JP5985907B2 - 流体圧制御装置 - Google Patents
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Description
第1流体圧を供給する第1流体圧供給部と、
前記第1流体圧より高い第2流体圧を供給する第2流体圧供給部と、
シリンダと、該シリンダ内を往復動するピストンとを有し、前記第2流体圧が負荷されて前記ピストンが前記シリンダ内を移動することで、前記第2流体圧よりも高い流体圧を発生する増圧部と、
第2流体圧負荷時の前記ピストンのストローク方向とは逆方向に、第1流体圧の負荷によって前記ピストンに作用する力よりも大きく、第2流体圧の負荷によって前記ピストンに作用する力よりも小さい力で、前記ピストンを付勢する付勢部と、
負荷される流体圧の変化によって弁位置が切り換わる第1切換弁部であって、前記第1流体圧が負荷されたときに前記第2流体圧供給部を前記増圧部に接続し、前記第2流体圧が負荷されたときに前記第1流体圧供給部を前記増圧部に接続するように切り換わる第1切換弁部と、
前記ピストンの移動によって弁位置が切り換わる第2切換弁部であって、前記ピストンが第2流体圧負荷時のストローク終端位置にあるときに前記第1切換弁部に前記第1流体圧供給部から流体圧が負荷され、前記ピストンが第1流体圧負荷時のストローク終端位置にあるときに前記第1切換弁部に前記第2流体圧供給部から流体圧が負荷されるように切り換わる第2切換弁部と、
前記第1流体圧供給部が前記第1切換弁部に流体圧を負荷するための流路を流れる流体の流量を規制する絞り部と、
を備えることを特徴とする。
となく、第2流体圧よりも高圧の流体圧を連続的に生成することができる。本発明の構成における具体的な動作は以下のようになる。
前記増圧部により前記第2流体圧よりも高い流体圧に増圧された流体を蓄積可能な第1の蓄圧手段と、
前記増圧部により前記第2流体圧よりも高い流体圧に増圧された流体を蓄積可能な第2の蓄圧手段と、
前記第1の蓄圧手段に蓄積された流体の圧力を検知する第1の圧力検知手段と、
前記第2の蓄圧手段に蓄積された流体の圧力を検知する第2の圧力検知手段と、
前記第1の蓄圧手段の下流側に設けられる第1の切換弁と、
前記第2の蓄圧手段の下流側に設けられる第2の切換弁と、
前記第1の切換弁を切り換えることで、前記第1の蓄圧手段への前記増圧された流体の蓄積、及び、前記第1の蓄圧手段に蓄積された流体の下流側への供給・非供給を制御し、前記第2の切換弁を切り換えることで、前記第2の蓄圧手段への前記増圧された流体の蓄積、及び、前記第2の蓄圧手段に蓄積された流体の下流側への供給・非供給を制御するコントローラと、
を備え、
前記コントローラは、前記第1の蓄圧手段及び前記第2の蓄圧手段のうちのいずれか一方の蓄圧手段に蓄積された流体を下流側へ供給するとともに、他方の蓄圧手段に前記増圧された流体を蓄積し、前記第1の圧力検知手段及び前記第2の圧力検知手段のうち前記一方の蓄圧手段に蓄積された流体の圧力を検知する圧力検知手段が検知する圧力が所定の値以下に低下すると、前記一方の蓄圧手段に蓄積された流体の下流側への供給を停止して前記一方の蓄圧手段に前記増圧された流体を蓄積するとともに、前記他方の蓄圧手段に蓄積された流体を下流側へ供給することで、前記第1の蓄圧手段及び前記第2の蓄圧手段から下流側へ前記増圧された流体を連続的に供給するとよい。
い。
図1は、本発明の実施例に係る油圧制御装置(流体圧制御装置)の油圧回路図である。本実施例に係る油圧制御装置は、例えば、普通乗用車や、トラック、油圧ショベル、フォークリフト、クレーン、ごみ収集車等におけるブレーキ、ステアリング、トランスミッション等の油圧装置に適用可能である。なお、図1に示す油圧回路は、本発明の流体圧制御装置の流体圧回路のあくまで1例であり、図1の構成に限定されるものではない。
方向に操作すると図2に示すようなレバー操作量Lxに比例した2次圧Pxが、切換弁4の信号ポート4−1又は4−2に供給されることにより、切換弁4が「伸び」位置又は「縮み」位置に切り換わる。なお、ポンプ3から吐出された圧油のうち、リモコン弁6から各信号ポート4−1、4−2に供給されない余剰油は、油路26を通って増圧装置32側に供給される作動油を除いて、全て油路19、リリーフ弁8、油路20を通ってタンク11へ排出される。
油路18より分岐した油路26上には電磁切換弁27が設けられている。電磁切換弁27は、その中立位置では油路26と油路28は遮断されており、同時に油路28は電磁切換弁27、油路29を介してタンク11(第1流体圧供給部)に接続されている。また、油路28は切換弁30、油路31を介して増圧装置(増圧部)32に接続している。
S1:ピストン端面32−2aの大径部断面積
S2:段差部32−2cの断面積
F1:ピストン32−2がケース32−1の端部32−1a部に押圧されているときのスプリングの付勢力
P1x:ピストン32−2がケース32−1の端部32−1a部に押圧されているときのピストン端面32−2aへの負荷圧
P2x:ピストン32−2がケース32−1の端部32−1a部に押圧されているときの段差部32−2cへの負荷圧
F2:ピストン32−2がケース32−1のストッパ部32−1bに押圧されているときのスプリングの付勢力
P1y:ピストン32−2がケース32−1のストッパ部32−1bに押圧されているときのピストン端面32−2aへの負荷圧
P2y:ピストン32−2がケース32−1のストッパ部32−1bに押圧されているときの段差部32−2cへの負荷圧
とすると、下記2式が成り立つ。
P2x・S2+F1≧P1x・S1 … (式1)
P2y・S2+F2≦P1y・S1 … (式2)
スイッチ33を入れると、コントローラ34から電気信号ライン68を介して電磁切換弁27に電気信号が入力され(ON状態)、電磁切換弁27が切り換わり、油路26と油路28が接続される。これにより、油圧ポンプ3からの圧油Pp(≧P1y)が切換弁30を介して増圧装置32のピストン端面32−2aに負荷される。式2より、ピストン32−2はケース32−1のストッパ部32−1bに当たるまで(第2流体圧負荷時のストローク終端位置まで)左方に移動する。このピストン32−2のストロークにより高圧にされた段差部油室32−8内の油は、油路40、逆止弁41を通って油路42に流入され、油路43、44、逆止弁45、46を通って蓄圧手段としてのアキュムレータ49、5
0にそれぞれ蓄圧される。ここで、S1をS2に比べ十分に大きな値にすることでパスカルの定理により、各アキュムレータ49、50への押し込み圧力は十分に高い圧力とすることが可能である。アキュムレータ49、50は、従来技術を適宜採用できる。例えば、ピストンや弾性体によって密閉区画された蓄圧室と背圧室を備え、蓄圧室内の圧力が背圧室内の圧力を上まわったときにピストンの移動や弾性体の変形によって蓄圧室の容積を拡大されることで油圧が蓄積される構成が知られている。
本実施例における蓄圧部の構成について説明する。油路47、48上には、それぞれ圧力検知手段としての圧力センサ51、52が設置されている。また、油路47、48から分岐した油路53、54及び逆止弁55、56を介してノーマルクローズ型の電磁比例切換弁57、58が接続されている。電磁比例切換弁57、58は、油路59、60、逆止弁61及び油路62を介して油路23に接続している。また、アキュムレータ49、50の容量が許容容量に達した場合は、余剰油が油路42上に設置されたリリーフ弁66及び油路67を通ってタンク11に排出されるようになっている。なお、リリーフ弁66の設定圧は、シリンダ5への回生時に必要な油圧よりも若干高めの設定にしておけばよく、メイン回路に使用されているリリーフ弁7に比べ、十分に低い設定圧力にすることが可能である。
給・非供給を制御する。すなわち、操作レバー6−1を伸び方向に操作すると切換弁4が伸び位置に切り換わってポンプ2からの圧油は、油路12、15、切換弁4、油路23を通ってシリンダ5の油室5−2に流入し、油室5−1内の油が油路24、切換弁4、油路25を通ってタンク11に排出される。このとき、圧力センサ9からの電気信号がコントローラ34に入力されることにより、予めコントローラに実装されている演算回路によって電気信号がまず電気信号ライン63を通って電磁比例切換弁57に入力される。そして、電磁比例切換弁57が切り換わると、アキュムレータ49内の蓄圧油が油路53、逆止弁55、電磁比例切換弁57、油路59、逆止弁61、油路62を通って油路23に合流し、シリンダ5の油室5−2に回生される。また、このとき、同時にコントローラ34より、電気信号が電気信号ライン65を通って駆動機構1に入力され、駆動力が低減される。すなわち、操作レバー6−1の伸び方向への操作が、増圧(蓄圧の回生)のスイッチとなる。
本実施例によれば、機械的に動作する切換弁30、切換弁部32−3、スプリング32−4の協働によって、ピストン32−2を連続的に往復動させることができる。したがって、電気的な制御を行うことなく、高圧の流体圧を連続的に生成することができる。これにより、従来のような電気制御が不要となり、流体圧制御回路の構成の簡素化を図ることができる。
2 メイン回路用油圧ポンプ
3 パイロット回路用油圧ポンプ(第2流体圧供給部)
4 切換弁
5 シリンダ5
6 油圧リモコン弁
11 タンク(第1流体圧供給部)
30 切換弁(第1切換弁部)
32 増圧装置(増圧部)
32−1 ケース(シリンダ)
32−2 ピストン
32−3 切換弁部(第2切換弁部)
32−4 スプリング(付勢部)
38 可変式スローリターン弁(絞り部)
49、50 アキュムレータ(蓄圧部)
Claims (4)
- 第1流体圧を供給する第1流体圧供給部と、
前記第1流体圧より高い第2流体圧を供給する第2流体圧供給部と、
シリンダと、該シリンダ内を往復動するピストンとを有し、前記第2流体圧が負荷されて前記ピストンが前記シリンダ内を移動することで、前記第2流体圧よりも高い流体圧を発生する増圧部と、
第2流体圧負荷時の前記ピストンのストローク方向とは逆方向に、第1流体圧の負荷によって前記ピストンに作用する力よりも大きく、第2流体圧の負荷によって前記ピストンに作用する力よりも小さい力で、前記ピストンを付勢する付勢部と、
負荷される流体圧の変化によって弁位置が切り換わる第1切換弁部であって、前記第1流体圧が負荷されたときに前記第2流体圧供給部を前記増圧部に接続し、前記第2流体圧が負荷されたときに前記第1流体圧供給部を前記増圧部に接続するように切り換わる第1切換弁部と、
前記ピストンの移動によって弁位置が切り換わる第2切換弁部であって、前記ピストンが第2流体圧負荷時のストローク終端位置にあるときに前記第1切換弁部に前記第1流体圧供給部から流体圧が負荷され、前記ピストンが第1流体圧負荷時のストローク終端位置にあるときに前記第1切換弁部に前記第2流体圧供給部から流体圧が負荷されるように切り換わる第2切換弁部と、
前記第1流体圧供給部が前記第1切換弁部に流体圧を負荷するための流路を流れる流体の流量を規制する絞り部と、
を備えることを特徴とする流体圧制御装置。 - 前記増圧部で発生した前記第2流体圧よりも高い流体圧を蓄圧し、かつ蓄圧した流体圧を下流側に供給可能な蓄圧部を備えることを特徴とする請求項1に記載の流体圧制御装置。
- 前記蓄圧部は、
前記増圧部により前記第2流体圧よりも高い流体圧に増圧された流体を蓄積可能な第1の蓄圧手段と、
前記増圧部により前記第2流体圧よりも高い流体圧に増圧された流体を蓄積可能な第2の蓄圧手段と、
前記第1の蓄圧手段に蓄積された流体の圧力を検知する第1の圧力検知手段と、
前記第2の蓄圧手段に蓄積された流体の圧力を検知する第2の圧力検知手段と、
前記第1の蓄圧手段の下流側に設けられる第1の切換弁と、
前記第2の蓄圧手段の下流側に設けられる第2の切換弁と、
前記第1の切換弁を切り換えることで、前記第1の蓄圧手段への前記増圧された流体の蓄積、及び、前記第1の蓄圧手段に蓄積された流体の下流側への供給・非供給を制御し、前記第2の切換弁を切り換えることで、前記第2の蓄圧手段への前記増圧された流体の蓄積、及び、前記第2の蓄圧手段に蓄積された流体の下流側への供給・非供給を制御するコントローラと、
を備え、
前記コントローラは、前記第1の蓄圧手段及び前記第2の蓄圧手段のうちのいずれか一方の蓄圧手段に蓄積された流体を下流側へ供給するとともに、他方の蓄圧手段に前記増圧された流体を蓄積し、前記第1の圧力検知手段及び前記第2の圧力検知手段のうち前記一方の蓄圧手段に蓄積された流体の圧力を検知する圧力検知手段が検知する圧力が所定の値以下に低下すると、前記一方の蓄圧手段に蓄積された流体の下流側への供給を停止して前記一方の蓄圧手段に前記増圧された流体を蓄積するとともに、前記他方の蓄圧手段に蓄積された流体を下流側へ供給することで、前記第1の蓄圧手段及び前記第2の蓄圧手段から下流側へ前記増圧された流体を連続的に供給することを特徴とする請求項2に記載の流体圧制御装置。 - 前記蓄圧部と、前記蓄圧部で蓄圧された流体圧の供給先と、の間に逆止弁を備えることを特徴とする請求項2に記載の流体圧制御装置。
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