JP2004263645A - 液圧装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】安定した押し当てができる液圧装置を得る。
【解決手段】電動モータ６により駆動され両方向回転可能な液圧ポンプ１を備え、液圧シリンダ１２の両ポート１４，１６と液圧ポンプ１の両ポート２，４とを一対の流路８，１０を介してそれぞれ接続する。液圧シリンダ１２を押し当てた状態で、一対の流路８，１０のうちの高圧側の流路１０を低圧側に連通するリーク流路３０に絞り３２を介装した。更に、液圧シリンダ１２による移動を検出する移動検出センサ３４により検出される位置に基づいて電動モータ６を制御する位置制御回路３８と、圧力センサ３６により検出される高圧側の流路１０の圧力に基づいて電動モータ６を制御する圧力制御回路４０とを備え、かつ、位置制御回路３８による制御を圧力制御回路４０に切り替える切替回路４２を設けた。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電動モータにより駆動され両方向回転可能な液圧ポンプの両ポートと液圧アクチュエータの両ポートとを一対の流路を介してそれぞれ接続した液圧装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、特許文献１にあるように、電動モータにより駆動され両方向回転可能な液圧ポンプの両ポートと液圧アクチュエータの両ポートとを一対の流路を介してそれぞれ接続した液圧装置が知られている。この液圧装置では、電動モータの回転方向を切り替えることにより、液圧アクチュエータの動作方向を切り替えている。また、液圧アクチュエータの移動をセンサにより検出するようにして、電動モータの回転数等を制御すると共に、液圧アクチュエータの駆動速度を制御し、液圧アクチュエータの停止位置等を制御するようにしていた。
【０００３】
【特許文献１】
特開平１０−２６１０１号公報（第２，３頁、図１）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、こうした従来のものでは、液圧アクチュエータを駆動して、被搬送物を移動した際、壁あるいはストッパ等の固定側に押し当てて、液圧アクチュエータによる押圧力を保持した状態を維持させる場合、液圧アクチュエータに供給される圧液が指定圧以上となったときには、電動モータの駆動を停止する。そして、液圧ポンプ等からのリークにより、圧液の圧力が低下したときには、再び電動モータを駆動して、指定圧となるようにしているが、液圧アクチュエータの押力が変動すると共に、電動モータの駆動・停止の繰り返し頻度が高くなり、制御性が悪化するという問題があった。
【０００５】
本発明の課題は、安定した押し当てができる液圧装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
かかる課題を達成すべく、本発明は課題を解決するため次の手段を取った。即ち、
電動モータにより駆動され両方向回転可能な液圧ポンプを備え、
液圧アクチュエータの両ポートと前記液圧ポンプの両ポートとを一対の流路を介してそれぞれ接続し、前記液圧アクチュエータの駆動により固定側に押し当てる液圧装置において、
前記液圧アクチュエータを押し当てた状態で、前記一対の流路のうちの高圧側の流路を低圧側に連通するリーク流路に絞りを介装したことを特徴とする液圧装置がそれである。
【０００７】
かつ、前記液圧アクチュエータによる移動を検出する移動検出センサにより検出される位置に基づいて前記電動モータを制御する位置制御手段と、
前記高圧側の流路の圧力を検出する圧力センサにより検出される圧力に基づいて前記電動モータを制御する圧力制御手段とを備え、
更に、前記位置制御手段による前記電動モータの制御を前記圧力制御手段による制御に切り替える切替手段を設けてもよい。前記切替手段は、前記移動検出センサによる検出に基づいて、前記位置制御手段による前記電動モータの制御を前記圧力制御手段による制御に切り替えるようにしてもよい。前記液圧アクチュエータは片ロッド型の液圧シリンダ、又は両ロッド型の液圧シリンダ、又は油圧モータのいずれかであってもよく、前記液圧ポンプはピストンポンプであってもよい。更に、前記リーク流路に電磁開閉弁を介装してもよい。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１に示すように、１は液圧ポンプで、両方向の回転可能な斜板式ピストンポンプであり、正回転されたときには第１ポート２側から作動液を吸入して第２ポート４側に吐出すると共に、逆回転されたときには第２ポート４側から作動液を吸入して第１ポート２側から吐出する。液圧ポンプ１は、サーボモータ等の電動モータ６により回転駆動されるように接続されている。
【０００９】
第１ポート２、第２ポート４にはそれぞれロッド側流路８、ヘッド側流路１０が接続されている。ロッド側流路８は片ロッド型の液圧シリンダ１２のロッド側ポート１４に接続されており、ヘッド側流路１０は液圧シリンダ１２のヘッド側ポート１６に接続されている。尚、片ロッド型の液圧シリンダ１２に限らず、両ロッド型の液圧シリンダや液圧モータであってもよく、液圧アクチュエータであれば実施可能である。
【００１０】
ロッド側流路８には低圧側としてのタンク１８がパイロットチェック弁２０を介して接続されており、パイロットチェック弁２０はタンク１８からロッド側流路８への流出を許容する方向に設けられている。パイロットチェック弁２０はヘッド側流路１０の液圧をパイロット圧として導入し、ヘッド側流路１０の液圧が上昇したときに開弁してロッド側流路８とタンク１８とを連通するように接続されている。
【００１１】
更に、ヘッド側流路１０はタンク１８とパイロットチェック弁２２を介して接続されており、パイロットチェック弁２２はタンク１８からヘッド側流路１０への流出を許容する方向に設けられている。パイロットチェック弁２２はロッド側流路８の液圧をパイロット圧として導入し、ロッド側流路８の液圧が上昇したときに開弁してヘッド側流路１０とタンク１８とを連通するように接続されている。
【００１２】
本実施形態では、液圧シリンダ１２は、ロッド２４を介して被搬送体２６を移動するように構成されており、移動した被搬送体２６を壁２８等の固定側に押し当てるように構成されている。尚、固定側としては、壁に限らず、ロッド２４を固定側としての図示しないストッパに押し当てるような構成でもよい。
【００１３】
押し当てた状態では、ヘッド側流路１０を介してヘッド側ポート１６から液圧シリンダ１２に高圧作動油が供給される。このヘッド側流路１０には、タンク１８に連通したリーク流路３０が接続されている。リーク流路３０には電磁開閉弁３１と可変絞り３２とが介装されている。
【００１４】
本実施形態では、ロッド２４を突き出して、固定側に押し当てる構成としているが、ロッド２４を引き込み側に移動したときに、被搬送体２６を固定側に押し当てる構成とした際には、ロッド側流路８にリーク流路３０、電磁開閉弁３１、可変絞り３２を設ければよい。
【００１５】
一方、液圧シリンダ１２による被搬送体２６の移動を検出する移動検出センサ３４が設けられており、移動検出センサ３４は被搬送体２６の移動に応じた移動位置信号を出力する。また、ヘッド側流路１０には、圧力センサ３６が設けられており、圧力センサ３６はヘッド側流路１０の圧液の圧力を検出して圧力信号を出力する。
【００１６】
移動検出センサ３４は、位置制御回路３８に接続されており、圧力センサ３６は圧力制御回路４０に接続されている。位置制御回路３８と圧力制御回路４０とは、切替回路４２を介して電動モータ６に接続されている。これらの回路は、ハードにより構成しても、ソフトにより構成してもよい。位置制御回路３８は、移動検出センサ３４からの移動位置信号に基づいて、電動モータ６を制御して、予め設定された移動位置に被搬送体２６を移動するように構成されている。
【００１７】
圧力制御回路４０は、圧力センサ３６により検出されるヘッド側流路１０の圧液の圧力が、予め設定された指定圧となるように、電動モータ６を制御するように構成されている。即ち、電動モータ６を正回転させて、ヘッド側流路１０に液圧ポンプ１から圧液を吐出して、ヘッド側流路１０の圧液の圧力が指定圧となるように制御する。
【００１８】
切替回路４２は、位置制御回路３８からの信号により電動モータ６を制御するか、圧力制御回路４０の信号により電動モータ６を制御するか、を切り替える構成のものである。例えば、移動検出センサ３４により検出される被搬送体２６の移動位置が、壁２８に押し当てられた状態となったときに、位置制御回路３８による制御から、圧力制御回路４０による制御に切り替えるように構成されている。
【００１９】
次に、前述した本実施形態の液圧装置の作動について説明する。
まず、電動モータ６を正回転させると、第１ポート２側から作動液を吸入して第２ポート４側から圧液を吐出する。よって、液圧シリンダ１２のロッド側ポート１４からロッド側流路８を介して液圧ポンプ１の第１ポート２に作動液が吸入される。そして、第２ポート４からヘッド側流路１０、ヘッド側ポート１６を介して液圧シリンダ１２に圧液が供給される。これにより、ロッド２４が突き出し側に駆動される。
【００２０】
このとき、ロッド側ポート１４から吐出される作動液量と、ヘッド側ポート１６から流入する圧液量とでは、ロッド２４の体積分の差が生じる。このときの不足分の作動液は、ロッド側流路８の圧力が低下することから、パイロットチェック弁２０が開弁されて、タンク１８からパイロットチェック弁２０を介してロッド側流路８に補給される。
【００２１】
また、電動モータ６を逆回転させると、液圧シリンダ１２のヘッド側ポート１６、ヘッド側流路１０を介して液圧ポンプ１の第２ポート４から作動液が吸入され、第１ポート２、ロッド側流路８、ロッド側ポート１４を介して液圧シリンダ１２に圧液が供給される。よって、ロッド２４が引き込み側に駆動される。
【００２２】
このとき、前述したと同様に、ヘッド側ポート１６から吐出される作動液量と、ロッド側ポート１４から流入する圧液量とでは、ロッド２４の体積分の差が生じる。その余分な作動液は、ロッド側流路８からパイロット圧の作用によりパイロットチェック弁２２が開弁されて、ヘッド側流路１０からタンク１８に吐出される。尚、液圧シリンダ１２が両ロッド式である場合には、パイロットチェック弁２０，２２を設ける必要がない。
【００２３】
切替回路４２により、電動モータ６が位置制御回路３８と接続されているときには、被搬送体２６は、予め設定された位置に移動するように、移動検出センサ３４により被搬送体２６の移動位置を検出すると共に、被搬送体２６の移動速度が予め設定された速度となるように、電動モータ６の回転数が制御される。
【００２４】
図１に示すように、被搬送体２６を液圧シリンダ１２により移動して、固定側としての壁２８に押し当てた状態として保持するときには、切替回路４２により圧力制御回路４０と電動モータ６とを接続するように切り替える。切替回路４２による接続の切替は、移動検出センサ３４により検出される被搬送体２６の移動位置に基づいて行うか、あるいは、圧力センサ３６により検出される圧力が、所定値以上となったときに行うようにするとよい。
【００２５】
圧力制御回路４０は、圧力センサ３６により検出されるヘッド側流路１０の圧液の圧力に基づいて、電動モータ６を制御する。まず、電磁開閉弁３１に励磁信号を出力して、電磁開閉弁３１を開弁する。これにより、ヘッド側流路１０では、タンク１８に、電磁開閉弁３１及び可変絞り弁３２を介して、リーク流路３０から圧液が戻る。
【００２６】
圧力制御回路４０は、圧力センサ３６により検出される圧力が予め設定された指定圧となるように電動モータ６の回転を制御する。液圧ポンプ１の内部リークによる圧液量や、リーク流路３０からタンク１８に戻る圧液量よりも、液圧ポンプ１から吐出される圧液量が多ければ、ヘッド側流路１０の圧力は上昇する。一方、吐出量が少なければ、ヘッド側流路１０の圧力は低下する。従って、リーク流路３０からタンク１８に圧液を戻すようにしても、ヘッド側流路１０の圧力を制御できる。
【００２７】
また、液圧ポンプ１を駆動するためには、ヘッド側流路１０の圧力による逆方向回転トルクと、液圧ポンプ１を駆動する際の摩擦トルクとの合計以上のトルクを最低限必要とする。このトルクよりも僅かに大きいトルクで電動モータ６を駆動して、液圧ポンプ１から圧液を吐出させる。そして、可変絞り３２の開度を調整して、余分な圧液をタンク１８に戻すようにして、電動モータ６を常に低速で回転させるようにすれば、ヘッド側流路１０内の圧力は指定圧に制御される。また、電動モータ６は常時回転を継続するので、電動モータ６の回転と停止とを繰り返す制御がなされることはない。
【００２８】
可変絞り３２の開度は、実験等により設定すればよく、予め開度が決定している場合には、固定絞りであっても実施可能である。また、電磁開閉弁３１は必要に応じて設ければよく、電磁開閉弁３１を設けることなく、切替回路４２の切替にかかわらず、常にリーク流路３０からタンク１８に圧液をリークさせるように構成しても実施可能である。
【００２９】
以上本発明はこの様な実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々なる態様で実施し得る。
【００３０】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明の液圧装置は、液圧アクチュエータを押し当てた状態で、高圧側の流路の圧液を絞りを介してリーク流路から低圧側に戻すので、電動モータの駆動と停止とが繰り返される制御を行わないので、安定した押し当てを行うことができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態としての液圧装置の回路図である。
【図２】従来の電動モータの駆動と停止とが繰り返される制御での圧力変化を示すグラフである。
【符号の説明】
１…液圧ポンプ ２…第１ポート
４…第２ポート ６…電動モータ
８…ロッド側流路 １０…ヘッド側流路
１２…液圧シリンダ １４…ロッド側ポート
１６…ヘッド側ポート １８…タンク
２０，２２…パイロットチェック弁
２４…ロッド ２６…被搬送体
２８…壁 ３０…リーク流路
３１…電磁開閉弁 ３２…可変絞り
３４…移動検出センサ ３６…圧力センサ
３８…位置制御回路 ４０…圧力制御回路
４２…切替回路

Claims (6)

  1. 電動モータにより駆動され両方向回転可能な液圧ポンプを備え、
    液圧アクチュエータの両ポートと前記液圧ポンプの両ポートとを一対の流路を介してそれぞれ接続し、前記液圧アクチュエータの駆動により固定側に押し当てる液圧装置において、
    前記液圧アクチュエータを押し当てた状態で、前記一対の流路のうちの高圧側の流路を低圧側に連通するリーク流路に絞りを介装したことを特徴とする液圧装置。
  2. 更に、前記液圧アクチュエータによる移動を検出する移動検出センサにより検出される位置に基づいて前記電動モータを制御する位置制御手段と、
    前記高圧側の流路の圧力を検出する圧力センサにより検出される圧力に基づいて前記電動モータを制御する圧力制御手段とを備え、
    かつ、前記位置制御手段による前記電動モータの制御を前記圧力制御手段による制御に切り替える切替手段を設けたことを特徴とする請求項１記載の液圧装置。
  3. 前記切替手段は、前記移動検出センサによる検出に基づいて、前記位置制御手段による前記電動モータの制御を前記圧力制御手段による制御に切り替えることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の液圧装置。
  4. 前記液圧アクチュエータは片ロッド型の液圧シリンダ、又は両ロッド型の液圧シリンダ、又は油圧モータのいずれかであることを特徴とする請求項１ないし請求項３記載の液圧装置。
  5. 前記液圧ポンプはピストンポンプであることを特徴とする請求項１ないし請求項４記載の液圧装置。
  6. 前記リーク流路に電磁開閉弁を介装したことを特徴とする請求項１ないし請求項５記載の液圧装置。
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