JP2015178885A - 液圧駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 エアハイドロブースターの本質的な利点である減速比を活かすことで、簡易な構造で液圧アクチュエータの位置や荷重を精密に制御することができる液圧駆動装置を提供する。【解決手段】 空気圧を液圧に変換するエアハイドロコンバーター３と、空気圧源２からの空気の流れを調整してエアハイドロコンバーター３へ供給する第１流量制御弁７と、エアハイドロコンバーター３からの圧液の流れを調整する第２流量制御弁８と、空気圧を増圧させた液圧に変換するエアハイドロブースター４と、空気圧源２からの空気の流量を調整してエアハイドロブースター４に供給するサーボ弁９と、液圧アクチュエータ５と、液圧アクチュエータ５への圧液の供給を制御する制御手段１１とを備え、液圧アクチュエータ５の受圧面積は、エアハイドロブースター４のロッド面積よりも大きく形成されている液圧駆動装置１。【選択図】図１

Description

本発明は、空気圧源から供給される空気圧を液圧に変換して、液圧アクチュエータを駆動させる液圧駆動装置に関する。

従来から、空気の定圧回路で高圧の液圧駆動を可能とするエアハイドロブースター（空気油圧増圧器）と呼ばれる装置が知られている（例えば、非特許文献１参照）。エアハイドロブースターは、大小異なる内径を有する二つのシリンダーから構成されており、増圧比はシリンダー面積比となる。エアハイドロブースターでは、圧力媒体として、一次側は空気圧が使用され、二次側は作動油や水系の液体が使用される。

従って、このようなエアハイドロブースターを用いることにより、工場空気圧源によって簡便に高圧の液圧駆動系を構築することが可能である。また、エアハイドロブースターは、一般的に構造が単純であり、低騒音、且つ、熱発生も比較的低いという特徴を有している。また、エアハイドロブースターは、アクチュエータ室を満たすだけの液体しか使わないため、外部にポンプが不要である。そのため、これらの特徴から、エアハイドロブースターは、液圧アクチュエータを駆動するための駆動装置として、あるいは液圧シリンダーを組み合わせたエアハイドロシリンダーとして従来から用いられている。これは、内部で液圧が使われているだけで、使用者の立場から見れば、空気圧シリンダーと同じであり、空気圧駆動装置との相互入れ替えも可能である。また、空気圧とは異なるが、近年、増圧と精密制御の両立を図るために、通常の油圧回路内にサーボポンプを設けたブースト型油圧ハイブリッドサーボ技術も提案されている（非特許文献２参照）。

日本油空圧学会、新版 油空圧便覧、オーム社、pp.360-361，1989. 玄相昊、野田史男、森悦宏、小曽戸博、水井晴次、新しい純油圧ハイブリッドサーボ（第１報）：原理と油圧プレスへの適用、平成２５年春季フルードパワーシステム講演会講演論文集、pp.43-45、2013.5.

しかしながら、エアハイドロブースターは、空気圧で大きな油圧力を得ようとするところに本来の目的があったため、圧力を空気圧側で調整することはなされていても、速度調整に関しては、油圧側の絞り弁による単純な速度調節のみとなっており、精密なサーボ用途には使用されていなかった。一方、ブースト型油圧ハイブリッドサーボ技術では、増圧と精密制御の両立を図ることができるものの、サーボポンプとは別に外部にメインの油圧ポンプが必要となるため、構造が複雑化するという問題がある。

本発明は、上記のような課題に鑑みてなされたものであって、エアハイドロブースターの本質的な利点である減速比を活かすことで、簡易な構造で液圧アクチュエータの位置や荷重を精密に制御することができる液圧駆動装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明に係る液圧駆動装置は、空気圧源から供給される空気圧を液圧に変換するエアハイドロコンバーターと、前記空気圧源から供給される空気圧の配管経路が二方向に分岐されたうちの一方側の配管経路に配置され、前記空気圧源からの空気の流れを調整して前記エアハイドロコンバーターへ供給する第１流量制御弁と、前記エアハイドロコンバーターからの圧液の流れを調整する第２流量制御弁と、前記空気圧源から供給される空気圧を増圧させた液圧に変換するエアハイドロブースターと、前記空気圧源から供給される空気圧の配管経路が二方向に分岐されたうちの他方側の配管経路に配置され、前記空気圧源からの空気の流量を調整して前記エアハイドロブースターに供給するサーボ弁と、第１圧力室及び第２圧力室を有しており、前記第１圧力室に前記エアハイドロコンバーター又は前記エアハイドロブースターから圧液が供給される液圧アクチュエータと、前記エアハイドロコンバーター及び前記エアハイドロブースターからの圧液の前記第１圧力室への供給を制御する制御手段と、を備える液圧駆動装置であって、前記液圧アクチュエータの受圧面積は、前記エアハイドロブースターのロッド面積よりも大きく形成されていることを特徴としている。ここでの第１流量制御弁は、液圧アクチュエータを必要な速度で動かすために必要十分な容量を持つ弁であって、方向切替弁やサーボ弁も含むものである。また、第２流量制御弁は、エアハイドロコンバーターからの圧液を第１圧力室へ供給することができる弁であって、方向切替弁等を含むものである。

また、本発明に係る液圧駆動装置は、前記第２圧力室が、ロッドを有するロッド側圧力室であって、前記ロッドの位置又は／及び前記ロッドに掛かる荷重を検出する検出手段を備え、前記制御手段は、前記検出手段によって検出された前記ロッドの位置又は／及び前記ロッドに掛かる荷重に基づいて、前記エアハイドロコンバーター及び前記エアハイドロブースターからの圧液の前記第１圧力室への供給を制御することを特徴としている。

本発明に係る液圧駆動装置によれば、空気圧源からの空気の流量を調整してエアハイドロブースターに供給するサーボ弁がエアハイドロブースターへと接続される他方側の配管経路に配置されており、エアハイドロブースターから圧液が供給される液圧アクチュエータの受圧面積が、エアハイドロブースターのロッド面積よりも大きく形成されているので、サーボ弁を用いてエアハイドロブースターへ供給する空気の流量を調整することで、大きな負荷を掛けながら液圧アクチュエータの駆動速度を精密に制御することができる。また、本発明に係る液圧駆動装置は、従来の電動式のように大きいボールネジやギヤ等を必要としないので、耐久性を有しつつ、簡易な構造で安価に作製することができる。また、本発明に係る液圧駆動装置では、液圧アクチュエータを小さい負荷で高速に駆動させる場合には、空気圧源から第１流量制御弁を介してエアハイドロコンバーターへ空気を供給し、大きい負荷でゆっくりと駆動させる場合には、空気圧源からサーボ弁を介してエアハイドロブースターへ空気を供給すれば良く、目的に応じて高速な駆動と、精密な制御の両方を行うことができるので、産業用ロボットやプレス機の駆動装置として有効に利用することできる。

本発明に係る液圧駆動装置によれば、液圧アクチュエータの第２圧力室は、ロッドを有するロッド側圧力室であって、前記ロッドの位置又は／及び前記ロッドに掛かる荷重を検出する検出手段を備えており、制御手段は、前記検出手段によって検出された前記ロッドの位置又は／及び前記ロッドに掛かる荷重に基づいて、前記エアハイドロコンバーター及び前記エアハイドロブースターからの圧液の前記第１圧力室への供給を制御するので、ロッドの位置やロッドに掛かる荷重の精密な制御を行うことができる。

本発明の実施形態に係る液圧駆動装置の一例を示す概略模式図である。

以下、本発明の実施形態に係る液圧駆動装置１について、図面を参照しつつ説明する。液圧駆動装置１は、空気圧源２から供給される空気圧をエアハイドロコンバーター（空油変換器）３によって変換された液圧又は空気圧源２から供給される空気圧をエアハイドロブースター（空気油圧増圧器）４によって所定圧力に増圧された液圧が用いられることにより、複動形液圧シリンダー（液圧アクチュエータ）５が駆動するものである。この液圧駆動装置１は、例えば、プレス成形を行うためのプレス装置等に用いることができるが、用途はこれに限定されるものではなく、液圧アクチュエータ５の種類、液圧アクチュエータ５に取り付ける部材や配置の仕方等によって様々な用途に用いることができる。

本実施形態に係る液圧駆動装置１は、図１に示すように、空気圧源２から供給される空気圧を液圧に変換するエアハイドロコンバーター３と、空気圧源２から供給される空気圧の配管経路が二方向に分岐されたうちの一方側の配管経路６１に配置され、空気圧源２からの空気の流れを調整してエアハイドロコンバーター３へ供給する方向切替弁（第１流量制御弁）７と、エアハイドロコンバーター３からの圧液の流れを調整する方向切替弁（第２流量制御弁）８と、空気圧源２から供給される空気圧を増圧させた液圧に変換するエアハイドロブースター４と、空気圧源２から供給される空気圧の配管経路が二方向に分岐されたうちの他方側の配管経路６２に配置され、空気圧源２からの空気の流量を調整してエアハイドロブースター４に供給するサーボ弁９と、ヘッド側の第１圧力室５１及びロッド側の第２圧力室５２を有する複動形液圧シリンダー５と、複動形液圧シリンダー５の第１圧力室５１と第２圧力室５２とを区画するピストン５３に固定され、第２圧力室５２を貫通して設けられるロッド５４の位置又は／及びロッド５４に掛かる荷重を検出する検出センサ（検出手段）１０と、検出センサ１０によって検出されたロッド５４の位置又は／及びロッド５４に掛かる荷重に基づいて、各弁の動作を制御することにより、エアハイドロコンバーター３及びエアハイドロブースター４からの圧液の第１圧力室５１への供給を制御する制御装置１１とを備えている。

空気圧源２は、例えば、コンプレッサ等によって構成されている。この空気圧源２から供給される空気圧の配管経路は、図１に示すように、下方に伸びる配管経路から二方向に分岐されており、一方側の配管経路６１には、方向切替弁７が配置されており、他方側の配管経路６２には、サーボ弁９が配置されている。また、空気圧源２から下方に伸びる配管経路には、圧力計１２が配置されており、空気圧源２から当該配管経路に送られてくる空気圧を計測できるようになっている。

方向切替弁７は、空気圧源２から供給される空気の流れ方向を切り換えるものである。本実施形態に係る液圧駆動装置１では、配管経路６２側に配置されているサーボ弁９が閉じられた状態において、方向切替弁７をＯＮにすると、空気圧源２からの空気が配管経路６３を介してエアハイドロコンバーター３の空気室３１側へ供給され、方向切替弁７をＯＦＦにすると、空気圧源２からの空気が配管経路６４を介して複動形液圧シリンダー５の第２圧力室５２側へ供給されるようになっている。また、この方向切替弁７は、複動形液圧シリンダー５を必要な速度で動かすために必要十分な容量を有している。尚、配管経路６１に配置される弁は、図１に示すような方向切替弁７に限定されるものではなく、複動形液圧シリンダー５を必要な速度で動かすために必要十分な容量を持つ弁であれば良く、例えば、サーボ弁等の弁に置き換えても良い。

エアハイドロコンバーター３は、空気圧源２から方向切替弁７を介して供給される空気圧を液圧に変換するものであって、ピストン３３に区画された両側にそれぞれ空気室３１と、液室３２とを有している。空気室３１は、方向切替弁７を介して空気圧源２と連通されている。また、詳しくは図示しないが、方向切替弁７とエアハイドロコンバーター３の間の配管経路６３には、空気圧源２から方向切替弁７を介して供給される空気圧を所定の圧力に調整するためのレギュレータを設けるようにしても良い。その場合には、レギュレータの二次側（レギュレータとエアハイドロコンバーター３の間の配管経路６３）に圧力計を設けることにより、レギュレータを介して空気室３１へ供給される空気圧が計測できるようにしても良い。液室３２には、作動液が蓄積されており、空気室３１へ供給された空気圧によって、この作動液が液室３２から圧液として吐出され、配管経路６５を介して複動形液圧シリンダー５の第１圧力室５１へと供給される。

方向切替弁８は、エアハイドロコンバーター３の液室３２から吐出される圧液が流れる配管経路６５に配置されており、この配管経路６５を流れる圧液の流れを調整するためのものである。液圧駆動装置１では、配管経路６２側に配置されているサーボ弁９を閉じて、方向切替弁７をＯＮにした状態において、方向切替弁８をＯＮにすると、空気圧源２からエアハイドロコンバータ３の空気室３１に空気が供給され、ピストン３３が図１中の下方に移動することによって、液室３２に蓄積されている作動液が圧液として吐出され、複動形液圧シリンダー５の第１圧力室５１側へ供給される。これにより、複動形液圧シリンダー５のピストン５３が図１中の下方側へ押圧され、ロッド５４が伸びる（図１中の下方に移動する）。液圧駆動装置１のこのような動作は、複動形液圧シリンダー５を高速に駆動させる場合に行うものであり、この駆動速度は、複動形液圧シリンダー５の第１圧力室５１へ供給される圧液の単位時間当たりの流量に比例する。尚、本実施形態に係る液圧駆動装置１では、配管経路６５に配置される弁として方向切替弁８を用いている例を示しているが、これに限定されるものではなく、例えば、無段変速したい場合には、図１に示す方向切替弁８の代わりに、圧液を所定の流量に調整可能な流量制御弁等を用いるようにしても良い。また、液圧駆動装置１では、複動形液圧シリンダー５のロッド５４を縮む方向（図１中の上方）に移動させる場合には、サーボ弁９を右側に開いた状態で、方向切替弁７をＯＦＦにし、方向切替弁８をＯＮにする。これにより、空気圧源２から複動形液圧シリンダー５の第２圧力室５２へと空気が供給され、ロッド５４が縮む方向に移動し、作動液は、配管経路６５を介してエアハイドロコンバーター３の液室３２に押し戻される。

サーボ弁９は、空気圧源２からの空気の流量を調整してエアハイドロブースター４の一次側（空気圧側）のシリンダー４１内に供給するものであって、配管経路６２に配置されている。尚、詳しくは図示しないが、エアハイドロブースター４に供給する空気圧の圧力を調整したい場合には、サーボ弁９の直前にレギュレータを設けるようにしても良い。

エアハイドロブースター４は、空気圧源２から供給される空気圧を所定の圧力に増圧させた液圧に変換するものであって、大小異なる内径を有する２つのシリンダー４１，４２を有している。エアハイドロブースター４は、圧力媒体として一次側のシリンダー４１には、空気圧源２から空気が供給され、二次側のシリンダー４２には、作動液等の液体が使用される。

一次側のシリンダー４１は、図１に示すように、シリンダー室内を移動するピストン４５で区画された両側にそれぞれ第１空気圧室４３と第２空気圧室４４とを有している。また、シリンダー４１は、ピストン４５に固定され、第２空気圧室４４を貫通して、二次側のシリンダー４２の液圧室４７内へと延びて設けられるロッド４６を有している。

第１空気圧室４３は、ヘッド側の空気圧室であって、配管経路６６を介してサーボ弁９と連通している。一方、第２空気圧室４４は、ロッド側の空気圧室であって、配管経路６７を介してサーボ弁９と連通している。従って、サーボ弁９を操作して、配管経路６６を介して空気圧源２からシリンダー４１の第１空気圧室４３側に空気を供給することにより、ピストン４５が図１中の下側へと移動する。この際、第２空気圧室４４内の空気は、配管経路６７を介してサーボ弁９から大気中へと放出される。そして、ピストン４５の下側への移動に伴って、ピストン４５に固定されているロッド４６も下側へ移動し、ロッド４６によって、シリンダー４２の液圧室４７に蓄積されている作動液が液室４７から増圧された圧液として吐出され、配管経路６８を介して複動形液圧シリンダー５の第１圧力室５１へと供給される。また、ロッド４６を図１中の上側に移動させる場合には、配管経路６７を介して第２空気圧室４４内に空気圧源２から空気が供給されるようにサーボ弁９を操作する。これにより、ピストン４５は、図１中の上側へと移動するので、このピストン４５の動作に伴って、ロッド４６も上側へと移動する。

尚、エアハイドロブースター４の増圧比は、ピストン４５とロッド４６の面積比である。従って、空気圧源２からシリンダー４１の第１空気圧室４３に供給される空気圧がＰ１で、ピストン４５の空気圧Ｐ１を受ける部分の面積（受圧面積）がＡ１であり、ロッド４６の液圧室４７内の作動液を押し出す部分の面積（押圧面積）がＡ２である場合には、エアハイドロブースター４が発生させる液圧Ｐ２は、Ｐ１×Ａ１＝Ｐ２×Ａ２の関係式から、Ｐ２＝Ｐ１×Ａ１／Ａ２となる。つまり、エアハイドロブースター４では、第１空気圧室４３に供給される空気圧Ｐ１よりもピストン４５とロッド４６の面積比Ａ１／Ａ２倍分だけ大きな液圧Ｐ２を発生させることができ、この増圧された液圧Ｐ２が複動形液圧シリンダー５の第１圧力室５１へと供給される。

複動形液圧シリンダー５は、シリンダー室内を移動するピストン５３で区画された両側にそれぞれ第１圧力室５１と第２圧力室５２とを有するものである。また、複動形液圧シリンダ−５は、ピストン５３に固定され、第２圧力室５２を貫通して設けられるロッド５４を有している。第１圧力室５１は、ヘッド側の圧力室（液圧室）であって、エアハイドロコンバーター３又はエアハイドロブースター４から吐出された圧液が配管経路６９を介して供給される。配管経路６９は、エアハイドロコンバーター３の液室３２から吐出される圧液が流れる配管経路６５とエアハイドロブースター４の液圧室４７から吐出される圧液が流れる配管経路６８との合流箇所から第１圧力室５１へと接続される配管経路である。この配管経路６９には、圧力計１２が設けられており、この圧力計１２により第１圧力室５１へ供給される液圧が計測される。一方、第２圧力室５２は、ロッド側の圧力室（空気圧室）であって、配管経路６４を介して方向切替弁７と連通しており、空気圧源２から第２圧力室５２に空気を供給できるように構成されている。

また、複動形液圧シリンダー５の第１圧力室５１に供給される液圧を受ける部分の面積である受圧面積は、エアハイドロブースター４のロッド４６の面積よりも大きく形成されている。尚、複動形液圧シリンダー５の受圧面積とは、第１圧力室５１に供給される液圧の作用を受けるピストン５３の面積のことである。つまり、本実施形態に係る液圧駆動装置１では、複動形液圧シリンダー５のピストン５３の面積をＡ３とし、エアハイドロブースター４のロッド４６の面積をＡ２とした場合、Ａ３＞Ａ２となるように構成されている。従って、エアハイドロブースター４により、空気圧源２から供給された空気圧Ｐ１をピストン４５とロッド４６の面積比Ａ１／Ａ２倍増圧させた液圧Ｐ２よりも大きな力で複動形液圧シリンダー５のロッド５４を駆動させることができる。また、ロッド５４の力を倍増するように設定した場合には、ロッド５４の駆動速度は逆に半減する。つまり、液圧駆動装置１では、エアハイドロブースター４と、複動形液圧シリンダー５とが一種の減速器としての役割を果たす構成となっている。以上の点から、エアハイドロブースター４の一次側のシリンダー４１のピストン４５の移動量を制御することにより、減速比に応じて、複動形液圧シリンダー５のロッド５４で大きな力を出力しながら、微細に駆動速度を制御することが可能になる。また、作動液等の液体には圧縮性があり、適度な弾性係数を持つ液体を用いることにより、定常特性を大幅に改善することが可能である。

尚、複動形液圧シリンダー５のピストン５３の面積Ａ３とエアハイドロブースター４のロッド４６の面積Ａ２との面積比は、液圧駆動装置１の目的や用途に応じて決定されるものであり、特に限定されるものではないが、例えば、複動形液圧シリンダー５のロッド５４を液圧Ｐ２の２倍の力で、且つ駆動速度をエアハイドロブースター４のロッド４６の１／２で駆動させる場合には、ピストン５３の面積Ａ３をロッド４６の面積Ａ２の２倍に設定しておけば良い。また、本実施形態に係る液圧駆動装置１では、液圧アクチュエータとして複動形液圧シリンダー５を用いた例を示しているが、液圧アクチュエータの種類はこれに限定されるものではなく、液圧モータ等の液圧により駆動される従来公知の液圧アクチュエータを用いても良い。

検出センサ１０は、複動形液圧シリンダー５のロッド５４の位置又は／及びロッド５４に掛かる荷重を検出するためのものであって、例えば、ロッド５４の位置を検出するための位置センサやロッド５４に掛かる荷重を検出するための荷重センサ等によって構成される。この検出センサ１０では、検出されたロッド５４の位置やロッド５４に掛かる荷重の検出信号を制御装置１１へと送信する。

制御装置１１は、検出センサ１０や圧力計１２により検出された検出信号に基づいて、各種弁等の動作を制御することにより、エアハイドロコンバーター３及びエアハイドロブースター４から複動形液圧シリンダー５の第１圧力室５１への圧液の供給等を制御するためのものであって、例えば、コンピュータによって構成されている。この制御装置１１では、例えば、検出センサ１０によって検出されたロッド５４の位置やロッド５４に掛かる荷重の検出信号を用いて、フィードバック制御を行うことにより、複動形液圧シリンダー５の精密な位置制御や荷重制御を行う。

以下、本実施形態に係る液圧駆動装置１の動作について図１を参照しつつ説明する。ロボットやプレス装置等の多くの装置においては、一般的には低い負荷でアクチュエータを素早く動かす工程と、高い負荷を掛けてゆっくりと動かす工程とが存在する。液圧駆動装置１では、複動形液圧シリンダー５のロッド５４を図１中の下方に低い負荷で高速に駆動させる場合には、サーボ弁９を閉じた状態で、方向切替弁７と方向切替弁８をＯＮにする。これにより、空気圧源２からの空気が配管経路６３を介してエアハイドロコンバーター３の空気室３１側へ供給され、ピストン３３が図１中の下方に移動することによって、液室３２に蓄積されている作動液が圧液として吐出され、複動形液圧シリンダー５の第１圧力室５１側へ供給される。そして、複動形液圧シリンダー５のピストン５３が図１中の下方側へ押圧され、ロッド５４が伸びる（図１中の下方に移動する）。また、複動形液圧シリンダー５のロッド５４を縮む方向（図１中の上方）に移動させる場合には、サーボ弁９を右側に開いた状態で、方向切替弁７をＯＦＦにし、方向切替弁８をＯＮにする。これにより、空気圧源２から液圧シリンダー５の第２圧力室５２へと空気が供給され、ロッド５４が縮む方向に移動し、作動液は、配管経路６５を介してエアハイドロコンバーター３の液室３２に押し戻される。

一方、液圧駆動装置１では、複動形液圧シリンダー５のロッド５４を図１中の下方に大きい負荷でゆっくり駆動させる場合には、方向切替弁７をＯＮにし、方向切替弁８をＯＦＦにした状態で、サーボ弁９を操作モードにする。このような複動形液圧シリンダー５の駆動は、制御装置１１により、検出センサ１０で検出したロッド５４の位置が目標値に達するようにフィードバック制御する。これにより、空気圧源２から配管経路６６を介してエアハイドロブースター４の一次側のシリンダー４１の第１空気圧室４３側に空気が供給され、ピストン４５が図１中の下側へと移動することによって、ピストン４５に固定されているロッド４６も下側へ移動し、シリンダー４２の液圧室４７に蓄積されている作動液が液室４７から増圧された圧液として吐出され、配管経路６８を介して複動形液圧シリンダー５の第１圧力室５１へと供給される。この際、空気圧源２からシリンダー４１の第１空気圧室４３に供給される空気圧Ｐ１は、エアハイドロブースター４によって、ピストン４５の面積Ａ１とロッド４６の面積Ａ２との面積比Ａ１／Ａ２倍に増圧された液圧Ｐ２に変換される。

そして、この増圧された液圧Ｐ２によって、複動形液圧シリンダー５のピストン５３が図１中の下方側へ押圧され、ロッド５４が伸びる（図１中の下方に移動する）。この際、複動形液圧シリンダー５の第１圧力室５１に供給される液圧Ｐ２を受ける部分のピストン５３の面積Ａ３は、エアハイドロブースター４のロッド４６の面積Ａ２よりも大きく形成されているので、液圧Ｐ２よりも大きな力で複動形液圧シリンダー５のロッド５４を駆動させることができる。また、エアハイドロブースター４と、複動形液圧シリンダー５とが減速器としての役割を果たすので、エアハイドロブースター４の一次側のシリンダー４１のピストン４５の移動量を制御することにより、複動形液圧シリンダー５のロッド５４で大きな力を出力しながら、微細に駆動速度を制御することが可能になる。このように優れた速度分解能を利用し、検出センサ１０による位置フィードバック制御系を構成して、エアハイドロブースター４のピストン４５を操作すれば、複動形液圧シリンダー５の精密な位置決め制御を達成することができる。また、サーボ弁９の分解能が高ければ高いほど（例えば、小流量のサーボ弁又は大流量且つ高分解能なサーボ弁）、制御性能を向上させることができる。以上は、制御性能を決める速度分解能が、受圧面積比によって決まるということの説明であるが、制御性能を決定付けるのはこれだけではない。作動液等の液体には圧縮性があるので、液圧駆動装置１では、適度な弾性係数を持つ液体を用いることにより、定常特性を大幅に改善することができる。

以上のように、本発明に係る液圧駆動装置１では、増圧比が１のエアハイドロコンバーター３によって、小さい負荷で複動形液圧シリンダー５を高速に駆動させ、サーボ弁９とエアハイドロブースター４によって、大きい負荷で複動形液圧シリンダー５をゆっくりと駆動させることができるので、対象物に到達するまではなるべく高速に移動し、対象物に到達してからは力を掛けて精密に制御を行う産業用ロボットやプレス機の駆動装置として有効に利用することができる。また、液圧駆動装置１では、空気圧サーボプレスと同じ要領で、ロッド５４の位置や荷重を検出し、サーボ弁９を用いて、エアハイドロブースター４への空気の供給量を操作することにより、ロッド５４の位置や荷重を精密に制御することができる。また、液圧駆動装置１に用いられる作動液等の液体は、エアハイドロコンバーター３、エアハイドロブースター４、複動形液圧シリンダー５に接続される配管経路内を往復するだけで、油圧プレスのように液体を循環しないので、液体が外部に漏れる虞がほとんどなく、クリーンであり、環境性にも優れている。

尚、本発明の実施の形態は上述の形態に限るものではなく、本発明の思想の範囲を逸脱しない範囲で適宜変更することができる。

１ 液圧駆動装置
２ 空気圧源
３ エアハイドロコンバーター
４ エアハイドロブースター
５ 複動形液圧シリンダー（液圧アクチュエータ）
５１ 第１圧力室
５２ 第２圧力室
５４ ロッド
６１ 配管経路
６２ 配管経路
７ 方向切替弁（第１流量制御弁）
８ 方向切替弁（第２流量制御弁）
９ サーボ弁
１０ 検出センサ（検出手段）
１１ 制御装置（制御手段）

Claims (2)

1. 空気圧源から供給される空気圧を液圧に変換するエアハイドロコンバーターと、
   前記空気圧源から供給される空気圧の配管経路が二方向に分岐されたうちの一方側の配管経路に配置され、前記空気圧源からの空気の流れを調整して前記エアハイドロコンバーターへ供給する第１流量制御弁と、
   前記エアハイドロコンバーターからの圧液の流れを調整する第２流量制御弁と、
   前記空気圧源から供給される空気圧を増圧させた液圧に変換するエアハイドロブースターと、
   前記空気圧源から供給される空気圧の配管経路が二方向に分岐されたうちの他方側の配管経路に配置され、前記空気圧源からの空気の流量を調整して前記エアハイドロブースターに供給するサーボ弁と、
   第１圧力室及び第２圧力室を有しており、前記第１圧力室に前記エアハイドロコンバーター又は前記エアハイドロブースターから圧液が供給される液圧アクチュエータと、
   前記エアハイドロコンバーター及び前記エアハイドロブースターからの圧液の前記第１圧力室への供給を制御する制御手段と、を備える液圧駆動装置であって、
   前記液圧アクチュエータの受圧面積は、前記エアハイドロブースターのロッド面積よりも大きく形成されていることを特徴とする液圧駆動装置。
2. 前記第２圧力室は、ロッドを有するロッド側圧力室であって、
   前記ロッドの位置又は／及び前記ロッドに掛かる荷重を検出する検出手段を備え、
   前記制御手段は、前記検出手段によって検出された前記ロッドの位置又は／及び前記ロッドに掛かる荷重に基づいて、前記エアハイドロコンバーター及び前記エアハイドロブースターからの圧液の前記第１圧力室への供給を制御することを特徴とする請求項１に記載の液圧駆動装置。

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