(57)【要約】      （修正有）【課題】閉弁動作時の油圧低下を考慮して、低コストに油圧シリンダの油圧を保持する。【解決手段】パイロットチェック弁１５を含む油圧回路１３を介して油圧ポンプ１１から油圧シリンダ１２に圧力油を供給することで、油圧シリンダ１２を作動させ、かつその油圧を保持するに際し、油圧ポンプ１１を駆動すると共にパイロットチェック弁１５を開いて、油圧シリンダ１２の油圧を所定の大きさＰａにまで高めた後、油圧ポンプ１１を停止し、然る後、油圧ポンプ１１を再駆動して、パイロットチェック弁１５を半開状態で留めつつ油圧を再び高める。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
パイロットチェック弁を含む油圧回路を介して油圧ポンプから油圧シリンダに圧力油を供給することで、前記油圧シリンダを作動させ、かつその油圧を保持するための方法において、
前記油圧ポンプを駆動すると共に前記パイロットチェック弁を開いて、前記油圧シリンダの油圧を所定の大きさにまで高めた後、前記油圧ポンプを停止し、
然る後、前記油圧ポンプを再駆動して、前記パイロットチェック弁を半開状態で留めつつ前記油圧を再び高めることを特徴とする、油圧保持方法。
【請求項２】
前記油圧ポンプの再駆動を、前記油圧ポンプの停止後、前記パイロットチェック弁が完全に閉じたとき又は閉じるまでに行う、請求項１に記載の油圧保持方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、油圧保持方法に関し、特にパイロットチェック弁を含む油圧回路を用いて油圧シリンダの油圧を保持するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
種々の製造工程において使用される油圧アクチュエータに油圧シリンダを用いたものがある。これは、油圧ポンプから送り出された圧力油を油圧回路を介して油圧シリンダに供給することでピストンを作動させると共に、作動時の油圧を保持することで、油圧シリンダにより生じる力（通常、この力が製造に係る機械の駆動力、例えばクランプ力などに用いられる）を一定に保つものである。
【０００３】
ここで、油圧シリンダにより生じる力を一定に保つための方法として、油圧回路にパイロットチェック弁を設ける方法がある（例えば、特許文献１を参照）。このチェック弁は、油圧ポンプから油圧シリンダへの圧力油の送り出しを可能とする一方、油圧シリンダから油圧ポンプへの逆流を防止可能とするもので、これにより油圧シリンダに付与された油圧の低下を防止するようにしている。
【０００４】
また、特許文献１には、油圧回路の油圧を検知し、検知した油圧が一の所定値以下になった場合に油圧ポンプを駆動し、検知した油圧が他の所定値以上になった場合に油圧ポンプを停止する制御方法が提案されている。これにより、油圧シリンダ又はパイロットチェック弁からの圧力油の漏れを補填するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−８９５０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、この種の弁においては、油圧ポンプの停止時、パイロットピストンを後退させた状態では、ポペットとも呼ばれる弁体が付勢手段（スプリングなど）の弾性復元力によって弁内の流路を塞ぐ向きに移動する。その際、弁体が流路を完全に塞ぐまでにはある程度の時間を要するため、その間に油圧シリンダから油圧ポンプ側へ圧力油が逆流し、結果、油圧シリンダの油圧が想定以上に下がる事態が起こり得る（後述する図５（ｂ）を参照）。通常、パイロットチェック弁には、用途に応じて必要となる力（油圧）とコスト面の両面を考慮して、適切なグレードのものを購入、使用している。しかし、上述した油圧の低下が生じることを想定した場合には、当初予定していたグレードよりも上のものを購入する必要が生じるため、不要なコストアップを招く。
【０００７】
例えば、特許文献１に記載の制御方法を用いれば、上述した問題も解消できそうに思われる。ただし、上記制御方法だと、油圧を検知する手段（油圧検知手段）や、検知した油圧の大きさに基づいて油圧ポンプの駆動又は停止を制御する手段（駆動制御手段）などが必要となるため、コストアップを招くことには変わりない。なにより、特許文献１に記載の制御方法は、閉弁状態における油圧シリンダ又はパイロットチェック弁からの圧力油の漏れに伴う油圧低下を補填するため、定期的に油圧ポンプを駆動させるものであり、閉弁動作中の油圧の低下を想定したものでない。
【０００８】
以上の事情に鑑み、本発明により解決すべき課題は、閉弁動作時の油圧低下を考慮して、低コストに油圧シリンダの油圧を保持することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記課題の解決は、本発明に係る油圧保持方法によって達成される。すなわち、この保持方法は、パイロットチェック弁を含む油圧回路を介して油圧ポンプから油圧シリンダに圧力油を供給することで、油圧シリンダを作動させ、かつその油圧を保持するための方法において、油圧ポンプを駆動すると共にパイロットチェック弁を開いて、油圧シリンダの油圧を所定の大きさにまで高めた後、油圧ポンプを停止し、然る後、油圧ポンプを再駆動して、パイロットチェック弁を半開状態で留めつつ油圧を再び高める点をもって特徴付けられる。なお、ここでいう半開状態とは、パイロットチェック弁の弁体が、完全に閉じた状態における位置（全閉位置）と、完全に開いた状態における位置（全開位置）との中間位置にある状態をいい、全閉位置及び全開位置は含まない。
【００１０】
このように、油圧シリンダの油圧を一旦所定の大きさにまで高めた後、油圧ポンプを停止し、然る後、油圧ポンプを再駆動して、パイロットチェック弁を半開状態に留めつつ再び油圧を再び高めることで、油圧ポンプの再駆動に伴う油圧の再上昇時、パイロットチェック弁の弁体は完全に閉じた状態又はこれに近い状態から、完全に開いた状態に向けて移動する。そのため、再び油圧を例えば所定の大きさにまで高めた後、油圧ポンプを停止した際に、パイロットチェック弁の弁体が移動する量を、最初の油圧ポンプ停止時と比べて小さくして、弁体が再び流路を完全に塞ぐまでに要する時間を短くできる。従って、この間の油圧の低下をなるべく小さくして、従来に比べて長時間、油圧シリンダによる所定の動作状態を維持し得る程度の大きさの油圧を保持することが可能となる。また、この方法だと、閉弁動作開始時からの油圧の変動を事前にある程度把握できるため、例えば油圧ポンプのオンとオフとを所定時間おきに切り替える程度の制御で足りる。よって、油圧を随時検知するための手段や、検知した油圧の大きさに基づいて油圧ポンプの駆動を制御するための手段を別途設けなくて済み、低コストに油圧の保持を図ることが可能となる。
【００１１】
また、本発明に係る油圧保持方法は、油圧ポンプの再駆動を、油圧ポンプの停止後、パイロットチェック弁が完全に閉じたとき又は閉じるまでに行うものであってもよい。
【００１２】
このように、少なくともパイロットチェック弁が完全に閉じるときまでに油圧ポンプの再駆動を行うようにすれば、閉弁状態における油圧シリンダ又はパイロットチェック弁からの圧力油の経時的な漏れが生じる前に油圧ポンプを再駆動することになる。そのため、最初に油圧ポンプを停止した際に、油圧が一時的にでも最低限必要な大きさ以下にまで低下する事態を回避して、常に必要な大きさの油圧を油圧シリンダに付与し続けることが可能となる。
【発明の効果】
【００１３】
以上のように、本発明によれば、閉弁動作時の油圧低下を考慮して、低コストに油圧シリンダの油圧を保持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係る油圧アクチュエータの油圧回路図である。
【図２】図１に示すパイロットチェック弁の要部断面図であって、最初に油圧ポンプを駆動した際の弁体の位置関係を示す図である。
【図３】図１に示すパイロットチェック弁の要部断面図であって、最初に油圧ポンプを停止した後の弁体の位置関係を示す図である。
【図４】図１に示すパイロットチェック弁の要部断面図であって、再び油圧ポンプを駆動した際の弁体の位置関係を示す図である。
【図５】従来の方法で油圧を制御した際の（ａ）パイロットチェック弁の開閉状態、（ｂ）油圧、及び（ｃ）油圧ポンプの駆動状況の推移を示すグラフである。
【図６】本発明に係る方法で油圧を制御した際の（ａ）パイロットチェック弁の開閉状態、（ｂ）油圧、及び（ｃ）油圧ポンプの駆動状況の推移を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、本発明の一実施形態に係る油圧保持方法を図面に基づき説明する。
【００１６】
図１は、本発明の一実施形態に係る油圧アクチュエータ１０の油圧回路図である。この図に示すように、この油圧アクチュエータ１０は、油圧ポンプ１１と、油圧ポンプ１１から圧力油を供給されることにより作動する油圧シリンダ１２と、油圧ポンプ１１と油圧シリンダ１２との間の圧力油の流れを制御するための油圧回路１３とを主に備える。本実施形態では、油圧回路１３は、圧力油の流れ方向を制御するための方向切替え弁１４と、パイロットチェック弁１５とを含む。
【００１７】
図２は、図１に示すパイロットチェック弁１５の要部断面図である。この図に示すように、パイロットチェック弁１５は、ハウジング１６と、ハウジング１６に収容されるパイロットピストン１７と、パイロットピストン１７で押圧可能な弁体１８と、パイロットピストン１７による押圧方向に抗する向きに弁体１８を付勢する付勢手段１９と、ハウジング１６の内部に選択的に設けられる圧力油の流路２０とを有する。すなわち、この流路２０は、例えば図２に示すように、パイロットピストン１７を前進（図２でいえば右方向に移動）させて、弁体１８を付勢手段１９の付勢力に抗して押し込むことで形成され、図３に示すように、パイロットピストン１７を後退（図３でいえば左方向に移動）させて、弁体１８から離間させることで遮断される。この場合、ハウジング１６と弁体１８との当接部位に圧力油のシール部２１が形成される。なお、本図示例では、ハウジング１６を一個の部材として描いているが、もちろん二個以上の部材でハウジング１６を構成しても構わない。
【００１８】
以下、上記構成の油圧アクチュエータ１０を用いた油圧保持方法の一例をその利点と共に説明する。
【００１９】
まず、図示しないモータ等により油圧ポンプ１１を駆動させると共に油圧回路１３の方向切替え弁１４を操作して、油圧ポンプ１１からパイロットチェック弁１５を通じて油圧シリンダ１２に圧力油を供給する。これにより、油圧シリンダ１２のピストン１２ａを所定方向（図１でいえば上方）に移動させる。なお、この際、パイロットチェック弁１５は、図２に示すように、そのパイロットピストン１７を前進させて弁体１８を押圧、後退させることにより、完全に開いた状態にある（油圧ポンプ１１から油圧シリンダ１２に通じる流路２０が既に形成された状態にある）。従って、油圧シリンダ１２のピストン１２ａは早急にその限界位置まで移動し、油圧シリンダ１２の油圧も併せて急速に上昇する（図５（ｂ）、図６（ｂ）を参照）。
【００２０】
そうして、油圧が所定の大きさＰａにまで達したら、油圧ポンプ１１の駆動を停止する。また、この際、方向切替え弁１４の操作によりパイロットピストン１７を後退（図３でいえば左方向に移動）させる。これにより、弁体１８が付勢手段１９の弾性復元力により前進（図３でいえば左方向に移動）し、弁体１８がハウジング１６の座面１６ａと当接することにより、弁体１８と座面１６ａとの間にシール部２１が形成される。また、このシール部２１が形成されることで、流路２０が遮断され、パイロットチェック弁１５が完全に閉じた状態となる。
【００２１】
また、弁体１８が完全に開いた状態から完全に閉じた状態にまで移動するまでの間、油圧ポンプ１１からの圧力油の供給が停止し、油圧シリンダ１２側から油圧ポンプ１１側へ圧力油が逆流し得る状況にある。そのため、油圧は、一旦所定の大きさＰａにまで上昇した後、弁体１８が座面１６ａと当接してパイロットチェック弁１５が完全に閉じるまでの間、低下を続ける（図５（ｂ）、図６（ｂ））。
【００２２】
ここで、従来の如く、そのまま、パイロットチェック弁１５を完全に閉じた状態を継続する場合、弁体１８と座面１６ａとの間には微小な隙間が不可避的に存在することに起因して、僅かながらも圧力油の漏れが生じる。そのため、パイロットチェック弁１５を完全に閉じた状態とした以後も、少しずつ油圧は低下し続ける。例えばこの油圧アクチュエータ１０を機械のクランプ動作に用いる場合、油圧が所定の大きさＰａに達した時点Ｔ1あるいは、その時点Ｔ1よりも少し前の時点でクランプ動作を開始し、開始時から所定時間が経過した時点ＴFで例えばパイロットピストン１７の前進動作で弁体１８を押圧、後退させることで、油圧シリンダ１２の油圧を低下させ、アンクランプ状態とする（図５（ｂ））。しかし、上述のように、閉弁状態における油圧の継続的な漏れに加えて、弁体１８が全開位置から全閉位置に移動する間における油圧の急激な低下が生じたのでは、アンクランプ時における油圧Ｐｃがクランプ動作に必要な大きさを確保できず、クランプ終了予定時ＴFよりも前にアンクランプ状態に至るおそれがある。
【００２３】
そこで、本発明では、油圧シリンダ１２の油圧を一旦所定の大きさＰａにまで高めた後、油圧ポンプ１１を停止し、然る後、油圧ポンプ１１を再駆動して、パイロットチェック弁１５を半開状態に留めつつ再び油圧を所定の大きさにまで高めるようにした。具体的には、例えば図３に示す状態（弁体１８が座面１６ａと当接した状態）に至った時点Ｔ2において、油圧ポンプ１１を再駆動させる。また、この際、パイロットチェック弁１５のパイロットピストン１７を後退させた状態、言い換えると、弁体１８と非接触の状態のままで油圧ポンプ１１を再駆動させる。これにより、弁体１８が油圧ポンプ１１からの圧力油の供給を受けて付勢手段１９の付勢力に抗する向き（図４でいえば右方向）に移動し始め、流路２０が再び形成され、拡大していく。よって、油圧は弁体１８が移動し始めた直後こそ引き続き低下するが、その後、上昇に転じ、再び所定の大きさＰａにまで達する。
【００２４】
この際、弁体１８はパイロットピストン１７からの押圧力を受けることなく油圧ポンプ１１からの油圧のみをもって全開方向に移動する。また、ある程度油圧が高い状態から弁体１８の移動が開始される。これらの理由により、油圧が再び所定の大きさＰａに達した時点Ｔ3において、パイロットチェック弁１５は半開状態に留まる（図６（ａ））。言い換えると、弁体１８が全開位置と全閉位置との中間位置に留まる。よって、油圧が再び所定の大きさＰａにまで高まった時点Ｔ3で油圧ポンプ１１を停止し、再びパイロットチェック弁１５を完全に閉じた状態とした場合、弁体１８が移動する量（図６（ａ）のＴ3からＴ4までの間の移動量）を、最初の油圧ポンプ１１の停止時のそれ（同図のＴ1からＴ2までの間の移動量）と比べて小さくして、弁体１８が二度目に流路２０を完全に塞ぐまでに要する時間を短くできる。従って、この間の油圧の低下（Ｐａ−Ｐｄ）をなるべく小さくして、従来に比べて長時間、油圧シリンダ１２による所定の動作状態を維持し得る程度の大きさの油圧を保持することが可能となる。具体的にいえば、上述の如く油圧シリンダ１２の油圧でワークのクランプ状態を所定時間保持しようとする場合、クランプ終了予定時ＴFにおける油圧Ｐｃ’を、従来のそれＰｃと比べて向上させることができるため、ワークのクランプ動作を必要な時間継続することが可能となる。
【００２５】
また、この方法だと、油圧ポンプ１１の駆動開始時ＴSから油圧が所定の大きさＰａに達するまでの時間、及び閉弁動作開始時Ｔ１からの油圧の変動を事前にある程度把握できるため、例えば油圧ポンプ１１のオンとオフとを所定時間おきに切り替える程度の制御で足りる。よって、油圧を随時検知するための手段や、検知した油圧の大きさに基づいて油圧ポンプ１１の駆動を制御するための手段を別途設けなくて済み、あるいは設けるにしても最小限で済む。以上の理由より、本発明によれば、低コストに油圧の保持を図ることが可能となる。
【００２６】
以上、本発明の一実施形態を説明したが、本発明に係る油圧保持方法は上記例示の形態に限定されることなく、本発明の範囲内において任意の形態を採り得ることはもちろんである。
【００２７】
例えば上記実施形態では、最初に油圧が所定の大きさＰａにまで上昇した後、油圧ポンプ１１を停止して、パイロットチェック弁１５が完全に閉じた時点Ｔ２で、再び油圧ポンプ１１を駆動した場合を例示したが、もちろん、これに限る必要はない。油圧ポンプ１１を再駆動して、パイロットチェック弁１５を半開状態で留めつつ油圧を再び高める限りにおいて、その制御態様は任意であり、例えばパイロットチェック弁１５が完全に閉じた時点Ｔ2の前後で油圧ポンプ１１を再駆動するようにしてもよい。
【符号の説明】
【００２８】
１０    油圧アクチュエータ
１１    油圧ポンプ
１２    油圧シリンダ
１２ａ  ピストン
１３    油圧回路
１４    方向切替え弁
１５    パイロットチェック弁
１６    ハウジング
１６ａ  座面
１７    パイロットピストン
１８    弁体
２０    流路
２１    シール部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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