JPS6188006A - 圧力制御回路 - 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〉 この発明はたとえば射出成形機の射出シリングの圧力制
御等に用いれば特に有効な圧力制御回路に関する。

〈従来技術〉 従来、圧力制御回路としては第２図に示すようなものが
ある。（油空圧化設計、第１７巻、第１０号、７１頁１
図４参照、）この圧力制御回路は、圧力ａ（１）と射出
シリング（２）とを接続するメインライン（３）の分岐
路に電磁リリーフ弁（５）を接続すると共に、演算増幅
器（６）に、メインライン（３）の圧力を検出する圧力
検出器　（７）からの検出圧力信号（Ｉｄ）と目標圧力
信号（Ｉｏ）とを入力して、この検出圧力信号（Ｉｄ）
と目標圧力信号（Ｉｏ）との比較値に基づいて電磁リリ
ーフ弁（５）を制御して、つまりメインライン（３）を
経由する圧力フィードバック制御でメインライン（３）
の圧力を制御するようにしている。さらにこの圧力制御
回路は最高圧力規制用の安全弁（８）をメインライン（
３）に接続している。

〈発明が解決しようとする問題点〉 ところで、上記従来の圧力制御回路では、流量制御状態
（手段は図示せず）から圧力制御状態に移る過渡時に第
３図中曲線（Ａ）で示すような大きくて長時間持続する
圧力オーバシュートが生じるという問題がある。

このような圧力オーバシュートが生じる理由は以下の通
りである。第３図において、（Ｐｏ）は電磁リリーフ弁
（５）の制御すべき目標圧力、（Ｐｍ）は安全弁（８）
の設定圧力、（Ｅ）は射出シリンダ（２）がストローク
エンドに行って流量制御状態から圧力制御状態に移行す
る時刻である。上記時刻（Ｅ）以前の流量制御状態では
、目標圧力（Ｐｏ）よりも圧力検出器（７）の検出する
メインライン（３）の圧力が極めて低いため、前体増幅
器（６）は最大出力を出しており、電磁リリーフ弁（５
）は完全に閉じた状態にある。この状態では演算増幅器
（６）および電磁リリーフ弁（５）等のフィードバック
系の制御要素は信号の大きさについて飽和状態になって
いる。次に、時刻（Ｅ）を過ぎて、メインライン（３）
の流体圧力が目標圧力（ＰＯ）を越えると、上記演算増
幅器（６）は上記飽和状態からこのフィードバック系特
有のある時定数で反転する。この時定数分だけの電磁リ
リーフ弁（５）の出力の遅れのため、第３図中曲＃ａ（
Ａ）に示すように、目標圧力（Ｐｏ）を越えた大きな圧
力オーバシュートが長時間持続することになる。この圧
力オーバシュートは電磁リリーフ弁（５）自体が持って
いる固有の特性により決まる圧力オーバシ、−Ｆよりも
大きくて、長時間持続する。

この問題を解決するため、演算増幅器（６）を含めてフ
ィードバック系の時定数を短かくして、圧力オーバシュ
ートを小さく、短時間にすることが考えられるが、そう
すると発振するという問題が生じる。

また、このような圧力フィードバック制御による圧力オ
ーバシュートが生じるという欠点を解消するために、電
磁リリーフ弁（５）をオープンループで制御することも
考えられるが、そうすると演算増幅器（６）や電磁リリ
ーフ弁（５）の温度変化によるドリフトが生じ、圧力制
御の精度が悪くなる。

そこで、この発明の目的は、圧力フィードバック制御と
同等の静的な圧力制御精度を保ちながら、圧力制御状態
に入る過渡期に４いて従来のオープンループと同様の小
さくて短Ｍ間の圧カオーバシューシに押えることにある
。

〈問題点を解決するための手段〉 上記目的を達成するため、この発明の圧力制御回路は、
第１図に示すように、可変容量形ポンプ（１２）の吐出
口にメインライン（１１）を接続し、上記可変容量形ポ
ンプ（１２）の吐出量制御部（１２ａ）を圧力制御弁（
１３）によってメインライン（１１）とタンク（４１）
とに切換接続可能になし、かつ上記圧力制御弁（１３）
のパイロット室（１５）をメインライン（１１）に接続
し、上記圧力制御弁（１３）のバネ室（１６）に電磁バ
イロン）　１７９−７弁（２６）を接続すると共に、上
記電磁パイロントリリーフ弁（２６）に上記バネ室（１
６）内の流体圧力と目標パイロット圧力との比較値に対
応する制御信号を入力して、上記バネ室（１６）内の流
体圧力を上記目標パイロット圧力に制御するフィードバ
ック系（２７）を設ける一方、上記バネ室（１６）に圧
力源（３１）を接続してなることを特徴としている。

〈作用〉 上記構成により、目標パイロット圧力を発生させ得る圧
力源（３１）より、流体が電磁パイロットリリーフ弁（
２６）の上流側に流入する。上記電磁パイロットリリー
フ弁（２６）は、上記流体を排出すべく常時動作し、か
つ圧力制御弁（１３）のバネ室（１６）内の流体圧力を
、フィードバック系（２７）からの制御信号によって目
標パイロット圧力に正硫に制御する。このように圧力制
御弁（１３）は、流量制御中、圧力制御中、あるいは流
量制御から圧力制御への過渡状態を問わず、動作してい
る電磁パイロットリリーフ弁（２６）によりバネ室（１
６）の圧力が常に一定圧力に制御される。したがって、
上記圧力制御弁（１３）はメインライン（１１）の圧力
が伝えられるパイロット室（１５）と上記一定圧力に制
御されるバネ室（１６）との差圧に応じて、可変容量形
ポンプ（１２）の吐出量制御部（１２ａ）をメインライ
ン（１１）またはタンク（４１）に切換接続して、可変
容量形ポンプ（１２）の吐出量を制御し、結果としてメ
インライン（１１）の圧力を高精度、高応答かつ省エネ
ルギー的に制御する。

〈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、（１１）は可変容量形ポンプ（１２）
に接続したメインライン、（１３）は上記可変容量形ポ
ンプ（１２）の吐出量制御部の一例としての斜板制御シ
リンダ（１２ａ）をメインライン（１１）またはタンク
（４１）に切換接続する２位置３ポート形の圧力制御弁
である。

上記圧力制御弁（１３）の一端側のバネ室（１６）には
バネ（１７）を設け、他端側のパイロット室（１５）に
はメインライン（１１）を接続しており、上記圧力制御
弁（１３）はパイロット室（１５）とバネ室（１６）と
の流体圧力の差圧に応じて、シンボル位置ｖ１またはｖ
２に連続的に切換わっで、斜板制御シリンダ（１２ａ）
をメインライン（１１）またはタンク（４１）に切換接
続し、可変容量形ポンプ（１２）の吐出量を制御するよ
うになっている。

上記圧力制御弁（１３）のバネ室（１６）と、電流値に
比例した電磁力を発生する比例ツレ／イドを備えた電磁
パイロットリリーフ弁（２６）とを連通する通路（２４
）には、絞り（２５）が介設されており、さらにこの電
磁パイロットリリーフ弁（２６）とバネ室（１６）とを
フィードバック系（２７）で接続して、上記バネ室（１
６）内の圧力をフィードバック制御するようにしている
６上記フイードバツク系（２７）は圧力検出器（２８）
と演算増幅器（２つ）を備える。上記圧力検出器（２８
）は圧力制御弁（１３）のバネ室（１６）内の流体圧力
を検出し、この流体圧力を表わす信号を演算増幅器（２
９）に入力する。上記演算増幅器（２９）には制御すべ
きメインライン（１１）の特定する流体圧力に応じた目
標パイロット圧力信号（Ｉｐ）をさらに入力する。

上記演算増幅器（２９）は、圧力検出器（２８）の検出
したバネ室（１６）内の流体圧力を表わす信号と目標パ
イロット圧力信号（Ｉｐ）とを比較し、この比較値を増
幅した制御信号を電磁パイロットリリーフ弁（２６）に
出力する。したがって、上記電磁パイロットリリーフ弁
（２６）は圧力制御弁（１３）のバネ室（１６）内の流
体圧力を目標パイロット圧力信号（Ｉｐ）に対応したパ
イロット圧力にフィードバック制御することになる。

一方、上記圧力制御弁（１３）のバネ室（１６）と絞り
（２５）との間から分岐する通路（２３）には、圧力補
償付流量調整弁（３２）を介して上記目標パイロット圧
力よりも高い圧力を有する圧力源（３１）を接続してい
る。このため上記バネ室（１６）と絞り（２５）との開
には常に一定流量の流体が流入し、その結果、電磁パイ
ロットリリーフ弁（２６）は常にある開度で動作状態に
あることになる。

上記構成により、電磁パイロットリリーフ弁（２６）は
フィードバック制御にもがかわらず前述の如く常にある
開度で動作状態にあり、圧力制御弁（１３）のバネ室（
１６）内の流体圧力は上記電磁パイロットリリーフ弁（
２６）によって、圧力制御弁（１３）の作動状態に無関
係に、すなわち、メインライン（１１）の流量制御状態
、圧力制御状態、流量制御から圧力制御への過度状態を
問わず、目標パイロット圧力に正確に制御される。

いま、上記メインライン（１１）が流量制御状態から圧
力制御状態に移行し、メインライン（１１）の圧力が急
上昇したとする。

そうすると、圧力制御弁（１３）のパイロット室（１５
）の流体圧力、つまりメインライン（１１）の流体圧力
が、目標パイロット圧力に正確に制御されているバネ室
（１６）の流体圧力とバネ（１７）のバネ力との和以上
に高（なり、圧力制御弁（１３）は直ちにシンボル位置
■Ｉに切換わり、図示しないスプールはバネ室（１６）
側に移動し、メインライン（１１）の流体を斜板制御シ
リンダ（１２ａ）に導いて、斜板（１２ｂ）を中立側に
位置させ、可変容量形ポンプ（１２）の吐出量を滅じ、
メインライン（１１）の圧力を制御する。上記入プール
の後退時にバネ室（１６）内の流体圧力が上昇しようと
するが、いつもある開度で動作しているパイロットリリ
ーフ弁（２６）からバネ室（１６）内の流体が迅速に排
出されるので、バネ室（１６）の流体圧力は過大に上昇
せず、上記スプールは速やかに移動し、圧力制御弁（１
３）は速やかに切換わり、したがって、可変容量形ポン
プ（１２）は速やかに応答し、その結果メインライン（
１１）の圧力オーバシュートは第３図中の曲線（Ｂ）で
示すように小さく、かつ短時間しか持続しない。視点を
変えるならば、目標パイロット圧力よりも高い圧力を有
する圧力源（３１）から圧力補償付流量調整弁（３２）
を通して電磁パイロットリリーフ弁（２６）に流体が流
入しているため、演算増幅器（２９）および電磁パイロ
ットリリーフ弁（２６）は飽和状態になく、平衡状態に
あり、したがって、これらが、応答性よく動ｆｆＥＬ、
ひいては、メインライン（１１）の圧力オーバシュート
が小さくなるのである。つまり、従来の圧力フィードバ
ック制御における演算増幅器等の飽和に起因する圧力フ
ィードバック制御固有の圧力オーバシュートは生ぜず、
圧力制御弁（１３）および可変容量形ポンプ（１２）自
体による圧力オーバシュートすなわちオープン制御によ
り圧力オーバシュートと同等の圧力オーバシュートが生
じるのみなのである。

また、静的には、圧力制御弁（１３）のバネ室（１６）
の圧力は電磁パイロットリリーフ弁（２６）によって正
確に目標パイロット圧力に制御されるため、メインライ
ン（１１）の流体圧力は従来の圧力フィードバック制御
と同等の精度の高い圧力制御のグ特性が得られる。

また、可変容量形ポンプ（１２）は圧力制御弁（１′　
３）によって制御され、必要なだけの流体を吐出し、余
分な流体を吐出しないので、省エネルギー効果を達成で
きる。

上記実施例では流量調整弁として圧力補償付流量調整弁
を用いたが、これに代えて絞りを用いてもよい。

〈発明の効果〉 以上の説明で明らかなように、この発明の圧力制御回路
によれば、従来の圧力フィードバック制御と同等の静特
性（圧力制御精度）を保ちながら、圧力制御状態に入る
過渡期において従来のオープン制御と同等の圧力オーバ
シュート、に押えることができ、かつ省エネルギー効果
を達成できる。

【図面の簡単な説明】

ｔｊＳｉ図はこの発明の一実施例の回路図、第２図は従
来例の回路図、第３図は上記実施例および従来例の圧力
オーバシュートを説明するグラフである。 １１・・・メインライン、１２・・・可変容量形ポンプ
、３１・・・圧力源、　　１３・・・圧力制御弁、２６
・・・電磁パイロットリリーフ弁、２７・・・フィード
バック系、３２・・・圧力補償付流量調整弁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）可変容量形ポンプ（１２）の吐出口にメインライ
   ン（１１）を接続し、上記可変容量形ポンプ（１２）の
   吐出量制御部（１２ａ）を圧力制御弁（１３）によって
   上記メインライン（１１）とタンク（４１）とに切換接
   続可能になし、かつ上記圧力制御弁（１３）のパイロッ
   ト室（１５）を上記メインライン（１１）に接続し、上
   記圧力制御弁（１３）のバネ室（１６）に電磁パイロッ
   トリリーフ弁（２６）を接続すると共に、上記電磁パイ
   ロットリリーフ弁（２６）に上記バネ室（１６）内の流
   体圧力と目標パイロット圧力との比較値に対応する制御
   信号を入力して、上記バネ室（１６）内の流体圧力を上
   記目標パイロット圧力に相当した圧力に制御するフィー
   ドバック系（２７）を設ける一方、上記バネ室（１６）
   に圧力源（３１）を接続してなることを特徴とする圧力
   制御回路。