JPH0272202A - 液圧アクチュエータの制御回路 - 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、産業用機械や建設用機械に用いられる液圧ア
クチュエータの制御回路の改良に関する。

（従来の技術） 射出成型機やプレス８！械等の産業用８！械や掘削機や
クレーン等の建設用機械に用いる液圧アクチュ二一夕は
、例えば第３図に示すような制御回路により制御される
。

すなわち、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の両側の油室Ａ１Ｂがピストンロッド
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
に接続されている。

油圧シリング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（供給側での圧力並びに流量
制御）を行なうための流量♂ＩＮ御弁（可変オリフィス
）６Ａ及び６Ｂと、メータアット制御（戻り側での圧力
並びに流量制御）を行なうための流量制御弁（可変オリ
アイス）？Ａ及び７Ｂが介装され、メータイン側の流量
制御弁６Ａと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と８Ｂが、またメータアウト
側の流量制御弁７Ａと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９Ａと９Ｂがそれぞれ介
装される。

例えば、油圧シリング１を収縮作動させたい時には切換
弁４を収縮側に切り換えると、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。その場合に、
流入側の流量制御弁６Ａを調整することによりメータイ
ン制御が行なえる。

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打なえる。

１０Ａは油室Ａ側の、またＩＯＢは油室Ｂ１１１の最大
圧力を規制するリリーフ弁、１１は油圧ポンプ５がらの
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。

（発明の課ｆｆ１） しかしながら、この制御回路においては、油圧シリング
１が負荷を支持した状態で切換弁４を遮断位置にしてお
くと、負荷による油圧シリング１の内部の油圧が常に切
換弁４に作用し、切換弁４の内部に油漏れがあると、油
圧シリング１が変位してしまう。このため、油圧シリン
グ１を負荷を支持した状態で長い期間に渡って停止位置
に確実に保持することは困難であった。

本発明は、上記問題点を解決すべくなされたらので、負
荷を支持したアクチュエータを停止位置に確実に保持で
きる制御回路を提供することを目的とする。

（課題を達成するための手段） 本発明は、液圧アクチュエータの液室に連通する作動液
の通路にパイロット圧に応動して通路断面積を変化させ
るポペット弁を介装するとともに、このポペット弁にパ
イロット圧を供給するサーボ弁と、液圧に応じてポペッ
ト弁を閉弁方向へ駆動するピストンと、前記パイロット
圧の供給停止を感知してこのピストンを収装した液室を
７クチユエータの液室に切換連通する７ヱイルセー７弁
とを備えている。

（作用） ポペット弁はサーボ弁を介したパイロット圧により駆動
され、液圧アクチュエータはこのポペット弁による作動
液の流量制御のもとで伸縮する。

一方、液圧７クチユエータを停止させると、フェイルセ
ーフ弁がパイロット圧の供給停止を感知し、ピストンを
収装した液室を７クチユエータの液室に連通する。これ
により、液圧アクチュエータの支持する負荷に基づく液
圧がピストンに作用し、ピストンがポペット弁を閉弁位
置へと駆動して液圧アクチュエータの液室からの作動液
の流出を遮断する。

（実施例） ｍｉ図及び第２図に本発明の実施例を示す。

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、図の矢印方向に加わる負荷をピストンロ
ッド３５で支持し、ピストンロッド３５に結合するピス
トン２１に画成された油室ＡとＢとが、四方弁２５を介
して油圧ポンプ２２とリザーバ２６とに接続される。

四方弁２５は油室Ａを油圧ポンプ２２に、油室Ｂをリザ
ーバ２６に接続する収縮ポジションａと、油室Ａをリザ
ーバ２６に、油室Ｂを油圧ポンプ２２に接続する伸張ポ
ジションｂと、これらをともにリザーバ２６に解放する
中立ポノシ３ンＣを備えた電磁比例弁で、後述するコン
トローラ２７により制御される。

油圧シリング２０の一方の油室Ｂと四方弁２５との間に
はパイロット圧に応動するポペット型のカートリッジパ
ルプ２４Ｂが介装され、このカートリッツパルプ２４Ｂ
にバイロフト圧を供給する電気−油圧サーボ弁３０Ｂが
カートリッツパルプ２４Ｂと油圧ポンプ２２との間に設
けられる。

カートリッツパルプ２４Ｂはシリング２８内にポペット
弁２９を摺動自由に収装したもので、このポペット弁２
９が油室４０または４１に供給されるバイロフト圧に応
動して作動油の流通断面積を増減する。

サーボ弁３０Ｂは油室４０を油圧ポンプ２２に、油室４
１をリザーバ２６に接続するポジションａと、これらを
逆に接続するポジションｂと、油室４０と４１をともに
リザーバ２６に解放する中立ポジションＣとを備え、コ
ントローラ２７からの指令信号に基づきこれらの切り換
えと開度の制御とを行う。

また、カートリッジパルプ２４Ｂのシリング２８内には
ピストン４５がポペット弁２９の背後に摺動自由に収装
される。このピストン４５の背後にはピストン４５を介
してポペット弁２９を閉弁方向へ駆動する油室４４が形
１′＆される。

そして、この油室４４と油圧シリング２０の油室Ｂとが
フェイルセーフ弁としての三方弁４３を介して接続され
る。この三方弁４３は油圧ポンプ２２の吐出圧をパイロ
ット圧として切り換わり、油圧ポンプ２２がパイロット
圧の供給を停止している状態では油室４４を油圧シリン
グ２０の油室Ｂに連通し、油圧ポンプ２２が作動油の吐
出を開始すると油室４４をリザーバ２６に解放する。な
お、カートリッジパルプ２４Ｂと三方弁４３の共像的な
構造は第２図に示される。

油圧シリング２０のもう一方の油室Ａと西方弁２５との
間にはポペット型のカートリッジパルプ２４Ａが介装さ
れ、このカートリッツパルプ２４Ａにパイロット圧を供
給するために、コントローラ２７に制御される電気−油
圧サーボ弁３０Ａが設けられる。なお、カートリッジパ
ルプ２４Ｂと異なりカートリッジパルプ２４Ａにはピス
トン４５と油室４４を設けない。

３４Ａと３４Ｂは油室ＡとＢの圧力の異常な上昇を防止
するリリーフ弁、３６Ａと３６Ｂは油室ＡとＢの圧力低
下に応じてリザーバ２６の作動油を油室ＡとＢに供給す
るアンチボイド弁（チエツクパルプ）、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。

コントローラ２７にはシタイスティック３１とサーボア
ンプ３２Ａ、３２Ｂ及び３３が付設される。コントロー
ラ２７はシタイスティック３１から入力される指令に基
づきサーボアンプ３３を介して四方弁２５に信号出力を
行い、四方弁２５の切り換えと開度制御とを行なうとと
もに、サーボ弁３０Ａと３０Ｂへの信号出力を通じてカ
ー）　＋７７ジバルプ２４Ａと２４Ｂの開度をシタイス
ティック３１に指定された開度へと制御する。なお、カ
ートリッジパルプ２４Ａと２４Ｂにはポペット弁２９の
変位位置を検出してコントローラ２７に位置信号を出力
する位置センサ４６が介装され、コントローラ２７はこ
の位置信号をポペット弁２９の開度制御にフィードバッ
クする。

次に作用を説明する。

油圧ポンプ２２を運献し、ジョイスティック３１を介し
てコントローラ２７に作動方向と作動速度とを指示する
と、コントローラ２７は信号出力により四方弁２５を中
立ボジシ１ンＣからシタイスティック３１の指示する作
動方向に一致するボッジョンａまたはｂへと切り換え、
同様にサーボ弁３０Ａと３０Ｂをボジシ３ンａまたはｂ
に切り換える。これにより、油圧ポンプ２２の作動油が
油圧シリング２０の油室ＡまたはＢに流入し、反対側の
油室ＢまたはＡの作動油がリザーバ２６に流出し、油圧
シリング２０が伸縮する。

コントローラ２７はさらにサーボ弁３ＯＡと３０Ｂへの
信号出力により、カートリッジパルプ２４Ａと２４Ｂの
油室４０と４１に至るパイロット作動油の通路面積をそ
れぞれ調整することで、カートリッジパルプ２４Ａと２
４Ｂのポペット弁２９の位置をシタイスティック３１に
指示された作動速度に対応した流量が流れるように制御
する。

一方、位置センサ４６はポペット弁２９の変位位置を検
出してコントローラ２７に位置信号を出力し、コントロ
ーラ２７はこの検出位置をポペット弁２９の位置制御に
フィードバックする。

なお、この制御に先立ち、油圧ポンプ２２から供給され
るパイロット圧により三方弁４３が切り換えられ、カー
トリッジパルプ２４Ｂの油室４４はリザーバ２６に解放
されている。

さて、油圧シリング２０がこのようにして指示された速
度で望む位置に到達したらシタイスティック３１を停止
位置へと操作すると、ボベツ）弁２９が閉鎖位置へと戻
り、西方弁２５とサーボ弁３０Ａと３０ＢはともにＣポ
ジションに切り換えられる。また、油圧ポンプ２２の運
転を停止すると、三方弁４３が切り換わり、油室４４が
油圧シリング２０の油室Ｂに連通する。

ところで、伸縮を停止した油圧シリング２０においては
、ピストンロッド３５に矢印方向に作用する負荷に基づ
く油圧が油室Ｂに作用する。この油圧は三方弁４３を介
してカートリッジパルプ２４Ｂの油室４４に導かれ、ピ
ストン４５を介してポペット弁２９を閉鎖位置に保持す
る。こうして、カートリッジパルプ２４Ｂが油室Ｂから
の作動油の流出を遮断するので、油室Ｂはオイルロック
状態となり、負荷がさらに増大したとしてもポペット弁
２９の閉じ力が増加するのみでピストン２１が逸走する
恐れは全くない。

なお、負荷がピストンロッド３５の伸張側へ作用する場
合には、カートリッジパルプ２４Ａにピストン４５と油
室４４並びに三方弁４３を設ければ良い。また、これら
をカートリッツパルプ２４Ａと２４Ｂの両方に設ければ
、伸張収縮いずれの方向の力の作用に対しても油圧シリ
ング２０を停止位置に保持することができる。

さらに、油圧シリング２０の駆動と、油室４０と４１及
び三方弁４３へのパイロ７ト圧の供給とを別の油圧ポン
プで行えば、駆動系と１１制御系の作動油が分Ｒされ、
それぞれのＲ能に最適の油種を使用することができるの
で、制御回路の信頼性を一層高めることができる。

（発明の効果） 以上のように、本発明は、液圧アクチュエータの液室に
連通する作動液通路にサーボ弁からのパイロット圧に応
動するポペット弁を介装し、液圧に応じてこのポペット
弁を閉弁方向に駆動するピストンと、前記パイロット圧
の供給停止を感知してこのピストン収装した液室を液圧
アクチュエータの液室に連通する７エイセー７弁とを備
えたため、停止状態の液圧アクチュエータに加わる負荷
による液圧がポペット弁の液室に導かれ、ピストンを介
してポペット弁を閉鎖し、液圧アクチュエータからの作
動液の流出を阻止する。このため、負荷の作用に対して
液圧アクチュエータを確実に停止位置に保持することが
でき、液圧７クチユエータを使用する各種機械の機能拡
大や安全性の向上に役立つものとなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す液圧アクチュエータの制
御回路図、第２図は同じくカートリッジパルプと三方弁
の断面図である。 また、第３図は従来例を示す液圧アクチュエータの制御
回路図である。 ２０・・・油圧シリング、２２・・・油圧ポンプ、２４
Ａ、２４Ｂ・・・カートリッツパルプ、２５・・・四方
弁、２６・・・リザーバ、　　２７　・・・コントロー
ラ、２９・・・ポペット弁、３０Ａ、３０Ｂ・・・サー
ボ弁、４０，４１゜４４、Ａ、Ｂ・・・油室、４３・・
・三方弁、４５・・・ピストン。 特許出願人　　　　　　カヤバエ業株式会社手続補正書 昭和６３年１０月２０ １、事件の表示 昭和６３年特許願第２２３９６６号 ２、発明の名称 液圧アクチュエータの制御回路 ４、代理人 日 ７、補正の内容 （１）明細書の「特許請求の範囲」を別紙の通りに補正
する。 （２）明細書第４頁第８行目から第９行目にかけてと、
同第１５行目と、第６頁第１２行目と、第８頁第１３行
目から第１４行目にかけてと、第９頁第８行目と、同１
４行目と、第１０頁第１２行目と、第１２頁第３行目と
、第１３頁第６行目とに「サーボ弁」とあるのをそれぞ
れ「電油変換弁」と補正する。 （３）明細書第６頁第５行目と、第７頁第１８行目とに
「電気−油圧サーボ弁」とあるのをそれぞれ「電油変換
弁」と補正する。 （４）明ａｌｔｉＦに添付した図面の第１図を別紙の通
りに補正する。 ６゜ 補正の対象 明細書中の「特許請求の範囲」、「発明の詳細な説明」
及び「図面の簡単な説明」の各欄、並びに図面。 特許請求の範囲 「液圧アクチュエータの液室に連通ずる作動液の通路に
パイロット圧に応動して通路断面積を変化させるポペッ
ト弁を介装するとともに、このポペット弁にパイロット
圧を供給する（旌！１１と、液圧に応じてポペット弁を
閉弁方向へ駆動するピストンと、前記パイロット圧の供
給停止を感知してこのピストンを収装した液室をアクチ
ュエータの液室に切換連通するフェイルセーフ弁とを備
えたことを特徴とする液圧アクチュエータの制御回路、
」

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 液圧アクチュエータの液室に連通する作動液の通路にパ
   イロット圧に応動して通路断面積を変化させるポペット
   弁を介装するとともに、このポペット弁にパイロット圧
   を供給するサーボ弁と、液圧に応じてポペット弁を閉弁
   方向へ駆動するピストンと、前記パイロット圧の供給停
   止を感知してこのピストンを収装した液室をアクチュエ
   ータの液室に切換連通するフェイルセーフ弁とを備えた
   ことを特徴とする液圧アクチュエータの制御回路。