JPS6325233B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は複動型の油圧振動アクチユエータ用の
ロータリ弁に関するものである。

複動型の油圧振動アクチユエータは第１図に示
す如く、シリンダ１とこのシリンダ１内を二つの
油室２，３に分割するピストン４から構成されて
おり、油室２，３へ交互に作動油を給排すること
でシリンダ１とピストン４を相対的に作動させる
ものである。油圧振動アクチユエータの二つの油
室２，３への作動油の給排制御は、油圧振動アク
チユエータの両油室２，３に夫々接続された油路
５，６、高圧油路７およびタンク油路８間に介装
され、油圧振動アクチユエータの一方の油室２と
高圧油路７を接続すると共に他方の油室３とタン
ク油路８を接続する切換状態と、他方の油室３と
高圧油路７を接続すると共に一方の油室２とタン
ク油路８を接続する接続状態を交互に繰り返す連
続回転型のロータリ弁９によつて行なわれるよう
になつている。ロータリ弁９は油圧モータ１０に
よつて回転駆動され、その結果油圧振動アクチユ
エータの両油室２，３は交互に高圧油路７とタン
ク油路８に接続され、シリンダ１とピストン４が
相対的に振動する。油圧振動アクチユエータはそ
のシリンダ１を直接あるいはピストン４をピスト
ンロツド１１を介して加振しようとする部材１２
に給合して当該部材１２を加振するものである。
図ではピストン４をピストンロツド１１を介して
部材１２へ結合した例を示している。そしてこの
場合、シリンダ１とピストン４の相対的な振動が
効果的に部材１２に伝わるようシリンダ１は充分
に大きな質量をもつている。ロータリー弁９は、
油圧モータ１０によつて回転され油室２と高圧油
路７を接続すると共に油室３とタンク油路を接続
する切換状態と、油室３と高圧油路７を接続する
と共に油室２とタンク油路を接続する切換状態を
繰り返し、前者の切換状態では油圧振動アクチユ
エータのピストン４が油室３方向へ駆動され、後
者の切換状態ではピストン４が油室２方向へ駆動
される。その結果ピストン４は、 (1) 油室３方向への駆動 (2) 油室３方向の行程端での停止 (3) 油室２方向への駆動 (4) 油室２方向の行程端での停止 を１サイクルとしてシリンダ１との相対的な移動
が繰り返される。上記の１サイクル中(2)および(4)
は何れも、相当な慣性力を有して移動するピスト
ンを停止するものであるから、ピストン４の移動
方向の油室３または２からの作動油の排出を制限
することでピストン４を停止する必要がある。こ
の際ピストン４は、その移動方向の油室３または
２からの作動油の排出がロータリ弁によつて完全
に停止されたとしてもピストン４の慣性力と油室
３または２内の油の圧縮性に基づき尚、若干量移
動する関係上、ピストン４の移動方向と反対側の
油室２または３への作動油の供給の遮断をピスト
ン４の移動方向の油室３または２からの作動油の
排出の遮断と同時に行つたのでは、ピストン４の
移動方向と反対側の油室２または３の油圧が負圧
となり、キヤビテーシヨン発生の原因となる。こ
のような問題に対処するため、ピストン４の移動
方向と反対側の油室２または３への圧油の供給の
遮断は、ピストン４の移動方向の油室３または２
からの作動油の排出の遮断に比してある遅れをも
たせることが考えられる。具体的には、油圧振動
アクチユエータの一方の油室とタンク油路８の接
続が断たれるロータリ弁９の弁ロータ回転位置に
対し他方の油室と高圧油路７の接続が断たれるロ
ータリ弁９の弁ロータ回転位置を、弁ロータの回
転方向に一定量遅角させるのである。ところが、
この遅角角度を大きく取りすぎると、前記キヤビ
テーシヨンは防止されるものの油圧振動アクチユ
エータが充分な振巾を確保できなくなり、この意
味で効率が低下してくる。したがつて、この遅角
角度の最適値はキヤビテーシヨンを起さない範囲
で可及的に小さくすることが望ましいのである
が、この最適値は、油圧振動アクチユエータの構
成、部材の抗振動力、高圧油路７に供給される油
圧力、油圧振動アクチユエータの振動数等の影響
を受けて大きく変化する。これら要因のうち、油
圧振動アクチユエータの構造、高圧油路７に供給
される油圧力等は、当該油圧振動アクチユエータ
を設計する際一定の値に決められるものである
が、部材１２の抗振動力、油圧振動アクチユエー
タの振動数等は大きく変動する性質をもつてい
る。すなわち、部材１２の抗振動力は、例えば部
材１２が土中に打込まれあるいは土中から引き抜
かれる杭であり油圧振動アクチユエータが振動式
杭打抜機として用いられる時を考えれば、土質あ
るいは杭の種類、杭の貫入量により大きく変化す
るものであり、また油圧振動アクチユエータの振
動数は、杭打抜の場合にあつては、土質、杭の種
類およびその貫入量に応じて最も効率の良い杭打
抜を達成するため変動させねばならないものであ
る。したがつて、ロータリ弁９の前記遅角角度は
油圧振動アクチユエータの振動効率を追求するた
めには、容易に調整できるものでなければならな
い。本発明は、この遅角角度を容易に調整しうる
ロータリ弁を提供しようとするものである。以下
本発明のロータリ弁の実施例を第２図以下に基づ
いて詳細に説明する。

第２図は本発明のロータリ弁の一実施例であ
り、弁本体２１内へ弁スリーブ２２を嵌挿し、こ
の弁スリーブ２２内へ弁ロータ２３を回転並びに
軸方向に移動自在に嵌挿している。弁ロータ２３
には軸方向に離間した二つのランド部２４，２５
が設けられており、このランド２４，２５によ
り、弁スリーブ２２と弁本体２１で画定される空
間は、左右のタンク室２６，２７と中央の高圧室
２８とに分割されている。左右のタンク室２６，
２７は弁本体２１に設けたポート２９，３０を通
してタンク油路８へ接続しており、高圧室２８は
弁スリーブ２２のポート３１、弁本体の環状溝３
２、ポート３３を通して高圧油路９に接続してい
る。弁ロータ２３の左右のランド部２４，２５が
摺接する弁スリーブ２２上には、ポート３４，３
５が設けられており、これらのポート３４，３５
は夫々弁本体２１に設けた環状溝３６，３７およ
びポート３８，３９を通して油圧振動アクチユエ
ータへの油路５および６へ接続している。弁スリ
ーブ２２の前記各ポート３１，３４，３５は夫々
円周方向に等間隔に４個づつ配置されており、特
にポート３４と３５は各対応する４個のポートが
夫々軸線に沿う位置に配置されている。弁ロータ
２３の左右のランド部２４，２５の外面には、
夫々弁ロータ２３の回転軸線を中心にして90゜の
間隔をもつて軸線に平行な４つの排出溝４０およ
び４１が設けられており、これらの排出溝４０お
よび４１は夫々左右のタンク室２６および２７に
接続されている。各ランド部２４と２５に夫々設
けた前記排出溝４０と４１は、弁ロータ２３の回
転軸線まわりで互に45゜の角度でずれている。各
隣接する排出溝４０に狭まれたランド部２４外周
には、弁ロータ２３の軸線に対して傾斜した供給
溝４２が設けられており、この４個供給溝４２は
高圧室２８に接続されている。また各隣接する排
出溝４１に狭まれたランド部２５外周には、弁ロ
ータ２３の軸線に対して傾斜した供給溝４３が設
けられており、この４個の供給溝４３は高圧室２
８に接続されている。弁ロータ２３は弁スリーブ
２２内でＡ方向に回転並びに軸線方向に移動可能
になつており、弁ロータ２３のＡ方向への回転に
より弁スリーブ２２のポート３４は供給溝４２と
排出溝４０に交互に接続されまた、弁スリーブ２
２のポート３５は排出溝４１と供給溝４３に交互
に接続される。弁スプール２３が軸線方向の一終
端（第２図の状態）に移動されているときには、
弁スリーブ２２のポート３４が供給溝４２に接続
される弁ロータ２３の回転位置（以下ポート３４
供給接続位置という）とポート３５が排出溝４１
に接続される弁ロータ２３の回転位置（以下ポー
ト３５排出接続位置という）、ポート３４が排出
溝４０に接続される弁ロータ２３の回転位置（以
下ポート３４排出接続位置という）とポート３５
が供給溝４３に接続される弁ロータ２３の回転位
置（以下ポート３５供給接続位置という）、ポー
ト３４が供給溝４２から遮断される弁ロータ２３
回転位置（以下ポート３４供給遮断位置という）
とポート３５が排出溝４１から遮断される弁ロー
タ２３回転位置（以下ポート３５排出遮断位置と
いう）、およびポート３４が排出溝４０から遮断
される弁ロータ２３の回転位置（以下ポート３４
排出遮断位置という）とポート３５が供給溝４３
から遮断される弁ロータ２３の回転位置（以下ポ
ート３５供給遮断位置という）が夫々同じになる
ように設定されている。前記供給溝４２および４
３の弁ロータ軸線に対する傾斜は、弁スプール２
３が第２図の位置から右動するに従つてポート３
４供給接続位置とポート３４供給遮断位置および
ポート３５供給接続位置とポート３５供給遮断位
置が夫々遅角するよう傾斜させてあり、このた
め、弁スプール２３を第２図の位置から右動する
ときは、ポート３５排出接続位置に対してポート
３４供給接続位置が、ポート３５排出遮断位置に
対してポート３４供給遮断位置が、ポート３４排
出接続位置に対してポート３５供給接続位置が、
ポート３４排出遮断位置に対してポート３５供給
遮断位置が、夫々遅れるようになつている。４４
は弁ロータ２３を回転駆動するための油圧モータ
であつて、この油圧モータ４４の軸４５と弁ロー
タ２３のランド部２５から伸びる軸４６はスプラ
インカツプリング４７によつて連結されている。
スプラインカツプリング４７による連結は、弁ロ
ータ２３の軸線方向の移動を許容する。４８は弁
ロータ２３のランド部２４から本体２１外へ伸び
る軸であつて、この軸４８を回転接手（図示せ
ず）を介して操作することで弁ロータ２３を軸線
方向へ移動させるようになつている。

以上の如く構成したロータリー弁は、その弁ロ
ータ２３を第２図の位置（軸線方向に左に移動さ
せた終端位置）にして回転させたときのポート３
４とポート３５の排出遮断位置、供給遮断位置、
排出接続位置、供給接続位置の関係は、第３図の
如くなる。すなわち第３図は横軸に弁ロータ２３
の回転角度をとり、縦軸正方向に高圧室２８への
接続面積、縦軸負方向にタンク室２６又は２７へ
の接続面積を夫々とり、旦つ図中に接続ポート３
４，３５の記号を付したものであるが、この状態
においては、ポート３４の排出接続位置とポート
３５の供給接続位置、ポート３４の排出遮断位置
とポート３５の供給遮断位置、ポート３４の供給
接続位置とポート３５の排出接続位置、ポート３
４の供給遮断位置とポート３５の排出遮断位置が
夫々同一の弁ロータ２３回転角度上にある。

弁ロータ２３を第２図の位置から右に移動させ
ると、ポート３４の排出接続位置に対してポート
３５の供給接続位置が、ポート３４の排出遮断位
置に対してポート３５の供給遮断位置が、ポート
３５の排出接続位置に対してポート３４の供給接
続位置が、ポート３５の排出遮断位置に対してポ
ート３４の供給遮断位置が、夫々相対的に遅角す
るので、弁ロータ２３を第２図において右方向に
移動させた終端位置では、これらの関係は第４図
の如くなる、上記遅角の度合は弁ロータ２３の右
方向への移動量を調節することによつて調節でき
る。上記実施例においては、弁スリーブ２２を弁
本体２１へ固定すると共に弁ロータ２３を軸線方
向に移動できるようにしたものについて説明した
が、弁ロータ２３を弁本体２１に対して軸線方向
に移動不能に設けると共に弁をスリーブを軸線方
向に移動調節できるように構成しても良いこと勿
論である。

また上記実施例においては、排出溝４０，４１
を弁ロータ２３の軸線に沿うものとし、供給溝４
２，４３を弁ロータ２３の軸線と傾斜するよう各
ランド部２４，２５に設けたが、供給溝４２，４
３を弁ロータ２３の軸線に沿うものとし排出溝４
０，４１を弁ロータ２３の軸線と傾斜するよう各
ランド部２４，２５に設けても良いこと勿論であ
る。

また、以上説明してきた実例並びにその改変例
においては、各排油溝４０，４１供給溝４２，４
３を画定するエツジを平行にすることで弁ロータ
２３と弁スリーブ２２の相対的な一方向への移動
により、ポート３４の排出接続位置に対してポー
ト３５の供給接続位置を、ポート３４の排出遮断
位置に対してポート３５の供給遮断位置を、ポー
ト３５の排出接続位置に対してポート３４の供給
接続位置を、ポート３５の排出遮断位置に対して
ポート３４の供給遮断位置を、夫々相対的に同一
角度だけ遅角させるようにしたが、これらの遅角
角度は必ずしも同一にする必要はなく、例えば第
５図に示す如くポート３４の排出遮断位置に対す
るポート３５の供給遮断位置並びにポート３５の
排出遮断位置に対するポート３４の供給遮断位置
のみが相対的に遅角するよう構成しても良いこと
勿論である。この場合の弁ロータ２３の供給溝４
２，４３の形状は、第２図に二点鎖線で示す如く
形成すれば良い。

いずれにしても本発明のロータリ弁は複動型の
油圧振動アクチユエータの二つの油室の一方を高
圧油路へ接続すると共に他方の油室をタンク油路
へ接続する切換状態と、二つの油室の他方を高圧
油路へ接続すると共に一方をタンク油路に接続す
る切換状態を交互に繰り返すための、弁ロータと
当該弁ロータを回転自在に受容する弁スリーブと
からなる連続回転型のロータリー弁であつて、弁
ロータと弁スリーブを弁ロータの回転軸線に沿つ
て相対移動できるように構成すると共にこの相対
移動により、油圧振動アクチユエータの油室とタ
ンク油路の接続が断たれる弁ロータ回転位置に対
し、油圧振動アクチユエータの油室と高圧油路の
接続が断たれる弁ロータ回転位置の遅角々度が変
化するよう構成することにより、極めて容易に油
圧振動アクチユエータの一方の油室とタンク油路
の接続が断たれる弁ロータ回転位置に対し油圧振
動アクチユエータの他方の油室と高圧油路の接続
が断たれる弁ロータ回転位置を相対的に遅角調整
し得るものであるから、油圧振動アクチユエータ
を極めて効率良く駆動することができるものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、油圧振動アクチユエータの制御回路
の説明図、第２図は本発明に係る複動型の油圧振
動アクチユエータ用のロータリ弁の一実施例の説
明図、第３図および第４図は第２図のロータリ弁
の接続状態説明図、第５図は本発明に係るロータ
リ弁の他の実施例における接続状態説明図であ
る。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 複動型の油圧振動アクチユエータの二つの油
   室の一方を高圧油路へ接続すると共に他方の油室
   をタンク油路へ接続する切換状態と、二つの油室
   の他方を高圧油路へ接続すると共に一方をタンク
   油路に接続する切換状態を交互に繰り返すため
   の、弁ロータと当該弁ロータを回転自在に受容す
   る弁スリーブとからなる連続回転型のロータリー
   弁であつて、弁ロータと弁スリーブを弁ロータの
   回転軸線に沿つて相対移動できるように構成する
   と共にこの相対移動により、油圧振動アクチユエ
   ータの油室とタンク油路の接続が断たれる弁ロー
   タ回転位置に対し、油圧振動アクチユエータの油
   室と高圧油路の接続が断たれる弁ロータ回転位置
   の遅角角度が変化するよう構成したことを特徴と
   する複動型油圧振動アクチユエータ用のロータリ
   弁。