JP2023035324A - hydraulic drive circuit - Google Patents

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Abstract

To provide a hydraulic drive circuit capable of realizing the high accuracy of a hydraulic actuator, and high speed and high efficiency during high-load operation.SOLUTION: A first module portion 3A has a sub pump 30A that boosts pressure liquid supplied through a low pressure supply channel 10 by a predetermined amount and supplies it, a sub pump channel 37A and a branch channel 38A through which the pressure liquid boosted by the predetermined amount by the sub pump 30A, a high pressure supply channel 39A through which the pressure liquid boosted by the predetermined amount by the sub pump 30A, a first switch valve 31A that switches whether the high pressure supply channel 39A, the sub pump channel 37A, and the branch channel 38A are communicated or not, a second switch valve 32A that switches whether an actuator supply channel 11A, and the sub pump channel 37A are communicated or not, and a bypass channel 35A that is connected to the low pressure supply channel 10 and the actuator supply channel 11A so that the low pressure supply channel 10 and the actuator supply channel 11A are communicated without passing through the sub pump 30A.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、液圧（油圧や水圧等）駆動機械に用いられる液圧駆動回路に関する。 BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to hydraulic drive circuits used in hydraulic (hydraulic, hydraulic, etc.) driven machines.

近年、油圧システムは、大出力が必要な機器や装置に広く用いられている。例えば、一般産業用マニピュレータ、油圧ショベルや特装車のロボットアームなどのロボット、航空機、宇宙機、或いは、トラクター等の農業機械などの走行車両等に用いられている。 In recent years, hydraulic systems have been widely used in equipment and devices that require high output. For example, it is used in general industrial manipulators, robots such as hydraulic excavators and robot arms of specially equipped vehicles, aircraft, spacecraft, and traveling vehicles such as agricultural machines such as tractors.

このような油圧システムとして、例えば、特許文献１に記載のようなものが知られている。この特許文献１に記載の発明は、液圧アクチュエータの一種であるシリンダと、ポンプが吐出する作動油をシリンダへ供給してシリンダを伸縮作動させるサーボ弁とを備えているものである。 As such a hydraulic system, for example, one described in Patent Document 1 is known. The invention described in Patent Document 1 includes a cylinder, which is a type of hydraulic actuator, and a servo valve that supplies hydraulic oil discharged by a pump to the cylinder to expand and contract the cylinder.

特開２０２０－４１６４９号公報JP 2020-41649 A

西海孝夫、田中豊他、特集「油圧ハイブリッドの技術動向」、日本フルードパワー学会誌、Ｖｏｌ.４１、ｎｏ.４、ｐｐ.１８２－２５３、２０１０.Takao Nishiumi, Yutaka Tanaka, et al., Special Issue "Hydraulic Hybrid Technology Trends", Journal of Japan Fluid Power Society, Vol.41, No.4, pp.182-253, 2010.

ところで、このような油圧システムをロボットに適用させる場合、ロボットは、昨今多軸化していることから、軸毎に、シリンダとサーボ弁を用意する必要がある。この際、メインポンプから吐出された作動油が分岐して、各軸に用意されているシリンダとサーボ弁に供給されることとなる。それゆえ、メインポンプで必要な圧力と流量を全て賄う必要があることから、メインポンプのサイズとコストが増大する。しかも、多軸で用いる場合、想定される最高圧力に設定しなければならないことから、負荷圧が低い軸では消費エネルギーが増大し、その影響は液圧アクチュエータの数に比例して大きくなるといった問題があった。 By the way, when applying such a hydraulic system to a robot, it is necessary to prepare a cylinder and a servo valve for each axis because the robot has recently become multi-axis. At this time, the hydraulic oil discharged from the main pump is branched and supplied to the cylinders and servo valves provided for each shaft. Therefore, the size and cost of the main pump are increased because the main pump must provide all the required pressure and flow. In addition, when using multiple axes, the highest possible pressure must be set, so energy consumption increases for axes with low load pressure, and the effect increases in proportion to the number of hydraulic actuators. was there.

一方、非特許文献１に示すような技術も知られている。この非特許文献１に示す技術は、ポンプとアクチュエータを１対１とした電気静油圧アクチュエータ（ＥＨＡ）を備えているものである。これは、バルブが存在しないためバルブによるエネルギー損失の問題を完全に解決することができ、適宜必要流量を供給するため、高効率に分散型のパワーマネジメントが可能となるというものである。 On the other hand, a technique as shown in Non-Patent Document 1 is also known. The technique shown in Non-Patent Document 1 is provided with an electro-hydrostatic actuator (EHA) in which a pump and an actuator are one-to-one. Since there are no valves, the problem of energy loss due to valves can be completely resolved, and since the required flow is supplied as needed, highly efficient distributed power management is possible.

しかしながら、この非特許文献１に示す技術は、応答性がサーボ弁駆動方式と比較して低いことや、必要なパワー・流量に比例してポンプとサーボモータを大きくしなければならず、液圧アクチュエータの数に比例してサイズとコストが増大するといった問題があった。 However, the technique shown in this non-patent document 1 has a low responsiveness compared to the servo valve drive system, and the pump and servo motor must be increased in proportion to the required power and flow rate. There is a problem that the size and cost increase in proportion to the number of actuators.

また、本出願人は、まだ未公開であるが特願２０２０－１６１５９２号という出願を行っている。この出願は、メインポンプと、４つの低コストバルブと、サブポンプをシリンダの流入、流出ポートに接続した油圧回路を提案しているものである。この発明は、高速性と高精度性をハイブリッドかつ低コストの実現を可能としたものである。しかしながら、バルブ数が多いことによるサイズの増大や、低コストバルブ使用による低応答性、サブポンプの容積が小さいことに起因する高負荷動作時での低速度に、未だ改良の余地があるといった問題があった。 In addition, the applicant of the present application has filed Japanese Patent Application No. 2020-161592, which has not yet been published. This application proposes a hydraulic circuit with a main pump, four low-cost valves, and sub-pumps connected to the inflow and outflow ports of the cylinders. The present invention makes it possible to realize a hybrid of high speed and high accuracy at low cost. However, there are still room for improvement, such as an increase in size due to the large number of valves, low responsiveness due to the use of low-cost valves, and low speed during high-load operation due to the small volume of the sub-pump. there were.

そこで、本発明は、上記問題に鑑み、液圧アクチュエータの高精度化と、高負荷動作時での高速性と、高効率化を実現することができる液圧駆動回路を提供することを目的としている。 SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above problems, it is an object of the present invention to provide a hydraulic drive circuit capable of achieving high precision hydraulic actuators, high speed operation at high load operation, and high efficiency. there is

上記本発明の目的は、以下の手段によって達成される。なお、括弧内は、後述する実施形態の参照符号を付したものであるが、本発明はこれに限定されるものではない。 The above objects of the present invention are achieved by the following means. In addition, although the inside of parenthesis is attached with the reference code|symbol of embodiment mentioned later, this invention is not limited to this.

請求項１に係る液圧駆動回路は、圧液を吐出するメインポンプ（２）と、
前記メインポンプ（２）から吐出された圧液が通る低圧供給流路（１０）と、
前記低圧供給流路（１０）に接続されるモジュール部（第１モジュール部３Ａ，３ＡＡ）と、
前記モジュール部（第１モジュール部３Ａ，３ＡＡ）より供給された圧液を液圧アクチュエータ（５）に供給するアクチュエータ供給流路（１１Ａ）と、を有し、
前記モジュール部（第１モジュール部３Ａ，３ＡＡ）は、
前記低圧供給流路（１０）を通って供給された圧液を、所定分、増圧して供給するサブポンプ（３０Ａ）と、
前記サブポンプ（３０Ａ）から吐出された圧液が通るサブポンプ流路（３７Ａ，分岐流路３８Ａ）と、
前記サブポンプ（３０Ａ）にて所定分増圧された圧液が通る高圧供給流路（３９Ａ）と、
前記高圧供給流路（３９Ａ）と、前記サブポンプ流路（３７Ａ，分岐流路３８Ａ）とを連通させるか否かを切り換える第１切換弁（３１Ａ，切換弁３１ＡＡ）と、
前記アクチュエータ供給流路（１１Ａ）と、前記サブポンプ流路（３７Ａ）とを連通させるか否かを切り換える第２切換弁（３２Ａ，切換弁３１ＡＡ）と、
前記低圧供給流路（１０）と、前記アクチュエータ供給流路（１１Ａ）とが前記サブポンプ（３０Ａ）を経由せず連通できるように、該低圧供給流路（１０）と、該アクチュエータ供給流路（１１Ａ）に接続される迂回流路（３５Ａ）と、を有し、
前記迂回流路（３５Ａ）には、逆止弁（第２逆止弁３４Ａ）が設けられてなることを特徴としている。 A hydraulic drive circuit according to claim 1 comprises a main pump (2) for discharging pressure liquid,
a low-pressure supply channel (10) through which the pressure liquid discharged from the main pump (2) passes;
module parts (first module parts 3A, 3AA) connected to the low-pressure supply channel (10);
an actuator supply flow path (11A) for supplying hydraulic fluid supplied from the module section (first module section 3A, 3AA) to the hydraulic actuator (5),
The module section (first module section 3A, 3AA) is
a sub-pump (30A) that increases the pressure of the pressure liquid supplied through the low-pressure supply channel (10) by a predetermined amount and supplies it;
a sub-pump channel (37A, branch channel 38A) through which the pressure liquid discharged from the sub-pump (30A) passes;
a high-pressure supply channel (39A) through which the pressurized liquid increased in pressure by a predetermined amount by the sub-pump (30A);
a first switching valve (31A, switching valve 31AA) for switching whether or not the high-pressure supply channel (39A) and the sub-pump channel (37A, branch channel 38A) are to be communicated;
a second switching valve (32A, switching valve 31AA) for switching whether or not the actuator supply channel (11A) and the sub-pump channel (37A) are to be communicated;
The low-pressure supply channel (10) and the actuator supply channel (11A) are configured so that the low-pressure supply channel (10) and the actuator supply channel (11A) can communicate without passing through the sub-pump (30A). 11A) and a detour channel (35A) connected to
A check valve (second check valve 34A) is provided in the detour channel (35A).

請求項２に係る液圧駆動回路は、上記請求項１に記載の液圧駆動回路（１，１Ａ）において、前記液圧アクチュエータ（５）を複数使用する場合、該複数の液圧アクチュエータ（５）に対して、前記モジュール部（第１モジュール部３Ａ，３ＡＡ）をそれぞれ用意し、並列に並べた上で、前記複数のモジュール部（第１モジュール部３Ａ，３ＡＡ）それぞれに前記低圧供給流路（１０）を接続させてなると共に、前記複数のモジュール部（第１モジュール部３Ａ，３ＡＡ）の高圧供給流路（３９Ａ）同士も接続させてなることを特徴としている。 A hydraulic drive circuit according to claim 2 is the hydraulic drive circuit (1, 1A) according to claim 1, wherein when a plurality of the hydraulic actuators (5) are used, the plurality of hydraulic actuators (5 ), the module portions (first module portions 3A, 3AA) are prepared and arranged in parallel, and the low-pressure supply flow path is provided in each of the plurality of module portions (first module portions 3A, 3AA). (10) are connected, and the high-pressure supply channels (39A) of the plurality of module sections (first module sections 3A, 3AA) are also connected to each other.

請求項３に係る液圧駆動回路は、上記請求項１又は２に記載の液圧駆動回路（１，１Ａ）において、前記モジュール部を第１モジュール部（３Ａ，３ＡＡ）とし、
前記第１モジュール部（３Ａ，３ＡＡ）と異なる第２モジュール部（３Ｂ）を用意し、
前記第２モジュール部（３Ｂ）は、
前記低圧供給流路（１０）が逆止弁（３０Ｂ）を介して前記アクチュエータ供給流路（１１Ｂ）に接続され、
前記高圧供給流路（３９Ａ）と、前記アクチュエータ供給流路（１１Ｂ）とを連通させる否かを切り換える切換弁（３１Ｂ）が設けられ、
前記液圧アクチュエータ（５）を複数使用する場合、該複数の液圧アクチュエータ（５）に対して、前記第１モジュール部（３Ａ，３ＡＡ）又は前記第２モジュール部（３Ｂ）をそれぞれ並列に並べた状態で、前記第１モジュール部（３Ａ，３ＡＡ）及び前記第２モジュール部（３Ｂ）に前記低圧供給流路（１０）を接続させてなると共に、前記第１モジュール部（３Ａ，３ＡＡ）及び前記第２モジュール部（３Ｂ）の高圧供給流路（３９Ａ）同士も接続させてなることを特徴としている。 A hydraulic drive circuit according to claim 3 is the hydraulic drive circuit (1, 1A) according to claim 1 or 2, wherein the module section is a first module section (3A, 3AA),
preparing a second module section (3B) different from the first module section (3A, 3AA);
The second module part (3B) is
the low pressure supply channel (10) is connected to the actuator supply channel (11B) via a check valve (30B),
A switching valve (31B) is provided for switching whether or not the high pressure supply channel (39A) and the actuator supply channel (11B) are to be communicated,
When a plurality of hydraulic actuators (5) are used, the first module sections (3A, 3AA) or the second module sections (3B) are arranged in parallel with respect to the plurality of hydraulic actuators (5). In this state, the low-pressure supply flow path (10) is connected to the first module section (3A, 3AA) and the second module section (3B), and the first module section (3A, 3AA) and It is characterized in that the high pressure supply channels (39A) of the second module (3B) are also connected to each other.

次に、本発明の効果について、図面の参照符号を付して説明する。なお、括弧内は、後述する実施形態の参照符号を付したものであるが、本発明はこれに限定されるものではない。 Next, the effects of the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, although the inside of parenthesis is attached with the reference code|symbol of embodiment mentioned later, this invention is not limited to this.

請求項１に係る発明によれば、液圧アクチュエータ（５）に供給される圧液が所定圧（Ｐ０）以内であれば、サブポンプ（３０Ａ）を停止又はアイドリングさせ、メインポンプ（２）のみを駆動させるようになっている。これにより、例えば、サーボ弁（４）によって高応答、且つ、高速運動を実現することができ、もって、液圧アクチュエータ（５）は、公知の油圧サーボ技術と同等の性能を発揮することができる。 According to the first aspect of the invention, when the pressure liquid supplied to the hydraulic actuator (5) is within the predetermined pressure (P 0 ), the sub pump (30A) is stopped or idling, and only the main pump (2) is operated. is designed to drive the As a result, for example, the servo valve (4) can achieve high response and high speed motion, and thus the hydraulic actuator (5) can exhibit performance equivalent to that of known hydraulic servo technology. .

また、液圧アクチュエータ（５）に供給される圧液が所定圧（Ｐ０）以上であれば、サブポンプ（３０Ａ）を用いて、増圧するようにしている。これにより、複数の液圧アクチュエータ（５）に適用するにあたって、複数のモジュール部（第１モジュール部３Ａ，３ＡＡ）を、それぞれ、低圧供給流路（１０）に接続させれば、所定圧（Ｐ０）は共通の圧力となる。それゆえ、サブポンプ（３０Ａ）よって、局所的に圧液が増圧されても、他の液圧アクチュエータ（５）とは非干渉であることから、従来のようなエネルギーロスを回避することが可能となる。 Further, when the pressure liquid supplied to the hydraulic actuator (5) is equal to or higher than the predetermined pressure (P 0 ), the sub-pump (30A) is used to increase the pressure. Thus, in applying to a plurality of hydraulic actuators (5), if a plurality of module portions (first module portions 3A, 3AA) are respectively connected to the low-pressure supply flow path (10), a predetermined pressure (P 0 ) is the common pressure. Therefore, even if the sub-pump (30A) locally increases the pressure of the hydraulic fluid, it does not interfere with other hydraulic actuators (5), so it is possible to avoid the conventional energy loss. becomes.

さらに、複数の液圧アクチュエータ（５）に適用するにあたって、複数のモジュール部（第１モジュール部３Ａ，３ＡＡ）の高圧供給流路（３９Ａ）同士を接続させれば、高負荷動作時に、１個のサブポンプ（３０Ａ）だけでは吐出流量が不足する場合、複数のサブポンプ（３０Ａ）から吐出される流量を、高圧供給流路（３９Ａ）を通して合流させ、それを複数の液圧アクチュエータ（５）で利用することができる。これにより、サブポンプ（３０Ａ）が小型であることに起因する流量不足問題を解決することができ、もって、高負荷動作時での高速性と、高効率化を実現することが可能となる。 Furthermore, in applying to a plurality of hydraulic actuators (5), if the high pressure supply flow paths (39A) of a plurality of module sections (first module sections 3A, 3AA) are connected to each other, one When the discharge flow rate of the sub-pumps (30A) alone is insufficient, the flow rates discharged from the sub-pumps (30A) are combined through the high-pressure supply flow path (39A) and used by the plurality of hydraulic actuators (5). can do. As a result, it is possible to solve the problem of insufficient flow due to the small size of the sub-pump (30A), thereby achieving high speed and high efficiency during high-load operation.

しかして、本発明によれば、液圧アクチュエータ（５）の高精度化と、高負荷動作時での高速性と、高効率化を実現することができる。 Thus, according to the present invention, the hydraulic actuator (5) can be made highly accurate, high-speed during high-load operation, and highly efficient.

請求項２に係る発明によれば、液圧アクチュエータ（５）を複数使用する場合、該複数の液圧アクチュエータ（５）に対して、モジュール部（第１モジュール部３Ａ，３ＡＡ）をそれぞれ用意し、並列に並べた上で、複数のモジュール部（第１モジュール部３Ａ，３ＡＡ）それぞれに低圧供給流路（１０）を接続させてなると共に、複数のモジュール部（第１モジュール部３Ａ，３ＡＡ）の高圧供給流路（３９Ａ）同士も接続させているから、効率的に配置することができる。 According to the second aspect of the invention, when a plurality of hydraulic actuators (5) are used, module sections (first module sections 3A, 3AA) are prepared for the plurality of hydraulic actuators (5). , arranged in parallel and connected to each of the plurality of module portions (first module portions 3A, 3AA) to the low-pressure supply flow path (10), and the plurality of module portions (first module portions 3A, 3AA) Since the high-pressure supply channels (39A) are also connected to each other, they can be arranged efficiently.

請求項３に係る発明によれば、液圧アクチュエータ（５）を複数使用する場合、第１モジュール部（３Ａ，３ＡＡ）と、第２モジュール部（３Ｂ）を混在させて使用するようにすれば、サブポンプ（３０Ａ）が不要な液圧アクチュエータ（５）にまで、サブポンプ（３０Ａ）を設ける必要がなくなり、もって、サブポンプ（３０Ａ）の数を最小限に抑えることが可能となるから、より高効率化を実現することができる。 According to the third aspect of the invention, when a plurality of hydraulic actuators (5) are used, the first modules (3A, 3AA) and the second modules (3B) are used together. , it becomes unnecessary to provide a sub-pump (30A) even to the hydraulic actuator (5) that does not require a sub-pump (30A), so that the number of sub-pumps (30A) can be minimized, resulting in higher efficiency. can be realized.

本発明の一実施形態に係る液圧駆動回路の回路図である。1 is a circuit diagram of a hydraulic drive circuit according to one embodiment of the present invention; FIG. 本発明の他の実施形態に係る液圧駆動回路の回路図である。4 is a circuit diagram of a hydraulic drive circuit according to another embodiment of the present invention; FIG. （ａ）は同実施形態に係る液圧駆動回路を２関節シリアルマニピュレータに適用させる場合を説明するための説明図、（ｂ）は２関節シリアルマニピュレータの先端位置の軌道を示す図である。(a) is an explanatory diagram for explaining a case where the hydraulic drive circuit according to the embodiment is applied to a two-joint serial manipulator, and (b) is a diagram showing the trajectory of the tip position of the two-joint serial manipulator. （ａ）は図３（ａ）に示す第１関節Ｊ１の角度の軌道を示す図であり、（ｂ）は図３（ａ）に示す第２関節Ｊ２の角度の軌道を示す図である。(a) is a diagram showing the trajectory of the angle of the first joint J1 shown in FIG. 3(a), and (b) is a diagram showing the trajectory of the angle of the second joint J2 shown in FIG. 3(a). 第１関節における流量と圧力の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship of the flow volume and pressure in a 1st joint.

以下、本発明に係る液圧駆動回路の一実施形態を、図面を参照して具体的に説明する。なお、以下の説明において、上下左右の方向を示す場合は、図示正面から見た場合の上下左右をいうものとする。 An embodiment of a hydraulic drive circuit according to the present invention will be specifically described below with reference to the drawings. In the following description, when the directions of up, down, left, and right are indicated, they refer to up, down, left, and right when viewed from the front of the drawing.

本実施形態における液圧駆動回路は、一般産業用マニピュレータ、油圧ショベルや特装車のロボットアームなどのロボット、航空機、宇宙機、或いは、トラクター等の農業機械などの走行車両等に用いられるものである。具体的には、図１に示すように、液圧駆動回路１は、メインポンプ２と、第１モジュール部３Ａと、第２モジュール部３Ｂと、サーボ弁４と、液圧アクチュエータ５と、で主に構成されている。以下、各構成について詳しく説明することとする。 The hydraulic drive circuit in this embodiment is used for general industrial manipulators, robots such as hydraulic excavators and robot arms of specially equipped vehicles, aircraft, spacecraft, or traveling vehicles such as agricultural machines such as tractors. Specifically, as shown in FIG. 1, the hydraulic drive circuit 1 includes a main pump 2, a first module section 3A, a second module section 3B, a servo valve 4, and a hydraulic actuator 5. mainly composed of Each configuration will be described in detail below.

＜メインポンプの説明＞
メインポンプ２は、図１に示すサーボモータＭ１によって駆動され、メインポンプ２に接続されている低圧供給流路１０へ低圧の圧液を吐出する。この圧液は、例えば、作動油からなり、図１に示すタンクＴに貯留されている。これにより、メインポンプ２は、サーボモータＭ１によって駆動されると、タンクＴから圧液を吸入し、低圧供給流路１０へ低圧の圧液を吐出することとなる。 <Description of main pump>
The main pump 2 is driven by a servomotor M1 shown in FIG. This hydraulic fluid is, for example, hydraulic oil, and is stored in a tank T shown in FIG. As a result, when the main pump 2 is driven by the servomotor M<b>1 , it sucks the pressure liquid from the tank T and discharges the low-pressure liquid to the low-pressure supply flow path 10 .

＜第１モジュール部の説明＞
第１モジュール部３Ａは、図１に示すように、サブポンプ３０Ａと、第１切換弁３１Ａと、第２切換弁３２Ａと、第１逆止弁３３Ａと、第２逆止弁３４Ａと、で主に構成されている。サブポンプ３０Ａは、図１に示すサーボモータＭ２によって駆動され、メインポンプ２より吐出された圧液を所定分、増圧できるものである。より詳しく説明すると、図１に示すように、低圧供給流路１０には、接続点１０ａを経由して、迂回流路３５Ａが接続されている。そして、この迂回流路３５Ａには、分岐点３５Ａａを経由して、分岐流路３６Ａが接続されている。この分岐流路３６Ａは、サブポンプ３０Ａに接続されていることから、メインポンプ２より吐出された圧液が、低圧供給流路１０と、迂回流路３５Ａと、さらに、分岐流路３６Ａとを通って、サブポンプ３０Ａに供給されることとなる。これにより、サーボモータＭ２によって、サブポンプ３０Ａが駆動されると、低圧供給流路１０と、迂回流路３５Ａと、さらに、分岐流路３６Ａとを通って供給された圧液が増圧され、サブポンプ３０Ａに接続されているサブポンプ流路３７Ａへ吐出されることとなる。このサブポンプ流路３７Ａは、図１に示すように、分岐点３７Ａａを経由して、分岐流路３８Ａに接続されると共に、第２切換弁３２Ａに接続されている。なお、このサブポンプ流路３７Ａには、分岐点３７Ａａとサブポンプ３０Ａとの間に第１逆止弁３３Ａが設けられている。 <Description of the first module part>
As shown in FIG. 1, the first module section 3A includes a sub-pump 30A, a first switching valve 31A, a second switching valve 32A, a first check valve 33A, and a second check valve 34A. is configured to The sub-pump 30A is driven by the servomotor M2 shown in FIG. 1, and can increase the pressure of the pressure liquid discharged from the main pump 2 by a predetermined amount. More specifically, as shown in FIG. 1, the low-pressure supply channel 10 is connected to a bypass channel 35A via a connection point 10a. A branch flow path 36A is connected to the detour flow path 35A via a branch point 35Aa. Since the branch flow path 36A is connected to the sub-pump 30A, the pressure liquid discharged from the main pump 2 passes through the low-pressure supply flow path 10, the bypass flow path 35A, and the branch flow path 36A. and supplied to the sub-pump 30A. Accordingly, when the sub-pump 30A is driven by the servo motor M2, the pressure liquid supplied through the low-pressure supply channel 10, the detour channel 35A, and the branch channel 36A is increased in pressure, and the sub-pump It will be discharged to the sub-pump channel 37A connected to 30A. As shown in FIG. 1, the sub-pump flow path 37A is connected to the branch flow path 38A via a branch point 37Aa, and is also connected to the second switching valve 32A. A first check valve 33A is provided between the branch point 37Aa and the sub-pump 30A in the sub-pump flow path 37A.

第１切換弁３１Ａは、２位置２ポート切換弁であって、図１に示すように、供給ポート３１Ａａが分岐流路３８Ａに、出力ポート３１Ａｂが高圧供給流路３９Ａに接続されている。しかして、このような第１切換弁３１Ａは、詳しくは図示しないが、ソレノイドによって駆動されるスプールを備えており、そのスプールの位置によって、供給ポジションと、遮断ポジションに変化させることができる。供給ポジションでは、分岐流路３８Ａが接続点３９Ａａを経由して高圧供給流路３９Ａに接続され、遮断ポジションでは、分岐流路３８Ａと高圧供給流路３９Ａとの接続を遮断するようになっている。これにより、第１切換弁３１Ａによって、分岐流路３８Ａと高圧供給流路３９Ａとを連通させるか否かを切り換えることが可能となる。 The first switching valve 31A is a two-position two-port switching valve, and as shown in FIG. 1, the supply port 31Aa is connected to the branch flow path 38A, and the output port 31Ab is connected to the high pressure supply flow path 39A. Although not shown in detail, the first switching valve 31A has a spool driven by a solenoid, and can be changed between a supply position and a shutoff position depending on the position of the spool. At the supply position, the branch channel 38A is connected to the high-pressure supply channel 39A via the connection point 39Aa, and at the blocking position, the connection between the branch channel 38A and the high-pressure supply channel 39A is cut off. . Thereby, it is possible to switch whether or not to connect the branch flow path 38A and the high-pressure supply flow path 39A by the first switching valve 31A.

第２切換弁３２Ａは、２位置２ポート切換弁であって、図１に示すように、供給ポート３２Ａａがサブポンプ流路３７Ａに、出力ポート３２Ａｂがアクチュエータ供給流路１１Ａに接続されている。しかして、このような第２切換弁３２Ａは、詳しくは図示しないが、ソレノイドによって駆動されるスプールを備えており、そのスプールの位置によって、供給ポジションと、遮断ポジションに変化させることができる。供給ポジションでは、サブポンプ流路３７Ａがアクチュエータ供給流路１１Ａに接続され、遮断ポジションでは、サブポンプ流路３７Ａとアクチュエータ供給流路１１Ａとの接続を遮断するようになっている。これにより、第２切換弁３２Ａによって、サブポンプ流路３７Ａとアクチュエータ供給流路１１Ａとを連通させるか否かを切り換えることが可能となる。 The second switching valve 32A is a two-position two-port switching valve, and as shown in FIG. 1, the supply port 32Aa is connected to the sub-pump flow path 37A and the output port 32Ab is connected to the actuator supply flow path 11A. Although not shown in detail, the second switching valve 32A has a spool driven by a solenoid, and can be changed between a supply position and a shutoff position depending on the position of the spool. At the supply position, the sub-pump channel 37A is connected to the actuator supply channel 11A, and at the blocking position, the connection between the sub-pump channel 37A and the actuator supply channel 11A is blocked. As a result, it is possible to switch whether or not the sub-pump channel 37A and the actuator supply channel 11A are to be communicated with each other by the second switching valve 32A.

一方、迂回流路３５Ａは、図１に示すように、接続点１１Ａａを経由して、アクチュエータ供給流路１１Ａに接続されている。そして、この迂回流路３５Ａには、接続点１１Ａａと分岐点３５Ａａとの間に第２逆止弁３４Ａが設けられている。 On the other hand, the detour channel 35A is connected to the actuator supply channel 11A via the connection point 11Aa, as shown in FIG. A second check valve 34A is provided between the connection point 11Aa and the branch point 35Aa in the detour flow path 35A.

かくして、上記のように構成される第１モジュール部３Ａは、以下のように動作することとなる。すなわち、メインポンプ２を、図１に示すサーボモータＭ１によって駆動させると、メインポンプ２より吐出された圧液が、低圧供給流路１０と、迂回流路３５Ａと、さらに、分岐流路３６Ａとを通って、サブポンプ３０Ａに供給されることとなる。サブポンプ３０Ａが、アイドリング又は停止していた際、供給された圧液は、その場で滞留した状態となる。そのため、迂回流路３５Ａ側を通ったメインポンプ２より吐出された圧液が、アクチュエータ供給流路１１Ａに流れることとなる。 Thus, the first module section 3A configured as described above operates as follows. That is, when the main pump 2 is driven by the servomotor M1 shown in FIG. 1, the pressure liquid discharged from the main pump 2 flows through the low-pressure supply channel 10, the detour channel 35A, and the branch channel 36A. to the sub-pump 30A. When the sub-pump 30A is idling or stopped, the supplied pressure liquid stays in place. Therefore, the pressure liquid discharged from the main pump 2 through the detour flow path 35A flows into the actuator supply flow path 11A.

一方、図１に示すサーボモータＭ２によって、サブポンプ３０Ａが駆動されると、滞留していた圧液が、サブポンプ３０Ａによって、サブポンプ流路３７Ａへ吐出される。この際、第１切換弁３１Ａが供給ポジションに位置していれば、サブポンプ流路３７Ａへ吐出された圧液が分岐流路３８Ａを通って高圧供給流路３９Ａに流れることとなる。さらに、この際、他の第１モジュール部３Ａによって生成された圧液が、高圧供給流路３９Ａを通ってサブポンプ流路３７Ａへ流れ込むこともある。なお、この点の詳細は後述することとする。 On the other hand, when the sub-pump 30A is driven by the servo motor M2 shown in FIG. 1, the retained pressure liquid is discharged to the sub-pump flow path 37A by the sub-pump 30A. At this time, if the first switching valve 31A is positioned at the supply position, the pressure liquid discharged to the sub-pump flow path 37A flows through the branch flow path 38A into the high-pressure supply flow path 39A. Furthermore, at this time, the pressure liquid generated by the other first module section 3A may flow into the sub-pump flow path 37A through the high-pressure supply flow path 39A. The details of this point will be described later.

また、第２切換弁３２Ａが供給ポジションに位置していれば、サブポンプ流路３７Ａへ吐出された圧液がアクチュエータ供給流路１１Ａに流れることとなる。 Also, if the second switching valve 32A is positioned at the supply position, the pressurized liquid discharged to the sub-pump flow path 37A flows to the actuator supply flow path 11A.

ところで、第２切換弁３２Ａが供給ポジションに位置していた際、サブポンプ流路３７Ａへ吐出された圧液がアクチュエータ供給流路１１Ａに流れることとなるが、それは以下の理由によるものである。すなわち、サブポンプ３０Ａによって、サブポンプ流路３７Ａへ圧液が吐出された際、差圧（Ｐｂｓｔ）が発生し、その吐出圧は、メインポンプ２より吐出される圧力（Ｐ０）を必ず超える圧力（Ｐ０＋Ｐｂｓｔ）となる。そのため、第２切換弁３２Ａが供給ポジションに位置していた際、サブポンプ流路３７Ａへ吐出された圧液の方が、迂回流路３５Ａ側を通ったメインポンプ２より吐出された圧液より、圧力が優勢になる。それゆえ、メインポンプ２より吐出された圧液はせき止められ、サブポンプ流路３７Ａへ吐出された圧液がアクチュエータ供給流路１１Ａに流れることとなる。この際、せき止められたメインポンプ２より吐出された圧液が、サブポンプ３０Ａ側に流れ込みメインポンプ２に逆流しないように第１逆止弁３３Ａが設けられ、さらに、迂回流路３５Ａ側からメインポンプ２に逆流しないように第２逆止弁３４Ａが設けられている。 By the way, when the second switching valve 32A is positioned at the supply position, the pressure liquid discharged to the sub-pump flow path 37A flows to the actuator supply flow path 11A for the following reason. That is, when the sub-pump 30A discharges pressure liquid to the sub-pump flow path 37A, a differential pressure (Pbst) is generated, and the discharge pressure always exceeds the pressure (P 0 ) discharged from the main pump 2 ( P 0 +Pbst). Therefore, when the second switching valve 32A is positioned at the supply position, the pressure liquid discharged to the sub-pump flow path 37A is higher than the pressure liquid discharged from the main pump 2 passing through the bypass flow path 35A side. pressure prevails. Therefore, the pressure liquid discharged from the main pump 2 is blocked, and the pressure liquid discharged to the sub-pump flow path 37A flows to the actuator supply flow path 11A. At this time, a first check valve 33A is provided so that the pressure liquid discharged from the dammed main pump 2 flows into the sub-pump 30A side and does not flow back to the main pump 2. 2, a second check valve 34A is provided to prevent reverse flow.

なお、図１に示す符号４０Ａは、第３逆止弁であって、後述する共通排出流路１３を流れる圧液を低圧供給流路１０に流す役割を担うものである。これにより、メインポンプ２が利用できない場合に、サブポンプ３０Ａが、共通排出流路１３から圧液を吸い上げることが可能となる。 Reference numeral 40A shown in FIG. 1 denotes a third check valve, which plays a role of allowing the pressure liquid flowing through the common discharge flow path 13, which will be described later, to flow into the low-pressure supply flow path 10. FIG. This enables the sub-pump 30A to suck up the pressure liquid from the common discharge flow path 13 when the main pump 2 cannot be used.

＜第２モジュール部の説明＞
第２モジュール部３Ｂは、従来周知の構成からなるもので、図１に示すように、逆止弁３０Ｂと、切換弁３１Ｂと、で主に構成されている。図１に示すように、低圧供給流路１０には、接続点１０ｂを経由してアクチュエータ供給流路１１Ｂが接続されており、このアクチュエータ供給流路１１Ｂには、分岐点１１Ｂａを経由して、分岐流路３２Ｂが接続されている。そして、このアクチュエータ供給流路１１Ｂには、分岐点１１Ｂａと接続点１０ｂとの間に逆止弁３０Ｂが設けられている。 <Description of the second module part>
The second module section 3B has a conventionally known configuration, and as shown in FIG. 1, is mainly configured with a check valve 30B and a switching valve 31B. As shown in FIG. 1, an actuator supply channel 11B is connected to the low-pressure supply channel 10 via a connection point 10b. A branch channel 32B is connected. A check valve 30B is provided between the branch point 11Ba and the connection point 10b in the actuator supply flow path 11B.

切換弁３１Ｂは、２位置２ポート切換弁であって、図１に示すように、供給ポート３１Ｂａが分岐流路３２Ｂに、出力ポート３１Ｂｂが高圧供給流路３９Ａに接続されている。しかして、このような切換弁３１Ｂは、詳しくは図示しないが、ソレノイドによって駆動されるスプールを備えており、そのスプールの位置によって、供給ポジションと、遮断ポジションに変化させることができる。供給ポジションでは、分岐流路３２Ｂが接続点３９Ａｂを経由して高圧供給流路３９Ａに接続され、遮断ポジションでは、分岐流路３２Ｂと高圧供給流路３９Ａとの接続を遮断するようになっている。これにより、切換弁３１Ｂによって、分岐流路３２Ｂと高圧供給流路３９Ａとを連通させるか否かを切り換えることが可能となる。 The switching valve 31B is a two-position two-port switching valve, and as shown in FIG. 1, the supply port 31Ba is connected to the branch flow path 32B and the output port 31Bb is connected to the high pressure supply flow path 39A. Although not shown in detail, the switching valve 31B has a spool driven by a solenoid, and can be changed between a supply position and a shutoff position depending on the position of the spool. At the supply position, the branch channel 32B is connected to the high-pressure supply channel 39A via the connection point 39Ab, and at the blocking position, the connection between the branch channel 32B and the high-pressure supply channel 39A is cut off. . Thereby, it is possible to switch whether or not the branch flow path 32B and the high-pressure supply flow path 39A are to be communicated with each other by the switching valve 31B.

＜サーボ弁の説明＞
サーボ弁４は、図１に示すように、３位置４ポートのサーボ弁であって、供給ポート４ａがアクチュエータ供給流路１１Ａ，１１Ｂに、排出ポート４ｂが排出流路１２に、制御ポート４ｃが、液圧アクチュエータ５の収縮側室５ａに、制御ポート４ｄが、液圧アクチュエータ５の伸長側室５ｂに、それぞれ連通されている。なお、排出流路１２は、図１に示すように、共通排出流路１３に接続されており、この共通排出流路１３は、タンクＴに接続されている。これにより、排出された圧液をタンクＴに戻すようになっている。 <Explanation of servo valve>
As shown in FIG. 1, the servo valve 4 is a 3-position, 4-port servo valve. , the contraction side chamber 5a of the hydraulic actuator 5 and the control port 4d communicate with the extension side chamber 5b of the hydraulic actuator 5, respectively. 1, the discharge channel 12 is connected to a common discharge channel 13, and the common discharge channel 13 is connected to the tank T. As shown in FIG. As a result, the discharged pressure liquid is returned to the tank T.

また、サーボ弁４は、詳しくは図示しないが、ソレノイドによって駆動されるスプールを備えており、スプールの位置によって伸側供給ポジションから縮側供給ポジションまで流路と開口面積を連続的かつ高応答に変化させることができるようになっている。しかして、このようなサーボ弁４は、伸側供給ポジションでは、収縮側室５ａを排出流路１２へへ連通すると共に、伸長側室５ｂを、アクチュエータ供給流路１１Ａ，１１Ｂへ連通する。そして、縮側供給ポジションでは、収縮側室５ａをアクチュエータ供給流路１１Ａ，１１Ｂへ連通すると共に、伸長側室５ｂを、排出流路１２へ連通する。そしてさらに、遮断ポジションでは、収縮側室５ａと伸長側室５ｂを、アクチュエータ供給流路１１Ａ，１１Ｂと、排出流路１２の双方への連通を阻止する。他方、サーボ弁４は、伸側供給ポジションと縮側供給ポジションとのそれぞれで通過流量の調整ができるようになっている。なお、このようなサーボ弁４は、応答性が良いことが知られており、負荷が急激にかかっても、圧液を逃がしたり、ブレーキをかけたりすることができるようになっている。 Although not shown in detail, the servo valve 4 has a spool driven by a solenoid, and depending on the position of the spool, the flow path and opening area can be continuously and highly responsively adjusted from the expansion side supply position to the contraction side supply position. It can be changed. Thus, in the extension side supply position, the servo valve 4 communicates the contraction side chamber 5a with the discharge passage 12 and the extension side chamber 5b with the actuator supply passages 11A and 11B. At the contraction-side supply position, the contraction-side chamber 5 a communicates with the actuator supply channels 11 A and 11 B, and the extension-side chamber 5 b communicates with the discharge channel 12 . Furthermore, at the blocking position, the contraction side chamber 5a and the extension side chamber 5b are prevented from communicating with both the actuator supply flow paths 11A and 11B and the discharge flow path 12. FIG. On the other hand, the servo valve 4 can adjust the flow rate at each of the expansion side supply position and the contraction side supply position. It should be noted that such a servo valve 4 is known to have good responsiveness, so that even if a load is suddenly applied, the hydraulic fluid can be released or the brake can be applied.

＜液圧アクチュエータの説明＞
液圧アクチュエータ５は、例えば、シリンダからなり、図１に示すように、チューブ５０と、チューブ５０内に移動自在に挿入されるとともにチューブ５０内を収縮側室５ａと伸長側室５ｂとに区画するピストン５１と、チューブ５０内に移動自在に挿入されるとともにピストン５１に連結されるロッド５２とを備えている。しかして、このように構成される液圧アクチュエータ５は、アクチュエータ供給流路１１Ａ，１１Ｂを通って供給された圧液が、チューブ５０内へ供給されることによって伸縮動作することとなる。具体的には、上述したサーボ弁４の制御によって、アクチュエータ供給流路１１Ａ，１１Ｂを通って供給された圧液が、収縮側室５ａへ供給され、伸長側室５ｂが排出流路１２へ連通されると、液圧アクチュエータ５は収縮動作することとなる。そして、反対に、上述したサーボ弁４の制御によって、アクチュエータ供給流路１１Ａ，１１Ｂを通って供給された圧液が、伸長側室５ｂへ供給されて、収縮側室５ａが排出流路１２へ連通されると、液圧アクチュエータ５は伸長動作することとなる。 <Description of hydraulic actuator>
The hydraulic actuator 5 comprises, for example, a cylinder, and as shown in FIG. 1, a tube 50 and a piston which is movably inserted into the tube 50 and partitions the inside of the tube 50 into a contraction-side chamber 5a and an extension-side chamber 5b. 51 and a rod 52 movably inserted into the tube 50 and connected to the piston 51 . Thus, the hydraulic actuator 5 configured in this manner expands and contracts when the hydraulic fluid supplied through the actuator supply passages 11A and 11B is supplied into the tube 50. As shown in FIG. Specifically, under the control of the servo valve 4 described above, the pressure liquid supplied through the actuator supply flow paths 11A and 11B is supplied to the contraction side chamber 5a, and the expansion side chamber 5b is communicated with the discharge flow path 12. Then, the hydraulic actuator 5 is contracted. Conversely, under the control of the servo valve 4 described above, the hydraulic fluid supplied through the actuator supply channels 11A and 11B is supplied to the extension side chamber 5b, and the contraction side chamber 5a is communicated with the discharge channel 12. Then, the hydraulic actuator 5 is extended.

かくして、上記のように構成される液圧アクチュエータ５を、図１に示すように複数使用する場合、複数の液圧アクチュエータ５に対し、それぞれ、サーボ弁４と、第１モジュール部３Ａとを用意し、さらに、その複数の液圧アクチュエータ５の１つの液圧アクチュエータ５に対し、サーボ弁４と、第２モジュール部３Ｂとを用意する。そして、このようなサーボ弁４と、第１モジュール部３Ａと、第２モジュール部３Ｂとを、並列に並べた上で、複数の第１モジュール部３Ａと、第２モジュール部３Ｂとを、それぞれ、低圧供給流路１０に接続すると共に、高圧供給流路３９Ａに接続する。 Thus, when a plurality of hydraulic actuators 5 configured as described above are used as shown in FIG. Further, for one hydraulic actuator 5 of the plurality of hydraulic actuators 5, the servo valve 4 and the second module section 3B are prepared. After arranging the servo valve 4, the first module part 3A, and the second module part 3B in parallel, the plurality of first module parts 3A and the second module parts 3B are arranged respectively. , to the low-pressure supply channel 10 and to the high-pressure supply channel 39A.

しかして、このようにして、図１に示す液圧駆動回路１が構成されることとなる。 Thus, the hydraulic drive circuit 1 shown in FIG. 1 is constructed in this way.

＜液圧駆動回路の動作説明＞
ところで、上記のように構成される液圧駆動回路１は、次のように使用される。すなわち、この液圧駆動回路１は、５つの動作モードで動作することとなる。以下、各動作モードについて説明することとする。 <Explanation of operation of hydraulic drive circuit>
By the way, the hydraulic drive circuit 1 configured as described above is used as follows. That is, the hydraulic drive circuit 1 operates in five operation modes. Each operation mode will be described below.

＜Ｎ－ｍｏｄｅの説明＞
第１モジュール部３Ａの第１切換弁３１Ａを遮断ポジションに位置させ、第２切換弁３２Ａを供給ポジション又は遮断ポジションに位置させる。そして、サブポンプ３０Ａの駆動を停止又はアイドリングさせる。これにより、迂回流路３５Ａ側を通ったメインポンプ２より吐出された圧液が、アクチュエータ供給流路１１Ａに流れることとなる。これを、Ｎｏｍａｌ Ｍｏｄｅ（Ｎ－ｍｏｄｅ）と呼ぶ。 <Description of N-mode>
The first switching valve 31A of the first module section 3A is positioned at the blocking position, and the second switching valve 32A is positioned at the supply position or the blocking position. Then, the driving of the sub-pump 30A is stopped or idling. As a result, the pressure liquid discharged from the main pump 2 through the detour flow path 35A flows into the actuator supply flow path 11A. This is called Normal Mode (N-mode).

このような、Ｎ－ｍｏｄｅでは、液圧アクチュエータ５の負荷が低いときに、一般的なサーボ弁駆動回路と同様、高い応答性を確保することができる。また、メインポンプ２の流量が十分である場合、各液圧アクチュエータ５は、サーボ弁４の最大流量の範囲内で高速に動作可能である。なお、メインポンプ２より吐出される圧力（Ｐ０）の設定の目安は様々であるが、例えば、ロボットアームの重力を補償するのに必要な値とすれば良い。 In such an N-mode, when the load on the hydraulic actuator 5 is low, high responsiveness can be ensured like a general servo valve driving circuit. Moreover, when the flow rate of the main pump 2 is sufficient, each hydraulic actuator 5 can operate at high speed within the range of the maximum flow rate of the servo valve 4 . There are various criteria for setting the pressure (P 0 ) discharged from the main pump 2. For example, it may be set to a value necessary for compensating for the gravity of the robot arm.

ところで、第２モジュール部３Ｂは、図１に示すように、サブポンプ３０Ａが存在しないため、メインポンプ２より吐出された圧液が、アクチュエータ供給流路１１Ｂに流れることとなる。 By the way, as shown in FIG. 1, the second module section 3B does not have the sub-pump 30A, so the pressure liquid discharged from the main pump 2 flows into the actuator supply flow path 11B.

＜ＤＢ－ｍｏｄｅの説明＞
第１モジュール部３Ａの第１切換弁３１Ａを遮断ポジションに位置させ、第２切換弁３２Ａを供給ポジションに位置させる。そして、サーボモータＭ２によって、サブポンプ３０Ａを駆動させる。これにより、上記説明したように、サブポンプ流路３７Ａへ吐出された圧液（メインポンプ２より吐出される圧力（Ｐ０）以上の高い圧力を有する）がアクチュエータ供給流路１１Ａに流れることとなる。それゆえ、第１モジュール部３Ａ毎に、サブポンプ３０Ａの吐出圧を異なる値に設定すれば、独立した圧力を設定することが可能となる。そのため、これをＤｅｃｏｕｐｌｅｄ Ｂｏｏｓｔ Ｍｏｄｅ（ＤＢ－Ｍｏｄｅ）と呼ぶ。 <Description of DB-mode>
The first switching valve 31A of the first module section 3A is positioned at the blocking position, and the second switching valve 32A is positioned at the supply position. Then, the sub-pump 30A is driven by the servo motor M2. As a result, as described above, the pressure liquid discharged to the sub-pump channel 37A (having a pressure higher than the pressure (P 0 ) discharged from the main pump 2) flows to the actuator supply channel 11A. . Therefore, by setting the discharge pressure of the sub-pump 30A to a different value for each first module portion 3A, it is possible to set an independent pressure. Therefore, this is called Decoupled Boost Mode (DB-Mode).

このような、ＤＢ－ｍｏｄｅでは、液圧アクチュエータ５の負荷が高いにときに有効である。ただし、上記説明したように、迂回流路３５Ａ側を通ったメインポンプ２より吐出された圧液は、せき止められるため、上記説明したＮ－ｍｏｄｅと異なり、サーボ弁４に供給される流量は、各サブポンプ３０Ａの最大吐出流量に制限されることとなる。 Such a DB-mode is effective when the load on the hydraulic actuator 5 is high. However, as described above, since the pressure liquid discharged from the main pump 2 passing through the detour passage 35A side is blocked, unlike the N-mode described above, the flow rate supplied to the servo valve 4 is It will be limited to the maximum discharge flow rate of each sub-pump 30A.

なお、第２モジュール部３Ｂは、図１に示すように、サブポンプ３０Ａが存在しないため、ＤＢ－ｍｏｄｅの動作をさせることはできない。 As shown in FIG. 1, the second module section 3B does not have the sub-pump 30A, so it cannot operate in the DB-mode.

＜ＳＢ－ｍｏｄｅの説明＞
第１モジュール部３Ａの第１切換弁３１Ａを供給ポジションに位置させ、第２切換弁３２Ａを供給ポジションに位置させる。そして、サーボモータＭ２によって、サブポンプ３０Ａを駆動させる。これにより、サブポンプ流路３７Ａへ吐出された圧液が、アクチュエータ供給流路１１Ａに流れると共に、分岐流路３８Ａを通って高圧供給流路３９Ａに流れることとなる。また、この際、高圧供給流路３９Ａに流れ込んだ圧液は、他の第１モジュール部３Ａの状態によって、他の第１モジュール部３Ａの分岐流路３８Ａを通ってサブポンプ流路３７Ａへ流れ込み、もって、アクチュエータ供給流路１１Ａに流れることとなる。なお、他の第１モジュール部３Ａの状態とは、第１切換弁３１Ａを供給ポジションに位置させ、第２切換弁３２Ａを供給ポジションに位置させ、そして、サーボモータＭ２によって、サブポンプ３０Ａを駆動させている状態をいう。また、言うまでもないが、この他の第１モジュール部３Ａでも、サブポンプ流路３７Ａへ吐出された圧液が、アクチュエータ供給流路１１Ａに流れると共に、分岐流路３８Ａを通って高圧供給流路３９Ａに流れることにもなる。 <Description of SB-mode>
The first switching valve 31A of the first module section 3A is positioned at the supply position, and the second switching valve 32A is positioned at the supply position. Then, the sub-pump 30A is driven by the servo motor M2. As a result, the pressure liquid discharged to the sub-pump channel 37A flows into the actuator supply channel 11A and also flows through the branch channel 38A into the high-pressure supply channel 39A. Also, at this time, the pressure liquid that has flowed into the high-pressure supply channel 39A flows through the branch channel 38A of the other first module part 3A into the sub-pump channel 37A depending on the state of the other first module part 3A, As a result, it flows into the actuator supply channel 11A. The other state of the first module section 3A means that the first switching valve 31A is positioned at the supply position, the second switching valve 32A is positioned at the supply position, and the sub pump 30A is driven by the servo motor M2. It refers to the state of being Needless to say, in the other first module portion 3A as well, the pressure liquid discharged to the sub-pump flow path 37A flows into the actuator supply flow path 11A, passes through the branch flow path 38A, and enters the high-pressure supply flow path 39A. It will also flow.

しかして、このような動作を行わせるようにすれば、高圧供給流路３９Ａに接続されている複数のサブポンプ３０Ａの合計流量を１つ以上のサーボ弁４へ供給することが可能となる。それゆえ、複数のサブポンプ３０Ａが吐出する高圧の流量を他の第１モジュール部３Ａとシェアすることができることから、これをＳｈａｒｅｄ Ｂｏｏｓｔ Ｍｏｄｅ（ＳＢ－ｍｏｄｅ）と呼ぶ。ただし、高圧供給流路３９Ａの圧力は、最高圧に唯一定まることとなる。すなわち、２つ以上の異なる圧力を実現することはできない。そのため、２つ以上の圧力が必要なときは、第１モジュール部３Ａを２つ以上のグループに分け、グループ間の高圧供給流路３９Ａにプラグを挿入する等して遮断するようにすれば良い。このようにすれば、システムサイズや配管を替えずに簡単に２つ以上の異なる圧力を実現することが可能となる。 Thus, by performing such an operation, it becomes possible to supply the total flow rate of the plurality of sub-pumps 30A connected to the high-pressure supply passage 39A to one or more servo valves 4. FIG. Therefore, since the high-pressure flow rate discharged by the plurality of sub-pumps 30A can be shared with other first module sections 3A, this is called a Shared Boost Mode (SB-mode). However, the pressure of the high-pressure supply channel 39A is only determined to be the maximum pressure. That is, it is not possible to achieve two or more different pressures. Therefore, when two or more pressures are required, the first module section 3A may be divided into two or more groups, and the high pressure supply channel 39A between the groups may be cut off by inserting a plug or the like. . By doing so, it is possible to easily achieve two or more different pressures without changing the system size or piping.

一方、上記のように合流された圧液が、どの液圧アクチュエータ５で使用されるのかは、各液圧アクチュエータ５に接続されているそれぞれのサーボ弁４の開度によって決定されることとなる。 On the other hand, which hydraulic actuator 5 uses the combined hydraulic fluid is determined by the degree of opening of each servo valve 4 connected to each hydraulic actuator 5. .

なお、第２モジュール部３Ｂは、図１に示すように、サブポンプ３０Ａが存在しないため、ＳＢ－ｍｏｄｅの動作をさせることはできない。 As shown in FIG. 1, the second module section 3B does not have the sub-pump 30A, so it cannot operate in the SB-mode.

＜ＡＢ－ｍｏｄｅの説明＞
第１モジュール部３Ａの第１切換弁３１Ａを供給ポジションに位置させ、第２切換弁３２Ａを遮断ポジションに位置させる。そして、サーボモータＭ２によって、サブポンプ３０Ａを駆動させる。これにより、サブポンプ流路３７Ａへ吐出された圧液が分岐流路３８Ａを通って全て高圧供給流路３９Ａに流れることとなる。これを、Ａｓｓｉｓｔｅｄ Ｂｏｏｓｔ Ｍｏｄｅ（ＡＢ－ｍｏｄｅ）と呼ぶ。このモードは、特定の液圧アクチュエータ５に高圧で大流量の圧液を供給するときに有効である。 <Explanation of AB-mode>
The first switching valve 31A of the first module section 3A is positioned at the supply position, and the second switching valve 32A is positioned at the blocking position. Then, the sub-pump 30A is driven by the servo motor M2. As a result, all of the pressure liquid discharged to the sub-pump channel 37A flows through the branch channel 38A into the high-pressure supply channel 39A. This is called Assisted Boost Mode (AB-mode). This mode is effective when supplying a high-pressure, high-flow hydraulic fluid to a specific hydraulic actuator 5 .

ところで、ＡＢ－ｍｏｄｅに設定されている第１モジュール部３Ａは、第２切換弁３２Ａが遮断ポジションに位置しているから、迂回流路３５Ａ側を通ったメインポンプ２より吐出された圧液が、アクチュエータ供給流路１１Ａに流れることとなる。 By the way, in the first module section 3A set to AB-mode, the second switching valve 32A is positioned at the blocking position, so the pressure liquid discharged from the main pump 2 passing through the detour passage 35A side is , to the actuator supply channel 11A.

なお、第２モジュール部３Ｂは、図１に示すように、サブポンプ３０Ａが存在しないため、ＡＢ－ｍｏｄｅの動作をさせることはできない。 As shown in FIG. 1, the second module section 3B does not have the sub-pump 30A, so it cannot operate in the AB-mode.

＜ＰＴＯ－ｍｏｄｅの説明＞
第１モジュール部３Ａの第１切換弁３１Ａを供給ポジションに位置させ、第２切換弁３２Ａを供給ポジションに位置させる。そして、サブポンプ３０Ａの駆動を停止又はアイドリングさせる。すなわち、ＳＢ－ｍｏｄｅにおいて、サブポンプ３０Ａの駆動を停止又はアイドリングさせたものが、Ｐｏｗｅｒ－Ｔａｋｅ－ＯｆｆＭｏｄｅ（ＰＴＯ－ｍｏｄｅ）である。このとき、第２モジュール部３Ｂの切換弁３１Ｂを供給ポジションに位置させておけば、ＰＴＯ－ｍｏｄｅに設定された第１モジュール部３Ａの高圧供給流路３９Ａに流れ込んだ高圧の圧液が分岐流路３２Ｂに流れる込むこととなる。この際、分岐流路３２Ｂに流れ込んだ高圧の圧液の方が、メインポンプ２より吐出された圧液より、圧力が優勢となるから、メインポンプ２より吐出された圧液はせき止められ、分岐流路３２Ｂに流れ込んだ高圧の圧液が、アクチュエータ供給流路１１Ｂに流れることとなる。この際、せき止められたメインポンプ２より吐出された圧液が、メインポンプ２に逆流しないように逆止弁３０Ｂが設けられている。 <Description of PTO-mode>
The first switching valve 31A of the first module section 3A is positioned at the supply position, and the second switching valve 32A is positioned at the supply position. Then, the driving of the sub-pump 30A is stopped or idling. That is, the Power-Take-Off Mode (PTO-mode) is the SB-mode in which the sub-pump 30A is stopped or idling. At this time, if the switching valve 31B of the second module section 3B is positioned at the supply position, the high-pressure liquid that has flowed into the high-pressure supply flow path 39A of the first module section 3A set to PTO-mode will be branched. It will flow into the path 32B. At this time, the high-pressure liquid that has flowed into the branch flow path 32B has a higher pressure than the pressure liquid discharged from the main pump 2, so the pressure liquid discharged from the main pump 2 is blocked and branched. The high-pressure liquid that has flowed into the flow path 32B flows into the actuator supply flow path 11B. At this time, a check valve 30B is provided so that the pressure liquid discharged from the dammed main pump 2 does not flow back to the main pump 2 .

かくして、第２モジュール部３Ｂは、基本的に低圧の圧液で動作させ、ごくまれに、高圧の圧液で動作させたい場合に有用である。 Thus, the second module part 3B is useful when it is desired to operate basically with low pressure liquid and, very rarely, with high pressure liquid.

しかして、以上説明した本実施形態によれば、Ｎ－ｍｏｄｅにおいて、圧力Ｐ０内の負荷においては、サブポンプ３０Ａを停止又はアイドリングさせ、メインポンプ２のみを駆動させているから、サーボ弁４によって高応答、且つ、高速運動を実現することができる。これにより、液圧アクチュエータ５は、公知の油圧サーボ技術と同等の性能を発揮することができる。 Thus, according to the present embodiment described above, in the N-mode, when the load is within the pressure P0 , the sub-pump 30A is stopped or idling, and only the main pump 2 is driven. High response and high speed motion can be realized. As a result, the hydraulic actuator 5 can exhibit performance equivalent to that of known hydraulic servo technology.

また、本実施形態によれば、ＤＢ－ｍｏｄｅにおいて、圧力Ｐ０以上の負荷に対しては、サブポンプ３０Ａを用いて、増圧するようにしている。これにより、複数の液圧アクチュエータ５に適用するにあたって、複数の第１モジュール部３Ａは、それぞれ、低圧供給流路１０に接続され、さらに、排出流路１２は、共通排出流路１３に接続されているから、圧力Ｐ０は共通の圧力となる。それゆえ、サブポンプ３０Ａよって、局所的に圧液が増圧されても、他の液圧アクチュエータ５とは非干渉であることから、従来のようなエネルギーロスを回避することが可能となる。 Further, according to the present embodiment, in the DB-mode, the sub-pump 30A is used to increase the pressure for a load of pressure P0 or higher. Accordingly, when applying to a plurality of hydraulic actuators 5, the plurality of first module sections 3A are connected to the low-pressure supply channel 10, respectively, and the discharge channel 12 is connected to the common discharge channel 13. Therefore, the pressure P 0 becomes the common pressure. Therefore, even if the sub-pump 30A locally increases the pressure of the hydraulic fluid, it does not interfere with the other hydraulic actuators 5, so it is possible to avoid energy loss as in the conventional case.

さらに、本実施形態によれば、高負荷動作時に、１個のサブポンプ３０Ａだけでは吐出流量が不足する場合、ＳＢ－ｍｏｄｅやＡＢ－ｍｏｄｅを用いて、複数のサブポンプ３０Ａから吐出される流量を、高圧供給流路３９Ａを通して合流させ、それを複数の液圧アクチュエータ５で利用することができる。これにより、サブポンプ３０Ａが小型であることに起因する流量不足問題を解決することができ、もって、高負荷動作時での高速性と、高効率化を実現することが可能となる。 Furthermore, according to this embodiment, when the discharge flow rate is insufficient with only one sub-pump 30A during high-load operation, the SB-mode or AB-mode is used to reduce the flow rate discharged from the plurality of sub-pumps 30A to It can be merged through the high pressure supply channel 39 A and utilized by multiple hydraulic actuators 5 . As a result, the problem of insufficient flow due to the small size of the sub-pump 30A can be solved, and high-speed operation and high efficiency can be achieved during high-load operation.

しかして、本実施形態によれば、液圧アクチュエータ５の高精度化と、高負荷動作時での高速性と、高効率化を実現することができる。 Thus, according to the present embodiment, it is possible to realize high accuracy of the hydraulic actuator 5, high speed during high load operation, and high efficiency.

また、本実施形態によれば、第１モジュール部３Ａは、従来の構造である第２モジュール部３Ｂに、第１切換弁３１Ａ又は第２切換弁３２Ａ、そして、サブポンプ３０Ａを組み込めば良いだけの上位互換の構造になっている。さらに、第１モジュール部３Ａは、モジュラー構造になっている。これにより、コンパクト化が可能となり、もって、多軸ロボットの駆動源として好適となる。すなわち、通常のサーボ弁駆動回路やＥＨＡをシリアルマニピュレータに適用する場合、近位部の液圧アクチュエータが遠位部の液圧アクチュエータよりも大きくなることが多い。それゆえ、それに合わせて、サイズの異なるポンプやモータが混在するとシステムは総じて大型化し易い。そこで、本実施形態においては、第１モジュール部３Ａを、モジュラー構造にすることにより、コンパクト化を実現している。 Further, according to the present embodiment, the first module section 3A is formed by simply incorporating the first switching valve 31A or the second switching valve 32A and the sub-pump 30A into the second module section 3B having a conventional structure. It has an upward compatible structure. Furthermore, the first module section 3A has a modular structure. This makes it possible to make the device compact, which makes it suitable as a drive source for multi-axis robots. That is, when a normal servo valve drive circuit or EHA is applied to a serial manipulator, the proximal hydraulic actuator is often larger than the distal hydraulic actuator. Accordingly, if pumps and motors of different sizes are mixed, the system tends to be large in general. Therefore, in the present embodiment, the first module section 3A is made compact by adopting a modular structure.

なお、本実施形態において示した形状等はあくまで一例であり、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。例えば、本実施形態においては、サーボモータＭ１、サーボモータＭ２を使用する例を示したが、それに限らず、モータであればどのようなものを用いても良い。 It should be noted that the shapes and the like shown in the present embodiment are merely examples, and various modifications and changes are possible within the scope of the gist of the invention described in the scope of claims. For example, in the present embodiment, an example using the servo motor M1 and the servo motor M2 is shown, but the motor is not limited to this, and any motor may be used.

また、本実施形態においては、サーボ弁４を例示したが、それに限らず、比例弁や方向切換弁、絞り弁等どのようなものを用いても良い。 Moreover, in the present embodiment, the servo valve 4 is used as an example.

また、本実施形態においては、液圧駆動回路１として、複数の第１モジュール部３Ａと、１つの第２モジュール部３Ｂとで構成するようにしたが、第１モジュール部３Ａと第２モジュール部３Ｂとの組み合わせは自由であり、順番も自由である。例えば、複数の第１モジュール部３Ａだけで、構成しても良く、第２モジュール部３Ｂを複数設けるようにしても良い。ただし、第１モジュール部３Ａは、最低１つは備えておく必要がある。なお、第２モジュール部３Ｂを設けておけば、基本的に低圧の圧液で動作させ、ごくまれに、高圧の圧液で動作させたい場合に有用である。さらに、第２モジュール部３Ｂを設けることで、サブポンプ３０Ａが不要な液圧アクチュエータ５にまで、サブポンプ３０Ａを設ける必要がなくなり、もって、サブポンプ３０Ａの数を最小限に抑えることが可能となるから、より高効率化を実現することができる。 In the present embodiment, the hydraulic drive circuit 1 is composed of a plurality of first module sections 3A and one second module section 3B, but the first module section 3A and the second module section The combination with 3B is free, and the order is also free. For example, a plurality of first module sections 3A may be used alone, or a plurality of second module sections 3B may be provided. However, at least one first module section 3A must be provided. If the second module section 3B is provided, it is useful in the case where it is basically operated with a low-pressure liquid and, in very rare cases, it is desired to operate with a high-pressure liquid. Furthermore, by providing the second module section 3B, it becomes unnecessary to provide the sub-pumps 30A even to the hydraulic actuators 5 that do not require the sub-pumps 30A. Higher efficiency can be achieved.

また、本実施形態においては、第１逆止弁３３Ａを設ける例を示したが、サブポンプ３０Ａの回転を確実に停止させる手段があれば、設けなくとも良い。 Also, in the present embodiment, an example in which the first check valve 33A is provided has been shown, but if there is a means for reliably stopping the rotation of the sub-pump 30A, it may not be provided.

また、本実施形態においては、複数の液圧アクチュエータ５を使用する場合、複数の液圧アクチュエータ５に対し、それぞれ、サーボ弁４と、第１モジュール部３Ａとを用意し、さらに、その複数の液圧アクチュエータ５の１つの液圧アクチュエータ５に対し、サーボ弁４と、第２モジュール部３Ｂとを用意する。そして、このようなサーボ弁４と、第１モジュール部３Ａと、第２モジュール部３Ｂとを、並列に並べた上で、複数の第１モジュール部３Ａと、第２モジュール部３Ｂとを、それぞれ、低圧供給流路１０に接続すると共に、高圧供給流路３９Ａに接続するようにしている。しかしながら、それに限らず、上記説明した５つの動作モードが行えるのであれば、どのように配置しても良い。ただ、本実施形態のように配置した方が、効率的に配置することができるため好ましい。 Further, in this embodiment, when a plurality of hydraulic actuators 5 are used, a servo valve 4 and a first module section 3A are prepared for each of the plurality of hydraulic actuators 5, and the plurality of A servo valve 4 and a second module section 3B are prepared for one hydraulic actuator 5 of the hydraulic actuator 5 . After arranging the servo valve 4, the first module part 3A, and the second module part 3B in parallel, the plurality of first module parts 3A and the second module parts 3B are arranged respectively. , the low-pressure supply channel 10 and the high-pressure supply channel 39A. However, it is not limited to this, and may be arranged in any manner as long as the five operation modes described above can be performed. However, it is preferable to arrange them as in this embodiment because they can be arranged efficiently.

また、本実施形態においては、第３逆止弁４０Ａを設ける例を示したが、それに限らず、設けなくとも良い。しかしながら、単軸毎に独立して動作するモジュラーロボットに液圧駆動回路１を適用する場合、第３逆止弁４０Ａを設けた方が好ましい。すなわち、本実施形態における各第１モジュール部３Ａは、一つのユニットにスタックされているが、当然ながら、別々の場所に置いて、配管によって接続することも可能である。これは、例えば、「杉本隼一, 上倉定幸, 齊藤靖, 玄相昊, 単関節モジュールを用いた分解組立が容易な油圧ロボットの開発, 第３７回日本ロボット学会学術講演会（２０１９年９月３日～７日）」にて示されたような、単軸毎に独立して動作するモジュラーロボットに内蔵する場合に有効である。この際、単独で動作させるために、液圧駆動回路１に第３逆止弁４０Ａを設けた方が好ましい。 Moreover, in the present embodiment, an example in which the third check valve 40A is provided has been shown, but it is not limited to this and may not be provided. However, when applying the hydraulic drive circuit 1 to a modular robot that operates independently for each single axis, it is preferable to provide the third check valve 40A. That is, although each first module section 3A in this embodiment is stacked as one unit, it is of course possible to place them in separate locations and connect them by piping. For example, ``Junichi Sugimoto, Sadayuki Uekura, Yasushi Saito, Akira Genso, Development of a hydraulic robot that can be easily disassembled and assembled using a single joint module, The 37th Annual Conference of the Robotics Society of Japan (September 2019 3rd to 7th)”, it is effective when built into a modular robot that operates independently for each single axis. In this case, it is preferable to provide the hydraulic drive circuit 1 with the third check valve 40A in order to operate independently.

また、本実施形態においては、第１切換弁３１Ａ及び第２切換弁３２Ａを用いて流路を切り換えるようにしたが、第１切換弁３１Ａ及び第２切換弁３２Ａに代え、３位置４ポート切換弁を用いて、同一の機能を実現させるようにしても良い。具体的に例示すると、図２に示すような構成となる。以下、この図２に示す液圧駆動回路１Ａについて説明することとする。なお、この図２に示す液圧駆動回路１Ａを説明するにあたり、図１に示す液圧駆動回路１と同一構成については、同一の符号を付し、説明は省略することとする。 In addition, in the present embodiment, the first switching valve 31A and the second switching valve 32A are used to switch the flow path. A valve may be used to accomplish the same function. As a specific example, the configuration is as shown in FIG. The hydraulic drive circuit 1A shown in FIG. 2 will be described below. In describing the hydraulic drive circuit 1A shown in FIG. 2, the same components as those of the hydraulic drive circuit 1 shown in FIG.

図２に示す液圧駆動回路１Ａの第１モジュール部３ＡＡは、第１モジュール部３Ａの第１切換弁３１Ａ及び第２切換弁３２Ａに代え、切換弁３１ＡＡを用いている。この点が相違するだけで、その他の構成は同一である。 The first module section 3AA of the hydraulic drive circuit 1A shown in FIG. 2 uses a switching valve 31AA instead of the first switching valve 31A and the second switching valve 32A of the first module section 3A. Only this point is different, and other configurations are the same.

切換弁３１ＡＡは、３位置４ポート切換弁であって、詳しくは図示しないが、ソレノイドによって駆動されるスプールを備えており、スプールの位置によって、流路を切り換えられるようになっている。具体的には、スプールが図２に示す真ん中に位置していた場合、サブポンプ流路３７Ａがアクチュエータ供給流路１１Ａに接続されると共に、高圧供給流路３９Ａに接続されることとなる。さらに、スプールが図２に示す右側に位置していた場合、サブポンプ流路３７Ａがアクチュエータ供給流路１１Ａに接続され、高圧供給流路３９Ａとの接続は遮断されることとなる。そしてさらに、スプールが図２に示す左側に位置していた場合、サブポンプ流路３７Ａが高圧供給流路３９Ａに接続され、アクチュエータ供給流路１１Ａとの接続は遮断されることとなる。 The switching valve 31AA is a 3-position 4-port switching valve, and has a spool driven by a solenoid (not shown in detail) so that the flow path can be switched depending on the position of the spool. Specifically, when the spool is positioned in the middle as shown in FIG. 2, the sub-pump channel 37A is connected to the actuator supply channel 11A and to the high pressure supply channel 39A. Furthermore, when the spool is positioned on the right side in FIG. 2, the sub-pump channel 37A is connected to the actuator supply channel 11A and the connection with the high pressure supply channel 39A is cut off. Further, when the spool is positioned on the left side in FIG. 2, the sub-pump channel 37A is connected to the high-pressure supply channel 39A and the connection to the actuator supply channel 11A is cut off.

しかして、このように３位置４ポート切換弁を用いたとしても、第１切換弁３１Ａ及び第２切換弁３２Ａと同一の機能を実現させることができる。 Therefore, even if the 3-position 4-port switching valve is used in this way, it is possible to realize the same function as the first switching valve 31A and the second switching valve 32A.

＜実施例＞
ここで、実施例を用いて、本発明を更に詳しく説明することとする。図３（ａ）は、２関節シリアルマニピュレータＪを例示しており、この２関節シリアルマニピュレータＪは、肩の関節に相当する第１関節Ｊ１と、肘に相当する第２関節Ｊ２とを備えている。この第１関節Ｊ１と、第２関節Ｊ２を動作させるにあたって、本実施例においては、液圧駆動回路１として、２つの第１モジュール部３Ａを用いて動作させることとする。 <Example>
The invention will now be described in more detail using examples. FIG. 3(a) illustrates a two-joint serial manipulator J. This two-joint serial manipulator J includes a first joint J1 corresponding to a shoulder joint and a second joint J2 corresponding to an elbow. there is To operate the first joint J1 and the second joint J2, in this embodiment, two first module sections 3A are used as the hydraulic drive circuit 1 to operate.

この実施例においては、図３（ａ）に示すワークＷを矢印Ｙ１方向に持ち上げる動作を５秒間させる動作を例に説明する。この動作では、図３（ｂ）及び図４に示すように、Ｐｈａｓｅ１～５の５つのフェーズに分けることができる。なお、図３（ｂ）は、２関節シリアルマニピュレータＪの先端位置の軌道を示すものであり、図４（ａ）は、第１関節Ｊ１の角度の軌道を示すものであり、図４（ｂ）は、第２関節Ｊ２の角度の軌道を示すものである。以下、Ｐｈａｓｅ１～５について詳細に説明する。 In this embodiment, the operation of lifting the workpiece W shown in FIG. 3(a) in the direction of arrow Y1 for 5 seconds will be described as an example. This operation can be divided into five phases, Phases 1 to 5, as shown in FIGS. 3(b) shows the trajectory of the tip position of the two-joint serial manipulator J, FIG. 4(a) shows the trajectory of the angle of the first joint J1, and FIG. ) indicates the trajectory of the angle of the second joint J2. Phases 1 to 5 will be described in detail below.

＜Ｐｈａｓｅ１（０～１秒）について＞
Ｐｈａｓｅ１では、図４（ａ）に示すように、第１関節Ｊ１の角度は狭まり、図４（ｂ）に示すように、第２関節Ｊ２の角度は広がっていることから、第１関節Ｊ１及び第２関節Ｊ２ともに高い圧力が必要である。そのため、第１関節Ｊ１を動作させる液圧アクチュエータ５に対応する第１モジュール部３Ａ、第２関節Ｊ２を動作させる液圧アクチュエータ５に対応する第１モジュール部３Ａ共々、ＤＢ－ｍｏｄｅで動作させる。すなわち、第１モジュール部３Ａの第１切換弁３１Ａを遮断ポジションに位置させ、第２切換弁３２Ａを供給ポジションに位置させる。そして、サーボモータＭ２によって、サブポンプ３０Ａを駆動させる。これにより、サブポンプ流路３７Ａへ吐出された圧液（メインポンプ２より吐出される圧力（Ｐ０）以上の高い圧力を有する）がアクチュエータ供給流路１１Ａに流れることとなる。具体的には、図５に示す圧力Ｐ０＋Ｐｂｓｔ、流量ΔＱの範囲の圧液がアクチュエータ供給流路１１Ａに流れることとなる。なお、Ｐｈａｓｅ１では、サブポンプ３０Ａとサーボ弁４が協調して、液圧アクチュエータ５の位置を制御することによって、絞り捨てを最小限に抑えている。具体的には、サブポンプ３０Ａが液圧アクチュエータ５の所望の速度を達成するために、必要な入口流量を生成し、その後、サーボ弁４が実際の圧力降下を利用して出口流量を制御するようにしている。なお、図５は、第１関節Ｊ１における流量と圧力の関係を示している。 <About Phase 1 (0 to 1 second)>
In Phase 1, as shown in FIG. 4A, the angle of the first joint J1 is narrowed, and as shown in FIG. 4B, the angle of the second joint J2 is widened. A high pressure is required for both the second joints J2. Therefore, both the first module part 3A corresponding to the hydraulic actuator 5 that operates the first joint J1 and the first module part 3A corresponding to the hydraulic actuator 5 that operates the second joint J2 are operated in DB-mode. That is, the first switching valve 31A of the first module section 3A is positioned at the blocking position, and the second switching valve 32A is positioned at the supply position. Then, the sub-pump 30A is driven by the servo motor M2. As a result, the pressure liquid discharged to the sub-pump channel 37A (having a pressure higher than the pressure (P 0 ) discharged from the main pump 2) flows to the actuator supply channel 11A. Specifically, the pressure liquid within the ranges of pressure P 0 +Pbst and flow rate ΔQ shown in FIG. 5 flows through the actuator supply channel 11A. In Phase 1, the sub-pump 30A and the servo valve 4 cooperate to control the position of the hydraulic actuator 5, thereby minimizing throttling waste. Specifically, the sub-pump 30A produces the necessary inlet flow to achieve the desired velocity of the hydraulic actuator 5, and then the servovalve 4 utilizes the actual pressure drop to control the outlet flow. I have to. Note that FIG. 5 shows the relationship between the flow rate and the pressure at the first joint J1.

＜Ｐｈａｓｅ２（１～２秒）について＞
Ｐｈａｓｅ２では、図４（ａ）に示すように、第１関節Ｊ１の角度はさらに狭まり、図４（ｂ）に示すように、第２関節Ｊ２の角度は狭まっていることから、第１関節Ｊ１は、正の高いパワーを必要とし、第２関節Ｊ２は、負のパワーを必要としている。そのため、第１関節Ｊ１は、サブポンプ３０Ａ単体では十分な流量が得られないことから、第１関節Ｊ１を動作させる液圧アクチュエータ５に対応する第１モジュール部３Ａは、ＳＢ－ｍｏｄｅで動作させる。一方、第２関節Ｊ２は、メインポンプ２からパワーが供給されることで、サーボ弁４の絞りで簡単に背圧を立たせることができるため、第２関節Ｊ２を動作させる液圧アクチュエータ５に対応する第１モジュール部３Ａは、ＡＢ－ｍｏｄｅで動作させる。 <About Phase 2 (1 to 2 seconds)>
In Phase 2, as shown in FIG. 4A, the angle of the first joint J1 is further narrowed, and as shown in FIG. 4B, the angle of the second joint J2 is narrowed. requires high positive power, and the second joint J2 requires negative power. Therefore, the first joint J1 cannot obtain a sufficient flow rate with the sub-pump 30A alone, so the first module section 3A corresponding to the hydraulic actuator 5 that operates the first joint J1 is operated in SB-mode. On the other hand, since power is supplied from the main pump 2 to the second joint J2, the throttle of the servo valve 4 can easily generate back pressure. The corresponding first module section 3A is operated in AB-mode.

すなわち、ＳＢ－ｍｏｄｅでは、第１モジュール部３Ａの第１切換弁３１Ａを供給ポジションに位置させ、第２切換弁３２Ａを供給ポジションに位置させる。そして、サーボモータＭ２によって、サブポンプ３０Ａを駆動させる。一方、ＡＢ－ｍｏｄｅでは、第１モジュール部３Ａの第１切換弁３１Ａを供給ポジションに位置させ、第２切換弁３２Ａを遮断ポジションに位置させる。そして、サーボモータＭ２によって、サブポンプ３０Ａを駆動させる。それゆえ、第２関節Ｊ２を動作させる液圧アクチュエータ５に対応する第１モジュール部３Ａは、サブポンプ流路３７Ａへ吐出された圧液が分岐流路３８Ａを通って全て高圧供給流路３９Ａに流れることとなる。それゆえ、高圧供給流路３９Ａに流れた圧液は、第１関節Ｊ１を動作させる液圧アクチュエータ５に対応する第１モジュール部３Ａの分岐流路３８Ａを通ってサブポンプ流路３７Ａへ流れ込み、もって、アクチュエータ供給流路１１Ａに流れることとなる。そのため、第１関節Ｊ１を動作させる液圧アクチュエータ５に、第１関節Ｊ１を動作させる液圧アクチュエータ５に対応する第１モジュール部３Ａのサブポンプ３０Ａにて吐出された圧液に加え、第２関節Ｊ２を動作させる液圧アクチュエータ５に対応する第１モジュール部３Ａのサブポンプ３０Ａにて吐出された圧液を加わって流れることとなる。具体的には、図５に示す圧力Ｐ０＋Ｐｂｓｔ、流量２ΔＱの範囲の圧液がアクチュエータ供給流路１１Ａに流れることとなる。 That is, in the SB-mode, the first switching valve 31A of the first module section 3A is positioned at the supply position, and the second switching valve 32A is positioned at the supply position. Then, the sub-pump 30A is driven by the servo motor M2. On the other hand, in the AB-mode, the first switching valve 31A of the first module section 3A is positioned at the supply position, and the second switching valve 32A is positioned at the blocking position. Then, the sub-pump 30A is driven by the servo motor M2. Therefore, in the first module portion 3A corresponding to the hydraulic actuator 5 that operates the second joint J2, the pressure liquid discharged to the sub-pump flow path 37A flows entirely through the branch flow path 38A to the high-pressure supply flow path 39A. It will happen. Therefore, the pressure liquid that has flowed into the high-pressure supply flow path 39A flows into the sub-pump flow path 37A through the branch flow path 38A of the first module section 3A corresponding to the hydraulic actuator 5 that operates the first joint J1. , to the actuator supply channel 11A. Therefore, in addition to the hydraulic fluid discharged from the sub-pump 30A of the first module section 3A corresponding to the hydraulic actuator 5 that operates the first joint J1, the second joint J1 The pressure liquid discharged by the sub-pump 30A of the first module section 3A corresponding to the hydraulic actuator 5 that operates J2 is added to flow. Specifically, the pressure liquid within the range of pressure P 0 +Pbst and flow rate 2ΔQ shown in FIG. 5 flows through the actuator supply channel 11A.

一方、第２関節Ｊ２を動作させる液圧アクチュエータ５に対応する第１モジュール部３Ａは、迂回流路３５Ａ側を通ったメインポンプ２より吐出された圧液が、アクチュエータ供給流路１１Ａに流れることとなる。 On the other hand, in the first module portion 3A corresponding to the hydraulic actuator 5 that operates the second joint J2, the hydraulic fluid discharged from the main pump 2 through the detour passage 35A flows into the actuator supply passage 11A. becomes.

＜Ｐｈａｓｅ３（２～３秒）について＞
Ｐｈａｓｅ３では、図３（ｂ）に示すように、２関節シリアルマニピュレータＪの先端位置が最も高い位置に位置しており、さらに、図４（ａ）に示すように、第１関節Ｊ１の角度は保持され、図４（ｂ）に示すように、第２関節Ｊ２の角度も保持されていることから、第１関節Ｊ１及び第２関節Ｊ２ともに高い圧力が必要である。そのため、第１関節Ｊ１を動作させる液圧アクチュエータ５に対応する第１モジュール部３Ａ、第２関節Ｊ２を動作させる液圧アクチュエータ５に対応する第１モジュール部３Ａ共々、ＤＢ－ｍｏｄｅで動作させる。これにより、サブポンプ流路３７Ａへ吐出された圧液（メインポンプ２より吐出される圧力（Ｐ０）以上の高い圧力を有する）がアクチュエータ供給流路１１Ａに流れることとなる。具体的には、図５に示す圧力Ｐ０＋Ｐｂｓｔ、流量ΔＱの範囲の圧液がアクチュエータ供給流路１１Ａに流れることとなる。 <About Phase 3 (2 to 3 seconds)>
In Phase 3, as shown in FIG. 3(b), the tip position of the two-joint serial manipulator J is positioned at the highest position, and further, as shown in FIG. 4(a), the angle of the first joint J1 is As shown in FIG. 4B, since the angle of the second joint J2 is also held, high pressure is required for both the first joint J1 and the second joint J2. Therefore, both the first module part 3A corresponding to the hydraulic actuator 5 that operates the first joint J1 and the first module part 3A corresponding to the hydraulic actuator 5 that operates the second joint J2 are operated in DB-mode. As a result, the pressure liquid discharged to the sub-pump channel 37A (having a pressure higher than the pressure (P 0 ) discharged from the main pump 2) flows to the actuator supply channel 11A. Specifically, the pressure liquid within the ranges of pressure P 0 +Pbst and flow rate ΔQ shown in FIG. 5 flows through the actuator supply channel 11A.

＜Ｐｈａｓｅ４（３～４秒）について＞
Ｐｈａｓｅ４では、図４（ａ）に示すように、第１関節Ｊ１の角度は、Ｐｈａｓｅ２と反転し、図４（ｂ）に示すように、第２関節Ｊ２の角度も、Ｐｈａｓｅ２と反転している。それゆえ、Ｐｈａｓｅ２の動作方法を反転させ、第１関節Ｊ１を動作させる液圧アクチュエータ５に対応する第１モジュール部３Ａは、ＡＢ－ｍｏｄｅで動作させ、第２関節Ｊ２を動作させる液圧アクチュエータ５に対応する第１モジュール部３Ａは、ＳＢ－ｍｏｄｅで動作させる。これにより、第１関節Ｊ１を動作させる液圧アクチュエータ５に対応する第１モジュール部３Ａは、迂回流路３５Ａ側を通ったメインポンプ２より吐出された圧液が、アクチュエータ供給流路１１Ａに流れることとなる。具体的には、図５に示す圧力Ｐ０、流量Ｑ０の範囲の圧液がアクチュエータ供給流路１１Ａに流れることとなる。 <About Phase 4 (3 to 4 seconds)>
In Phase 4, as shown in FIG. 4(a), the angle of the first joint J1 is reversed from Phase 2, and as shown in FIG. 4(b), the angle of the second joint J2 is also reversed from Phase 2. . Therefore, the operation method of Phase 2 is reversed, and the first module unit 3A corresponding to the hydraulic actuator 5 that operates the first joint J1 is operated in AB-mode, and the hydraulic actuator 5 that operates the second joint J2 is operated in AB-mode. is operated in SB-mode. As a result, in the first module part 3A corresponding to the hydraulic actuator 5 that operates the first joint J1, the hydraulic fluid discharged from the main pump 2 through the detour flow path 35A flows into the actuator supply flow path 11A. It will happen. Specifically, the pressure liquid within the range of the pressure P 0 and the flow rate Q 0 shown in FIG. 5 flows through the actuator supply passage 11A.

一方、第２関節Ｊ２を動作させる液圧アクチュエータ５に、第２関節Ｊ２を動作させる液圧アクチュエータ５に対応する第１モジュール部３Ａのサブポンプ３０Ａにて吐出された圧液に加え、第２関節Ｊ２を動作させる液圧アクチュエータ５に対応する第１モジュール部３Ａのサブポンプ３０Ａにて吐出された圧液を加わって流れることとなる。 On the other hand, in addition to the hydraulic fluid discharged by the sub-pump 30A of the first module section 3A corresponding to the hydraulic actuator 5 that operates the second joint J2, the hydraulic actuator 5 that operates the second joint J2 The pressure liquid discharged by the sub-pump 30A of the first module section 3A corresponding to the hydraulic actuator 5 that operates J2 is added to flow.

＜Ｐｈａｓｅ５（４～５秒）について＞
Ｐｈａｓｅ５では、図３（ｂ）に示すように、２関節シリアルマニピュレータＪの先端位置が最も低い位置（元の位置）に位置していることから、第１関節Ｊ１及び第２関節Ｊ２ともに低負荷である。そのため、第１関節Ｊ１を動作させる液圧アクチュエータ５に対応する第１モジュール部３Ａ、第２関節Ｊ２を動作させる液圧アクチュエータ５に対応する第１モジュール部３Ａ共々、Ｎ－ｍｏｄｅで動作させる。それゆえ、第１モジュール部３Ａの第１切換弁３１Ａを遮断ポジションに位置させ、第２切換弁３２Ａを供給ポジション又は遮断ポジションに位置させる。そして、サブポンプ３０Ａの駆動を停止又はアイドリングさせる。これにより、迂回流路３５Ａ側を通ったメインポンプ２より吐出された圧液が、アクチュエータ供給流路１１Ａに流れることとなる。具体的には、図５に示す圧力Ｐ０、流量Ｑ０の範囲の圧液がアクチュエータ供給流路１１Ａに流れることとなる。 <About Phase 5 (4 to 5 seconds)>
In Phase 5, as shown in FIG. 3(b), since the tip position of the two-joint serial manipulator J is located at the lowest position (original position), both the first joint J1 and the second joint J2 have a low load. is. Therefore, both the first module part 3A corresponding to the hydraulic actuator 5 that operates the first joint J1 and the first module part 3A corresponding to the hydraulic actuator 5 that operates the second joint J2 are operated in the N-mode. Therefore, the first switching valve 31A of the first module section 3A is positioned at the blocking position, and the second switching valve 32A is positioned at the supply position or the blocking position. Then, the driving of the sub-pump 30A is stopped or idling. As a result, the pressure liquid discharged from the main pump 2 through the detour flow path 35A flows into the actuator supply flow path 11A. Specifically, the pressure liquid within the range of the pressure P 0 and the flow rate Q 0 shown in FIG. 5 flows through the actuator supply passage 11A.

しかして、上記の実施例で説明したように、本実施形態においては、上記のように動作状況に応じて動作モードを切り替えることができる。それゆえ、液圧アクチュエータ５の高精度化と、高負荷動作時での高速性と、高効率化を実現することができる。 Thus, as described in the above embodiment, in this embodiment, the operation mode can be switched according to the operation situation as described above. Therefore, it is possible to realize high accuracy of the hydraulic actuator 5, high speed performance during high load operation, and high efficiency.

１，１Ａ 液圧駆動回路
２ メインポンプ
３Ａ，３ＡＡ 第１モジュール部
３Ｂ 第２モジュール部
４ サーボ弁
５ 液圧アクチュエータ
１０ 低圧供給流路
１１Ａ，１１Ｂ アクチュエータ供給流路
３０Ａ サブポンプ
３１Ａ 第１切換弁
３１ＡＡ 切替弁（第１切換弁、第２切換弁）
３２Ａ 第２切換弁
３３Ａ 第１逆止弁
３４Ａ 第２逆止弁（逆止弁）
３５Ａ 迂回流路
３７Ａ サブポンプ流路
３８Ａ 分岐流路（サブポンプ流路）
３９Ａ 高圧供給流路
３０Ｂ 逆止弁




1, 1A Hydraulic pressure drive circuit 2 Main pumps 3A, 3AA First module part 3B Second module part 4 Servo valve 5 Hydraulic pressure actuator 10 Low pressure supply flow paths 11A, 11B Actuator supply flow path 30A Sub pump 31A First switching valve 31AA Switching Valve (1st switching valve, 2nd switching valve)
32A Second switching valve 33A First check valve 34A Second check valve (check valve)
35A detour channel 37A sub-pump channel 38A branch channel (sub-pump channel)
39A High pressure supply channel 30B Check valve

Claims (3)

圧液を吐出するメインポンプと、
前記メインポンプから吐出された圧液が通る低圧供給流路と、
前記低圧供給流路に接続されるモジュール部と、
前記モジュール部より供給された圧液を液圧アクチュエータに供給するアクチュエータ供給流路と、を有し、
前記モジュール部は、
前記低圧供給流路を通って供給された圧液を、所定分、増圧して供給するサブポンプと、
前記サブポンプから吐出された圧液が通るサブポンプ流路と、
前記サブポンプにて所定分増圧された圧液が通る高圧供給流路と、
前記高圧供給流路と、前記サブポンプ流路とを連通させるか否かを切り換える第１切換弁と、
前記アクチュエータ供給流路と、前記サブポンプ流路とを連通させるか否かを切り換える第２切換弁と、
前記低圧供給流路と、前記アクチュエータ供給流路とが前記サブポンプを経由せず連通できるように、該低圧供給流路と、該アクチュエータ供給流路に接続される迂回流路と、を有し、
前記迂回流路には、逆止弁が設けられてなる液圧駆動回路。 a main pump for discharging pressure liquid;
a low-pressure supply channel through which the pressure liquid discharged from the main pump passes;
a module unit connected to the low-pressure supply channel;
an actuator supply channel for supplying the hydraulic fluid supplied from the module unit to the hydraulic actuator,
The module part
a sub-pump that increases the pressure of the pressure liquid supplied through the low-pressure supply channel by a predetermined amount and supplies the pressure liquid;
a sub-pump channel through which the pressure liquid discharged from the sub-pump passes;
a high-pressure supply flow path through which the pressure liquid increased in pressure by a predetermined amount by the sub-pump;
a first switching valve that switches whether or not the high-pressure supply channel and the sub-pump channel are to be communicated;
a second switching valve that switches whether or not the actuator supply channel and the sub-pump channel are to be communicated;
a detour channel connected to the low-pressure supply channel and the actuator supply channel so that the low-pressure supply channel and the actuator supply channel can communicate without passing through the sub-pump;
A hydraulic drive circuit in which a check valve is provided in the detour passage. 前記液圧アクチュエータを複数使用する場合、該複数の液圧アクチュエータに対して、前記モジュール部をそれぞれ用意し、並列に並べた上で、前記複数のモジュール部それぞれに前記低圧供給流路を接続させてなると共に、前記複数のモジュール部の高圧供給流路同士も接続させてなる請求項１に記載の液圧駆動回路。 When a plurality of hydraulic actuators are used, the module units are prepared for the plurality of hydraulic actuators, arranged in parallel, and the low-pressure supply flow path is connected to each of the plurality of module units. 2. The hydraulic drive circuit according to claim 1, wherein the high-pressure supply channels of the plurality of module sections are also connected to each other. 前記モジュール部を第１モジュール部とし、
前記第１モジュール部と異なる第２モジュール部を用意し、
前記第２モジュール部は、
前記低圧供給流路が逆止弁を介して前記アクチュエータ供給流路に接続され、
前記高圧供給流路と、前記アクチュエータ供給流路とを連通させる否かを切り換える切換弁が設けられ、
前記液圧アクチュエータを複数使用する場合、該複数の液圧アクチュエータに対して、前記第１モジュール部又は前記第２モジュール部をそれぞれ並列に並べた状態で、前記第１モジュール部及び前記第２モジュール部に前記低圧供給流路を接続させてなると共に、前記第１モジュール部及び前記第２モジュール部の高圧供給流路同士も接続させてなる請求項１又は２に記載の液圧駆動回路。 The module section is defined as a first module section,
preparing a second module section different from the first module section;
The second module section
the low-pressure supply channel is connected to the actuator supply channel via a check valve;
A switching valve is provided for switching whether or not the high-pressure supply channel and the actuator supply channel are to be communicated,
When a plurality of hydraulic actuators are used, the first module section and the second module section are arranged in parallel with the plurality of hydraulic actuators. 3. The hydraulic drive circuit according to claim 1 or 2, wherein the low-pressure supply channel is connected to the module portion, and the high-pressure supply channels of the first module portion and the second module portion are also connected to each other.
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