JP2008291863A - Hydraulic drive unit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、アクチュエータシリンダのロッドを前後進駆動させるための油圧駆動ユニットに関するものである。 The present invention relates to a hydraulic drive unit for driving a rod of an actuator cylinder forward and backward.
油圧制御によってアクチュエータシリンダのロッドの前後進駆動を行う油圧駆動装置において、定容量形の双方向回転ポンプを用いたものがある。この双方向回転ポンプは、正逆双方向に作動油を供給するため、図2に示すような、双方向回転ポンプ42の両ポートをアクチュエータシリンダ50のヘッド側シリンダ室S1の出入口ポートHとロッド側シリンダ室S2の出入口ポートRにそれぞれ接続するだけで、制御弁を必要とせず、自給弁と安全弁からなる簡単な油圧回路でシリンダロッドを前後進駆動させることができる。
2. Description of the Related Art Some hydraulic drive devices that perform forward / backward drive of rods of actuator cylinders by hydraulic control use a constant displacement bidirectional rotary pump. Since this bidirectional rotary pump supplies hydraulic oil in both forward and reverse directions, both ports of the bidirectional
即ち、ポンプ42の正回転により一方のポートからリザーバタンク43内の作動油をヘッド側シリンダ室S1へ供給すると共にロッド側シリンダ室S2内の作動油をポンプ42の他方のポートから吸引してタンク43に戻すことによってシリンダロッド51を前進駆動させることができ、ポンプ42の逆回転により他方のポートから作動油をロッド側シリンダ室S2へ供給すると共にヘッド側シリンダ室S1内の作動油をポンプ42の一方のポートから吸引してタンク43へ戻すことによってシリンダロッド51を後退させることができる。
That is, the hydraulic oil in the
このように双方向回転油圧ポンプを用いれば、作動油をほぼ閉鎖系で循環させる簡便な油圧回路で油圧配管のないコンパクトなユニット41として油圧供給装置を構成することができる(例えば、特許文献1参照。)。
If the bidirectional rotary hydraulic pump is used in this way, a hydraulic supply device can be configured as a
この双方向回転油圧ポンプは42、サーボモータMにより回転駆動されるが、サーボモータMの駆動は、制御装置60によって、位置センサ53からのシリンダロッド51の位置検出信号と、圧力センサ45からのポンプ吐出作動油の圧力検出信号とに基づいてフィードバック制御される。
The bidirectional rotary
また、この双方向回転ポンプ42は、ピストンポンプの斜板を固定した定容量形にすることによって、ポンプの回転数で吐出流量が決定されるものであるため、サーボモータMの回転数制御でポンプ回転数を低速から高速の幅広い範囲に亘って制御することによりポンプ吐出流量が効率的に制御される。
In addition, since the bidirectional
従って、このような定容量形ポンプを用いれば、一定の高速回転数でポンプ押しのけ容積を変更する可変容量形ポンプのような油圧内部漏れ等の損失が大きい場合に比べて、非常に効率の良い油圧供給システムが構成できる。 Therefore, if such a constant displacement pump is used, it is very efficient compared to a case where loss such as hydraulic internal leakage is large, such as a variable displacement pump that changes the displacement of the pump at a constant high speed. A hydraulic supply system can be configured.
上記のような従来の油圧供給装置では、ポンプ42とヘッド側シリンダ室S1との間を吐出回路としてポンプ42から作動油を送り込む場合にはポンプ42とロッド側シリンダ室S2との間は吸込回路となり、逆にロッド側シリンダ室S2との間を吐出回路としてポンプ42からロッド側シリンダ室S2へ作動油を送り込む場合には、ポンプ42とヘッド側シリンダ室S1との間は吸込回路となる。
In the conventional hydraulic pressure supply apparatus as described above, when hydraulic fluid is fed from the
従って、シリンダに負荷がない状態において、ロッドを所定の初期位置に位置決めするなどの位置制御を行う場合には、位置の誤差補正をする毎に、ヘッド側とロッド側のどちらかへの作動油の吐出圧を完全に0MPaまで落とす必要があった。 Therefore, when performing position control such as positioning the rod at a predetermined initial position in a state where there is no load on the cylinder, the hydraulic oil to either the head side or the rod side is corrected each time position error correction is performed. It was necessary to completely reduce the discharge pressure to 0 MPa.
しかしながら、このような誤差補正では、吐出圧を0MPaまで落としてしまうためにシリンダ内の残空気の影響などを受けやすいこともあり、数μm単位での位置制御は困難であり、現状では求められているものより低い精度で位置制御するしかなかった。これに対して、回路中の圧力を保持して高精度の制御性を確保するためには、通路中にシーケンス弁を設けるという対策を施す必要があるが、これは回路を複雑化してしまい、装置の大型化を招くという問題があった。 However, in such error correction, since the discharge pressure is reduced to 0 MPa, it is likely to be affected by the residual air in the cylinder, so position control in units of several μm is difficult and is currently required. There was no choice but to control the position with a lower accuracy than the current one. On the other hand, in order to maintain the pressure in the circuit and ensure high-precision controllability, it is necessary to take measures to provide a sequence valve in the passage, but this complicates the circuit, There was a problem that the size of the apparatus was increased.
また、簡便な構成としてシリンダロッドの戻し力にバネを利用することも考えられるが、荷重やストロークを考慮すると、設計的に困難である場合が多い。また、アキュムレータなどを利用した油圧制御も考えられるが、アキュムレータは、高圧ガス保安法の適用を受けるため、面倒が多くなる。 Further, it is conceivable to use a spring as the return force of the cylinder rod as a simple configuration, but it is often difficult to design in consideration of the load and stroke. In addition, hydraulic control using an accumulator or the like is conceivable, but the accumulator is troublesome because it is subject to the high-pressure gas safety law.
本発明の目的は、上記問題点に鑑み、簡便でコンパクトな構成でありながら、アクチュエータシリンダに負荷がない場合でも、高精度なロッド位置制御が可能な油圧駆動ユニットを提供することにある。 In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a hydraulic drive unit capable of highly accurate rod position control even when there is no load on an actuator cylinder, while having a simple and compact configuration.
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明に係る油圧駆動ユニットは、リザーバタンク内の作動油をアクチュエータシリンダのヘッド側シリンダ室あるいはロッド側シリンダ室の一方に対して供給及び吸引を行う双方向回転形油圧ポンプと、該油圧ポンプを回転駆動するサーボモータとを備えた油圧供給装置と、前記油圧ポンプによる前記シリンダ室の一方に対する作動油吸引時に他方のシリンダ室に対して空気を圧送するエアポンプと、該エアポンプからの空気で加圧されると共に前記油圧ポンプによる前記シリンダ室の一方に対する作動油供給時に前記他方のシリンダ室から排出される空気を収容するエアタンクと、該エアタンク内の圧力を予め定められた上限圧力以下に調整する圧力調整弁とを備えた空気圧供給装置と、前記サーボモータの回転数制御を行う制御装置と、を有し、前記油圧供給装置と前記空気圧供給装置とが同一ユニット内に組み立てられているものである。 In order to achieve the above object, the hydraulic drive unit according to the first aspect of the present invention supplies and sucks the hydraulic oil in the reservoir tank to one of the head side cylinder chamber or the rod side cylinder chamber of the actuator cylinder. A hydraulic pressure supply device including a bidirectional rotary hydraulic pump and a servo motor that rotationally drives the hydraulic pump, and air is pumped to the other cylinder chamber when the hydraulic pump draws hydraulic oil to one of the cylinder chambers. An air pump that is pressurized with air from the air pump and that stores air discharged from the other cylinder chamber when hydraulic oil is supplied to one of the cylinder chambers by the hydraulic pump, and a pressure in the air tank A pneumatic pressure supply device comprising a pressure regulating valve for regulating the pressure below a predetermined upper limit pressure; It includes a control unit for controlling the number of revolutions of Bomota, and said hydraulic pressure supply device and the air pressure supply device is one that has been assembled in the same unit.
また、請求項2に記載の発明に係る油圧駆動ユニットは、請求項1に記載の油圧駆動ユニットにおいて、前記油圧供給装置は、前記一方のシリンダ室内とリザーバタンクとの間の第2の流路と、この第2の流路中に配置され、前記シリンダ室側とリザーバタンク側の流路同士を遮断状態と連通状態とに前記制御装置により切り換えられるシャットオフ弁とをさらに備えているものである。 According to a second aspect of the present invention, the hydraulic drive unit according to the first aspect of the present invention is the hydraulic drive unit according to the first aspect, wherein the hydraulic pressure supply device has a second flow path between the one cylinder chamber and the reservoir tank. And a shut-off valve that is disposed in the second flow path and is switched by the control device between a flow path on the cylinder chamber side and a flow path on the reservoir tank side between a closed state and a communication state. is there.
また請求項3に記載の発明に係る油圧駆動ユニットは、請求項1または請求項2に記載の油圧駆動ユニットにおいて、前記空気圧装置は、前記エアポンプと前記エアタンクとの間の流路中に配置され、前記エアタンク内の空気の圧力が予め定められた圧力以上となった際に該流路を切り換えて前記エアポンプからの空気を大気中に逃がす切換弁を備えているものである。 A hydraulic drive unit according to a third aspect of the present invention is the hydraulic drive unit according to the first or second aspect, wherein the pneumatic device is disposed in a flow path between the air pump and the air tank. And a switching valve that switches the flow path to release the air from the air pump to the atmosphere when the pressure of the air in the air tank becomes equal to or higher than a predetermined pressure.
さらに、請求項4に記載の発明に係る油圧駆動ユニットは、請求項1〜3のいずれか1項に記載に油圧駆動ユニットにおいて、前記油圧ポンプと前記エアポンプが共に前記サーボモータにより駆動され、前記シリンダのロッド位置を検出する位置センサと、前記シリンダ室の一方に作用する油圧の圧力を検出する圧力センサと、前記シリンダ室の他方に作用する空気圧の圧力を検出する圧力センサとを備え、前記制御装置は、これら各センサからの検出信号に基づいて、前記サーボモータの回転数制御を行うものである。
Furthermore, the hydraulic drive unit according to the invention of
本発明は、複雑なシーケンス弁や面倒なアキュムレータを利用することなく、同一ユニット内に組み立てられた油圧供給装置と空気圧供給装置によって、それぞれアクチュエータシリンダのヘッド側とロッド側の一方のシリンダ室に作動油を、他方のシリンダ室には空気をそれぞれ互いに同期させて給排することができるため、アクチュエータシリンダに負荷がない場合においても、一方のシリンダ室内の作動油に対して定常的に空気圧による負荷圧力が作用するため、油圧制御によるシリンダロッドの位置制御を従来は困難であった高精度で行うことができるという効果がある。 The present invention operates on one cylinder chamber on the head side and on the rod side of the actuator cylinder by a hydraulic pressure supply device and a pneumatic pressure supply device assembled in the same unit, without using a complicated sequence valve or a cumbersome accumulator. Since oil can be supplied to and discharged from the other cylinder chamber in synchronization with each other, even when there is no load on the actuator cylinder, a constant air pressure load is applied to the hydraulic oil in one cylinder chamber. Since the pressure acts, there is an effect that the position control of the cylinder rod by the hydraulic control can be performed with high accuracy which has been difficult in the past.
本発明の油圧駆動ユニットは、サーボモータで駆動する双方向回転油圧ポンプによってリザーバタンク内の作動油をアクチュエータシリンダのヘッド側シリンダ室あるいはロッド側シリンダ室の一方に対して供給及び吸引を行う油圧供給装置と同一ユニット内に、前記油圧ポンプによる一方のシリンダ室に対する作動油吸引時にエアポンプによって他方のシリンダ室に対して空気を圧送すると共にエアタンクに該エアポンプからの空気で加圧し、このエアタンクに前記油圧ポンプによる一方のシリンダ室に対する作動油供給時に他方のシリンダ室から排出される空気を収容する空気圧供給装置を備えたものである。 The hydraulic drive unit of the present invention is a hydraulic supply unit that supplies and sucks hydraulic oil in a reservoir tank to one of a head side cylinder chamber or a rod side cylinder chamber of an actuator cylinder by a bidirectional rotary hydraulic pump driven by a servo motor. In the same unit as the apparatus, when the hydraulic oil is sucked into one cylinder chamber by the hydraulic pump, air is pumped to the other cylinder chamber by the air pump and pressurized with air from the air pump to the air tank. An air pressure supply device is provided for storing air discharged from the other cylinder chamber when hydraulic oil is supplied to the one cylinder chamber by the pump.
従って、本発明においては、アクチュエータシリンダのヘッド側とロッド側の一方のシリンダ室に前記油圧供給装置によって作動油が給排されるのに同期して、他方のシリンダ室に前記空気圧供給装置によって空気を給排することができ、アクチュエータシリンダに負荷がない場合においても、一方のシリンダ室内の作動油に対して空気圧で定常的に負荷圧力が作用するため、油圧制御によるシリンダロッドの位置制御を高精度に行うことができる。即ち、本発明によれば、簡便でコンパクトなユニット構成でありながらも、アクチュエータに負荷がなくても、油圧を0MPaまで落とすことなく従来は困難であった数μm単位の位置制御が可能となる。 Therefore, in the present invention, the hydraulic oil is supplied to and discharged from one cylinder chamber on the head side and the rod side of the actuator cylinder by the hydraulic pressure supply device, and air is supplied to the other cylinder chamber by the air pressure supply device. Even when there is no load on the actuator cylinder, the load pressure is constantly applied by air pressure to the hydraulic oil in one cylinder chamber. Can be done with precision. That is, according to the present invention, although it is a simple and compact unit configuration, even if there is no load on the actuator, position control in units of several μm, which has been difficult in the past, is possible without reducing the hydraulic pressure to 0 MPa. .
なお、前記空気圧供給装置は、エアタンク内の圧力を予め定められた上限圧力以下に調整する圧力調整弁とを備えることにより、過剰な加圧によるタンクの破裂損傷等を防いでいる。 The air pressure supply device includes a pressure adjustment valve that adjusts the pressure in the air tank to a predetermined upper limit pressure or less, thereby preventing rupture damage of the tank due to excessive pressurization.
また、油圧供給装置において、一方のシリンダ室内とリザーバタンクとの間に第2の流路を設け、この第2の流路中にシャットオフ弁を配置して、前記シリンダ室側とリザーバタンク側の流路同士を遮断状態と連通状態とに制御装置により切り換えられる構成とすれば、シリンダ室側とリザーバタンク側との流路同士を連通状態に切り換えることによって、一方のシリンダ室からリザーバタンクへの作動油の戻りを速くしてシリンダロッドの移動速度を上げることができる。特に、ヘッド側シリンダ室に対して作動油を給排する場合、シリンダロッドのもどり速度を上げることができる。また、このような作動油の戻りをシャトオフ弁による第2の流路のみで行えば、ポンプ側の作動は必要ないため、装置駆動において省エネを図ることができる。 Further, in the hydraulic pressure supply device, a second flow path is provided between one cylinder chamber and the reservoir tank, and a shutoff valve is disposed in the second flow path so that the cylinder chamber side and the reservoir tank side are arranged. If the control device switches the flow paths between the cylinder chamber side and the reservoir tank side, the flow path between the cylinder chamber side and the reservoir tank side is switched to the communication state, so that one cylinder chamber can transfer to the reservoir tank. It is possible to increase the moving speed of the cylinder rod by speeding up the return of the hydraulic oil. In particular, when hydraulic fluid is supplied to or discharged from the head side cylinder chamber, the return speed of the cylinder rod can be increased. Further, if such return of the hydraulic oil is performed only by the second flow path by the shut-off valve, the pump side operation is not necessary, so that energy saving can be achieved in driving the apparatus.
さらに空気圧装置において、エアポンプとエアタンクとの間の流路中に、エアタンク内の空気の圧力が予め定められた圧力以上となった際に該流路を切り換えてエアポンプからの空気を大気中に逃がす切換弁を配置することによって、他方のシリンダ室内へ空気を送る際に、同時に所定圧力まではエアタンク内へ空気を送り込んで溜めることができると共に、必要以上に空気を送り込む危険を回避することができる。 Further, in the pneumatic device, when the air pressure in the air tank exceeds a predetermined pressure in the flow path between the air pump and the air tank, the flow path is switched to release the air from the air pump to the atmosphere. By arranging the switching valve, when air is sent into the other cylinder chamber, air can be sent and stored in the air tank up to a predetermined pressure at the same time, and the danger of sending air more than necessary can be avoided. .
エアポンプとしては、コンプレッサを用いるのが簡便であり、また動力源には専用のモータを油圧ポンプ側とは別に設けて制御装置により互いに同期させて駆動させてもよいが、同一サーボモータにより油圧ポンプとともに駆動されるものとすれば装置構成がより簡便でコンパクトなものとなり、また制御装置はこのサーボモータのみに対して駆動制御するだけで済む。 As the air pump, it is convenient to use a compressor, and a dedicated motor may be provided as a power source separately from the hydraulic pump side and driven by the control device in synchronization with each other. If it is driven together, the configuration of the apparatus becomes simpler and more compact, and the control apparatus only needs to drive and control only this servo motor.
この場合、制御装置は、シリンダのロッド位置を検出する位置センサと、前記シリンダ室の一方に作用する油圧の圧力を検出する圧力センサと、前記シリンダ室の他方に作用する空気圧の圧力を検出する圧力センサからの各検出信号に基づいて、予め入力された制御指令を調整してサーボモータの回転数制御を行うことにより、高精度なポンプ回転数制御を電気的なフィードバック制御で効率的に行うことができる。 In this case, the control device detects a position sensor that detects a rod position of the cylinder, a pressure sensor that detects a hydraulic pressure acting on one of the cylinder chambers, and a pneumatic pressure that acts on the other of the cylinder chambers. Based on each detection signal from the pressure sensor, the control command inputted in advance is adjusted to control the rotation speed of the servo motor, thereby efficiently performing high-precision pump rotation speed control by electrical feedback control. be able to.
なお、このようなポンプ回転数制御による吐出流量制御は、ポンプ押しのけ容量を一定にした状態で行うが、斜板式ピストンポンプの場合、予め角度が一定に固定された固定斜板を備えた定容量形ポンプを用いれば簡便であるが、斜板角度が可変な可変容量形ポンプの角度を一定にした状態で用いても良い。この場合、油圧駆動ユニットを、回転数制御による油圧駆動系での使用に限定されることなく、回転数制御によらない他の油圧駆動系にも広く使用可能である。 The discharge flow rate control by the pump rotation speed control is performed in a state where the displacement of the pump is constant, but in the case of a swash plate type piston pump, a fixed capacity provided with a fixed swash plate whose angle is fixed in advance. Although it is convenient to use a type pump, it may be used in a state where the angle of a variable displacement pump with a variable swash plate angle is constant. In this case, the hydraulic drive unit is not limited to use in the hydraulic drive system based on the rotational speed control, and can be widely used in other hydraulic drive systems not based on the rotational speed control.
本発明の一実施例として、双方向回転定容量形油圧ポンプを用い、エアポンプとしてのコンプレッサと同じサーボモータにより回転駆動される油圧駆動ユニットを図1の油圧回路に示す。 As an embodiment of the present invention, a hydraulic drive unit using a bidirectional rotary constant displacement hydraulic pump and driven to rotate by the same servo motor as a compressor as an air pump is shown in the hydraulic circuit of FIG.
本実施例における油圧駆動ユニット1は、アクチュエータシリンダ20のヘッド側シリンダ室S1に対して作動油を給排すると共に、ロッド側シリンダ室S2に対して空気を給排することによってシリンダロッド21を駆動させるものであり、油圧供給装置と空気圧供給装置とが同一ユニット内に組み立てられたものである。
The
本油圧駆動ユニット1は、油圧供給装置の出入り口ポートであるポンプポートPと空気圧回路の出入り口ポートであるエアポートAと、作動油のリザーバタンク3への入口ポートとしてのタンクポートTとを備えたものである。また本実施例において、ポンプポートPは作動油流路4bを介してヘッド側シリンダ室S1の出入り口ポートHに連通されており、エアポートAはエア流路8bを介してロッド側シリンダ室S2の出入り口ポートRに連通されており、タンクポートTは第2の流路13bを介してヘッド側シリンダ室S1に連通されている。
The
油圧駆動ユニット1内の油圧供給装置は、リザーバタンク3と、該タンク3内の作動油をポンプポートPに対して給排する双方向回転定容量形油圧ポンプ2と、この油圧ポンプ2を回転駆動するサーボモータMを備えたものである。この油圧供給措置の油圧回路は、主にリザーバタンク3から油圧ポンプ2を介してポンプポートPまで単一の作動油流路4aからなり、通常のダイレクトリリーフ弁5と作動油の圧力を検出する圧力センサ6を備えたシンプルなものである。
The hydraulic supply device in the
また、油圧駆動ユニット1内の空気圧供給装置は、エアポートAへ空気を圧送するコンプレッサ7と、コンプレッサからの空気で加圧されると共に油圧ポンプ2によるヘッド側シリンダ室S1に対する作動油供給時にロッド側シリンダ室S2から排出される空気を収容するエアタンク9と、このエアタンク9内の圧力を予め定められた上限圧力以下に調整する圧力調整弁としての空気圧リリーフ弁12とを備えたものである。
The air pressure supply device in the
この空気圧供給装置の空気圧回路は、主にコンプレッサ7からエアポートAまでのエア流路8aからなり、コンプレッサ7とエアタンク9との間でエアタンク9内の空気の圧力が予め定められた圧力以上となった際に流路接続を切り換えてコンプレッサ7からの空気を大気中に逃がす空気圧パイロット式切換弁11とを備えたシンプルなものである。なお、ロッド側シリンダ室S2に作用する油圧の圧力を検出する空気圧力センサ10はエアタンク9側に配置した。
The pneumatic circuit of this pneumatic pressure supply device is mainly composed of an
また、本油圧駆動ユニット1内のタンクポートTからリザーバタンク3までの第2の流路13aには、電磁式でこの第2の流路をタンクポート側とタンク側とで遮断状態と連通状態とに切り換えるシャットオフ弁14が設けられている。
In addition, the
本実施例においては、コンプレッサ7は、油圧ポンプ2を駆動するサーボモータMで駆動されるものとすることによって、より簡便で効率的な装置設計とした。このサーボモータMは、制御装置30が予め入力された制御指令に基づいて出力した回転制御指令をドライバー31介して受け、その指令に応じた向きおよび回転数で油圧ポンプ2を駆動・停止させると共にコンプレッサ7を駆動・停止させる。
In this embodiment, the compressor 7 is driven by a servo motor M that drives the
また、アクチュエータシリンダ20には、例えばシリンダロッド21に係る負荷の実際の位置に相当するシリンダロッド21のヘッド22の位置を検出するための位置センサ23を備え、検出結果を制御装置30に出力するものとする。
The
制御装置30は、この位置センサ23からの検出信号から得られるシリンダロッド21の実際の位置と予め入力された所望の位置とを比較すると共に、圧力センサ6と空気圧センサ10からの検出信号に基づいて指令信号を調製するフィードバック制御を行うものである。
The
さらに、制御装置30は、シャットオフ弁14を電通させて電磁力によるスプール移動で第2の流路13aにおけるシリンダ室S1側とリザーバタンク3側との遮断状態を連通状態に切り換えることができ、該連通状態によって、ヘッド側シリンダ室S1内の作動油をフィルタ15を介して直接的にリザーバタンクへ戻して、シリンダロッド21を油圧ポンプ2による作動油吸引のみでヘッド側へ戻す場合よりも速い移動速度で戻すことができる。
Further, the
以上の構成を備えた本実施例による油圧駆動ユニット1においては、シリンダロッド21を前進させる場合、制御装置30は、サーボモータMに、シリンダロッド21が所望移動量分だけ移動するのに必要な吐出流量に応じた回転数となるように油圧ポンプ2を正回転駆動させる。油圧ポンプ2はリザーバタンク3内の作動油を第1ポートから吸引しながら第2ポートから作動油流路4aへ吐出していく。油圧ポンプ2から吐出された作動油は、ポンプポートPから作動油流路4bを経てヘッド側シリンダ室S1内に充填されていき、その作動油圧によってシリンダロッド21を前進させる。このとき、ロッド側シリンダ室S2内の空気はエア流路8bへ押し出され、エアタンク9内に収容される。
In the
また、シリンダロッド21を後退させて戻す際には、制御装置30は、サーボモータMに油圧ポンプ2を逆回転駆動させて、ヘッド側シリンダ室S1内の作動油を第1ポートから吸引して第2ポートからリザーバタンク3へ戻すと共に、コンプレッサ7を駆動させてエア流路8aからエアポートA、エア流路8bを介してロッド側シリンダ室S2内へ空気を供給する。従って、ヘッド側シリンダ室S1内の作動油の減少と、ロッド側シリンダ室S2内の空気圧の増加によりシリンダロッド21は後退してもどる。
When the
このとき、コンプレッサ7はエアタンク9へも空気を送る。エアタンク9は、内部に空気が充填され、内部圧力が予め設定された圧力の上限以上になると空気圧リリーフ弁12により空気が逃がされ、エアタンク9内の圧力は上限以下に保たれる。さらに、エア流路8b中には空気圧パイロット式切換弁11を配置し、コンプレッサ7から送られる空気の圧力が設定以上になると、切換弁11が切り換わってコンプレッサ7から圧送されてくる空気を大気中に逃がすため、エアタンク9内の圧力が危険なほど上昇することはない。
At this time, the compressor 7 also sends air to the
また、本実施例による油圧駆動ユニット1においては、アクチュエータシリンダ20に負荷が無い状態で、シリンダロッド21を例えば初期位置に位置決め制御する場合には、ヘッド側シリンダ室S1内の作動油に対してロッド側シリンダ室S2からの空気圧で定常的に負荷圧力が作用するため、油圧制御によるシリンダロッド21の位置制御において、数μmの高精度な誤差補正が可能となる。
Further, in the
なお、以上の実施例においては、ヘッド側シリンダ室に対して作動油を給排し、ロッド側シリンダ室に対して空気を給排する構成とした場合を示したが、本発明の油圧駆動ユニットによれば、逆の構成であっても同様に有効である。 In the above embodiments, the hydraulic oil is supplied to and discharged from the head side cylinder chamber and the air is supplied to and discharged from the rod side cylinder chamber. According to the above, even the reverse configuration is effective as well.
1,41:油圧駆動ユニット
M:サーボモータ
2,42:双方向回転定容量側油圧ポンプ
3,43:リザーバタンク
4a,4b:作動油流路
5:ダイレクトリリーフ弁
6,45:圧力センサ
7:コンプレッサ(エアポンプ)
8a,8b:エア流路
9:エアタンク
10:空気圧力センサ
11:空気圧パイロット式切換弁
12:空気圧リリーフ弁
13a,13b:第2の流路
14:シャットオフ弁
15:フィルタ
20,50:アクチュエータシリンダ
21,51:シリンダロッド
22:シリンダヘッド
S1:ヘッド側シリンダ室
S2:ロッド側シリンダ室
22:シリンダヘッド
23,53:位置センサ
P:ポンプポート
A:エアポート
T:タンクポート
30,60:制御装置
31:ドライバー
DESCRIPTION OF
8a, 8b: Air flow path 9: Air tank 10: Air pressure sensor 11: Pneumatic pilot type switching valve 12:
Claims (4)
前記油圧ポンプによる前記シリンダ室の一方に対する作動油吸引時に他方のシリンダ室に対して空気を圧送するエアポンプと、該エアポンプからの空気で加圧されると共に前記油圧ポンプによる前記シリンダ室の一方に対する作動油供給時に前記他方のシリンダ室から排出される空気を収容するエアタンクと、該エアタンク内の圧力を予め定められた上限圧力以下に調整する圧力調整弁とを備えた空気圧供給装置と、
前記サーボモータの回転数制御を行う制御装置と、を有し、
前記油圧供給装置と前記空気圧供給装置とが同一ユニット内に組み立てられていることを特徴とする油圧駆動ユニット。 A bidirectional rotary hydraulic pump that supplies and sucks hydraulic oil in the reservoir tank to one of the head side cylinder chamber or the rod side cylinder chamber of the actuator cylinder, and a servo motor that rotationally drives the hydraulic pump. A hydraulic supply device;
An air pump that pumps air to the other cylinder chamber when the hydraulic oil is sucked to one of the cylinder chambers by the hydraulic pump, and an operation to one of the cylinder chambers by the hydraulic pump while being pressurized with air from the air pump A pneumatic supply device comprising an air tank that accommodates air discharged from the other cylinder chamber when oil is supplied, and a pressure adjustment valve that adjusts the pressure in the air tank to a predetermined upper limit pressure or less;
A controller for controlling the rotational speed of the servo motor,
The hydraulic drive unit, wherein the hydraulic supply device and the pneumatic supply device are assembled in the same unit.
前記シリンダのロッド位置を検出する位置センサと、前記シリンダ室の一方に作用する油圧の圧力を検出する圧力センサと、前記シリンダ室の他方に作用する空気圧の圧力を検出する圧力センサとを備え、
前記制御装置は、これら各センサからの検出信号に基づいて、前記サーボモータの回転数制御を行うことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の油圧駆動ユニット。 Both the hydraulic pump and the air pump are driven by the servo motor,
A position sensor that detects a rod position of the cylinder, a pressure sensor that detects a hydraulic pressure acting on one of the cylinder chambers, and a pressure sensor that detects a pneumatic pressure acting on the other of the cylinder chambers,
4. The hydraulic drive unit according to claim 1, wherein the control device performs rotation speed control of the servo motor based on detection signals from these sensors. 5.
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2007
- 2007-05-22 JP JP2007135500A patent/JP2008291863A/en active Pending
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