JPH01108402A - 液圧制御装置 - Google Patents

液圧制御装置

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JPH01108402A
JPH01108402A JP62267433A JP26743387A JPH01108402A JP H01108402 A JPH01108402 A JP H01108402A JP 62267433 A JP62267433 A JP 62267433A JP 26743387 A JP26743387 A JP 26743387A JP H01108402 A JPH01108402 A JP H01108402A
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pressure
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Haruhiko Kawasaki
治彦 川崎
Kazuhide Maehata
前畑 一英
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Kayaba Industry Co Ltd
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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、プレス磯f戒などの産業機械や
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、第7図のように構成さ
れる。1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2両側の油室A、B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。
油圧シリング1と切換弁4との開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
)を行うだめの流量制御弁6A、OB(可変オリフィス
)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)7A、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8
A。
8Bが、またメータアウト側流量制御弁7A17B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。
例えば油圧シリング1の圧側作動時には切換弁4を圧側
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、1整すること
によりメータアウド制御が行なえる。
10Aは油室A側の、またIOBは油室B側の最大圧力
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リリーフ弁を示す。
(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、6B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
路圧損が積算され、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。
(問題点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、上記アクチュエータの流入
側と流出側のそれぞれにパイロット圧応動のポペット型
カートリッジバルブを設ける一方、アクチュエータの動
作方向を切り換える四方弁を設け、この四方弁及び両カ
ートリッジバルブ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、メータアフト制御及び過
度時の圧力・流量制御はコントローラの指令に基づいて
流入側及び流出側でカートリッジバルブと四方弁を制御
することにより図れる。なお、両カートリッツバルブは
ポペット型で、停止時に7クチユエータの流入側と流出
側を完全に遮断して四方弁からの液圧洩れを防ぐ。
この場合、アクチュエータの流入側と流出側のそれぞれ
にパイロット圧応動のポペット型カートリッジバルブと
、これらに液圧を選択的に供給する四方弁を設けただけ
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7クチユエータとしての油
圧シリングで、ピストン21により画成した油室A1B
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圧応動の
ポペット型カートリ・7ノバルプ24A、24Bと、こ
れらに油圧を選択的に供給する四方弁25が介装される
。四方弁25は油圧シリング20の油室Aに油圧を供給
し油室Bからの油圧をリザーバ26に戻す圧1111+
ポジションaと油圧シリング20の油室Bに油圧を供給
し油室Aからの油圧をリザーバ26に戻す伸側ポジシラ
ンbと、油圧シリング20の油の出入りを停止する中立
ポジシランCを備え、後述するコントローラ27の指令
によりカートリッジバルブ24A、24Bと共に制御さ
れる。
カートリッツバルブ24A、24Bは油圧シリング20
の圧力・流量を制御するもので、シリング28内にポペ
ット弁29が摺動自由に収装され、ポペット弁29は油
室AまたはBに供給されるパイロット圧に応動して油圧
シリング20の流入側及び流出側の通路面積(絞り開度
)を加減する。カートリッジバルブ24A、24Bのパ
イロット圧を制御するのがサーボ弁30A、30Bで、
サーボtF30A、30Bは前記四方弁25と同じく圧
側ポジシランaと伸側ポジションbと中立ポジションC
を備え、コントローラ27の指令に基づく開度制御によ
り油圧ポンプ22からの油圧をカートリッツバルブ24
A、24Bの油室A%Bに選択的に供給する。
コントローラ27はシタイスチック31、サーボアンプ
32A、32B及び33と共に制御系を形成し、シタイ
スチック31からの動作指令に基づき、後述する制御内
容に応じて四方弁25の切換えを、またサーボ弁3OA
、30Bを介してカートリッジバルブ24A、24Bの
開口面積を変位フィードバック制御する。なお、カート
リッジバルブ24A124Bは油圧シリング20停止時
にポペット弁29で流入側と流出側を完全に遮断して、
西方弁25からの油洩れを防止する。
34A、34Bは例えば油圧シリング20の停止中に負
荷系側から逆にピストンロッド35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リリ
ーフ弁、3GA、36Bは一方の油室AまたはBからリ
リーフ弁34Aまたは34Bを介してリザーバ26に流
出した分と晴間−の油量を他方の油室Bまたは八に供給
して、空泡の発生を防止するアンチボイド弁、37は油
圧ポンプ22の最大吐出圧を規制するリリーフ弁を示す
。
油圧シリング20を圧制に動作させるには、ノBイスチ
ック31を圧側に指示すると、四方弁25が圧側ボノシ
タンaに切り換わり、同時にサーボ弁30A130Bが
伸側ポジション、aに切り換わってカートリッジバルブ
24A、24Bを開く。このときノミイスチック31に
よりメータイン制御を指示するとサーボ弁30Aを介し
てカートリッツバルブ24Aの開口面積が、またメータ
アウト制御を指示するとサーボ弁30Bを介してカート
リッツバルブ24Bの開口面積が調整され、これにより
圧制作動時のピストン速度と圧力が定常制御される。な
お、ピストンロッド35が抜は出す伸側では同様にカー
) +7ツノバルプ24Bの開口面積を調整することに
よりメータイン制御が、またカートリッジバルブ24A
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。
トコ口で、第7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6B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1181整制御することによ
り行なわれるが、この2つの絞りは次式で示される等価
な1つの絞りで記述される。
1 /Ac2=1 /A、2+ 1 /A2’A1:減
圧弁のIM口面積 A2二流量制御弁の開口面積 Ac二等価開ロ面積 従って、この実施例のおいてカートリッジバルブ25A
または25Bの絞り開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2()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、例えばカートリックバルブ25A、2
5Bをまず全開にして四方弁25をゆっくり切り換えた
り、また四方弁25をまず全開にして、カートリッジバ
ルブ24A、24Bを徐々に開くようにすると、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。
さらに油圧シリング20の出力、変位などに基づいてカ
ートリッジパルプ25A、25Bなどの開口面積をフィ
ードバック制御することによりクローズトループのサー
ボ、制御゛も可能となり、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、
この流量差に応じてカートリッジパルプ25A、25B
の開口面積を補正しながら動作させることになる。
なお、この実施例ではカートリッジパルプ24A、24
Bの絞り開度を正確に制御するため、変位フィードバッ
ク制御を採用したが、それほど高い制御精度の変求され
ない場合には必ずしも必要でない。また、図中−点鎖点
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は単に油圧ポンプ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と四方弁25及びサーボ弁30A、30
B間の配管の破裂事故を防ぐことができ、安全性の向上
も得られる。  ′ r52図は他の実施例で、この場合カートリッジバルブ
24A、24B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の圧制作動時にメータイン制御
する場合、カートリッジバルブ25Aの開口面積をA 
(X )、通過流量をQ、萌後の油圧をP、、P、とお
くと、 Q = K −A <x )JF−−:P](K :定
数)の関係があり、P、とPlの差圧が変化しても開口
面積A(X)を調整することによって、所定の流量Qに
制御でき、また上記式より、Plの圧力はP、=P、−
[Q/K −A(X)12トナリ、P、がf(lても[
Q/に−A(X)le調整することによってPlの圧力
を所定値に制御できる。即ち、P、の圧力が所定の圧力
値より高ければ、開口面積A (X )ヲ絞って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P、が所定値より低ければ、A(X)を開
きP。
の圧力を高めることにより、Plの圧力を所定値に保つ
制御も可能となる。
第3図はカートリッジバルブ24A、24B及び四方弁
25の応答性向上を図った別の実施例を示すもので、四
方弁25は油圧パイロットオペレート式で、四方弁25
及びカートリッジバルブ24A、24Bのパイロット圧
回路46には、これらのパイロット圧を制御する高速ソ
レノイド切換弁40A、40B及び41A、41Bが介
装される。なお、Pt54図で示すように高速ソレノイ
ド切換弁に換えて、比例電磁式圧力制御弁42A、42
B及び43A、43Bを採用しても良く、また、第5図
で示すように減圧弁44を介した低圧バイロフト制御す
ると良い。
第6図はさらに別の実施例で、メインポンプ22の11
かにサーボ弁30A、30Bを介してカートリッジパル
プ24A、24Bにパイロット圧を供給する専用のサブ
ポンプ45が設けられる。これによれば、汚れやすい駆
動回路の油とは別にきれいな管理状態の油圧をパイロッ
ト圧として供給でき、また駆動回路23とパイロット圧
回路46とで液圧な、例えば油と水に使い分けることも
可能となる。なおこの場合、四方弁25は単純な電磁切
換弁のため、2つのカートリッジパルプ24A、24B
によりサーボ制御も行うことになる。
なお、第3図〜第6図では図示省略したが、第1.2図
と同様の制御系が設けられる。
(発明の効果) 以上要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圧応動の
ポペット型カートリックバルブを設ける一方、アクチュ
エータの動作方向を切り換える四方弁を設け、この四方
弁及び両カートリッジパルプ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クイン・メータ
アウト制御及び過度状態での圧力・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、rjS2図は
他の実施例を示す構成図、第3〜6図は各々別の他の実
施例を示す一部省略構成図、第7図は従来技術を示す油
圧回路図である。 20・・・油圧シリング、22・・・油圧ポンプ、24
A、24B・・・ポペット型カートリッジパルプ、25
・・・四方弁、27・・・コントローラ特許出願人  
  カヤバエ業株式会社代理人  弁理士  後 藤 
政 喜   [代理人  弁理士  松 1)嘉 夫 手続負11正店: 昭和63年7月工2日 1、’Ic件の表示 昭和62年特許′M第267433号 2、発明の名称 液圧制御装置 :3.M正をする者 事件との関係 特許出願人 住所  東京都港区浜松町二丁目4番1号世界貿易セン
タービル 名称  (092)   カヤバエ業株式会社4、代理
人 6、補正の′N未 明細書中の「発明の詳細な説明」の欄、並びに図面。 7、補正の内容 (1)明細8第2頁115行目とPt55頁第11行目
と第6頁m6行目から第7行目にかけてと第7頁第12
行目と17頁第13行目と第7頁第14行目と第8頁f
jS2行目と第10頁第13行目に「圧側」とあるのを
「flみ側」とそれぞれ補正する。 (2)同fjS3頁第16行目と第3頁第19行と第4
頁第12行目と第13頁第5行目に1過度時」とあるの
を「過渡時」とそれぞれ補正する。 (3)同第6頁第3行目に1加減する。」とあるのを「
増減する。」と補正する。 (4)同第7頁第7行目からj18行目にかけて「路間
−の油量」とあるのを[シリング面積比に対応した油量
]と補正する。 (5)同17頁Pt59行目に「空泡」とあるのを「気
泡」と補正する。 (6)同f58頁fPJ10行目に「7B内との」とあ
るのを「7B内の」と補正する。 (7)同第8頁第19行目に「実施例のおいて」とある
のを1実施例の」と補正する。 (8)同fjSi1頁fjrJ11行L11.::r応
3性向上をJと、?>るのを「バイロフト部の低コスト
化を」と補正する。 (9)明#I書に添付した図面のうち1−fTN図」と
「第2図」を別紙のとおり補正する。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1.  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
    れにパイロット圧応動めポペット型カートリッジバルブ
    を設ける一方、アクチュエータの動作方向を切り換える
    四方弁を設け、この四方弁及び両カートリッジバルブを
    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。
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