JPH02267376A - 流体制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は射出成形機、トランスファーマシン、グイキャ
ストマシン等における油圧回路に用いて好適な流体制御
装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、制御信号によって可変吐出量ポンプの吐出量を可
変制御する流体制御装置は、例えば特開昭６２−２７０
８０３号公報で知られている。

第５図に同公報開示の流体制御装置（油圧回路）を示す
。同図に示す流体制御装置５０はコントローラ５１から
の制御信号に基づいて可変吐出量ポンプ５２の斜板角度
を可変し、同ポンプ５２の吐出流量、吐出圧力を制御す
るものであり、圧力制御時には、設定器群５３における
圧力設定器の設定値と圧力センサ５４から得る検出値を
比較し、この偏差に基づいて制御弁５５を制御するとと
もに、制御弁５５は斜板をバランスさせる一方の操作ピ
ストン５６を駆動し、設定値と検出値が一致するように
制御する。また、流量制御時には、設定器群５３におけ
る流量設定器の設定値と斜板角度センサ６０から得る斜
板角度の検出値を比較し、この偏差に基づいて制御弁５
５を制御するとともに、制御弁５５は操作ピストン５６
を駆動し、設定値と検出値が一致するように制御する。

なお、斜板は操作ピストン５６と、他方のスプリング５
７及びバイアスピストン５８によってバランスし、また
、アンバランスにすることにより斜板角度を可変する。

スプリング５７は立上がり特性を確保するもので、斜板
を最大傾斜させる方向に付勢する。

ところで、吐出圧力又は吐出量を零にする制御信号が出
力された場合、制御弁５５は第５図の状態となり、操作
ピストン５６は可変吐出量ポンプ５２の吐出圧力によっ
て前進し、斜板を起立させて吐出量を零にする。この際
、可変吐出量ポンプ５２による制御可能な吐出圧力が最
低吐出圧力であり、もし、アクチュエータ６１の負荷圧
がこの最低吐出圧力よりも小さい場合には、圧油は操作
ピストン５６へ流れずにアクチュエータ６１へ流入する
。この結果、斜板はスプリング５７の付勢力によって最
大傾斜し、吐出量最大となってアクチュエータ６１は暴
走してしまう。そこで、最低吐出圧力以上の油圧が付加
されたときのみ、アクチューエータ６１を作動させるた
めの圧力弁６２をアクチュエータ６１に連通する油路６
３中に設けていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、このような従来の流体制御装置５０は、アクチ
ュエータ６１の暴走は防止できるものの、最低吐出圧力
よりも小さい負荷圧のアクチュエータ或は負荷圧の小さ
い領域で使用するアクチュエータに対する制御不能とい
う問題は同等解決されない。

また、可変吐出量ポンプ５２自身から吐出する圧油の一
部を利用して操作ピストン５６を駆動するため、可変吐
出量ポンプ５２の制御状態によって応答速度に差が生じ
る。この結果、特に、負荷圧の小さいときは応答性が悪
くなり、制御切換時にオーバシュートやアンダシュート
を生じる等、安定制御を行うことができない問題があっ
た。

本発明はこのような従来技術に存在する間層点を解消し
た流体制御装置の提供を目的とするものである。

〔課題を解決するための手段〕

本発明に係る流体制御装置１は、可変吐出量ポンプ２の
コントロールシリンダ３に制御弁４を介して圧力流体を
供給可能に構成するとともに、コントローラ５からの制
御信号Ｓにより、制御弁４を制御して可変吐出量ポンプ
２の吐出量を可変するようにした流体制御装置を構成す
るに際して、補助ポンプ６と、この補助ポンプ６から吐
出する圧力流体又は可変吐出、量ポンプ２から吐出する
圧力流体の一部を、制御弁４に対して選択的に供給可能
な切換手段７とを設けたことを特徴とする。

なお、切換手段７としては、例えば、制御弁４に補助ポ
ンプ６側を接続する第一の切換盤８と可変吐出量ポンプ
２側を接続する第二の切換盤９を用意し、各切換盤８と
９を交換して切換えることかできるとともに、電磁切換
弁ｌＯを利用することができる。

〔作　　用〕

次に、本発明の作用について説明する。

まず、切換手段７を補助ポンプ６側に切換えることによ
り、制御弁４に対して補助ポンプ６から吐出する圧力流
体を供給すれば、可変吐出型ポンプ２のコントロールシ
リンダ３は異なる他の回路系における圧力流体によって
駆動されることになり、高精度及び高応答性を要求され
る制御系に用いることができる。

一方、切換手段７を可変吐出量ポンプ２側に切換えるこ
とにより、制御弁４に対して可変吐出量ポンプ２から吐
出する圧力流体を供給すれば、コントロールシリンダ３
は同ポンプ２自身から吐出する圧力流体の一部を用いて
駆動されることになり、比較的低い精度及び応答性でよ
い制御系に用いることができる。

〔実　施　例〕

以下には、本発明に係る好適な実施例を挙げ、図面に基
づき詳細に説明する。

まず、流体制御装置ｌの構成について第１図及び第４図
を参照して説明する。

２はモータ１２によって駆動されるピストン式ポンプを
用いた可変吐出量ポンプ（以下、主ポンプと記す）であ
り、また、６は同モータ１２によって駆動されるベーン
式ポンプを用いた補助ポンプである。

補助ポンプ６は主ポンプ２に内蔵されており、第４図は
その構造を示す。同図において、１５はケーシングであ
り、筒状のケーシング部１５ａと蓋状のケーシング部１
５ｂからなる。ケーシング１５内にはベアリング１６．
１７によって回動自在に支持され、かつ主ポンプ２と補
助ポンプ６に共用される共用シャフト１８を備え、この
共用シャフト１８は前記モータ１２によって回転せしめ
られる。ケーシング１５内の共用シャフトＩ８には複数
のシリンダ１９・・・をシャフト周方向に一定間隔置き
に順次形成したシリンダブロック２０を取付けるととも
に、各シリンダ１９・・・にはピストン２１・・・をス
ライド自在に挿入する。そして、各ピストン２１・・・
の先端はリング板状に構成した斜板２２の端面に、玉継
手を介して揺動自在に結合する。斜板２２はガイド盤２
３によって回動自在にガイドされ、このガイド盤２３の
１８０度対向位罠における一端はコントロールシリンダ
３を構成する第一シリンダ３ａに内挿する操作ピストン
２４の先端に当接し、かつ他端は第ニジリンダ３ｂに内
挿するバイアスピストン２５の先端に当接する。なお、
バイアスピストン２５はスプリング２６により斜板２２
が最大傾斜する方向に付勢される。

よって、第一シリンダ３ａに圧油を供給し、操作ピスト
ン２４を突出させれば、斜板２２は共用シャフト１８に
対して垂直となる方向へ変位するため、各ピストン２１
・・・の作動ストロークは小、さらには零となり、主ポ
ンプ２の吐出量は対応して減少、さらには零となる。ま
た、第ニジリンダ３ｂに圧油を供給し、バイアスピスト
ン２５を突出させれば、斜板２２は共用シャフトＩ８に
対してより傾斜するため、各ピストン２１・・・の作動
ストロークは大となり、主ポンプ２の吐出量は増加する
。

一方、ケーシング部１５ｂには必要な各種ボート２７．
２８．２９ｂを設ける。これら各ポートのうち、２７は
第一シリンダ３ａに、２８は第ニジリンダ３ｂに、２９
ｂは各シリンダ１９・・・にそれぞれ連通し、各ポート
の外端はケーシング部１５ｂに設けた接続端面３１に開
口する。なお、ボート２９ｂから分岐する吐出用ポート
２９ａは各種アクチュエータを備える主回路３２（第１
図）に連通ずる。

他方、ケーシング部１５ｂの内部には空間Ｐを形成し、
同空間Ｐ内の共用シャフト１８に、複数のベーンをスラ
イド自在に有するロータ３３を取付けてベーン式ポンプ
（補助ポンプ６）を構成する。このため、空間Ｐはベー
ン式ポンプの円形リング部となる。また、３４は補助ポ
ンプ６に連通ずる吐出用ボートであり、先端は前記接続
端面３１に開口する。なお、第４図には現れないが、各
ポンプ２と６の吸入口は第１図に示す共通のオイルタン
ク３５に接続する。

そして、接続端面３１には後述する切換手段７を介して
制御弁４を一体的に付設する。

一方、第１図に示すように、主ポンプ２には斜板２２．
の角度を検出するポテンショメータ、エンコーダ等の斜
板角度センサ３６を付設する。斜板角度センサ３６は流
景センサとして機能するもので、コントローラ５に接続
し、検出した斜板角度を演算処理して吐出量を算出する
。また、主回路３２は駆動すべきアクチュエータの数量
に応じて分岐し、それぞれ切換弁３７・・・を介してア
クチュエータＡ１・・・に接続するとともに、吐出圧力
を検出する圧力センサ３８を付設し、同センサ３８はコ
ントローラ５に接続する。

コントローラ５はマイクロコンピュータを備え、斜板角
度センサ３６及び圧力センサ３８から得る検出値と設定
器群３９における設定値を比較して偏差を得る比較演算
機能、さらに演算結果に基づいて偏差を零にするための
制御信号Ｓを出力する制御信号出力機能及びシーケンス
コントロール機能等を有する。なお、設定器群３９は成
形サイクルにおける各工程毎の流量、圧力、時間等の設
定値を設定する。

また、切換手段７は補助ポンプ６から吐出する圧油と、
主ポンプ２からボート２９ｂを通して供給される圧油を
選択的に制御弁４に供給する機能を有し、例えば、第１
図に示すシンボルからなる第一の切換盤８を、第４図中
の接続端面３１と制御弁４間に介在させれば、補助ポン
プ６側を制御弁４に接続できるとともに、他方、第２図
に示すシンボルからなる第二の切換盤９を第一の切換盤
８と交換使用すれば、主ポンプ２側を制御弁４に接続で
きる。さらにまた、各切換盤８．９の代わりに、第３図
に示す電磁切換弁ＩＯを取付ければ、向弁１０を電気的
に切換えることによって同様に実現できる。いずれの切
換手段７も、制御弁４側と接続端面３１側が接続される
ように接続口の位置が選定されるとともに、制御弁４と
各シリンダ３ａ及び３ｂに接続するボートを有する。制
御弁４は切換手段７から与えられる圧油を各シリンダ３
ａ又は３ｂに対して選択的に供給又は遮断する機能を有
し、コントローラ２から出力する制御信号Ｓによって制
御される。

なお、補助ポンプ６の吐出口は、さらに安全弁として轡
能するリリーフ弁４０を介してオイルタンク３５に接続
するとともに、補助回路４１に接続し、アクチュエータ
Ａ２を駆動する。この場合、補助ポンプ６の容量はコン
トロールシリンダ３の制御及びアクチュエータＡ２の制
御を同時に実行可能な容量を選定する。このように、補
助ポンプ６はコントロールシリンダ３の駆動と補助回路
４１の駆動に兼用できるため、例えば、射出成形機の場
合、主ポンプ２による型開きの際に、補助回路４１によ
りオイルモータを作動し、計量工程を実行できる。この
補助回路４１の接続は任意であり、使用しない場合には
コントロールシリンダ３のみを駆動できる比較的小容量
の補助ポンプ６で足りる。図中４２は減圧弁、４３は電
磁リリーフ弁、４４は流量弁、４５は切換弁を示す。

次に、流体制御装置１における動作について説明する。

まず、アクチュエータＡＩ・・・のピストンを所定速度
で作動させるための流量制御について説明する。

この場合、コントローラ５からは制御弁４に対して設定
流量に対応した流量指令信号（制御信号Ｓ）を付与し、
主ポンプ２の吐出量が設定流量となるようにコントロー
ルシリンダ３を駆動制御する。この際、制御弁４が中立
位置にあれば、油圧は遮断され、斜板角度は変化しない
が、制御弁４が第１図中の左側シンボル位置へ切換わる
と、切換手段７からの圧油は第ニジリンダ３ｂに供給さ
れるとともに、第一シリンダ３ａの油はオイルタンク３
５に排出され、斜板２２は傾斜して主ポンプ２の吐出量
を増加させる。他方、制御弁４が第１図中の右側シンボ
ル位置に切換われば、切換手段７からの圧油は第一シリ
ンダ３ａに供給されるとともに、第ニジリンダ３ｂの油
がオイルタンク３５に排出され、斜板２２は起立して主
ポンプ２の吐出量を減少させる。

次に、アクチュエータＡＩ・・・のピストンを所定圧力
で作動させる圧力制御について説明する。

この場合、コントローラ５からは制御弁４に対して設定
圧力に対応した流量指令信号（制御信号Ｓ）を付与し、
主ポンプ２の吐出圧力が設定圧力となるようにコントロ
ールシリンダ５を駆動制御する。この場合の動作は前記
流量制御の場合と同じであり、斜板２２が傾斜すれば主
回路３２の流量が増加し、圧力は上昇するとともに、他
方、斜板２２が起立すれば流量が減少し、圧力は低下す
る。

ところで、これらの各制御時において、切換手段７を切
換えることにより、制御弁４に対し補助ポンプ６からの
圧油と主ポンプ２からの圧油を選択的に供給できる。し
たがって、例えば射出成形機の制御時において、スクリ
ュの射出制御を行う場合には補助ポンプ６から圧油を供
給すればよく、これにより主ポンプ２はアクチュエータ
ＡＩ・・・のみを駆動する駆動源として利用できるとと
もに、主ポンプ２の吐出量を制御するコントロールシリ
ンダ３の駆動源には補助ポンプ６を利用できる。

即ち、主ポンプ２と補助ポンプ６は独立した異なる制御
系を構成し、両者は同等干渉しないため、負荷圧の小さ
いアクチュエータであっても確実な駆動制御と安定制御
が可能となり、高精度かつ高応答性を実現できる。

他方、切換手段７を切換えることにより、制御弁４に対
し主ポンプ２から吐出する圧油の一部を供給でき、この
場合には、例えば射出成形機の型開閉動作制御時のよう
に精度と応答性がさほど要求されない制御系に利用でき
る。

以上、実施例について詳細に説明したが、本発明はこの
ように実施例に限定されるものではない。

例えば、補助ポンプ６はベーン式ポンプを例示したが、
主ポンプ２と同様の可変吐出量ポンプ或はギヤポンプ等
の任意形式のポンプを利用できる。

また、主ポンプ２としてベーン式ポンプを利用してもよ
い。さらにまた圧力流体とは圧油を始め、水等の各種流
体を含む概念である。その他、細部の構成等において、
本発明の要旨を逸脱しない範囲で任意に変更できる。

〔発明の効果〕

このように、本発明に係る流体制御装置は、主ポンプの
吐出量を可変制御するに際して、補助ポンプと、この補
助ポンプから吐出する圧力流体又は主ポンプから吐出す
る圧力流体の一部を制御弁に対し選択的に供給可能な切
換手段を設けてなるため、次のような効果を奏する。

■　主ポンプに設けたコントロールシリンダの駆動は独
立した油圧回路系における補助ポンプによって行うこと
ができるため、アクチュエータの負荷圧には同等制限さ
れず、低圧、低流量から高圧、高流潰まで、自由に制御
でき、制御範囲や用途を大幅に拡大できる。

■　切換手段により、補助ポンプ側と主ポンプ側を切換
利用できるようにしたため、補助ポンプ側を用いれば、
精度及び応答性の高い制御系を構成できるとともに、主
ポンプ側を用いれば、制御及び応答性は低下するが、補
助ポンプは不要となるなど、制御系の種類に応じて使い
分けでき、融通性に優れる。

【図面の簡単な説明】

第１図二本発明に係る流体制御装置の油圧回路図、 第２図、第３図二同流体制御装置の他の実施例に係る補
助ポンプの油圧回路図、 第４図二同流体制御装置に用いるポンプの内部構成図、 第５図：従来の技術に係る流体制御装置の油圧回路図。 尚図面中、 ｌ二流体制御装置 ３：コントロールシリンダ ４：制御弁 ７：切換手段 ２：可変吐出量ポンプ ６：補助ポンプ 特許出願人日精樹脂工業株式会社 代理人弁理士　下　　１）　　　茂 第 図 第４図 第 ２図 第 図 第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 〔１〕可変吐出量ポンプのコントロールシリンダに制御
   弁を介して圧力流体を供給可能に構成するとともに、コ
   ントローラからの制御信号により、制御弁を制御して可
   変吐出量ポンプの吐出量を可変する流体制御装置におい
   て、補助ポンプと、前記補助ポンプから吐出する圧力流
   体または前記可変吐出量ポンプから吐出する圧力流体の
   一部を、制御弁に対して選択的に供給可能な切換手段を
   設けてなることを特徴とする流体制御装置。 〔２〕補助ポンプはコントロールシリンダ以外の他のア
   クチュエータの駆動に兼用することを特徴とする請求項
   １記載の流体制御装置。 〔３〕可変吐出量ポンプに補助ポンプを内蔵するととも
   に、可変吐出量ポンプのケーシングの一部に前記切換手
   段を介して制御弁を一体的に付設してなることを特徴と
   する請求項１記載の流体制御装置。 〔４〕切換手段は制御弁に対して補助ポンプ側を接続す
   る第一の切換盤と可変吐出量ポンプ側を接続する第二の
   切換盤からなり、各切換盤を交換して切換ることを特徴
   とする請求項１又は３記載の流体制御装置。 〔５〕切換手段は電磁切換弁であることを特徴とする請
   求項１又は３記載の流体制御装置。