(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
揺動軸に取り付けられる翼を挟んで一方の区画と他方の区画を形成し、前記一方の区画に一方の導油管を連結すると共に前記他方の区画に他方の導油管を連結し、前記一方の導油管と前記他方の導油管を介して前記一方の区画と前記他方の区画とに駆動油を交互に出入することにより、前記翼を回動して前記揺動軸を揺動するアクチュエーターの自動反転切換装置であって、
切換装置本体に駆動油入口と駆動油出口とを連結すると共に前記一方の導油管と前記他方の導油管を連結し、
前記切換装置本体内の主弁の位置を切り換えることにより、前記駆動油入口から流入する駆動油を前記一方の導油管と前記他方の導油管とに交互に流す構成とし、
前記切換装置本体内に前記揺動軸に固定してパイロット弁を設け、前記パイロット弁に３路に分岐した駆動油通路と３路に分岐した駆動油排出通路とを形成し、
前記主弁の両端と前記パイロット弁との間に一方のポートと他方のポートとを設け、
前記駆動油入口から前記駆動油通路の第１の流通孔を介して流入する駆動油を開放状態の前記駆動油通路の第２の流通孔から前記一方のポートに流入させると共に、前記他方のポート内の駆動油を開放状態の前記駆動油排出通路の第２の流通孔から前記駆動油排出通路の第１の流通孔を介して前記駆動油出口に流出させ、前記主弁の位置を前記一方のポート側から前記他方のポート側に切り換え、
前記主弁の位置の切り換えにより前記揺動軸が反転して回転することにより、前記駆動油入口から前記駆動油通路の第１の流通孔を介して流入する駆動油を開放状態の前記駆動油通路の第３の流通孔から前記他方のポートに流入させると共に、前記一方のポート内の駆動油を開放状態の前記駆動油排出通路の第３の流通孔から前記駆動油排出通路の第１の流通孔を介して前記駆動油出口に流出させ、前記主弁の位置を前記他方のポート側から前記一方のポート側に切り換えることを特徴とする自動反転切換装置。
【請求項２】
前記主弁を、円筒形筺体内面に滑動自在に密接して直線往復運動するピストンで構成し、前記ピストンの外周に３カ所の凹溝を設け、前記３箇所の凹溝中の両端の凹溝を連通する連通孔を前記ピストンの中に穿設することを特徴とする請求項１記載の自動反転切換装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は例えば自動逆洗型ろ過機等に使用するアクチュエーターの自動反転切換装置および自動反転切換方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図７は従来使用されているアクチュエーターの自動反転切換装置の一例の一部縦断面図、図８は図７のＡ−Ａ横断面図（上蓋３０を除いた上面図）（実開昭５０−１１８３５０号公報）である。切換装置本体２１はほぼ円筒形をなし、アクチュエーター２２へ送る駆動油の入り口２８を有し、中心に揺動軸２７があり、本体２１と下蓋３１に玉軸受け（図では省略）を介して支えられる。
【０００３】
アクチュエーター２２は揺動軸２７に放射状に１個または複数個の翼（vane）３３が取り付けられて区画が形成され、液圧が各区画に加わったとき充分の気密を保つように作られている。各区画には駆動油の出入口が設けられ、駆動油を交互に出入させることにより翼が回転揺動し、揺動軸２７を通じて切替装置本体２１に伝導して揺動が繰り返される。
【０００４】
この切換装置本体２１にはアクチュエーター２２に駆動油を導くための弁体２３および弁体２３を切り換えるための切換レバー（以下「叉状金具」という）２４、Ｘ状金具２５、リンク２６が取り付けられ、叉状金具２４の腕３４、３５はキレート（蟹の鋏）形状をなし、、アクチュエーター２２の揺動軸２７に接続されてアクチュエーターと連動する。他方、Ｘ状金具２５は、中心を回転軸２７に遊嵌し、対称的な２つの挟叉部〔二股部〕を有している。
【０００５】
弁体２３は、円筒中に間隔をおいた同形の２つの弁（主弁）の中心を棒で連結し、棒の両端が弁体２３から突出し、これをＸ状金具２５の一方の挟叉部で挟持する。Ｘ状金具２５のもう一方の挟叉部はリンク２６の一端の短い腕を挟持することにより叉状金具２４と連動することができ、リンク２６の動きを通じて叉状金具２４の揺動に従って挟持する弁体の棒を直線的往復運動させ、駆動油分配板３６により、駆動油を交互に分配しながらアクチュエーター２２に出入させる。
【０００６】
この切換装置に通油すると、
▲１▼まずアクチュエーター２２は左右どちらかに回転する。
▲２▼このとき、アクチュエーターの揺動軸２７に接続された叉状金具２４も同時に同方向に回転する。
▲３▼その結果、叉状金具２４の腕３４、３５に連結するリンク２６が動いてスプリング３２を圧縮する。
▲４▼リンク２６が動きながらスプリング３２を圧縮し、揺動軸２７に対してリンク２６が直線状になり、その後リンク２６は、反対側に動く。
【０００７】
▲５▼このとき、リンク２６はＸ状金具２５を動かして、Ｘ状金具２５の反対側で挟持する弁体（主弁）２３の棒を動かす。
▲６▼棒と共に弁体（主弁）２３が動いて駆動油のアクチュエーター２２に流れる方向が切り換わる。
▲７▼駆動油の流れの方向の変換に従ってアクチュエーターは逆に回転する。
▲１▼〜▲７▼を繰り返すことにより、アクチュエーター２２が揺動する。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、従来は、金具や、スプリング、リンク等の部品により主弁を機械的に切り換えていた。しかしながらその機械的構造のために切替ロス、滑り摩擦過度等の条件により切換不良が起こるのを避けることができなかった。そこで本発明者等は、スプリング、リンク等の部品を使用する従来の機械的切換方法を廃止して、油圧のみによって主弁を切り換える方法について鋭意研究を重ねた結果本発明に至った。
【０００９】
すなわち本発明は、金具や、スプリング、リンク等の部品を使用する従来の機械的切換方法と異なり、油圧のみにより主弁を切り換えるいわば物理的な作動によるアクチュエーターの自動反転切換方法および自動反転切換装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するための本発明は、揺動軸に取り付けられる翼を挟んで一方の区画と他方の区画を形成し、前記一方の区画に一方の導油管を連結すると共に前記他方の区画に他方の導油管を連結し、前記一方の導油管と前記他方の導油管を介して前記一方の区画と前記他方の区画とに駆動油を交互に出入することにより、前記翼を回動して前記揺動軸を揺動するアクチュエーターの自動反転切換装置であって、切換装置本体に駆動油入口と駆動油出口とを連結すると共に前記一方の導油管と前記他方の導油管を連結し、前記切換装置本体内の主弁の位置を切り換えることにより、前記駆動油入口から流入する駆動油を前記一方の導油管と前記他方の導油管とに交互に流す構成とし、前記切換装置本体内に前記揺動軸に固定してパイロット弁を設け、前記パイロット弁に３路に分岐した駆動油通路と３路に分岐した駆動油排出通路とを形成し、前記主弁の両端と前記パイロット弁との間に一方のポートと他方のポートとを設け、前記駆動油入口から前記駆動油通路の第１の流通孔を介して流入する駆動油を開放状態の前記駆動油通路の第２の流通孔から前記一方のポートに流入させると共に、前記他方のポート内の駆動油を開放状態の前記駆動油排出通路の第２の流通孔から前記駆動油排出通路の第１の流通孔を介して前記駆動油出口に流出させ、前記主弁の位置を前記一方のポート側から前記他方のポート側に切り換え、前記主弁の位置の切り換えにより前記揺動軸が反転して回転することにより、前記駆動油入口から前記駆動油通路の第１の流通孔を介して流入する駆動油を開放状態の前記駆動油通路の第３の流通孔から前記他方のポートに流入させると共に、前記一方のポート内の駆動油を開放状態の前記駆動油排出通路の第３の流通孔から前記駆動油排出通路の第１の流通孔を介して前記駆動油出口に流出させ、前記主弁の位置を前記他方のポート側から前記一方のポート側に切り換えることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明の自動反転切換装置は、前記主弁を、円筒形筺体内面に滑動自在に密接して直線往復運動するピストンで構成し、前記ピストンの外周に３カ所の凹溝を設け、前記３箇所の凹溝中の両端の凹溝を連通する連通孔を前記ピストンの中に穿設することを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下図面によって本発明に係る自動反転切換装置の一例について、構成および作動原理を説明する。図１および図２は本発明に係る自動反転切換装置の作動を説明するための平面図である。図１および図２において、１は本発明に係る切換装置本体、２はパイロット弁で、揺動軸２７の上端に固定されており、同じく揺動軸２７の下部に接続するアクチュエーター２２と共に左右に揺動する。勿論この自動反転切換装置全体は、連結するアクチュエーターと共に、加わる油圧に対して充分な気密が保持されるように製作されている。
【００１３】
図１および図２では作動原理の説明のために管路を平面的に表してあるが、実際の構成は後の図４および図５に示すように立体的に配置されている。パイロット弁２には図１および図２に示すように、それぞれ３路に分岐した流通孔を有する駆動油通路および駆動油排出通路が設けられており、駆動油通路は３つの流通孔１０、１１、１２が穿たれている。流通孔１０はパイロット弁が揺動しても常に駆動油管８に開口しており、駆動油はここから弁内に入り、流通孔１２からポートＣへ、または流通孔１１からポートＤへ駆動油を流通する。このとき流通孔１１または１２のどちらかは壁に当接して閉塞され、一方のポートへのみ駆動油が流れるように形成されている。
【００１４】
他方の駆動油排出通路は同様に３つの流通孔１３、１４、１５により、ポートＤまたはポートＣから駆動油排出管９へ排出駆動油を通すように形成されている。流通孔１３はパイロット弁が揺動しても常に駆動油排出管９に開口しており、流通孔１４および１５は、一方が壁に当接して閉塞されることにより他方からのみ駆動油が排出されるように形成されている。
【００１５】
主弁３は、円筒形筺体内面に滑動自在に密接したピストンに３カ所の凹溝４、５、６が設けられ、その中２つの凹溝４と６はピストンの中に穿った連通孔７で連通している。主弁３はパイロット弁２の揺動によってポートＣまたはポートＤに流入する駆動油により筺体内を直線往復運動する。本発明の方法はこのように、パイロット弁と連携して油圧のみにより主弁の位置を切り換えるところを特徴とする。導油管ＡおよびＢは主弁３の直線往復運動によって駆動油を交互に分配しながら油圧アクチュエーターに出入させてアクチュエーターを揺動させる。
【００１６】
また、前記主弁内の連通孔７とピストンの３カ所の凹溝４、５、６のサイズは、導油管Ａ、Ｂと駆動油入口１６、駆動油出口１７および駆動油管８の位置関係を精密に考慮して、主弁３の直線往復運動により駆動油の出入が前記導油管Ａ、Ｂと駆動油出入口１６、１７で交互に切換わるように工夫して間隔を調整して作製されたもので、前記パイロット弁内流通孔１０〜１５の精密な構造と共に本発明による切換装置の中心をなすところである。本発明に係る自動反転切換装置の構成は上記の通りであり、以下に図１と図２により作動原理を説明する。
【００１７】
▲１▼装置１に通油すると先ず、アクチュエーター２２は左右どちらかに回動する。このとき、アクチュエーターの軸に固定されたパイロット弁２も一緒に回動する。例えば図１（ａ）に示した状態は、アクチュエーターの揺動軸２７に接続されたパイロット弁２が右に回動し終わったところで、このとき駆動油は、駆動油管８→１０→１２→ポートＣへ図示矢印の方向へ流れ、排出駆動油はポートＤから１５→１３→駆動油排出管９へ図示矢印の方向へ流れる。従って主弁３はポートＣ側からポートＤ側へ＝図１（ａ）の左から右へ動く。このとき主弁内の連通孔７も主弁３と共に動くから、駆動油は導油管ＡからＢへと切り換わり、排出駆動油はＢからＡへと切り換わる。この作動によりアクチュエーターは反転回動する。
【００１８】
▲２▼アクチュエーターの反転回動と共に揺動軸２７に接続されたパイロット弁２も左に回動する。図１（ｂ）は主弁３が右側＝ポートＤ側に動き、アクチュエーター＝パイロット弁２が左に回動する寸前の状態を示す。このとき導油管ＡおよびＢは▲１▼に記したように、駆動油がＡからＢへと切り換わり、排出駆動油がＢからＡへと切り換わった状態を示す。
【００１９】
▲３▼主弁が切り換わったことにより、アクチュエーターへの駆動油の流れ（油圧）が切り換わり、アクチュエーターが反転し、揺動軸２７＝パイロット弁２が左に回動する。図２（ａ）は揺動軸２７＝パイロット弁２が左に回動し終わった状態を示し、このとき駆動油は、駆動油管８→１０→１１→ポートＤへ図示矢印の方向へ流れ、排出駆動油はポートＣから１４→１３→駆動油排出管９へ図示矢印の方向へ流れるので、主弁３が右側＝ポートＤ側から左側＝ポートＣ側へ動く（寸前の状態）。
【００２０】
▲４▼アクチュエーターは右に回動する。図２（ｂ）は主弁３が左側＝ポートＣ側に動いた状態で、揺動軸２７＝パイロット弁２が右に回動開始寸前の状態となり、図１（ａ）の状態に戻る。▲１▼−▲２▼−▲３▼−▲４▼を繰り返すことによりアクチュエーターが自動反転を繰り返すことになる。
【００２１】
【実施例】
以下に本発明に係る自動反転切換装置の一例について、その立体的構成を図面により説明する。各部の説明は前記作動の項で詳細に記載したので、ここでは立体的構成を図示する。図３はその一部切り欠き斜視図、図４は一部縦断面図、図５は図４のＡ−Ａ断面図（自動反転切換装置の平面図）、図６は図４のＢ−Ｂ断面図（アクチュエーターの平面図）である。図３〜図６において、各部の符号は図１および図２と同じである。上記作動の説明で述べたように、切換装置全体は、加わる油圧に対して充分気密が保持された構造である。
【００２２】
図３では図１および図２に記載された導油管ＡおよびＢが図示されていないが、これは図４に示すように下のアクチュエーター２２に連結されているためである。図４において括弧を付した符号は、並列した符号または上記した符号のものと重なる配置であることを示すもので、図３の斜視図および図５の断面図と対照することが望ましい。また、図４に示したように、アクチュエーター２２は図７の従来のものと同じ構成で、揺動軸２７に放射状に１個または複数個の翼（vane）３３が取り付けられて区画が形成され、液圧が各区画に加わったとき充分な気密を保つように作られている。
【００２３】
図６はこの翼３３が１枚の場合を例示したもので、翼３３の両側に前記導油管ＡおよびＢ（駆動油の出入口）があり、自動反転切換装置に連結する。つまり、駆動油がＡに流入しＢから排出されるときはアクチュエーターは右に、逆になるとアクチュエーターは左に回動する。翼３３が２枚以上である場合は、その枚数に応じて区画を形成し、導油管ＡおよびＢを分岐させ、それぞれ各区画ごとに翼を挟んで例えばＡ１・Ｂ１、Ａ２・Ｂ２、・・・のように、複数の翼に同時に同方向に油圧がかかるように連結すればよい。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明に係る自動反転切換装置は、上記の構成であるから、以下の効果を奏する。
１．従来のリンク→バネ→レバーという主弁の機械的切換手段を用いないで、総て油圧による物理的切換手段を用いるため、主弁とパイロット弁とは独立しており、従来の装置で避けられなかった芯出しが不要となり、装置製作の手間が省かれる。
２．主弁を油圧で切り換えるため、切換ミスがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ）および（ｂ）は本発明に係る自動反転切換装置の作動説明図。
【図２】（ａ）および（ｂ）は本発明に係る自動反転切換装置の作動説明図。
【図３】本発明に係る自動反転切換装置の一部切り欠き斜視図
【図４】本発明に係る自動反転切換装置の一例の一部縦断面図
【図５】図４のＡ−Ａ横断面図
【図６】図４のＢ−Ｂ横断面図
【図７】従来の自動反転切換装置の一部縦断面図
【図８】図７のＡ−Ａ横断面図
【符号の説明】
１  切換装置本体
２  パイロット弁
３  主弁
４、５、６  リング状凹溝
７  主弁内連通孔
８  駆動油管
９  駆動油排出管
１０〜１５  流通孔
１６  駆動油入口
１７  駆動油出口
Ａ、Ｂ  導油管
Ｃ、Ｄ  ポート
２１  切換装置本体
２２  アクチュエーター
２３  弁体
２４  叉状金具
２５  Ｘ状金具
２６  リンク
２７  揺動軸
２８  駆動油入口
２９  排出油出口
３０  上蓋
３１  下蓋
３２  バネ
３３  翼
３４、３５  叉状金具の腕
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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