JPH04290604A - 流体圧サーボシステム - Google Patents
流体圧サーボシステムInfo
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- JPH04290604A JPH04290604A JP5197591A JP5197591A JPH04290604A JP H04290604 A JPH04290604 A JP H04290604A JP 5197591 A JP5197591 A JP 5197591A JP 5197591 A JP5197591 A JP 5197591A JP H04290604 A JPH04290604 A JP H04290604A
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- pressure
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- rod cylinder
- control valve
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- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 7
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 12
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 8
- WUBBRNOQWQTFEX-UHFFFAOYSA-N 4-aminosalicylic acid Chemical compound NC1=CC=C(C(O)=O)C(O)=C1 WUBBRNOQWQTFEX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 3
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 2
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 description 1
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
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- Fluid-Pressure Circuits (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は流体サーボポンプを用い
てシリンダの変位、速度、力等を制御する流体圧サーボ
システムに係り、特にピストン両面の受圧面積が異なる
片ロッドシリンダあるいはアクチュエータの円滑な制御
を行うのに好適な流体圧サーボシステムに関する。
てシリンダの変位、速度、力等を制御する流体圧サーボ
システムに係り、特にピストン両面の受圧面積が異なる
片ロッドシリンダあるいはアクチュエータの円滑な制御
を行うのに好適な流体圧サーボシステムに関する。
【0002】
【従来の技術】従来の流体圧サーボシステムは、例えば
図8に示すように、ピストン5によって左右の油室3b
,3aが形成され片ロッドシリンダ3と、油室3a,3
bと油圧源41あるいはタンク13とを連通したり遮断
したりする制御弁42とが設けられている。油圧源41
は常時、一定圧力、一定流量の油動力を発生している。 この油動力を制御弁42によって油室3aまたは油室3
bに導くことによって、ピストン5に一体的に形成され
たロッド4bの動作を制御するとともに、負荷を制御し
ている。
図8に示すように、ピストン5によって左右の油室3b
,3aが形成され片ロッドシリンダ3と、油室3a,3
bと油圧源41あるいはタンク13とを連通したり遮断
したりする制御弁42とが設けられている。油圧源41
は常時、一定圧力、一定流量の油動力を発生している。 この油動力を制御弁42によって油室3aまたは油室3
bに導くことによって、ピストン5に一体的に形成され
たロッド4bの動作を制御するとともに、負荷を制御し
ている。
【0003】流体圧サーボシステムでは、図8のように
、片ロッドシリンダ3が用いられるのが一般的であるが
、それは、シリンダを小形にして油圧システムを小形化
することができるためと、負荷の押し引きの力の大きさ
に不平衡がある場合に有効に動作させることができるた
めである。そこで、このような油圧システムを構成する
場合、片ロッドシリンダを高精度に制御する必要性が生
じてくる。
、片ロッドシリンダ3が用いられるのが一般的であるが
、それは、シリンダを小形にして油圧システムを小形化
することができるためと、負荷の押し引きの力の大きさ
に不平衡がある場合に有効に動作させることができるた
めである。そこで、このような油圧システムを構成する
場合、片ロッドシリンダを高精度に制御する必要性が生
じてくる。
【0004】なお、これら流体圧サーボシステムに関す
るものは、「油空圧便覧」オーム社,1989年2月2
5日,第399頁に記載されている。
るものは、「油空圧便覧」オーム社,1989年2月2
5日,第399頁に記載されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術では、片ロッドシリンダをサーボポンプ制御しよ
うとすると、ピストン5の受圧面5aの面積Aaと受圧
面5bの面積Abが異なる(Aa>Ab)ので、サーボ
ポンプでは制御できない。例えば図9のように、ピスト
ン5が左方向にΔLだけ移動するとき、油室3aに流入
する流量をQLa、油室3bから流出する流量をQLb
とするとQLa/QLb=Aa/AbであるからQLa
≠QLbとなる。 また図10のように、ピストン5が右方向にΔLだけ移
動するとき、油室3aから流出する流量をQRa、油室
3bへ流入する流量をQRbとするとQRa/QRb=
Aa/AbであるからQRa≠QRbとなる。以上のこ
とから、片ロッドシリンダが動作するときに、サーボポ
ンプの吸入と吐出の流量にアンバランスが生じて高精度
に制御を行うのが困難となる。
来技術では、片ロッドシリンダをサーボポンプ制御しよ
うとすると、ピストン5の受圧面5aの面積Aaと受圧
面5bの面積Abが異なる(Aa>Ab)ので、サーボ
ポンプでは制御できない。例えば図9のように、ピスト
ン5が左方向にΔLだけ移動するとき、油室3aに流入
する流量をQLa、油室3bから流出する流量をQLb
とするとQLa/QLb=Aa/AbであるからQLa
≠QLbとなる。 また図10のように、ピストン5が右方向にΔLだけ移
動するとき、油室3aから流出する流量をQRa、油室
3bへ流入する流量をQRbとするとQRa/QRb=
Aa/AbであるからQRa≠QRbとなる。以上のこ
とから、片ロッドシリンダが動作するときに、サーボポ
ンプの吸入と吐出の流量にアンバランスが生じて高精度
に制御を行うのが困難となる。
【0006】本発明の目的は、ピストンの受圧面積が異
なるロッドシリンダをサーボポンプ制御する際に、高精
度に制御を行うことが可能な流体圧サーボシステムと、
その流体圧サーボシステムに用いられる制御弁およびロ
ッドシリンダを提供することである。
なるロッドシリンダをサーボポンプ制御する際に、高精
度に制御を行うことが可能な流体圧サーボシステムと、
その流体圧サーボシステムに用いられる制御弁およびロ
ッドシリンダを提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、吐出側と吸込側が互いに切替自在なサー
ボポンプと、ピストンによって隔てられた2つの油室が
前記サーボポンプに接続され、かつピストン両面の受圧
面積が異なって形成されたロッドシリンダと、を備えた
流体圧サーボシステムにおいて、前記ロッドシリンダの
2つの油室のうち、ピストンの受圧面積が大きい側の油
室に油路を介してタンクを接続するとともに、前記ロッ
ドシリンダのピストンが受圧面積の小さい方へ移動する
ときは前記油路を遮断し、受圧面積の大きい方へ移動す
るときは前記油路を開放する制御手段を設けたものであ
る。
に、本発明は、吐出側と吸込側が互いに切替自在なサー
ボポンプと、ピストンによって隔てられた2つの油室が
前記サーボポンプに接続され、かつピストン両面の受圧
面積が異なって形成されたロッドシリンダと、を備えた
流体圧サーボシステムにおいて、前記ロッドシリンダの
2つの油室のうち、ピストンの受圧面積が大きい側の油
室に油路を介してタンクを接続するとともに、前記ロッ
ドシリンダのピストンが受圧面積の小さい方へ移動する
ときは前記油路を遮断し、受圧面積の大きい方へ移動す
るときは前記油路を開放する制御手段を設けたものであ
る。
【0008】また、本発明は、吐出側と吸込側が互いに
切替自在なサーボポンプと、ピストンによって隔てられ
た2つの油室が前記サーボポンプに接続され、かつピス
トン両面の受圧面積が異なって形成されたロッドシリン
ダと、を備えた流体圧サーボシステムにおいて、前記ロ
ッドシリンダの2つの油室のうち、ピストンの受圧面積
が大きい側の油室に油路を介してタンクを接続するとと
もに、前記油路を開閉する制御弁を設け、かつ前記ロッ
ドシリンダのピストンの移動速度を検出する検出器を設
け、該検出器の検出結果に基づき、ピストンが受圧面積
の小さい方向へ移動していると判明したときは前記制御
弁を閉じ、受圧面積の大きい方向へ移動していると判明
したときは前記制御弁を開く弁制御手段を設けたもので
ある。
切替自在なサーボポンプと、ピストンによって隔てられ
た2つの油室が前記サーボポンプに接続され、かつピス
トン両面の受圧面積が異なって形成されたロッドシリン
ダと、を備えた流体圧サーボシステムにおいて、前記ロ
ッドシリンダの2つの油室のうち、ピストンの受圧面積
が大きい側の油室に油路を介してタンクを接続するとと
もに、前記油路を開閉する制御弁を設け、かつ前記ロッ
ドシリンダのピストンの移動速度を検出する検出器を設
け、該検出器の検出結果に基づき、ピストンが受圧面積
の小さい方向へ移動していると判明したときは前記制御
弁を閉じ、受圧面積の大きい方向へ移動していると判明
したときは前記制御弁を開く弁制御手段を設けたもので
ある。
【0009】また、本発明は、吐出側と吸込側が互いに
切替自在なサーボポンプと、ピストンによって隔てられ
た2つの油室が前記サーボポンプに接続され、かつピス
トン両面の受圧面積が異なって形成されたロッドシリン
ダと、を備えた流体圧サーボシステムにおいて、前記ロ
ッドシリンダの2つの油室のうち、ピストンの受圧面積
が大きい側の油室に油路を介してタンクを接続するとと
もに、前記油路を開閉する制御弁を設け、かつ前記ロッ
ドシリンダの2つの油室内の圧力を検出する圧力検出器
を設け、該圧力検出器の検出結果に基づき、ピストンが
受圧面積の小さい方向へ移動していると判明したときは
前記制御弁を閉じ、受圧面積の大きい方向へ移動してい
ると判明したときは前記制御弁を開く弁制御手段を設け
たものである。
切替自在なサーボポンプと、ピストンによって隔てられ
た2つの油室が前記サーボポンプに接続され、かつピス
トン両面の受圧面積が異なって形成されたロッドシリン
ダと、を備えた流体圧サーボシステムにおいて、前記ロ
ッドシリンダの2つの油室のうち、ピストンの受圧面積
が大きい側の油室に油路を介してタンクを接続するとと
もに、前記油路を開閉する制御弁を設け、かつ前記ロッ
ドシリンダの2つの油室内の圧力を検出する圧力検出器
を設け、該圧力検出器の検出結果に基づき、ピストンが
受圧面積の小さい方向へ移動していると判明したときは
前記制御弁を閉じ、受圧面積の大きい方向へ移動してい
ると判明したときは前記制御弁を開く弁制御手段を設け
たものである。
【0010】さらに、本発明の制御弁は、シリンダと、
該シリンダ内に往復動自在に設けられ両端にピストンが
形成された弁体と、前記シリンダの一端側に形成された
油室に連通する第1のポートと、前記シリンダの他端側
に形成された油室に連通する第2のポートと、前記両ピ
ストンで隔てられて前記シリンダの中間部に形成された
油室に連通する第3のポートと、前記シリンダの中間部
に形成された油室と前記第1のポートとを連通する通路
とを備え、前記第1・第2のポートに加わる油圧に基づ
いて、前記第1のポートと第3のポートとの連通および
遮断が切替自在であることを特徴としている。
該シリンダ内に往復動自在に設けられ両端にピストンが
形成された弁体と、前記シリンダの一端側に形成された
油室に連通する第1のポートと、前記シリンダの他端側
に形成された油室に連通する第2のポートと、前記両ピ
ストンで隔てられて前記シリンダの中間部に形成された
油室に連通する第3のポートと、前記シリンダの中間部
に形成された油室と前記第1のポートとを連通する通路
とを備え、前記第1・第2のポートに加わる油圧に基づ
いて、前記第1のポートと第3のポートとの連通および
遮断が切替自在であることを特徴としている。
【0011】また、本発明のロッドシリンダは、ピスト
ンによって隔てられた2つの油室を有し、ピストン両面
の受圧面積が異なって形成されたロッドシリンダ部と、
3つのポートを有し、前記ピストンが受圧面積の小さい
方へ移動するときは3つのポートを同時に遮断し、受圧
面積の大きい方へ移動するときは特定の2つのポートを
内部で連通させる制御弁部と、が一体的に形成されたこ
とを特徴としている。
ンによって隔てられた2つの油室を有し、ピストン両面
の受圧面積が異なって形成されたロッドシリンダ部と、
3つのポートを有し、前記ピストンが受圧面積の小さい
方へ移動するときは3つのポートを同時に遮断し、受圧
面積の大きい方へ移動するときは特定の2つのポートを
内部で連通させる制御弁部と、が一体的に形成されたこ
とを特徴としている。
【0012】
【作用】上記各構成によれば、ロッドシリンダのピスト
ンの移動に伴って、ロッドシリンダからの吐出量とロッ
ドシリンダへの供給量にアンバランスがあっても、余剰
な流量はタンクへ戻し、不足流量は供給されので、サー
ボポンプとロッドシリンダをつなぐ通路内に異常高圧ま
たは異常低圧が生じることがなく、ロッドシリンダのピ
ストンを円滑に移動させることができる。
ンの移動に伴って、ロッドシリンダからの吐出量とロッ
ドシリンダへの供給量にアンバランスがあっても、余剰
な流量はタンクへ戻し、不足流量は供給されので、サー
ボポンプとロッドシリンダをつなぐ通路内に異常高圧ま
たは異常低圧が生じることがなく、ロッドシリンダのピ
ストンを円滑に移動させることができる。
【0013】また、通路内に異常高圧または異常低圧が
生じることがないため、エネルギの損失を最小限にする
ことができ、エネルギ効率のよいシステムを構築するこ
とができる。
生じることがないため、エネルギの損失を最小限にする
ことができ、エネルギ効率のよいシステムを構築するこ
とができる。
【0014】
【実施例】以下、本発明を図面を用いて詳細に説明する
。 (第1実施例)図1は本発明の第1実施例を示した流体
圧サーボシステムの全体構成図である。1はサーボポン
プ(例えば斜板式ポンプ)であり、モータ2によって駆
動される。このサーボポンプ1の吸入ポートまたは吐出
ポートは、配管または管路で構成された油路21a,2
1bを介して片ロッドシリンダ3の油室3a,3bの一
方にそれぞれ接続されている。片ロッドシリンダ3の内
部にはピストン5が設けられ、このピストン5によって
片ロッドシリンダ3内には油室3a,3bが形成されて
いる。ピストン5の一方の面5aは平坦であるが、他方
の面5bにはロッド4bが形成されている。
。 (第1実施例)図1は本発明の第1実施例を示した流体
圧サーボシステムの全体構成図である。1はサーボポン
プ(例えば斜板式ポンプ)であり、モータ2によって駆
動される。このサーボポンプ1の吸入ポートまたは吐出
ポートは、配管または管路で構成された油路21a,2
1bを介して片ロッドシリンダ3の油室3a,3bの一
方にそれぞれ接続されている。片ロッドシリンダ3の内
部にはピストン5が設けられ、このピストン5によって
片ロッドシリンダ3内には油室3a,3bが形成されて
いる。ピストン5の一方の面5aは平坦であるが、他方
の面5bにはロッド4bが形成されている。
【0015】サーボポンプ1の斜板角を操作するピスト
ン6はサーボ弁7に接続され、これらはサーボポンプ1
の吐出量を制御する吐出量制御機構を構成している。8
は吐出量制御機構のピストン6に圧油を供給する補助ポ
ンプである。補助ポンプ8は片ロッドシリンダ3の補助
回路のチェック弁9a,9bおよびリリーフ弁10に接
続されている。補助ポンプ8、チェック弁9a,9b、
リリーフ弁10、モータ11、フィルタ12およびタン
ク13は油圧源を構成している。油路21a,21bの
中間部にはポート14a,14b,14cを有する制御
弁14が設けられている。制御弁14のポート14a,
14bは油路21a,21bにそれぞれ接続され、ポー
ト14cはタンク13に接続されている。ポート14a
,14b,14cは、制御弁14の内部で連通したり遮
断したりする構造となっている。
ン6はサーボ弁7に接続され、これらはサーボポンプ1
の吐出量を制御する吐出量制御機構を構成している。8
は吐出量制御機構のピストン6に圧油を供給する補助ポ
ンプである。補助ポンプ8は片ロッドシリンダ3の補助
回路のチェック弁9a,9bおよびリリーフ弁10に接
続されている。補助ポンプ8、チェック弁9a,9b、
リリーフ弁10、モータ11、フィルタ12およびタン
ク13は油圧源を構成している。油路21a,21bの
中間部にはポート14a,14b,14cを有する制御
弁14が設けられている。制御弁14のポート14a,
14bは油路21a,21bにそれぞれ接続され、ポー
ト14cはタンク13に接続されている。ポート14a
,14b,14cは、制御弁14の内部で連通したり遮
断したりする構造となっている。
【0016】このような構成において、ピストン5を図
の右方向に移動させる場合、サーボポンプ1は油路21
aを介して油室3aから油を吸い込み、油路21bを介
して油室3bに油を吐出する。この場合、前述したよう
にピストン5の両面の受圧面積の違いから、油室3aか
ら排出される流量の方が油室3bに供給される流量より
多くなり、サーボポンプ1では吸入側の流量が過剰とな
る。そこで、制御弁14を作動させて、ポート14aと
ポート14cとを互いに制御弁14内で連通させる。こ
のとき、ポート14bはポート14aとポート14cの
どちらとも遮断している。このように制御すると、油室
3aからサーボポンプ1の吸入側へ供給された余剰流量
は、制御弁14のポート14aからポート14cへ制御
弁14内を通ってタンク13へ戻り、ピストン5が右方
向へ円滑に移動することが可能となる。
の右方向に移動させる場合、サーボポンプ1は油路21
aを介して油室3aから油を吸い込み、油路21bを介
して油室3bに油を吐出する。この場合、前述したよう
にピストン5の両面の受圧面積の違いから、油室3aか
ら排出される流量の方が油室3bに供給される流量より
多くなり、サーボポンプ1では吸入側の流量が過剰とな
る。そこで、制御弁14を作動させて、ポート14aと
ポート14cとを互いに制御弁14内で連通させる。こ
のとき、ポート14bはポート14aとポート14cの
どちらとも遮断している。このように制御すると、油室
3aからサーボポンプ1の吸入側へ供給された余剰流量
は、制御弁14のポート14aからポート14cへ制御
弁14内を通ってタンク13へ戻り、ピストン5が右方
向へ円滑に移動することが可能となる。
【0017】一方、ピストン5を左方向に移動させる場
合、ピストン5の受圧面積の違いから油室3bから排出
される流量の方が油室3aに供給される流量より少ない
ので、サーボポンプ1では吸入側への流量が不足する。 そこで、制御弁14を作動させて、ポート14a,14
b,14cを互いにすべて遮断する。そうすると、不足
流量は補助ポンプ8からチェック弁9bを通ってサーボ
ポンプ1の吸入側へ送り込まれる。これによって、油室
3aへの流量が充分に確保されるのでピストン5は左方
向へ円滑に移動することができる。
合、ピストン5の受圧面積の違いから油室3bから排出
される流量の方が油室3aに供給される流量より少ない
ので、サーボポンプ1では吸入側への流量が不足する。 そこで、制御弁14を作動させて、ポート14a,14
b,14cを互いにすべて遮断する。そうすると、不足
流量は補助ポンプ8からチェック弁9bを通ってサーボ
ポンプ1の吸入側へ送り込まれる。これによって、油室
3aへの流量が充分に確保されるのでピストン5は左方
向へ円滑に移動することができる。
【0018】(第2実施例)図2は本発明の第2実施例
を示している。本実施例は、ロッド4bの速度を検出す
ることによってピストン5の移動方向を検知するように
した例である。図に示すように、ロッド4bの先端側に
はロッド4bの移動速度を検出する検出器31が設けら
れている。検出器31には制御装置32が接続され、更
に制御装置32は制御弁14に接続されている。検出器
31はロッド4bの速度、変位、または加速度を検出し
、その検出信号を制御装置32に送信する。制御装置3
2は検出器31からの検出信号を取り込み、その検出信
号に基づいて制御弁14に開閉指令を出力し、その開閉
指令によって制御弁14は弁の開閉動作を行う。
を示している。本実施例は、ロッド4bの速度を検出す
ることによってピストン5の移動方向を検知するように
した例である。図に示すように、ロッド4bの先端側に
はロッド4bの移動速度を検出する検出器31が設けら
れている。検出器31には制御装置32が接続され、更
に制御装置32は制御弁14に接続されている。検出器
31はロッド4bの速度、変位、または加速度を検出し
、その検出信号を制御装置32に送信する。制御装置3
2は検出器31からの検出信号を取り込み、その検出信
号に基づいて制御弁14に開閉指令を出力し、その開閉
指令によって制御弁14は弁の開閉動作を行う。
【0019】例えばピストン5が右方向へ移動している
ときの速度を正、左方向へ移動しているときの速度を負
とする。いまピストン5の速度が正ならば、ピストン5
は右方向に移動しているから、このとき前述の如く検出
器31によって速度が正であることを検知し、さらに制
御装置32は、制御弁14のポート14aとポート14
cを制御弁14内で連通させポート14bは遮断させる
指令を制御弁14に出力して、制御弁14の動作を制御
する。これによって、油室3aからの余剰流量をタンク
13へ戻すことができる。
ときの速度を正、左方向へ移動しているときの速度を負
とする。いまピストン5の速度が正ならば、ピストン5
は右方向に移動しているから、このとき前述の如く検出
器31によって速度が正であることを検知し、さらに制
御装置32は、制御弁14のポート14aとポート14
cを制御弁14内で連通させポート14bは遮断させる
指令を制御弁14に出力して、制御弁14の動作を制御
する。これによって、油室3aからの余剰流量をタンク
13へ戻すことができる。
【0020】一方、ピストン5が左方向に移動している
とき、ピストン5の速度は負であるから、そのとき、制
御装置32はポート14a,14b,14cをそれぞれ
遮断させる指令を出力し、その開閉指令によって制御弁
14は弁の閉動作を行う。
とき、ピストン5の速度は負であるから、そのとき、制
御装置32はポート14a,14b,14cをそれぞれ
遮断させる指令を出力し、その開閉指令によって制御弁
14は弁の閉動作を行う。
【0021】(第3実施例)図3は本発明の第3実施例
を示している。本実施例は、油室3a,3bの圧力を検
出することによってピストン5の移動方向を検知するよ
うにした例である。図に示すように、ロッドシリンダ3
の油室3a,3bにはそれぞれ圧力検出器34a,34
bが設けられている。そして、圧力検出器34a,34
bには制御装置35が接続され、更に制御装置35は制
御弁14に接続されている。
を示している。本実施例は、油室3a,3bの圧力を検
出することによってピストン5の移動方向を検知するよ
うにした例である。図に示すように、ロッドシリンダ3
の油室3a,3bにはそれぞれ圧力検出器34a,34
bが設けられている。そして、圧力検出器34a,34
bには制御装置35が接続され、更に制御装置35は制
御弁14に接続されている。
【0022】いま、ピストン5を右方向へ移動させると
きは、サーボポンプ1は油室3aから油を吸込み油室3
bに吐出するから、油室3aの圧力Paは油室3bの圧
力Pbに比べて十分低くなる。このとき、圧力検出器3
4a,34bによって圧力Pa,Pbを検出し、その圧
力信号を制御装置35で比較・演算して制御弁14に指
令を出す。これによって、制御弁14のポート14aと
ポート14cは連通し、ポート14bは遮断状態となり
、余剰流量をタンク13へ戻すことができる。
きは、サーボポンプ1は油室3aから油を吸込み油室3
bに吐出するから、油室3aの圧力Paは油室3bの圧
力Pbに比べて十分低くなる。このとき、圧力検出器3
4a,34bによって圧力Pa,Pbを検出し、その圧
力信号を制御装置35で比較・演算して制御弁14に指
令を出す。これによって、制御弁14のポート14aと
ポート14cは連通し、ポート14bは遮断状態となり
、余剰流量をタンク13へ戻すことができる。
【0023】一方、ピストン5を左方向へ移動させると
きは、圧力Pbは圧力Paに比べて十分低くなるので、
そのときの圧力Pa,Pbを圧力検出器34a,34b
で検出し、その圧力信号を制御装置35で比較・演算し
て、今度は制御弁14のポート14a,14b,14c
を互いに遮断する。そうすると、前述と同様に、不足流
量はチェック弁9bを通って補給される。
きは、圧力Pbは圧力Paに比べて十分低くなるので、
そのときの圧力Pa,Pbを圧力検出器34a,34b
で検出し、その圧力信号を制御装置35で比較・演算し
て、今度は制御弁14のポート14a,14b,14c
を互いに遮断する。そうすると、前述と同様に、不足流
量はチェック弁9bを通って補給される。
【0024】(第4実施例)図4は本発明の第4実施例
を示した制御弁の全体構成図である。図において、ポー
ト14a,14b,14cは前述の3つの実施例と同様
である。制御弁14内にはスプール15が設けられてお
り、該スプール15の右端にはピストン15aが、左端
にはピストン15bがそれぞれ形成されている。ピスト
ン15aの右端側に形成された油室17aは通路14a
′を介してポート14aに開口している。ピストン15
bの左端側に形成された油室17bはポート14bに開
口している。ピストン15a,15bの中間に設けられ
た油室17cはポート14cに開口し、更にタンク13
に連通している。また油室17cの右端近傍には通路1
4a″が設けられ、該通路14a″は通路14a′を介
して油室17aと連通している。さらに、油室17a内
にはバネ体16aが内挿されている。
を示した制御弁の全体構成図である。図において、ポー
ト14a,14b,14cは前述の3つの実施例と同様
である。制御弁14内にはスプール15が設けられてお
り、該スプール15の右端にはピストン15aが、左端
にはピストン15bがそれぞれ形成されている。ピスト
ン15aの右端側に形成された油室17aは通路14a
′を介してポート14aに開口している。ピストン15
bの左端側に形成された油室17bはポート14bに開
口している。ピストン15a,15bの中間に設けられ
た油室17cはポート14cに開口し、更にタンク13
に連通している。また油室17cの右端近傍には通路1
4a″が設けられ、該通路14a″は通路14a′を介
して油室17aと連通している。さらに、油室17a内
にはバネ体16aが内挿されている。
【0025】以上のような構成において、ピストン5を
右方向に移動させるとき、ポート14aが吸入側にポー
ト14bが吐出側になるので、油室17aの圧力は低下
し油室17bの圧力は上昇して、ピストン15はバネ体
16aの付勢力に抗して右方に動く。ピストン15が右
方に動くと、油室17cを介してポート14a″とポー
ト14cが連通するから、ポート14aに接続された油
路内にある油はポート14a″を通ってポート14cか
らタンク13へ戻ることができる。
右方向に移動させるとき、ポート14aが吸入側にポー
ト14bが吐出側になるので、油室17aの圧力は低下
し油室17bの圧力は上昇して、ピストン15はバネ体
16aの付勢力に抗して右方に動く。ピストン15が右
方に動くと、油室17cを介してポート14a″とポー
ト14cが連通するから、ポート14aに接続された油
路内にある油はポート14a″を通ってポート14cか
らタンク13へ戻ることができる。
【0026】また、ピストン5を左方向に移動させると
き、ポート14aが吐出側にポート14bが吸入側にな
るので、油室17aの圧力は上昇し油室17bの圧力は
低下して、バネ体16aの付勢力も加わってピストン1
5は左方向へ押し付けられる。そうすると、ポート14
a″のすきまは完全に閉じられ、ポート14aとタンク
13は遮断される。
き、ポート14aが吐出側にポート14bが吸入側にな
るので、油室17aの圧力は上昇し油室17bの圧力は
低下して、バネ体16aの付勢力も加わってピストン1
5は左方向へ押し付けられる。そうすると、ポート14
a″のすきまは完全に閉じられ、ポート14aとタンク
13は遮断される。
【0027】(第5実施例)図5は本発明の第5実施例
であり、制御弁の他の実施例を示している。本実施例の
構成は全体的に図4の実施例と似ているが、違うところ
はピストン15aとピストン15bの径が異なっている
点である。ピストン15aの受圧面積をSa、ピストン
15bの受圧面積をSbとし、バネ16aによる左方向
のバネ力をFspとする。いまピストン15が左右の圧
力バランスで釣合っているとすると、PaSa+Fsp
=PbSbなる関係が成立する。またピストン15が左
方向に押し付けられていると、PaSa+Fsp>Pb
Sbなる関係が成立する。この状態ではポート14a″
は閉じた状態であり、ポート14aと14cは遮断状態
にある。ピストン5を右方向に移動させるとき、油室1
7bの圧力Paが低下するので、圧力バランスはPaS
a+Fsp<PbSbとなり、ピストン15は右へ移動
し、ポート14aとポート14cは連通する。
であり、制御弁の他の実施例を示している。本実施例の
構成は全体的に図4の実施例と似ているが、違うところ
はピストン15aとピストン15bの径が異なっている
点である。ピストン15aの受圧面積をSa、ピストン
15bの受圧面積をSbとし、バネ16aによる左方向
のバネ力をFspとする。いまピストン15が左右の圧
力バランスで釣合っているとすると、PaSa+Fsp
=PbSbなる関係が成立する。またピストン15が左
方向に押し付けられていると、PaSa+Fsp>Pb
Sbなる関係が成立する。この状態ではポート14a″
は閉じた状態であり、ポート14aと14cは遮断状態
にある。ピストン5を右方向に移動させるとき、油室1
7bの圧力Paが低下するので、圧力バランスはPaS
a+Fsp<PbSbとなり、ピストン15は右へ移動
し、ポート14aとポート14cは連通する。
【0028】本実施例によれば、ピストン15aとピス
トン15bの径が異なっているため、ポート14a″を
遮断する時のピストン15の戻りを早くすることができ
る。
トン15bの径が異なっているため、ポート14a″を
遮断する時のピストン15の戻りを早くすることができ
る。
【0029】(第6実施例)図6は本発明の第6実施例
であり、制御弁の更に他の実施例を示している。本実施
例は、ポート14bが油圧源18につながっている場合
の例で、油室17bがある一定の圧力Pbに保持されて
いる。この場合、ピストン15を右に押す力はPbSb
であり、左に押す力はPaSa+Fspである。PbS
bは一定であるから、PaSa+Fspの大きさによっ
てピストン15が左右に動く。圧力PaがPa>(Pb
Sb−Fsp)/Saなる関係にあるときピストン15
は左方向に押し付けられているから、ポート14a″は
閉じており、ポート14aとポート14cは遮断されて
いる。ピストン5を右方向に動かすとき、圧力Paが低
下するからPa≦(PbSb−Fsp)/Saなる関係
となり、ピストン15は右方向に移動するから、ポート
14a″は開口し、ポート14aとポート14cは連通
する。
であり、制御弁の更に他の実施例を示している。本実施
例は、ポート14bが油圧源18につながっている場合
の例で、油室17bがある一定の圧力Pbに保持されて
いる。この場合、ピストン15を右に押す力はPbSb
であり、左に押す力はPaSa+Fspである。PbS
bは一定であるから、PaSa+Fspの大きさによっ
てピストン15が左右に動く。圧力PaがPa>(Pb
Sb−Fsp)/Saなる関係にあるときピストン15
は左方向に押し付けられているから、ポート14a″は
閉じており、ポート14aとポート14cは遮断されて
いる。ピストン5を右方向に動かすとき、圧力Paが低
下するからPa≦(PbSb−Fsp)/Saなる関係
となり、ピストン15は右方向に移動するから、ポート
14a″は開口し、ポート14aとポート14cは連通
する。
【0030】本実施例によれば、油圧源18から一定の
圧力が供給されるので、制御弁14を制御する際に外乱
の影響を少なくすることができる。
圧力が供給されるので、制御弁14を制御する際に外乱
の影響を少なくすることができる。
【0031】(第7実施例)図7は本発明の第7実施例
であり、制御弁を内蔵したロッドシリンダの例を示して
いる。構成は前述した通りであり、ロッドシリンダ3の
油室3aと3bはそれぞれ制御弁14の油室17a,1
7bに連通している。そして、ピストン5が右方向に移
動するとき、ロッドシリンダ3の油室3aの圧力が低下
し、同時に制御弁14の油室17aの圧力が低下する。 油室17aの圧力が低下すると、ピストン15は右方向
に移動するのでポート14a″が開口し、油室3aおよ
び油室17a内にある油の余剰流量はタンク3へ戻るこ
とができる。
であり、制御弁を内蔵したロッドシリンダの例を示して
いる。構成は前述した通りであり、ロッドシリンダ3の
油室3aと3bはそれぞれ制御弁14の油室17a,1
7bに連通している。そして、ピストン5が右方向に移
動するとき、ロッドシリンダ3の油室3aの圧力が低下
し、同時に制御弁14の油室17aの圧力が低下する。 油室17aの圧力が低下すると、ピストン15は右方向
に移動するのでポート14a″が開口し、油室3aおよ
び油室17a内にある油の余剰流量はタンク3へ戻るこ
とができる。
【0032】また、ピストン5が左方向に移動するとき
は、油室3bおよび油室17b内の圧力が低下するので
ピストン15は左方向に移動する。これにより、ポート
14a″は閉じて油室3aと油室17cは遮断される。
は、油室3bおよび油室17b内の圧力が低下するので
ピストン15は左方向に移動する。これにより、ポート
14a″は閉じて油室3aと油室17cは遮断される。
【0033】以上述べた実施例では片ロッドシリンダを
制御する場合を示したが、本発明は両ロッドシリンダを
制御する場合にも適用することができる。
制御する場合を示したが、本発明は両ロッドシリンダを
制御する場合にも適用することができる。
【0034】本発明の流体圧サーボシステムは油圧エレ
ベータや圧延機の圧下装置に適用することができる。
ベータや圧延機の圧下装置に適用することができる。
【0035】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ロッドシリンダの動作に伴ってロッドシリンダが必要と
する流量にアンバランスがあっても、余剰流量はタンク
へ戻し、不足流量は供給されので、サーボポンプとロッ
ドシリンダをつなぐ通路内に異常高圧または異常低圧が
生じることがなく、流体圧サーボシステムを高精度に制
御することができるとともに、流体圧サーボシステムの
信頼性を飛躍的に向上させることができる。
ロッドシリンダの動作に伴ってロッドシリンダが必要と
する流量にアンバランスがあっても、余剰流量はタンク
へ戻し、不足流量は供給されので、サーボポンプとロッ
ドシリンダをつなぐ通路内に異常高圧または異常低圧が
生じることがなく、流体圧サーボシステムを高精度に制
御することができるとともに、流体圧サーボシステムの
信頼性を飛躍的に向上させることができる。
【0036】また、エネルギの損失を最小限に押さえる
ことができるため、シリンダの出力を大きくすることも
可能である。
ことができるため、シリンダの出力を大きくすることも
可能である。
【図1】本発明の第1実施例を示した流体圧サーボシス
テムの全体構成図である。
テムの全体構成図である。
【図2】本発明の第2実施例を示した流体圧サーボシス
テムの全体構成図である。
テムの全体構成図である。
【図3】本発明の第3実施例を示した流体圧サーボシス
テムの全体構成図である。
テムの全体構成図である。
【図4】本発明の第4実施例を示し、制御弁の構成図で
ある。
ある。
【図5】本発明の第5実施例を示し、制御弁の他の実施
例を示す構成図である。
例を示す構成図である。
【図6】本発明の第6実施例を示し、制御弁の更に他の
実施例を示す構成図である。
実施例を示す構成図である。
【図7】本発明の第7実施例を示し、ロッドシリンダの
構成図である
構成図である
【図8】従来の流体圧サーボシステムの構成図である。
【図9】片ロッドシリンダの動作を示す模式図である。
【図10】片ロッドシリンダの動作を示す模式図である
。
。
1 サーボポンプ
3 片ロッドシリンダ
3a,3b 油室
4b ロッド
5 ピストン
8 補助ポンプ
9a,9b チェック弁
13 タンク
14 制御弁
14a,14b,14c ポート
21a,21b 油路
31 検出器
32,35 制御装置
34a,34b 圧力検出器
Claims (7)
- 【請求項1】 吐出側と吸込側が互いに切替自在なサ
ーボポンプと、ピストンによって隔てられた2つの油室
が前記サーボポンプに接続され、かつピストン両面の受
圧面積が異なって形成されたロッドシリンダと、を備え
た流体圧サーボシステムにおいて、前記ロッドシリンダ
の2つの油室のうち、ピストンの受圧面積が大きい側の
油室に油路を介してタンクを接続するとともに、前記ロ
ッドシリンダのピストンが受圧面積の小さい方へ移動す
るときは前記油路を遮断し、受圧面積の大きい方へ移動
するときは前記油路を開放する制御手段を設けたことを
特徴とする流体圧サーボシステム。 - 【請求項2】 吐出側と吸込側が互いに切替自在なサ
ーボポンプと、ピストンによって隔てられた2つの油室
が前記サーボポンプに接続され、かつピストン両面の受
圧面積が異なって形成されたロッドシリンダと、を備え
た流体圧サーボシステムにおいて、前記ロッドシリンダ
の2つの油室のうち、ピストンの受圧面積が大きい側の
油室に油路を介してタンクを接続するとともに、前記油
路を開閉する制御弁を設け、かつ前記ロッドシリンダの
ピストンの移動速度を検出する検出器を設け、該検出器
の検出結果に基づき、ピストンが受圧面積の小さい方向
へ移動していると判明したときは前記制御弁を閉じ、受
圧面積の大きい方向へ移動していると判明したときは前
記制御弁を開く弁制御手段を設けたことを特徴とする流
体圧サーボシステム。 - 【請求項3】 吐出側と吸込側が互いに切替自在なサ
ーボポンプと、ピストンによって隔てられた2つの油室
が前記サーボポンプに接続され、かつピストン両面の受
圧面積が異なって形成されたロッドシリンダと、を備え
た流体圧サーボシステムにおいて、前記ロッドシリンダ
の2つの油室のうち、ピストンの受圧面積が大きい側の
油室に油路を介してタンクを接続するとともに、前記油
路を開閉する制御弁を設け、かつ前記ロッドシリンダの
2つの油室内の圧力を検出する圧力検出器を設け、該圧
力検出器の検出結果に基づき、ピストンが受圧面積の小
さい方向へ移動していると判明したときは前記制御弁を
閉じ、受圧面積の大きい方向へ移動していると判明した
ときは前記制御弁を開く弁制御手段を設けたことを特徴
とする流体圧サーボシステム。 - 【請求項4】 請求項2又は3記載の流体圧サーボシ
ステムにおいて、前記制御弁は、前記サーボポンプから
の油圧を駆動力として作動することを特徴とする流体圧
サーボシステム。 - 【請求項5】 請求項2又は3記載の流体圧サーボシ
ステムにおいて、前記制御弁は、前記サーボポンプから
の油圧と、前記サーボポンプ以外の油圧源からの油圧と
を駆動力として作動することを特徴とする流体圧サーボ
システム。 - 【請求項6】 シリンダと、該シリンダ内に往復動自
在に設けられ両端にピストンが形成された弁体と、前記
シリンダの一端側に形成された油室に連通する第1のポ
ートと、前記シリンダの他端側に形成された油室に連通
する第2のポートと、前記両ピストンで隔てられて前記
シリンダの中間部に形成された油室に連通する第3のポ
ートと、前記シリンダの中間部に形成された油室と前記
第1のポートとを連通する通路とを備え、前記第1・第
2のポートに加わる油圧に基づいて、前記第1のポート
と第3のポートとの連通および遮断が切替自在であるこ
とを特徴とする制御弁。 - 【請求項7】 ピストンによって隔てられた2つの油
室を有し、ピストン両面の受圧面積が異なって形成され
たロッドシリンダ部と、3つのポートを有し、前記ピス
トンが受圧面積の小さい方へ移動するときは3つのポー
トを同時に遮断し、受圧面積の大きい方へ移動するとき
は特定の2つのポートを内部で連通させる制御弁部と、
が一体的に形成されたことを特徴とするロッドシリンダ
。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5197591A JPH04290604A (ja) | 1991-03-18 | 1991-03-18 | 流体圧サーボシステム |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP5197591A JPH04290604A (ja) | 1991-03-18 | 1991-03-18 | 流体圧サーボシステム |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH04290604A true JPH04290604A (ja) | 1992-10-15 |
Family
ID=12901870
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP5197591A Pending JPH04290604A (ja) | 1991-03-18 | 1991-03-18 | 流体圧サーボシステム |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH04290604A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2013115140A1 (ja) * | 2012-01-31 | 2013-08-08 | 日立建機株式会社 | 油圧閉回路システム |
CN104047912A (zh) * | 2014-06-25 | 2014-09-17 | 天津大学 | 自带动力源的数字泵控差动液压缸 |
-
1991
- 1991-03-18 JP JP5197591A patent/JPH04290604A/ja active Pending
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2013115140A1 (ja) * | 2012-01-31 | 2013-08-08 | 日立建機株式会社 | 油圧閉回路システム |
CN104093995A (zh) * | 2012-01-31 | 2014-10-08 | 日立建机株式会社 | 液压闭合回路*** |
JPWO2013115140A1 (ja) * | 2012-01-31 | 2015-05-11 | 日立建機株式会社 | 油圧閉回路システム |
CN104093995B (zh) * | 2012-01-31 | 2016-01-27 | 日立建机株式会社 | 液压闭合回路*** |
US9683588B2 (en) | 2012-01-31 | 2017-06-20 | Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. | Hydraulic closed circuit system |
CN104047912A (zh) * | 2014-06-25 | 2014-09-17 | 天津大学 | 自带动力源的数字泵控差动液压缸 |
CN104047912B (zh) * | 2014-06-25 | 2016-02-24 | 天津大学 | 自带动力源的数字泵控差动液压缸 |
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