JPS61112803A - 往復動形アクチユエ−タの切換制御装置 - 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〕 本発明は、往復動形アクチュエータの切換制御装置に関
するものである。

〔従来の技術〕

従来の往復動形アクチュエータ、例えばダイアフラムポ
ンプの切換制御装置は、第５図に示されるように、中央
の空圧供給室１から右側の給排気口２を経て右側の空気
室（以後、右室３と呼ぶ）に圧搾空気を供給するととも
に、左方の空気室（以後、左室４と呼ぶ）から左側の給
排気口５、切換弁体６、排気ロアを介して大気に空気を
排出すると、両側のダイアフラム８間のセンターロッド
９が右方に移動しながら、右側のダイアフラム８が右側
のポンプ室１０から逆止弁１１を介して吐出口１２に液
を押出すとともに、左側のダイアフラム８が左側のポン
プ室１３に逆止弁１４を介して吸込口１５から液を吸込
む。そして、この作用の終りに、上記ロッド９に嵌着さ
れている左側のブツシュ１６がこのロッド９に擢仙自在
の切換作動体１７と係合して移動し、この切換作動体１
１が切換弁体６を右側に切換え、左右室の吸気と排気と
を逆にし、ロッド９およびダイアフラム８を左方向駆動
に切換えるものである。

このようにして、空圧駆動の場合は、ロッド９が正常に
進退してポンプ作用が継続される。

〔発明が解決しようとする問題点〕

このような往復動形アクチュエータは空圧駆動を油圧駆
動とすることによりパワーアップすることができる。

しかし上記ダイアフラムポンプを油圧駆動とした場合は
、空圧供給室１の圧が高まるため、この圧により切換弁
体６が強く上方に押付けられ、この弁体６の開動摩擦抵
抗が非常に大きくなるため、切換え作用が正常に行われ
なくなる。

したがって油圧駆動の場合は、軸方向に利いている圧が
左右でバランスが取れているため小さな力で操作できる
スプールにより油圧を切換える方がよい。

例えば、左室４および右室３に油圧を給排制御するメイ
ンバルブをスプール構造にし、このメインバルブを、セ
ンターロッドまたはダイアフラムの進退動作に連動する
パイロットバルブから出力されるパイロット圧により切
換えるようにしたものがある。

その場合問題となるのは、パイロットバルブの切換作動
中にメインバルブ切換用のパイロット圧が出力すること
である。

このような場合は、パイロットバルブのスプールが完全
に切換えられる前の不安定の状態でパイロット圧が発生
してメインバルブが切換えられるため、緩速駆動の時は
、メインバルブの早期切換えによる誤動作（ハザード）
が生ずるおそれがあリ、ポンプの進退切換時に動作が停
止してしまうことがある。

本発明の目的は、メインバルブ操作用のパイロット圧を
制御するための切換制御装置にＪ３いて、スプールの自
己ホールド手段と、メインバルブに対するパイロット圧
の作用を遅延させる手段とを設けることにより、メイン
バルブの早期切換による誤動作を防止しようどすること
にある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、スプリングリターン式パイロット操作形のメ
インバルブ２４により、往復動形アクチユエータの両側
の作＋ｈ圧室２６．２１に対して給排される作動圧を切
換制御する装置において、固定スリーブ４２の内周面に
、相Ｈにスプリング４３を介して同友されるとともに上
記アクチュエータの往復動部材３２の一方向Ｊ５よび他
方向への移１ＩｉＩＩＦｉ終段階で−［開往復動部月３
２と係合して上記スプリング４３に抗し移動される供給
圧制御用スプール４４とバイ［Ｉツ］〜圧制陣用スプー
ル４５とを摺動自在に嵌着する。

上記スリーブ４２は、上記供給圧制御用スプール４４お
よび上記パイロット圧制御用スプール４５が嵌合する大
径内周面部５５の片端部に上記パイロット圧制御用スプ
ール４５の一部が嵌合する小径内周面部５６を設け、こ
の小径内周面部５６の開口端面にバルブシート部５７を
設け、このバルブシート部５７をスリーブ４２の一側の
排圧室５８に臨ませ、上記バルブシート部５７に対して
スリーブ４２の反対側の開口端部６１に上記供給圧制御
用スプール係止用のスミ−ツバ６２を設け、上記開口端
部６１をスリーブ４２の他側の排圧室６３に臨ませ、こ
の他側の排圧室６３の側から順次に上記大径内周面部５
５に、上記供給圧制御用スプール４４の移動により上記
他側の（」１圧室６３に連通する自己ホールド圧排出ポ
ート６６と、パイロット圧の供給を常時受ける供給ポー
ト６８と、相Ｕにスリーブ第１外周溝６９を介じて連通
する第１中間ポート７０および第２中間ポート７１と、
相互にスリーブ第２外周溝７２を介して連通ずる第３中
間ポートγ３および第４中間ポート１４とを設け、上記
小径内周面部５６にパイロット圧出カポ−ドア５を設け
てなる。上記スリーブ第１外周Ｆ？６９は自己ホールド
圧排出用の通路７Ｇを介して上記自己ホールド圧排出ボ
ー１−６６に連通させる。上記供給圧制御用スプール４
４は、上記自己ホールド圧排出ポート６６と排圧室６３
どの間を開開する閉止部８１と、上記供給ポート６８と
第１中間ポート７０とを連通するスプール外周溝８２と
を設けてなる。また上記パイロット圧制御用スプール４
５は、上記第２中聞ポート１１を開閉する端部外周凸部
８３と、上記第２中間ポート７１と第３中間ポート７３
どを連通するスプール第１外周溝８４と、上記大径内周
面部５５に密着嵌合するとともに上記小径内周面部５６
に係合する自己ホールド用凸部８５と、上記第４中間ポ
ート７４と上記パイロット圧出カポ−ドア５とを連通ず
るスプール第２外周溝８７と、上記バルブシート部５１
を開閉する弁体８９とを、軸方向に順次設けてなる。上
記パイロット圧出力ポート１５は上記メインバルブ２４
の片側のパイロット圧作用部４１に連通ずる。さらにこ
のパイロット圧作用部４１でのメインパルプ切換用パイ
ロット圧の発生を上記往復動部材３２にて作動されるス
プール４５の動作より遅らせ上記メインバルブ２４の切
換を遅延させるパイロット圧遅延手段を設ける。このパ
イロット圧遅延手段としては、例えば、上記スプール第
２外周溝８７を介して、上記スリーブ４２の小径内周面
と大径内周面との間で嵌脱され上記第４中間ポート７４
とパイロット圧出カポ−ドア５との間を開開する第１弁
部８６と、上記バルブシート部５１の内周面と上記排圧
室５８との間で嵌脱されバルブシート部５１から排圧室
５８へのパイロット圧の流出を押える第２弁部８８とを
設けるか、またはパイロット圧出カポ−ドア５とメイン
バルブ２４との間に、絞り抵抗と、室とからなる遅延回
路を設ける。

〔作用〕

本発明は、例えば、往復動部材３２の右方への移ｅ最終
段階において、この往復動部材３２が左側スプール４５
を一体的に右方に移動させる。このときスプリング４３
を圧縮する。左側スプール４５の右側凸部８３がポート
７１を開き、このポート７１とポート７３、７４とが連
通ずる。なおその瞬間は、ポート７４とポート１５との
間は第１弁部８６により遮断されている。したがってこ
の瞬間は、左側スプール４５の中央凸部８５の左側部分
の内圧は十分高くなるが、ポート７５にパイロット油圧
は発生しない。同時に、弁体８９がバルブシート部５１
に接近し、第１弁部８８がまず閉じる。次に、上記中央
凸部８５の左側面と第１弁部８６の右側面との間の受圧
面積の相違に基づく強力な差圧によって左側スプール４
５は右方に押圧され、左側の弁体８９が完全に閉じられ
、左側スプール４５は高圧で自己ホールドされる。同時
に第１弁部８Ｇがポート７４どポート１５との間の通路
を聞く。結采的に、ポート１４へのパイロット圧供給か
らスプール４５を自己ホールドするための遅延時開をお
いてポート７５にパイロット圧が発生する。

このポート１５からのパイロット圧がメインバルブ２４
を切換える。このようなメインバルブ２４の切換により
、アクチユエータの両側の作動圧室２６．２７に対する
作動圧の給排が逆転するので、アクチュエータは左方へ
駆動され、往復動部材３２も左方へ移動する。このよう
な切換動作が左右で繰返し行われる。

（実施例） 以下、本発明の一実施例を第１図ないし第４図に基づき
詳細に説明する。

第２図は往復動形アクチュエータとしてダイアフラムポ
ンプを示し、例えば、ボデー２１の油圧供給口゛２２か
ら供給油路２３、メインバルブ２４（片方向バイロット
操作形スプリングリターン式４方弁〉、さらに右側の給
排油路２５を経て右側の作動圧室（以後、右室２６と呼
ぶ）に圧油を供給するとともに、左方の作動圧室（以後
、左室２７と呼ぶ）から左側の給徘油路２８さらにメイ
ンバルブ２４を経て図示しないタンクに作動油を排出す
る。

そうすると、両側のダイアフラム３１間に設けた往復動
部材としてのセンターロッド３２がも方に移動しながら
、右側のダイアフラム３１が右側のポンプ室３３から逆
止弁３４を介して吐出口３５に液を押出すとともに、左
側のダイアフラム３１が左側のポンプ室３６に逆止弁３
７を介して吸込口３８から液を吸込む。

そして、この作用の終りに、上記ボデー２１に装置され
ている切換制御装置が、第１図に示されるリターンスプ
リング式メインバルブ２４のパイロット圧作用部４１に
パイロット油圧を供給し、ポンプの６苗２６および左蛮
２７に対する圧油供給と排出とを逆にし、ロッド３２お
よびダイアフラム３１を左方向駆動に切換える。

この：Ｊ′５１図に示されるように、上記ダイアフラム
ポンプの往復ロッド３２の外周面と、ボデー２１に嵌着
された固定スリーブ４２の内周面との間に相互にスプリ
ング４３を介して離反される供給圧制御用スプール４４
と、パイロット圧制御用スプール４５とを１８動自在に
嵌着する。さらに上記往復ロッド３２に、このロッド３
２の移動最終段階で上記供給圧制御用スプール４４と係
合してこのスプール４４をスプリング４３に抗し移動さ
せる一側のブツシュ４６の段部４７と、上記パイロット
圧制御用スプール４５と係合してこのスプール４５をス
プリング４３に抗し移動さける他側のブツシュ４８の段
部４９とを設ける。

上記スプール４４．４５は、それぞれ上記段部４７゜４
９ど係合するとともに上記スプリング４３の受は部でも
ある凸部５１．５２を内周面に全周にわたって突設して
なる。

また上記スリーブ゛４２は、上記供給圧制御用スプール
４４および上記パイロット圧制御用スプール４５が嵌合
する大径内周面部５５の片端部に上記パイし１ツト圧制
御用スプール４５の一部が嵌合する小径内周面部５６を
一体的に螺着し、この小径内周面部５６の開口端面にバ
ルブシート部５１を設け、こめバルブシート部５７をタ
ンクに連通ずるスリーブ４２の一側の排圧室５８に臨ま
せる。また上記バルブシート部５７に対してスリーブ４
２０反対側の開口端部６１に上記供給圧制御用スプール
係止用のストッパ６２を設け、さらに上記同口端部６１
を、タンクに連通ずるスリーブ４２の他側の排圧室６３
に臨ませる。またこの他側の排圧室６３の側から順次に
上記大径内周面部５５に、上記供給圧制御用スプール４
４の移動により上記他側の排圧室６３に連通ずる自己ホ
ールド圧排出ポート６６と、ボデー２１の供給油孔６１
から圧油の供給を常時受ける供給ポート６８と、相互に
スリーブ第１外周溝６９を介して連通する第１中間ボ−
ｈ　７０および第２中間ポート７１と、相Ｕにスリ−１
第２外周溝７２を介して連通ずる第３中間ポート７３Ｊ
′３よび第４中間ポート１４とを設け、上記小径内周面
部５６にパイロット圧出力ポート乃を設けてなる。

このパイロット圧出カポ−ドア５は上記メインバルブ２
４のパイロット圧作用部４１に連通ずる。

上記スリーブ第１外周溝６９は、ボデー２１に穿設゛し
た自己ホールド圧排出用の通路７６を介して上記自己ホ
ールド圧排出ポート６６に連通させる。

上記供給圧制御用スプール４４は、上記自己ボールド圧
排出ポート６６と排圧室６３との間を開閉する閉止部８
１と、上記供給ポート６８と第１中間ポート７０とを連
通寸゛るスプール外周溝８２とを全周にわたンて設けて
なる。

また上記パイロット圧制御用スプール４５は、上記第２
中間ポート１１を開閉する端部外周凸部８３と、」：開
用２中間ポート７１と第３中間ポート７３とを連通づる
スプール第１外周溝８４と、上記大径内周面部５５に密
着嵌合するとともに上記小径内周面部５６に係合する全
周にわたる自己ホールド用凸部８５と、上記スリーブ４
２の小径内周面と大径内周面との間で嵌脱され上記第４
中間ポート７４とパイロット圧出カポ−ドア５との間を
開閉するパイロット圧江延手段としての全周にわたる第
１弁部８６と、上記第４中間ポート７４と上記パイロッ
ト圧出力ポート１５とを連通ずるスプール第２外周溝８
１と、上記バルブシート部５１の内周面と上記排圧室５
８との間で嵌脱されバルブシート部５７から排圧室５８
へのパイロット圧の流出を押えるパイロット圧遅延手段
としての全周にわたる第２弁部８８と、上記バルブシー
ト部５７を開閉する弁体としてのリングバルブ８９とを
、軸方向に順次設ける。

次に、この実施例の動作を説明する。なおボー１−６Ｇ
とポート７０は通路７６を介して連通してＪ３す、また
ポート６８には常時油圧が供給されている。

１、第１図に示されるメインバルブ状態では、左室２７
の油圧はタンクに戻るとともに、右室２６に油圧が供給
される。

２、ダイアフラム３１が右方に膨出する。

３、ロッド３２も右方に移動する。

４、このＤラド３２の移動最終段階において、ロッド３
２の左方の段部４９が左側スプール４５を右方に移動さ
せる。このとぎスプリング４３を圧縮する。

５、左側スプール４５の右側凸部８３がポート１１を開
き、このポート７１どポート７３．７４とが連通ずる。

なＪ３その瞬間は、ポート７４とポート７５との間は第
１弁部８６によりｉｉ所されている。

６、したがってこの瞬間は、左側スプール４５の凸部８
５の左側面にかかる内圧は十分高くなるが、ポー１〜７
５にパイロット油圧は発生しない。

７、同時に、リングバルブ８９がバルブシート部５７に
接近し、リングバルブ８９の右側の第２弁部８８がまず
閉じる。

８、次に、左側スプール４５の中火凸部８５の左側面と
第１弁部８６の右側面との間の受圧面積の相違に基づく
強力な差圧によって左側スプール４５は右方に押圧され
、第３図に示されるようにリングバルブ８９が完全に閉
じられ、左側スプール４５は高圧で自己ホールドされる
。

９、同時に第１弁部８６がポート１４とポート７５との
聞の通路を開く。

１０、結果的に、ポート７４への油圧供給からスプール
４５を自己ホールドするための■延時間をおいてポート
１５にパイロット油圧が発生ずる。

１１、ポート７５からのパイロット油圧がメインバルブ
２４を第３図に示すように切換える。

１２、右室２６にかかっていた油圧はタンクに戻る。

１３、同時に左室２７に油圧が供給され、ダイアフラム
３１は左方へ移動する。

１４、ロッド３２も左方へ移動する。

１５、この動作の終りにおいて、ロッド３２の右側の段
部４７が右側スプール４４を左方へ移動する。

１Ｇ、第４図に示されるように、ポート６８が閉じられ
るとともに、ポート６６が右側の排圧室６３に連通する
。

１７、ポート７０．７１．７３．７４の油圧は、通路７
６、ポート６６を通って右側の排圧室６３に抜け、タン
クへ排出される。

１８、シたがって左側スプール４５の中央凸部８５にか
かつていた冷圧がなくなるので、圧柑１さ札たスプリン
グ４３の１ｕ元力でこの左側スプール４５は瞬時にかつ
確実に左方へ移動する。

１９、このとき最初は第２弁部８８が閉じているので、
メインバルブ２４に作用しているパイロット油圧が直ち
に消えることがなく、この第２弁部８８がバルブシート
部５１から外れるまでの僅かなｄ延時間を（ｂいて、第
４図に示されるようにリングバルブ８９が開放される。

２０、同時にポート７１が閉じられる。

２１、メインバルブ２４のパイロット圧は、ポート７５
からリングバルブ５１の開口を経てタンクに扱け、零と
なる。

２２、メインバルブ２４のスプールは、リターンスプリ
ング９１により第４図に示される状態に切換ねる。

２３．１に戻って同じ動作を繰返す。

以上の実！例では、パイロット圧遅延手段として、第１
および第２弁部８６．８８を設けたが、このパイロワ１
−圧遅延手段としては、ポート７５とメインバルブ２４
との間のパイロット圧路９２を細くするなどして、そこ
に絞り抵抗を与えるとともに、メインバルブ２４内のパ
イロット圧作用室を電気回路におけるコンデンサとして
機能さけることにより、ＲＣ回路（遅延回路）を設ける
ようにしてもよい１゜上記パイロット圧路９２中に、Ｒ
要素である絞り抵抗と、Ｃ要素である室を特別に設ける
ようにしてもよい。なお、上記弁部８Ｂ、　８８を設け
れば、このＲＣ回路は必要ない。

さらに、以上の実施例では、スプール４４．４５を移動
させる往復動部材としてセンターロッド３２を選択した
が、本発明は必ずしもこれに限定されるものではなく、
例えば、上記往復動部材として、ダイアフラム３１を挟
持するセンターディスク９５を選択するとともに、セン
ターロッド３２から独立させＣボデー２１にスプール４
４．４５を組込み、このスプール４４．４５の端面に突
設したビンを左右室２６゜２７に突出させ、そのスプー
ル４４．４５のビンを左右のダイアフラム３１のセンタ
ーディスク９５によって、このディスク９５の移動最終
段階で押圧し、スプール４４．４５を移動させるように
してもよい。

また、本発明が適用される往復動形アクチュエ〜りは、
実施例のダイアフラムポンプに限られない。複動形シリ
ンダでもよい。

〔発明の効果〕

本発明によれば、スリーブの大径内周面部に密首１■合
するとともに小径内周面部に係合する自己ホールド用凸
部と、スリーブのバルブシート部を開閉する弁体とから
なる自己ホールド手段をスプールに設【プ、ざらにメイ
ンバルブのパイロット圧作用部でのメインバルブ１．７
７換実効圧のＲ士をアクチュエータの往復動部材にて作
動されるスプールの切動作より遅らせ上記メインバルブ
の切換を遅延させるパイロット圧遅延手段を設けたから
、スプールの切換切動作からメインバルブ切換用パイロ
ット実効圧の発生までの間に確実に所定の時間差を生じ
させ、その間に作動圧によるスプールの自己ホールドを
確実に行なわけることができ、メ−（ンバルブの早期切
換による往復動アクチュエータの動作Ｆ７＋Ｉ−，（ハ
ザード）Ｊの誤動作を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の往復動形アクチュエータの切換制御装
近の一実施例を示す断面図、第２図はそのアクチュエー
タの断面図、第３図および第４図は上記制御装置の作用
を説明する断面図、第５図は従来例を示す断面図である
。 ２４・・メインバルブ、２６．２７・・往復動形アクチ
ュエータの両側の作動圧室、３２・・往復動部材として
のセンターロッド、４１・・メインバルブのパイロット
圧作用部、４２・・固定スリーブ、４３・・スプリング
、４４・・供給圧制御用スプール、４５・・パイロット
圧制御用スプール、５５・・大径内周面部、５６・・小
径内周面部、５γ・・バルブシート部、５８．６３・・
排圧室、ｄｌ・・開口端部、６２・・ストッパ、６６・
・自己ホールド圧排出ポート、６８・・供給ポート、６
９・・スリーブ第１外周溝、７０・・第１中間ポート、
１１・・第２中間ポート、７２・・スリーブ第２外周溝
、７３・・第３中間ポート、７４・・第４中間ポート、
１５・・パイロット圧出力ポート、７６・・自己ホール
ド圧Ｍ出用の通路、８１・・閉止部、８２・・スプール
外周溝、８３・・端部外周凸部、８４・・スプール第１
外周溝、８５・・自己ホールド用凸部、８１・・スプー
ル第２外周溝、８つ・・弁体としてのリングバルブ、８
６．８８・・パイロット圧遅延手段としての第１弁部、
第２弁部。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）スプリングリターン式パイロット操作形のメイン
   バルブにより、往復動形アクチュエータの両側の作動圧
   室に対して給排される作動圧を切換制御する装置におい
   て、固定スリーブの内周面に、相互にスプリングを介し
   て離反されるとともに上記アクチュエータの往復動部材
   の一方向および他方向への移動最終段階で上記往復動部
   材と係合して上記スプリングに抗し移動される供給圧制
   御用スプールとパイロット圧制御用スプールとを摺動自
   在に嵌着し、上記スリーブは、上記供給圧制御用スプー
   ルおよび上記パイロット圧制御用スプールが嵌合する大
   径内周面部の片端部に上記パイロット圧制御用スプール
   の一部が嵌合する小径内周面部を設け、この小径内周面
   部の開口端面にバルブシート部を設け、このバルブシー
   ト部をスリーブの一側の排圧室に臨ませ、上記バルブシ
   ート部に対してスリーブの反対側の開口端部に上記供給
   圧制御用スプール係止用のストッパを設け、上記開口端
   部をスリーブの他側の排圧室に臨ませ、この他側の排圧
   室の側から順次に上記大径内周面部に、上記供給圧制御
   用スプールの移動により上記他側の排圧室に連通する自
   己ホールド圧排出ポートと、パイロット圧の供給を常時
   受ける供給ポートと、相互にスリーブ第１外周溝を介し
   て連通する第１中間ポートおよび第２中間ポートと、相
   互にスリーブ第２外周溝を介して連通する第３中間ポー
   トおよび第４中間ポートとを設け、上記小径内周面部に
   パイロット圧出力ポートを設け、上記スリーブ第１外周
   溝は自己ホールド圧排出用の通路を介して上記自己ホー
   ルド圧排出ポートに連通させ、上記供給圧制御用スプー
   ルは、上記自己ホールド圧排出ポートと排圧室との間を
   開閉する閉止部と、上記供給ポートと第１中間ポートと
   を連通するスプール外周溝とを設け、上記パイロット圧
   制御用スプールは、上記第２中間ポートを開閉する端部
   外周凸部と、上記第２中間ポートと第３中間ポートとを
   連通するスプール第１外周溝と、上記大径内周面部に密
   着嵌合するとともに上記小径内周面部に係合する自己ホ
   ールド用凸部と、上記第４中間ポートと上記パイロット
   圧出力ポートとを連通するスプール第２外周溝と、上記
   バルブシート部を開閉する弁体とを、軸方向に順次設け
   、上記パイロット圧出力ポートを上記メインバルブの片
   側のパイロット圧作用部に連通し、このパイロット圧作
   用部でのメインバルブ切換圧の発生を上記往復動部材に
   て作動されるスプールの動作より遅らせ上記メインバル
   ブの切換を遅延させるパイロット圧遅延手段を設けたこ
   とを特徴とする往復動形アクチュエータの切換制御装置
   。
2. （２）パイロット圧遅延手段として、上記スプール第２
   外周溝を介して、上記スリーブの小径内周面と大径内周
   面との間で嵌脱され上記第４中間ポートとパイロット圧
   出力ポートとの間を開閉する第１弁部と、上記バルブシ
   ート部の内周面と上記排圧室との間で嵌脱されバルブシ
   ート部から排圧室へのパイロット圧の流出を押える第２
   弁部とを設けたことを特徴とする特許請求の範囲第１項
   記載の往復動形アクチュエータの切換制御装置。
3. （３）パイロット圧遅延手段として、パイロット圧出力
   ポートとメインバルブとの間に、絞り抵抗と、室とから
   なる遅延回路を設けたことを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の往復動形アクチュエータの切換制御装置。