JPS62270803A - 油圧回路の制御方法 - 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】 ３、発明の詳細な説明 〔産業上の利用分野〕 本発明は比例電磁式圧力流量制御形可変ポンプ（以下、
比例ポンプと略記する）によって油圧アクチュエータを
制御する油圧回路に関する。

〔従来の技術〕

一般に、油圧ポンプにより油圧シリンダ等の各種アクチ
ュエータを駆動するとともに、所定の制御手段によって
圧力、速度等のアクチュエータの出力を制御する油圧回
路は広く用いられている。

最も一般的な油圧回路は第６図に示す固定吐出量形ポン
プ（６１〕を用いたらのであり、油圧アクチュエータ（
６２）の速度及び圧力の制御は回路に接続した流ｍ調整
弁（６３）及び圧力調整弁（６４）によって行う。

しかし、この油圧回路（６０）は負荷圧力或は圧油の流
量が一定の場合にはよいが射出成形機に搭載した射出シ
リンダや型開閉シリンダのように負荷圧力変動或は流量
変動の大きい場合には低圧領域及び低速領域において、
エネルギー損失が大きくなる欠点があり、省エネルギー
の観点から好ましくない。

これを解決するため可変吐出ｍ形ポンプを用いて、油圧
アクチュエータが必要としている圧力及び流量を直接制
御できる油圧回路も実用化されている。

第７図は可変吐出量形ポンプ（７１〕を用いた油圧回路
の一例を示す。同図に示す油圧回路（７０）はコントロ
ーラ（７２）からの指令信号によって比例流量弁（７３
）、比例圧力弁（７４）が制御され、これにより流量及
び圧力が設定される。そして、設定された流量及び圧力
に対し可変吐出量形ポンプ（７１〕からの吐出ｍ、吐出
圧が大のときは吐出量制御弁（７５）、吐出圧制御弁（
７６）の作用によってポンプ（７１〕の吐出量を減少さ
せ、他方吐出量、吐出圧が小のときは３弁（７５）、（
７６）の作用によってポンプ（７１〕の吐出量を増加さ
せ、これにより油圧アクチュエータ（７７）の出力を可
変制御し、無駄なエネルギーの損失防止を図っている。

しかし、この油圧回路（７０）は次のような間頂点があ
る。

まず、コントローラ（７２）からは比例流量弁（７３）
を制御する弁開度指令信号と、比例圧力弁（７４）を制
御する圧力設定指令信号の三信号を出力しているため、
制御方法を含むシステム全体の構成が複雑となる。さら
にまた、この油圧回路（７ｏ）において流量又は圧力を
変更する場合にはコントローラ（７２）から吐出量制御
弁（７５）又は吐出圧制御弁（７６）に供給する指令信
号を変更し、この後にポンプ斜板が変更する。つまりポ
ンプ斜板は、いわば受動的に変更されてポンプ吐出量、
吐出圧が制御される。このため制御系の応答性が著しく
悪くなり、成形品質に直接悪影響を与える等の弊害を招
く。

一方、第８図に示すように、コントローラ（８３）から
の指令信号によって直接かつ能動的に斜板角度を可変し
、吐出流量、吐出圧力を制御できる比例ポンプ（８１〕
が実用化され、かかる比例ポンプ（８１〕を利用すると
ともに、比例流量弁、比例圧力弁を全く使用することな
しに応答性を改善した油圧回路（８−０）も既に本出願
人は提案している（特願昭６１−５１８４７号）。

同回路（８０）による圧力制御動作は次のようになる。

まず、圧力設定器（８２）の圧力の設定値に対応した圧
力指令信号がコントローラ（８３）より与えられ、この
設定値と、圧力センサ（８４）から検出される吐出圧力
の検出値を比較し、この偏差に基づいて制御弁（８５）
を作動させる。さらに制御弁（８５）は斜板のバランス
をとっている一方の操作ピストン（８６）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
当該一方の操作ピストン（８６）と他方のスプリング（
８７）及びバイアスピストン（８８）によってバランス
し、このバランスを変更することによって斜板角度を可
変する。このスプリング（８７）は立ち上がり特性を確
保するため斜板を最大に傾転するように付勢している。

また、流量制御動作は次のようになる。まず流量設定器
（８９）の設定値に対応した斜板角度指令信号がコント
ローラ（８３）から与えられ、この設定値と斜板角度セ
ンサ（９０）から検出された斜板角度の検出値を比較し
、この偏差に基づいて制御弁（８５）を作動させる。さ
らに制御弁（８５）は前記操作ピストン（８６）を駆動
し、設定値と検出値が一致するように制御する。

このように、圧力制御動作及び流量制御動作は斜板の変
位方向前後における押圧力のバランス調整によって行っ
ている。

〔発明が解決しようとする間麗点〕

しかし、かかる油圧回路（８０）は次に述べるように改
善すべき点も残されている。

同回路（８０）において、今、例えば吐出圧又は吐出量
を零にする指令信号がコントローラ（８３）から出力さ
れた場合を想定する。

この場合、制御弁（８５）は第８図の状態となり、ポン
プ本体（９１〕の吐出圧によって操作ピストン（８６）
はスプリング（８７）の付勢力に抗して前進し、斜板を
起立させることによって吐出量を零にする。この際必要
となるポンプ本体（９１〕の吐出圧がこの比例ポンプ（
８１〕のもつ制御可能な最低吐出圧力であり、もし、ア
クチュエータ（９２）の負荷圧がこの最低吐出圧力より
も小さい場合には当該制御時において圧油は操作ピスト
ン（８６）へ流れずにアクチュエータ（９２）へ供給さ
れてしまう。この結果、斜板はスプリング（８７）の付
勢力によって最大傾転し、吐出量最大となってアクチュ
エータ（９２）が２走してしまう。

つまり、比例ポンプ（８１〕を用いた油圧回路（８ｏ）
ではポンプ（８１〕の最低吐出圧力よりも負荷圧の小さ
いアクチュエータ（９２）の流量制＠（速度制御）がで
きない問題があった。このため、例えば制御量の異なる
複数のアクチュエータを制御する場合において、小さい
負荷圧の′アクチュエータを含む場合には別途他の油圧
ポンプを使用せざるを得ず、コストアップ、或は大型化
等の不具合を招いていた。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は上述した従来技術に存在する問題点を解決した
油圧回路の提供を目的とするもので、以下に示す油圧回
路によって達成される。

即ち、本発明に係る油圧回路（１〕（第１図）は吐出圧
または吐出量に関する設定値と検出値の偏差に基づき斜
板角度を可変する内部アクチュエータ（４）に接続した
制御弁（５）を制御して当該吐出圧または吐出量を可変
する比例ポンプ（比例電磁式圧力流ｍ制御形可変ポンプ
）（２）と、この比例ポンプ（２）に接続する被制御ア
クチュエータ（３）を備えたものにおいて、該比例ポン
プ（２）の最低吐出圧力以上の油圧が付加されたときの
み被制御アクチュエータ（３）を作動状態にする、例え
ば油路（６）に接続したシーケンスバルブ（７）又はチ
ェックバルブ（８）等の低圧時作動停止手段（９）を設
けたことを特徴としている。

〔作　　用〕

次に、本発明の作用について説明する。

本発明に係る油圧回路（１〕は低圧時作動停止手段（９
）によってアクチュエータ（３）に付加される油圧がポ
ンプ（２）の最低吐出圧力以上になったときのみアクチ
ュエータ（３）を作動状態にし、最低吐出圧力未満のと
きはアクチュエータ（３）を非作動状態にする。例えば
シーケンスバルブ（７）を用いた場合には油圧が最低吐
出圧力未満で油路（６）を閉じ、最低吐出圧力以上で油
路（６）を開くように作用する。

〔実　施　例〕

以下には本発明に係る好適な実施例を図面に基づき詳細
に説明する。

第１図は本発明の第１実施例に係る油圧回路の油圧回路
図である。

まず、同図に示す油圧回路（１〕の構成について説明す
る。（２）は比例ポンプであり、ポンプ本体（１１〕を
内臓する。ポンプ本体（１１〕は斜板角度によってその
吐出圧及び吐出量が可変せしめられ、この斜板は一方の
操作ピストン（１２）と他方のスプリング（１３）及び
バイアスピスト、ン（１４）の押圧力がバランスした位
置で停止し、操作ピストン（１２）に圧油を供給した場
合にはポンプ本体（１１〕の吐出量が減少する方向へ斜
板が変位する。また、ポンプ本体（１１〕の吐出側から
分岐して制御弁（５）を接続し、この制御弁（５）はさ
らに安全弁（１６）を介して前記操作ピストン（１２）
に接続する。なお、（１７）はポンプ本体（１１〕の吐
出圧を検出する圧力センサ、（１８）は斜板角度を検出
するポテンショメータ、（１９）はポンプ本体（１１〕
を駆動するモータ、（２０）はポンプ本体（１１〕の吸
込側に接続したタンクである。一方、比例ポンプ（２）
には流量設定器（２１〕・・・、圧力設定器（２２）・
・・を備えるコントローラ（２３）を接続する。これに
より圧力設定器（２２）の設定値に対応する圧力指令信
号と前記圧力センナ（１７）からの検出信号は比較演算
部を介してアンプ（２４）に供給されるとともに、流量
設定器（２１〕の設定値に対応する流↑指令信号と前記
ポテンショメータ（１８）からの検出信号は比較演算部
を介してアンプ（２４）に供給される。そして、アンプ
（２４）から出力する制御信号は前記制御弁（５）に供
給される。

また、ポンプ本体（１１〕の吐出側、つまり、比例ボン
ブ（２）の吐出側は本発明に従って低圧詩作動停止手段
（９）を構成するシーケンスバルブ（７）に接続し、さ
らに４ポート方向切換弁（２５）を介して複動形油圧シ
リンダ（２６）に接続する。（６）は各部を接続する油
路である。シーケンスバルブ（７）は比例ポンプ（２）
の最低吐出圧力よりも若干大きいクラブキング圧を設定
してあり、例えば最低吐出圧力が５　ｋｇ／ａｍ’程度
の場合にはクラブキング圧を６　ｋｇ／ｃｍ２程度に設
定できる。

よって、上記回路（１〕において油圧シリンダ（２６）
の負荷圧が小さい場合にも次のように機能する。

今、コントローラ（２３）から吐出回答の信号が出力す
ると、ポンプ（２）の吐出圧は最低吐出圧力となり、シ
ーケンスバルブ（７）は閉じる。この結果シーケンスバ
ルブ（７）と比例ポンプ（２）の間の油路（６）の圧力
が上昇し、圧油は制御弁（５）を介して操作ピーストン
（１２）に流入する。この結果斜板はスプリング（１３
）の付勢力に抗して起立し、比例ポンプ（２）の吐出量
をほとんど零にする（なお、斜板を起立さけるための僅
かの吐出量、それにリーク吐出量は存在する）。

次いで、例えば油圧シリンダ（２６）の速度制御を行う
場合には所定の大きさの斜板角度指令信号がコントロー
ラ（２３）から出力し、同時に方向切換弁（２５）も流
通状態に切り換わる（例えば図中左側）。一方、ポテン
ショメータ（１８）の検出信号と指令信号に偏差が生じ
、これにより、斜板を所定角度に設定するように制御弁
（５）を図中左側へ切り換える。

よって、スプリング（１３）の付勢力で斜板は変位し、
同時に操作ピストン（１２）の油はタンクに戻され、制
御すべき所定の角度に設定される。そして、シーケンス
バルブ（７）はクラブキング圧以上になると開通し、油
圧シリンダ（２６）は右方へ定速移動する。

次に、本発明の他の実施例について説明する。

第２図〜第５図はそれぞれ本発明の第２実施例〜第５実
施例に係る油圧回路の油圧回路図を示す。

なお、各図において第１図と同一部分には同一符号を付
しである。

第２実施例（第２図）は方向切換弁（２５）と油圧シリ
ンダ（２６）間のメータイン側の油路（６）にシーケン
スバルブ（７）とチェックバルブ（３０）を並列させた
ものを介装した場合、第３実施例（第３図）は方向切換
弁（２５）と比例ポンプ（２）間の油路（６）にチェッ
クバルブ（８）を介装した場合、第４実施例（第４図）
は方向切換弁（２５）と油圧シリンダ（２６）間のメー
タイン側の油路（６）にパイロットチェックバルブ（３
１〕を介装しパイロット圧をメータアウト側から取った
場合、第５実施例（第５図）は方向切換弁（２５）と油
圧シリンダ（２６）間のメータアウト側の油路（６）に
パイロットチェックバルブ（３１〕を介装した場合をそ
れぞれ示す。なお、第２実施例、第４実施例、第５実施
例はいずれもシリンダ（２６）のロッド前進時のみ流量
制御でき、後退時には暴走してしまう。

しかし、射出成形機における突出しシリンダの−ように
前進時の速度制御のみを必要とするアクチュエータの場
合には有効である。この場合、アンロード時は方向切換
弁（２５）を中立位置にし、吐出回路を閉じて操作ピス
トン（１２）の圧力を保持すればよい。また、第５実施
例の場合においてパイロットチェックバルブ（３１〕の
クラブキング圧は最低吐出圧力とシリンダ（２６）の前
後油室の受圧面積の比率によって決定される。

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

例えば低圧詩作動停止手段（９）は圧力弁を例示したが
、その他、コントローラからの制御信号を利用して開閉
弁を作動する手段、或はアクチュエータ自身に一定の負
荷を加える手睦等同−効果を奏する任意の手段を含む概
念である。また、アクチュエータは複数制御する場合に
おいて、その一部に適用することも勿論できる。その他
網部の構成、配列、数量等において、本発明の精神を逸
脱しない範囲において任意に実施できる。

〔発明の効果〕

このように、本発明は比例ポンプを利用した油圧回路に
おいて、低圧詩作動停止手段を設けたため、比例ポンプ
のもつ利点を最大限に発揮しつつ、従来制御できなかっ
た低負荷アクチュエータの速度制御を行え、結局負荷の
大きさに左右されずにあらゆるアクチュエータを制御で
き、その用途を拡大できる。

したがって、射出成形機のように低負荷定速度、高負荷
定圧力等の様々な条件下でシーケンス的に作動する複数
のアクチュエータを備えるものでも一台の比例ポンプで
容易に制御でき、コストダウン、小型化に資することが
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第５図 二本発明の第１実施例〜第５実施例に係る油圧回路をそ
れぞれ示す油圧回路図、第６図〜第８図 ：従来例に係る油圧回路の油圧回路図。 尚図面中、 （１〕：油圧回路　　　　　　（２）：比例ポンプ（３
）：被制御アクチュエータ （４）：内部アクチュエータ （５）：制御弁　　　　　　（６）：油路（７）ニジ−
ケンスバルブ　（８）：チェックバルブ（９）：低圧時
性動停止手段 第１図 第６図 第７図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 〔１〕吐出圧または吐出量に関する設定値と検出値の偏
   差に基づいて、斜板角度を可変する内部アクチュエータ
   に接続した制御弁を制御して前記吐出圧または吐出量を
   可変する比例電磁式圧力流量制御形可変ポンプと、この
   可変ポンプに接続する被制御アクチュエータを備えた油
   圧回路において、前記可変ポンプの最低吐出圧力以上の
   油圧が付加されたときのみ被制御アクチュエータを作動
   状態にする低圧時作動停止手段を設けたことを特徴とす
   る油圧回路。 〔２〕低圧時作動停止手段は前記可変ポンプの最低吐出
   圧力以上のときのみ油路を開通する圧力弁であることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項記載の油圧回路。 〔３〕油路は被制御アクチュエータに接続する油の供給
   路又は戻り路であることを特徴とする特許請求の範囲第
   ２項記載の油圧回路。 〔４〕圧力弁はチェックバルブであることを特徴とする
   特許請求の範囲第２項記載の油圧回路。〔５〕圧力弁は
   シーケンスバルブであることを特徴とする特許請求の範
   囲第２項記載の油圧回路。