JP2003148406A - 油圧シリンダの駆動装置 - Google Patents

油圧シリンダの駆動装置

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JP2003148406A
JP2003148406A JP2001342953A JP2001342953A JP2003148406A JP 2003148406 A JP2003148406 A JP 2003148406A JP 2001342953 A JP2001342953 A JP 2001342953A JP 2001342953 A JP2001342953 A JP 2001342953A JP 2003148406 A JP2003148406 A JP 2003148406A
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Mitsuhiro Kawamura
光弘 川村
Yorihisa Kitagawa
順久 北川
Atsushi Aoyama
敦 青山
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Kayaba Industry Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 作動速度と位置決め精度を両立して高めら
れ、かつ構造を簡素化できる油圧シリンダの駆動装置を
提供する。 【解決手段】 伸び側に駆動する受圧面積と縮み側に駆
動する受圧面積を略等しく設定した疑似両ロッド形の油
圧シリンダ19と、両方向吐出型の第一油圧ポンプ1の
吐出方向を切り換えて油圧シリンダ19に対する作動油
の給排を行うクローズ回路30と、このクローズ回路3
0に接続され、パイロットポンプ(第二油圧ポンプ)3
からの作動油をサーボバルブ20の切り換えにより油圧
シリンダ19へ給排するオープン回路40と、オープン
回路40による油圧シリンダ19への作動油の給排とク
ローズ回路30による油圧シリンダ19への作動油の給
排とを選択的に切換えるコントローラ(制御手段)51
とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、油圧シリンダの駆
動装置の改良に関するものである。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】例えば
ミサイルの発射筒の俯仰角度を変える油圧シリンダの駆
動装置は、作動速度を高めることと位置決め精度を高め
ることを両立することが要求される。
【0003】しかしながら、従来、シリンダの一端から
ピストンロッドが突出する片ロッド形の油圧シリンダを
用い、油圧シリンダに対する作動油の給排をサーボバル
ブを介して制御する駆動装置は、油圧シリンダとオイル
タンクとの間で大量の作動油が循環するため、オイルタ
ンクの容量を大きくしなければならず、装置の大型化を
招く。そして、サーボバルブの圧力損失が大きいため、
エネルギロスが大きく、作動油の温度上昇を招く。
【0004】さらに、油圧シリンダの可変速範囲を大き
くしようとすると、複数のサーボバルブを設ける必要が
あり、油圧回路及びその制御装置の複雑化を招くという
問題点があった。
【0005】本発明は上記の問題点を鑑みてなされたも
のであり、作動速度と位置決め精度を両立して高めら
れ、かつ構造を簡素化できる油圧シリンダの駆動装置を
提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】第1の発明は、油圧シリ
ンダの駆動装置において、伸び側に駆動する受圧面積と
縮み側に駆動する受圧面積を略等しく設定した疑似両ロ
ッド形の油圧シリンダと、両方向吐出型の第一油圧ポン
プの吐出方向を切り換えて油圧シリンダに対する作動油
の給排を行うクローズ回路と、このクローズ回路に接続
され、第二油圧ポンプからの作動油をサーボバルブの切
り換えにより油圧シリンダへ給排するオープン回路と、
オープン回路による油圧シリンダへの作動油の給排とク
ローズ回路による油圧シリンダへの作動油の給排とを選
択的に切換える制御手段を備えたことを特徴とするもの
とした。
【0007】第2の発明は、第1の発明において、第一
油圧ポンプは大容量型の油圧ポンプを用い、第二油圧ポ
ンプは第一油圧ポンプよりも小容量型の油圧ポンプを用
いたことを特徴とするものとした。
【0008】第3の発明は、第1または第2の発明にお
いて、クローズ回路の非作動時にクローズ回路を遮断す
るクローズ回路遮断手段を備えたことを特徴とするもの
とした。
【0009】第4の発明は、第1から第3の発明のいず
れか一つにおいて、オープン回路の非作動時にオープン
回路を遮断するオープン回路遮断手段を備えたことを特
徴とするものとした。
【0010】第5の発明は、第1から第4のいずれか一
つの発明において、油圧シリンダの作動位置を検出する
位置センサを備え、制御手段は、この位置センサによっ
て検出される油圧シリンダの作動位置が目標位置に近接
したことが判定されると、クローズ回路からオープン回
路による油圧シリンダへの作動油の給排に切り換える構
成としたことを特徴とするものとした。
【0011】
【発明の作用および効果】第1の発明によると、クロー
ズ回路の作動時に油圧ポンプの吐出方向を切り換えて油
圧シリンダの伸縮作動させる構成のため、油圧シリンダ
を高速作動させることが可能となる。疑似両ロッド形の
油圧シリンダを用いることにより、オイルタンクから出
入りする作動油の流量を小さく抑えられ、エネルギロス
を低減し、作動油の温度上昇を抑えられるとともに、オ
イルタンクの容量が小さくて済み、装置のコンパクト化
がはかれる。また、この油圧シリンダは伸び側と縮み側
の受圧面積が同じなので、両行程の推力とスピードを特
別な回路構成を採用することなく同じにでき、装置のコ
ンパクト化がはかれるとともに、制御性も良い。
【0012】オープン回路の作動時にサーボバルブを介
して油圧シリンダを伸縮作動させる構成のため、油圧シ
リンダの伸縮作動を高い精度で制御することが可能とな
る。
【0013】第2の発明によると、油圧シリンダの作動
位置が目標位置に近接すると、小容量型の油圧ポンプを
用いるので、油圧シリンダが低速作動し、サーボバルブ
による位置決め制御がし易くなる。一方、油圧シリンダ
の作動位置が目標位置に近接しないと、大容量型の油圧
ポンプが用いられるので、油圧シリンダの高速作動が容
易になる。
【0014】第3の発明によると、サーボバルブによる
オープン回路の作動時にクローズ回路遮断手段によって
クローズ回路に作動油が流れることを回避し、油圧シリ
ンダの位置決め精度を損なわないで済む。
【0015】第4の発明によると、オープン回路の非作
動時にオープン回路遮断手段によって作動油がオープン
回路を流れることが回避される。
【0016】第5の発明によると、クローズ回路により
油圧シリンダを高速作動させて油圧シリンダの作動位置
が目標位置に近接すると、オープン回路により油圧シリ
ンダを低速作動させて油圧シリンダを目標位置に到達さ
せる構成により、作動速度を高めることと位置決め精度
を高めることを両立できる。
【0017】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。
【0018】図1に示すように、疑似両ロッド形の油圧
シリンダ19は、有底筒状のシリンダの一端からピスト
ンロッドが突出しているが、シリンダの内側にピストン
ロッド内に挿入されるロッドを介して伸側油室と縮み側
油室と受圧面積が略等しく設定される。
【0019】疑似両ロッド形の油圧シリンダ19に設け
られる駆動装置は、両方向吐出型の第一油圧ポンプ1
(以下、単に油圧ポンプ1と言う)の吐出方向を切り換
えて油圧シリンダ19に対する作動油の給排を行うクロ
ーズ回路30と、サーボバルブ20のポジションを切り
換えて油圧シリンダ19に対する作動油の給排を行うオ
ープン回路40と、クローズ回路30の非作動時にクロ
ーズ回路30を遮断するクローズ回路遮断手段としての
電磁切換弁8と、オープン回路40の非作動時にオープ
ン回路40を遮断するオープン回路遮断手段としてのパ
イロット操作チェックバルブ22とを備える。
【0020】クローズ回路30は油圧シリンダ19の伸
側油室と油圧ポンプ1の一方のポートを連通する通路3
1,32と、油圧シリンダ19の縮み側油室と油圧ポン
プ1の他方のポートを連通する通路33,34によって
構成される。
【0021】斜板式の油圧ポンプ1は図示しないモータ
によって駆動され、レギュレータ4によって斜板の傾転
角度が調節されることによって作動油の吐出量が変えら
れるとともに吐出方向が切り換えられる。レギュレータ
4には電磁切換弁5を介して第二油圧ポンプとしてのパ
イロットポンプ3からの圧油が導かれている。
【0022】チャージポンプ2は図示しないモータによ
って駆動され、ストレーナ13を介してオイルタンク2
4の作動油を吸い込む。チャージポンプ2から吐出する
作動油はチェックバルブ9、ブレーキバルブ18を介し
て通路32,34に供給されるとともに、一対のチェッ
クバルブ6を介して通路31,33に供給されることに
より、クローズ回路30に対して作動油の洩れ分が補充
される。チャージポンプ2から吐出する余剰作動油はリ
リーフバルブ23を介してオイルタンク24に戻され
る。
【0023】通路31,33は、フラッシングバルブ
7、リリーフバルブ10、フィルタ11、オイルクーラ
12を介してオイルタンク24に連通される。フラッシ
ングバルブ7は各通路31,33の差圧に応じてポジシ
ョンが切換わり、各通路31,33のうち作動油が油圧
ポンプ1へと向かう方をオイルタンク24に連通し、余
剰作動油がオイルタンク24に戻される。
【0024】クローズ回路遮断手段として、通路31と
32の間、通路33と34の間に電磁切換弁8が介装さ
れ、この電磁切換弁8はクローズ回路30を開通させる
作動ポジションaと、クローズ回路30の通路32,3
4を遮断するとともに通路31,33を連通する非作動
ポジションbを有する。コントローラ50は電磁切換弁
5を作動ポジションに切り換えるクローズ回路30の作
動時に電磁切換弁8を作動ポジションaに切り換えてク
ローズ回路30を開通させる一方、電磁切換弁8を停止
ポジションに切り換えるクローズ回路30の非作動時に
電磁切換弁8を非作動ポジションbに切り換えてクロー
ズ回路30を遮断する。これにより、サーボバルブ20
によるオープン回路40の作動時に油圧ポンプ1等を介
してクローズ回路30に作動油が流れることを回避し、
油圧シリンダ19の位置決め精度を損なわないで済む。
また、油圧シリンダ19の停止時に作動油が油圧ポンプ
1の隙間等を通って流れることを回避し、油圧シリンダ
19を停止位置に保持することができる。
【0025】パイロットポンプ3は図示しないモータに
よって駆動され、ストレーナ14を介してオイルタンク
24の作動油を吸い込む。パイロットポンプ3から吐出
する作動油はチェックバルブ16、ラインフィルタ17
を介してレギュレータ4、油圧シリンダ19に供給さ
れ、余剰作動油がリリーフバルブ15を介してオイルタ
ンク24に戻される。
【0026】オープン回路40は油圧シリンダ19の伸
側油室、縮み側油室に連通する通路41,42、パイロ
ットポンプ3に連通する通路43、オイルタンク24に
連通する通路44を備え、各通路41〜44がサーボバ
ルブ20に接続される。
【0027】サーボバルブ20は油圧シリンダ19を伸
張作動させるポジションa、油圧シリンダ19を停止さ
せるポジションb、油圧シリンダ19を収縮作動させる
ポジションcを有する。ポジションaにてパイロットポ
ンプ3から吐出する作動油が縮み側油室に供給され、伸
側油室の作動油がオイルタンク44に戻されて油圧シリ
ンダ19が伸張作動する。ポジションbにて各通路41
〜44が遮断される。ポジションcにてパイロットポン
プ3から吐出する作動油が伸側油室に供給され、縮み側
油室の作動油がオイルタンク44に戻されて油圧シリン
ダ19が収縮作動する。
【0028】オープン回路遮断手段して、通路41,4
2にはパイロット操作チェックバルブ22がそれぞれ介
装される。各パイロット操作チェックバルブ22は電磁
切換弁21を介してパイロットポンプ3からの吐出圧が
導かれることにより開弁し、電磁切換弁21を介してこ
の吐出圧が抜けることによりチェックバルブと機能す
る。コントローラ50は電磁切換弁21を介してパイロ
ット操作チェックバルブ22をサーボバルブ20の作動
時に開弁させ、サーボバルブ20の非作動時に閉弁させ
る。これにより、クローズ回路30の作動時及び油圧シ
リンダ19の停止時に作動油が電磁切換弁20の隙間等
を通って流れることを回避し、油圧シリンダ19を停止
位置に保持することができる。
【0029】制御手段として設けられるコントローラ5
0は、油圧シリンダ19の作動位置を検出する位置セン
サ51に検出された油圧シリンダ19のストローク位置
が目標ストローク位置に対して所定値より大きいクロー
ズ回路30の高速作動領域か、目標ストローク位置に対
して所定値以下のオープン回路40の低速作動領域かを
判定し、高速作動領域にてクローズ回路30を作動させ
て油圧シリンダ19を高速作動させた後、低速作動領域
にてオープン回路40を作動させて油圧シリンダ19を
低速作動させる。
【0030】以上のように構成される本発明の実施の形
態につき、次に作用を説明する。
【0031】疑似両ロッド形の油圧シリンダ19は、伸
縮作動時に伸側油室と縮み側油室から出入りする作動油
量が略等しいため、両方向吐出型の油圧ポンプ1との間
で作動油が循環するクローズ回路30を構成することが
可能となる。疑似両ロッド形の油圧シリンダ19の外形
は、シリンダの一端からピストンロッドが突出する片ロ
ッド形のものであるため、シリンダの一端からピストン
ロッドが突出する両ロッド形の油圧シリンダのように取
り付け構造が限定されないで済む。
【0032】クローズ回路30の作動時は斜板式の油圧
ポンプ1の吐出方向を切り換えて油圧シリンダ19を伸
縮作動させる構成のため、油圧シリンダ19を高速作動
させることが可能となる。このとき、クローズ回路30
にはチャージポンプ2を介してオイルタンク24から少
量の作動油が供給される一方、フラッシングバルブ7を
介して少量の作動油がオイルタンク24に戻される。こ
うして、油圧シリンダ19を高速作動させるときに、オ
イルタンク24から出入りする作動油の流量を小さく抑
えられるため、エネルギロスを低減し、作動油の温度上
昇を抑えられるとともに、オイルタンク24の容量が小
さくて済み、装置のコンパクト化がはかれる。また、こ
の油圧シリンダ19は伸び側と縮み側の受圧面積が同じ
なので、両行程の推力とスピードを特別な回路構成を採
用することなく同じにでき、装置のコンパクト化がはか
れるとともに、制御性も良い。
【0033】油圧シリンダ19の作動位置が目標位置に
近接すると、クローズ回路30からオープン回路40に
よる油圧シリンダ19への作動油の給排に切り換え、サ
ーボバルブ20を介して油圧シリンダ19を伸縮作動さ
せる構成のため、油圧シリンダ19が低速作動し、油圧
シリンダ19の位置を高い精度で制御することを可能と
する。このとき、小容量型のパイロットポンプ3を用い
るので、油圧シリンダ19が低速作動し、サーボバルブ
20による位置決め制御がし易くなる。
【0034】本発明は上記の実施の形態に限定されず
に、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がな
しうることは明白である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態を示す油圧シリンダの駆動
装置の図。
【符号の説明】
1 第一油圧ポンプ 2 チャージポンプ 3 パイロットポンプ(第二油圧ポンプ) 4 レギュレータ 5 電磁切換弁 7 フラッシングバルブ 8 電磁切換弁(クローズ回路遮断手段) 19 油圧シリンダ 20 サーボバルブ 21 電磁切換弁 22 パイロット操作チェックバルブ(オープン回路遮
断手段) 30 クローズ回路 40 オープン回路 50 コントローラ(制御手段) 51 位置センサ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 青山 敦 東京都港区浜松町二丁目4番1号世界貿易 センタービル カヤバ工業株式会社内 Fターム(参考) 3H081 AA04 BB02 CC28 DD01 HH10 3H089 AA25 AA46 AA56 AA87 BB02 BB17 BB27 CC02 DA02 DA03 DA08 DB03 DB04 DB33 DB34 DB38 DB46 DB48 DB49 DB54 DB63 EE17 EE18 EE22 EE35 FF03 GG02 JJ20

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】伸び側に駆動する受圧面積と縮み側に駆動
    する受圧面積を略等しく設定した疑似両ロッド形の油圧
    シリンダと、 両方向吐出型の第一油圧ポンプの吐出方向を切り換えて
    油圧シリンダに対する作動油の給排を行うクローズ回路
    と、 このクローズ回路に接続され、第二油圧ポンプからの作
    動油をサーボバルブの切り換えにより前記油圧シリンダ
    へ給排するオープン回路と、 オープン回路による油圧シリンダへの作動油の給排とク
    ローズ回路による油圧シリンダへの作動油の給排とを選
    択的に切換える制御手段とを備えたことを特徴とする油
    圧シリンダの駆動装置。
  2. 【請求項2】前記第一油圧ポンプは大容量型の油圧ポン
    プを用い、前記第二油圧ポンプは第一油圧ポンプよりも
    小容量型の油圧ポンプを用いたことを特徴とする請求項
    1に記載の油圧シリンダの駆動装置。
  3. 【請求項3】前記クローズ回路の非作動時にクローズ回
    路を遮断するクローズ回路遮断手段を備えたことを特徴
    とする請求項1または2に記載の油圧シリンダの駆動装
    置。
  4. 【請求項4】前記オープン回路の非作動時にオープン回
    路を遮断するオープン回路遮断手段を備えたことを特徴
    とする請求項1から3のいずれか一つに記載の油圧シリ
    ンダの駆動装置。
  5. 【請求項5】前記油圧シリンダの作動位置を検出する位
    置センサを備え、 前記制御手段は、この位置センサによって検出される前
    記油圧シリンダの作動位置が目標位置に近接したことが
    判定されると、前記クローズ回路からオープン回路によ
    る油圧シリンダへの作動油の給排に切り換える構成とし
    たことを特徴とする請求項1から4のいずれか一つに記
    載の油圧シリンダの駆動装置。
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Cited By (5)

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