JP2643957B2 - 液圧制御装置 - Google Patents
液圧制御装置Info
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- JP2643957B2 JP2643957B2 JP62267433A JP26743387A JP2643957B2 JP 2643957 B2 JP2643957 B2 JP 2643957B2 JP 62267433 A JP62267433 A JP 62267433A JP 26743387 A JP26743387 A JP 26743387A JP 2643957 B2 JP2643957 B2 JP 2643957B2
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上を利用分野） この発明は射出成形機、プレス機械などの産業機械や
掘削機及びクレーンなどの土木建設機械などに用いられ
る各種アクチュエータの液圧制御回路に関する。
掘削機及びクレーンなどの土木建設機械などに用いられ
る各種アクチュエータの液圧制御回路に関する。
（従来の技術） この種の液圧制御回路は一般に、第２図のように構成
される。１は液圧アクチュエータとしての油圧シリンダ
で、ピストン２両側の油室Ａ、Ｂはピストンロッド３の
作動方向を決定する切換弁４を介して油圧ポンプ５に接
続される。
される。１は液圧アクチュエータとしての油圧シリンダ
で、ピストン２両側の油室Ａ、Ｂはピストンロッド３の
作動方向を決定する切換弁４を介して油圧ポンプ５に接
続される。
油圧シリンダ１と切換弁４との間には流入側と流出側
のそれぞれにメータイン制御（供給側での圧力・流量制
御）を行うための流量制御弁6A、6B（可変オリフィス）
と、メータアウト制御（戻り側での圧力・流量制御）を
行うための流量制御弁（可変オリフィス）7A、7Bが介装
され、メータイ側流量制御弁6A、6Bのバイパス通路には
戻り側の油の流れを許容するチェック弁8A、8Bが、また
メータアウト側流量制御弁7A、7Bのバイパス通路には供
給側の油の流れを許容するチェック弁9A、9Bが介装され
る。
のそれぞれにメータイン制御（供給側での圧力・流量制
御）を行うための流量制御弁6A、6B（可変オリフィス）
と、メータアウト制御（戻り側での圧力・流量制御）を
行うための流量制御弁（可変オリフィス）7A、7Bが介装
され、メータイ側流量制御弁6A、6Bのバイパス通路には
戻り側の油の流れを許容するチェック弁8A、8Bが、また
メータアウト側流量制御弁7A、7Bのバイパス通路には供
給側の油の流れを許容するチェック弁9A、9Bが介装され
る。
例えば油圧シリンダ１の縮み側作動時には切換弁４を
圧側に切り換えると、油室Ａに供給される圧油によりピ
ストンロッド３が収縮作動する。その場合、流入側の流
量制御弁6Aを調整することによりメータイン制御が、ま
た必要に応じて流出側の流量制御弁7Bを調整することに
よりメータアウト制御が行なえる。
圧側に切り換えると、油室Ａに供給される圧油によりピ
ストンロッド３が収縮作動する。その場合、流入側の流
量制御弁6Aを調整することによりメータイン制御が、ま
た必要に応じて流出側の流量制御弁7Bを調整することに
よりメータアウト制御が行なえる。
10Aは油室Ａ側の、また10Bは油室Ｂ側の最大圧力を規
制するリリーフ弁、11は油圧ポンプ５からの油圧を設定
値に低下させる減圧弁、12は油圧ポンプ５の最大吐出圧
を規制するリリーフ弁を示す。
制するリリーフ弁、11は油圧ポンプ５からの油圧を設定
値に低下させる減圧弁、12は油圧ポンプ５の最大吐出圧
を規制するリリーフ弁を示す。
（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、このような液圧制御回路にあっては、
切換弁４、流量制御弁6A、6B及び7A、7Bなどがシリーズ
に接続されているため、各部での通路圧損が精算され、
油圧シリンダ１への有効仕事量の大幅な減少を招くとい
う問題点があった。また、この液圧制御回路は定常状態
の圧力・流量を制御するもので、例えば油圧シリンダ１
に衝撃を与えることなく、これを速やかに起動・停止さ
せるなど過渡時の圧力・流量制御を行なうことは非常に
難しい。
切換弁４、流量制御弁6A、6B及び7A、7Bなどがシリーズ
に接続されているため、各部での通路圧損が精算され、
油圧シリンダ１への有効仕事量の大幅な減少を招くとい
う問題点があった。また、この液圧制御回路は定常状態
の圧力・流量を制御するもので、例えば油圧シリンダ１
に衝撃を与えることなく、これを速やかに起動・停止さ
せるなど過渡時の圧力・流量制御を行なうことは非常に
難しい。
この発明は簡単な回路構成により通路圧損が少なく、
かつ過渡時の圧力・流量制御も精度良く行なえるように
した液圧制御回路の提供を目的とする。
かつ過渡時の圧力・流量制御も精度良く行なえるように
した液圧制御回路の提供を目的とする。
（問題点を解決するための手段） そのため、この発明は液圧アクチュエータの駆動を制
御する液圧制御回路において、上記アクチュエータの流
入側と流出側のそれぞれにパイロット圧応動のポペット
型カートリッジバルブを設け、これらのポペット型カー
トリッジバルブの上流と下流の圧力を検出する圧力検出
手段を設ける一方、アクチュエータの動作方向を切り換
える四方弁を設け、この四方弁および両カートリッジバ
ルブを制御するコントローラを設け、このコントローラ
は前記ポペット型カートリッジバルブの上流と下流の圧
力の差圧とポペット開口面積からをポペット型カートリ
ッジバルブを通過する流量を演算する手段を備えたもの
である。
御する液圧制御回路において、上記アクチュエータの流
入側と流出側のそれぞれにパイロット圧応動のポペット
型カートリッジバルブを設け、これらのポペット型カー
トリッジバルブの上流と下流の圧力を検出する圧力検出
手段を設ける一方、アクチュエータの動作方向を切り換
える四方弁を設け、この四方弁および両カートリッジバ
ルブを制御するコントローラを設け、このコントローラ
は前記ポペット型カートリッジバルブの上流と下流の圧
力の差圧とポペット開口面積からをポペット型カートリ
ッジバルブを通過する流量を演算する手段を備えたもの
である。
（作用） アクチュエータのメータイン、メータアウト制御およ
び過渡時の圧力・流量制御は、ポペット型カートリッジ
バルブの上流下硫の圧力の差圧とポペット開口面積を用
いて演算されるカートリッジバルブの通過流量に基づい
て、コントローラがカートリッジバルブと四方弁を制御
することにより精度良く行われる。なお、両カートリッ
ジバルブはポペット型で、停止時にアクチュエータの流
入側と流出側を完全に遮断して四方弁からの液圧洩れを
防ぐ。
び過渡時の圧力・流量制御は、ポペット型カートリッジ
バルブの上流下硫の圧力の差圧とポペット開口面積を用
いて演算されるカートリッジバルブの通過流量に基づい
て、コントローラがカートリッジバルブと四方弁を制御
することにより精度良く行われる。なお、両カートリッ
ジバルブはポペット型で、停止時にアクチュエータの流
入側と流出側を完全に遮断して四方弁からの液圧洩れを
防ぐ。
この場合、アクチュエータの流入側と流出側のそれぞ
れにパイロット圧応動のポペット型カートリッジバルブ
と、これらに液圧を選択的に供給する四方弁を設けただ
けのため、通路圧損は少ない。
れにパイロット圧応動のポペット型カートリッジバルブ
と、これらに液圧を選択的に供給する四方弁を設けただ
けのため、通路圧損は少ない。
（実施例） 第１図において、20は液圧アクチュエータとしての油
圧シリンダで、ピストン21により画成した油室Ａ、Ｂを
油圧ポンプ22の吐出ポートに接続する駆動回路23には、
流入側と流出側のそれぞれにパイロット圧応動のポペッ
ト型カートリッジバルブ24A、24Bと、これらに油圧を選
択的に供給する四方弁25が介装される。四方弁25は油圧
シリンダ20の油室Ａに油圧を供給し油室Ｂからの油圧を
リザーバ26に戻す縮み側ポジションａと油圧シリンダ20
の油室Ｂに油圧を供給し油室Ａからの油圧をリザーバ26
に戻す伸側ポジションｂと、油圧シリンダ20の油の出入
りを停止する中立ポジションｃを備え、後述するコント
ローラ27の指令によりカートリッジバルブ24A、24Bと共
に制御される。
圧シリンダで、ピストン21により画成した油室Ａ、Ｂを
油圧ポンプ22の吐出ポートに接続する駆動回路23には、
流入側と流出側のそれぞれにパイロット圧応動のポペッ
ト型カートリッジバルブ24A、24Bと、これらに油圧を選
択的に供給する四方弁25が介装される。四方弁25は油圧
シリンダ20の油室Ａに油圧を供給し油室Ｂからの油圧を
リザーバ26に戻す縮み側ポジションａと油圧シリンダ20
の油室Ｂに油圧を供給し油室Ａからの油圧をリザーバ26
に戻す伸側ポジションｂと、油圧シリンダ20の油の出入
りを停止する中立ポジションｃを備え、後述するコント
ローラ27の指令によりカートリッジバルブ24A、24Bと共
に制御される。
カートリッジバルブ24A、24Bは油圧シリンダ20の圧力
・流量を制御するもので、シリンダ28内にポペット弁29
が摺動自由に収装され、ポペット弁29は油室ＡまたはＢ
に供給されるパイロット圧に応動して油圧シリンダ20の
流入側及び流出側の通路面積（絞り開度）を増減する。
カートリッジバルブ24A、24Bのパイロット圧を制御する
のがサーボ弁30A、30Bで、サーボ弁30A、30Bは前記四方
弁25と同じく縮み側ポジションａと伸側ポジションｂと
中立ポジションｃを備え、コントローラ27の指令に基づ
く開度制御により油圧ポンプ22からの油圧をカートリッ
ジバルブ24A、24Bの油室Ａ、Ｂに選択的に供給する。
・流量を制御するもので、シリンダ28内にポペット弁29
が摺動自由に収装され、ポペット弁29は油室ＡまたはＢ
に供給されるパイロット圧に応動して油圧シリンダ20の
流入側及び流出側の通路面積（絞り開度）を増減する。
カートリッジバルブ24A、24Bのパイロット圧を制御する
のがサーボ弁30A、30Bで、サーボ弁30A、30Bは前記四方
弁25と同じく縮み側ポジションａと伸側ポジションｂと
中立ポジションｃを備え、コントローラ27の指令に基づ
く開度制御により油圧ポンプ22からの油圧をカートリッ
ジバルブ24A、24Bの油室Ａ、Ｂに選択的に供給する。
コントローラ27はジョイステック31、サーボアンプ32
A、32B及び33と共に制御系を形成し、ジョイステック31
からの動作指令に基づき、後述する制御内容に応じて四
方弁25の切換えを、またサーボ弁30A、30Bを介してカー
トリッジバルブ24A、24Bの開口面積を変位フィードバッ
ク制御する。なお、カートリッジバルブ24A、24Bは油圧
シリンダ20停止時にポペット弁29で流入側と流出側を完
全に遮断して、四方弁25からの油洩れを防止する。
A、32B及び33と共に制御系を形成し、ジョイステック31
からの動作指令に基づき、後述する制御内容に応じて四
方弁25の切換えを、またサーボ弁30A、30Bを介してカー
トリッジバルブ24A、24Bの開口面積を変位フィードバッ
ク制御する。なお、カートリッジバルブ24A、24Bは油圧
シリンダ20停止時にポペット弁29で流入側と流出側を完
全に遮断して、四方弁25からの油洩れを防止する。
34A、34Bは例えば油圧シリンダ20の停止中に負荷系側
から逆にピストンロッド35に力が作用するような場合で
の回路23内の圧力の異常上昇を防止するリリーフ弁、36
A、36Bは一方の油圧ＡまたはＢからリリーフ弁34Aまた
は34Bを介してリザーバ26に流出した分とシリンダ面積
比に対応した油量を他方の油室ＢまたはＡに供給して、
気泡の発生を防止するアンチボイド弁、37は油圧ポンプ
22の最大吐出圧を規制するリリーフ弁を示す。
から逆にピストンロッド35に力が作用するような場合で
の回路23内の圧力の異常上昇を防止するリリーフ弁、36
A、36Bは一方の油圧ＡまたはＢからリリーフ弁34Aまた
は34Bを介してリザーバ26に流出した分とシリンダ面積
比に対応した油量を他方の油室ＢまたはＡに供給して、
気泡の発生を防止するアンチボイド弁、37は油圧ポンプ
22の最大吐出圧を規制するリリーフ弁を示す。
油圧シリンダ20を縮み側に動作させるには、ジョイス
テック31を縮み側に指示すると、四方弁25が縮み側ポジ
ションａに切り換わり、同時にサーボ弁30A、30Bが延側
ポジションａに切り換わってカートリッジバルブ24A、2
4Bを開く。このときジョイステック31によりメータイン
制御を指示するとサーボ弁30Aを介してカートリッジバ
ルブ24Aの開口面積が、またメークアウト制御を指示す
るとサーボ弁30Bを介してカートリッジバルブ24Bの開口
面積が調整され、これにより縮み側作動時のピストン速
度と圧力が定常制御される。なお、ピストンロッド35が
抜け出す延側では同様にカートリッジバルブ24Bの開口
面積を調整することによりメータイン制御が、またカー
トリッジバルブ24Aの開口面積を調整することによりメ
ータアウト制御が図れる。
テック31を縮み側に指示すると、四方弁25が縮み側ポジ
ションａに切り換わり、同時にサーボ弁30A、30Bが延側
ポジションａに切り換わってカートリッジバルブ24A、2
4Bを開く。このときジョイステック31によりメータイン
制御を指示するとサーボ弁30Aを介してカートリッジバ
ルブ24Aの開口面積が、またメークアウト制御を指示す
るとサーボ弁30Bを介してカートリッジバルブ24Bの開口
面積が調整され、これにより縮み側作動時のピストン速
度と圧力が定常制御される。なお、ピストンロッド35が
抜け出す延側では同様にカートリッジバルブ24Bの開口
面積を調整することによりメータイン制御が、またカー
トリッジバルブ24Aの開口面積を調整することによりメ
ータアウト制御が図れる。
ところで、第２図の従来例でのメータイン、メータア
ウト制御は減圧弁11内と流量制御弁6Aまたは6Bもしくは
7Aまたは7B内の２つの絞りを介して流入側または流出側
で圧力・流量を調整制御することにより行なわれるが、
この２つの絞りは次式で示される等価な１つの絞りで記
述される。
ウト制御は減圧弁11内と流量制御弁6Aまたは6Bもしくは
7Aまたは7B内の２つの絞りを介して流入側または流出側
で圧力・流量を調整制御することにより行なわれるが、
この２つの絞りは次式で示される等価な１つの絞りで記
述される。
1/Ae2＝1/A1 2＋1/A2 2 A1:減圧弁の開口面積 A2:流量制御弁の開口面積 Ae:等価開口面積 従って、この実施例のカートリッジバルブ25Aまたは2
5Bの絞り開度を上記の等価開口面積になるように制御す
れば、油圧シリンダ20を従来例と同一動作させることが
可能となる。
5Bの絞り開度を上記の等価開口面積になるように制御す
れば、油圧シリンダ20を従来例と同一動作させることが
可能となる。
また過渡時には、例えばカートリッジバルブ25A、25B
をまず全開にして四方弁25をゆっくり切り換えたり、ま
た四方弁25をまず全開にして、カートリッジバルブ24
A、24Bを徐々に開くようにすると、油圧シリンダ20に衝
撃を与えることなくこれを滑らかに起動、または同様の
制御により停止させることもできる。
をまず全開にして四方弁25をゆっくり切り換えたり、ま
た四方弁25をまず全開にして、カートリッジバルブ24
A、24Bを徐々に開くようにすると、油圧シリンダ20に衝
撃を与えることなくこれを滑らかに起動、または同様の
制御により停止させることもできる。
さらに油圧シリンダ20の出力、変位などに基づいてカ
ートリッジバルブ25A、25Bなどの開口面積をフィードバ
ック制御することによりクローズドループのサーボ制御
も可能となり、その場合、図示のシングルロッドタイプ
の油圧シリンダ20では流入側と流出側でピストンロッド
32侵入体積に基づき流量が異なるため、この流量差に応
じてカートリッジバルブ25A、25Bの開口面積を補正しな
がら動作させることになる。
ートリッジバルブ25A、25Bなどの開口面積をフィードバ
ック制御することによりクローズドループのサーボ制御
も可能となり、その場合、図示のシングルロッドタイプ
の油圧シリンダ20では流入側と流出側でピストンロッド
32侵入体積に基づき流量が異なるため、この流量差に応
じてカートリッジバルブ25A、25Bの開口面積を補正しな
がら動作させることになる。
なお、この実施例ではカートリッジバルブ24A、24Bの
絞り開度を正確に制御するため、変位フィードバック制
御を採用したが、それほど高い制御精度の要求されない
場合には必ずしも必要でない。また、図中一転鎖鎖点で
囲った回路構成部分を油圧シリンダ20に直付けすると、
油圧シリンダ20は単に油圧ポンプ22とリザーバ26に配管
接続すれば良く、取扱いが簡単になる上、油圧シリンダ
20と四方弁25及びサーボ弁30A、30B間の配管の破裂事故
を防ぐことができ、安全性の向上も得られる。
絞り開度を正確に制御するため、変位フィードバック制
御を採用したが、それほど高い制御精度の要求されない
場合には必ずしも必要でない。また、図中一転鎖鎖点で
囲った回路構成部分を油圧シリンダ20に直付けすると、
油圧シリンダ20は単に油圧ポンプ22とリザーバ26に配管
接続すれば良く、取扱いが簡単になる上、油圧シリンダ
20と四方弁25及びサーボ弁30A、30B間の配管の破裂事故
を防ぐことができ、安全性の向上も得られる。
カートリッジバルブ24A、24B前後には、油圧を検出す
る圧力センサP1〜P4が付設される。
る圧力センサP1〜P4が付設される。
例えば油圧シリンダ20の縮み側作動にメータイン制御
する場合、カートリッジバルブ25Aの開口面積をＡ
（Ｘ）、通過流量をＱ、前後の油圧をP3,P1とおくと、 の関係があり、P3とP1の差圧が変化しても開口面積Ａ
（Ｘ）を調整することによって、所定の流量Ｑに制御で
き、また上記式より、P1の圧力は P1＝P3−［Q/K・Ａ（Ｘ）］２ となり、P3が変化しても［Q/K・Ａ（Ｘ）］を調整する
ことによってP1の圧力を所定値に制御できる。即ち、P1
の圧力が所定の圧力値より高ければ、開口面積Ａ（Ｘ）
を絞ってQ/K・Ａ（Ｘ）の値を大きくすることによりP1
の圧力を低下させ、またP1が所定値より低ければ、Ａ
（Ｘ）を開きP1の圧力を高めることにより、P1の圧力を
所定値に保つ制御も可能となる。
する場合、カートリッジバルブ25Aの開口面積をＡ
（Ｘ）、通過流量をＱ、前後の油圧をP3,P1とおくと、 の関係があり、P3とP1の差圧が変化しても開口面積Ａ
（Ｘ）を調整することによって、所定の流量Ｑに制御で
き、また上記式より、P1の圧力は P1＝P3−［Q/K・Ａ（Ｘ）］２ となり、P3が変化しても［Q/K・Ａ（Ｘ）］を調整する
ことによってP1の圧力を所定値に制御できる。即ち、P1
の圧力が所定の圧力値より高ければ、開口面積Ａ（Ｘ）
を絞ってQ/K・Ａ（Ｘ）の値を大きくすることによりP1
の圧力を低下させ、またP1が所定値より低ければ、Ａ
（Ｘ）を開きP1の圧力を高めることにより、P1の圧力を
所定値に保つ制御も可能となる。
（発明の効果） 以上要するにこの発明によれば、液圧アクチュエータ
の駆動を制御する液圧制御回路において、上記アクチュ
エータの流入側と流出側のそれぞれにパイロット圧応動
のポペット型カートリッジバルブを設け、これらのポペ
ット型カートリッジバルブの上流と下流の圧力を検出す
る圧力検出手段を設ける一方、アクチュエータの動作方
向を切り換える四方弁を設け、この四方弁および両カー
トリッジバルブを制御するコントローラを設け、このコ
ントローラは前記ポペット型カートリジバルブの上流と
下流の圧力の差圧とポペット開口面積からをポペット型
カートリッジバルブを通過する流量を演算する手段を備
えたので、簡単な回路構成により通路圧損を少なくでき
るとともに、定常状態でのアクチュエータのメータイン
・メータアウト制御及び過渡状態での圧力流量制御など
を精度良く行うことができるという効果が得られる。
の駆動を制御する液圧制御回路において、上記アクチュ
エータの流入側と流出側のそれぞれにパイロット圧応動
のポペット型カートリッジバルブを設け、これらのポペ
ット型カートリッジバルブの上流と下流の圧力を検出す
る圧力検出手段を設ける一方、アクチュエータの動作方
向を切り換える四方弁を設け、この四方弁および両カー
トリッジバルブを制御するコントローラを設け、このコ
ントローラは前記ポペット型カートリジバルブの上流と
下流の圧力の差圧とポペット開口面積からをポペット型
カートリッジバルブを通過する流量を演算する手段を備
えたので、簡単な回路構成により通路圧損を少なくでき
るとともに、定常状態でのアクチュエータのメータイン
・メータアウト制御及び過渡状態での圧力流量制御など
を精度良く行うことができるという効果が得られる。
第１図はこの発明の実施例を示す構成図、第２図は従来
技術を示す油圧回路図である。 20……油圧シリンダ、22……油圧ポンプ、24A、24B……
ポペット型カートリッジバルブ、25……四方弁、27……
コントローラ
技術を示す油圧回路図である。 20……油圧シリンダ、22……油圧ポンプ、24A、24B……
ポペット型カートリッジバルブ、25……四方弁、27……
コントローラ
Claims (1)
- 【請求項１】液圧アクチュエータの駆動を制御する液圧
制御回路において、上記アクチュエータの流入側と流出
側のそれぞれにパイロット圧応動のポペット型カートリ
ッジバルブを設け、これらのポペット型カートリッジバ
ルブの上流と下流の圧力を検出する圧力検出手段を設け
る一方、アクチュエータの動作方向を切り換える四方弁
を設け、この四方弁および両カートリッジバルブを制御
するコントローラを設け、このコントローラは前記ポペ
ット型カートリッジバルブの上流と下流の圧力の差圧と
ポペット開口面積からをポペット型カートリッジバルブ
を通過する流量を演算する手段を備えたことを特徴とす
る液圧制御回路。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62267433A JP2643957B2 (ja) | 1987-10-22 | 1987-10-22 | 液圧制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62267433A JP2643957B2 (ja) | 1987-10-22 | 1987-10-22 | 液圧制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01108402A JPH01108402A (ja) | 1989-04-25 |
| JP2643957B2 true JP2643957B2 (ja) | 1997-08-25 |
Family
ID=17444776
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62267433A Expired - Fee Related JP2643957B2 (ja) | 1987-10-22 | 1987-10-22 | 液圧制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2643957B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110594214B (zh) * | 2019-09-24 | 2024-03-08 | 湖北力帝机床股份有限公司 | 金属打包液压机液压控制*** |
| JP2022096795A (ja) * | 2020-12-18 | 2022-06-30 | 川崎重工業株式会社 | 弁ユニットおよび弁装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60136605A (ja) * | 1983-12-24 | 1985-07-20 | Toyoda Autom Loom Works Ltd | フオ−クリフトにおける油圧アクチユエ−タの操作回路 |
| JPS61186807U (ja) * | 1985-05-13 | 1986-11-21 |
-
1987
- 1987-10-22 JP JP62267433A patent/JP2643957B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01108402A (ja) | 1989-04-25 |
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