JP2013199971A - Cushion control valve and cushion control system for hydraulic actuator - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、液圧アクチュエータのクッション制御バルブ、およびクッション制御システムに係り、特に、液圧アクチュエータのポートに接続して、簡易に当該液圧アクチュエータのクッションストロークやクッション速度を制御することが可能な液圧アクチュエータのクッション制御バルブ、およびクッション制御システムに関する。 The present invention relates to a cushion control valve and a cushion control system for a hydraulic actuator, and in particular, can be connected to a port of a hydraulic actuator to easily control a cushion stroke and a cushion speed of the hydraulic actuator. The present invention relates to a cushion control valve for a hydraulic actuator and a cushion control system.
一般に、ピストン構造を有する油圧アクチュエータとして使用される油圧シリンダには、作動ストロークの終端における衝撃を緩和するクッション機構が組み込まれている(例えば、JIS規格B8367参照)。このクッション機構は、油圧アクチュエータのピストンに装着されたクッションピンやクッションリングがエンドカバーに形成された排出用のポートを閉塞して、小径のクッションポートから作動油を排出することで、流動抵抗により排出される作動油の流量を規制してクッションを効かせるようになっている。 In general, a hydraulic cylinder used as a hydraulic actuator having a piston structure incorporates a cushion mechanism for reducing an impact at the end of an operation stroke (see, for example, JIS standard B8367). In this cushion mechanism, the cushion pin or cushion ring attached to the piston of the hydraulic actuator closes the discharge port formed in the end cover, and the hydraulic oil is discharged from the small diameter cushion port, thereby reducing the flow resistance. The cushion is effective by regulating the flow rate of discharged hydraulic oil.
また、従来、電気的制御によってクッション作用を制御する技術が知られている(例えば、特許文献1,2)。
特許文献1に記載された油圧アクチュエータの制御装置は、電磁比例制御弁により流量を設定制御目標流量になるように制御し、油圧アクチュエータを制御目標位置まで減速させながら作動させるように構成されている。
Conventionally, techniques for controlling a cushion action by electrical control are known (for example,
The control device for a hydraulic actuator described in
特許文献2に記載された油圧シリンダの駆動制御装置は、電磁比例制御弁の応答遅れを解消するために作動油の油温に応じてシリンダ速度制御手段によって油圧シリンダが減速制御を開始するストローク位置を演算し変更するように構成されている。
The hydraulic cylinder drive control device described in
しかしながら、一般に、油圧アクチュエータの容積が小さいほど正確な制御が困難により、従来のようなクッションピンやクッションリングでポートを閉塞するクッション機構では、例えば、有効ストロークの直前まで高速で作動させストロークの終端の直前でクッションを効かせようとすると、極めて精密な機械加工精度が要求されるという問題があった。 However, in general, the smaller the volume of the hydraulic actuator, the more difficult it is to control accurately. With a cushion mechanism that closes the port with a cushion pin or cushion ring as in the conventional case, for example, the stroke is terminated at a high speed immediately before the effective stroke. There was a problem that an extremely precise machining accuracy was required if the cushion was to be applied immediately before.
また、電気的制御によってクッション作用を制御する技術では、電気信号により電磁制御弁を制御するため、制御が複雑になり、流量を調整するまでのタイムラグにより、正確な位置でクッションを効かせる位置精度が確保しにくく、ストロークの終端の直前でクッションを効かせることも困難である。 Also, in the technology that controls the cushion action by electrical control, the electromagnetic control valve is controlled by an electrical signal, so the control becomes complicated, and the position accuracy that the cushion is effective at the exact position due to the time lag until the flow rate is adjusted Is difficult to secure, and it is also difficult to apply the cushion immediately before the end of the stroke.
本発明は、このような背景に鑑みてなされたものであり、簡易な構成により信頼性および確実性を向上させ、かつ精度の高いクッション制御を行うことができる液圧アクチュエータのクッション制御バルブ、およびクッション制御システムを提供することを課題とする。 The present invention has been made in view of such a background. A cushion control valve for a hydraulic actuator capable of improving reliability and reliability with a simple configuration and performing highly accurate cushion control, and It is an object to provide a cushion control system.
前記課題を解決するため、本発明の請求項1に係る発明は、液圧アクチュエータのポートに接続して当該液圧アクチュエータのクッションを制御するクッション制御バルブであって、筒状のバルブ本体と、このバルブ本体に摺動自在に内挿された移動体と、前記バルブ本体内に形成され、前記液圧アクチュエータから排出された作動液が導入されて前記移動体を一方向に移動させる第1液圧室と、前記移動体の移動を規制して移動量の終端を設定するストッパ部材と、前記移動体を挟んで前記第1液圧室の反対側に設けられ当該移動体を他方向に移動させる第2液圧室と、前記移動体に設けられ、前記第1液圧室から前記第2液圧室に作動液を排出するクッション液路と、を備えたことを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to
本発明は、液圧アクチュエータのポートに接続して、前記液圧アクチュエータから排出された作動液(非圧縮性の液体、作動油)が前記第1液圧室に導入されて前記移動体を移動させることで、液圧アクチュエータのピストンの移動に連動させてクッション制御バルブの移動体を正確に移動させることができる。例えば、移動体の径を液圧アクチュエータのシリンダ径よりも小さく設定することで、液圧アクチュエータの移動量よりも移動体の移動量を大きく設定することができる。 The present invention is connected to a port of a hydraulic actuator, and hydraulic fluid (incompressible liquid, hydraulic oil) discharged from the hydraulic actuator is introduced into the first hydraulic chamber to move the moving body. By doing so, the moving body of the cushion control valve can be accurately moved in conjunction with the movement of the piston of the hydraulic actuator. For example, the moving amount of the moving body can be set larger than the moving amount of the hydraulic actuator by setting the diameter of the moving body smaller than the cylinder diameter of the hydraulic actuator.
このように本発明は、液圧アクチュエータの作動ストロークをクッション制御バルブの移動体のストロークに変換することで、液圧アクチュエータの作動ストロークが小さい場合であっても移動体の大きなストロークに変換して、より正確な位置でクッションを効かせるクッション制御を行うことができる。 In this way, the present invention converts the stroke of the hydraulic actuator into the stroke of the moving body of the cushion control valve, thereby converting the stroke of the hydraulic actuator into a large stroke of the moving body even when the operating stroke of the hydraulic actuator is small. Cushion control can be performed to apply the cushion at a more accurate position.
また、前記第1液圧室から前記第2液圧室に作動液を排出するクッション液路を前記移動体に設け、ストッパ部材により前記移動体の移動量の終端を規制することで、前記移動体が移動量の終端で停止した後は、前記アクチュエータのピストンの移動容積分の作動液を前記クッション液路から排出する。 In addition, a cushion liquid path for discharging hydraulic fluid from the first hydraulic chamber to the second hydraulic chamber is provided in the movable body, and the movement amount of the movable body is regulated by a stopper member, whereby the movement is performed. After the body stops at the end of the moving amount, the hydraulic fluid corresponding to the moving volume of the piston of the actuator is discharged from the cushion liquid passage.
これにより、本発明は、クッション液路を通過する流量を適宜設定することで、前記液圧アクチュエータのクッション速度を柔軟に調整することができる。
つまり、前記液圧アクチュエータの作動ストロークのうち、前記移動体が移動している間は、前記クッション液路から流出する作動液の流動抵抗の方が遥かに大きいため、前記液圧アクチュエータのピストンの移動容積と前記移動体の移動容積とが略相当するので、クッション効果は生じない。
Thereby, this invention can adjust the cushion speed of the said hydraulic actuator flexibly by setting the flow volume which passes a cushion liquid path suitably.
In other words, during the movement of the moving body of the hydraulic actuator, the flow resistance of the hydraulic fluid flowing out from the cushion liquid path is much larger while the moving body is moving. Since the moving volume and the moving volume of the moving body are substantially equivalent, the cushion effect does not occur.
一方、前記移動体の移動がストッパ部材により停止すると、前記液圧アクチュエータのピストンの移動容積に相当する作動液は前記クッション液路から排出されため、絞られたクッション液路から流出する作動液の流動抵抗によってクッション効果が生じる。
このようにして、本発明は、移動体の移動量、およびクッション液路から排出される作動液の流量を適宜設定することで、前記液圧アクチュエータのクッション開始位置やクッション速度を簡易かつ高精度に制御することができる。
On the other hand, when the movement of the movable body is stopped by the stopper member, the hydraulic fluid corresponding to the moving volume of the piston of the hydraulic actuator is discharged from the cushion liquid passage, so that the hydraulic fluid flowing out from the throttled cushion liquid passage A cushioning effect is produced by the flow resistance.
In this way, the present invention can easily and accurately set the cushion start position and the cushion speed of the hydraulic actuator by appropriately setting the moving amount of the moving body and the flow rate of the hydraulic fluid discharged from the cushion fluid path. Can be controlled.
請求項2に係る発明は、請求項1に記載のクッション制御バルブであって、前記移動体の移動量を調整する移動量調整機構を備えたこと、を特徴とする。
The invention according to
かかる構成によれば、前記移動体の移動量を調整する移動量調整機構を備えたことで、前記液圧アクチュエータの作動ストロークに対してクッションを効かせる開始位置を自在に調整することができる。
また、クッション制御バルブに移動量調整機構を備えたことで、液圧アクチュエータのクッション制御をクッション制御バルブにより遠隔制御することができる。このため、作業者が作業しにくい箇所に液圧アクチュエータが配設されている場合であっても、クッション制御バルブを作業しやすい箇所に配設することで、簡易迅速にクッション調整を行うことができる。
According to this configuration, since the moving amount adjusting mechanism that adjusts the moving amount of the moving body is provided, it is possible to freely adjust the start position at which the cushion is applied to the operation stroke of the hydraulic actuator.
Further, since the movement control mechanism is provided in the cushion control valve, the cushion control of the hydraulic actuator can be remotely controlled by the cushion control valve. For this reason, even if the hydraulic actuator is installed in a place where it is difficult for the operator to work, the cushion control valve can be easily and quickly adjusted by arranging the cushion control valve in a place where it is easy to work. it can.
請求項3に係る発明は、請求項1または請求項2に記載のクッション制御バルブであって、前記移動体は、前記第1液圧室から前記第2液圧室への作動液の流入を規制し、前記第2液圧室から前記第1液圧室への作動液の流入を許容する逆止弁を備えたこと、を特徴とする。 A third aspect of the present invention is the cushion control valve according to the first or second aspect, wherein the movable body is configured to flow in hydraulic fluid from the first hydraulic pressure chamber to the second hydraulic pressure chamber. There is provided a check valve that regulates and allows inflow of hydraulic fluid from the second hydraulic chamber to the first hydraulic chamber.
かかる構成によれば、本発明に係るクッション制御バルブは、前記逆止弁により、前記第1液圧室から前記第2液圧室への作動液の流入を規制することで、移動体が一方向に移動する場合には、クッション液路を通って前記第1液圧室から前記第2液圧室に作動液を排出してクッションを効かせるとともに、移動体が他方向に移動する場合には、前記第2液圧室から前記第1液圧室への作動液の流入を許容することで、前記第2液圧室に導入された作動液を前記液圧アクチュエータに供給して円滑な戻り動作を実行することができる。 According to this configuration, the cushion control valve according to the present invention regulates the inflow of hydraulic fluid from the first hydraulic pressure chamber to the second hydraulic pressure chamber by the check valve, so that the moving body can In the case of moving in the direction, the hydraulic fluid is discharged from the first hydraulic chamber to the second hydraulic chamber through the cushion fluid path to apply the cushion, and the moving body moves in the other direction. Allows the hydraulic fluid to flow from the second hydraulic chamber into the first hydraulic chamber, thereby supplying the hydraulic fluid introduced into the second hydraulic chamber to the hydraulic actuator for smooth A return action can be performed.
請求項4に係る発明は、請求項1から請求項3に記載のクッション制御バルブを使用して前記液圧アクチュエータのクッションを制御するクッション制御システムであって、前記液圧アクチュエータの往復動作を切り換える切り換え弁と、この切り換え弁と前記液圧アクチュエータの間に配設された前記クッション制御バルブと、このクッション制御バルブと並列に配設された流量制御弁と、を備えたことを特徴とする。
The invention according to claim 4 is a cushion control system for controlling the cushion of the hydraulic actuator using the cushion control valve according to
本発明に係るクッション制御バルブを使用したクッション制御システムは、クッション制御バルブと並列に配設された流量制御弁を備えたことで、前記移動体の移動がストッパ部材により停止した後は、流量制御弁により液圧アクチュエータから切り換え弁に流れる作動液の流量を適宜設定して、前記液圧アクチュエータのクッション速度を柔軟に調整することができる。 The cushion control system using the cushion control valve according to the present invention includes a flow rate control valve arranged in parallel with the cushion control valve, so that the flow control is performed after the movement of the moving body is stopped by the stopper member. The cushion speed of the hydraulic actuator can be flexibly adjusted by appropriately setting the flow rate of the hydraulic fluid flowing from the hydraulic actuator to the switching valve by the valve.
請求項5に係る発明は、請求項1から請求項3に記載のクッション制御バルブにおけるクッション液路を設けていないクッション制御バルブ本体を使用し、前記クッション液路に代えた流量制御弁により前記液圧アクチュエータのクッションを制御するクッション制御システムであって、前記クッション制御バルブ本体は、筒状のバルブ本体と、このバルブ本体に摺動自在に内挿された移動体と、前記液圧アクチュエータから排出された作動液が導入されて前記移動体を一方向に移動させる第1液圧室と、前記移動体の移動を規制して移動量の終端を設定するストッパ部材と、前記移動体を挟んで前記第1液圧室の反対側に設けられ当該移動体を他方向に移動させる第2液圧室と、を有し、前記液圧アクチュエータの往復動作を切り換える切り換え弁と、この切り換え弁と前記液圧アクチュエータの間に配設された前記クッション制御バルブ本体と、このクッション制御バルブ本体と並列に配設された前記流量制御弁と、を備えたことを特徴とする。
The invention according to
請求項5に係る発明は、前記クッション制御バルブにおいて前記クッション液路を設けていないクッション制御バルブ(クッション制御バルブ本体)を使用してクッション制御システムを構成したものである。
請求項5に係るクッション制御システムは、前記クッション制御バルブ本体と並列に配設された流量制御弁を備えたことで、前記移動体にクッション液路を設けた場合と同様に、前記移動体の移動がストッパ部材により停止した後は、流量制御弁により液圧アクチュエータから切り換え弁に流れる作動液の流量を適宜設定して、前記液圧アクチュエータのクッション速度を柔軟に調整することができる。
According to a fifth aspect of the present invention, a cushion control system is configured by using a cushion control valve (cushion control valve body) in which the cushion liquid passage is not provided in the cushion control valve.
The cushion control system according to
本発明は、簡易な構成により、信頼性および確実性が向上し精度の高いクッション制御を行うことができる液圧アクチュエータのクッション制御バルブ、およびクッション制御システムを提供することができる。 The present invention can provide a cushion control valve and a cushion control system for a hydraulic actuator capable of performing highly accurate cushion control with improved reliability and certainty with a simple configuration.
本発明の実施形態に係るクッション制御バルブ1について、液圧アクチュエータ101のクッション制御システム100を例として、主に図1と図2を参照しながら詳細に説明する。
クッション制御システム100は、液圧アクチュエータ101と、液圧アクチュエータ101のクッションを制御するクッション制御バルブ1と、液圧アクチュエータ101の作動方向を切り換える切り換え弁である方向切換弁102と、液圧アクチュエータ101を駆動する液圧ポンプ103と、を備えている。
The
The
液圧ポンプ103で加圧された作動液を方向切換弁102を介して液圧アクチュエータ101のロッド側ポート101dに供給するとピストン101bを行き側(図1の右方向)に移動させることができ、方向切換弁102を切り換えて作動液を液圧アクチュエータ101のヘッド側ポート101eに供給するとピストン101bを戻り側(図1の左方向)に移動させることができる。
When the hydraulic fluid pressurized by the
液圧アクチュエータ101は、非圧縮性の作動液(作動油)が加圧供給されるシリンダ101aと、シリンダ101a内に往復移動自在に内挿されたピストン101bと、ピストン101bに連結されたピストンロッド101cと、シリンダ101aに配設されたロッド側ポート101dおよびヘッド側ポート101eと、を備えている。液圧アクチュエータ101は、一般的な構成を備えたものであり特に限定されるものではないので詳細な説明は省略する。
The
なお、本実施形態においては、液圧アクチュエータ101を往復直線移動型の油圧シリンダを例として説明するが、これに限定されるものではなく、往復揺動型の油圧シリンダであってもよい。
以下、説明の便宜上、液圧アクチュエータ101において、ピストン101bの移動方向に対してピストンロッド101cが配設された方をロッド側、その反対側をヘッド側という。
In the present embodiment, the
Hereinafter, for convenience of explanation, in the
クッション制御バルブ1は、図1に示すように、円筒状のバルブ本体2と、バルブ本体2の左端部に螺入されたエンドカバー21と、バルブ本体2に摺動自在に内挿された移動体3と、移動体3を戻り方向(図1の左方向)に付勢するリターンスプリング34と、移動体3を一方向(図1の右方向)に移動させる第1液圧室41と、移動体3の移動を規制するストッパ部材22と、移動体3を他方向(図1の左方向)に移動させる第2液圧室42と、移動体3に内設された逆止弁8と、逆止弁8に設けられたクッション液路5(図2(c)と(d)参照)と、移動体3の移動量を調整する移動量調整機構6と、を備えている。
As shown in FIG. 1, the
クッション制御バルブ1は、第1液圧室41が液圧アクチュエータ101のヘッド側ポート101eに接続され、ピストン101bが図1の右方向に移動するときのストロークの終端前におけるクッションを制御する。
なお、クッション制御バルブ1において、説明の便宜上、移動体3が図1の右方向に移動するときを行き側(クッションを利かせる作動方向)、左方向に移動するときを戻り側という場合がある。
The
In the
バルブ本体2は、移動体3を内挿し、第1液圧室41および第2液圧室42を形成するためのシリンダであり、図1の左端部にはエンドカバー21(図2(a)参照)が配設され、中央部には移動体3が往復移動自在に内挿され、右端部にはストッパ部材22(図2(b)参照)が配設されている。
バルブ本体2の内周部は、左縁部に形成されエンドカバー21が螺入されるねじ部2aと、右縁部に形成されストッパ部材22が螺入されるねじ部2bと、を備えている。
The
The inner peripheral portion of the
エンドカバー21は、円筒状に形成され、外周部に形成されたねじ部21aと、内周部の左端部に形成され第1液圧室41に連通する作動液の導入口21bと、移動体3を移動自在に内挿して支持するシリンダ部21c(図3(b)参照)と、を備えている。
かかる構成により、エンドカバー21は、バルブ本体2の左縁部に螺入して装着されているため、この螺入深さを適宜調整することで、移動体3の移動量を調整する移動量調整機構6を構成する。
The
With this configuration, the
移動体3は、筒状に形成された胴部31と、胴部31の端部に拡径して形成された鍔部32と、胴部31を軸方向に貫通する貫通孔33と、を備えている。
移動体3は、胴部31の外周部がエンドカバー21に形成されたシリンダ部21cに摺動自在に内挿され(図3(b)参照)、鍔部32の外周部がバルブ本体2の内周部に摺接されて、バルブ本体2に対して往復移動自在に支持されている。
また、移動体3は、鍔部32がエンドカバー21の右端面21d(図3(b)参照)に当接することで、戻り側の移動端(図3(a)参照)が規制され、ストッパ部材22の左端面22fに当接することで、行き側の移動端(図3(b)参照)が規制されている。
The
The
Further, the
移動体3の貫通孔33は、第1液圧室41と第2液圧室42を導通する役割を担い、貫通孔33には逆止弁8が装着されている。
貫通孔33の鍔部32側には、移動体3の胴部31側よりも縮径された開口部33aが形成され、この開口部33aを閉塞するように逆止弁8が貫通孔33に装着されている。
The through
An
逆止弁8は、弁本体81と、弁本体81に形成され開口部33aを閉塞するバルブヘッド82と、弁本体81を開口部33aの方向に付勢するスプリング83と、を備えている。そして、バルブヘッド82には、開口部33aを閉塞した状態で第1液圧室41から第2液圧室42に連通するクッション液路5が形成されている(図2(c)と(d)参照)。
The
クッション液路5は、移動体3の径に比べて遥かに微小な液路であり(図2(d)参照)、クッション液路5からの作動液の排出により移動体3の移動に影響を及ぼすことはほとんどないが(図3(b)参照)、移動体3の停止後は、クッション液路5から排出される作動液の流動抵抗によりクッションを効かせることができる(図3(c)参照)。
The
クッション制御バルブ1は、移動体3に設けた逆止弁8により、スプリング83の付勢力により、第1液圧室41から第2液圧室42への作動液の流入を規制することで、液圧アクチュエータ101から第1液圧室41に導入された作動液により移動体3を図1の右方向(行き側)に円滑に移動できるようにしている(図3(b)参照)。
The
一方、逆止弁8は、スプリング83の付勢力に抗して作動液を第2液圧室42から第1液圧室41の方向へ加圧供給すると、第2液圧室42から第1液圧室41への作動液の流入を許容するように機能するため、第2液圧室42から第1液圧室41に流入した作動液を液圧アクチュエータ101に供給してピストン101bを戻り方向(図1の左方向)に円滑に移動できるようになっている(図4(c)参照)。
On the other hand, when the
また、逆止弁8のバルブヘッド82にクッション液路5を設けたことで、開口部33aを閉塞した状態で第1液圧室41から第2液圧室42へ作動液を排出することができる(図3(c)参照)。
Further, by providing the
第1液圧室41は、液圧アクチュエータ101から排出された作動液が導入される液圧室であり、移動体3に対して図1の左側に配設されている。
第2液圧室42は、液圧アクチュエータ101から供給された作動液が排出されるリターン側の液圧室であり、移動体3を挟んで第1液圧室41の反対側(図1の右側)に配設されている。
The first
The second
移動量調整機構6は、バルブ本体2に対する螺入深さを調整可能なエンドカバー21を使用して構成され、このエンドカバー21をバルブ本体2に固定するロックナット61を備えている。
移動量調整機構6は、エンドカバー21をバルブ本体2に螺入する深さを調整することで、移動体3の移動量S1(図3(a)参照)を調整することができる。そして、移動量調整後に、ロックナット61を締め込んでエンドカバー21をバルブ本体2に固定する。
The movement amount adjusting mechanism 6 is configured using an
The moving amount adjusting mechanism 6 can adjust the moving amount S1 (see FIG. 3A) of the moving
ストッパ部材22は、バルブ本体2の内周部に挿入される胴部22aと、胴部22aの外周部に形成されたねじ部22bと、バルブ本体2の端面に当接して位置決めする鍔部22cと、軸方向に形成され第2液圧室42に連通する貫通孔22dと、方向切換弁102に導通する開口部22eと、を備えている。
かかる構成により、ストッパ部材22は、胴部22aの外周部に形成されたねじ部22bをバルブ本体2の内周部に形成されたねじ部2bに螺合させて鍔部22cをバルブ本体2の端面に当接して固定するようになっている。
The
With this configuration, the
リターンスプリング34は、ストッパ部材22の貫通孔22dに支持されて、ストッパ部材22と移動体3との間に装着されている。
かかる構成により、クッション制御バルブ1は、リターンスプリング34により、移動体3を戻り方向に付勢してエンドカバー21の右端面21d(図3(b)参照)に押圧することで、確実に戻り位置(図3(a)の位置)で移動体3を保持することができるようになっている。
The
With this configuration, the
以上のように構成されたクッション制御バルブ1の動作について、主として図3と図4を参照しながら説明する。参照する図3はクッション制御バルブの行き側のクッション動作を示し、図4は戻り側の動作を示す。
The operation of the
<行き側の動作>
図3(a)は、液圧アクチュエータ101のピストン101bが左端にある移動前の状態を示す。ここで、液圧アクチュエータ101の全ストロークをL1とし、クッション制御バルブ1の移動体3の全移動量をS1とする。
液圧アクチュエータ101の全ストロークL1は、クッションを効かせる開始位置までのストロークL2(図3(b)参照)とクッションストロークL3(図3(c)参照)を合計したものである(図5参照)。クッションストロークL3は、クッションを効かせる開始位置から全ストロークL1の移動端(図3(c)の位置)までのストローク(L1−L2)である(図5参照)。
<Destination action>
FIG. 3A shows a state before movement in which the
The total stroke L1 of the
具体的には、液圧アクチュエータ101のクッションを効かせる開始位置は、図3(b)に示すように、原点位置である図3(a)の状態からストロークL2を移動した位置である。液圧アクチュエータ101は、図3(b)の状態からクッションを効かせるクッション動作に移行し、図3(c)の移動端までさらにクッションストロークL3だけ移動して行き側の全ストロークL1を終了する。
Specifically, the start position for applying the cushion of the
<液圧アクチュエータ101の移動量L2と移動体3の全移動量S1との関係>
液圧アクチュエータ101が原点位置である図3(a)の状態からストロークL2だけ移動する間に、移動体3は、液圧アクチュエータ101のストロークL2に連動して、全移動量S1を移動する。
<Relationship between movement amount L2 of
While the
具体的には、図3(b)に示すように、液圧アクチュエータ101のロッド側ポート101dに作動液が供給されると、ピストン101bが右方向に移動して、ストロークL2だけ移動したときに、移動体3がストッパ部材22に当接して全ストロークS1を移動するように設定されている。
このときの液圧アクチュエータ101の移動量L2と移動体3の全移動量S1との関係は以下のとおりである。
つまり、液圧アクチュエータ101の直径をD、移動体3の直径をdとすると、
(π/4)・D2・L2=(π/4)・d2・S1であるから、
S1=(D/d)2・L2である。
Specifically, as shown in FIG. 3B, when hydraulic fluid is supplied to the rod-
The relationship between the moving amount L2 of the
That is, if the diameter of the
Since (π / 4) · D 2 · L 2 = (π / 4) · d 2 ·
S1 = (D / d) 2 · L2.
したがって、移動体3の直径dを液圧アクチュエータ101の直径Dよりも小さくすることで、液圧アクチュエータ101の小さなストロークL2を移動体3の大きなストロークS1に変換することができる。
このようにしてクッション制御バルブ1は、液圧アクチュエータ101の作動ストロークを移動体3のストロークに変換することで、液圧アクチュエータ101の作動ストロークが小さい場合であっても移動体3の大きなストロークに変換して、より正確な位置でクッションを効かせるクッション制御を行うことができる。
Therefore, by making the diameter d of the moving
In this way, the
<クッション動作>
図3(c)に示すように、移動体3が行き側の移動端まで移動してストッパ部材22に当接して停止すると、液圧アクチュエータ101はクッションストロークL3に移行する。
具体的には、ピストン101bがクッションストロークL3だけ移動している間は、液圧アクチュエータ101のヘッド側ポート101eから排出されて第1液圧室41に導入された作動液は、移動体3が停止しているので、クッション液路5を通って第2液圧室42に流入し開口部22eから排出される。このため、絞られたクッション液路5から流出する作動液の流動抵抗によってクッション効果が生じる。
<Cushioning action>
As shown in FIG. 3 (c), when the moving
Specifically, while the
つまり、液圧アクチュエータ101の全ストロークL1のうち、移動体3が移動している間は(ストロークL2)、クッション液路5から流出する作動液の流動抵抗の方が遥かに大きいためクッション効果は生じないが、移動体3が停止すると、クッション液路5から流出する作動液の流動抵抗によってクッション効果が生じる(クッションストロークL3)。
That is, of the entire stroke L1 of the
このようにして、クッション制御バルブ1は、移動量調整機構6により移動体3の移動量を調整し、クッション液路5から排出される作動液の流量を適宜設定することで、液圧アクチュエータ101のクッション開始位置やクッション速度を簡易かつ高精度に制御することができる。
In this manner, the
<戻り側の動作>
図4(a)は、液圧アクチュエータ101が行き側の移動端まで移動した状態を示し、移動体3も行き側の移動端に位置する。
図4(a)に示す状態から、液圧アクチュエータ101を戻り方向(図の左方向)に移動させる場合には、方向切換弁102(図1)を切り換えて、液圧ポンプ103からクッション制御バルブ1を通って液圧アクチュエータ101のヘッド側ポート101eへ作動液を供給する。
<Return side action>
FIG. 4A shows a state in which the
When the
そして、図4(b)に示すように、クッション制御バルブ1の開口部22eから第2液圧室42に供給された高圧の作動液は、移動体3を全移動量S1移動させる。
移動体3が原点位置である図4(a)の状態から全移動量S1だけ移動する間に、液圧アクチュエータ101のピストン101bは、移動体3の全移動量S1に連動してストロークL2を移動する。
Then, as shown in FIG. 4B, the high-pressure hydraulic fluid supplied from the
While the moving
移動体3が全移動量S1移動して、エンドカバー21の右端面21dに当接して停止すると、図4(c)に示すように、第2液圧室42に供給された高圧の作動液は、逆止弁8のスプリング83の付勢力に抗して逆止弁8の弁本体81を左方向(戻り方向)に移動させて、開口部33aを開放する。
開口部33aから貫通孔33を通って第1液圧室41に流入した作動液は、液圧アクチュエータ101のヘッド側ポート101eまで到達する。ヘッド側ポート101eから導入された作動液は、液圧アクチュエータ101のピストン101bを移動端(終端)まで移動させる。
When the moving
The hydraulic fluid that has flowed into the first
なお、図4(c)では、説明の便宜上移動体3の移動と逆止弁8の開放とを別個に区別して説明したが、連続する動作で実行されるため、液圧アクチュエータ101のピストン101bは全ストロークL1を連続して円滑に移動するように動作する。
In FIG. 4C, the movement of the moving
このようにして、クッション制御バルブ1は、逆止弁8により、第1液圧室41から第2液圧室42への作動液の流入を規制することで、移動体3が行き方向に移動する場合には、クッション液路5を通って第1液圧室41から第2液圧室42に作動液を排出してクッションを効かせるとともに、移動体3が戻り方向に移動する場合には、第2液圧室42から41第1液圧室への作動液の流入を許容することで、第2液圧室42に導入された作動液を液圧アクチュエータ101に供給して円滑な戻り動作を実行することができる。
In this way, the
続いて、本発明の実施形態に係る液圧アクチュエータ101のクッション制御システム110について、図6を参照しながら説明する。
液圧アクチュエータ101のクッション制御システム110は、図6(a)に示すように、クッション制御バルブ1と並列に流量制御弁104を接続した点で図1のクッション制御システム100と相違する。
Next, the
The
かかる構成により、クッション制御システム110は、移動体3の移動がストッパ部材22により停止した後は、クッション液路5を流れる作動液の他、流量制御弁104により液圧アクチュエータ101から方向切換弁102に流れる作動液の流量を適宜設定して、液圧アクチュエータ101のクッション速度を柔軟に調整することができる。
With this configuration, after the movement of the moving
なお、液圧アクチュエータ101のクッション制御システム110は、図1のクッション制御システム100で採用したクッション液路5を設けたクッション制御バルブ1を使用したが、クッション制御システム110では、移動体3の移動が停止した後でも流量制御弁104から作動液を排出してクッションを効かせることができるため、クッション制御バルブ1のクッション液路5を設けなくともよい。
Note that the
つまり、図1のクッション制御バルブ1においてクッション液路5を設けていないクッション制御バルブ(「クッション制御バルブ本体(不図示)」という。)を使用しても、流量制御弁104を設けることで、図6(a)と同様のクッション制御システムを構成できる。
That is, even if a cushion control valve (referred to as “cushion control valve main body (not shown)”) in which the
クッション制御バルブ本体(不図示)を使用したクッション制御システムは、クッション制御バルブ1(図6(a))に代えてクッション制御バルブ本体(不図示)を使用し、このクッション制御バルブ本体と並列に配設された流量制御弁104を設けることで、移動体3の移動がストッパ部材22により停止した後は、流量制御弁104により液圧アクチュエータ101から方向切換弁102に流れる作動液の流量を適宜設定して、01のクッション速度を柔軟に調整することができる。
A cushion control system using a cushion control valve body (not shown) uses a cushion control valve body (not shown) instead of the cushion control valve 1 (FIG. 6A), and is in parallel with the cushion control valve body. By providing the
液圧アクチュエータ101のクッション制御システム120は、図6(b)に示すように、液圧アクチュエータ101の行き側、および戻り側の両方にクッション制御バルブ1を接続した点で、行き側のみにクッション制御バルブ1を設けた図1のクッション制御システム100と相違する。
かかる構成により、液圧アクチュエータ101の行き側、および戻り側の両方で好適にクッション動作を制御することができる。
As shown in FIG. 6B, the
With this configuration, the cushioning operation can be suitably controlled on both the outgoing side and the return side of the
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記した実施形態に限定されず、適宜変更して実施することが可能である。
例えば、本実施形態においては、移動量調整機構6において、エンドカバー21を軸方向に移動して移動体3の移動量を調整したが、これに限定されるものではなく、ストッパ部材22を移動自在に構成して調整してもよいし、エンドカバー21とストッパ部材22の両方を移動自在に調整可能に構成してもよい。
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be implemented with appropriate modifications.
For example, in the present embodiment, in the movement amount adjusting mechanism 6, the
1 クッション制御バルブ
2 バルブ本体
3 移動体
5 クッション液路
6 移動量調整機構
8 逆止弁
21 エンドカバー
22 ストッパ部材
41 第1液圧室
42 第2液圧室
81 弁本体
82 バルブヘッド
83 スプリング
100,110,120 クッション制御システム
101 液圧アクチュエータ
102 方向切換弁(切り換え弁)
103 液圧ポンプ
104 流量制御弁
DESCRIPTION OF
103
Claims (5)
筒状のバルブ本体と、
このバルブ本体に摺動自在に内挿された移動体と、
前記バルブ本体内に形成され、前記液圧アクチュエータから排出された作動液が導入されて前記移動体を一方向に移動させる第1液圧室と、
前記移動体の移動を規制して移動量の終端を設定するストッパ部材と、
前記移動体を挟んで前記第1液圧室の反対側に設けられ当該移動体を他方向に移動させる第2液圧室と、
前記移動体に設けられ、前記第1液圧室から前記第2液圧室に作動液を排出するクッション液路と、
を備えたことを特徴とするクッション制御バルブ。 A cushion control valve for controlling a cushion of the hydraulic actuator by connecting to a port of the hydraulic actuator;
A tubular valve body,
A movable body slidably inserted in the valve body;
A first hydraulic chamber formed in the valve body and introduced with hydraulic fluid discharged from the hydraulic actuator to move the movable body in one direction;
A stopper member for restricting the movement of the moving body and setting the end of the movement amount;
A second hydraulic pressure chamber provided on the opposite side of the first hydraulic pressure chamber across the movable body and moving the movable body in the other direction;
A cushion fluid path provided in the movable body for discharging hydraulic fluid from the first hydraulic chamber to the second hydraulic chamber;
A cushion control valve characterized by comprising:
を特徴とする請求項1または請求項2に記載のクッション制御バルブ。 The movable body regulates the flow of hydraulic fluid from the first hydraulic chamber to the second hydraulic chamber and allows the hydraulic fluid to flow from the second hydraulic chamber to the first hydraulic chamber. Having a check valve,
The cushion control valve according to claim 1 or 2, wherein
前記液圧アクチュエータの往復動作を切り換える切り換え弁と、
この切り換え弁と前記液圧アクチュエータの間に配設された前記クッション制御バルブと、
このクッション制御バルブと並列に配設された流量制御弁と、
を備えたことを特徴とする液圧アクチュエータのクッション制御システム。 A cushion control system that controls a cushion of the hydraulic actuator using the cushion control valve according to claim 1,
A switching valve for switching the reciprocating operation of the hydraulic actuator;
The cushion control valve disposed between the switching valve and the hydraulic actuator;
A flow control valve disposed in parallel with the cushion control valve;
A cushion control system for a hydraulic actuator, comprising:
前記クッション制御バルブ本体は、筒状のバルブ本体と、
このバルブ本体に摺動自在に内挿された移動体と、
前記液圧アクチュエータから排出された作動液が導入されて前記移動体を一方向に移動させる第1液圧室と、
前記移動体の移動を規制して移動量の終端を設定するストッパ部材と、
前記移動体を挟んで前記第1液圧室の反対側に設けられ当該移動体を他方向に移動させる第2液圧室と、を有し、
前記液圧アクチュエータの往復動作を切り換える切り換え弁と、
この切り換え弁と前記液圧アクチュエータの間に配設された前記クッション制御バルブ本体と、
このクッション制御バルブ本体と並列に配設された前記流量制御弁と、
を備えたことを特徴とする液圧アクチュエータのクッション制御システム。 A cushion control valve according to claim 1, wherein a cushion control valve main body not provided with a cushion liquid path is used, and the cushion of the hydraulic actuator is controlled by a flow control valve instead of the cushion liquid path. A control system,
The cushion control valve body includes a cylindrical valve body,
A movable body slidably inserted in the valve body;
A first hydraulic chamber in which hydraulic fluid discharged from the hydraulic actuator is introduced to move the movable body in one direction;
A stopper member for restricting the movement of the moving body and setting the end of the movement amount;
A second hydraulic chamber provided on the opposite side of the first hydraulic chamber across the movable body and moving the movable body in the other direction;
A switching valve for switching the reciprocating operation of the hydraulic actuator;
The cushion control valve body disposed between the switching valve and the hydraulic actuator;
The flow control valve disposed in parallel with the cushion control valve body;
A cushion control system for a hydraulic actuator, comprising:
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