JP3076743B2 - 油圧機器の追従動作制御装置 - Google Patents
油圧機器の追従動作制御装置Info
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- JP3076743B2 JP3076743B2 JP07203982A JP20398295A JP3076743B2 JP 3076743 B2 JP3076743 B2 JP 3076743B2 JP 07203982 A JP07203982 A JP 07203982A JP 20398295 A JP20398295 A JP 20398295A JP 3076743 B2 JP3076743 B2 JP 3076743B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は油圧機器の追従動作
制御方法および追従動作制御装置に関する。さらに詳し
くは、シリンダやラム等のストロークが可変である油圧
アクチュエータ、および圧力タンク等の内圧が可変であ
る圧力容器等の油圧機器におけるストロークあるいは内
圧を目標パターンに対して追従させるための制御方法お
よび制御装置に関する。上記の油圧機器の一例として
は、ダイヤモンドや立法晶窒化ほう素の合成に用いた
り、物質の超高圧下における変形特性を試験するために
用いられる超高圧発生装置における超高圧空間に装入さ
れた試料体に一軸圧縮力を作用させるピストン体の駆動
用シリンダまたはラムがある。また、油圧プレスや粉体
加圧成形機のラムなどがある。前記の変形特性試験用の
ピストン体駆動用シリンダでは、例えば１カ月間にスト
ロークを１〜３mm程度変化させるとか、圧力を100 〜30
0kgf／cm2 程度変化させるなどの超長時間にわたる正確
な制御が要求される。
制御方法および追従動作制御装置に関する。さらに詳し
くは、シリンダやラム等のストロークが可変である油圧
アクチュエータ、および圧力タンク等の内圧が可変であ
る圧力容器等の油圧機器におけるストロークあるいは内
圧を目標パターンに対して追従させるための制御方法お
よび制御装置に関する。上記の油圧機器の一例として
は、ダイヤモンドや立法晶窒化ほう素の合成に用いた
り、物質の超高圧下における変形特性を試験するために
用いられる超高圧発生装置における超高圧空間に装入さ
れた試料体に一軸圧縮力を作用させるピストン体の駆動
用シリンダまたはラムがある。また、油圧プレスや粉体
加圧成形機のラムなどがある。前記の変形特性試験用の
ピストン体駆動用シリンダでは、例えば１カ月間にスト
ロークを１〜３mm程度変化させるとか、圧力を100 〜30
0kgf／cm2 程度変化させるなどの超長時間にわたる正確
な制御が要求される。
【０００２】
【従来の技術】油圧シリンダを目標パターンに従って追
随させる従来の制御装置の一例として、特開平１−１８
８７８１号公報に記載されたものがある。この制御装置
は、図19に示すように、油圧シリンダ108 の戻用の流路
103 に複数（３個）の弁104a，104b，104cを直列に介装
し、弁104aと弁104bの間にアキュームレータ105aが設け
られ、弁104bと弁104cの間にアキュームレータ105bが設
けられている。上記の３個の弁のうち２個の弁を任意に
組合せて開閉させ、かつ開閉動作時間を厳密に制御する
ことにより、シリンダ108 からの圧油の排出量をコント
ロールし油圧シリンダ108 の長時間減圧制御を行うこと
ができる。
随させる従来の制御装置の一例として、特開平１−１８
８７８１号公報に記載されたものがある。この制御装置
は、図19に示すように、油圧シリンダ108 の戻用の流路
103 に複数（３個）の弁104a，104b，104cを直列に介装
し、弁104aと弁104bの間にアキュームレータ105aが設け
られ、弁104bと弁104cの間にアキュームレータ105bが設
けられている。上記の３個の弁のうち２個の弁を任意に
組合せて開閉させ、かつ開閉動作時間を厳密に制御する
ことにより、シリンダ108 からの圧油の排出量をコント
ロールし油圧シリンダ108 の長時間減圧制御を行うこと
ができる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが上記従来装置
では、つぎのような欠点がある。まず、圧油を排出する
機能しか有していないので減圧制御しか適用できず昇圧
制御することができない。したがって、物質の超高圧下
における変形特性の試験用には使用できない。また、比
較的圧力機器の体積が大きい場合、すなわち圧縮ボリュ
ームが大きい場合には、精度よく制御可能であるが、圧
力機器が小さくなるに従って精度は低くなる。なぜなら
ば、シリンダ108 の容積が小さい場合、任意の２個の弁
間の容積内の圧縮ボリュームの全ての液体を排出するの
で、シリンダ108 の容積に対する排出量の割合が多くな
り、そのため精度が低くなるからである。
では、つぎのような欠点がある。まず、圧油を排出する
機能しか有していないので減圧制御しか適用できず昇圧
制御することができない。したがって、物質の超高圧下
における変形特性の試験用には使用できない。また、比
較的圧力機器の体積が大きい場合、すなわち圧縮ボリュ
ームが大きい場合には、精度よく制御可能であるが、圧
力機器が小さくなるに従って精度は低くなる。なぜなら
ば、シリンダ108 の容積が小さい場合、任意の２個の弁
間の容積内の圧縮ボリュームの全ての液体を排出するの
で、シリンダ108 の容積に対する排出量の割合が多くな
り、そのため精度が低くなるからである。
【０００４】本発明は上記事情に鑑み、油圧機器の昇圧
・減圧制御が可能であり、圧力やストロークの目標パタ
ーンに対する追従精度を大幅に向上させた超長時間にわ
たる追従動作制御方法および制御装置を提供することを
目的とする。
・減圧制御が可能であり、圧力やストロークの目標パタ
ーンに対する追従精度を大幅に向上させた超長時間にわ
たる追従動作制御方法および制御装置を提供することを
目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】請求項１の油圧機器の追
従動作制御装置は、油圧機器の内圧またはストロークを
目標パターンに対して追従させるための追従動作制御装
置であって、前記油圧機器の油室に接続された流路に、
順に介装された逆止弁、第１開閉弁、第２開閉弁、アキ
ュームレータ、油圧ポンプと、前記油圧機器のストロー
クを検出する位置検出器または該油圧機器の油室内の圧
力を検出する圧力検出器と、前記アキュームレータの圧
力を検出する圧力検出器と、前記油圧機器の位置検出器
または圧 力検出器および前記アキュームレータの圧力検
出器の検出データに基づき、前記油圧ポンプの駆動と前
記第１，第２開閉弁の開閉動作を制御する制御装置とか
らなり、前記アキュームレータの圧力を前記油圧機器の
圧力よりもわずかに高くしておき、第１開閉弁を閉弁し
た状態で、第２開閉弁を開弁して、第１、第２開閉弁間
の流路内圧力を前記油圧機器よりも高くし、ついで第２
開閉弁を閉弁して第１開閉弁を開弁して前記油圧機器の
油室にわずかに高い圧力の油圧を供給し、このサイクル
を繰返すことにより、超長時間にわたって目標値に増圧
追従させることを特徴とする。請求項２の油圧機器の追
従動作制御装置は、油圧機器の内圧またはストロークを
目標パターンに対して追従させるための追従動作制御装
置であって、前記油圧機器の油室に接続された流路に、
順に介装された第１開閉弁、アキュームレータ、第２開
閉弁と、前記アキュームレータを前記流路に接続する接
続油路に介装された第３開閉弁と、前記アキュームレー
タに作動油を供給する油圧ポンプと、前記油圧機器のス
トロークを検出する位置検出器または該油圧機器の油室
内の圧力を検出する圧力検出器と、前記アキュームレー
タの圧力を検出する圧力検出器と、前記油圧機器の位置
検出器または圧力検出器及び前記アキュームレータの圧
力検出記の検出データに基づき、前記油圧ポンプの駆動
と前記第１、第２、第３開閉弁の開閉動作を制御する制
御装置とからなり、前記アキュームレータの圧力を前記
油圧機器の圧力もわずかに低くしておき、第１、第２開
閉弁を閉弁した状態で、第３開閉弁を開弁して第１，第
２開閉弁間の流路内圧力を前記油圧機器よりも低くし、
ついで第１開閉弁を開弁し前記油圧機器の油室から油圧
をわずかに排出し、このサイクルを繰返すことにより超
長時間にわたって目標値に減圧追従させることを特徴と
する。請求項３の追従制御装置は、油圧機器の内圧また
はストロークを目標パターンに対して追従させるための
追従動作制御装置であって、前記油圧機器に接続された
第１の流路に、２個の開閉弁と、ポンプを接続したアキ
ュームレータからなる圧力発生部をその順で介装した昇
圧動作用制御装置と、前記油圧機器に接続された第２の
流路に、２個の開閉弁を直列に接続し、該２個の開閉弁
間に、ポンプを接続したアキュームレータからなる圧力
発生部を第３の開閉弁を介して接続した減圧動作用制御
装置とからなることを特徴とする。請求項４の追従制御
装置は、油圧機器の内圧またはストロークを目標パター
ンに対して追従させるための追従動作制御装置であっ
て、前記油圧機器に接続された流路に順に介装された開
閉弁と３ポート３位置切換弁と、該切換弁の一方のポー
トに接続されたアキュームレータと、他方のポートに接
続されたタンクと、前記アキュームレータに接続された
ポンプと、前記油圧機器のストロークを検出する位置検
出器または該油圧機器の油室内の圧力を検出する圧力検
出器と、前記アキュームレータの圧力を検出する圧力検
出器と、前記油圧機器の位置検出器または圧力検出器及
び前記アキュームレータの圧力検出記の検出データに基
づき、前記油圧ポンプの駆動と前記開閉弁と前記切換弁
の開閉動作を制御する制御装置とからなり、前記アキュ
ームレータの圧力を前記油圧機器の圧力よりもわずかに
高くしておいて前記油圧機器の油室に供給して昇圧動作
制御し、前記アキュームレータの圧力を前記油圧機器の
圧力よりもわずかに低くしておいて前記油圧機器の油室
から排出して減圧動作制御することを特徴とする。請求
項５の追従制御装置は、油圧機器の内圧またはストロー
クを目標パターンに対して追従させるための追従動作制
御装置であって、前記油圧機器の油室に接続された流路
に、順に介装された第１開閉弁、アキュームレータ、第
２開閉弁と前記アキュームレータを前記流路に接続する
接続油路に介装された第３開閉弁と、前記アキュームレ
ータに作動油を供給する油圧ポンプと、前記油圧機器の
ストロークを検出する位置検出器または該油圧機器の油
室内の圧力を検出する圧力検出器と、前記アキュームレ
ータの圧力を検出する圧力検出器と、前記油圧機器の位
置検出器または圧力検出器及び前記アキュームレータの
圧力検出記の検出データに基づき、前記油圧ポンプの駆
動と前記第１、第２、第３開閉弁の開閉動作を制御する
制御装置とからなり、前記アキュームレータの圧力を前
記油圧機器の圧力よりもわずかに高くしておいて前記油
圧機器の油室に供給して昇圧動作制御し、前記アキュー
ムレータの圧力を前記油圧機器の圧力よりもわずかに低
くしておいて前記油圧機器の油室から排出して減圧動作
制御することを特徴とする。
従動作制御装置は、油圧機器の内圧またはストロークを
目標パターンに対して追従させるための追従動作制御装
置であって、前記油圧機器の油室に接続された流路に、
順に介装された逆止弁、第１開閉弁、第２開閉弁、アキ
ュームレータ、油圧ポンプと、前記油圧機器のストロー
クを検出する位置検出器または該油圧機器の油室内の圧
力を検出する圧力検出器と、前記アキュームレータの圧
力を検出する圧力検出器と、前記油圧機器の位置検出器
または圧 力検出器および前記アキュームレータの圧力検
出器の検出データに基づき、前記油圧ポンプの駆動と前
記第１，第２開閉弁の開閉動作を制御する制御装置とか
らなり、前記アキュームレータの圧力を前記油圧機器の
圧力よりもわずかに高くしておき、第１開閉弁を閉弁し
た状態で、第２開閉弁を開弁して、第１、第２開閉弁間
の流路内圧力を前記油圧機器よりも高くし、ついで第２
開閉弁を閉弁して第１開閉弁を開弁して前記油圧機器の
油室にわずかに高い圧力の油圧を供給し、このサイクル
を繰返すことにより、超長時間にわたって目標値に増圧
追従させることを特徴とする。請求項２の油圧機器の追
従動作制御装置は、油圧機器の内圧またはストロークを
目標パターンに対して追従させるための追従動作制御装
置であって、前記油圧機器の油室に接続された流路に、
順に介装された第１開閉弁、アキュームレータ、第２開
閉弁と、前記アキュームレータを前記流路に接続する接
続油路に介装された第３開閉弁と、前記アキュームレー
タに作動油を供給する油圧ポンプと、前記油圧機器のス
トロークを検出する位置検出器または該油圧機器の油室
内の圧力を検出する圧力検出器と、前記アキュームレー
タの圧力を検出する圧力検出器と、前記油圧機器の位置
検出器または圧力検出器及び前記アキュームレータの圧
力検出記の検出データに基づき、前記油圧ポンプの駆動
と前記第１、第２、第３開閉弁の開閉動作を制御する制
御装置とからなり、前記アキュームレータの圧力を前記
油圧機器の圧力もわずかに低くしておき、第１、第２開
閉弁を閉弁した状態で、第３開閉弁を開弁して第１，第
２開閉弁間の流路内圧力を前記油圧機器よりも低くし、
ついで第１開閉弁を開弁し前記油圧機器の油室から油圧
をわずかに排出し、このサイクルを繰返すことにより超
長時間にわたって目標値に減圧追従させることを特徴と
する。請求項３の追従制御装置は、油圧機器の内圧また
はストロークを目標パターンに対して追従させるための
追従動作制御装置であって、前記油圧機器に接続された
第１の流路に、２個の開閉弁と、ポンプを接続したアキ
ュームレータからなる圧力発生部をその順で介装した昇
圧動作用制御装置と、前記油圧機器に接続された第２の
流路に、２個の開閉弁を直列に接続し、該２個の開閉弁
間に、ポンプを接続したアキュームレータからなる圧力
発生部を第３の開閉弁を介して接続した減圧動作用制御
装置とからなることを特徴とする。請求項４の追従制御
装置は、油圧機器の内圧またはストロークを目標パター
ンに対して追従させるための追従動作制御装置であっ
て、前記油圧機器に接続された流路に順に介装された開
閉弁と３ポート３位置切換弁と、該切換弁の一方のポー
トに接続されたアキュームレータと、他方のポートに接
続されたタンクと、前記アキュームレータに接続された
ポンプと、前記油圧機器のストロークを検出する位置検
出器または該油圧機器の油室内の圧力を検出する圧力検
出器と、前記アキュームレータの圧力を検出する圧力検
出器と、前記油圧機器の位置検出器または圧力検出器及
び前記アキュームレータの圧力検出記の検出データに基
づき、前記油圧ポンプの駆動と前記開閉弁と前記切換弁
の開閉動作を制御する制御装置とからなり、前記アキュ
ームレータの圧力を前記油圧機器の圧力よりもわずかに
高くしておいて前記油圧機器の油室に供給して昇圧動作
制御し、前記アキュームレータの圧力を前記油圧機器の
圧力よりもわずかに低くしておいて前記油圧機器の油室
から排出して減圧動作制御することを特徴とする。請求
項５の追従制御装置は、油圧機器の内圧またはストロー
クを目標パターンに対して追従させるための追従動作制
御装置であって、前記油圧機器の油室に接続された流路
に、順に介装された第１開閉弁、アキュームレータ、第
２開閉弁と前記アキュームレータを前記流路に接続する
接続油路に介装された第３開閉弁と、前記アキュームレ
ータに作動油を供給する油圧ポンプと、前記油圧機器の
ストロークを検出する位置検出器または該油圧機器の油
室内の圧力を検出する圧力検出器と、前記アキュームレ
ータの圧力を検出する圧力検出器と、前記油圧機器の位
置検出器または圧力検出器及び前記アキュームレータの
圧力検出記の検出データに基づき、前記油圧ポンプの駆
動と前記第１、第２、第３開閉弁の開閉動作を制御する
制御装置とからなり、前記アキュームレータの圧力を前
記油圧機器の圧力よりもわずかに高くしておいて前記油
圧機器の油室に供給して昇圧動作制御し、前記アキュー
ムレータの圧力を前記油圧機器の圧力よりもわずかに低
くしておいて前記油圧機器の油室から排出して減圧動作
制御することを特徴とする。
【０００６】請求項６の追従制御装置は、請求項４記載
の発明において、前記３ポート３位置切換弁の一方のポ
ートにポンプを接続した高圧用アキュームレータからな
る高圧用圧力発生部と、ポンプを接続した低圧用アキュ
ームレータからなる低圧用圧力発生部とを流路選択機構
を介して選択的に接続し、前記切換弁の他のポートをタ
ンクに接続したことを特徴とする。請求項７の追従制御
装置は、請求項５記載の発明において、前記第１、第２
開閉弁の間の流路にポンプを接続した高圧用アキューム
レータからなる高圧用圧力発生部と、ポンプを接続した
低圧用アキュームレータからなる低圧用圧力発生部とを
流路選択機構を介して選択的に接続したことを特徴とす
る。
の発明において、前記３ポート３位置切換弁の一方のポ
ートにポンプを接続した高圧用アキュームレータからな
る高圧用圧力発生部と、ポンプを接続した低圧用アキュ
ームレータからなる低圧用圧力発生部とを流路選択機構
を介して選択的に接続し、前記切換弁の他のポートをタ
ンクに接続したことを特徴とする。請求項７の追従制御
装置は、請求項５記載の発明において、前記第１、第２
開閉弁の間の流路にポンプを接続した高圧用アキューム
レータからなる高圧用圧力発生部と、ポンプを接続した
低圧用アキュームレータからなる低圧用圧力発生部とを
流路選択機構を介して選択的に接続したことを特徴とす
る。
【０００７】請求項１の発明では、第１、第２開閉弁間
の容積に圧力油圧を圧力を掛けた状態で保持しておい
て、油圧機器と開閉弁間との圧力差分だけ油圧を油圧機
器に流入させる。このように圧力差と一定量の油圧流量
で油圧機器の内圧とストロークを変化させるが、圧力差
は静的な要素なので高精度な制御が可能であり、ひいて
は油圧機器の内圧とストロークを高精度に制御でき、そ
の精度は前記従来装置の数10倍に達する。また、油圧流
量が小さい場合も圧力の制御は流量の大小に拘りなく高
精度に行えるので、超長時間にわたる追従精度を高く維
持できる。請求項２の発明では、第１、第２開閉弁間の
容積に圧力油圧を圧力を掛けた状態で保持しておいて、
油圧機器と開閉弁間との圧力差分だけ油圧を油圧機器に
排出させる。このように圧力差と一定量の油圧流量で油
圧機器の内圧とストロークを変化させるが、圧力差は静
的な要素なので高精度な制御が可能であり、ひいては油
圧機器の内圧とストロークを高精度に制御でき、その精
度は前記従来装置の数10倍に達する。また、油圧流量が
小さい場合も圧力の制御は流量の大小に拘りなく高精度
に行えるので、超長時間にわたる追従精度を高く維持で
きる。請求項３の発明では、昇圧動作用と減圧動作用の
２系統の制御装置を有しているので、油圧機器の減圧お
よび伸縮機器の縮少ストローク動作も、油圧機器の昇圧
および伸縮機器の伸長ストローク動作も容易に行える。
しかも、圧力差という静的な要素で制御するので、超長
時間にわたる高精度な追従制御が可能である。請求項４
の発明では、開閉弁と切換弁間の圧力を油圧機器の内圧
より高くして油圧機器に油圧を供給する昇圧制御と、油
圧機器の内圧より低くして油圧機器内の油圧を排出する
減圧制御が、アキュームレータの圧力をポンプを駆動し
て高くしたり低くする圧力調整により自在にできる。請
求項５の発明では、２個の開閉弁間の圧力を油圧機器の
内圧より高くして油圧機器に高圧油圧を供給する昇圧制
御と、油圧機器の内圧より低くして油圧機器内の油圧を
排出する減圧制御がアキュームレータの圧力をポンプを
駆動して高くしたり低くする圧力調整により自在にでき
る。
の容積に圧力油圧を圧力を掛けた状態で保持しておい
て、油圧機器と開閉弁間との圧力差分だけ油圧を油圧機
器に流入させる。このように圧力差と一定量の油圧流量
で油圧機器の内圧とストロークを変化させるが、圧力差
は静的な要素なので高精度な制御が可能であり、ひいて
は油圧機器の内圧とストロークを高精度に制御でき、そ
の精度は前記従来装置の数10倍に達する。また、油圧流
量が小さい場合も圧力の制御は流量の大小に拘りなく高
精度に行えるので、超長時間にわたる追従精度を高く維
持できる。請求項２の発明では、第１、第２開閉弁間の
容積に圧力油圧を圧力を掛けた状態で保持しておいて、
油圧機器と開閉弁間との圧力差分だけ油圧を油圧機器に
排出させる。このように圧力差と一定量の油圧流量で油
圧機器の内圧とストロークを変化させるが、圧力差は静
的な要素なので高精度な制御が可能であり、ひいては油
圧機器の内圧とストロークを高精度に制御でき、その精
度は前記従来装置の数10倍に達する。また、油圧流量が
小さい場合も圧力の制御は流量の大小に拘りなく高精度
に行えるので、超長時間にわたる追従精度を高く維持で
きる。請求項３の発明では、昇圧動作用と減圧動作用の
２系統の制御装置を有しているので、油圧機器の減圧お
よび伸縮機器の縮少ストローク動作も、油圧機器の昇圧
および伸縮機器の伸長ストローク動作も容易に行える。
しかも、圧力差という静的な要素で制御するので、超長
時間にわたる高精度な追従制御が可能である。請求項４
の発明では、開閉弁と切換弁間の圧力を油圧機器の内圧
より高くして油圧機器に油圧を供給する昇圧制御と、油
圧機器の内圧より低くして油圧機器内の油圧を排出する
減圧制御が、アキュームレータの圧力をポンプを駆動し
て高くしたり低くする圧力調整により自在にできる。請
求項５の発明では、２個の開閉弁間の圧力を油圧機器の
内圧より高くして油圧機器に高圧油圧を供給する昇圧制
御と、油圧機器の内圧より低くして油圧機器内の油圧を
排出する減圧制御がアキュームレータの圧力をポンプを
駆動して高くしたり低くする圧力調整により自在にでき
る。
【０００８】請求項６の発明では、高圧用のアキューム
レータと低圧用のアキュームレータを個別に備え、流路
選択機構によって、高圧油圧と低圧油圧を選択的に開閉
弁と切換弁間に供給できるので、アキュームレータの圧
力調整を行うことなく昇圧制御も減圧制御も行える。請
求項７の発明では、高圧用のアキュームレータと低圧用
のアキュームレータを個別に備え、流路選択機構によっ
て、高圧油圧と低圧油圧を選択的に２個の開閉弁間に供
給できるので、アキュームレータの圧力調整を行うこと
なく昇圧制御も減圧制御も行える。
レータと低圧用のアキュームレータを個別に備え、流路
選択機構によって、高圧油圧と低圧油圧を選択的に開閉
弁と切換弁間に供給できるので、アキュームレータの圧
力調整を行うことなく昇圧制御も減圧制御も行える。請
求項７の発明では、高圧用のアキュームレータと低圧用
のアキュームレータを個別に備え、流路選択機構によっ
て、高圧油圧と低圧油圧を選択的に２個の開閉弁間に供
給できるので、アキュームレータの圧力調整を行うこと
なく昇圧制御も減圧制御も行える。
【０００９】
【発明の実施の形態】つぎに、本発明の実施形態を図面
に基づき説明する。まず、本発明の制御方法および制御
装置が適用される超高圧発生装置を図16に基づき説明し
ておくと、51は上部アンビル、52は下部アンビルで、こ
れら上下一対のアンビル51,52 はいずれも先細の四角錘
台状の先端部を有し、その先端部の端面が対向するよう
に配置されている。53は前記アンビル51,52 の中間位置
に配設されたサイドアンビルで、上記アンビル51,52 と
同様に、先細の四角錘台状の先端部を有している。そし
て、アンビル53は前後左右に配設され、それらの先端部
の端面と前記上下一対のアンビル51,52 の先端部の端面
とで被圧縮物を入れる空間である超高圧発生室54が形成
される。２は後述するピストン体１を駆動する上部シリ
ンダ（またはラム）、56は前記下部アンビル52を駆動す
る下部シリンダ（またはラム）である。そして前記一対
のアンビル51,52 、上下一対のシリンダ（またはラム）
２，56はそれぞれ軸線ｙに中心を合わせ共軸的にプレス
フレーム57に取付けられている。また、前記一対のアン
ビル51,52 のいずれか一方、図示の例では上部アンビル
51に前記軸線ｙと同心にピストン孔を形成し、ピストン
体１を挿入している。このピストン体１が被圧縮物を超
高圧下で圧縮することにより物質の超高圧下変形特性な
どが試験される。そして、ピストン体１を駆動するシリ
ンダ（またはラム）２が本発明にしたがって、その内圧
と伸縮ストロークの追従制御が行われる。この場合、ピ
ストン体１を例えば、１×10-2 mm／Ｈ程度の微速で、
１カ月程度駆動する必要がある。なお、ストロークは連
続的に変化させる必要はなく、図17に示すようにステッ
プ状に駆動させてもよい。そして、この場合、１回の操
作でのストローク量（ΔＬ）はできる限り小さくするこ
とが望まれている。
に基づき説明する。まず、本発明の制御方法および制御
装置が適用される超高圧発生装置を図16に基づき説明し
ておくと、51は上部アンビル、52は下部アンビルで、こ
れら上下一対のアンビル51,52 はいずれも先細の四角錘
台状の先端部を有し、その先端部の端面が対向するよう
に配置されている。53は前記アンビル51,52 の中間位置
に配設されたサイドアンビルで、上記アンビル51,52 と
同様に、先細の四角錘台状の先端部を有している。そし
て、アンビル53は前後左右に配設され、それらの先端部
の端面と前記上下一対のアンビル51,52 の先端部の端面
とで被圧縮物を入れる空間である超高圧発生室54が形成
される。２は後述するピストン体１を駆動する上部シリ
ンダ（またはラム）、56は前記下部アンビル52を駆動す
る下部シリンダ（またはラム）である。そして前記一対
のアンビル51,52 、上下一対のシリンダ（またはラム）
２，56はそれぞれ軸線ｙに中心を合わせ共軸的にプレス
フレーム57に取付けられている。また、前記一対のアン
ビル51,52 のいずれか一方、図示の例では上部アンビル
51に前記軸線ｙと同心にピストン孔を形成し、ピストン
体１を挿入している。このピストン体１が被圧縮物を超
高圧下で圧縮することにより物質の超高圧下変形特性な
どが試験される。そして、ピストン体１を駆動するシリ
ンダ（またはラム）２が本発明にしたがって、その内圧
と伸縮ストロークの追従制御が行われる。この場合、ピ
ストン体１を例えば、１×10-2 mm／Ｈ程度の微速で、
１カ月程度駆動する必要がある。なお、ストロークは連
続的に変化させる必要はなく、図17に示すようにステッ
プ状に駆動させてもよい。そして、この場合、１回の操
作でのストローク量（ΔＬ）はできる限り小さくするこ
とが望まれている。
【００１０】つぎに、本発明に係わる追従動作制御装置
の各実施形態を説明する。（第１実施形態）図１は請求
項１の発明に係る昇圧動作用の追従制御装置である。油
圧機器であるシリンダ２の油室と油圧ポンプ８との間の
油路30に２ポート２位置の開閉弁４，５を直列に介装
し、開閉弁５と油圧ポンプ８との間にはアキュームレー
タ６が介装されている。３はシリンダ２の圧力検出器、
７はアキュームレータ６の圧力検出器、14はピストン体
１のストロークを検出する位置検出器である。なお、シ
リンダ２と開閉弁４の間には、リーク防止のための逆止
弁31を設けておくのが好ましい。油圧ポンプ８の駆動お
よび開閉弁４，５の開閉は、マイクロコンピュータ等を
用いた制御装置で制御され、圧力検出器３，７および位
置検出器14の検出データに基づき、目標パターンに追従
するよう制御される。図中、Ｖ0 はシリンダ２内の油量
（体積）、Ｐ0 はシリンダ２の内圧、Ｐ1 はアキューム
レータ６の圧力であり、図１の装置は昇圧制御するもの
であるため、アキュームレータ６の圧力Ｐ1 がシリンダ
２の内圧Ｐ0 より高く設定されている。
の各実施形態を説明する。（第１実施形態）図１は請求
項１の発明に係る昇圧動作用の追従制御装置である。油
圧機器であるシリンダ２の油室と油圧ポンプ８との間の
油路30に２ポート２位置の開閉弁４，５を直列に介装
し、開閉弁５と油圧ポンプ８との間にはアキュームレー
タ６が介装されている。３はシリンダ２の圧力検出器、
７はアキュームレータ６の圧力検出器、14はピストン体
１のストロークを検出する位置検出器である。なお、シ
リンダ２と開閉弁４の間には、リーク防止のための逆止
弁31を設けておくのが好ましい。油圧ポンプ８の駆動お
よび開閉弁４，５の開閉は、マイクロコンピュータ等を
用いた制御装置で制御され、圧力検出器３，７および位
置検出器14の検出データに基づき、目標パターンに追従
するよう制御される。図中、Ｖ0 はシリンダ２内の油量
（体積）、Ｐ0 はシリンダ２の内圧、Ｐ1 はアキューム
レータ６の圧力であり、図１の装置は昇圧制御するもの
であるため、アキュームレータ６の圧力Ｐ1 がシリンダ
２の内圧Ｐ0 より高く設定されている。
【００１１】この装置において、図２に示すように開閉
弁４，５を開閉すると昇圧制御が行われる。すなわち、
開閉弁５を開弁して、アキュームレータ６内の圧油を開
閉弁４，５間の油路に供給し、シリンダ内圧Ｐ0 より高
い圧力Ｐ1 で保持し、ついで開閉弁５を閉じて、開閉弁
４を開けると、圧力Ｐ1 の圧油はシリンダ２内に供給さ
れ、シリンダ２の内圧Ｐ0 を高くするか、ピストン体１
のストロークを伸長方向に変化させる。この場合の、シ
リンダ２への圧油供給量、シリンダ２の昇圧量は前記差
圧（Ｐ1 −Ｐ0 ）に依存するので、圧油の供給量を微少
にコントロ−ルすることが可能である。
弁４，５を開閉すると昇圧制御が行われる。すなわち、
開閉弁５を開弁して、アキュームレータ６内の圧油を開
閉弁４，５間の油路に供給し、シリンダ内圧Ｐ0 より高
い圧力Ｐ1 で保持し、ついで開閉弁５を閉じて、開閉弁
４を開けると、圧力Ｐ1 の圧油はシリンダ２内に供給さ
れ、シリンダ２の内圧Ｐ0 を高くするか、ピストン体１
のストロークを伸長方向に変化させる。この場合の、シ
リンダ２への圧油供給量、シリンダ２の昇圧量は前記差
圧（Ｐ1 −Ｐ0 ）に依存するので、圧油の供給量を微少
にコントロ−ルすることが可能である。
【００１２】上記の開閉弁４，５の１回の開閉動作でシ
リンダ２のストロークがいくら上昇するか計算すると、
つぎのとおりである。 Ａ…………シリンダの断面積 Ｌ0 ………シリンダ内の油面高さ Ｖ1 ………開閉弁４，５間の油量（体積） Ｐ1 ………アキュームレータ６の圧力（開閉弁５を開弁
した直後の圧力） β…………作動油の圧縮率 Δｐ………開閉弁４，５の１回の開閉動作時にΔＬが０
とした場合のＰ0 の増分（この場合、ピストン体１が動
かない。） ΔＬ………開閉弁４，５の１回の開閉動作時にΔｐが０
とした場合のＬ0 の増分（この場合、シリンダ２内の圧
力が変化しない） シリンダの上昇ストロークΔＬは、Ｐ0 が一定の時最大
となり次式で計算できる。 ΔＬ＝β（Ｐ1 −Ｐ0 ）Ｖ1 ／Ａ …………………（１） ここで、β＝12×10-5 cm2 ／kgf ，Ａ＝ 100cm2 （φ1
1.3），Ｖ1 ＝５cc，Ｐ0 ＝200kgf／cm2 ，Ｐ1 ＝2
05kgf／cm2 とすればΔＬ＝0.0003mm ……………
（１）′となる。逆にシリンダ２の内圧Ｐ0 の上昇は、
ΔＬが０の時、最大となり次式で計算できる。 ΔＰ＝（Ｐ0 Ｖ0 ＋Ｐ1 Ｖ1 ）／（Ｖ0 ＋Ｖ1 ）−Ｐ0 ……（２） ここでＬ0 ＝20cmとすると＝（200 ×2000＋205 ×5 ）
／（2000＋5 ）−200＝0.012kgf／cm2 ………………
……………………（２）′となる。なお、実際には、
（１）′と（２）′の中間的な値となる。
リンダ２のストロークがいくら上昇するか計算すると、
つぎのとおりである。 Ａ…………シリンダの断面積 Ｌ0 ………シリンダ内の油面高さ Ｖ1 ………開閉弁４，５間の油量（体積） Ｐ1 ………アキュームレータ６の圧力（開閉弁５を開弁
した直後の圧力） β…………作動油の圧縮率 Δｐ………開閉弁４，５の１回の開閉動作時にΔＬが０
とした場合のＰ0 の増分（この場合、ピストン体１が動
かない。） ΔＬ………開閉弁４，５の１回の開閉動作時にΔｐが０
とした場合のＬ0 の増分（この場合、シリンダ２内の圧
力が変化しない） シリンダの上昇ストロークΔＬは、Ｐ0 が一定の時最大
となり次式で計算できる。 ΔＬ＝β（Ｐ1 −Ｐ0 ）Ｖ1 ／Ａ …………………（１） ここで、β＝12×10-5 cm2 ／kgf ，Ａ＝ 100cm2 （φ1
1.3），Ｖ1 ＝５cc，Ｐ0 ＝200kgf／cm2 ，Ｐ1 ＝2
05kgf／cm2 とすればΔＬ＝0.0003mm ……………
（１）′となる。逆にシリンダ２の内圧Ｐ0 の上昇は、
ΔＬが０の時、最大となり次式で計算できる。 ΔＰ＝（Ｐ0 Ｖ0 ＋Ｐ1 Ｖ1 ）／（Ｖ0 ＋Ｖ1 ）−Ｐ0 ……（２） ここでＬ0 ＝20cmとすると＝（200 ×2000＋205 ×5 ）
／（2000＋5 ）−200＝0.012kgf／cm2 ………………
……………………（２）′となる。なお、実際には、
（１）′と（２）′の中間的な値となる。
【００１３】上記の１サイクルを繰返し行うと、図３の
ようにシリンダ２の内圧Ｐ0 がステップ状に上昇してい
く。ΔＰmax はアキュームレータ圧力Ｐ1 とシリンダ２
内圧Ｐ0 間の最大差圧であり、ΔＰmin は最小差圧であ
る。差圧が最小になるとポンプ８を駆動してアキューム
レータ６の圧力Ｐ1 を高くすればよい。符号ｕはポンプ
８の駆動によるアキュームレータ６の昇圧を示してい
る。上記のように開閉弁４，５の開閉と油圧ポンプ８の
駆動を制御装置でコントロールすることにより、シリン
ダ２の内圧Ｐ0 を目標パターンに近付けることができ
る。この場合の目標パターンは任意に設定できる。
ようにシリンダ２の内圧Ｐ0 がステップ状に上昇してい
く。ΔＰmax はアキュームレータ圧力Ｐ1 とシリンダ２
内圧Ｐ0 間の最大差圧であり、ΔＰmin は最小差圧であ
る。差圧が最小になるとポンプ８を駆動してアキューム
レータ６の圧力Ｐ1 を高くすればよい。符号ｕはポンプ
８の駆動によるアキュームレータ６の昇圧を示してい
る。上記のように開閉弁４，５の開閉と油圧ポンプ８の
駆動を制御装置でコントロールすることにより、シリン
ダ２の内圧Ｐ0 を目標パターンに近付けることができ
る。この場合の目標パターンは任意に設定できる。
【００１４】そして、本発明による制御方法には、圧力
制御とストローク制御（位置制御）があるが、いずれの
場合も図18に示すように、目標値に対して実績値が制御
バンド幅に入るように前記最大差圧ΔＰmax,最小差圧Δ
Ｐmin,各制御サイクル間の時間Ｔを設定しておいて自動
制御すればよい。なお、ストローク制御の場合は、その
実績位置を位置検出器14で検出しフィードバック制御す
ればよい。
制御とストローク制御（位置制御）があるが、いずれの
場合も図18に示すように、目標値に対して実績値が制御
バンド幅に入るように前記最大差圧ΔＰmax,最小差圧Δ
Ｐmin,各制御サイクル間の時間Ｔを設定しておいて自動
制御すればよい。なお、ストローク制御の場合は、その
実績位置を位置検出器14で検出しフィードバック制御す
ればよい。
【００１５】（第２実施形態） 図４は請求項２の発明に係る減圧動作用の追従制御装置
である。シリンダ２の油室とタンク32との間の油路33に
２ポート２位置の２個の開閉弁９，10を直列に介装し、
開閉弁９，10間に油路34でアキュームレータ12を接続
し、油路34に第３の開閉弁11を介装し、アキュームレー
タ12には油路35で油圧ポンプ８を接続したものである。
圧力検出器３，13および位置検出器14は図１の装置と同
様である。この装置は減圧制御を行うため、アキューム
レータ12の圧力Ｐ2 はシリンダ２内圧Ｐ0 より低く設定
されている。
である。シリンダ２の油室とタンク32との間の油路33に
２ポート２位置の２個の開閉弁９，10を直列に介装し、
開閉弁９，10間に油路34でアキュームレータ12を接続
し、油路34に第３の開閉弁11を介装し、アキュームレー
タ12には油路35で油圧ポンプ８を接続したものである。
圧力検出器３，13および位置検出器14は図１の装置と同
様である。この装置は減圧制御を行うため、アキューム
レータ12の圧力Ｐ2 はシリンダ２内圧Ｐ0 より低く設定
されている。
【００１６】この制御装置において、図５に示すよう
に、開閉弁９，10，11を開閉すると減圧制御が行われ
る。すなわち、開閉弁11を開弁してアキュームレータ12
内の圧油を開閉弁９，10間に供給し、シリンダ２内圧Ｐ
0 より低い圧力Ｐ2 の状態に保持する。ついで開閉弁９
を開弁するとシリンダ２内圧Ｐ0 と弁間圧力Ｐ2 の差圧
（Ｐ0 ーＰ2 ）によって、シリンダ２内の圧油が開閉弁
９，10間の油路に流入し、シリンダ２内圧Ｐ0 が低下す
る。この場合のシリンダ２からの流出量、シリンダ２の
減圧量は前記差圧に依存するので、圧油の排出を微少に
コントロールすることが可能である。この後、開閉弁10
を開弁すると、開閉弁９，10間の圧油がタンクに排出さ
れる。なお、アキュームレータ12の圧力設定は油圧ポン
プ８の駆動で行える。以上が、減圧制御の１サイクルで
あり、次の制御サイクルの間に時間Ｔがとられる。
に、開閉弁９，10，11を開閉すると減圧制御が行われ
る。すなわち、開閉弁11を開弁してアキュームレータ12
内の圧油を開閉弁９，10間に供給し、シリンダ２内圧Ｐ
0 より低い圧力Ｐ2 の状態に保持する。ついで開閉弁９
を開弁するとシリンダ２内圧Ｐ0 と弁間圧力Ｐ2 の差圧
（Ｐ0 ーＰ2 ）によって、シリンダ２内の圧油が開閉弁
９，10間の油路に流入し、シリンダ２内圧Ｐ0 が低下す
る。この場合のシリンダ２からの流出量、シリンダ２の
減圧量は前記差圧に依存するので、圧油の排出を微少に
コントロールすることが可能である。この後、開閉弁10
を開弁すると、開閉弁９，10間の圧油がタンクに排出さ
れる。なお、アキュームレータ12の圧力設定は油圧ポン
プ８の駆動で行える。以上が、減圧制御の１サイクルで
あり、次の制御サイクルの間に時間Ｔがとられる。
【００１７】図６は上記の制御サイクルを繰り返し行っ
た場合の時間圧力線図であり、ΔＰmax はシリンダ２内
圧Ｐ0 とアキュームレータ12の圧力Ｐ2 の最大差圧であ
り、ΔＰmin は最小差圧である。図６（Ａ）は開閉弁
９，10間の圧力を開閉弁10,11を開閉して、差圧を大き
くする操作（符号ｄで示す）を時々行う場合を示し、図
６（Ｂ）は油圧ポンプ８を駆動してアキュームレータ12
の圧力Ｐ2 を高める操作（符号ｕで示す）を行った場合
を示している。
た場合の時間圧力線図であり、ΔＰmax はシリンダ２内
圧Ｐ0 とアキュームレータ12の圧力Ｐ2 の最大差圧であ
り、ΔＰmin は最小差圧である。図６（Ａ）は開閉弁
９，10間の圧力を開閉弁10,11を開閉して、差圧を大き
くする操作（符号ｄで示す）を時々行う場合を示し、図
６（Ｂ）は油圧ポンプ８を駆動してアキュームレータ12
の圧力Ｐ2 を高める操作（符号ｕで示す）を行った場合
を示している。
【００１８】（第３実施形態） 図７は請求項３の発明の実施形態を示している。 以上の
ように、図１の装置で昇圧制御が行え、図４の装置で減
圧制御が行えるのであるが、実際の装置ではシリンダ２
の圧力を上昇させたり下降させたり、また一定にしたり
する。一定にする場合、シリンダ２の内圧が下がれば上
昇動作させ、シリンダ２の内圧が上がれば下降動作させ
る。したがって、シリンダ２には、前記図１の制御回路
と図４の制御回路を接続するのが好ましい。図７はその
ように構成した追従制御装置の回路図であり、符号は図
１および図４と同一であるので、重複する説明は省略す
る。この図７の実施例では、２個のアキュームレータ
７，12を用い、それぞれシリンダ２の内圧より高圧（Ｐ
1 ）の圧油と低圧（Ｐ2 ）の圧油を保有しているので、
開閉弁４，５の操作、または開閉弁９，10，11の操作の
いずれかを選択するだけで、自由に昇圧制御も減圧制御
も行えるという利点がある。
ように、図１の装置で昇圧制御が行え、図４の装置で減
圧制御が行えるのであるが、実際の装置ではシリンダ２
の圧力を上昇させたり下降させたり、また一定にしたり
する。一定にする場合、シリンダ２の内圧が下がれば上
昇動作させ、シリンダ２の内圧が上がれば下降動作させ
る。したがって、シリンダ２には、前記図１の制御回路
と図４の制御回路を接続するのが好ましい。図７はその
ように構成した追従制御装置の回路図であり、符号は図
１および図４と同一であるので、重複する説明は省略す
る。この図７の実施例では、２個のアキュームレータ
７，12を用い、それぞれシリンダ２の内圧より高圧（Ｐ
1 ）の圧油と低圧（Ｐ2 ）の圧油を保有しているので、
開閉弁４，５の操作、または開閉弁９，10，11の操作の
いずれかを選択するだけで、自由に昇圧制御も減圧制御
も行えるという利点がある。
【００１９】（第４実施形態）図８は請求項４の発明の実施形態を示している。 前記実
施形態では制御装置を２系統設けていたが、１系統の装
置で昇圧制御および減圧制御を行わせることもできる。
図８はそのような制御装置の一例であり、シリンダ２の
油室と油圧ポンプ８との間の油路30に開閉弁４と３ポー
ト３位置の切換弁15を直列に介装し、切換弁15のａポー
トにはアキュームレータ６と油圧ポンプ８を接続し、ｂ
ポートはタンク32に油路36で接続している。その他の構
成は図１の制御装置と同様である。
施形態では制御装置を２系統設けていたが、１系統の装
置で昇圧制御および減圧制御を行わせることもできる。
図８はそのような制御装置の一例であり、シリンダ２の
油室と油圧ポンプ８との間の油路30に開閉弁４と３ポー
ト３位置の切換弁15を直列に介装し、切換弁15のａポー
トにはアキュームレータ６と油圧ポンプ８を接続し、ｂ
ポートはタンク32に油路36で接続している。その他の構
成は図１の制御装置と同様である。
【００２０】この追従制御装置において、昇圧制御する
場合は、アキュームレータ６の圧力Ｐ1 をシリンダ２の
内圧Ｐ0 より高くしておき、図９に示す順序で開閉弁４
と切換弁15を開閉動作させる。すなわち、切換弁15のａ
ポートを油路30に接続してアキュームレータ６の圧油を
開閉弁４と切換弁15との間に供給してシリンダ２の内圧
より高圧の状態に保持し、ついで開閉弁４を開弁する
と、弁間の高圧油がシリンダ２内に供給される。この制
御動作を繰り返すことにより、昇圧制御を行うことがで
きる。
場合は、アキュームレータ６の圧力Ｐ1 をシリンダ２の
内圧Ｐ0 より高くしておき、図９に示す順序で開閉弁４
と切換弁15を開閉動作させる。すなわち、切換弁15のａ
ポートを油路30に接続してアキュームレータ６の圧油を
開閉弁４と切換弁15との間に供給してシリンダ２の内圧
より高圧の状態に保持し、ついで開閉弁４を開弁する
と、弁間の高圧油がシリンダ２内に供給される。この制
御動作を繰り返すことにより、昇圧制御を行うことがで
きる。
【００２１】減圧制御する場合は、アキュームレータ６
の圧力Ｐ1 をシリンダ２の内圧Ｐ0より低くしておき、
図10に示す順序で開閉弁４と切換弁15を開閉動させる。
すなわち、切換弁15のａポートを油路30に接続してアキ
ュームレータ６の圧油を開閉弁４と切換弁15との間に充
満させ、ついで開閉弁４を開弁すると、シリンダ２内の
圧油が低圧側である弁４，15間の容積に流入する。これ
により、シリンダ２の内圧Ｐ0 が所定値だけ低圧する
と、切換弁15のｂポートを油路36に接続して、弁４，15
間の圧油をタンク32に排出する。この制御動作を繰り返
すことにより減圧制御を行うことができる。
の圧力Ｐ1 をシリンダ２の内圧Ｐ0より低くしておき、
図10に示す順序で開閉弁４と切換弁15を開閉動させる。
すなわち、切換弁15のａポートを油路30に接続してアキ
ュームレータ６の圧油を開閉弁４と切換弁15との間に充
満させ、ついで開閉弁４を開弁すると、シリンダ２内の
圧油が低圧側である弁４，15間の容積に流入する。これ
により、シリンダ２の内圧Ｐ0 が所定値だけ低圧する
と、切換弁15のｂポートを油路36に接続して、弁４，15
間の圧油をタンク32に排出する。この制御動作を繰り返
すことにより減圧制御を行うことができる。
【００２２】昇圧制御と減圧制御を随時切替えてシリン
ダ２の内圧を一定に制御する場合、例えば、昇圧制御か
ら減圧制御に変える場合、前記昇圧制御を行った後、ア
キュームレータの圧力Ｐ1 をシリンダ２の内圧Ｐ0 より
低くして減圧制御を行えばよい。また、減圧制御から昇
圧制御に変える場合、減圧制御を行った後アキュームレ
ータの圧力Ｐ1 をシリンダ２の内圧より高くして昇圧制
御を行えばよい。
ダ２の内圧を一定に制御する場合、例えば、昇圧制御か
ら減圧制御に変える場合、前記昇圧制御を行った後、ア
キュームレータの圧力Ｐ1 をシリンダ２の内圧Ｐ0 より
低くして減圧制御を行えばよい。また、減圧制御から昇
圧制御に変える場合、減圧制御を行った後アキュームレ
ータの圧力Ｐ1 をシリンダ２の内圧より高くして昇圧制
御を行えばよい。
【００２３】（第５実施形態）図11は、請求項５の発明の実施形態を示している。 この
実施形態も１系統の装置で、昇圧制御と減圧制御を行う
装置であり、図11に示すように、シリンダ２の油量とタ
ンク32との間の油路33に２ポート２位置の２個の開閉弁
９，10を直列に介装し、開閉弁９，10間に油路34でアキ
ュームレータ12を接続し、油路34に第３の開閉弁11を介
装し、アキュームレータ12には油路35で油圧ポンプ８が
接続されている。
実施形態も１系統の装置で、昇圧制御と減圧制御を行う
装置であり、図11に示すように、シリンダ２の油量とタ
ンク32との間の油路33に２ポート２位置の２個の開閉弁
９，10を直列に介装し、開閉弁９，10間に油路34でアキ
ュームレータ12を接続し、油路34に第３の開閉弁11を介
装し、アキュームレータ12には油路35で油圧ポンプ８が
接続されている。
【００２４】この制御装置において、昇圧制御する場合
は、アキュームレータ12の圧力Ｐ2をシリンダ２内圧Ｐ0
より高くしておき、図12に示す順序で開閉弁９，10を
開閉動作させる。すなわち、開閉弁11を開弁して、アキ
ュームレータ12内の圧油を開閉弁９，10間の油路に供給
し、Ｐ2 の圧力で保持し、ついで開閉弁９を開けると、
圧力Ｐ2 の圧油はシリンダ２内に供給され、シリンダ２
の内圧Ｐ0 を高くするか、ピストン体１のストロークを
伸長方向に変化させることができる。
は、アキュームレータ12の圧力Ｐ2をシリンダ２内圧Ｐ0
より高くしておき、図12に示す順序で開閉弁９，10を
開閉動作させる。すなわち、開閉弁11を開弁して、アキ
ュームレータ12内の圧油を開閉弁９，10間の油路に供給
し、Ｐ2 の圧力で保持し、ついで開閉弁９を開けると、
圧力Ｐ2 の圧油はシリンダ２内に供給され、シリンダ２
の内圧Ｐ0 を高くするか、ピストン体１のストロークを
伸長方向に変化させることができる。
【００２５】減圧制御する場合は、アキュームレータ12
の圧力Ｐ2 をシリンダ２内圧Ｐ0 より低くしておき、図
13に示す順序で開閉弁９，10，11を開閉動作させる。す
なわち、開閉弁11を開弁してアキュームレータ12内の圧
油を開閉弁９，10間に供給し、圧力Ｐ2 の状態に保す
る。ついで開閉弁９を開弁するとシリンダ２内圧Ｐ0 が
弁間圧力Ｐ2 より高いので、差圧（Ｐ0 −Ｐ2 ）によっ
て、シリンダ２内の圧油が開閉弁９，10間の油路に流入
し、シリンダ２内圧Ｐ0 が低下するか、ピストン体１の
ストロークを縮小方向に変化させることができる。つぎ
に開閉弁10を開弁すると、開閉弁９，10間の圧油がタン
クに排出される。
の圧力Ｐ2 をシリンダ２内圧Ｐ0 より低くしておき、図
13に示す順序で開閉弁９，10，11を開閉動作させる。す
なわち、開閉弁11を開弁してアキュームレータ12内の圧
油を開閉弁９，10間に供給し、圧力Ｐ2 の状態に保す
る。ついで開閉弁９を開弁するとシリンダ２内圧Ｐ0 が
弁間圧力Ｐ2 より高いので、差圧（Ｐ0 −Ｐ2 ）によっ
て、シリンダ２内の圧油が開閉弁９，10間の油路に流入
し、シリンダ２内圧Ｐ0 が低下するか、ピストン体１の
ストロークを縮小方向に変化させることができる。つぎ
に開閉弁10を開弁すると、開閉弁９，10間の圧油がタン
クに排出される。
【００２６】昇圧制御と減圧制御を随時切替えてシリン
ダ２の内圧を一定に制御する場合、例えば、昇圧制御か
ら減圧制御に変える場合、前記昇圧制御を行った後、ア
キュームレータの圧力Ｐ1 をシリンダ２の内圧Ｐ0 より
低くして減圧制御を行えばよい。また、減圧制御から昇
圧制御に変える場合、減圧制御を行った後アキュームレ
ータの圧力Ｐ1 をシリンダ２の内圧より高くして昇圧制
御を行えばよい。
ダ２の内圧を一定に制御する場合、例えば、昇圧制御か
ら減圧制御に変える場合、前記昇圧制御を行った後、ア
キュームレータの圧力Ｐ1 をシリンダ２の内圧Ｐ0 より
低くして減圧制御を行えばよい。また、減圧制御から昇
圧制御に変える場合、減圧制御を行った後アキュームレ
ータの圧力Ｐ1 をシリンダ２の内圧より高くして昇圧制
御を行えばよい。
【００２７】（第６実施形態）図14は請求項６の発明の実施形態を示している。 前記第
４，５実施形態は、昇圧・降圧のたびにアキュームレー
タ６，12の圧力を高く、あるいは低くそのつどコントロ
ールしていたが、その圧力調整の手間を無くすることも
できる。図14はそのような制御装置の一例であり、シリ
ンダ２に接続された油路に開閉弁４と切換弁15が介装さ
れ、切換弁15のａポートには油路37で高圧用のアキュー
ムレータ６が接続され、油路37の途中には開閉弁20が介
装されている。切換弁15のｂポートは油路36でタンク32
に接続されている。前記油路37の開閉弁20と切換弁15の
間には油路38で低圧用のアキュームレータ12が接続さ
れ、油路38の途中には３ポート３位置切換弁23のａポー
トが接続されている。この切換弁23のｂポートは油路39
でタンク32に接続されている。前記開閉弁20と前記切換
弁23で特許請求の範囲にいう流路選択機構が構成されて
いる。前記高圧用のアキュームレータ６には油路41が接
続され、前記低圧用のアキュームレータ12には油路42が
接続されている。そして、油路41，42は３ポート２位置
切換弁22によって、選択的に油圧ポンプ８に接続されて
いる。
４，５実施形態は、昇圧・降圧のたびにアキュームレー
タ６，12の圧力を高く、あるいは低くそのつどコントロ
ールしていたが、その圧力調整の手間を無くすることも
できる。図14はそのような制御装置の一例であり、シリ
ンダ２に接続された油路に開閉弁４と切換弁15が介装さ
れ、切換弁15のａポートには油路37で高圧用のアキュー
ムレータ６が接続され、油路37の途中には開閉弁20が介
装されている。切換弁15のｂポートは油路36でタンク32
に接続されている。前記油路37の開閉弁20と切換弁15の
間には油路38で低圧用のアキュームレータ12が接続さ
れ、油路38の途中には３ポート３位置切換弁23のａポー
トが接続されている。この切換弁23のｂポートは油路39
でタンク32に接続されている。前記開閉弁20と前記切換
弁23で特許請求の範囲にいう流路選択機構が構成されて
いる。前記高圧用のアキュームレータ６には油路41が接
続され、前記低圧用のアキュームレータ12には油路42が
接続されている。そして、油路41，42は３ポート２位置
切換弁22によって、選択的に油圧ポンプ８に接続されて
いる。
【００２８】この実施形態では、切換弁22を図示のＩ位
置にしておくと低圧用のアキュームレータ12に圧油を供
給でき、II位置に切換えると高圧用のアキュームレータ
６に圧油を供給できる。もちろん、アキュームレータ
６，12の圧力Ｐ1 ，Ｐ2 は圧力検出器７，13の検出値に
よって所望の値に設定できる。
置にしておくと低圧用のアキュームレータ12に圧油を供
給でき、II位置に切換えると高圧用のアキュームレータ
６に圧油を供給できる。もちろん、アキュームレータ
６，12の圧力Ｐ1 ，Ｐ2 は圧力検出器７，13の検出値に
よって所望の値に設定できる。
【００２９】この実施形態で昇圧制御する場合は、切換
弁23を中立位置にしておいて、開閉弁20を開弁すると、
アキュームレータ６の高圧油を切換弁15のａポートまで
供給できるので、図９のような切換弁15の中立位置とＩ
位置間での切換えおよび開閉弁４の開閉で、図８の第２
実施形態と同様に昇圧制御できる。また、開閉弁20を閉
位置にしておいて、切換弁23をＩ位置に切換えると、ア
キュームレータ12の低圧油を切換弁15のａポートまで供
給できるので、図10のような切換弁15のＩ位置、II位置
並びに中立位置間での切換え、および開閉弁４の開閉
で、図８の第２実施形態と同様に減圧制御ができる。
弁23を中立位置にしておいて、開閉弁20を開弁すると、
アキュームレータ６の高圧油を切換弁15のａポートまで
供給できるので、図９のような切換弁15の中立位置とＩ
位置間での切換えおよび開閉弁４の開閉で、図８の第２
実施形態と同様に昇圧制御できる。また、開閉弁20を閉
位置にしておいて、切換弁23をＩ位置に切換えると、ア
キュームレータ12の低圧油を切換弁15のａポートまで供
給できるので、図10のような切換弁15のＩ位置、II位置
並びに中立位置間での切換え、および開閉弁４の開閉
で、図８の第２実施形態と同様に減圧制御ができる。
【００３０】（第７実施形態）図15は請求項７の発明の実施形態を示している。 この実
施形態もアキュームレータの圧力調整の手間を無くした
実施形態である。図15に示すように、シリンダ２の油室
とタンク32間の油路33に直列に介装した開閉弁９，10を
備えており、開閉弁９，10間を油路34で高圧用のアキュ
ームレータ６に接続しており、油路34には開閉弁20が介
装されている。開閉弁20の下流には油路42で低圧用のア
キュームレータ12が接続されており、該油路42には開閉
弁21が介装されている。前記開閉弁20と前記切換弁21で
特許請求の範囲にいう流路選択機構が構成されている。
そして、２個のアキュームレータ６，12には、それぞれ
油路41,42 が接続され、該油路41、４2 に介装された切
換弁22で選択的に油圧ポンプ８に接続されるようになっ
ている。この実施例においても圧力検出器７，13で検出
しながら、２個のアキュームレータ６，12を所望の圧力
に設定することができる。
施形態もアキュームレータの圧力調整の手間を無くした
実施形態である。図15に示すように、シリンダ２の油室
とタンク32間の油路33に直列に介装した開閉弁９，10を
備えており、開閉弁９，10間を油路34で高圧用のアキュ
ームレータ６に接続しており、油路34には開閉弁20が介
装されている。開閉弁20の下流には油路42で低圧用のア
キュームレータ12が接続されており、該油路42には開閉
弁21が介装されている。前記開閉弁20と前記切換弁21で
特許請求の範囲にいう流路選択機構が構成されている。
そして、２個のアキュームレータ６，12には、それぞれ
油路41,42 が接続され、該油路41、４2 に介装された切
換弁22で選択的に油圧ポンプ８に接続されるようになっ
ている。この実施例においても圧力検出器７，13で検出
しながら、２個のアキュームレータ６，12を所望の圧力
に設定することができる。
【００３１】そして、開閉弁21を閉位置とし、開閉弁20
を開弁すれば、アキュームレータ６の高圧油が直列に介
装した開閉弁９，10間に供給できるので、開閉弁９，10
を図12のように開閉することにより、図３に示す昇圧制
御が行える。また、開閉弁20を閉位置とし、開閉弁21を
開弁すれば、アキュームレータ12の低圧油を直列に介装
した開閉弁９，10間に供給できるので、開閉弁９、10を
図５のように開閉することにより、図６（Ａ），（Ｂ）
に示す減圧制御が行える。このように、本実施形態で
は、高圧、低圧専用のアキュームレータを用いたので、
昇圧制御も減圧制御も、開閉弁20，21の切換え操作だけ
で行えるという利点がある。
を開弁すれば、アキュームレータ６の高圧油が直列に介
装した開閉弁９，10間に供給できるので、開閉弁９，10
を図12のように開閉することにより、図３に示す昇圧制
御が行える。また、開閉弁20を閉位置とし、開閉弁21を
開弁すれば、アキュームレータ12の低圧油を直列に介装
した開閉弁９，10間に供給できるので、開閉弁９、10を
図５のように開閉することにより、図６（Ａ），（Ｂ）
に示す減圧制御が行える。このように、本実施形態で
は、高圧、低圧専用のアキュームレータを用いたので、
昇圧制御も減圧制御も、開閉弁20，21の切換え操作だけ
で行えるという利点がある。
【００３２】
【発明の効果】請求項１，２の発明によれば、弁間に所
定の圧力を発生させる圧力発生部を有しているので、油
圧機器の昇圧制御および減圧制御が可能であり、油圧機
器と弁間容積との間の圧力差によって圧油の供給排出を
制御するので、圧力やストロークの目標パターンに対す
る追従精度を大幅に向上させることができる。請求項３
の発明では、昇圧制御及び減圧制御を独立した制御開路
で行っているので、昇圧，減圧の切替が迅速に行える利
点がある。請求項４，５の発明では、１系統の装置であ
りながら、アキュームレータの圧力調整を行うことで、
昇圧制御も、減圧制御も行える。請求項６，７の発明で
は、高圧用と低圧用のアキュームレータの接続を流路選
択機構により選択することにより、アキュームレータの
圧力調整を行うことなく、昇圧制御も減圧制御も行え
る。
定の圧力を発生させる圧力発生部を有しているので、油
圧機器の昇圧制御および減圧制御が可能であり、油圧機
器と弁間容積との間の圧力差によって圧油の供給排出を
制御するので、圧力やストロークの目標パターンに対す
る追従精度を大幅に向上させることができる。請求項３
の発明では、昇圧制御及び減圧制御を独立した制御開路
で行っているので、昇圧，減圧の切替が迅速に行える利
点がある。請求項４，５の発明では、１系統の装置であ
りながら、アキュームレータの圧力調整を行うことで、
昇圧制御も、減圧制御も行える。請求項６，７の発明で
は、高圧用と低圧用のアキュームレータの接続を流路選
択機構により選択することにより、アキュームレータの
圧力調整を行うことなく、昇圧制御も減圧制御も行え
る。
【図１】本発明の第１実施形態における昇圧制御装置の
油圧回路図である。
油圧回路図である。
【図２】同昇圧動作用追従制御装置の開閉弁動作のタイ
ムチャートである。
ムチャートである。
【図３】同昇圧動作用追従制御装置における時間圧力線
図である。
図である。
【図４】本発明の第２実施形態における減圧動作用追従
制御装置の油圧回路図である。
制御装置の油圧回路図である。
【図５】同減圧動作用追従制御装置の開閉弁動作のタイ
ムチャートである。
ムチャートである。
【図６】同減圧動作用追従制御装置における時間圧力線
図である。
図である。
【図７】本発明の第３実施形態に係わる追従制御装置の
油圧回路図である。
油圧回路図である。
【図８】本発明の第４実施形態に係わる追従制御装置の
油圧回路図である。
油圧回路図である。
【図９】同追従制御装置における昇圧動作の開閉弁動作
のタイムチャートである。
のタイムチャートである。
【図１０】同追従制御装置における減圧動作の開閉弁動
作のタイムチャートである。
作のタイムチャートである。
【図１１】本発明の第５実施形態に係わる追従制御装置
の油圧回路図である。
の油圧回路図である。
【図１２】同追従制御装置における昇圧動作の開閉弁動
作のタイムチャートである。
作のタイムチャートである。
【図１３】同追従制御装置における減圧動作の開閉弁動
作のタイムチャートである。
作のタイムチャートである。
【図１４】本発明の第６実施形態に係わる追従制御装置
の油圧回路図である。
の油圧回路図である。
【図１５】本発明の第７実施形態に係わる追従制御装置
の油圧回路図である。
の油圧回路図である。
【図１６】本発明が適用される超高圧発生装置の説明図
である。
である。
【図１７】本発明の追従制御装置の動作を示す時間圧力
（ストローク）線図である。
（ストローク）線図である。
【図１８】本発明の追従制御装置の制御精度の説明図で
ある。
ある。
【図１９】従来の追従制御装置の油圧回路図である。
１ ピストン体 ２ シリンダ ３ 圧力検出器 ４ 開閉弁 ５ 開閉弁 ６ アキュー
ムレータ（高圧用） ７ 圧力検出器 ８ 油圧ポン
プ ９ 開閉弁 10 開閉弁 11 開閉弁 12 アキュー
ムレータ（低圧用） 13 圧力検出器 14 位置検出
器 15 切換弁 20 開閉弁 21 開閉弁 22 切換弁 23 切換弁
ムレータ（高圧用） ７ 圧力検出器 ８ 油圧ポン
プ ９ 開閉弁 10 開閉弁 11 開閉弁 12 アキュー
ムレータ（低圧用） 13 圧力検出器 14 位置検出
器 15 切換弁 20 開閉弁 21 開閉弁 22 切換弁 23 切換弁
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) F15B 9/09 F15B 11/028
Claims (7)
- 【請求項１】油圧機器の内圧またはストロークを目標パ
ターンに対して追従させるための追従動作制御装置であ
って、 前記油圧機器の油室に接続された流路に、順に介装され
た逆止弁、第１開閉弁、第２開閉弁、アキュームレー
タ、油圧ポンプと、 前記油圧機器のストロークを検出する位置検出器または
該油圧機器の油室内の圧力を検出する圧力検出器と、 前記アキュームレータの圧力を検出する圧力検出器と、 前記油圧機器の位置検出器または圧力検出器および前記
アキュームレータの圧力検出器の検出データに基づき、
前記油圧ポンプの駆動と前記第１，第２開閉弁の開閉動
作を制御する制御装置とからなり、 前記アキュームレータの圧力を前記油圧機器の圧力より
もわずかに高くしておき、第１開閉弁を閉弁した状態
で、第２開閉弁を開弁して、第１、第２開閉弁間の流路
内圧力を前記油圧機器よりも高くし、ついで第２開閉弁
を閉弁して第１開閉弁を開弁して前記油圧機器の油室に
わずかに高い圧力の油圧を供給し、このサイクルを繰返
すことにより、超長時間にわたって目標値に増圧追従さ
せる ことを特徴とする油圧機器の追従動作制御装置。 - 【請求項２】油圧機器の内圧またはストロークを目標パ
ターンに対して追従させるための追従動作制御装置であ
って、 前記油圧機器の油室に接続された流路に、順に介装され
た第１開閉弁、アキュームレータ、第２開閉弁と、前記
アキュームレータを前記流路に接続する接続油路に介装
された第３開閉弁と 、 前記アキュームレータに作動油を供給する油圧ポンプ
と、 前記油圧機器のストロークを検出する位置検出器または
該油圧機器の油室内の圧 力を検出する圧力検出器と、 前記アキュームレータの圧力を検出する圧力検出器と、 前記油圧機器の位置検出器または圧力検出器及び前記ア
キュームレータの圧力検出記の検出データに基づき、前
記油圧ポンプの駆動と前記第１、第２、第３開閉弁の開
閉動作を制御する制御装置とからなり、 前記アキュームレータの圧力を前記油圧機器の圧力もわ
ずかに低くしておき、第１、第２開閉弁を閉弁した状態
で、第３開閉弁を開弁して第１，第２開閉弁間の流路内
圧力を前記油圧機器よりも低くし、ついで第１開閉弁を
開弁し前記油圧機器の油室から油圧をわずかに排出し、
このサイクルを繰返すことにより超長時間にわたって目
標値に減圧追従させる ことを特徴とする油圧機器の追従
動作制御装置。 - 【請求項３】油圧機器の内圧またはストロークを目標パ
ターンに対して追従させるための追従動作制御装置であ
って、 前記 油圧機器に接続された第１の流路に、２個の開閉弁
と、ポンプを接続したアキュームレータからなる圧力発
生部をその順で介装した昇圧動作用制御装置と、前記油
圧機器に接続された第２の流路に、２個の開閉弁を直列
に接続し、該２個の開閉弁間に、ポンプを接続したアキ
ュームレータからなる圧力発生部を第３の開閉弁を介し
て接続した減圧動作用制御装置とからなることを特徴と
する油圧機器の追従動作制御装置。 - 【請求項４】油圧機器の内圧またはストロークを目標パ
ターンに対して追従させるための追従動作制御装置であ
って、 前記油圧 機器に接続された流路に順に介装された開閉弁
と３ポート３位置切換弁と、 該切換弁の一方のポートに接続されたアキュームレータ
と、他方のポートに接続されたタンクと、 前記アキュームレータに接続されたポンプと、 前記油圧機器のストロークを検出する位置検出器または
該油圧機器の油室内の圧 力を検出する圧力検出器と、 前記アキュームレータの圧力を検出する圧力検出器と、 前記油圧機器の位置検出器または圧力検出器及び前記ア
キュームレータの圧力検出記の検出データに基づき、前
記油圧ポンプの駆動と前記開閉弁と前記切換弁の開閉動
作を制御する制御装置とからなり、 前記アキュームレータの圧力を前記油圧機器の圧力より
もわずかに高くしておいて前記油圧機器の油室に供給し
て昇圧動作制御し、前記アキュームレータの圧力を前記
油圧機器の圧力よりもわずかに低くしておいて前記油圧
機器の油室から排出して減圧動作制御する ことを特徴と
する油圧機器の追従動作制御装置。 - 【請求項５】油圧機器の内圧またはストロークを目標パ
ターンに対して追従させるための追従動作制御装置であ
って、 前記油圧機器の油室に接続された流路に、順に介装され
た第１開閉弁、アキュームレータ、第２開閉弁と前記ア
キュームレータを前記流路に接続する接続油路に介装さ
れた第３開閉弁と、 前記アキュームレータに作動油を供給する油圧ポンプ
と、 前記油圧機器のストロークを検出する位置検出器または
該油圧機器の油室内の圧力を検出する圧力検出器と、 前記アキュームレータの圧力を検出する圧力検出器と、 前記油圧機器の位置検出器または圧力検出器及び前記ア
キュームレータの圧力検出記の検出データに基づき、前
記油圧ポンプの駆動と前記第１、第２、第３開閉弁の開
閉動作を制御する制御装置とからなり、 前記アキュームレータの圧力を前記油圧機器の圧力より
もわずかに高くしておいて前記油圧機器の油室に供給し
て昇圧動作制御し、前記アキュームレータの圧力を前記
油圧機器の圧力よりもわずかに低くしておいて前記油圧
機器の油室から排出して減圧動作制御する ことを特徴と
する油圧機器の追従動作制御装置。 - 【請求項６】前記３ポート３位置切換弁の一方のポート
にポンプを接続した高圧用アキュームレータからなる高
圧用圧力発生部と、ポンプを接続した低圧用アキューム
レータからなる低圧用圧力発生部とを流路選択機構を介
して選択的に接続し、前記切換弁の他のポートをタンク
に接続したことを特徴とする請求項４記載の追従動作制
御装置。 - 【請求項７】前記第１、第２開閉弁の間の流路にポンプ
を接続した高圧用アキュームレータからなる高圧用圧力
発生部と、ポンプを接続した低圧用アキュームレータか
らなる低圧用圧力発生部とを流路選択機構を介して選択
的に接続したことを特徴とする請求項５記載の追従動作
制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07203982A JP3076743B2 (ja) | 1995-07-18 | 1995-07-18 | 油圧機器の追従動作制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP07203982A JP3076743B2 (ja) | 1995-07-18 | 1995-07-18 | 油圧機器の追従動作制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0932802A JPH0932802A (ja) | 1997-02-04 |
| JP3076743B2 true JP3076743B2 (ja) | 2000-08-14 |
Family
ID=16482840
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP07203982A Expired - Fee Related JP3076743B2 (ja) | 1995-07-18 | 1995-07-18 | 油圧機器の追従動作制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3076743B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110219841A (zh) * | 2019-06-14 | 2019-09-10 | 中国矿业大学(北京) | 瞬时卸荷的液压*** |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3569172B2 (ja) * | 1999-08-24 | 2004-09-22 | 株式会社神戸製鋼所 | タイヤ加硫プレス用油圧システム |
| JP4683788B2 (ja) * | 2001-08-10 | 2011-05-18 | 理研精機株式会社 | 液圧アクチュエータ制御装置 |
| JP5701678B2 (ja) * | 2011-05-13 | 2015-04-15 | 住友重機械工業株式会社 | 加圧装置および加圧装置の制御方法 |
| CN107504015B (zh) * | 2017-10-10 | 2024-04-05 | 宁波创力液压机械制造有限公司 | 一种电缆拉力测试装置 |
-
1995
- 1995-07-18 JP JP07203982A patent/JP3076743B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110219841A (zh) * | 2019-06-14 | 2019-09-10 | 中国矿业大学(北京) | 瞬时卸荷的液压*** |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0932802A (ja) | 1997-02-04 |
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