JPH0526203A - 油圧流量制御システム - Google Patents

油圧流量制御システム

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JPH0526203A
JPH0526203A JP3202436A JP20243691A JPH0526203A JP H0526203 A JPH0526203 A JP H0526203A JP 3202436 A JP3202436 A JP 3202436A JP 20243691 A JP20243691 A JP 20243691A JP H0526203 A JPH0526203 A JP H0526203A
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flow
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controlling
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Kazutsugu Kaneko
一嗣 金子
Shunichi Ichikawa
俊一 市川
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Pioneer Electronic Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 装置の低コストを図るとともに、調整を必要
とする部品の調整操作を不要とすることにより、高精度
化を図ること。 【構成】 流量設定制御部３０が偏差検出部２７によっ
て検出された偏差に基づき、変位モードの曲線に従った
制御信号ａ，ｂ，ｃ，ｄを単位時間毎にそれぞれ開度比
率の異なる各電磁バルブ２１，２２，２３，２４に送出
する。そして、可動軸２５の変位量がＬに達した時点
で、流量設定制御部３０からの各電磁バルブ２１，２
２，２３，２４への制御信号ａ，ｂ，ｃ，ｄの送出を停
止させるようにした。したがって、各電磁バルブ２１，
２２，２３，２４によって流路３２から流路３３を介し
てシリンダ２０内に供給されるべき流量が細やかにコン
トロールされる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、アクチュエータを正確
に変位制御又は荷重制御するための油圧流量制御システ
ムに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、発動機によって油圧ポンプを
回し、発生した油圧によりアクチュエータをたとえば変
位させる油圧流量においては、その変位が連続的であ
り、且つ高効率であるため、アクチュエータへの力の取
り出しが容易である等の長所がある。
【０００３】このような油圧流量制御システムの一例と
して、たとえば特開昭５６−１０５１０２号公報には、
図６に示すようなものが開示されている。つまり、符号
１は往復動するアクチュエータ、２はアクチュエータ１
の変位量等の状態量を検出する状態量検出器、３はアク
チュエータ１の出力荷重を検出する荷重検出器、４は荷
重フィードバックポテンションメータ、５はその増幅
器、６は変位フィードバックポテンションメータ、７は
その増幅器、８は荷重フィードバック系と変位フィード
バック系とを入力側の加算器９に切換え接続する切換ス
イッチ、１０はループゲイン設定ポテンションメータ、
１１はサーボアンプ、１２はサーボ弁をそれぞれ示して
いる。
【０００４】サーボ弁１２の前段には、荷重制御用ルー
プゲイン設定ポテンションメータ１３及びその増幅器１
４と、変位制御用ループゲイン設定ポテンションメータ
１５及びその増幅器１６とが並列に接続されている。ま
た、これら荷重制御用ループゲイン設定ポテンションメ
ータ１３及び変位制御用ループゲイン設定ポテンション
メータ１５は、切換スイッチ１７によってサーボアンプ
１８との接続が切換えられるようになっている。更に、
切換スイッチ１７は、フィードバック系に設けた切換ス
イッチ８と連動されるようになっている。
【０００５】そして、切換スイッチ８及び１７を切換え
ることによって、アクチュエータ１を変位制御したり、
あるいは荷重制御をしたりすることができるようになっ
ている。入力信号が加算器９に加えられると、この入力
信号は加算器９において荷重検出器３からの出力荷重と
比較される。
【０００６】この比較により求められた入力信号と出力
荷重との差信号は、サーボアンプ１８、切換スイッチ１
７、荷重制御用ループゲイン設定ポテンションメータ１
３及び増幅器１４を経てサーボ弁１２に加えられる。こ
のため、サーボ弁１２は、入力信号に対応するようにア
クチュエータ１を荷重制御する。このように、切換スイ
ッチ８及び１７を切換えることによって、アクチュエー
タ１を変位制御したり、あるいは荷重制御をしたりする
ことができるようになっている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】このように、上述した
従来の油圧流量制御システムでは、１つのサーボ制御装
置により、アクチュエータの出力変位制御と出力荷重制
御とを精度よく且つ安定して実現することができる。
【０００８】しかしながら、このような油圧流量制御シ
ステムにあっては、特にサーボ弁１２が極めて高価な部
品であるため、装置の低コスト化を図る上で妨げとなっ
ている。また、加算器９やサーボアンプ１８において
は、その動作特性の調整が必要となるため、その調整操
作が非常に煩雑である等の問題があり、高精度化を図る
上で問題があった。
【０００９】本発明は、このような事情に対処してなさ
れたもので、装置の低コストを図るとともに、調整を必
要とする部品の調整操作を不要とすることにより、高精
度化を図ることのできる油圧流量制御システムを提供す
ることを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明は、
オイルポンプによって供給される油を第１の流路及び第
２の流路を介してシリンダ側に供給するとともに、前記
第１の流路及び第２の流路間にて前記油の流量を制御す
ることにより、前記シリンダ内の油圧をコントロールす
る油圧流量制御システムにおいて、前記第１の流路及び
第２の流路間に設けられた複数の分岐路と、これら分岐
路にそれぞれ設けられた分岐路開閉手段と、前記各分岐
路に流れる油の流量が所定比率となるように設定する流
量設定手段と、前記シリンダの移動量を検出するための
移動量検出手段と、この移動量検出手段による検出結果
に基づき前記シリンダの移動量を、前記分岐路開閉手段
の開閉動作をコントロールすることによって制御する流
量制御手段とが具備されていることを特徴とする。
【００１１】請求項２記載の発明は、オイルポンプによ
って供給される油を第１の流路及び第２の流路を介して
シリンダ側に供給するとともに、前記第１流路及び第２
の流路間にて前記油の流量を制御することにより、前記
シリンダ内の油圧をコントロールする油圧流量制御シス
テムにおいて、前記第１の流路及び第２の流路間に設け
られた複数の第１の分岐路と、これら第１の分岐路に設
けられたそれぞれ開度比率の等しい分岐路開閉手段と、
前記複数の第１の分岐路の下流側に設けられ、第１の分
岐路の流量を１／２とする第２の分岐路と、前記シリン
ダの移動量を、前記分岐路開閉手段の開閉動作をコント
ロールすることによって制御する流量制御手段とが具備
されていることを特徴とする。
【００１２】
【作用】請求項１記載の発明では、流量制御手段がシリ
ンダの移動量を、移動量検出手段による検出結果に基づ
き、第１の流路及び第２の流路間の複数の分岐路のそれ
ぞれに設けられた分岐路開閉手段の開閉動作をコントロ
ールすることによって制御することができる。したがっ
て、従来用いられていた高価な部品であるサーボ弁が不
要となるため、装置の低コスト化を図ることができる。
また、流量制御手段が分岐路開閉手段を介して流量を細
やかにコントロールすることができるため、従来のよう
に加算器やサーボアンプが不要となるばかりでなく、こ
れらの動作特性の調整が不要となる。
【００１３】請求項２記載の発明では、流量制御手段が
分岐路開閉手段の開閉動作をコントロールすることによ
り、第１の分岐路の流量が第２の分岐路によって１／２
されるため、分岐路開閉手段の開動作の組み合せによっ
てシリンダの移動量を細やかにコントロールすることが
できる。
【００１４】
【実施例】以下、本発明の実施例の詳細を図面に基づい
て説明する。図１は、本発明の油圧流量制御システム
を、変位制御に適用した場合の一実施例を示すものであ
る。
【００１５】同図に示すように、油圧流量制御システム
には、シリンダ２０内の油圧をコントロールするための
電磁バルブ２１，２２，２３，２４、シリンダ２０内の
可動軸２５の変位量を検出するための光電式のロータリ
エンコーダ２６、このロータリエンコーダ２６の検出結
果に基づき可動軸２５の偏差を検出する偏差検出部２７
が備えられている。また、油圧流量制御システムには、
可動軸２５の変位量を設定するための変位量設定部２
８、後述する可動軸２５の変位モードを設定するための
変位モード設定部２９、これら変位量設定部２８及び変
位モード設定部２９によって設定された設定値及び変位
モードに基づき、各電磁バルブ２１，２２，２３，２４
の開度をディジタル信号を送出することによって制御す
る流量設定制御部３０が備えられている。なお、図中符
号３１は各電磁バルブ２１，２２，２３，２４の切換え
時における急激な流量の変化を抑制するためのアキュム
レータを示している。また、符号３２，３３は流路、３
４〜３７は分岐路をそれぞれ示している。
【００１６】ここで、各電磁バルブ２１，２２，２３，
２４におけるそれぞれの分岐路３３〜３７を開とするた
めの開度比率は、たとえば８：４：２：１とされてい
る。したがって、対応する分岐路３３〜３７における流
量も８：４：２：１となる。また、ロータリエンコーダ
２６にあっては、光を利用した光電式の他に、磁気又は
電磁誘導を利用したもの等によって構成してもよい。図
２は、変位モード設定部２９によって設定される変位モ
ードの一例を示すもので、たとえばＡのような直線モー
ド、Ｂ，Ｃのような曲線モードが設定されるようになっ
ている。
【００１７】このような構成の油圧流量制御システム
は、次のような動作を行う。まず、変位量設定部２８に
よって可動軸２５の変位量が設定され、更に変位モード
設定部２９によって変位モードが設定されると、流量設
定制御部３０によってこれら変位量及び変位モードに基
づいた制御が行われる。つまり、図２に示すように、変
位量Ｌ、変位モードＢがそれぞれ設定された場合には、
流量設定制御部３０が各電磁バルブ２１，２２，２３，
２４に対しそれぞれの比率に応じたディジタルの制御信
号ａ，ｂ，ｃ，ｄを送出する。そして、各電磁バルブ２
１，２２，２３，２４は、制御信号ａ，ｂ，ｃ，ｄに基
づいて開動作を行う。
【００１８】これにより、流路３２を介して供給された
油は、各電磁バルブ２１，２２，２３，２４によって各
分岐路３４〜３７を通る流量がコントロールされた後、
流路３３を介してシリンダ２０内に供給される。この供
給された油によって可動軸２５が変位すると、その変位
量がロータリエンコーダ２６によって検出される。次い
で、ロータリエンコーダ２６による検出結果は、偏差検
出部２７に取り込まれる。偏差検出部２７は、変位モー
ド設定部２９によって設定されたモードＢに基づき、単
位時間当りの偏差を求め、この求めた偏差を流量設定制
御部３０に出力する。流量設定制御部３０は、偏差検出
部２７によって検出された偏差に基づき、変位モードＢ
の曲線に従った制御信号ａ，ｂ，ｃ，ｄを各電磁バルブ
２１，２２，２３，２４に送出する。
【００１９】このようにして、流量設定制御部３０は、
偏差検出部２７によって検出された偏差に基づき、変位
モードＢの曲線に従った制御信号ａ，ｂ，ｃ，ｄを単位
時間毎に各電磁バルブ２１，２２，２３，２４に送出す
る。そして、可動軸２５の変位量がＬに達した時点で、
流量設定制御部３０からの各電磁バルブ２１，２２，２
３，２４への制御信号ａ，ｂ，ｃ，ｄの送出が停止され
る。
【００２０】このように、この実施例では、流量設定制
御部３０が偏差検出部２７によって検出された偏差に基
づき、変位モードの曲線に従った制御信号ａ，ｂ，ｃ，
ｄを単位時間毎にそれぞれ開度比率の異なる各電磁バル
ブ２１，２２，２３，２４に送出する。そして、可動軸
２５の変位量がＬに達した時点で、流量設定制御部３０
からの各電磁バルブ２１，２２，２３，２４への制御信
号ａ，ｂ，ｃ，ｄの送出を停止させるようにした。
【００２１】したがって、各電磁バルブ２１，２２，２
３，２４によって流路３２から流路３３を介してシリン
ダ２０内に供給されるべき流量が細やかにコントロール
されるため、従来用いられていた高価な部品であるサー
ボ弁１２が不要となり、装置の低コスト化を図ることが
できる。また、制御信号ａ，ｂ，ｃ，ｄにより、各電磁
バルブ２１，２２，２３，２４の開動作を細やかにコン
トロールすることができるため、従来のように加算器９
やサーボアンプ１８が不要となるばかりでなく、これら
の動作特性の調整が不要となるため、高精度化を図るこ
とができる。
【００２２】また、この実施例においては、アキュムレ
ータをシリンダ２０の前段に設けたので、各電磁バルブ
２１，２２，２３，２４の切換え時における急激な流量
の変化が抑制されるため、可動軸２５を高精度で変位さ
せることができる。
【００２３】なお、この実施例においては、可動軸２５
の変位を検出するために、ロータリエンコーダ２６を用
いた場合について説明したが、この例に限らずリニアエ
ンコーダによってその変位を検出するようにしてもよ
い。また、この実施例では、本発明の油圧流量制御シス
テムを、変位制御に適用した場合について説明したが、
この例に限らず荷重制御に適用してもよい。
【００２４】更に、この実施例では、各電磁バルブ２
１，２２，２３，２４を４個とし、それぞれの開度比率
をたとえば８：４：２：１とした場合について説明した
が、この例に限らず各電磁バルブを３個以下又は５個以
上としてもよく、またそれぞれの開度比率を適宜設定す
るようにしてもよい。
【００２５】このように、各電磁バルブを５個以上とし
た場合には、流量のコントロールを更に細やかに行うこ
とができる。また、それぞれの開度比率を適宜設定する
ことにより、目的に応じた細やかな変位量を設定するこ
とができる。更にまた、この実施例においては、単位時
間毎にそれぞれ開度比率の異なる各電磁バルブ２１，２
２，２３，２４に制御信号ａ，ｂ，ｃ，ｄを送出した場
合について説明したが、この例に限らず可動軸２５を瞬
時にして設定された値に変位させるようにしてもよい。
【００２６】図３は、本発明の他の実施例を示し、図１
と同一部分は同一符号を付して説明する。同図において
は、電磁バルブ２１，２２，２３，２４の開度比率をそ
れぞれ等しくするとともに、各分岐路３４，３５，３
６，３７の径をそれぞれ異なるように構成したものであ
り、各電磁バルブ２１〜２４が同一の開度比率におい
て、対応する分岐路３４〜３７の流量が８：４：２：１
となるように設定される。このような構成の油圧流量制
御システムにおける動作は図１と同様であるため、その
説明を省略する。
【００２７】図４は、図１の油圧流量制御システムの構
成を変えた場合の他の実施例を示すものである。なお、
以下に説明する図において、図１と共通する部分には同
一符号を付し重複する説明を省略する。同図に示すよう
に、油圧流量制御システムの流路３２，３３間には、図
１における流量設定制御部３０からの制御信号ａ，ｂ，
ｃ，ｄによって開閉制御が行われる電磁バルブ２１，２
２，２３，２４が設けられている。これら電磁バルブ２
１，２２，２３，２４は、図１のものとは異なり、それ
ぞれの開度比率が同一とされている。
【００２８】流路３２の供給端部３２ａは、オイルタン
ク３８内に挿入されている。流路３２の途中には、オイ
ルポンプ３９が設けられている。そして、このオイルポ
ンプ３９が駆動することにより、オイルタンク３８内の
オイルが流路３２に送り込まれるようになっている。流
路３２から分岐した各分岐路３４〜３７のうち、分岐路
３５〜３７はそれぞれＣ，Ｂ，Ａにて１／２の流量とな
るように分岐され、それぞれの分岐端部３５ａ〜３７ａ
はオイルタンク３８内に挿入されている。分岐路３７の
分岐点Ａは、分岐路３６のＤに連結されている。分岐路
３６の分岐点Ｂは、分岐路３５のＥに連結されている。
分岐路３５の分岐点Ｃは、分岐路３４のＦに連結されて
いる。
【００２９】このような構成の油圧流量制御システム
は、次のような動作を行う。なお、以下の説明において
は、オイルタンク３８内の圧力とシリンダ２０側の圧力
とが等しくされているものとする。
【００３０】まず、上記同様に変位量設定部２８によっ
て可動軸２５の変位量が設定され、更に変位モード設定
部２９によって変位モードが設定されると、流量設定制
御部３０によってこれら変位量及び変位モードに基づい
た制御が行われる。ここで、流路３２内を流れる単位時
間当りの油の量を１としたとき、各電磁バルブ２１，２
２，２３，２４のうち、電磁バルブ２１のみを開とした
場合には、分岐路３４から流路３３側に流れる量は１で
ある。
【００３１】同様にして電磁バルブ２２のみを開とした
場合、分岐路３４から流路３３側に流れる量は、分岐点
Ｃにて１／２されるため、１／２である。電磁バルブ２
３のみを開とした場合、分岐路３４から流路３３側に流
れる量は、分岐点Ｂにて１／２され、更に分岐点Ｃにて
１／２されるため、１／４である。電磁バルブ２４のみ
を開とした場合、分岐路３４から流路３３側に流れる量
は、分岐点Ａ及びＢにてそれぞれ１／２され、更に分岐
点Ｃにて１／２されるため、１／８である。ちなみに、
電磁バルブ２３，２４のみを開とした場合、流路３３側
に流れる量は、（１／２＋１）／２・１／２＝３／８で
ある。
【００３２】したがって、流路３３側に流れる量を、３
／８に設定した場合には、流量設定制御部３０が電磁バ
ルブ２３，２４に対し、ディジタルの制御信号ｃ，ｄを
送出する。これにより、電磁バルブ２３，２４が開とさ
れるため、まず分岐路３６，３７にて流路３２の流量が
１／２とされる。分岐路３７の流量が分岐点Ａにて更に
１／４される。この１／４の流量は、分岐路３６の流量
にＤ点にて加算され、３／４とされる。分岐路３６の流
量の３／４は、分岐点Ｂにて３／８にされ、更に分岐点
Ｃにて３／１６にされて流路３３側に流れる。
【００３３】このように、この実施例では、それぞれの
開度比率が同一とされた電磁バルブ２１，２２，２３，
２４を設けるとともに、流路３２から分岐した各分岐路
３４〜３７のうち、分岐路３５〜３７に分岐点Ｃ，Ｂ，
Ａを設け、更に、分岐路３４〜３６に合流点Ｆ，Ｅ，Ｄ
を設けた。したがって電磁バルブ２１，２２，２３，２
４の開とする組み合せを変えることにより、流路３３側
に流れる流量を細かくコントロールすることができる。
【００３４】図５は、図４の油圧流量制御システムの構
成を変えた場合の他の実施例を示すもので、分岐点Ａと
合流点Ｄとの間、分岐点Ｂと合流点Ｅとの間、分岐点Ｃ
と合流点Ｆとの間には、それぞれ逆流防止弁４２，４
１，４０が設けられている。また、分岐端部３５ａ〜３
７ａのそれぞれの先端部の内側には、突出部４３，４
４，４５が設けられている。これにより、それぞれの先
端部の内径が細くされるため、油の流れに対して負荷が
掛けられるようになっている。
【００３５】このように、この実施例では、分岐点Ａと
合流点Ｄとの間、分岐点Ｂと合流点Ｅとの間、分岐点Ｃ
と合流点Ｆとの間には、それぞれ逆流防止弁４２，４
１，４０を設けたので、それぞれの分岐点にて１／２と
された流量が逆流しないため、図３の油圧流量制御シス
テムに比べて更に精度を上げることができる。また、分
岐端部３５ａ〜３７ａのそれぞれの先端部の内側に突出
部４３，４４，４５を設けることにより、それぞれの先
端部の内径を細くし、油の流れに対して負荷をかけるよ
うにしたので、シリンダ側とオイルタンク３８側の流路
の圧力を等しくすることができる。
【００３６】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の油圧流量
制御システムによれば、流量制御手段がシリンダの移動
量を、移動量検出手段による検出結果に基づき、第１の
流路及び第２の流路間の複数の分岐路のそれぞれに設け
られた分岐路開閉手段の開閉動作をコントロールするこ
とによって制御することができる。したがって、従来用
いられていた高価な部品であるサーボ弁が不要となるた
め、装置の低コスト化を図ることができる。また、流量
制御手段が分岐路開閉手段を介して流量を細やかにコン
トロールすることができるため、従来のように加算器や
サーボアンプが不要となるばかりでなく、これらの動作
特性の調整が不要となるため、高精度化を図ることがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の油圧流量制御システムの一実施例を示
す図である。
【図２】図１の変位モード設定部によって設定されるモ
ードの一例を示す図である。
【図３】図１の油圧流量制御システムの構成を変えた場
合の他の実施例を示す図である。
【図４】図１の油圧流量制御システムの構成を変えた場
合の他の実施例を示す図である。
【図５】図３の油圧流量制御システムの構成を変えた場
合の他の実施例を示す図である。
【図６】従来の油圧流量制御システムの一例を示す図で
ある。
【符号の説明】
２０ シリンダ ２１，２２，２３，２４ 電磁バルブ ２５ 可動軸 ２６ ロータリエンコーダ ２７ 偏差検出部 ２８ 変位量設定部 ２９ 変位モード設定部 ３０ 流量設定制御部 ３５〜３７ 分岐路 ３８ オイルタンク ３９ オイルポンプ

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 オイルポンプによって供給される油を第
    １の流路及び第２の流路を介してシリンダ側に供給する
    とともに、前記第１の流路及び第２の流路間にて前記油
    の流量を制御することにより、前記シリンダ内の油圧を
    コントロールする油圧流量制御システムにおいて、 前記第１の流路及び第２の流路間に設けられた複数の分
    岐路と、 これら分岐路にそれぞれ設けられた分岐路開閉手段と、 前記各分岐路に流れる油の流量が所定比率となるように
    設定する流量設定手段と、 前記シリンダの移動量を検出するための移動量検出手段
    と、 この移動量検出手段による検出結果に基づき前記シリン
    ダの移動量を、前記分岐路開閉手段の開閉動作をコント
    ロールすることによって制御する流量制御手段とが具備
    されていることを特徴とする油圧流量制御システム。
  2. 【請求項２】 オイルポンプによって供給される油を第
    １の流路及び第２の流路を介してシリンダ側に供給する
    とともに、前記第１流路及び第２の流路間にて前記油の
    流量を制御することにより、前記シリンダ内の油圧をコ
    ントロールする油圧流量制御システムにおいて、 前記第１の流路及び第２の流路間に設けられた複数の第
    １の分岐路と、 これら第１の分岐路に設けられたそれぞれ開度比率の等
    しい分岐路開閉手段と、 前記複数の第１の分岐路の下流側に設けられ、第１の分
    岐路の流量を１／２とする第２の分岐路と、 前記シリンダの移動量を、前記分岐路開閉手段の開閉動
    作をコントロールすることによって制御する流量制御手
    段とが具備されていることを特徴とする油圧流量制御シ
    ステム。
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