499549 A7 B7 五、發明說明（1) 〔發明之技術領域〕 本發明是有關利用柱塞等的往復泵之液體加壓裝置， 尤其是關於從泵吐出之高壓液體的壓力控制者。 〔技術背景〕 以伺Μ馬達等作爲驅動源之電動方式往復柱塞泵所吐 出高壓液體之吐出壓力的控制，一般是藉著控制汽缸內往 復運動之柱塞的傳送速度加以進行。上述高壓液體之壓力 控制的第1方法是將安裝於柱塞泵的壓力感測器所檢測之 有效吐出壓力値反饋取得與目標値之壓力設定値的偏差， 將此一偏差轉換爲速度訊號，藉根據偏差之比例積分控制 (Ρ I D控制）調節伺服馬達的轉速，即柱塞之往復運動 的傳送速度，藉此使有效吐出壓力値收斂至目標値之方法 爲一般所熟知。 _ 又，第二方法是一邊重覆伺服馬達的起動及停止，變 換柱塞往復運動的傳送速度反饋有效吐出壓力値，藉收斂 於壓力設定値之ON—OFF控制進行。 但是，上述之習知壓力控制方法中會有以下的問題。 利用Ρ I D控制進行壓力控制的場合，以Ρ I D控制的性 質敏感地反應外亂，因此會形成劇烈之柱塞往復運動的加 減速。尤其是柱塞之柱塞衝程長度較短，因此即使頻繁地 進行加減速使有效吐出壓力値到達穩定狀態時仍需要時間 的問題。又，容易受到外亂的影響，即使穩定有效吐出壓 力値之後，仍舊容易變動而會有4隹持一定壓力値困難等的 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -4 - (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) II-----訂 i tmmm I I Mml fli «I* I 線- 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 499549 A7 __B7_ 五、發明說明（2 ) 問題。 另一方面，藉ON - OF F控制之壓力控制方法中， 由於繁雜地重覆伺服馬達的起動及停止等柱塞的衝程反轉 ，因此即使壓力値穩定漏仍會有不能保持一定壓力値的問 題。又，藉繁雜之伺服馬達的起動及停止，會相對於皮帶 或滑車等驅動系統產生大的機械負擔，縮短裝置壽命等問 題。 但是，如柱塞泵之往復泵中，高壓液體之吐出壓力於 噴嘴口徑一定時，可藉往復運動之柱塞的傳動速度來決定 。因此，只要可以維持著柱塞的傳動速度，即同樣地可以 保持穩定的吐出壓力値狀態。 〔發明說明〕 本發明係有鑑於上述問題，以穩定之吐出壓力値動作 ，於短時間且精度良好地提供收斂於目標壓力値之液體加 壓裝置爲主要目的者。又，本發明之其他目的是提供可以 穩定之目標壓力値狀態維持吐出壓力之液體加壓裝置。本 發明之另外其他目的爲提供可減少對於裝置之機械上負擔 的液體加壓裝置。本發明再一目的是提供具有良好之反應 性，可以穩定之目標壓力設定値的狀態維持之液體加壓裝 置。本發明之再一其他目的是具有複數噴嘴的場合同樣可 容易進行有效吐出壓力値的控制之液體加壓裝置。 根據本發明之一最佳態樣，具備：利用柱塞的往復運 動使吸入之液體加壓吐出之往復-泵；計測上述高壓液體之 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）-5 - !|! · !1 t i ! I ! (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 499549 A7 ___B7 _ 五、發明說明（3 ) 有效吐出壓力値之壓力計量手段；及，藉上述柱塞之往復 運動之傳動速度的調節，控制收斂於上述壓力計量手段所 計測之有效吐出壓力値爲目標値之壓力設定値的壓力控制 手段，等所成的液體加壓裝置中，其特徵爲： 上述壓力控制手段係移動柱塞使上述有效吐出壓力値 到達預先設定之臨界値，上述有效吐出壓力値到達上述臨 界値後進行有效吐出壓力値之控制以決定最適當之傳動速 度，隨後維持著一定之該等最適當傳動速度。 本發明中，預先設定吐出壓力之臨界値，利用壓力控 制手段，使最初有效吐出壓力値到達該臨界値，於到達後 進行有效吐出壓力値之控制。 其中，預先設定之臨界値是作爲目標値之壓力設定値 附近的値。即，本發明中，使有效吐出壓力値瞬間到達接 近目標値的臨界値爲止之後，在目標値附近進行有效吐出 壓力値之反饋控制可收斂於目標値，因此與習知之P I D 控制或ON — 0 F F控制重覆柱塞之加減速或衝程反轉的 裝置比較，可使吐出壓力値在短時間內到達目標値。 到達臨界値爲止之柱塞移動的傳動速度並未予以特別 限定，但是可提高壓力控制的快速反應特性，可以使吐出 壓力値在更短時間內收斂至目標値，因此是以柱塞之最高 傳動速度爲佳。 此外，臨界値爲目標値附近之壓力値即可，可利用柱 塞傳動速度、衝程長度等的條件加以任意設定。又，除了 下限値之外，可預先設定上限値-以作爲臨界値。此時，緩 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -6 - — — — — — ΙΙΙΙΙΙΙΛ^ in — II— ^illlllll^^^w (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 499549 A7 ___B7_ 五、發明說明（4 ) 緩減速之柱塞到達作爲目標値之壓力設定値仍準備移動時 ，具有在有效吐出壓力値到達作爲目標値之壓力設定値時 ，防止柱塞移動停止的優點。 又，本發明中，利用壓力控制手段，在有效吐出壓力 値到達臨界値之後進行有效吐出壓力値之控制以決定最適 當之傳動速度，隨後維持一定之該等最適當的傳動速度。 如上述，最適當之傳動速度是大致對應目標値之壓力 設定値的柱塞傳動速度，與目標値完全一致，因此可隨後 補正。即，本發明中，往復泵之高壓液體吐出壓力，可利 用噴嘴口徑一致時藉柱塞的傳動速度來決定，以到達臨界 値後之壓力控制使有效吐出壓力收斂至目標値時，或決定 形成目標値附近的壓力値之傳動速度作爲最適當傳動速度 ，維持一定之最適當傳動速度。因此，有效吐出壓力値係 以大致收斂於目標値的狀態保持著一定値，與進行習知之 P I D控制的壓力控制裝置不同，可不須隨外亂而影響柱 塞的加減速，又可不須進行最適當傳動速度的再決定。因 此，可使有效吐出壓力値精度良好且順利地到達目標値、 又，可以使有效吐出壓力値容易維持於目標値，提高其穩 定性。 根據本發明另外之一態樣，上述液體加壓裝置中，其 特徵爲：上述壓力控制手段具有比例要素，上述有效吐出 壓力値到達上述臨界値之後，於最初到達柱塞前進端爲止 的期間，可比例控制有效吐出壓力値。 本發明中，有效吐出壓力修到達臨界値之後·，於最初 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -7- — — — — — — — — — — — ·1111111 ·11111111 (請先閲讀背面之注意事項再填窝本頁) 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 499549 A7 ___B7_ 五、發明說明（5 ) 到達柱塞前進端爲止之間的柱塞壓力控制係以對於外亂反 應小之比例控制進行，因此即使衝程長度較短之柱塞時仍 可以短時間使壓力値收斂至目標値附近。 根據本發明其他之一態樣，上述液體加壓裝置中，其 特徵爲：上述壓力控制手段於上述最適當傳動速度決定後 ，上述柱塞之往復運動轉換時，係根據有效吐出壓力値與 壓力設定値的偏差修正傳動速度者。 * 本發明係於最適當傳動速度決定後，往復運動轉換時 ，根據有效吐出壓力値與壓力設定値的偏差修正，因此最 適當傳動速度即使非完全對應壓力設定値之傳動速度時， 仍可依序收斂傳動速度。即，在目標値附近重覆傳動速度 的修正，可以在更短時間使有效吐出壓力値收斂於目標値 。又，修正前及修正後之傳動速度係維持著一定，因此可 進行穩定的動作，並可減少裝置之機械性負擔。此外，藉 往復運動的轉換使傳動速度變動，即使高壓液體之有效吐 出壓力値變動時，可藉著修正恢復最適當傳動速度，更可 獲得有效吐出壓力之穩態特性。 本發明壓力手段之傳動速度的修正，只要在往復運動 轉換時進行即可，其構成並未特別加以限定。例如，根據 壓力設定値與有效壓力設定値，將預先設定之運算式運算 之修正値於傳動速度上加減乘除修正之外，也可以對偏差 量所固定之修正値在傳動速度上予以加減之構成。 又，修正是除了在一側衝程端的轉換時進形之外，也 可以在各衝程端的轉換時分別進·行。此時，可消除柱塞左 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -8 - — 1!!! _ I! t — — — — — — 《請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 499549 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 A7 B7 五、發明說明（6 ) 行、右行時之機械性偏位所產生的傳動速度之誤差，可維 持良好的穩態特性。 根據本發明其他之一態樣，上述液體加壓裝置中，其 特徵爲：上述壓力控制手段於上述最適當傳動速度決定後 ，上述柱塞之往復運動轉換時，將傳動速度暫時設定爲上 述最適當傳動速度以上之速度者。 、 本發明係藉壓力控制手段，於最適當傳動速度決定後 柱塞之往復運動轉換時，將傳動速度暫時設定爲最適當傳 動速度以上之速度，因此可防止因往復運動轉換時之脈動 所導致之有效吐出壓力値的降低，具良好之衰減性並可維 持其穩定性。如上述設定速度，例如爲獲得更良好之衰減 性，可以設定最大傳動速度。 如以上說明，本發明之液體加壓裝置可以在短時間內 使柱塞泵之有效吐出壓力値收斂至目標之壓力設定値，且 收斂後具有可維持穩定狀態的優點。但是，在噴嘴上安裝 開關閥，頻繁轉換來自噴嘴之高壓液體的噴射及停止時， 會形成大的壓力變動。即，壓力變動除了根據柱塞移動的 場合之外也有利用來自噴嘴之高壓水噴射產生的壓力變動 ，因此上限臨界値必須考慮此而自目標之壓力設定値取得 足夠的寬度加以設定。如上述，柱塞之傳動停止時，會使 壓力設定値與上限臨界値之差距過量，形成大的壓力變動 〇 因此，根據本發明其他之一具體態樣之液體加壓裝置 ，具備利用柱塞的往復運動將吸-入的液體加壓吐出之往復 I! — ！ t _ ! — ！ (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -9 - 499549 A7 _ B7____ 五、發明說明（7 ) (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 泵；計測上述高壓液體的有效吐出壓力値之壓力計量手段 ;噴射上述高壓液體之噴嘴；藉上述柱塞往復運動之傳動 速度的調節，控制使上述壓力計量手段所計測之有效吐出 壓力値收斂至作爲目標値之壓力設定値的壓力控制手段； 及，檢測來自上述噴嘴之上述高壓液體的噴射及噴射停止 之檢測手择，其特徵爲： 上述壓力控制手段藉上述檢測手段檢測噴射停止時， 於上述壓力設定値附近停止柱塞之移動者。 本發明中，利用檢測手段檢測噴射停止的場合，可藉 壓力控制手段使柱塞的移動停止於壓力設定値附近，因此 當來自噴嘴之高壓液體的噴射停止時，不致使有效吐出壓 力値超過必要以上之作爲目標値的壓力設定値，可以將壓 力設定値的過量抑制在最小量而具良好之速反應性。因此 ，不致因來自噴嘴之高壓液體噴射壓力的影響產生壓力變 動，可形成更穩定之吐出壓力値。 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 其中，壓力設定値附近，除了作爲目標値的壓力設定 値之外，並包含設於壓力設定値附近之預定的臨界値。但 是，爲獲得更良好之吐出壓力値的速反應性，以設定與壓 力設定値微小差異爲佳。 本發明之壓力控制手段，於檢測噴射停止時只要在壓 力設定値附近停止柱塞的移動即可，並不特別限定其構成 。例如，壓力控制手段更可以藉檢測手段檢測再噴射時， 以最大傳動速度移動柱塞至壓力設定値爲止，到達後可以 預定之最適當傳動速度任意控制-使柱塞移動者。此時，藉 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -10· 499549 A7 __B7____ 五、發明說明（8 ) 壓力控制手段，獲得最小限之作爲目標値之壓力設定値的 落差。 閲 讀 背 面 之 注 意 事 項 再 填 寫 本 頁 此外，本發明之檢測手段可舉例如安裝於噴嘴之開關 閥的開關檢測之感測器等。 根據本發明之其他之一態樣，上述液體加壓裝置中， 其特徵爲：上述壓力控制手段到達預先設定之上述有效吐 出壓力値的臨界値，到達後進行有效吐出壓力値的控制以 決定最適當之傳動速度，隨後維持一定之該等最適當傳動 速度的同時，以上述檢測手段檢測噴射停止時停止柱塞的 移動，於上述檢測手段檢測再噴射時以上述最適當傳動速 度控制柱塞的移動。 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 本發明是設置預先設定的臨界値，當有效吐出壓力値 到達該等臨界値後決定最適當的傳動速度，可將此運用於 維持一定的液體加壓裝置中。即，本發明除了有效吐出壓 力値可在短時間到達壓力設定値（目標値），隨後維持其 穩定性的優點之外，壓力控制手段藉檢測手段檢測噴射停 止時，當吐出壓力値於臨界値到達後之壓力設定値（目標 値）附近時可停止柱塞的移動。因此，可形成最小之壓力 設定値的超程量形成良好之速反應性，使噴射停止產生的 壓力變動減少，更可以穩定吐出壓力値。 又，壓力控制手段藉檢測手段檢測再噴射時，以最適 當之傳動速度移動柱塞，因此再噴射隨後可以最適當傳動 速度恢復柱塞，以最小限之有效吐出壓力値之壓力設定値 (目標値）的落差減少壓力變動-，可獲得有效吐出壓力値 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） _ 11 - 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 499549 A7 B7___ 五、發明說明（9 ) 的穩定性。 到達臨界値爲止之柱塞移動的傳動速度並未加以限制 ，但是爲了提高壓力控制之速反應性，可以更短時間使有 效吐出壓力値收斂至壓力設定値，因此以柱高之最高傳動 速度爲佳。 此外，臨界値只要是壓力設定値附近的壓力値即可， 爲維持反應性以小的壓力設定値的差爲佳。又，也可以設 定臨界値之上限値與下限値雙方。 最適當傳動速度係大致對應目標値之壓力設定値的柱 塞傳動速度，爲了與壓力設定値完全一致，也可以構成隨 後修正者。 以本發明壓力控制手段於臨界値到達後進行有效吐出 壓力値的控制只要可決定柱塞之最適當傳動速度即可，無 需限定其構成者。如上述之控制可以利用P I D控制，但 是即使少量外亂的影響衝程長度較短之柱塞時，可以使有 效吐出壓力値在短時間內收斂至壓力設定値附近，因此進 行比例控制爲佳。 又，有效吐出壓力値到達臨界値之後，最初到達柱塞 前進端爲止之間，進行上述比例控制構成決定最適當傳動 速度時，更可以提早收斂至壓力設定値。 根據本發明其他之一態樣，液體加壓裝置，具備：藉 柱塞的往復運動加壓上述吸入之液體並予吐出之往復泵； 計測上述高壓液體之有效吐出壓力値的壓力計量手段；噴 射上述高壓液體之複數噴嘴；藉·上述柱塞之往復運動之傳 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 * 297公釐） -12 - --------------------訂---------線 <請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 499549 A7 ____B7__ 五、發明說明（10 ) 動速度的調節，控制收斂於以上述壓力計量手段所計測之 有效吐出壓力値爲目標値之壓力設定値的壓力控制手段； 及，檢測來自各噴嘴之上述高壓液體的噴射及噴射停止之 檢測手段，其特徵爲：上述壓力控制手段係於上述有效吐 出壓力値到達預先設定之臨界値，到達後進行有效吐出壓 力値之控制以決定對應上述複數噴嘴的噴射或噴射停止的 狀態之最適當傳動速度，隨後維持一定之該等最適當傳動 速度的同時，藉上述檢測手檢測上述複數噴嘴的噴射及噴 射停止狀態的變化時，將上述最適當傳動速度轉換爲對應 該等變化後之上述複數噴嘴的噴射及噴射停止狀態之最適 當傳動速度者。 本發明具有複數噴嘴，可運用於各噴嘴噴射高壓液體 之液體加壓裝置者。 噴嘴爲複數時，藉各噴嘴的噴射及噴射停止的組合會 產生不同的壓力變動，因此柱塞的最適當傳動速度也會有 種種不同的狀態，控制上困難，但是本發明利用檢測手段 檢測複數噴嘴之噴射及噴射停止的狀態變化時，可利用壓 力控制手段，將現在最適當速度轉換爲該等變化後之上述 複數噴嘴的噴射及噴射停止狀態的最適當傳動速度，因此 可經常維持因應噴嘴噴射及停止噴射狀態之柱塞的最適當 傳動速度，可防止有效吐出壓力値的壓力變化維持著穩定 狀態者。 本發明之複數噴嘴的噴射及噴射停止的狀態，例如具 有2個噴嘴時，有一側噴射而另-一側爲噴射停止的狀態’ 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格(210 X 297公釐) _ 13: illli^p^ * — I — I — II t (請先Μ讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 499549 A7 ____B7_ 五、發明說明（11 ) 其相反狀態，及雙方同時噴射的狀態等3種。因此，此時 可決定運用於3種分別狀態之柱塞的最適當傳動速度。 又，對應複數噴嘴的噴射及噴射停止狀態的最適當傳 動速度除了預先設定之外，也可以當有效吐出壓力値到達 臨界値後藉進行的控制來決定。此時，可決定因應實際之 噴嘴噴射狀況的最適當傳動速度，具有更提高有效吐出壓 力値控制之穩定性的優點。 〔圖式之簡單說明〕 第1圖爲第1實施例之液體加匯裝置的槪略構成圖。 第2圖爲第1實施例之液體加壓裝置的控制方塊圖。 第3 a圖是表示第1實施例之有效吐出壓力値的變動 之狀態圖。 第3 b圖是表示第1實施例之柱塞傳動速度的變動之 狀態圖。 第4圖是表示第1實施例液體加壓裝置之各衝程端傳 動速度的變動之狀態圖。 第5圖爲第1實施例液體加壓裝置之壓力控制處理的 流程圖。 第‘6僵是表示第1實施例之柱塞傳動速度V及有效吐 出壓力値V的測定結果的說明圖。 第7圖爲第2實施例液體加壓裝置之槪略構成圖。 第8圖爲第2實施例液體加壓裝置之控制方塊圖。 第9圖爲第2實施例液體加-壓裝置之壓力控制處理的 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐) -14 _ * I--— — — — — — — — 1®^--------— — — — — {請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 499549 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 A7 B7 五、發明說明（12 ) 流程圖。 第1 〇 a圖是表示第2實施例之有效吐出壓力値的變 動之狀態圖。 第1 〇 b圖是表示第2實施例之柱塞傳動速度的變動 之狀態圖。 第1 1圖爲第2實施例液體加壓裝置之壓力控制處理 的流程圖。 第1 2 a圖是'表示第3實施例之有效吐出壓力値的變 動之狀態圖。 第1 2 b圖是表示第3實施例之柱塞傳動速度的變動 之狀態圖。 第1 3 a圖是表示習知例之液體加壓裝置的有效吐出 壓力値之壓力變動的說明圖。 第1 3 b圖是表示第3實施例之液體加壓裝置的有效 吐出壓力値之壓力變動的說明圖。 第1 3 c圖係於第3實施例之液體加壓裝置中，顯示 頻繁進行閥的開關時之有效吐出壓力値的壓力變動說明圖 〇 主要元件對照表 1 柱塞泵 3A，3B 左，右泵室 5 A，5 B 柱塞 •7 伺服馬達 - 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）-15- 丨 丨！i _ ! ! 訂---------線· /-%,請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 499549 A7 B7 五、發明說明（13 ) 8 供液部 9 供水泵 11 壓媒槽 13a 15a 17* 2 0 2 1 2 5 ，1 3 b ，1 5 b 噴射部 開關閥 噴嘴 壓力感側器 控制部 止回閥 止回閥 閱 讀 背 面 之 注 意 事 項 再 填 寫 本 頁 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 〔實施發明之最佳形態〕 藉以下實施例更詳細說明本發明如下。第1圖爲第1 實施例之液體加壓裝置的槪略構成圖。該實施例之液體加 壓裝置可運用於高壓液體噴射對材料切斷等用之噴嘴裝置 第1圖爲液壓迴路圖，該液體加壓裝置，主要具備： 供液部8、作爲往復泵之柱塞泵1、作爲壓力控制手段之 控制部2 5、作爲壓力計測手段之壓力感測器2 3及噴射 部1 7。 供液部8係供給柱塞泵1液體之用者，爲壓媒槽1 1 、供水泵9所構成。 壓媒槽1 1的液體係送至柱塞泵1，加壓之後，從噴 射部1 7噴射至外部者。因此，-液體的種類可因應材料切 本紙張尺度適用中國國家標準（C?iS)A4規格（210 X 297公釐）· 16 - 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 499549 A7 ___________ B7 五、發明說明（14) 斷使用的場合或食品於加壓處理使用時而加以適當選擇0 供水泵9係以預定壓力將此液體送至柱塞泵1者，轉 動式泵或往復泵等可連續供給者皆可。此外，也可以不設 置供水泵9，使壓媒槽1 1內的液體自行吸入至柱塞泵1 即可。 柱塞泵1具有伺服馬達7，及利用伺服馬達7驅動之 柱塞5A、5B。兩柱塞5A、5B係以互相相等衝程長 度可逆地連動而一體往復運動，藉此使柱塞泵1的左右泵 室3 A、3 B中，一側爲吸入行程時，另一側進行吐出行 程，即進行推拉動作。即，柱塞5 B是藉著朝圖示箭頭a 方向的移動將液體吸入泵室3 B (吸入行程），相反藉箭 頭B方向的移動將上述吸入行程吸入之液體加壓吐出者（ 吐出行程）。此外，柱塞5A中，箭頭A、B方向的各行 程係與柱塞5 B的場合相反。 其中，第1實施例中，由於係採用柱塞泵1及伺服馬 達7，因此可容易控制。 壓力感測器2 3係計測柱塞1吐出之高壓液體的有效 吐出壓力者，將計測結果作爲電氣信號輸入控制部2 5內 。第1實施例中，壓力感測器係構成壓力計測手段。 柱塞泵1係朝著噴射部1 7吐出高壓液體者，但是高 壓液體的吐出壓力是以柱塞5 A、5 B的吸入行程及吐出 行程之往復運動的傳動速度來決定。並且此一傳動速度是 利用控制伺服機7的轉動速度之控制部2 5，以根據從壓 力感測器輸入控制部2 5的信號·之反饋控制進行。 _ I! t <請先Μ讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格（210 X 297公釐〉 -17 - 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 499549 A7 B7 _ 五、發明說明（15 ) 第2圖係顯示第1實施例之液體加壓裝置的壓力控制 系之控制方塊圖。其中，第2圖中係分別表示C T R L爲 控制部25，SM爲伺服馬達7，PL爲柱塞5A、5B ，PG爲壓力感測器2 3，v爲伺服馬達（SM) 7之速 度指令信號，P s是作爲目標値之壓力設定値，P爲有效 吐出壓力値。 ' 控制部（CTRL) 2 5係輸入來自壓力設定値P s 與壓力感測器（PG) 2 3反饋之有效吐出壓力値P。並 且，根據壓力設定値P s與有效吐出壓力値P之偏差利用 後述的控制方法算出柱塞（PL) 5A、5B的必要速度 ，以作爲速度指令信號v輸出伺服馬達（SM) 7。並且 ，利用控制部2 5控制根據有效吐出壓力値之柱塞5 A、 5 B的傳動速度。並且，伺服馬達7是利用對應速度指令 信號v的轉速轉動。因此，藉控制部2 5控制根據有效吐 出壓力値之柱塞5A、5B的傳動速度。其結果，可進行 高壓液體之吐出壓力的控制。 連接柱塞泵1之流路的供液部8側（上游部）設置止 回閥13a、13b，並於噴射部17側（下游部）設置 止回閥15a、15b。止回閥13a、13b僅容許來 自供液部8對柱塞泵1之液體的流入，止回閥·1 5 a、 1 5 b則僅容許從柱塞泵1對噴射部1 7之液體的流出。 其中皆配置可阻止從下游側對上游側逆流的方向。 來自柱塞泵1之高壓液體係通過止回閥1 5 a、 15b傳送至噴射部17。噴射都1 7爲蓄壓器·1 9及噴 本^張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） ^ i I ! I I t <請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 499549 A7 B7 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 五、發明說明（16 ) 嘴2 1所構成。 蓄 壓器 1 9 係連結於 噴嘴 2 1 ， 可 緩 和 噴嘴2 1 之 高 壓 液 體 的吐出 量 或吐出 壓 力之 瞬 間 變 動 〇 其 次， 針對 上述構 成 之液 體 加 壓 裝 置 的控制部 1 5 之 筒 壓 液 體的 壓 力 控制說 明 如下 〇 第 5 圖 是 表 示第1 實 施 例 之 壓 力 控制 部的 流程圖 〇 又第 3 a 圖 爲 時 間 與有效吐出 壓 力 値 P 之時效 變 動的狀 態 圖， 第 3 b 圖 爲 柱 塞5 A 5 B 之傳 動 速度 V 之時效變 動 的狀 態 rwr 圖 0 首 先， 事 先 決定作 爲 目標 値 之 壓 力 設 定 値P s 與 臨 界 値 α 及 /3輸 入 控 制部2 5 。其 中 臨 界 値 α 是 作爲壓 力 値 的 上 限 値 (P S + α )， 臨 界値 β 是 作 爲 壓 力 値之下 限 値 ( P S 一 β ) 使 用 。此外 也可以 僅 設 定 下 限 値作爲 臨 界 値 〇 或 臨 界値 α 及 /3爲目 標 値之 壓 力 設 定 値 Ρ s的附近 値 贅 第 1 實 施例 中 贅 設定α 爲 5 Μ Ρ a β 爲 2 0 Μ P a 〇 並 且 % 臨 界値 α 及 石不僅 限 於此 也 可 以 根 據 柱塞5 A 5 Β 的 衝程 長 度 ，或壓 力 設定 値 等 條 件任 意 決定。 並 且， 驅 動 伺服馬 達 7使柱 塞 5 A 5 Β往復 運 m 〇 柱 塞 5 A、 5 Β 的傳動 速 度V 是 以 下 式 之 ( 1 )( 2 ) ( 3 ) 式 來決定 〇 V: =V max (P<Ps-泠時) (1) V: =V m a X ( P S + 1 α - Ρ)/( α + β ) (Ps、 β ; P<Ps+ α 時） (2) V： =0 (Ps + α Ρ時） (3) • · tag Mmmmmm 1 »mmf _1 i··· 1 · mmem ·1 ϋ a— {請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 線· 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -19- 499549 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 A7 B7 五、發明說明（17 ) 其中，Vmax爲柱塞5A、5 B的最大傳動速度。 因此，於每一預定時間以壓力感測器2 3檢測有效吐 出壓力値P，調查有效吐出壓力値P是否到達P s — /3 ( 5501) 。並且，有效吐出壓力値P如未到達Ps — /3 時，將柱塞5A、5B傳動速度形成Vmax之速度指令 信號送出至伺服馬達7 (S5 10)。 有效吐出壓力値P-旦到達P s 時，調查柱塞 5A、5B是否位於衝程端（STRK — End)( S503)，如未位於衝程端（STRK - End)時則 送出以（1 )式算出柱塞5A、5 B之傳動速度値的速度 指令信號（S511)。其中，柱塞5A、5B到達最初 衝程端（STRK - End)的期間是藉控制部2 5進行 有效吐出壓力値P的比例控制（P - c t r 1 )( 5502) 。即，有效吐出壓力係於壓力設定値Ps (目 標値）附近進行比例控制，因此可收斂於目標値。 其次，柱塞5A、5 B —旦移動至最初之衝程端時， 檢測柱塞5 A、5 B之方向轉換時的傳動速度，以該等速 度作爲最適當傳動速度V〇，將傳動速度V設定爲V〇 ( S501)。此時，最適當傳動速度V。係形成非常接近對 應目標値之壓力設定値P S的傳動速度値。 一旦決定最適當傳動速度V。後，停止比例控制（STP P-ctrl S505 )，以V〇維持一定之柱塞5A、5B的傳動速 度V。但是，柱塞5A、5 B衝程端之往復運動轉換時’ 將柱塞5A、5 B的傳動速度V-暫時設定爲最大傳動速度 本紙張尺度適國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐) :20- " 丨！丨-·!!_ 訂 ί_- _!線 <請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消費合作社印製 499549 A7 _____B7___ 五、發明說明（18 )
Vmax。此係可防止柱塞5 A、5 B之方向轉換時脈動所 導致有效吐出壓力値P的降低，使具良好之控制系的衰減 性而可提高其穩定性者。 具體而言，於分別之柱塞5A、5 B右行衝程端之方 向轉換時（R-STRKEnd)與左行衝程端之方向轉換時（1^-STRK End )，比較來自壓力感測器2 3之有效吐出壓力値 P及壓力設定値（目標値）Ps取其偏差（Ps — P)( S506、S508)。又，有效吐出壓力値P在壓力設 定値P至壓力設定値P s - 2MP a爲止之範圍外的期間 ，控制傳動速度使傳動速度V形成最大傳動速度Vmax。 並且，有效吐出壓力値P係以壓力感測器2 3檢測自壓力 設定値P s恢復壓力設定値P s — 2MP a的範圍內之後 ，使傳動速度恢復至最適當傳動速度V〇。此外，設定最大 傳動速度之有效吐出壓力値的範圍不僅限於壓力設定値 P s至壓力設定値P s — 2MP a爲止的範圍外，可藉柱 塞5 A、5 B的衝程長度，或壓力設定値等的條件任意決 定。 又，柱塞5 A、5 B左右的衝程端（L-STRK End、· R-STRK End)係將最適當傳動速度V〇之1/1 0 〇的値加 算於傳動速度而變更伺服馬達7的轉速，可修正柱塞5 A 、5B之右行傳動速度與左行傳動速度VR (MDFY V l S507、MDFY VrS509)。 此外，於上述柱塞5A、5B左右各衝程端，分別進 行各傳動速度的修正是爲了消除汸向轉換時柱塞.5 A、 I--— — — — — ΙΙΙΙΛ^-------I ^illlllll^.^w ί請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS〉A4規格(210 X 297公釐) -21 - 499549 A7 B7 五、發明說明（19 ) 5 B之機械性偏位所導致之傳動速度的誤差。 (請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 第4圖是表示柱塞5 A、5B的衝程端之傳動速度的 變化狀態圖。其中，是表示左行衝程端之傳動速度的目 標値，VB是表示右行衝程端之傳動速度的目標値。如第4 圖所示，從方向轉換時僅一定時間使速度V形成最大速度 V m a x，室該等時間經過後其次的方向轉換爲止之間，形 成可修正最適當傳動速度V。之値A。、Ai、B。、Bi。 又，控制部2 5係將傳動速度保持於一定値，但此時 可以使有效吐出壓力値P形成壓力設定値P s +α以上時 ，停止柱塞5Α、5Β。另一方面，壓力設定値Ps — /3 以下，或降低至壓力設定値P s — 2 Θ以下時，再次進行 比例控制決定最適當傳動速度。因此，即使使有效吐出壓 力値P大幅變動時，同樣可立即恢復穩定狀態。 再者，第6圖係表示換算爲噴嘴口徑0 · 2 cm、壓 力設定値P s爲3 0 OMP a進行壓力控制時馬達轉數之 柱塞傳動速度V及有效吐出壓力値P的測定結果。其中， 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 T A是表示進行柱塞高速傳動的期間，T B是表示進行比例 控制的期間，T e是表示進行柱塞之定速傳動的期間。第6 圖所示，根據第1實施例之液體加壓裝置，可提高有效吐 出壓力値的穩定特性。衰減性及穩定性。 其次，針對第2實施例之液體加壓裝置說明如下。第 7圖爲第2實施例之液體加壓裝置的槪略構成圖。 第7圖表示之液體加壓裝置爲供液部8 ;作爲往復泵 之柱塞泵1 ;作爲壓力控制手段·之控制部2 5 ;作爲壓力 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS>A4規格（210 X 297公釐） -22 - 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 499549 A7 B7_ 五、發明說明（20 ) 計測手段之壓力感測器2 3 ;及，噴射部1 7所構成。供 液部8;壓力感測器23及柱塞泵1之構成係與第1實施 例相同而省略其說明。 噴射部17爲蓄壓器19 ;開關閥20 ;及，噴嘴 2 1所構成。其中，蓄壓器1 9 ’噴嘴2 1及止回閥 13a、13b、15a、15b係與第1實施例相同並 省略其說明。 開關閥2 0是控制從噴嘴2 1之高壓液體的噴射及噴 射停止，因此形成在開啓狀態噴射高壓液體，在關閉狀態 停止噴射。該開關閥2 0之開關狀態係作爲信號輸入控制 部2 5。因此，開關閥2 0係構成本發明之檢測手段者。 第8圖是表示第2實施例液體加壓裝置之壓力控制系 的控制方塊圖。其中，b v是表示來自開關閥2 0的ON /OFF信號。控制部（CTRL)係與第1實施例之液 體加壓裝置的控制部相同’控制根據有效吐出壓力値之柱 塞的傳動速度者，但是也可以形成輸入來自開關閥2 0的 信號。其他之構成係與第1實施例相同’以第2圖相同的 符號省略其說明。 其次，針對上述構成之液體加壓裝置的控制部2 5之 高壓液體的壓力控制說明如下。第9圖是表示本實施例之 壓力控制的流程圖。第1 〇 a圖爲時間t與有效吐出壓力 値P的變動狀態圖，第10 b圖是對應第9圖之各步驟而 表示時間t與柱塞5A、5B之傳動速度V的變動。又， 第l〇b圖中，bv是表示開關-閥的Ο N / 0 F F狀態之 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格(210 X 297公釐)~^23 - I--I! (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 499549 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 A7 B7 五、發明說明（21 ) 時效變化。其中，第1 Ob圖中，縱軸之PL — L的方向 是表不使柱塞朝左側之衝程的場合，P L — R的方向是表 示使柱塞朝右側之衝程的場合。 與第1實施例相同，首先決定壓力設定値P s、壓力 値之上限値（Ps+α)、壓力値的下限値（PS —冷） ’以上述式（1) 、（2) 、（3)之傳動速度V使柱塞 5A、5B往復運動。 並且，在每一預定時間利用壓力感測器2 3檢測有效 吐出壓力値P，如有效吐出壓力値P未達P s —点時，以 最大傳動速度Vraax爲柱塞5A、5B之傳動速度來移動 (S 9 0 1、9 0 2 ) ° 當有效吐出壓力値P到達P s — 0時，使柱塞5A、 5 B移動一衝程，到達最初衝程端（FRST STRK-End )爲 止進行比例控制使柱塞5 A、5 B的傳動速度形成以式（ 2)算出的値爲止（S903、904)。 柱塞5A、5 B —旦到達最初的衝程端（FRST STRK-End )時，在開關閥未轉換的場合檢測出衝程端的傳動速度 ，而決定以此作爲最適當傳動速度V〇 (de f . V〇 S905)。此時，最適當傳動速度是形成非常接近對 應目標値之壓力設定値P s的傳動速度之値，由於在壓力 設定値P s (目標値）附近進行比例控制，因此可收斂至 壓力設定値。
其次，調査有效吐出壓力値是否到達作爲目標値之壓 力設定値Ps (S906)，未-到達時將柱塞5A、5B 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐） -24 - 1 — — 瞧 II 通置 — II _ I I I 瞧雇 — 謙 ® — 應 I! — 藤 (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 499549 A7 _B7__ 五、發明說明（22 ) 的傳動速度設定爲式（1)之式的Vmax(S907)。 並且，在到達壓力設定値P s時以最適當傳動速度運轉 (S 9 0 8 ) 〇 上述之最適當傳動速度之柱塞5A、5 B的運轉中 ，開關閥係形成關閉狀態判斷是否輸入噴射停止信號（ S T P SGNL) ( S 9 0 9 )，已輸入時，將柱塞 5A、5 B的傳動速度V設定爲〇，停止柱塞的移動（ S 9 1 0 ) ° 再次，開關閥形成開啓狀態輸入噴射信號（J E T SGNL) (S911)，有效吐出壓力値P到達壓力設 定値P s時，柱塞5A、5 B的傳動速度V再次以最適當 傳動速度V。運轉（S906、908)。另一方面，有效 吐出壓力値P未到達壓力設定値P s時，柱塞5A、5 B 的傳動速度V是以最大傳動速度Vmax再運轉（S 9 0 7 )，到達壓力設定値Ps之後維持最適當傳動速度V。持續 運轉（S906、908)。 如上述，本實施例之液體加壓裝置中，檢測噴射停止 時，在壓力設定値附近停止柱塞的移動，因此來自噴嘴之 高壓液體的噴射停止時，有效吐出壓力値P不會超過壓力 設定値P S必要以上的値。因此，設定來自壓力設定値 P s之最小限的超程量可具有良好的反應性。又，從噴射 停止的狀態轉換爲噴射的場合，噴射檢測的同時，或大致 同時以最適當傳動速度使柱塞移動，可即刻獲得接近壓力 設定値之有效吐出壓力。 · 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210><297公釐) ^5-' — — — — — — — — — — — ·111111··. ^^ _|審 11111 ^^ <請先Μ讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 499549 A7 __B7 ___ 五、發明說明（23 ) 另一方面，以步驟9 0 9使開關閥在開啓狀態下從噴 嘴噴射高壓液體中的場合（不具噴射停止信號（S T P SGNL)時），使柱塞5A、5B的傳動速度維持在最 適當傳動速度(S908)。但是，柱塞5A、5B之 衝程端的往復運動轉換時，將柱塞5 A、5 B的傳動速度 暫時設定爲最大傳動速度Vmax。此係可防止柱塞5 A、 5 B之方向轉換時因脈動造成之有效吐出壓力値p的降低 ，具良好之控制系的反應性可提高其穩定性。 再者，與第1實施例相同，有效吐出壓力値P形成壓 力設定値Ps+α以上時，停止柱塞5A、5B，降低至 壓力設定値P s - Θ以下時，再次進行比例控制決定最適 當傳動速度V 〇。 其次，說明第3實施例之液體加壓裝置如下。第3實 施例之液體加壓裝置具有分別與2個噴嘴2 1對應之開關 閥2 0者，其他之構成係與第7圖相同而省略其說明。 第3實施例之液體加壓裝置由於具有2個噴嘴，因此 具有3種噴射及噴射停止狀態的組合，利用各狀態可獲得 不同柱塞的最適當傳動速度。其中，相對於第1噴嘴之第 1閥係呈開啓狀，相對於第2噴嘴之第2閥係呈關閉狀態 之柱塞的最適當傳動速度爲VQA，第1閥成關閉狀，相對 於第2噴嘴之第2閥呈開啓狀態之最適當傳動速度爲V〇b ，第1閥與第2閥同時呈開啓狀態之最適當傳動速度爲 V〇c。此時之控制部2 5係根據第1 1圖表示之流程圖， 僅針對與第9圖之流程不同的部·份說明壓力控制省。第 本紙張尺度適用中國國家標準(CNS)A4規格（210 X 297公釐1 -26: — — — — — — — — — β I ! I I I (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 499549 A7 B7_____ 五、發明說明（24 ) 1 2 a圖是時間t與有效吐出壓力値P之時效變動的狀態 圖，第1 2b圖是表示時間t與柱塞5A、5B之傳動速 度V的時效變動對應於第1 1圖各步驟之狀態圖。又，第 12 (b)圖中，bvl是表示第1閥之ΟΝ/OFF狀 態的時效變化，b v 2是表示第2閥之Ο N / 0 F F狀態 的時效變化。 ； 以最大傳動速度Vmax移動柱塞使吐出壓力値超過 P s - Θ，上述之比例控制後，決定最適當傳動速度V 〇時 (S 1 1 〇 5 )，最適當傳動速度Vo可決定當時之噴嘴及 噴嘴停止狀態的最適當傳動速度（Vqa、Vqb、Voc中 之任意者）。例如，以第1 1圖爲例時，第1閥與第2閥 同時呈開啓狀態時，可決定適當傳動速度爲Voc。 其次，與第2實施例不同之點係判斷以當時最適當傳 動速度移動柱塞時是否使對應2個噴嘴之閥的狀態（b V 一 STS)變化（S1109bv - STS CHNG) 。並且，產生變化時，判斷對應變化後閥的狀態之最適當 傳動速度（CHNG V。）是否已經決定（S1110) ，如已決定時，將傳動速度V轉換爲其變化後之最適當傳 動速度（CHNG V 〇 ) (S1111)。對應變化後之 閥狀態之柱塞的最適當傳動速度（CHNG V〇)仍未決 定時，與上述比例控制相同，使柱塞移動1衝程檢測出最 初的衝程端（STRK - E n d)的傳動速度，轉換爲檢 測出的速度而以此爲最適當傳動速度V〇 (S 1 1 1 0、 S1103 、S1104、S 1-105) 〇 t紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（21(^297公釐) — — — — I — — — — — — ·1111111 ^·!1111111 <請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 499549 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 A7 B7 五、發明說明（25) 第1 2圖之例中’從閥同時開啓的狀態，轉換爲第1 閥關閉且第2閥開啓的狀態，因此可藉比例控制將最適當 傳動速度從轉換爲。 其中’第13圖係表示比較習知裝置之壓力控制所產 生之有效吐出壓力値P的壓力變動與第3實施例液體加壓 裝置之壓‘力控制所產生之有效吐出壓力値P的壓力變動之 狀態圖。第1 3 a圖是表示未進行來自2開關閥（b v 1 、b v 2 )之輸入的習知裝置的狀態圖。如第1 3 a圖所 示，一旦使雙方的閥同時形成ON時的壓力下降時，雙方 之閥同時形成0 F F時的壓力超程量極爲明顯，形成不穩 定之壓力値。 相對於此，第13 (b)圖與第13 (c)圖是進行 2開關閥（bvl、bv2)的輸入進行壓力控制之第3 實施例裝置所產生的壓力變動之狀態圖。第1 3 ( c )圖 爲第3實施例的場合，但係表示更頻繁進行開關閥（ bvl、bv2)的開關時之壓力變動。 如第13 (b)圖與第13 (c)圖所示，本實施例 之液體加壓裝置即使噴嘴爲2個的場合，仍可以現在最適 當傳動速度再次進行比例控制轉換爲對應變化後的狀態之 最適當傳動速度，因此可經常維f寺因應噴嘴之噴射及噴射 停止狀態之柱塞的最適當傳動速度，可防止有效吐出壓力 値的壓力變動維持穩定狀態。尤其是如第1 3 ( c )圖所 示，即使頻繁進行開關閥的開關，其壓力變動仍是非常的 小。 - · 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）-28 - 111111111111^-¾ i — — — — — — ^illlllll^^^w (請先閱讀背面之注意事項再填寫本頁) 499549 A7 B7 五、發明說明（26 ) 此外，以上說明之實施例的液體加壓裝置皆是表示運 用於高壓液體噴射之材料切斷等用之噴嘴裝置者，除此之 外，另外也可以運用於例如供給高壓液體之一定容積的食 品加壓處理用壓力容器內之食品的加壓處理用的裝置等。 {請先閲讀背面之注意事項再填寫本頁) 經濟部智慧財產局員工消费合作社印製 本紙張尺度適用中國國家標準（CNS)A4規格（210 X 297公釐）