JPH1038104A - ロータリ弁装置およびロータリ弁装置を用いた振 動発生装置 - Google Patents

ロータリ弁装置およびロータリ弁装置を用いた振 動発生装置

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JPH1038104A
JPH1038104A JP22732196A JP22732196A JPH1038104A JP H1038104 A JPH1038104 A JP H1038104A JP 22732196 A JP22732196 A JP 22732196A JP 22732196 A JP22732196 A JP 22732196A JP H1038104 A JPH1038104 A JP H1038104A
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rotary valve
pipe
opening
notch
fluid
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Mikio Takeuchi
幹男 武内
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ロータリ弁により、アクチュエータを高速で
往復動させる。 【解決手段】 ロータリ弁軸上の所定距離隔てたA部及
びB部に、全周を2の倍数等分したピッチの位置に、ピ
ッチの半分の開口を持つ円弧状切欠きを設け、A部とB
部の切欠きの位相を互いにピッチの半分ずらして設け
る。弁のA部(B部)の弁摺動面に管路A(管路B)を
設け、管路A(管路B)の両側に切欠きピッチの半分隔
てた位置に管路P及と管路Tを配置する。弁の回転とと
もに、A部の管路Pと管路Aが切欠きにより連通し、こ
れと同期してB部では管路Bと管路Tが連通して、管路
Aに管路Pより高圧油が流れ込み、管路Bより管路Tに
低圧の戻り油が流れ出す。管路A及び管路Bをアクチュ
エータの両ポートに接続し、ロータリ弁の回転数に比例
した速さでアクチュエータを往復動させることができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】流体圧を動力源として、高速
で回転するロータリ弁によりアクチュエータの両ポート
に交互に高圧流体を送り込むことにより、アクチュエー
タを速いサイクルで往復動させる装置に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】本発明と全く同じ目的の従来例として、
特開昭53−132823があり、図8、図9に従来例
を示し、以下にその構造、作用について説明する。図8
に示す縦断面において、高圧流体の導入ポート100が
あり 、管路50を経てラジアルピストン可変式の流体
モータ10が設けられている。流体モータ10はシリン
ダブロック120の一端中央部に駆動軸170を突設
し、クロスカップリング180を介してロータリ弁30
に連結している。流体モータ10は偏心輪130の偏心
量を変える偏心ロッド140を備え、また高圧流体を流
体モータ10への流れから分流するための絞り弁160
を設けてある。高圧流体は開口P80を経てロータリ弁
30に供給される。ロータリ弁30の外周面には、弁穴
22の回転摺動面上の前記開口P80に臨む環状溝20
0および弁穴22の摺動面上の開口T79に臨む環状溝
220が設けられ、ロータリ弁30内部には、流体アク
チュエータ(図示せず)の両開口に連通する摺動面上の
開口A77及びBポート78に交互に連通する出口部2
50及び260を設け、環状溝200は開口部270、
管路280により出口部250に連通し、環状溝220
は開口部290、管路300により出口部260に連通
する。また、開口T79は外部のタンク(図示せず)
に、導入開口100は外部の高圧流体の供給源(図示せ
ず)にそれぞれ連通している。前記構成において、導入
開口100に高圧流体を供給すると、流体は管路50、
流入路89を通ってラジアルピストン式流体モータ10
に入ってこれを回転駆動すると共に、一部は分流して絞
り弁160を通る。この後、管路76で合流し、開口P
80を経て環状溝200の開口部270から管路28
0、出口部250、開口A77を経て流体アクチュエー
タに送り込まれる。流体アクチュエータからの戻り流体
はBポート78、出口部260、管路300、開口部2
90、環状溝220を通って排出用の開口T79からタ
ンクへ還流する。ロータリ弁30は流体モータ部10に
より回転駆動され、出口部250、260はそれぞれ開
口A77と開口B78に交互に連通し、その都度作動流
体の流入・流出方向を切換えている。すなわち、流体ア
クチュエータに作用する流体の流れの向きは回転弁1回
転につき1回切換る。従って、偏心輪130の偏心量或
いは絞り弁160の開度を変えてロータリ弁30の回転
速度を増減することにより、流体の正逆方向の切換回数
を任意に設定でき、流体アクチュエータの往復動のサイ
クルの速さの増減が可能である。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】図8、図9に示す従来
技術では、以下に述べる問題点がある。装置内の流体管
路が複雑であり、加工工数が多くかかる。先ず、弁ブロ
ックの導入開口100から入った高圧流体は、一部は流
体モータ部10を駆動し、残りは絞り160を経た後、
両方の流れは合流し開口P80に達する。開口Pから流
体アクチュエータへ高圧流体を供給する開口A77まで
と、流体アクチュエータからの低圧流体の戻りの開口B
78から開口T79までの、ロータリ弁内の往き及び帰
りの管路は共にそれぞれ、環状溝200及び220、開
口部270及び290、管路280及び300から成っ
ており、これらの管路としての経路は図からも分るよう
に経路の変化が多くかつ複雑である。したがって、これ
らの管路のなかでの圧力損失が大となる。また、これら
管路の加工工数は多く、コスト高の要因となる。本発明
は簡単な内部管路と効率の良いロータリ弁装置を提供
し、上述の問題点を解決することを目的としている。
【0004】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、円形断面軸状のロータリ弁の、軸方向にある所定距
離おいた軸上の2ヵ所、A部およびB部の軸周囲を2の
倍数等分したピッチの位置に、軸周上の開口長さが前記
ピッチの半分の円弧状の切欠きを設け、A部とB部の切
欠きはそれぞれの切欠きのピッチの半分だけ互いに位相
がずれて設けられている。従って、A部とB部の切欠き
は互に相手の切欠きの間にあるという位相の関係にな
る。
【0005】前記、円形軸状のロータリ弁は、弁ブロッ
ク内に設けた円筒状の弁穴に微小隙間をもって摺動、回
転自在に嵌っていて、ロータリ弁は弁ブロック内にロー
タリ弁と並置された流体モータにより伝動装置を介して
回転駆動される。弁穴内で回転、摺動するロータリ弁の
A部切欠きに対応する弁穴摺動面上に開口Aを有する管
路Aを設け、開口Aをなかに挟んで弁穴摺動面上の両側
の、切欠きピッチの半分隔てた位置に開口中心を有する
開口Aと同寸法の開口P及び開口Tが設けられ、従って
これら開口に管路P及び管路Tがつながっている。
【0006】前記A部と全く同様に、B部切欠きが回転
摺動する弁穴摺動面上に管路Bの開口、開口Bをを有
し、開口Bを挟んで両側に、開口P及び開口Tが設けら
れ、これらに管路P及び管路Tがつながっている。ま
た、A部及びB部ともに、前記各管路の弁穴摺動面上で
の配列は、ロータリ弁の回転方向に沿って管路P,管路
A(又は管路B),管路Tの順になっている。さらにA
部、B部ともに、弁穴摺動面上の軸対象の位置に、前記
管路P、管路A(又は管路B)、管路Tが複数配置され
ていても良い。
【0007】ロータリ弁装置の流体回路としては、弁ブ
ロック内の前記管路Pのラインには共通して外部の流体
供給源からの高圧流体が送り込まれ、管路Tのラインへ
は外部のタンクに戻る低圧流体が送り出される。また、
管路A及び管路Bは流体アクチュエータのポートにそれ
ぞれ接続されている。前記ロータリ弁駆動用の流体モー
タへは、前記管路Pのラインより分岐して高圧流体を供
給する。
【0008】
【発明の実施の形態】図1は振動発生装置全体の縦断面
図を示し、図2はロータリ弁装置4の平面図を示してい
る。また、図3は図1のA−A断面図、図4は図1のB
−B断面図を示す。以下に本発明の実施の一形態を図1
〜図5に基づき説明する。本発明の振動発生装置1は上
部にロータリ弁30、流体モータ10、伝動歯車11な
どを収めたロータリ弁装置4、下部に前記ロータリ弁3
0と管路A71及び管路B72によって連通する流体シ
リンダ41からなるシリンダ装置40があって、ボルト
12により互いに強固に結合され、一体化されている。
【0009】円形断面の軸状のロータリ弁30の、軸方
向にある所定の間隔Lを隔てた軸上の2ヵ所、A部及び
B部において、全円周を4等分、中心角90度に分割し
たピッチのそれぞれの位置に左右振分けに、半円弧状の
切欠き31を設ける。軸周上での切欠き31の開口長さ
に対応する中心角は前記ピッチの半分、45度である。
かつ、前記2ヵ所の切欠き、すなわちA部切欠き及びB
部切欠きの円周上の位置は、B部切欠き位置が丁度A部
切欠き位置の中間にあるように、互いに切欠き位置ピッ
チ角の1/2の45度の位相ずれを持っている。
【0010】前記、円形軸状のロータリ弁30は、弁ブ
ロック20内の穴に固く嵌まった中空円筒状のケーシン
グ21内の弁穴22に微小隙間をもって摺動、回転自在
に嵌まっている。ロータリ弁30のA部切欠きが摺動し
て回転する箇所の、ケーシング21の弁穴22の摺動面
上に開口、Aポート77を有し、ケーシング21及び弁
ブロック20を貫通して、摺動面にほぼ直角方向に伸び
る管路71を有する。Aポート77をなかに挟んで、そ
れぞれ中心角45度隔てた弁穴22の摺動面上の両側の
位置に開口中心があり、Aポート77の開口と同寸法の
開口、Pポート80及びTポート79を有し、摺動面に
ほぼ直角方向に伸びる管路P74及び管路T73をを設
ける。前記A部と同様に、B部も弁穴22摺動面上にB
ポート75を有し、Bポート78及び管路B72を挟ん
で両側に、それぞれ中心角45度離れた位置に、Pポー
ト80、管路P74及びTポート79、管路T73が設
けられている。また、前記各油路の弁穴22摺動面上で
の配列は、ロータリ弁30の回転方向に沿って管路P7
4、管路A71(または管路B72),管路T73の順
になっている。
【0011】ロータリ弁30が回転して、A部の複数の
切欠きの一つの切欠き31の先端がAポート77にかか
ると、この切欠き31はすでにPポート80上にかかっ
ているので、管路P74から管路A71への高圧流体の
流れができる。さらにロータリ弁30が回転して、切欠
き31の開口に対する位相が進むと、前記切欠き31の
後端がPポート80を通過し、管路P74から管路A7
1への流路としてのつながりが切れて管路A71への高
圧流体の流れ込みは終る。前記、A部切欠きによる管路
P74と管路A71の間の流路の開閉に全く同期して、
B部切欠きの管路B72と管路T73との間の流路の開
閉が行なわれ、管路A71に管路P74より高圧流体が
流れ込んでいる間、管路B72から戻りの低圧流体が管
路T73に流れ出す。
【0012】さらにロータリ弁30が回転して、切欠き
31の管路の開口に対する位相が進むと、前記と反対
に、B部切欠きがBポート78にかかり、すでにこの切
欠き31はPポート80の開口上にかかって進んできて
いるので、管路P74から管路B72への高圧流体の流
れが生じる。これと同期して、A部切欠きがAポート7
7とTポート79との流路のつながりを形成する。した
がって、管路B72に高圧流体が管路P74より流れ込
んでいる間、管路A71より低圧流体が管路T73に流
れ出す。ロータリ弁装置4の流体回路は、前記管路P7
4のラインに外部の流体供給源(図示せず)から高圧流
体が送り込まれ、管路T73のラインには外部のタンク
(図示せず)へ戻る低圧流体が送り出される。
【0013】ロータリ弁30が、弁ブロック20内にロ
ータリ弁30に並置された流体モータ10により伝動装
置11を介して高速で回転駆動される。前記A部切欠き
の一つが管路P74と管路A71にまたがり、流路を形
成した時、前記B部切欠きの一つがこれと全く同期し
て、管路B72と管路T73に跨がる流路を形成する。
以上述べたことから、ロータリ弁30の回転によって、
A部切欠き及び管路B切欠きによる、管路P74及び管
路T73と管路A71及び管路B72との間の流路の開
閉が、交互に同期して行なわれる。管路A71及び管路
B72が流体シリンダ41のロッド側ポート42とピス
トン側ポート43に連通されておれば、交互に高圧流体
が流体シリンダ41の両サイドにかかることになり、ロ
ッド44はロータリ弁30の流路の切換えサイクルに比
例して往復動を繰返す。ロータリ弁30の回転数を増減
すれば、ロッド44の往復動のサイクル速度が比例して
増減する。
【0014】前記ロータリ弁30のA部及びB部の弁穴
22摺動面上の軸対象の位置に、それぞれ管路P74,
管路A71(または管路B72)及び管路T73が設け
られていてもよい。図5に示すように流体シリンダ41
は左右から2本の管路A71によりロータリ弁30と連
通しているので、流路の面積が2倍となり多くの流量を
送ることが出来、流体シリンダ41のストロークが増加
する。
【0015】(1)油圧ショベル用加振機(図6、図
7) 本発明の振動発生装置1を油圧ショベル用加振機として
利用した例を述べる。図6に示すように、加振機2の下
部の油圧シリンダ装置40のロッド44先端にピン接続
用のクレビス45、油圧シリンダ8後端部にピン接続用
のブラケット46を設ける。この加振機2を、図7に示
すように油圧ショベル60のバケット61後方のリンク
62に代えて接続する。油圧ショベル60の油圧源63
との間の高圧油供給ライン、低圧油戻りライン及びロー
タリ弁30駆動用油圧モータ9への高圧油供給ラインな
どの配管(図示せず)をロータリ弁装置4後端にコネク
タにより接続する。前記油圧モータ9駆動の油量調整を
運転室64内で行うことにより、ロータリ弁30の回転
数を増減し、ロッド44往復動のサイクルを増減調節で
きる。例えば、ロータリ弁30が毎分回転数500で回
転した場合は、ロッド44はA部及びB部の切欠き31
の数、4を乗じた毎分2000サイクルで往復運動を繰
返す。この加振機2により、油圧ショベル60の作業フ
ロント65の先端のバケット61またはリッパ(図示せ
ず)を高速で振動させ、効果的な地盤掘削や岩石、舗装
版の破砕ができる。
【0015】(2)超高圧発生装置(図示せず) 前記、振動発生装置1を用いて、ロッド44の振動数を
毎分数千サイクルまで上げ、ロッド44の高速往復動を
利用して、チェック弁を介して吸入した圧力室の水を1
000気圧以上にまで昇圧し、ノズル先端より超高圧の
ジェット水を噴出することができる。ジェット水によ
り、岩石の破砕、鋼材、木材などの切断などに用いるこ
とができる。
【0016】(3)振動締固機(図示せず) 前記、振動発生装置1にブラケットを設けて油圧ショベ
ル60の作業フロント65先端のバケット61の代りに
取付ける。ロッド44の先端に適当な重さのウエイトを
取り付け、ウエイトを地盤上に据え、振動サイクルを変
えて効果的な振動締固めを行なう。
【0017】
【発明の効果】本発明によるロータリ弁装置は従来のも
のに比べ、格段と形状構造が簡単である。すなわち、高
圧流体を供給する管路Pと戻りの低圧流体の管路Tと、
流体アクチュエータへの管路A及び管路Bとの間の連通
を、交互に切換える役割をロータリ弁が果すが、従来の
ものはロータリ弁と各管路との間の流体のやりとりの部
分に環状溝を設け、かつロータリ弁内に管路を貫通させ
て、前記P,T及びA,Bの各管路間の連通を行う。こ
のため、必然的に管路の数が多くなり、管路の経路は複
雑にならざるを得ない。この点において、本発明のロー
タリ弁は、弁体周上の簡単な円弧状の切欠きだけで、管
路P,Tと管路A,Bとの間の交互連通の切換えがで
き、管路の形状、構造が極めて簡単である。このことよ
り、圧力損失が少なく、加工が簡単になり、工数が減少
しコストが低減される。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に基づく振動発生装置全体の縦断面図で
ある。
【図2】振動発生装置上部のロータリ弁装置の横断面図
である。
【図3】図1のA−A断面図である。
【図4】図1のB−B断面図である。
【図5】本発明に基づく振動発生装置の別の実施形状の
A−A断面図である。
【図6】本発明に基づく振動発生装置を油圧ショベルに
適用するための加振機の縦断面図である。
【図7】(A)は本発明による加振機を装着した油圧シ
ョベルの側面図、(B)は油圧ショベルの加振機装着部
Aの詳細である。
【図8】従来の振動発生装置の縦断面図である。
【図9】(A)は図8のA−A断面図、(B)は図8の
B−B断面図、(C)は図8のC−C断面図である。
【符号の説明】
1 振動発生装置 2 加振機 4 ロータリ弁装置 10 流体モータ 20 弁ブロック 21 ケーシング 22 弁穴 30 ロータリ弁 31 切欠き 40 シリンダ装置 49 ガス室 64 運転室 71 管路A 72 管路B 73 管路T 74 管路P 120 シリンダブロック 130 偏心輪 160 絞り弁 200 環状溝 220 環状溝 270 開口部 290 開口部

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 円形断面軸の、軸方向にある所定距離お
    いた軸上の2ヵ所、A部およびB部において、軸周囲を
    2の倍数等分したピッチの位置に、軸周上の開口長さが
    前記ピッチの半分の円弧状の切欠きを設け、A部とB部
    の切欠きはそれぞれの切欠きのピッチの半分だけ互いに
    位相がずれて設けられている形状のロータリ弁を有する
    ことを特徴とするロータリ弁装置。
  2. 【請求項2】 前記請求項1のロータリ弁は、弁ブロッ
    ク内に設けた円筒状の弁穴内に微小隙間をもって摺動、
    回転自在に嵌っていて、弁ブロック内に設置した流体モ
    ータにより伝動装置を介して回転駆動されることを特徴
    としたロータリ弁装置。
  3. 【請求項3】 前記請求項1のロータリ弁が、摺動、回
    転するA部切欠きに対応する弁穴摺動面上に開口を有す
    る管路Aを設け、管路Aの開口をなかに挟んで、ロータ
    リ弁の切欠きのピッチの半分の距離を隔てた両側の位置
    に開口中心を有し、油路Aと同寸法の開口を持つ管路P
    及び管路Tを設ける。前記A部と全く同様に、B部切欠
    きが摺動、回転する弁穴摺動面上に管路Bの開口を有
    し、管路Bの開口をなかに挟んで両側に、管路P及び管
    路Tの開口が設けられている。また、前記各管路の弁穴
    摺動面上での配列は、ロータリ弁の回転方向に沿って管
    路P,管路A(または管路B)、管路Tの順になってい
    ることを特徴とするロータリ弁装置。
  4. 【請求項4】 前記請求項1のロータリ弁は、A部及び
    B部ともに、前記請求項3に述べた管路P,管路A(ま
    たは管路B),管路Tをロータリ弁周囲の軸対象の位置
    に複数有していても良い。
  5. 【請求項5】 ロータリ弁装置の流体回路は、弁ブロッ
    ク内の前記管路Pのラインには外部の流体供給源からの
    高圧流体が送り込まれ、管路Tのラインへは外部のタン
    クに戻る低圧流体が送り出され、 前記ロータリ弁駆動用の流体モータには、前記管路Pラ
    インより分岐し、調整弁を通過した高圧流体が供給さ
    れ、 また、管路A及び管路Bはそれぞれ流体アクチュエータ
    の両開口にそれぞれ接続され、ロータリ弁の回転サイク
    ルに比例してアクチュエータが往復動することを特徴と
    する前記ロータリ弁装置を用いた振動発生装置。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015120196A (ja) * 2013-12-24 2015-07-02 ポリテクニカ クラクフスカ イム. タデウシュ コジオスコPolitechnika Krakowskaim.Tadeusza Ko s ciuszki 機械的振動によって微細に断片化された材料のプレス成形方法及び装置

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015120196A (ja) * 2013-12-24 2015-07-02 ポリテクニカ クラクフスカ イム. タデウシュ コジオスコPolitechnika Krakowskaim.Tadeusza Ko s ciuszki 機械的振動によって微細に断片化された材料のプレス成形方法及び装置

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