JP2003184811A - 液圧駆動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 単一の液圧アチュエータにより小推力で負荷
を駆動し、装置全体を小型化し得る液圧駆動装置を提供
する。 【解決手段】 負荷Ｗの重量が作用する複動シリンダ１
１のキャップ側室１１Ｂに、電動モータ１０により回転
駆動される液圧ポンプ７から吐出する圧液を供給して負
荷Ｗを上昇駆動する。制御部２４は圧力検出センサ２３
で検出したキャップ側室１１Ｂの圧力値を目標値に一致
するよう電動モータ１０の回転数を制御し、目標値は負
荷Ｗの重量に相当する圧力値に所定値を加算して設定す
る。これにより、負荷Ｗを上昇駆動する推力は所定値に
基づくものとなり、この所定値を小さなものとすること
で、単一の複動シリンダ１１により小推力で負荷Ｗを上
昇駆動でき、装置全体を小型化することができる。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、圧液を液圧アクチ
ュエータに供給して負荷を駆動する液圧駆動装置に関す
る。 【０００２】 【従来の技術】この種の液圧駆動装置として、出願人は
図４に示す如きものを以前に考えた。この液圧駆動装置
は、液圧アクチュエータとしての複動シリンダ１と単動
シリンダ２とを並列に配設し、複動シリンダ１は電磁切
換弁３の切換操作で液圧ポンプＰからの圧液が減圧弁４
を介しヘッド側室１Ａに供給され、負荷Ｗを上昇駆動す
る。単動シリンダ２は負荷Ｗの重量がヘッド側室２Ａに
作用し、ヘッド側室２Ａをバランシング弁５に接続し、
バランシング弁５は減圧弁６で設定する設定圧力とヘッ
ド側室２Ａの圧力とを対向作用してヘッド側室２Ａの圧
力を設定圧力に制御し、ヘッド側室２Ａの圧力を負荷Ｗ
の重量とバランスさせる。このため、負荷Ｗが大重量で
あっても小推力の複動シリンダ１で駆動することがで
き、単動シリンダ１を設けず大重量の負荷Ｗを大推力の
複動シリンダで駆動するものと比べ、作業者が誤って負
荷Ｗに挟まれた場合でも危険を回避できる利点がある。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】ところが、かかる従来
の液圧駆動装置では、負荷Ｗを駆動する複動シリンダ１
に加え、負荷Ｗをバランスさせる単動シリンダ２が必要
となるため、装置全体が大型化してしまう。 【０００４】本発明は、単一の液圧アクチュエータによ
り小推力で負荷を駆動し、装置全体を小型化し得る液圧
駆動装置を提供することを課題としている。 【０００５】 【課題を解決するための手段】このため、本発明では、
負荷の重量が作用する液圧アクチュエータの室へ電動モ
ータにより回転駆動される液圧ポンプを接続し、液圧ポ
ンプから吐出する圧液を前記液圧アクチュエータの室に
供給して負荷を駆動し、前記液圧アクチュエータの室の
圧力を検出する圧力検出センサを設け、 この圧力検出セ
ンサで検出した圧力値を目標値に一致するよう電動モー
タの回転数を制御する制御部を備え、 制御部は負荷の重
量に相当する圧力値に所定値を加算して前記目標値を設
定して成る。 【０００６】かかる本発明によると、電動モータにより
回転駆動される液圧ポンプから吐出する圧液を液圧アク
チュエータの室へ供給し、液圧アクチュエータは負荷を
駆動する。そして、制御部は圧力検出センサで検出した
前記液圧アクチュエータの室の圧力を負荷の重量に相当
する圧力値とし、この圧力値に所定値を加算して目標値
を設定し、この目標値に圧力検出センサから検出した実
際の圧力値を一致するよう電動モータの回転数を制御す
る。このため、負荷を駆動する推力は前記所定値に基づ
くものとなり、前記所定値を小さな数値とすることで、
単一の液圧アクチュエータにより小推力で負荷を駆動で
き、装置全体を小型化することができる。 【０００７】 【発明の実施の形態】以下、本発明の第一実施形態を図
面に基づき説明する。図１において、７は両方向の回転
が可能な液圧ポンプで、正回転したときには第１ポート
８から吸入した作動液を第２ポート９から圧液として吐
出すると共に、逆回転したときには第２ポート９から吸
入した作動液を第１ポート８から圧液として吐出する。
１０はサーボモータ等の電動モータで、液圧ポンプ７を
回転駆動する。１１は液圧アクチュエータとしての複動
シリンダで、ピストンロッド１２を有し、ヘッド側室１
１Ａを第１流路１３を介して液圧ポンプ７の第１ポート
８に接続すると共に、ピストンロッド１２に載置した負
荷Ｗの重量が作用するキャップ側室１１Ｂを第２流路１
４を介して液圧ポンプ７の第２ポート９に接続してい
る。そして、複動シリンダ１１はキャップ側室１１Ｂへ
の圧液の供給で負荷Ｗを上昇駆動すると共に、ヘッド側
室１１Ａへの圧液の供給で負荷Ｗを下降駆動する。 【０００８】第１流路１３は逆止め弁１５を介して作動
液を貯蔵するタンクＴに接続し、逆止め弁１５はタンク
Ｔから第１流路１３への流れを許容すると共に第１流路
１３からタンクＴへの流れを阻止する向きに設けてい
る。第２流路１４は逆止め弁１６を介してタンクＴに接
続し、逆止め弁１６はタンクＴから第２流路１４への流
れを許容すると共に第２流路１４からタンクＴへの流れ
を阻止する向きに設けている。そして、両逆止め弁１
５、１６は接続ロッド１７を介して接続し、液圧ポンプ
７を正回転して第２ポート９から圧液を吐出した際には
第２流路１４より逆止め弁１６に圧液が作用して逆止め
弁１６を閉じると共に逆止め弁１５を接続ロッド１７を
介して押圧して開作動し、また、液圧ポンプ７を逆回転
して第１ポート８から圧液を吐出した際には第１流路１
３より逆止め弁１５に圧液が作用して逆止め弁１５を閉
じると共に逆止め弁１６を接続ロッド１７を介して押圧
して開作動自在に設けている。１８は第２流路１４より
分岐してタンクＴに接続する管路１９に配設したリリー
フ弁で、第２流路１４の圧力が異常上昇して設定圧力を
越えると第２流路１４の圧液をタンクＴに排出する。２
０は第１流路１３より分岐してタンクＴに接続する管路
２１に配設したリリーフ弁で、第１流路１３の圧力が異
常上昇して設定圧力を越えると第１流路１３の圧液をタ
ンクＴに排出する。 【０００９】２２はロータリエンコーダ等の回転数検出
センサで、電動モータ１０の回転数を検出する。２３は
圧力検出センサで、複動シリンダ１１のキャップ側室１
１Ｂに接続し、負荷Ｗの重量が作用するキャップ側室１
１Ｂの圧力を検出する。２４は電動モータ１０の回転方
向、回転数を電気的に制御する制御部で、回転数検出セ
ンサ２３により検出した電動モータ１０の回転数がフィ
ードバック配線２５より、また、圧力検出センサ２３に
より検出したキャップ側室１１Ｂの圧力がフィードバッ
ク配線２６よりそれぞれフィードバックされる。そし
て、制御部２４は圧力検出センサ２３よりフィードバッ
クされた圧力値を負荷Ｗの重量に相当する圧力値とし、
この圧力値に小さな数値の所定値を加算して目標値を設
定する。 【００１０】制御部２４での制御を、図２に示すフロー
チャートに基づいて説明すると、ステップ２６で目標値
を最大圧力値（この装置で使用可能な最大の圧力値を言
う）に仮設定し、ステップ２７でタイマー１を０．５秒
に設定し、ステップ２８でタイマー２を１秒に設定す
る。そして、電動モータ１０で液圧ポンプ７を正回転
し、複動シリンダ１１のキャップ側室１１Ｂに圧液を供
給して負荷Ｗを上昇駆動する。ステップ２９で仮設定し
た目標値と圧力検出センサ２３よりフィードバックされ
た実際の圧力値とを比較し、ステップ３０で仮設定した
目標値と実際の圧力値とが一致しないとき、ステップ３
１でタイマー１が０．５秒経過するまでステップ２９の
手順が反復され、ステップ３２で圧力検出センサ２３よ
りフィードバックされた実際の圧力値（これが負荷Ｗの
重量に相当する圧力値であるが、厳密に言うと負荷Ｗが
駆動している状態の圧力値であるから、負荷Ｗの重量に
相当する数値より若干大きい数値となる。）を０に設定
し、ステップ３３でタイマー２が１秒経過するまでステ
ップ２９からステップ３２までの手順が反復され、ステ
ップ３４で０に設定した実際の圧力値に小さな数値の所
定値を加算した目標値を設定し、ステップ３５で目標値
と実際の圧力値とを比較し、ステップ３６で目標値と実
際の圧力値とが一致しないとき、ステップ３７で電動モ
ータの回転数を補正し、このような手順がステップ３６
において実際の圧力値が目標値と一致するまで反復され
る。 【００１１】なお、ステップ３１で０．５秒経過するま
でステップ２９の手順が反復されるのは、停止している
負荷Ｗを上昇駆動する起動時に瞬間的に発生する可能性
がある過圧力を仮設定した最大圧力値の目標値と一致す
る誤った判定をしないようにするためであり、同様に、
ステップ３３でタイマー２が１秒経過するまでステップ
２９からステップ３２までの手順が反復されるのは、過
圧力を実際の圧力値として０に設定しないようにするた
めであり、前記０．５秒及び１秒の時間は負荷Ｗの重量
等に応じて適宜変更しても良い。 【００１２】次に、かかる構成の作動を説明する。負荷
Ｗが下方に位置している図１の状態で、電動モータ１０
で液圧ポンプ７を正回転すると、液圧ポンプ７は第１ポ
ート８から吸入した作動液を第２ポート９から圧液とし
て吐出し、この圧液は第２流路１４を流れて複動シリン
ダ１１のキャップ側室１１Ｂに供給され、複動シリンダ
１１はピストンロッド１２で負荷Ｗを上昇駆動し、ヘッ
ド側室１１Ａの作動液は第１流路１３を流れて液圧ポン
プ７の第１ポート８に吸入される。このとき、ヘッド側
室１１Ａから排出される作動液量は、キャップ側室１１
Ｂに供給される圧液量と比較してピストンロッド１２の
体積に相当する分少なく、この不足分の作動液は逆止め
弁１５が接続ロッド１７に押圧されて開作動すると共に
第１流路１３が負圧になることでタンクＴから補給され
る。 【００１３】負荷Ｗが上昇駆動を開始すると、制御部２
４は圧力検出センサ２３で検出したキャップ側室１１Ｂ
の圧力を負荷Ｗの重量に相当する圧力値とし、この圧力
値に小さな数値の所定値を加算して目標値として設定
し、この目標値に圧力検出センサ２３からフィードバッ
クされる実際の圧力値を一致するよう電動モータ１０の
回転数を制御する。そして、負荷Ｗを上方まで上昇駆動
すると、電動モータ１０の回転を停止し、負荷Ｗを上方
に位置する。なお、上昇駆動する負荷Ｗの重量が重く、
負荷Ｗの重量に相当する圧力値がこの装置で使用可能な
最大の圧力値に一致する場合には、負荷Ｗは最大圧力値
で上昇駆動される。 【００１４】負荷Ｗが上方に位置した状態で、電動モー
タ１０により液圧ポンプ７を逆回転すると、液圧ポンプ
７の第１ポート８から吐出した圧液は第１流路１３を流
れて複動シリンダ１１のヘッド側室１１Ａに供給され、
複動シリンダ１１はピストンロッド１２で負荷Ｗを下降
駆動し、キャップ側室１１Ｂの作動液は第２流路１４を
流れて液圧ポンプ７の第２ポート９に吸入される。この
とき、前述と逆に、キャップ側室１１Ｂから排出される
作動液量は、ヘッド側室１１Ａに供給される圧液量と比
較してピストンロッド１２の体積に相当する分多く、こ
の余分な作動液は逆止め弁１６が接続ロッド１７に押圧
されて開作動することでタンクＴに排出される。 【００１５】負荷Ｗが下降駆動を開始すると、制御部２
４はキャップ側室１１Ｂの圧力を負荷Ｗの重量に相当す
る圧力値とし、この圧力値に小さなマイナス数値の所定
値を加算して目標値として設定し、この目標値に圧力検
出センサ２３からフィードバックされる実際の圧力値を
一致するよう電動モータ１０の回転数を制御する。そし
て、負荷Ｗを図１に示される下方まで下降駆動すると、
電動モータ１０の回転を停止し、負荷Ｗを下方に位置す
る。 【００１６】かかる作動で、負荷Ｗを上昇駆動する際、
制御部２４は圧力検出センサ２３で検出した複動シリン
ダ１１のキャップ側室１１Ｂの圧力を負荷Ｗの重量に相
当する圧力値とし、この圧力値に所定値を加算して目標
値を設定し、この目標値に圧力検出センサ２３から検出
した実際の圧力値を一致するよう電動モータ１０の回転
数を制御するため、負荷Ｗを駆動する推力は所定値に基
づくものとなり、この所定値を小さな数値とすること
で、単一の複動シリンダ１１により小推力で負荷Ｗを駆
動でき、装置全体を小型化することができる。また、圧
力検出センサ２３で検出した複動シリンダ１１のキャッ
プ側室１１Ｂの圧力を負荷Ｗの重量に相当する圧力値と
しているため、重量に相当する圧力値が異なる他の負荷
であっても、負荷Ｗを駆動する推力は所定値に基づく小
さなものとでき、重量が異なる多種類の負荷を良好に小
推力で駆動できて広範囲の用途に適用することができ
る。 【００１７】図３は、液圧アクチュエータを単動シリン
ダ３８とした本発明の第二実施形態を示し、第一実施形
態と同一個所には同符号を付して説明を省略し、異なる
個所についてのみ説明する。この第二実施形態では、単
動シリンダ３８はヘッド側室３８Ａを大気開放若しくは
図示しないドレン流路を介してタンクＴに接続すると共
に、 キャップ側室３８Ｂを第２流路１４を介して液圧ポ
ンプ７の第２ポート９に接続している。液圧ポンプ７は
第１ポート８を第１流路１３を介してタンクＴに接続し
ている。 【００１８】作動は、電動モータ１０で液圧ポンプ７を
正回転すると、液圧ポンプ７は第１ポート８から吸入し
た作動液を第２ポート９から圧液として吐出し、この圧
液は第２流路１４を流れて単動シリンダ３８のキャップ
側室３８Ｂに供給され、単動シリンダ３８はピストンロ
ッド１２で負荷Ｗを上昇駆動する。また、電動モータ１
０で液圧ポンプ７を逆回転すると、液圧ポンプ７はキャ
ップ側室３８Ｂから第２流路１４を介して第２ポート９
に吸入した作動液を第１ポート８から吐出し、この作動
液は第１流路１３を流れてタンクＴに排出され、単動シ
リンダ３８はピストンロッド１２で負荷Ｗを下降駆動す
る。 【００１９】このため、負荷Ｗを上昇駆動する際、 第一
実施形態と同様に、制御部２４は圧力検出センサ２３で
検出した単動シリンダ３８のキャップ側室３８Ｂの圧力
を負荷Ｗの重量に相当する圧力値とし、この圧力値に所
定値を加算して目標値を設定し、この目標値に圧力検出
センサ２３から検出した実際の圧力値を一致するよう電
動モータ１０の回転数を制御するため、負荷Ｗを駆動す
る推力は所定値に基づくものとなり、この所定値を小さ
な数値とすることで、単一の単動シリンダ３８により小
推力で負荷Ｗを駆動でき、装置全体を小型化することが
できる。また、圧力検出センサ２３で検出した単動シリ
ンダ３８のキャップ側室３８Ｂの圧力を負荷Ｗの重量に
相当する圧力値としているため、重量に相当する圧力値
が異なる他の負荷であっても、負荷Ｗを駆動する推力は
所定値に基づく小さなものとでき、重量が異なる多種類
の負荷を良好に小推力で駆動できて広範囲の用途に適用
することができる。 【００２０】 【発明の効果】このように本発明では、負荷の重量が作
用する液圧アクチュエータの室の圧力を検出する圧力検
出センサを設け、 この圧力検出センサで検出した圧力値
を目標値に一致するよう電動モータの回転数を制御する
制御部を備え、 制御部は負荷の重量に相当する圧力値に
所定値を加算して前記目標値を設定することにより、負
荷を駆動する推力は前記所定値に基づくものとなり、前
記所定値を小さな数値とすることで、単一の液圧アクチ
ュエータにより小推力で負荷を駆動でき、装置全体を小
型化することができる。 【００２１】また、圧力検出センサで検出した液圧アク
チュエータの室の圧力を負荷の重量に相当する圧力値と
しているため、重量に相当する圧力値が異なる他の負荷
であっても、負荷を駆動する推力は所定値に基づく小さ
なものとでき、重量が異なる多種類の負荷を良好に小推
力で駆動できて広範囲の用途に適用することができる。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の第一実施形態を示し、液圧駆動装置の
一部をブロックで示した液圧回路図である。 【図２】本発明の第一実施形態における制御の手順を示
すフローチャートである。 【図３】本発明の第二実施形態を示した図１に相当する
図である。 【図４】従来例を示した液圧回路図である。 【符号の説明】 ７ 液圧ポンプ １０ 電動モータ １１ 複動シリンダ（液圧アクチュエータ） １１Ｂ、３８Ｂ キャップ側室（室） ２３ 圧力検出センサ ２４ 制御部 ３８ 単動シリンダ（液圧アクチュエータ） Ｗ 負荷

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石丸 典幸 愛知県岡崎市鉢地町字開山45番地 豊興工 業株式会社内 Ｆターム(参考） 3H089 AA20 BB27 CC01 DA02 DA14 DB03 EE36 FF07 FF12 GG02 JJ07

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】 負荷の重量が作用する液圧アクチュエー
   タの室へ電動モータにより回転駆動される液圧ポンプを
   接続し、液圧ポンプから吐出する圧液を前記液圧アクチ
   ュエータの室に供給して負荷を駆動し、前記液圧アクチ
   ュエータの室の圧力を検出する圧力検出センサを設け、
   この圧力検出センサで検出した圧力値を目標値に一致す
   るよう電動モータの回転数を制御する制御部を備え、 制
   御部は負荷の重量に相当する圧力値に所定値を加算して
   前記目標値を設定することを特徴とする液圧駆動装置。