JPS63318302A - 油圧アクチュエ−タの制御方法 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、建設機械や産業機械に用いられるシリンダや
モータ等の油圧アクチュエータを圧力補償付流量制御弁
を用いて制御する方法に関する。

〔従来の技術〕

第４図に示すように、油圧アクチュエータ１のメータイ
ン側１ａに圧力補償付流量制御弁２を介して油圧源３を
接続し、メータアウト側１ｂをタンク４に接続したり、
第５図に示すように、メータアウト側１ｂに圧力補償付
流量制御弁２を設けたりして、圧力補償付流量制御弁２
を切換えて流量を制御することで油圧アクチュエータ１
を１ｆＩＪ御するようにしたものが知られている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

前者の方法であると、外力Ｗが作用している方向に油圧
アクチュエータ１を作動する場合には、メータアウト側
１ｂにオリフィス５又はカウンタバランス弁を設けなけ
れば速度を精度良く制御することが困難であり、高価と
なると共に、滑らかな速度制御や真空発生防止が困難と
なる。

後者の方法、であると、油圧源３の圧力が高い場合にメ
ータアウト側１ｂの圧力が異常に高くなり、管路破損防
止のために異常圧防止弁６が設（すである場合にはメー
タアウト側１ｂの圧油がその異常圧防止弁６より直接タ
ンク４に流出するので、圧力補償付流量制御弁２を切換
えても速度制御できない。これを防止するためにはメー
タイン側１ａに可変オリフィス７を設けて負荷Ｗに応じ
て可変オリフィス７を制御する必要があり、その回路が
非常に複雑で高価となると共に、制御が面倒となる。

また、第６図に示すように油圧アクチュエータ１がモー
タであり、油圧源３の圧力が高い時には外力によりトル
クが作用している方向ａに出力軸１ａを回転して減速す
る場合、メータイン側１ａとメータアウト側１ｂとに高
圧が同時に発生することになる。このようにメータイン
側１ａとメータアウト側１ｂとに高圧が同時に作用する
とモータの内部ベアリング等回転部分の寿命が短かくな
るので、前述と同様にメータイン側１ａに可変オリフィ
ス７を設けて前述と同様に制御する必要があり、その回
路が非常に複雑で高価となると共に、制御が面倒となる
。

以上の説明において、油圧源３の圧力が高い場合とは、
例えば第７図に示すように１つの油圧Ｒ３で負荷圧の異
なる複数の油圧アクチュエータ１を制御する時に、その
油圧源３の圧力は制御しようとする油圧アクチュエータ
１のうち最も高い負荷圧よりも高くする必要があるので
、油圧源３の圧力が高くなる。

そこで、本発明は前述の問題点を全て解決した実用的な
油圧アクチュエータの制御方法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及び作用〕油圧アクチュ
エータのメータイン側とメータアウト側に圧力補償付流
量制御弁をそれぞれ設けると共に、この各圧力補償付流
量制御弁を作動条件に応じて制御することで流量を制御
するようにしたものであり、これにより、負荷の方向や
大きさが一定でない場合でも各圧力補償付流量制御弁の
出力流量を制御することで速度を精度良く制御できると
共に、可変絞りやオリフィス、カウンタバランス弁、異
常圧防止弁を用いる必要がなくて制御が容易となる。

〔実　施　例〕

第１図に示すように、油圧源１０の吐出路１０ａを第１
、第２圧力補償付流量制御弁１１゜１２を介して油圧ア
クチュエータ１３の第１、第２室１３１．１３２に接続
し、この第１、第２室１３１，１３２を第３、第４圧力
補償付流量制御弁１４．１５を介してタンク１６に接続
する。

そして、第１制御信号発生装置１７で第１、第３圧力補
償付流量制御弁１１．１４に制御信号を出力し、第２制
御信号発生装置１８で第２、第４圧力補償付流量制御弁
１２．１５に制御信号を出力する。

なお、圧力補償付流量制御弁は従来公知のものであり、
電気、電気−油圧、機械式、油圧式等の外部制御信号に
比例した流量を流通するものであると共に、制御信号発
生装置としては圧力比例制御弁、電磁比例圧力制御弁、
比例ソレノイド等であり、制御信号としてはパイロット
圧力、パイロット圧力又は電気、電気又は推力である。

次に制御方法を説明する。

第４図及び第５図に示す従来と同様に負荷と同一方向に
移動する場合には、第２制御信号発生装置１８より第２
、第４圧力補償付流量制御弁１２．１５に制御信号を出
力して油圧源１０よりの圧油を第１室１３１に供給し、
かつ第２室１３２内の圧油をタンク１６に流出する。

この時、メータイン側となる第２圧力補償付流量制御弁
１２の制御流量Ｑ、と、メータアウト側となる第４圧力
補償付流量制御弁１５の制御流ｍ　Ｑ　２の比を、油圧
アクチュエータ１３の第１室１３．と第２室１３□の断
面積Ｂ／Ａ比と同じかより大きくすることで、第２室１
３２よりタンク１６に流出する流量を制御して速度を制
御でき、メータアウト側にオリフィスやカウンタバラン
ス弁を設ける必要がないと共に、油圧源１０の圧力が高
くてもメータアウト側である第２室１３２側の圧力が高
くなることを防止でき、異常圧防止弁を設けたり、可変
を設けたり絞りしなくとも良いから速度を精度良く簡ｔ
ｌｔに制御できると共に、第６図に示す従来と同様に油
圧アクチュエータが油圧モータで外力で回転される方向
に回転する場合にメータイン側とメータアウト側の圧力
が高くなることを防、止できる。

また、一つの油圧源で複数の油圧アクチュエータを個々
に単独で動かす場合には、メータアウト側の圧力補償付
流量制御弁でその油圧アクチュエータの速度を制御し、
メータイン側の圧力補償付流量制御弁は油圧アクチュエ
ータ速度に影響を与えないようにすることで、精度良く
速度を制御できる。

同様に、負荷の異なる油圧アクチュエータを同時に動か
す場合には、メータイン側の圧力補償付流量制御弁を制
御することで各油圧アクチュエータへの流量分配を精度
良くできると共に、同時にメータアウト側の圧力補償付
流量制御弁を制御することで各油圧アクチュエータの速
度を精度良く制御できる。

また、油圧アクチュエータが油圧モータの場合にメータ
イン側とメータアウト側の圧力補償付流量制御弁を同一
の制御信号で制御するようにすると共に、メータイン側
の圧力補償付流量制御弁の制御信号に対する流量、つま
り特性Ｖ１とメータアウト側の圧力補償付流量制御弁の
特性Ｖ２を第２図に示すように異ならせて、同一の制御
が人力されても流量Ｑ１．Ｑ２がＱ２≧Ｑ１とすれば負
荷の方向によらず真空の発生もなく、油圧源の圧力が高
くても油圧モータの出入口に高圧が同時にかかることが
少なくなり、従って、パワーショベルの走行用油圧モー
タや旋回用油圧モータの制御回路に用いた時にカウンタ
バラス弁を設ける必要がなくなると共に、制御も簡単で
ある。

また、油圧アクチュエータがシリンダの場合にメータイ
ン側とメータアウト側の圧力補償付流量制御弁を同一の
制御信号で制御すると共に、その制御特性Ｖ１．Ｖ２を
第３図に示すようにして、同一の制御信号の時に づく程負荷がある時とない時の速度の差が少なくなり制
御精度が向上する。但し、Ａはメータイン側の受圧面積
、Ｂはメータアウト側の受圧面積であり、Ａ＞Ｂとなっ
ている。

これと同時に油圧源の圧力に関係なく制御精度は同じで
、かつメータアウト側の圧力が異常高圧となることがな
い。

このように、油圧アクチュエータのメータイン側とメー
タアウト側に圧力補償付流量制御弁をそれぞれ設けると
共に、この各制御特性、つまり制御信号に対する制御流
量の関係を予じめ設定することにより、同一の制御信号
でメータイン側とメータアウト側の圧力補償付流量制御
弁の流量を設定した関係となるように制御でき、制御が
簡単となると共に、制御装置を簡単としてコスト低減で
きると共に、メータイン側とメータアウト側の圧力補償
付流量制御弁の制御流量に僅かに差を設定することで、
油圧アクチュエータにかかる負荷の方向によらず精度の
良い流量制御ができる制御方法となる。

また、制御信号に対する流量を同一として制御信号の比
率を予じめ設定するようにしても良いし、負荷などの作
動条件に応じて制御信号の比率を変えても良い。

〔発明の効果〕

負荷の方向や大きさが一定でない場合でも各圧力補償付
流量制御弁の出力流量を制御することで速度を精度良く
制御できると共に、可変絞りやオリフィス、カウンタバ
ランス弁、異常圧防止弁を用いる必要がなくて制御が容
易となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る制御方法を実施する装置の一例を
示す説明図、第２図と第３図は制御信号と出力流量の関
係を示す図表、第４図、第５図、第６図、第７図は従来
例の不具合説明図である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. １．油圧アクチュエータのメータイン側とメータアウト
   側に圧力補償付流量制御弁をそれぞれ設けると共に、こ
   の各圧力補償付流量制御弁を作動条件に応じて制御する
   ことで流量を制御するようにしたことを特徴とする油圧
   アクチュエータの制御方法。
2. ２．メータイン側の圧力補償付流量制御弁は常に制御信
   号に応じた出力流量を油圧アクチュエータに流し、メー
   タアウト側の圧力補償付流量制御弁は外力等で油圧アク
   チュエータが動かされる時にのみ制御信号に応じた出力
   流量を流すように制御することを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の油圧アクチュエータの制御方法。
3. ３．メータアウト側の圧力補償付流量制御弁は常に制御
   信号に応じた出力流量を油圧アクチュエータよりタンク
   に流し、メータイン側の圧力補償付流量制御弁は制御信
   号に応じて可変絞りと同様に制御することを特徴とする
   特許請求の範囲第１項記載の油圧アクチュエータの制御
   方法