JP3247617B2 - 液圧装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電動モータにより
駆動される液圧ポンプからの圧液により液圧シリンダを
駆動する液圧装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、サーボモータにより直接駆動
する駆動装置が用いられているが、大きな駆動力を必要
とする際には、モータにより駆動される液圧ポンプから
の圧液を液圧シリンダに供給し、液圧シリンダにより大
きな駆動力を得る液圧装置が用いられている。しかし、
液圧装置では、電動モータ、液圧ポンプ、液圧タンク、
制御弁等の油圧機器を必要とし、大型化してしまう。

【０００３】そこで、特開昭６３−２３００２号公報に
あるように、両方向回転で圧液を吐出できる液圧ポンプ
を用い、液圧ポンプのポートを液圧シリンダのポートに
直接接続し、液圧ポンプを駆動する電動モータを制御し
て、小型化を図ったものも知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、こうし
た従来のものでは、図６に示すように、片ロッド型の液
圧シリンダ１００と液圧ポンプ１０２とをヘッド側管路
１０４及びロッド側管路１０６により接続すると、液圧
シリンダ１００のロッド１１０ａの体積差に応じた作動
液の過不足が生じる。そこで、これを補うだけの小容量
の液圧タンク１０８とヘッド側管路１０４及びロッド側
管路１０６とをそれぞれパイロットチェック弁１１０，
１１２を介して接続している。

【０００５】電動モータ１１６により液圧ポンプ１０２
を駆動し、ロッド側管路１０６を介して作動液を液圧シ
リンダ１００から液圧ポンプ１０２に吸入し、ヘッド側
管路１０４から高圧作動液を吐出する。その際、ヘッド
側管路１０４から導入されるパイロット圧によりパイロ
ットチェック弁１１２を開弁して、液圧タンク１０８か
らロッド側管路１０６に作動液を補給する。

【０００６】そして、電動モータ１１６を逆回転させて
液圧ポンプ１０２を駆動したときには、ヘッド側管路１
０４を介して作動液を液圧シリンダ１００から液圧ポン
プ１０２に吸入し、ロッド側管路１０６から高圧作動液
を吐出する。その際には、ロッド側管路１０６から導入
されるパイロット圧によりパイロットチェック弁１１０
を開弁して、液圧タンク１０８に余剰の作動液を排出す
るようにしている。

【０００７】例えば、図６の矢印ａ方向に重量物１１４
を移動する場合、停止状態からある速度まで加速する。
特に、重量物１１４を摺動抵抗が少ない状態で水平に移
動するような場合、図５に示すように、重量物１１４が
動き出すまでは液圧シリンダ１００に供給される液圧は
高くなり、重量物１１４は勢いよく動き出す。

【０００８】そして、加速状態から液圧ポンプ１０２を
ある一定速度で回転させる過渡期に、重量物１１４の移
動速度を一定の速度に押さえようとするなどのため、ロ
ッド側管路１０６の圧力が上昇する。すると、ロッド側
管路１０６からパイロット圧を導入するパイロットチェ
ック弁１１０が開弁して、ヘッド側管路１０４の高圧作
動液を液圧タンク１０８に逃してしまう場合がある。

【０００９】従って、パイロットチェック弁１１０が閉
弁するまでは、液圧シリンダ１００に高圧作動液が供給
されなくなり、重量物１１４の速度が低下してしまう。
そして、ロッド側管路１０６の圧力が低下してパイロッ
トチェック弁１１０が閉弁し、ヘッド側管路１０４の圧
力が回復すると再び重量物１１４を加速し始める。速度
が増加すると再びパイロットチェック弁１１０が開弁し
てしまい、前述した現象が繰り返され、ハンチング現象
が現れる場合があるという問題があった。

【００１０】本発明の課題は、ハンチング現象の発生を
防止した液圧装置を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明はかかる課題を解
決するため、次の手段を取った。即ち、電動モータによ
り駆動され両方向回転可能な液圧ポンプを備え、片ロッ
ド型の液圧シリンダのロッド側ポートをロッド側管路を
介して、また、ヘッド側ポートをヘッド側管路を介して
前記液圧ポンプの両ポートにそれぞれ接続し、少なくと
も前記ヘッド側管路と液圧タンクとを連通する電磁弁を
設ける。

【００１２】更に、前記電動モータの回転を検出する回
転検出センサを設けると共に、前記液圧ポンプが前記ヘ
ッド側管路から吸入して前記液圧シリンダを駆動すると
きに、前記回転検出センサにより検出された回転数が設
定回転数以下となると前記電磁弁を閉弁する停止制御手
段を備えたことを特徴とする液圧装置がそれである。

【００１３】あるいは、前記電磁弁は、前記ヘッド側管
路及び前記ロッド側管路と前記液圧タンクとを選択的に
連通・遮断可能なものでもよい。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面に
基づいて詳細に説明する。図１に示すように、１は電動
サーボモータで、電動サーボモータ１には液圧ポンプ２
が回転駆動されるように接続されている。液圧ポンプ２
は正逆の両方向回転でポンプ作用をする構成のものであ
る。また、電動サーボモータ１の回転を検出する回転検
出センサ４が電動サーボモータ１に取り付けられてい
る。

【００１５】液圧ポンプ２の両ポートには、それぞれヘ
ッド側管路６とロッド側管路８とが接続されており、ヘ
ッド側管路６は、片ロッド型の液圧シリンダ１０のヘッ
ド側ポート１２に接続されている。ロッド側管路８は液
圧シリンダ１０のロッド側ポート１４に接続されてい
る。液圧シリンダ１０のロッド１０ａは重量物１６に連
結されており、重量物１６は、図示しないガイド機構等
により、水平方向に小さな摺動抵抗で移動可能に支承さ
れている。

【００１６】ヘッド側管路６は液圧タンク１８にヘッド
側電磁弁２０を介して接続されており、ヘッド側電磁弁
２０は励磁信号が入力されたときにはヘッド側管路６と
液圧タンク１８とを連通する連通位置２０ａと、励磁信
号の入力がないときには遮断する遮断位置２０ｂとを備
えている。

【００１７】また、ロッド側管路８は液圧タンク１８に
ロッド側電磁弁２２を介して接続されており、ロッド側
電磁弁２２は励磁信号が入力されたときにはロッド側管
路８と液圧タンク１８とを連通する連通位置２２ａと、
励磁信号の入力がないときには遮断する遮断位置２２ａ
とを備えている。

【００１８】前述した電動サーボモータ１、回転検出セ
ンサ４、ヘッド側電磁弁２０、ロッド側電磁弁２２は、
制御回路３０に接続されており、制御回路３０は周知の
ＣＰＵ３２、ＲＯＭ３４、ＲＡＭ３６等を中心に論理演
算回路として構成され、外部と入出力を行う入出力回路
３８がコモンバス４０を介して相互に接続されている。

【００１９】ＣＰＵ３２は、回転検出センサ４からの信
号を入出力回路３８を介して入力し、これらの信号及び
ＲＯＭ３４、ＲＡＭ３６内のデータや予め記憶された制
御プログラムに基づいてＣＰＵ３２は、入出力回路３８
を介して電動サーボモータ１、ヘッド側電磁弁２０、ロ
ッド側電磁弁２２に駆動信号を出力する。

【００２０】次に、前述した本実施例の制御回路３０に
おいて行われる電磁弁制御処理を図４に示すフローチャ
ートと共に説明する。電動サーボモータ１は、図示しな
いモータ制御処理の実行により、加速制御、定速制御、
減速制御が行われると共に、重量物１６を所定位置に移
動する位置制御も行われる。そして、電動サーボモータ
１が回転され、図５に示すように、電動サーボモータ１
の回転数が上昇し、液圧ポンプ２が駆動されて吐出側圧
力が徐々に増加する。

【００２１】次に、本電磁弁制御処理の実行により、電
動サーボモータ１の回転方向が正回転か否かを判断する
（ステップ２１０）。本実施例では、正回転のときに
は、液圧ポンプ２はロッド側管路８から作動液を吸入し
てヘッド側管路６に圧液を吐出する。液圧ポンプ２の回
転開始当初は、ヘッド側管路６内の圧力はほぼ零であ
り、それから徐々に圧力が上昇する。この状態で液圧シ
リンダ１０のヘッド側ポート１２に作動液が供給されて
も、圧力が低く、重量物１６の移動を開始する十分な駆
動力は得られないので、重量物１６は移動しない。

【００２２】続いて、回転検出センサ４により検出され
る電動サーボモータ１の回転数が予め設定された設定回
転数Ｎ11以上となったか否かを判断する（ステップ２２
０）。設定回転数Ｎ11に達していないときには、設定回
転数Ｎ11に達するまで待期し、設定回転数Ｎ11以上とな
ったときには、液圧ポンプ２の吸入側となるロッド側管
路８に接続されたロッド側電磁弁２２に励磁信号を出力
する（ステップ２３０）。

【００２３】設定回転数Ｎ11に達したときには、液圧ポ
ンプ２から吐出される作動液の圧力もある程度にまで上
昇する。そして、更に電動サーボモータ１の回転数が上
昇し、液圧ポンプ２の吐出側圧力も増加すると、ヘッド
側管路６を介して液圧シリンダ１０に作動液が供給さ
れ、ロッド側管路８を介して液圧シリンダ１０から作動
液が液圧ポンプ２に吸入される。液圧ポンプ２からの吐
出量に対して液圧シリンダ１０からの吸入量は、ロッド
１０ａの体積分だけ不足する。その不足分は、ロッド側
電磁弁２２を介して液圧タンク１８から吸入される。

【００２４】液圧シリンダ１０の駆動力が重量物１６の
移動開始時の静摩擦力を上回ると、重量物１６が動き始
めるが、動き出した後は動摩擦となる。よって、重量物
１６の重量が特に大きいと、ヘッド側管路６を介して供
給される作動液の圧力は、図５に示すように、動き出す
時は非常に大きく、動き出した後は非常に小さくなる。

【００２５】設定回転数Ｎ11以上となったときに、ロッ
ド側電磁弁２２を開弁することにより、ヘッド側管路６
の圧力がある程度高くなった後、作動液を液圧シリンダ
１０に供給できるようにすることにより、重量物１６の
加速が滑らかに行われるようになる。

【００２６】また、ロッド側管路８はロッド側電磁弁２
２を介して液圧タンク１８に連通され、ヘッド側電磁弁
２０は閉弁されているので、ベッド側管路６と液圧タン
ク１８とは遮断され、ヘッド側管路６の作動液が液圧タ
ンク１８に逃されることはない。よって、ロッド側管路
８の作動液圧が上昇しても、液圧ポンプ２から吐出され
る作動液がヘッド側管路６を介して液圧シリンダ１０に
供給され、ハンチング現象を生じることなく、重量物１
６の速度を制御できる。

【００２７】引続き、液圧シリンダ１０にヘッド側管路
６を介して作動液が供給されると、ロッド１０ａが突き
出され、重量物１６が移動される。重量物１６が所定位
置近傍に移動されると、電動サーボモータ１の回転が減
速され、液圧ポンプ２からの吐出量が減少して、液圧シ
リンダ１０による重量物１６の速度が低下する。

【００２８】そして、回転検出センサ４により検出され
る電動サーボモータ１の回転数が予め設定された設定回
転数Ｎ12以下となったときには（ステップ２４０）、ロ
ッド側電磁弁２２への励磁信号の出力を停止し、ロッド
側電磁弁２２を閉弁させる（ステップ２５０）。

【００２９】これにより、ロッド側管路８と液圧タンク
１８との連通が遮断され、ヘッド側管路６と液圧タンク
１８との連通はヘッド側電磁弁２０により遮断されてい
る。よって、液圧ポンプ２からの吐出量に対して液圧シ
リンダ１０からの吸入量は、ロッド１０ａの体積分だけ
不足する。従って、液圧ポンプ２の回転が規制され、液
圧シリンダ１０にブレーキが掛けられた状態となり、重
量物１６は、図５に示すように、ハンチング現象を起こ
すことなく速やかに停止する。

【００３０】一方、ステップ２１０の処理の実行によ
り、正回転でないと判断されると、逆回転か否かを判断
する（ステップ２６０）。逆回転であるときには、前述
したと同様に、回転検出センサ４により検出される回転
数が設定回転数Ｎ21以上か否かを判断する（ステップ２
７０）。

【００３１】設定回転数Ｎ21以上となったときにはヘッ
ド側電磁弁２０に励磁信号を出力して開弁する（ステッ
プ２８０）。これにより、液圧シリンダ１０からヘッド
側管路６を介して液圧ポンプ２に吸入された作動液は、
加圧されてロッド側管路８を介して液圧シリンダ１０に
供給される。

【００３２】その際、ロッド１０ａの体積差に応じた余
分な作動液は、ヘッド側電磁弁２０を介して液圧タンク
１８に戻される。ロッド側電磁弁２２は閉弁されてお
り、ロッド側管路８と液圧タンク１８との連通は遮断さ
れているので、ロッド側管路８の作動液が液圧タンク１
８に逃されることはない。よって、液圧シリンダ１０の
ロッド１０ａが引き込み側に駆動されて、重量物１６が
ハンチング現象を起こすことなく滑らかに移動される。

【００３３】そして、重量物１６が所定位置に移動され
ると、電動サーボモータ１が減速され、回転検出センサ
４により検出される回転数が設定回転数Ｎ22以下となっ
たか否かが判断される（ステップ２９０）。設定回転数
Ｎ22以下となったときには、ヘッド側電磁弁２０への励
磁信号の出力を停止し閉弁させる（ステップ３００）。

【００３４】よって、ヘッド側管路６と液圧タンク１８
との連通が遮断されるので、ヘッド側管路６の作動液が
液圧タンク１８に逃されることはない。また、ヘッド側
管路６とロッド側管路８とは共に液圧タンク１８との連
通が遮断されているので、液圧ポンプ２からの吐出量に
対して液圧シリンダ１０からの吸入量は、ロッド１０ａ
の体積分だけ余分になる。従って、液圧ポンプ２の回転
が規制され、液圧シリンダ１０にブレーキが掛けられた
状態となり、重量物１６は、図５に示すように、ハンチ
ング現象を起こすことなく速やかに停止される。尚、本
実施例では、ステップ２９０，３００の処理の実行が停
止制御手段として働く。

【００３５】前述した実施例では、ヘッド側電磁弁２０
とロッド側電磁弁２２とに独立した電磁弁を用いた場合
を例としたが、図２に示す第２実施例のように電磁切換
弁５０を用いても同様に実施可能である。この電磁切換
弁５０は、ロッド側管路８と液圧タンク１８とを連通す
ると共にヘッド側管路６とは遮断する第１位置５０ａ、
ヘッド側管路６及びロッド側管路８の連通を遮断する遮
断位置５０ｂ、ヘッド側管路６と液圧タンク１８とのを
連通すると共にロッド側管路８との連通を遮断する第２
位置５０ｃとを備えている。第２実施例によると、１台
の電磁切換弁５０により、前述した実施例と同様に、液
圧シリンダ１０を駆動することができる。

【００３６】また、図３に示す第３実施例のように、前
述した実施例と同様に、ヘッド側電磁弁２０を設け、一
方、ロッド側電磁弁２２に変えてチェック弁５２を用い
ても実施可能である。この場合、ロッド側管路８を介し
て液圧ポンプ２に吸入し、ヘッド側管路６を介して液圧
シリンダ１０に作動液を供給する場合には、ロッド１０
ａの体積差に応じた不足分は、チェック弁５２を介して
液圧タンク１８からロッド側管路８に吸入する。

【００３７】また、ヘッド側管路６を介して液圧ポンプ
２に吸入し、ロッド側管路８を介して液圧シリンダ１０
に供給する場合には、ヘッド側電磁弁２０を開弁し、ロ
ッド１０ａの体積差分の余剰の作動液をヘッド側電磁弁
２０を介して液圧タンク１８に戻すようにしてもよい。
この第３実施例によっても、ハンチング現象を防止でき
る。

【００３８】以上本発明はこの様な実施例に何等限定さ
れるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲にお
いて種々なる態様で実施し得る。

【００３９】

【発明の効果】以上詳述したように本発明の液圧装置
は、停止制御手段により、停止時のハンチング現象の発
生を防止できるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例としての液圧装置の油圧回路
図である。

【図２】第２実施例の油圧回路図である。

【図３】第３実施例の油圧回路図である。

【図４】本実施例の制御回路において行われる電磁弁制
御処理の一例を示すフローチャートである。

【図５】本実施例の回転数と吐出側圧力との関係を示す
グラフである。

【図６】従来の液圧装置の油圧回路図である。

【符号の説明】

１…電動サーボモータ ２，１０２…液圧ポンプ ４…回転検出センサ ６，１０４…ヘッド側管路 ８，１０６…ロッド側管路 １０，１００…液圧シリンダ １０ａ，１００ａ…ロッド １６，１１４…重量物 １８，１０８…液圧タンク ２０…ヘッド側電磁弁 ２２…ロッド側電磁弁 ３０…制御回路 ５０…電磁切換弁 ５２…チェック弁 １１６…電動モータ

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電動モータにより駆動され両方向回転可
   能な液圧ポンプを備え、 片ロッド型の液圧シリンダのロッド側ポートをロッド側
   管路を介して、また、ヘッド側ポートをヘッド側管路を
   介して前記液圧ポンプの両ポートにそれぞれ接続し、 少なくとも前記ヘッド側管路と液圧タンクとを連通する
   電磁弁を設け、 更に、前記電動モータの回転を検出する回転検出センサ
   を設けると共に、 前記液圧ポンプが前記ヘッド側管路から吸入して前記液
   圧シリンダを駆動するときに、前記回転検出センサによ
   り検出された回転数が設定回転数以下となると前記電磁
   弁を閉弁する停止制御手段を備えた ことを特徴とする液
   圧装置。
2. 【請求項２】 前記電磁弁は、前記ヘッド側管路及び前
   記ロッド側管路と前記液圧タンクとを選択的に連通・遮
   断可能なものであることを特徴とする請求項１記載の液
   圧装置。