JPS61282601A - 油圧アクチユエ−タの運転装置 - 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】 本発明は、高速度の往復運動が要求される各種機械を駆
動する油圧アクチュエータの運転装置に関する。

従来、高速度の往復運動が要求される各種機械を駆動す
る油圧アクチュエータの運転装置として、特開昭４９−
７７０７１号公報所載のものが知られている。

このものは、油槽内に中央の通孔から油を取り入れて、
之をピストンの往復運動により両端の加圧室において交
互に加圧し、加圧油を配管により、油圧アクチュエータ
の二重へ交番的に給送する給油シリンダを設けると共に
、この給油シリンダのピストンに往復を与える往復機構
を連係させたことを特徴とするものであって、従来油圧
駆動において不可決とされた電磁切替弁を省き、装置の
簡易化と弁の故障に起因するトラブルの解消とを計ると
共に、給油シリンダにおけるピストンの往復速度により
、給油の切替速度を増大させて、油圧アクチュエータの
毎分数百回以上の高速運転を達成しようとしたものであ
る。

しかしながら、このものは給油シリンダの−方において
給油する時、負荷の掛かっだピストンが中央の通孔の部
分では無負荷となり、他方において油を吐出する時は、
最高の負荷を衝撃的に受けるため、この動作を高頻度で
繰り返えきせると、激しい振動、騒音を発生し、往復機
構に激しい衝撃を与え、その伝動部の破壊を招くおそれ
があり、毎分の運転速度を１２０回以上にすることは不
可能である。

給油シリンダの中央の通孔において油の急激な排出と流
入が繰り返され、油を衝動的に撹乱して振動を起こきせ
るだけでなく、前述した各部の振動、衝撃が油槽に伝わ
り、振動を重畳させるため、油槽を通常よりも大容量で
、且つ、剛強に造らなければならないし、また、油の乳
化、発熱による変質を生じ易い。

給油シリンダのピストンが通孔部を無負荷で通過し、加
圧室の始端で瞬間的に加圧を開始するため、油圧アクチ
ュエータのピストンは衝撃的に加圧されて動作し、アク
チュエータに振動、騒音を発生させる。

油圧アクチュエータが垂直シリンダの場合、ピストンが
上昇限界に達した時、シリンダの下室が殆ど零圧となり
、給油切換の時間差だけピストンを降下させる。

給油シリンダの中央に通孔が開口しているため、通孔の
角部に面取りを施したり、又、通孔部分の内径を拡大し
たりして、ピストンリングが孔角へ当らない様に配慮し
ても、リングの拡張現象により接触が起こり、ピストン
リングの摩耗が甚だしい。等の問題点を有するものであ
った。

本発明は、前述の問題点を解決するためになしたもので
、一対の単動形ピストンポンプの吐出、吸引を行程終端
において零となり、中間において最大となる様に制御し
て、油圧アクチュエータの毎分数百回以上の高速運転を
実現させる油圧アクチュエータの運転装置を提供するこ
とを目的としている。

本発明の技術手段は、図面第１図〜第３図の実施例に示
す様に、油槽１に油の取入部３を内側に、吐出口４，４
゛を外側に向けた一対のシリンダ５，５′を定設し、こ
れらシリンダ５゜５′内に連動杆６により連結したピス
トン８．８′をそれぞれ嵌合し、これらピストン８，８
゛の往復運動により一方のシリンダ５が吐出口４から油
圧アクチュエータＢの一方の室へ油を吐出するとき、他
方のシリンダ５′が油圧アクチュエータＢの他方の室の
油を吸引するようにした一対の単動形ピストンポンプＡ
、Ａ’と、これらピストンポンプＡ、Ａ’の前記ピスト
ン８゜８゛に往復運動を与えさせる初速と終速か零で、
中間が最高速となる不等速運動の往復手段９とを備えさ
せた構成の油圧アクチュエータの運転装置に関するもの
である。

この発明の作用は、不等速の往復手段、９により一対の
単動形ピストンポンプＡ、Ａ’のピストン８，８°を往
復運動きせると、ピストン８．８′が行程終端において
零となり、行程の中間において最大となる可変流量の油
の吐出と吸引を交互に繰り返し、行程終端においてオイ
ルハンマーの現象を生じない毎分数百回以上の油流切り
替えを行ない、油圧アクチュエータを低振動、低騒音下
において毎分数百回の高速で安定的に作動させることに
ある。

次ぎに本発明に関する油圧アクチュエータの運転装置の
実施の一例を図面に基ずいて説明する。

図面第１図〜第３図において、１．は油槽で、油圧駆動
に適した油を収容しである。

Ａ、Ａ’は前記した油槽１内に定設した一対の単動形の
ピストンポンプで、直径を大きくして通孔２により油槽
１と連通させた油の取入部３を内側に、油の吐出ｒ：Ｊ
４　、４　’を外側に向けて油槽１へ取り付けた一対の
シリンダ５．５′に、連動杆６により連結したロッド７
．７′付のピストン８，８°を嵌合して、ピストン８゜
８°の往復運動により一方のシリンダ５が吐出口４から
油を吐出するとき、他方のシリンダ５°が吐出口４′か
ら油を吸引し、他方のシリンダ５′が吐出口４′から油
を吐出するとき、一方のシリンダ５が吐出口から油を吸
引する。

９は前記した一対の単動形ピストンポンプＡ、Ａ’にお
けるピストン８，８°に往復運動を与えきせるクランク
で、ロッド１０により前記した一対の単動形ピストンポ
ンプの一方Ａ′におけるピストン８°に連結し、駆動軸
１１へ動力を伝達して、図面第１図〜第３図に示す方向
へ毎分数百回以上の速度で回転きせ、前記ピストン８′
と８にこれと同数の往復運動を行なわせるものであって
、この往復運動の速度は第５図〜第７図に示す左右の死
点イ、トにおいては零であり、前記死点イ又はトから中
間点二、ヌに至る迄漸増し、図面第６図に示す中間点二
、ヌにおいて最大となり、中間二、ヌを越えると漸減し
て、ト又はイにおいて零となる不等速となるものであり
、この変化の状態をクランク９の３０゛毎の進相イ９９
ロ、ハ二、ホ、へ、ト。

チ、す、ヌ、ル２才とこれに伴う一対のピストン８．８
′の移動点イ゛１ロ゛、ハ゛、二′、ホ′、へ゛。

ト′、チ′、す′、ヌ′、ル′１オ゛とイ”、Ｏ＃、ハ
“、二″。

ホ″、へ“、ト″、チ″、す、ヌ“、ル“、オ”により
表示したのが第４図である。

Ｂは往復式、揺動式等の油圧アクチュエータで、図面第
１図及び第３図に示す往復式の場合は、シリンダ１２内
にロッド１３．１３’の一方により被動体（図面には示
してない）へ伝動させるピストン１４を嵌合し、その両
側にシリンダ１２の端末に設けた嵌合部１５．１５’へ
僅かな隙間で嵌り合うプランジャ１６．１６’を設け、
前記シリンダ１２の下側の室に前記した一方の単動形ピ
ストンポンプＡの吐出口４に通ずる配管１７を接続し、
上側の室に他方の単動形ピストンポンプＡ′の吐出口４
′に通ずる配管１７′を接続したものである。

尚、前記実施例において、油圧アクチュエータＢにおけ
るシリンダ１２の容量に対して、単動形ピストンポンプ
Ａ、Ａ’の吐出及び吸引の容量を少なく設定することが
条件である。

図面第８図は他の実施例を示すもので、一対の単動形ピ
ストンポンプＡ、Ａ’が前記実施例と異なるもので、こ
の部分のみに付いて図解と説明を行なう。

油槽１内にこれと通孔２により連通ずる油の取入部３を
挾んで外側に吐出口４，４′を設けた一対のシリンダ５
，５′を設け、これらシリンダ５，５′内に連動杆６に
より連結したロッド７．７°付のピストン８，８°を嵌
合し、これらピストン８，８′にシリンダ５，５′の油
の吐出口４，４′へ向かって移動するとき閉じ、油の取
入部３へ向かって移動するとき開く弁２１．２１’を設
けてあり、これら弁２１．２１’の構造と配置状態は拡
大して一方２１だけを示すと、第９図及び第１０図の通
の構成のものであって、一部の構成は第１図〜第３図に
示すものと異なるが、作用効果は同一である。

前記実施例に示す装置において、クランク９を回転させ
、一対の単動形ピストンポンプＡ。

Ａｏのピストン８，８”を往復運動きせると、これらピ
ストン８，８°は不等速運動するもので、その状態を図
解したのが、図面第４図〜第７図で、クランク９が第５
図に示す様に右側の死点イに位置するときは、ピストン
８は死点イ′でピストン８′は死点イ“で静止し、シリ
ンダ５の吐出口４よりの油の吐出量とシリンダ５′の吐
出口４°よりの油の吸引量を零とする。しかし、クラン
ク９が第４図に示すように０点に回転するときは、ピス
トン８はイ゛−口゛、ピストン８′はイ”−口“の距離
を進み、クランク９がハ点に回転するときは、ピストン
８は口′−ハ′、ピストン８′は口”−ハ“の距離を進
み、クランク９が二点に回転するときは、ピストン８は
へ′−二′、ピストン８′はノぜｍ；”の距離を進んで
二′、二″の位置迄移動量を漸増し、シリンダ５の吐出
口４よりの油の吐出量と、シリンダ５′の吐出口４゛よ
りの油の吸引量を増加し、二′二”の位置で最大となる
。

次ぎにクランク９が第４図においてホ点に回転するとき
は、ピストン８は二゛−ホ゛、ピストン８′は二“−ホ
“の距離を進み、クランク９がへ点へ回転するときは、
ピストン８はホ′−ヘ′、ピストン８′はホ“−へ”の
距離を進み、クランク９がト点へ回転するときは、ピス
トン８はへ′−ト、ピストン８′はへ“−ト“の距離を
進んでト−ト“の位置までは移動距離を漸減し、シリン
ダ５，５°の吐出口４，４′よりの油の吐出口と吸引量
を減少許せ、第７図に示すト′とト“の位置で最小の零
となり、以後クランク９はチ、す、ヌ、ル、オ各点を反
対の方向へ回転してイ点へ戻るもので、これに伴いピス
トン８と８゛はチ′、チ“の位置からイ′、イ”の位置
へ向かって進み、シリンダ５゛の吐出口４”からの油の
吐出を、シリンダ５の吐出口４からの油の吸引を行なう
。

この際のピストン８と８′の移動距離はドとト”におい
て零、ヌ′ヌ“において最大、イ”とイ“において零と
なるため、吐出口４′よりの油の吐出と吐出口４よりの
油の吸引はト′とト“において零、ヌ′ヌ“において最
大、イ′、イ”において零となるため、吐出口４゛より
の油の吐出と、吐出口４よりの油の吸引とはト′とト“
で零、ヌ′ヌ“へ向かうに従って増大し、ヌ°ヌ”で最
大となり、イ′とイ”へ向かうに従って減少し、イ゛、
イ“で零となる様に変化する。このため、一対の単動形
ピストンポンプＡ、Ａ’内には吐出時オイルハンマーの
現象が起こらず、従ってピストンポンプＡとＡ′は振動
、衝撃を生じない静粛な送油動作を行ない、吐出口４，
４′より油圧アクチュエータＢの上下の室へ交互に油の
吐出と吸引を行なう。

従って油圧アクチュエータＢのピストン１４は下室へ油
が吐出されるとき上昇し、上室へ油が吐出されるとき下
降される動作を繰り返して被動体を駆動するもので、そ
の行程終端において油圧が零となるから、油圧アクチュ
エータＢは毎分数百回の高速運転にも振動、衝撃を生じ
ず、静粛に動作するものである。

更に、この装置の作動の詳細を図面第１図及び第３図に
基すいて説明する。

クランク９が第１図に矢印で示す方向に回転して、１対
の単動形ピストンポンプＡ、Ａ’のピストン８，８′を
矢印の方向に移動させると、シリンダ５内のピストン８
は取入部３から取り入れた油を吐出口から吐出して、配
管１７により油圧アクチュエータＢにおけるシリンダ１
２の下室へ押し込み、シリンダ５′内のピストン８′は
油圧アクチュエータＢにおけるシリンダ１２の上室の油
を配管１７′を通して吐出口４′から吸引する。このた
めピストン１４は上方へ移動し、第３図に示す行程終端
においてプランジャ１６′が嵌合部１５゛に嵌り込むと
、シリンダ１２の室にサージ圧が発生するため、ピスト
ン１４はショックを与えられずに行程を終わる。

このときは、クランク９が１８０°回転して死点に達し
、油の吐出と吸引を停止するが、死点を越えると反対の
方向へ回転し、ピストン８と８′を第３図に矢印で示す
方向へ移動させる。

このためピストン８°は取入部３から取り入れた油を吐
出口４′から吐出して配管１７′により油圧アクチュエ
ータＢにおけるシリンダ１２の上室へ押し込み、シリン
ダ５内のピストン８は油圧アクチュエータＢにおけるシ
リンダ１２の下室の油を配管１７を通して吸引するため
、ピストン１４は下降して行程終端に達し、此処でプラ
ンジャ１６が嵌合部１５へ嵌りこむため、サージ圧が発
生してピストン１４にショックを与えない様に行程を終
わって死点に至り、以後、前記した行程を繰り返すもの
である。

従って、この装置により油圧アクチュエータＢを駆動す
る場合の騒音は５０〜６０ホ一ン程度に抑えられ、油圧
系より発する音よりも、往復手段の機械系より発する音
の方が大きい状態であった。

本発明に関する油圧アクチュエータの駆動装置は、一対
の単動形ピストンポンプが行程終端において、吸入、吐
出の量が零となり、中間で最大となる様に漸増、漸減す
る特性をそのまま利用したから、油圧アクチュエータの
高速駆動において不可避とされた行程終端でのピストン
の衝撃を殆どなくし、毎分数百回以上の往復運動を実現
させ得たもので、その作動音は、５０〜６０ホーンと低
く、傍にいても振動を、感じない程度のものであるから
、高速度の往復運動が要求きれる例えば、製材用の長鋸
盤の駆動装置として充分な実用性を有し、且つ、この装
置は、一対のシリンダの外側から油の吐出と吸引を行な
う一対の単動形ピストンポンプを用いるから、中央に通
孔を設けた先願発明と異なり、油槽内の油が攪乱されな
いため、これに起因する振動対策として油槽を大形で、
且つ、剛強なものとする必要がなく、又、攪乱による油
の乳化９発熱等を生じないから油の変質が少なく、更に
、通孔により生じたピストンリングの損傷が皆無となっ
て、長期間の安定作動が保証され、しかも構造が至って
簡単である特有の効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第３図は本発明に関する装置の一実施の構造と
作用を示す縦断正面図。第４図は同上装置における往復
手段の３０°毎の進相と単動形ピストンポンプの不等速
運動との関係を示す説明図。第５図〜第７図は往復手段
と単動形ピストンポンプの行程を示す縦断側面図。第８
図は装置の他の実施例を示す部分断面図。第９図は同上
におけるピストンポンプにおけるピストンの拡大断面図
。第１０図は同上側面図である。 図中１は油槽、Ａ、Ａ’は単動形ピストンポンプ、５，
５′はシリンダ、８．８’はピストン、Ｂは油圧アクチ
ュエータ、１７．．１７’は配第４図 第６図 第７図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 油槽内に油の取入部を内側に、吐出口を外側に向けた一
   対のシリンダを定設し、これらシリンダ内に連動杆によ
   り連結したピストンをそれぞれ嵌合し、これらピストン
   の往復運動によりー方のシリンダが吐出口から油圧アク
   チュエータの一室へ油を吐出するとき、他方のシリンダ
   が油圧アクチュエータの他方の室の油を吸引するように
   した一対の単動形ピストンポンプと、これらピストンポ
   ンプの前記ピストンに往復運動を与えさせる初速と終速
   が零で、中間が最高速となる不等速運動の往復手段とを
   備えさせたことを特徴とする油圧アクチュエータの運転
   装置。