(57)【要約】【課題】  アクチュエータの動作速度の限界を越える高速化を可能とする高速油圧動作方法および高速油圧動作回路を目的とするものである。【解決手段】  アクチュエータ動作回路の低圧による加圧信号に基きメインロジック弁24とサブロジック弁25とを作動させメインロジック弁24のパイロットライン圧油をサブロジック弁25を通じて排出してアキュムレータ22の高圧油の補充を行ってアクチュエータ21の駆動速度を加速する方法及び高圧油の補充により駆動速度が加速されるアクチュエータ21とアクチュエータ動作回路の加圧によりメインロジック弁24とサブロジック弁25とを作動させアキュムレータ22の開放動作を行う制御手段23とメインロジック弁のパイロットライン圧油を排出するサブロジック弁25と、サブロジック弁25によりパイロット圧油の排出によりアキュムレータ22の高圧油をアクチュエータ21に供給する回路を急速開放するメインロジック弁24とを設けた回路である。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
アクチュエータ動作回路を低圧油で加圧したうえ該加圧信号に基づいて隣接されているメインロジック弁とサブロジック弁とを作動させ、前記メインロジック弁のパイロットライン圧油をサブロジック弁を通じて排出してメインロジック弁を急速開放するとともにアキュムレータを開放し、アクチュエータに高圧油の補充を行ってアクチュエータの駆動速度を加速することを特徴とする高速油圧動作方法。
【請求項２】
アキュムレータによる高圧油の補充により駆動速度が加速されるアクチュエータと、アクチュエータ動作回路が低圧油で加圧されると隣接されるメインロジック弁とサブロジック弁とを作動させるとともにアキュムレータの開放動作を行う制御手段と、メインロジック弁のパイロットライン圧油を排出させるサブロジック弁と、サブロジック弁によりパイロット圧油の排出によりアキュムレータの高圧油をアクチュエータに供給する回路を急速開放するメインロジック弁とを設けたことを特徴とする高速油圧動作回路。
【請求項３】
アキュムレータとアクチュエータ、メインロジック弁、サブロジック弁がユニット化されることを特徴とする請求項２に記載に高速油圧動作回路。
【請求項４】
メインロジック弁のパイロットライン圧油をサブロジック弁の排油ポートを通じて受ける中間タンクを設けたことを特徴とする請求項２または３に記載に高速油圧動作回路。
【請求項５】
中間タンクとサブロジック弁の排油ポートとをトラップ付きの排油管で接続したことを特徴とする請求項４に記載の高速油圧動作回路。
【請求項６】
アキュムレータによる高圧油の補充量をアクチュエータのフルストローク容量未満としたことを特徴とする請求項２から５に記載の高速油圧動作回路。
【請求項７】
アクチュエータの減速動作および戻し動作を空圧回路により行うことを特徴とする請求項２から６のいずれかに記載の高速油圧動作回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は油圧シリンダやロータリアクチュエータ等のアクチュエータの駆動速度を加速する高速油圧動作方法および高速油圧動作回路に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、油圧シリンダを高速で動作させる油圧ユニットとして、油圧シリンダに圧油を供給するアキュムレータを油圧シリンダと一体化したユニットとしてホース等の配管を短縮し、動作速度を向上させるとともにホースの膨張による圧油量の増加を抑え、また、アキュムレータから油圧シリンダに圧油を供給する回路にロジック弁を組み込んで油圧シリンダの作動室に供給される圧油を漸増させて油圧シリンダの高速化を図るものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
しかし、ロジック弁の圧油入口ポートの開放を遅らせることにより、油圧シリンダに供給される圧油の漸増を図っているため油圧シリンダの動作速度の向上に限界が生じ、動作速度を速めることは極めて難しいという問題があった。
【特許文献１】特開２００４−５８２０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
解決しようとする問題点は、アクチュエータの駆動速度の限界を越える高速化を可能とする高速油圧動作方法および高速油圧動作回路を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明はアクチュエータ動作回路を低圧油で加圧したうえ該加圧信号に基づいて隣接されているメインロジック弁とサブロジック弁とを作動させ、前記メインロジック弁のパイロットライン圧油をサブロジック弁を通じて排出してメインロジック弁を急速開放するとともにアキュムレータを開放し、アクチュエータに高圧油の補充を行ってアクチュエータの駆動速度を加速する高速油圧動作方法を請求項１の発明とし、アキュムレータによる高圧油の補充により駆動速度が加速されるアクチュエータと、アクチュエータ動作回路が低圧油で加圧されると隣接されるメインロジック弁とサブロジック弁とを作動させるとともにアキュムレータの開放動作を行う制御手段と、メインロジック弁のパイロットライン圧油を排出させるサブロジック弁と、サブロジック弁によりパイロット圧油の排出によりアキュムレータの高圧油をアクチュエータに供給する回路を急速開放するメインロジック弁とを設けた高速油圧動作回路を請求項２の発明とし、請求項２の発明において、アキュムレータとアクチュエータ、メインロジック弁、サブロジック弁がユニット化される高速油圧動作回路を請求項３の発明とし、請求項２または３の発明において、メインロジック弁のパイロットライン圧油をサブロジック弁の排油ポートを通じて受ける中間タンクを設けた高速油圧動作回路を請求項４の発明とし、請求項４の発明において、中間タンクとサブロジック弁の排油ポートとをトラップ付きの排油管で接続した高速油圧動作回路を請求項５の発明とし、請求項２から５の発明において、アキュムレータによる高圧油の補充量をアクチュエータのフルストローク容量未満とした高速油圧動作回路を請求項６の発明とし、請求項２から６の発明において、アクチュエータの減速動作および戻し動作を空圧回路により行う高速油圧動作回路を請求項７の発明とするものである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明は、アクチュエータ動作回路を低圧油で加圧したうえ該加圧信号に基づいて隣接されているメインロジック弁とサブロジック弁とを作動させ、前記メインロジック弁のパイロットライン圧油をサブロジック弁を通じて排出してメインロジック弁を急速開放するとともにアキュムレータを開放し、アクチュエータに高圧油の補充を行ってアクチュエータの駆動速度を加速するものとしたから、アクチュエータを１ｍ／ｓｅｃ〜３．５ｍ／ｓｅｃの高速動作させることができるので切断装置に組み込めば歪のない切断端面を得ることができ切断端面の後加工が不要となるうえに、切断端面を後加工するための余裕代を設ける必要がないので、廃棄される素材の無駄がなくなりコストダウンを図ることができる。また、打撃装置や鍛造機、ダイカストマシンの溶湯注入シリンダ等のように高速動作が求められるものに最適なものとなる。
【０００７】
また、請求項３のように、アキュムレータとアクチュエータ、メインロジック弁、サブロジック弁がユニット化されるものとすれば、ホース等の配管を短縮できるので、圧油を効率的に供給できるうえに圧油の使用量を削減できる。また、配管の短縮はアクチュエータの駆動速度の向上が図れる。さらに油量を低減できるのでポンプも小型化でき安価なものとすることができる。また、ユニット化されるので取り扱いが容易なうえ機器への取り付けも簡単に行えるものとなる。
【０００８】
請求項４のように、メインロジック弁のパイロットライン圧油をサブロジック弁の排油ポートを通じて受ける中間タンクを設けたものとすれば、パイロットライン圧油をオイルタンクまで戻すことなく中間タンクに一時的に貯留したうえオイルタンクに戻すようにしたから、パイロットライン圧油をオイルタンクまで排出する必要がなく排出距離を短縮できるのでメインロジック弁内のパイロットライン圧油をサブロジック弁の排出ポートを通じて高速で排出することができメインロジック弁の開放動作を高速とすることができる。
【０００９】
請求項５のように、中間タンクとサブロジック弁の排油ポートとをトラップ付きの排油管で接続したものとすれば、トラップ管路内の油が全て抜けることが防止できるのでサブロジック弁内に空気が混入することがなく、サブロジック弁の動作不良を生じることがない。
【００１０】
請求項６のように、アキュムレータによる高圧油の補充量をアクチュエータのフルストローク容量未満としたものとすれば、アクチュエータのフルストロ−ク分駆動速度を加速することがないので、フルストローク前に高圧油の補充は停止されるのでアクチュエータの加速は抑えられ、アクチュエータが下死点に達する際の衝撃や騒音を低減できることとなる。これは剪断を行う場合、棒状素材の外径が剪断されるまでアクチュエータの加速を行う必要はない。これは剪断初期に駆動速度を速めて剪断を発生させれば棒状素材の残りの部分は慣性で剪断が進行するからである。さらに、アキュムレータを小型なものとすることができるので安価となるうえにエネルギー消費の低減と耐久性の向上、騒音の低減が図れるものとなる。
【００１１】
請求項７のように、アクチュエータの減速動作および戻し動作を空圧回路により行うものとすれば、加速前進時のアクチュエータの復帰室から油を排出する必要がないので、油排出抵抗がなくアクチュエータをより高速で動作させることができるものとなる。また、アクチュエータの復帰室に供給される空気によりアクチュエータが下死点に達する際、空気のクッション効果により衝撃や騒音を低減できることとなる。しかも、下死点に達したアクチュエータは復帰室の空気圧により戻されていくので、油の戻し管路は不要となる。また、アクチュエータの復帰室に供給される空気は力的にアクチュエータの作動を阻害すると考えられるが、アクチュエータに必要とされる駆動速度の加速は初期のみであり、駆動初期にはアクチュエータの復帰室の空気はクッション性により容易に圧縮されるので、駆動速度を低下させる恐れはない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
次に、本発明の高速油圧動作回路を棒状素材切断装置に組み込んだ好ましい実施の形態を図に基づいて詳細に説明する。
図１中、１は棒状素材切断装置であり、該棒状素材切断装置１は油圧機構２と切断機構３とからなる。前記油圧機構２は油圧シリンダとしてのアクチュエータ２１と、アキュムレータ２２と、アクチュエータ動作回路の制御手段２３とからなる油圧ユニット２０を一体的に組み付けたものとしている。油圧ユニット２０を一体的に組み付けることにより各油圧機器類を接続する管路やホースの配管距離を短くして駆動速度の遅れを防止するとともに使用油量の削減を図っている。２９は油圧ユニット２０の油圧源となるポンプである。
【００１３】
前記制御手段２３は図１に示されるように、アキュムレータ２２の圧油をアクチュエータ２１に供給するための急速開放を行うメインロジック弁２４と、メインロジック弁２４のパイロットライン圧油を排出させるサブロジック弁２５と、アクチュエータ高速動作用の電磁切換弁４０と、アクチュエータの低速前進およびアクチュエータの戻し動作を行う電磁切換弁４１とからなるものである。メインロジック弁２４とサブロジック弁２５とはアクチュエータ２１の駆動速度を加速する回路を構成する。また、メインロジック弁２４とサブロジック弁２５は隣接されているので、サブロジック弁２５によりメインロジック弁２４の動作応答性は向上することとなる。
【００１４】
前記油圧シリンダとしてのアクチュエータ２１はピストン２１ａにより仕切られる作動室と復帰室とからなるものである。復帰室にはピストン２１ａの高速動作を下死点に近づくに従って減速させるばね４２が設けられている。該ばね４２のばね圧により減速されることによりピストン２１ａが下死点に達した際の衝撃や騒音は低減されることとなる。これはアクチュエータ２１に必要される駆動速度は駆動初期のみで、アクチュエータ２１の駆動終期には減速したほうが好ましく、ばね４２の圧縮量が増すに従い弾発力は増すが圧縮初期は弾発力は小さいという特性はアクチュエータ２１の作動に適合するものであり悪影響をおよぼすことはほとんどない。また、ばね４２は用途によっては用いなくてもよいことは勿論である。
【００１５】
また、前記アキュムレータ２２からアクチュエータ２１に供給される油量は、アクチュエータ２１のフルストローク容量未満としている。アクチュエータ２１のストローク容量分を供給しないことによりアクチュエータ２１の駆動終期には加速が行われないのでピストン２１ａが下死点に達した際の衝撃や騒音を低減できることとなる。
【００１６】
４４はサブロジック弁２５の排油ポート２５ａに接続される中間タンクであり、４３は中間タンク４４と排油ポート２５ａとを接続する排油管であり、該排油管４３には管路に段差を形成したトラップ４３ａが形成されている。中間タンク４４はサブロジック弁２５の直近に設けるものとして排油管４３長が長くならないようにしている。排油管４３を短くすることによりメインロジック弁２４のパイロットライン内の圧油排出速度を速め、メインロジック弁２４のポペット動作を高速化できるのでアキュムレータ２２とアクチュエータ２１間の回路の開放速度を速めることができる。
【００１７】
また、５０は絞り弁、５１は逆止弁、５２は圧力調整弁であり、５３はオイルタンクである。
【００１８】
また、前記切断機構３は本体ブロック３０に取り付けられた固定カッタ３１と本体ブロック３０にスライド自在に取り付けられた可動カッタ３２とからなるものであり、可動カッタ３２はアクチュエータ２１により下降動作を行うものである。
【００１９】
３３は切断機構３の可動カッタ３２を装着する昇降動自在なスライダであり、該スライダ３３は本体ブロック３０の前面上下に形成される凹段部３０ａにスライド自在に係合されて両側面をガイドされるとともに、その前面を本体ブロック３０の凹段部３０ａを塞ぐ押さえ板３４にガイドさせるものである。また、スライダ３３の中央には被切断棒状素材を挿通させるための逆アーチ状の透孔３３ａが形成されている。該透孔３３ａの弧状の下面は前下がりのテーパが形成されていて切断された棒状素材が円滑に排出されるようになっている。
【００２０】
また、押さえ板３４の中央にも前記スライダ３３の透孔３３ａと横幅を略同じとし、縦長をひとまわり大きくした逆アーチ状の透孔３４ａが形成されている。該透孔３４ａの弧状の下面は前下がりのテーパが形成されて切断された棒状素材が円滑に排出されるようになっている。
【００２１】
また、本体ブロック３０の中央には被切断棒状素材を供給するための挿通孔３５ａを形成したガイド部材３５が取り付けられている。該ガイド部材３５の前面には固定カッタ３１が取り付けられている。３１ａは固定カッタ３１に形成される被切断棒状素材挿通用の透孔である。３２ａは可動カッタ３２に形成される半円形の切欠であり、該切欠３２ａは被切断棒状素材の外径と略等しい内径をもっている。３６は可動カッタ３２を装着したスライダ３３がアクチュエータ２１により切断下降動作を行った後、旧状に上昇復帰させるための復帰ばねである。３７は被切断棒状素材の先端を当てるストッパであり、該ストッパ３７により被切断棒状素材の切断長が位置決めされる。
【００２２】
６０は油圧機構２に付帯される空圧回路であり、該空圧回路６０は空圧源６１と、逆止弁６２と、リリーフ機能をもつ圧力調整弁６３とからなるものであり、空圧回路６０は油圧シリンダとしてのアクチュエータ２１の復帰室に接続されてアクチュエータ２１の作動時、一定の空気圧を加え、アキュムレータ２２からの高圧油の補充によるピストン２１ａの高速動作を減速させる空気圧ブレーキの機能と動作後のピストン２１ａを空気圧で後退させて旧状に戻す機能を有するものとしているが、アクチュエータの戻し動作を電磁切換弁４１を介して油圧で行ってもよく、この場合アクチュエータ２１の復帰室から圧油を電磁切換弁４１に戻す管路７２が必要となることはいうまでもない。また、図１では逆止弁６２を圧力調整弁６３とアクチュエータ２１間に設けたものとしているが、空圧源６１と圧力調整弁６３間に逆止弁６２を設けてアクチュエータ２１の復帰室に加わる圧力をピストン２１ａの負荷やストロークに応じて適宜制御するようにしてもよいことは勿論である。
【００２３】
空圧回路６０は復帰室を加圧してピストン２１ａを復帰させる方向に加圧するため、ばね４２と同様にピストン２１ａの高速動作時にもブレーキを掛けることとなるが、空気のためクッション性があり、ピストン２１ａの初期動作時には減速をほとんど生じさせることがないが、ピストン１２ａが下死点に近づいて圧縮率が高くなると大きな抵抗となり、ピストン２１ａを確実に減速させる。また、アキュムレータ２２からの圧油が停止されるとピストン２１ａは復帰室に供給されている空圧回路６０からの空気圧により後退することとなる。また、空圧回路６０を設けた場合、ばね４２はなくてもよいことは勿論である。
【００２４】
７０、７１はアキュムレータ２２やメインロジック弁２４、サブロジック弁２５を作動させる圧力スイッチまたはリミットスイッチであり、該圧力スイッチ７０またはリミットスイッチ７１は電磁切換弁４１の作動によってアクチュエータを高速駆動する回路に油圧源としてのポンプ２９の圧が加えられるとアキュムレータ２２やメインロジック弁２４、サブロジック弁２５を作動させるものである。このようにすることによりアクチュエータ２１を高速駆動する回路が所定圧に達するまでの時間がアクチュエータ２１の作動時間として加算されないようにしている。
【００２５】
このように構成されたものは、図２に示されるように、切断機構３のガイド部材３５を介して長尺の被切断棒状素材を送出し、該被切断棒状素材の先端をストッパ３７に当接させて位置決めし切断長さを設定する。被切断棒状素材の位置決めが行われると、アクチュエータ動作回路の電磁切換弁４１が作動されてアクチュエータ２１の動作回路にポンプ２９のポンプ圧が加えられ加圧される。このポンプ圧は圧力スイッチ７０またはリミットスイッチ７１により検出され、電磁切換弁４１が作動し、アキュムレータ２２、メインロジック弁２４およびサブロジック弁２５が作動される。
【００２６】
メインロジック弁２４とサブロジック弁２５が作動して各ポペットが各圧油ポートと各排油ポートとを開放する。サブロジック弁２５の作動によりメインロジック弁２４のパイロットライン圧油は隣接するサブロジック弁２５の圧油ポートから排油ポートを通じて中間タンク４４に排出される。中間タンク４４はサブロジック弁２５の直近に設けられ、メインロジック弁２４とサブロジック弁２５とは隣接されているので、パイロットライン圧油は素早く排出され、メインロジック弁２４のポペットを高速で作動させてメインロジック弁２４を急速開放する。メインロジック弁２４の急速開放によりアキュムレータ２２とアクチュエータ２１間の回路は開かれアキュムレータ２２から高圧油がアクチュエータ２１に補充され、アクチュエータ２１の駆動速度は１ｍ／ｓｅｃ〜３．５ｍ／ｓｅｃまで加速されることとなる。
【００２７】
このようにしてアクチュエータ２１が加速され高速動作すると、切断機構３の可動カッタ３２を装着したスライダ３３はアクチュエータ２１により高速で下降されることとなる。この下降により固定カッタ３１の被切断棒状素材挿通用の透孔３１ａより張出されている被切断棒状素材は可動カッタ３３により剪断が行われることとなる。被切断棒状素材の剪断初期に最大の駆動速度を必要とするため、アキュムレータ２２からの供給される高圧油の補充はアクチュエータ２１のフルストローク容量未満として、駆動初期にのみアキュムレータ２２から高圧油の補充が行われる。
【００２８】
被切断棒状素材の剪断が発生するとアクチュエータ２１の慣性力によって剪断は進行され、アクチュエータ２１の復帰室に設けられたばね４０および空圧回路６０によりピストン２１ａは減速されることとなる。そして、ピストン２１ａが下死点に達した際に発生する衝撃と騒音を減少させる。このようにして切断された棒状素材はスライダ３３の前下がりのテーパを有する透孔３３ａより排出されることとなる。次いで、電磁切換弁４１が作動されて復帰室に圧油が供給されてアクチュエータ２１は後退し旧状に戻されると、スライダ３３は復帰ばね３６により旧状に復帰されるという動作が繰り返されて被切断棒状素材の切断が連続的に行われる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の好ましい実施の形態を示す回路図である。
【図２】本発明の高速油圧動作回路を組み込んだ一部切欠正面図である。
【図３】同じく一部切欠側面図である。
【符号の説明】
【００３０】
21  アクチュエータ
22  アキュムレータ
23  制御手段
24  メインロジック弁
25  サブロジック弁
25a  排油ポート
44  中間タンク
43  排油管
60  空圧回路
【図１】
2006336693.tif 000003
【図２】
2006336693.tif 000004
【図３】
2006336693.tif 000005