CN105874216B - 流体压系统 - Google Patents

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Abstract

从一个侧面，本发明的流体压系统（1A）包括致动器（5）、操作阀（6）和滑阀（4）。滑阀（4）通过压力源管线（31）和油箱管路（32）分别与压力源（21）和油箱（23）连接，而且通过第一动作管线（51）和第二动作管线（52）与致动器（5）连接。滑阀（4）从中立位置向动作位置移动与从操作阀（6）输出的先导压力对应的移动量，所述动作位置使压力源管线（31）与第一动作管线（51）连通并且使第二动作管线（52）与油箱管路（32）连通。安全管线（7）从第二动作管线（52）分支，该安全管线（7）与油箱（23）相连。安全管线（7）上设置有可变节流阀（71）。

Description

流体压系统
技术领域
本发明涉及通过气压或液压驱动致动器的流体压系统。
背景技术
以往，已知通过气压或液压驱动致动器的流体压系统。例如，专利文献1公开了如图5所示的油压泵110和气缸120之间形成有桥电路的流体压系统100。
具体地，如图5所示的流体压系统100中，油压泵110和气缸120的头侧通过第一供应管路131而连接，油压泵110和气缸120的杆侧通过第二供应管路132而连接。第一供应管路131和第二供应管路132上分别设置有第一滑阀141和第二滑阀142。另外，第一油箱管路133从第一供应管路131中的第一滑阀141和气缸120之间分支，该第一油箱管路133上设置有第三滑阀143。同样地，第二油箱管路134从第二供应管路132中的第二滑阀142和气缸120之间分支，该第二油箱管路134上设置有第四滑阀144。
第一滑阀141~第四滑阀144是电磁式的可变节流阀，通过控制装置150控制。控制装置150将与操作者对操作杆160的操作量对应的电信号发送给第一滑阀141~第四滑阀144。
现有技术文献：
专利文献：
专利文献1：日本特开平11-241702号公报。
发明内容
发明要解决的问题：
图5所示的流体压系统100中，全部的滑阀141~144都能够独立控制。因此，在气缸120伸长时和缩短时，能够以与负荷压力的大小或使致动器工作的速度相适应的方式执行入口节流控制和出口节流控制。例如，在气缸120伸长时进行出口节流控制中，只要在使第二滑阀142和第三滑阀143全闭、将第一滑阀141设为某个开度的基础上，控制第四滑阀144的开口面积即可。
但是，在图5所示的流体压系统100中，在电气系统故障时，操作者即使对操作杆160进行操作也不能驱动气缸120。
因此，本发明目的在于提供即使电气系统故障也能够驱动致动器、并且能够执行出口节流控制或入口节流控制的流体压系统。
用于解决问题的手段：
为了解决上述问题，本发明从一个侧面提供一种流体压系统，包括：致动器；操作阀，所述操作阀输出与操作者的操作量对应的先导压力；滑阀，所述滑阀通过压力源管线和油箱管路分别与压力源和油箱连接、并且通过第一动作管线和第二动作管线与所述致动器连接，并且所述滑阀从中立位置向动作位置移动与从所述操作阀输出的先导压力对应的移动量，所述动作位置是将所述压力源管线与所述第一动作管线连通并且将所述第二动作管线与所述油箱管路连通的位置；安全管线，所述安全管线从所述第二动作管线分支而与油箱相连；以及可变节流阀，所述可变节流阀设置在所述安全管线上。
根据上述结构，即使电气系统和设置在安全管线上的可变节流阀故障，也能够通过先导式的滑阀来确保与操作者的操作对应的第一动作管线和压力源管线的连通以及第二动作管线与油箱管路的连通。因此，能够保证针对操作者的操作的致动器的驱动。另外，在使用了单一的滑阀的情况下，由于供应侧（入口节流）的开口面积和排出侧（出口节流）的开口面积被同时控制，因此仅仅通过单一的滑阀，不能在不改变入口节流的特性的情况下进行改变出口节流的特性这样的控制。与此相对，本发明中，由于设置了设置有可变节流阀的安全管线，能够在不改变入口节流的特性的情况下，进行期望的出口节流控制。
另外，本发明从其他侧面提供流体压系统，包括：致动器；操作阀，所述操作阀输出与操作者的操作量对应的先导压力；滑阀，所述滑阀通过压力源管线和油箱管路分别与压力源和油箱连接，并且通过第一动作管线和第二动作管线与所述致动器连接，并且所述滑阀从中立位置向动作位置移动与从所述操作阀输出的先导压力对应的移动量，所述动作位置是将所述压力源管线与所述第一动作管线连通并且将所述第二动作管线与所述油箱管路连通的位置；平行管线，所述平行管线从所述压力源管线分支而与所述第一动作管线相连；以及可变节流阀，所述可变节流阀设置在所述平行管线上。
根据上述的结构，即使电气系统和设置于平行管线的可变节流阀故障，也能够通过先导式的滑阀，确保与操作者的操作对应的第一动作管线和压力源管线的连通以及第二动作管线和油箱管路的连通。因此，能够保证针对操作者的操作的致动器的驱动。另外，在使用了单一的滑阀的情况下，由于供应侧的开口面积和排出侧的开口面积被同时控制，因此仅通过单一的滑阀，不能在不改变出口节流的特性的情况下进行改变入口节流的特性这样的控制。与此相对，本发明中，由于设置了设置有可变节流阀的平行管线，因此能够在不改变出口节流的特性的情况下，进行所期望的入口节流控制。
在上述任一流体压系统中，例如也可以是：所述可变节流阀是先导压力越高则越使开口面积增大的先导式可变节流阀，流体压系统还包括用于向所述可变节流阀输出先导压力的电磁比例阀。
在上述任一流体压系统中，还包括操作检测器，所述操作检测器用于检测从所述操作阀输出的先导压力；以及控制装置，所述控制装置将与由所述操作检测器检测的先导压力对应的大小的电流向所述电磁比例阀供应。根据该结构，在操作者增大操作量以使致动器快速运动时，可变节流阀的开口面积自动变大。因此，能够与操作者的要求适当地对应。
例如，也可以是，所述滑阀是在所述中立位置和作为所述动作位置的第一动作位置之间移动，并且在所述中立位置与第二动作位置之间移动的三位阀，所述第二动作位置是将所述压力源管线与所述第二动作管线连通并且将所述第一动作管线与所述油箱管路连通的位置。
发明效果：
根据本发明，能够实现即使电气系统故障也能够驱动致动器、并且能够实现出口节流控制或入口节流控制的流体压系统。
附图说明
图1是根据本发明第一实施方式的流体压系统的结构图；
图2是示出第一实施方式的变形例的图；
图3是根据本发明的第二实施方式的流体压系统的结构图；
图4是示出第二实施方式的变形例的图；
图5是以往的流体压系统的结构图。
具体实施方式
（第一实施方式）
图1示出根据本发明的第一实施方式的流体压系统1A。本实施方式的流体压系统1A是通过液压而驱动气缸5的流体压系统，采用液压泵21作为压力源。但是，流体压系统1A也可以是替代液压泵21而采用压缩机等的气压源的、借助气压驱动气缸5的流体压系统。另外，本发明的致动器不是必须是气缸5，也可以是液压电机等其他的致动器。
流体压系统1A包括隔在液压泵21和气缸5之间的滑阀4。更详细地，滑阀4通过压力源管线31与液压泵21连接，通过油箱管路32与油箱23连接。另外，滑阀4通过第一动作管线51与气缸5的头侧连接，通过第二动作管线52与气缸5的杆侧连接。
本实施方式中，滑阀4是在中立位置和第一动作位置（图1的右侧位置）之间、以及中立位置和第二动作位置（图1的左侧位置）之间移动的三位阀，当滑阀4在中立位置和第一动作位置之间、或中立位置和第二动作位置之间移动时，供应侧（入口节流）和排出侧（出口节流）的开口量连续变化。在滑阀4位于中立位置时，全部的管线31、32、51、52之间的连通被阻断。滑阀4从中立位置向第一动作位置移动时，压力源管线31与第一动作管线51连通的同时，第二动作管线52与油箱管路32连通。由此，气缸5伸长。另一方面，滑阀4从中立位置向第二动作位置移动时，压力源管线31与第二动作管线52连通的同时，第一动作管线51与油箱管路32连通。由此，气缸5缩短。
但是，气缸5也可以与本实施方式相反地被驱动。即，也可以如图2所示，第一动作管线51与气缸5的杆侧相连，第二动作管线52与气缸5的头侧相连。
滑阀4是通过从操作阀6输出的先导压力而驱动的先导式的滑阀。具体地，滑阀4具有用于使该滑阀4从中立位置向第一动作位置移动的第一先导口41、以及用于使该滑阀4从中立位置向第二动作位置移动的第二先导口42。操作阀6通过第一先导管线61与第一先导口41连接，通过第二先导管线62与第二先导口42连接。
操作阀6包括由操作者操作的输入部（例如操作杆），将与输入部的操作量对应的大小的先导压力通过第一先导管线61或第二先导管线62向滑阀4输出。滑阀4从中立位置向第一动作位置或第二动作位置移动与从操作阀6输出的先导压力对应的移动量。即，滑阀4向第一动作位置移动时，使压力源管线31与第一动作管线51连通的第一开口面积和使第二动作管线52与油箱管路32连通的第二开口面积被控制成与操作员对输入部的操作量对应的大小，在滑阀4向第二动作位置移动时，使压力源管线31与第二动作管线52连通的第三开口面积和使第一动作管线51与油箱管路32连通的第四开口面积被控制成与操作者对输入部的操作量对应的大小。
另外，本实施方式中，采用了用于进行在气缸5的伸长时（即，滑阀4向第一动作位置移动时）能够改变出口节流特性的控制的结构。具体地，流体压系统1A具有从第二动作管线52分支并与油箱23相连的安全管线7。并且，安全管线7上设置有可变节流阀71。
本实施方式中，可变节流阀71是先导式的滑阀。可变节流阀71的先导口通过二次压管线72与电磁比例阀73连接，电磁比例阀73通过一次压管线33与液压泵22连接。
可变节流阀71形成为先导压力越高越使开口面积增大的结构。电流被从控制装置8供应给电磁比例阀73，电磁比例阀73将与被供应的电流成比例的先导压力向可变节流阀71输出。
如以上说明所述，本实施方式的流体压系统1A中，即使电气系统故障而电磁比例阀73变得不工作或者电磁比例阀73和可变节流阀71的任意一个发生故障，也通过先导式的滑阀4，确保与操作者的操作对应的第一动作管线51和第二动作管线52与压力源管线31和油箱管路32的连通。因此即使气缸5的速度不是最期望的特性，也能够保证针对操作者的操作的气缸5的驱动。另外，在使用了单一的滑阀4的情况下，由于供应侧的开口面积和排出侧的开口面积被同时控制，因此仅仅通过单一的滑阀4不能进行仅变更出口节流的特性这样的控制。与此相对，本实施方式中由于设置了设置有可变节流阀71的安全管线7，因此在气缸5伸长时，能够与入口节流的特性独立地进行所期望的出口节流控制。
例如，考虑如下所述的控制作为出口节流控制。第一先导管线61上设置有用于检测从操作阀6输出的先导压力的操作检测器81。并且，控制装置8将与由操作检测器81检测的先导压力对应的大小的电流供应给电磁比例阀73。这里，“与先导压力对应的大小的电流”可以是电流与先导压力呈比例关系，也可以是随着先导压力上升，电流以指数函数增大。如果是这样的结构，则在操作者增大操作量以使气缸5快速运动时，可变节流阀71的开口面积自动变大。因此，能够与操作者的要求适当地应对。
或者，气缸5伸长时，也可以将可变节流阀71设为通常时全开，根据气缸5的负荷减小可变节流阀71的开口面积。
<变形例>
可变节流阀71也可以形成为先导压力越高则越减少开口面积的结构。另外，可变节流阀71不一定必须是油压先导式，也可以与电磁驱动部为一体式。
另外，也可以采用设置计测动作管线51的压力的压力计、随着该压力变大可变节流阀91的开口面积变大的结构。根据该结构，能够抑制负荷大小引起的气缸5速度的变化。换言之，不论负荷的大小如何，都能够以同样的速度驱动气缸5。
（第二实施方式）
接着，参照图3来说明根据本发明第二实施方式的流体压系统1B。此外，在本实施方式中，对与第一实施方式相同的结构要素赋予相同的符号，并省略重复的说明。
本实施方式中，与第一实施方式同样，第一动作管线51与气缸5的头侧相连，第二动作管线52与气缸5的杆侧相连。但是，也可以如图4所示，第一动作管线51与气缸5的杆侧相连，第二动作管线52与气缸5的头侧相连。
本实施方式中，采用了用于进行在气缸5伸长时（即，滑阀4向第一动作位置（图3的右侧位置）移动时）改变入口节流特性这样的控制的结构。具体地，流体压系统1B具有从压力源管线31分支并与第一动作管线51相连的平行管线9。并且，平行管线9上设置有可变节流阀91。
本实施方式中，可变节流阀91是先导式的滑阀。可变节流阀91的先导口通过二次压管线92与电磁比例阀93连接，电磁比例阀93通过一次压管线33与液压泵22连接。
可变节流阀91形成为先导压力越高则越使开口面积增大结构。电流被从控制装置8向电磁比例阀93供应，电磁比例阀93将与被供应的电流成比例的先导压力向可变节流阀91输出。
如以上所说明的，本实施方式的流体压系统1B中，即使电气系统故障而电磁比例阀93变得不工作或电磁比例阀93和可变节流阀91中任意一个故障，也能够通过先导式的滑阀4确保与操作者的操作对应的第一动作管线51和第二动作管线52与压力源管线31和油箱管路32的连通。因此，即使气缸5的速度不是最期望的特性，也能够保证针对操作者的操作的气缸5的驱动。另外，在使用了单一的滑阀4的情况下，由于供应侧的开口面积和排出侧的开口面积被同时控制，因此仅仅通过单一的滑阀4不能进行仅改变入口节流的特性这样的控制。与此相对，本实施方式中，由于设置了设置有可变节流阀91的平行管线9，因此在气缸5伸长时，能够与出口节流的特性独立地进行期望的入口节流控制。
另外，考虑如下的控制作为入口节流控制。在第一先导管线61上设置用于检测从操作阀6输出的先导压力的操作检测器81。并且，控制装置8将与由操作检测器81检测的先导压力对应的大小的电流供应给电磁比例阀93。这里，“与先导压力对应的大小的电流”可以是电流与先导压力成比例关系，也可以是随着先导压力上升，电流指数函数地增大。如果是这样的结构，则在操作者增大操作量以使气缸5快速工作时，可变节流阀91的开口面积自动变大。因此，能够与操作者的要求适当地对应。
或者，也可以在气缸5伸长时，将可变节流阀91设置为通常时全闭，与气缸5的负荷对应地增大可变节流阀91的开口面积。
<变形例>
可变节流阀91也可以形成为先导压力越高则越使开口面积减少的结构。另外，可变节流阀91不一定是油压先导式，也可以与电磁驱动部为一体式。
另外，也可以采用设置计测动作管线51的压力的压力计、随着该压力变大而可变节流阀91的开口面积增大的结构。根据该结构，能够防止负荷大小引起的气缸5的移动变小。换言之，能够不论负荷大小如何，也以相同速度驱动气缸5。
（其他的实施方式）
第一实施方式和第二实施方式能够组合。即，流体压系统也可以具有设置有可变节流阀71的安全管线7和设置有可变节流阀91的平行管线9双方。在这种情况下，可变节流阀71和可变节流阀91也可以形成为作为具有四个口的三位阀的单一的滑阀的结构。
另外，本发明的滑阀不一定必须是三位阀。例如，第一实施方式或第二实施方式中的滑阀4也可以分割为第一滑阀和第二滑阀，所述第一滑阀是在中立位置和第一动作位置（图1~4的右侧位置）之间移动的两位阀，第二滑阀是在中立位置和第二动作位置（图1~4的左侧位置）之间移动的两位阀。在这种情况下，第一滑阀相当于本发明的滑阀。
工业应用性：
本发明的流体压系统能够应用于各种流体压回路。
符号说明
1A、1B 流体压系统
21 液压泵（压力源）
23 油箱
31 压力源管线
32 油箱管路
4 滑阀
5 气缸（致动器）
51 第一动作管线
52 第二动作管线
7 安全管线
71 可变节流阀
73 电磁比例阀
8 控制装置
9 平行管线
91 可变节流阀
93 电磁比例阀。

Claims (6)

1.一种流体压系统，包括：
致动器；
操作阀，所述操作阀输出与操作者的操作量对应的先导压力；
滑阀，所述滑阀通过压力源管线和油箱管路分别与压力源和油箱连接，并且通过第一动作管线和第二动作管线与所述致动器连接，并且所述滑阀从中立位置向动作位置移动与从所述操作阀输出的先导压力对应的移动量，所述动作位置是将所述压力源管线与所述第一动作管线连通并且将所述第二动作管线与所述油箱管路连通的位置；
安全管线，所述安全管线从所述第二动作管线分支而与油箱相连；
先导压力越高越使开口面积增大的先导式可变节流阀，所述可变节流阀设置在所述安全管线上；
向所述可变节流阀输出先导压力的电磁比例阀；
操作检测器，所述操作检测器用于检测从所述操作阀输出的先导压力；以及
控制装置，所述控制装置将与由所述操作检测器检测的先导压力对应的大小的电流向所述电磁比例阀供应。
2.根据权利要求1所述的流体压系统，其特征在于，
所述滑阀是在所述中立位置和作为所述动作位置的第一动作位置之间移动、并且在所述中立位置和第二动作位置之间移动的三位阀，所述第二动作位置是将所述压力源管线与所述第二动作管线连通并且将所述第一动作管线与所述油箱管路连通的位置。
3.一种流体压系统，包括：
致动器；
操作阀，所述操作阀输出与操作者的操作量对应的先导压力；
滑阀，所述滑阀通过压力源管线和油箱管路分别与压力源和油箱连接，并且通过第一动作管线和第二动作管线与所述致动器连接，并且所述滑阀从中立位置向动作位置仅移动与从所述操作阀输出的先导压力对应的移动量，所述动作位置是将所述压力源管线与所述第一动作管线连通并且将所述第二动作管线与所述油箱管路连通的位置；
平行管线，所述平行管线从所述压力源管线分支而与所述第一动作管线相连；以及
可变节流阀，所述可变节流阀设置在所述平行管线上。
4.根据权利要求3所述的流体压系统，其特征在于，
所述可变节流阀是先导压力越高则越使开口面积增大的先导式，
还包括向所述可变节流阀输出先导压力的电磁比例阀。
5.根据权利要求4所述的流体压系统，其特征在于，
还包括操作检测器，所述操作检测器用于检测从所述操作阀输出的先导压力；以及
控制装置，所述控制装置将与由所述操作检测器检测的先导压力对应的大小的电流向所述电磁比例阀供应。
6.根据权利要求3至5中任一项所述的流体压系统，其特征在于，
所述滑阀是在所述中立位置和作为所述动作位置的第一动作位置之间移动、并且在所述中立位置与第二动作位置之间移动的三位阀，所述第二动作位置是将所述压力源管线与所述第二动作管线连通并且将所述第一动作管线与所述油箱管路连通的位置。
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