JPH04160207A - 液圧アクチュエータ装置 - Google Patents

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］ この発明は、液圧アクチュエータ装置に係り、詳しくは
複数の設定した位置への停止制御が可能な液圧アクチュ
エータ装置に関する。

［従来の技術］ 例えば、船舶用エンジンのシフトチェンジにおいては、
操縦室の操作レバーとエンジンのシフトとをワイヤで直
結し、操作レバーによる手動の遠隔操作で、前進、中立
、後進の３ポジシヨンの切替を行なっている。

ところで、このような船舶用エンジンのシフトチェンジ
では、負荷が大きく操作レバーを動かすのが大変に重い
という問題があり、また切替は素早く行なわなければな
らないし、しかもこの前進、中立、後進の３ポジシＢン
が確実に確保されなければならない等の要求がある。

［発明が解決しようとする課題］ そこで、例えば日刊工業新聞社発行の「油圧機器と応用
回路」第２８４頁に記載されるようなシングルエンド形
デジタルシリンダを用いれば、操作レバーの動きを軽く
することができ、また切替が素早く行なわれ、しかも設
定位置に確実に停止制御することが可能になる。

ところが、このようなシングルエンド形デジタルシリン
ダでは、ピストンが複数個必要であって、構造が複雑で
、コスト的にも問題がある。また、その位置制御も各ソ
レノイドの組合せによる複雑な制御であり、作動不良が
生じ易い等の問題がある。

この発明はかかる実情に鑑みてなされたもので、簡単な
構造及び制御により、確実な位置制御が可能な液圧アク
チュエータ装置を提供することを目的としている。

［ｉ！題を解決するための手段］ 前記課題を解決するために、この発明の液圧アクチュエ
ータ装置は、制御させたい位置に液を排出する複数のポ
ートを設けたハウジングと、このハウジング内を２室に
仕切る弁体を有する出力軸と、液圧源からの液を仕切ら
れた前記ハウジングの２室へ当量に分配して供給する液
供給手段と、前記ハウジングの複数のポートに接続され
た液通路を切替える切替弁とを有することを特徴として
いる。

［作用］ この発明では、ハウジングには制御させたい位置に液を
排出する複数のポートが設けられており、さらにこのハ
ウジング内を２室に仕切る弁体を有する出力軸が設けら
れている。このハウジングの２室には液圧源からの液が
当量に分配して供給可能になっており、ハウジングの複
数のポートに接続された複数の液通路を切替弁で切替え
ると、液が排出可能になったポートの位置に弁体が移動
して停止する。

［実施例］ 次に、添付図面と共に、この発明の実施例を詳細に説明
する。

第１図はこの発明の液圧アクチエエータ装置の概略回路
図である。

液圧アクチュエータ装置は、制御させたい位置に複数の
ポート０１，０２．Ｐｉ、Ｐ２．Ｑｌ。

Ｑｌを設けたハウジング１と、このハウジング１内を２
液室２．３に仕切る弁体４を有する出力軸５と、液圧源
からの液を仕切られたハウジングｌの液室２．３の両端
へ当量に分配して供給する液供給手段６と、ハウジング
１の複数のポート０１．０２．ＰＩ、Ｐ２．Ｑｌ、Ｑｌ
に接続された液通路７〜９を切替える排出側切替弁１０
とを有している。

液供給手段６は液圧ポンプ１１、供給側切替弁１２、一
方向弁１３，１４、等配分流弾１５及び液通路１６．１
７から構成されている。この液通路１６．１７はハウジ
ング１の端部に形成されたポートＯｆ、Ｑ２に連結され
ている。供給側切替弁１２は液圧ポンプ１１側に備えら
れ、この供給側切替弁１２とハウジング１との間には等
配分流弾１５が備えられ、この等配分流弾１５の両側に
一方向弁１３．１４がそれぞれ設けられている。

ハウジング１のポートＱ１に接続された液通路フには一
方向弁７ａが、ポートＰｉ、Ｐ２に接続された液通路８
には一方向弁８ｍ、８ｂが、ポート０２に接続された液
通路９には一方向弁９ａがそれぞれ備えられ、さらに搬
出側切替弁１０の排出側には排出タンク１８が備えられ
ている。

排出側切替弁１０と供給側切替弁１２とは同調して作動
するようになっており、排出側切替弁１０が（ｂ）の位
置では供給側切替弁１２は（ロ）の位置になり、また排
出側切替弁１０が（ａ）の位置では供給側切替弁１２は
（ハ）の位置になり、さらに排出側切替弁１０が（Ｃ）
の位置では供給側切替弁１２は（イ）の位置になる。

次に、この液圧アクチュエータ装置の作動を詳細に説明
する。

まず、排出側切替弁ｌＯを（ｂ）の位置にすると、供給
側切替弁１２が同調して（ロ）の位置になり、液圧ポン
プ１１の液が供給側切替弁１２の（ロ）の通路１２ａよ
り供給され、等配分流弾１５により液通路１６．１７を
介してポート０１゜Ｑｌよりハウジングｌ内の液室２．
３に等流量ずつ供給される。この時、ハウジング１のポ
ートＰ１、Ｐ２は弁体４を挟んだ位置にあるため、弁体
４が中立位置外にある場合、２液室２．３間の圧力バラ
ンスが崩れ、バランスする中立位置まで弁体４をセルフ
コントロールする。

また、排出側切替弁１０を（ａ）の位置に切替ると、供
給側切替弁１２は（ハ）の位置に同調して切替り、液圧
ポンプ１１の液は供給側切替弁１２の（ハ）の液通路１
２ｂより液通路１６を介してハウジング１のポート０１
から液室２に供給される。このとき、排出側切替弁１０
の切替え作動で液通路７に接続されたハウジング１のポ
ートＱ１、Ｑ２が開放されている。従って、ハウジング
１内の弁体４は右方向へ移動して、ポートＱ１を越えた
位置でアンロード状態となり、このポートＱ１とポート
Ｑ２の間の位置に弁体４をセルフコントロールできる。

さらに、排出側切替弁１０を（ｃ）の位置に切替ると、
供給側切替弁１２が同調して（イ）の位置になる。この
ため、液圧ポンプ１１の液は供給側切替弁１１の（イ）
の液通路１２ｃより液通路１７を介してハウジング１の
ポートＱ２から液室３に供給される。このとき、排出側
切替弁１０の切替え作動で液通路９に接続されたハウジ
ング１のポート０２．０１が開放されている。従って、
ハウジング１内の弁体４は左方向へ移動して、ポート０
２を越えた位置でアンロード状態となり、このポート０
２及びポート０１の間の位置に弁体４をセルフコントロ
ールできる。

このようにして、ハウジング１の複数のポート０１．０
２．Ｐｉ、Ｐ２．Ｑｌ、Ｑ２に接続された複数の液通路
７〜９を排出側切替弁１０と供給側切替弁１２を同調し
て切替えることで、液が排出可能になったポートＯｆ、
０２．Ｐｉ、Ｐ２゜Ｑｌ、Ｑ２の位置に弁体４を移動し
て停止させることができ、これにより弁体４の出力軸５
による出力制御が行なわれる。

また、弁体４の動作速度はハウジング１のボア径と流量
により快まるため、この両者をコントロールすることで
、速い動作にも十分対応することができる。さらに、排
出側切替弁１０及び供給側切替弁１２の切替段数及びポ
ートＰ１．Ｐ２に相当する排出口を増すことにより、簡
単に設定ポジション数を増加させることができる。

また、この実施例では排出側切替弁１０及び供給側切替
弁１２を備え、この両者を連動して切替るようにして出
力の応答性を向上させているが、排出側切替弁１０のみ
を備え、この排出側切替弁１０のみの切替でも同様に位
置制御を行なうことができる。

第２図はこの発明の液圧アクチュエータ装置の他の実施
例の概略回路図である。

この実施例ではハウジング２１の両側に略弁体２２と同
一幅のポートＯ，Ｑが形成され、またハウジング２１の
中央部にもポートＰｉ、Ｐ２が形成されている。ハウジ
ング２１を２液室２８．２９に区画する弁体２２には出
力軸３０が設けられている。弁体２２にはハウジング２
１に形成されたポートＯ，Ｑ、Ｐ１．Ｐ２に対応する摺
動面に液室２８，２９に連通する連通路３１．３２が形
成され、この連通路３１．３２にはそれぞれ一方向弁３
３．３４が設けられている。ハウジング２１に形成され
たポート０は通路３５を介して、ポートＱは通路３６を
介して、ポートＰｉ、Ｐ２は通路３７を介して排出側切
替弁３８に接続されている。この排出側切替弁３８は（
ａ）〜（Ｃ）の位置に切替え可能になっており、この排
出側切替弁３８の排出側には排出タンク３９が設けられ
ている。ハウジング２１のポートＯ，Ｑには液通路４０
．４１を介して等配分流昇４２が接続され、この等配分
流昇４２に液圧ポンプ４３から直接液が供給されている
。

従って、排出側切替弁３８を（ｂ）の位置にすると、液
圧ポンプ４３の液は等配分流昇４２により液通路４０．
４１を介してハウジング２１のポートＯ，Ｑから液室２
８．２９に等流量ずつ供給される。このとき、ハウジン
グ２１のポートＰ１、Ｐ２は弁体２２に設けられた連通
路３’ｌ、３２に同時に連通ずる位置にあるため、中立
位置外に弁体２２がある場合、２液室２８．２９間の圧
力バランスが崩れ、バランスする中立位置まで弁体２２
を移動して、弁体２２の連通路３１．３２がポートＰ１
．Ｐ２と連通して、セルフコントロールする。

また、排出側切替弁３８を（ａ）の位置に切替ると、ハ
ウジング２１のポートＱが開放されるため、弁体２２は
右方向へ移動してポートＱの位置で弁体２２の連通路３
１とポートＱが連通して、セルフコントロールできる。

さらに、排出側切替弁３８を（ｅ）の位置に切替ると、
ハウジング２１のポート０が開放され、弁体２２が左方
向へ８動じてポート０の位置で弁体２２の連通路３２が
ポート０と連通して、セルフコントロールできる。

この実施例では供給側切替弁が廃止され、さらに一方向
弁３３．３４を弁体２２側に設けてユニット化されてお
り、液通路３５〜３７にそれぞれ一方向弁を設けるもの
より、構造が簡単で、しかも一方向弁を削減することが
でき、廉価に製造することができる。

第３図はこの発明の液圧アクチエエータ装置の他の実施
例の概略回路図である。

この実施例では、′！Ｊ２図の液圧アクチュエータ装置
の概略回路図おいて、液圧ポンプ４３と等配分渣弁３３
との間に流量制御弁４４が設けられ、この流量制御弁４
４による余分な液はタンク４５に排出される。これによ
り、例えばエンジンで直接液圧ポンプ４３を駆動する等
で、供給力が太きく変化する場合でも、流量制御弁４４
の作動で一定漬量をハウジング２１の液室２８．２９に
供給することができる。

従って、エンジンで直接液圧ポンプ４３を駆動させるこ
とにより、液の供給流量が大きく変化する場合でも、大
流量時の圧損を極力抑えられるとともに、流路面積を最
小にできるため、コンパクトな設計が可能となる。

Ｎ４図はこの発明の液圧アクチュエータ装置のさらに他
の実施例の概略回路図である。

この実施例では、第１図の液圧アクチエエータ装置の概
略回路図と同様に構成されており、第１図と同じ符号は
同様に構成されており、ハウジング５０の半円形の液室
が弁体５１で液室５２，５３に区画されている。このハ
ウジング５１の液室の両端部にはポート０１，０２及び
ポートＱｌ。

Ｑ２が形成され、その中央部にはポートＰｉ、Ｐ２が設
けられている。弁体５１はハウジング５０の中心を支点
として回転可能に設けられ、この弁体５１には出力軸５
４が設けられ、この出力軸５４の回転で出力が取出され
る。

この液圧アクチエエータ装置の作動は第１図に示すもの
と同一であるので説明を省略するが、弁体５１の回転で
出力軸５４から出力が取出され、さらにコンパクトなシ
ステムになワている。

なお、前記の各実施例において、ハウジングの３箇所に
弁体を停止するようにしているが、この位置に限定され
ず所定の制御させたい位置に複数のポートを設けること
で、弁体を所定の位置に停止させることができる。

第５図乃！第９図はこの発明の液圧アクチュ二−タ装置
を船舶のエンジン制御に適用した実施例を示し、第５図
は船舶の全体図、第６図はこの発明の液圧アクチエエー
タ装置を船舶のエンジン制御に適用した概略構成図、第
７図はこの発明の液圧アクチエエータ装置に備えられる
エマ−ジエンシー機構の概略図である。

図において、符号６０は小型船舶で、この船体６１の略
中夫に下段操作室６２及び上段操作室６３が設けられて
いる。この下段操作室６２及び上段操作室６３にはそれ
ぞれハンドル６４及びシフトレバ−６５が備えられ、こ
のシフトレバ−６５には例えば中立位置を中心にして、
右側に前進、左側に後進の操作が行なわれる。

下段操作室６２の下方にはエンジンルーム６６が設けら
れ、このエンジンルーム６６にはエンジン６７が配置さ
れ、このエンジン６７で駆動軸６８を介して船尾に配置
されたスクリュー６９を回転させる。

このエンジン６７にはシフト装置フ０が備えられ、この
シフト装置７０のリンクツ１はそれぞれケーブルフ２を
介して液圧アクチュエータ装置７３が接続されている。

この液圧アクチエエータ装置７３はそれぞれケーブルフ
４を介してシフトレバ−６５が接続され、この液圧アク
チュエータ装置フ３には油圧ポンプ７５が備えられてい
る。

この液圧アクチエエータ装置７３は、油圧ポンプ７５を
駆動することで、この油圧ポンプ７５からオイルが圧送
されることによって作動し、このオイルは再び排出タン
ク７６から油圧ポンプ７５に戻るようになっている。

シフトレバ−６５の操作力はケーブル７４を介して液圧
アクチュエータ装置７３に伝達され、この液圧アクチュ
エータ装置７３によってケーブル７２を介してシフト装
置７０のリンク７１に伝達されるが、この液圧アクチュ
エータ装置７３によってシフトレバ−６５の動きを軽く
し、また切替が素早く行なわれ、しかも設定位置に確実
に停止することができるようになワている。

この実施例では液圧アクチュエータ装置７３は第６図に
示すように、ハウジング７３０、流量調整弁フ３１、等
配分流昇７３２及び排出側切替弁７３３がユニット化さ
れている。この流量調整弁７３１にはボート７３１ａ、
７３１ｂが設けられ、ボート７３１ａは調整タンク７７
に接続され、ボート７３１ｂは連通路７３５から等配分
流昇７３２へ導かれる。この等配分流昇７３２には左右
から通路７３６．７３７を介してハウジング７３０の両
端部のボート７３０ａ、７３０ｂから液室７３１３．７
３９に供給され、このハウジング７３０の中央部にはボ
ート７３０ｃが設けられている。このハウジング７３０
のボート７３０Ｃは排出側切替弁７３３に連通され、さ
らに液通路７４０を介して排出タンク７６に連通してい
る。排出側切替弁７３３は切替作動により、ハウジング
７３０のボート７３０ｃを開放し、また液通路７３６と
連通してボート７３０ａを開放し、さらに液通路７３７
と連通してボート７３０ｂを開放することができるよう
になっている。

さらに、ハウジング７３０の液Ｎ７３８．７３９は弁体
７４１で区画されており、この弁体７４１の出力軸７４
２はケーブルフ２に連結されている。弁体７４１には液
室７３８，７３９と連通する連通路７４３．７４４が形
成され、このそれぞれの連通路７３４，７４４には一方
向弁７４５゜７４６が設けられている。

従って、排出側切替弁７３３でハウジング７３０のボー
ト７３０Ｃを開放すると、油圧ポンプ７５のオイルは流
量調整弁７３１でオイル流量の調整が行なわれ、等配分
流昇７３２により液通路７３６．７３７を介してハウジ
ング７３０のボート７３０ａ、７３０ｂから液室７３８
．７３９に等流量ずつ供給される。このとき、弁体７４
１の連通路７４３，７４４の開口部の間隔がボート７３
０Ｃより狭く設定されているため、中立位置外に弁体７
４１がある場合、２液室７３８，７３９間の圧力バラン
スが崩れ、バランスする中立位置まで弁体７４１を移動
し、弁体７４１の連通路７４３．７４４がボート７３０
ｃと連通して、セルフコントロールする。

また、排出側切替弁７３３を液通路７３７と連通ずるよ
うに切替ると、ハウジング７３０のボート７３０ｂが開
放されるため、弁体７４１は右方向へ移動してボート７
３０ｂの位置で弁体フ４１の連通路７４３，７４４とボ
ート７３０ｂが連通して、セルフコントロールできる。

さらに、排出側切替弁７３３を液通路７３６と連通ずる
ように切替ると、ハウジング７３０のボート７３０ａが
開放され、弁体７４１が左方向へ移動して、ボート７３
０ａの位置で弁体７４１の連通路７４３，７４４がボー
ト７３０ａと連通して、セルフコントロールできる。

この排出側切替弁７３３にはエマ−ジエンシー機構が備
えられており、このエマ−ジエンシー機構を第７図に示
すようになっている。

排出側切替弁７３３の切替弁体７５０にはハウジング側
と連通ずるオイル満７５０８と、排出タンク側と連通す
るオイル１７５０ｂが形成されている。切替弁体７５０
の軸部７５０ｃに設けたレバー７５１をケーブルにより
操縦者が遠隔操作すると回動して、オイル慣７５０ａが
ハウジング７３０のボート７３０ａ、７３０ｂ、７３０
ｃを選択的に連通して開放するようになっている。

ハウジング側からのオイルは切替弁体７５０のオイル渭
７５０ａからオイル室７５０ｂに導入され、このオイル
室７５０ｂは常に排出側タンクと連通状態にある。また
、切替弁体７５０のオイル室７５０ｂは切欠部７５０（
Ｓを介してオイルを頭部側の背圧室７５２に導くように
なっており、切替弁体７５０に背圧を与えている。この
切替弁体７５０はスプリング７５３で常に背圧室７５２
側に付勢しており、切替弁体７５０の軸部７５０ｃに設
けたレバー７５１のストッパ７５１ａは軸部７５０ｃに
回動可能に支持されたレバー７５４の凹部７５４ａに係
合する位置にある。

従って、正常時にはハウジング側のオイルの圧力により
切替弁体７５０は第７図に示す位置にあり、レバー７５
１のストッパ７５１ａはレバーフ５４の凹部７５４ａと
係合していないため、ケーブルによる遠隔操作で切替弁
体７５０の作動が行なわれる。

例えば、ハウジング７３０のオイルの供給が停止した場
合には液圧アクチエエータ装置が作動しなくなるが、切
替弁体７５０がスプリング７５３により押されて移動し
、軸部７５０ｃのレバーフ５１のストッパ７５１ａがレ
バー７５４の凹部７５４ａに係合する。このため、ケー
ブルで操縦者により遠隔操作が行なわれると、レバー７
５１とレバー７５４が一体に回動され、このレバー７Ｓ
４に接続したケーブルでマニュアル作動が行なわれ、緊
急事態を回避することがで鮒る。

ｚａ図はこの発明の液圧アクチエエータ装置を船舶のエ
ンジン制御に適用したシステムの概略図である。

船舶Ａに備えたエンジンＢで船尾に設けたスクリューＣ
を駆動し、このスクリューＣはシフト装置りで中立、前
進、後進の制御が行なわれる。シフトレバ−Ｅの操作で
液圧アクチエエータ装置Ｆが作動され、この液圧アクチ
ュエータ装置Ｆでシフト装置りが作動される。液圧アク
チュエータ装置ＦにはポンプＧから液圧が供給され、こ
のポンプＧはエンジンＢ又は千−夕によって駆動される
。

第９図はこの発明の液圧アクチュエータ装置を船舶のエ
ンジン制御に通用したシステムの他の実施例の概略図で
ある。

この実施例では第８図と同一の符号のものは同様に構成
されており、液圧アクチュエータ装置ＦをエンジンＢの
シフトチェンジに使用する場合には、１つのポンプＧで
液圧アクチエエータＦのポンプと、パワーステアリング
装置Ｈのポンプとを併用させている。これは、シフトチ
ェンジの際には船速が低下しており、パワーステアリン
グ装置Ｈへの負荷が十分に小さいため可能である。

第１０図はこの発明の液圧アクチュエータ装置を船舶の
エンジン制御に適用したシステムのさらに他の実施例の
概略図である。

この実施例ではシフトレバ−Ｅの操作力を液圧アクチュ
エータ装置Ｆで軽減し、リンク機構Ｉを介してシフト装
置りへ伝達する。このリンク機構Ｉにはスイッチレバー
８０がスプリング８１．８２で支持されている。このス
イッチレバー８０は通常スイッチ８３を作動しない位置
にあるが、シフトレバ−Ｅが操作されてスプリング８１
．８２がたわむとスイッチ８３が作動して失火装置８４
が駆動する。このように、シフトレバ−Ｅを作動すると
きには、液圧アクチュエータ装置Ｆの作動で、操作力を
軽減するとともに、失火装置８４を駆動させてエンジン
の回転速度を低下させて、さらにシフト操作が容品にな
るようにしている。

第１１図はこの発明の液圧アクチュエータ装置を船舶の
エンジン制御に適用したシステムのさらに他の実施例の
概略図である。

この実施例は第１０図と同様に構成され、液圧アクチエ
エータ装置Ｆがシフトレバ−Ｅに近接して配置され、シ
フトレバ−Ｅと液圧アクチエエータ装置Ｆとを接続する
ケーブルの引ずつ抵抗までも軽減するようにしたもので
ある。

［発明の効果コ 前記のように、この発明は制御させたい位置に液を排出
する複数のポートを設けたハウジングと、このハウジン
グ内を２室に仕切る弁体を有する出力軸と、液圧源から
の液を仕切られたハウジングの２室へ当量に分配して供
給する液供給手段と、ハウジングの複数のポートに接続
された液通路を切替える切替弁とを有し、ハウジングに
単一の弁体を設ける構成であり、またハウジングの複数
のポートに接続された液通路を切替えることで、開口さ
れたポートの位置に弁体を移動して停止させることがで
き構造が簡単で、しかも簡単で確実な位置制御が可能で
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の液圧アクチュエータ装置の概略回路
図、３４２図及び第３図はこの発明の液圧アクチュエー
タ装置の他の実施例の概略回路図、第４図はこの発明の
液圧アクチュエータ装置のさらに他の実施例の概略回路
図、第５図乃至第９図はこの発明の液圧アクチュエータ
装置を船舶のエンジン制御に適用した実施例を示し、３
４５図は船舶の全体図、第６図はこの発明の液圧アクチ
ュエータ装置を船舶のエンジン制御に通用した概略構成
図、第７図はこの発明の液圧アクチュエータ装置に備え
られるエマ−ジエンシー機構の概略図、第８図はこの発
明の液圧アクチュエータ装置を船舶のエンジン制御に適
用したシステムの概略図、第９図はこの発明の液圧アク
チュエータ装置を船舶のエンジン制御に通用したシステ
ムの他の実施例の概略図、′ｔ％１０図及び第１１図は
この発明の液圧アクチュエータ装置を船舶のエンジン制
御に通用したシステムのさらに他の実施例の概略図であ
る。 図中符号０１．０２．ＰＩ、Ｐ２．Ｑｌ、Ｑ２．７３１
ａ、７３１ｂ、７３０ａ、７３０ｂ。 ７３０ｃはボート、１．２１．５０，７３０はハウジン
グ、２．３．２Ｂ、２９，５２．５３．７３８．７３９
は液室、４．２２．５１，７４１は弁体、５．３０．５
４，７４２は出力軸、６は液供給手段、７，８，９．１
６．１７，４０．４１は液通路、１０．３８．７３３は
排出側切替弁、１１．４３は液圧ポンプ、１２は供給側
切替弁、１３．１４．７ａ、８ａ、８ｂ、９ａ、３３，
３４．７４５．７４６は一方向弁、１５．４２，７３２
は等配分流昇である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 制御させたい位置に液を排出する複数のポートを設けた
   ハウジングと、このハウジング内を２室に仕切る弁体を
   有する出力軸と、液圧源からの液を仕切られた前記ハウ
   ジングの２室へ当量に分配して供給する液供給手段と、
   前記ハウジングの複数のポートに接続された液通路を切
   替える切替弁とを有することを特徴とする液圧アクチュ
   エータ装置。