JPH01108401A

JPH01108401A - 液圧制御回路

Info

Publication number: JPH01108401A
Application number: JP62266088A
Authority: JP
Inventors: Haruhiko Kawasaki; 治彦川崎; Takashi Okumura; 隆奥村
Original assignee: Kayaba Industry Co Ltd
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 1987-10-21
Filing date: 1987-10-21
Publication date: 1989-04-25
Anticipated expiration: 2012-08-06
Also published as: JP2637437B2

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）この発明は射出成形機、プレス機械などの産業機械や掘
削機及びクレーンなどの土木建設機械などに用いられる
各種アクチュエータの液圧制御回路に関する。

（従来の技術）この種の液圧制御回路は一般に、ｔｊＩＪ６図のように
構成される。１は液圧７クチユエータとしての油圧シリ
ンダで、ピストン２両側の油室Ａ１１３はピストンロッ
ド３の作動方向を決定する切換弁４を介して油圧ポンプ
５に接続される。

油圧シリンダ１と切換弁４との間には流入側と流出側の
それぞれにメータイン制御（供給側での圧力・流量制御
）を行うための流量制御弁ＧＡ。

ＯＢ（可変オリアイス）と、メータアウト制御（戻り側
での圧力・流量制御）を行うための流量制御弁（可変オ
リフィス）？Ａ、７Ｂが介装され、メータイン側流量制
御弁６Ａ、６Ｂのバイパス通路には戻り側の油の流れを
許容するチエツク弁８Ａ。

８Ｂが、またメータアラ）ｆｉｌｌｌ流量制御弁７Ａ、
７Ｂのバイパス通路には供給側の油の流れを許容するチ
エツク弁９Ａ１９Ｂが介装される。

例えば油圧シリンダ１の圧側作動時には切換弁４を圧制
に切り換えると、油室Ａに供給される圧油によりピスト
ンロッド３が収縮作動する。その場合、流入側の流量制
御弁６Ａを調整することによりメータイン制御が、また
必要に応じて流出側の流量制御弁７Ｂを調整することに
よりメータアウト制御が行なえる。

１０Ａは油室Ａ側の、また１　０　Ｂは油室１’３１＋
１１Ｉの最大圧力を規制するリリーフ弁、１１は油圧ポ
ンプ５からの油圧を設定値に低下させる減圧弁、１２は
油圧ポンプ５の最大吐出圧を規制するＩＪ　ＩＪ　−７
弁を示す。

（発明が解決しようとする問題点）しかしながら、このような液圧制御回路にあっては、切
換弁４、流量制御弁６Ａ、（３Ｂ及び７Ａ、７Ｂなどが
シリーズに接続されているため、各部での通路圧損がＭ
Ｗされ、油圧シリング１への有効仕事量の大幅な減少を
招くという問題点があった。また、この液圧制御回路は
定常状態の圧力・流量を制御するもので、例えば油圧シ
リング１に衝撃を与えることなく、これを速やかに起動
・停止させるなど過Ｓ度時の圧力・流量制御を行なうこ
とは非常に難しい。

この発明は簡単な回路構成により通路圧損が少なく、か
つ過ｊ度時の圧力・流量制御も精度良く行なえるように
した液圧制御回路の提供を目的とする。

（問題上χを解決するための手段）そのため、この発明は液圧アクチュエータの駆動を制御
する液圧制御回路において、上記アクチエエータの流入
側と流出側のそれぞれにパイロ７）オペレートチエツク
弁と、圧力・流量制御可能な３方弁を介装する一方、両
３方弁を制御するコントローラを設けたものである。

（作用）アクチュエータのメータイン、メータアウト制御及び過
ご度時の圧力・流量制御はコントローラの指令に基づい
て流入側及び流出側の３方弁を制御することにより図れ
る。なお、パイロットオペレートチエツク弁はアクチュ
エータ停止時での３万弁からの液圧洩れを防ぐもので、
アクチュエータ作動時にはパイロット圧の供給により駆
動回路を開成する。

この場合、アクチュエータの流入側と流出側のそれぞれ
にパイロットオペレートチエツク弁と圧力・流量制御可
能な３方弁を設けただけのため、通路圧損は少ない。

（実施例）第１図において、２０は液圧アクチュエータとしての油
圧シリングで、ピストン２１により画成した油室Ａ、Ｂ
を油圧ポンプ２２の吐出ボートに接続する駆動回路２３
には、流入側と流出側のそれぞれにパイロットオペレー
トチェック２４Ａ。

２４Ｂと圧力・流量制御可能な３方弁２５Ａ、２５Ｂが
介装される。３方弁２５Ａ、２５Ｂは油圧シリング２０
に油圧を、供給する流入ボッジョンａと油圧シリング２
０からの圧油をリザーバ２６に戻す流出ポジションｂと
、油圧シリング２０の油の出入りを停止する中立ポジシ
ョンＣを備え、コントローラ２７の指令により後述する
切換弁２８と共に制御される。

パイロットオペレートチエツク弁２４Ａ、２４Ｂは油圧
シリング２０停止時での３方弁２５Ａ、２５Ｂからの油
洩れを防止するもので、油圧シリング２０作動時には油
圧ポンプ２２の吐出圧が切換弁２８を介しパイロット圧
として供給されると、駆動回路２３を開成する。

コントローラ２７はこの場合、定常状態での油圧シリン
グ２０のメータイン、メータアウト制御及び過３度制御
、サーボ制御を司るもので、ノコイスチック２９、サー
ボアンプ３ＯＡ、３０Ｂと共に制御系を形成し、クジイ
スチック２９からの動作指令に基づき制御内容に応じて
３方弁２５Ａ、２５Ｂの開口面積を位置フィードバック
制御する。

またクジイスチック２９は切換弁２８を油圧シリング２
０の作動時と停止時で油圧ポンプ２０からの油圧をパイ
ロットオペレートチエツク弁２４Ａ、２４Ｂに供給する
ポジションａと、このパイロット圧をリザーバ２６に開
放するポジションｂに切換制御する。

ＩＪ牛お、３１Ａ、３１Ｂは例えば油圧シリング２ＬＯの停
止中に負荷系側から逆にピストンロッド３２に力が作用
するような場合での回路２３内の圧力の異常上昇を防止
するす＋７−７弁、３３Ａ、３３Ｂは一方の油室Ａまた
はＢからリリーフ弁３１Ａまたは３１Ｂを介してリザー
バ２６に流出した分と路間−の油量を他方の油室Ｂまた
はＡに供給して、空泡の発生を防止するアンチボイド弁
、３４は油圧ポンプ２２の最大吐出圧を規制ｒるＩＪ　
ＩＪ−７弁を示す。

定常制御において油圧シリング２０を圧側に動作させる
には、まずツタイスチック２９による圧側の指示に基づ
いて切換弁２８が供給ボノシ３ン９に切り換わり、パイ
ロットオペレートチエツク井２４Ａ、２４Ｂがパイロッ
ト圧により回路２３を開成する。同時に、コントローラ
２７が３方弁２５Ａを流入ポジションａに、３万弁２５
１３を流出ポジションｂに制御し、このときツタイスチ
ック２９によりメータイン制御を指示すると３万弁２５
Ａの開口面積を調整することにより、またメータアウト
制御を指示すると３方弁２５Ｂの開口面積を調整するこ
とにより、圧制作動時のピストン速度と圧力を制御する
。なお、ピストンロッド３２が抜は出す伸側は、同様に
３方弁２５Ｂの開口面積をｉｇ整することによりメータ
イン制御が、また３方弁２５Ａの開口面積を調整するこ
とによりメータアウト制御が図れる。

ところで、第６図の従来例でのメータイン、メータアウ
ト制御は減圧弁１１内と流量制御弁６ＡまたはＧ　１３
もしくは７Ａまたは７Ｂ内との２つの絞りを介して流入
側または流出側で圧力・流量を調整制御することにより
行なわれるが、この２つの紋りは次式で示される等価な
１つの絞りで記述される。

１　／　Ａ　ｃ　２＝１　／　Ａ　＋　’　＋　１７　
Ａ　２　”Ａ１：減圧弁の開口面積Ａ２：流量制御弁の開口面積Ａｅ二等価闇ロ面積従って、この実施例のおいて３方弁２５Ａまたは２５Ｂ
の紋りＩＮ度を上記の等価開口面積になるように制御す
れば、油圧シリング２０を従来例と同一動作させること
が可能となる。

また過渡時には、例えば一方の３方弁２５Ａまたは２５
Ｂを徐々に開口し、他方の３方弁２５Ｂまたは２５Ａの
紋りを調整しながら開口することにより、油圧シリング
２０に衝撃を与えることなくこれを滑らかに起動、また
は同様の制御により停止させることもできる。

さらに油圧シリンｙ″２０の出力、変位などに基づいて
３方弁２５Ａ、２５Ｂの開口面積を１侍々刻々に変化さ
せるサーボ制御において、３方弁２５Ａ、２５Ｂはこれ
らを同期させながら動かすことにより、通常の４方案内
型のサーボ弁と同一に作用する。その場合、図示のシン
グルロッドタイプの油圧シリング２０では流入側と流出
側でピストンロッド３２侵入体積に基づき流量が異なる
ため、この流ｆｉ′を差に応じて３方弁２５Ａ、２５Ｅ
３の開口面積を補正しながら動作させると、通常の４方
案内型のサーボ弁より圧損も少なく、省エネ型のサーボ
が可能となる。

なお、この実施例では３方弁２５Ａ、２５Ｂの絞り開度
を正確に制御するため、位置フィードバック制御を採用
したが、それほど高い制御精度の要求されない場合には
必ずしも心変でない。また、図中−点頻点で囲った回路
構成部分を油圧シリング２０に直付けすると、油圧シリ
ング２０は１１ｔに油圧ポンプ２２とリザーバ２６に配
管接続すれば良く、取扱いが簡単になる上、油圧シリン
グ２０と３力弁２５Ａ、２５Ｂ開の配Ｗ部の破裂事故を
防ぐことができ、安全性の向上も得られる。

第２図は他の実施例で、この場合３方弁２５Ａ、２５Ｂ
及び切換弁２８の前後の油圧を検出する圧力センサＰ、
〜Ｐ、が付設される。

例えば油圧シリング２０の圧側作動時に３方弁２５Ａを
流入ボッジョンａでメータイン制御する場合、３方弁２
５Ａの開口面積をＡ　（Ｘ　Ｌ通過流量をＱ、前後の油
圧をＰ、Ｊ、Ｐ、とおくと、Ｑ　＝　Ｋ　−Ａ　＜ｘ　
）ＶＦ−１１ｆ：（Ｋ　：定数）の関係があり、Ｐ、と
Ｐ、の差圧が変化しても開口面ｍＡ（Ｘ）をＩｉ！ｖ整
することにより、所定の流ｆｉｔＱに制御でき、また上
記式より、Ｐｌの圧力はＰｌ＝Ｐ３−ＥＱ／Ｋ　−Ａ（
Ｘ）］２となり、Ｐ、が変化しても［Ｑ／Ｋ　、Ａ（Ｘ
）］を調整することにより、Ｐｌの圧力を所定値にｆｆ
ｆｌ＋　御できる。即ち、Ｐｌの圧力が所定の圧力値よ
り高ければ、開口面ｆａＡ（Ｘ）を絞ってＱ／に−Ａ（
Ｘ）の値を大きくすることによりＰ、の圧力を低下させ
、またＰｌが所定値より低ければ、Ａ（Ｘ）を開きＰｌ
の圧力を高めることにより、Ｐ、の圧力を所定値に保つ
制御も可能となる。

ｆｊＳ３図は別の実施例を示すもので、３方弁２５Ａ、
２５Ｂは油圧パイロットオペレート式で、比例電磁式圧
力制御弁４０Ａａと４０Ａｂ、４０Ｂｕと４０Ｂｂを介
して制御される。この場合、メインポンプ２２のほかに
、パイロット圧を供給する専用のサブポンプ４１が設け
られ、３方弁２５Ａ１２５Ｂのパイロット圧として、メ
インポンプ２２から減圧弁４２を介しての油圧と、サブ
ポンプ４１からの油圧とを選択的に供給するようになっ
ている。これによれば、メインポンプ側の回路が汚れた
ときに、きれいな管理状態のサブポンプ４１からの油圧
を使用でき、したがってコンタミに強い回路構成となる
。なお、比例電磁式圧力制御弁４０Ａａと４０Ａｂ、４
０８ａと４０８ｂの代りに、第４図に示すように高速ソ
レノイド切換弁４３Ａａと４３Ａｂ、４３Ｂａと４３Ｂ
ｂを使用しても良い。

第５図はさらに別の実施例で、この場合油圧の逆流を阻
止するパイロットオペレートチエツク弁２４Ａ、２４Ｂ
は３方弁２５Ｂ、２５Ａの流入側の油圧をとって流出側
の１個が開かれるようになっている。

なお、第３図〜第５図では図示省略したが、第１．２図
と同様の制御系を備える。

（発明の効果）以上質するにこの発明によれば、液圧アクチュエータの
駆動を制御する液圧制御回路において、上記アクチュエ
ータの流入側と流出側のそれぞれにパイロットオペレー
トチエツク弁と、圧力・流量制御可能な３方弁を介装す
る一方、両３方弁を制御するコントローラを設けたので
、簡単な回路構成により通路圧損が少なく、かつ定常状
態での７クチユエータのメータイン・メータアウト制御
及び過夕変状態での圧力・流量制御などを精度良く行な
うことができるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の実施例を示す構成図、第２図は他の
実施例を示す構成図、第３〜５図は各々別の他の実施例
を示す一部省略構成図、第６図は従来技術を示す油圧回
路図である。２０・・・油圧シリンダ、２２・・・油圧ポンプ、２４
Ａ１２４Ｉ３・・・パイロットオペレートチエツク弁、
２５Ａ、２５Ｂ・・・３方弁、２７・・・コントローラ
特許出願人　　　　カヤバエ業株式会社、１１４１１、
。 ′、′ 代理人　　弁理士　　後　藤　政　喜パ代理人　　弁理
士　　松　１）嘉　夫　。１、　　λ 第３図第５図手続補正書昭和６３年７月１２日

Claims

【特許請求の範囲】

　液圧アクチュエータの駆動を制御する液圧制御回路に
おいて、上記アクチュエータの流入側と流出側のそれぞ
れにパイロットオペレートチェック弁と、圧力・流量制
御可能な３方弁を介装する一方、両３方弁を制御するコ
ントローラを設けたことを特徴とする液圧制御回路。