JP2001095287A

JP2001095287A - 駆動装置

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Publication number: JP2001095287A
Application number: JP26956899A
Authority: JP
Inventors: Kunikazu Hyodo; 訓一兵藤
Original assignee: Tokimec Inc
Current assignee: Tokimec Inc
Priority date: 1999-09-22
Filing date: 1999-09-22
Publication date: 2001-04-06

Abstract

(57)【要約】【課題】速度制御から力制御へ切換る際の徐行を要
らなくする。【解決手段】電動モータ３の出力を作動部７に伝達する
際に回転運動を直線運動に変換する変換機構５の後段
に、液体を保持するとともにその液体の圧縮膨張に連動
して直線運動の方向へ伸縮する液体保持部８０が導入さ
れる。しかも、制御装置１０は、速度検出手段３ｂの検
出結果Ｖｆを帰還させて行う速度制御および力検出手段
６０の検出結果Ｆｆを帰還させて行う力制御を共に電動
モータ３の制御にて行うとともに、その制御中に速度制
御から力制御へ切り換える際に徐行せずに切換を行うよ
うにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、帰還制御付き電
動モータを用いた駆動装置に関し、詳しくは、速度制御
から力制御への切換を迅速かつ円滑に行うための技術に
関する。帰還制御付き電動モータとしては、電流帰還を
マイナーループとするサーボモータが典型的なものであ
るが、電流帰還が必須な訳では無く、速度や力に相当す
る物理量を得てそれを電動モータの制御に帰還させてい
れば該当する。

【０００２】

【従来の技術】プレスやダイキャストマシーン等におけ
る一部の駆動部では、作動部が駆動されたときにその力
が作動限への到達等にて急増したのを受けて駆動制御を
速度追従から力追従へ自動切換すると好都合な場合があ
り、そのために、速度制御および力制御の可能なサーボ
モータを駆動源に採用するとともに、その駆動力を作動
目的に適合するよう適宜変換して作動部へ伝達するよう
になっている。

【０００３】図７に模式図を示すとともに図８に信号波
形も示した駆動装置は、そのようなものの典型例であ
り、作動部が、駆動されて移動する可動部材７ａと、そ
の移動を規制する固定部７ｂとを具えたクランプ機構７
となっている。そして、そのクランプ機構７では、可動
部材７ａが前進して固定部７ｂに当接したところでクラ
ンプを行い、その後、後退するようになっている。

【０００４】また、それを駆動するサーボモータ部は、
ドライバ２によって電流駆動される電動モータ３と、ド
ライバ２を介して電動モータ３の回転速度か出力トルク
を制御する制御装置としてのコントローラ１とを具えた
ものであり、その電動モータ３と上記のクランプ機構７
との間には所要の伝動機構が介装されていて、電動モー
タ３の出力がクランプ機構７に伝達されるようになって
いる。この伝動機構には、減速ギヤ４や伝動ベルト等が
必要に応じて適宜設けられるが、それに加えて又はそれ
に代えて、電動モータ３の出力である回転運動を可動部
材７ａの進退に必要な直線運動に変換する変換機構も組
み込まれている。そのような変換機構としては、ボール
ナット５ａとボールネジ５ｂとを組み合わせたボールネ
ジ機構などが多用されている。さらに、ボールネジ５ｂ
と可動部材７ａとの連結部には、ロードセル６が力検出
手段として介挿されており、ボールネジ機構５を経てク
ランプ機構７へ伝達される力を検出して、その検出結果
である力Ｆｆをコントローラ１へ帰還させるようになっ
ている。

【０００５】コントローラ１による電動モータ３の制御
は、電流制御をマイナーループとし速度制御をその外の
フィードバックループとした一般的な速度制御を基本と
したものであり、ドライバ２の出力電流を電流検出部３
ａにて検出してコントローラ１へ帰還させるとともに、
電動モータ３の出力軸３ｃの回転速度を速度検出部３ｂ
にて検出し、その検出結果である速度Ｖｆをコントロー
ラ１へ帰還させて、受けた速度指令Ｖｃに速度Ｖｆを一
致させるような制御信号を生成してドライバ２に送出す
るようになっている。また、コントローラ１には、速度
制御に加えて力制御も行えるように、力指令Ｆｃを受け
るとともにそれにロードセル６からの力Ｆｆを一致させ
るような制御信号を生成してドライバ２に送出するとい
う拡張も施されている。これらの制御は同時に行われる
のでなく何れか選択された方が行われるが、何れも、ド
ライバ２を介して電動モータ３の回転駆動状態を制御す
ることで行われるようになっている。

【０００６】さらに、コントローラ１は、電動モータ３
を制御して可動部材７ａを前進させる際に、初めは速度
制御を行うが、クランプ時には力制御を行うようになっ
ている。また、クランプ位置を可動部材７ａの位置等か
ら一意に確定するのが困難な状況下で使用されるような
場合、速度制御から力制御への切換タイミングを力Ｆｆ
に基づいて判定すべく、力Ｆｆが所定の閾値に到達した
か否か等に応じて何れかの制御を選択するようにもなっ
ている。

【０００７】そして、このような駆動装置で例えば定速
送り後に定圧制御する場合（図８参照）、速度指令Ｖｃ
は、当初その定速送りに対応した一定値で与えられ、途
中から徐行速度に対応した値に下げられる。また、力指
令Ｆｃは、定圧制御等に対応した一定値で与えられる。
そうすると、可動部材７ａが前進している間は、一般に
力Ｆｆが閾値より小さいので、速度指令Ｖｃに速度Ｖｆ
を追従させる速度制御が有効となって、電動モータ３が
速度指令Ｖｃに対応した高速度で回転し、可動部材７ａ
がほぼ一定の速度で前進する。

【０００８】それから、可動部材７ａがクランプ位置に
達すると、固定部７ｂの反力によって可動部材７ａの前
進がほぼ止められるとともに、力Ｆｆが急激に増加し、
これが閾値を超えると、力指令Ｆｃに力Ｆｆを追従させ
る力制御が有効となる。この状態では、電動モータ３の
回転は僅かなものに低下するが、その出力トルクは大き
く、ボールネジ機構５を経てクランプ機構７に伝達され
る力Ｆｆは、力指令Ｆｃに対応したものとなる。こうし
て、速度制御および力制御が共に電動モータ３の制御に
て行われるとともに、速度制御から力制御への切り換え
も制御中に自動で行われる。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来の駆
動装置では、速度および力の検出結果をサーボモータ等
の帰還制御付き電動モータの制御装置にフィードバック
することで制御性向上という利点を得た代わりに、伝動
機構の一部にボールネジ機構等の機械式変換機構を導入
する必要が生じるとともに、力検出手段には機械力測定
に適したロードセル等が用いられることとなった。とこ
ろが、そのような機構では、作動部の前進がクランプや
当接等によって止められるまで高速で進行し続けると、
停止時における作動部からの反力による衝撃が大きく
て、変換機構の損傷が激しい。

【００１０】このため、そのような大きな衝撃の発生を
避けるべく、速度制御から力制御へ切り換える前に、予
め送り速度を下げて、徐行していた（図８参照）。しか
しながら、上述したように停止位置が変動しがちな応用
もあることから、そのような場合、徐行区間は長めに設
定しておく必要があり、このため、その分だけ処理時間
が延びてしまうという不都合があった。また、力制御へ
の移行タイミングの変動が大きくなるという不都合もあ
った。

【００１１】そこで、速度および力の検出結果を共に電
動モータの制御装置へフィードバックするという制御方
式を前提として、その不都合を解消すべく、作動部から
の反力が大きくても変換機構に掛かる衝撃が小さくて済
むように工夫することが技術的な課題となる。この発明
は、このような課題を解決するためになされたものであ
り、速度制御から力制御への切換に際して徐行の要らな
い駆動装置を実現することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】このような課題を解決す
るために発明された第１乃至第４の解決手段について、
その構成および作用効果を以下に説明する。

【００１３】［第１の解決手段］第１の解決手段の駆動
装置は（、出願当初の請求項１に記載の如く）、電動モ
ータと、その出力を作動部に伝達する伝動機構と、この
伝動機構の一部として設けられ前記電動モータの回転運
動を直線運動に変換する変換機構と、この変換機構を経
て前記作動部へ伝達される力を検出する力検出手段と、
前記電動モータについて又はその出力を伝達された他の
部材についてその速度を検出する速度検出手段と、前記
速度検出手段の検出結果を帰還させて行う速度制御およ
び前記力検出手段の検出結果を帰還させて行う力制御を
共に前記電動モータの制御にて行うとともにその制御中
に前記速度制御から前記力制御へ切り換えることも行う
制御装置とを備えた駆動装置において、液体を保持する
とともにその液体の圧縮膨張に連動して前記直線運動の
方向へ伸縮する液体保持部が、前記伝動機構の一部とし
て前記変換機構の後段に設けられている、というもので
ある。

【００１４】ここで、「液体の圧縮膨張に連動して伸
縮」とは、圧縮膨張による液体の体積変化量に対応した
分だけ伸縮するという意味であり、流量制御弁やサーボ
バルブ等を用いて液体量を増減させることで可動させる
如きものは除かれる。

【００１５】このような第１の解決手段の駆動装置にあ
っては、速度および力の検出結果が共に制御装置へフィ
ードバックされるので、そのことによる制御性の良さを
享受することができるが、そればかりでなく、作動部が
急停止等して大きな反力が発生したとしても、作動部と
変換機構との間に液体保持部が介在していて、その液体
が或る程度であれば圧縮等するので、変換機構に掛かる
瞬時的な衝撃は可成り緩和される。

【００１６】これにより、かなり高速のまま進行し続け
て当接等にて突然止められるような駆動を行ったとして
も、変換機構の損傷は無いか少なくて済むこととなる。
なお、液体保持部は、衝撃吸収時を含めて伝動時に液体
を封止してさえいれば足りるので、液体流による圧力制
御等を行う他の手法と異なり、液体の劣化や管理の煩わ
しさも無く、コストもかからない。したがって、この発
明によれば、速度制御から力制御への切換に際して徐行
の要らない駆動装置を実現することができる。

【００１７】［第２の解決手段］第２の解決手段の駆動
装置は（、出願当初の請求項２に記載の如く）、上記の
第１の解決手段の駆動装置であって、前記力検出手段が
前記液体の圧力を検出するものである、というものであ
る。

【００１８】このような第２の解決手段の駆動装置にあ
っては、液体保持部と圧力計等との連通状態が確保でき
れば、必要な力の検出が行えるので、ロードセル等を用
いる場合に比べて、圧力計の選定や配置などの自由度が
向上する。また、液体が液体保持部に封止されているこ
とから、動圧の影響がほとんど無いので、より正確な検
出結果が得られる。これにより、液体保持部の導入に便
乗して力検出関連の設計容易性ばかりか検出確度も向上
することとなる。したがって、この発明によれば、速度
制御から力制御への切換に際して徐行の要らない駆動装
置を容易かつ的確に実現することができる。

【００１９】［第３の解決手段］第３の解決手段の駆動
装置は（、出願当初の請求項３に記載の如く）、上記の
第１，第２の解決手段の駆動装置であって、ピストン及
び小径のロッドを収めるとともにそのピストンの両側を
連通させた液圧シリンダが前記液体保持部に設けられて
いる、というものである。

【００２０】このような第３の解決手段の駆動装置にあ
っては、液体保持部における液体が圧縮等するとその体
積変化をシリンダ内のロッドの体積で補償するようにピ
ストン及びロッドがシリンダ内を移動する。これによ
り、膨張圧縮力の大きさと液体保持部の伸縮量との対応
関係をシリンダの長さだけでなくピストン径とロッド径
との違い等によっても調節できることとなるので、ラム
シリンダ等を用いた場合に比べて、設計自由度が高くな
る。したがって、この発明によれば、速度制御から力制
御への切換に際して徐行の要らない駆動装置を容易に実
現することができる。

【００２１】［第４の解決手段］第４の解決手段の駆動
装置は（、出願当初の請求項４に記載の如く）、上記の
第１〜第３の解決手段の駆動装置であって、液体容器
と、この液体容器と前記液体保持部との連通遮断を切り
換える切換手段とを備えていて、前記制御装置が、前記
速度制御および前記力制御を行っているときには前記切
換手段の切換状態を遮断側にさせるとともにその前に又
は後でその切換状態を連通側にさせるようになってい
る、というものである。

【００２２】このような第４の解決手段の駆動装置にあ
っては、速度制御や力制御の行われているとき、液体保
持部と液体容器との連通が遮断されているので、液体
は、液体保持部に封止されて、衝撃を緩和する。そし
て、衝撃等の無い他のタイミングで液体保持部と液体容
器とが連通させられるが、そのときには、前の連通時か
らそのときまでの時間に温度変化等で液体の体積が変化
した分しか、液体は流れない。すなわち、環境による変
化分だけが補償される。しかも、そのような補償に必要
な液体量は僅かである。

【００２３】この僅かな補償により、液体の圧力状態そ
して液体保持部の伸縮量が確実に初期状態に戻されるの
で、作動状況が常に安定する。しかも、液体容器は、極
めて小さなもので足りる。したがって、この発明によれ
ば、速度制御から力制御への切換に際して徐行しなくて
も損傷せず而も動作状態の安定している駆動装置を実現
することができる。しかも、液体を使用しても不所望な
大型化は回避することができる。

【００２４】

【発明の実施の形態】このような解決手段で達成された
本発明の駆動装置について、これを実施するための具体
的な形態を、以下の第１〜第３実施例により説明する。
図１〜図４に示した第１実施例は、上述した第１〜第４
の解決手段を具現化したものであり、図５（ａ）に示し
た第２実施例、及び図５（ｂ）に示した第３実施例は、
その変形例である。なお、それらの図示等に際しては、
簡明化のため、発明の説明に必要な又は好都合な要素を
示し、付随的・補助的なフレームや締結具等の他の要素
は図示を割愛した。また、油圧配管は細線で図示し、そ
れとの区別のために、電気信号線は細い長破線で図示し
た。さらに、従来と同様の構成要素には同一の符号を付
して示したので、重複する再度の説明は割愛し、以下、
従来例との相違点を中心に説明する。

【００２５】

【第１実施例】本発明の駆動装置の第１実施例につい
て、その具体的な構成を、図面を引用して説明する。図
１は、その構造を示す模式図である。

【００２６】この駆動装置が既述した従来例のものと相
違するのは、コントローラ１が一部改変されてコントロ
ーラ１０になった点と、ボールネジ機構５と作動部７と
の連結部へロードセル６に代えて圧力計６０の付いた油
圧シリンダユニット８０が導入された点と、それに付加
して液体補償手段９０も導入された点である。

【００２７】油圧シリンダユニット８０は、図示しない
スラスト軸受等の支持手段によってボールネジ５ｂ及び
可動部材７ａと同じ方向に往復動等の直線移動可能なシ
リンダ８１と、それに組み込まれたピストン８２と、こ
れより小径のロッド８３とを具えた片ロッドタイプのも
のであり、シリンダ８１の両端近傍に設けられたポート
同士が油圧配管８４によって連通接続されていて、シリ
ンダ８１内腔に保持されている油（液体）がピストン８
２の両側を自由に行き来しうるようになっている。ま
た、ロッド８３の突出端部がボールネジ５ｂに連結され
ていて、ロッド８３はボールネジ５ｂと共に進退する。
さらに、シリンダ８１の両端部のうちロッド８３と反対
側のところは可動部材７ａに連結されていて、シリンダ
８１は可動部材７ａと共に進退するようになっている。

【００２８】液体補償手段９０は、小容量の油タンク９
１（液体容器）と、油圧配管８４から延びてタンク９１
に至る分岐配管９３と、この分岐配管９３に介挿接続さ
れた電磁切換弁９２とを具えたものであり、この電磁切
換弁９２には適宜の例えば２位置２ポートの油圧弁で常
閉タイプのもの等が用いられていて、電気信号である切
換制御信号Ｓを受けたときだけシリンダ８１とタンク９
１とが連通するようになっている。

【００２９】圧力計６０は、ストレインゲージやアンプ
等を一体的に纏めた一般的な油圧用プレッシャーセンサ
が使用可能であり、シリンダ８１に直接取り付けても良
く、適宜の配管やホースを介在させて別のところに置い
ても良いので、設計が楽であり、さらにコスト面でも有
利である。この圧力計６０にて検出したシリンダ８１内
の圧力は力Ｆｆとして適宜のシールドケーブル等を介し
てコントローラ１０へ送出されるようになっている。

【００３０】コントローラ１０は、改造等の容易なソフ
トウェアサーボを実現すべく、適宜な入出力回路等の付
加されたマイクロプロセッサシステムとなっており、そ
のプログラム処理によって、適切な電流制御や速度制御
さらには力制御のために必要な演算を行って、ドライバ
２に与える電流指令を生成するようになっている。な
お、その制御手法には、周知のＰＩＤ制御を適用したも
のや、ｄ−ｑ変換を利用したもの（特開平１０−２９１
２４１号公報など参照）等が、何れか単独で或いは適宜
組み合わせて採用されている。

【００３１】その処理内容がプログラム変更等によって
従来と相違するようになった点は、往路の制御において
速度制御から力制御へ切り換える前に見込みで行ってい
た速度指令Ｖｃの下降・低下を止めたことと、往復完了
時に切換制御信号Ｓを電磁切換弁９２へ送出するように
なったことである。なお、切換制御信号Ｓの送出時には
ロッド８３等を後退させる向きに僅かな駆動力を出すよ
う電動モータ３を制御することも併せて行うようになっ
ている。

【００３２】また、他の構成要素についても詳述する
と、電動モータ３には、ブラシレスＤＣサーボモータや
誘導モータの何れも使用可能であり、ブラシレスＤＣサ
ーボモータでは永久磁石同期モータ等が用いられ、誘導
モータではかご形誘導モータが多用される。ドライバ２
には、大パワーを効率良く出せて制御性も良い３相電圧
形ＰＷＭインバータ等が好まれ、電流検出部３ａには、
応答性に優れ精度も良いホール素子等が多用され、速度
検出部３ｂには、光の断続に基づくエンコーダなど、各
種の速度センサが、用いられる。

【００３３】この第１実施例の駆動装置について、その
使用態様及び動作を、図面を引用して説明する。図２
は、可動部材７ａ等が固定部７ｂの方へ前進する往路に
おける駆動状態の変化を示す一連の模式図であり、図３
は、可動部材７ａ等が逆方向に後退する復路における駆
動状態の変化を示す一連の模式図である。また、図４
は、往路における典型的な速度変化および圧力変化を示
す信号波形例である。

【００３４】ここでも、往路では定速送り後に定圧制御
を行う場合を例に挙げて説明する。可動部材７ａ等が初
期位置まで後退している状態から動作を開始するものと
するが（図２（ａ）参照）、この場合、速度指令Ｖｃ
は、その定速送りに対応した一定値で与えられ（図４
（ａ）参照）、速度制御中に下げられることは無い。こ
の点、従来と異なる。これに対し、力指令Ｆｃは、従来
同様、定圧制御等に対応した一定値で与えられる（図４
（ｂ）参照）。また、切換制御信号Ｓは未だ送出されな
いので、電磁切換弁９２が閉止状態で、シリンダ８１内
の油は封止されている。

【００３５】そうすると、電動モータ３が回転しこれに
応じてボールネジ５ｂと油圧シリンダユニット８０と可
動部材７ａとが纏まって前進する（図２（ｂ）参照）。
そして、可動部材７ａが前進している間は、力Ｆｆが閾
値より小さいので（図４（ｂ）参照）、速度指令Ｖｃに
速度Ｖｆを追従させる速度制御が有効となって、電動モ
ータ３が速度指令Ｖｃに対応した高速度で回転し、可動
部材７ａがほぼ一定の速度で前進する（図４（ａ）参
照）。その際、可動部材７ａは徐行することなく等速で
前進し続ける。

【００３６】それから、可動部材７ａがクランプ位置に
達すると、固定部７ｂの反力によって可動部材７ａの前
進がほぼ止められるとともに、力Ｆｆが急激に増加し、
これが閾値を超えると、力指令Ｆｃに力Ｆｆを追従させ
る力制御が有効となる（図４（ａ）参照）。その際、シ
リンダ８１内の油が圧縮されて、油の体積が少しだけ減
少することから、その減少分を補う長さの分だけロッド
８３がシリンダ８１内に入り込むので、可動部材７ａ及
びシリンダ８１が急停止しても、ロッド８３及びボール
ネジ５ｂは僅かではあっても更に前進して（図２（ｃ）
参照）、それから停止する。これにより、ボールネジ５
ｂに掛かる衝撃は緩和される。

【００３７】そして、この状態では、電動モータ３の回
転は僅かなものに低下するが、その出力トルクは大き
く、ボールネジ機構５を経てクランプ機構７に伝達され
る力Ｆｆは、力指令Ｆｃに対応したものとなる。こうし
て、速度制御および力制御が共に電動モータ３の制御に
て行われるとともに、速度制御から力制御への切り換え
も制御中に自動で行われる。しかも、その切換前の徐行
が無くなって処理時間が短縮されている。

【００３８】次に、復路について述べる。電動モータ３
を逆回転させると、ボールネジ５ｂと油圧シリンダユニ
ット８０と可動部材７ａとが纏まって後退するが（図３
（ａ）参照）、油温変化等によって油圧シリンダユニッ
ト８０内の油の体積が変化して当初と異なって来ると、
ボールネジ５ｂ等が初期位置に戻っても、ロッド８３と
シリンダ８１との相対位置にずれが残ってしまう（図３
（ｂ）参照）。そのずれは通常わずかだが（図では強調
して示している）、好ましくはないので、最後に、コン
トローラ１０から電磁切換弁９２へ切換制御信号Ｓが送
出されるとともに、コントローラ１０からドライバ２へ
逆回転向きの小さな値の電流指令が出される。

【００３９】すると、油圧シリンダユニット８０内の油
封止が解除されて、シリンダ８１とロッド８３とのずれ
が解消されるとともに、それに伴う余分な又は不足の油
がシリンダ８１とタンク９１との間で融通される（図３
（ｃ）参照）。その量はほんの少しに過ぎない。こうし
て、簡便に初期化がなされ、それによって、衝撃緩衝用
に介在させた液体に起因する僅かな変動まで的確に解消
される。

【００４０】

【第２実施例】図５（ａ）に要部を示した駆動装置が上
述した第１実施例のと相違するのは、電磁切換弁９２が
漏れの少ないチェック弁タイプの電磁切換弁になった点
である。このチェック弁は、例えばスプール表面に楔形
の切欠を形成しておく等のことで、切換制御信号Ｓに応
じて閉止状態から連通状態に切り替わる際に徐々に開度
を上げて円滑に圧抜きが行えるようになっている。

【００４１】この場合、シリンダ８１内の圧力がタンク
９１内の圧力を下回ると直ちにタンク９１からシリンダ
８１へ油が補給されることから、タンク９１内が負圧に
なることが無いので、負圧による不所望な気泡発生等を
確実に而も容易に防止することができる。

【００４２】

【第３実施例】図５（ｂ）に要部を示した駆動装置が上
述した第１実施例のと相違するのは、油圧シリンダユニ
ット８０が両ロッドタイプになった点と、ピストン両側
の連通がピストンに形成された貫通穴によって達成され
ている点である。

【００４３】この場合、両ロッド化により、膨張圧縮力
の大きさと液体保持部の伸縮量との対応関係がピストン
の断面積と両ロッドの断面積の差に基づいて調節できる
こととなるので、力の掛かるロッド８３を太くしても、
他方のロッドでその面積増加分を相殺することで、ピス
トン径を変えないで済み、そのため、設計自由度が一段
と高くなる。また、貫通穴の形成によって、油圧配管８
４が要らなくなるので、構造も簡素になる。

【００４４】

【他の変形例】図６（ａ）に模式図を示した駆動装置
は、電磁切換弁９２に３位置のものが採用されていて、
ピストン８２の進退時にはピストン８２の進行側の油圧
にしか高圧がかからないようにするとともに、初期化の
ときにはピストン８２の両側をタンク９１に連通させる
ことができるようになっている。また、図６（ｂ）や
同図（ｃ）に模式図を示した駆動装置は、ピストン８２
の両側のうちロッド側すなわち後退側を常にタンク９１
に連通させることで、後退と初期化とが一緒に行われる
ようになったものである。

【００４５】

【その他】なお、上記実施例では、作動部がクランプ機
構の場合を述べたが、この発明の応用は、クランプ工程
に限らず、速度追従から力追従へ自動切換する制御を行
う装置であって、作動部に生じる力または伝達される力
が作動限への到達等によって衝撃的に急増するような駆
動が必要なものであれば、可能であり、有益である。例
えば、プレス装置やダイキャストマシーンの他、ガラス
用成形機や，射出成形機，圧入部品装着装置，移載装
置，ロボットアーム等、種々の分野への応用が可能であ
る。

【００４６】また、液体は、油圧が普及しており使い易
いが、油圧に限られるもので無く、例えばアプリケーシ
ョンの特質や制約事項等にもよるが、水や、化学合成さ
れた液体、異種液体の混合液、粉粒材の混入液などを用
いても良い。さらに、液体補償手段９０による初期化
も、往復駆動の終了後に限らず、復路の途中で後退しな
がら行っても良い。そのほうが処理効率が向上する。あ
るいは、駆動の前にしても良く、前後に行うようにして
も良く、間欠的にしか行わないようにしても良い。

【００４７】コントローラ１０は、力指令Ｆｃや速度指
令Ｖｃを内部で生成しても良い。また、その処理は、マ
イクロプロセッサによるプログラム処理に限られるもの
で無く、適宜のハードウェアロジック等にて具体化して
も良く、幾つかのソフトウェアと幾つかの個別ハードウ
ェアとで具体化しても良く、さらにはマイクロプロセッ
サが複数個含まれていても良い。

【００４８】上記実施例では、定速送り後に定圧制御を
行う場合を述べたが、定速制御や定圧制御は制御方法の
一例に過ぎない。この発明は、それに限られるもので無
く、制御目標を可変する制御等についても適用が可能で
あり、例えば可変速送りや可変の力制御を行う場合につ
いても、速度指令Ｖｃや力指令Ｆｃは適宜変化するが、
有効に機能する。

【００４９】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の第１の解決手段の駆動装置にあっては、液体保持部を
介在させて変換機構に掛かる衝撃を緩和するようにした
ことにより、速度制御から力制御への切換に際して徐行
の要らない駆動装置を実現することができたという有利
な効果が有る。

【００５０】また、本発明の第２の解決手段の駆動装置
にあっては、導入した液体保持部を利用して力検出を行
うようにしたことにより、力検出関連の設計容易性ばか
りか検出確度も向上し、その結果、速度制御から力制御
への切換に際して徐行の要らない駆動装置を容易かつ的
確に実現することができるようになったという有利な効
果を奏する。

【００５１】さらに、本発明の第３の解決手段の駆動装
置にあっては、膨張圧縮力と伸縮量との対応関係をロッ
ド径等によっても調節しうるようにしたことにより、速
度制御から力制御への切換に際して徐行の要らない駆動
装置を容易に実現することができるようになったという
有利な効果が有る。

【００５２】また、本発明の第４の解決手段の駆動装置
にあっては、液体が環境変化分だけ補償されるようにし
たことにより、小さな液体容器でも確実に液体保持部の
伸縮量を初期化でき、その結果、速度制御から力制御へ
の切換に際して徐行しなくても損傷せず而も安定してい
る駆動装置を実現することができたという有利な効果を
奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の駆動装置の第１実施例について、その
構造を示す模式図である。

【図２】その駆動状態（往路）の変化を示す模式図で
ある。

【図３】その駆動状態（復路）の変化を示す模式図で
ある。

【図４】その速度変化および圧力変化の典型例であ
る。

【図５】（ａ）は、本発明の駆動装置の第２実施例につ
いての要部模式図であり、（ｂ）は、本発明の駆動装置
の第３実施例についての要部模式図である。

【図６】本発明の駆動装置について、その他変形例の模
式図である。

【図７】従来の駆動装置についての模式図である。

【図８】その速度変化および圧力変化の典型例であ
る。

【符号の説明】

１コントローラ（帰還制御回路、制御装置）２ドライバ（ＰＷＭインバータ、電流出力回路、電力
変換回路）３電動モータ（永久磁石同期モータ、かご形誘導モー
タ）３ａ電流検出部（ホールＣＴ、ホール素子、絶縁ア
ンプ）３ｂ速度検出部（タコジェネレータ、レゾルバ、エ
ンコーダ）３ｃ出力軸（回転駆動部材）４減速ギヤ（ベルト、チェーン、回転伝達部材、伝動
機構）５ボールネジ機構（伝動機構における機械式の変換機
構）５ａボールナット（回転運動部）５ｂボールネジ（進退部材、直線運動部）６ロードセル（力検出部）７クランプ機構（作動部）７ａ可動部材（可動部、反力発生部）７ｂ固定部（固定部材、反力発生部）１０コントローラ（制御回路、制御装置）６０圧力計（反力検出、作用力検出、伝達力検出、力
検出部）８０油圧シリンダユニット（液圧シリンダ部、液体保
持部）８１シリンダ８２ピストン８３ロッド８４油圧配管（連通部材）９０液体補償手段（液体保持部初期化手段）９１タンク（液体容器）９２電磁切換弁（切換手段）９３分岐配管（油圧配管）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 3J069 AA50 EE63 5H570 AA23 BB09 DD03 DD08 FF01 GG01 GG06 HB07 HB16 LL02 LL12 LL40 5H607 AA01 BB01 BB06 BB09 BB14 BB26 CC07 CC09 DD02 DD07 DD18 EE02 EE14 EE17 EE31 EE52 HH02 HH03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電動モータと、その出力を作動部に伝達す
る伝動機構と、この伝動機構の一部として設けられ前記
電動モータの回転運動を直線運動に変換する変換機構
と、この変換機構を経て前記作動部へ伝達される力を検
出する力検出手段と、前記電動モータについて又はその
出力を伝達された他の部材についてその速度を検出する
速度検出手段と、前記速度検出手段の検出結果を帰還さ
せて行う速度制御および前記力検出手段の検出結果を帰
還させて行う力制御を共に前記電動モータの制御にて行
うとともにその制御中に前記速度制御から前記力制御へ
切り換えることも行う制御装置とを備えた駆動装置にお
いて、液体を保持するとともにその液体の圧縮膨張に連
動して前記直線運動の方向へ伸縮する液体保持部が、前
記伝動機構の一部として前記変換機構の後段に設けられ
ていることを特徴とする駆動装置。
【請求項２】前記力検出手段が前記液体の圧力を検出す
るものであることを特徴とする請求項１記載の駆動装
置。
【請求項３】前記液体保持部は、ピストン及び小径のロ
ッドを収めるとともにそのピストンの両側を連通させた
液圧シリンダが設けられたものであることを特徴とする
請求項１又は請求項２に記載された駆動装置。
【請求項４】液体容器と、この液体容器と前記液体保持
部との連通遮断を切り換える切換手段とを備え、前記制
御装置は、前記速度制御および前記力制御を行っている
ときには前記切換手段の切換状態を遮断側にさせるとと
もにその前に又は後で連通側にさせるものであることを
特徴とする請求項１乃至請求項３の何れかに記載された
駆動装置。