JP5968695B2 - 流体圧制御装置 - Google Patents
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Description
第1の流体圧の第1の作動流体により作動する第1の流体圧回路と、
第2の流体圧の第2の作動流体により作動する第2の流体圧回路と、
動力源から供給される動力によって作動し、第1の流体供給部から供給された第1の作動流体を、流体圧を第1の流体圧に変換して吐出する第1の流体圧変換部と、
前記第1の流体圧変換部から吐出された第1の作動流体から受ける流体圧によって作動し、第2の流体供給部から供給された第2の作動流体を、流体圧を第2の流体圧に変換して吐出する第2の流体圧変換部と、
前記第1の流体圧変換部から吐出された第1の流体圧の第1の作動流体を前記第1の流体圧回路に供給する第1の供給路と、
前記第2の流体圧変換部から吐出された第2の流体圧の第2の作動流体を前記第2の流体圧回路に供給する第2の供給路と、
を備え、
前記第2の流体圧変換部は、第2の作動流体の流体圧を第1の流体圧よりも低い第2の流体圧に変換することを特徴とする流体圧制御装置。
すなわち、第1の流体圧回路が高流体圧回路、第2の流体圧回路が低流体圧回路であり、第2の流体圧変換部が第2の作動流体の流体圧を減圧によって第2の流体圧に変換する構成においては、圧力変換器における受圧側の流体室への流入量に対し、加圧側の流体室からの流出量が多くなる。したがって、低流体圧回路の駆動のために、高流体圧回路を駆動させる回数、つまり、第1の流体圧変換部を駆動させるために動力源から動力の供給を受ける回数を減らすことができる。
(油圧制御装置の概略構成)
図1は、本発明の実施例1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、概略、第1の流体圧回路としての低圧側油圧被供給回路1Lを含む油圧回路Aと、第2の流体圧回路としての高圧側油圧被供給回路9Hを含む油圧回路Bと、を有している。尚、低圧側油圧被供給回路1Lに他方の回路よりも低圧の流体が供給されると低圧側油圧被供給回路1Lは低流体圧回路として機能し、高圧側油圧被供給回路9Hに他方の回路よりも高圧の流体が供給されると高圧側油圧被供給回路9Hは高流体圧回路として機能する。
ンプ逃し弁7、管路8を介して、タンク4に排出(回収)される。なお、ポンプ逃し弁7は、回路に必要な圧力を確保するために、所定の圧力に設定されている。
図2は、本実施例における高圧発生装置10M及び切換手段の1例を示す図である。高圧発生装置10Mは、シリンダ内を往復動するピストンの受圧面と加圧面の面積比とパスカルの定理に基づいて機械的に流体圧を変換する従来周知の圧力変換器である。なお、高圧発生装置の「高圧」とは、油圧回路Bの作動油圧を油圧回路Aの作動油圧よりも高い油圧に変換することを意味する。
M−7は、管路30を介してタンク15に接続されている。
S1:ピストン10M−2の大径部の断面積(端面10M−2aの面積)
S2:ピストン10M−2の小径部の断面積(端面10M−2bの面積)
F1:ピストン10M−2がケース10M−1の端部10M−1aに押圧されているときのスプリング10M−4の付勢力
P1x:ピストン10M−2がケース10M−1の端部10M−1aに押圧されているときのピストン端面10M−2aへの負荷圧
P2x:ピストン10M−2がケース10M−1の端部10M−1aに押圧されているときのピストン端面10M−2bへの負荷圧
F2:ピストン10M−2がケース10M−1のストッパ部10M−1bに押圧されているときのスプリング10M−4の付勢力
P1y:ピストン10M−2がケース10M−1のストッパ部10M−1bに押圧されているときのピストン端面10M−2aへの負荷圧
P2y:ピストン10M−2がケース10M−1のストッパ部10M−1bに押圧されているときのピストン端面10M−2b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)
スイッチSWを入れると、コントローラ24から電磁切換弁12に電気信号が入力され(ON状態)、電磁切換弁12が切り換わり、管路11と管路13が接続される。これにより、油圧回路Aの油圧ポンプ3からの圧油Pp(≧P1y)が高圧発生装置10Mのピストン端面10M−2aに負荷される。式2より、ピストン10M−2は、ケース10M−1のストッパ部10M−1bに当たるまで図の左方に移動する。これにより、小径部油室10M−3内の油は逆止弁19、管路20を通ってアキュムレータ22に押し込められる。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、アキュムレータ22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。
圧作業が停止される。
本実施例によれば、作動するための油圧が互いに異なる二つの油圧回路を一つの動力源で動かすことができる。また、二つの作動油は互いに独立した油圧回路でそれぞれ使用される。すなわち、油種及び油圧が互いに異なる二つの油圧回路の間で回路構成の共通化を図ることができる。
図4は、本発明の実施例2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。以下では、実施例1と異なる点についてのみ説明する。ここで説明しない構成については、基本的に実施例1と同様であり、実施例1と同じ符号を付して説明は省略する。
本実施例に係る油圧制御装置は、概略、第1の流体圧回路としての高圧側油圧被供給回路(以下、高流体圧回路)1Hを含む油圧回路Cと、第2の流体圧回路としての低圧側油圧被供給回路(以下、低流体圧回路)9Lを含む油圧回路Dと、を有している。また、油圧回路Cと油圧回路Dとの間に第2の流体圧変換部としての低圧発生装置10Rが設けられている。
図5は、本発明の実施例2における低圧発生装置及び切換手段を示す図である。低圧発生装置10Rは、シリンダ内を往復動するピストンの受圧面と加圧面の面積比とパスカルの定理に基づいて機械的に流体圧を変換する従来周知の圧力変換器である。なお、低圧発生装置の「低圧」とは、油圧回路Dの作動油圧を油圧回路Cの作動油圧よりも低い油圧に変換することを意味する。
S1:ピストン10R−2の小径部の断面積(端面10R−2aの面積)
S2:ピストン10R−2の大径部の断面積(端面10R−2bの面積)
F1:ピストン10R−2がケース10R−1の端部10R−1aに押圧されているときのスプリング10R−4の付勢力
P1x:ピストン10R−2がケース10R−1の端部10R−1aに押圧されているときのピストン端面10R−2aへの負荷圧
P2x:ピストン10R−2がケース10R−1の端部10R−1aに押圧されているときのピストン端面10R−2bへの負荷圧
F2:ピストン10R−2がケース10R−1のストッパ部10R−1bに押圧されているときのスプリング10R−4の付勢力
P1y:ピストン10R−2がケース10R−1のストッパ部10R−1bに押圧されているときのピストン端面10R−2aへの負荷圧
P2y:ピストン10M−2がケース10R−1のストッパ部10R−1bに押圧されているときのピストン端面10R−2bへの負荷圧
とすると、実施例1の図2に図示した高圧発生装置と同様、式1、式2の2式が成り立つ。
スイッチSWを入れると、コントローラ24から電磁切換弁12に電気信号が入力され(ON状態)、電磁切換弁12が切り換わり、管路11と管路13が接続される。これにより、油圧回路Cの油圧ポンプ3からの圧油Pp(≧P1y)が低圧発生装置10Rのピストン端面10R−2aに負荷される。式2より、ピストン10R−2は、ケース10R−1のストッパ部10R−1bに当たるまで図の左方に移動する。これにより、大径部油室10R−3内の油は逆止弁19、管路20を通ってアキュムレータ22に押し込められる。ここで、S1をS2に比べ十分に小さい値にすることでパスカルの定理により、アキュムレータ22への押し込み圧力は十分に低い圧力とすることが可能である。
号が遮断され、電磁切換弁12が中立位置に復帰し、管路12、13が遮断され、上記蓄圧作業が停止される。
本実施例によれば、実施例1と同様、油種及び油圧が互いに異なる二つの油圧回路の間で回路構成の共通化を図ることができる。すなわち、それぞれ油種の異なる油が使用されている一方の高圧油圧回路の油圧ポンプからの油圧を油圧源とする低圧発生装置を利用し、アキュムレータに蓄圧された圧油を投入させるようにすることで、他方の低圧油圧回路に油が混入されることなく、従来技術のように他方の低圧油圧回路における油圧ポンプを廃止することができる。したがって、油圧源を必要最小限にすることができ、省エネや省スペース化、低コスト化を図ることができる。
上記各実施例では、作動流体として、油種の異なる油を例に挙げて説明したが、油以外の液体(流体)を用いる流体圧制御装置においても本発明が適用できることは言うまでもない。また、圧力変換器の構成も、上記実施例のようなピストン、シリンダによる構成に限定されるものではない。
2 駆動機構(動力源)
3 油圧ポンプ(第1の流体圧変換部)
4 タンク(第1の流体供給部)
9H 高流体圧回路(第2の流体圧回路)
10M 高圧発生装置(第2の流体圧変換部)
15 タンク(第2の流体供給部)
Claims (4)
- 第1の流体圧の第1の作動流体により作動する第1の流体圧回路と、
第2の流体圧の第2の作動流体により作動する第2の流体圧回路と、
動力源から供給される動力によって作動し、第1の流体供給部から供給された第1の作動流体を、流体圧を第1の流体圧に変換して吐出する第1の流体圧変換部と、
前記第1の流体圧変換部から吐出された第1の作動流体から受ける流体圧によって作動し、第2の流体供給部から供給された第2の作動流体を、流体圧を第2の流体圧に変換して吐出する第2の流体圧変換部と、
前記第1の流体圧変換部から吐出された第1の流体圧の第1の作動流体を前記第1の流体圧回路に供給する第1の供給路と、
前記第2の流体圧変換部から吐出された第2の流体圧の第2の作動流体を前記第2の流体圧回路に供給する第2の供給路と、
を備え、
前記第2の流体圧変換部は、第2の作動流体の流体圧を第1の流体圧よりも低い第2の流体圧に変換することを特徴とする流体圧制御装置。 - 前記第2の流体圧変換部は、面積が互いに異なる受圧面と加圧面を有するピストンがシリンダ内を往復動することにより、第2の作動流体の流体圧を第2の流体圧に変換することを特徴とする請求項1に記載の流体圧制御装置。
- 前記第2の供給路は、第2の流体圧を蓄圧可能な蓄圧部を備えることを特徴とする請求項1または2に記載の流体圧制御装置。
- 前記第2の供給路に設けられた電磁切換弁と、
前記電磁切換弁のオンオフを切り換えるコントローラと、
前記第2の供給路に設けられた圧力センサと、
をさらに備え、
前記蓄圧部は、許容容量に達すると、余剰流体をリリーフ弁からタンクへ排出することができるように構成されており、
前記圧力センサは、前記蓄圧部が許容容量に達して余剰流体をリリーフ弁からタンクへ排出する状態になると、電気信号を前記コントローラに出力するように構成されており、
前記コントローラは、前記圧力センサから前記電気信号が入力されると、前記電磁切換弁への電気信号が遮断されるように構成されており、
前記電磁切換弁は、前記コントローラからの前記電気信号が遮断されることで、中立位置に復帰するように構成されており、
前記蓄圧部は、前記電磁切換弁が中立位置に復帰することにより、蓄圧作業が停止されることを特徴とする請求項3に記載の流体圧制御装置。
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