JPH0341202A - 流体駆動装置 - Google Patents

流体駆動装置

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JPH0341202A
JPH0341202A JP17311289A JP17311289A JPH0341202A JP H0341202 A JPH0341202 A JP H0341202A JP 17311289 A JP17311289 A JP 17311289A JP 17311289 A JP17311289 A JP 17311289A JP H0341202 A JPH0341202 A JP H0341202A
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JP
Japan
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piston member
fluid
piston
cylinder body
port
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JP17311289A
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Inventor
Yuichi Shibata
柴田 雄一
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Nakanishi Inc
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Nakanishi Dental Manufacturing Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は流体駆動装置、特に流体供給源から流体圧を供
給し続けるのみでピストン運動による動力が得られるよ
うにした動力駆動装置に関するしのである。
〈従来の技術〉 例えば旋盤のような工作機械では工具で工作物を加工す
るのに、工具を工作物に近づけたり遠ざけたりする必要
がある。このために、一般の工作機械では、テーブルの
上にねじ送り機構を設け、手動によって工具をねじ送り
し、加工を行っている。
〈発明が解決しようとする課題〉 しかし、工具を工作物に対して決まった移動距離たけ動
かさなければならないような場合、前記の如き手動では
正確な操作ができない恐れがある。また、往復動作を正
確に行なおうとすると、コンピュータ制御等が必要とな
って装置自体が複雑になるばかりでなく高価になるとい
う不具合もある。
本発明は、このような従来の問題点に鑑みなされたもの
で、その目的は、簡単な構造で円滑且つ正確な動作を実
現することの出来る流体駆動装置を提供することである
く課題を解決するための手段〉 前記目的を達成するために、本発明は、ピストン運動に
よって流体供給路を切り替えるメインスプールと、メイ
ンスプールによる流体供給路の切替に伴って往復運動に
よる駆動を行なう動力部と、動力部によって動作せしめ
られ且つメインスプールへの流体供給路を切り替えるこ
とにより、当該メインスプールのピストン運動を行なわ
せるサブスプールと、動力部に組み込まれた第2のピス
トン部材に対して直径方向対称の位置に対にして配置さ
れた第1のオイルシリンダ装置と第2のオイルシリンダ
装置とから成り、前記第2のピストン部材に接続されて
当該ピストン部材の衝撃を和らげるダンパと、から成る
流体駆動装置を要旨とする。
く作用〉 流体供給源からはメインスプールとサブスプールとの所
定の流体供給ポートに流体圧が加えられる。成る一時点
についてみると、メインスプールと動力部とを結ぶ連結
ポートの対のうち一方は流体供給側となっており、他方
は排出側となっている。また前記一方の側に連結ポート
は動力部の流体流入室の一方の側に連され、他方の連結
ポートは流体流入室の他方の側に連通されている。した
がって、動力部においてはメインスプールで流路選択さ
れた流体が流れ込んでピストンを一方の向きにストロー
ク運動させる。このとき、動力部のピストンに一体的に
連結されているサブスプールのピストンも一緒にストロ
ーク運動し、メインスプール作動用の流体の通路を切り
替える。これによってメインスプール内では切替部材と
しての機能を持つピストンがストローク運動して先とは
別の位置をとる。これによって一対の連結ポートの流体
供給側と排出側とが入れ変わる。
したがって、動力部についても流体が供給される側の流
体流入室が逆転しピストンは先とは逆の方向へストロー
ク運動する。この逆方向への動力部の作動中においても
サブスプールは動力部のピストンと共にストローク運動
し、所定の場所までストローク運動した所でメインスプ
ールへの流体供給路を切り替える。この動作をくり返す
ことによって動力部に置けるストローク運動が行われる
動力部の運動の緩衝はこれに接続されたダンパによって
行われる。ダンパは動力部に組み込まれたピストン部材
に対して直径方向に対称に一定の間隔に配置された第1
及び第2のオイルシリンダ装置によって構成されている
から、前記ピストン部材に対してこじれを生じさせるこ
となくダンピング作用を及ぼす。
〈実施例〉 第1図乃至第7図は本発明による流体駆動装置の一実施
例を示す図である。
このうち第1図は前記実施例の全体構成を示す斜視図、
第2図は第1図中の線II −IIにおける断面図であ
る。これらの図において、符号1は圧力流体の供給路を
切り替えるメインスプール、2はメインスプール1によ
って切り替えられた流体供給路を通って供給された流体
によって往復ピストン運動を行なう動力部、3は動力部
2によって動作せしめられ、メインスプールを作動させ
て流体供給路の切替を行なわせるサブスプールを示す。
また符号4及び5は動力部2に連結された第1及び第2
のオイルシリンダ装置、6はこれら第1及び第2のオイ
ルシリンダ装置4.5に接続された補助タンクを示し、
第1及び第2のオイルシリンダ装置4.5と補助タンク
6とによって動力部2の往復ピストン運動を和らげるダ
ンパを構成している。
流体装置の筐体7上面にはパイプ8aを通して動力部2
駆動用の流体であるエアーを注入するための吸気部材8
が取りつけられ、また筐体7の前面部分には動力部2の
作動スピードを調整する第1及び第2のコントロールつ
まみ9.10が設けられている。
メインスプール1はシリンダ体11(これを第1のシリ
ンダ体とする)と、この第1のシリンダ体11の中で往
復運動する第1のピストン部材12とを有して成る。第
1のシリンダ体11には吸気部材8に接続される流体供
給ポート13と、流体排出ポート14.15とか設けら
れている。また、この第1のシリンダ体5の一端部(第
3図、第4図で見て左端部、これを前方端とする)には
サブスプール3を経由して流体が流入せしめられる前側
供給ポート16が設けられる一方、後端部には後側供給
ポート17が設けられている。第1のピストン部材工2
には前方から順次第1の凹部18、第2の凹部19、第
3の凹部20が設けられており、それぞれ第1のシリン
ダ体との間で第1の流体収容室21、第2の流体収容室
22および第3の流体収容室23を形成している。更に
第1のシリンダ体11には動力部2へ流体を交互に供給
したり排出したりする一対の連結ポート24と25とが
設けられている。そして、第1のピストン部材12のス
トローク運動にかかわらず、流体供給ポート↓3は第2
の流体収容室22に連通ずる一方、流体排出ポート14
は第1の流体収容室21に、流体排出ポート15は第3
の流体収容室23に連通している。
動力部2は、第2のシリンダ体26と、先端に工具50
を取り付けこの第2のシリンダ体26の中で往復運動す
る第2のピストン部材27とを有して成る。第2のシリ
ンダ体26にはその前端部に、連結ポート25に接続さ
れる前側人出孔28が設けられ、また後端部には連結ポ
ート24に接続される後側入出29が設けられている。
第2のピストン部材27は全体としては第2のシリンダ
体26よりも小径に形成され、この小径の第2のピスト
ン部材27と第2のシリンダ体26との間には前後端部
分において軸受30,31が固定取り付けされることに
より、前記第2のピストン部材27がストローク運動出
来るようにしている。
また第2のピストン部材27の長手方向中間部分にはフ
ランジ構造のシール突起32が設けられ、この部位にお
いて第2のピストン部材27と第2のシリンダ体26と
を摺動接触させている。そしてまた、第2のシリンダ体
26と第2のピストン部材27との間には流体収容室3
3が形成されている。このため、第2のピストン部材2
7のストローク運動によってシール突起32が第2のシ
リンダ体26の長手方向中間部分にあるとき、流体収容
室33は前側入出孔28に連通ずる前側室33aと後側
人出孔29に連通する後側室33bとに分割される。さ
らに、シール突起32の前側端には、その外周に近い部
分に、当該前側端を切り欠いて形成された凹部34が設
けられ、第2のピストン部材27の前進運動によってシ
ール突起32が軸受30の内側壁に衝接したときでも、
前側人出孔23に連通する小室35が形成される。
次にサブスプール3は、第3のシリンダ体36と、この
第3のシリンダ体36の中で往復運動する第3のピスト
ン部材37とを有して成る。第3のシリンダ体36は、
流体供給用の吸気部材8に接続される流体供給ポート3
8と、第3のシリンダ体36の前後端部に設けられた前
後排出ポート39.40と、前側排出ポート3つの近く
に設けられ且つメインスプール1の前側供給ポート16
に接続される前側送出ポート41と、後側排出ポート4
0の近くに設けられ且つ後側供給ポート17に接続され
る後側送出ポート42とが設けられている。第3のピス
トン部材37は、はぼ中央部分において第3のシリンダ
体36の内壁にシール接触する大径部43が設けられる
一方、この大径部43の両側は小径部となっている。そ
してこの小径部と第3のシリンダ体36との間には前側
流体収容室44と後側流体収容室45とが形成されてい
る。また第3のピストン部材37の前端部分にも前側大
径部46が設けられている。
ダンパを構成する第1及び第2のオイルシリンダ装置4
.5と補助タンク6とのうち、第1のオイルシリンダ装
置4と第2のオイルシリンダ装置5は、第2図から明ら
かなように、動力部2を挟んで直径方向に対称になるよ
うに筐体7に設けられている。そして、第1のオイルシ
リンダ装置4は、第4のシリンダ体47と、この第4の
シリンダ体47の中で往復運動する第4のピストン部材
48とを有して戊る。第4のシリンダ体47の前?& 
Ait部分には互いに連通ずるオイル通路49a。
49bか設けられている。また、第4のシリンダ体47
には前記オイル通路49a、49bを通して補助タンク
6が接続されている。又、前記オイル通路49a、49
bとは別に、第4のシリンダ体47の前?&端部分には
、第4のシリンダ体47の中へ流体を供給したり排出し
たりするための前側流体人出孔51と後側流体人出孔5
2とが設けられている。これらの前後流体入出孔5L5
2は、−長筒4のシリンダ体47の中にオイルが注入さ
れてしまった後は通常閉塞される。
第4のピストン部材48は、その全体構造についてみる
と、第4のシリンダ体47の内径よりも小さな外径寸法
に設定された小径部としてのピストンロッド53を有し
ている一方、このピストンロッド53の前端部には第4
のシリンダ体47の内壁にシール接触する大径部54が
設けられ、更に後端部においては第4のシリンダ体47
との間に介装されたシール部材55によってシールされ
ている。このため、第4のシリンダ体47と第4のピス
トン部材48との間には流体収容室56が形成されてい
る。
補助タンク6は、筐体7の内部に画成されたシリンダ構
造の中空室57と、中空室57の中にストローク運動可
能に収容されたピストン部材58と、ピストン部材58
の一方の端面とこの端面に対向する中空室57の内壁と
の間に設けられたばね部材59とを有する。中空室S7
は、オイル通路49a、49bから分かれた通路(これ
を分岐オイル通路という)49cによって第4のシリン
ダ体47に接続されている。分岐オイル通路49Cの中
空室57への開口部は、ピストン部材58に対してばね
部材5つの設置位置とは反対側の部位に設けられている
また、オイル通路49a、49bのそれぞれには、中間
部分位置にオイルの流れ速度を調整するスピードコント
ローラ60a、5Qbが接続されている。このうち、ス
ピードコントローラ60aは動力部2の前進運動をコン
トロールするためのものであり、スピードコントローラ
60bは動力部2の後退運動をコントロールするための
ものである。この第4のシリンダ体47と補助タンク6
との構造上の関係をモデル化したものが第5図及び第6
図に示しであるが、これらの図から明らかなようにスピ
ードコントローラ60a、60bのそれぞれは絞り弁6
1a、61bと、絞り弁61a、61bに対して並列に
設けられた逆止弁62a、62bとから構成されている
。逆止弁62a、62bはいずれも、補助タンク6側か
ら第4のシリンダ体47側へは自由にオイルを流すが、
その逆へはオイルの流れを阻止する構成となっている。
スピードコントローラ60a、60bの一例カ第7図に
示されている。このスピードコントローラ(60aで代
表させる)は、筐体7内の所定の位置に形成された孔6
3と、この孔63の中に装着された筒体64と、筒体6
4の内側において孔63内に嵌入装填された中空のスリ
ーブ65と、スリーブ65の中に装着された同じく中空
のプラグ66と、スリーブ65およびプラグ66の中心
軸に沿って形成された中心孔67内に挿入されたスピン
ドル68と、スピンドル68の上端部分にねじ69によ
って固定されたコントロールつまみ9とから成る。孔6
3はオイル通路49aを通して第4のシリンダ体47に
接続されており、また分岐オイル通路49cを通して補
助タンク6に接続されている。筒部64の、分岐オイル
通路49Cに対応する部位には流通孔7oが設けられ、
また、この流通孔70に対面するスリーブ65の部位に
はオイル通し孔71が設けられている。スリーブ65は
中心孔67を有する一方、このスリーブ65と筒体64
との間には両部材の径寸法を違えることにより(スリー
ブ65の外径 く筒体64の内径)隙間が作られ外周路
72が形成されているため、流通孔70から筒体64内
部に入ったオイルはオイル通し孔71を通って中心孔6
7へ流れ込むかまたは外周路72へ流れ込む。
これらの二つのオイルの通り路である中心孔67と外周
路72とは正妃の如く分岐したのち、孔63の中で再び
合流しオイル通路49aに繋がる。
中心孔67は、オイル通し孔71の部分を境目にして、
大径部分67aと小径部分67bとから成っている。一
方、スピンドル68はその棒状の本体部分が中心孔67
の大径部分67aに嵌入されると共に、先端部分68a
はテーバ構造となっており小径部分67bに差し込まれ
ている。また、スピンドル68の上端部分にはおねじ7
3が形成される一方、プラグ66の中心孔67内面にほ
めねじ74が形成されて両者はねし係合している。この
ため、コントロールつまみ9を回転動作させることによ
りスピンドル68を中心孔67に沿って上下運動させ、
先端のテーバ部分68aで中心孔67の小径部分67b
を開閉する絞り弁61aが構成される。
また一方、外周路72の中間部分において、肩体64と
スリーブ65との間には逆止弁(32aが設けられてい
る。この逆止弁62aはゴムのような弾性材料で出来た
リンク体から構成され、スJ−プロ5の外周面に形成さ
れた凹部に嵌着するノング本体75と、リング本体75
と一体成形され、且つこのリング本体75から半径方向
外方−5延びて篩体64に圧接する、全構造の弁体7G
とから成る。弁体76は第7図から明らかなように、上
方から下方へ向けて次第に拡開するようl形で外周路7
2内に装填されている。そのため、補助タンク6側から
第4のシリンダ体47側へのオイルの流れに対しては、
弁体76は変形して外周路72を開放する一方、これと
は逆向きのオーイルの流れに対しては筒体04の内壁に
固く圧接してオイルの流れを阻止する。なお孔63とス
リーブ65との接触部分にはオイルシール77及び〇−
リング78が設けられ、またスリーブ65とプラク66
との接触部分にはオイルシール79が、プラグ66とス
ピンドル68との間にはO−リング80が設けられるこ
とにより、各々の部材間におけるシールを実現している
なお、第1のオイルシリンダ装置4と同様な第2のオイ
ルシリンダ装置5については、両者の構造はまったく同
じであり、また両者共絞り弁61a、61b及び逆止弁
62 a 、 62 bを有するオイル通路49a、4
9b、49cを通して補助タンク6にそれぞれ接続され
ているので、前記′fJ2のオイルシリンダ装置5につ
いての説明は省略する。
さらに、動力部2、サブスプール3、第■のオイルシリ
ンダ装置4および第2のオイルシリンダ装置5の間には
アーム部材81が設けられ、このアーム部材81によっ
て第2、第3、第4のピストン部材27.37.48及
び第2のオイルシリンダ装置5のピストン部材が一体的
に連結されている。したがって、動力部2における第2
のピストン部材27が流体の作動によって前方へ移動す
れば、第3、第4のピストン部材37.48及び第2の
オイルシリンダ装置5のピストン部材も前方へ移動し、
その逆のときは後方へ移動する。これに対して、メイン
スプール1内の第1のピストン部材■2は、サブスプー
ル3を経由して来た流体の作動によって往復運動する。
このような構成を有する・流体駆動装置について、以下
その作用を説明する。
先ず、第3図に示すように、メインスプール1において
第1のピストン部材12が後端部に位置し、動力部2、
サブスプール3、第1及び第2のオイルシリンダ装置4
.5においてそれぞれのピストン部材27.37.48
が前端部に位置している場合についてみる。この場合、
流体供給ポート↓3は連結ポート25に連通し、さらに
動力部2の前側入出孔28に連通ずる。これによって動
力部2の小室35に流体が供給され、その流体圧によっ
て第2のピストン部材27を後方へ押し始める。この第
2のピストン部材27の初期動作においては、小室35
の受圧が小さいため第2のピストン部材27はきわめて
緩慢に移動し始める。
そして、シール突起32がシール部材3のから離れると
、このシール突起32の全受圧面で流体圧作用を受け、
第2のピストン部材27は所定の速度で後方へ向けて移
動する。この第2のピストン部材27の後退運動はアー
ム部材81を介して第3のピストン部材37、第4のピ
ストン部材48および第2のオイルシリンダ装置5のピ
ストン部材に伝えられ、これらのピストン部材37.4
8等も同様に後退運動を行なう。
そして、サブスプール3において、第2のピストン部材
37の大径部43が第4図に示すように後側送出ポート
42を通過すると、このサブスプール3における流体の
流れ方向が流体供給ポート38から後側送出ポート42
へと変わる。そして、メインスプール1においては、後
側供給ポート17へと流体が供給されるようになり、第
1のピストン部材12が前進し始める。この前進によっ
て第■のピストン部材12が前端位置に達すると流体供
給ポート13は今度は連結ポート24に連誦する。この
連結ポート24には動力部2の後側人出孔29が接続さ
れているから、今度は流体は後側室33bへ供給される
ようになり、第2のピストン部材22は前進し始める。
そして、この第2のピストン部材27の前進運動に伴っ
て、第3、第4のピストン部材37.48及び第2のオ
イルシリンダ装置5のピストン部材も前進をし始め、再
び第2のピストン部材27がそのストロークの前端に達
したところでサブスプール3の第3のピストン部材37
も前端に達し、このサブスプール3における流体の流れ
が流体供給ポート38から前側送出ポート4■へと変わ
る。そして、メインスプール1においては第1のピスト
ン部材12が後退し始め、最初に説明した動作に戻る。
このピストン動作の間において、動力部2における衝撃
を第1のオイルシリンダ装置4及び第2のオイルシリン
ダ装置5から成るダンパがやわらげる働きをする。この
ダンパの動作を第5図乃至第7図を参照しながら説明す
ると、第5図において動力部2のピストン部材である第
2のピストン部材27が前進運動すると、オイルシリン
ダ装置(ここでは第1のオイルシリンダ装置4で代表さ
せる)において、第4のピストン部材48が一緒に前進
する。この前進動作によって、第4のシンダ体47内の
オイルは、前側端からオイル通路49aを通してスピー
ドコントローラ60aに流入する。スピードコントロー
ラ60aでは、オイルは逆止弁62aを通過することは
出来ず絞り弁6・1aのみを通過することが出来るから
、絞り弁61aにおいてコントロールつまみ9の操作に
よってスピンドル68の位置をあらかじめ設定しておけ
ばスピードコントローラ60aでは一定のオイルの流速
が得られ、ダンピング作用が実現される。そして、スピ
ードコントローラ60aを通過したオイルはもう一方の
スピードコントローラ6obを通って第4のシリンダ体
47の後端に入る。スピードコントローラ60bでは逆
止弁62bが自由にオイルを通すため、ここではオイル
の流れに対して何ら抵抗は働かず、オイルは第4のシリ
ンダ体47の中に円滑に戻る。そして、この前進運動の
終了時には第6図に示すようになるが、このようになっ
たときのピストンロッド53の第4のシリンダ体47内
への進入による体積増加分に相当するオイルは分岐オイ
ル通路49cを通って補助タンク6内へ流れ込む。この
ため、補助タンク6内においては、ピストン部材58が
ばね部材の作用に対抗して前方に移動する。また−方、
動力部2が後退運動するときは、上に述べたのとは逆に
第4のシリンダ体47の中のオイルはオイル通路49b
を通してスピードコントローラ60bへ流入し、ここで
流速調整を受け、ダンピング作用が行われる。このとき
の流速は絞り弁61bの設定によって決まる。そして後
退運動によって第4のピストン部材48のピストンロッ
ド53が第4のシリンダ体47から退出するため、この
ときの体積減少分のオイルは補助タンク6から供給され
る。このようなピストン部材のストローフ運動は、動力
部2に備えられた第2のピストン部材27に対して直径
方向に対称に配置された第1及び第2のオイルシリンダ
装置において行われるから、第2のピストン部材27に
対して、ダンピング作用による緩衝力は均等に加わり、
第2のピストン部材27がこしれを起こすことはない。
このような一連の動作をくり返すことによって流体供給
ポート13.38に常時流体を供給し続けるのみで、動
力部2の往復運動をスムーズに行なわせることが出来る
。したがって、第2のピストン部材27の先端に取り付
けられた工具50はきわめて良好に進退運動せしめられ
る。
発明の詳細 な説明したように、本発明によれば、動力部における往
復運動を円滑に行なわせるために、二基のスプールを用
い動力部における作動方向を流体の流れ方向を切り替え
ることで変更するようにし、さらに動力部のピストン部
材に対して直径方向に対称な緩衝用のピストン部材を有
するダンパを備えたため、簡単な構成で円滑且つ確実な
動作を作り出すことが出来る。また動作切替を行なう部
材としてスプールを使っているため、装置自体を安価に
作ることができるようになり、コストの低減も実現する
ことができる等、種々の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
無÷拳嚇−−析面図、第3図は第2図における■■線に
おける断面図であり、動力部が前進位置にあって後退運
動を開始するときの状態を示す図、第4図は第3図と同
し断面における、動力部が前進運動を開始するときの状
態を示す図、第5図はダンパの構成及び動作をモデル化
して示す図で、オイルシリンダ装置が前進運動をして行
くときの状態を示す図、第6図は第5図と同様の図で、
オイルシリンダ装置が後退運動をして行くときの状態を
示す図、第7図はダンパに組み込まれる絞り弁及び逆止
弁の構造例を示す図である。 ■・・・メインスプール     2・・・動力部3・
・・サブスプール 4・・・第1のオイルシリンダ装置 5・・・第2のオイルシリンダ装置 6・・・補助タンク        7・・・筐体11
・・・第1のシリンダ体 12・・・第1のピストン部材 13・・・流体供給ポート 14.15・・・流体排出ポート 24.25・・・連結ポート 26・・・第2のシリンダ体 27・・・第2のピストン部材  28・・・前側人出
孔2つ・・・後側人出孔      32・・・シール
突起33流体収容室    36・・・第3のシリンダ
体37・・・第3のピストン部材 38・・・成体供給ポート 47・・・第4のシリンダ
体48・・・第4のピストン部材  49・・・オイル
通路60・・・スピードコントローラ 第 図 弔 5 図 第6 図 第7図 /

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 流体供給ポートと、排気ポートと、流体供給ポートに切
    替接続される一対の連結ポートとを有する第1のシリン
    ダ体、及びこの第1のシリンダ体内で往復運動し連結ポ
    ートへの流体の供給を切り替える第1のピストン部材と
    を備えたメインスプールと、 第2のシリンダ体と、この第2のシリンダ体の中で往復
    運動する第2のピストン部材とを有し、前記一対の連結
    ポートのそれぞれから流体の供給を前後端に受け第2の
    ピストン部材が往復運動する動力部材と、 第3のシリンダ体と、前記第2のピストン部材に結合さ
    れて一体的に運動する第3のピストン部材とを備え、第
    3のピストン部材の移動位置によって前記メインスプー
    ルへの流体の流れ方向を変え、当該メインスプールの第
    1のピストンを往復させて流体供給を切り替えるサブス
    プールと、 動力部に組み込まれた第2のピストン部材に対して直径
    方向対称の位置に対にして配置された第1のオイルシリ
    ンダ装置と第2のオイルシリンダ装置とから成り、前記
    第2のピストン部材に接続されて当該ピストン部材の衝
    撃を和らげるダンパと、から成る流体駆動装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPS4958286A (ja) * 1972-10-06 1974-06-06

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