(57)【要約】【課題】制御する側室と反対の側室には制御する側室の圧力に関係なく一定圧力の背圧が発生するのみの制御とすることができ、よって、制御する側室は流量制御を行い、反対の側室は圧力制御を行うことにより、２系統の液圧制御部を独立して作動させ、荷重制御又は変位制御を行うことができ、安定して制御を行うことができる。【解決手段】液圧アクチュエーター１内の押側室Ｐ及び引側室Ｌにそれぞれ液流管路２・３を接続し、各液流管路に吐出量可変ポンプ４ａ・５ａ及び圧力センサー４ｂ・５ｂからなる２系統の液圧制御部５を設け、各液圧制御部の各別制御による押側室及び引側室の出力差で液圧アクチュエーターの作動状態を制御するに際し、各々の液圧制御部に液流管路内の作動液をタンクＴに逃がして各液流管路内の流量を調整する流量制御弁９・１０を設けてなる。【選択図】図１
2006220244.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液圧アクチュエーター内の押側室及び引側室にそれぞれ液流管路を接続し、該各液流管路に吐出量可変ポンプ及び圧力センサーからなる２系統の液圧制御部を設け、該各液圧制御部の各別制御による押側室及び引側室の出力差で液圧アクチュエーターの作動状態を制御するに際し、上記各々の液圧制御部に上記液流管路内の作動液をタンクに逃がして各液流管路内の流量を調整する流量制御弁を設け、上記押側室又は引側室のうちの一方の側室では一方の液圧制御部により一定圧力に保持制御すると共に他方の側室では他方の液圧制御部により流量制御することを特徴とする液圧アクチュエーター制御方法。
【請求項２】
上記液圧アクチュエーターは両側ロッド型シリンダであることを特徴とする請求項１記載の液圧アクチュエーター制御方法。
【請求項３】
上記流量制御弁は高速オンオフ弁であることを特徴とする請求項１又は２記載の液圧アクチュエーター制御方法。
【請求項４】
液圧アクチュエーター内の押側室及び引側室にそれぞれ液流管路を接続し、該各液流管路に吐出量可変ポンプ及び圧力センサーからなる２系統の液圧制御部を設け、該各液圧制御部の各別制御による押側室及び引側室の出力差で液圧アクチュエーターの作動状態を制御する制御部を設けてなり、上記各々の液圧制御部に上記液流管路内の作動液をタンクに逃がして各液流管路内の流量を調整する流量制御弁を設け、上記押側室又は引側室のうちの一方の側室では一方の液圧制御部により一定圧力に保持制御すると共に他方の側室では他方の液圧制御部により流量制御するように設けてなることを特徴とする液圧アクチュエーター制御装置。
【請求項５】
上記液圧アクチュエーターは両側ロッド型シリンダであることを特徴とする請求項４記載の液圧アクチュエーター制御装置。
【請求項６】
上記流量制御弁は高速オンオフ弁であることを特徴とする請求項４又は５記載の液圧アクチュエーター制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は例えば土木建築用構造部材の材料載荷試験機における試験体への負荷制御、油圧プレス機のシリンダ荷重制御やシリンダの変位制御に用いられる液圧アクチュエーター制御方法及びその装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来この種の液圧アクチュエーター制御装置として、例えば、図２に示す如く、載荷試験機に内蔵された液圧アクチエーター１としての、押側室及び引側室の受圧面積が同一である両側ロッド型の油圧シリンダの一方のロッド１ａに取付部材Ｄに取り付けられた制御対象物Ｗとしての試験体を連結し、液圧アクチュエーター内の押側室Ｐ及び引側室Ｌにそれぞれ液流管路２・３を接続し、各液流管路２・３にインバーターモーター駆動の吐出量可変ポンプ４ａ・５ａ、圧力センサー４ｂ・５ｂ及び電磁リリーフ弁４ｃ・５ｃからなる２系統の液圧制御部４・５を設け、この２系統の液圧制御部４・５の各別制御による押側室Ｐ及び引側室Ｌの出力差、即ち、押側室Ｐの出力ＰF（＝押側室Ｐの受圧面積×押側室Ｐの圧力）と、引側室Ｌの出力ＬF（＝引側室Ｌの受圧面積×引側室Ｌの圧力）との差（ＰF−ＬF）で液圧アクチュエーター１の作動状態を制御する演算制御部６を設けてなる構造が知られている。
【０００３】
しかして、液圧アクチュエータ１による荷重、ロッド１ａの変位、液流管路２・３内の圧力をそれぞれ荷重センサー８、位置センサー７、圧力センサー４ｃ・５ｃからフィードバック信号としての実際値を得ながら、演算制御部６によって、予め定めた荷重や変位等の制御目的の目標値に合致すべく制御信号を出力して液圧アクチュエーター内の押側室Ｐ及び引側室Ｌ内の圧力を制御し、押側室Ｐと引側室Ｌとの出力差、即ち、上記（ＰF−ＬF）で液圧アクチュエーター１の作動状態を荷重又は変位等の制御目的に応じてフィードバック制御するようにしている。
【特許文献１】特開２０００−３５１５８６公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながらこの従来構造において、試験体が弾性に富む材質、柔らかい材質であって、負荷の剛性が低い場合、液圧シリンダの押側室と引側室との出力差により変位制御を行おうとすると、圧力の変化は荷重の変化であるから、変位変化率に比べて荷重変化率が小さく、このため変位制御は粗くなって制御精度が低下し、加えて、荷重差を加力差で評価する場合、単純に受圧面積×圧力が発生荷重となるのではなく、不感帯である摩擦が外乱として作用し、制御精度を低下させることがあるという不都合を有している。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明はこれらの不都合を解決することを目的とするもので、本発明のうちで、請求項１記載の方法の発明は、液圧アクチュエーター内の押側室及び引側室にそれぞれ液流管路を接続し、該各液流管路に吐出量可変ポンプ及び圧力センサーからなる２系統の液圧制御部を設け、該各液圧制御部の各別制御による押側室及び引側室の出力差で液圧アクチュエーターの作動状態を制御するに際し、上記各々の液圧制御部に上記液流管路内の作動液をタンクに逃がして各液流管路内の流量を調整する流量制御弁を設け、上記押側室又は引側室のうちの一方の側室では一方の液圧制御部により一定圧力に保持制御すると共に他方の側室では他方の液圧制御部により流量制御することを特徴とする液圧アクチュエーター制御方法にある。
【０００６】
又、請求項２記載の方法の発明は、上記液圧アクチュエーターは両側ロッド型シリンダであることを特徴とするものであり、又、請求項３記載の方法の発明は、上記流量制御弁は高速オンオフ弁であることを特徴とするものである。
【０００７】
又、請求項４記載の装置の発明は、液圧アクチュエーター内の押側室及び引側室にそれぞれ液流管路を接続し、該各液流管路に吐出量可変ポンプ及び圧力センサーからなる２系統の液圧制御部を設け、該各液圧制御部の各別制御による押側室及び引側室の出力差で液圧アクチュエーターの作動状態を制御する制御部を設けてなり、上記各々の液圧制御部に上記液流管路内の作動液をタンクに逃がして各液流管路内の流量を調整する流量制御弁を設け、上記押側室又は引側室のうちの一方の側室では一方の液圧制御部により一定圧力に保持制御すると共に他方の側室では他方の液圧制御部により流量制御するように設けてなることを特徴とする液圧アクチュエーター制御装置にある。
【０００８】
又、請求項５記載の装置の発明は、上記液圧アクチュエーターは両側ロッド型シリンダであることを特徴とするものであり、又、請求項６記載の装置の発明は、上記流量制御弁は高速オンオフ弁であることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は上述の如く、請求項１又は４記載の発明にあっては、制御する側室と反対の側室には制御する側室の圧力に関係なく一定圧力の背圧が発生するのみの制御とすることができ、よって、制御する側室は流量制御を行い、反対の側室は圧力制御を行うことにより、２系統の液圧制御部を独立して作動させ、荷重制御又は変位制御を行うことができ、従って、背圧制御を行うことにより、押側室と引側室との出力差がゼロ近傍領域での液圧アクチュエーターの剛性の低下及び応答性の低下による制御の不安定性及び信頼性の低下を回避することができ、かつ、押側室と引側室の制御を入れ替えるときの制御の安定性及び信頼性を高めることができ、制御精度を向上することができ、かつ、押側室と引側室の制御を入れ替えるに際し、流量制御側の出力が背圧制御側の出力と一致したとき入れ替えることにより、押側室と引側室の制御を入れ替える時の制御の安定性を得ることができ、２系統の液圧制御部のリンクが必要となるが、それ以外は制御系のリンクはなく、安定して制御を行うことができる。
【００１０】
又、請求項２又は５記載の発明にあっては、上記液圧アクチュエーターは両側ロッド型シリンダであるから、押側室及び引側室の受圧面積を同一とすることにより、制御の簡易性を得ることができ、又、請求項３又は６記載の発明にあっては、上記流量制御弁が高速オンオフ弁であるから、小さな流量制御が可能となり、負荷剛性の高いところでの流量制御や背圧制御の制御精度を高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１は本発明の実施の形態例を示している。尚、本発明及び実施の形態例と背景技術との対比及び明確化を図るため、上記背景技術を示す図２に用いた符号と同一態様部分には同符合を付して説明を省略する。
【００１２】
９・１０は流量制御弁であって、この場合、上記各々の液圧制御部４・５に設けられ、演算制御部６からの制御信号により上記液流管路２・３内の作動液をタンクＴに逃がして各液流管路２・３内の流量を制御し、上記押側室Ｐ又は引側室Ｌのうちの一方の押側室Ｐでは一方の液圧制御部４により一定圧力に保持制御すると共に他方の引側室Ｌでは他方の液圧制御部５により流量制御するように設けられている。
【００１３】
この場合、上記流量制御弁９・１０として、高速電磁弁である高速オンオフ弁が用いられており、負荷剛性の高いところでの流量制御や背圧制御は、制御流量が僅かであり、ポンプ及び流量制御弁は圧縮容積に比べて、最小制御流量が小さいことが求められ、ポンプは負荷圧力に関係なく流量を制御可能であるが、流量制御弁は負荷圧力に依存し、その意味で、小さな流量制御が可能な高速オンオフ弁が流量制御には良いといえるからである。
【００１４】
この実施の形態例は上記構成であるから、液圧アクチュエーター１内の押側室Ｐに液流管路２より作動液をインバーター駆動の吐出量可変ポンプ４ａにより送ると共に引側室Ｌに液流管路３よりインバーター駆動の吐出量可変ポンプ５ａにより送り、押側室Ｐでは圧力センサー４ｂからの信号により吐出量可変ポンプ４ａを制御し、引側室Ｌでは圧力センサー５ｂ及びからの信号により吐出量可変ポンプ５ａを制御し、この２系統の液圧制御部４・５の各別制御による押側室Ｐ及び引側室Ｌの出力差、即ち、押側室Ｐの出力ＰF（＝押側室Ｐの受圧面積×押側室Ｐの圧力）と、引側室Ｌの出力ＬF（＝引側室Ｌの受圧面積×引側室Ｌの圧力）との差（ＰF−ＬF）で液圧アクチュエーター１の作動状態を制御することになり、この際、上記各々の液圧制御部４・５に上記液流管路２・３内の作動液をタンクＴに逃がして各液流管路２・３内の流量を調整する流量制御弁９・１０を設け、上記押側室Ｐ又は引側室Ｌのうちの一方の側室では一方の液圧制御部により一定圧力に保持制御すると共に他方の側室では他方の液圧制御部により流量制御するようにしているから、例えば、押側室Ｐを液圧制御部４により制御する場合は引側室Ｌは液圧制御部５により一定圧力に保持し、押側室Ｐを吐出量可変ポンプ４ａ、圧力センサー４ｂ及び流量制御弁９により制御し、又、引側室Ｌを液圧制御部５により制御する場合は押側室Ｐは液圧制御部４により一定圧力に保持し、引側室Ｌを吐出量可変ポンプ５ａ、圧力センサー５ｂ及び流量制御弁１０により制御することができ、即ち、制御する側室と反対の側室には制御する側室の圧力に関係なく一定圧力の背圧が発生するのみの制御とすることができ、よって、制御する側室は流量制御を行い、反対の側室は圧力制御を行うことにより、２系統の液圧制御部４・５を独立して作動させ、荷重制御又は変位制御を行うことができる。
【００１５】
従って、この背圧制御を行うことにより、押側室Ｐと引側室Ｌとの出力差（ＰF−ＬF）がゼロ近傍領域での液圧アクチュエーターの剛性の低下及び応答性の低下による制御の不安定性及び信頼性の低下を回避することができ、かつ、押側室Ｐと引側室Ｌの制御を入れ替えるときの制御の安定性及び信頼性を高めることができ、制御精度を向上することができる。
【００１６】
又、この、押側室Ｐと引側室Ｌの制御を入れ替えるに際し、流量制御側の出力が背圧制御側の出力と一致したとき入れ替えることにより、押側室Ｐと引側室Ｌの制御を入れ替える時の制御の安定性を得ることができ、このとき、２系統の液圧制御部４・５のリンクが必要となるが、それ以外は制御系のリンクはなく、安定して制御を行うことができる。
【００１７】
この際、例えば、一方の側室の背圧を最大制御圧力の半分に設定し、他方の側室の流量制御を行うにあたり、圧力範囲をゼロから最大圧力までとすることにより、押側室Ｐと引側室Ｌの制御が入れ替わることが無くなり、制御はきわめて容易となる。
【００１８】
又、この場合、上記液圧アクチュエーター１は両側ロッド型シリンダであるから、押側室Ｐ及び引側室Ｌの受圧面積を同一とすることにより、制御の簡易性を得ることができ、又、この場合、上記流量制御弁９・１０として、高速オンオフ弁が用いられているから、小さな流量制御が可能となり、負荷剛性の高いところでの流量制御や背圧制御の制御精度を高めることができる。
【００１９】
尚、本発明は上記実施の形態例に限られるものではなく、液圧アクチュエータ１、液圧制御部４・５の構造や回路構成等は適宜変更して設計される。例えば、上記形態例の液圧アクチュエーターは受圧面積が同一の両側ロッド型シリンダとなっているが、受圧面積の異なる両側ロッド型シリンダや片側ロッド型シリンダに適用することもできる。この場合、互いに受圧面積が異なるから、受圧面積比を考慮し、互いに荷重が同じになったとき、ロッド側室及びヘッド側室又はの各荷重が同じになったとき２系統の液圧制御部４・５の各別制御を切り換えることになる。
【００２０】
以上、所期の目的を充分達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の全体構成系統図である。
【図２】従来構造の全体構成系統図である。
【符号の説明】
【００２２】
１    液圧アクチュエーター
２    液流管路
３    液流管路
４    液圧制御部
４ａ    吐出量可変ポンプ
４ｂ    圧力センサー
５    液圧制御部
５ａ    吐出量可変ポンプ
５ｂ    圧力センサー
６    演算制御部
９    流量制御弁
１０    流量制御弁
【図１】
2006220244.tif 000003
【図２】
2006220244.tif 000004