特許 7583269 油圧装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-11-06

(45)【発行日】2024-11-14

(54)【発明の名称】油圧装置

(51)【国際特許分類】

   F15B 11/00 20060101AFI20241107BHJP

   F15B 11/028 20060101ALI20241107BHJP

   F15B 11/042 20060101ALI20241107BHJP

   B30B 15/10 20060101ALI20241107BHJP

   B30B 15/12 20060101ALI20241107BHJP

【ＦＩ】

F15B11/00 E

F15B11/028 G

F15B11/042

F15B11/028 A

B30B15/10 A

B30B15/12

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2021037934

(22)【出願日】2021-03-10

(65)【公開番号】P2022138200

(43)【公開日】2022-09-26

【審査請求日】2024-01-15

(73)【特許権者】

【識別番号】000002853

【氏名又は名称】ダイキン工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100101454

【弁理士】

【氏名又は名称】山田 卓二

(74)【代理人】

【識別番号】100183232

【弁理士】

【氏名又は名称】山崎 敏行

(72)【発明者】

【氏名】上林 淳浩

【審査官】山崎 孔徳

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１４－０６２５９９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｆ１５Ｂ １１／００

Ｆ１５Ｂ １１／０２８

Ｆ１５Ｂ １１／０４２

Ｂ３０Ｂ １５／１０

Ｂ３０Ｂ １５／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

アクチュエータ(１０)に油タンク(Ｔ)からの作動油を供給する油圧ポンプ(Ｐ)と、
上記アクチュエータ(１０)から排出される作動油を上記油タンク(Ｔ)に戻すリリーフ弁(２０)と、
上記アクチュエータ(１０)と上記油圧ポンプ(Ｐ)との間の流路の上記リリーフ弁(２０)が接続された接続点よりも上記油圧ポンプ(Ｐ)側に配設され、上記アクチュエータ(１０)から上記油圧ポンプ(Ｐ)への作動油の流れを規制する弁装置(３０,５０)と、
上記弁装置(３０,５０)に並列に接続された第１の絞り(６０)と、
上記アクチュエータ(１０)と上記油圧ポンプ(Ｐ)との間の流路内の作動油の圧力を検出する圧力センサ(ＰＳ)と、
上記圧力センサ(ＰＳ)により検出された作動油の圧力が所定圧力になるように上記油圧ポンプ(Ｐ)の回転数を制御する制御装置(４０)と
を備え、
上記制御装置(４０)は、上記リリーフ弁(２０)が開放状態から閉鎖状態に切り替わった場合、上記油圧ポンプ(Ｐ)を正回転させると共に、上記圧力センサ(ＰＳ)により検出された作動油の圧力が所定圧力になるように上記油圧ポンプ(Ｐ)の回転数を制御した後、上記圧力センサ(ＰＳ)により検出された作動油の圧力が上記リリーフ弁(２０)の最低制御圧力以下のときに、上記油圧ポンプ(Ｐ)を逆回転させて上記第１の絞り(６０)を介して作動油を上記油タンク(Ｔ)に戻す、油圧装置。

【請求項2】

アクチュエータ(１０)に油タンク(Ｔ)からの作動油を供給する油圧ポンプ(Ｐ)と、
上記アクチュエータ(１０)から排出される作動油を上記油タンク(Ｔ)に戻すリリーフ弁(２０)と、
上記アクチュエータ(１０)と上記油圧ポンプ(Ｐ)との間の流路の上記リリーフ弁(２０)が接続された接続点よりも上記油圧ポンプ(Ｐ)側に配設され、上記アクチュエータ(１０)から上記油圧ポンプ(Ｐ)への作動油の流れを規制する弁装置(３０,５０)と、
上記弁装置(３０,５０)に並列に接続された第１の絞り(６０)と、
上記アクチュエータ(１０)と上記油圧ポンプ(Ｐ)との間の流路内の作動油の圧力を検出する圧力センサ(ＰＳ)と、
上記圧力センサ(ＰＳ)により検出された作動油の圧力が所定圧力になるように上記油圧ポンプ(Ｐ)の回転数を制御する制御装置(４０)と、
上記第１の絞り(６０)の上記アクチュエータ(１０)側に一端が接続された第２の絞り(７０)と、
上記第２の絞り(７０)の他端に一端が接続され、他端が上記第１の絞り(６０)の上記油圧ポンプ(Ｐ)側に接続された第３の絞り(８０)と
を備え、
上記制御装置(４０)は、上記圧力センサ(ＰＳ)により検出された作動油の圧力が上記リリーフ弁(２０)の最低制御圧力以下のときに、上記油圧ポンプ(Ｐ)を逆回転させて上記第１の絞り(６０)を介して作動油を上記油タンク(Ｔ)に戻し、
上記第２の絞り(７０)および上記第３の絞り(８０)は、上記第１の絞り(６０)の絞り径よりも小さい絞り径であり、
上記圧力センサ(ＰＳ)は、上記第２の絞り(７０)と上記第３の絞り(８０)との間の流路内の作動油の圧力を検出する、油圧装置。

【請求項3】

請求項１または２に記載の油圧装置において、
上記アクチュエータ(１０)は、プレス機械のクラッチブレーキ装置の油圧シリンダである、油圧装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、油圧装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、油圧装置としては、クッションパッドを上下動させる油圧シリンダに油タンクからの作動油を供給する油圧ポンプと、油圧シリンダから排出される作動油を油タンクに戻すリリーフ弁と、油圧シリンダと油圧ポンプとの間の流路内の作動油の圧力を検出する圧力センサと、油圧ポンプの回転数を制御する制御装置とを備えたものがある(例えば、特許第６７０２４９１号(特許文献１)参照)。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特許第６７０２４９１号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記油圧装置では、油圧シリンダから戻る作動油の圧力がリリーフ弁の最低制御圧力以下になると、リリーフ弁を介して作動油を油タンクに戻せないため、リリーフ弁の最低制御圧力以下におけるブレーキ制御が十分でなかった。

【0005】

本開示では、リリーフ弁の最低制御圧力以下でもブレーキ制御ができる油圧装置を提案する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本開示の油圧装置は、
アクチュエータに油タンクからの作動油を供給する油圧ポンプと、
上記アクチュエータから排出される作動油を上記油タンクに戻すリリーフ弁と、
上記アクチュエータと上記油圧ポンプとの間の流路の上記リリーフ弁が接続された接続点よりも上記油圧ポンプ側に配設され、上記アクチュエータから上記油圧ポンプへの作動油の流れを規制する弁装置と、
上記弁装置に並列に接続された第１の絞りと、
上記アクチュエータと上記油圧ポンプとの間の流路内の作動油の圧力を検出する圧力センサと、
上記圧力センサにより検出された作動油の圧力が所定圧力になるように上記油圧ポンプの回転数を制御する制御装置と
を備え、
上記制御装置は、上記圧力センサにより検出された作動油の圧力が上記リリーフ弁の最低制御圧力以下のときに、上記油圧ポンプを逆回転させて上記第１の絞りを介して作動油を上記油タンクに戻す。

【0007】

本開示によれば、圧力センサにより検出された作動油の圧力がリリーフ弁の最低制御圧力以下のときに、油圧ポンプを逆回転させて第１の絞りを介して作動油を油タンクに戻すことによって、リリーフ弁の最低制御圧力以下でもブレーキ制御ができる。

【0008】

また、本開示の１つの態様に係る油圧装置では、
上記第１の絞りの上記アクチュエータ側に一端が接続された第２の絞りと、
上記第２の絞りの他端に一端が接続され、他端が上記第１の絞りの上記油圧ポンプ側に接続された第３の絞りと
を備え、
上記第２の絞りおよび上記第３の絞りは、上記第１の絞りの絞り径よりも小さい絞り径であり、
上記圧力センサは、上記第２の絞りと上記第３の絞りとの間の流路内の作動油の圧力を検出する。

【0009】

本開示によれば、第２の絞りと第３の絞りとの間の流路内の作動油の圧力を圧力センサにより検出することによって、急激な圧力変化を圧力センサにより検出するのを抑えるので、油圧ポンプの回転数制御の安定性を向上できる。

【0010】

また、本開示の１つの態様に係る油圧装置では、
上記アクチュエータは、プレス機械のクラッチブレーキ装置の油圧シリンダである。

【0011】

本開示によれば、プレス機械のクラッチブレーキ装置において、リリーフ弁の最低制御圧力以下でのブレーキ制御が可能になる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】本開示の第１実施形態の油圧装置の概略ブロック図である。

【図2】第１実施形態の油圧装置の動作を示すグラフである。

【図3】本開示の第２実施形態の油圧装置の概略ブロック図である。

【図4】本開示の第３実施形態の油圧装置の概略ブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0013】

以下、実施形態を説明する。なお、図面において、同一の参照番号は、同一部分または相当部分を表わすものである。また、長さ、幅、厚さ、深さ等の図面上の寸法は、図面の明瞭化と簡略化のために実際の尺度から適宜変更されており、実際の相対寸法を表してはいない。

【0014】

〔第１実施形態〕
図１は本開示の第１実施形態の油圧装置の概略ブロック図である。この第１実施形態の油圧装置は、プレス機械のクラッチブレーキ装置の油圧シリンダに作動油を供給する。

【0015】

この第１実施形態の油圧装置は、図１に示すように、油圧シリンダ１０に油タンクＴからの作動油を供給する油圧ポンプＰと、油圧ポンプＰを駆動するモータＭと、油圧シリンダ１０から排出される作動油を油タンクＴに戻すリリーフ弁２０と、油圧シリンダ１０と油圧ポンプＰとの間の流路の作動油の圧力を検出する圧力センサＰＳと、油圧シリンダ１０から油圧ポンプＰへの作動油の流れを規制する逆止弁３０と、油圧ポンプＰから油圧シリンダ１０に供給する作動油の流量および圧力を制御する制御装置４０とを備えている。油圧シリンダ１０は、アクチュエータの一例である。逆止弁３０は、弁装置の一例である。また、油圧装置は、逆止弁３０に並列に接続された第１の絞り６０を備えている。第１の絞り６０の絞り径は、この実施形態では５ｍｍとしている。

【0016】

油圧シリンダ１０は、シリンダチューブ１１と、シリンダチューブ１１内を往復動するピストン１２と、ピストン１２に一端が接続されたピストンロッド１３とを有している。

【0017】

逆止弁３０は、油圧シリンダ１０と油圧ポンプＰとの間の流路のリリーフ弁２０が接続された接続点よりも油圧ポンプＰ側に配設されている。油圧シリンダ１０のポート１０ａを、逆止弁３０を介して油圧ポンプＰの吐出側に接続している。

【0018】

また、油圧ポンプＰの吐出側に圧力センサＰＳを接続している。圧力センサＰＳから制御装置４０に圧力信号が出力される。

【0019】

また、油圧シリンダ１０のポート１０ａをリリーフ弁２０の入口ポート２１に接続し、リリーフ弁２０の出口ポート２２を油タンクＴに接続している。リリーフ弁２０は、パイロット作動形のリリーフ弁であり、油圧ポンプＰの吐出側をリリーフ弁２０のベントポート２３(パイロットポート)に接続している。これにより、油圧ポンプＰの吐出圧力(パイロット圧)がリリーフ弁２０のベントポート２３に供給されて、リリーフ弁２０の設定圧Ｐｓｅｔが制御される。

【0020】

ここで、リリーフ弁２０のベントポート２３の圧力が設定ベント圧Ｐｖとなるように、制御装置４０により油圧ポンプＰの回転数を制御する。これにより、リリーフ弁２０の設定圧Ｐｓｅｔは、設定ベント圧をＰｖとし、リリーフ弁２０の差圧バネ面圧をＰｄとすると、
Ｐｓｅｔ ＝ Ｐｖ＋Ｐｄ
で表される。このリリーフ弁２０の最低制御圧力はＰｄ(例えば１ＭＰａ)である。

【0021】

制御装置４０は、主機(この実施形態ではプレス装置)からの圧力指令信号と流量指令信号および圧力センサＰＳからの圧力信号を受けて、モータＭを駆動する駆動信号を出力することにより、油圧ポンプＰの回転数を制御する。圧力指令信号と流量指令信号は、プレス機械の主機コントローラ(図示せず)などから入力される。

【0022】

図２は上記油圧装置の動作を示している。図２において、上段の縦軸は油圧ポンプＰの流量[任意目盛]を表し、中段の縦軸は油圧ポンプＰの圧力[任意目盛]を表し、下段の縦軸はリリーフ弁２０の流量を表し、横軸は時間を表している。

【0023】

図２に示すように、プレス機械のプレス成形時、制御装置４０によって、クラッチブレーキ装置の動作において、ピストン移動、ソフトクラッチ、フルクラッチ、ピストン移動、ソフトブレーキ、フルブレーキの順に油圧ポンプＰの流量と圧力を制御する。

【0024】

ここで、ソフトブレーキ前のピストン移動において、油圧シリンダ１０のポート１０ａの作動油の圧力がリリーフ弁２０の設定圧Ｐｓｅｔ以上になると、リリーフ弁２０が動作して、油圧シリンダ１０から排出される作動油をリリーフ弁２０を介して油タンクＴに戻す。

【0025】

その後、ソフトブレーキにおいて、制御装置４０は、圧力センサＰＳにより検出された作動油の圧力が所定圧力(圧力指令値)になるように、油圧ポンプＰの回転数を制御する。次に、フルブレーキにおいて、圧力センサＰＳにより検出された作動油の圧力がリリーフ弁２０の最低制御圧力Ｐｄ以下になると、制御装置４０は、油圧ポンプＰを逆回転させて、油圧シリンダ１０からの作動油を第１の絞り６０を介して油タンクＴに戻す。

【0026】

上記構成の油圧装置によれば、プレス機械のプレス成形時に、制御装置４０によって、圧力センサＰＳにより検出された作動油の圧力に応じて油圧ポンプＰの回転数を制御することによって、油圧ポンプＰから油圧シリンダ１０に供給する作動油の流量および圧力を制御する。これにより、クラッチブレーキ制御を油圧ポンプＰにより高精度かつ高速で行うことができる。

【0027】

上記油圧装置では、クラッチブレーキ装置のブレーキ制御において、油圧シリンダ１０のポート１０ａの作動油の圧力がリリーフ弁２０の設定圧Ｐｓｅｔ以上になって、リリーフ弁２０が動作して油圧シリンダ１０から排出される作動油を油タンクＴに戻すと共に、圧力センサＰＳにより検出された作動油の圧力がリリーフ弁２０の最低制御圧力Ｐｄ以下になると、制御装置４０によって油圧ポンプＰを逆回転させる。これにより、リリーフ弁２０の最低制御圧力Ｐｄ以下でもブレーキ制御ができる。

【0028】

また、プレス機械のクラッチブレーキ装置において、上記油圧装置を用いることによって、クラッチブレーキ制御を高精度かつ高速で行いつつ、リリーフ弁２０の最低制御圧力以下でのブレーキ制御が可能になる。

【0029】

また、上記油圧装置では、リリーフ弁２０を用いないで油圧シリンダ１０から戻る作動油の流量および圧力を油圧ポンプＰのみで制御する場合に比べて、外力で油圧シリンダ１０から押し戻される作動油の流量や圧力に対応可能な大きな容量の油圧ポンプＰを用いる必要がなくなる。

【0030】

〔第２実施形態〕
図３は本開示の第２実施形態の油圧装置の概略ブロック図である。この第２実施形態の油圧装置は、第２の絞り７０,第３の絞り８０と圧力センサＰＳの位置を除いて第１実施形態の油圧装置と同一の構成をしている。

【0031】

この第２実施形態の油圧装置は、図３に示すように、第１の絞り６０の油圧シリンダ１０側に一端が接続された第２の絞り７０と、第２の絞り７０の他端に一端が接続され、他端が第１の絞り６０の油圧ポンプＰ側に接続された第３の絞り８０とを備えている。第２の絞り７０および第３の絞り８０は、第１の絞り６０の絞り径(例えば５ｍｍ)よりも小さい絞り径(例えば１ｍｍ)である。

【0032】

圧力センサＰＳは、第２の絞り７０と第３の絞り８０の間の流路内の作動油の圧力を検出する。

【0033】

上記第２実施形態の油圧装置は、第１実施形態の油圧装置と同様の効果を有する。

【0034】

また、第２の絞り７０と第３の絞り８０との間の流路内の作動油の圧力を圧力センサＰＳにより検出することによって、急激な圧力変化を検出するのを抑えるので、油圧ポンプＰの回転数制御の安定性を向上できる。

【0035】

〔第３実施形態〕
図４は本開示の第３実施形態の油圧装置の概略ブロック図である。この第２実施形態の油圧装置は、電磁弁５０と制御装置４０の制御を除いて第１実施形態の油圧装置と同一の構成をしている。

【0036】

この第３実施形態の油圧装置は、図４に示すように、油圧シリンダ１０と油圧ポンプＰとの間の流路かつ該流路のリリーフ弁２０が接続された接続点よりも油圧ポンプＰ側に電磁弁５０を配設している。電磁弁５０は、弁装置の一例である。

【0037】

この電磁弁５０は、ソレノイド５３が励磁の場合、左側の切り換え位置となり、第１ポート５１と第２ポート５２が連通する。一方、電磁弁５０は、ソレノイド５３が非励磁の場合、右側の切り換え位置となり、第１ポート５１および第２ポート５２が夫々閉鎖される。

【0038】

上記油圧装置は、クラッチブレーキ装置のクラッチ制御時は、ソレノイド５３を励磁して左側の切り換え位置にし、第１ポート５１と第２ポート５２とを連通させる。一方、クラッチブレーキ装置のブレーキ制御時は、電磁弁５０のソレノイド５３を非励磁として右側の切り換え位置にし、第１ポート５１と第２ポート５２とを閉鎖する。

【0039】

上記第３実施形態の油圧装置は、第１実施形態の油圧装置と同様の効果を有する。

【0040】

この第３実施形態の油圧装置は、第１実施形態の逆止弁３０を備えた油圧装置に比べて、圧力のオーバーシュートやアンダーシュートが発生した場合でも油圧ポンプＰと油圧シリンダ１０との間の流路を確実に塞ぐことにより、安定した制御が可能となる。

【0041】

上記第１～第３実施形態では、プレス機械のクラッチブレーキ装置の油圧シリンダに作動油を供給する油圧装置について説明したが、プレス機械のダイクッション装置などの他の構成の油圧装置に本開示を適用してもよい。

【0042】

上記第１～第３実施形態では、アクチュエータとして、片ロッド油圧シリンダを用いたが、両ロッド油圧シリンダや油圧モータ等を用いてもよい

【0043】

また、本開示の油圧装置をプレス機械のダイクッション装置に用いて、圧力センサにより検出された作動油の圧力がリリーフ弁の設定圧以上のときに、油圧ポンプを逆回転させてリリーフ弁を開くようにしてもよい。これにより、ダイクッショク圧力制御において、油圧シリンダから発生するサージ圧力を抑制することができる。

【0044】

本開示の具体的な実施の形態について説明したが、本開示は上記第１～第３実施形態に限定されるものではなく、本開示の範囲内で種々変更して実施することができる。例えば、上記第１～第３実施形態で記載した内容を適宜組み合わせたものを、本開示の一実施形態としてもよい。

【符号の説明】

【0045】

１０…油圧シリンダ
１０ａ…ポート
１１…シリンダチューブ
１２…ピストン
１３…ピストンロッド
２０…リリーフ弁
２１…入口ポート
２２…出口ポート
２３…ベントポート
３０…逆止弁
４０…制御装置
５０…電磁弁
５１…第１ポート
５２…第２ポート
６０…第１の絞り
７０…第２の絞り
８０…第３の絞り
Ｍ…モータ
Ｐ…油圧ポンプ
ＰＳ…圧力センサ
Ｔ…油タンク

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】