WO2000061949A1 - Appareil automatique de commutation de fluide pressurise - Google Patents

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Naoyuki Magami
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    • Y10T137/86413—Self-cycling

Definitions

  • an inlet port through which the pressure fluid is introduced a plurality of outlet ports through which the pressure fluid is discharged
  • a switching valve provided between an inlet port and an outlet port for switching an artlet port from which pressure fluid is discharged, a pilot valve for guiding the switching operation of the switching valve, and a pilot valve in response to the pressure of the introduced pressure fluid.
  • a pilot valve includes a first pit portion whose guide operation is restricted only by the responsive body, and an initial and an end of the guide operation. And a second pipe portion, in which the second and third ports are regulated by the responder and the middle stage of the guiding operation is directly regulated by the pressure of the pressure fluid.
  • FIG. 4 is a diagram showing a completed state of the operation of the main part on the opposite side which is the pair of FIG.
  • the discharge grooves 13 ba and 14 ba of the second pilot sections 13 b and 14 b are branched from the discharge passages 17 and 18 extending to the outside of the housing 5 and the pressure passages 19 and 20 communicating with the pressure chambers 6 and 7.
  • the pressure relief passages 21 and 22 can be intermittently connected.
  • the pressure passages 19 and 20 are connected to the gaps on the tip side of the second pilot portions 14 b and 13 b of the pilot valves 14 and 13 on the opposite side.
  • the left pressure relief passage 21 is connected to the discharge groove 13ba of the second pilot portion 13b and communicates with the discharge passage 17 as shown in FIG.
  • the pressure fluid A filling the left pressure chamber 6 escapes from the discharge passage 17 and attenuates the resistance of the pressure fluid A applied to the left end of the shaft 4 a of the switching valve 4.

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Description

明 細 書 圧力流体自動切換装置
「技術分野」
本発明は、 複数のアウトレツトポートからの圧力流体の吐出を自動的に切換え る装置に関する。
さらに詳しくは、 電気的要素等を使用せず圧力流体自体の圧力を使用して切換 えを行う圧力流体自動切換装置に関する。
「背景技術」
従来、 加圧された油， 空気等からなる高圧流体の複数のアウトレットポートか らの吐出を自動的に切換える技術としては、 電磁弁等の電気的要素等を使用する ものが知られている （例えば、 特公昭 4 6 - 2 0 4 1 4号公報参照） 。 然しなが ら、 電気的要素等が備えられると被適用機器が限定されて汎用性が低くなるとい う問題点がある。
一方、 他の技術としては、 各種の機械的弁機構により圧力流体自体の圧力を使 用するものが知られている。 然しながら、 切換の中立点付近で停止した後の再起 動の際に、 切換動作が円滑， 確実に奏されないことがある。 このため、 機械的弁 機構やその周囲に圧力流体に膨張力を起生する機構を備え、 圧力流体の膨張力で 切換動作を円滑， 確実に奏させるようにする構成が採られている。 このため、 全 体の構造が複雑化しているという問題点がある。
「発明の開示」
本発明は、 前述の問題点を考慮してなされたもので、 電気的要素等を使用しな いで構造を複雑化することなく切換性能を良好にした圧力流体自動切換装置を提 供することを技術的課題とする。
技術的課題の解決方法は、 請求の範囲 1に記載のように、 圧力流体が導入され るインレットポートと、 圧力流体が吐出される複数のアウトレットポートと、 ィ ンレツトポート， アウトレツトポートの間に設けられ圧力流体が吐出されるァゥ トレツトポートを切換える切換弁と、 切換弁の切換動作を案内するパイロッ卜弁 と、 導入された圧力流体の圧力に応動してパイロット弁の案内動作を規制する応 動体とを備えてなる圧力流体自動切換装置において、 パイロット弁は、 案内動作 が応動体によってのみ規制される第 1パイ口ット部と、 案内動作の初期と終期と が応動体によって規制され案内動作の中期が圧力流体の圧力で直接的に規制され る第 2パイ口ット部とを備えていることを特徴とする圧力流体自動切換装置とし て構成される。
この解決方法によると、 切換弁の切換動作を案内するパイロット弁の案内動作 が 2系統構成される。
即ち、 第 1パイロット部による応動体によってのみ規制される案内動作と、 第 2パイロット部による応動体、 流体の双方によって規制される案内動作である。 そして、 第 2パイロット部の案内動作は、 初期と終期とが応動体によって規制さ れ、 中期が圧力流体の圧力で規制される。 換言すると、 第 2パイロット部の案内 動作の中期は、 応動体の規制から独立した案内動作が奏される。
従って、 切換の中立点付近で停止した後の再起動の際には、 圧力流体が導入さ れると、 圧力流体の導入量が少なくても、 第 2パイロット部の案内動作の中期が 確実に奏される。 このため、 切換動作が円滑， 確実に奏されることになる。 なお 、 圧力流体に膨張力を起生する機構を備える必要はない。
この結果、 電気的要素等を使用しないで構造を複雑化することなく切換性能を 良好にした圧力流体自動切換装置が得られる。
技術的課題の他の解決方法は、 請求の範囲 2に記載のように、 請求の範囲 1の 圧力流体自動切換装置において、 応動体は、 インレットポート， アウトレットポ 一卜の間に形成された作用チャンバに往復スライ ド可能に収容された作動ピス卜 ンからなり、 パイロット弁の第 1パイロット部は、 先端部が作用チャンバに突出 して作動ピストンに当接する押棒と、 押棒の中途部に設けられたフランジと、 押 棒の後端部に設けられ圧力流体の圧力を受けるパイロットピストンとからなり、 パイ口ット弁の第 2パイ口ット部は、 第 1パイ口ッ卜部の押棒のフランジから後 端部までの長さよりもより短いスリーブに形成されて押棒の後端部側にスライド 可能に嵌合され切換弁に掛かる圧力流体の圧力を断続するものであることを特徴 とする圧力流体自動切換装置として構成される。
この解決方法によると、 応動体として最も構造が簡素な往復動夕ィプの作動ピ ストンが採用される。 従って、 より構造の簡素化が得られる。 また、 パイロット 弁の第 1パイロット部， 第 2パイロット部が同一軸線でコンパク卜に組付けられ る。 従って、 より構造の簡素化が得られる。
技術的課題の他の解決方法は、 請求の範囲 3に記載のように、 請求の範囲 1の 圧力流体自動切換装置において、 応動体は、 インレットポート， アウトレットポ —卜の間に形成された作用チャンバに往復スライド可能に収容された作動ビスト ンからなり、 パイロット弁の第 1パイロット部は、 先端部が作用チャンバに突出 して作動ピストンに当接する押棒と、 押棒の後端部に設けられ圧力流体の圧力を 受けるパイロットピストンとからなり、 パイロット弁の第 2パイロット部は、 第 1パイ口ッ卜部の押棒の先端部付近から後端部までの長さよりもよりもわずかに 短いスリーブに形成されて押棒にスライ ド可能に嵌合され切換弁に掛かる圧力流 体の圧力を断続するものであることを特徴とする圧力流体自動切換装置として構 成される。
この解決方法によると、 応動体として最も構造が簡素な往復動タイプの作動ピ ストンが採用される。 従って、 より構造の簡素化が得られる。 また、 パイロット 弁の第 1パイ口ッ卜部， 第 2パイ口ッ卜部が同一軸線で内外の 2重構造でコンパ クトに組付けられる。 従って、 より構造の簡素化が得られる。
「図面の簡単な説明」
図 1は、 本発明に係る圧力流体自動切換装置を実施するための最良の形態の第 1例を示す断面図である。
図 2は、 図 1の要部の動作を示すもので、 （A) 〜 （C ) に動作順が示されて いる。
図 3は、 図 2の動作の完了状態図である。
図 4は、 図 2の対となっている反対側の要部の動作の完了状態図である。
図 5は、 本発明に係る圧力流体自動切換装置を実施するための最良の形態の第 2例を示す要部の動作の断面図であり、 （A) 〜 （C ) に動作順が示されている
「発明を実施するための最良の形態」
以下、 本発明に係る圧力流体自動切換装置を実施するための最良の形態を図面 に基づいて説明する。
図 1〜図 4は、 第 1例を示すものである。
この例では、 圧力流体 Aが導入されるインレットポート 1が 1口で、 圧力流体 Aが吐出されるアウトレツトポート 2， 3が 2口からなるものが示されている。 切換弁 4としては、 シャフト 4 a， ランド 4 bからなるスプールタイプが採用 されている。 この切換弁 4は、 シャフト 4 aの両端部がハウジング 5に形成され た圧力室 6， 7にそれぞれ侵入されて、 ハウジング 5にスライド可能に支持され ている。 シャフト 4 aの両端部は、 各圧力室 6， 7に択一的に掛かる圧力流体 A の圧力を受けるようになつている。 ランド 4 bは、 切換弁 4のスライドによりハ ウジング 5に形成されたシート 8に嵌合着脱して、 インレットポート 1， アウト レツ卜ポート 2 , 3とインレットポート 1に連通した 2つのメイン通路 9， 1 0 とを断続切換えする。
2つのメイン通路 9 , 1 0は、 ハウジング 5に形成された作用チャンバ 1 1に 連通している。
作用チャンバ 1 1の内部には、 圧力流体 Aの圧力で往復スライドする応動体で ある作動ピストン 1 2が収容されている。 即ち、 2つのメイン通路 9 , 1 0の連 通が作用チャンバ 1 1の内部で作動ピストン 1 2により遮断されている。
作動ビストン 1 2 (作用チャンバ 1 1 ) の両側には、 1対のパイロット弁 1 3 ， 1 4が設けられている。
パイロット弁 1 3， 1 4は、 第 1パイロット部 1 3 a， 1 4 aと第 2パイロッ ト部 1 3 b， 1 4 bとからなる。 第 1パイロット部 1 3 a， 1 4 aは、 先端部が 作用チャンバ 1 1に突出して作動ピストン 1 2に当接する丸棒形の押棒 1 3 a a ， 1 4 a aと、 押棒 1 3 a aの中途部に設けられた板形のフランジ 1 3 a b , 1 4 a と、 押棒 13 a a， 14 a aの後端部に連結または当接により設けられた パイロットピストン 13 a c， 14 a cとからなる。 第 2パイロット部 13 b， 14 bは、 第 1パイロット部 13 a, 14 aの押棒 1 3 a a, 14 a aのフラン ジ 13 a b， 14 a bから後端部までの長さよりもより短いスリーブに形成され 、 後端部側に排出溝 13 b a， 14 b aが設けられている。
第 1パイロット部 1 3 a， 14 aのパイロットピストン 13 a c， 14 a cに は、 メイン通路 9， 10に連通したパイロット通路 1 5， 16が対峙している。 従って、 パイロットピストン 13 a c, 14 a cは、 メイン通路 9， 1 0にある 圧力流体 Aの圧力を受けるようになつている。
第 2パイロット部 13 b, 14 bの排出溝 1 3 b a, 14 b aは、 ハウジング 5の外部へ延びる排出通路 1 7， 1 8と、 圧力室 6， 7に連通した圧力通路 19 ， 20から分岐された圧力逃げ通路 2 1, 22との断続が可能になっている。 な お、 圧力通路 19， 20は、 反対側のパイロット弁 14， 13の第 2パイロット 部 14 b， 13 bの先端側の空隙に接続している。
また、 パイロット弁 13， 14に接続した圧力通路 20， 1 9， 圧力逃げ通路 21, 22の間には、 常時インレットポート 1と連通した圧力供給通路 23, 2 4が接続されている。
なお、 圧力通路 20， 19と圧力供給通路 23， 24は、 パイロット弁 13， 14の第 2パイロット部 1 3 b, 14 bが後退すると、 第 2パイロット咅 3 b ， 14 bの先端側の空隙を介して連通するように設定されている。
この例によると、 電磁弁のような電気的要素等や圧力流体に膨張力を起生する 機構等が備えられていないため、 構造が簡素化されているとともに、 被適用機器 の限定がなく高い汎用性が得られる。
この例の切換は、 図 1に示すように、 切換弁 4が右側 （図面の） に切換えられ た状態で、 インレツ卜ポート 1に連通した右側のメイン通路 10に導入された圧 力流体 Aにより作動ビストン 12が押されて作動チヤンバ 1 1の内部で左側にス ライ ドすることになる。 従って、 左側のアウトレットポー卜 2から圧力流体 Aが 吐出される。 なお、 右側のアウトレットポート 3は、 切換弁 4により閉塞されて いる。 このときの作動ピストン 1 2のスライドは、 初期段階で、 図 2 ( B ) に示すよ うに、 左側のパイロット弁 1 3の第 1パイロット部 1 3 aの押棒 1 3 a aを押す ことになる。 従って、 第 1パイロット部 1 3 aの全体が後退することになる。 た だし、 第 2パイロット部 1 3 bは、 スライド可能に押棒 1 3 a aに嵌合されてい て静止したままでいる。 この結果、 第 1パイロット部 1 3 aのパイロットピスト ン 1 3 a cと第 2パイロット部 1 3 bの後端部側との間にスペース Sが形成され る。
続く作動ピストン 1 2のスライドは、 第 1パイロット部 1 3 aのフランジ 1 3 a bによる第 2パイロット部 1 3 bの押しを伴うことになる。 従って、 パイロッ ト弁 1 3 (第 1パイロット部 1 3 a , 第 2パイロット部 1 3 b ) の全体が一体的 に後退することになる。
さらに、 続く作動ピストン 1 2のスライドは、 中期段階で、 図 2 ( C ) に示す ように、 第 2パイロッ卜部 1 3 bの先端が圧力供給通路 2 3よりも後退すること により、 第 2パイロット部 1 3 bの先端側への圧力流体 Aの導入をもたらす。 従 つて、 第 2パイロット部 1 3 bは、 圧力流体 Aによって第 1パイロット部 1 3 a の後退よりも高速に後退することになる。 この第 2パイロッ卜部 1 3 bの後退は 、 第 1パイロット部 1 3 aのパイロットピストン 1 3 a cとの衝突 （スペース S の消失） によって減速される。
さらに、 続く作動ピストン 1 2のスライドは、 終期段階で、 第 1パイロット部 1 3 aの押棒 1 3 a aの押しを継続する。 また、 圧力流体 Aの圧力による第 2パ イロット部 1 3 bの後退も継続される。 従って、 パイロッ卜弁 1 3 (第 1パイ口 ット部 1 3 a， 第 2パイロット部 1 3 b ) の全体が一体的に後退することになる 図 2 ( C ) の状態から作動ピストン 1 2のスライ ドが停止した図 3の状態では 、 圧力供給通路 2 3から第 2パイロット部 1 3 bの先端側へ導入された圧力流体 Aが圧力通路 2 0を通って、 右側の圧力室 7に充満して切換弁 4のシャフト 4 a の右側端部を押すことになる。 この結果、 右側に切換えられていた切換弁 4が自 動的に左側に切換えられることになる。
即ち、 インレットポート 1に連通した左側のメイン通路 9に導入された圧力流 体 Aにより作動ピストン 12が押されて作動チャンバ 1 1の内部で右側にスライ ドすることになる。 従って、 右側のアウトレットポート 3から圧力流体 Aが吐出 される。 なお、 左側のアウトレットポート 2は、 切換弁 4により閉塞されている この切換弁 4の切換の際には、 図 4に示すように、 右側のメイン通路 1 0に連 通したパイロット通路 16からの圧力流体 Aの圧力で右側のパイロット弁 14が 前進している。 従って、 右側の圧力逃げ通路 22が第 2パイロット部 14 bの排 出溝 14 b aと接続されず排出通路 1 8と遮断されている。 この結果、 右側の圧 力室 7に充満する圧力流体 Aの圧力ロスが生じない。
一方、 左側の圧力逃げ通路 21は、 図 3に示すように、 第 2パイロット部 1 3 bの排出溝 1 3 b aと接続され排出通路 17と連通している。 この結果、 左側の 圧力室 6に充満していた圧力流体 Aが排出通路 1 7から逃げて、 切換弁 4のシャ フト 4 aの左側端部に掛かる圧力流体 Aの抵抗を減衰する。
なお、 左側に切換えられた切換弁 4による各部の動作は、 前述と左右逆に奏さ れる。
図 5は、 第 2例を示すものである。
この例では、 前述の第 1例のパイロット弁 13， 14を変更している。
この例のパイロット弁 13, 14の第 1パイロット部 13 a, 14 aは、 フラ ンジ 1 3 a b， 14 a bが省略されている。
また、 この例のパイロット弁 13, 14の第 2パイロット部 1 3 b， 14 bは 、 第 1パイロット部 13 a， 14 aの押棒 13 a a, 14 a aの先端部から後端 部までの長さよりもよりわずかに短いスリーブに形成され、 先端部 13 b b， 1 4 b bが径を小さくして作用チャンバ 1 1に突出し作動ピストン 12に当接する ようになっている。
この例によると、 第 1パイロット部 1 3 a, 14 a, 第 2パイロッ卜部 13 b , 14 bの組付構造が第 1例よりもコンパクト化される。
そして、 第 2パイロット部 13 b， 14 bの先端部 13 b b， 14 b bが第 1 例の第 1パイロット部 13 a, 14 aのフランジ 1 3 a b， 14 a bを代替えし 、 第 1例と同様の作用， 効果が奏される。 以上の例の外に、 圧力通路 1 9， 2 0 , 圧力供給通路 2 3， 2 4とインレット ポート 1 , アウトレットポート 2， 3との接続経路については適宜変更が可能で ある。
「産業上の利用可能性」
本発明は、 加圧された油， 空気， ガス等の圧力流体全般に適用される。
また、 圧力流体の吐出の切換は、 流体圧シリンダの往復駆動部としての外に、 流体圧ポンプ， 流体圧圧縮機等としても利用が可能である。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 圧力流体が導入されるインレットポートと、 圧力流体が吐出される複数のァ ゥトレットポートと、 インレットポート， アウトレットポートの間に設けられ圧 力流体が吐出されるァゥトレットポートを切換える切換弁と、 切換弁の切換動作 を案内するパイロット弁と、 導入された圧力流体の圧力に応動してパイロッ卜弁 の案内動作を規制する応動体とを備えてなる圧力流体自動切換装置において、 パ イロット弁は、 案内動作が応動体によってのみ規制される第 1パイロット部と、 案内動作の初期と終期とが応動体によって規制され案内動作の中期が圧力流体の 圧力で直接的に規制される第 2パイ口ット部とを備えていることを特徴とする圧 力流体自動切換装置。
2 . 請求の範囲 1の圧力流体自動切換装置において、 応動体は、 インレットポー 卜， アウトレツ卜ポ一卜の間に形成された作用チャンバに往復スライド可能に収 容された作動ピストンからなり、 パイロット弁の第 1パイロット部は、 先端部が 作用チャンバに突出して作動ピストンに当接する押棒と、 押棒の中途部に設けら れたフランジと、 押棒の後端部に設けられ圧力流体の圧力を受けるパイロットピ ストンとからなり、 パイロット弁の第 2パイロット部は、 第 1パイロット部の押 棒のフランジから後端部までの長さよりもより短いスリーブに形成されて押棒の 後端部側にスライ ド可能に嵌合され切換弁に掛かる圧力流体の圧力を断続するも のであることを特徴とする圧力流体自動切換装置。
3 . 請求の範囲 1の圧力流体自動切換装置において、 応動体は、 インレットポー 卜， アウトレツトポートの間に形成された作用チャンバに往復スライド可能に収 容された作動ビストンからなり、 パイ口ッ卜弁の第 1パイ口ッ卜部は、 先端部が 作用チャンバに突出して作動ビストンに当接する押棒と、 押棒の後端部に設けら れ圧力流体の圧力を受けるパイロットビストンとからなり、 パイ口ット弁の第 2 パイロット部は、 第 1パイロッ卜部の押棒の先端部付近から後端部までの長さよ りもよりもわずかに短いスリーブに形成されて押棒にスライド可能に嵌合され切 換弁に掛かる圧力流体の圧力を断続するものであることを特徴とする圧力流体自 動切換装置。
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