JPH0724632Y2

JPH0724632Y2 - 油圧供給装置

Info

Publication number: JPH0724632Y2
Application number: JP13602489U
Authority: JP
Inventors: 康之新宮; 隆夫森井; 智幸橘川; 茂小田部
Original assignee: Yuken Kogyo Co Ltd
Current assignee: Yuken Kogyo Co Ltd
Priority date: 1989-11-27
Filing date: 1989-11-27
Publication date: 1995-06-05
Anticipated expiration: 2004-11-27
Also published as: JPH0377077U

Description

【考案の詳細な説明】［産業上の利用分野］この考案は大流量を得るために複数の可変容量形ポンプ
の吐出側を合流した油圧供給装置、特に逆転検出による
安全性の改善に関するものである。

［従来の技術］例えば油圧で作動する加工機械等においてワークをクラ
ンプする場合、ワークをクランプするシリンダがワーク
に当るまでは大流量の圧油を供給することが必要であ
り、ワークをクランプした状態ではクランプ力すなわち
圧油の圧力は必要であるが流量はほとんど必要としな
い。このため、吐出流量および吐出圧力を可変し制御す
ることが要求される。

大流量の圧油を必要とする場合、制御信号もしくは自己
圧力により吐出流量と吐出圧力を制御する大型の可変容
量形ポンプを単体で使うこともできるが、大型の可変容
量形ポンプは最適容量の入手が困難であり、また価格、
応答性、騒音及びフルカットオフ時の省エネルギ効果も
小型ポンプに比べて著しく不利になる。

このため、従来は例えば特開昭63-115902号公報に開示
されているように、複数の小型可変容量形ポンプの吐出
側を逆止弁を介して合流している。

第４図は特開昭63-115902号公報に開示されたものと同
様の油圧供給装置の回路図である。第４図において、１
はモータ11で駆動する第１の可変容量形ポンプ（以下、
第１ポンプという）、12は第１ポンプの吐出量可変要素
であり、吐出量可変要素12はばね13のばね力と操作ピス
トン14の操作力により変化して第１ポンプ１の吐出量を
変化させる。15は比例電磁三方制御弁、16は安全弁であ
る。

比例電磁三方制御弁15は吐出量可変要素12へ操作力を与
えるための操作ピストン14の圧力室内のパイロット圧
を、パイロットラインを介して吐出圧油の一部を導入し
て増圧またはタンクへ導出して降圧させるように電気信
号に応じて比例制御している。この比例制御のために、
比例電磁三方制御弁15の比例電磁ソレノイドの励磁電流
を制御する制御アンプ装置20は、設定入力端子17aから
の圧力設定信号と、設定入力端子17bからの流量設定信
号と、圧力センサ18で検出した吐出圧フィードバック信
号と、吐出量可変要素12の変位として検出した変位検出
器19からの吐出量フィードバック信号とを受取り、電気
油圧閉リープフィードバック制御を行う。このようなパ
イロット圧の制御により、吐出量可変要素12を操作ピス
トン14を介してばね13のばね力に抗して位置制御し、吐
出圧が設定圧力以下では吐出量を設定流量に等しくし、
吐出圧が設定値に達したときには吐出量可変要素12を吐
出量が必要最小限になるカットオフ位置に変位させてい
る。

２は第２の可変容量形ポンプ（以下、第２ポンプとい
う）であり、第２ポンプ２も制御アンプ装置30が設定入
力端子27aからの圧力設定信号と、設定入力端子27bから
の流量設定信号と、圧力センサ28で検出した吐出圧フィ
ードバック信号と、吐出量可変要素22の変位として検出
した変位検出器29からの吐出量フィードバック信号とを
受取り、電気油圧閉ループフィードバック制御を行う。
そして、比例電磁三方制御弁21、操作ピストン24及び吐
出量可変要素22を動作させて第２ポンプ２の吐出流量と
吐出圧力を可変している。なお、21はモータ、26は安全
弁である。

３は第２ポンプ２の吐出側に設けられた逆止弁、４は逆
止弁３の出口側と第１ポンプ１の吐出側の合流回路に接
続されたアクチュエータである。

上記のように構成された油圧供給装置において、アクチ
ュエータ４に大容量の圧油を供給するときは第１ポンプ
１からアクチュエータ４に圧油を供給すると共に、第２
ポンプ２からも逆止弁３を介してアクチュエータ４に圧
油を供給し、第１ポンプ１と第２ポンプ２との合流した
流量を送る。

［考案が解決しようとする課題］上記のように第１ポンプ１と第２ポンプ２の吐出側を合
流して並列に運転する場合に、第２ポンプ２の吐出側に
のみ逆止弁３を入れていると、何等かしらの原因により
第１ポンプ１の比例電磁三方制御弁15等に異常が生じて
第２ポンプ２側のみ吐出し第１ポンプ１が吐出しないと
きには、第２ポンプ２の吐出流量が第１ポンプ１に逆流
として流入し、これにより第１ポンプ１がモーターとし
て運転される逆転運転状態が生じて第１ポンプ１が破損
される恐れがある。この第１ポンプ１に対する逆流を防
止するため通常第１ポンプ１の吐出側にも逆止弁を設け
ている。

しかしながら、逆止弁は各ポンプの吐出ラインに直接入
れられるため、各ポンプの吐出流量が大である場合は大
口径の逆止弁を使用する必要があり取付けが容易でない
と共に装置の価格が高くなるという短所があった。

また、全てのポンプの吐出ラインに逆止弁を設けると、
負荷側の圧抜きのために別ラインの弁装置が必要となっ
て構成が複雑になるという短所もあった。

この考案はかかる短所を解決するためになされたもので
あり、簡単な構成で異常時におけるポンプの逆転を検出
し、検出信号でモータを停止させるなどポンプを保護す
ることができる油圧供給装置を得ることを目的とするも
のである。

［課題を解決するための手段］この考案に係る油圧供給装置は、圧力設定信号と流量設
定信号及び吐出圧と吐出流量に対応した検出信号により
電気・油圧系を閉ループフィードバック制御して吐出量
可変要素の位置を可変して吐出圧と吐出流量を制御する
複数の可変量形ポンプの吐出側を合流して負荷に圧油を
供給する油圧供給装置において、検出された流量信号と
ポンプ吐出流量の零レベルに対応する基準信号とを電気
量として比較することにより前記流量信号が零レベル以
下になっている間に亙り出力信号を生じる判別器と、判
別器からの出力信号に時定数を与える時定数回路と、時
定数回路からの出力信号が予め定められた一定レベルを
越えたときにポンプ逆転運転状態の検出信号を出力する
信号出力回路とを備えたことを特徴とする。

［作用］この考案においては複数の可変容量形ポンプの吐出側を
合流して負荷に圧油を供給する油圧供給装置における検
出対象の可変容量形ポンプで検出された流量信号が判別
器によって基準信号と比較される。

基準信号は、検出対象のポンプの吐出流量が正か負かを
識別するための閾値を与えるものであり、当該ポンプの
吐出流量が実質的に零レベルにあるときの流量検出信号
に相当する信号レベルに設定される。

判別器は、この流量信号が零レベル以下になっている間
に亙って出力信号を生じ、したがって、この出力信号が
生じているときはポンプに逆流現象が発生しているとき
である。

流量信号の検出は、例えば可変容量形ポンプが周知の斜
板式のピストンポンプであれば斜板の傾転角に、また可
変容量形ポンプが周知のカムリング方式のベーンポンプ
であればカムリングの偏心量にそれぞれ応じた電気的信
号を生じるポテンショメータ等によって構成でき、或い
はまた、ポンプの吐出流路中で流量を方向と共に計測す
る周知の流量検出器によっても構成できる。

判別器からの出力信号は時定数回路によってその立上り
に時定数が与えられ、時定数回路による積分レベルが予
め定められた一定レベルを越えたときに信号出力回路が
スイッチング動作して検出信号を出力する。

この検出信号は、ポンプに逆流状態が一定時間以上継続
して発生してポンプが逆転運転状態に入ったことを意味
し、これにより異常発生の報知またはポンプ駆動系の停
止操作を可能とする。

このように、本考案の油圧供給装置におけるポンプの逆
転運転状態の検出は、ポンプの駆動系の動作とは関係な
しに、実際にポンプに逆流現象が発生したか否かを検出
するので、異常を生じたポンプを確実容易に判別するこ
とができ、異常を報知またはポンプ駆動モータの停止を
可能とする。

［実施例］第１図はこの考案の一実施例を示す回路図であり、図に
おいて、１〜4,11〜30は第４図に示した従来例と全く同
じものである。

６は設定圧力と設定流量に応じた圧力設定信号と流量設
定信号とを第１ポンプ１の制御アンプ装置20と第２ポン
プ２の制御アンプ装置30にそれぞれ送り出す制御部であ
る。制御部６は設定圧切換手段と設定流量切換手段とか
らなる。設定圧切換手段は設定圧力を入力する設定圧力
入力端子61と入力された設定圧力を第１ポンプ１の制御
アンプ装置20に送る第１の設定圧力出力端子62、第１ポ
ンプ１の変位検出器19からの信号を入力する流量信号入
力端子63、入力された流量信号Ｑと基準値設定器64に設
定された基準値とを比較する比較例65、比較器65の出力
により設定圧力を通過させるか遮断するスイッチ回路66
及びスイッチ回路66からの設定圧力を第２ポンプ２の制
御アンプ装置30に送る第２の設定圧力出力端子67から構
成されている。

設定流量切換手段は設定流量を入力する設定流量入力端
子71と、入力された設定流量により第１ポンプ１の流量
設定信号を設定するリミッタ回路72、リミッタ回路72か
らの流量設定信号を送り出す第１の設定流量出力端子7
6、入力された設定流量を第１ポンプ１と第２ポンプ２
の定格流量の比によって分離する分離回路73及び分離回
路73で分離された設定流量から第２ポンプ２の流量設定
信号を設定するリミッタ回路74及びリミッタ回路74から
の流量設定信号を制御アンプ装置30に送り出す第２の設
定流量出力端子75から構成されている。

81は入力された流量信号Q₁と零レベル設定器82から送ら
れる零レベル信号Q₀を比較し流量信号Q₁が負領域になっ
たときに第１ポンプ１が逆転したと判断する逆転判別
器、83は逆転判別器81からの出力信号Ａに時定数を与え
る時定数回路、84は時定数回路83で時定数が与えられた
信号Ｂが一定レベルを越えたときに逆転検出信号Ｃを出
力する逆転信号出力回路であり、逆転信号出力回路84は
例えばトランジスタ等からなり、これらで逆転検出手段
を構成している。

上記のように構成された油圧供給装置の動作を第２図の
流量特性図及び第３図の波形図を参照して説明する。

アクチュエータ４に大容量の圧油を供給するときは、制
御部６に設定圧力と設定流量が入力される。入力された
設定圧力はそのまま第１ポンプ１の圧力設定信号として
制御アンプ装置20に送られ、設定流量はリミッタ回路72
で第１ポンプ１の吐出流量に応じた流量設定信号に設定
されて制御アンプ装置20に送られる。この制御アンプ装
置20に送られた圧力設定信号と流量設定信号により第１
ポンプ１の流量制御が行なわれ、第１ポンプ１から圧油
をアクチュエータ４に送り、第２図（ａ）に示すように
流量Q₁を徐々に増大させる。この増大する第１ポンプ１
の流量Q₁は吐出量可変要素12の変位を検出する変位検出
器19から流量信号として比較器65に送られる。一方、比
較器65には第１ポンプ１の流量設定値の100％より少し
低い基準値Q₂が基準値設定器64から送られており、変位
検出器19からの流量信号Q₁が基準値Q₂に達すると比較器
65から導通信号をスイッチ回路66に送る。スイッチ回路
66は導通信号を受けるとオン状態になる第２ポンプ２の
制御アンプ装置30に圧力設定信号を送り、第２ポンプ２
をオンロードさせる。

さらに入力される設定流量が増加して、第１ポンプ１か
ら送られる流量が第１ポンプ１の流量設定値の100％に
達すると、あらかじめその流量設定値に設定されている
分離回路73が作動して入力された設定流量を分離し、リ
ミッタ回路74を通して第２ポンプ２に流量設定信号を送
る。この流量設定信号に応じて第２ポンプ２の流量制御
が行なわれ、第１ポンプ１の流量と合流してアクチュエ
ータ５に圧油を送る。第２ポンプ２の流量が第２図
（ｂ）に示すように第２ポンプ２の流量設定値の100％
に達すると、アクチュエータ４に送る圧油が設定圧力に
達するまで第１ポンプ１と第２ポンプ２から合流した一
定流量を送る。

この第１ポンプ１と第２ポンプ２とを並列に運転してい
るときに、例えば第１ポンプ１の比例電磁三方制御弁15
に異常が生じ第２ポンプ２のみ吐出し、第１ポンプ１の
吐出しがなくなると、第１ポンプ１の吐出量可変要素12
が小流量の方向に変位して、変位検出器19から送り出さ
れる流量信号Q₁が第３図（ａ）に示すように減少する。
そして、第１ポンプ１に吐出流量が逆流すると、第１ポ
ンプ１がモータの働きをして吐出量可変要素12を通常の
制御状態と異なる方向に変位させる。このため変位検出
器19からの流量信号Q₁も正常領域から負領域に偏移す
る。この偏移する流量信号Q₁と零レベル設定器82から送
られる零レベル信号Q₀とを逆転判別器81で比較し、流量
信号Q₁が負領域に偏移したときに逆転判別器81から第３
図（ｂ）に示すように「１」の出力信号Ａを送り出す。
この出力信号Ａが時定数回路83に送られ立上り時に時定
数が与えられ、第３図（ｃ）に示す一次遅れ信号Ｂを逆
転信号出力回路84に送る。逆転信号出力回路84は入力さ
れた一次遅れ信号Ｂが一定レベルB₀を越えたときに逆転
検出信号Ｃを出力するようになっているため、第３図
（ｃ）の波形B₁で示すように一次遅れ信号Ｂが時定数回
路83から出力されても第１ポンプ１の逆流が直ちに正常
に戻ると逆転検出信号Ｃを出力せず誤動作が生じること
を防いでいる。しかし、第１ポンプ１の逆流が続き第３
図（ｃ）の波形B₂で示すように一次遅れ信号Ｂが一定レ
ベルB₀を越えると、このとき逆転信号出力回路84から第
３図（ｄ）に示すように逆転検出信号Ｃを出力して、第
１ポンプ１の異常を報知する。

また、この逆転検出信号Ｃを第１ポンプ１を駆動するモ
ータ11の制御部に送りモータ11の回転を停止することに
より第１ポンプ１の逆流による破損を防止することがで
きる。

なお、上記実施例においては第１ポンプ１にのみ逆転検
出手段を設け、第２ポンプ２の吐出側には逆止弁３を設
けた場合について説明したが、第２ポンプ２も逆転検出
手段を設けることにより逆止弁３を省略することができ
る。

また、上記実施例は２台のポンプを使用した場合につい
て説明したが３台以上のポンプを並列に使用する場合も
各ポンプに逆転検出手段を設けることにより上記実施例
と同様な作用を奏することができる。

［考案の効果］この考案は以上説明したように、複数の可変容量形ポン
プを並列に使用した油圧供給装置において、各可変容量
形ポンプの流量信号と逆転基準値とを逆転判別手段で比
較してポンプの逆転を判別し、逆転状態が時定数手段と
逆転信号出力手段により定まる一定時間以上継続したと
きに異常を報知する逆転検出信号を出力するようにした
ので、この逆転検出信号により異常が生じたポンプを容
易に判別することができる。

また、逆転検出信号により異常が生じたポンプの回転を
停止することができるから、異常が生じたポンプの破損
を防止して確実に保護することができ、安全性を高める
ことができる。

さらに、各ポンプの吐出側に逆止弁を必要としなくなる
から、吐出ラインの回路構成を簡単にすることができ
る。また、このために油圧供給装置の価格低減を図るこ
ともできる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案の実施例を示す回路図、第２図は上記
実施例の第１ポンプと第２ポンプの流量特性を示す流量
特性図、第３図は上記実施例の動作を示す波形図、第４
図は従来例を示す回路図である。 1,2……可変容量形ポンプ、３……逆止弁、４……アク
チュエータ、６……制御部、12,13……吐出量可変要
素、19,29……変位検出器、81……逆転判別器、83……
時定数回路、84……逆転信号出力回路。

フロントページの続き (56)参考文献特開平２−163481（ＪＰ，Ａ) 特開昭63−115902（ＪＰ，Ａ) 実開昭54−156801（ＪＰ，Ｕ) 実開昭59−40591（ＪＰ，Ｕ) 実開昭56−149089（ＪＰ，Ｕ)

Claims

【実用新案登録請求の範囲】

【請求項１】圧力設定信号と流量設定信号及び吐出圧と
吐出流量に対応した検出信号により電気・油圧系を閉ル
ープフィードバック制御して吐出量可変要素の位置を可
変して吐出圧と吐出流量を制御する複数の可変容量形ポ
ンプの吐出側を合流して負荷に圧油を供給する油圧供給
装置において、検出された流量信号とポンプ吐出流量の零レベルに対応
する基準信号とを電気量として比較することにより前記
流量信号が零レベル以下になっている間に亙り出力信号
を生じる判別器と、判別器からの出力信号に時定数を与
える時定数回路と、時定数回路からの出力信号が予め定
められた一定レベルを越えたときにポンプ逆転運転状態
の検出信号を出力する信号出力回路とを備えたことを特
徴とする油圧供給装置。