JPH0579003U - 連続高圧制御油圧回路 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 低コスト、かつ省スペース設計の小容量アク
チュエータ用高圧制御油圧回路を得る。 【構成】 ポンプ圧を増圧器により高圧に昇圧してアク
チュエータに供給する回路の低圧側に、アクチュエータ
に供給すべき圧力を設定した比例電磁リリーフ弁を設
け、該リリーフ弁により供給圧力を制御して設定どおり
の高圧を発生し、保持する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、予め設定した、高圧を精度よく発生し、保持するとともに、異常高 圧発生時の緊急圧抜きを自動的に行う高圧制御油圧回路に係り、特に可変クラウ ンソフトロール等の容量の小さいアクチュエータへの使用に適した高圧制御油圧 回路に関する。

【０００２】

【従来の技術】

小容量で、かつ設置スペースの限られたアクチュエータ、例えば圧延機ロール の中央部の脹らみを油圧で変化させるクラウンソフトロールのようなアクチュエ ータに使用する高圧制御油圧回路としては、回路規模が可及的に小さく、しかも 低コストなものが要求される。

【０００３】 本出願人等は、このような要求を達成する小容器アクチュエータ用の高圧制御 油圧回路として、すでに実公平３−３６７２５号公報に示すように、１個の増圧 機と油圧源によって所定の高圧を精度よく発生し、保持するとともに、異常高圧 発生時の緊急圧抜き操作が自動的に行われるように構成し、従来のこの種の回路 に比べて配管や切換弁等の部品数を大幅に削減した省スペース、低コスト設計の 高圧制御油圧回路を開発している。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、上記の高圧制御油圧回路にあっても、まだ次のような問題が残 されている。

【０００５】 すなわち、ポンプ圧を数倍の高圧に昇圧する増圧器のピストンは、その上下動 がサーボ弁による油量の切り換えで制御される仕組みになっているが、このサー ボ弁は非常に高価であるだけでなく、作動油の汚染に対して極めて敏感であり、 その許容汚染度はＮＡＳ等級で７以上を要求する。このため、回路内に設けるフ ィルタには特別に細かいメッシュのものを用いなければならず、しかも定期的な 作動油の汚染度チェックや交換、配管のフラッシング作業等を行う必要があり、 メインテナンスにかなりの工数と費用を要する。

【０００６】 また、回路の圧抜き操作にアキュムレータを使用する構造であるため、これに 接続する専用の回路を別に設ける必要があり、それだけ回路が複雑でかつ規模の 大きなものとなっている。

【０００７】 本考案は、先の実公平３−３６７２５号公報に示す高圧制御油圧回路をさらに 改良して上記の問題を解決したものであり、１個の増圧器と油圧源によって所定 の高圧を精度よく発生し、保持し、かつ圧抜き操作が行える機能を全く損なうこ となく、一層の低コスト化とメインテナンス性の向上、それに省スペース化を図 った小容量アクチュエータ用の連続高圧制御油圧回路の提供を目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成する本考案の連続高圧制御油圧回路は、油圧ポンプ１からの圧 油を増圧器２により数倍の高圧としてアクチュエータ３に供給する主圧力回路Ａ の上記油圧ポンプ１と増圧器２のピストン操作室４とを接続する低圧側回路Ａ₁ に、圧油の送給とタンク７への戻りを切り換える２位置切換ソレノイド弁６と、 増圧器２のピストン操作室４の増圧側操作室４ａと減圧側操作室４ｂへの圧油の 流れ方向を切り換えるとともに、中立位置においてポンプポートＰのみが閉じ、 タンクポートＴが上記増圧側操作室４ａと減圧側操作室４ｂに連通する４ポート ３位置切換ソレノイド弁８とを設ける。主圧力回路ａの増圧器２の増圧室５とア クチュエータ３とを接続する高圧側回路Ａ₂ に、増圧器２による発生圧の送給弁 との逆流を遮断する逆止弁とを切り換える２位置切換ソレノイド弁９と、増圧器 の発生圧を検出し、電気信号に変換する圧力変換器１０とを設ける。前記低圧側 回路Ａ₁ の２位置切換ソレノイド弁６上流側より分岐し、タンク７に接続するリ リーフ回路Ｂに、油圧ポンプ１からの余分な圧油をタンク７に戻すメインリリー フ弁１１と、前記圧力変換器１０からのフィードバック信号が設定圧力以上にな ると、上記メインリリーブ弁１１をパイロット圧で操作する比例電磁リリーフ弁 １２とを設ける。低圧側回路Ａ₁ の上記リリーフ回路Ｂの分岐点上流側より分岐 し、高圧側回路Ａ₂ の前記２位置切換ソレノイド弁９を下流側に接続して増圧器 ２の増圧室５に圧油を送給する補給回路Ｃに、補給圧力を調整する減圧弁１３と 、増圧室５の方向への圧油の送給弁とその送給を遮断する逆止弁とを切り換える ２位置切換ソレノイド弁１４と、増圧室５に送給された低圧油の逆流を遮断する 逆止弁１５とを設ける。高圧側回路Ａ₂ の前記２位置切換ソレノイド弁９の上流 側より分岐し、前記４ポート３位置切換ソレノイド弁８のタンクポートＴとタン ク７とを接続する戻し回路Ｅの途中に接続する圧抜き回路Ｄに、戻し回路Ｅ方向 への圧油の送給弁とその送給を遮断する逆止弁とを切り換える２位置切換ソレノ イド弁１６と、アクチュエータ３に封入された油が取付位置の高低差によりタン ク７に戻らない様に遮断する逆止弁１７とを設ける。

【０００９】 さらに前記増圧器２に、ピストン２′の全伸長位置を検出するリミットスイッ チ１８と、ピストンの全収縮位置を検出するリミットスイッチ１９と、ピストン の中間位置を検出するリミットスイッチ２０と、ピストンの全伸長手前信号用リ ミットスイッチ２１とを設けて、リミットスイッチ１８が増圧器ピストン２′の 全伸長位置を検出すると、高圧側回路Ａ₂ の２位置切換ソレノイド弁９が増圧器 による発生圧逆流を遮断する位置に切り換わって、Ａ２側の圧力を保持し、同時 に低圧側回路Ａ₁ の４ポート３位置切換ソレノイド弁８が増圧器２の減圧側操作 室４ｂに圧油を送給し、増圧側操作室４ａの圧油をタンク７に戻す位置８Ａに切 り換わるとともに、補給回路Ｃの２位置切換ソレノイド弁１４が、圧油を増圧器 ２の増圧室５に送給する位置に切り換わり、リミットスイッチ２０が上記ピスト ンの中間縮位置を検出すると、高圧側回路の２位置切換ソレノイド弁９が増圧器 の発生圧をアクチュエータ３に送給する位置に切り換わり、同時に低圧側回路の ４ボート３位置切換ソレノイド弁８が増圧器の増圧側操作室４ａに圧油を送給し 、減圧側操作室４ｂの圧油をタンク７に戻す位置８Ｂに切り換わるとともに、補 給回路の２位置切換ソレノイド弁１４が圧油の増圧室５への送給を遮断する位置 に切り換わり、連続的に圧力を制御可能としている。

【００１０】 さらに油圧ポンプ１の駆動を停止するか、又は圧抜き操作をすると圧抜き回路 Ｄの２位置切換ソレノイド弁１６が励磁され、高圧油を戻し回路Ｅへ送給する位 置に切り換わり、同時に高圧側回路Ａ₂ の２位置切換ソレノイド弁９が発生圧の 逆流を遮断する位置に切り換わり、低圧側回路Ａ₁ の２位置切換ソレノイド弁６ は油圧ポンプ１からの低圧油をタンク７に戻す位置に切り換わり、４ポート３位 置切換ソレノイド弁８も中立位置に切り換わって、全ラインの圧力が抜けるよう に構成されている。

【００１１】

【作用】

上記の構成によれば、油圧ポンプ１からの圧油は、４ポート３位置切換弁８に よって、増圧器２の増圧側操作室４ａと減圧側操作室４ｂとに交互に流れ方向が 切り換えられ、これにより油圧器ピストン２′が上昇と下降を繰り返して高圧側 回路Ａ₂ にアクチュエータ３に供給すべき高圧を発生する。

【００１２】 この増圧器２の発生圧は、圧力変換器１０によって常時検出され、電気信号に 変換されて低圧側回路Ａ₁ に設けた比例電磁リリーフ弁１２にフィードバックさ れている。比例電磁リリーフ弁１２は、このフィードバック値が設定圧力以上に なるとメインリリーフ弁１１を操作して余分のポンプ圧をタンク７に戻す。した がって、増圧器２は比例電磁リリーフ弁１２に予め設定したとおりの高圧を精度 よく発生し、かつ保持する。

【００１３】 以下、本考案の実施例について説明する。

【００１４】

【実施例】

図１において、１は油圧源である油圧ポンプ、２は増圧器、３はアクチュエー タ（図示例の場合は可変クラウンソフトロールを示す）、Ａは油圧ポンプ１から の圧油を増圧器２で数倍の高圧としてアクチュエータ３に供給する主圧力回路で 、Ａ₁ は主圧力回路Ａの油圧ポンプ１と増圧器２のピストン操作室４とを接続す る低圧側回路、同じくＡ₂ は主圧力回路Ａの増圧器増圧室５とアクチュエータ３ とを接続する高圧側回路である。

【００１５】 上記低圧側回路Ａ₁ に設けられた６は油圧ポンプ１からの圧油の送給とタンク ７への戻りを切り換える２位置切換ソレノイド弁であり、８は増圧器２のピスト ン操作室４の増圧側操作室４ａと減圧側操作室４ｂへの圧油の流れ方向を切り換 えるととも、中立位置においてポンプポートＰのみが閉じ、タンクポートＴが上 記増圧側操作室４ａと減圧側操作室４ｂに連通する４ポート３位置切換ソレノイ ド弁である。また、高圧側回路Ａ₂ に設けられた９は、増圧器２による発生圧の アクチュエータ３の方向への送給弁と、その逆流を遮断する逆止弁とを切り換え る２位置切換ソレノイド弁であり、１０は増圧器２の発生圧を検出し、電気信号 に変換して後述する比例電磁リリーフ弁１２にフィードバックする圧力変換器で ある。

【００１６】 Ｂは、前記低圧側回路Ａ₁ の２位置切換ソレノイド弁６上流側より分岐し、タ ンク７に接続するリリーフ回路であり、該リリーフ回路に設けられた１１は、油 圧ポンプ１からの余分な圧油をタンク７に戻すメインリリーフ弁であり、１２は 前記圧力変換器１０からのフィードバック信号をパワー増幅器（図示せず）で加 算演算し、フィードバック値が設定圧力以上になると、上記メインリリーフ弁１ １をパイロット圧で操作する電気・油圧式の比例電磁リリーフ弁である。

【００１７】 Ｃは、低圧側回路Ａ₁ より高圧側回路Ａ₂ の２位置切換ソレノイド弁９に接続 して、増圧器２の増圧室５に圧油を送給する補給回路であり、該補給回路に設け られた１３は補給圧力を調整するための減圧弁であり、１４は上記増圧室５方向 への圧油の送給弁とその送給を遮断する逆止弁とを切り換える２位置切換ソレノ イド弁である。また、１５は上記ソレノイド弁１４を介して増圧室５に送給され た圧油の逆流を遮断する逆止弁である。

【００１８】 Ｄは、高圧側回路Ａ₂ の２位置切換ソレノイド弁９上流側より分岐し、前記４ ポート３位置切換ソレノイド弁８のタンクポートＴとタンク７とを接続する戻し 回路Ｅの途中に接続する圧抜き回路であり、該圧抜き回路に設けられた１６は、 戻し回路Ｅ方向への圧油の送給弁とその送給を遮断する逆止弁とを切り換える２ 位置切換ソレノイド弁であって、緊急時の圧抜き操作ボタン（図示せず）に直結 されている。１７は上記ソレノイド弁１６を介してアクチュエータ３に封入され た油が、取付位置の高低差によりタンク７に戻らない様に遮断する逆止弁である 。

【００１９】 また、増圧器２に設けられた１８は、増圧器ピストン２′の全伸長位置を検出 するリミットスイッチで、このリミットスイッチ１８の検出信号により高圧側回 路Ａ₂ の２位置切換ソレノイド弁９が増圧器２による発生圧の逆流を遮断する位 置に切り換わり、同時に低圧側回路Ａ₁ の４ポート３位置切換ソレノイド弁８が 増圧器の減圧側操作室４ｂに圧油を送給し、増圧側操作室４ａの圧油タンク７に 戻す位置８Ａに切り換わり、さらに補給回路Ｃの２位置切換ソレノイド弁１４が 圧油を増圧器２の増圧室５に送給する位置に切り換わるように電気的に接続さて いる。

【００２０】 同じく２０は、増圧器ピストン２′の中間縮位置を検出するリミットスイッチ で、このリミットスイッチ２０の検出信号により高圧側回路Ａ₂ の２位置切換ソ レノイド弁９が増圧器２による発生圧をアクチュエータ３に送給する位置に切り 換わり、同時に低圧側回路Ａ₁ の４ポート３位置切換ソレノイド弁８が増圧器の 増圧側操作室４ａに圧油を送給し、減圧側操作室４ｂの圧油をタンク７に戻す位 置８Ｂに切り換わり、さらに補給回路Ｃの２位置切換ソレノイド弁１４が圧油の 増圧室５への送給を遮断する位置に切り換わるよう電気的に接続されている。

【００２１】 さらに、油圧ポンプの駆動を停止させるか、又は圧抜き操作をすると圧抜き回 路Ｄの２位置切換ソレノイド弁１６が励磁され、同時に高圧側回路Ａ₂ の２位置 切換ソレノイド弁９が増圧器による発生圧の逆流を遮断する位置に切り換わり、 補給回路Ｄの２位置切換ソレノイド弁１４が圧油の送給を遮断する位置に切り換 わり、低圧側回路Ａ₁ の２位置切換ソレノイド弁６が油圧ポンプ１からの圧油を タンク７に戻す位置に切り換わり、４ポート３位置切換ソレノイド弁８が中立位 置に切り換わるように電気的に接続されている。なお、ポンプ駆動時には、増圧 器２が全収縮位置を検出するリミットスイッチ１９をＯＮする位置まで自動的に 作動する様に電気シーケンスが組み込まれている。

【００２２】 次に、上記回路の主要な動作について説明する。

【００２３】 増圧器２のピストン２′が全伸長位置（上限位置）にきてリミットスイッチ１ ８をオンすると、高圧側回路Ａ₂ の２位置切換ソレノイド弁９が消磁されて、Ａ ₂ ラインの圧力が保持され、補給回路Ｄの２位置切換ソレノイド弁１４が励磁さ れてポンプ１からの圧油を増圧器２の増圧室５に送給する位置に切り換わる。こ の時、４ポート３位置切換ソレノイド弁８は、図示右側のソレノイドが励磁され て８Ａ位置に切り換わるため、増圧器２の減圧側操作室４ｂにポンプ１からの圧 油が送給され、増圧側操作室４ａの圧油はタンク７に戻されて、ピストン２′が 下降を開始する。これと平行して、ポンプ１からの圧油が補給回路Ｃを経て、増 圧器２の増圧室５に送給される。

【００２４】 増圧器２のピストン２′が中間位置に達すると、リミットスイッチ２０がオン され、これにより高圧側回路Ａ₂ の２位置切換ソレノイド弁９が励磁されて増圧 器２による発生圧をアクチュエータ３に供給する位置に切り換わり、補給回路Ｃ の２位置切換ソレノイド弁１４が消磁されて増圧室５への圧油の送給を遮断する 位置に切り換わる。この時、４ポート３位置切換ソレノイド弁８は、図示左側の ソレノイドが励磁されて８Ｂ位置に切り換わるため、増圧器２の増圧側操作室４ ａにポンプ１からの圧油が送給され、減圧側操作室４ｂの圧油はタンク７に戻さ れて、ピストン２′が設定圧力になる様に作動を開始する。

【００２５】 このようにして、増圧器２のピストン２′が上昇と下降を繰り返すことより発 生した圧力は、アクチュエータ３に供給されるのであるが、この発生圧は圧力変 換器１０によって常時検出されており、電気信号に変換されて比例電磁リリーフ 弁１２にフィードバックされている。比例電磁リリーフ弁１２は、このフィード バック値を付設のパワー増幅器で加算演算し、フィードバック値が設定圧力以上 になるとメインリリーフ弁１１をパイロット圧で操作してポンプ１からの余分な 圧油をタンク７に戻す。これにより増圧器２のピストン２′は、その時点で増圧 運動を停止するから、予め設定したとおりの高圧が精度よく保持される。

【００２６】 この連続高圧制御油圧回路に、リリーフ弁１１の故障等により設定圧力以上の 異常高圧が発生した場合、あるいは作業者が緊急に圧抜きの操作をした場合は、 圧抜き回路Ｄの２位置切換ソレノイド弁１６が励磁されて、増圧器による発生圧 を戻し回路Ｅの方向へ送給する位置に切り換わる。この時、他のソレノイド弁６ ，８，９，１４は全て消磁されて図示位置に切り換わる。

【００２７】 これにより、アクチュエータ３内の高圧油は高圧側回路Ａ₂ から直接圧抜き回 路Ｄに入り、戻し回路Ｅを経てタンク７に回収される。

【００２８】 また、低圧側回路Ａ₁ 内の圧油は、低圧側回路の２位置切換ソレノイド弁６を 経て、バイパス回路Ｆを通りタンク７に回収される。

【００２９】 さらに、増圧器２の増圧側操作室４ａおよび減圧側操作室４ｂ内の圧油は、中 立位置となった４ポート３位置切換ソレノイド弁８のタンクポートＴから戻し回 路Ｅを経て７に回収される。

【００３０】 このようにして回路内の全圧力がタンク７に自動的に回収される。

【００３１】

【考案の効果】

以上に説明したとおり、本考案の連続高圧制御油圧回路は、高圧を発生する増 圧器を、比例電磁リリーフ弁で制御することにより、所定の高圧を精度よく発生 し、保持するように構成したから、従来のサーボ弁で増圧器を制御するこの種の ものに比べてはるかにコストが低く、しかも作動油の汚染度でＮＡＳ等級１０程 度の作動油を使用しても十分に性能を発揮するからメインテナンスも簡単である 。また、アキュムレータ等を使用せずに回路の圧抜きができる構造であるから、 配管や切換弁等の部品点数が少なくてすみ、回路が極めて小規模である。したが って、小容量アクチュエータ用として最適である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の一実施例を示す油圧回路図である。

【符号の説明】

１ 油圧ポンプ ２ 増圧器 ３ アクチュエータ３ ７ タンク ６，９，１４，１６ ２位置切換ソレノイド弁 ８ ４ポート３位置切換ソレノイド弁 １０ 圧力変換器 １１ メインリリーフ弁 １２ 比例電磁リリーフ弁 Ａ 主圧力回路 Ａ₁ 低圧側回路 Ａ₂ 高圧側回路 Ｂ リリーフ回路 Ｃ 補給回路 Ｄ 圧抜き回路 Ｅ 戻し回路 Ｆ バイパス回路

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 油圧ポンプ１からの圧油を増圧器２によ
   り数倍の高圧としてアクチュエータ３に供給する主圧力
   回路Ａの上記油圧ポンプ１と増圧器２のピストン操作室
   ４とを接続する低圧側回路Ａ₁ に、圧油の送給とタンク
   ７への戻りを切り換える２位置切換ソレノイド弁６と、
   増圧器２のピストン操作室４の増圧側操作室４ａと減圧
   側操作室４ｂへの圧油の流れ方向を切り換えるととも
   に、中立位置においてポンプポートＰのみが閉じ、タン
   クポートＴが上記増圧側操作室４ａと減圧側操作室４ｂ
   に連通する４ポート３位置切換ソレノイド弁８とを設
   け、主圧力回路ａの増圧器２の増圧室５とアクチュエー
   タ３とを接続する高圧側回路Ａ₂ に、増圧器２による発
   生圧の送給弁とその逆流を遮断する逆止弁とを切り換え
   る２位置切換ソレノイド弁９と、増圧器の発生圧を検出
   し、電気信号に変換する圧力変換器１０とを設け、前記
   低圧側回路Ａ₁ の２位置切換ソレノイド弁６上流側より
   分岐し、タンク７に接続するリリーフ回路Ｂに、油圧ポ
   ンプ１からの余分な圧油をタンク７に戻すメインリリー
   フ弁１１と、前記圧力変換器１０からのフィードバック
   信号が設定圧力以上になると、上記メインリリーブ弁１
   １をパイロット圧で操作する比例電磁リリーフ弁１２と
   を設け、低圧側回路Ａ₁ の上記リリーフ回路Ｂの分岐点
   上流側より分岐し、高圧側回路Ａ₂ の前記２位置切換ソ
   レノイド弁９下流側に接続して増圧器２の増圧室５に圧
   油を送給する補給回路Ｃに、補給圧力を調整する減圧弁
   １３と、増圧室５方向への圧油の送給弁とその送給を遮
   断する逆止弁とを切り換える２位置切換ソレノイド弁１
   ４と、増圧室５に送給された低圧油の逆流を遮断する逆
   止弁１５とを設け、高圧側回路Ａ₂ の前記２位置切換ソ
   レノイド弁９上流側より分岐し、前記４ポート３位置切
   換ソレノイド弁８のタンクポートＴとタンク７とを接続
   する戻し回路Ｅの途中に接続する圧抜き回路Ｄに、戻し
   回路Ｅ方向への圧油の送給弁とその送給を遮断する逆止
   弁とを切り換える２位置切換ソレノイド弁１６と、アク
   チュエータ３に封入された油が取付位置の高低差により
   タンク７に戻らない様に遮断する逆止弁１７とを設け、
   さらに前記増圧器２に、ピストン２′の全伸長位置を検
   出するリミットスイッチ１８と、ピストンの全収縮位置
   を検出するリミットスイッチ１９と、ピストンの中間位
   置を検出するリミットスイッチ２０と、ピストンの全伸
   長手前信号用リミットスイッチ２１とを設けて、リミッ
   トスイッチ１８が増圧器２ピストン２′の全伸長位置を
   検出すると、高圧側回路Ａ₂ の２位置切換ソレノイド弁
   ９が増圧器による発生圧の逆流を遮断する位置に切り換
   わってＡ２側の圧力を保持し、同時に低圧側回路Ａ₁ の
   ４ポート３位置切換ソレノイド弁８が増圧器２の減圧側
   操作室４ｂに圧油を送給し、増圧側操作室４ａの圧油を
   タンク７に戻す位置８Ａに切り換わるとともに、補給回
   路Ｃの２位置切換ソレノイド弁１４が、圧油を増圧器２
   の増圧室５に送給する位置に切り換わり、リミットスイ
   ッチ２０が上記ピストンの中間位置を検出すると、高圧
   側回路の２位置切換ソレノイド弁９が増圧器の発生圧を
   アクチュエータ３に送給する位置に切り換わり、同時に
   低圧側回路の４ボート３位置切換ソレノイド弁８が増圧
   器の増圧側操作室４ａに圧油を送給し、減圧側操作室４
   ｂの圧油をタンク７に戻す位置８Ｂに切り換わるととも
   に、補給回路の２位置切換ソレノイド弁１４が圧油の増
   圧室５への送給を遮断する位置に切り換わって連続的に
   圧力を制御し、さらに油圧ポンプ１の駆動を停止する
   か、又は圧抜き操作をすると、圧抜き回路Ｄの２位置切
   換ソレノイド弁１６が励磁されて、高圧油を戻し回路Ｅ
   へ送給する位置に切り換わり、同時に高圧側回路Ａ₂の
   ２位置切換ソレノイド弁９が発生圧の逆流を遮断する位
   置に切り換わり、低圧側回路Ａ₁ の２位置切換ソレノイ
   ド弁６は油圧ポンプ１からの圧油をタンク７に戻す位置
   に切り換わり、４ポート３位置切換ソレノイド弁８も中
   立位置に切り換わって、全ラインの圧力が抜けるように
   構成されていることを特徴とする連続高圧制御油圧回
   路。