JP4809949B2 - Hydraulic device - Google Patents
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Description
本発明は、アクチュエータに作動油を供給する油圧装置に関する。 The present invention relates to a hydraulic apparatus that supplies hydraulic oil to an actuator.
この種の油圧装置(油圧源)は、ポンプ、電動機、タンクなどを備え、油圧装置とアクチュエータとしてのクランプシリンダとを接続するラインに増圧シリンダを分岐接続している。そして、クランプシリンダによるワークのクランプ時には、増圧シリンダからクランプシリンダに増圧された作動油が供給され、この増圧シリンダからの作動油のみによってクランプが行われ、油圧源から作動油を供給する必要がないため、油圧源を停止することができて省エネ化を図るようにしている。
ところが、かかる従来の油圧装置では、クランプ時にクランプシリンダや増圧シリンダ等から漏れがあると、増圧シリンダの加圧室の容積が直ぐに略零となってしまうため、増圧シリンダからクランプシリンダに供給する作動油が無くなり、満足のいくクランプができない問題があった。 However, in such a conventional hydraulic apparatus, if there is a leak from the clamp cylinder or the booster cylinder during clamping, the volume of the pressurization chamber of the booster cylinder becomes almost zero immediately. There was a problem that the hydraulic oil to be supplied was lost and satisfactory clamping was not possible.
本発明の課題は、ポンプを回転駆動する電動機を常時回転駆動することなく省エネ化を図りつつ、増圧シリンダからアクチュエータに供給する作動油がなくなるのを良好に防止し得る油圧装置を提供するものである。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a hydraulic device that can satisfactorily prevent the operating oil supplied from the pressure increasing cylinder to the actuator from being lost, while saving energy without constantly rotating the electric motor that rotates the pump. It is.
かかる課題を達成すべく、本発明は課題を解決するため次の手段をとった。即ち、
内部に作動油を貯蔵するタンクと、ポンプを回転駆動する電動機と、電動機により回転駆動されてタンクの貯蔵作動油を吸入して吐出するポンプと、圧縮空気の作用により内部の作動油を増圧して吐出してアクチュエータに供給する増圧シリンダを備え、増圧シリンダは大シリンダ部と大シリンダ部より小径で内部に作動油を充填した小シリンダ部とから構成し、大シリンダ部の内部には圧縮空気が一面に作用するピストンを摺動自在に嵌挿し、ピストンには一面と反対側の他面より突出してピストンロッドを設け、ピストンロッドは先端を小シリンダ部の内部に延在して設け、増圧シリンダには、小シリンダ部内に充填した作動油の減少に伴いピストンロッドが一方の設定位置に移動したことを検知して検知信号を発する第1の検知手段と、小シリンダ部内に作動油が満たされるのに伴いピストンロッドが他方の設定位置に移動したことを検知して検知信号を発する第2の検知手段とを設け、電動機と両検知手段とを電気接続し、第1の検知手段からの検知信号により電動機を通電してポンプを回転駆動してポンプより吐出した作動油を小シリンダ部内に供給すると共に、第2の検知手段からの検知信号により電動機を非通電して停止する制御盤を備えたことを特徴とする油圧装置がそれである。
In order to achieve this problem, the present invention has taken the following measures in order to solve the problem. That is,
A tank that stores hydraulic oil inside, an electric motor that rotationally drives the pump, a pump that is rotationally driven by the electric motor to suck and discharge the stored hydraulic oil in the tank, and the internal hydraulic oil is increased by the action of compressed air The booster cylinder is composed of a large cylinder part and a small cylinder part with a smaller diameter than that of the large cylinder part and filled with hydraulic oil inside. A piston with compressed air acting on one side is slidably inserted, and the piston is provided with a piston rod that protrudes from the other side opposite to the one side. The piston rod is provided with its tip extending inside the small cylinder. The pressure-increasing cylinder includes a first detecting means for detecting that the piston rod has moved to one set position as the hydraulic oil filled in the small cylinder portion decreases, and for generating a detection signal. It provided a second detection means for issuing a detection signal by detecting that the piston rod with for hydraulic oil is filled in the small cylinder portion is moved to the other set position, the electric motor and the two sensing means electrically connected supplies the hydraulic oil discharged from the first pump to energize the motor to rotate driving the pump by the detection signal from the detection means into the small cylinder portion, the electric motor by the detection signal from the second sensing means non This is a hydraulic device including a control panel that is energized and stopped.
以上詳述したように、請求項1に記載の発明は、増圧シリンダの小シリンダ部から吐出する作動油をアクチュエータに供給し、このアクチュエータへの作動油の供給で小シリンダ部内に充填した作動油が減少し、この作動油の減少に伴いピストンロッドが一方の設定位置に移動したことを第1の検知手段が検知して検知信号を発すると、制御盤はこの検知信号により電動機を通電してポンプを回転駆動してポンプより吐出した作動油を小シリンダ部内に供給する。そして、小シリンダ部内に作動油が満たされるのに伴いピストンロッドが他方の設定位置に移動したことを第2の検知手段が検知して検知信号を発すると、制御盤はこの検知信号により電動機を非通電して停止する。このため、ピストンロッドが一方の設定位置に移動して第1の検知手段が検知信号を発して電動機を通電してポンプを回転駆動し、ピストンロッドが他方の設定位置に移動して第2の検知手段が検知信号を発して電動機を非通電して停止するから、電動機でポンプを回転駆動するのはピストンロッドが一方の設定位置に移動してから他方の設定位置に移動するまでの間であり、ポンプを回転駆動する電動機を常時回転駆動することなく省エネ化を図ることができつつ、増圧シリンダの小シリンダ部内に充填した作動油の減少に伴い、第1の検知手段から発する検知信号でポンプを回転駆動して作動油を小シリンダ部内に充填するから、増圧シリンダからアクチュエータに供給する作動油がなくなるのを良好に防止することができる。 As described above in detail, according to the first aspect of the present invention, the hydraulic oil discharged from the small cylinder portion of the pressure increasing cylinder is supplied to the actuator, and the hydraulic oil supplied to the actuator is filled in the small cylinder portion. When the first detecting means detects that the oil has decreased and the piston rod has moved to one of the set positions as the hydraulic oil has decreased, and the detection signal is generated, the control panel uses the detection signal to energize the motor. Then, the pump is driven to rotate and the hydraulic oil discharged from the pump is supplied into the small cylinder. Then, when the second detecting means detects that the piston rod has moved to the other set position as the small cylinder portion is filled with the hydraulic oil and generates a detection signal, the control panel causes the electric motor to be turned on by this detection signal. Deenergized and stopped. For this reason, the piston rod moves to one set position, the first detection means emits a detection signal to energize the motor to drive the pump to rotate, and the piston rod moves to the other set position to move to the second position. Since the detection means generates a detection signal and stops the electric motor by de-energizing it , the pump is driven to rotate by the electric motor until the piston rod moves from one set position to the other set position. There is a detection signal generated from the first detection means when the hydraulic oil charged in the small cylinder portion of the pressure increasing cylinder is reduced while energy saving can be achieved without always rotating the electric motor that rotates the pump. Thus, since the pump is driven to rotate and the hydraulic oil is filled in the small cylinder portion, it is possible to satisfactorily prevent the hydraulic oil supplied from the pressure increasing cylinder to the actuator from being lost.
以下、本発明の一実施形態を図面に基づき説明する。
図1乃至図4において、1は内部に作動油を貯蔵するタンクで、筒状部材2の上下開口を厚板状の上フランジ部材3と下フランジ部材4で閉塞し、上下フランジ部材3、4間に筒状部材2を挟持して4本のタイロッド5で固定して構成している。6はポンプ7を回転駆動する電動機で、上フランジ部材3の表面3Aに駆動軸6Aを下方にして立設して取付け、駆動軸6Aを上フランジ部材3の表面3Aと裏面3Bとの間を貫設した貫通孔8へ収装している。ポンプ7は、上フランジ部材3の裏面3Bに回転軸7Aを上方にして取付け、回転軸7Aを貫通孔8へ収装して電動機6の駆動軸6Aと結合し、電動機6による回転駆動でタンク1の貯蔵作動油を吸入して吐出する。9はポンプ7の吸入管で、ポンプ7より垂下して先端を作動油中に浸漬している。10はポンプ7より吐出する作動油が流れる第1吐出流路で、上フランジ部材3に穿設して一端を上フランジ部材3の一側面3Cに開口すると共に、他端を上フランジ部材3の裏面3Bに開口してポンプ7の上面に開口する吐出口と接続している。11は図示しないアクチュエータからタンク1内部に還流する作動油が流れる戻り流路で、一端を上フランジ部材3の一側面3Cに開口すると共に、他端を上フランジ部材3の裏面3Bに開口し、裏面3Bに開口する他端へ戻り管12を接続し、戻り管12は上フランジ部材3の裏面3Bより垂下して先端を貯蔵作動油中に浸漬している。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
In FIG. 1 to FIG. 4, reference numeral 1 denotes a tank for storing hydraulic oil therein, and the upper and lower openings of the
13はポンプ7から吐出する作動油の圧力の上限を設定する安全弁で、上フランジ部材3の一側面3Cと直交する二側面3Dに取付け、第1吐出流路10に接続流路14を介して接続し、ポンプ7から吐出する作動油の圧力が設定値を超えると開作動して、作動油を上フランジ部材3の裏面3Bより垂下する排出管15を流してタンク1内部に還流する。16はポンプ7から吐出する作動油の圧力を表示する圧力計で、上フランジ部材3の二側面3Dに取付け、第1吐出流路10に接続している。17はポンプ7から吐出する作動油の逆方向流れを阻止する逆止め弁で、第1吐出流路10に配設して上フランジ部材3の内部に設けている。18は上フランジ部材3の二側面3Dに取付けた注油口兼エアブリーザ、19はタンク1の貯蔵作動油量を外部から視認可能にする油面計である。
13 is a safety valve for setting the upper limit of the pressure of the hydraulic oil discharged from the
50は圧縮空気の作用により内部の作動油を増圧して吐出する増圧シリンダで、大シリンダ部51と大シリンダ部51より小径の小シリンダ部52とを厚板状のフランジ部材53を介在して結合して構成している。大シリンダ部51はフランジ部材53の下方に大径の大筒状部材54を介して厚板状の下フランジ部材55を4本のタイロッド56で固定して構成している。小シリンダ部52はフランジ部材53の上方に大筒状部材54より小径の小筒状部材57を介して厚板状の上フランジ部材58を4本のタイロッド59で固定して構成し、内部に作動油を充填している。増圧シリンダ50は、フランジ部材53の一側面53Aをタンク1を構成する上フランジ部材3の一側面3Cと当接する。そして、フランジ部材の一側面53Aと反対側の他側面53Bより水平方向へ4本のボルト部材60(図3では2本示されており、あと2本は示された2本の下方にある。)を内部を挿通してタンク1の上フランジ部材3へ螺合し、タンク1と増圧シリンダ50を着脱自在に結合する。また、タンク1の下フランジ部材4と増圧シリンダ50の下フランジ部材55とが相互に側面を当接し、L字状の金具61を介して結合する。
62は大シリンダ部51の内部へ摺動自在に嵌挿したピストンで、大シリンダ部51の内部を上方室51Aと下方室51Bとに区画形成し、上方室51Aはフランジ部材53に貫設の開放孔51Cを介して大気に開放すると共に、下方室51Bには常時圧縮空気を導入する。ピストン62は下方室51Bに導入する圧縮空気が一面としての下面に常時作用する。63はピストン61の圧縮空気が作用する下面と反対側の上面より突出するピストンロッドで、フランジ部材53を密封に貫通して小シリンダ部52の内部に延在し、先端に磁石64を設けている。65は第1吐出流路10に接続する第2吐出流路で、一端を小シリンダ部52の内部に接続すると共に、他端を一側面53Aに開口するようフランジ部材53に穿設している。66は第2吐出流路65に分岐接続する第3吐出流路で、フランジ部材53に穿設して一端をフランジ部材53の表面に開口し、この開口を図示しないアクチュエータ側へ接続する第1接続ポート66Aとしている。67は戻り流路11に接続する第2戻り流路で、一端をフランジ部材53の表面に開口すると共に、他端を一側面53Aに開口するようフランジ部材53に穿設し、表面への開口をアクチュエータ側へ接続する第2接続ポート67Aとしている。68は第3吐出流路66と第2戻り流路67との間を接続する接続流路で、フランジ部材53に穿設している。
62 is a piston that is slidably inserted into the
69は第3吐出流路66に配設する第1の電磁弁で、常時は非通電により第3吐出流路66を開き、増圧シリンダ50からアクチュエータへの作動油の供給が不要な時には通電により第3吐出流路66を遮断するようにしている。70は接続流路68に配設する第2の電磁弁で、通常は通電により接続流路68を遮断し、全体の電源をOFFした時や非常停止時等に非通電により接続流路68を開くようにしている。そして、各電磁弁69、70はフランジ部材53の一側面53A及び他側面53Bと直交する二側面53Cに取付けている。71Aは増圧シリンダ50を構成する小シリンダ部52のタイロッド59の上部に取付けた第1の検知手段で、近接形位置検知スイッチから成り、小シリンダ部52の内部に充填した作動油がアクチュエータへの吐出により減少し、この減少に伴いピストンロッド63が上方に移動して一方の設定位置(図1に2点鎖線で示す。)に達すると、ピストンロッド63の先端に設けた磁石64の接近により検知信号を発するものである。71Bはタイロッド59の下部に取付けた第2の検知手段で、第1の検知手段71Aと同様に近接形位置検知スイッチから成り、ポンプ7から吐出した作動油が小シリンダ部52の内部に充填されることに伴いピストンロッド63が下方に移動し、小シリンダ部52の内部に作動油が満たされる他方の設定位置(図1に実線で示す。)に達すると、磁石64の接近により検知信号を発するものである。20は上フランジ部材3の一側面3Cと直交して二側面3Dと対向する三側面3Eに固定した制御盤で、電動機6と両検知手段71A、71Bとを電気接続し、第1の検知手段71Aからの指令信号により電動機6を通電してポンプ7を回転駆動し、ポンプ7から吐出した作動油が第1吐出流路10、第2吐出流路65を流れて小シリンダ部52の内部に充填されると共に、第2の検知手段71Bからの指令信号により電動機6を非通電して停止する。
次に、かかる構成の作動を説明する。
第1接続ポート66Aと第2接続ポート67Aをそれぞれ図示しない電磁切換弁を介してアクチュエータに接続する。このとき、各接続ポート66A、67Aとアクチュエータとの間は前記電磁切換弁で遮断している。そして、第2の電磁弁70を通電して接続流路68を遮断する。
Next, the operation of this configuration will be described.
The
この状態で、電動機6によってポンプ7を回転駆動すると、ポンプ7は吸入管9よりタンク1内部に貯蔵する作動油を吸入して第1吐出流路10に吐出し、この吐出する作動油は第2吐出流路65を流れて増圧シリンダ50の小シリンダ部52の内部に供給される。増圧シリンダ50のピストン62及びピストンロッド63は、小シリンダ部52に供給される作動油の圧力に基づく作用力によりピストン62の下面に作用する圧縮空気の圧力に基づく作用力に抗して下方に移動し、ピストンロッド63が小シリンダ部52の内部に作動油が満たされる他方の設定位置に達すると、他方の検知手段71Bが検知信号を発して電動機6を停止する。
In this state, when the
そして、図示しない電磁切換弁を切換操作して各接続ポート66A、67Aとアクチュエータとの間を切換連通すると、増圧シリンダ50は、ピストン62の下面に作用する圧縮空気の圧力に基づく作用力でピストン62及びピストンロッド63を上方に移動し、小シリンダ部52の内部に充填した作動油をピストン62とピストンロッド63との面積比に基づき増圧して吐出する。この吐出する作動油は第2吐出流路65より第3吐出流路66、第1の電磁弁69、第1接続ポート66Aを流れてアクチュエータに供給され、アクチュエータからの作動油は第2接続ポート67Aより第2戻り流路67、戻り流路11、戻り管12を流れてタンク1内部に還流される。このとき、第2吐出流路65に吐出された作動油は逆止め弁17によりポンプ7側への流れを阻止される。
Then, when the electromagnetic switching valve (not shown) is operated to switch between the
アクチュエータへの作動油の供給により、小シリンダ部52の内部に充填した作動油が減少して上方に移動するピストンロッド63が一方の設定位置に達すると、一方の検知手段71Aが検知信号を発し、再び電動機6でポンプ7を回転駆動して、ポンプ7より吐出する作動油を小シリンダ部52の内部に供給する。この供給により小シリンダ部52の内部に作動油が満たされ、ピストンロッド63が他方の設定位置に達すると、他方の検知手段71Bが検知信号を発して電動機6を停止する。
When the hydraulic oil filled in the
なお、アクチュエータによる作業が完了して次の作業を開始するまでの間の停止時等、アクチュエータが長時間停止する時には、第1の電磁弁69を通電して第3吐出流路66を遮断し、小シリンダ部52の内部に充填した作動油の漏れを阻止する。また、非常停止時には、電動機6を停止すると共に、第2の電磁弁70を非通電にして接続流路68を開き、小シリンダ部52の内部に充填した作動油を接続流路68より第2戻り流路67、戻り流路11、戻り管12を流してタンク1内部に還流する。
When the actuator is stopped for a long time, such as when it is stopped until the next work is started after the work by the actuator is completed, the
かかる作動で、増圧シリンダ50のピストンロッド63が一方の設定位置に移動して第1の検知手段71Aが検知信号を発して電動機6でポンプ7を回転駆動し、ピストンロッド63が他方の設定位置に移動して第2の検知手段71Bが検知信号を発して電動機6を停止する。このため、電動機6でポンプ7を回転駆動するのは増圧シリンダ50のピストンロッド63が一方の設定位置に移動してから他方の設定位置に移動するまでの間であるから、ポンプ7を回転駆動する電動機6を常時回転駆動することなく省エネ化を図ることができつつ、増圧シリンダ50の小シリンダ部52内に充填した作動油の減少に伴い、第1の検知手段71Aから発する検知信号でポンプ7を回転駆動して作動油を小シリンダ部52内に充填するから、増圧シリンダ50からアクチュエータに供給する作動油がなくなるのを良好に防止することができる。また、電動機6を常時回転駆動することなく間欠駆動できるから、低騒音化が図れると共に作動油の温度上昇を良好に抑制することができる。また、ポンプ7は増圧シリンダ50の小シリンダ部52に作動油を充填する小型のもので良く、この小型のポンプ7を回転駆動する電動機6も小型のものにできる。
With this operation, the
また、表面3Aに電動機6を取付けると共に裏面3Bにポンプ7を取付けたタンク1の上フランジ部材3と、増圧シリンダ50のフランジ部材53とを、相互の一側面3C、53Aを当接し、タンク1と増圧シリンダ53とをボルト部材60により着脱自在に結合する。そして、タンク1の上フランジ部材3には、ポンプ7より吐出する作動油が流れる第1吐出流路10と、アクチュエータからタンク1内部に還流する作動油が流れる戻り流路11とを穿設する。また、増圧シリンダ50のフランジ部材53には一端を小シリンダ部52の内部に接続して他端を第1吐出流路10と接続する第2吐出流路65を穿設する。また、第2吐出流路65に分岐接続してアクチュエータ側に接続する第3吐出流路66をフランジ部材53に穿設する。このため、ポンプ7とタンク1と増圧シリンダ50との間を外部配管で接続することなくでき、ポンプ7、電動機6、タンク1、増圧シリンダ50を一体的にできて装置全体をコンパクトにすることができる。
Further, the
また、増圧シリンダ50のピストン62の下面に圧縮空気を常時作用し、この圧縮空気の圧力に抗してポンプ7より吐出する作動油を小シリンダ部52内に供給するため、小シリンダ部52内に充填した作動油の減少により、ポンプ7より小シリンダ部52内に作動油を供給する際であってもアクチュエータへ作動油を供給することができ、アクチュエータへ作動油を常時良好に供給することができる。
Further, since the compressed air is always applied to the lower surface of the
なお、一実施形態では、アクチュエータ側に接続する第3吐出流路66を第2吐出流路65に分岐接続して増圧シリンダ50のフランジ部材53に穿設したが、第3吐出流路を第1吐出流路に分岐接続してタンクの上フランジ部材に穿設しても良い。また、戻り流路10に接続してアクチュエータ側に接続する第2戻り流路67をフランジ部材53に穿設したが、第2戻り流路を設けることなく戻り流路を直接アクチュエータ側に接続しても良い。さらにまた、フランジ部材53の表面に開口する接続ポート66A、67Aを直接アクチュエータ側へ接続したが、接続ポートへ接続してフランジ部材の表面にマニホールドを立設し、マニホールドには作動油の流れ方向を制御する電磁切換弁、作動油の流量を制御する流量制御弁、作動油の圧力を制御する圧力制御弁、作動油の圧力を検知する圧力スイッチ等を任意に取付け、このマニホールドよりアクチュエータ側へ接続するようにしても良いことは勿論である。
In one embodiment, the third
1:タンク
6:電動機
7:ポンプ
50:増圧シリンダ
51:大シリンダ部
52:小シリンダ部
62:ピストン
63:ピストンロッド
71A:第1の検知手段
71B:第2の検知手段
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1: Tank 6: Electric motor 7: Pump 50: Boosting cylinder 51: Large cylinder part 52: Small cylinder part 62: Piston 63:
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