JP2011047414A - Control device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、制御装置に関し、特に、ショック圧による液圧回路の配管や構成機器の破損を防止することができる制御装置に関するものである。 The present invention relates to a control device, and more particularly to a control device that can prevent damage to piping and components of a hydraulic circuit due to shock pressure.
従来の油圧制御装置(制御装置)では、一定馬力制御(作動油の送出量と作動油に付与する圧力が反比例)のポンプを使用してアクチュエータを動かしていた。例えば、特開2004−28263号公報には、一定馬力制御を示す特性曲線、即ち、ポンプ11の吐出圧力が上昇するとポンプ11の吐出量(送出量)が減少するという特性曲線が示されている。
In a conventional hydraulic control device (control device), the actuator is moved using a pump with constant horsepower control (the amount of hydraulic oil delivered and the pressure applied to the hydraulic oil are inversely proportional). For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-28263 discloses a characteristic curve indicating constant horsepower control, that is, a characteristic curve in which the discharge amount (delivery amount) of the
この一定馬力制御されたポンプによれば、アクチュエータへの負荷が増大して液圧回路の液圧が上昇した場合には、ポンプの出力馬力を一定とするために、作動油の吐出量が減少する。 According to this constant horsepower controlled pump, when the load on the actuator increases and the hydraulic pressure in the hydraulic circuit rises, the hydraulic oil discharge rate decreases to keep the pump's output horsepower constant. To do.
しかしながら、上述した一定馬力制御された従来のポンプでは、アクチュエータへの負荷が高い状態から急激に低い状態へ移行すると、アクチュエータの負荷により高められていた作動油の圧力(ポンプ11の圧力に対応する。)が急激に低下してポンプからの作動油の送出量が急激に増加する。そのため、配管内部に急激な作動油の流量の変化が生じるので、その作動油が流れている配管内部にショック圧が発生してしまう(水撃現象)。その結果、液圧回路の配管や構成機器の破損が発生するという問題点があった。 However, in the conventional pump controlled by the constant horsepower described above, when the load on the actuator shifts from a high state to a low state suddenly, the pressure of hydraulic oil (corresponding to the pressure of the pump 11) increased by the load of the actuator. )) Suddenly decreases and the amount of hydraulic fluid delivered from the pump increases rapidly. As a result, a sudden change in the flow rate of hydraulic oil occurs in the pipe, and shock pressure is generated in the pipe through which the hydraulic oil flows (water hammer phenomenon). As a result, there has been a problem that the hydraulic circuit piping and components are damaged.
本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、ショック圧による液圧回路の配管や構成機器の破損を防止することができる制御装置を提供することを目的としている。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a control device capable of preventing damage to piping and components of a hydraulic circuit due to shock pressure.
この目的を達成するために、請求項1記載の制御装置は、液圧と送出量との積が略一定となる馬力一定制御と外部指令により送出量を可変できる制御機構とを有するポンプと、そのポンプから送出される液体の液圧を駆動源とする駆動装置と、前記ポンプの液体送出側から前記駆動装置の一端に接続される第1配管と、その第1配管に接続され第1配管内の液体が所定の液圧以上になった場合に液体を第1配管内から排出させるリリーフバルブと、前記駆動装置の他端から前記ポンプの液体吸入側に接続される第2配管とによって構成される液圧回路を制御するものであって、前記第1配管内の液圧が所定の液圧以上であるかを判断する液圧判断手段と、その液圧判断手段によって前記第1配管内の液圧が所定の液圧以上と判断された場合に、液圧の急減による送出量の急増によって発生する前記液圧回路のショック圧を抑制するショック圧防止手段とを備える。
In order to achieve this object, a control device according to
請求項2記載の制御装置は、請求項1記載の制御装置において、前記液圧判断手段は、前記液圧が所定の液圧以上であるかの判断を前記リリーフバルブの開閉状態に基づいて行う。
The control device according to
請求項3記載の制御装置は、請求項2記載の制御装置において、前記液圧回路は、前記第1配管の内部から排出された前記液体を流通させる流通通路を構成するリリーフ配管と、そのリリーフ配管の内部の圧力を測定する圧力センサとを備え、前記液圧判断手段は、前記リリーフバルブの開閉状態の感知を前記圧力センサの測定結果に基づいて行う。
The control device according to
請求項4記載の制御装置は、請求項3記載の制御装置において、前記液圧回路は、前記圧力センサを2個備えると共に、それら2個の圧力センサが前記リリーフ配管の流れ方向に離間した位置に接続され、前記液圧判断手段は、前記リリーフバルブの開閉状態の感知を前記2個の圧力センサが測定する圧力の差に基づいて行う。
The control device according to
請求項5記載の制御装置は、請求項2記載の制御装置において、前記液圧回路は、前記リリーフバルブの開閉に応じてオン・オフ動作することで電気的な接続および遮断を行うスイッチ装置を備え、前記液圧判断手段は、前記リリーフバルブの開閉状態の感知を前記スイッチ装置の動作状態に基づいて行う。 According to a fifth aspect of the present invention, there is provided the control device according to the second aspect, wherein the hydraulic circuit includes a switch device that performs electrical connection and disconnection by performing an on / off operation according to opening and closing of the relief valve. The hydraulic pressure judgment means senses the open / closed state of the relief valve based on the operating state of the switch device.
請求項6記載の制御装置は、請求項1から5のいずれかに記載の制御装置において、前記ショック圧防止手段は、前記液圧判断手段によって前記第1配管内の液圧が所定の液圧以上と判断された場合に、外部指令によって前記ポンプからの最大送出量を制限し、前記第1配管内の液圧急減によるポンプ送出量の急増を抑制することで前記液圧回路のショック圧を抑制する。 A control device according to a sixth aspect is the control device according to any one of the first to fifth aspects, wherein the shock pressure preventing means is configured such that the hydraulic pressure in the first pipe is a predetermined hydraulic pressure by the hydraulic pressure determining means. When it is determined as described above, the maximum delivery amount from the pump is limited by an external command, and the shock pressure of the hydraulic circuit is reduced by suppressing the sudden increase in the pump delivery amount due to the sudden decrease in the hydraulic pressure in the first pipe. Suppress.
請求項1記載の制御装置によれば、ポンプから送出された液体が第1配管を介して駆動装置に供給されることでその駆動装置が駆動され、その駆動装置の負荷が低い状態から高い状態へと移行することに伴って第1配管の内部の液圧が所定の液圧以上とされると、第1配管へ接続されるリリーフバルブから第1配管の内部の液体が排出され第1配管の内部の液圧が所定の液圧以下に保たれるように液圧回路が構成されている。
According to the control device of
ここで、例えば、駆動装置の負荷が高い状態から低い状態へと移行すると、馬力一定制御ポンプによって送出される液体について駆動装置の負荷によって高められた第1配管の液圧が低下してポンプの送出圧が低下することでポンプから送出される液体の流量が増加するので、第1配管の内部を流れる液体の流量が増加する。 Here, for example, when the load on the driving device shifts from a high state to a low state, the liquid pressure in the first pipe, which is increased by the load on the driving device, decreases with respect to the liquid delivered by the constant horsepower control pump. Since the flow rate of the liquid delivered from the pump increases due to the decrease in the delivery pressure, the flow rate of the liquid flowing inside the first pipe increases.
また、駆動装置の負荷が高い状態から低い状態へと移行することで、第1配管から駆動装置へ流入される液体の流量が増加して、その結果、第1配管から駆動装置を介して第2配管に排出される液体の流量が増加する。 Moreover, by shifting from a high load state to a low load state of the drive device, the flow rate of the liquid flowing into the drive device from the first pipe increases, and as a result, the first pipe passes the drive device through the drive device. 2 The flow rate of the liquid discharged to the pipe increases.
即ち、駆動装置の負荷が高い状態から低い状態へ変化する前は、流速一定の低速状態であったものが、駆動装置の負荷が高い状態から低い状態へと移行されている間は、第1配管の内部および第2配管の内部を流れる液体の流量が増加されるので、液体が加速状態とされており、駆動装置の負荷が低い状態へと移行された後は、液体の流量の増加が終了するので、液体の流量が一定となり定速状態となる。 That is, before the load on the drive device changes from a high state to a low state, the low speed state where the flow rate is constant is the first while the load on the drive device is shifted from a high state to a low state. Since the flow rate of the liquid flowing through the inside of the pipe and the inside of the second pipe is increased, the liquid is in an accelerated state, and after the load of the driving device is shifted to a low state, the increase in the flow rate of the liquid is increased. Since the process is completed, the liquid flow rate becomes constant and a constant speed state is obtained.
そのため、定速状態の液体が加速状態へと状態変化され、更に、加速状態の液体が定速状態へと状態変化され、その液体の状態変化に伴い、液体の持つ運動エネルギーが液圧に変換されることで、ショック圧が配管内に発生する。 Therefore, the liquid in the constant speed state is changed to the acceleration state, and further, the liquid in the acceleration state is changed to the constant speed state, and the kinetic energy of the liquid is converted into the liquid pressure as the liquid state changes. As a result, shock pressure is generated in the pipe.
ここで本発明によれば、第1配管の液圧が所定の液圧以上であるかを判断する液圧判断手段と、その液圧判断手段によって液圧が所定の液圧以上であると判断された場合に、第1配管から駆動装置に供給される液体の流量の増加量を低減するショック圧防止手段とを備えているので、第1配管の内部および第2配管の内部に発生するショック圧を低減して第1配管および第2配管などの破損を防止することができるという効果がある。 Here, according to the present invention, the hydraulic pressure determining means for determining whether the hydraulic pressure of the first pipe is equal to or higher than the predetermined hydraulic pressure, and the hydraulic pressure determining means determines that the hydraulic pressure is equal to or higher than the predetermined hydraulic pressure. And a shock pressure preventing means for reducing an increase in the flow rate of the liquid supplied from the first pipe to the driving device, so that a shock generated inside the first pipe and inside the second pipe. There is an effect that the pressure can be reduced and damage to the first pipe and the second pipe can be prevented.
即ち、本発明では、ショック圧防止手段が液体の流量の増加量を低減するので、定常状態から加速状態へ、更に、加速状態から定常状態へと状態変化される液体の質量を少なくすることができる。その結果、液体の運動エネルギーを小さくすることで、ショック圧の大きさを低減することができるという効果がある。 That is, in the present invention, the shock pressure preventing means reduces the increase in the liquid flow rate, so that the mass of the liquid whose state is changed from the steady state to the accelerated state and from the accelerated state to the steady state can be reduced. it can. As a result, there is an effect that the magnitude of shock pressure can be reduced by reducing the kinetic energy of the liquid.
請求項2記載の制御装置によれば、請求項1記載の制御装置の奏する効果に加え、液圧判断手段による液圧が所定の液圧以上であるかの判断をリリーフバルブの開閉状態に基づいて行う構成であるので、第1配管の内部の液体の液圧を測定することなく第1配管の内部の液体の液圧が所定の液圧以上であるかを判断することができる。 According to the control device of the second aspect, in addition to the effect produced by the control device of the first aspect, the determination by the hydraulic pressure determination means whether the hydraulic pressure is equal to or higher than a predetermined hydraulic pressure is based on the open / closed state of the relief valve. Therefore, it is possible to determine whether the liquid pressure inside the first pipe is equal to or higher than a predetermined liquid pressure without measuring the liquid pressure inside the first pipe.
即ち、液圧回路では、回路保護のためにリリーフバルブの設置が必須となるところ、本発明によれば、既存の回路構成機器(リリーフバルブ)を利用して、必要機能を追加することができるという効果がある。 That is, in a hydraulic circuit, it is essential to install a relief valve for circuit protection. According to the present invention, a necessary function can be added using an existing circuit component device (relief valve). There is an effect.
請求項3記載の制御装置によれば、請求項2記載の制御装置の奏する効果に加え、液圧判断手段は、リリーフバルブから排出された液体が流通されるリリーフ配管の圧力を圧力センサにより測定し、その圧力センサの測定値に基づいて前記リリーフバルブの開閉状態を感知する構成であるので、リリーフバルブから液体が排出され、リリーフ配管の圧力が変化すると、その変化を圧力センサで測定することで、リリーフバルブの開閉の状態を感知することができる。よって、汎用のリリーフバルブ(開弁機能のみを備えるもの)と、圧力センサとの組み合わせによりリリーフバルブの開閉状態を感知することができる。 According to the control device of the third aspect, in addition to the effect of the control device of the second aspect, the hydraulic pressure determination means measures the pressure of the relief pipe through which the liquid discharged from the relief valve is circulated by the pressure sensor. In addition, since the relief valve is opened and closed based on the measured value of the pressure sensor, when the liquid is discharged from the relief valve and the pressure of the relief pipe changes, the change is measured by the pressure sensor. Thus, the opening / closing state of the relief valve can be sensed. Therefore, the open / closed state of the relief valve can be detected by a combination of a general-purpose relief valve (provided only with a valve opening function) and a pressure sensor.
そのため、専用の部品、例えば、リリーフバルブの開閉状態を出力する出力部が組み込まれたリリーフバルブなどを使用しなくてもよい。その結果、液圧回路の製品コストの削減を図ることができる。 Therefore, it is not necessary to use a dedicated part, for example, a relief valve in which an output unit that outputs the open / close state of the relief valve is incorporated. As a result, the product cost of the hydraulic circuit can be reduced.
また、本発明によれば、圧力センサはリリーフ配管の内部の圧力を測定する構成であるので、第1配管の内部よりも低い圧力を測定することができる。よって、第1配管の内部の圧力を測定する場合と比較して、測定する圧力が低い分、圧力センサの取り付けにおいて気密性の確保を容易とすることができる。 According to the present invention, since the pressure sensor is configured to measure the pressure inside the relief pipe, it can measure a pressure lower than that inside the first pipe. Therefore, as compared with the case where the pressure inside the first pipe is measured, it is possible to easily ensure the airtightness in attaching the pressure sensor because the pressure to be measured is lower.
即ち、例えば、第1配管は、ポンプと駆動装置との間に接続されており、駆動装置に掛る負荷の大きさによって第1配管の内部の液体には高い圧力が付与される場合もある。そのため、第1配管に液圧を測定する液圧センサを取り付ける場合には、液圧センサと第1配管との接続箇所から液漏れが生じやすく、液漏れが生じた場合には、ポンプが駆動装置を駆動する駆動効率が悪化するという不具合がある。 That is, for example, the first pipe is connected between the pump and the drive device, and a high pressure may be applied to the liquid in the first pipe depending on the load applied to the drive device. For this reason, when a hydraulic pressure sensor for measuring the hydraulic pressure is attached to the first pipe, liquid leakage is likely to occur from the connection point between the hydraulic pressure sensor and the first pipe, and the pump is driven when liquid leakage occurs. There is a problem that the driving efficiency for driving the apparatus is deteriorated.
そのために、高い気密を保った接続を行わなければならず、加工精度が高く気密性の高い部品の使用や、組み付け方法の管理などが必要となる。そのため、部品コストや製造コストが嵩み、製品コストが嵩むという不具合がある。また、リリーフ圧力(リリーフバルブを開状態とする圧力)の設定を頻繁に変更するような使い方をする場合には、液圧判断手段のしきい値(判定圧力値)も同様に設定を変更する必要があり、リリーフ圧力としきい値との食い違いによる不具合の発生が懸念される。この食い違いの発生を回避するためには、リリーフ圧力と液圧判断手段のしきい値とを関連付けて設定するシステム(手段)の追加が必要となり、その分、製品コストが嵩む。 Therefore, it is necessary to make a connection with high airtightness, and it is necessary to use parts with high processing accuracy and high airtightness and to manage the assembly method. Therefore, there is a problem that the component cost and the manufacturing cost increase, and the product cost increases. In addition, when the usage of frequently changing the setting of the relief pressure (the pressure at which the relief valve is opened), the threshold value (determination pressure value) of the hydraulic pressure judgment means is also changed. This is necessary, and there is a concern about the occurrence of defects due to the difference between the relief pressure and the threshold value. In order to avoid the occurrence of this discrepancy, it is necessary to add a system (means) for associating and setting the relief pressure and the threshold value of the hydraulic pressure judgment means, which increases the product cost.
これに対して、本発明によれば、リリーフ配管の内部の圧力を測定することで、リリーフバルブの開閉を感知することができる。即ち、第1配管よりも液圧が低い配管であるリリーフ配管の内部の圧力を測定することでリリーフバルブの開閉を感知することができる。よって、液圧センサとリリーフ配管との接続箇所から液漏れや、液漏れが生じた場合に駆動効率が悪化するという不具合を解消できる。 On the other hand, according to the present invention, the opening and closing of the relief valve can be detected by measuring the pressure inside the relief pipe. That is, the opening and closing of the relief valve can be detected by measuring the pressure inside the relief pipe, which is a pipe having a lower hydraulic pressure than the first pipe. Therefore, it is possible to solve the problem that the drive efficiency is deteriorated when liquid leakage or liquid leakage occurs from the connection point between the hydraulic pressure sensor and the relief pipe.
また、第1配管よりも液圧が低い配管であるリリーフ配管を測定することで、高い気密を保った接続を不要とできる。そのため、加工精度が高く気密性の高い部品の使用や、組み付け方法の管理などを不要として、部品コストや製造コストが嵩むことを防止でき、その分、製品コストが嵩むことを防止することができるという効果がある。 Further, by measuring a relief pipe that is a pipe having a lower hydraulic pressure than the first pipe, a connection with high airtightness can be eliminated. Therefore, the use of parts with high processing accuracy and high airtightness and the management of the assembly method are not required, so that it is possible to prevent the parts cost and the manufacturing cost from increasing, and accordingly, the product cost can be prevented from increasing. There is an effect.
更に、リリーフ配管の内部の圧力を測定することで、リリーフバルブの開閉を感知する構成なので、リリーフ圧力(リリーフバルブを開状態とする圧力)の設定を頻繁に変更する必要がある場合であっても、その変更に伴って液圧判断手段のしきい値(判定圧力値)の設定を変更する必要がない。よって、リリーフ圧力としきい値との食い違いによる不具合の発生を事前に回避できる。また、この食い違いの発生を回避するためには、リリーフ圧力と液圧判断手段のしきい値とを関連付けて設定するシステム(手段)を追加する必要もないので、製品コストが嵩むことを防止できる。 Furthermore, since the pressure inside the relief pipe is measured to detect the opening and closing of the relief valve, the setting of the relief pressure (the pressure at which the relief valve is opened) needs to be changed frequently. However, it is not necessary to change the setting of the threshold value (determination pressure value) of the hydraulic pressure determination means in accordance with the change. Therefore, it is possible to avoid in advance the occurrence of problems due to the difference between the relief pressure and the threshold value. Further, in order to avoid the occurrence of this discrepancy, it is not necessary to add a system (means) for associating and setting the relief pressure and the threshold value of the hydraulic pressure judgment means, so that the product cost can be prevented from increasing. .
請求項4記載の制御装置によれば、請求項3記載の制御装置の奏する効果に加え、液圧判断手段がリリーフバルブの開閉状態の感知をリリーフ配管の流れ方向に離間した位置に接続される2個の圧力センサによって測定される圧力の差に基づいて行う構成であるので、リリーフバルブの開閉の状態を精度良く感知することができるという効果がある。 According to the control device of the fourth aspect, in addition to the effect produced by the control device according to the third aspect, the hydraulic pressure determination means is connected to a position separated in the flow direction of the relief pipe for sensing the open / closed state of the relief valve. Since the configuration is based on the difference in pressure measured by the two pressure sensors, there is an effect that the open / closed state of the relief valve can be accurately detected.
例えば、リリーフ配管の圧力を一か所のみで測定している場合には、リリーフバルブが開いていない場合でも、圧力センサによって測定される圧力の変動が起こる場合(例えば、配管内部の圧力が全体的に変化する場合、具体的には、リリーフ配管の一端に圧力が掛った場合)がある。そのため、精度よくリリーフバルブの開閉状態を感知することが困難であった。 For example, when the pressure in the relief pipe is measured only at one place, even if the relief valve is not open, the pressure measured by the pressure sensor varies (for example, the pressure inside the pipe is In particular, there is a case where pressure is applied to one end of the relief pipe. Therefore, it is difficult to accurately detect the open / close state of the relief valve.
これに対して、本発明では、2個の圧力センサがリリーフ配管の流れ方向に離間した位置におけるリリーフ配管の内部の圧力をそれぞれ測定するので、それら圧力の差に基づいて、リリーフ配管の内部を流れる液体に生じる圧力損失を検出することができる。よって、リリーフ配管の内部に液体が流れたことを検出することができるので、リリーフバルブの開閉状態を精度よく感知することができるという効果がある。 On the other hand, in the present invention, since the two pressure sensors respectively measure the pressure inside the relief pipe at positions separated in the flow direction of the relief pipe, the inside of the relief pipe is measured based on the difference between the pressures. Pressure loss occurring in the flowing liquid can be detected. Therefore, since it can be detected that the liquid has flowed into the relief pipe, there is an effect that the open / closed state of the relief valve can be accurately sensed.
請求項5記載の制御装置によれば、請求項2記載の制御装置の奏する効果に加え、液圧判断手段によるリリーフバルブの開閉状態の感知をリリーフバルブの開閉に応じてオン・オフ動作することで電気的な接続および遮断を行うスイッチ装置の動作状態に基づいて行う構成であるので、リリーフバルブの開閉を精度よく感知することができるという効果がある。 According to the control device of the fifth aspect, in addition to the effect produced by the control device according to the second aspect, the detection of the open / closed state of the relief valve by the hydraulic pressure judging means is turned on / off according to the opening / closing of the relief valve. Therefore, there is an effect that the opening / closing of the relief valve can be accurately detected.
例えば、リリーフバルブの開閉状態の感知を行う方法として、リリーフバルブから流れ出す液体の有無や、液体の状態を測定する方法では、液体が別の配管から流入したり、または、流出したりすることで、リリーフバルブの開閉に関わらず液体の有無やその状態が変化する場合がある。そのため、リリーフバルブの開閉を精度よく感知することが困難であるという不具合がある。 For example, as a method for detecting the open / closed state of the relief valve, in the method for measuring the presence / absence of the liquid flowing out from the relief valve and the liquid state, the liquid may flow in or out of another pipe. The presence or absence of liquid and its state may change regardless of opening and closing of the relief valve. Therefore, there is a problem that it is difficult to accurately detect opening and closing of the relief valve.
これに対して、本発明によれば、リリーフバルブの開閉を直接的に感知することができるので、液体の状態を測定する方法に比べてリリーフバルブの開閉状態を確実に感知することができる。その結果、リリーフバルブの開閉を精度よく感知することができるという効果がある。 On the other hand, according to the present invention, since the opening / closing of the relief valve can be directly sensed, the opening / closing state of the relief valve can be reliably sensed compared to the method of measuring the liquid state. As a result, there is an effect that the opening / closing of the relief valve can be accurately detected.
請求項6記載の制御装置によれば、請求項1から5のいずれかに記載の制御装置の奏する効果に加え、ショック圧防止手段が第1配管内の液体の流量の増加量の低減を第1配管へポンプから送出される液体の最大流量であるポンプの最大送出量を外部指令によって制限することで行う構成であるので、第1配管の内部の圧力が急激に低下した場合であっても、ポンプから送出される液体の最大流量を低減させ、第1配管の内部を流れる液体の流量の増加量を低減させることで、ショック圧の大きさを低減することができるという効果がある。 According to the control device of the sixth aspect, in addition to the effect produced by the control device according to any one of the first to fifth aspects, the shock pressure preventing means reduces the increase in the flow rate of the liquid in the first pipe. Since the maximum pumping amount, which is the maximum flow rate of the liquid sent from the pump to one pipe, is limited by an external command, even if the internal pressure of the first pipe suddenly drops There is an effect that the magnitude of the shock pressure can be reduced by reducing the maximum flow rate of the liquid delivered from the pump and reducing the increase in the flow rate of the liquid flowing inside the first pipe.
例えば、第1配管の内部の液体の流量の増加量を第1配管から液体を排出する排出弁から液体を排出することで低減させる場合には、ポンプから送出される液体の量が増加するよりも前に排出弁を開いておく必要がある。即ち、排出弁を開くタイミングがポンプにより液体が送出されるタイミングより遅いと、第1配管の内部の流量が増加して、第1配管に生じるショック圧が大きくなるという不具合がある。 For example, when the amount of increase in the flow rate of the liquid inside the first pipe is reduced by discharging the liquid from the discharge valve that discharges the liquid from the first pipe, the amount of liquid delivered from the pump increases. It is necessary to open the discharge valve before. That is, if the timing of opening the discharge valve is later than the timing of sending the liquid by the pump, there is a problem that the flow rate inside the first pipe increases and the shock pressure generated in the first pipe increases.
また、予め、排出弁を開いておくと排出弁から液体が排出される分、ポンプが余分に仕事をする必要があり、ポンプの効率が悪化するという不具合がある。 In addition, if the discharge valve is opened in advance, the pump needs to work extra for the amount of liquid discharged from the discharge valve, and the efficiency of the pump deteriorates.
これに対して、本発明では、第1配管に液体を送り出すポンプの最大流量を低く抑える。即ち、増加する液体の流量自体を低く抑えるので第1配管の内部の圧力が低下する早さがさらに早くなった場合であっても、液体の流量の増加量を確実に抑えて、ショック圧の大きさを低減することができるという効果がある。 On the other hand, in the present invention, the maximum flow rate of the pump that sends the liquid to the first pipe is kept low. That is, since the flow rate of the increasing liquid itself is kept low, even if the speed at which the pressure inside the first pipe decreases further becomes faster, the increase amount of the liquid flow rate is reliably suppressed, and the shock pressure is reduced. There is an effect that the size can be reduced.
以下、本発明の好ましい実施形態について、添付図面を参照して説明する。なお、本発明の一実施形態では、本発明の油圧制御装置4による駆動対象としてチュービング装置1を用いて説明する。図1は、本発明の油圧制御装置4により駆動されるチュービング装置1の断面を模式的に示した断面模式図である。なお、本体2、チャック装置6及びスラスト装置7のハッチングを省略している。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In the embodiment of the present invention, the
チュービング装置1は、地面Eに縦穴を掘削するものであり、図1に示すように、地面Eに固定される本体2と、その本体2に回転可能に保持されると共に先端部分に地面Eを掘削する掘削歯3aを備えるケーシング3と、油圧制御装置4から付与される回転力を減速してケーシング3に伝達する減速機5と、ケーシング3に対して離接することで減速機5からケーシング3への回転力の伝達状態を切り替えるチャック装置6と、ケーシング3を掘削方向に移動させるために上下(図1上下方向)に昇降するスラスト装置7とを備える。
The
このチュービング装置1によれば、図1に示すように、チャック装置6がケーシング3に接すると、減速機5とケーシング3とがチャック装置6を介して接続され、減速機5からケーシング3へ回転力が伝達可能な状態となる。その状態において、油圧制御装置4から付与された回転力によりケーシング3が回転されると共にスラスト装置7によってケーシング3が掘削方向へ移動させられることで、掘削歯3aによって地面Eが掘削される。
According to this
その後、チャック装置6がケーシング3から離間され、減速機5とケーシング3との接続が解除されると、スラスト装置7が掘削方向と反対方向(図1上方向)に上昇可能な状態となるので、かかるスラスト装置7が掘削前の位置まで上昇される。そして、再び、チャック装置6を介して減速機5とケーシング3とが接続されることで、減速機5からケーシング3へ回転力が伝達される状態となるので、その状態において、油圧制御装置4から付与された回転力によりケーシング3が回転されると共にスラスト装置7によってケーシング3が掘削方向へ移動させられることで、掘削歯3aによって地面Eが掘削される。そして、これらの動作を繰り返すことで、チュービング装置1による地面Eの掘削が継続される。
Thereafter, when the chuck device 6 is separated from the
次に、図2を参照して、油圧制御装置4を構成する液圧装置8について説明する。図2は、液圧装置8の油圧回路を概略的に示した概略回路図である。
Next, the
液圧装置8は、図2に示すように、ポンプ10と、油圧モータ11と、第1配管12と、方向切り替え弁15と、第2配管14と、リリーフバルブ13と、リリーフ配管16と、上流圧力センサ17と、下流圧力センサ18と、補機類用配管19と、電磁圧力制御弁21、モータドレン配管23とを主に備えている。
As shown in FIG. 2, the
ポンプ10は、油を送出する装置であり、油を送出する圧力である送出圧が低下すると油の送出量が増加され、送出圧が高まると油の送出量が低下されるように制御されている。即ち、ポンプ10は、出力が一定に保たれる一定馬力制御にて制御されている(図7の範囲W参照)。なお、本実施の形態では、請求項1に記載した液体として油を例に説明する。
The
また、ポンプ10は、最大送出量(請求項6に記載の「最大流量」に対応する)を可変するための流量制御機構10aを備えており、その流量制御機構10aには、後述する電磁圧力制御弁21が接続されている。ポンプ10は、電磁圧力制御弁21によって送出される指令圧を流量制御機構10aが受けることで、最大送出量を可変することができる。なお、本実施の形態では、電磁圧力制御弁21の指令圧がPi1の時、ポンプ10の最大送出量は流量QMに設定され、電磁圧力制御弁21の指令圧がPi2の時、ポンプ10の最大送出量は流量Q2に設定され、回路最大圧PMの時には流量はQ1となる。ここでは、Pi1<Pi2、Q1<Q2<QMとしている。ただし、流量Q2を流量Q1よりも少ない流量としても良い。
The
油圧モータ11は、ポンプ10から送出された油の油圧を駆動源として回転駆動されることでケーシング3(図1参照)に回転力を付与する装置である。
The
第1配管12は、図2に示すように、ポンプ10から送出された油を油圧モータ11に供給する油通路を構成する配管であり、後述する方向切り替え弁15に一端が接続されると共に他端がポンプ10の油送出口に接続されている。
As shown in FIG. 2, the
方向切り替え弁15は、図2に示すように、油圧モータ11への油の供給を切り替える電磁弁であり、油圧モータ11に接続される配管h1及び配管h2への第1配管12及び後述する第2配管14の接続を切り替えることで、配管h1又は配管h2への油の供給方向の切り替えまたは供給の停止を行う。
As shown in FIG. 2, the
第2配管14は、油圧モータ11に供給された油を排出する油通路を構成する配管であり、方向切り替え弁15に一端が接続されると共に他端がポンプ10の油回収口に接続されている。
The
方向切り替え弁15が第1の状態または第2の状態に切り替えられると、第1配管12が配管h1または配管h2(第2配管14が配管h2または配管h1)に接続され、ポンプ10から第1配管12を介して供給された油圧により油圧モータ11が正転または逆転駆動される。また、方向切り替え弁15が第3の状態に切り替えられると、ポンプ10からの油圧は油圧モータ11には供給されず、第1配管12から第2配管14へ直接流れ込む。
When the
リリーフバルブ13は、図2に示すように、第1配管12の内部の油の油圧が所定の油圧以上となった場合に油を第1配管12の内部から後述するリリーフ配管16へ排出する弁であり、第1配管12とリリーフ配管16との間に介設されている。
As shown in FIG. 2, the
なお、このリリーフバルブ13は、第1配管12の油圧がPM(図7参照)に達すると開状態となり、第1配管12とリリーフ配管16とを連通させる。その結果、第1配管12の油をリリーフ配管16に排出する。第1配管12の油圧が油圧PMに達していない場合には、閉状態となり、第1配管12とリリーフ配管16との間を遮断する。
The
そのリリーフ配管16は、リリーフバルブ13を介して排出された油を流通させる油通路を構成する配管であり、リリーフバルブ13に一端が接続されると共に他端が第2配管14に接続されている。
The
上流圧力センサ17及び下流圧力センサ18は、図2に示すように、リリーフ配管16の内部の圧力を測定する圧力センサであり、共にリリーフ配管16に接続されている。即ち、リリーフ配管16内を油が流れる場合、その粘性抵抗により、リリーフ配管16の上流部と下流部とでは圧力差が発生する。よって、上流圧力センサ17と下流圧力センサ18との測定値を比較することでリリーフ配管16の内部に生じる圧力勾配を検出することができ、リリーフ配管16の内部に油が流れているか否かを検出することができる。
As shown in FIG. 2, the
具体的には、上流圧力センサ17は、下流圧力センサ18の上流側(リリーフ配管16の内部を流通する油の流通経路上においてリリーフバルブ13に近接する側)となる位置でリリーフ配管16に接続されているので、上流圧力センサ17の測定値が下流圧力センサ18の測定値よりも大きい場合には、リリーフ配管16の内部を流れる油が上流圧力センサ17から下流圧力センサ18へ流れていると判断できる。
Specifically, the
補機類用配管19は、オイルクーラ20などの補機類が接続される配管であり、第2配管14に一端が接続されると共に他端が油を貯留するタンクh3に接続されている。また、補機類用配管19は、油圧モータ11の下流側に接続されているので、ポンプ10から供給された油の圧力(以下「油圧」と称する)のほとんど全てが油圧モータ11で駆動力へと変換されるため、補機類用配管19では第1配管12に比べて内部に生じる油圧が小さくなるので、補機類用配管19は、第1配管12に比べて強度が低い配管にて構成されている。
The
電磁圧力制御弁21は、後述するCPU30からの指令に基づいて動作する電磁比例弁であり、上述したように、その指令圧を流量制御機構10aへ送出し、ポンプ10の最大送出量の設定を変更するものである。
The electromagnetic
次に、図3を参照して、液圧装置8を制御する制御装置9の構成を説明する。図3は、制御装置9の制御回路を示した制御回路図である。
Next, the configuration of the
制御装置9は、演算装置であるCPU30と、そのCPU30により実行される各種制御プログラムや固定データを記録したROM31と、各種データ等を一時的に格納するためのメモリであるRAM32とを備えている。これらCPU30、ROM31及びRAM32は、バスライン33を介して互いに接続されており、バスライン33は、入出力ポート34にも接続されている。
The
なお、弁制御プログラム35には、図4に図示されるフローチャートのプログラムが格納され、判定圧力値36には、リリーフバルブ13の開閉を判断する際に使用される判定圧力値が格納されている。また、上流測定圧力値37及び下流測定圧力値38には、上述する上流圧力センサ17及び下流圧力センサ18の出力値がそれぞれ格納される。また、入出力ポート34には、図3に示すように、上流圧力センサ17、下流圧力センサ18、電磁圧力制御弁21およびその他の装置23がそれぞれ接続されている。
The valve control program 35 stores the program of the flowchart shown in FIG. 4, and the determination pressure value 36 stores a determination pressure value used when determining whether the
次に、図4を参照して、制御装置9が実行する弁制御処理について説明する。図4は、弁制御処理を示すフローチャートである。この処理は、制御装置9の電源が投入されている間、CPU30によって繰り返し実行される処理であり、油圧モータ11の負荷が高い状態から低い状態へと移行することで配管内部の油が急激に流量変化してショック圧が発生する場合でも、ショック圧の大きさを低減して、配管の破損を防止するための処理である。
Next, the valve control process executed by the
なお、図4の弁制御処理の説明においては、図5から図7を適宜参照する。図5及び図6は、油圧制御装置4の油圧回路を概略的に示した概略回路図であり、図5は、リリーフバルブ13が閉じた状態において油圧モータ11がポンプ10の油圧によって駆動されている状態を示し、図6は、リリーフバルブ13が開いた状態において油圧モータ11の動作が停止している(油が油圧モータ11を通過しない)状態を示している。また、図7は、ポンプ10における圧力と流量との特性を示した特性曲線図である。なお、図5及び図6にでは、油が流通している配管を太線にて示し、油の流通する方向を矢印にて示している。
In addition, in description of the valve control process of FIG. 4, FIGS. 5-7 is referred suitably. 5 and 6 are schematic circuit diagrams schematically showing the hydraulic circuit of the
CPU30は、弁制御処理に関し、まず、ポンプ10を初期状態に設定するために、電磁圧力制御弁21により指令圧をPi1とする(S1)。その結果、上述したように、流量制御機構10aへ指令圧力Pi1が付与されることで、ポンプ10の最大送出量が流量QMとされる(図7参照)。
Regarding the valve control processing, the
ここで、図5および図7を参照して、液圧装置8における油の流れを説明する。上述したように、ポンプ10が初期状態に設定され、方向切り替え弁15によって、第1配管12と配管h1とが接続されると共に配管h2と第2配管14とが接続された状態で、ポンプ10が駆動されると、ポンプ10から送出された油が第1配管12及び配管h1を介して油圧モータ11に流れ込み、油圧モータ11が駆動される。また、モータドレン配管23は、モータ11のドレンポートと第2配管14とを接続し、モータ11のドレン油を回収する。
Here, the flow of oil in the
油圧モータ11が駆動されると、減速機5を介してケーシング3が回転され、この回転により地面Eが掘削される。その結果、油圧モータ11に付与される負荷が増加し、その負荷の増加に伴って、ポンプ10の送出圧が増加し、図7に示すように、送出圧が0からP1の範囲では、ポンプ10の出力馬力が増加する。
When the
油圧モータ11に付与される負荷がさらに増加され、送出圧がP1より高くなると、図7に示すように、ポンプ10の出力が一定馬力制御される。この一定馬力制御(範囲Wで示す領域)では、上述したように、送出圧と送出量との積が略一定、即ち、ポンプ10の送出圧が増加されると、ポンプ10の送出量が減少される(ポンプ10の送出圧が減少されると、ポンプ10の送出量が増加される)。なお、油圧モータ11から排出された油は、配管h2から方向切り替え弁15を介して第2配管14に排出され、その第2配管14を流通してポンプ10の油回収口に流入される。
When the load applied to the
図4に戻って説明する。S1の処理で、電磁圧力制御弁21により指令圧をPi1とし、ポンプ10の最大送出量をQMとしたのちは、次いで、前回の計時開始から所定時間Δt(例えば、本実施の形態では、10msec)が経過したかを判断する(S2)。なお、CPU30(図3参照)は、タイマー回路を備えており、このタイマー回路により計時を行うことで、定期的(所定時間Δt毎)にリリーフ配管16内の圧力を確認する。
Returning to FIG. In the process of S1, after the command pressure is set to Pi1 by the electromagnetic
即ち、S2の処理で、所定時間Δtが経過したと判断される場合には(S2:Yes)、前回の確認処理から所定時間Δtが経過し、次の確認処理のタイミングが到来したということなので、かかる確認処理を実行すべく、まず、CPU30は、上流圧力センサ17の出力を読み込んで、その読み込んだ値をRAM32の上流測定圧力値37に格納すると共に(S3)、下流圧力センサ18の出力を読み込んで、その読み込んだ値をRAM32の下流測定圧力値38に格納する(S4)。
That is, if it is determined in the process of S2 that the predetermined time Δt has elapsed (S2: Yes), it means that the predetermined time Δt has elapsed since the previous confirmation process and the timing of the next confirmation process has arrived. In order to execute such confirmation processing, first, the
S3及びS4の処理で、上流圧力センサ17及び下流圧力センサ18の出力値を読み込んだ後は、これら両圧力センサ(上流圧力センサ17及び下流圧力センサ18)の出力値の差は、判定圧力値36に格納される判定圧力値以上かを判断する(S5)。
After the output values of the
ここで、上述したように、上流圧力センサ17と下流圧力センサ18との値を比較して、リリーフ配管16の内部の圧力勾配を検出することで、リリーフ配管16の内部に油の流れが生じているか否かを判断することができる。即ち、リリーフバルブ13の開閉状態を感知することができる。
Here, as described above, by comparing the values of the
よって、S5の処理において、両圧力センサ(上流圧力センサ17及び下流圧力センサ18)の出力値の差が判定圧力値以上と判断されない場合、即ち、判定圧力値より小さいと判断される場合には(S5:No)、リリーフ配管16の内部に油が流れていないか、リリーフバルブ13からの油のリーク分を検出したということであり、リリーフバルブ13は閉じていると判断することができるので、電磁圧力制御弁21の指令圧を確認し(S7)、電磁圧力制御弁21の指令圧がPi1である場合には(S7:Pi1)、電磁圧力制御弁21による指令圧の変更はせず、その他の処理(S9)へ移行する一方、電磁圧力制御弁21の指令圧がPi2である場合には(S7:Pi2)、電磁圧力制御弁21による指令圧をPi2からPi1へ徐々に変更し(S8)、その他の処理(S9)へ移行する。
Therefore, in the process of S5, when the difference between the output values of the two pressure sensors (the
これにより、流量制御機構10aへの指令圧はPi1に保持され、ポンプ10の最大送出量がQMの状態とされる(図7参照)。なお、S9の処理を実行した後は、S2へ移行する。
Thereby, the command pressure to the
一方、S2の処理において、前回の計時開始から所定時間Δtが経過したと判断されない場合には(S2:No)、前回の確認処理から未だ所定時間Δtが経過しておらず、次の確認処理のタイミングが到来していないということなので、次のタイミングが到来するまでの時間を利用して、その他の処理を実行すべく、S9の処理へ移行する。 On the other hand, in the process of S2, if it is not determined that the predetermined time Δt has elapsed since the start of the previous time measurement (S2: No), the predetermined time Δt has not yet elapsed since the previous confirmation process, and the next confirmation process Therefore, the process proceeds to S9 in order to execute other processes using the time until the next timing arrives.
一方、S5の処理において、両圧力センサ(上流圧力センサ17及び下流圧力センサ18)の出力値の差が判定圧力値以上と判断される場合には(S5:Yes)、リリーフ配管16の内部に油が流れているということであり、リリーフバルブ13は開いていると判断することができるので、電磁圧力制御弁21により指令圧をPi2とし(S6)、その他の処理(S9)へ移行する。
On the other hand, in the process of S5, when it is determined that the difference between the output values of the two pressure sensors (the
これにより、流量制御機構10aへ指令圧力Pi2が付与され、ポンプ10の最大送出量はQ2の状態とされる(図7参照)。その結果、油圧モータ11の負荷が高い状態から低い状態へと移行した状態において、液圧装置8内部の油が急激に流量変化することを低減し、ショック圧の大きさを低減することで、第1配管12等の破損を防止することができる。
Thereby, the command pressure Pi2 is applied to the flow
ここで、図6および図7を参照して、液圧装置8における油の流れを説明する。上述したように、ポンプ10から供給される油により油圧モータ11が駆動され、ケーシング3(図1参照)により地面Eを掘削する際に、ケーシング3の掘削歯3aが固い石を噛むなどして、油圧モータ11の回転が停止されると、図6に示すように、油圧モータ11の内部を油が流れない状態となる。
Here, the flow of oil in the
即ち、第1配管12の圧力が高まり、その圧力がリリーフバルブ13の油圧PMに達することで、リリーフバルブ13が開状態となり、そのリリーフバルブ13を介して第1配管12の内部の油がリリーフ配管16へ排出される。
That is, when the pressure in the
この場合、上述したように、リリーフ配管16内の油圧が上流圧力センサ17と下流圧力センサ18により検出されているので、その検出結果よりリリーフバルブ13の状態(開状態または閉状態)を判断することができる(S5参照)。
In this case, as described above, since the hydraulic pressure in the
なお、第1配管12の油圧がPMであるということは、ポンプ10の送出圧もPMであり、この場合、ポンプ10は、一定馬力制御されているので、ポンプ10からの油の送出量は、Q1とされている(図7参照)。よって、油圧モータ11に油が流れ込まない状態では、リリーフバルブ13からリリーフ配管16に流れる油の流量が流量Q1の量となる。
The fact that the hydraulic pressure of the
このように、油圧モータ11の回転が停止された状態において、例えば、ケーシング3が固い石を破砕するなどして、油圧モータ11の回転が復活した場合には、油圧モータ11への負荷が急激に低下することで、ポンプ10の送出圧が油圧PMより小さくなる。その結果、ポンプ10の送出量が増加される(図7参照)。
As described above, in a state where the rotation of the
また、ポンプ10の送出圧が油圧PMより小さくなると、リリーフバルブ13が閉じて、第1配管12からリリーフ配管16への油の排出が停止されるので、ポンプ10が送出する油のほとんどが第1配管12から油圧モータ11を介して第2配管14へと流れ込む。
Further, when the delivery pressure of the
ポンプ10は、油圧の低下に伴って第1配管12へ送出する油の流量を増加させているので(図7参照)、ポンプ10から送出される流量の増加が生じている間は、第1配管12の内部の油は加速しており、その後、流量が一定に定まった時点で定速となる。即ち、油には、定速から加速へ、更に、定速へと移行する加速状態の変化が生じており、その加速状態の変化に伴う慣性力の変化により、第1配管12の内部に衝撃が発生することで、ショック圧が発生する。
Since the
また、油圧モータ11は流入した油を排出することで回転されるので、第2配管14には、第1配管12と同量の油が流れる。よって、第1配管12にショック圧が発生する条件下では、第2配管14にもショック圧が発生する。
Further, since the
上述したように、油圧モータ11に負荷が掛っている状態では、第2配管14の油圧は、第1配管12の油圧と比較して低い。そのため、第2配管14には、第1配管12の強度より低い強度の管を使用することができ部品コストを低減している。しかし、第2配管14は、第1配管12と比べてショック圧により破損しやすいという不具合がある。
As described above, when the
また、第2配管14には、リリーフ配管16、オイルクーラ20などが取り付けられた補機類用配管19及びモータドレン配管23が接続されており、それらリリーフ配管16、オイルクーラ20、補機類用配管19及びモータドレン配管23は、第2配管14と同様に第1配管12に比べて強度が低く設定されているので、第2配管14で発生したショック圧が伝搬されると、リリーフ配管16、オイルクーラ20、補機類用配管19及びモータドレン配管23、或いは、モータ11自体を破損するという不具合がある。
The
これに対して、第1実施の形態によれば、上述した弁制御処理(図4参照)で説明したように、S5の処理によってリリーフバルブ13が開状態と判断された場合に、S6の処理によってポンプ10の最大送出量を流量QMから流量Q2へ変更するので、第1配管12から油圧モータ11に供給される油の流量の増加量を低減することができる。よって、ポンプ10の最大送出量を流量QMとした場合と比較して、第1配管12の内部および第2配管14の内部に発生するショック圧の大きさを低減することができる。
On the other hand, according to the first embodiment, as described in the valve control process (see FIG. 4), when the
その結果、第1配管12および第2配管14の破損を防止することができると共に第2配管14に接続されるリリーフ配管16、オイルクーラ20及び補機類用配管19にショック圧が伝搬して破損することを防止することができる。
As a result, damage to the
即ち、第1実施の形態では、油の流量の増加量を低減するので、定速状態から加速状態、加速状態から定速状態へと状態変化される油の質量を少なくすることができる。その結果、油の運動エネルギーを小さくすることで、ショック圧の大きさを低減することができる。 That is, in the first embodiment, since the amount of increase in the oil flow rate is reduced, the mass of the oil whose state is changed from the constant speed state to the acceleration state and from the acceleration state to the constant speed state can be reduced. As a result, the magnitude of shock pressure can be reduced by reducing the kinetic energy of the oil.
ここで、第1配管12から油を排出する排出弁をポンプ10と第1配管12との間に設け、その排出弁から油を排出することで第1配管12の内部の油の流量の増加量を低減させる場合には、ポンプ10から送出される油の量が増加するよりも前に排出弁を開いておく必要がある。即ち、排出弁を開くタイミングがポンプ10により油が送出されるタイミングより遅いと、第1配管12の内部の流量が増加して、第1配管12に生じるショック圧が大きくなるという不具合がある。
Here, a discharge valve for discharging oil from the
また、予め、排出弁を開いておくと排出弁から油が排出される分、ポンプ10が余分に仕事をする必要があり、液圧装置8の効率が悪化するという不具合がある。
In addition, if the discharge valve is opened in advance, the
これに対して、第1実施の形態では、第1配管12に油を送り出すポンプ10の最大送出量を低く抑える。即ち、増加する油の流量自体を低く抑えるので第1配管12の内部の圧力が低下する早さがさらに早くなった場合であっても、油の流量の増加量を確実に抑えて、ショック圧の大きさを低減することができる。
On the other hand, in 1st Embodiment, the maximum sending amount of the
また、第1実施の形態では、第1配管12の圧力が低下した場合において、ポンプ10の最大送出量を低く抑える。即ち、油圧モータ11が駆動力を必要としていない状態(第1配管12の圧力が低下した状態)にてポンプ10の仕事を低く抑えるので、液圧装置8の効率の悪化を防止することができる。
Moreover, in 1st Embodiment, when the pressure of the
また、上述したように、第1実施の形態によれば、リリーフバルブ13から排出された油が流通されるリリーフ配管16の圧力を上流圧力センサ17及び下流圧力センサ18により測定し、S5の処理によってそれら圧力センサの測定値に基づいてリリーフバルブ13の開閉状態を感知する構成であるので、第1配管12の内部の油の油圧を測定することなくリリーフバルブ13の開閉状態を判断することができる。
Further, as described above, according to the first embodiment, the pressure of the
例えば、第1配管12は、ポンプ10と油圧モータ11との間に接続されており、油圧モータ11に掛る負荷の大きさによって第1配管12の内部の油には高い圧力が付与される場合もある。そのため、第1配管12に油圧を測定する油圧センサを取り付ける場合には、油圧センサと第1配管12との接続箇所から油漏れが生じやすく、油漏れが生じた場合には、ポンプ10が油圧モータ11を駆動する駆動効率が悪化するという不具合がある。
For example, the
そのために高い気密を保った接続を行わなければならず、加工精度が高く気密性の高い部品の使用や、組み付け方法の管理などが必要となる。そのため、部品コストや製造コストが嵩み、製品コストが嵩むという不具合がある。 Therefore, it is necessary to make a connection with high airtightness, and it is necessary to use parts with high processing accuracy and high airtightness and to manage the assembly method. Therefore, there is a problem that the component cost and the manufacturing cost increase, and the product cost increases.
これに対して、第1実施の形態によれば、第1配管12の内部の油の油圧を測定することなく第1配管12の内部の油の油圧が所定の圧力値以上であるかを判断することができるので、第1配管12に油圧センサを接続することを不要として信頼性の向上を図ることができる。よって、油圧センサと第1配管12との接続箇所から油漏れや、油漏れが生じた場合に駆動効率が悪化するという不具合を解消できる。
On the other hand, according to the first embodiment, it is determined whether the oil pressure inside the
また、第1配管12へ油圧センサを接続する際の高い気密を保った接続が不要となる。そのため、加工精度が高く気密性の高い部品の使用や、組み付け方法の管理などが不要となり、部品コストや製造コストが嵩むことを防止して、製品コストが嵩むことを防止することができる。
Moreover, the connection which maintained the high airtightness at the time of connecting a hydraulic pressure sensor to the
また、上述したように、第1実施の形態によれば、リリーフバルブ13から排出された油が流通されるリリーフ配管16の圧力を上流圧力センサ17及び下流圧力センサ18により測定し、S5の処理によってそれら圧力センサの測定値に基づいてリリーフバルブ13の開閉状態を感知する構成であるので、汎用のリリーフバルブ13(開弁機能のみを備えるもの)と、圧力センサとの組み合わせによりリリーフバルブ13の開閉状態を感知することができる。
Further, as described above, according to the first embodiment, the pressure of the
そのため、専用の部品、例えば、リリーフバルブ13の開閉状態を出力する出力部が組み込まれたリリーフバルブ13などを使用しなくてもよい。その結果、液圧装置8の製品コストの削減を図ることができる。
Therefore, it is not necessary to use a dedicated part, for example, the
また、上述したように、第1実施の形態によれば、上流圧力センサ17または下流圧力センサ18はリリーフ配管16の内部の圧力を測定する構成であるので、第1配管12の内部よりも低い圧力を測定することができる。よって、第1配管12の内部の圧力を測定する場合と比較して、測定する圧力が低い分、上流圧力センサ17または下流圧力センサ18の取り付けにおいて気密性の確保を容易とすることができる。
Further, as described above, according to the first embodiment, the
即ち、例えば、第1配管12は、ポンプ10と油圧モータ11との間に接続されており、油圧モータ11に掛る負荷の大きさによって第1配管12の内部の油には高い圧力が付与される場合もある。
That is, for example, the
そのため、第1配管12に油圧を測定する油圧センサを取り付ける場合には、油圧センサと第1配管12との接続箇所から油漏れが生じやすく、油漏れが生じた場合には、ポンプ10が油圧モータ11を駆動する駆動効率が悪化するという不具合がある。
For this reason, when a hydraulic pressure sensor for measuring the hydraulic pressure is attached to the
そのために、高い気密を保った接続を行わなければならず、加工精度が高く気密性の高い部品の使用や、組み付け方法の管理などが必要となる。そのため、部品コストや製造コストが嵩み、製品コストが嵩むという不具合がある。 Therefore, it is necessary to make a connection with high airtightness, and it is necessary to use parts with high processing accuracy and high airtightness and to manage the assembly method. Therefore, there is a problem that the component cost and the manufacturing cost increase, and the product cost increases.
これに対して、第1実施の形態によれば、リリーフ配管16の内部の圧力を測定することで、リリーフバルブ13の開閉を感知することができる。即ち、第1配管12よりも液圧が低い配管であるリリーフ配管16の内部の圧力を測定することでリリーフバルブ13の開閉を感知することができる。よって、液圧センサとリリーフ配管16との接続箇所から油漏れや、油漏れが生じた場合に駆動効率が悪化するという不具合を解消できる。
On the other hand, according to the first embodiment, the opening and closing of the
また、第1配管12よりも油圧が低い配管であるリリーフ配管16を測定することで、高い気密を保った接続を不要とできる。そのため、加工精度が高く気密性の高い部品の使用や、組み付け方法の管理などを不要として、部品コストや製造コストが嵩むことを防止でき、その分、製品コストが嵩むことを防止することができる。
Further, by measuring the
また、第1実施の形態における制御装置9によれば、S5の処理は、リリーフバルブ13の開閉状態の感知をリリーフ配管16の流れ方向に離間した位置に接続される2個の圧力センサ(上流圧力センサ17及び下流圧力センサ18)によって測定される圧力の差に基づいて行う構成であるので、リリーフバルブ13の開閉の状態を精度良く感知することができる。
Further, according to the
例えば、リリーフ配管16の圧力を一か所のみで測定している場合には、リリーフバルブ13が開いていない場合でも、圧力センサによって測定される圧力の変動が起こる場合(例えば、配管内部の圧力が全体的に変化する場合、具体的には、リリーフ配管16の一端に圧力が掛った場合)がある。そのため、精度よくリリーフバルブ13の開閉状態を感知することが困難であった。
For example, when the pressure of the
これに対して、第1実施の形態では、上流圧力センサ17及び下流圧力センサ18がリリーフ配管16の流れ方向に離間した位置に接続され、リリーフ配管16の流れ方向に離間した位置におけるリリーフ配管16の内部の圧力をそれぞれ測定するので、それら圧力の差に基づいて、リリーフ配管16の内部を流れる油に生じる圧力損失を検出することができる。よって、リリーフ配管16の内部に油が流れたことを検出することができるので、リリーフバルブ13の開閉状態を精度よく感知することができる。
On the other hand, in the first embodiment, the
次いで、第2実施の形態について説明する。第1実施の形態では、リリーフ配管16に流れる油の油圧を圧力センサで感知することでリリーフバルブ13の開閉状態を判断するように構成した。これに代えて、第2実施の形態では、スイッチ装置の電気的な接続および遮断(請求項5記載の「オン・オフ動作」に対応する。)で感知する構成とした。
Next, a second embodiment will be described. In the first embodiment, the open / close state of the
即ち、第2の実施の形態では、リリーフバルブ13の開閉に応じて機械的に動作する接続部と、その接続部に接続され接続部の動作によって電気的に接続されたり遮断されたりするスイッチ装置とを備え、S5の処理によるリリーフバルブ13の開閉状態の感知をスイッチ装置の電気的な接続および遮断(請求項5記載の「オン・オフ動作」に対応する。)で感知する構成とした。
That is, in the second embodiment, a connecting portion that operates mechanically in response to opening and closing of the
第2実施の形態における液圧回路は、図2に示す液圧回路8に対し、上流圧力センサ17及び下流圧力センサ18に代えて或いは上流圧力センサ17及び下流圧力センサ18に加えて、上述した接続部がリリーフバルブ13に接続され、その接続部にスイッチ装置が接続されることで構成され、これら接続部およびスイッチ装置を除く他の構成は、図2に示す構成と同様である。また、スイッチ装置は、図3に示す制御回路図において、その他の装置23の一部に該当する。よって、制御装置9のCPU30は、入出力ポート34を介して、スイッチ装置(その他の装置23)の電気的な接続および遮断を検出し、その検出結果に基づいて、リリーフバルブ13の開閉状態を感知する。なお、スイッチ装置が出力する電気的変化をCPU30が電気的信号として取り込むことは、請求項1の液圧判断手段に該当する。
The hydraulic circuit in the second embodiment is the same as the
このように、第2実施の形態では、スイッチ装置を利用してリリーフバルブ13の開閉を感知するので、かかるリリーフバルブ13の開閉を精度よく感知することができる。例えば、リリーフバルブ13の開閉状態の感知を行う方法として、リリーフバルブ13から流れ出す油の有無や、油の状態を測定する方法では、油が別の配管から流入したり、または、流出したりすることで、リリーフバルブ13の開閉に関わらず油の有無やその状態が変化する場合がある。そのため、リリーフバルブ13の開閉を精度よく感知することが困難であるという不具合がある。
As described above, in the second embodiment, since the opening / closing of the
これに対して、第2実施の形態によれば、スイッチ装置が接続部の動作によって電気的な接続と遮断とをおこない、その電気的変化をS5の処理に代わる処理にてCPU30が電気的信号として取り込む。よって、リリーフバルブ13の開閉を直接的に感知することができる。そのため、油の状態を測定する方法に比べてリリーフバルブ13の開閉状態を確実に感知することができる。その結果、リリーフバルブ13の開閉を精度よく感知することができる。
On the other hand, according to the second embodiment, the switch device performs electrical connection and disconnection by the operation of the connection unit, and the
以上、実施の形態に基づき本発明を説明したが、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々の改良変形が可能であることは容易に推察できるものである。 The present invention has been described above based on the embodiments. However, the present invention is not limited to the above embodiments, and various improvements and modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. It can be easily guessed.
上記実施の形態で挙げた数値(例えば、各構成の数量など)は一例であり、他の数値を採用することは当然可能である。 The numerical values (for example, the quantity of each component) given in the above embodiment are examples, and other numerical values can naturally be adopted.
例えば、上記実施の形態では、液圧装置8が2個の圧力センサ(上流圧力センサ17及び下流圧力センサ18)を備えている場合を説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、少なくとも1個の圧力センサを備える構成としても良い。
For example, in the above-described embodiment, the case where the
この場合、1個の圧力センサであってもリリーフ配管16の油圧を測定することができるので、リリーフバルブ13の開閉状態を感知することができる。よって、液圧装置8を構成する部品数を削減することでコストダウンを図ることができる。
In this case, since the hydraulic pressure of the
例えば、第2実施の形態では、スイッチ装置が接続部の動作によって電気的な接続と遮断とをおこない、その電気的変化をS5の処理に代わる処理にてCPU30が電気的信号として取り込む場合を説明したが、必ずしもこれに限られるものではなく、光線を発光する発光部と、その発光部によって発光された光線を受光することで電気信号を出力する受光部とを備え、接続部の動作によって、受光部への光線の受光と遮断とを切り替える構成としても良い。なお、受光部からの電気信号をCPU30が取り込むことは、請求項1の液圧判断手段に該当する。
For example, in the second embodiment, a case is described in which the switch device performs electrical connection and disconnection by the operation of the connection unit, and the
この場合、リリーフバルブ13に接続される接続部の動作よって、受光部への光線の受光と遮断とを切り替えるので、受光部からの電気信号をCPU30が取り込み、その電気信号の変化を判断することにより、リリーフバルブ13の開閉状態を非接触にて感知することができる。
In this case, the operation of the connecting part connected to the
よって、油やほこりなどによるスイッチ装置の接触不良の発生を抑えることができる。その結果、油やほこりなどが多い環境下でも確実にリリーフバルブ13の開閉状態を感知することができる。
Therefore, the occurrence of contact failure of the switch device due to oil or dust can be suppressed. As a result, the open / closed state of the
なお、上述した光線は、例えば、レーザー光線および赤外線としても良く、特に、レーザー光線とした場合には、赤外線とした場合と比較して、光線の直進性が高くなるので、光線の幅を狭くできる。そのため、接続部の微小な動きでも受光部への光線の受光状態(光線の受光の有無)を変化させることができる。その結果、リリーフバルブ13の開閉状態の検出精度をさらに高めることができる。
The above-described light beam may be, for example, a laser beam and an infrared ray. In particular, when a laser beam is used, the straightness of the beam is higher than that when an infrared beam is used, and thus the width of the beam can be narrowed. Therefore, it is possible to change the light receiving state of the light receiving unit (whether or not the light is received) even with a slight movement of the connecting unit. As a result, the detection accuracy of the open / closed state of the
また、赤外線とした場合には、レーザー光線とした場合と比較して、波長が長いため、発光部の製造コストを抑えることができる。その結果、制御装置9のコスト削減を図ることができる。
Further, when infrared rays are used, since the wavelength is longer than when laser rays are used, the manufacturing cost of the light emitting part can be suppressed. As a result, the cost of the
上記各実施の形態では、リリーフ配管16に上流圧力センサ17及び下流圧力センサ18が接続され、上流圧力センサ17及び下流圧力センサ18によってリリーフ配管16の内部を流れる油の油圧を測定する場合を説明したが、それに加えて、第1配管12に圧力センサを接続して第1配管12の圧力を測定しても良い。
In each of the above embodiments, the case where the
この場合、いずれか1個の圧力センサが破損(断線や異常値の出力)した場合であっても、S5の処理に代わって残りの2個によって測定された圧力値を比較することでリリーフバルブ13の開閉状態を感知することができる。 In this case, even if any one of the pressure sensors is broken (disconnection or output of an abnormal value), the relief valve is compared by comparing the pressure values measured by the remaining two instead of the process of S5. 13 open / closed states can be sensed.
第1実施の形態では、リリーフ配管16に上流圧力センサ17及び下流圧力センサ18が接続され、上流圧力センサ17及び下流圧力センサ18によってリリーフ配管16の内部を流れる油の油圧を測定する構成とされ、第2実施の形態では、スイッチ装置が接続部の動作によって電気的な接続と遮断とをおこない、その電気的変化をS5の処理に代わる処理にてCPU30が電気的信号として取り込むことでリリーフバルブ13の開閉状態を感知する構成とされる場合を説明したが、それらを組み合わせて使用しても良い。
In the first embodiment, the
ここで、本実施形態において、請求項1の液圧判断手段としては図4のS5の処理が該当し、請求項1記載のショック圧防止手段としては図4のS6の処理が該当する。
In this embodiment, the process of S5 in FIG. 4 corresponds to the hydraulic pressure determination means in
9 制御装置
8 液圧装置(液圧回路)
10 ポンプ
10a 流量制御機構(ポンプの一部、制御機構)
11 油圧モータ(駆動装置)
12 第1配管
13 リリーフバルブ
14 第2配管
16 リリーフ配管
17 上流圧力センサ(圧力センサ)
18 下流圧力センサ(圧力センサ)
19 補機類用配管(第2配管の一部)
P1,P2,PM 油圧(液圧)
9
10
11 Hydraulic motor (drive device)
12 1st piping 13
18 Downstream pressure sensor (pressure sensor)
19 Auxiliary piping (part of second piping)
P1, P2, PM Hydraulic pressure (hydraulic pressure)
Claims (6)
前記第1配管内の液圧が所定の液圧以上であるかを判断する液圧判断手段と、
その液圧判断手段によって前記第1配管内の液圧が所定の液圧以上と判断された場合に、液圧の急減による送出量の急増によって発生する前記液圧回路のショック圧を抑制するショック圧防止手段とを備えることを特徴とする制御装置。 A pump having a horsepower constant control in which the product of the fluid pressure and the delivery amount becomes substantially constant and a control mechanism capable of varying the delivery amount by an external command, and a drive device using the fluid pressure of the fluid delivered from the pump as a drive source, The first pipe connected from the liquid delivery side of the pump to one end of the driving device, and the liquid in the first pipe connected to the first pipe when the liquid in the first pipe becomes equal to or higher than a predetermined hydraulic pressure. In a control device for controlling a hydraulic circuit constituted by a relief valve for discharging from the pipe and a second pipe connected to the liquid suction side of the pump from the other end of the driving device,
Hydraulic pressure determining means for determining whether the hydraulic pressure in the first pipe is equal to or higher than a predetermined hydraulic pressure;
A shock that suppresses the shock pressure of the hydraulic circuit generated by a sudden increase in the delivery amount due to a sudden decrease in the hydraulic pressure when the hydraulic pressure judgment means judges that the hydraulic pressure in the first pipe is equal to or higher than a predetermined hydraulic pressure. And a pressure prevention means.
そのリリーフ配管の内部の圧力を測定する圧力センサとを備え、
前記液圧判断手段は、前記リリーフバルブの開閉状態の感知を前記圧力センサの測定結果に基づいて行うことを特徴とする請求項2記載の制御装置。 The hydraulic circuit includes a relief pipe that constitutes a flow passage for flowing the liquid discharged from the inside of the first pipe;
A pressure sensor for measuring the pressure inside the relief pipe,
3. The control apparatus according to claim 2, wherein the hydraulic pressure determination unit detects the open / closed state of the relief valve based on a measurement result of the pressure sensor.
前記液圧判断手段は、前記リリーフバルブの開閉状態の感知を前記2個の圧力センサが測定する圧力の差に基づいて行うことを特徴とする請求項3記載の制御装置。 The hydraulic circuit includes two of the pressure sensors, and the two pressure sensors are connected to positions separated in the flow direction of the relief pipe,
4. The control apparatus according to claim 3, wherein the hydraulic pressure determination unit performs detection of an open / closed state of the relief valve based on a difference in pressure measured by the two pressure sensors.
前記液圧判断手段は、前記リリーフバルブの開閉状態の感知を前記スイッチ装置の動作状態に基づいて行うことを特徴とする請求項2記載の制御装置。 The hydraulic circuit includes a switch device that performs electrical connection and disconnection by turning on and off according to opening and closing of the relief valve,
The control device according to claim 2, wherein the hydraulic pressure determination unit senses an open / closed state of the relief valve based on an operating state of the switch device.
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