JPH0276906A - 液圧アクチュエータの制御回路 - 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、産業用機械や建設用機械に用いられる液圧ア
クチエエータの制御回路の改良に関する。

（従来の技術） 射出成型機やプレス機械等の産業用機械や掘削機やクレ
ーン等の建設用機械に用いる液圧アクチュエータは、例
えば第３図に示すような制御回路により制御される。

すなわち、１は液圧アクチュエータとしての油圧シリン
グで、ピストン２の両側の油室Ａ、Ｂがピストンロッド
３の作動方向を決定する切換弁４を介して油圧ポンプ５
に接続されている。

油圧シリング１と切換弁４との間には流入側と流出側の
それぞれにメータイン制御（供給側での圧力並びに流量
制御）を行なうための流量制御弁（可変オリアイス）６
Ａ及び６Ｂと、メータアウト制御（戻り側での圧力並び
に流量制御）を行なうための流量制御弁（可変オリフィ
ス）７Ａ及び７Ｂが介装され、メータイン側の流量制御
弁６Ａと６Ｂのバイパス通路には戻り側の油の流れを許
容するチエツク弁８Ａと８Ｂが、またメータアウト側の
流量制御弁７Ａと７Ｂのバイパス通路には供給側の油の
流れを許容するチエツク弁９Ａと９Ｂがそれぞれ介装さ
れる。

例えば、油圧シリング１を収縮作動させたい時には切換
弁４を収縮側に切り換えると、油室Ａに供給される圧油
によりピストンロッド３が収縮作動する。その場合に、
流入側の流量制御弁６Ａを１１３Ｉ整することによりメ
ータイン制御が行なえる。

また、必要に応じて流出側の流量制御弁７Ｂを調整する
ことによりメータアウト制御が行なえる。

１０Ａは油室Ａ側の、またＩＯＢは油室Ｂ側の最大圧力
を規制するリリーフ弁、１１は油圧ポンプ５からの油圧
を設定値に低下させる減圧弁、１２は油圧ポンプ５の最
大吐出圧を規制するリリーフ弁を示す。

（発明の課Ｗｉ） ところで、この制御回路１こおいては油圧シリング１に
供給される作動油の全量が減圧弁１１を通過するので、
油圧シリング１の駆動に高圧を供給したい場合には、減
圧弁１１における圧力損失がマイナス要因となる。この
圧力損失を小さくするには減圧弁１１の容量を大きくす
れば良いが、その結果減圧弁１１が大型化するという問
題があった。

本発明は、以上のような問題、αに鑑みてなされたもの
で、小型のパルプを用いて圧力制御を行う一方、パルプ
の圧力損失を最小限に留とめることのできる液圧アクチ
ュエータの制御回路を提供することを目的とする。

（課題を達成するための手段） 本発明は、液圧アクチュエータの液室に連通する作動液
の通路断面積をパイロット圧に応動して変化させるポペ
ット弁と、このポペット弁にパイロット圧を供給するサ
ーボ弁と、ポペット弁と前記液室との間で作動液の一部
をリザーバに還流するプリードオフ弁とを備えている。

（作用） プリードオフ弁がポペット弁と液圧アクチュエータの液
室との間で作動液の一部をリザーバに還流する一方で、
ポペット弁が作動液通路の断面積を調整することにより
、アクチュエータの液室圧力は任意の圧力に減圧される
。また、プリードオフ弁はリザーバに還流する少量の作
動液のみを流通させるので、ポペット弁と液圧アクチュ
エータの液室との間を流通する作動液には圧力損失を及
ぼさない。

（実施例） 第１図とｆＪＩＪ２図に本発明の実施例を示す。

！ｌＳ１図において、２０は液圧アクチュエータとして
の油圧シリングで、ピストンロッド３５に結合するピス
トン２１に画成された油室ＡとＢとが、四方弁２５を介
して油圧ポンプ２２とリザーバ２６とに接続される。

四方弁２５は油室Ａを油圧ポンプ２２に、油室Ｂをリザ
ーバ２６に接続する収縮ボッシコンａと、油室Ａをリザ
ーバ２６に、油室Ｂを油圧ポンプ２２に接続する伸張ポ
ジションｂと、これらをともに遮断する中立ポジション
Ｃを備えた電磁式の方向制御弁で、図示されないスイッ
チにより切り換えられる。

油圧シリング２０の一方の油室Ｂと四方弁２５との間に
はパイロット圧に応動するポペット型のカートリッジパ
ルプ２４が介装され、このカートリッジバルブ２４にパ
イロット圧を供給する電気−油圧サーボ弁３０がカート
リッジバルブ２４と油圧ポンプ２２との間に設けられる
。

カートリッジバルブ２４はシリング２８内にポペット弁
２９を摺動自由に収装したもので、このポペット弁２つ
がパイロット室４０または４１に供給されるパイロット
圧に応動して作動油の流通断面積を増減する。

サーボ弁３０はパイロット室４０を油圧ポンプ２２に、
パイロット室４１をリザーバ２６に接続するポジション
ａと、これらを逆に接続するポジションｂと、パイロッ
ト室４０と４１をともに油圧ポンプ２２１こ接続する中
立ポジションＣとを備え、コントローラ２７からの指令
信号に基づきこれらの切り換えと開度の制御とを行う。

カートリッツパルプ２４と油室Ｂとの間にはプリードオ
フ弁４２が介装される。ブリートオフ弁４２はコントロ
ーラ２７からの指令信号により切り換えられる電磁弁で
、カートリッジバルブ２４と油室Ｂの間を流通する作動
油の一部を内部に備えたオリフィス４３を介してリザー
バ２６に還流するボノシ５ンｂと、これらを遮断するボ
ッシコンａを備える。なお、カートリッジバルブ２４と
プリードオフ弁４２の具体的な構造は第２図に示される
。

カートリッジバルブ２４の前後の作動油通路には作動油
圧力を検出して圧力信号を出力する圧力センサＰ、とＰ
２が設けられる。また、カートリッジバルブ２４にはポ
ペット弁２９の変位位置を検出して位置信号を出力する
位置センサ４６が設けられる。圧力センサＰ、とＰ２及
び位置センサ４６はいずれもコントローラ２７に信号回
路で接続される。

コントローラ２７は例えばＣＰＵを用いて構成され、制
御内容を指定する入力装置を備える。コントローラ２７
はサーボアンプ３２を介してサーボ弁３０に信号出力を
行い、サーボ弁３０の切り換えと開度制御とを行なうこ
とにより、カートリ２ノバルブ２４の開度を指定された
制御内容に応じて位置センサ４６の検出したポペット弁
２９の変位位置や圧力センサＰ、とＰ２の検出圧力に基
づきフィードバック制御する。また、信号出力によりプ
リードオフ弁４２の切り換えを行う。

次に作用を説明する。

油圧シリング２０を伸張側へ駆動するには、油圧ポンプ
２２を運転し、スイッチを介して四方弁２５を伸張ポジ
ションｂに切り換える。これにより、油圧ポンプ２２の
吐出油がカートリッジバルブ２４を介して油室Ｂに供給
され、油室Ａの作動油がリザーバ２６に還流する。

この時、カートリックバルブ２４は／−タイン制御を行
う。コントローラ２７に流量制御を指示すると、コント
ローラ２７は位置センサ４６から構成される装置信号か
らポペット弁２９の通油断面積を計算し、これと圧力セ
ンサＰ１とＰ２から信号入力される圧力ｐ１とｐ２をも
とに、カートリッジバルブ２４の流量Ｑを次のように計
算する。

Ｑ＝Ｋ　−Ａ（に）、５Ｆ丁 ただし、Ｋ　　：流量係数 Ａ　（ｘ）：ポペット弁２９の通油断面積コントａ−２
２７はこの流量Ｑと指令された流ｆｉＱ。とを比較し、
これらが一致しない時はＱをＱ、に近付ける方向へカー
トリッジバルブ２４のポペット弁２９が通油断面積Ａ　
（ｘ）を増減するよう、ポペット弁２９を駆動するサー
ボ弁３０に信号出力を行う。こうして、圧力センサＰ１
とＰ２の検出圧力ｐ、とｐ２から算出した流量Ｑを、カ
ートリッジバルブ２４の開度制御にフィードバックする
ことで、流量Ｑを指令流量Ｑ０に一致させる。この流量
制御においてはコン）ａ−−７２７がプリードオフ弁４
２をボッジョンａに保つので、カートリッジバルブ２４
の流量は全量が油圧シリング２０の油室Ｂに流入する。

また、プリードオフ弁４２により圧力損失を生じる恐れ
もない。

また、圧力制御が指示されると、コントローラ２７は信
号出力によりプリードオフ弁４２をボッジョンｂに切り
換える。これに伴い、カートリッジバルブ２４を通過し
た作動油の一部がオリフィス４３からリザーバ２６へと
流出する。この結果、圧力センサＰ２の検出する圧力ｐ
２が低下するが、コントローラ２７はこの圧力ｐ２を指
令された圧力＋３２０と比較し、９２＞１１２０の場合
には、カートリッジバルブ２４のポペット弁２９を閉じ
方向へ、ｐ２＜ｐ２゜の場合には開き方向へ駆動する信
号をサーボ弁３０に出力することにより、油圧シリング
２０の油室Ｂの圧力ｐ２を指令圧力ｐ２゜に一致させる
。

このような減圧制御はプリードオフ弁４２が常に少量の
作動油をリザーバ２６に還流させることにより、初めて
可能となる。なお、プリードオフ弁４２は少量の作動油
のみを流すため小型のもので良い。

伸張する油圧シリング２０を停止させるには、四方弁２
５を中立ボジシ５ンＣに切り換える。また、コントロー
ラ２７に停止を指示するとコントローラ２７はカートリ
ッジバルブ２４のポペット弁２９を閉じる指令信号をサ
ーボ弁３０に出力する。同時にコントローラ２７はプリ
ードオフ弁４２に指令信号を出力してプリードオフ弁４
２をボッジョンａに切り換える。これにより、油圧シリ
ング２０の作動油の出入りがすべて遮断され、油圧シリ
ング２０はその位置に停止する。なお、プレス機械など
においては、この状態でプリードオフ弁４２をポジショ
ンｂに切り換えることにより、ピストン口・ンド３５の
押付圧をゆっ（つと低下させることができる。

一方、油圧シリング２０を収縮させるには四方弁２５を
収縮ポジションａに切り換えると、油室Ａに油圧ポンプ
２２の吐出油が供給され、油室Ｂの作動油がカー）　＋
７ツノバルプ２４を介してリザーバ２６に還流する。こ
の場合にはカートリッジバルブ２４においてメータイン
制御時と同様に流量や圧力に関するメータアウト制御が
行なわれる。

ただし、圧力制御においては、コントローラ２７はメー
タイン制御の場合とは逆にｐ２＞１）２゜の場合はポペ
ット弁２９を開き方向へ、ｐ２〈ｐ２ｏの場合は閉じ方
向へ駆動する信号をサーボ弁３０に出力する。

（発明の効果） 以上のように、本発明は、液圧アクチュエータの液室と
ポペット弁との間に作動液の一部をリザーバに還流する
プリードオフ弁を備えたため、プリードオフ弁を開いた
状態でポペット弁の開度を調整することによりアクチュ
エータの液室圧力を任意に減圧することができる。また
、プリードオフ弁はリザーバに還流する少量の作動液の
みを流通させるので、小型のバルブで構成することがで
き、ポペット弁と液圧アクチュエータとを流通する作動
液に圧力損失を及ぼすこともない。したがって、本発明
によれば、大型の減圧弁を用いることな（簡易に液圧ア
クチュエータの圧力制御を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す液圧アクチュエータの制
御回路図、第２図は同じくカートリッジバルブとプリー
にオフ弁の断面図である。 また、第３図は従来例を示す液圧アクチュエータの制御
回路図である。 ２０・・・油圧シリング、２２・・・油圧ポンプ、２４
・・・カートリッツバルブ、２５・・・四方弁、２６・
・・リザーバ、２７・・・コントローラ、２９・・・ポ
ペット弁、３０・・・サーボ弁、４０．４１・・・パイ
ロット室、４２・・・プリードオフ弁、Ａ、Ｂ・・・油
室。 特許出願人　　　　　　カヤバエ業株式会社手続補正書 昭和６３年１０月２０　日 特許庁長官　　吉　１）文　毅　殿　い１、事件の表示 昭和６３年特許願第２２６２５９号 ２、発明の名称 液圧アクチュエータの制御回路 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 住所　　東京都港区浜松町二丁目４番１号世界貿易セン
タービル 名称　　（０９２）　　　カヤバエ業株式会社５、補正
命令の日付　　　　　自発 面の詳細な説明」の各欄、並びに図面。 ア〈１ ７、補正の内容 く１）明細書の「特許請求の範囲」を別紙の通りに補正
する。 （２）明細書第４頁第７行目と、第６頁第５行目と、第
７頁第１２行目から第１３行目にかけてと、同第１３行
目と、第９頁第１行目と、同第２０行目から第１０頁第
１行目にかけてと、第１０頁第１２行目と、第１１頁第
１２行目と、第１２頁第１７行目とに「サーボ弁」とあ
るのをそれぞれ「電油変換弁」と補正する。 （３）明細書第５頁第１・７行目から第１８行目にかけ
て「電気−油圧サーボ弁Ｊとあるのを「電池変換弁」と
補正する。 （４）明細書第７頁第１２行目に「サーボアンプ３２」
とあるのを「アンプ３２」と補正する。 く５）明細書に添付した図面の第１図を別紙の通りに補
正する。 特許請求の範囲 「液圧アクチュエータの液室に連通ずる作動液の通路に
パイロット圧に応動して通路断面積を変化させるポペッ
ト弁と、このポペット弁にパイロット圧を供給する電］
岨庶」１弁−と、ポペット弁と前記液室との間で作動液
の一部をリザーバに還流するプリードオフ弁とを備えた
ことを特徴とする液圧アクチュエータの制御回路。」

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 液圧アクチュエータの液室に連通する作動液の通路断面
   積をパイロット圧に応動して変化させるポペット弁と、
   このポペット弁にパイロット圧を供給するサーボ弁と、
   ポペット弁と前記液室との間で作動液の一部をリザーバ
   に還流するプリードオフ弁とを備えたことを特徴とする
   液圧アクチュエータの制御回路。