JPS6351870A

JPS6351870A - 油圧式シリンダ制御用の油圧式バルブ組立体

Info

Publication number: JPS6351870A
Application number: JP16412687A
Authority: JP
Inventors: ギデオン・ビー・アリール
Original assignee: Wilson Sporting Goods Co
Current assignee: Wilson Sporting Goods Co
Priority date: 1986-08-19
Filing date: 1987-07-02
Publication date: 1988-03-04
Also published as: DE3709900A1; GB2194309B; GB8703319D0; GB2194309A

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】灸朋バ景」」で１１− この発明は、油圧式バルブ組立体に関し、特に、シリン
ダ内のピストンの動きを制御するための油圧式バルブ組
立体に関するものである。

この発明は運動器具において特有の効果を呈し、この発
明の特定実施例は運動器具に関して説明されている。し
かしながら、この発明はその他の装置にも用いることが
できることは理解されよう。

米国特許第４，３５４，６７６号明細書には、エキササ
イズ・バーが油圧式のシリンダ組立体により制御される
運動器具が開示されている。シリンダ組立体のピストン
は、エキササイズ・バーに連結されており、ピストンに
よってシリンダから押し出される作動油の流れは、ステ
ッピング・モータにより作動されるバルブによって制御
される。作動油の圧力は圧力変換器により検知される。

マイクロプロセッサを備えたサーボ機構が、作動油の圧
力とエキササイズ・バーの位置とを監視し、ステッピン
グ・モータの位置を調節するためのフィードバック制御
を可能とする。この結果、バルブが作動油の流量を調節
すべく開閉される。このようにして、使用者が使わなけ
ればならない力、および／または、エキササイズ・バー
の動きの速度を変えるように、エキササイズ・バーの上
の抵抗が調節される。

この発明は、サーボ式制御バルブと、チェックバルブと
、圧力変換器と、作動油の受液器とを１つの組立体に組
み込んだ油圧式バルブ組立体を提供する。この組立体は
簡単に且つ安価に製造することができ、短く単純な作動
油の流れは、流体抵抗を減じると共に、バルブの性能を
向上させる。

受液器はシリンダとタンクとの間の圧力低下を防止する
ように加圧され、圧力の読取りはより一層正確となる。

この発明は、添付図面に示された実施例に関連して以下
に説明される。

一赴ゆ凍−族１ノｌ■− ます、第１図について説明する。油圧式シリンダ組立体
１０は、ヘッド側端部１２およびロッド側端部１３を有
するシリンダ１１と、このシリンダ１１内で往復動可能
なピストン１４と、摺動可能にロッド側端部１３を通っ
て延びるピストンロッド１５とを具備している。従来一
般のシールがピストンロッド１５とシリンダ１１のロッ
ド側端部１３との間に設けられている。ピストンロッド
１５の外側の端部は、米国特許第４，３５４，６７６号
明細書に開示されているようなエキササイズ・バーに取
り付けられる。

作動油配管１７．１８は、シリンダ１１の端部１２．１
３に連結されると共に、シリンダ１１の両端部１２．１
３間の作動油の流れを制御する油圧式バルブ組立体２０
に接続されている。このバルブ組立体２０は、−対のポ
ート２２．２３を有するハウジング（バルブ・ハウジン
グ）２１若しくはブロックを具備しており、ポート２２
．２３には配管１７．１８が連結される。内部の流路（
高圧側流路）２４はポート２２．２３と連通している。

作動油の受液器２５が、取付管２７によって、ハウジン
グ２１に取り付けられ、内部の流路（低圧側流路）２６
に連通されている。この流路２６は、３本の流路２８．
２９．３０によって流路２４に連通されている。

ハウジング２１内の流路は、ハウジング２１をドリル加
工することによって作ることができ、ブラダ３１．３２
．３３が流路２６．２８．２９の端部を閉じる。

スプールバルブ（制御バルブ）３５が、流路２４から流
路２６への作動油の流れを制御するために、制御バルブ
流路３０に設けられている。流路２４中の一対のチェッ
クバルブ３６．３７は、ピストン１４によってシリンダ
１１から押し出された作動油が、流路２４から流路３０
に流入して、スプールバルブ３５に流れるのを許容する
。また、流路２８．２９中の一対のチェックバルブ３８
．３９によって、作動油は、スプールバルブ３５から流
路２６を通って流路２８または流路２９に流入すること
ができる。チェックバルブ３６．３７間の流路２４には
、作動油の圧力を測定するために、圧力変換器４０が接
続されている。

作動油の受液器２５は、ハウジング４２と、このハウジ
ング４２内に設けられた可撓性および弾性を有するゴム
製の貯気槽若しくはブラダ−（ｂｌａｄｄｅｒ）４３と
を備え、ハウジング４２は取付管Ｚ７に接続されている
。ハウジング４２とブラダ−４３との間の空間４４は、
チェックバルブ４５を通る空気により加圧される。

以下、更に詳細に説明する。スプールバルブ３５は流路
３０を通って流路２４から流路２６に流れる流量を制御
する。ピストン１４が下方に押された場合、高圧の作動
油が、シリンダ１１のヘッド側端部１２から押し出され
、配管１７を経て、チェックバルブ３６を通って高圧側
流路２４に流入する。また、低圧の作動油が、スプール
バルブ３５から低圧側流路２６を通って、チェックバル
ブ３８および流路２８を経て、シリンダ１１のロッド側
端部１３に流れる。余分な作動油は受液器２５に流入す
る。ピストン１４を動かずのに必要な力、および／また
は、ピストン１４の移動速度は、スプールバルブ３５を
開閉することによって制御される。

一７＝ピストン１４が上方に動かされると、高圧の作動油が、
シリンダＸ１のロッド側端部１３から押し出され、チェ
ックバルブ３７を通って高圧側流路２４に流入する。ま
た、低圧の作動油が、チェックバルブ３９を介してシリ
ンダ１１のヘッド側端部１２に戻る。

必要とされる補償用の作動油は、受液器２５から送られ
る。

加圧された作動油の受液器２５はバルブ組立体２０の一
体部分であり、従って、一体部分でなければ必要される
管や連結具が不要である。受液器２５のブラダ−４３と
ハウジング４２どの間の空気圧力は、低圧側流路２６に
作動油を押し入れ、受液器２５とシリンダ１１との間に
通常存する圧力低下を防止する。

作動油と加圧空気とのゴム製ブラダ−４３による分離は
、作動油中への空気の混入を防止し、作動油中の圧縮性
空気によって引き起こされるエキササイズ・バーの“遊
び°°を除去する。

次に、第２図について説明する。スプールバルブ３５は
、はぼ円筒形のスリーブ４８と、スプール４９とを具備
している。スリーブ４８はバルブ組立体のハウジング２
１の穴５０内に取り付けられ、キャップが穴５０の一端
を閉じ、スリーブ４８の一端を固定している。

ステッピング・モータ５２がモータ取付ブロック５３に
よってハウジング２１に取り付けられ、このブロック５
３はスリーブ４８の他端を固定している。ステッピング
・モータ５２は従来から知られているものであり、外側
にねじが切られた軸５４を有し、この軸５４はモータ５
２により正逆両方向に回転されるようになっている。軸
５４は管状のアダプタ５５にねじ込まれ、アダプタ５５
は合せビン５６によって回転が抑制されている。合せビ
ン５６は、モータ取付ブロック５３に取り付けられ、ま
た、アダプタ５５を介して延びている。

剛性のスプールバルブ駆動ワイヤ５８がアダプタ５５の
内側端部に固定され、この駆動ワイヤ５８の左端は、ス
プール４９の左端と螺合されるねじ付き取付部５９を有
している。モータの軸５４が回されると、アダプタ５５
は、合せビン５６に沿って、ステッピング・モータ５２
に対して直線的に往復動し、駆動ワイヤ５８はスリーブ
４８内で軸線方向にスプール４９を動かす。

第３図〜第５図から理解されるように、スリーブ４８は
、円筒形の内面６１と、ハウジング２１の穴５０の内面
と係合する軸線方向に互いに離隔された３つの環状肩部
６２．６３．６４とを備えている。肩部６３．６４には
、Ｏリング・シールのための７１４６５．６６が設けら
れている。また、スリーブ４８には、４つの円形ポート
６７が肩部６２．６３の間に貫設されており、また、４
つの三角形ポート６８が肩部６３．６４の間に貫設され
ている。

第６図において、スプール４９は、本体部分７０と、一
対の放射方向に拡大された凸部７１．７２とを有してい
る。各凸部７１．７２の外面には、軸線方向に互いに離
隔された周方向に延びる溝７３が設けられている。スプ
ール４９の中央には穴７４が延びており、この穴７４は
、駆動ワイヤ５８を固定するためのねじ部分７５が内面
に設けられている。

第２図に戻り、スプールバルブ３５は、スリーブ４８内
の三角形ポート６８に対してスプール４９の凸部７２を
位置調節することによって、高圧側流路２４と低圧の流
路２６との間の流れを制御する。凸部７２が完全にポー
ト６８を覆うと、作動油の流れは遮断される。凸部７２
は駆動ワイヤ５８によって右方に移動されると、三角形
ポート６８は、その頂点から始まり、徐々に露出されて
いく。これによって、作動油は、円形ポート６７を通っ
てスリーブ４８の左端に流入し、三角形ポート６８を経
てスリーブ４８の右端から流出する。作動油の流れは、
凸部７２と三角形ポート６８とにより調整され、各ポー
ト６８の三角形状は、ポート６８の調整エツジを横切る
流力を減じる。

剛性の駆動ワイヤ５８は、右方に引っ張るのと同様に、
スプール４９を左方に押すこともできる。スプール４９
を動かすためのワイヤの使用は、スリーブ４８に対する
スプール４９の側面負荷を防止する。

以上のこの発明の特定実施例の詳細な説明は例示の目的
でなされたが、本明細書における詳細の多くが、この発
明の精神および範囲を逸脱することなく、当業者により
色々と変更されることは理−１１＝解されるであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に従って形成された油圧式バルブ組立
体と油圧式シリンダの概略説明図、第２図はサーボ式制
御バルブであるスプールバルブとステッピング・モータ
の断面図、第３図はスプールバルブのスリーブの側面図
、第４図はスプールバルブのスリーブの端面図、第５図
はスプールバルブのスリーブの長手方向断面拡大図、第
６図はスプールバルブのスプールの長手方向断面図であ
る。図中、１０：油圧式シリンダ組立体２０：油圧式バルブ組立体２１：ハウジング（バルブ・ハウジング）２２．２３：
ポート　　　　２４：流路（高圧側流路）２５：受液器
　　　　　２６：流路（低圧側流路）３０・流路（制御
バルブ流路）３５ニスプールバルブ（制御バルブ）３６．３７，３８，３９：チェックバルブ４０：圧力変
換器　　　４２：ハウジング４３ニブラダー　　　　　
４４：空間４８ニスリーブ　　　　　４９ニスプール５２ニスチツ
ピング・モータ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）（ａ）油圧式シリンダに連結されるようになって
いる第１および第２のポートと、（ｂ）前記第１および第２のポートに連結された高圧側
流路と、（ｃ）作動油を、前記第１のポートから前記高圧側流路
に流通させるが、前記高圧側流路から前記第１のポート
に流通させないように、前記高圧側流路に設けられた第
１のチェックバルブと、（ｄ）作動油を、前記第２のポートから前記高圧側流路
に流通させるが、前記高圧側流路から前記第２のポート
に流通させないように、前記高圧側流路に設けられた第
２のチェックバルブと、（ｅ）前記第１および第２のポートに連結された低圧側
流路と、（ｆ）作動油を、前記低圧側流路から前記第１のポート
に流通させるが、前記第１のポートから前記低圧側流路
に流通させないように、前記低圧側流路に設けられた第
３のチェックバルブと、（ｇ）作動油を、前記低圧側流路から前記第２のポート
に流通させるが、前記第２のポートから前記低圧側流路
に流通させないように、前記低圧側流路に設けられた第
４のチェックバルブと、（ｈ）前記高圧側流路および前記低圧側流路を連結する
制御バルブ流路と、を有するバルブ・ハウジングと、前記制御バルブ流路を通って前記高圧側流路から前記低
圧側流路まで流れる流量を制御するために、前記制御バ
ルブ流路に設けられた制御バルブと、から成る油圧式シリンダ制御用の油圧式バルブ組立体。
（２）制御バルブを作動させるためのステッピング・モ
ータを具備している特許請求の範囲第１項に記載の油圧
式バルブ組立体。
（３）制御バルブは、スリーブと、該スリーブ内に摺動
可能に設けられたスプールとから成る特許請求の範囲第
１項に記載の油圧式バルブ組立体。
（４）スリーブにはＶ字状頂点を有する開口が設けられ
、スプールはスリーブの内部に対して前記Ｖ字状頂点を
開閉するように摺動可能である特許請求の範囲第３項に
記載の油圧式バルブ組立体。
（５）スリーブ内でスプールを動かすためのステッピン
グ・モータを具備している特許請求の範囲第３項記載の
油圧式バルブ組立体。
（６）低圧側流路に連結された作動油の受液器を具備し
ている特許請求の範囲第１項に記載の油圧式バルブ組立
体。
（７）受液器は、ハウジングと、低圧側流路に連通して
いる該ハウジング内に設けられた可撓性のブラダーと、
前記ハウジングおよび前記ブラダーの間の空間を空気で
加圧するための手段とを具備している特許請求の範囲第
６項に記載の油圧式バルブ組立体。
（８）高圧側流路に連結された圧力変換器を具備してい
る特許請求の範囲第１項に記載の油圧式バルブ組立体。