JPS6188004A - 圧力制御回路 - 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〉 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＠２図に示すようなものが
ある。（油空圧化設計、＠１７巻、第１０号　７１　ｒ
ｔ１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）がらの検出圧力信号（Ｉｄ）と目標圧
力信号（工０）とを入力して、この検出圧力信号（Ｉｄ
）と目標圧力信号（■０）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）
を経由する圧力フィードバッ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ｔ
ｔＳ３図中曲線（Ａ＞で示すような大きくて長時間持続
する圧力オーバシュ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ュートが生じる理由は以下の通
りである。：ｊＳ３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、（Ｐａ、Ｉ）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っ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）等のフィー
ドバック系の制御要素は信号の大きさについて飽和状態
になっている。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ィードバ
ッ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
きな圧力オーバシュートが長時間持続することになる。

この圧力オーバシュートは電磁リリーフ弁（５）自体が
持っている固有の特性により決まる圧力オーバシュート
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
ィードバック系の時定数を短かくして、オーバシュート
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、このような圧力フィードバック制御による圧力オ
ーバシュ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、圧力フィードバック制御と
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ュ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）（２２）に連通するバ
ネ室（１８）と、パイロット室（１６）との流体の差圧
に応じて動作して、上記出側ポー）（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
パイロット室（１６）に電磁パイロットリリーフ弁（２
６）を接続すると共に、上記電磁パイロットリＩＪ−７
弁（２６）に上記パイロット室（１６）内の流体圧力と
目標パイロット圧力との比較値に対応する制御信号を入
力して、上記パイロット室（１６）内の流体圧力を上記
目標パイロット圧力に制御するフィードバック系（２７
）を設ける一方、上記パイロット室（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、目標パイロット圧力を発生させ得る圧
力源（１２）より、流体が電磁パイロットリリーフ弁（
２６）の上流側に流入する。上記電磁パイロットリリー
フ弁（２６）は、上記流体を排出すべく常時動作し、か
つパイロット室（１６）内の流体圧力を、フィードバッ
ク系（２７）からの制御信号によって目標パイロット圧
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ットリリーフ弁（２６）に
よりパイロット室（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ット室（１６）
とバネ室（１８）との差圧に応じて減圧主弁（１３）が
動作し、出側ポー）（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。」１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）を總装し、こ
のバネ室（１８）と他端側のパイロット室（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）（２２）の間を開閉すると共に、出
側ボート（２２）と戻リボ−）（２３）との開を開閉す
るようにしている。上記出側ボート（２２）の幅Ｌｐは
上記中央のランド（１５Ｌ＋）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）のパイロット室（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
電磁パイロットリリーフ弁（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
の電磁パイロットリリーフ弁（２Ｇ）とパイロット室（
１６）とをフィードバック系（２７）で接続して、上記
パイロット室（１６）内の圧力をフィードバック制御す
るようにしている。上記フィードバックＭ（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）のパイロット室
（１６）内の流木圧力を検出し、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（１１）の特定す
る流体圧力に応じた目標パイロ７ド圧力信号（Ｉｐ）を
さらに入力する。上記演算増幅器（２９）は、圧力検出
器（２８）の検出したパイロット室（１６）内の流体圧
力を表わす信号と目標パイロット圧力信号（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ッ
トリリーフ弁（２６）に出力する。したがって、上記電
磁パイロットリリーフ弁（２６）は減圧主弁（１３）の
パイロット室（１６）内の流体圧力を目標パイロット圧
力信号（Ｉｐ）に対応した（Ｊ標パイロ・ント圧力にフ
ィードバック制御することになる。

一方、上記減圧主弁（１３）のパイロット室（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！（１２）を
接続している。このため上記パイロット室（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、電磁パイロン）　＋７リー７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、電磁パイロットリリーフ弁（２６）は
フィードバッ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）のパイロット
室（１６）内の流体圧力は」二記電磁パイロットリリー
フ弁（２６）によって、；威圧主弁（１３）の作動状態
に無関係に、すなわち、メインライン（１１）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、目標パイロッ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、
目標パイロット圧力に正確に制御されているパイロット
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、直ちにパイロット室（１６
）側に移動し、出側ボート（２２）と入側ポート（２１
）との間を閉鎖すると共に、出側ポー）（２２）と戻り
側ポート（２３）の間を開放して出側ボート（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）の移動時にパイロット室（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
ている電磁パイロットリリーフ弁（２６）からパイロッ
ト室（１６）内の；嘉体が迅速に排出されるので、パイ
ロット室（１６）の流体圧力は過大に上昇せず、スプー
ル（１５）は速やかにパイロット室（１６）側へ移動し
、メインライン（１１）の圧力オーバシュートは第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、目標パイロット圧力よ
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ットリリーフ弁（
２６）に流体が流入しているため、演算増幅器（２９）
および電磁パイロン）１７１７−７弁（２６）は飽和状
態になく、平衡状態にあり、したがって、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
オーバシュートが小さくなるのである。つまり、従来の
圧力フィードバック制御における演算増幅器等の飽和に
起因する圧力フィードバンク制御固有の圧力オーバシュ
ートは生ぜず、減圧主弁（１３）自体による圧カオーパ
シュートすなわちオープン制御により圧力オーバシュー
トと同等の圧力オーバシュートが生じるのみなのである
。

また、静的には、減圧主弁（１３）のパイロット室（１
６）の圧力は電磁パイロットリリーフ弁（２６）によっ
て正確に目標パイロット圧力に制御されるため、出側ボ
ート（２２）に通じるメインライン（１１）の流体圧力
は従来の圧力フィードバック制御と同等の精度の高い圧
力制御の品持性か得−られる。

上記実施例では流量調整弁として圧力補償付流ｉ正調整
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ッ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、従来の圧力フィードバック制御と同等の品持
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ブン制御と同等の圧力オーバ
シュートに押えることができる。

【図面の簡単な説明】

：ｊＳ１図はこの発明の一実施例の回路図、１２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
オーバシュ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・・・電磁バイロン）　＋７リ
ーフ弁、２７・・・フィードバック系、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
   、パイロット室（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）の上記パイロット室（
   １６）に電磁パイロットリリーフ弁（２６）を接続する
   と共に、上記電磁パイロットリリーフ弁（２６）に上記
   パイロット室（１６）内の流体圧力と目標パイロット圧
   力との比較値に対応する制御信号を入力して、上記パイ
   ロット室（１６）内の流体圧力を上記目標パイロット圧
   力に相当する圧力に制御するフィードバック系（２７）
   を設ける一方、上記パイロット室（１６）に圧力源（１
   ２）を接続してなることを特徴とする圧力制御回路。