JPH0433044B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ この発明はたとえば射出成形機の射出シリンダ
の圧力制御等に用いれば特に有効な圧力制御回路
に関する。

＜従来技術＞ 従来、圧力制御回路としては第２図に示すよう
なものがある。（油空圧化設計，第17巻，第10号，
71頁，図４参照。）この圧力制御回路は、圧力源
１と射出シリンダ２とを接続するメインライン３
の分岐路に電磁リリーフ弁５を接続すると共に、
演算増幅器６に、メインライン３の圧力を検出す
る圧力検出器７からの検出圧力信号Idと目標圧力
信号Ioとを入力して、この検出圧力信号Idと目標
圧力信号Ioとの比較値に基づいて電磁リリーフ弁
５を制御して、つまりメインライン３を経由する
圧力フイードバツク制御でメインライン３の圧力
を制御するようにしている。さらにこの圧力制御
回路は最高圧力規制用の安全弁８をメインライン
３に接続している。

＜発明が解決しようとする問題点＞ ところで、上記従来の圧力制御回路では、流量
制御状態（手段は図示せず）から圧力制御状態に
移る過渡時に第３図中曲線Ａで示すような大きく
て長時間持続する圧力オーバシユートが生じると
いう問題がある。

このような圧力オーバシユートが生じる理由は
以下の通りである。第３図において、Poは電磁
リリーフ弁５の制御すべき目標圧力、Pmは安全
弁８の設定圧力、Ｅは射出シリンダ２がストロー
クエンドに行つて流量制御状態から圧力制御状態
に移行する時刻である。上記時刻Ｅ以前の流量制
御状態では、目標圧力Poよりも圧力検出器７の
検出するメインライン３の圧力が極めて低いた
め、演算増幅器６は最大出力を出しており、電磁
リリーフ弁５は完全に閉じた状態にある。この状
態では演算増幅器６および電磁リリーフ弁５等の
フイードバツク系の制御要素は信号の大きさにつ
いて飽和状態になつている。次に、時刻Ｅを過ぎ
て、メインライン３の流体圧力が目標圧力Poを
越えると、上記演算増幅器６は上記飽和状態から
このフイードバツク系特有のある時定数で反転す
る。この時定数分だけの電磁リリーフ弁５の出力
の遅れのため、第３図中曲線Ａに示すように、目
標圧力Poを越えた大きな圧力オーバシユートが
長時間持続することになる。この圧力オーバシユ
ートは電磁リリーフ弁５自体が持つている固有の
特性により決まる圧力オーバシユートよりも大き
くて、長時間持続する。

この問題を解決するため、演算増幅器６を含め
てフイードバツク系の時定数を短かくして、オー
バシユートを小さく、短時間にすることが考えら
れるが、そうすると発振するという問題が生じ
る。

また、このような圧力フイードバツク制御によ
る圧力オーバシユートが生じるという欠点を解消
するために、電磁リリーフ弁５をオープンループ
で制御することも考えられるが、そうすると演算
増幅器６や電磁リリーフ弁５の温度変化によるド
リフトが生じ、圧力制御の精度が悪くなる。

そこで、この発明の目的は、圧力フイードバツ
ク制御と同等の静的な圧力制御精度を保ちなが
ら、圧力制御状態に入る過渡期において従来のオ
ープンループと同様の小さくて短時間の圧力オー
バシユートに押えることにある。

＜問題点を解決するための手段＞ 上記目的を達成するため、この発明の圧力制御
回路は、第１図に示すように、出側ポート２２に
連通するバネ室１８と、パイロツト室１６との流
体の差圧に応じて動作して、上記出側ポート２２
の圧力を制御するノーマルクローズド形の減圧主
弁１３の上記パイロツト室１６に電磁パイロツト
リリーフ弁２６を接続すると共に、上記電磁パイ
ロツトリリーフ弁２６に上記パイロツト室１６内
の流体圧力と目標パイロツト圧力との比較値に対
応する制御信号を入力して、上記パイロツト室１
６内の流体圧力を上記目標パイロツト圧力に制御
するフイードバツク系２７を設ける一方、上記パ
イロツト室１６に圧力源１２を接続してなること
を特徴としている。

＜作用＞ 上記構成により、目標パイロツト圧力を発生さ
せ得る圧力源１２より、流体が電磁パイロツトリ
リーフ弁２６の上流側に流入する。上記電磁パイ
ロツトリリーフ弁２６は、上記流体を排出すべく
常時動作し、かつパイロツト室１６内の流体圧力
を、フイードバツク系２７からの制御信号によつ
て目標パイロツト圧力に正確に制御する。このよ
うに、減圧主弁１３は、メインライン１１に対し
て流量制御中、圧力制御中、あるいは流量制御か
ら圧力制御への過渡状態を問わず、動作している
電磁パイロツトリリーフ弁２６によりパイロツト
室１６の圧力が常に一定圧力に制御され、この一
定圧力に制御されたパイロツト室１６とバネ室１
８との差圧に応じて減圧主弁１３が動作し、出側
ポート２２の圧力は制御される。

＜実施例＞ 以下、この発明を図示の実施例により詳細に説
明する。

第１図において、１１は圧力源１２に接続した
メインライン、１３はメインライン１２に入側ポ
ート２１と出側ポート２２を接続した減圧主弁で
ある。

上記減圧主弁１３は弁室１４内に３個のランド
１５ａ，１５ｂ，１５ｃを有するスプール１５を
摺動自在に嵌め込んでいる。上記スプール１５の
一端側のバネ室１８には出側ポート２２を接続す
ると共にバネ１７を縮装し、このバネ室１８と他
端側のパイロツト室１６の差圧に応じてスプール
１５を動作させ、入側ポート２１と出側ポート２
２の間を開閉すると共に、出側ポート２２と戻り
ポート２３との間を開閉するようにしている。上
記出側ポート２２の幅Lpは上記中央のランド１
５ｂの幅Lsよりも極く僅かに大きく設定してい
る。

上記減圧主弁１３のパイロツト室１６と、電流
値に比例した電磁力を発生する比例ソレノイドを
備えた電磁パイロツトリリーフ弁２６とを連通す
る通路２４には、絞り２５が介設されており、さ
らにこの電磁パイロツトリリーフ弁２６とパイロ
ツト室１６とをフイードバツク系２７で接続し
て、上記パイロツト室１６内の圧力をフイードバ
ツク制御するようにしている。上記フイードバツ
ク系２７は圧力検出器２８と演算増幅器２９を備
える。上記圧力検出器２８は減圧主弁１３のパイ
ロツト室１６内の流体圧力を検出し、この流体圧
力を表わす信号を演算増幅器２９に入力する。上
記演算増幅器２９には制御すべきメインライン１
１の特定する流体圧力に応じた目標パイロツト圧
力信号Ipをさらに入力する。上記演算増幅器２９
は、圧力検出器２８の検出したパイロツト室１６
内の流体圧力を表わす信号と目標パイロツト圧力
信号Ipとを比較し、この比較値を増幅した制御信
号を電磁パイロツトリリーフ弁２６に出力する。
したがつて、上記電磁パイロツトリリーフ弁２６
は減圧主弁１３のパイロツト室１６内の流体圧力
を目標パイロツト圧力信号Ipに対応した目標パイ
ロツト圧力にフイードバツク制御することにな
る。

一方、上記減圧主弁１３のパイロツト室１６と
絞り２５との間から分岐する通路２３には、圧力
補償付流量調整弁３２を介して圧力源１２を接続
している。このため上記パイロツト室１６と絞り
２５との間には常に一定流量の流体が流入し、そ
の結果、電磁パイロツトリリーフ弁２６は常にあ
る開度で動作状態にあることになる。

上記構成により、電磁パイロツトリリーフ弁２
６はフイードバツク制御にもかかわらず前述の如
く常にある開度で動作状態にあり、減圧主弁１３
のパイロツト室１６内の流体圧力は上記電磁パイ
ロツトリリーフ弁２６によつて、減圧主弁１３の
作動状態に無関係に、すなわち、メインライン１
１の流量制御状態、圧力制御状態、流量制御から
圧力制御への過度状態を問わず、目標パイロツト
圧力に正確に制御される。

いま、上記減圧主弁１３の出側ポート２２より
も下流のメインライン１１が流量制御状態から圧
力制御状態に移行し、そのメインライン１１の圧
力が急上昇したとする。

そうすると、減圧主弁１３のスプール１５は、
目標パイロツト圧力に正確に制御されているパイ
ロツト室１６の流体圧力よりも、出側ポート２２
に通じるバネ室１８の流体圧力とバネ１７のバネ
力との和の方が高くなるため、直ちにパイロツト
室１６側に移動し、出側ポート２２と入側ポート
２１との間を閉鎖すると共に、出側ポート２２と
戻り側ポート２３の間を開放して出側ポート２２
に通じるメインライン１１の圧力を制御する。こ
のスプール１５の移動時にパイロツト室１６内の
流体圧力が上昇しようとするが、いつもある開度
で動作している電磁パイロツトリリーフ弁２６か
らパイロツト室１６内の流体が迅速に排出される
ので、パイロツト室１６の流体圧力は過大に上昇
せず、スプール１５は速やかにパイロツト室１６
側へ移動し、メインライン１１の圧力オーバシユ
ートは第３図中の曲線Ｂで示すように小さく、か
つ短時間しか持続しない。視点を変えるならば、
目標パイロツト圧力よりも高い圧力を有する圧力
源１２から圧力補償付流量調整弁３２を通して電
磁パイロツトリリーフ弁２６に流体が流入してい
るため、演算増幅器２９および電磁パイロツトリ
リーフ弁２６は飽和状態になく、平衡状態にあ
り、したがつて、これらが、応答よく動作し、ひ
いては、メインライン１１の圧力オーバシユート
が小さくなるのである。つまり、従来の圧力フイ
ードバツク制御における演算増幅器等の飽和に起
因する圧力フイードバツク制御固有の圧力オーバ
シユートは生ぜず、減圧主弁１３自体による圧力
オーバシユートすなわちオープン制御により圧力
オーバシユートと同等の圧力オーバシユートが生
じるのみなのである。

また、静的には、減圧主弁１３のパイロツト室
１６の圧力は電磁パイロツトリリーフ弁２６によ
つて正確に目標パイロツト圧力に制御されるた
め、出側ポート２２に通じるメインライン１１の
流体圧力は従来の圧力フイードバツク制御と同等
の精度の高い圧力制御の静特性が得られる。

上記実施例では流量調整弁として圧力補償付流
量調整弁を用いたが、これに代えて絞りを用いて
もよい。また、圧力源は目標パイロツト圧力より
も高い圧力を有するものならばどのようなもので
もよい。

＜発明の効果＞ 以上の説明で明らかなように、この発明の圧力
制御回路によれば、従来の圧力フイードバツク制
御と同等の静特性（圧力制御精度）を保ちなが
ら、圧力制御状態に入る過渡期において従来のオ
ープン制御と同等の圧力オーバシユートに押える
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の回路図、第２図
は従来例の回路図、第３図は上記実施例および従
来例の圧力オーバシユートを説明するグラフであ
る。 １１…メインライン、１２…圧力源、１３…減
圧主弁、２６…電磁パイロツトリリーフ弁、２７
…フイードバツク系、３２…圧力補償付流量調整
弁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 出側ポート２２に連通するバネ室１８と、パ
   イロツト室１６との流体の差圧に応じて動作し
   て、上記出側ポート２２の圧力を制御するノーマ
   ルクローズド形の減圧主弁１３の上記パイロツト
   室１６に電磁パイロツトリリーフ弁２６を接続す
   ると共に、上記電磁パイロツトリリーフ弁２６に
   上記パイロツト室１６内の流体圧力と目標パイロ
   ツト圧力との比較値に対応する制御信号を入力し
   て、上記パイロツト室１６内の流体圧力を上記目
   標パイロツト圧力に相当する圧力に制御するフイ
   ードバツク系２７を設ける一方、上記パイロツト
   室１６に圧力源１２を接続してなることを特徴と
   する圧力制御回路。