(57)【要約】【課題】安価な手段によって、圧抜きを高速化すると共に負荷の圧力を完全に抜くことができる液圧制御システムを提供する。【解決手段】ポンプ１２と、チェック弁２２と、差圧弁２４とを用いて圧抜きを高速化するようにした液圧制御システム１０において、チェック弁２２と並列に絞り弁３２が設けられて、絞り弁３２の一端側がライン２０の下流側ライン２０ｂに接続され、絞り部３２の他端側がライン２０の上流側ライン２０ａに接続されており、圧抜き時に絞り弁３２に発生する下流側ライン２０ｂと上流側ライン２０ａとの差圧が一定圧力よりも大きくなったときに差圧弁２４が作動して下流側ライン２０ｂの液体を排出すると共に、検出圧力が目標圧力に達したときに、絞り弁３２を介して下流側ライン２０ｂの圧力と上流側ライン２０ａの圧力とが等しくなる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液体を吐出するポンプと、
ポンプを回転駆動するモータと、
ポンプと負荷とを繋ぎ、液体が流れるラインと、
ラインの途中にポンプからの流れが順方向になるように設けられたチェック弁と、
ラインのチェック弁よりも負荷側の下流側ラインの圧力から、ラインのチェック弁よりもポンプ側の上流側ラインの圧力を引いた差圧が一定圧力よりも大きくなったときに作動して、下流側ラインの液体を排出する差圧弁と、
ラインに設けられてラインの圧力を検出する圧力センサと、
圧力センサによって検出された検出圧力が、目標とする目標圧力になるようにモータを制御する制御部と、
を備えた液圧制御システムにおいて、
前記チェック弁と並列に絞り部が設けられて、絞り部の一端側が下流側ラインに接続され、絞り部の他端側が上流側ラインに接続されており、圧抜き時に絞り部に発生する下流側ラインと上流側ラインとの差圧が一定圧力よりも大きくなったときに前記差圧弁が作動して下流側ラインの液体を排出すると共に、検出圧力が目標圧力に達したときに、絞り部を介して下流側ラインの圧力と上流側ラインの圧力とが等しくなることを特徴とする液圧制御システム。
【請求項２】
前記ポンプは正逆双方向に回転して双方向に液体を吐出するものであり、圧抜き時、ポンプがラインから液体を吸引する方向に回転することを特徴とする請求項１に記載の液圧制御システム。
【請求項３】
前記上流側ラインとタンクとの間にポンプと並列に第２絞り部が設けられ、圧抜き時、ポンプの回転が停止されて、該第２絞り部を介して上流側ラインから液体がタンクへと排出されることを特徴とする請求項１に記載の液圧制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、チェック弁とチェック弁の前後に発生する差圧に基づいて動作する差圧弁とを用いて圧抜きを高速化するようにした液圧制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の液圧制御システムとしては、特許文献１に記載されたものが知られている。この液圧制御システムにおいては、双方向に回転して双方向に液体を吐出し得るポンプと、ポンプを駆動するモータと、ポンプに接続されたラインに、ポンプからの流れが順方向になるように設けられたチェック弁と、ラインのチェック弁よりも上流側部分の圧力とラインのチェック弁よりも下流側部分の圧力によって動作する差圧弁と、ラインの前記下流側部分の圧力を検出する圧力センサと、制御部とを備えており、差圧弁は、ラインのチェック弁よりも下流側部分の圧力から上流側部分の圧力を引いた値が一定値よりも大きくなったときに、下流側部分の液体を排出するようになっており、制御部は、圧力センサによって検出された検出圧力と目標圧力とに基づいて検出圧力が目標圧力になるように、モータを制御している。
【０００３】
これによって、負荷液体の容量が大きい場合に、ポンプを逆流させるだけでは圧抜きを行うのに時間が長くなるのに対して、差圧弁によって液体を排出することができるので、圧抜き時間を短縮できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−１１２１５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１では、差圧弁の作動によって迅速に圧抜きを行うことができるものの、ラインのチェック弁よりも下流側部分の圧力から上流側部分の圧力を引いた値が一定値よりも大きくなったときに、差圧弁が下流側部分の液体を排出する構成となっているため、この圧力差を常に確保する必要があり、言い換えれば、この圧力差が残留するという問題がある。例えば、負荷から圧力を完全に抜くために目標圧力を０（＝大気圧）とすると、制御部は、検出圧力が目標圧力になるようにポンプでラインからの作動油を吸引する。しかしながら、上流側部分の圧力を負圧にすることには限度があること、またチェック弁があることから、目標圧力に達することができず、ポンプが吸引をし続けて液体が無くなりポンプが破損するおそれがある。このため、目標圧力を０とすることはできず、負荷から圧力を完全に抜くことができないために、安全上、及び省エネルギの観点から問題がある。
【０００６】
負荷から完全に圧力を抜くために、電磁比例リリーフ弁などを使うことも行われているが、そのような電磁弁を用いて安価に構成することは困難である。
【０００７】
本発明はかかる課題に鑑みなされたもので、安価な手段によって、圧抜きによって下流側ラインの圧力を完全に抜くことができる液圧制御システムを提供することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、
液体を吐出するポンプと、
ポンプを回転駆動するモータと、
ポンプと負荷とを繋ぎ、液体が流れるラインと、
ラインの途中にポンプからの流れが順方向になるように設けられたチェック弁と、
ラインのチェック弁よりも負荷側の下流側ラインの圧力から、ラインのチェック弁よりもポンプ側の上流側ラインの圧力を引いた差圧が一定圧力よりも大きくなったときに作動して、下流側ラインの液体を排出する差圧弁と、
ラインに設けられてラインの圧力を検出する圧力センサと、
圧力センサによって検出された検出圧力が、目標とする目標圧力になるようにモータを制御する制御部と、
を備えた液圧制御システムにおいて、
前記チェック弁と並列に絞り部が設けられて、絞り部の一端側が下流側ラインに接続され、絞り部の他端側が上流側ラインに接続されており、圧抜き時に絞り部に発生する下流側ラインと上流側ラインとの差圧が一定圧力よりも大きくなったときに前記差圧弁が作動して下流側ラインの液体を排出すると共に、検出圧力が目標圧力に達したときに、絞り部を介して下流側ラインの圧力と上流側ラインの圧力とが等しくなることを特徴とする。
【０００９】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記ポンプは正逆双方向に回転して双方向に液体を吐出するものであり、圧抜き時、ポンプがラインから液体を吸引する方向に回転することを特徴とする。
【００１０】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記上流側ラインとタンクとの間にポンプと並列に第２絞り部が設けられ、圧抜き時、ポンプの回転が停止されて、該第２絞り部を介して上流側ラインから液体がタンクへと排出されることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、チェック弁と並列に設けられた絞り部によって下流側ラインと上流側ラインとの差圧を発生させて、その差圧が一定圧力よりも大きくなったときに差圧弁を作動させるようにしており、差圧弁が閉じた後は、絞り弁を介して、下流側ラインの圧力と上流側ラインの圧力とを等しくすることができる。このため、検出圧力が目標圧力に達したときに、絞り部を介して、下流側ラインの圧力と上流側ラインの圧力とを等しく目標圧力にすることができる。よって、この絞り部によって、下流側ラインの圧力を完全に抜くことができ、負荷の安全性及び省エネルギ化を図ることができる。絞り部を追加することで実現することができるため、安価に構成することができる。また、検出圧力が目標圧力に達したときに、下流側ラインの圧力と上流側ラインの圧力とが等しくなっているために、圧力保持時において、圧力センサによって負荷における圧力異常及びポンプからの吐出圧力異常を検出することができ、適切に対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の液圧制御システムの第１実施形態を表す回路図である。
【図２】目標圧力に対する下流側ラインと上流側ラインの圧力の時間変化を表すグラフであり、（ａ）は本発明の液圧制御システムの場合を示し、（ｂ）は従来の場合を示す。
【図３】本発明の液圧制御システムの第２実施形態を表す回路図である。
【図４】本発明の液圧制御システムの第３実施形態を表す回路図である。
【図５】本発明の液圧制御システムの第４実施形態を表す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
【００１４】
（第１実施形態）
図１は、本発明の第１実施形態を表しており、図において、液圧制御システム１０は、油圧システムを想定しているが、これに限るものではなく、任意の作動液体を用いたシステムとすることができる。
【００１５】
液圧制御システム１０は、ポンプ１２を備える。ポンプ１２は、例えば固定容量型油圧ポンプで構成することができ、モータ１４によって回転駆動される。この例では、ポンプ１２は２方向に回転して双方向に作動油を吐出することができる双方向回転形ポンプとなっており、タンク２６から作動油を吸引してライン２０へと吐出する方向と、ライン２０から作動油を吸引してタンク２６へと吐出する方向と、の双方向に作動油を吐出するように正逆回転可能である。
【００１６】
モータ１４は、例えばサーボモータといった電動モータで構成することができ、モータ１４の回転角度を検出するエンコーダ１６の検出信号が入力される制御部としてのコントローラ１８によってモータ１４の回転が制御される。コントローラ１８には、外部から目標流量、目標圧力が入力されると共に後述の圧力センサ３４からの検出圧力が入力され、これらの入力に応じてモータ１４の目標回転速度が決定される。尚、この決定については、任意の公知の方法を採用することが可能であり、流量制御及び圧力制御を行うことができる。
【００１７】
ポンプ１２は、ライン２０によって負荷となる油圧回路４０へと繋がれる。ライン２０の途中には、チェック弁２２が設けられており、チェック弁２２によってライン２０がポンプ１２側である上流側ライン２０ａと油圧回路４０側である下流側ライン２０ｂとに分離される。チェック弁２２は、ポンプ１２からの油圧回路４０への流れが順方向になるように設定される。
【００１８】
チェック弁２２の前後において差圧弁２４が設けられる。差圧弁２４には、下流側ライン２０ｂの圧力Ｐｂと上流側ライン２０ａの圧力Ｐａとが導入され、下流側ライン２０ｂの圧力Ｐｂから上流側ライン２０ａの圧力Ｐａを引いた差圧が一定圧力よりも大きくなったときに作動し、下流側ラインの液体をタンク２６へと排出するようになっている。
【００１９】
具体的には、差圧弁２４では、上流側ライン２０ａの圧力Ｐａとバネ力による圧力Ｐｓとの合力（Ｐａ＋Ｐｓ）が、下流側ライン２０ｂの圧力Ｐｂに対抗しており、圧力Ｐｂが合力（Ｐａ＋Ｐｓ）よりも大きくなったときに、弁体が開いて下流側ライン２０ｂをタンク２６へと接続するようになっており、それ以外では弁体が閉じており、換言すれば、差圧弁２４は圧力Ｐｂと圧力Ｐａとの差圧が一定圧力であるＰｓよりも大きくなったときに作動するようになっている。
【００２０】
また、チェック弁２２の前後に渡り第２ライン３０が設けられ、第２ライン３０にはチェック弁２２と並列になるように絞り部を構成する絞り弁３２が設けられる。第２ライン３０によって絞り弁３２の一端側は下流側ライン２０ｂに直結され、絞り弁３２の他端側は上流側ライン２０ａに直結される。
【００２１】
さらに、上流側ライン２０ａには、上流側ライン２０ａの圧力を検知する圧力センサ３４が設けられる。圧力センサ３４の検出信号は、コントローラ１８に入力されて、検出圧力が目標とする目標圧力になるようにモータ１４の制御が行われる。
【００２２】
以上のように構成される液圧制御システム１０の作用を説明する。まず、油圧回路４０に作動油を供給する場合には、コントローラ１８がモータ１４を制御して、ライン２０に向けて作動油を吐出するようにポンプ１２を正方向に回転させる。
【００２３】
この際に、コントローラ１８は、目標流量になるためにモータ１４を制御してポンプ１２を駆動する。
【００２４】
この吐出された作動油がライン２０を下流側に流れるため、チェック弁２２は開放され、油圧回路４０へと作動油が供給される。
【００２５】
次に、作動油の流量が極小となった圧力保持時においては、圧力制御が行われる。流量が極小となることから、第２ライン３０及び絞り弁３２を介して上流側ライン２０ａと下流側ライン２０ｂとの圧力は等しい。そのため、上流側ライン２０ａに設けられた圧力センサ３４においては、第２ライン３０を介して油圧回路４０における圧力が検出されることとなる。そして、コントローラ１８は、この検出圧力に基づき、圧力が目標圧力になるようにモータ１４を制御してポンプ１２を駆動する。即ち、検出圧力が目標圧力よりも低い場合には、ポンプ１２を正方向に回転させて作動油をライン２０に吐出してライン２０の圧力を上げ、検出圧力が目標圧力よりも高い場合には、ポンプ１２を逆方向に回転させて作動油をライン２０から吸引してタンク２６へと排出してライン２０の圧力を下げる。
【００２６】
油圧回路４０からの圧抜きを行おうとする場合には、目標圧力が検出圧力よりも十分に低くなり、コントローラ１８は、モータ１４を制御してポンプ１２を逆方向に回転させ、作動油をライン２０から吸引してタンク２６へと排出する。これによって、チェック弁２２は閉鎖した状態にあるが、下流側ライン２０ｂの圧力Ｐｂが上流側ライン２０ａの圧力Ｐａよりも高くなり、絞り弁３２による圧力降下分の差圧が生じる。この差圧が、前記差圧弁２４を作動させるための一定圧力Ｐｓを超えると、差圧弁２４が作動して、下流側ライン２０ｂからの作動油をタンク２６へと排出する。これによって、油圧回路４０から迅速に圧力を抜くことが可能になる。また、差圧が一定圧力Ｐｓより小さくなると差圧弁２４は閉じるが、この後も第２ライン３０及び絞り弁３２を介して下流側ライン２０ｂの圧力Ｐｂが上流側ライン２０ａの圧力Ｐａに等しくなるまで、液体が流れることができる。
【００２７】
コントローラ１８は、圧力センサ３４からの検出圧力が目標圧力に達すると、ポンプ１２の回転をほぼ停止させ流量は極小となり、下流側ライン２０ｂの圧力は、上流側ライン２０ａの圧力とほぼ等しく目標圧力に到達する。
【００２８】
図２は、目標圧力が所定圧力から完全に圧抜きを行うように変化した場合の下流側ライン２０ｂと上流側ライン２０ａの時間変化を表すグラフであり、（ａ）は本実施形態の場合を示し、（ｂ）は特許文献１で示される従来の場合を示す。同グラフにおいて、太実線が目標圧力であり、破線及び一点鎖線が、それぞれ目標圧力が変化した後の、上流側ラインの圧力及び下流側ラインの圧力を表す。本実施形態においては、差圧弁２４が閉じた後にも、第２ライン３０及び絞り弁３２を介して下流側ライン２０ｂから上流側ライン２０ａへと作動油が流れるため、下流側ライン２０ｂ及び上流側ライン２０ａを等しく目標圧力に到達させることができるのに対して、従来においては、上流側ラインを負圧にすることには限度があるため、差圧弁が閉じた後に、下流側ラインに圧力が残留することになる。
【００２９】
以上のように、この実施形態によれば、油圧回路４０からの圧抜きを迅速に行うことができると共に、その目標圧力が０（＝大気圧）である場合にも、油圧回路を確実に目標圧力に達成させることができて、完全に圧抜きを行うことができるから、安全で且つ省エネルギとなる。この構成は、従来の構成に対して絞り弁３２及び第２ライン３０を追加することによって達成することができ、電磁弁等が不要で安価である。
【００３０】
圧力センサ３４は、上流側ライン２０ａのみならず第２ライン３０を介して下流側ライン２０ｂの圧力を検出することになるため、ポンプ１２からの吐出圧力の異常、及び油圧回路４０の圧力異常のいずれをも検出することができ、上流側ライン２０ａ及び下流側ライン２０ｂの圧力が目標圧力になるように適切に対応することができる。この実施形態では圧力センサ３４は、上流側ライン２０ａに設けられており、これによって、上流側の圧力を常に精度良く検出できるようになっているが、これに限るものではない。圧力センサ３４は、下流側ライン２０ｂに設けてもよく、検出した下流側ライン２０ｂの圧力からコントローラ１８において、その検出圧力が目標圧力になるように、モータ１４を制御してポンプ１２を駆動するようにしてもよい。
【００３１】
（第２実施形態）
図３は、本発明の第２実施形態を表している。同図において、第１実施形態と同一／同様の部分は同一の符号を用いているため、その詳細説明を省略する。
【００３２】
この実施形態では、ポンプ１２’は１方向に回転してライン２０にのみ作動油を吐出することができる１方向回転形ポンプとなっており、上流側ライン２０ａとタンク２６との間に第３ライン４２が設けられ、第３ライン４２にポンプ１２’と並列に絞り弁４４が設けられている点で、第１実施形態と異なっている。
【００３３】
この第２実施形態においては、圧力センサ３４によって検出された検出圧力が目標圧力よりも大きくなった場合、または油圧回路４０からの圧抜きを行う場合には、ポンプ１２’の回転を停止させる。すると、第３ライン４２及び絞り弁４４を介して上流側ライン２０ａの作動油がタンク２６へと排出されて、上流側ライン２０ａの圧力が低下するので、下流側ライン２０ｂの圧力Ｐｂが上流側ライン２０ａの圧力Ｐａよりも高くなり、絞り弁３２による圧力降下分の差圧が生じる。この差圧が、前記差圧弁２４を作動させるための一定圧力Ｐｓを超えると、差圧弁２４が作動して、下流側ライン２０ｂからの作動油をタンク２６へと排出する。これによって、油圧回路から迅速に圧力を抜くことが可能になる。
【００３４】
この実施形態によれば、ポンプ１２’として、一方向回転形ポンプを使用することができるため、一層、安価に構成することができる。
【００３５】
（第３実施形態）
図４は、本発明の第３実施形態を表している。同図において、第１実施形態と同一／同様の部分は同一の符号を用いているため、その詳細説明を省略する。
【００３６】
この実施形態は、油圧回路４０が液体容積の大きい場合に適したもので、ポンプ１２、モータ１４、エンコーダ１６及びコントローラ１８を主油圧源５０とし、この主油圧源５０と並列に１つ以上の副油圧源５２が設けられている。副油圧源５２は、それぞれポンプ６２、モータ６４、エンコーダ６６及び制御部を構成するコントローラ６８を備え、それぞれチェック弁７０を介してライン２０の上流側ライン２０ａに接続される。チェック弁７０は、副主圧源５２からライン２０へと向かう方向を順方向として配置される。
【００３７】
この実施形態においては、油圧回路４０に作動油を供給する場合に、主油圧源５０と共に少なくとも１つの副油圧源５２のポンプ６２を一緒に駆動する。このとき、主油圧源５０及び副油圧源５２から供給する作動油の分配は、任意の方法で決定することができ、それに応じて、コントローラ１８から目標流量の情報が副油圧源５２のコントローラ６８に伝送され、副油圧源５２のモータ６４の回転が制御される。
【００３８】
次に、圧力保持状態になると、副油圧源５２のポンプ６２は停止され、主油圧源５０のポンプ１２のみが動作して、目標圧力になるように制御される。このとき、チェック弁７０によって、副油圧源５２はライン２０から分離されることになる。
【００３９】
また、目標圧力が検出圧力に比較して十分に小さくなると、前述の通り、差圧弁２４が作動して下流側ライン２０ｂから作動油がタンク２６へと排出されるが、チェック弁７０は閉鎖状態にあり、副油圧源５２へと逆流することが防止される。
【００４０】
このように油圧回路４０の液体容積が大きい場合に、複数の油圧源によって液体を油圧回路４０へ迅速に供給することができると共に、圧抜きも迅速に行うことができ、且つ、副油圧源５２を動作させずに、圧力保持及び圧抜きが行えるため、省エネルギ化を図ることができる。
【００４１】
（第４実施形態）
図５は、本発明の第４実施形態を表している。同図において、第１実施形態と同一／同様の部分は同一の符号を用いているため、その詳細説明を省略する。
【００４２】
この実施形態においては、ライン２０の上流側ライン２０ａと差圧弁２４との間に、絞り部７２を設けると共に、絞り部７２と差圧弁２４との間に、パイロットリリーフ弁７４を接続している。これによって、ライン２０の上流側ライン２０ａの圧力Ｐａがパイロットリリーフ弁７４の設定圧力よりも高くなると、パイロットリリーフ弁７４が開放され、絞り部７２と差圧弁２４との間の圧力が低下し、差圧弁２４が作動する。この場合、差圧弁２４は安全弁として機能させることができる。
【００４３】
また、本実施形態においても、圧抜き時に前実施形態と同様の作用・効果を持たせることができる。
【符号の説明】
【００４４】
１０  液圧制御システム
１２、１２’  ポンプ
１４  モータ
１８  コントローラ（制御部）
２０  ライン
２０ａ  上流側ライン
２０ｂ  下流側ライン
２２  チェック弁
２４  差圧弁
３２  絞り弁（絞り部）
３４  圧力センサ
４０  油圧回路（負荷）
４４  絞り弁（第２絞り部）
【図１】
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【図２】
2014062599.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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