(57)【要約】【課題】構成の簡素化及び動作効率の向上を図ることができる流体圧制御装置を提供する。【解決手段】流体供給部１０から供給される流体を増圧して被供給回路４に供給する流体圧制御装置であって、コイルへの通電によって往復動部材を往復移動させることにより、流体供給部１０から供給された流体を増圧して吐出する電磁圧力変換装置３０と、電磁圧力変換装置３０から吐出された流体の流体圧により動作し、流体供給部１０から供給された流体を増圧して吐出する増圧装置７と、を備えることを特徴とする。【選択図】図１
2014173642.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
流体供給部から供給される流体を増圧して被供給回路に供給する流体圧制御装置であって、
コイルへの通電によって往復動部材を往復移動させることにより、前記流体供給部から供給された流体を増圧して吐出する電磁圧力変換装置と、
前記電磁圧力変換装置から吐出された流体の流体圧により動作し、前記流体供給部から供給された流体を増圧して吐出する増圧装置と、
を備えることを特徴とする流体圧制御装置。
【請求項２】
前記増圧装置は、シリンダと、該シリンダ内を往復動するピストンを有し、前記電磁圧力変換装置から吐出された流体の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、供給された流体を増圧して吐出する構成となっており、
前記増圧装置において前記ピストンの１回の移動に必要とする前記電磁圧力変換装置から流入する流体の流量は、前記電磁圧力変換装置において前記往復動部材の１回の移動により吐出される流体の流量の整数倍であることを特徴とする請求項１に記載の流体圧制御装置。
【請求項３】
前記増圧装置が吐出した流体の流体圧を蓄圧し、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または２に記載の流体圧制御装置。
【請求項４】
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３に記載の流体圧制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、流体圧制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、油圧被供給回路に高圧油を供給する油圧制御装置（流体圧制御装置）では、油圧ポンプを用いて増圧装置に圧油を供給する構成が知られている（特許文献１）。図１０は、従来例に係る油圧制御装置の油圧回路図である。図１０に示す油圧制御装置では、駆動機構１と油圧ポンプ２からなる油圧発生回路部から吐出された圧油が、逆止弁１２、管路５、電磁切換弁６を通って増圧装置７に供給され、増圧装置７で増圧された高圧油が、直接あるいはアキュムレータ８に溜められ、油圧被供給回路４に供給される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１１−８５２２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
増圧装置７に圧油を供給する油圧発生回路部は、駆動機構１や油圧ポンプ２の他に、サクションフィルタ１１、逆止弁１２、さらにはリリーフ弁２０や各油圧機器に接続する配管部品などの多くの部品が必要となり、その分の設置スペースが必要になるとともに回路が複雑となる。また、駆動機構１、油圧ポンプ２、リリーフ弁２０は各々が個々に作動するため、いわゆるエネルギーロスが発生する可能性があり、装置全体の動作効率が悪くなることが懸念される。
【０００５】
本発明の目的は、構成の簡素化及び動作効率の向上を図ることができる流体圧制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明における流体圧制御装置は、
流体供給部から供給される流体を増圧して被供給回路に供給する流体圧制御装置であって、
コイルへの通電によって往復動部材を往復移動させることにより、前記流体供給部から供給された流体を増圧して吐出する電磁圧力変換装置と、
前記電磁圧力変換装置から吐出された流体の流体圧により動作し、前記流体供給部から供給された流体を増圧して吐出する増圧装置と、
を備えることを特徴とする。
【０００７】
本発明によれば、電磁圧力変換装置における往復動部材の往復移動により発生する流体圧によって増圧装置を動作させる構成とすることにより、回路構成の簡素化を図ることができる。すなわち、電磁圧力変換装置は、コイルへの通電を制御することにより動作させることができるので、従来の油圧ポンプを用いた構成のように、サクションフィルタや逆止弁、リリーフ弁さらに各油圧機器に接続する配管部品などが不要となり、省スペース化を図ることができる。また、増圧装置への圧油の供給を電磁圧力変換装置の動作のみによって行う構成となるので、従来のようなエネルギーロスの発生を抑制することができる。
【０００８】
前記増圧装置は、シリンダと、該シリンダ内を往復動するピストンを有し、前記電磁圧力変換装置から吐出された流体の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、供給された流体を増圧して吐出する構成となっており、
前記増圧装置において前記ピストンの１回の移動に必要とする前記電磁圧力変換装置から流入する流体の流量は、前記電磁圧力変換装置において前記往復動部材の１回の移動により吐出される流体の流量の整数倍であるとよい。
【０００９】
これにより、電磁圧力変換装置が往復動部材の１回の移動により吐き出す流体の流量を無駄なく増圧装置の動作に利用することができ、増圧した流体の供給を効率的に行うことができる。
【００１０】
前記増圧装置が吐出した流体の流体圧を蓄圧し、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とよい。
【００１１】
これにより、増圧装置で繰り返し発生する高流体圧を蓄圧部で溜めることにより、定常的な高流体圧の供給が可能となる。
【００１２】
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とよい。
【００１３】
蓄圧部と高流体圧供給先との間に逆止弁を設けることで、逆止弁から流体圧供給先側と、逆止弁から蓄圧部側（上流側）とで系を分けることができる。これにより、流体圧供給先側が高圧仕様の場合でも蓄圧部側の各要素を高圧仕様にせずに高流体圧の供給が可能となる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、流体圧制御装置の構成の簡素化及び動作効率の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の実施例に係る流体圧制御装置の油圧回路図
【図２】本発明の実施例における電磁圧力変換装置の模式的断面図
【図３】本発明の実施例における可動部材（往復動部材）の模式的断面図
【図４】可動部材のストロークと可動部材に働く力の関係を示す図
【図５】コイルと電磁切換弁のＯＮ／ＯＦＦのタイミング図
【図６】本発明の変形例に係る流体圧制御装置の油圧回路図
【図７】本発明の変形例における電磁圧力変換装置の模式的断面図
【図８】本発明の変形例における可動部材（往復動部材）の模式的断面図
【図９】コイルと電磁切換弁のＯＮ／ＯＦＦのタイミング図
【図１０】従来例に係る流体圧制御装置の油圧回路図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００１７】
＜実施例＞
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、プレス機械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。
【００１８】
（油圧制御装置の構成）
図１に示すように、本実施例に係る油圧制御装置は、概略、増圧装置７と、アキュムレータ８と、電磁圧力変換装置３０と、を備え、タンク（流体供給部）１０から供給される作動油の油圧をタンク圧よりも高い油圧に変換して、油圧被供給回路４に供給するものである。
【００１９】
タンク１０から管路３３、逆止弁３４を介して電磁圧力変換装置３０に供給された作動油は、電磁圧力変換装置３０で増圧されて吐出され、逆止弁３５、管路３６、電磁切換弁３１を介して増圧装置７に供給される。電磁切換弁３１は、３ポート２位置型の電磁切換弁であり、不図示のコントローラからの電気信号を受け取ることにより切り換わる。同コントローラは、電磁圧力変換装置３０における可動部材（往復動部材）の往復動もコイルへの通電によって制御し、これと同期させて電磁切換弁３１の切換を制御する。
【００２０】
タンク１０から管路１６、逆止弁１７を介して増圧装置７に供給された作動油（低圧油）は、増圧装置７で増圧されて吐出される。増圧装置７は、電磁圧力変換装置３０から供給される油圧によって動作する。詳細は後述するが、不図示のコントローラが電磁圧力変換装置３０のコイルの励磁、消磁を繰り返すことで、増圧装置７のピストンが往復動する。増圧装置７から吐出された高圧の作動油は、逆止弁１４、管路１５を介して、アキュムレータ（蓄圧部）８に一旦蓄圧されてから、あるいは直接、電磁切換弁９、逆止弁１８、管路１９を介して油圧被供給回路４に供給される。
【００２１】
電磁切換弁９は、いわゆるノーマルクローズ型の２ポート２位置型の電磁切換弁であり、不図示のコントローラから電気信号を受け取ることにより切り換わる。電磁切換弁９が切り換わることにより、アキュムレータ８に蓄圧された圧油、あるいは増圧装置７から吐出された圧油が、逆止弁１８を介して油圧被供給回路４に供給される。ここで、アキュムレータ８と油圧被供給回路４との間に逆止弁１８を設けることで、逆止弁１８から油圧被供給回路４側と、逆止弁１８からアキュムレータ８側（上流側）とで系を分けることができる。したがって、油圧被供給回路４側が高圧仕様の場合でもアキュムレータ８側の各要素を高流体圧の供給先への回生に必要な最小限の圧力仕様にすることにより不必要な高圧仕様にせずに高圧流体の供給が可能となる。
【００２２】
なお、増圧装置７によって増圧された作動油のうち、アキュムレータ８の容量が許容容量に達してアキュムレータ８に蓄圧されない余剰油は、管路１５から分岐する管路２３、リリーフ弁２４、管路２５を介してタンク１０に排出（回収）される。
【００２３】
（増圧装置）
増圧装置７は、ケース７−３内にピストン７−５が内封されており、ケース内を摺動する。ピストン７−５は、大径部と小径部が軸方向に並んだ構成を有しており、所謂、パスカルの定理により、大径部が摺動する油室７−２内の負荷圧力により、その断面積の比の割合で、小径部が摺動する油室７−４内の圧力が増圧されるようになっている。
【００２４】
電磁切換弁３１がＯＮのとき、タンク１０からタンク圧の作動油が増圧装置７の油室７−１に流入し、ピストン７−５がスプリング７−６の付勢力によって図の右方向（縮み方向）に移動し、タンク１０内の作動油が管路１６、逆止弁１７を介して油室７−４内に流入するとともに、油室７−２内の作動油が電磁切換弁３１、管路３７、３３を通ってタンク１０に排出される。その結果、ピストン７−５は、図示のような縮みエンド位置となる。
【００２５】
電磁切換弁３１がＯＦＦになると、ソレノイドが励磁されることにより電磁圧力変換装置３０から圧油が油室７−２に流入する。このとき、油室７−１内の作動油がタンク１０に排出され、ピストン７−５がスプリング７−６の付勢力に抗して図の左方向（伸び方向）に移動する。これにより、油室７−４内の作動油が逆止弁１４、管路１５を通ってアキュムレータ８内に蓄圧される。再び電磁切換弁３１がＯＮになると、再びタンク１０から作動油が油室７−１、７−４内に流入し、油室７−２内の作動油はタンク１０に排出され、ピストン７−５が右方向（縮み方向）に移動する。
【００２６】
（電磁圧力変換装置（ソレノイドバルブ）３０）
図２は、本実施例における電磁圧力変換装置３０の構造を示す模式的断面図である。図３は、本実施例における可動部材３０−３の構造を示す模式的断面図である。
【００２７】
本実施例における電磁圧力変換装置３０は、往復動用のアクチュエータであるソレノイド部として、通電により磁界を発生するコイル３０−２と、コイル３０−２によって発生した磁界により磁気回路が形成されることでセンターポストの吸着面３０−５に磁気的に吸着される往復動部材としての可動部材（プランジャ）３０−３と、を備えている。可動部材３０−３は、円柱状の非磁性体部３０−３ａと磁性体部３０−３ｂからなり、非磁性体部３０−３ａの軸部の端面が、磁性体部３０−３ｂの端面に接合されている（接合部３０−３ｃ）。
【００２８】
非磁性体部３０−３ａは、ケース３０−１内に内封されており、外周面Ａがケース３０−１の内周面と摺動可能に構成されている。非磁性体部３０−３ａは、コイル３０−２が消磁状態にある場合は、図示のように、スプリング３０−４の付勢力によってケース３０−１の内壁３０−１ａに押接される。
【００２９】
磁性体部３０−３ｂは、コイル３０−２と、コイル３０−２両端に設けられた磁性部材からなるプレートとによって形成される空間内に内封されており、外周面Ａがコイル３０−２の収容ケースの内周面と対向し、軸方向に移動可能に構成されている。磁性体部３０−３ｂは、コイル３０−２が励磁状態になると、コイル３０−２によって発生した磁界により磁気回路が形成されることで、センターポストの吸着面３０−５に磁気的に吸引される。
【００３０】
コイル３０−２が励磁されると、磁性体部３０−３ｂは、磁力Ｆｍによりスプリング３０−４の付勢力Ｆｓと非磁性体部３０−３ａ端部に働く油圧力Ｆｐに打ち勝って吸着面３０−５に吸着されるまで図の左方に移動する。ここで、磁性体部３０−３ｂに働く磁力Ｆｍと、スプリング３０−４の付勢力Ｆｓと、非磁性体部３０−３ａ端部に働く油圧力Ｆｐと、の関係は、図４に示すように、常に磁力Ｆｍがスプリング付勢力Ｆｓと油圧力Ｆｐの合力よりも大きくなるように構成される。図４は、可動部材３０−３のストロークと可動部材に働く力との関係を示す図である。なお、図中の距離Ｘは、コイル３０−２が消磁状態における、磁性体部３０−３ｂ端部と吸着面３０−５との間の距離である。
【００３１】
電磁圧力変換装置３０は、ケース３０−１のスプリング３０−４が配置された空間内に、タンク１０から管路３３、逆止弁３４を介して低圧（タンク圧）の作動油が流入する。タンク１０から電磁圧力変換装置３０に流入した作動油は、コイル３０−２の励磁によって可動部材３０−３が移動することにより、逆止弁３５、管路３６、電磁切換弁３１を介して増圧装置７の油室７−２に押し込まれる。これにより、上述したように、ピストン７−５が図の左方に移動し、増圧された作動油がアキュムレータ８に蓄圧される。また、電磁切換弁３１を励磁してＯＮ状態に切り換えると、増圧装置７の油室７−２が管路３７、３３を介してタンク１０に導通する状態となり、ピストン７−５がスプリング７−６の付
勢力により図の右方に移動することで油室７−２内の作動油はタンク１０に排出される。
【００３２】
本実施例は、増圧装置７の油室７−２の最大容積、すなわちピストン７−５の大径部が油室７−１端部まで移動したときの容積をＶｂとし、電磁圧力変換装置３０の可動部材３０−３の非磁性体部３０−３ａが最大移動時に押し出す容積をＶｍとしたとき、以下の関係を満たすように構成されている。
Ｖｂ＝ｎ×Ｖｍ（ｎ：整数）
【００３３】
図５は、本実施例におけるコイル３０−２の通電のＯＮ／ＯＦＦ（励磁／消磁）と、電磁切換弁３１のコイルの通電のＯＮ／ＯＦＦのタイミング図である。すなわち、本実施例では、増圧装置７においてピストン７−５の１回の移動に必要とする電磁圧力変換装置３０からの作動油の流入量を、電磁圧力変換装置３０において可動部材３０−３の１回の移動による作動油の吐出量の整数倍とし、電磁切換弁３１及び電磁圧力変換装置３０のコイルの励磁／消磁パターンを、図５に示すようなパターンとしている。こうすることにより、可動部材３０−３の非磁性体部３０−３ａが最大移動時に押し出す容積を無駄なく増圧装置７の油室７−２に押し込むことができ、アキュムレータ８に効率的に油圧を蓄圧することができる。したがって、余剰油の発生をなくすことが可能となり、従来技術のように管路３６上に発生する異常高圧の発生を防止するためのリリーフ弁を設置する必要がなくなる。これにより、回路構成の簡素化を図ることができる。
【００３４】
（変形例）
図６〜図９を参照して、上述の電磁圧力変換装置３０の構成を変更した、本実施例の変形例について説明する。図６は、変形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。図７は、変形例における電磁圧力変換装置４０の構造を示す模式的断面図である。図８は、変形例における可動部材４０−４の構造を示す模式的断面図である。図９は、変形例におけるコイル４０−２、４０−３の通電のＯＮ／ＯＦＦ（励磁／消磁）と、電磁切換弁３１のコイルの通電のＯＮ／ＯＦＦのタイミング図である。
【００３５】
変形例における電磁圧力変換装置４０は、ソレノイド部のコイルとして、可動部材４０−４の往復動の一方のストローク用のコイル４０−２と、他方のストローク用のコイル４０−３の２種類のコイルが設けられている。コイル４０−２は、作動油を増圧装置７に吐出する際の可動部材４０−４のストロークに用いられ、通電により可動部材４０−４をセンターポストの吸着面４０−５に磁気的に吸着させる磁気回路を形成する。コイル４０−３は、作動油をタンク１０から吸入する際の可動部材４０−４のストロークに用いられ、通電により可動部材４０−４をセンターポストの吸着面４０−６に磁気的に吸着させる磁気回路を形成する。
【００３６】
変形例における可動部材４０−４は、それぞれ円柱状の、非磁性体部４０−４ａと、磁性体部４０−４ｂと、非磁性体部４０−４ｃと、磁性体部４０−４ｄと、が軸方向に並んだ構成を有している。非磁性体部４０−４ａは軸部の端面が磁性体部４０−４ｂの端面に接合されており（接合部４０−４ｅ）、非磁性体部４０−４ｃは、一方の端面が磁性体部４０−４ｂの端面に接合され（接合部４０−４ｆ）、他方の端面が磁性体部４０−４ｄの端面に接合されている（接合部４０−４ｇ）。
【００３７】
非磁性体部４０−４ａは、ケース４０−１内に内封されており、外周面Ｃがケース４０−１の内周面と摺動可能に構成されている。磁性体部４０−４ｂ、非磁性体部４０−４ｃ及び磁性体部４０−４ｄは、収容ケースが軸方向に互いに気密に接合されたコイル４０−２、４０−３と、その両端に設けられた磁性部材からなるプレートとによって形成される空間内に内封されている。磁性体部４０−４ｂ、非磁性体部４０−４ｃ及び磁性体部４０−４ｄは、磁性体部４０−４ｂの外周面Ｄがコイル４０−２の収容ケースの内周面と対向
し、磁性体部４０−４ｄの外周面Ｅがコイル４０−３の収容ケースの内周面と対向し、軸方向に移動可能に構成されている。
【００３８】
コイル４０−２が励磁されると、磁性体部４０−４ｂが磁力Ｆｍａにより４０−４ａ端部に働く油圧力Ｆｐに打ち勝って吸着面４０−５に吸着されるまで図の左方に移動する。また、コイル４０−３が励磁されると、磁性体部４０−４ｄが磁力Ｆｍｂにより吸着面４０−６に吸着されるまで図の右方に移動する。したがって、コイル４０−２及びコイル４０−３を交互に励磁することで、可動部材４０−４がケース内を往復動する。
【００３９】
電磁圧力変換装置４０は、可動部材４０−４の往復動により、電磁圧力変換装置３０と同様、タンク１０より管路３３、逆止弁３４を通って流入した低圧油を逆止弁３５、管路３６、電磁切換弁３１を介して増圧装置７の油室７−２に増圧して押し込むことができる。これにより、増圧装置７においてピストン７−５が図の左方に移動し、上述したように、タンク圧から増圧された作動油がアキュムレータ８に蓄圧される。
【００４０】
本変形例においても、上記実施例と同様、増圧装置７の油室７−２の最大容積、すなわちピストン７−５の大径部が油室７−１端部まで移動したときの容積をＶｂとし、電磁圧力変換装置４０の可動部材４０−４の非磁性体部４０−４ａが最大移動時に押し出す容積をＶｍとしたとき、以下の関係を満たすように構成されている。
Ｖｂ＝ｎ×Ｖｍ（ｎ：整数）
【００４１】
また、本実施例においても、上記実施例と同様、増圧装置７においてピストン７−５の１回の移動に必要とする電磁圧力変換装置４０からの作動油の流入量を、電磁圧力変換装置４０において可動部材４０−４の１回の移動による作動油の吐出量の整数倍とし、電磁切換弁３１及び電磁圧力変換装置４０のコイルの励磁／消磁パターンを、図９に示すようなパターンとしている。こうすることにより、可動部材４０−４の非磁性体部４０−４ａが最大移動時に押し出す容積を無駄なく増圧装置７の油室７−２に押し込むことができ、アキュムレータ８に効率的に圧油を蓄圧することができる。
【００４２】
（本実施例の優れた点）
図１０に示すように、油圧発生部から油圧被供給回路４へ圧油を供給せずに増圧装置７及びアキュムレータ８からの圧油のみを油圧被供給回路４に供給する場合において、従来技術では、増圧装置７に供給する油圧を発生させるためのみに駆動機構１や油圧ポンプ２、サクションフィルタ１１、逆止弁１２、さらにはリリーフ弁２０などを設ける必要があった。本実施例によれば、電磁圧力変換装置３０における可動部材３０−３の往復移動により発生する流体圧によって増圧装置７を動作させる構成とすることにより、回路構成の簡素化を図ることができる。すなわち、電磁圧力変換装置３０は、コイル３０−２への通電を制御することにより動作させることができるので、図１０に示すような従来構成のように、サクションフィルタ１１や逆止弁１２、リリーフ弁２０さらに各油圧機器に接続する配管部品などが不要となり、シンプルな回路構成、省スペース化、コンパクト化を図ることができる。
【００４３】
また、従来技術では、駆動機構１や油圧ポンプ２及びリリーフ弁２０が設けられているために、各々が作動することによる所謂、エネルギーのロスが発生していたが、本実施例では、増圧装置７への圧油の供給を電磁圧力変換装置３０のソレノイド部の動作のみによって行う構成となるので、従来のようなエネルギーロスの発生を抑制することができる。したがって、装置全体の動作効率を著しく向上させることができる。
【００４４】
上記実施例では、作動流体として、作動油を例に挙げて説明したが、油以外の液体（流体）を用いる流体圧制御装置においても本発明が適用できることは言うまでもない。また
、増圧装置の構成も、上記実施例のようなピストン、シリンダによる構成に限定されるものではない。さらに電磁圧力変換装置の構成も、上記実施例のような電磁圧力変換装置の構成に限定されるものではない。
【符号の説明】
【００４５】
４     油圧被供給回路（被供給回路）
７     増圧装置
８     アキュムレータ
９     電磁切換弁
１０   タンク（流体供給部）
３０   電磁圧力変換装置
３１   電磁切換弁
【図１】
2014173642.tif 000003
【図２】
2014173642.tif 000004
【図３】
2014173642.tif 000005
【図４】
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【図５】
2014173642.tif 000007
【図６】
2014173642.tif 000008
【図７】
2014173642.tif 000009
【図８】
2014173642.tif 000010
【図９】
2014173642.tif 000011
【図１０】
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