JP3783582B2 - 液圧回路装置 - Google Patents

液圧回路装置 Download PDF

Info

Publication number
JP3783582B2
JP3783582B2 JP2001204580A JP2001204580A JP3783582B2 JP 3783582 B2 JP3783582 B2 JP 3783582B2 JP 2001204580 A JP2001204580 A JP 2001204580A JP 2001204580 A JP2001204580 A JP 2001204580A JP 3783582 B2 JP3783582 B2 JP 3783582B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
valve
pressure
supply
proportional valve
passage
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2001204580A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2003021103A (ja
Inventor
淳一 宮城
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Daikin Industries Ltd
Original Assignee
Daikin Industries Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Daikin Industries Ltd filed Critical Daikin Industries Ltd
Priority to JP2001204580A priority Critical patent/JP3783582B2/ja
Priority to CNB028023161A priority patent/CN1274965C/zh
Priority to KR1020037003299A priority patent/KR100781029B1/ko
Priority to EP02738707A priority patent/EP1403528A4/en
Priority to PCT/JP2002/005930 priority patent/WO2003004879A1/ja
Priority to TW091113287A priority patent/TW552354B/zh
Publication of JP2003021103A publication Critical patent/JP2003021103A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3783582B2 publication Critical patent/JP3783582B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B21/00Common features of fluid actuator systems; Fluid-pressure actuator systems or details thereof, not covered by any other group of this subclass
    • F15B21/08Servomotor systems incorporating electrically operated control means
    • F15B21/087Control strategy, e.g. with block diagram
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B9/00Servomotors with follow-up action, e.g. obtained by feed-back control, i.e. in which the position of the actuated member conforms with that of the controlling member
    • F15B9/02Servomotors with follow-up action, e.g. obtained by feed-back control, i.e. in which the position of the actuated member conforms with that of the controlling member with servomotors of the reciprocatable or oscillatable type
    • F15B9/03Servomotors with follow-up action, e.g. obtained by feed-back control, i.e. in which the position of the actuated member conforms with that of the controlling member with servomotors of the reciprocatable or oscillatable type with electrical control means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B49/00Control, e.g. of pump delivery, or pump pressure of, or safety measures for, machines, pumps, or pumping installations, not otherwise provided for, or of interest apart from, groups F04B1/00 - F04B47/00
    • F04B49/02Stopping, starting, unloading or idling control
    • F04B49/022Stopping, starting, unloading or idling control by means of pressure
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B11/00Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor
    • F15B11/16Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor with two or more servomotors
    • F15B11/161Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor with two or more servomotors with sensing of servomotor demand or load
    • F15B11/165Servomotor systems without provision for follow-up action; Circuits therefor with two or more servomotors with sensing of servomotor demand or load for adjusting the pump output or bypass in response to demand
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04BPOSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS
    • F04B2205/00Fluid parameters
    • F04B2205/05Pressure after the pump outlet
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/20Fluid pressure source, e.g. accumulator or variable axial piston pump
    • F15B2211/205Systems with pumps
    • F15B2211/2053Type of pump
    • F15B2211/20538Type of pump constant capacity
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/40Flow control
    • F15B2211/405Flow control characterised by the type of flow control means or valve
    • F15B2211/40515Flow control characterised by the type of flow control means or valve with variable throttles or orifices
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/40Flow control
    • F15B2211/405Flow control characterised by the type of flow control means or valve
    • F15B2211/40553Flow control characterised by the type of flow control means or valve with pressure compensating valves
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/40Flow control
    • F15B2211/41Flow control characterised by the positions of the valve element
    • F15B2211/413Flow control characterised by the positions of the valve element the positions being continuously variable, e.g. as realised by proportional valves
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/40Flow control
    • F15B2211/415Flow control characterised by the connections of the flow control means in the circuit
    • F15B2211/41581Flow control characterised by the connections of the flow control means in the circuit being connected to an output member and a return line
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/40Flow control
    • F15B2211/42Flow control characterised by the type of actuation
    • F15B2211/426Flow control characterised by the type of actuation electrically or electronically
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/50Pressure control
    • F15B2211/505Pressure control characterised by the type of pressure control means
    • F15B2211/50563Pressure control characterised by the type of pressure control means the pressure control means controlling a differential pressure
    • F15B2211/50572Pressure control characterised by the type of pressure control means the pressure control means controlling a differential pressure using a pressure compensating valve for controlling the pressure difference across a flow control valve
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/50Pressure control
    • F15B2211/515Pressure control characterised by the connections of the pressure control means in the circuit
    • F15B2211/5157Pressure control characterised by the connections of the pressure control means in the circuit being connected to a pressure source and a return line
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/50Pressure control
    • F15B2211/52Pressure control characterised by the type of actuation
    • F15B2211/528Pressure control characterised by the type of actuation actuated by fluid pressure
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/60Circuit components or control therefor
    • F15B2211/605Load sensing circuits
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/60Circuit components or control therefor
    • F15B2211/63Electronic controllers
    • F15B2211/6303Electronic controllers using input signals
    • F15B2211/6306Electronic controllers using input signals representing a pressure
    • F15B2211/6309Electronic controllers using input signals representing a pressure the pressure being a pressure source supply pressure
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/60Circuit components or control therefor
    • F15B2211/63Electronic controllers
    • F15B2211/6303Electronic controllers using input signals
    • F15B2211/632Electronic controllers using input signals representing a flow rate
    • F15B2211/6323Electronic controllers using input signals representing a flow rate the flow rate being a pressure source flow rate
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/60Circuit components or control therefor
    • F15B2211/665Methods of control using electronic components
    • F15B2211/6655Power control, e.g. combined pressure and flow rate control
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15BSYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F15B2211/00Circuits for servomotor systems
    • F15B2211/60Circuit components or control therefor
    • F15B2211/665Methods of control using electronic components
    • F15B2211/6656Closed loop control, i.e. control using feedback

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Fluid-Pressure Circuits (AREA)
  • Moulds For Moulding Plastics Or The Like (AREA)
  • Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
  • Magnetically Actuated Valves (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば射出成形機のような機械装置の液圧アクチュエータを駆動するための液圧回路装置に関し、特に、該アクチュエータの動作速度及び作動力を適正に制御するための作動液の流量及び圧力制御の技術分野に属する。
【0002】
【従来の技術】
従来より、この種の液圧回路装置として、アクチュエータへの作動油の供給流量を制御するための電磁比例弁(以下、単に流量比例弁ともいう)と圧力を調整するための電磁比例弁(以下、単に圧力比例弁ともいう)とを内蔵し、それぞれの比例弁を専用のドライバ回路により制御するようにした電磁比例式リリーフ弁付流量調整弁装置がある。
【0003】
このものでは、図6に一例を示すように、主機油圧回路(1)の油圧アクチュエータへの作動油の供給通路(5)に流量比例弁(6)が介設され、この流量比例弁(6)の下流側のAポートに前記アクチュエータが接続される一方、上流側のPポートには例えば定容量型ポンプ(3)が接続される。また、前記流量比例弁(6)の上流側及び下流側からそれぞれパイロット圧を受けて、それらの差圧が略一定になるように上流側の供給通路(5a)から作動油をTポートにバイパスさせる差圧補償弁(7)が設けられている。
【0004】
さらに、前記差圧補償弁(7)に対して流量比例弁(6)の下流側からパイロット圧を導く下流側のパイロット通路(15)にはオリフィス(17)が設けられていて、該オリフィス(17)と差圧補償弁(7)との間のパイロット通路(15)には、そこから作動油をリリーフさせて下流側のパイロット圧を調整する圧力比例弁(8)が接続されている。そして、前記流量比例弁(6)及び圧力比例弁(8)の開度がそれぞれ別個の電流ドライバ(9,9)により制御されるようになっている。
【0005】
このような構成の従来の流量圧力調整弁装置の作動は、アクチュエータの動作状態に応じて自動的に流量制御モードと圧力制御モードとに切り替わる。すなわち、例えば、主機の油圧シリンダに作動油を供給する場合について説明すると、該油圧シリンダがストロークするときには、流量比例弁(6)の前後差圧が差圧補償弁(7)により略一定に維持された状態で、該流量比例弁(6)の開度を制御することにより、油圧シリンダへの供給油量を調整してその動作速度を制御することができる(流量制御モード)。この際、ポンプ(3)から吐出された作動油はPポート、流量比例弁(6)、Aポートを介して油圧シリンダに供給されるとともに、余剰の作動油は差圧補償弁(7)からTポートを介して油タンク(4)にバイパスされる。
【0006】
そして、シリンダがストロークエンドに達すると、負荷の急激な増大に伴い下流側の供給通路(5b)の油圧が高まり、この油圧力が圧力比例弁(8)の設定圧力を超えると、該圧力比例弁(8)と差圧補償弁(7)とオリフィス(17)とがいわゆるパイロット式電磁比例リリーフ弁として機能して、それ以上の油圧の増大が阻止される。その際、前記下流側パイロット通路(15)のパイロット圧は、圧力比例弁(8)のリリーフ圧の制御によって変更でき、これにより差圧補償弁(7)のリリーフ圧を変更して、ポンプ(3)の吐出圧ひいては油圧シリンダへの供給圧力を制御することができる(圧力制御モード)。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、前記のような従来の流量圧力調整弁装置の場合、アクチュエータへの作動油の供給流量及び圧力がいずれも電磁弁(6,8)のソレノイドの特性をそのまま反映したものとなるから、電流ドライバ(9)からの出力電流値に対する作動油の流量や圧力の変化は非線形でヒステリシスを有するものとなる(図4の破線のグラフを参照)。このため、作動油の流量及び圧力の制御において十分な精度を得ることが困難であり、また、電気センサを使用しないオープン制御のため、指令値の変化に対する応答速度をあまり高くすることができないという問題がある。
【0008】
さらに、特に作動油の供給圧力の制御については、圧力比例弁(8)への電流値をゼロまで下げたとしても、差圧補償弁(7)のリリーフ圧は、ばね部材の付勢力に相当する所定圧までしか下がらないから、アクチュエータへの供給圧は前記所定圧よりも低くすることはできない。言い換えると、従来例の構造では、リリーフ弁による圧力制御のため供給油圧の最低制御圧力が発生し、これ以下の低圧での圧力制御ができなかった。この点について、例えば射出成形機では金型の保護のために設定される低圧型締め工程があり、低圧での圧力制御についても非常に改善が望まれている。
【0009】
本発明は斯かる諸点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、液圧アクチュエータへの作動液の供給通路(5)に電磁比例弁(6)を設けて、作動液の供給流量及び圧力を制御するようにした液圧回路装置(20)において、その制御精度や応答性を改善するとともに、特に供給液圧についてはその最低制御圧力をなくして制御範囲をゼロ圧力まで拡大することにあり、加えて、コストアップを抑制できる弁構造を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、本発明の液圧回路装置(20)は、アクチュエータへの作動液の供給流量を調整する電磁比例弁(6)に、該アクチュエータから作動液を排出する排出位置を追加するとともに、その電磁比例弁(6)の下流側の供給通路(5b)の作動液圧を検出する圧力センサ(10)と、電磁比例弁(6)のスプール位置を検出する位置センサ(11)とを設け、それらのセンサからの出力信号に基づいて電磁比例弁(6)のスプール位置をフィードバック制御するようにした。
【0011】
具体的に、請求項1の発明では、固定容量形ポンプ(3)から液圧アクチュエータへの作動液の供給通路(5)に、作動液の供給流量を調整する電磁比例弁(6)を介設するとともに、該電磁比例弁(6)の上流側及び下流側からそれぞれパイロット圧を受けて、それらの差圧が一定になるように上流側の供給通路(5a)からタンク(4)に作動液をバイパスさせる差圧補償弁(7)を設けた液圧回路装置(20)を前提とする。そして、前記電磁比例弁(6)を、アクチュエータに作動液を供給する供給位置のほかに、該アクチュエータから作動液を排出する排出位置を少なくとも有するものとし、また、前記差圧補償弁 (7) は、その弁体 (7a) を閉じる側に付勢するばね部材 (7b) を有し、該弁体 (7a) が閉じる側に電磁比例弁 (6) の下流側からのパイロット圧を受ける一方、弁体 (7a) が開く側に電磁比例弁 (6) の上流側からのパイロット圧を受けるものとする。
【0012】
また、前記電磁比例弁 (6) の下流側から差圧補償弁 (7) にパイロット圧を導く下流側のパイロット通路 (15) には、作動液の流れを絞る第1のオリフィス (21) とそれよりも絞り度合いの強い第2のオリフィス (22) とを直列に配置するとともに、該第2のオリフィス (22) をバイパスする通路 (23) には、差圧補償弁 (7) へ向かう作動液の流れを許容する一方、その逆の流れを阻止する逆止弁 (24) を配設し、さらに、前記第1のオリフィス (21) と第2のオリフィス (22) との間のパイロット通路 (15) にはパイロットリリーフ弁 (18) を接続する。
【0013】
さらに、前記下流側の供給通路(5b)の作動液圧を検出して電気信号を出力する圧力センサ(10)と、前記電磁比例弁(6)のスプール位置を検出して電気信号を出力する位置センサ(11)と、前記圧力センサ(10)及び位置センサ(11)から出力される信号をそれぞれ受けて、前記アクチュエータへの作動液の供給流量ないし供給液圧が制御指令値になるように、前記電磁比例弁(6)の開度をフィードバック制御するコントローラ(12)とを備える。
【0014】
そうして、前記電磁比例弁(6)、差圧補償弁(7)、圧力センサ(10)及び位置センサ(11)を一体的に設けて、圧力及び流量サーボ機能を有する複合弁を構成するとともに、前記コントローラ(12)は、下流側供給通路(5b)の供給流量を制御するときには前記電磁比例弁(6)を供給位置とし、そのスプール位置を連続的に変化させて、前記上流側供給通路(5a)から下流側供給通路(5b)へ流通する作動油の通過断面積を調整する一方、下流側供給通路(5b)の供給液圧を制御するときには、前記電磁比例弁(6)を供給位置と排出位置とに切換えて、前記下流側の供給通路(5b)を上流側の供給通路(5a)と排出通路(13)とに切換え接続するように構成する。
【0015】
この構成によれば、アクチュエータの動作中に、電磁比例弁(6)の前後差圧が差圧補償弁(7)の機能により略一定に維持された状態で、コントローラ(12)により該電磁比例弁(6)のスプール位置が制御され、これにより上流側供給通路(5a)から下流側供給通路(5b)へ流通する作動油の通過断面積が調整されて、アクチュエータへの供給流量が制御される(流量制御モード)。その際、電磁比例弁(6)の実際のスプール位置が位置センサ(11)により検出され、その検出結果に基づくフィードバック制御が行われるので、作動液の流量制御は精度、応答性ともに非常に改善される。また、フィードバック制御によってソレノイドの非線形特性を見かけ上、吸収することができるので、作動液の流量制御の特性を線形化しかつヒステリシスをなくすことができる。
【0016】
一方、アクチュエータがストロークエンドに達して殆ど動作しない状態になれば、その負荷の増大に伴い下流側の供給通路(5b)の液圧が増大し、そのことが圧力センサ(10)により検出されて、この検出値に応じてコントローラ(12)により電磁比例弁(6)のフィードバック制御が行われる。すなわち、電磁比例弁(6)が供給位置にあるときには、圧力センサ(10)による検出値と圧力指令値との偏差に基づいて電磁比例弁(6)の開度(スプール位置)の制御により供給流量を調整する一方、電磁比例弁(6)が排出位置にあるときには下流側の供給通路(5b)からの排出量を調整し、そうして電磁比例弁(6)により前記下流側供給通路(5b)を上流側供給通路(5a)と排出通路(13)とに切換え接続することにより、最終的には該下流側供給通路(5b)の液圧が圧力指令値を維持できるように、スプール位置を制御する。このような圧力制御モードにおいても前記の流量制御モードと同様に、フィードバック制御によって制御精度、応答性、ソレノイドの非線形特性等の改善が図られる。また、前記のように電磁比例弁(6)を排出位置に切換えて、アクチュエータから作動液を排出することで、該アクチュエータへの供給液圧をゼロにまで低下させることができる。
【0017】
しかも、前記の構成によれば、従来までの構成と比べて、新たに圧力センサ(10)や位置センサ(11)が必要になる一方で、圧力比例弁(8)とそのための電流ドライバ回路が不要になるので、電気センサを採用することによるコストアップは相殺される
【0018】
さらに、前記の構成では、仮に、電磁比例弁(6)のスプール(6a)がコントローラ(12)の電気的故障や作動液のゴミ等により供給位置のままで動かなくなったとしても、下流側供給通路(5b)の液圧がパイロットリリーフ弁(18)の設定圧を超えたときには、パイロットリリーフ弁(18)と差圧補償弁(7)と第1のオリフィス(21)とがいわゆるパイロット式リリーフ弁として機能して、前記下流側供給通路(5b)における液圧の増大が阻止される。また、その差圧補償弁(7)の弁体(7a)の開閉動作に際し、下流側のパイロット通路(15)における作動液の流れが第1及び第2のオリフィス(21 22)から通過抵抗を受けることで、前記弁体(7a)の動作に適度なダンピングが付与されて、安定化が図られる。
【0019】
ところで、そのようにパイロット通路(15)にオリフィス(21 22)を配設して作動液の流れを制限すると、そのことが差圧補償弁(7)の弁体(7a)の動作速度を低下させることになるので、アクチュエータへの作動液の供給流量を増大させるときに応答性の低下を招くことがある。すなわち、アクチュエータへの作動液の供給流量を増やすために電磁比例弁(6)の開度を大きくすると、そのことによって該電磁比例弁(6)の前後差圧が一時的に小さくなり、差圧補償弁(7)の弁体(7a)が閉じられることになる。このときには下流側のパイロット通路(15)において差圧補償弁(7)に向かって作動液が流れ、該差圧補償弁(7)の弁体(7a)を閉じる側に移動させることになるのだが、そもそも弁体(7a)を閉じようとする力はばね部材(7b)の付勢力程度のものであり、その上に前記のように作動液の流れがオリフィス(21 22)によって制限されると、差圧補償弁(7)の弁体(7a)の閉動作が遅れてしまい、このことで、電磁比例弁(6)への供給流量の増大に応答遅れが生じるのである。
【0020】
このような過渡的な現象を考慮して、本発明では、上述したように、下流側のパイロット通路(15)に、第1のオリフィス(21)とそれよりも絞り度合いの強い第2のオリフィス(22)とを直列に配置するとともに、該第2のオリフィス(22)をバイパスする通路(23)に、差圧補償弁(7)へ向かう作動液の流れを許容する一方、その逆の流れを阻止する逆止弁(24)を配設している
【0021】
このため、例えば、アクチュエータへの作動液の供給流量を増大させるために、電磁比例弁(6)の開度を大きくしたときには、下流側パイロット通路(15)において作動液が差圧補償弁(7)へ向かって流れることになるが、この作動液の流れは、絞り度合いの小さい第1のオリフィス(21)を通過するものの、絞り度合いの強い第2のオリフィス(22)はバイパスすることになるから、通過抵抗を相対的に小さくして差圧補償弁(7)の弁体(7a)を速やかに閉じることが可能になり、これにより、アクチュエータへの作動液の供給流量を速やかに増大させることができる。
【0022】
一方、アクチュエータへの作動液の供給流量を減らすときには、電磁比例弁(6)の開度を小さくすることになるが、このときには該電磁比例弁(6)の上流側の液圧は急激に高くなり、極めて高い液圧が差圧補償弁(7)の弁体(7a)に作用し、この弁体(7a)を開作動させることになる。この際、下流側パイロット通路(15)では差圧補償弁(7)から下流側供給通路(5b)に向かって作動液が流れ、この流れは前記第1及び第2の両方のオリフィス(21,22)から通過抵抗を受けることになる。しかし、前記のように差圧補償弁(7)の弁体(7a)に極めて高い上流側のパイロット圧が作用しているので、下流側パイロット通路(15)において作動液の流れが制限されていても、差圧補償弁(7)の弁体(7a)は十分に速く開作動され、結局、供給流量の減少時には応答遅れが問題となることはなく、むしろ、下流側パイロット通路(15)の流れが第2のオリフィス(22)により十分に絞られることで、差圧補償弁(7)の安定動作が保たれるのである。
【0023】
つまり、発明では、下流側パイロット通路(15)に配設したオリフィス(21,22)によって、差圧補償弁(7)の弁体(7a)開動作は応答性を損なわない程度に制限して安定性を確保し、一方、その弁体(7a)の閉動作は制限しないで応答性を確保することができ、これにより、アクチュエータへの作動液の供給流量の安定性と応答性とをより高いレベルで両立することができる。
【0024】
、液圧アクチュエータは、射出成形機を駆動するためのものとするのが好適である。すなわち、一般的に、射出成形機のアクチュエータの場合、成型品の形状や材料の相違に応じて幅広い成形条件に対応しながら、尚かつ高い再現性が求められるものであるから、本発明の液圧回路装置(20)によって、アクチュエータの動作速度及び作動力の制御の精度を向上できることが極めて有効であり、このことで、成形品質の大幅な向上を実現できる。
【0025】
また、本発明によれば、アクチュエータへの作動液の供給圧力をゼロまで下げて制御することができるので、射出成形機における低圧型締め工程での要求にも十分に対応でき、加えて、前記のように作動液の供給流量を応答性良く増大できることで、射出成形機による薄肉の成形品の成形が容易になり、その上さらに成形サイクルの短縮も可能になるから、このような観点からも本発明の作用効果は極めて有効なものとなる。
【0026】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る液圧回路装置を、射出成形機等の油圧(液圧)シリンダを駆動するサーボ弁装置に適用した実施形態について、図面に基いて説明する。尚、説明の便宜のために、まず、本発明の実施形態と基本的な構成が同じ参考例について説明し、その後、本発明の実施形態について説明する。
【0027】
参考例
図1は、射出成形機等の主機の油圧回路(1)に接続されて、図示しない油圧シリンダ等のアクチュエータへ作動油を供給するとともに、その供給流量Q及び供給圧力Pを調整して、該アクチュエータの動作速度及び作動力を制御する圧力流量サーボ弁装置(2)(以下、PQS弁という)を示す。このPQS弁(2)には、主機油圧回路(1)へ接続されるAポートと、固定容量型ポンプ(3)に接続されるPポートと、それぞれ油タンク(4)に接続されるTポート及びYポートとが設けられていて、PポートからAポートに至る作動油の供給通路(5)の途中にその供給流量を調整する電磁比例弁(6)が介設されるとともに、該電磁比例弁(6)の上流側(5a)及び下流側(5b)の供給通路からそれぞれパイロット圧を受けて、それらの差圧が略一定になるように上流側の供給通路(5a)から油タンク(4)へ作動油をバイパスさせる差圧補償弁(7)が配設されている。
【0028】
また、このPQS弁(2)には、電磁比例弁(6)よりも下流側の供給通路(5b)の作動油圧Pを検出して電気信号を出力する圧力センサ(10)と、電磁比例弁(6)のスプール(6a)の位置を検出して電気信号を出力する位置センサ(11)とが配設されており、さらに、それらの各センサ(10),(11)から出力される信号を受けて、主機油圧回路(1)へ供給する作動油の供給流量Q及び供給圧力Pが各々指令値Qi,Piになるように、前記電磁比例弁(6)のスプール(6a)の位置、即ち電磁比例弁(6)の開度をフィードバック制御するコントローラ(12)が配設されている。
【0029】
詳しくは、前記電磁比例弁(6)は、コントローラ(12)からの制御信号(電流)によってソレノイド(6b)が作動し、スプリング(6c)による押圧付勢力に抗してスプール(6a)の位置が制御されて、主機側へ作動油を供給する供給位置と、主機側から作動油を排出する排出位置と、その作動油の給排を停止する停止位置との何れかに切換えられるとともに、該供給位置又は排出位置においては作動油の通過断面積を連続的に制御するように構成されている。そして、図示の如く、電磁比例弁(6)のスプール(6a)はスプリング(6c)により排出位置に向かうよう図の右側に押圧付勢されており、この排出位置においては、電磁比例弁(6)は、上流側の供給通路(5a)を閉止するとともに、下流側の供給通路(5b)を排出通路(13)に連通させて、主機側の作動油を油タンク(4)に戻すようになる。この際、スプール(6a)の位置の連続的な変化により戻り油の通過断面積が連続的に制御される。
【0030】
また、図2に示すように、ソレノイド(6b)の作動によってスプール(6a)がスプリング(6c)による付勢力に抗して図の左側に移動して、供給位置になると、電磁比例弁(6)は、排出通路(13)を閉止するとともに、供給通路(5)の上流側及び下流側を連通させて、ポンプ(3)から吐出される作動油を主機側に供給するようになる。この際、スプール(6a)の位置の連続的な変化により作動油の通過断面積も連続的に変化されて、ポンプ(3)から主機側への作動油の供給流量Qが連続的に制御される。さらに、スプール(6a)が前記供給位置及び排出位置の中間の停止位置にあるときには、電磁比例弁(6)は、供給通路(5)の上流側及び下流側、並びに排出通路(13)をそれぞれ閉止するようになる。
【0031】
そして、前記電磁比例弁(6)への位置センサ(11)の取り付けは、該電磁比例弁(6)のスプール(6a)が中央の停止位置にあるときにセンサ出力がゼロになり、スプール(6a)が図の右側の供給位置にあるときには、該スプール(6a)の位置の変化により作動油の通過断面積が大きくなるに従って、正値のセンサ出力が増大するように、一方、スプール(6a)が図の左側の排出位置にあるときには、該スプール(6a)の位置の変化により作動油の通過断面積が大きくなるに従って、負値のセンサ出力が減少するようになっている。
【0032】
前記差圧補償弁(7)は、ポペット等からなる弁体(7a)がスプリング(7b)(ばね部材)により閉じる側に付勢されているリリーフ弁であって、上流側の供給通路(5a)から分岐する分岐路(14)に、この分岐路(14)を前記排出通路(13)に対してバイパスできるように配設されている。すなわち、差圧補償弁(7)の弁体(7a)には、下流側の供給通路(5b)から分岐する下流側のパイロット通路(15)がスプリング(7b)と同じ側に接続されていて、その下流側のパイロット圧を弁体(7a)の閉じる側に受ける一方、反対側には、前記分岐路(14)を介して上流側供給通路(5a)の油圧(上流側パイロット圧)を弁体(7a)の開く側に受けている。
【0033】
そして、前記差圧補償弁(7)は、上流側パイロット圧により弁体(7a)に作用する押圧力が、下流側パイロット圧により弁体(7a)に作用する押圧力に比べてスプリング(7b)の付勢力よりも大きくなったときに開作動し、分岐路(14)を介して上流側供給通路(5a)の作動油を排出通路(13)にバイパスさせる。これにより上流側パイロット圧が低下すれば、弁体(7a)が閉じて作動油のバイパスが中断し、再び上流側パイロット圧が上昇する。そして、このような弁体(7a)の開閉動作が繰り返されることにより、電磁比例弁(6)の前後差圧が略一定に維持される。このように電磁比例弁(6)の前後差圧が一定に補償されることで、上流側供給通路(5a)から下流側供給通路(5b)へ連通する電磁比例弁(6)の開度、即ち作動油の通過断面積に対応するスプール位置が実供給流量と一定の対応関係を持つことになり、このことで、スプール位置に基づいて実供給流量を求めることが可能になる。
【0034】
前記下流側パイロット通路(15)には、作動油の流れを絞るオリフィス(17)が配設されるとともに、このオリフィス(17)と差圧補償弁(7)との中間に分岐路(15a)が接続され、この分岐路(15a)に安全弁(18)(パイロットリリーフ弁)が配設されている。該安全弁(18)は、分岐路(15a)の油圧がスプリングの設定圧よりも高くなったときに開作動し、分岐路(15a)を介して下流側パイロット通路(15)の油圧をリリーフさせるものであって、これによりオリフィス(17)の前後差圧が発生し、下流側パイロット通路(15)の油圧が低下して差圧補償弁(7)が開作動される。そして、その差圧補償弁(7)の開作動により、供給通路(5)の作動油がTポートから油タンク(4)に排出される。つまり、前記差圧補償弁(7)は、供給通路(5)の油圧力が過度に上昇したときに安全弁(18)と協動して、いわゆるパイロット式リリーフ弁として油圧を開放する機能も有している。
【0035】
また、前記オリフィス(17)は、例えば直径約1mmの円形断面を有するものであり、下流側パイロット通路(15)における作動油の流れを絞って通過抵抗を与えることにより、差圧補償弁(7)の弁体(7a)の開閉動作に適度なダンピングを付与して、該差圧補償弁(7)の動作を安定化させ、これにより、供給通路(5)における作動油の流量や圧力の振動を抑制する機能も有している。
【0036】
前記コントローラ(12)は、図示しないメモリに電子的に格納されている制御プログラムをCPUにより所定の時間間隔で読み出して実行するデジタルコントローラであって、圧力センサ(10)からの信号に基づいて、主機側への作動油の実際の供給圧力P(実供給圧力)を求め、これを圧力指令値Pi(目標圧力)から減算して圧力偏差を演算する圧力偏差演算部(12a)と、同様に、位置センサ(11)からの信号に基づいて、主機側への作動油の実際の供給流量Q(実供給流量)を求め、これを流量指令値Qi(目標流量)から減算して流量偏差を演算する流量偏差演算部(12b)とを備えている。言い換えると、コントローラ(12)のメモリには、前記圧力偏差演算部(12a)及び流量偏差演算部(12b)の機能をソフトウエア的に実現する制御プログラムが格納されている。
【0037】
また、前記コントローラ(12)には、前記圧力偏差演算部(12a)及び流量偏差演算部(12b)によりそれぞれ演算された圧力偏差及び流量偏差を対比して、それらのうちの値の小さい方を選択し、この選択した偏差に基づいていわゆるPID制御則により電磁比例弁(6)の目標開度、即ちスプール(6a)の位置を演算するPQ選択部(12c)が設けられている。そして、このPQ選択部(12c)からの出力を受けた電流ドライバ回路(12d)から電磁比例弁(6)のソレノイド(6b)に対して、該電磁比例弁(6)の目標開度に移動するための電流が印加されるようになっている。
【0038】
尚、前記PQ選択部(12c)による演算処理もメモリに格納された制御プログラムの実行により実現されるものであり、圧力偏差と流量偏差のうち、値の小さい方を選択するようになっている。具体的には、圧力偏差及び流量偏差がいずれも正の値ならば、絶対値の小さな方を選択し、また、それらの両偏差の何れか一方が正の値でかつ他方が負の値ならば、負の値の方を選択する。さらに、圧力偏差及び流量偏差がいずれも負の値ならば、絶対値の大きな方を選択する。言い換えると、前記PQ選択部(12c)の制御ロジックは、実供給流量Qや実供給圧力Pが指令値Qi,Piを超える状態を危険な状態と判断し、その危険の度合いを流量及び圧力のそれぞれの偏差から判断して、より危険の度合いの大きい方の偏差に基づいて、電磁比例弁(6)の制御を行えるようにしたものである。
【0039】
(PQS弁の動作)
次に、上述の如き構成のPQS弁(2)の動作を説明する。
【0040】
例えば、主機である射出成形機の型締め装置において金型を移動及び締め付ける油圧シリンダを作動させる場合には、まず、電磁比例弁(6)を供給位置に移動させて、ポンプ(3)から吐出される作動油を主機側に供給する。この際、シリンダがストロークエンドに達するまでは、一般に、必要な実供給圧力Pよりも大きな値に圧力指令Piが設定されるので、コントローラ(12)は、実供給流量Qが流量指令値Qiを超えるまで電磁比例弁(6)を開作動させ、該電磁比例弁(6)の前後差圧が差圧補償弁(7)の機能により略一定に維持された状態で、主機側への供給油量が流量指令値Qiに相当する略一定量になるようにスプール(6a)の位置をフィードバック制御する(流量制御モード)。これにより、図3に示すように、実供給油量Qはおおよそ流量指令値Qiに相当するものとなり、油圧シリンダが定速動作される。
【0041】
その際、電磁比例弁(6)のスプール位置が位置センサ(11)により検出され、その検出結果に基づくフィードバック制御が行われるので、電磁比例弁(6)の制御ひいては作動油の流量の制御が極めて精度の高いものとなる。すなわち、印加される電流値に対するソレノイド(6b)の吸引力特性の非線形性、ヒステリシス、ばらつき等は、位置センサ(11)からの信号に基づくフィードバック制御によって完全に補正され、図4(a)に実線で示すように、流量制御における静特性が大幅に向上する。また、フィードバック制御であるから、オープン制御に比べてスプール(6a)の動作速度を格段に高くすることができ、これにより流量制御の応答性も向上する。
【0042】
加えて、前記の流量制御モードにおいて、ポンプ(3)から吐出された作動油のうちの余剰のものは差圧補償弁(7)の機能により一定差圧でバイパスされ、このことで、ポンプ(3)の吐出圧を主機側の負荷に対して僅かに高い程度に留めることができるから、ポンプ(3)の運転負荷を軽減して、省エネルギ化を実現できる。
【0043】
次に、主機の油圧シリンダがストロークエンドに達して、それ以上、移動しないようになると(前記図3の時刻t1)、その後、PQS弁(2)における下流側供給通路(5b)の圧力Pが徐々に上昇し、この圧力Pが圧力センサ(10)により検出されてコントローラ(12)にフィードバックされる。そして、その検出圧力Pが圧力指令値Piを超えると(図の時刻t2)、コントローラ(12)のPQ選択部(12c)によって、圧力偏差演算部(12a)による演算値、即ち圧力偏差が選択され、この圧力偏差に基づいて、主機側への供給圧力Pが圧力指令値Piに一致するように、電磁比例弁(6)の開度がフィードバック制御されるようになる(圧力制御モード)。
【0044】
その際、主機側への供給流量Qが直ちに零になるわけではなく、まず、供給位置にある電磁比例弁(6)のスプール(6a)が徐々に移動して作動油の通過断面積が絞られることにより、図示の如く作動油の供給流量Qが徐々に減少し(t2〜t3)、さらに該電磁比例弁(6)が停止位置に切り替わって、供給流量Qが零になる(t3)。この間、作動油は油圧シリンダに供給され続けるから、供給流量Qが零になった時点で油圧シリンダの圧力(≒P)は最大になる。その後、電磁比例弁(6)のスプール(6a)がさらに移動して排出位置に切換えられ、油圧シリンダから作動油が排出されると、圧力Pが圧力指令値Piまで低下し、ここで整定する(t4)。尚、実際には、主機油圧回路からの作動油の漏れに応じて、電磁比例弁(6)から主機側への作動油の供給及び停止が繰り返されることになる。
【0045】
このような圧力制御モードにおいても前記の流量制御モードと同様に、フィードバック制御によって図4(b)に実線で示すように静特性が向上する。また、圧力制御モードにおいて前記の如く電磁比例弁(6)を排出位置に切換えることで、主機側への供給圧力Pの最低制御圧力(Pmin)をなくして、供給圧力Pを0点まで制御することができる。
【0046】
したがって、この参考例に係るPQS弁(2)(液圧回路装置)によると、主機油圧回路(1)への作動油の供給流量を調整する電磁比例弁(6)に、主機側から作動油を排出可能な排出位置を追加するとともに、該電磁比例弁(6)の下流側の供給通路(5b)の圧力Pを検出する圧力センサ(10)と、電磁比例弁(6)のスプール位置を検出する位置センサ(11)とを設けて、それらセンサ(10),(11)からの信号に基づいてスプール位置を制御することで、主機側への作動油の供給流量Q及び供給圧力Pをフィードバック制御するようにしたので、その制御性、即ち、線形性やヒステリシス等の静特性及び応答性等の動特性を従来までと比べて大幅に向上できる。
【0047】
これにより、前記PQS弁(2)を例えば射出成形機に適用した場合には、成型品の形状や材料の相違に応じて幅広い成形条件に対応しながら、尚かつ高い再現性を得ることができ、もって成形品質の大幅な向上が実現できる。
【0048】
また、前記の如く電磁比例弁(6)に排出位置を設けて、その開度を圧力センサ(10)からの信号に基づいてフィードバック制御するようにしているので、主機側への供給圧力Pについてその最低制御圧力Pminをなくして、ゼロ圧力までの制御が可能となり、これにより、射出成形機における低圧型締め工程等の要求にも十分に対応できる。
【0049】
しかも、前記PQS弁(2)の構成は、従来までの比例電磁式リリーフ弁付流量調整弁装置(図6参照)と比較しても、新たに圧力センサ(10)や位置センサ(11)が必要になる一方で、従来まで必要であった圧力比例弁(8)とそのための電流ドライバ回路(9)とが不要になるから、センサ(10,11)のコストアップは相殺される。
【0050】
(実施形態)
図5は、本願発明の実施形態に係るPQS弁(20)(液圧回路装置)の構成を示す。このPQS弁(20)は、参考例のPQS弁(2)とは下流側パイロット通路(15)におけるオリフィスの構成が異なるのみで、それ以外の構成は前記参考例のものと同じなので、以下、同一部材には同一の符号を付してその説明は省略する。そして、この実施形態のPQS弁(20)は、差圧補償弁(7)の開閉作動時にその弁体(7a)の動作に対して前記参考例と同様に適度なダンピングを付与しながら、弁体(7a)の閉作動速度だけはさらに高速化するようにしたものである。
【0051】
すなわち、前記参考例のものでは、下流側パイロット通路(15)のオリフィス(17)は、安全弁(18)や差圧補償弁(7)とともにパイロット式リリーフ弁として機能するときの差圧発生源であると同時に、差圧補償弁(7)の弁体(7a)の動作に適度なダンピングを付与し、この弁体(7a)の動作を安定化するようにも働いているが、結果として、該差圧補償弁(7)の閉作動時に弁体(7a)の動作が遅くなってしまい、上述の如く、電磁比例弁(6)のスプール(6a)の動作速度を高めても、主機側への流量立上げの応答があまり高速化しない原因となる。
【0052】
この点について詳しく説明すると、参考例のPQS弁(2)において、流量制御モードのときに主機側への作動油の供給流量を増やすためには、流量指令値Qiを変更して電磁比例弁(6)の開度を増大させるとともに、ポンプ(3)から電磁比例弁(6)に向かう作動油の流量を増やす必要がある。このときには、まず、コントローラ(12)からの信号により供給位置にある電磁比例弁(6)の開度が増大され、そのことによって該電磁比例弁(6)の前後差圧が一時的に小さくなると、上流側及び下流側パイロット圧をそれぞれ受ける差圧補償弁(7)の弁体(7a)が閉じられることになる。
【0053】
この際、下流側のパイロット通路(15)では作動油が差圧補償弁(7)に向かって流れることになるが、そもそも差圧補償弁(7)の弁体(7a)を閉じる力は、せいぜいスプリング(7b)の付勢力程度のものであるから、前記のようにオリフィス(17)によって作動油の流れが絞られていると、弁体(7a)の閉動作が遅れてしまい、ポンプ(3)から吐出される作動油を速やかに電磁比例弁(6)に振り向けることができなくなる。つまり、電磁比例弁(6)の開動作自体は高速化できても、そこから主機側への作動油の供給流量を狙い通り増大させることができないから、流量応答については改善の余地が残ることになる。
【0054】
このような過渡的な現象を考慮して、この実施形態のPQS弁(20)では、図示の如く、下流側パイロット通路(15)に、参考例のオリフィス(17)よりも作動油の通過断面積が大きい第1のオリフィス(21)と、この第1のオリフィス(21)よりも絞り度合いの強い、即ち通過断面積が小さい第2のオリフィス(22)とを直列に配設するとともに、その第2のオリフィス(22)をバイパスするバイパス通路(23)に、差圧補償弁(7)へ向かう作動油の流れを許容する一方、その逆の流れを阻止する逆止弁(24)を配設した。
【0055】
より具体的に、前記第1のオリフィス(21)は、例えば直径約2mmの円形断面を有するものであり、また、前記第2のオリフィス(22)は、前記参考例のオリフィス(17)と同じく直径約1mmの円形断面を有するものである。そして、作動油が下流側パイロット通路(15)を差圧補償弁(7)から下流側供給通路(5b)に向かって流れるときには、その作動油の流れは第1及び第2の両方のオリフィス(21),(22)により絞られて、特に第2のオリフィス(22)によって前記参考例の場合と同様の通過抵抗を受ける。一方、作動油が下流側パイロット通路(15)を差圧補償弁(7)に向かって流れるときには、その作動油の流れは相対的に絞り度合いの弱い第1のオリフィス(21)のみから通過抵抗を受けることになり、流れの通過速度は相対的に高くなる。
【0056】
このことで、主機側への作動油の供給流量を増大させるために電磁比例弁(6)の開度を大きくしたときに、下流側パイロット通路(15)において差圧補償弁(7)へ向かって流れる作動油の流れが参考例のものよりも速くなり、その分、差圧補償弁(7)の弁体(7a)がより高速に閉動作するようになる。このため、電磁比例弁(6)の開作動に対する差圧補償弁(7)の閉作動の遅れが大幅に軽減され、ポンプ(3)から電磁比例弁(6)に向かう作動油の流量が直ちに増大することになるから、作動油の供給流量の増大時にその応答性をさらに高めることができる。
【0057】
しかも、差圧補償弁(7)の弁体(7a)が開作動するときには、下流側パイロット通路(15)を通過する作動油が第1及び第2のオリフィス(21),(22)から相対的に大きな通過抵抗を受けることになるので、該弁体(7a)の動作に対して適度なダンピングが付与されることは前記参考例と同様である。
【0058】
また、主機側への作動油の供給流量を減らすときには、コントローラ(12)により電磁比例弁(6)の開度を小さくなるように制御するが、このときには該電磁比例弁(6)の上流側の油圧が急激に高くなり、分岐路(14)を介して差圧補償弁(7)の弁体(7a)に作用することになる。このときには、弁体(7a)の開作動に伴い下流側パイロット通路(15)において作動油が差圧補償弁(7)から下流側供給通路(5b)に向かって流れ、この作動油の流れが第1及び第2の両方のオリフィス(21),(22)から通過抵抗を受けることになるが、前記の如く弁体(7a)に対して極めて高い上流側パイロット圧が作用しているから、この弁体(7a)の開動作は十分に高速なものとなり、結局、供給流量の減少時には応答遅れが問題となることはない。
【0059】
したがって、この実施形態に係るPQS弁(20)によれば、前記参考例のものと同様の作用効果が得られるとともに、下流側パイロット通路(15)に配設した2つのオリフィス(21),(22)と逆止弁(24)とによって、差圧補償弁(7)の動作の安定性を確保しながら、その弁体(7a)の閉動作をさらに高速化することができ、これにより、主機側への作動油の供給流量を増加させるときにもその応答性を十分に高くすることができる。
【0060】
このことで、射出成形機に適用した場合には従来までと比べて薄肉の成型品の成形が容易になり、その上に成形サイクルの短縮によりコスト低減が図られる。この点について、射出成形による薄肉成型品は、射出された樹脂が金型内部に行き渡る途中で冷えて固まってしまうことがあり、このことを防ぐために特に高速の流量立ち上げ応答が要求されるから、この実施形態に係るPQS弁のように応答性を向上できることが特に有効なものとなる。
【0061】
(他の実施形態)
本発明は前記実施形態の構成に限定されるものではなく、その他の種々の実構成を包含するものである。すなわち、前記参考例や実施形態では、いずれも主機として射出成形機の例を挙げているが、主機は、射出成形機に限らず、液圧シリンダや液圧モータ等の液圧アクチュエータを有する種々の機械装置に適用可能である。
【0062】
また、コントローラの構成も前記各実施形態のデジタルコントローラ(12)に限定されることはなく、例えば、コンパレータやオペアンプ等を用いて同様の機能を有するアナログコントローラを構成してもよい。
【0063】
さらに、本発明の電磁比例弁は、前記実施形態のものに限定されず、Aポート、Pポート及びTポートを有する電気的に絞り量の可変な絞り弁であればよい。すなわち、スプール(6a)をソレノイド(6b)で直接に押圧する直動タイプであっても、また、小型のパイロット弁でスプールを間接的に動作させるパイロット式であってもよい。さらに、パイロット式の場合、パイロット弁として比例弁を用いるタイプとノズルフラッパ等のサーボ弁を使用するタイプのいずれでもよい。また、本発明は、スプール位置のセンサを設けているので、電磁比例弁(6)をサーボ弁と読み替えることも一般的である。
【0064】
【発明の効果】
以上、説明したように、請求項1の発明に係る液圧回路装置(20)によると、液圧アクチュエータへの作動液の供給通路(5)に電磁比例弁(6)を介設するとともに、該電磁比例弁(6)の上流側及び下流側からそれぞれパイロット圧を受けて、それらの差圧が一定になるように上流側の供給通路(5a)から作動液をバイパスさせる差圧補償弁(7)を設ける場合に、前記電磁比例弁(6)に、アクチュエータから作動液を排出する排出位置を追加するとともに、該電磁比例弁(6)の下流側の供給通路(5b)の作動液圧を検出する圧力センサ(10)と、電磁比例弁(6)のスプール位置を検出する位置センサ(11)とを設け、それらのセンサからの出力信号に基づいて電磁比例弁(6)のスプール位置(開度)をフィードバック制御するようにしたので、作動液の供給流量及び圧力の制御を極めて高精度のものとすることができる。
【0065】
しかも、フィードバック制御によってソレノイドの非線形特性を見かけ上、打ち消すことができるので、作動液の供給流量及び圧力の制御特性を線形化でき、さらに、電磁比例弁(6)の開閉速度を従来よりも高くして、流量応答性も改善できる。また、電磁比例弁(6)を排出位置に切換えれば、アクチュエータから作動液を排出することもできるから、制御圧をゼロまで下げて制御不能領域をなくすことができる。
【0066】
従って、例えば射出成形機に適用した場合には、サイクルタイムの短縮により生産性を向上できるとともに、成形品質の大幅な向上を実現でき、また、薄肉の成型品の成形が容易になり、さらに、低圧型締め工程での要求にも十分に対応可能となる。
【0067】
加えて、従来まで必要だった圧力比例弁(8)とそのための電流ドライバ回路が不要になるから、センサの追加によるコストアップは相殺される
【0068】
また、液圧回路装置(20)の差圧補償弁(7)に対して電磁比例弁(6)の下流側からパイロット圧を導く下流側のパイロット通路(15)に、作動液の流れを絞るオリフィス(21 22)とパイロットリリーフ弁(18)とを設けたので、コントローラ(12)や電磁比例弁(6)の万一の故障時にも十分な安全性が得られるとともに、前記差圧補償弁(7)の弁体(7a)の動作に適度なダンピングを付与して、その動作を安定化できる。
【0069】
さらに、前記オリフィス(21 22)として、互いに絞り度合いの異なる第1及び第2のオリフィス(21,22)を直列に配置し、そのうちの絞り度合いの強い第2のオリフィス(22)をバイパスする通路(23)に逆止弁(24)を配設することで、差圧補償弁(7)の動作の安定性を確保しながら、その弁体(7a)の閉動作を高速化して、アクチュエータへの作動液の供給量を増大させるときにその流量応答性をより一層、向上できる
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の参考例に係るPQS弁の構成を示す図である。
【図2】 電磁比例弁が供給位置にあるときの図1相当図である。
【図3】 射出成形機の型締めシリンダを動作させるときの作動油の供給流量及び供給圧力の変化を示すタイムチャート図である。
【図4】 電磁比例弁に入力する制御信号(電流値)と作動油の供給流量ないし供給圧力との相関関係を、従来例と対比して示す特性図である。
【図5】 本発明の実施形態に係る図1相当図である。
【図6】 従来の液圧回路装置の一例を示す図1相当図である。
【符号の説明】
1 主機油圧回路
20 PQS弁(液圧回路装置)
5 供給通路
5a 上流側供給通路
5b 下流側供給通路
6 電磁比例弁
6a スプール
6b ソレノイド
7 差圧補償弁
7a 弁体
7b スプリング(ばね部材)
10 圧力センサ
11 位置センサ(位置センサ)
12 コントローラ
12a 圧力偏差演算部
12b 流量偏差演算部
12c PQ選択部
12d 電流ドライバ
15 下流側パイロット通路
1,22 オリフィス
23 バイパス通路
24 逆止弁

Claims (1)

  1. 固定容量形ポンプ(3)から液圧アクチュエータへの作動液の供給通路(5)に、作動液の供給流量を調整する電磁比例弁(6)を介設するとともに、該電磁比例弁(6)の上流側及び下流側からそれぞれパイロット圧を受けて、それらの差圧が一定になるよう上流側の供給通路(5a)からタンク(4)に作動液をバイパスさせる差圧補償弁(7)を設けた液圧回路装置(20)において、
    前記電磁比例弁(6)は、アクチュエータに作動液を供給する供給位置のほかに、該アクチュエータから作動液を排出する排出位置を少なくとも有し、
    前記差圧補償弁 (7) は、その弁体 (7a) を閉じる側に付勢するばね部材 (7b) を有し、該弁体 (7a) が閉じる側に電磁比例弁 (6) の下流側からのパイロット圧を受ける一方、弁体 (7a) が開く側に電磁比例弁 (6) の上流側からのパイロット圧を受けており、
    前記電磁比例弁 (6) の下流側から差圧補償弁 (7) にパイロット圧を導く下流側のパイロット通路 (15) には、作動液の流れを絞る第1のオリフィス (21) とそれよりも絞り度合いの強い第2のオリフィス (22) とが直列に配置されるとともに、該第2のオリフィス (22) をバイパスする通路 (23) に、差圧補償弁 (7) へ向かう作動液の流れを許容する一方、その逆の流れを阻止する逆止弁 (24) が配設され、
    さらに、前記第1のオリフィス (21) と第2のオリフィス (22) との間のパイロット通路 (15) にはパイロットリリーフ弁 (18) が接続されており、
    前記下流側の供給通路(5b)の作動液圧を検出して電気信号を出力する圧力センサ(10)と、
    前記電磁比例弁(6)のスプール位置を検出して電気信号を出力する位置センサ(11)と、
    前記圧力センサ(10)及び位置センサ(11)から出力される信号をそれぞれ受けて、前記アクチュエータへの作動液の供給流量ないし供給液圧が制御指令値になるように、前記電磁比例弁(6)の開度をフィードバック制御するコントローラ(12)とを備えており、
    前記電磁比例弁(6)、差圧補償弁(7)、圧力センサ(10)及び位置センサ(11)が一体的に設けられて、圧力及び流量サーボ機能を有する複合弁を構成するとともに、
    前記コントローラ(12)は、下流側供給通路(5b)の供給流量を制御するときには前記電磁比例弁(6)を供給位置とし、そのスプール位置を連続的に変化させて、前記上流側供給通路(5a)から下流側供給通路(5b)へ流通する作動油の通過断面積を調整する一方、該下流側供給通路(5b)の供給液圧を制御するときには、前記電磁比例弁(6)を供給位置と排出位置とに切換えて、前記下流側の供給通路(5b)を上流側の供給通路(5a)と排出通路(13)とに切換え接続するように構成されていることを特徴とする液圧回路装置
JP2001204580A 2001-07-05 2001-07-05 液圧回路装置 Expired - Fee Related JP3783582B2 (ja)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001204580A JP3783582B2 (ja) 2001-07-05 2001-07-05 液圧回路装置
CNB028023161A CN1274965C (zh) 2001-07-05 2002-06-13 液压回路装置
KR1020037003299A KR100781029B1 (ko) 2001-07-05 2002-06-13 액압 회로 장치
EP02738707A EP1403528A4 (en) 2001-07-05 2002-06-13 HYDRAULIC CIRCUIT
PCT/JP2002/005930 WO2003004879A1 (fr) 2001-07-05 2002-06-13 Circuit hydraulique
TW091113287A TW552354B (en) 2001-07-05 2002-06-18 Hydraulic circuit device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2001204580A JP3783582B2 (ja) 2001-07-05 2001-07-05 液圧回路装置

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006007939A Division JP2006132783A (ja) 2006-01-16 2006-01-16 液圧回路装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2003021103A JP2003021103A (ja) 2003-01-24
JP3783582B2 true JP3783582B2 (ja) 2006-06-07

Family

ID=19041021

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2001204580A Expired - Fee Related JP3783582B2 (ja) 2001-07-05 2001-07-05 液圧回路装置

Country Status (6)

Country Link
EP (1) EP1403528A4 (ja)
JP (1) JP3783582B2 (ja)
KR (1) KR100781029B1 (ja)
CN (1) CN1274965C (ja)
TW (1) TW552354B (ja)
WO (1) WO2003004879A1 (ja)

Families Citing this family (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4624694B2 (ja) * 2004-02-24 2011-02-02 トヨタ自動車株式会社 定置用燃料電池システムの流量制御装置及びその設計方法
JP4687944B2 (ja) * 2004-03-30 2011-05-25 Smc株式会社 溶接用エアサーボガンシリンダ及びその制御方法
DE102005017878B3 (de) * 2005-04-19 2006-09-28 Krauss-Maffei Kunststofftechnik Gmbh Hydraulische Formschließeinheit
EP2146823B1 (de) * 2007-05-16 2014-02-12 Gustav Klauke GmbH Verfahren zum betreiben eines motorisch betätigten handverpressgerätes
JP5483976B2 (ja) * 2009-09-30 2014-05-07 ジャパン・ハムワージ株式会社 ロータリーべーン舵取機
CN102312872A (zh) * 2011-08-19 2012-01-11 陈海波 一种混凝土泵车液压平衡限速控制装置
JP6023665B2 (ja) * 2013-06-19 2016-11-09 株式会社神戸製鋼所 固形燃料の製造方法及び製造装置
CN105642865A (zh) * 2014-08-08 2016-06-08 重庆市恒牛机械制造有限公司 一种压铸机同步液冷伺服节能方法
DE102015218832A1 (de) * 2015-09-30 2017-03-30 Robert Bosch Gmbh Pumpen-Regler-Kombination mit Leistungsbegrenzung
JP6861081B2 (ja) * 2017-04-19 2021-04-21 キョーラク株式会社 成形機
CN110520271A (zh) 2017-04-19 2019-11-29 京洛株式会社 成型机
CN108527759B (zh) * 2018-03-21 2024-04-19 重庆龙升巨威信息技术咨询服务中心 全自动泡沫成型机中的压力精确控制***
JP6947711B2 (ja) * 2018-09-28 2021-10-13 日立建機株式会社 建設機械
EP3643422B8 (de) 2018-10-25 2023-07-26 Emerson Professional Tools AG Pressmaschine zum verpressen von werkstücken
CN109555738A (zh) * 2019-01-21 2019-04-02 何旺成 数字化控制水液压典型***回路
CN110526152A (zh) * 2019-08-30 2019-12-03 太原理工大学 多通道防冲击智能恒减速液压制动***
EP4037887A4 (en) 2019-10-04 2024-01-17 Husky Injection Molding Systems Luxembourg IP Development S.à.r.l STABILIZED ADAPTIVE HYDRAULIC SYSTEM PRESSURE IN AN INJECTION MOLDING SYSTEM
CN112855641B (zh) * 2019-11-12 2023-01-03 上海朝田实业股份有限公司 自动化液压阀
DE102019131980A1 (de) * 2019-11-26 2021-05-27 Moog Gmbh Elektrohydrostatisches System mit Drucksensor
CN111102253A (zh) * 2019-12-25 2020-05-05 长沙中达智能科技有限公司 一种液压驱动机构速度的控制装置与方法
CN113217320A (zh) * 2021-05-12 2021-08-06 陈志昌 一种液电智能数控曲轴轮柱塞泵
CN113492407B (zh) * 2021-07-22 2023-01-24 中广核研究院有限公司 控制***、方法及计算机设备、存储介质
CN113757199B (zh) * 2021-08-30 2023-10-17 三一汽车制造有限公司 高响应工程设备机械臂驱动液压***

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2757660A1 (de) * 1977-12-23 1979-06-28 Bosch Gmbh Robert Hydraulische steuereinrichtung mit wenigstens einem wegeventil
JPS5524575U (ja) * 1978-08-04 1980-02-16
JPS56141403A (en) * 1980-04-07 1981-11-05 Daikin Ind Ltd Fluid controller
JPS5839807A (ja) * 1981-09-02 1983-03-08 Daikin Ind Ltd 流体制御装置
JP2859878B2 (ja) * 1988-06-17 1999-02-24 ダイキン工業株式会社 可変容量形ポンプの制御装置
JPH03292402A (ja) * 1990-04-10 1991-12-24 Kayaba Ind Co Ltd 多機能スプール弁
JP3081968B2 (ja) * 1990-11-22 2000-08-28 株式会社小松製作所 ロードセンシングシステムにおけるカットオフキャンセル機構
JPH05106607A (ja) * 1991-10-21 1993-04-27 Tokimec Inc 油圧アクチユエータの速度・推力制御装置
JPH08100805A (ja) * 1994-09-29 1996-04-16 Daiden Co Ltd 油圧制御装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN1464945A (zh) 2003-12-31
KR20030029160A (ko) 2003-04-11
KR100781029B1 (ko) 2007-11-29
WO2003004879A1 (fr) 2003-01-16
JP2003021103A (ja) 2003-01-24
EP1403528A4 (en) 2011-06-29
CN1274965C (zh) 2006-09-13
EP1403528A1 (en) 2004-03-31
TW552354B (en) 2003-09-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3783582B2 (ja) 液圧回路装置
US5259293A (en) Hydraulic control device
US9550521B2 (en) Hydraulic steering arrangement
JP4653091B2 (ja) 少なくとも2つの流体圧コンシューマに圧力手段を供給するための制御装置および方法
JP4128482B2 (ja) 油圧制御システム
US5129230A (en) Control system for load sensing hydraulic drive circuit
JP2678607B2 (ja) 少なくとも2つのアクチュエータの流体圧駆動用制御装置
US20180372131A1 (en) Valve Block Arrangement and Method for a Valve Block Arrangement
KR20010071687A (ko) 유압회로
KR20030019921A (ko) 밸브 장치
WO1996027051B1 (en) Electrohydraulic proportional control valve assemblies
JPS63176802A (ja) 少なくとも1基のポンプから液圧が供給されている少なくとも2台の液圧消費装置の制御装置
US20200114956A1 (en) Hydraulic steering arrangement
JP3910280B2 (ja) 油圧駆動装置
JP2006132783A (ja) 液圧回路装置
US6244158B1 (en) Open center hydraulic system with reduced interaction between branches
CA1134711A (en) Flow control valve
JP3752326B2 (ja) 油圧駆動機械の制御装置
KR960016819B1 (ko) 부하압력보상펌프토출유량제어회로
JP3240265B2 (ja) 型締装置の油圧制御方法
JP3202361B2 (ja) 射出成形機のブレーキ装置
JPH07293508A (ja) 油圧制御装置
JP3307442B2 (ja) 負荷感応形油圧回路
JP2809096B2 (ja) 射出成形機の油圧回路
KR200143496Y1 (ko) 동력조향장치의 조향력제어장치

Legal Events

Date Code Title Description
A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20050726

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20050926

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20051115

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20060116

A911 Transfer of reconsideration by examiner before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20060119

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20060221

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20060306

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 3783582

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090324

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100324

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100324

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110324

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110324

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120324

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120324

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130324

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140324

Year of fee payment: 8

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees