JP3669068B2 - 大流量アクチュエータを備えた油圧回路 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、大型構造物の疲労試験などに用いられる高速駆動可能な大流量アクチュエータを備えた油圧回路に関し、とくに大流量アクチュエータと、この大流量アクチュエータよりも消費流量が小さい小流量アクチュエータとを備えた油圧回路に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、大型構造物を繰り返し負荷してその疲労強度を測定するための疲労試験機あるいは地震シュミレーション装置が知られている。このような試験機や装置においては、複数のアクチュエータを有する油圧回路が用いられている。このような油圧回路は、複数のアクチュエータを１つの油圧源から供給される圧油にて駆動すべく、複数のアクチュエータを直列に接続してなるものであり、各アクチュエータへの圧油の流量を制御することにより、各アクチュエータの駆動を制御している。また、このような油圧回路においては、高速単発試験を目的とする大型かつ高速の大流量アクチュエータを備える場合がある。このような大流量アクチュエータはその流量が１０００ｌ／ｍｉｎ程度あり、流量が１００ｌ／ｍｉｎ程度である小流量のアクチュエータと比較して、流量が５〜１０倍程度あるものである。そして、このような大流量アクチュエータと小流量アクチュエータとを油圧源から直列に接続して油圧回路を構成している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したような大流量アクチュエータを備えた油圧回路においては、小流量アクチュエータの駆動中に大流量アクチュエータを駆動すると、大量の圧油が大流量アクチュエータに供給されるため、小流量アクチュエータの圧油送り側の油圧が低下し、これにより小流量アクチュエータに供給される圧油が一時的に減少して、小流量アクチュエータの駆動が不安定なものとなる。また、小流量アクチュエータの戻り側においても、大流量アクチュエータを駆動すると背圧が一時的に上昇するため、小流量アクチュエータから排出される圧油の流量が一時的に小さくなり、送り側の圧油の圧力が一時的に上昇する。そしてこの背圧の上昇によっても小流量アクチュエータの駆動が不安定なものとなる。
【０００４】
本発明の目的は、小流量アクチュエータの駆動中に大流量アクチュエータを駆動しても、小流量アクチュエータを安定して駆動することができる大流量アクチュエータを備えた油圧回路を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
一実施の形態を示す図１を参照して説明すると、請求項１の発明は、油圧源６から供給される圧油により駆動する少なくとも１つの大流量アクチュエータ７と、圧油の送り側１１Ａが大流量アクチュエータ７の圧油の送り側と接続され、圧油の戻り側１１Ｂが大流量アクチュエータ７の圧油の戻り側と接続され、油圧源２から供給される圧油により駆動する少なくとも１つの小流量アクチュエータ９とを備えた油圧回路に適用される。そして、流量アクチュエータ９の圧油の送り側１１Ａには、圧油不足時に小容量アクチュエータ９に供給する圧油を蓄圧する第１のアキュムレータ１３と、第１のアキュムレータ１３に蓄圧した圧油が油圧源側に逆流しないようにする第１のチェック弁１２とを設けるとともに、小流量アクチュエータ９の圧油の戻り側１１Ｂには、その戻り側１１Ｂで発生する背圧を吸収する第２のアキュムレータ１５と、大容量アクチュエータ７の戻り側の圧油が第２のアキュムレータ１５に流入して蓄圧されないようにする第２のチェック弁１４とを設けたことを特徴とする。
【０００６】
請求項１の発明によれば、小流量アクチュエータ９のみを駆動し大流量アクチュエータ７を駆動していない状態においては、小流量アクチュエータ９の送り側１１Ａに接続されたアキュムレータ１３に圧油が蓄圧される。そして、大流量アクチュエータ７を駆動すると小流量アクチュエータ９の送り側１１Ａの圧油の流量が低下しようとするが、安全回路のチェック弁１２により小流量アクチュエータ９の送り側１１Ａからの圧油の流出が防止され、かつ小流量アクチュエータ９には第１のアキュムレータ１３から圧油が供給される。一方、小流量アクチュエータ９の戻り側１１Ｂにおいては背圧が作用するが、チェック弁１４により小流量アクチュエータ９の戻り側１１Ｂへの圧油の流入が防止されるとともに、第１のアキュムレータ１３から小流量アクチュエータ９に供給されて小流量アクチュエータ９から排出される圧油は戻り側に接続された第２のアキュムレータ１５に吸収される。
【０００７】
なお、本発明の構成を説明する上記課題を解決するための手段の項では、本発明を分かり易くするために発明の実施の形態の図を用いたが、これにより本発明が実施の形態に限定されるものではない。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１は本発明に係る大流量アクチュエータを備えた油圧回路の実施の形態の構成を示す回路図である。図１に示すように、本実施の形態に係る油圧回路１は、油圧ポンプ２、油圧ポンプ２を駆動するモータ３、タンク４およびリリーフ弁５とからなる油圧源６と、大流量アクチュエータ７と、大流量アクチュエータ７に接続された大流量サーボ弁８と、小流量アクチュエータ９と、小流量アクチュエータ９に接続された小流量サーボ弁１０と、小流量アクチュエータ９の送り側の管路１１Ａに接続された、小流量サーボ弁１０への圧油の流入を許容しかつ小流量サーボ弁１０からの圧油の流出を禁止する第１のチェック弁１２と、同様に送り側の管路１１Ａのチェック弁１２と小流量サーボ弁１０との間に接続され、送り側管路１１Ａに供給される圧油を蓄圧する第１のアキュムレータ１３と、小流量アクチュエータ９の戻り側の管路１１Ｂに接続された、小流量サーボ弁１０への圧油の流入を禁止しかつ小流量サーボ弁１０からの圧油の流出を許容する第２のチェック弁１４と、同様に戻り側の管路１１Ｂのチェック弁１４とサーボ弁１０との間に接続され、戻り側の管路１１Ｂに小流量アクチュエータ９から排出される圧油を蓄圧する第２のアキュムレータ１５とからなる。また、第１のアキュムレータ１３と戻り側管路１１Ｂの第２のチェック弁１４の下流側との間にはシャットオフ弁１６が接続されている。
【０００９】
ここで、大流量アクチュエータ７はその駆動時において１０００ｌ／ｍｉｎ程度の圧油を消費するものであり、小流量アクチュエータ９はその駆動時において大流量アクチュエータ７の１／１０〜１／５程度の圧油（本実施の形態においては１００ｌ／ｍｉｎ）を消費するものである。また、リリーフ弁５により大流量アクチュエータ７および小流量アクチュエータ９の最大圧力が定められるものである。さらに、シャットオフ弁１６は、通常の動作時においてはａ側に切り換えられているが、油圧源６の停止時においてはｂ側に切り換えられる。
【００１０】
次いで、本実施の形態の動作について説明する。
まず、小流量アクチュエータ９のみを駆動する場合について説明する。油圧源６を駆動すると、油圧源６から排出された圧油は、小流量アクチュエータ９の送り側管路１１Ａに供給され、第１のチェック弁１２および小流量サーボ弁１０を経て小流量アクチュエータ９に供給され、これにより小流量アクチュエータ９が駆動する。この際、第１のアキュムレータ１３には、送り側管路１１Ａに供給される圧油の流量に応じた圧油が蓄圧される。そして、小流量アクチュエータ９から排出された圧油は戻り側管路１１Ｂに供給され、小流量サーボ弁１０および第２のチェック弁１４を経て油圧源６のタンク４に排出される。なお、この際戻り側管路１１Ｂに排出される圧油は、その流出が何等妨げられることがないため、第２のアキュムレータ１５には圧油は蓄圧されない。
【００１１】
この状態において、大流量アクチュエータ７を駆動すると、大流量アクチュエータ７は小流量アクチュエータ９と比較して消費する圧油の量が大きく、駆動開始直後は定常時の流量に比べて大流量が流れるため、管路分岐点１１Ｄの流速が速くなり、小流量アクチュエータ９の送り側管路１１Ａの圧油の油圧が低下しようとする。しかしながら、本実施の形態においては、送り側管路１１Ａに第１のチェック弁１２が設けられているため、小流量アクチュエータ９の送り側管路１１Ａからの圧油の流出が阻止される。また、第１のアキュムレータ１３には圧油が蓄圧されており、油圧源６から供給される圧油量が一時的に低減しても、小流量アクチュエータ９には第１のアキュムレータ１３の容量に応じた圧油が供給されるため、小流量アクチュエータ９はその駆動が継続される。
【００１２】
一方、小流量アクチュエータ９の戻り側管路１１Ｂにおいても、大流量アクチュエータ７を駆動すると管路分岐点１１Ｃの背圧が一時的に上昇するため、小流量アクチュエータ９から排出される圧油の流量が一時的に小さくなり、戻り側管路１１Ｂの圧油の圧力が一時的に上昇する。しかしながら、本実施の形態においては、戻り側管路１１Ｂに第２のチェック弁１４が設けられているため、これにより戻り側管路１１Ｂから小流量アクチュエータ９への圧油の流入が阻止される。この際、第１のアキュムレータ１３から小流量アクチュエータ９へ圧油が供給されるため、小流量アクチュエータ９から戻り側管路１１Ｂへ圧油が排出されるが、この圧油は第２のアキュムレータ１５に吸収されるので、小流量アクチュエータ９の戻り側に圧力が立つことが防止されることとなる。したがって、大流量アクチュエータ７を駆動した場合においても、小流量アクチュエータ９は通常と何等変わらない状態で駆動することができる。
【００１３】
なお、大流量アクチュエータ７が定常状態となればその流量も定常流量となり、小流量アクチュエータ９に供給される圧油量も通常駆動時と同様となるため、小流量アクチュエータ９は通常時と同様に駆動されることとなる。
【００１４】
そして、油圧源６の駆動を停止することにより大流量アクチュエータ７および小流量アクチュエータ９の駆動は停止する。この際、第１のアキュムレータ１３は圧油が蓄圧された状態であるが、油圧源６の駆動を停止すると、シャットオフ弁１６がｂ側に切り換えられるため、第１のアキュムレータ１３に蓄圧された圧油は、シャットオフ弁１６を経て油圧源６のタンク４に排出されることとなる。したがって、次の起動時にアキュムレータ１３の蓄圧によって小流量アクチュエータ９が作動するおそれがない。
【００１５】
このように、本実施の形態においては、小流量アクチュエータ９の駆動中に大流量アクチュエータ７を駆動した場合においても、小流量アクチュエータ９は通常と何ら変わらない状態で駆動することができるため、小流量アクチュエータ９を安定して駆動することができ、これにより小流量アクチュエータ９の駆動が不安定になることによるシステムへの悪影響を防止することができる。
【００１６】
なお、上記実施の形態においては、大流量アクチュエータ７および小流量アクチュエータ９を１つのみ設けることにより油圧回路を構成しているが、これらのアクチュエータをそれぞれ複数設けてもよい。
【００１８】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、小流量アクチュエータの駆動中に大流量アクチュエータを駆動しても、小流量アクチュエータは通常と変わらない状態で安定して駆動することができるため、小流量アクチュエータが駆動するシステムの駆動に悪影響を及ぼすことをなくし、本発明の油圧回路を用いた試験機などの駆動を安定して行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る油圧回路の回路図
【符号の説明】
１ 油圧回路
６ 油圧源
７ 大流量アクチュエータ
９ 小流量アクチュエータ
１１Ａ 送り側管路
１１Ｂ 戻り側管路
１２，１４ チェック弁
１３，１５ アキュムレータ
１６ シャットオフ弁

Claims (1)

1. 油圧源から供給される圧油により駆動する少なくとも１つの大流量アクチュエータと、
   圧油の送り側が前記大流量アクチュエータの圧油の送り側と接続され、圧油の戻り側が前記大流量アクチュエータの圧油の戻り側と接続され、前記油圧源から供給される圧油により駆動する少なくとも１つの小流量アクチュエータとを備えた油圧回路において、
   前記小流量アクチュエータの前記圧油の送り側には、圧油不足時に前記小容量アクチュエータに供給する圧油を蓄圧する第１のアキュムレータと、前記第１のアクチュエータに蓄圧した圧油が前記油圧源側に逆流しないようにする第１のチェック弁とを設けるとともに、
   前記小流量アクチュエータの前記圧油の戻り側には、その戻り側で発生する背圧を吸収する第２のアキュムレータと、前記大容量アクチュエータの戻り側の圧油が前記第２のアキュムレータに流入して蓄圧されないようにする第２のチェック弁とを設けたことを特徴とする大流量アクチュエータを備えた油圧回路。

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