JPH0639951B2

JPH0639951B2 - 油圧回路の制御方法

Info

Publication number: JPH0639951B2
Application number: JP61114388A
Authority: JP
Inventors: 周二小林; 登輝郎小金
Original assignee: Nissei Plastic Industrial Co Ltd
Current assignee: Nissei Plastic Industrial Co Ltd
Priority date: 1986-05-19
Filing date: 1986-05-19
Publication date: 1994-05-25
Anticipated expiration: 2009-05-25
Also published as: JPS62270803A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は比例電磁式圧力流量制御形可変ポンプ（以下、
比例ポンプと略記する）によって油圧アクチュエータを
制御する際に用いて好適な油圧回路の制御方法に関す
る。

〔従来の技術〕

一般に、油圧ポンプにより油圧シリタン等の各種アクチ
ュエータを駆動するとともに、所定の制御手段によって
圧力、速度等のアクチュエータの出力を制御する油圧回
路は広く用いられている。

最も一般的な油圧回路は第６図に示す固定吐出量形ポン
プ(61)を用いたものであり、油圧アクチュエータ(62)の
速度及び圧力の制御は回路に接続した流量調整弁(63)及
び圧力調整弁(64)によって行う。

しかし、この油圧回路(60)は負荷力或は圧油の流量が一
定の場合にはよいが射出成形機に搭載した射出シリンダ
や型開閉シリンダのように負荷圧力変動或は流量変動の
大きい場合には低圧領域及び低速領域において、エネル
ギー損失が大きくなる欠点があり、省エネルギーの観点
から好ましくない。

これを解決するため可変吐出量形ポンプを用いて、油圧
アクチュエータが必要としている圧力及び流量を直接制
御できる油圧回路も実用化されている。

第７図は可変吐出量形ポンプ(71)を用いた油圧回路の一
例を示す。同図に示す油圧回路(70)はコントローラ(72)
からの指令信号によって比例流量弁(73)、比例圧力弁(7
4)が制御され、これにより流量及び圧力が設定される。
そして、設定された流量及び圧力に対し可変吐出量形ポ
ンプ(71)からの吐出量、吐出圧が大のときは吐出量制御
弁(75)、吐出圧制御弁(76)の作用によってポンプ(71)の
吐出量を減少させ、他方吐出量、吐出圧が小ときは各弁
(75)、(76)の作用によってポンプ(71)の吐出量を増加さ
せ、これにより油圧アクチュエータ(77)の出力を可変制
御し、無駄なエネルギーの損失防止を図っている。

しかし、この油圧回路(70)は次のような問題点がある。

まず、コントローラ(72)からは比例流量弁(73)を制御す
る弁開度指令信号と、比例圧力弁(74)を制御する圧力設
定指令信号の二信号を出力しているため、制御方法を含
むシステム全体の構成が複雑となる。さらにまた、この
油圧回路(70)において流量又は圧力を変更する場合には
コントローラ(72)から吐出量制御弁(75)又は吐出圧制御
弁(76)に供給する指令信号を変更し、この後にポンプの
斜板角度が変更される。つまりポンプ斜板は、いわば受
動的に変更されてポンプ吐出量、吐出圧が制御される。
このため制御系の応答性が著しく悪くなり、成形品質に
直接悪影響を与える等の弊害を招く。

一方、第８図に示すように、コントローラ(83)からの指
令信号によって直接かつ能動的に斜板角度を可変し、吐
出流量、吐出圧力を制御できる比例ポンプ(81)が実用化
され、かかる比例ポンプ(81)を利用するとともに、比例
流量弁、比例圧力弁を全く使用することなしに応答性を
改善した油圧回路(80)も既に本出願人は提案している
（特願昭61-51847号）。

同回路(80)による圧力制御動作は次のようになる。ま
ず、圧力設定器(82)の圧力の設定値に対応した圧力指令
信号がコントローラ(83)より与えられ、この設定値と、
圧力センサ(84)から検出される吐出圧力の検出値を比較
し、この偏差に基づいて制御弁(85)を作動させる。さら
に制御弁(85)は斜板のバランスをとっている一方の操作
ピストン(86)を駆動し、設定値と検出値が一致するよう
に制御する。なお、斜板は当該一方の操作ピストン(86)
と他方のスプリング(87)及びバイアスピストン(88)によ
ってバランスし、このバランスを変更することによって
斜板角度を可変する。このスプリング(87)は立ち上がり
特性を確保するため斜板を最大に傾転するように付勢し
ている。

また、流量制御動作は次のようになる。まず流量設定器
(89)の設定値に対応した斜板角度指令信号がコントロー
ラ(83)から与えられ、この設定値と斜板角度センサ(90)
から検出された斜板角度の検出値を比較し、この偏差に
基づいて制御弁(85)を作動させる。さらに制御弁(85)は
前記操作ピストン(86)を駆動し、設定値と検出値が一致
するように制御する。

このように、圧力制御動作及び流量制御動作は斜板の変
位方向前後における押圧力のバランス調整によって行っ
ている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、かかる油圧回路(80)は次に述べるように改善す
べき点も残されている。

同回路(80)において、今、例えば吐出圧又は吐出量を零
にする指令信号がコントローラ(83)から出力された場合
を想定する。

この場合、制御弁(85)は第８図の状態となり、ポンプ本
体(91)の吐出圧によって操作ピストン(86)はスプリング
(87)の付勢力に抗して前進し、斜板を起立させることに
よって吐出量を零にする。この際必要となるポンプ本体
(91)の吐出圧がこの比例ポンプ(81)のもつ制御可能な最
低吐出力であり、もし、アクチュエータ(92)の負荷圧が
この最低吐出圧力よりも小さい場合には当該制御時にお
いて圧油は操作ピストン(86)へ流れずにアクチュエータ
(92)へ供給されてしまう。この結果、斜板はスプリング
(87)の付勢力によって最大傾転し、吐出量最大となって
アクチュエータ(92)が暴走してしまう。

つまり、比例ポンプ(81)を用いた油圧回路(80)ではポン
プ(81)の最低吐出圧力よりも負荷圧の小さいアクチュエ
ータ(92)の流量制御（速度制御）ができない問題があっ
た。このため、例えば制御量の異なる複数のアクチュエ
ータを制御する場合において、小さい負荷圧のアクチュ
エータを含む場合には別途他の油圧ポンプを使用せざる
を得ず、コストアップ、或は大型化等の不具合を招いて
いた。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は上述した従来技術に存在する問題点を解決した
油圧回路の制御方法の提供を目的とする。

即ち、本発明に係る油圧回路の制御方法は吐出圧または
吐出量に関する設定値と検出値の偏差に基づいて内部制
御弁(5)を制御し、ポンプ本体(11)からの圧油を内部ア
クチュエータ(4)に供給することによ斜板角度を可変し
て前記吐出圧または吐出量を可変可能な比例ポンプ（比
例電磁式圧力流量制御形可変ポンプ）(2)に、比例ポン
プ(2)の最低吐出圧力よりも負荷圧の小さい被制御アク
チュエータ(3)を接続してなる油圧回路(1)を制御するに
際し、前記吐出圧が前記可変ポンプの最低吐出圧力未満
のときに、前記可変ポンプと被制御アクチュエータ間の
油路を閉じることにより、前記可変ポンプからの圧油の
吐出を止め、前記吐出圧が比例ポンプ(2)の最低吐出圧
力以上のときのみ、比例ポンプ(2)と被制御アクチュエ
ータ(3)間の油路(6)を開くことを特徴とする。

なお、被制御アクチュエータ(3)としては、射出成形機
に備える一又は二以上のアクチュエータを適用できる。

〔作用〕

次に、本発明の作用について説明する。

本発明に係る油圧回路の制御方法によれば、まず、比例
ポンプ(2)には吐出圧または吐出量に関する設定値が入
力する。一方、設定値は実際の吐出圧または吐出量に関
する検出値と比較され、その偏差に基づいて、内部制御
弁(5)が制御される。これにより、内部アクチュエータ
(4)に対するポンプ本体(11)からの圧油の供給又は内部
アクチュエータ(4)からの圧油の排出が行われ、斜板角
度は設定値に対応して可変せしめられるとともに、前記
吐出圧または吐出量が可変せしめられる。

また、比例ポンプ(2)には、比例ポンプ(2)の最低吐出圧
力によりも負荷圧の小さい被制御アクチュエータ(3)が
接続されるため、吐出量を零にする設定値が入力した場
合には、ポンプ本体(11)から吐出する圧油が内部アクチ
ュエータ(4)に供給されず、油路(6)を通って被制御アク
チュエータ(3)に供給されようとする。

しかし、当該油路(6)は吐出圧が比例ポンプ(2)の最低吐
出圧力以上のときのみ、開くように制御されるととも
に、当該吐出圧が最低吐出圧力未満のときは、閉じるよ
うに制御されることにより、比例ポンプ(2)からの圧油
の吐出が完全に遮断されるため、このような弊害は防止
される。よって、被制御アクチュエータ(3)が低負荷ア
クチュエータであっても、暴走等の弊害が防止され、ど
のような条件下にあっても安定かつ確実に駆動制御され
る。

〔実施例〕

以下には本発明に係る好適な実施例を図面に基づき詳細
に説明する。

第１図は本発明方法を実施できる第１実施例に係る油圧
回路の油圧回路図である。

まず、同図に示す油圧回路(1)において、(2)は比例ポン
プであり、ポンプ本体(11)を内臓する。ポンプ本体(11)
は斜板角度によってその吐出圧及び吐出量が可変せしめ
られ、この斜板は一方の操作ピストン(12)と他方のスプ
リング(13)及びバイアスピストン(14)の押圧力がバラン
スした位置で停止し、操作ピストン(12)に圧油を供給し
た場合にはポンプ本体(11)の吐出量が減少する方向へ斜
板が変位する。また、ポンプ本体(11)の吐出側から分岐
して内部制御弁（以下、制御弁と略記する）(5)を接続
し、この制御弁(5)はさらに安全弁(16)を介して前記操
作ピストン(12)に接続する。なお、(17)はポンプ本体(1
1)の吐出圧を検出する圧力センサ、(18)は斜板角度を検
出するポテンショメータ、(19)はポンプ本体(11)を駆動
するモータ、(20)はポンプ本体(11)の吸込側に接続した
タンクである。一方、比例ポンプ(2)には流量設定器(2
1)…、圧力設定器(22)…を備えるコントローラ(23)を接
続する。これにより圧力設定器(22)の設定値に対応する
圧力指令信号と前記圧力センサ(17)からの検出信号は比
較演算部を介してアンプ(24)に供給されるとともに、流
量設定器(21)の設定値に対応する流量指令信号と前記ポ
テンショメータ(18)からの検出信号は比較演算部を介し
てアンプ(24)に供給される。そして、アンプ(24)から出
力する制御信号は前記制御弁(5)に供給される。

また、ポンプ本体(11)の吐出側、つまり、比例ポンプ
(2)の吐出側はシーケンスバルブ(7)、一般的には低圧時
作動停止手段(9)に接続し、さらに４ポート方向切換弁
(25)を介して複動形油圧シリンダ(26)に接続する。(6)
は各部は接続する油路である。シーケンスバルブ(7)は
比例ポンプ(2)の最低吐出圧力よりも若干大きいクラッ
キング圧を設定してあり、例えば最低吐出圧力が５kg／
cm²程度の場合にはクラッキング圧を６kg／cm²程度に設
定できる。

よって、上記回路(1)において油圧シリンダ(26)の負荷
圧が小さい場合にも次のように機能する。

今、コントローラ(23)から吐出量零の信号が出力する
と、ポンプ(2)の吐出圧は最低吐出圧力となり、シーケ
ンスバルブ(7)は閉じる。この結果シーケンスバルブ(7)
は閉じる。この結果シーケンスバルブ(7)と比例ポンプ
(2)との間の油路(6)の圧力が上昇し、圧油は制御弁(5)
を介して操作ピストン(12)に流入する。この結果斜板は
スプリング(13)の付勢力に抗して起立し、比例ポンプ
(2)の吐出量がほとんど零にする（なお、斜板を起立さ
せるための僅かの吐出量、それにリーク吐出量は存在す
る）。

次いで、例えば油圧シリンダ(26)の速度制御を行う場合
には所定の大きさの斜板角指令信号がコントローラ(23)
から出力し、同時に方向切換弁(25)も流通状態に切り換
わる（例えば図中左側）。一方、ポテンショメータ(18)
の検出信号と指令信号に偏差が生じ、これにより、斜板
を所定角度に設定するように制御弁(5)を図中左側に切
り換える。よって、スプリング(13)の付勢力で斜板は変
位し、同時に操作ピストン(12)の油はタンクに戻され、
制御すべき所定の角度に設定される。そして、シーケン
スバルブ(7)はクラッキング圧以上になると開通し、油
圧シリンダ(26)は右方へ定速移動する。

次に、本発明の他の実施例について説明する。第２図〜
第５図はそれぞれ本発明方法を実施できる第２実施例〜
第５実施例に係る油圧回路の油圧回路図を示す。なお、
各図において第１図と同一部分には同一符号を付してあ
る。

第２実施例（第２図）は方向切換弁(25)と油圧シリンダ
(26)間のメータイン側の油路(6)にシーケンスバルブ(7)
とチェックバルブ(30)を並列させたものを介装した場
合、第３実施例（第３図）は方向切換弁(25)と比例ポン
プ(2)間の油路(6)にチェックバルブ(8)を介装した場
合、第４実施例（第４図）は方向切換弁(25)と油圧シリ
ンダ(26)間のメータイン側の油路(6)にパイロットチェ
ックバルブ(31)を介装しパイロット圧をメータアウト側
から取った場合、第５実施例（第５図）は方向切換弁(2
5)と油圧シリンダ(26)間のメータアウト側の油路(6)に
バイロットチェックバルブ(31)を介装した場合をそれぞ
れ示す。なお、第２実施例、第４実施例、第５実施例は
いずれもシリンダ(26)のロッド前進時のみ流量制御で
き、後退時には暴走してしまう。しかし、射出成形機に
おける突出しシリンダのように前進時の速度制御におけ
る突出しシリンダのように前進時の速度制御のみを必要
とするアクチュエータの場合には有効である。この場
合、アンロード時は方向切換弁(25)を中立位置にし、吐
出回路を閉じて操作ピストン(12)の圧力を保持すればよ
い。また、第５実施例の場合においてパイロットチェッ
クバルブ(31)のクラッキング圧は最低吐出圧力とシリン
ダ(26)の前後油室の受圧面積の比率によって決定され
る。

以上、実施例について詳細に説明したが本発明はこのよ
うな実施例に限定されるものではない。例えば低圧時作
動停止手段(9)は圧力弁を例示したが、その他、コント
ローラからの制御信号を利用して開閉弁を作動する手
段、或はアクチュエータ自身に一定の負荷を加える手段
等同一効果を奏する任意の手段を含む概念である。ま
た、アクチュエータは複数制御する場合において、その
一部に適用することも勿論である。その他細部の構成、
配列、数量等において、本発明の精神を逸脱しない範囲
において任意に実施できる。

〔発明の効果〕

このように、本発明は比例ポンプを利用した油圧回路に
おいて、比例ポンプの吐出圧が当該比例ポンプの最低吐
出圧力未満のときに、当該比例ポンプと被制御アクチュ
エータ間の油路を閉じることにより、比例ポンプからの
圧油の吐出を止め、比例ポンプの吐出圧が当該最低吐出
圧力以上のときのみ、比例ポンプと被制御アクチュエー
タ間の油路を開くようにしたため、比例ポンプのもつ利
点を最大限に発揮しつつ、従来制御できなかった低負荷
アクチュエータの速度制御を行え、結局負荷の大きさに
左右されずにあらゆるアクチュエータを制御でき、その
用途を拡大できる。

したがって、射出成形機のように低負荷定速度、高負荷
定圧力等の様々な条件下でシーケンス的に作動する複数
のアクチュエータを備えるものである一台の比例ポンプ
で容易に制御でき、コストダウン、小型化に資すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

第１図〜第５図：本発明方法を実施できる第１実施例〜第５実施例に係
る油圧回路をそれぞれ示す油圧回路図。第６図〜第８図：従来例に係る油圧回路の油圧回路図。尚図面中、 (1)…油圧回路、(2)…比例ポンプ (3)…被制御アクチュエータ (4)…内部アクチュエータ (5)…制御弁、(6)…油路 (7)…シーケンスバルブ、(8)…チェックバルブ (9)…低圧時作動停止手段、(11)…ポンプ本体

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】吐出圧または吐出量に関する設定値と検出
値の偏差に基づいて内部制御弁を制御し、ポンプ本体か
らの圧油を内部アクチュエータに供給することにより斜
板角度を可変して前記吐出圧または吐出量を可変可能な
比例電磁式圧力流量制御形可変ポンプに、当該可変ポン
プの最低吐出圧力よりも負荷圧の小さい被制御アクチュ
エータを接続してなる油圧回路を制御するに際し、前記
吐出圧が前記可変ポンプの最低吐出圧力未満のときに、
前記可変ポンプと被制御アクチュエータ間の油路を閉じ
ることにより、前記可変ポンプからの圧油の吐出を止
め、前記吐出圧が前記可変ポンプの最低吐出圧力以上の
ときのみ、前記可変ポンプと被制御アクチュエータ間の
油路を開くことを特徴とする油圧回路の制御方法。
【請求項２】被制御アクチュエータは射出成形機に備え
る一又は二以上のアクチュエータであることを特徴とす
る特許請求の範囲第１項記載の油圧回路の制御方法。