ロツド６
９の先端が摺動可能に嵌挿されている。上記第２
弁体７５は、その開弁量を規制して第２弁座６３
の開口量を調節する調節機構７７を備えており、
該調節機構７７は、第２弁体７５の背後において
アダプタ７６との間に区画形成される第２背室７
８を第２パイロツトポート２５によつて外部に連
通させると共に、該背室７８内に縮設した比例ば
ね７９によつて弁体７５を弁座６３に向けて付勢
するものとして構成される。 上記構成の比例制御弁において、第１弁座６２
側の弁構造は、第２ポート２２から第１ポート２
１へ至る出力圧を第１パイロツトポート２４に供
給するパイロツト圧に比例したものに設定する圧
力比例制御弁として機能し、また第２弁座６３側
の弁構造は、第１及び第３ポート２１，２３間の
流量を、第２パイロツトポート２５に供給するパ
イロツト圧に反比例したものに設定する流量比例
制御弁として機能するものである。 即ち、第１弁座６２はパイロツト室７４とフイ
ードバツク室７２（第１ポート２１）との相対的
な圧力差によつて開閉され、パイロツト室７４が
相対的に高圧である場合には、ピストン７０及び
ロツド６９の上動により第１弁体６４がロツド６
９の係止肩７１に係合して第１弁座６２を開放す
る。従つて、第１パイロツトポート２４へ供給す
るパイロツト圧を加減すれば、第１ポート２１に
上記パイロツト圧に比例した出力圧を得る。 また、上記第２弁座６３の開閉は、ロツド６９
の上下動とは無関係に、第２弁体７５に第１ポー
ト２１側から作用する流体の付勢力と、第２背室
７８内のパイロツト流体による付勢力及び比例ば
ね７９の付勢力の合力との差によつて行われる。
従つて、第２パイロツトポート２５へ供給するパ
イロツト圧を加減することにより、そのパイロツ
ト圧に対応した開口量で第１及び第３ポート２
１，２３間を連通させることができる。 第７図及び第８図は、上記第６図の制御弁にお
ける第２弁体７５及び調節機構７７についての他
の構成例を示すものである。 即ち、第７図の制御弁における調節機構７７
は、第２弁座６３を開閉する第２弁体８０とアダ
プタ８２との間に形設された背室８３を第２弁体
８０に穿設した均圧孔８１によつて第１ポート２
１に連通させ、該背室８３内に縮設した補助ばね
８４の付勢力を第２弁体８０に作用させている。
また、上記第２弁体８０及びアダプタ８２を摺動
可能に貫通するロツド８５には、その一端に第２
弁体８０を開弁させる係止肩８６を設けると共
に、その他端にアダプタ８２内に軸方向に摺動可
能に嵌挿されたピストン８７を設け、該ピストン
８７の一側に区画形成されるばね室８８にピスト
ン８７を軸方向に付勢するばね８９を縮設し、該
ピストンの他側に区画形成されるパイロツト室９
０を第２パイロツトポート２５によつて外部に連
通させている。 上記構成の調節機構７７による第２弁座６３の
開閉は、第１ポート２１の圧力とは無関係に、第
２パイロツトポート２５へ供給するパイロツト圧
を加減することにより行われ、その開口量はパイ
ロツト圧に反比例したものとして得ることができ
る。 また、第８図の制御弁における調節機構７７
は、第７図のものとは逆に、第２弁座６３の開口
量を第２パイロツトポート２５へ供給するパイロ
ツト圧に比例したものとして得られるように構成
したもので、第２弁体９１とアダプタ９２との間
に比例ばね９３を縮設し、ピストン９４の一側に
区画形成されたパイロツト室９５を第２パイロツ
トポート２５で外部に連通させると共に、他側に
区画形成される大気室９６を連通孔９７によつて
大気に開放している。 上記第７図及び第８図の制御弁は、第１図のシ
リンダ駆動回路における第１主制御弁として用い
ることができるが、第８図の制御弁を用いる場合
には、その調節機構７７が第６図及び第７図の調
節機構７７と逆に動作するため、第１図の信号流
体系１１におけるソレノイドバルブ５５に代え
て、第９図に示すようなソレノイドバルブ５８を
接続した信号流体系を用いる必要がある。 第２主制御弁 第１図における上記第２主制御弁３０としても
各種の構造のものを採用でき、第１０図にその一
例を示している。 同図に示す制御弁において、弁本体１０１は、
主流路としての入力ポート３１、出力ポート３２
及び排出ポート３３を備えると共に、信号路とし
ての第１及び第２パイロツトポート３４，３５を
備えている。該弁本体１０１内に摺動可能に嵌挿
されたピストン１０２は、第１パイロツトポート
３４に通じるパイロツト室１０３と、出力ポート
３２にフイードバツク路１０４で連通するフイー
ドバツク室１０５とを区画し、それらの圧力差に
よつて駆動されるもので、ピストン１０２に連結
したロツド１０６の係止肩１０７がそのロツド１
０６に摺動自在の供給弁体１０８をばね１０９の
付勢力に抗して押圧することにより、供給弁座１
１０を開口させ、入力ポート３１から出力ポート
３２に調圧供給を行わせる。また、出力ポート３
２と排出ポート３３との間の排出弁座１１１を開
閉する排出弁体１１２は、ロツド１０６に対して
摺動可能に構成され、そのため出力ポート３２の
流体圧による付勢力と、第２パイロツトポート３
５に通じる背圧室１１３の流体圧による付勢力及
びばね１１４の付勢力の合力との差によつて駆動
されることになり、出力ポート３２の流体圧によ
る付勢力が大きい場合には排出弁体１１２が排出
弁座１１１を開放し、小さい場合には排出弁体１
１２による閉弁状態が維持される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案に係るシリンダ駆動回路の実施
例を示す構成図、第２図〜第５図はそのシリンダ
駆動回路の動作モードに関する説明図、第６図は
上記シリンダ駆動回路において用いられる第１主
制御弁の構成例を示す断面図、第７図及び第８図
は上記第１主制御弁の異なる構成例を示す部分断
面図、第９図は本考案のシリンダ駆動回路の他の
構成例を示す部分構成図、第１０図は第２主制御
弁の構成例を示す断面図、第１１図は従来のシリ
ンダ駆動回路の構成図である。 １３……空気源、１５……タンク、２０……第
１主制御弁、２１……第１ポート、２２……第２
ポート、２３……第３ポート、３０……第２主制
御弁、３１……入力ポート、３２……出力ポー
ト、３３……排出ポート、４０……シリンダ、４
１……ヘツド室、４２……ロツド室、６２…第１
弁座、６３……第２弁座、６４……第１弁体、７
５，８０，９１……第２弁体、１０８……供給弁
体、１１２……排出弁体。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 空気源を第１主制御弁の第２ポートから第１ポ
   ートを経てタンクに接続し、該タンクを、第１主
   制御弁の第１ポートから第３ポートを経てシリン
   ダのヘツド室に、また第２主制御弁の入力ポート
   から出力ポートを経てシリンダのロツド室に、そ
   れぞれ接続し、第２主制御弁の排出ポートを大気
   に開放することにより流体回路を構成し、上記第
   １主制御弁は、第２ポートと第１ポートの間の第
   １弁座を第１ポートからのフイードバツク圧とパ
   イロツト圧との差に応じて圧力比例制御される第
   １弁体により開閉し、且つ第１ポートと第３ポー
   トとの間の第２弁座をパイロツト圧によつて流量
   比例制御される第２弁体により開閉する制御弁に
   よつて構成し、上記第２主制御弁は、入力ポート
   と出力ポートの間に出力ポートからのフイードバ
   ツク圧とパイロツト圧との差に応じて調圧供給す
   る供給弁体を設けると共に、出力ポートと排出ポ
   ートとの間に出力ポート圧とパイロツト圧との差
   に応じて開放される排出弁体を設けることにより
   構成したことを特徴とするシリンダ駆動回路。