CN113631798B - 电动液压致动器系统、电动液压致动器系统的液压回路及包括该液压回路的蒸气透平系统 - Google Patents

电动液压致动器系统、电动液压致动器系统的液压回路及包括该液压回路的蒸气透平系统 Download PDF

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Abstract

提供具备以简单的结构稳定地工作的紧急切断回路的电动液压致动器系统。具备：液压缸(24)，具有连接有阀芯的活塞(25)、第1室(24A)及第2室(24B)；液压泵(21)，向第1室(24A)或第2室(24B)供给工作油；伺服马达(M)，驱动液压泵(21)；梭阀(11)，保持液压泵(21)产生的液压并使其与下游连通；电磁阀(12)，接受经由梭阀(11)的液压作为先导压力；以及逻辑阀(13)，具有从电磁阀(12)接受先导压力的第1端口和与液压缸(24)的第1室(24A)连通的第2端口，当将电磁阀(12)设为非励磁时，逻辑阀(13)的先导压力被释放，逻辑阀(13)使与第2端口连通的第1室(24A)的工作油向第2室(24B)流入，利用复位弹簧(26)使阀芯紧急切断。

Description

电动液压致动器系统、电动液压致动器系统的液压回路及包 括该液压回路的蒸气透平系统
技术领域
本发明涉及电动液压致动器系统、用于蒸气透平的电动液压致动器系统的液压回路及包括该液压回路的蒸气透平系统。
背景技术
在专利文献1中公开了一种失效安全(故障保护，英文：fail safe)工作系统，其构成为在利用液压使用于驱动蒸气透平等的阀的致动器工作的工作回路中，在故障时使致动器移动到安全位置。在专利文献2中公开了如下结构：为了使蒸气透平等的阀急速停止而使用了跳闸用电磁阀和逻辑阀。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：美国专利申请公开第2015/0152887号说明书
专利文献2：日本专利第2943459号公报
发明内容
发明所要解决的课题
在如上述那样驱动蒸气透平等的阀的致动器中，使阀紧急切断的机构有各种各样的形态，但特别是在电动液压致动器系统中，需要使用电磁阀进行紧急切断。进行紧急切断的机构需要以简单的结构稳定地工作。
在针对产生液压的液压泵的电源丧失时，需要使迅速地使阀芯(日文：弁体)成为闭阀状态的失效安全功能发挥作用。此时，需要保护液压泵不受向液压泵回流的工作油的影响。
液压泵有时会由于过负荷而超过额定输出地运转，此时伺服马达存在会过热的情况。需要根据外部负荷控制泵排出量而进行抑制向液压泵的负荷的运转。
工作油被封入完全封闭的系统中，因此工作油的循环量少，处于容易成为高温的状况，存在工作油的粘性、其他的性能提前降低、电动液压致动器系统的效率降低的问题。因此，需要防止工作油的性能劣化。
本发明的目的在于，提供具备以简单的结构稳定地工作的紧急切断回路的电动液压致动器系统。另外，提供具备在失效安全切断时保护液压泵的液压回路的电动液压致动器系统。另外，提供能够根据外部负荷进行抑制向液压泵的负荷的运转的电动液压致动器系统。另外，提供使工作油的性能稳定化的电动液压致动器系统。
用于解决课题的技术方案
为了解决上述课题，本发明的电动液压致动器系统的特征在于，具备：液压缸，所述液压缸具有连接有被复位弹簧施力的阀芯的活塞、第1室及第2室；液压泵，所述液压泵向所述第1室或所述第2室供给工作油；电动机，所述电动机驱动所述液压泵；梭阀，所述梭阀保持所述液压泵产生的液压并使其与下游连通；电磁阀，所述电磁阀接受经由所述梭阀的液压作为先导压力；以及逻辑阀，所述逻辑阀具有从所述电磁阀接受所述先导压力的第1端口和与所述液压缸的所述第1室连通的第2端口，当将所述电磁阀设为非励磁时，所述逻辑阀的所述先导压力被释放，所述逻辑阀使与所述第2端口连通的所述第1室的所述工作油向所述第2室流入，利用所述复位弹簧使所述阀芯紧急切断。
发明效果
根据本发明，能够提供具备以简单的结构稳定地工作的紧急切断回路的电动液压致动器系统。另外，能够提供具备在失效安全切断时保护液压泵的液压回路的电动液压致动器系统。另外，能够提供能够根据外部负荷进行抑制向液压泵的负荷的运转的电动液压致动器系统。另外，能够提供使工作油的性能稳定化的电动液压致动器系统。
附图说明
图1是示出本发明的实施例1中的通常的开阀动作的液压回路图。
图2是示出本发明的实施例1中的紧急切断时的工作的液压回路图。
图3是示出本发明的实施例2中的通常的开阀动作的液压回路图。
图4是示出本发明的实施例2中的失效安全切断及泵马达单元保护的工作的液压回路图。
图5是示出本发明的实施例3中的压力低于设定值时的排出量切换的工作的液压回路图。
图6是示出本发明的实施例3中的压力为设定值以上时的排出量切换的工作的液压回路图。
图7是示出本发明的实施例4中的开阀时的工作油冷却循环的工作的液压回路图。
图8是示出本发明的实施例4中的闭阀时的工作油冷却循环的工作的液压回路图。
图9是本发明的实施例5的液压回路图。
图10是本发明的实施例6的液压回路图。
图11是本发明的实施例7的液压回路图。
图12是本发明的实施例8的液压回路图。
图13是本发明的实施例9的液压回路图。
图14是本发明的实施例10的液压回路图。
图15是本发明的实施例11的液压回路图。
图16是本发明的实施例12的液压回路图。
图17是本发明的实施例13的液压回路图。
图18是本发明的实施例14的液压回路图。
图19是本发明的实施例15的液压回路图。
具体实施方式
(实施例1)
以下，基于附图对用于实施本发明的方式进行详细说明。图1是示出本发明的实施例1的电动液压致动器系统中的通常的开阀动作的液压回路图。在所有的附图中，虚线表示针对控制对象的阀的先导压力，虚线的箭头表示先导压力正在作用的状态，实线的箭头表示工作油的流动方向。
本发明的实施例1的电动液压致动器系统在液压回路中具备泵马达单元10。泵马达单元10具备由径向活塞泵构成的液压泵21，液压泵21由能够向正反两方向驱动的伺服马达M(电动机)驱动、控制。此外，径向活塞泵的结构也可以是轴向活塞泵、齿轮泵等其他形式的泵。
加压储液器22设置于液压回路，加压储液器22始终处于加压状态，由此即使从液压回路有些许泄漏，也能够以工作油充满液压回路。在液压回路中具备两个气蚀防止用的止回阀23A、23B，来自加压储液器22的工作油经由止回阀23A、23B向液压回路供给。而且，利用止回阀23A、23B将压力保持为恒定，因此能够防止气蚀的产生。此外，加压储液器22也可以是带储存罐的加压泵。
具备作为液压致动器的液压缸24和活塞25，在液压缸24的内部配置有具备活塞杆25R的活塞25。利用该活塞25将液压缸24的内部分为第1室24A、第2室24B这2个室。液压泵21通过向液压缸24的第1室24A或第2室24B供给工作油、或者从第2室24B或第1室24A回收工作油来驱动活塞25。活塞杆25R的一方与活塞25连接，活塞杆25R的另一方与未图示的蒸气阀(阀芯)连接，活塞杆25R被向伸长、收缩这两个方向驱动，由此蒸气阀能够开阀或闭阀。而且，在蒸气阀与液压缸24之间设置有复位弹簧26，蒸气阀被复位弹簧26向闭阀的方向施力。此外，液压缸24也可以是液压马达等其他方式的液压致动器。
溢流阀(英文：relief valve)27A、27B设置于液压回路，当液压回路的压力超过设定压力时，溢流阀27A、27B将工作油向作为返回配管的油路9a、9b释放，由此防止液压回路内的压力的过度上升。过滤器及旁通阀28用于工作油的过滤而与作为液压泵21的返回配管的油路9c连接。而且，作为用于冷却工作油的主动冷却回路的散热器及冷却用风扇29也可以与过滤器及旁通阀28串联地设置。
接着，对通常的开阀动作进行说明。最初，液压回路整体均等地被加压储液器22加压为规定的压力，作为一例，为约0.5MPa的压力。此外，虽然将压力设为0.5MPa，但也能够设定为其他任意的压力值。在未图示的控制器发出使蒸气阀开阀的指令时，泵马达单元10从液压泵21的端口A(排出端口)排出高压力的工作油。工作油通过油路1a向液压缸24的第1室24A供给。同时，进入液压缸24的第2室24B的工作油通过油路1b向液压泵21的方向流动，从液压泵21的端口B吸入。
在液压泵21产生的压力未达到克服由蒸气产生的压力、复位弹簧26等的外力的情况下，活塞25不移动，但当达到克服外力的压力时，活塞25动作，蒸气阀打开。液压缸24是两侧的受压面积相等的双杆缸，因此工作油向第1室24A的流入量与从第2室24B的流出量相同。以得到蒸气阀的期望的开度的方式，而且，以维持期望的开度的方式，控制液压泵21。
接着，对通常的闭阀动作进行说明。虽然复位弹簧26在利用其作用力关闭蒸气阀时，能够使大流量的工作油的回流产生并以过剩的速度进行闭阀，但能够通过控制泵马达单元10产生的压力来控制闭阀的速度。即，泵马达单元10所产生的压力克服作用力同时蒸气阀的闭阀的速度被控制。并且，以成为最佳的闭阀的速度的方式，液压泵21从第1室24A吸入向端口A流动的工作油，同时从端口B(排出端口)排出工作油并向第2室24B供给。在阀开闭的通常动作时，由泵马达单元10控制的压力比溢流阀27A、27B的设定压力低，因此溢流阀27A、27B保持关闭的状态。
接着，对本发明的实施例1的紧急切断回路进行说明。在实施例1的液压回路中具备梭阀(英文：shuttle valve)11(第1阀)、至少1个跳闸用的电磁阀12A、12B(第2阀，代表性地表示为电磁阀12)以及至少1个逻辑阀13A、13B(第3阀，代表性地表示为逻辑阀13)。图2是示出本发明的实施例1的电动液压致动器系统中的紧急切断时的工作的液压回路图。
梭阀11是在内部具备2个提动头(英文：poppet)或球体等阀芯、及在这2个阀芯之间施加了预载荷的弹簧的、所谓的“背靠背止回(back-to-back check)”类型的阀。对于梭阀11，从油路1a分支的油路2a的工作油经由一方的阀芯向梭阀11输入，而且，从油路1b分支的油路2b的工作油经由另一方的阀芯向梭阀11输入。并且，利用梭阀11内的施加了预载荷的弹簧，这2个输入的压力中的压力高的输入的入口侧与出口侧(下游)连通。例如，在打开蒸气阀时，由于油路2a的工作油的压力比油路2b的工作油的压力高，因此来自油路2a的工作油从入口侧流入梭阀11，与出口侧连通。然而，在关闭蒸气阀时，使油路2b的工作油的压力相对地高于油路2a的工作油的压力，有时会有意地增强蒸气阀的闭阀动作，在这样的情况下，来自油路2b的工作油从入口侧流入梭阀11，与出口侧连通。即，梭阀11是在供给的工作油的压力和回收的工作油的压力中使压力较高的工作油与下游连通的一个阀。梭阀11的出口侧与油路2ab连接，油路2ab(跳闸管路(英文：trip line))进一步分支为2个，分别作为先导压力而分别施加于跳闸用的电磁阀12A、12B。通过这样使用梭阀11，能够从2个液压源选择最佳的压力。另外，梭阀11与使用2个止回阀的情况相比，能够实现一体化和液压回路的简化，因此能够实现生产上的成本、工时的削减。
跳闸用的电磁阀12A、12B通常被励磁，来自梭阀11的先导压力经由跳闸用的电磁阀12A、12B并通过油路2ac、油路2bc而分别施加于2个逻辑阀13A、13B。
2个逻辑阀13A、13B是利用内置的复位弹簧关闭的阀，分别具备与对来自跳闸用的电磁阀12A、12B的先导压力进行供给的油路2ac、油路2bc连接的第1端口。另外，具备与从油路1a分支的油路3a连接的第2端口。即，第2端口经由油路1a和油路3a而与液压缸24的第1室24A连通。另外，逻辑阀13A和逻辑阀13B相对于第1室24A并联配置。在逻辑阀13A连接有供来自油路3a的工作油流动的油路3b，油路3b与逻辑阀13B连接。在逻辑阀13B还连接有与油路1b连接的油路3c。此外，在该油路3b中流动的工作油经由逻辑阀13B向油路3c流动。并且，通过先导压力与内置的复位弹簧的作用力之和克服来自液压缸24的压力，从而将从与逻辑阀13A、13B的第2端口连接的液压缸24的第1室24A起的油路3a关闭。
当从未图示的控制器接收到紧急切断信号时，跳闸用的电磁阀12被设为非励磁，向逻辑阀13施加的先导压力被释放。并且，逻辑阀13通过由来自液压缸24的压力克服内置的复位弹簧的作用力而打开，使与第1室24A连接的油路1a、油路3a、油路3b、油路3c及油路1b连通。通过该连通，第1室24A的工作油能够通过油路1a、油路3a、油路3b、油路3c及油路1b而向第2室24B直接且急速地流入。由于该工作油的急速的流入，能够将被复位弹簧26的作用力向闭阀方向施力的蒸气阀急速关闭。
如上所述，第1室24A的工作油不经由液压泵21地从第1室24A向第2室24B迅速地回流，因此活塞杆25R急速地动作，能够将蒸气阀急速地关闭。此外，只要跳闸用的电磁阀12不被设为非励磁，则跳闸管路的先导压力被梭阀11保持，因此逻辑阀13保持关闭的状态。
这样，实施例1的紧急切断回路通过具备梭阀11、跳闸用的电磁阀12及逻辑阀13，能够将蒸气阀急速地关闭。特别是，利用梭阀11封入跳闸管路的先导压力，因此逻辑阀13保持关闭的状态，起到能够使得紧急切断回路以简单的结构稳定地工作这样的优异效果。
(实施例2)
对本发明的实施例2的失效安全切断及泵马达单元保护回路进行说明。图3是示出本发明的实施例2的具备失效安全切断及泵马达单元保护回路的电动液压致动器系统中的通常的开阀动作的液压回路图。图4是示出本发明的实施例2的失效安全切断及泵马达单元保护回路的工作的液压回路图。
首先，参照图3，对具备失效安全切断及泵马达单元保护回路的电动液压致动器系统进行说明。在液压回路中具备熔断阀(英文：fuse valve)14(第4阀)和逻辑阀15(第5阀，第2逻辑阀)。
接着，对实施例2中的通常的开阀动作进行说明。最初，液压回路整体均等地被加压储液器22加压为规定的压力，作为一例，为约0.5MPa的压力。此外，虽然将压力设为0.5MPa，但也能够设定为其他任意的压力值。在未图示的控制器发出使蒸气阀开阀的指令时，泵马达单元10从液压泵21的端口A排出高压力的工作油。工作油通过油路1a，其一部分通过从油路1a分支的油路4a而作为先导压力施加于逻辑阀15。分支后的油路1a的工作油的从泵马达单元10到液压缸24的差压为正，因此通过熔断阀14且其一部分分支并通过油路5a，通过设置于油路5a的节流阀20而与逻辑阀15连接。并且，分支后的油路1a的工作油被供给到液压缸24的第1室24A。同时，进入液压缸24的第2室24B的工作油通过油路1b向液压泵21的方向流动，从液压泵21的端口B回收。
接着，参照图4对本发明的实施例2的失效安全切断进行说明。若由于某种外因而泵马达单元10丧失电力，则由工作油的流量控制的液压缸24内的活塞25成为自由状态，利用呈失效安全功能的复位弹簧26向闭阀方向驱动蒸气阀。伴随于该蒸气阀的失效安全切断，存在如下问题：工作油向液压泵21逆流，液压泵21成为过度旋转。然而，在实施例2中，利用设置于油路1a的熔断阀14而防止了工作油向液压泵21的逆流。
在向油路1a流动的工作油的流量比设定值大的情况下，熔断阀14阻止工作油从作为液压缸24的负荷侧的第1室24A向泵马达单元10的流动。同时，液压泵21的端口A失去压力，因此施加于逻辑阀15的先导压力消失，逻辑阀15使从油路1a分支的油路5a与连接于油路1b的油路5b连通。即，熔断阀14的下游侧(第1室24A侧)的油路1a、油路5a、油路5b及油路1b连通，第1室24A内的工作油通过逻辑阀15向第2室24B流动，能够使蒸气阀进行失效安全切断。由于熔断阀14切断向液压泵21连接的油路1a，工作油不会向液压泵21逆流，因此不会对液压泵21施加过负荷，能够在失效安全切断的同时保护泵马达单元10。此外，此时的蒸气阀的闭阀的速度能够通过使用节流阀20来调整。
如果在不具备失效安全切断及泵马达单元保护回路的情况下，泵马达单元10失去电力，则工作油向液压泵21逆流，液压泵21成为过度旋转。而且，存在产生气蚀、机械损耗这样的问题。然而，如果具备实施例2那样的失效安全切断及泵马达单元保护回路，则具有能够防止气蚀、机械损耗的产生这样的效果。
通过这样具备实施例2的失效安全切断及泵马达单元保护回路，从而在针对产生液压的液压泵21的电源丧失时，能够迅速地使阀芯成为闭阀状态。此时，起到能够保护液压泵21不受向液压泵21回流的工作油的影响这样的优异效果。
(实施例3)
对本发明的实施例3的液压泵31的排出量切换回路进行说明。图5是示出本发明的实施例3的电动液压致动器系统中的工作油的压力低于预定的设定值时的排出量切换的工作的液压回路图。图6是示出本发明的实施例3的电动液压致动器系统中的压力为预定的设定值以上时的排出量切换的工作的液压回路图。在实施例1及2中，在蒸气阀开阀时，要求液压泵21产生仅克服由蒸气产生的外力及复位弹簧26的作用力的动力。因此，泵马达单元10有时会超过额定输出地运转，此时伺服马达M存在会过热的情况。在这样的情况下，通过使用实施例3的可变容量类型的液压泵31，能够根据外部负荷而自动地切换排出量而进行抑制向泵马达单元30的负荷的运转。此外，该排出量切换主要在开阀时进行工作。
首先，参照图5，对实施例3中的开阀动作进行说明。在液压回路中具备顺序阀16(第6阀)和4端口2位置(二位四通)先导方向控制阀17(第7阀)。液压泵31是可变容量类型。
最初，液压回路整体均等地被加压储液器22加压为规定的压力，作为一例，为约0.5MPa的压力。此外，虽然将压力设为0.5MPa，但也能够设定为其他任意的压力值。在未图示的控制器发出使蒸气阀开阀的指令时，泵马达单元30从液压泵31的端口A排出高压力的工作油。工作油通过油路1a，其一部分通过从油路1a分支的油路4a而施加于顺序阀16。油路4a还与4端口2位置先导方向控制阀17连接，工作油作为4端口2位置先导方向控制阀17的先导压力而被施加。并且，分支后的油路1a的工作油被供给到液压缸24的第1室24A。同时，进入液压缸24的第2室24B的工作油通过油路1b向液压泵31的方向流动，从液压泵31的端口B回收。
接着，对本发明的实施例3的排出量切换的液压回路的结构进行说明。在顺序阀16连接有油路4a所分支出并具备节流部的油路6a、油路4a、与4端口2位置先导方向控制阀17连接的油路6b及与油路9a连接的油路6c。另外，在4端口2位置先导方向控制阀17连接有油路4a、与顺序阀16连接的油路6b、后述的排油容积先导管路(油路7a、油路7b)及与油路9b连接的油路7c。
接着，对工作油的压力低于预定的设定值时的排出量切换的工作进行说明。当来自液压泵31的端口A的工作油的压力低于顺序阀16的设定压力时，顺序阀16以将与油路9a(排放管路)连接的油路6c和与4端口2位置先导方向控制阀17连接的油路6b连接的方式工作。通过该工作，4端口2位置先导方向控制阀17的先导管路压力降低。此时，4端口2位置先导方向控制阀17以将从连接有作为原位置的端口A的油路1a分支的油路4a、和排油容积成为最大(max)的液压泵31的排油容积先导管路(油路7a)连接的方式工作。并且，来自液压泵31的排出量被增量。
接着，参照图6，对工作油的压力为预定的设定值以上时的排出量切换的工作进行说明。当来自液压泵31的端口A的压力比顺序阀16的设定压力高时，顺序阀16切换成将油路6c与油路6b的连接解除。另一方面，油路4a所分支出并具备节流部的油路6a和与4端口2位置先导方向控制阀17连接的油路6b连接。通过该工作，在4端口2位置先导方向控制阀17的先导管路中产生压力。由于该先导压力，4端口2位置先导方向控制阀17以将从连接有端口A的油路1a分支的油路4a、和排油容积成为最小(min)的液压泵31的排油容积先导管路(油路7b)连接的方式工作。并且，来自液压泵31的排出量被减少。
通过这样具备实施例3的排出量切换回路，从而起到能够根据外部负荷控制液压泵31的排出量而进行抑制向液压泵31的负荷的运转这样的优异效果。
(实施例4)
对本发明的实施例4的工作油冷却循环回路进行说明。图7是示出本发明的实施例4的电动液压致动器系统中的开阀时的工作油冷却循环的工作的液压回路图。图8是示出本发明的实施例4的电动液压致动器系统中的闭阀时的工作油冷却循环的工作的液压回路图。
首先，参照图7对工作油冷却循环回路进行说明。在液压回路中具备先导辅助打开溢流阀18(第8阀)和止回阀19(第9阀)。此外，溢流阀27B被置换为先导辅助打开溢流阀18，但先导辅助打开溢流阀18也具有溢流阀27B所具有的功能(当液压回路的压力超过设定压力时将工作油向油路9b释放的功能)。
接着，对实施例4中的通常的开阀动作进行说明。最初，液压回路整体均等地被加压储液器22加压为规定的压力，作为一例，为约0.5MPa的压力。此外，虽然将压力设为0.5MPa，但也能够设定为其他任意的压力值。在未图示的控制器发出使蒸气阀开阀的指令时，泵马达单元10从液压泵21的端口A排出高压力的工作油。工作油通过油路1a，其一部分通过从油路1a分支的油路4a而作为先导压力施加于先导辅助打开溢流阀18。并且，分支后的油路1a的工作油被供给到液压缸24的第1室24A。在开阀的通常动作时，由液压泵21控制的压力比溢流阀27A的设定压力低，因此溢流阀27A保持关闭的状态。
在先导辅助打开溢流阀18连接有油路4a、与油路1b连接的油路8a及与油路9b连接的油路8b。先导辅助打开溢流阀18在蒸气阀的开阀动作中，由于通过油路4a被供给的来自端口A的先导压力，成为将油路8a(油路1b)与油路8b(油路9b)连通那样的开阀状态。从液压缸24的第2室24B通过油路1b去向端口B的工作油被设置于端口B的下游侧(液压缸24侧)处的止回阀19堵住，因此不会直接流入端口B。然而，由于先导辅助打开溢流阀18开阀，因此油路1b的工作油通过油路8a、先导辅助打开溢流阀18及油路8b而向油路9b(排放管路)流动。并且，工作油一边在油路9b中流动而与从加压储液器22供给的工作油混合，一边通过气蚀防止用的止回阀23B被向液压泵21的端口B吸入。
接着，参照图8对实施例4中的通常的闭阀动作进行说明。闭阀动作成为与实施例1同样的液压泵21的控制，但工作油的流动一部分不同。液压泵21吸入从第1室24A向端口A流动的工作油，同时从端口B排出工作油。工作油经由设置于端口B的下游的止回阀19向油路1b流动。先导辅助打开溢流阀18在蒸气阀的闭阀动作时也由于端口A的先导压力而维持开阀状态。另一方面，由于先导辅助打开溢流阀18的入口侧(油路8a)的压力与出口侧(油路8b)的压力相同，因此即使先导辅助打开溢流阀18开阀，工作油也不会在先导辅助打开溢流阀18中流动。作为结果，工作油在油路1b中流动，向第2室24B供给。
通过此前的试验可知，加压储液器22周边的工作油的温度一般低于液压泵21周边的工作油温度。这有助于较低地(以适度的粘度)保持系统内的工作油的温度，确保系统的适当的效率。
通过这样具备实施例4的工作油冷却循环回路，起到即使在工作油的循环量少且容易成为高温的状况下也能够防止工作油的粘性、其他的性能劣化这样的优异效果。
(实施例5)
本发明的实施例5是具备紧急切断回路、失效安全切断及泵马达单元保护回路的结构。即，实施例5具有上述实施例1和实施例2的结构。图9是示出本发明的实施例5的具备紧急切断回路、失效安全切断及泵马达单元保护回路的电动液压致动器系统的液压回路图。此外，图9示出实施例5中的开阀动作。
在实施例5中，在液压回路中，除了具备实施例1中的梭阀11、跳闸用的电磁阀12及逻辑阀13以外，还具备熔断阀14和逻辑阀15。向这些梭阀11、跳闸用的电磁阀12及逻辑阀13的工作油的供给与实施例1是同样的，因此省略详细的说明。另外，实施例5中的通常的闭阀动作也与实施例1是同样的，因此省略详细的说明。而且，由于熔断阀14和逻辑阀15的工作与实施例2是同样的，因此省略详细的说明。
此外，在泵马达单元10丧失电力的失效安全切断时，跳闸用的电磁阀12还被励磁，逻辑阀13由于经由梭阀11的先导压力而处于关闭状态。因此，工作油不会通过逻辑阀13而流动。
通过如实施例5那样具备紧急切断回路、失效安全切断及泵马达单元保护回路，能够应对紧急切断和失效安全切断这双方。而且，在失效安全切断时，起到能够保护液压泵21不受向液压泵21回流的工作油的影响这样的优异效果。
(实施例6)
本发明的实施例6是具备紧急切断回路和排出量切换回路的结构。即，实施例6具有上述实施例1和实施例3的结构。图10是示出本发明的实施例6的具备紧急切断回路和排出量切换回路的电动液压致动器系统的液压回路图。此外，图10是示出实施例6的电动液压致动器系统中的压力低于预定的设定值时的排出量切换的工作的液压回路图。
在实施例6中，在液压回路中，除了具备实施例1中的梭阀11、跳闸用的电磁阀12及逻辑阀13以外，还具备顺序阀16和4端口2位置先导方向控制阀17。液压泵31是可变容量类型。向这些梭阀11、跳闸用的电磁阀12及逻辑阀13的工作油的供给与实施例1是同样的，因此省略详细的说明。另外，实施例6中的通常的闭阀动作也与实施例1是同样的，因此省略详细的说明。而且，由于顺序阀16和4端口2位置先导方向控制阀17的工作与实施例3是同样的，因此省略详细的说明。
通过如实施例6那样具备紧急切断回路和排出量切换回路，起到能够应对紧急切断，并且能够根据外部负荷控制液压泵31的排出量而进行抑制向液压泵31的负荷的运转这样的优异效果。
(实施例7)
本发明的实施例7是具备紧急切断回路和工作油冷却循环回路的结构。即，实施例7具有上述实施例1和实施例4的结构。图11是示出本发明的实施例7的具备紧急切断回路和工作油冷却循环回路的电动液压致动器系统的液压回路图。此外，图11是示出实施例7的电动液压致动器系统中的开阀时的工作油冷却循环的工作的液压回路图。实施例7的电动液压致动器系统中的闭阀时的工作油冷却循环的工作是与实施例4同样的工作，因此省略其详细的说明。
在实施例7中，在液压回路中，除了具备实施例1中的梭阀11、跳闸用的电磁阀12及逻辑阀13以外，还具备先导辅助打开溢流阀18和止回阀19。向这些梭阀11、跳闸用的电磁阀12及逻辑阀13的工作油的供给与实施例1是同样的，因此省略详细的说明。另外，实施例7中的通常的闭阀动作也与实施例1是同样的，因此省略详细的说明。而且，先导辅助打开溢流阀18和止回阀19的工作与实施例4是同样的，因此省略详细的说明。
通过如实施例7那样具备紧急切断回路和工作油冷却循环回路，起到能够应对紧急切断，并且即使在工作油的循环量少且容易成为高温的状况下也能够防止工作油的粘性、其他的性能劣化这样的优异效果。
(实施例8)
本发明的实施例8是具备紧急切断回路、失效安全切断及泵马达单元保护回路、以及排出量切换回路的结构。即，实施例8具有上述实施例1至实施例3的结构。图12是示出本发明的实施例8的具备紧急切断回路、失效安全切断及泵马达单元保护回路、以及排出量切换回路的电动液压致动器系统的液压回路图。此外，图12是示出实施例8的电动液压致动器系统中的压力为预定的设定值以上时的排出量切换的工作的液压回路图。
在实施例8中，在液压回路中，除了具备实施例1中的梭阀11、跳闸用的电磁阀12及逻辑阀13以外，还具备熔断阀14、逻辑阀15、顺序阀16及4端口2位置先导方向控制阀17。液压泵31是可变容量类型。向这些梭阀11、跳闸用的电磁阀12及逻辑阀13的工作油的供给与实施例1是同样的，因此省略详细的说明。另外，实施例8中的通常的闭阀动作也与实施例1是同样的，因此省略详细的说明。而且，由于熔断阀14和逻辑阀15的工作与实施例2是同样的，顺序阀16和4端口2位置先导方向控制阀17的工作与实施例3是同样的，因此省略详细的说明。
通过如实施例8那样具备紧急切断回路、失效安全切断及泵马达单元保护回路、以及排出量切换回路，能够应对紧急切断和失效安全切断这双方。而且，在失效安全切断时，能够保护液压泵31不受向液压泵31回流的工作油的影响。另外，起到能够根据外部负荷控制液压泵31的排出量而进行抑制向液压泵31的负荷的运转这样的优异效果。
(实施例9)
本发明的实施例9是具备紧急切断回路、失效安全切断及泵马达单元保护回路、以及工作油冷却循环回路的结构。即，实施例9具有上述实施例1、实施例2、实施例4的结构。图13是示出本发明的实施例9的具备紧急切断回路、失效安全切断及泵马达单元保护回路、以及工作油冷却循环回路的电动液压致动器系统的液压回路图。此外，图13是示出实施例9的电动液压致动器系统中的开阀时的工作油冷却循环的工作的液压回路图。实施例9的电动液压致动器系统中的闭阀时的工作油冷却循环的工作是与实施例4同样的工作，因此省略其详细的说明。
在实施例9中，在液压回路中，除了具备实施例1中的梭阀11、跳闸用的电磁阀12及逻辑阀13以外，还具备熔断阀14、逻辑阀15、先导辅助打开溢流阀18及止回阀19。向这些梭阀11、跳闸用的电磁阀12及逻辑阀13的工作油的供给与实施例1是同样的，因此省略详细的说明。另外，实施例9中的通常的闭阀动作也与实施例1是同样的，因此省略详细的说明。而且，由于熔断阀14、逻辑阀15的工作与实施例2是同样的，先导辅助打开溢流阀18和止回阀19的工作与实施例4是同样的，因此省略详细的说明。
通过如实施例9那样具备紧急切断回路、失效安全切断及泵马达单元保护回路、以及工作油冷却循环回路，能够应对紧急切断和失效安全切断这双方。而且，在失效安全切断时，能够保护液压泵21不受向液压泵21回流的工作油的影响。另外，起到即使在工作油的循环量少且容易成为高温的状况下也能够防止工作油的粘性、其他的性能劣化这样的优异效果。
(实施例10)
本发明的实施例10是具备紧急切断回路、失效安全切断及泵马达单元保护回路、排出量切换回路、以及工作油冷却循环回路的结构。即，实施例10具有上述实施例1至实施例4的结构。图14是示出本发明的实施例10的具备紧急切断回路、失效安全切断及泵马达单元保护回路、排出量切换回路、以及工作油冷却循环回路的电动液压致动器系统的液压回路图。此外，图14是示出实施例10的电动液压致动器系统中的开阀时的压力为预定的设定值以上时的排出量切换的工作的液压回路图。
在实施例10中，在液压回路中，除了具备实施例1中的梭阀11、跳闸用的电磁阀12及逻辑阀13以外，还具备实施例2的熔断阀14、逻辑阀15。而且，具备实施例3的顺序阀16、4端口2位置先导方向控制阀17、实施例4的先导辅助打开溢流阀18及止回阀19。液压泵31是可变容量类型。向这些梭阀11、跳闸用的电磁阀12及逻辑阀13的工作油的供给与实施例1是同样的，因此省略详细的说明。另外，实施例10中的通常的闭阀动作也与实施例1是同样的，因此省略详细的说明。而且，熔断阀14、逻辑阀15的工作与实施例2是同样的，另外，顺序阀16和4端口2位置先导方向控制阀17的工作与实施例3是同样的。并且，先导辅助打开溢流阀18和止回阀19的工作与实施例4是同样的，因此省略详细的说明。
通过如实施例10那样具备紧急切断回路、失效安全切断及泵马达单元保护回路、排出量切换回路、以及工作油冷却循环回路，能够应对紧急切断和失效安全切断这双方。而且，在失效安全切断时，能够保护液压泵31不受向液压泵31回流的工作油的影响。另外，起到能够根据外部负荷控制液压泵31的排出量而进行抑制向液压泵31的负荷的运转，即使在工作油的循环量少且容易成为高温的状况下也能够防止工作油的粘性、其他的性能劣化这样的优异效果。
(实施例11)
本发明的实施例11是具备紧急切断回路、排出量切换回路及工作油冷却循环回路的结构。即，实施例11具有上述实施例1、实施例3、实施例4的结构。图15是示出本发明的实施例11的具备紧急切断回路、排出量切换回路及工作油冷却循环回路的电动液压致动器系统的液压回路图。此外，图15是示出实施例11的电动液压致动器系统中的开阀时的压力为预定的设定值以上时的排出量切换的工作的液压回路图。
在实施例11中，在液压回路中具备实施例1中的梭阀11、跳闸用的电磁阀12及逻辑阀13。而且，具备实施例3的顺序阀16、4端口2位置先导方向控制阀17、实施例4的先导辅助打开溢流阀18及止回阀19。液压泵31是可变容量类型。向这些梭阀11、跳闸用的电磁阀12及逻辑阀13的工作油的供给与实施例1是同样的，因此省略详细的说明。另外，实施例11中的通常的闭阀动作也与实施例1是同样的，因此省略详细的说明。而且，顺序阀16和4端口2位置先导方向控制阀17的工作与实施例3是同样的。并且，先导辅助打开溢流阀18和止回阀19的工作与实施例4是同样的，因此省略详细的说明。
通过如实施例11那样具备紧急切断回路、排出量切换回路及工作油冷却循环回路，能够应对紧急切断。另外，起到能够根据外部负荷控制液压泵31的排出量而进行抑制向液压泵31的负荷的运转，即使在工作油的循环量少且容易成为高温的状况下也能够防止工作油的粘性、其他的性能劣化这样优异效果。
(实施例12)
本发明的实施例12是具备失效安全切断及泵马达单元保护回路和排出量切换回路的结构。即，实施例12具有上述实施例2、实施例3的结构。图16是示出本发明的实施例12的具备失效安全切断及泵马达单元保护回路和排出量切换回路的电动液压致动器系统的液压回路图。此外，图16是示出实施例12的电动液压致动器系统中的开阀时的压力为预定的设定值以上时的排出量切换的工作的液压回路图。
在实施例12中，在液压回路中具备实施例2中的熔断阀14、逻辑阀15、实施例3中的顺序阀16及4端口2位置先导方向控制阀17。液压泵31是可变容量类型。向这些熔断阀14、逻辑阀15的工作油的供给与实施例2是同样的，因此省略详细的说明。另外，由于顺序阀16和4端口2位置先导方向控制阀17的工作与实施例3是同样的，因此省略详细的说明。
通过如实施例12那样具备失效安全切断及泵马达单元保护回路和排出量切换回路，能够应对失效安全切断。而且，在失效安全切断时，能够保护液压泵31不受向液压泵31回流的工作油的影响。另外，起到能够根据外部负荷控制液压泵31的排出量而进行抑制向液压泵31的负荷的运转这样的优异效果。
(实施例13)
本发明的实施例13是具备失效安全切断及泵马达单元保护回路和工作油冷却循环回路的结构。即，实施例13具有上述实施例2、实施例4的结构。图17是示出本发明的实施例13的具备失效安全切断及泵马达单元保护回路和工作油冷却循环回路的电动液压致动器系统的液压回路图。此外，图17是示出实施例13的电动液压致动器系统中的开阀时的工作油冷却循环的工作的液压回路图。实施例13的电动液压致动器系统中的闭阀时的工作油冷却循环的工作是与实施例4同样的工作，因此省略其详细的说明。
在实施例13中，在液压回路中具备实施例2中的熔断阀14、逻辑阀15、先导辅助打开溢流阀18及止回阀19。由于熔断阀14、逻辑阀15的工作与实施例2是同样的，另外，先导辅助打开溢流阀18和止回阀19的工作与实施例4是同样的，因此省略详细的说明。
通过如实施例13那样具备失效安全切断及泵马达单元保护回路和工作油冷却循环回路，能够应对失效安全切断。而且，在失效安全切断时，能够保护液压泵21不受向液压泵21回流的工作油的影响。另外，起到即使在工作油的循环量少且容易成为高温的状况下也能够防止工作油的粘性、其他的性能劣化这样的优异效果。
(实施例14)
本发明的实施例14是具备失效安全切断及泵马达单元保护回路、排出量切换回路以及工作油冷却循环回路的结构。即，实施例14具有上述实施例2至实施例4的结构。图18是示出本发明的实施例14的具备失效安全切断及泵马达单元保护回路、排出量切换回路以及工作油冷却循环回路的电动液压致动器系统的液压回路图。此外，图18是示出实施例14的电动液压致动器系统中的开阀时的压力为预定的设定值以上时的排出量切换的工作的液压回路图。
在实施例14中，在液压回路中具备实施例2中的熔断阀14、逻辑阀15、实施例3中的顺序阀16、4端口2位置先导方向控制阀17、实施例4中的先导辅助打开溢流阀18及止回阀19。液压泵31是可变容量类型。熔断阀14、逻辑阀15的工作与实施例2是同样的，另外，顺序阀16和4端口2位置先导方向控制阀17的工作与实施例3是同样的。并且，先导辅助打开溢流阀18和止回阀19的工作与实施例4是同样的，因此省略详细的说明。
通过如实施例14那样具备失效安全切断及泵马达单元保护回路、排出量切换回路以及工作油冷却循环回路，能够应对失效安全切断。而且，在失效安全切断时，能够保护液压泵31不受向液压泵31回流的工作油的影响。另外，起到能够根据外部负荷控制液压泵31的排出量而进行抑制向液压泵31的负荷的运转，即使在工作油的循环量少且容易成为高温的状况下也能够防止工作油的粘性、其他的性能劣化这样的优异效果。
(实施例15)
本发明的实施例15是具备排出量切换回路和工作油冷却循环回路的结构。即，实施例15具有上述实施例3、实施例4的结构。图19是示出本发明的实施例15的具备排出量切换回路和工作油冷却循环回路的电动液压致动器系统的液压回路图。此外，图19是示出实施例15的电动液压致动器系统中的开阀时的压力为预定的设定值以上时的排出量切换的工作的液压回路图。
在实施例15中，在液压回路中具备实施例3中的顺序阀16、4端口2位置先导方向控制阀17、实施例4中的先导辅助打开溢流阀18及止回阀19。液压泵31是可变容量类型。顺序阀16和4端口2位置先导方向控制阀17的工作与实施例3是同样的。并且，先导辅助打开溢流阀18和止回阀19的工作与实施例4是同样的，因此省略详细的说明。
通过如实施例15那样具备排出量切换回路和工作油冷却循环回路，能够根据外部负荷控制液压泵31的排出量而进行抑制向液压泵31的负荷的运转。而且，起到即使在工作油的循环量少且容易成为高温的状况下也能够防止工作油的粘性、其他的性能劣化这样的优异效果。
以上，对本发明优选的实施例1至15进行了说明，但本发明并不限定于这些实施例，能够在其要旨的范围内进行各种变形及变更。
本申请主张来自在2019年9月13日申请的日本专利申请第2019-167187号的优先权，引用其内容作为本申请的一部分。
附图标记说明
1a 油路
9b 油路(排放管路)
11 梭阀(第1阀)
12、12A、12B 电磁阀(第2阀)
13、13A、13B 逻辑阀(第3阀)
14 熔断阀(第4阀)
15 逻辑阀(第5阀，第2逻辑阀)
16 顺序阀(第6阀)
17 4端口2位置先导方向控制阀(第7阀)
18 先导辅助打开溢流阀(第8阀)
19 止回阀(第9阀)
21、31 液压泵
24 液压缸
24A 第1室
24B 第2室
25 活塞
26 复位弹簧
29 散热器及冷却用风扇(主动冷却回路)
A 排出端口
M 伺服马达(电动机)

Claims (11)

1.一种电动液压致动器系统，其特征在于，具备：
液压缸，所述液压缸具有连接有被复位弹簧施力的阀芯的活塞、第1室及第2室；
液压泵，所述液压泵向所述第1室或所述第2室供给工作油；
电动机，所述电动机驱动所述液压泵；
梭阀，所述梭阀保持所述液压泵产生的液压并在被供给的所述工作油的压力下使压力较高的所述工作油与下游连通；
电磁阀，所述电磁阀接受经由所述梭阀的液压作为先导压力；以及
逻辑阀，所述逻辑阀具有从所述电磁阀接受所述先导压力的第1端口和与所述液压缸的所述第1室连通的第2端口，
当将所述电磁阀设为非励磁时，所述逻辑阀的所述先导压力被释放，所述逻辑阀使与所述第2端口连通的所述第1室的所述工作油向所述第2室流入，利用所述复位弹簧使所述阀芯紧急切断。
2.根据权利要求1所述的电动液压致动器系统，其特征在于，
所述电动液压致动器系统还具备：
熔断阀，所述熔断阀设置于将所述液压泵与所述液压缸的所述第1室连通的油路；以及
第2逻辑阀，
当所述电动机丧失电力、且从所述液压缸向所述液压泵返回的所述油路的所述工作油的流量超过预定的值时，所述熔断阀切断所述油路的所述工作油的流动，
所述第2逻辑阀以使切断后的所述工作油向所述液压缸的所述第2室返回的方式将回路连接，所述阀芯进行失效安全切断来保护所述液压泵。
3.根据权利要求1或2所述的电动液压致动器系统，其特征在于，
所述电动液压致动器系统还具备：
顺序阀；以及
4端口2位置先导方向控制阀，
当从所述液压泵排出的所述工作油的压力低于预定的设定值时，所述顺序阀使向所述4端口2位置先导方向控制阀的先导压力降低，所述4端口2位置先导方向控制阀将所述液压泵的排出端口、与所述液压泵的排油容积成为最大的所述液压泵的先导管路连接，
当从所述液压泵排出的所述工作油的压力超过预定的设定值时，所述顺序阀使向所述4端口2位置先导方向控制阀的先导压力上升，所述4端口2位置先导方向控制阀将所述液压泵的排出端口、与所述液压泵的排油容积成为最小的所述液压泵的先导管路连接，对所述液压泵的排出量进行控制。
4.根据权利要求1或2所述的电动液压致动器系统，其特征在于，
所述电动液压致动器系统还具备：
先导辅助打开溢流阀；以及
止回阀，
在所述阀芯打开的动作中，来自所述第2室的所述工作油被所述止回阀切断，所述先导辅助打开溢流阀承受由所述工作油的压力产生的先导压力而开阀，来自所述第2室的所述工作油经由所述先导辅助打开溢流阀向排放管路流动从而被冷却，
在所述阀芯关闭的动作中，所述工作油经由所述止回阀向所述第2室供给。
5.根据权利要求3所述的电动液压致动器系统，其特征在于，
所述电动液压致动器系统还具备：
先导辅助打开溢流阀；以及
止回阀，
在所述阀芯打开的动作中，来自所述第2室的所述工作油被所述止回阀切断，所述先导辅助打开溢流阀承受由所述工作油的压力产生的先导压力而开阀，来自所述第2室的所述工作油经由所述先导辅助打开溢流阀向排放管路流动从而被冷却，
在所述阀芯关闭的动作中，所述工作油经由所述止回阀向所述第2室供给。
6.一种电动液压致动器系统，其特征在于，具备：
液压缸，所述液压缸具有连接有被复位弹簧施力的阀芯的活塞、第1室及第2室；
液压泵，所述液压泵向所述第1室或所述第2室供给工作油、或者从所述第1室或所述第2室回收所述工作油；
电动机，所述电动机驱动所述液压泵；
熔断阀，所述熔断阀设置于将所述液压泵与所述液压缸的所述第1室连通的油路；以及
逻辑阀，
当所述电动机丧失电力、且从所述液压缸向所述液压泵返回的所述油路的所述工作油的流量超过预定的值时，所述熔断阀切断所述油路的所述工作油的流动，
所述逻辑阀以使切断后的所述工作油向所述液压缸的所述第2室返回的方式将回路连接，所述阀芯进行失效安全切断来保护所述液压泵。
7.根据权利要求6所述的电动液压致动器系统，其特征在于，
所述电动液压致动器系统还具备：
顺序阀；以及
4端口2位置先导方向控制阀，
当从所述液压泵排出的所述工作油的压力低于预定的设定值时，所述顺序阀使向所述4端口2位置先导方向控制阀的先导压力降低，所述4端口2位置先导方向控制阀将所述液压泵的排出端口、与所述液压泵的排油容积成为最大的所述液压泵的先导管路连接，
当从所述液压泵排出的所述工作油的压力超过预定的设定值时，所述顺序阀使向所述4端口2位置先导方向控制阀的先导压力上升，所述4端口2位置先导方向控制阀将所述液压泵的排出端口、与所述液压泵的排油容积成为最小的所述液压泵的先导管路连接，对所述液压泵的排出量进行控制。
8.根据权利要求6或7所述的电动液压致动器系统，其特征在于，
所述电动液压致动器系统还具备：
止回阀；以及
先导辅助打开溢流阀，
在所述阀芯打开的动作中，来自所述第2室的所述工作油被所述止回阀切断，所述先导辅助打开溢流阀承受由所述工作油的压力产生的先导压力而开阀，来自所述第2室的所述工作油经由所述先导辅助打开溢流阀向排放管路流动从而被冷却，
在所述阀芯关闭的动作中，所述先导辅助打开溢流阀由于保持所述先导压力而维持开阀状态，所述工作油经由所述止回阀向所述第2室供给。
9.一种电动液压致动器系统，其特征在于，具备：
液压缸，所述液压缸具有连接有被复位弹簧施力的阀芯的活塞、第1室及第2室；
液压泵，所述液压泵向所述第1室或所述第2室供给工作油、或者从所述第1室或所述第2室回收所述工作油；
电动机，所述电动机驱动所述液压泵；
顺序阀；以及
4端口2位置先导方向控制阀，
当从所述液压泵排出的所述工作油的压力低于预定的设定值时，所述顺序阀使向所述4端口2位置先导方向控制阀的先导压力降低，所述4端口2位置先导方向控制阀将所述液压泵的排出端口、与所述液压泵的排油容积成为最大的所述液压泵的先导管路连接，
当从所述液压泵排出的所述工作油的压力超过预定的设定值时，所述顺序阀使向所述4端口2位置先导方向控制阀的先导压力上升，所述4端口2位置先导方向控制阀将所述液压泵的排出端口、与所述液压泵的排油容积成为最小的所述液压泵的先导管路连接，对所述液压泵的排出量进行控制。
10.根据权利要求9所述的电动液压致动器系统，其特征在于，
所述电动液压致动器系统还具备：
止回阀；以及
先导辅助打开溢流阀，
在所述阀芯打开的动作中，来自所述第2室的所述工作油被所述止回阀切断，所述先导辅助打开溢流阀承受由所述工作油的压力产生的先导压力而开阀，来自所述第2室的所述工作油经由所述先导辅助打开溢流阀向排放管路流动从而被冷却，
在所述阀芯关闭的动作中，所述先导辅助打开溢流阀由于保持所述先导压力而维持开阀状态，所述工作油经由所述止回阀向所述第2室供给。
11.一种电动液压致动器系统，其特征在于，具备：
液压缸，所述液压缸具有连接有被复位弹簧施力的阀芯的活塞、第1室及第2室；
液压泵，所述液压泵向所述第1室或所述第2室供给工作油、或者从所述第1室或所述第2室回收所述工作油；
电动机，所述电动机驱动所述液压泵；
先导辅助打开溢流阀；以及
止回阀，
在所述阀芯打开的动作中，来自所述第2室的所述工作油被所述止回阀切断，所述先导辅助打开溢流阀承受由所述工作油的压力产生的先导压力而开阀，来自所述第2室的所述工作油经由所述先导辅助打开溢流阀向排放管路流动从而被冷却，
在所述阀芯关闭的动作中，所述工作油经由所述止回阀向所述第2室供给。
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