JPH0780618A

JPH0780618A - シリンダ作動用油圧回路

Info

Publication number: JPH0780618A
Application number: JP22347193A
Authority: JP
Inventors: Hideaki Yoshimatsu; 英昭吉松
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1993-09-08
Filing date: 1993-09-08
Publication date: 1995-03-28
Anticipated expiration: 2015-07-17
Also published as: JP3065460B2

Abstract

(57)【要約】【目的】シリンダ作動用油圧回路での増減速度制御時
の機械的衝撃の解消による制御信頼性の確保並びに昇降
用油圧シリンダの場合における高速昇降の実現による生
産性の向上を図らせる。【構成】昇降装置における自重負荷の昇降動作を行う
油圧シリンダ１６Ａ，１６Ｂと、パイロット圧力が所定
値に保持され、前記油圧シリンダ１６Ａ，１６Ｂに対し
圧油を供給して上昇・下降動作させる昇降制御弁９と、
前記自重負荷の下降時に油圧シリンダ１６Ａ，１６Ｂか
らタンクラインへの圧油流量を絞る流量制御弁９と、同
じく下降時に前記昇降制御弁９よりも負荷側において油
圧シリンダ１６Ａ，１６Ｂのヘッド側油室とロッド側油
室とを接続する制御弁１０，１２と、同じく下降時に油
圧ポンプ１Ａ，１Ｂから油圧シリンダ１６Ａ，１６Ｂへ
の圧油の流れを制限する制御弁８とがシリンダ作動用油
圧回路に設けられる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、高圧鋳造機、射出成形
機、プレス機等におけるシリンダ作動用油圧回路に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】この種の装置の一例である縦形高圧鋳造
機の概要構造が図７に示される。上金型を取付けたスラ
イド４１が４本のコラム４２に案内されて、左右２本の
昇降用の油圧シリンダ１６Ａ，１６Ｂによって昇降動作
される。上金型を下降して、下方で固定される図示しな
い下金型に押し付け、ハーフナット４３をコラム４２に
係合し、４個の型締めシリンダ４４をハーフナット４３
に当接し油圧をかけることによって、所定の型締め力を
得た後に下方に設けられる射出シリンダ４５で、両金型
内にアルミニウム溶湯を射出する。油圧シリンダ１６
Ａ，１６Ｂの昇降は、図８に示される油圧回路によって
行われる。上昇に際しては、電磁比例方向流量制御弁か
らなる昇降制御弁９により流量制御され、油圧シリンダ
１６Ａ，１６Ｂの位置を位置センサ或いはリミットスイ
ッチにより計測して、その位置信号により加速、定常、
減速の制御と停止位置の制御が行われる。

【０００３】上述する流量制御あるいは速度制御の方法
は、上記の方法以外に可変ポンプによる流量制御方法、
複数のポンプのオンロードを順次制御する流量制御方
法、あるいは特公平 3-35019号公報に開示される先行技
術のように、電磁切換弁と流量制御弁とを併用する方法
もある。また、昇降速度を高速にするために、再生回路
方式とすることによってシリンダからの戻り油を送り側
に合流する方法も実施されている。昇降シリンダの下降
側は上記流量制御に加えて、スライド４１と上金型の自
重負荷による自走を防止するため、図８に示されるよう
に、カウンタバランス弁３９を使用して圧力制御し、供
給流量に見合った流量で下降を行っている。また、電磁
油圧切換弁のパイロット圧は、パイロット圧専用のポン
プを持つ方法と自己圧をパイロット圧とする方法とがあ
るが、自己圧方式とすればパイロット専用ポンプや、パ
イロット配管が必要となり、装置コスト面で有利であ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところでこの種の昇降
装置の場合、昇降用シリンダの下降速度はポンプ流量に
見合った値以上には速く出来ない。そこで、その対策と
して、仮にカウンタバランス弁３８を省略し自重負荷に
より昇降シリンダのヘッド側の油を流出させ、ポンプ流
量に見合った速度以上にした場合、ロッド側への供給
流量が不足して、該ロッド側にキャビテーションが発生
する。その結果、下降限度で上金型と下金型とが接触し
て昇降シリンダが停止し、ロッド側の圧力が上昇するの
に時間がかかってしまい、また、シリンダ内に気泡が充
満するのも好ましくない、ロッド側への供給流量不足
のため、ポンプ圧が低下し、電磁油圧切換弁の必要パイ
ロット圧力よりも低下し、弁の切換えが出来なくなる。
特に、電磁比例流量制御弁の場合、パイロット圧力は30
Kg/cm²程度の圧力が必要であるから、ポンプ圧が低下す
ることは制御面で困る、等の種々の問題がある。

【０００５】一方、図８に示される油圧回路において、
昇降用シリンダの上昇速度を増速させる場合には、昇降
制御弁９を上昇側に切換えるとともに、再生（差動）制
御弁１０を図示動作位置から切換えることによって、ロ
ッド側油室の圧油を管路 104を通じてヘッド側油室に戻
して速度増加を行うことができるが、再生制御弁１０
は、この切換えの途中で３つのポートが導通するもの、
３つのポートがそれぞれブロックされるものとがあり、
前者の導通形では、管路 101をヘッド側に流れる油が管
路 104から再生制御弁１０を経て管路 103に流れてタン
クにつながり、昇降用シリンダの速度が瞬間的に停止ま
たは減速してショックを起こす。後者のブロック形で
は、管路 102→再生制御弁１０→管路 103→昇降制御弁
９→タンクと流れていた油が、切換えの間、瞬間的に遮
断されて、昇降用シリンダの動きが停止し、大きなショ
ックを引き起こす。このようなショックは、減速方向へ
の切換えの際にも同じように発生する。尚、このような
ショックは、昇降用油圧シリンダに限らず、油圧シリン
ダの伸縮動作に伴い、一般的に発生するものである。

【０００６】本発明は、このような問題点の解消を図る
ために成されたものであり、本発明の目的は、シリンダ
作動用油圧回路での増減速度制御時の機械的衝撃の解
消、ならびに昇降用油圧シリンダ内でのキャビテーショ
ンの防止による制御信頼性の確保並びに高速昇降の実現
による生産性の向上を図らせることにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の目的を
達成するため以下に述べる構成としたものである。即
ち、本発明は、昇降装置における自重負荷の昇降動作を
行う油圧シリンダと、パイロット圧力が所定値に保持さ
れ、前記油圧シリンダに対し圧油を供給して上昇・下降
動作させる昇降制御弁と、前記自重負荷の下降時に油圧
シリンダからタンクラインへの圧油流量を絞る流量制御
弁と、同じく下降時に前記昇降制御弁よりも負荷側にお
いて油圧シリンダのヘッド側油室とロッド側油室とを接
続する制御弁と、同じく下降時に油圧ポンプから油圧シ
リンダへの圧油の流れを制限する制御弁とを含むことを
特徴とするシリンダ作動用油圧回路である。

【０００８】また本発明は、油圧シリンダが、前記自重
負荷の下降時にロッド側油室を容積増加するように昇降
装置に接続され、油圧ポンプが、自重負荷の下降時に吐
出圧を昇降制御弁のパイロット圧力に比し高く保持する
ように駆動され、昇降制御弁が、自己圧方式の制御弁に
形成されることを特徴とするシリンダ作動用油圧回路で
ある。また本発明は、油圧ポンプの吐出圧が、前記自
重負荷の下降途中では、油圧回路中に設けられるリリー
フ弁の設定圧最高値よりも低い値に設定され、下降完了
後では、前記設定圧最高値に設定替えされることを特徴
とするシリンダ作動用油圧回路である。

【０００９】また本発明は、油圧シリンダに対して圧源
およびタンクを切換え接続しピストンロッドを伸長・縮
小させる油圧複動回路と、前記自重負荷を増速・上昇さ
せる際、油圧シリンダにおける前記自重負荷を受ける容
積増加側油室を圧源に接続し、かつ、容積減少側油室か
ら容積増加側油室への圧油の流れだけを許容する差動回
路と、油圧複動回路と差動回路とを切換える切換え装置
とを有し、この切換え装置には、油圧複動回路と差動回
路の切換え途中において、容積減少側油室、容積増加側
油室およびタンクの３系統の管路を接続した後、容積減
少側油室からタンクへの圧油の流れを絞りながら遮断さ
せる切換制御手段が設けられることを特徴とするシリン
ダ作動用油圧回路である。

【００１０】

【作用】本発明に従えば、昇降装置における自重負荷の
下降時には、油圧シリンダの容積減少側油室からタンク
へ流出する流量は流量制御弁で絞られるため、下降速度
が制御できる。その場合、容積減少側油室と容積増加側
油室とが接続されているので、静的には同圧力となり容
積増加側油室には容積減少側油室から高圧の油が流れ込
み、その結果、キャビテーションは起こらない。また、
ポンプ吐出油は容積増加側油室への流入が制御弁によっ
て制限されて、昇降制御弁のパイロット圧力よりも高圧
に保持されるため、昇降制御弁によって方向の切換えお
よび開度の制御が確実に行える。その結果、ポンプ流量
に見合った速度よりも高速で下降ができる。

【００１１】また、本発明によれば、油圧ポンプの吐出
圧が、前記自重負荷の下降途中では、油圧回路中に設け
られるリリーフ弁の設定圧最高値よりも低い値に設定さ
れ、下降完了後では、前記設定圧最高値に設定替えされ
ることによって、加工停止後の油圧シリンダによる型締
め力をポンプ圧上昇により容易に大きくさせることがで
きる。

【００１２】また、本発明に従えば、油圧回路の切換え
の途中において油圧シリンダの容積減少側油室、容積増
加側油室およびタンクの３系統管路を接続した後、容積
減少側油室からタンクへの圧油の流れを絞りながら遮断
させるようにすることによって、圧源から流れ込む圧油
は常に容積増加側油室に安定して流れ、一方、容積減少
側油室からの戻り油は、タンクへの流れと容積増加側油
室への回流とがスムーズに切換えられて、ショックが無
い円滑な変速が可能である。

【００１３】

【実施例】以下、本発明の実施例について添付図面を参
照しながら説明する。図１は、本発明の１実施例に係る
縦型アルミニュウム高圧鋳造機の油圧回路図である。図
示の油圧回路は、可変容量形の２基の油圧ポンプ１Ａ，
１Ｂ、油タンク２、フィルタ２１、冷却器２２を含んで
構成される油圧源装置３と、電磁パイロット式のアンロ
ードリリーフ弁４Ａ，４Ｂ、チェック弁５、合流制御弁
装置６を含んで構成される油圧制御ユニット７と、チェ
ック弁８、電磁比例方向流量制御弁で実現される昇降制
御弁９、電磁切換弁で実現される再生制御弁１０、チェ
ック弁１１、チェック弁１２、リリーフ弁１３、パイロ
ットチェック弁１４を含んで構成される負荷側制御ユニ
ット１５と、自重負荷である上金型の昇降動作を行う２
基の並列接続された油圧シリンダ１６Ａ，１６Ｂとを備
える。

【００１４】油圧ポンプ１Ａは吐出容量が例えば最大80
l/min で、２１０Ｋ（Kgf/cm²)系統の圧源として用いら
れ、油圧ポンプ１Ｂは吐出容量が例えば最大130l/min
で、１５０Ｋ（Kgf/cm²)系統の圧源として用いられる。
油圧制御ユニット７は、回路圧力が１５０Ｋ（Ｂ) 系と
２１０Ｋ（Ａ) 系の２系統のシステムの圧力、流量及び
両システム間の合流の各制御を行わせる制御装置に構成
される。なお、１５０Ｋ（Ｂ) 系は、主として射出回
路、金型クランプ回路を形成し、図示しないアキュムレ
ータに圧油を蓄圧して、圧源に用いられる。一方、２１
０Ｋ（Ａ) 系は、金型の昇降、型締め、製品のノックア
ウト等を行わせる回路を形成する。直圧方式や、ハーフ
ナット方式の型締めでは、昇降シリンダ、型締めシリン
ダの容量が大きくなるため、２１０Ｋ系の油圧ポンプ１
Ａだけでは対応できず、１５０Ｋ系の油圧ポンプ１Ｂか
らの合流により流量を増やして負荷に適応させるように
なっている。

【００１５】上記油圧制御ユニット３において、電磁切
換弁１７，１８によりパイロット操作されるアンロード
リリーフ弁４Ａは、定常時では２１０ Kgf/cm²の圧力状
態に配管路Ａを保持し、スタンバイではリリーフ弁２０
により３５ Kgf/cm²の圧力状態に配管路Ａを保持するよ
うに作動し、また、電磁切換弁１９によりパイロット操
作されるアンロードリリーフ弁４Ｂは、定常時では１５
０ Kgf/cm²の圧力状態に配管路Ｂを保持するように作動
する。一方、チェック弁５は、１５０Ｋ系の送り側油圧
配管路の途中に、圧源側への逆流を抑止するように介設
されるが、その配設個所としては、油圧ポンプ１Ｂ吐出
側と合流制御弁装置６との接続個所（合流ライン接続個
所）にできるだけ近い送り側配管路部Ｂ₂が好適であ
る。

【００１６】前記合流制御弁装置６は、本実施例ではパ
イロット操作型のポペット弁２３と、パイロット操作用
の電磁切換弁２４と、シャトル弁２５とを備える。ポペ
ット弁２３は、入口側となるポートＰ１が油圧ポンプ１
Ｂの吐出側に接続される配管路Ｂに、出口側となるポー
トＰ２が油圧ポンプ１Ａの吐出側に接続される配管路Ａ
に、それぞれ分岐接続される。電磁切換弁２４は、Ｐポ
ートがポペット弁２３のポートＰ１に接続され、Ｔポー
トがタンクラインに接続され、一方の切換ポートＡがシ
ャトル弁２５の一方の流入側ポートに接続され、他方の
切換ポートＢがブロックされる。シャトル弁２５は、他
方の流入側ポートがポペット弁２３のポートＰ２に接続
され、共通の流出側ポートがポペット弁２３のパイロッ
ト操作部であるスプリング室内に接続される。

【００１７】負荷側制御ユニット１５において、昇降制
御弁９は、タンクポートがタンクラインに、圧源ポート
が配管路Ａの端末部にチェック弁８を直列に介してそれ
ぞれ接続される。また、一方の切換えポートがパイロッ
トチェック弁１４を直列に介して両油圧シリンダ１６
Ａ，１６Ｂのヘッド側油室に接続され、他方の切換えポ
ートが再生制御弁１０を介して両油圧シリンダ１６Ａ，
１６Ｂのロッド側油室に接続される。チェック弁８は、
圧油が油圧ポンプ１Ａから昇降制御弁９に向けて流動す
るのを許容するように介設される。

【００１８】再生制御弁１０は、圧源側の一方のポート
が、前述する通り、昇降制御弁９の他方の切換えポート
に接続され、同じく他方のポートが、チェック弁１１を
直列に介して昇降制御弁９の一方の切換えポートに接続
される。また、負荷側の一方のポートが、前述する通
り、両油圧シリンダ１６Ａ，１６Ｂのロッド側油室に接
続され、同じく他方のポートが、チェック弁１２を直列
に介して昇降制御弁９の一方の切換えポートに接続され
る。なお、チェック弁１１は、圧油が両油圧シリンダ１
６Ａ，１６Ｂのロッド側油室から再生制御弁１０側を介
し昇降用の油圧シリンダ１６Ａ，１６Ｂのヘッド側油室
に向けて流動するのを許容するように介設され、チェッ
ク弁１２は、圧油が両油圧シリンダ１６Ａ，１６Ｂのヘ
ッド側からパイロットチェック弁１４および再生制御弁
１０を介してロッド側油室に向けて流動するのを許容す
るように介設される。

【００１９】昇降制御弁９、再生制御弁１０、電磁切換
弁２７によりパイロット操作されるパイロットチェック
弁１４の各弁は、配管路Ａの圧力である自己圧をパイロ
ット圧力として作動するように設けられていて、パイロ
ットチェック弁１４は、昇降制御弁９と両油圧シリンダ
１６Ａ，１６Ｂのヘッド側油室とを接続する配管路中に
介設される。また、オーバーロードリリーフ弁１３は、
両油圧シリンダ１６Ａ，１６Ｂのヘッド側油室とパイロ
ットチェック弁１４とを接続する配管路に分岐接続され
る。

【００２０】図１に示される油圧回路による自重負荷の
昇降作動の態様について以下説明する。ここで両油圧シ
リンダ１６Ａ，１６Ｂのシリンダヘッド側油室とシリン
ダロッド側油室との面積比を２：１、負荷圧を５０Kgf/
cm²(再生作動時では１００ Kgf/cm²になる) とする。 (1) 昇降停止時：油圧ポンプ１Ａは、電磁切換弁１８
がオンされ、電磁切換弁１７がオフされて、アンロード
リリーフ弁４Ａによって３５ Kgf/cm²でリリーフする。
一方、図示しないアキュムレータの充圧（チャージ）が
完了して、油圧ポンプ１Ｂはアンロードリリーフ弁４Ｂ
によってリリーフ状態になる。合流制御弁装置６は、電
磁切換弁２４がオフであり、配管路Ａは低圧３５ Kgf/c
m²でスタンバイ状態であり、配管路Ｂ_1,Ｂ₂は１５０ K
gf/cm²である。

【００２１】(2) 上昇時：昇降制御弁９を(c) 位置に
切換えると共に、電磁切換弁１７をオンさせてアンロー
ドリリーフ弁４Ａをオンロードに作動させる。昇降制御
弁９での (b)→(c) の位置切換えに際しては、両油圧シ
リンダ１６Ａ，１６Ｂからなる昇降シリンダが所定の速
度パターンで上昇するように電流制御する。前記アンロ
ードリリーフ弁４Ａの設定圧力が３５ Kgf/cm²から２１
０ Kgf/cm²に昇圧し、配管路Ａ及び前記負荷側制御ユニ
ット１５から油圧シリンダ１６Ａ，１６Ｂまでの油圧回
路の圧力が負荷に見合った圧力の５０ Kgf/cm²に上昇
し、パイロットチェック弁１４を介してヘッド側油室に
油が流れ、ロッド側油室の油はタンクに戻り、油圧シリ
ンダ１６Ａ，１６Ｂが動き始め、油圧ポンプ１Ａの吐出
量に見合った速度になる。ここで、再生制御弁１０を
(e)→(d) に位置切換えさせると、ロッド側油室からの
戻り油は、チェック弁１１を介してヘッド側油室に流入
し、速度が２倍となる。油圧ポンプ１Ａの吐出圧は、各
部での圧損を無視した単純計算で、５０ Kgf/cm²から１
００ Kgf/cm²に上昇する。この場合、チェック弁１１の
存在により、再生制御弁１０の切換え途中においてポン
プ吐出油が該再生制御弁１０を介してタンクラインに流
動することはない。

【００２２】短時間経過した後に電磁切換弁２４を励磁
し切換える。ポペット弁２３のスプリング室内の油は、
シャトル弁２５を通って、タンクに流れ、ポペット弁２
３がストロークされて開く。ポペット弁２３の開度が急
に大きくなり、油圧ポンプ１Ｂの吐出油が油圧シリンダ
１６Ａ，Ｂに合流して最高速に上昇する。ところで、ポ
ペット弁２３が開いた時は、配管路Ｂ₁の圧油は配管路
Ａ側に合流するが、配管路Ｂ₂側はチェック弁５の抑止
作用によって高圧のままとなる。従って、合流部分とな
る高圧部は、配管路Ｂ₁の短い部分だけで、合流部の油
の体積が小さくなり、切換え時のショックが小さく、そ
のため、切換時間を短くでき、当然、その分サイクルタ
イムも短くなる。なお、減速・停止時は上記の逆とな
る。即ち、ポペット弁２３開→閉で速度低下、再生制御
弁１０ (d)→(e) で速度低下、アンロードリリーフ弁４
Ａがアンロードで更に速度低下→停止、負荷側の昇降制
御弁９が (c)→(b) に中立位置に復帰することで停止保
持となる。なお、減速制御は、所定の速度パターンにな
るように昇降制御弁９の電流制御を行う。流量制御は、
この昇降制御弁９で行っても良いし、可変ポンプの吐出
量制御で、またはそれぞれ複数ポンプの組合せとしてポ
ンプの合流順序の制御で行っても良い。また、再生回路
制御と合流制御とは順序が逆になってもよい。

【００２３】(3) 下降時：配管路Ａは低圧３５ Kgf/cm²
でスタンバイ状態になっている。再生制御弁１０を (e)
→(f) に位置切換えさせるとともに、パイロットチェッ
ク弁１４の電磁切換弁２７をオンさせて、昇降制御弁９
を (b)→(a) に位置切換えさせる。この場合、ポンプ圧
は３５ Kgf/cm²であるから、電磁切換弁２７の切換えに
よるパイロットチェック弁１４の切換えは勿論可能であ
る。再生制御弁１０を切換えることによって、ヘッド側
圧力は５０ Kgf/cm²から１００ Kgf/cm²に、一方、ロッ
ド側圧力は０ Kgf/cm²から１００ Kgf/cm²に上昇し、昇
降制御弁１０が位置(a) になると、ヘッド側油室の圧油
は、該弁１０を通ってタンクラインに流れる。油圧シリ
ンダ１６Ａ，１６Ｂが下降した分だけ、ヘッド側油室か
らチェック弁１２、再生制御弁１０を介してロッド側油
室に油が流れ、従って、ロッド側油室でのキャビテーシ
ョンは起きない。

【００２４】ヘッド側油室からの流出流量は、昇降制御
弁９のスプールの絞りで流量制御されてタンクに流れ、
下降速度が制御される。昇降制御弁９が位置(a) では、
油圧シリンダ１６Ａ，１６Ｂのロッド側油室と油圧ポン
プ１Ａとはチェック弁８を介して接続されているが、ロ
ッド側油室が１００ Kgf/cm²、ポンプ吐出油は３５ Kgf
/cm²のままであり、従って、ロッド側油室の油はポンプ
側へは逆流しなく、ポンプ吐出油はロッド側油室へは流
入しない。この場合、ポンプ圧が３５ Kgf/cm²であり、
昇降制御弁９のパイロット圧として十分利用可能であ
り、かつ、低圧でリリーフしているので、省エネルギー
の回路となっている。なお、可変ポンプの場合、ポンプ
傾転量を小さくして吐出量を小さくすれば、より省エネ
ルギーとなる。また、電磁切換弁１７をオン位置に切換
えて、アンロードリリーフ弁４Ａの設定値を２１０ Kgf
/cm²にすると、ポンプ吐出油はチェック弁８を介してシ
リンダロッド側油室に流入し、シリンダの下降速度が上
昇するようになるのは勿論である。

【００２５】昇降制御弁９の絞りの替わりとして、ヘッ
ド側油室からの流出油を絞らせるスローリターンチェッ
ク弁を図１における配管Ｉの個所に介設し使用しても良
い。また、昇降制御弁９として、比例弁の代わりに電磁
油圧切換弁を使用し、加速，減速の流量制御はこの電磁
油圧切換弁のパイロットラインの絞りによって切換弁の
切換え速度を制御するようにしたものでも良い。下降速
度は負荷圧と制御用絞りの開度で決まり、ポンプ吐出量
の影響を受けなく、負荷圧は略一定なので制御用絞りの
最大開度で下降速度の最大値が決まる。

【００２６】(4) 下降終了時：昇降制御弁９の電流制御
により、上金型と下金型とを衝撃が起きないように低速
で接触させると、油圧シリンダ１６Ａ，１６Ｂの下降が
停止し、ヘッド圧が低下する。このときリリーフ弁４Ａ
を２１０ Kgf/cm²に切換えるとポンプ圧力が上昇し、１
００ Kgf/cm²以上になるとチェック弁８を押し上げて圧
油がロッド側油室に流入し、２１０ Kgf/cm²まで昇圧し
て上金型と下金型とを締め付ける。次いで図５を参照し
て型締めシリンダ４４Ａ，４４Ｂの作動に移るのである
が、この時点で既に油圧シリンダ１６Ａ，１６Ｂによる
予型締めが行われており、次の射出工程も同時に開始で
きる。型締めシリンダ４４Ａ，４４Ｂを動かすときにポ
ンプ圧が一旦低下するが、チェック弁８によって油圧シ
リンダ１６Ａ，１６Ｂのロッド側油室の圧力は保持され
る（バルブリークにより若干の圧力低下はあるが）。

【００２７】上述するように、油圧ポンプ１Ａの吐出圧
が、前記油圧シリンダ１６Ａ，１６Ｂの下降途中では油
圧回路中に設けられるリリーフ弁４Ａの設定圧最高値よ
りも低値に設定され、下降完了の直前から下降完了時点
までの間において前記設定圧最高値に設定替えされる一
方、チェック弁１２が下降時にヘッド側油室とロッド側
油室とを接続してロッド側油室からヘッド側油室への逆
流を阻止するように設けられることによって、下降停止
直後に油圧シリンダ１６Ａ，１６Ｂによる型締め力の付
加が可能となる。さらに、チェック弁８が設けられる
ことによって、ポンプ圧力を油圧シリンダ１６Ａ，１６
Ｂの負荷圧よりも低くしても逆流することがなく、ポン
プ圧力の低下による省エネルギー効果が高い。

【００２８】なお、以上説明した実施例は、昇降制御弁
のパイロット圧力として自己圧力を用いる制御方法につ
いての例であるが、パイロット圧源として油圧ポンプ１
Ａとは別個の油圧ポンプを用いた外部圧源の態様のもの
でも、昇降シリンダの下降の制御を実施例と同様に行
い、また、同様の作用・効果を発揮させ得るものであっ
て、このような変型もまた、本発明の範囲に包含される
ことは言う迄もない。

【００２９】次に、図２，３，４は、本発明の他の各実
施例に係る要部を示してなる油圧回路図である。それら
各実施例において、図１図示の実施例に類似し対応する
部材については同一の参照符号を付している。先ず図２
に示される例は、ポペット弁２３Ａと、パイロット操作
用の電磁切換弁２４Ａと、シャトル弁２５Ａとからなる
制御弁装置２９、即ち、合流制御弁装置６と同じ構造の
装置を、チェック弁１２に替えて設けている点が注目さ
れるところである。この例では、ポペット弁２３Ａのス
プリング室の圧力を制御することにより、油圧シリンダ
の下降時のみチェック機能を発揮させ、その他は閉鎖状
態とすることができ、図１図示実施例と実質的に同じ機
能を果たすことができる。

【００３０】図３に示される例で注目する点は、ポペッ
ト弁２３Ｂと、パイロット操作用の電磁切換弁２４Ｂ
と、チェック弁３１と、チェック弁３２とからなる制御
弁装置３０を、チェック弁１１およびチェック弁１２に
替えて設けるとともに、ポペット弁２３Ｃと、パイロッ
ト操作用の電磁切換弁２４Ｃと、チェック弁２６，３
４，３５と、絞り３６とからなる制御弁装置３３を再生
制御弁１０に替えて設けてなることである。電磁切換弁
２４Ｂが図示の中立位置 (m)で、ポペット弁２３Ｂが閉
となり、電磁切換弁２４Ｃが図示のオフ位置で、ポペッ
ト弁２３Ｃが開となる状態で、昇降制御弁９を位置 (c)
にセットすることによって、油圧シリンダ１６Ａ，１６
Ｂは上昇作動する。

【００３１】電磁切換弁２４Ｂを位置 (n)にセットする
ことによって、ポペット弁２３Ｂはロッド側からヘッド
側への流れを許容するチェック弁となり、チェック弁１
１と同機能を発揮し、同時に電磁切換弁２４Ｃをオン位
置に切換えてポペット弁２３Ｃを閉じることにより、再
生回路として機能する。下降時は、昇降制御弁９を位置
(a)に切換え、電磁切換弁２４Ｃをオフ位置としポペッ
ト弁２３Ｃを開かせるとともに、電磁切換弁２４Ｂを位
置 (l)に切換えポペット弁２３Ｂを開かせることによっ
て、該ポペット弁２３Ｂはチェック弁１２と同機能を発
揮する。従って、図３の例は、図１図示の実施例と同一
機能を果たすことが明らかである。

【００３２】図４に示される例で注目することは、図１
に図示の実施例において再生制御弁１０，チェック弁１
１，１２を省略して、代わってパイロットチェック弁３
７をヘッド側管路とロッド側管路とに亘らせて接続し、
パイロット操作用の電磁切換弁３８によって、パイロッ
トチェック弁１４とパイロットチェック弁３７とを交互
にチェック作動、開放に切換え得るようにした点であ
る。この例は、上昇時は、パイロットチェック弁３７を
パイロット圧で開き、昇降制御弁９は位置(C₁)にセット
することによって、再生回路として機能させることがで
きる。下降時は、パイロットチェック弁３７はヘッド側
→ロッド側のチェック弁１２として作用し、従って、下
降時の機能については図１図示の実施例と同じである。

【００３３】次いで、図５は、本発明の他の実施例に係
る要部の負荷側制御ユニット１５が示される油圧回路図
である。この他の実施例において、図１図示の実施例に
類似し対応する部材については同一の参照符号を付して
いる。図５に示される例において、昇降装置の自重負荷
を昇降動させる油圧シリンダ１６Ａは、ピストンロッド
によって自重負荷を下から支えるように設けられてい
て、自重負荷を受ける側の上昇時容積増加側油室である
ヘッド側油室の受圧面積Ａ_Hと、上昇時容積減少側油室
であるロッド側油室の受圧面積Ａ_Rと、ピストンロッド
の断面積Ａ_Dとの比が２：１：１の構造のものが用いら
れるとする。図５に示される油圧回路では、図１におけ
る再生制御弁１０に替えて差動制御弁１０Ｂが使用され
る。この差動制御弁１０Ｂは、３ポート間接作動形パイ
ロット方式の切換弁が用いられて、電磁切換弁５１と、
絞り付チェック弁５２，５３とを備える。３つのポート
Ｘ，Ｙ，Ｚは、ポートＸが管路 103を介して昇降制御弁
９の負荷側切換えポートに接続され、ポートＹが管路 1
05を介してチェック弁１１の順流側ポートに接続され、
それらの各ポートＸ，Ｙに切換わり導通させるポートＺ
が管路 102を介して前記ロッド側油室に接続される。

【００３４】上記差動制御弁１０Ｂは、通常の昇降速度
で油圧シリンダ１６Ａを作動させる時には、位置 (g)に
切換えられてポートＸとポートＺとが導通し、ポートＹ
がブロックする。一方、増速して上昇作動させる時に
は、位置 (e)に切換えられてポートＹとポートＺとが導
通し、ポートＸがブロックする。この場合において、位
置 (g)から位置 (e)に切換わる例えば０．４秒間の動作
途中においては、３つのポートＸ，Ｙ，Ｚが連通する位
置(f₂)から位置(f₁)に順次換わってポートＹ，Ｚは導通
したままで、ポートＸ，Ｚ間が絞られ、この絞りが漸次
大きくなってきたところで位置 (e)に切換わるようにな
る。逆に、増速上昇を通常の上昇にするための位置 (e)
から位置 (g)に切換わる動作途中においては、位置(f₁)
でポートＹ，Ｚは導通し、ポートＸ，Ｚ間は絞りが徐々
に緩やかになり０から流量が漸増してきて、３つのポー
トＸ，Ｙ，Ｚが連通する位置(f₂)に換わった後、位置
(g)に切換わるようになる。

【００３５】図５に示される油圧回路による自重負荷の
昇揚作動の態様について以下説明する。差動制御弁１０
Ｂを位置 (g)にセットして、昇降制御弁９を中立位置
(b)から位置 (c)に切換えると、油圧シリンダ１６Ａに
係る油圧回路は、複動回路になり、圧源よりの圧油はヘ
ッド側に流入し、ロッド側の油はタンクに流出しピスト
ンロッドが伸長する。昇降制御弁９を電磁比例方向流量
制御弁とすれば、電流値でスプールストローク、即ち弁
開度を制御することにより、シリンダへの流入・出油量
を制御できる。位置 (c)に完全に切換えると、圧源より
の圧油は全量がヘッド側に流入し、負荷を５０ Kgf/cm²
の圧力で上昇させる。

【００３６】差動制御弁１０Ｂ制御用の電磁切換弁５１
をオンして切換えると、そのパイロット室に圧油が流れ
込み、一方、スプリング室の油は絞り付チェック弁５３
の絞りを介して緩やかに排出され、差動制御弁１０Ｂ
は、前述のように、０．４秒で位置 (g)→位置(f₂)→位
置(f₁)→位置 (e)へと連続的に切換わる。位置(f₂)の状
態では、ポートＺはポートＸ，Ｙに通じるが、管路 104
はたとえば１００ Kgf/cm²であってロッド側からの油は
低圧たとえば５ Kgf/cm²の圧力で管路 103を介してタン
クに全量流れる。この場合、チェック弁１１があるた
め、管路 104から管路 105へと圧油が流れることはな
い。続く位置(f₁)になると、ポートＺ→ポートＸへの通
路が絞られるため、管路 102内の圧力が上昇する。この
管路 102内の圧力上昇に見合う分、管路 101内の圧力も
上昇する。ポートＺ→ポートＸへの通路の絞りが漸次小
さくなり、管路 102内の圧力が１００ Kgf/cm²に上昇す
ると、このときの管路 101の圧力も、負荷圧５０ Kgf/c
m²とヘッド側油室の圧力である１００ Kgf/cm²÷２との
和に相当する１００ Kgf/cm²であって、チェック弁１１
が押し開けられて圧油が管路 105から管路 104に流入し
始める（但し、チェック弁１１のばね力は無視され
る）。

【００３７】ポートＺ→ポートＸへの通路への絞りがさ
らに小さくなると、管路 102から管路 103に流れる油量
が減少し、逆に管路 102から管路 105に流れる油量が増
加して、その結果、油圧シリンダ１６Ａのピストンロッ
ドの上昇速度が増加する。そして、位置 (e)に完全に切
換わると、ロッド側油室からの戻り油は全量がヘッド側
に回流し、油圧シリンダ１６Ａのピストンロッドの上昇
速度は複動回路の場合の２倍になり、圧力は回路の圧損
等を無視すると１００ Kgf/cm²になって、所謂差動回路
として作動する。逆に、差動回路から複動回路への切換
えは、電磁切換弁５１をオフにすると差動制御弁１０Ｂ
主弁内のリターンスプリングによりスプールが押し戻さ
れて、パイロット室内の油は絞り付チェック弁５２の絞
りを介して緩やかに排出され、差動制御弁１０Ｂの切換
わり速度が制御されて、ポートＺ→ポートＹへの油量が
次第に減少して油圧シリンダ１６Ａの上昇速度がスムー
ズに減速する。このように、通常速度での上昇と倍速度
での上昇との切換えに際しては、ロッド側からの戻り油
は、タンクへの流れとヘッド側への回流とがスムーズに
切換えられて、ショックがない円滑な変速が可能であ
る。

【００３８】図６は、本発明の他の実施例に係る要部の
負荷側制御ユニット１５が示される油圧回路図である。
この他の実施例に係る油圧回路においては、差動ロジッ
ク弁２３Ｂ、ヘッド側メータアウトロジック弁５４、ヘ
ッド側メータインロジック弁５５、ロッド側メータイン
ロジック弁５６、ロッド側メータアウトロジック弁５７
の５個のポペット弁と、３個の電磁切換弁２４Ｂ，５
８，５９と、カウンタバランス用リリーフ弁６０と、シ
ャトル弁２５Ｂと、３個のチェック弁６１，６２，６３
とを備える。差動ロジック弁２３Ｂと、パイロット操作
用の電磁切換弁２４Ｂと、シャトル弁２５Ｂとからなる
制御弁装置２９、即ち図１に示す合流制御弁装置６と同
じ構造の装置は、図５における差動制御弁１０Ｂの開閉
機能とチェック弁１１の倍速上昇時のチェック機能とを
併せ持つ装置として設けられたものであって、差動ロジ
ック弁２３Ｂのスプリング室の圧力を制御することによ
り、油圧シリンダの倍速上昇時のみチェック機能を発揮
させ、その他は閉鎖状態とすることができる。

【００３９】一方、ヘッド側メータアウトロジック弁５
４、ヘッド側メータインロジック弁５５、ロッド側メー
タインロジック弁５６、ロッド側メータアウトロジック
弁５７の４個のポペット弁は、油圧シリンダ１６Ａのピ
ストンロッドを伸長させるときには、ヘッド側メータイ
ンロジック弁５５とロッド側メータアウトロジック弁５
７とを開かせ、かつ、ヘッド側メータアウトロジック弁
５４とロッド側メータインロジック弁５６とを閉じさ
せ、逆にピストンロッドを縮小させるときには、ヘッド
側メータアウトロジック弁５４とロッド側メータインロ
ジック弁５６とを開かせ、かつ、ヘッド側メータインロ
ジック弁５５とロッド側メータアウトロジック弁５７と
を閉じさせるように作動させるものであって、電磁切換
弁５８，５９の切換え操作を行わせることによって可能
である。なお、４個のロジック弁５４〜５７と、２個の
電磁切換弁５８，５９とを組合わせた構造によって、昇
降制御弁９と同じ機能を持つ制御弁装置に形成され、こ
の場合に切換え機能に加えて流量制御機能を持たせるに
は、ロジック弁５４とロジック弁５７とに、ノッチ付の
絞り機構を有する構造のものを使用すれば良い。以上説
明した図６に示す実施例は、先の図５図示実施例と実質
的に同じ機能を果たさせることができることは言うまで
もない。また、図５，６に示す実施例は、昇降以外の目
的の油圧シリンダにも用いられる。

【００４０】

【発明の効果】以上詳述したように本発明によれば、昇
降装置における自重負荷の下降時には、昇降用のシリン
ダ側からタンクへ流出する流量は流量制御弁で絞られる
ため、下降速度が制御できる。その場合、油圧シリンダ
ヘッド側油室とロッド側油室とが接続されているので静
的には同圧力となり、シリンダにおける容積増加側には
容積減少側から高圧の油が流れ込み、その結果、キャビ
テーションは起きない。

【００４１】さらに、容積減少側油室からの流出油が一
部容積増加側油室に流れるため、昇降制御弁に流れる流
量が減じる結果、昇降制御弁の小型化が可能である。ま
た、ポンプ吐出油は昇降用の油圧シリンダ側への流入が
制御弁によって制限されて、昇降制御弁のパイロット圧
力よりも高圧に保持されるため、昇降制御弁が自己圧源
パイロット圧方式、外部圧源パイロット圧方式のいずれ
を問わず、方向の切換えおよび開度の制御が確実に行え
る。このように本発明によれば、ポンプ流量に見合った
速度よりも高速で上昇・下降ができ、昇降装置全体のサ
イクルタイムの逓減、生産性の向上が高安全性の下で図
れる。

【００４２】本発明は更に、油圧シリンダを通常の速度
から倍速などに増速操作させる場合、また、その逆の場
合に、圧源から流れ込む圧油を常に容積増加側油室に安
定して流し、容積減少側油室からの戻り油をタンクへの
流れと、容積増加側油室への回流とにスムーズに切換え
て流すことができるため、ショックが無く円滑に変速さ
せることが可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の１実施例に係る縦型アルミニュウム高
圧鋳造機の油圧回路図である。

【図２】本発明の他実施例に係る油圧回路図部分図であ
る。

【図３】本発明の他実施例に係る油圧回路図部分図であ
る。

【図４】本発明の他実施例に係る油圧回路図部分図であ
る。

【図５】本発明の他実施例に係る油圧回路部分図であ
る。

【図６】本発明の他実施例に係る油圧回路部分図であ
る。

【図７】縦形高圧鋳造機の概要構造図である。

【図８】先行技術の縦型アルミニュウム高圧鋳造機用油
圧回路図である。

【符号の説明】

１Ａ，１Ｂ…油圧ポンプ３…油圧源装置７…油圧制御ユニット８…チェック弁９…昇降制御弁１０，１０Ａ，…再生制御弁１０Ｂ…差動制御弁１１…チェック弁１２…チェック弁１５…負荷側制御ユニット１６Ａ，１６Ｂ…油圧シリンダ。

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成５年９月１４日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】特許請求の範囲

【補正方法】変更

【補正内容】

【特許請求の範囲】

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】０００９

【補正方法】変更

【補正内容】

【０００９】また本発明は、油圧シリンダに対して圧源
およびタンクを切換え接続しピストンロッドを伸長・縮
小させる油圧複動回路と、油圧シリンダにおける容積増
加側油室を圧源に接続し、かつ、容積減少側油室から容
積増加側油室への圧油の流れだけを許容する差動回路
と、油圧複動回路と差動回路とを切換える切換え装置と
を有し、この切換え装置には、油圧複動回路と差動回路
の切換え途中において、容積減少側油室、容積増加側油
室およびタンクの３系統の管路を接続した後、容積減少
側油室からタンクへの圧油の流れを絞りながら遮断させ
る切換制御手段が設けられることを特徴とするシリンダ
作動用油圧回路である。

【手続補正３】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００４２

【補正方法】変更

【補正内容】

【００４２】また、本発明は、油圧シリンダを通常の速
度から倍速などに増速操作させる場合、また、その逆の
場合に、圧源から流れ込む圧油を常に容積増加側油室に
安定して流し、容積減少側油室からの戻り油をタンクへ
の流れと、容積増加側油室への回流とにスムーズに切換
えて流すことができるため、ショックが無く円滑に変速
させることが可能である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】昇降装置における自重負荷の昇降動作を
行う油圧シリンダと、パイロット圧力が所定値に保持さ
れ、前記油圧シリンダに対し圧油を供給して上昇・下降
動作させる昇降制御弁と、前記自重負荷の下降時に油圧
シリンダからタンクラインへの圧油流量を絞る流量制御
弁と、同じく下降時に前記昇降制御弁よりも負荷側にお
いて油圧シリンダのヘッド側油室とロッド側油室とを接
続する制御弁と、同じく下降時に油圧ポンプから油圧シ
リンダへの圧油の流れを制限する制御弁とを含むことを
特徴とするシリンダ作動用油圧回路。
【請求項２】油圧シリンダが、前記自重負荷の下降時
にロッド側油室を容積増加するように昇降装置に接続さ
れ、油圧ポンプが、自重負荷の下降時に吐出圧を昇降制
御弁のパイロット圧力に比し高く保持するように駆動さ
れ、昇降制御弁が、自己圧方式の制御弁に形成されるこ
とを特徴とする請求項１記載のシリンダ作動用油圧回
路。
【請求項３】油圧ポンプの吐出圧が、前記自重負荷の
下降途中では油圧回路中に設けられるリリーフ弁の設定
圧最高値よりも低い値に設定され、下降完了後では前記
設定圧最高値に設定替えされることを特徴とする請求項
２記載のシリンダ作動用油圧回路。
【請求項４】油圧シリンダに対して圧源およびタンク
を切換え接続しピストンロッドを伸長・縮小させる油圧
複動回路と、前記自重負荷を増速・上昇させる際、油圧
シリンダにおける前記自重負荷を受ける容積増加側油室
を圧源に接続し、かつ、容積減少側油室から容積増加側
油室への圧油の流れだけを許容する差動回路と、油圧複
動回路と差動回路とを切換える切換え装置とを有し、こ
の切換え装置には、油圧複動回路と差動回路の切換え途
中において、容積減少側油室、容積増加側油室およびタ
ンクの３系統の管路を接続した後、容積減少側油室から
タンクへの圧油の流れを絞りながら遮断させる切換制御
手段が設けられることを特徴とするシリンダ作動用油圧
回路。