JPS63145802A - 油圧アクチエ−タのクツシヨン制御装置 - 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、シリンダ等の油圧アクチェータの作動ストロ
ークでクッション効果を発揮させる制御装置に関する。

（従来の技術） 従来、シリンダ等の油圧アクチェータのストローク部分
でクッション効果を発揮させる装置としては、例えば第
３図に示すように、シリンダ１等の油圧アクチェータと
ポンプ２との間に流量制御弁３を介在させる装置があっ
た。

このクッション装置は、シリンダ１室内を、摺動自在な
ビス１〜ン４でボトム側室５とロッド側室６に区画し、
ロッド側室６を通路７を介して切換弁８に接続し、ボｌ
−ム側室５を通路９を介して切換弁８に接続すると共に
、この通路９に流量制御弁３を介在させ、該流量制御弁
３によりポンプ２から流出する作動油を制御することに
より、ピストン４にクッション作用を働かせるものであ
る。

そして、この流量制御弁３は、比例ソレノイドに励磁電
流を流すことによりその間麿が決定され弁を駆動し、上
記励磁電流としての電気信号を得る回路として、第３図
に示す制御回路△があった。

この制御回路へは、シリンダ１のクッションストローク
開始位置ＸＯと、実際の作動ストローク位置Ｘとを比較
する比較器ＣＰを設（プ、この比較器ＣＰにより、実際
の作動位置がクッションストローク開始位置に達してい
ないＸ＞ＸＯでτ−〇の信号をタイマー回路ＴＣに入力
し、クッションストローク位置に達したＸ≦ＸＯでτ−
１の信号をタイマー回路ＴＣに入力する。

そして、上記タイマー回路ＴＣでは、上記τ−１の信号
が入力しているときに、所定の時刻毎のタイム信号Ｔを
出力するとともに、そのタイム信号Ｔを目標開度設定回
路ＯＣに入力する。

この目標開度設定回路ＯＣは、クッション行程に入った
時刻＜Ｔ＝Ｏ）から、あらかじめ設定された目標開度曲
線に沿って、当該時刻Ｔ毎に、流用制御弁３の目標開度
信号ａを求めて、これを出ノフする。

そして、上記目標開度信号ａは、目標変位設定回路ＤＣ
に入力されるとともに、この目標変位設定回路ＤＣで、
流量制御弁３の絞り開口面積に相当する目標変位信号■
を演算する。目標変位信号ｙは、増巾器１０を介して電
気信号として流量制御弁に入力され、弁を駆動して作動
油を制御し、ピストンのクッション効果を得る〈公間特
許公報昭６１−８２００７参照）。

（発明が解決しようとする問題点） 上記のような制御回路は、シリンダの作動速度変化に関
係なく、クッションストローク開始後は所定時間内での
時刻毎のシリンダ排出側流路におりる流量制御弁の絞り
開口面積を、順次減少するように構成されたものである
ので、シリンダ速度が一定なときに好適なりッション制
御を行うことができる。

しかしながら、シリンダ等のアクチェータの作動速度が
変化するようなときには、次のような問題点があった。

例えば、シリンダの作動速度が極端に早い場合には、シ
リンダ速度に流量制御弁の絞り制御が対応できず、絞り
制御が終了する前、即ち絞り開口面積の大きい状態でク
ッション作動が終了し、スミ−ローフ端での衝撃が大き
くなってしまう不具合があった。

まな、これに対処するため、ストローク開始位置を調整
できるようにすることも考えられるが、調整のための装
置を必要とするばかりが、仮に調整装置を８９けたとし
ても、作動変化が頻繁に生ずるような使用には、その都
度調整する必要が生じ不向きであった。

本発明は、上記実情を鑑みてなされたもので、油圧シリ
ンダ等のアクヂ■−夕の作動速度の変化に対応して流量
制御弁の絞り間口面積を制御することができる油圧アク
チェータのクッション制御装置を提供することを目的と
する。

（問題点を解決するための手段） 上記目的を達成するため本発明は、油圧アクチェータと
、該油圧アクチェータのクッション制御を行なうため電
気的信号により駆動される流量制御弁と、該流用制御弁
を駆動する制御回路から成るクッション制御装置におい
て、前記制御回路は、油圧アクチェータの作動速度を求
める作動速度演算回路と、該作動速度により、所定時刻
毎にクッションストローク開始位置を設定するクッショ
ンストローク開始位置設定回路ど、油圧アクチェータの
作動トスローフ位置が前記クッションストローク開始位
置に達したことを判定する比較器と、前記比較器の信号
を受けて、所定時刻毎に流量制御弁の絞り開口面積に相
当する出力信号を出力する出力信号演算回路から成るこ
とを特徴としている。

（作用） 本発明は上記のように、作動速度変化に対応してクッシ
ョン開始位置を求めるように構成したので、流量制御弁
の絞り制御が終了する前にクッション作動が終了するこ
とがなく、作動速度の変化に対応するクッション制御を
行なう。

（実施例） 第１図は、本発明の実施例を示すものであるが、負荷Ｗ
を昇隣させるシリンダ１室内を、摺動自在なピストン４
でボ１ヘム側室５とロッド側室６に区画し、ロッド側室
６を通路７を介して切換弁８に接続し、ボトム側室５を
通路９を介して切換弁８に接続すると共に、この通路９
に流量制御弁３を介在させ、前記切換弁８にポンプ２が
接続されている。

流量制御弁３を駆動する制御回路は次のように構成され
る。

シリンダ１に位置検出センサー１１を設置し、位置信号
発生器１２により、シリンダ１のストロークの変化位置
（Ｌ　）を出力し、この位置信号発生器１２の出力は作
動速度演算回路１３に入力される。作動速度演算回路１
３では、ストロークの変化位置（Ｌ）とタイマーからの
時間Ｔから作動速度（Ｖ）を演算し、その出力をクッシ
ョンストローク開始位置設定回路１４に入力する。クッ
ションストローク開始位置設定回路１４では、作動速度
Ｖに対して所定時間（１）毎に、クッション制御するに
必要なりッションストロークをもつクッションストロー
ク開始位置（ＬＯ）を設定する。

このクッションス１−〇−り開始位置（ＬＯ）と前記位
置信号発生器１２で求めたストローク変化位置（Ｌ）を
比較器ＣＰに入力し、ストローク変化位置（Ｌ）がクッ
ションストローク開始位置くＬＯ）に達することを判定
し、これに応じた信号を出力する。

比較器ＣＰの出力があると、出力信号演算回路１５によ
り所定時間（１）に対する時刻毎の絞り開口面積に相当
する出力信号（ＫＣ）を出力し、この出力信号は増幅器
１０を介して流量制御弁３に入力され、クッション制御
する。出力信号演算回路１５では、従来例で説明した目
標開度設定回路ＯＣおよび目標変位設定回路ＤＣと同じ
動作を行なうものでおるので、その詳細な説明は省略す
る。

尚、前）ボした目標開度設定回路ＯＣにおける目標開面
曲線は＋１’：意に設定できるので、クッション行程の
時間及びクッションの効き具合（減速率）を自由に選定
できる。

また出力信号（ＫＯ＞に、シリンダの初速、圧力、油温
等に応じた補正を加えれば、更に繊細な制御を行なうこ
とができる。

次に流量制御弁３の構造について第２図を参照して説明
する。

流量制御弁３は、その本体に第１ボート１６、第２ボー
ト１７、第３ポート１８、第４ボート１つを形成してい
る。

そして、上記第１ボート１６は、通路９を介して、切換
弁８に接続し、第２ポート１７は通路９に接続するとと
もに、第３ポート１８はタンク２０に接続１）でいる。

さらに、第４ポート１９は、パイ［１ツトポンプ２１に
接続している。

このようにした流量制御弁３本体には、本体を貫通する
弁孔２２を形成するとともに、この弁孔２２の一端を閉
塞部材２３でふさぐ一方、他端には、励磁電流に応じて
ブツシュロッド２４ａのストローク量を制御する比例ソ
レノイド２４からなる電気的駆動アクチェータを設けて
いる。

そして、上記弁孔２２には制御スプールＣ８を内装する
とともに、この制御スプールｃｓにはパイロットスプー
ルＰＳを相対移動自在に内装している。

上記制御スプールＯ８は、上記閉塞部材２３側に設けた
ばね受け２５との間にスプリング２６を介在させ、通常
は、このスプリング２，６の作用で、比例ソレノイド２
４に隣接して設けたスペーサ２７の端面に接続させてい
る。

さらに、上記パイロットスプールＰＳは、ばね受け２５
のロッド部２５ａの先端面との間にスプリング２８を介
在させ、通常は、このパイロットスプールＰＳが、上記
スペーサ２７の内径に形成した段部２７ａに接触するよ
うにしている。

そして、上記パイロン１−スプールＰＳの先端、すなわ
ち、上記スプリング２８とは反対端に、比例ソレノイド
２４のブツシュロッド２４８が作用する関係にしている
が、これら両スプールＰＳ及びＯ８の具体的な構成は次
のどおりである。

ずなわら、上記制御スプールＣ８には第１環状凹部２９
を形成するとともに、この第１環状凹部２９側に向って
先細りとなる制御部３０を形成している。

上記のようにした第１環状凹部２９は、図示のノーマル
位置にあるとき、第１ボート１６と第２ボート１７とを
連通させ、両ポート１６．１７間の流路をフリーフロー
の状態を維持する。そして、制御スプールＯ８がスプリ
ング２６に抗して移動したとき、両ボート１６．１７間
の流路を徐々に絞るとともに、Ｒ終的には上記制御部３
０でこの流路を絞るようにしている。

また、上記第環状凹部２９以外に、第２環状凹部３１、
第３環状凹部３２を形成するとともに、スペーサ２７側
のパイロット室２３に開放された環状通路３４を形成し
ている。

上記第２環状凹部３１は、制御スプールＯ８の移動位置
に関係なく、常に、第３ポート１８に連通ずるとともに
、この環状凹部３１の底部に形成した孔３５を介して、
制御スプールＣ８の中空部３６に連通ずる関係になって
いる。

また第３環状凹部３２は、同じく制御スプールＯ８の移
動位置に関係なく、常に、第４ボート１９に連通ずるが
、この環状凹部３２の底部に形成した孔３７は、上記パ
イロットスプールＰＳの移動位置に応じて開閉するよう
にしている。つまり、両スプールｃｓ、ｐｓが図示のノ
ーマル位置にあるとき、上記孔３７がパイロットスプー
ルＰＳでふさがれるが、パイロットスプールＰＳがスプ
リング２８に抗して移動すると、この孔３７とパイロッ
トスプールＰＳに形成した環状’ｉｌｌ　３８とが連通
する。

さらに、上記環状通路３４は、制御スプールＣ８に形成
の孔３９を介して、上記環状溝３８に常時連通する関係
になっている。

そして、パイロットスプールＰＳには、連通孔４０を形
成しているが、両スプールｃｓ、ｐｓが図示の位置関係
にある状態から制御スプールＯ８のみが図面左方向に移
動したとき、上記連通孔４０がパイロット室３３側に開
口するようにしている。

しかして、上記比例ソレノイド２４を励磁すると、その
励磁電流に応じてブツシュロッド２４ａがストロークす
るとともに、そのストローク世に応じてパイロットスプ
ールＰＳを、スプリング２８に抗して図面左方向に移動
させる。

このようにパイロットスプールＰＳが移動すると、第３
環状四部３１と環状溝３８とが連通ずるので、パイロッ
トポンプ２１からの油圧は、第４ボート１９→第３環状
凹部３２→孔３７→環状溝３８→孔４０→環状通路３４
を経由して、パイロット室３３に流入し、その圧力が制
御スプールＯ８の端面に作用する。

このパイロット圧が作用すると、制御スプールＯ８がス
プリング２６に抗して図面左方向に移動するとともに、
制御スプールＣ８の孔３７がパイロットスプールＰＳで
ふさがれる位置で停止する。

このようにして制御スプールｃｓが停止した位置に応じ
て、第１ポート１６と第２ポート１７間の流路の開度が
決まるが、それは結局比例ソレノイド２４の励磁電流に
比例して、上記流路の開度が絞られることになる。

すなわち、上記制御スプールＣ８は、パイロットスプー
ルＰＳに追随して移動するとともに、制御１３− 御スプールＣ８がパイロットスプールＰＳに追いついて
、両スプールｃｓ、ｐｓが図示の相対関係を維持したと
きに、この制御スプールＣ８が停止するので、この制御
スプールＣ８の移動量は、パイロットスプールＰＳの移
動量と比例する。そして、このパイロットスプールＰＳ
の移動量は、上記のようにブツシュロッド２４ａのスト
ロークに比例するが、このブツシュロッド２４ａのスト
ロークは、比例ソレノイド２４の励磁電流に比例するの
で、この制御スプールＣ８の移動量は、比例ソレノイド
２４の励磁電流に比例することになる。

いま、比例ソレノイド２４を非励磁の状態にして、切換
弁８を図面左側位置に切換えると、ポンプの吐出油は、
通路９→第１ポ一ト１６→第１環状四部２９→第２ポー
ト１７を経由して、ボトム側室５に供給されるとともに
、ロッド側室６の油が通路７を経由してタンク２０に戻
るので、負荷Ｗが上昇する。

また、切換弁８を図面右側位置に切換えると、ポンプ２
からの圧油がロッド側室６に供給されるとともに、ボト
ム側室５の作動油が、通路９→第２ボート１７−→第１
環状凹部２９→第１ポート１６→通路９→切換弁８を経
由してタンク２ｏに戻り、上記負荷Ｗを下降させる。

そして、ピストン１がストロークエンド部分に達した時
点で、第１ポート１６と第２ボート１７とを連通ずる流
路の開度を絞れば、換言すれば、制御部３０で上記流路
の間口面積を小さくすれば、クッション効果を１ｑるこ
とかできる。

尚、上記実施例においては、流量制御弁３を作動させる
のに、比例ソレノイド２４を用いたが、これに限定する
ものでなく、制御回路から出力される電気信号に応じて
駆動する電気的アクチェータであればサーボモータ等で
もよい。また、本クッション制御装置は、油圧アクチェ
ータの供給流れまたは排出流れのいずれの流れに対して
構成してもよい。

（発明の効果） 本発明は上）ボしたように、油圧アクチェータの作動速
度を求め、この作動速度変化に対応してクッション制御
時間におけるクッションストローク開始位置を求め、流
量制御弁の絞り開口面積を制御するように構成したので
、絞り開口面積の大きい状態でクッション作動が終了す
ることがなく、作動速度が速くなっても、ストローク端
での衝撃が大きくなることがないという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す回路図、第２図は、本発
明の流量制御弁の断面図、第３図は従来のクッション制
御装置の回路図である。 １・・・・・・シリンダ　　　２・・・・・・ポンプ３
・・・・・・流量制御弁　１１・・・・・・位置検出セ
ンサー１２・・・・・・位置信号発生器 １３・・・・・・作動速度演算回路 １４・・・・・・クッションストローク開始位置設定回
路１５・・・・・・出力信号演算回路 ＣＰ・・・・・・比較器 昭和６１年１２月５日

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 油圧アクチェータと、該油圧アクチェータのクッシヨン
   制御を行なうため電気的信号により駆動される流量制御
   弁と、該流量制御弁を駆動する制御回路から成るクッシ
   ョン制御装置において、前記制御回路は、油圧アクチエ
   ータの作動速度を求める作動速度演算回路と、該作動速
   度により、所定時刻毎にクッションストローク開始位置
   を設定するクッションストローク開始位置設定回路と、
   油圧アクチェータの作動トスローク位置が前記クッショ
   ンストローク開始位置に達したことを判定する比較器と
   、前記比較器の信号を受けて、所定時刻毎に流量制御弁
   の絞り開口面積に相当する出力信号を出力する出力信号
   演算回路から成る油圧アクチエータのクッション制御装
   置。