JP2014013062A - Fluid pressure control device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、増圧装置を備えた流体圧制御装置に関する。 The present invention relates to a fluid pressure control device including a pressure booster.
従来より、流体圧制御装置として、シリンダとピストンを用いた増圧装置を備えた油圧制御装置が知られている(例えば、特許文献1参照)。増圧装置は、ピストンの往復動によって、シリンダ内の大径空間に低圧側から低圧油を流入させ、シリンダ内の小径空間から油を高圧側に流出させることによって高圧油を供給する。 Conventionally, as a fluid pressure control device, a hydraulic control device including a pressure increasing device using a cylinder and a piston is known (see, for example, Patent Document 1). The pressure booster supplies high pressure oil by flowing low pressure oil from the low pressure side into the large diameter space in the cylinder and outflowing oil from the small diameter space in the cylinder to the high pressure side by reciprocating movement of the piston.
上記増圧装置は、高圧油の生成・供給に流体の流入出が必要であり、流体の流入出を電気信号により切り換える構成が一般的である。しかしながら、弁の開閉の切換に電気信号を用いる場合、制御信号を出すための装置や弁位置を感知するための装置などが必要となり、装置全体が大型化してしまうことが課題となっている。また、制御用のプログラムが必要となりコスト面でも課題がある。 The above-described pressure boosting device requires inflow and outflow of fluid to generate and supply high-pressure oil, and generally has a configuration in which inflow and outflow of fluid are switched by an electric signal. However, when an electrical signal is used for switching between opening and closing of a valve, a device for outputting a control signal, a device for sensing a valve position, and the like are required, and the entire device is increased in size. In addition, a control program is required and there is a problem in terms of cost.
本発明の目的は、構成の簡素化を図ることができる流体圧制御装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a fluid pressure control device capable of simplifying the configuration.
上記目的を達成するために、本発明における流体圧制御装置は、
第1流体圧を供給する第1流体圧供給部と、
前記第1流体圧より高い第2流体圧を供給する第2流体圧供給部と、
シリンダと、該シリンダ内を往復動するピストンとを有し、前記第2流体圧が負荷されて前記ピストンが前記シリンダ内を移動することで、前記第2流体圧よりも高い流体圧を発生する増圧部と、
第2流体圧負荷時の前記ピストンのストローク方向とは逆方向に、第1流体圧の負荷によって前記ピストンに作用する力よりも大きく、第2流体圧の負荷によって前記ピストンに作用する力よりも小さい力で、前記ピストンを付勢する付勢部と、
負荷される流体圧の変化によって弁位置が切り換わる第1切換弁部であって、前記第1流体圧が負荷されたときに前記第2流体圧供給部を前記増圧部に接続し、前記第2流体圧が負荷されたときに前記第1流体圧供給部を前記増圧部に接続するように切り換わる第1切換弁部と、
前記ピストンの移動によって弁位置が切り換わる第2切換弁部であって、前記ピストンが第2流体圧負荷時のストローク終端位置にあるときに前記第1切換弁部に前記第1流体圧供給部から流体圧が負荷され、前記ピストンが第1流体圧負荷時のストローク終端位置にあるときに前記第1切換弁部に前記第2流体圧供給部から流体圧が負荷されるように切り換わる第2切換弁部と、
を備えることを特徴とする。
In order to achieve the above object, a fluid pressure control device according to the present invention provides:
A first fluid pressure supply unit for supplying a first fluid pressure;
A second fluid pressure supply unit for supplying a second fluid pressure higher than the first fluid pressure;
A cylinder and a piston that reciprocates in the cylinder, and the second fluid pressure is loaded and the piston moves in the cylinder, thereby generating a fluid pressure higher than the second fluid pressure. A pressure increasing part;
The force acting on the piston by the load of the first fluid pressure is greater than the force acting on the piston by the load of the second fluid pressure in the direction opposite to the stroke direction of the piston at the time of the second fluid pressure load. A biasing portion that biases the piston with a small force;
A first switching valve portion that switches a valve position according to a change in a fluid pressure to be loaded, wherein the second fluid pressure supply portion is connected to the pressure increasing portion when the first fluid pressure is loaded; A first switching valve section that switches to connect the first fluid pressure supply section to the pressure increasing section when a second fluid pressure is applied;
A second switching valve portion whose valve position is switched by movement of the piston, wherein the first fluid pressure supply portion is connected to the first switching valve portion when the piston is at a stroke end position at the time of a second fluid pressure load. When the fluid pressure is applied from the second fluid pressure supply portion, the first switching valve portion is switched so that the fluid pressure is loaded from the second fluid pressure supply portion when the piston is at the stroke end position at the time of the first fluid pressure load. Two switching valves,
It is characterized by providing.
本発明によれば、機械的に動作する第1切換弁部、第2切換弁部、付勢部の協働によって、ピストンを連続的に往復動させることができる。したがって、電気的な制御を行うこ
となく、第2流体圧よりも高圧の流体圧を連続的に生成することができる。本発明の構成における具体的な動作は以下のようになる。
According to the present invention, the piston can be continuously reciprocated by the cooperation of the first switching valve portion, the second switching valve portion, and the biasing portion that are mechanically operated. Therefore, a fluid pressure higher than the second fluid pressure can be continuously generated without performing electrical control. The specific operation in the configuration of the present invention is as follows.
第1切換弁部は、負荷される流体圧が第1流体圧のとき、第2流体圧供給部を増圧部に接続する。増圧部は、第2流体圧が負荷されることでピストンが付勢部の付勢力に抗してシリンダ内をストロークし、第2流体圧よりも高圧の流体圧を発生する。ピストンがストロークの終端位置に達すると、第2切換弁部の弁位置が切り換わり、第1切換弁部に負荷される流体圧が第1流体圧から第2流体圧に切り換わる。第1切換弁部に第2流体圧が負荷されると、第1流体圧供給部が増圧部に接続され、ピストンの負荷圧力が第2流体圧から第1流体圧に切り換わる。第1流体圧を負荷されたピストンは、付勢部の付勢力に負けてシリンダ内を逆方向にストロークする。ピストンがストロークの終端位置に達すると、第2切換弁部の弁位置が切り換わり、第1切換弁部に負荷される流体圧が再び第1流体圧に戻る。以上の動作が繰り返されることで、ピストンの往復動が繰り返され、高圧の流体圧が繰り返し発生することになる。 The first switching valve unit connects the second fluid pressure supply unit to the pressure increasing unit when the fluid pressure to be applied is the first fluid pressure. When the second fluid pressure is applied to the pressure increasing portion, the piston strokes in the cylinder against the urging force of the urging portion, and generates a fluid pressure higher than the second fluid pressure. When the piston reaches the end position of the stroke, the valve position of the second switching valve unit is switched, and the fluid pressure applied to the first switching valve unit is switched from the first fluid pressure to the second fluid pressure. When the second fluid pressure is applied to the first switching valve portion, the first fluid pressure supply portion is connected to the pressure increasing portion, and the load pressure of the piston is switched from the second fluid pressure to the first fluid pressure. The piston loaded with the first fluid pressure loses the urging force of the urging portion and strokes in the reverse direction in the cylinder. When the piston reaches the end position of the stroke, the valve position of the second switching valve portion is switched, and the fluid pressure applied to the first switching valve portion returns to the first fluid pressure again. By repeating the above operation, the reciprocating motion of the piston is repeated, and a high fluid pressure is repeatedly generated.
以上のように、本発明によれば、増圧部におけるピストンの往復運動を機械的に制御することができる。したがって、従来のような電気制御が不要となり、流体圧制御回路の構成の簡素化を図ることができる。 As described above, according to the present invention, the reciprocating motion of the piston in the pressure increasing portion can be mechanically controlled. Therefore, conventional electric control is not required, and the configuration of the fluid pressure control circuit can be simplified.
前記第1流体圧供給部が前記第1切換弁部に流体圧を負荷するための流路を流れる流体の流量を規制する絞り部を備えるとよい。 The first fluid pressure supply unit may include a throttle unit that regulates a flow rate of a fluid flowing through a flow path for applying a fluid pressure to the first switching valve unit.
かかる絞り部を備えることにより、第1切換弁部に負荷される流体圧の変化の速度を制御することができる。これにより、ピストンのストローク時間を制御することができる。 By providing such a throttle part, it is possible to control the rate of change of the fluid pressure applied to the first switching valve part. Thereby, the stroke time of the piston can be controlled.
前記増圧部で発生した前記第2流体圧よりも高い流体圧を蓄圧し、かつ蓄圧した流体圧を下流側に供給可能な蓄圧部を備えるとよい。 A pressure accumulating unit that accumulates a fluid pressure higher than the second fluid pressure generated in the pressure increasing unit and that can supply the accumulated fluid pressure to the downstream side may be provided.
これにより、増圧部で繰り返し発生する高流体圧を蓄圧部で溜めることにより、定常的な高流体圧の供給が可能となる。 Thereby, the high fluid pressure repeatedly generated in the pressure increasing unit is accumulated in the pressure accumulating unit, so that a steady high fluid pressure can be supplied.
前記蓄圧部は、
前記増圧部により前記第2流体圧よりも高い流体圧に増圧された流体を蓄積可能な蓄圧手段と、
前記蓄圧手段に蓄積された流体の圧力を検知する圧力検知手段と、
前記蓄圧手段の下流側に設けられる切換弁と、
前記切換弁を切り換えることで、前記蓄圧手段への前記増圧された流体の蓄積、及び、前記蓄圧手段に蓄積された流体の下流側への供給・非供給を制御するコントローラと、
を備えるとよい。
The pressure accumulator is
A pressure accumulating means capable of accumulating fluid that has been increased to a fluid pressure higher than the second fluid pressure by the pressure increasing unit;
Pressure detecting means for detecting the pressure of the fluid accumulated in the pressure accumulating means;
A switching valve provided on the downstream side of the pressure accumulating means,
A controller for controlling the accumulation of the increased fluid in the pressure accumulating means and the supply / non-supply of the fluid accumulated in the pressure accumulating means to the downstream side by switching the switching valve;
It is good to have.
これにより、蓄圧部で蓄圧した流体圧の下流側への供給のタイミングや、下流側に供給する流体圧の大きさを任意で制御することが可能になる。 This makes it possible to arbitrarily control the timing of supplying the fluid pressure accumulated in the pressure accumulating unit to the downstream side and the magnitude of the fluid pressure supplied to the downstream side.
前記蓄圧部は、前記蓄圧手段を複数有するとよい。 The pressure accumulating unit may include a plurality of the pressure accumulating means.
これにより、複数の蓄圧手段のいずれかの蓄圧手段が蓄圧している間に他の蓄圧手段が高流体圧の供給を行う、すなわち、複数の蓄圧手段で交互に高流体圧を供給する構成とすることで、高流体圧の連続的な供給が可能となる。 Thereby, while one of the plurality of pressure accumulating means is accumulating, the other pressure accumulating means supplies the high fluid pressure, i.e., the plurality of pressure accumulating means alternately supplies the high fluid pressure. By doing so, continuous supply of high fluid pressure becomes possible.
前記蓄圧部と、前記蓄圧部で蓄圧された流体圧の供給先と、の間に逆止弁を備えるとよ
い。
A check valve may be provided between the pressure accumulating unit and the supply destination of the fluid pressure accumulated in the pressure accumulating unit.
蓄圧部と高流体圧供給先との間に逆止弁を設けることで、逆止弁から流体圧供給先側と、逆止弁から蓄圧部側(上流側)とで系を分けることができる。これにより、流体圧供給先側が高圧仕様の場合でも蓄圧部側の各要素を高圧仕様にせずに高流体圧の供給が可能となる。 By providing a check valve between the pressure accumulating unit and the high fluid pressure supply destination, the system can be divided between the check valve and the fluid pressure supply side, and from the check valve to the pressure accumulating unit side (upstream side). . As a result, even when the fluid pressure supply side is a high pressure specification, it is possible to supply a high fluid pressure without making each element on the pressure accumulating unit side a high pressure specification.
本発明によれば、増圧部を備えた流体圧制御装置の構成の簡素化を図ることができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, simplification of the structure of the fluid pressure control apparatus provided with the pressure increase part can be achieved.
以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be exemplarily described in detail with reference to the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in this embodiment are not intended to limit the scope of the present invention only to those unless otherwise specified. .
〈実施例〉
図1は、本発明の実施例に係る油圧制御装置(流体圧制御装置)の油圧回路図である。本実施例に係る油圧制御装置は、例えば、普通乗用車や、トラック、油圧ショベル、フォークリフト、クレーン、ごみ収集車等におけるブレーキ、ステアリング、トランスミッション等の油圧装置に適用可能である。なお、図1に示す油圧回路は、本発明の流体圧制御装置の流体圧回路のあくまで1例であり、図1の構成に限定されるものではない。
<Example>
FIG. 1 is a hydraulic circuit diagram of a hydraulic control device (fluid pressure control device) according to an embodiment of the present invention. The hydraulic control apparatus according to the present embodiment can be applied to hydraulic apparatuses such as brakes, steerings, transmissions, and the like in ordinary passenger cars, trucks, hydraulic excavators, forklifts, cranes, garbage trucks, and the like. The hydraulic circuit shown in FIG. 1 is merely an example of the fluid pressure circuit of the fluid pressure control device of the present invention, and is not limited to the configuration of FIG.
本実施例に係る油圧制御装置は、概略、エンジンや電動モータなどの駆動機構1の動力を油圧によって制御して目標Wに伝える構成となっている。なお、駆動機構1としては、車両における他の機構の動力源も兼ねたものでもよいし、油圧制御装置の専用の動力源であってもよい。 The hydraulic control apparatus according to the present embodiment is generally configured to transmit the power of the drive mechanism 1 such as an engine or an electric motor to the target W by controlling the hydraulic pressure. The drive mechanism 1 may also serve as a power source for other mechanisms in the vehicle, or may be a dedicated power source for the hydraulic control device.
駆動機構1には、いわゆる可変容量形ポンプであるメイン回路用油圧ポンプ2(以下、油圧ポンプ2)とパイロット回路用油圧ポンプ3(以下、油圧ポンプ3)が連結され、これらは駆動機構1によって駆動される。油圧ポンプ2と油圧ポンプ3は、駆動機構1からの動力によって回転することにより、油圧を油圧ライン12、18を介して下流側へ供給する。
The drive mechanism 1 is connected to a main circuit hydraulic pump 2 (hereinafter referred to as a hydraulic pump 2), which is a so-called variable displacement pump, and a pilot circuit hydraulic pump 3 (hereinafter referred to as a hydraulic pump 3). Driven. The hydraulic pump 2 and the hydraulic pump 3 are rotated by power from the drive mechanism 1 to supply hydraulic pressure to the downstream side via the
油圧ポンプ2から吐出された圧油は、油路13を通って切換弁4に流入する。切換弁4は、6ポート3位置タイプのオープンセンタ型切換弁であり、その中立位置では、油圧ポンプ2から吐出された圧油の全量が油路14を通ってタンク11に流れる。
The pressure oil discharged from the hydraulic pump 2 flows into the switching valve 4 through the
油圧ポンプ3から吐出された圧油は、油路18を通って油圧リモコン弁6(以下、リモコン弁6)に供給される。リモコン弁6は、可変型の減圧弁であり、レバー6−1を前後に操作することにより、減圧された2次圧が、信号油路21、22を通って切換弁4の信号ポート4−1、4−2に供給される。
The pressure oil discharged from the hydraulic pump 3 is supplied to the hydraulic remote control valve 6 (hereinafter referred to as the remote control valve 6) through the
図2は、油圧リモコン弁6の2次圧特性を示す図である。レバー6−1を伸び又は縮み
方向に操作すると図2に示すようなレバー操作量Lxに比例した2次圧Pxが、切換弁4の信号ポート4−1又は4−2に供給されることにより、切換弁4が「伸び」位置又は「縮み」位置に切り換わる。なお、ポンプ3から吐出された圧油のうち、リモコン弁6から各信号ポート4−1、4−2に供給されない余剰油は、油路26を通って増圧装置32側に供給される作動油を除いて、全て油路19、リリーフ弁8、油路20を通ってタンク11へ排出される。
FIG. 2 is a diagram showing the secondary pressure characteristics of the hydraulic remote control valve 6. When the lever 6-1 is operated in the extending or contracting direction, a secondary pressure Px proportional to the lever operating amount Lx as shown in FIG. 2 is supplied to the signal port 4-1 or 4-2 of the switching valve 4. The switching valve 4 is switched to the “extended” position or the “shrinked” position. Of the pressure oil discharged from the pump 3, excess oil that is not supplied from the remote control valve 6 to the signal ports 4-1 and 4-2 is supplied to the
リモコン弁6の操作レバー6−1を縮み方向に操作して切換弁4が縮み位置に切り換わると、ポンプ2からの圧油は油路12、15、切換弁4、油路24を通ってシリンダ5の油室5−1に流入する。油室5−1への圧油の流入によってシリンダ5内のロッドが縮み位置へ移動し、油室5−2内の油が油路23、切換弁4、油路25を通ってタンク11に排出される。このとき、パイロット信号油路22上に設置されている圧力センサ10からの電気信号がコントローラ34に入力される。
When the operation lever 6-1 of the remote control valve 6 is operated in the contracted direction and the switching valve 4 is switched to the contracted position, the pressure oil from the pump 2 passes through the
操作レバー6−1を伸び方向に操作して切換弁4が伸び位置に切り換わると、ポンプ2からの圧油は油路12、15、切換弁4、油路23を通ってシリンダ5の油室5−2に流入する。油室5−2への圧油の流入によってシリンダ5内のロッドが伸び位置へ移動し、油室5−1内の油が油路24を通って切換弁4を介して油路25を通ってタンク11に排出される。このとき、パイロット信号油路21上に設置されている圧力センサ9からの電気信号がコントローラ34に入力される。
When the switching valve 4 is switched to the extended position by operating the operation lever 6-1 in the extending direction, the pressure oil from the pump 2 passes through the
以上のシリンダ5内のロッドの移動によって駆動機構1の動力が目標Wに伝達される。なお、シリンダ5内のロッドが伸び終端もしくは縮み終端に達した際やシリンダ5へ急激な負荷が加わると、回路内の油が閉塞状態となって異常高圧になることがある。本回路には、そのような異常高圧状態が発生したときに回路内の油機が破損するのを防ぐためにリリーフ弁7が設置されている。異常高圧油は、油路16、リリーフ弁7、油路17を通ってタンク11に排出される。
The power of the drive mechanism 1 is transmitted to the target W by the movement of the rod in the cylinder 5 described above. It should be noted that when the rod in the cylinder 5 reaches the end of expansion or contraction or when a sudden load is applied to the cylinder 5, the oil in the circuit may become in a closed state and become an abnormally high pressure. In this circuit, a relief valve 7 is installed to prevent the oil machine in the circuit from being damaged when such an abnormally high pressure state occurs. The abnormal high pressure oil is discharged to the
(増圧装置)
油路18より分岐した油路26上には電磁切換弁27が設けられている。電磁切換弁27は、その中立位置では油路26と油路28は遮断されており、同時に油路28は電磁切換弁27、油路29を介してタンク11(第1流体圧供給部)に接続されている。また、油路28は切換弁30、油路31を介して増圧装置(増圧部)32に接続している。
(Pressure booster)
An
電磁切換弁27は、スイッチ33をON状態にするとコントローラ34からの電気信号が電気信号ライン68を通って入力されることにより切り換わり、油路26と油路28が接続され、同時に油路28と油路29が遮断される。
When the switch 33 is turned on, the
図3は、図1における増圧装置32を拡大して示す模式図である。図3に示すように、増圧装置32は、ケース(シリンダ)32−1内にピストン32−2が内封されており、ケース内を摺動する。また、ピストン32−2は端面32−2bにて切換弁部32−3のガイド部32−3aと接しており、スプリング(付勢部)32−4の付勢力により、ガイド部32−3aの端面が常にピストン端面32−2bに押接されている。
FIG. 3 is an enlarged schematic diagram showing the
ピストン端面32−2aへの負荷圧が低い状態、すなわち、タンク圧(第1流体圧)が負荷された状態では、ピストン32−2はスプリング32−4の付勢力により、ピストン32−2がケース32−1内の端部32−1a部に押接されている。また、切換弁部(第2切換弁部)32−3にて、パイロット油路35とドレン油路36がつながっており、タンク11に接続されていると同時にパイロット油路37は遮断されている。
In a state where the load pressure on the piston end surface 32-2a is low, that is, a state where a tank pressure (first fluid pressure) is applied, the piston 32-2 is urged by the urging force of the spring 32-4 so that the piston 32-2 It is pressed against the end portion 32-1a in 32-1. Further, at the switching valve portion (second switching valve portion) 32-3, the
次に、ピストン端面32−2aに所定以上の負荷圧がかかると、すなわち、油圧ポンプ3(第2流体圧供給部)から吐出された圧油(第2流体圧の作動流体)が負荷されると、ピストン32−2がスプリング32−4の付勢力に抗してピストン端面32−2bがケース32−1のストッパ部32−1bに当たるまで左方に移動する。このとき、ピストン端面32−2bがケース32−1のストッパ部32−1bに当たる直前に切換弁部32−3が切り換わり、パイロット油路35と37がつながり、ドレン油路36が遮断される。
Next, when a load pressure higher than a predetermined value is applied to the piston end surface 32-2a, that is, the pressure oil (working fluid of the second fluid pressure) discharged from the hydraulic pump 3 (second fluid pressure supply unit) is loaded. The piston 32-2 moves to the left until the piston end surface 32-2b hits the stopper portion 32-1b of the case 32-1 against the urging force of the spring 32-4. At this time, the switching valve portion 32-3 is switched immediately before the piston end surface 32-2b hits the stopper portion 32-1b of the case 32-1, the
ピストン32−2は、大径部と小径部を有することで段差が設けられており、大径部の端部32−2aと段差部における環状の端面32−2cとの間を導通させる通路32−5上に逆止弁32−6が設置されている。小径部のドレン室32−7は、油路66を介してタンク11に接続されている。
The piston 32-2 is provided with a step by having a large-diameter portion and a small-diameter portion, and a
パイロット油路35は、可調式スローリターン弁38、パイロット油路39を通って切換弁30の信号ポートに接続されている。パイロット油路35において、増圧装置32の切換弁部32−3からの油圧信号はスローリターン弁38の可変絞り部38−1(絞り部)で絞られる。逆に、切換弁30からの油圧信号は絞られることなくスローリターン弁38の逆止弁38−2を通って増圧装置32の切換弁部32−2に流れる。また、パイロット油路37は、油路28に接続されている。なお、逆止弁38−2は、作動油が切換弁30から切換弁部32−3へ向かう方向に流れるときに弁が解放され、切換弁部32−3から切換弁30へ向かう方向に流れるときには弁が閉じられるように構成されている。以下、他の逆止弁も同様の構成である。
The
ここで、
S1:ピストン端面32−2aの大径部断面積
S2:段差部32−2cの断面積
F1:ピストン32−2がケース32−1の端部32−1a部に押圧されているときのスプリングの付勢力
P1x:ピストン32−2がケース32−1の端部32−1a部に押圧されているときのピストン端面32−2aへの負荷圧
P2x:ピストン32−2がケース32−1の端部32−1a部に押圧されているときの段差部32−2cへの負荷圧
F2:ピストン32−2がケース32−1のストッパ部32−1bに押圧されているときのスプリングの付勢力
P1y:ピストン32−2がケース32−1のストッパ部32−1bに押圧されているときのピストン端面32−2aへの負荷圧
P2y:ピストン32−2がケース32−1のストッパ部32−1bに押圧されているときの段差部32−2cへの負荷圧
とすると、下記2式が成り立つ。
P2x・S2+F1≧P1x・S1 … (式1)
P2y・S2+F2≦P1y・S1 … (式2)
here,
S1: Large-diameter cross-sectional area of the piston end surface 32-2a S2: Cross-sectional area of the stepped portion 32-2c F1: The spring when the piston 32-2 is pressed against the end 32-1a of the case 32-1 Energizing force P1x: Load pressure on the piston end surface 32-2a when the piston 32-2 is pressed by the end 32-1a of the case 32-1 P2x: Piston 32-2 is the end of the case 32-1 Load pressure applied to the stepped portion 32-2c when pressed against the 32-1a portion F2: Spring biasing force P1y when the piston 32-2 is pressed against the stopper portion 32-1b of the case 32-1 Load pressure on the piston end surface 32-2a when the piston 32-2 is pressed by the stopper portion 32-1b of the case 32-1 P2y: the piston 32-2 is the stopper portion 32-1 of the case 32-1 Assuming that the load pressure is applied to the stepped portion 32-2c when pressed by b, the following two equations are established.
P2x · S2 + F1 ≧ P1x · S1 (Formula 1)
P2y · S2 + F2 ≦ P1y · S1 (Formula 2)
(アキュムレータへの蓄圧)
スイッチ33を入れると、コントローラ34から電気信号ライン68を介して電磁切換弁27に電気信号が入力され(ON状態)、電磁切換弁27が切り換わり、油路26と油路28が接続される。これにより、油圧ポンプ3からの圧油Pp(≧P1y)が切換弁30を介して増圧装置32のピストン端面32−2aに負荷される。式2より、ピストン32−2はケース32−1のストッパ部32−1bに当たるまで(第2流体圧負荷時のストローク終端位置まで)左方に移動する。このピストン32−2のストロークにより高圧にされた段差部油室32−8内の油は、油路40、逆止弁41を通って油路42に流入され、油路43、44、逆止弁45、46を通って蓄圧手段としてのアキュムレータ49、5
0にそれぞれ蓄圧される。ここで、S1をS2に比べ十分に大きな値にすることでパスカルの定理により、各アキュムレータ49、50への押し込み圧力は十分に高い圧力とすることが可能である。アキュムレータ49、50は、従来技術を適宜採用できる。例えば、ピストンや弾性体によって密閉区画された蓄圧室と背圧室を備え、蓄圧室内の圧力が背圧室内の圧力を上まわったときにピストンの移動や弾性体の変形によって蓄圧室の容積を拡大されることで油圧が蓄積される構成が知られている。
(Accumulator pressure accumulation)
When the switch 33 is turned on, an electric signal is input from the controller 34 to the
Accumulated to 0 respectively. Here, by setting S1 to a sufficiently large value compared to S2, it is possible to set the pushing pressure to each
また、ピストン32−2がケース32−1のストッパ部32−1bに当たる直前に切換弁部32−3が切り換わると、パイロット油路35と37が導通するので油路28からの圧力信号がスローリターン弁38の可変絞り部38−1を通って切換弁30の信号ポートに入力される。これにより、切換弁30が切り換わると油路28と油路31は遮断されると同時に油路31がドレン油路69を通ってタンク11に導通され、増圧装置32のピストン端面32−2a部への負荷圧がタンク圧となる。式1により、ピストン32−2はスプリング32−4の付勢力によりピストン端面32−2aがケース端部32−1a部に押接される位置(第1流体圧負荷時のストローク終端位置)まで押し戻される。このとき、段差部油室32−8内にはタンク11より油路69、31、32−5及び逆止弁32−6を介して油が流入される。なお、図4に示すように、段差部油室32−8は、ピストン32−2を貫通する油路32−5の代わりに、ケース32−1の外部と直接流通する油路32−5’及び逆止弁32−6’を設けて油路31と接続する構成としてもよい。図4は、本発明の実施例における増圧装置の他の例を示す模式図である。
Further, if the switching valve portion 32-3 is switched immediately before the piston 32-2 hits the stopper portion 32-1b of the case 32-1, the
同時に、切換弁部32−3も中立位置に戻されると、今度は、パイロット油路35がドレン油路36を介してタンクに導通した瞬間、切換弁30の信号ポート圧がタンク圧まで低下する。これにより、切換弁30が内蔵されているスプリングにより中立位置に復帰し、再び油路28と油路31が導通して油圧ポンプ3からの圧油Ppがピストン32−2端面32−2aに負荷される。再び式2より、ピストン32−2はケース32−1のストッパ部32−1bに当たるまで左方に移動し、段差部油室32−8内の油は油路40、逆止弁41、油路42を通って油路42に流入され、油路43、44及び逆止弁45、46を通ってアキュムレータ49、50に蓄圧される。以上のプロセスが連続的に繰り返される。すなわち、スイッチ33を入れると、増圧装置32によって連続的にアキュムレータ49、50に圧油を蓄積することができる。
At the same time, when the switching valve section 32-3 is also returned to the neutral position, the signal port pressure of the switching
なお、増圧装置32によるアキュムレータ49、50への蓄圧スピードはスローリターン弁38の可変絞り部38−1の開度を調節することにより切換弁30の切換タイミングを変えることによって調整することができる。
It should be noted that the pressure accumulation speed of the
(蓄圧油の回生)
本実施例における蓄圧部の構成について説明する。油路47、48上には、それぞれ圧力検知手段としての圧力センサ51、52が設置されている。また、油路47、48から分岐した油路53、54及び逆止弁55、56を介してノーマルクローズ型の電磁比例切換弁57、58が接続されている。電磁比例切換弁57、58は、油路59、60、逆止弁61及び油路62を介して油路23に接続している。また、アキュムレータ49、50の容量が許容容量に達した場合は、余剰油が油路42上に設置されたリリーフ弁66及び油路67を通ってタンク11に排出されるようになっている。なお、リリーフ弁66の設定圧は、シリンダ5への回生時に必要な油圧よりも若干高めの設定にしておけばよく、メイン回路に使用されているリリーフ弁7に比べ、十分に低い設定圧力にすることが可能である。
(Regeneration of accumulated oil)
The configuration of the pressure accumulating unit in the present embodiment will be described. On the
コントローラ34は、電磁比例切換弁57、58を切り換えることで、アキュムレータ49、50への蓄圧、及び、アキュムレータ49、50に蓄積された圧油の下流側への供
給・非供給を制御する。すなわち、操作レバー6−1を伸び方向に操作すると切換弁4が伸び位置に切り換わってポンプ2からの圧油は、油路12、15、切換弁4、油路23を通ってシリンダ5の油室5−2に流入し、油室5−1内の油が油路24、切換弁4、油路25を通ってタンク11に排出される。このとき、圧力センサ9からの電気信号がコントローラ34に入力されることにより、予めコントローラに実装されている演算回路によって電気信号がまず電気信号ライン63を通って電磁比例切換弁57に入力される。そして、電磁比例切換弁57が切り換わると、アキュムレータ49内の蓄圧油が油路53、逆止弁55、電磁比例切換弁57、油路59、逆止弁61、油路62を通って油路23に合流し、シリンダ5の油室5−2に回生される。また、このとき、同時にコントローラ34より、電気信号が電気信号ライン65を通って駆動機構1に入力され、駆動力が低減される。すなわち、操作レバー6−1の伸び方向への操作が、増圧(蓄圧の回生)のスイッチとなる。
The controller 34 controls the pressure accumulation in the
さらに、アキュムレータ49内の圧力が所定の値以下に低下すると圧力センサ51からの電気信号がコントローラ34に入力され、予めコントローラに実装されている演算回路によって電気信号が電気信号ライン64を介して電磁比例切換弁58に入力される。そして、電磁比例切換弁58が切り換わりアキュムレータ50内の蓄圧油が油路54、逆止弁56、電磁比例切換弁58、油路60、逆止弁61、油路62を通って油路23に合流し、シリンダ5の油室5−2に回生される。
Further, when the pressure in the
また、同時に電磁比例切換弁57への電気信号が遮断されて閉状態になることにより、再び増圧回路32からの圧油がアキュムレータ49に蓄圧される。アキュムレータ50内の蓄圧量が減少して所定の圧力以下となった場合、圧力センサ52からの電気信号を受けてコントローラ34に予め実装されている演算回路によって電気信号が電気信号ライン63を介して電磁比例切換弁57に入力される。そして、電磁比例切換弁57が切り換わって、再びアキュムレータ49内の蓄圧油が油路59、逆止弁61、油路62を通って油路23に合流し、シリンダ5の油室5−2に回生される。
At the same time, the electric signal to the electromagnetic
上述のような演算回路を構成することにより、アキュムレータ49、50に蓄圧された増圧装置から発生した圧油を連続的にメイン回路に回生させることができる。
By configuring the arithmetic circuit as described above, the pressure oil generated from the pressure booster accumulated in the
<本実施例の優れた点>
本実施例によれば、機械的に動作する切換弁30、切換弁部32−3、スプリング32−4の協働によって、ピストン32−2を連続的に往復動させることができる。したがって、電気的な制御を行うことなく、高圧の流体圧を連続的に生成することができる。これにより、従来のような電気制御が不要となり、流体圧制御回路の構成の簡素化を図ることができる。
<Excellent points of this embodiment>
According to the present embodiment, the piston 32-2 can be continuously reciprocated by the cooperation of the switching
また、スローリターン弁38を切換弁30と切換弁部32−3との間に設けることで、切換弁部32−3からタンク圧を切換弁30に供給する際の切換弁30の切り換わりが絞りによる流量の規制によって徐々に進行することになる。すなわち、スローリターン弁38は、タイマーのような働きをし、ピストン32−2が元の位置に戻る時間(ストローク時間)を制御することが可能となる。なお、切換弁30の負荷される流体圧の変化の速度を制御可能な構成であれば、他の構成を採用してもよい。
Further, by providing the
増圧装置32が生成する高圧流体は、ピストン32−2の往復によって供給されるため、ピストン32−2の往復動による脈動が生じ、その状態で流体圧を供給すると、脈動により装置に悪影響が出る恐れがある。本実施例によれば、増圧装置32から供給される高圧流体を常時アキュムレータ49、50に溜めることが可能であり、これにより常に一定量の高圧流体を供給することが可能となる。
Since the high-pressure fluid generated by the
アキュムレータ49、50とメイン回路との間に逆止弁61を設けることで、逆止弁61からメイン回路側と、逆止弁61からアキュムレータ49、50側(上流側)とで系を分けることができる。したがって、メイン回路側が高圧仕様の場合でもアキュムレータ49、50側の各要素を高流体圧の供給先への回生に必要な最小限の圧力仕様にすることにより不必要な高圧仕様にせずに高圧流体の供給が可能となる。
By providing the
なお、本実施例では、付勢部としてスプリング32−4を用いていたが、付勢手段としてはこれに限られるものではなく、機械的にピストンを押し戻す力を発生できる構成であれば適宜採用することができる。 In this embodiment, the spring 32-4 is used as the urging unit. However, the urging unit is not limited to this, and may be appropriately adopted as long as it can generate a force for mechanically pushing back the piston. can do.
また、第2切換弁部として切換弁部32−3をピストン32−2と一体的に移動可能な構成とすることで弁位置が切り換えられるようにしているが、ピストン32−2の移動に連動して弁位置が切り換えられる構成であれば、適宜他の構成を採用することができる。 Further, the switching valve portion 32-3 is configured to be movable integrally with the piston 32-2 as the second switching valve portion, so that the valve position can be switched, but interlocked with the movement of the piston 32-2. As long as the valve position can be switched, other configurations can be adopted as appropriate.
さらに、本実施例では、蓄圧装置としてアキュムレータを2つ備える構成としているが、3つ以上備える構成としてもよい。 Furthermore, in the present embodiment, the accumulator is provided with two accumulators as a pressure accumulator, but may be provided with three or more accumulators.
1 駆動機構
2 メイン回路用油圧ポンプ
3 パイロット回路用油圧ポンプ(第2流体圧供給部)
4 切換弁
5 シリンダ5
6 油圧リモコン弁
11 タンク(第1流体圧供給部)
30 切換弁(第1切換弁部)
32 増圧装置(増圧部)
32−1 ケース(シリンダ)
32−2 ピストン
32−3 切換弁部(第2切換弁部)
32−4 スプリング(付勢部)
38 可変式スローリターン弁(絞り部)
49、50 アキュムレータ(蓄圧部)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Drive mechanism 2 Main circuit hydraulic pump 3 Pilot circuit hydraulic pump (2nd fluid pressure supply part)
4 Switching valve 5 Cylinder 5
6 Hydraulic
30 switching valve (first switching valve)
32 Pressure booster (pressure booster)
32-1 Case (Cylinder)
32-2 Piston 32-3 Switching valve section (second switching valve section)
32-4 Spring (Biasing part)
38 Variable slow return valve (throttle part)
49, 50 Accumulator (Accumulator)
Claims (6)
前記第1流体圧より高い第2流体圧を供給する第2流体圧供給部と、
シリンダと、該シリンダ内を往復動するピストンとを有し、前記第2流体圧が負荷されて前記ピストンが前記シリンダ内を移動することで、前記第2流体圧よりも高い流体圧を発生する増圧部と、
第2流体圧負荷時の前記ピストンのストローク方向とは逆方向に、第1流体圧の負荷によって前記ピストンに作用する力よりも大きく、第2流体圧の負荷によって前記ピストンに作用する力よりも小さい力で、前記ピストンを付勢する付勢部と、
負荷される流体圧の変化によって弁位置が切り換わる第1切換弁部であって、前記第1流体圧が負荷されたときに前記第2流体圧供給部を前記増圧部に接続し、前記第2流体圧が負荷されたときに前記第1流体圧供給部を前記増圧部に接続するように切り換わる第1切換弁部と、
前記ピストンの移動によって弁位置が切り換わる第2切換弁部であって、前記ピストンが第2流体圧負荷時のストローク終端位置にあるときに前記第1切換弁部に前記第1流体圧供給部から流体圧が負荷され、前記ピストンが第1流体圧負荷時のストローク終端位置にあるときに前記第1切換弁部に前記第2流体圧供給部から流体圧が負荷されるように切り換わる第2切換弁部と、
を備えることを特徴とする流体圧制御装置。 A first fluid pressure supply unit for supplying a first fluid pressure;
A second fluid pressure supply unit for supplying a second fluid pressure higher than the first fluid pressure;
A cylinder and a piston that reciprocates in the cylinder, and the second fluid pressure is loaded and the piston moves in the cylinder, thereby generating a fluid pressure higher than the second fluid pressure. A pressure increasing part;
The force acting on the piston by the load of the first fluid pressure is greater than the force acting on the piston by the load of the second fluid pressure in the direction opposite to the stroke direction of the piston at the time of the second fluid pressure load. A biasing portion that biases the piston with a small force;
A first switching valve portion that switches a valve position according to a change in a fluid pressure to be loaded, wherein the second fluid pressure supply portion is connected to the pressure increasing portion when the first fluid pressure is loaded; A first switching valve section that switches to connect the first fluid pressure supply section to the pressure increasing section when a second fluid pressure is applied;
A second switching valve portion whose valve position is switched by movement of the piston, wherein the first fluid pressure supply portion is connected to the first switching valve portion when the piston is at a stroke end position at the time of a second fluid pressure load. When the fluid pressure is applied from the second fluid pressure supply portion, the first switching valve portion is switched so that the fluid pressure is loaded from the second fluid pressure supply portion when the piston is at the stroke end position at the time of the first fluid pressure load. Two switching valves,
A fluid pressure control device comprising:
前記増圧部により前記第2流体圧よりも高い流体圧に増圧された流体を蓄積可能な蓄圧手段と、
前記蓄圧手段に蓄積された流体の圧力を検知する圧力検知手段と、
前記蓄圧手段の下流側に設けられる切換弁と、
前記切換弁を切り換えることで、前記蓄圧手段への前記増圧された流体の蓄積、及び、前記蓄圧手段に蓄積された流体の下流側への供給・非供給を制御するコントローラと、
を備えることを特徴とする請求項3に記載の流体圧制御装置。 The pressure accumulator is
A pressure accumulating means capable of accumulating fluid that has been increased to a fluid pressure higher than the second fluid pressure by the pressure increasing unit;
Pressure detecting means for detecting the pressure of the fluid accumulated in the pressure accumulating means;
A switching valve provided on the downstream side of the pressure accumulating means,
A controller for controlling the accumulation of the increased fluid in the pressure accumulating means and the supply / non-supply of the fluid accumulated in the pressure accumulating means to the downstream side by switching the switching valve;
The fluid pressure control device according to claim 3, further comprising:
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