JPS61233201A - 液圧制御装置 - 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〉 この発明は、たとえば射出成形機等に用いれば好適な液
圧制御装置に関する。

〈従来の技術〉 最近、本出願人は合流形の液圧制御装置を提案した（特
願昭５　’９−１０１３５７号参照）。この液圧制御装
置は、吐出量を変動させる可変制御要素を備えた可変容
量形液圧ポンプと、この可変制御要素を駆動するプラン
ジャのプランジャ室を、吐出路とタンク路とに切換連通
する差圧切換弁装置とからなる複数の液圧駆動系を設け
、上記各液圧駆動系の液圧ポンプの吐出路を、逆止弁を
介して合流させて、合流路に絞り弁を介してアクチュエ
−タを接続すると共に、上記絞り弁の前後から分岐した
差圧管路を上記各差圧切換弁装置の両端に連通して、上
記各液圧ポンプを各原動機により同時駆動するように構
成している。そして、上記液圧制御装置では、可変容量
形液圧ポンプの各吐出流体が、各逆止弁を通って合流さ
せられ、逆流が防止され、かつ安定性が損なわれずに、
絞り弁に供給され、上記各可変容量形液圧ポンプの吐出
流量は夫々差圧切換弁装置で制御されて、絞り弁の前後
の差圧が一定に制御されて、省エネルギーが達成され、
上記可変容量形液圧ポンプの組合せで、騒音が低減され
、立ち上がり応答性が迅速にされ、容量の選択が自在に
される。

〈発明が解決しようとする問題点〉 ところが、上記従来の液圧制御装置では、複数の可変容
量形液圧ポンプからの吐出流体を逆止弁と絞り弁との間
で合流した場合、全ての可変容量形液圧ポンプの吐出口
と絞り弁までの距離を全く同一に設定することが困難で
、配管長さの相違による圧力損失の相違により、各可変
容量形液圧ポンプの吐出流量が異なり、各可変８最形液
圧ポンプを駆動する各原動機（電動機）の負荷がアンバ
ランスになり、オーバロードを生じる恐れがある。

また、配管長さの相違により、差圧切換弁装置の両端に
連通ずる差圧管路の圧力差の相違等により、差圧切換弁
装置の差圧が同一にならないことからも、各可変容量形
液圧ポンプの負荷がアンバランスになり、オーバロード
が生じる。

特に射出成形機に用いた場合では、上記可変容量形液圧
ポンプは電動機負荷容量の１５０〜１８０％を想定して
選定するが、これはオーバロードが瞬間的であることを
前提としている。しかしながら、一つの可変容量形液圧
ポンプに一つの原動機を対応させ、全ての可変容量形液
圧ポンプの可変制御要素の同調が得られないと、特に樹
脂の計量時のように時間の比較的長いサイクルにおいて
は、１ケの可変容量形液圧ポンプに負荷がかかりすぎ、
電動機がオーバロードになりその重大な損傷を招く。

そこで、この発明の目的は、合流形の液圧制御装置にお
いて、オーバロードが長時間持続するような場合には、
可変容量形液圧ポンプの最大吐出流量を規制することに
より、オーバロードを防止して原動機の損傷を防止する
ことにある。

〈問題点を解決するための手段〉 上記目的を達成するため、この発明の液圧制御装置は、
第１図に例示するように、可変容量形液圧ポンプ（１）
、　（３１）の可変制御要素を駆動するプランジャ（１
０１）、　（１０１’）の移動量を制限して、最大吐出
流量を規制するピストン（１１０）、（１１０°）と、
このピストン（１１０）、　（１１０’）の背圧室を吐
出路とタンク路に切換連通する切換弁（１２０）、（１
２０°）とからなる最大吐出量規制手段を設けたことを
特徴とする。より詳しくは、吐出量を変動させる可変制
御要素を備えた可変容量形液圧ポンプ（１）、（３１）
と、この可変制御要素を駆動するプランジャ（１０１）
、　（１０１゛）のプランジャ室を、吐出路とタンク路
とに切換連通する差圧切換弁装置（６）、（６°）とか
らなる複数の液圧駆動系を設け、上記各液圧駆動系の液
圧ポンプ（１）、（３１）の吐出路を、逆止弁（４）、
　（３２）を介して合流させて、合流路に絞り弁（５）
を介してアクチュエータ（３）を接続すると共に、上記
絞り弁（５）の前後から分岐した差圧管路を上記各差圧
切換弁装置（６）、（６°）の両端に連通して、上記各
液圧ポンプ（１）、　（３１）を各原動機（１５０）、
　（１６０）により同時駆動する一方、上記各プランジ
ャ（１０１）。

（ｔｏｔ’　＞の移動量を制限して最大吐出量を規制す
るピストン（１１０）、　（１１０’）と、これら各ピ
ストン（１１０）、　（１１０°）の背圧室を、上記吐
出路とタンク路とに切換連通する切換弁（１２０）、　
（１２０”）とからなる最大吐出量規制手段と、上記ア
クチュエータ（３）に作用する負荷を制限する負荷圧規
制手段（２１）。

（１３Ｇ）とを設け、上記各切換弁（１２Ｑ）、（１２
０’）をアクチュエータ（３）の動作に連動して切換作
動するようにしたことを特徴とする。

〈作用〉 オーバロードが長時間持続する恐れがある場合には、切
換弁（１２０）、　（１２０°）により、ピストン（１
１ｏ）、　（ｔｔｏｏ）の背圧室を吐出路に連通させて
、ピストン（１１０）、　（１１０’）を作動させる。

そうすると、可変制御要素を駆動するプランジャ（１０
１）、　（１０１°）の移動量を上記ピストン（１１Ｇ
）、（１１０’　）が規制して、可変容量形液圧ポンプ
（１）、（３１）の負荷が規制され、ひいては原動機（
１５０）、　（１６０）のオーバロードが防止される。

〈実施例〉 以下、この発明を図示の実施例により詳細に、説明する
。

第１図において、ｌは第１可変容量形液圧ポンプ（第１
可変ポンプ）、２は第１可変ポンプ（１）とアクチュエ
ータとしての油圧シリンダ（３）とを接続する吐出路（
ポンプライン）、４と５はポンプライン（２）に上流側
より順次介設した第１逆止弁（第１チエツク弁）と絞り
弁、６は第１可変ポンプ（１）の吐出量制御要素として
の斜板（２０１）を駆動するプランジャ（１０１）に作
用させる流体を制御する第１差圧切換弁装置である。上
記第１差圧切換弁装置（６）は、３ボート形絞り切換弁
よりなる流量制御用パイロット弁（６ａ）と圧力制御用
パイロット弁（６ｂ）との組み合わせにより構成してい
る。

上記流量制御用パイロット弁（６ａ）の両端のパイロッ
ト室（６１）とバネ室（６２）とには、絞り弁（５）の
前後の圧力を差圧管路であるパイロットライン（８）と
（９）とを介して夫々伝えている。また上記流量制御用
パイロット弁（６ａ）のパイロット室（６１）およびボ
ートＬ１ならびに上記圧力制御用パイロット弁（６ｂ）
のパイロット室（６３）およびポート兇には、上記パイ
ロットライン（８）を介して第１チエツク弁（４）の前
位の圧力を伝えている。上記圧力制御用パイロット弁（
６ｂ）のバネ室（６４）には、中間に絞り（１５）を設
置したライン（１６）を介して上記パイロットライン（
８）を接続している。また上記圧力制御用パイロット弁
（６ｂ）のボート（ｎ）はパイロットライン（１７）を
介して第１可変ポンプ（１）のプランジャ（１０１）の
背圧室（１０２）に接続すると共に、圧力制御用パイロ
ット弁（６ｂ）のボート（ｍ）は流量制御用パイロット
弁（６ａ）のボート（ｎ）に接続し、さらに流量制御用
パイロット弁（６ａ）のボート（ｍ）とタンク（１３）
とをタンク路であるパイロットライン（Ｉ２）を介して
接続している。また、上記圧力制御用パイロット弁（６
ｂ）のバネ室（６４）には、負荷圧規制手段であるパイ
ロットリリーフ弁（２１）をパイロットライン（２２）
を介して接続している。

したがって、油圧シリンダ（３）に対する速度制御時す
なわち流量制御時においては、上記パイロットリリーフ
弁（２１）は設定圧力になっていないので、圧力制御用
パイロット弁（６ｂ）は、パイロット室（６３）とバネ
室（６４）の両正力が同一となってシンボル位置（Ｖ、
）に位置している。そして、流量制御用パイロット弁（
６ａ）はそのパイロット室（６１）とバネ室（６２）と
の差圧、すなわち、絞り弁（５）の前後の差圧に応じて
シンボル位置（Ｖυに位置したり、シンボル位置（Ｖ、
）に位置したりして、第１可変ポンプ（１）のプランジ
ャ（１０１）の背圧室（１０２）をポンプライン（２）
またはタンク（１３）に切換接続して、第１可変ポンプ
（１）の吐出量を制御し、絞り弁（５）の前後の差圧を
一定に保持し、無駄な流体を吐出することがなく、省エ
ネルギーを達成する。また、油圧シリンダ（３）が停止
している圧力制御時には、絞り弁（５）には流体が流れ
ず、絞り弁（５）の前後の圧力が同じとなるので、流量
制御用パイロット弁（６ａ）は、シンボル位置（Ｖ、）
に位置している。そして、パイロットライン（２２）の
圧力はパイロットリリーフ弁（２１）の設定圧力となっ
ており、圧力制御用パイロット弁（６ｂ）はシンボル位
置（Ｖυや（Ｖりに位置して、余剰流体を発生させるこ
となく第１可変ポンプ（１）の吐出量を制御して、ポン
プライン（２）の圧力を一定の圧力に保持し、省エネル
ギーを達成する。

このように、第１差圧切換弁装置（６）を流量制御用パ
イロット弁（６ａ）と圧力制御用パイロット弁（６ｂ）
とで構成し、流量制御と圧力制御を、流量制御用パイロ
ット弁（６ａ）と圧力制御用パイロット弁（６ｂ）とに
より別々に行なうと、その両制御が正確になり、負荷側
から見ての圧力オーバライド特性が良好になる。

一方、上記第１チエツク弁（４）と絞り弁（５）との間
のポンプライン（２）には、中間に第２逆止弁（第２チ
エツク弁Ｘ３２）を有する吐出路（ポンプライン）（３
３）を介して第２可変容量形液圧ポンプ（第２可変ポン
プ）（３１）を接続している。上記第２可変ポンプ（３
１）の斜板（２０１°）を駆動するプランジャ（１０１
’）に作用させる流体を制御する第２差圧切換弁装置（
６′）は、第１差圧切換弁装置（６）と全く同じ構造を
しており、プランジャ（１０１’）の背圧室（１０２’
）をポンプライン（３３）またはタンク（１３°）に切
換接続して、第２可変ポンプ（３１）の吐出量を制御し
て、流量制御時に絞り弁（５）の前後の差圧を一定に制
御するようにしている。上記第２差圧切換弁装置（６°
）の圧力制御用パイロット弁（６ｂ’）のバネ室（６４
°）には、パイロットライン（３６）を介してパイロッ
トリリーフ弁（２１）の上流側に接続して、この圧力制
御、用パイロット弁（６ｂ’）が前述の圧力制御用パイ
ロット弁（６ｂ）と全く同じ動作をするようにしている
。

また、第１チエツク弁（４）と絞り弁（５）との間のポ
ンプライン（２）から、タンク（４１）に向けて分流ラ
イン（４３）を分流させ、この分流ライン（４３）にサ
ージ圧吸収弁（４５）を介設して、ポンプライン（２）
のサージ圧を吸収するようにしている。このサージ圧吸
収弁（４５）のバネ室にはパイロットライン（４６）を
介して、パイロットリリーフ弁（２１）の上流側のパイ
ロットライン（２２）を接続している。このサージ圧吸
収弁（４５）のバネ差圧は圧力制御用パイロット弁（６
６）、（６６″）のバネ差圧より高く設定されている。

上記サージ圧吸収弁（４５）はサージ圧吸収の機能を果
たすほか、ポンプライン（２）の圧抜き時にも使用され
る。

一方、上記第１可変ポンプ（１）の斜板（２０１）を駆
動するプランジャ（１０１）と同軸にピストン（１１０
）を配置し、このピストン（１１０）の背圧室（ｔ　ｔ
　５）を電磁切換弁（１２０）によって、タンク（１９
０）に通じるタンク路（１９１）とポンプライン（２）
とに切換連通するようにしている。また、同様に、第２
可変ポンプ（３１）の斜板（２０１’）を駆動するプラ
ンジャ（１０１’）と同軸にピストン（１１０’）を配
置し、このピストン（１１０°）の背圧室（１１５°）
を電磁切換弁（１２０°）によって、タンク（１９０°
）に通じるタンク路（１９１’）とポンプライン（３３
）とに切換連通するようにしている。上記背圧室（１１
５）、（１１５°）と電磁切換弁（１２０）、（１２０
’）とは、夫々パイロットライン（３０１）、（３０１
’）により接続している。上記プランジャ（１０１）、
ピストン（１１ｏ）および斜板（２０１）の関係は、第
２図に具体的に示している。上記プランジャ（１０１）
と同軸に配置されたピストン（１１０）は、その背圧室
（１１５）にボイロットライン（３０１）より圧力が導
びかれると、その肩部（１１０ａ）がハウジング（４０
０）に当接するまで前進して、プランジャ（１０１）を
一定距離前進させて、斜板（２０１）の最大傾斜角を規
制して最大吐出量を規制する。

また、油圧シリンダ（３）と絞り弁（５）との間のポン
プライン（２）には、負荷圧規制手段としてのリリーフ
弁（１３０）を接続している。なお、ポンプライン（２
）におけるポンプライン（３３）と合流した点よりも下
流側は合流路である。また、原動機としてのモータ（１
５０）、　（１６０）は夫々第１゜第２可変ポンプ（１
）、（３１）を駆動する。

上記構成の液圧制御装置は次のように動作する。

いま、流量制御状態にあるとすると、第１．第２可変ポ
ンプ（１）、（３１）からの吐出流体は夫々第１．第２
チエツク弁（４）、（３２）を通って合流し、絞り弁（
５）に供給され、そして油圧シリンダ（３）に供給され
る。

このとき、第１差圧切換弁装置（６）の流量制御用パイ
ロット弁（６ａ）は第１可変ポンプ（１）の吐出流量を
絞り弁（５）の前後の差圧を一定にするように制御し、
また、第２差圧切換弁装置（６°）の流量制御用パイロ
ット弁（６ａ’）も第２可変ポンプ（３１）の吐出流量
を絞り弁（５）の前後の差圧を一定にするように制御し
、第１．第。２可変ポンプ（１）。

（３１）とも余分な流体を吐出することがないので省エ
ネルギー効果を達成する。そして、第１．第２可変ポン
プ（１）、（３１）は、小容量であるため、それら全体
の発生する騒音は、それらの全体容量を有する一個の大
容量の可変ポンプの発する騒音に比して、逃るかに小さ
くなっている。また、第１．第２可変ポンプ（１）、（
３１）は小容量であるため、始動時の立ち上がり応答性
は大容量の一個の可変ポンプよりも迅速である。また、
この始動時等の過渡時において、第１．第２可変ポンプ
（１）。

（３１）の作動状態に相異があって、両者の吐出口の圧
力に相異があっても、第１．第２チエツク弁（４）、（
３２）が第１．第２可変ポンプ（１）、（３１）のポン
プライン（２）、（３３）に夫々存するため、流体が第
１または第２可変ポンプ（１）、（３１）に向けて逆流
することがなく、系が安定である。

また、このように小容量の第１．第２可変ポンプ（１）
、（３１）を組み合わせているため、可変ポンプ自体お
よびそれを駆動する電動機の各コストが、−個の大容量
の可変ポンプを用いる場合に比して安くなり、また、実
際の要求に合致した最適な容量サイズを簡単に選定でき
、容量の選定に対する柔軟性を得ることができる。

次に、油圧シリンダ（３）が高負荷になる時間が長いサ
イクルを行なう場合には、切換弁（，１２０）、（１２
０′）を切換えてピストン（１１０）、　（１１０°）
の背圧室（１１５）、　（１１５°）を夫々ポンプライ
ン（２）、　（３３）に連通させてピストン（１１０）
、（１１０°）をストロークエンドまで前進させて、プ
ランジャ（１０１）、　（１０１’）を一定距離前進さ
せる。そして、第１．第２可変ポンプ（１）、　（３１
）の斜板（２０１）、　（２０１’）の最大傾斜角を規
制して最大吐出量を規制する。そうすると、たとえ第１
．第２差圧切換弁装置（６）、（６′）へのパイロット
ライン（８）、（９）；　（８’）、（９°）の長さの
相違による圧力損失の相違により、パイロット弁（６ａ
）とパイロット弁（６ａ’）との作動が相違して、第１
．第２可変ポンプ（１）、（３Ｄの吐出量が過大になろ
うとしても、最大吐出量が規制されるため、第１．第２
可変ポンプ（１）、　（３１）の負荷が規制され、ひい
ては原動機（１５０）、　（１６０）のオーバロードが
防止される。

上記実施例では、第１．第２差圧切換弁装置（６）。

（６゛）は、流量制御用パイロット弁（６ａ）、　（６
ａ’）と圧力制御用パイロット弁（６ｂ）、（６ｂ’）
との２つのものより構成したが、上記流量制御用パイロ
ット弁（６ａ）、（６ａ’）と同一構造をなす１個の流
量制御用パイロット弁のみにより構成してもよい（特願
昭５９−１０１３５７号参照）。

上記実施例は、第１．第２可変ポンプ（１）、（３１）
、第１．第２チエツク弁（４）、（３２）および第１゜
第２差圧切換弁装置（６）、（６°）を有する２系統の
ものであるが、可変ポンプ、チェック弁、制御装置を各
々３個以上設けて、３系統以上にしてもよいのは勿論で
ある。また、負荷圧規制手段はリリーフ弁の他に、射出
シリンダに作用する樹脂自体であってもよい。

〈発明の効果〉 以上の説明で明らかなように、この発明によれば、省エ
ネルギー効果を達成できる上に、騒音を低減でき、安定
性を保持した上で立ち上がり応答性を迅速にでき、コス
トを低減でき、容量の選択を自在にでき、しかも可変ポ
ンプおよび原動機のオーバロードを防止できる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の回路図、第２図は第１可
変ポンプの断面図である。 １・・・第１可変ポンプ、２．３３・・・ポンプライン
、４・・・第１チエツク弁、５・・・絞り弁、６・・・
第１差圧切換弁装置、６゛・・・第２差圧切換弁装置、
３１・・・第２可変ポンプ、３２・・・第２チエツク弁
、ｔｏｉ。 １０１’・・・プランジャ、１１０．１１０°・・・ピ
ストン、１２０。 １２０°・・・切換弁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）吐出量を変動させる可変制御要素を備えた可変容
   量形液圧ポンプ（１）、（３１）と、この可変制御要素
   を駆動するプランジャ（１０１）、（１０１′）のプラ
   ンジャ室を、吐出路とタンク路とに切換連通する差圧切
   換弁装置（６）、（６′）とからなる複数の液圧駆動系
   を設け、上記各液圧駆動系の液圧ポンプ（１）、（３１
   ）の吐出路を、逆止弁（４）、（３２）を介して合流さ
   せて、合流路に絞り弁（５）を介してアクチュエータ（
   ３）を接続すると共に、上記絞り弁（５）の前後から分
   岐した差圧管路を上記各差圧切換弁装置（６）、（６′
   ）の両端に連通して、上記各液圧ポンプ（１）、（３１
   ）を各原動機（１５０）、（１６０）により同時駆動す
   る一方、上記各プランジャ（１０１）、（１０１′）の
   移動量を制限して最大吐出量を規制するピストン（１１
   ０）、（１１０′）と、これら各ピストン（１１０）、
   （１１０′）の背圧室を、上記吐出路とタンク路とに切
   換連通する切換弁（１２０）、（１２０′）とからなる
   最大吐出量規制手段と、上記アクチュエータ（３）に作
   用する負荷を制限する負荷圧規制手段（２１）、（１３
   ０）とを設け、上記各切換弁（１２０）、（１２０′）
   をアクチュエータ（３）の動作に連動して切換作動する
   ようにしたことを特徴とする液圧制御装置。