JP2008249024A - 流体圧アクチュエータ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】流体圧アクチュエータ100は、出力シリンダ3と、ポンプ2と、ポンプ2を駆動するモータ1と、斜板制御シリンダ5と、流路14乃至16とを具備する。出力シリンダ3は、シリンダ室31と、シリンダ室32と、出力ピストン33とを備える。ポンプ2は、給排口25と、給排口26と、ポンプ2の吐出容量を変化させる斜板27とを備える。流路14は、シリンダ室31と給排口25とを接続する。流路15は、シリンダ室32と給排口26とを接続する。流路16は、ポンプ2から漏れた作動流体をアキュムレータに貯える。斜板制御シリンダ5は、流路14及び15の圧力が高い方から作動流体が供給され、斜板27を駆動し、流路16に作動流体を排出する。ポンプ2の発生する圧力により斜板27が駆動されるから、斜板27を駆動するための動力源を別に設ける必要がない。
【選択図】図1
Description
図1は、本発明の第1の実施形態に係る流体圧アクチュエータ100のブロック図を示している。流体圧アクチュエータ100は、電動モータ1と、流体圧ポンプ2と、出力シリンダ3と、斜板制御シリンダ5と、サーボ弁6と、シャトル弁7と、出力ピストン位置センサ8と、モータ速度センサ9と、斜板角度センサ10と、二つのリリーフ弁12と、出力センサ13と、第1出力シリンダ流路14と、第2出力シリンダ流路15と、戻り流路16と、制御装置17と、第1斜板制御流路55と、第2斜板制御流路56と、第3斜板制御流路57と、第4斜板制御流路58とを備えている。
θ*=F(Fs,V*)
を規定している。また、曲面Aは、複数の領域から構成されている。各々の領域について異なるモータ速度指令値ω*が対応付けられている。すなわち、曲面Aは、
ω*=G(Fs,V*)
を規定している。
F(Fs1,V*)>F(Fs2,V*)、
F(Fs,V*1)<F(Fs,V*2)、
G(Fs1,V*)<G(Fs2,V*)、
G(Fs,V*1)<G(Fs,V*2)、
ここで、FsとしてのFs1及びFs2、V*としてのV*1及びV*2について、
Fs1<Fs2、
V*1<V*2
である。
0<Fs1<Fs2<FsX
の場合については、
F(Fs1,V*)=F(Fs2,V*)=θ*MAX
であることが好ましい。ここで、FsXは所定の値、θ*MAXは斜板角度指令値θ*の最大値である。出力ピストン33の出力が小さい場合、斜板27の制御に必要な圧力を確保できないために斜板角度指令値θ*を最大値にする。また、出力ピストン33の出力が小さい場合の速い動作速度も得られる。θ*MAXは、斜板角度θの最大値を示す。
図7は、本発明の第2の実施形態に係る流体圧アクチュエータ100’のブロック図を示している。流体圧アクチュエータ100’は、第1の実施形態に係る流体圧アクチュエータ100の斜板制御シリンダ5が斜板制御シリンダ5’で置き換えられ、サーボ弁6がサーボ弁6’で置き換えられ、第1斜板制御流路55が第1斜板制御流路55’で置き換えられ、第2斜板制御流路56が取り除かれ、第3斜板制御流路57が第3斜板制御流路57’で置き換えられ、第4斜板制御流路58が第4斜板制御流路58’で置き換えられたものである。斜板制御シリンダ5’は、第1シリンダ室51’と、第1シリンダ室51’に配置されたピストン53’と、ばね54’を備えている。ピストン53’は、斜板27に接続されている。第1斜板制御流路55’は、第1シリンダ室51’とサーボ弁6’とを接続している。第3斜板制御流路57’は、シャトル弁7とサーボ弁6’とを接続している。第4斜板制御流路58’は、戻り流路16とサーボ弁6’とを接続している。斜板角度センサ10は、ピストン53’の位置に基づいて斜板角度検出値θsを検出する。
1…電動モータ
2…流体圧ポンプ
3…出力シリンダ
4…アキュムレータ
5、5’…斜板制御シリンダ
6、6’…サーボ弁(電気油圧サーボ弁)
7…シャトル弁
8…出力ピストン位置センサ
9…モータ速度センサ
10…斜板角度センサ
11…チェック弁
12…リリーフ弁
13…出力センサ
14…第1出力シリンダ流路
15…第2出力シリンダ流路
16…戻り流路
17…制御装置
21…シリンダブロック
22…シリンダ室
23…ポンプピストン
24…弁板
25…第1給排口
26…第2給排口
27…斜板
31…第1出力シリンダ室
32…第2出力シリンダ室
33…出力ピストン
51、51’…第1シリンダ室
52…第2シリンダ室
53、53’…ピストン
54、54’…ばね
55、55’…第1斜板制御流路
56…第2斜板制御流路
57、57’…第3斜板制御流路
58、58’…第4斜板制御流路
61…減算器
62…ピストン速度指令値生成部
63…モータ速度指令値生成部
64…モータ速度制御部
65…斜板角度指令値生成部
66…斜板角度制御部
L*…ピストン位置指令値
Ls…ピストン位置検出値
V*…ピストン速度指令値
Fs…出力検出値
ω*…モータ速度指令値
ωs…モータ速度検出値
W…駆動電力
θ*…斜板角度指令値
θs…斜板角度検出値
S…サーボ弁制御指令
Claims (5)
- 出力シリンダと、
流体圧ポンプと、
前記流体圧ポンプを駆動する電動モータと、
斜板制御シリンダと、
第1出力シリンダ流路と、
第2出力シリンダ流路と、
戻り流路と
を具備し、
前記出力シリンダは、第1出力シリンダ室と、第2出力シリンダ室と、前記第1出力シリンダ室及び前記第2出力シリンダ室の間に配置された出力ピストンとを備え、
前記流体圧ポンプは、第1給排口と、第2給排口と、前記流体圧ポンプの吐出容量を変化させる斜板とを備え、
前記第1出力シリンダ流路は、前記第1出力シリンダ室と前記第1給排口とを接続し、
前記第2出力シリンダ流路は、前記第2出力シリンダ室と前記第2給排口とを接続し、
前記戻り流路は、前記流体圧ポンプから漏れた作動流体をアキュムレータに貯え、
前記斜板制御シリンダは、前記第1出力シリンダ流路及び前記第2出力シリンダ流路の圧力が高い方から作動流体が供給され、前記斜板を駆動し、前記戻り流路に作動流体を排出する
流体圧アクチュエータ。 - 斜板制御流路と、
前記第1出力シリンダ流路及び前記第2出力シリンダ流路の圧力が高い方から前記斜板制御流路に作動流体を供給するシャトル弁と、
サーボ弁と
を具備し、
前記斜板制御シリンダは、第1斜板制御シリンダ室と、第2斜板制御シリンダ室と、前記第1斜板制御シリンダ室及び前記第2斜板制御シリンダ室の間に配置された斜板制御ピストンとを備え、
前記斜板制御ピストンは、前記斜板に接続され、
前記サーボ弁は、
サーボ弁制御指令に基づいて、第1状態と第2状態とをとり、
前記第1状態において、前記斜板制御流路と前記第1斜板制御シリンダ室とを接続し、前記戻り流路と前記第2斜板制御シリンダ室とを接続し、
前記第2状態において、前記斜板制御流路と前記第2斜板制御シリンダ室とを接続し、前記戻り流路と前記第1斜板制御シリンダ室とを接続する
請求項1の流体圧アクチュエータ。 - 前記斜板制御シリンダは、前記流体圧ポンプの吐出容量が最大となる方向に前記斜板制御ピストンを付勢するばねを備える
請求項2の流体圧アクチュエータ。 - 制御装置と、
前記出力ピストンの位置を検出してピストン位置検出値を出力する出力ピストン位置センサと、
前記電動モータの回転速度を検出してモータ速度検出値を出力するモータ速度センサと、
前記斜板の斜板角度を検出して斜板角度検出値を出力する斜板角度センサと、
前記出力シリンダの出力を検出して出力検出値を出力する出力センサと
を具備し、
前記制御装置は、
前記出力ピストンの目標位置を示す出力ピストン位置指令値と前記出力ピストン位置検出値との差分に対応した前記出力ピストンの目標速度を示すピストン速度指令値を生成し、
前記ピストン速度指令値と前記出力検出値とに基づいて前記電動モータの目標回転速度を示すモータ速度指令値を生成し、
前記ピストン速度指令値と前記出力検出値とに基づいて前記斜板の目標斜板角度を示す斜板角度指令値を生成し、
前記モータ速度検出値が前記モータ速度指令値に一致するように前記電動モータに駆動電力を供給し、
前記斜板角度検出値が前記斜板角度指令値に一致するように前記サーボ弁制御指令を出力する
請求項2又は3の流体圧アクチュエータ。 - 前記出力検出値が所定の値より小さい場合、前記斜板角度指令値は一定角度を示し、
前記出力検出値が前記所定の値より大きい場合、前記斜板角度指令値は前記一定角度より小さい角度を示し、前記出力検出値が大きいほど前記斜板角度指令値は小さく、
前記斜板角度が大きいとき前記流体圧ポンプの吐出容量が大きく、
前記斜板角度が小さいとき前記流体圧ポンプの吐出容量が小さい
請求項4の流体圧アクチュエータ。
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