JP5369991B2 - 駆動装置付アクチュエータ - Google Patents

Description

本発明は、アクチュエータ駆動用の油圧シリンダへ作動油を供給する油圧発生装置に関するもので、さらに詳細には油圧発生装置とアクチュエータとを一体にして被加工物をクランプする駆動装置付アクチュエータに関する。

この種の駆動装置付アクチュエータである油圧発生装置は、図７に示すように油圧回路６０が圧力源６２のポンプ（図示しない）により圧力流体が方向切換弁６３の切換動作でシリンダ６４によりワーク６５をクランプしている。そして、積層弁６６は電磁ポンプ６１と、シリンダ６４の動作方向を切り換える方向切換弁６３と及びシリンダ６４の圧力を保持するパイロットチェック弁６７を積層している（特許文献１参照。）。

特開平２００８−１５７０２７号公報

しかしながら、特許文献１では電磁ポンプは油圧発生装置の補助的な機能を有する要素であり、シリンダを作動させるための油圧機器、例えば油圧ポンプ、油圧タンク等は機能上、仕様上から大きさが確保されるため、比較的大きな油圧発生装置が必要であった。
さらに、油圧ポンプを駆動する電動機の電気制御盤が必要となる。
また、油圧ポンプ、シリンダ、該シリンダを制御する積層弁を配管により接続するので、配管継手からの油漏れの保守管理が必要である。さらにまた、電気制御盤から油圧発生装置までの動力系配線も必要となり、動力系配線が長いとエネルギー損失の要因の一つになる。

本発明は係る点に鑑みなされたもので、高圧小容量電磁ポンプ及び低圧大容量電磁ポンプを駆動源にする油圧ポンプと、該油圧ポンプと油圧アクチュエータとを一体にした駆動装置付アクチュエータを提供することを目的とする。

前記の課題を解決するため請求項１記載の発明は、
高圧小容量電磁ポンプ、パイロットチェック弁、シャットオフ弁及び方向切換弁を積層した積層弁と、
前記積層弁を取り付けた本体ブロック部材と、
前記本体ブロック部材に取り付けられたタンク部材と、
前記本体ブロック部材のシリンダ部に摺動自在に挿嵌されたピストンロッド部材と、
前記タンク部材に内蔵され前記本体ブロック部材に取り付けられた低圧大容量電磁ポンプと、
を備え、
前記積層弁、前記タンク部材及び前記ピストンロッド部材は油路で連通していることを特徴とする。
本発明によれば、タンク部材及びピストンロッド部材が本体ブロック部材と同一方向に配置され、積層弁が本体ブロック部材に設けられるので各部部材の一体化を図ることができ、装置全体がコンパクトになり配管も不要となる。

請求項２記載の発明は、前記タンク部材と前記ピストンロッド部材が対向して略同一線上に設けられ、前記積層弁が前記タンク部材及び前記ピストンロッド部材の軸心方向に対して同軸または任意の角度で交差して前記本体ブロック部材の上部に設けられていることを特徴とする。
本発明によれば、前記積層弁が、前記シリンダ部材及び前記ピストンロッド部材の軸心方向に対して同軸または任意の角度で交差して前記本体ブロック部材の上部に設けられているので、他の部材との連結が任意に調整できる。

請求項３記載の発明は、前記低圧大容量電磁ポンプが前記油圧タンク部材より取り出して前記本体ブロック部材に設置すると、前記タンク部材は最低シリンダの呼吸量を補う容量があればよく、該タンク部材の容量を小さくすることができタンク部材の形状、取付姿勢を任意に選択できる。

請求項４記載の発明は、前記低圧大容量電磁ポンプにより前記ピストンロッド部材を高速移動させて被加工物に当接し、前記高圧小容量電磁ポンプにより前記被加工物を把持するのでクランプ動作が迅速にでき、低圧で当接してから圧力を上げるので衝撃がなくクランプができるので、好適である。

請求項５記載の発明は、高圧小容量電磁ポンプ、パイロットチェック弁、シャットオフ弁及び方向切換弁を積層した積層弁と、
前記積層弁を取り付けた本体ブロック部材と、
前記本体ブロック部材のシリンダ部に摺動自在に挿嵌されたピストンロッド部材と、
前記本体ブロック部材に接続した低圧で出力の小さい駆動源と、
を備え、
前記駆動源により前記ピストンロッド部材に増圧を作用させること特徴とする。
本発明によれは、低圧で小出力の駆動源によりピストンロッド部材に増圧を作用させることができるので、コンパクトな駆動装置付アクチュエータを提供できる。

本発明の装置全体が配管を用いず連結することにより装置全体をコンパクトにすることができ、装置が簡素化され保守点検が容易になる。

本発明の第一の実施の形態に係る駆動装置付アクチュエータの概略構造を示す縦断面図である。 第一の実施の形態に係る駆動装置付アクチュエータの油圧回路図である。 本発明の第二の実施の形態に係る駆動装置付アクチュエータの概略構造を示す縦断面図である。 第二の実施の形態に係る駆動装置付アクチュエータの油圧回路図である。 本発明の第一の実施の形態に係る駆動装置付アクチュエータのサイクル線図である。 本発明の第三の実施の形態に係る駆動装置付アクチュエータの概略構造を示す縦断面図である。 従来の駆動装置付アクチュエータである油圧発生装置の油圧回路図である。

以下、本発明の駆動装置付アクチュエータにつき好適の実施の形態を挙げ、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明の第一の実施の形態に係る駆動装置付アクチュエータ１０の概略構造断面図を示す。
駆動装置付アクチュエータ１０は、本体ブロック（本体ブロック部材）１１と、本体ブロック１１に取り付けられた油圧タンク（油圧タンク部材）１２と、油圧タンク１２に対向して本体ブロック１１に取り付けられたピストンロッド（ピストンロッド部材）１３と、油圧タンク１２及びピストンロッド１３の上部に位置して本体ブロック１１に取り付けられた積層弁１４と、を備える。

油圧タンク１２は、本体ブロック１１の一端（図１で左側）にシール部材１５により一側（図１で右側）を液密に取り付けたシリンダチューブ１６と、シリンダチューブ１６の他側（図１で左側）にシール部材１５により液密に嵌着されたシリンダカバー１７と、シリンダカバー１７の上部に取り付けられたエアブリーザ１９と、該シリンダカバー１７の側面に設けられたコネクタ１８と、を備える。シリンダチューブ１６には本体ブロック１１に一端に取り付けられた低圧大容量電磁ポンプ２０が内蔵されている。

ピストンロッド１３は、本体ブロック１１の開口穴（シリンダ部）２１に摺動自在に嵌挿されたピストン２２と、該ピストン２２に一体的になったロッド２３とから構成される。ピストン２２は開口穴２１に対してシール部材２４により液密にシールされている。開口穴２１の一側にはロットカバー２５がシール部材１５により液密にシールされていると共に、ピストン２２を摺動自在に支持している。なお、ピストン２２はロッドカバー２５に装着されたブロック２６及び該ブロック２６に装着されたガイド部材２７により摺動自在に支持されている。

積層弁１４は油圧タンク１２及びピストンロッド１３に対して略直交して本体ブロック１１の上部に設けられているが、油圧タンク１２及びピストンロッド１３の軸心方向に対して交差して本体ブロック１１に取り付けてもよい。
積層弁１４は、高圧小容量電磁ポンプ２９が本体ブロック１１の上面に取り付けられており、高圧小容量電磁ポンプ２９から順にシャットオフ弁３０、パイロットチェック弁３１、ピストンロッド１３の前進（図１で矢印Ｘ方向）及び後退（図１で矢印Ｙ方向）に切り換える方向切換弁３２が積層されており、これらのバルブは該バルブに形成された油路（図示しない）により連通している。

本体ブロック１１には、油圧タンク１２、ピストンロッド１３及び積層弁１４に圧油を供給する油路が形成されている。油路３３は油圧タンク１２と積層弁１４を連通しており、油圧タンク１２と方向切換弁３２のタンクポートとが接続するようになっている。
油路３４は積層弁１４とピストンロッド１３のヘッド室３６とを連通する。油路３５は低圧大容量電磁ポンプ２０と方向切換弁３２の圧力ポートとを連通する。油路３７は電磁弁３２の出口（Ｂポート）とピストンロッド１３のロッド室３８とを連通する。

本発明の第一の実施の形態に係る駆動装置付アクチュエータ１０は基本的には以上のように構成されており、次に動作について図５のサイクル線図により説明する。図５のサイクル線図においてＰ１，Ｐ２は低圧大容量電磁ポンプ２０、高圧小容量電磁ポンプ２９を示し、ＳＯＬ１，ＳＯＬ２は方向切換弁３２、シャットオフ弁３０を示す。
図１において、ピストンロッド１３は矢印Ｙ方向に移動して後退限の位置にある。
よって、低圧大容量容量電磁ポンプ２０、高圧小容量電磁ポンプ２９、方向切換弁３２及びシャットオフ弁３０はいずれもＯＦFの状態になっている。

前記の状態で低圧大容量容量電磁ポンプ２０、高圧小容量電磁ポンプ２９、方向切換弁３２及びシャットオフ弁３０がいずれもＯＮの状態になると、圧油（作動油）は低圧大容量電磁ポンプ２０により吐出されて油路３５より方向切換弁３２、パイロットチェック弁３１を経て油路３４よりピストンロッド１３のヘッド室３６に入る。また、高圧小容量電磁ポンプ２９も油路３４よりピストンロッド１３のヘッド室３６に圧油（作動油）を送る。
一方、ピストンロッド１３のロッド室３８の圧油は油路３７よりシャットオフ弁３０を経て油路３４よりピストンロッド１３のヘッド室３６に入る差動回路を構成する。よって、ピストンロッド１３は高速で前進（図１で矢印Ｘ方向）を開始して図示しないクランプ装置が被加工物に低圧で当接する。

この状態で低圧大容量電磁ポンプ２０、シャットオフ弁３０をいずれもＯＦＦにすると、油路３７と油路３４が遮断され油路３７は方向切換弁３２を経て油路３３より油圧タンクに戻る。高圧小容量電磁ポンプ２９により吐出された圧油（作動油）は、ヘッド室３６とパイロットチェック弁３１の油路３４を昇圧して、ピストンロッド１３は高圧でクランプ装置が被加工物をクランプする。
被加工物のアンクランプは、低圧大容量容量電磁ポンプ２０の昇圧力ではパイロットチェック弁３１を開くことが出来ないためシャットオフ弁３０を一瞬ＯＮにしてヘッド室３６とパイロットチェック弁３１間の圧油を方向切換弁３２経て油路３３より油圧タンクに戻して圧抜きをする。その後、低圧大容量容量電磁ポンプ２０をＯＮ、方向切換弁３２をＯＦＦにすると、ピストンロッド１３は矢印Ｙ方向に移動して後退限の位置に移動する。

図３は本発明の第二の実施の形態に係る駆動装置付アクチュエータ４０の概略構造を示す縦断面図である。
図３において駆動装置付アクチュエータ４０は低圧大容量電磁ポンプ４１を油圧タンク１２から取り出して本体ブロック１１に設けた以外は第一の実施の形態に係る駆動装置付アクチュエータ１０に同じ構成であり、図３中、図１の構成構成要素と同一構成要素については同一符号を付して詳細な説明を省略する。以下、同様とする。
この駆動装置付アクチュエータ４０は油圧タンク１２の容量はシリンダの呼吸量を補う容量があればよいので、油圧タンク１２の容量を小さくできる。低圧大容量電磁ポンプ２０が油圧タンク１２より取り出してタンク外である本体ブロック１１に設けたので保守管理が容易である。

図６は本発明の第三の実施の形態に係る駆動装置付アクチュエータ７０の概略構造を示す。この駆動装置付アクチュエータ７０の特徴は、図１に示す低圧大容量電磁ポンプ２０の代わりに小さなパワーソウスを有する駆動源、例えば低圧大容量電磁ポンプ７１を用いてピストンロッド１３を作動させることが特徴である。
この駆動装置付アクチュエータ７０は外部の低出力油圧電動装置で駆動するが高圧小容量電磁ポンプを用いて増圧させるものである。

１０、４０、７０ 駆動装置付アクチュエータ
１１ 本体ブロック １２ 油圧タンク
１３ ピストンロッド １４ 積層弁
１５、２４ シール部材 １６ シリンダチューブ
１７ シリンダカバー ２０、７１ 低圧大容量電磁ポンプ
２１ 開口穴 ２２ ピストン
２６ ブロック ２７ ガイド部材
２９ 高圧小容量電磁ポンプ ３０ シャットオフ弁
３１ パイロットチェック弁 ３６ ヘッド室
３８ ロッド室

Claims (5)

1. 高圧小容量電磁ポンプ、パイロットチェック弁、シャットオフ弁及び方向切換弁を積層した積層弁と、
   前記積層弁を取り付けた本体ブロック部材と、
   前記本体ブロック部材に取り付けられたタンク部材と、
   前記本体ブロック部材のシリンダ部に摺動自在に挿嵌されたピストンロッド部材と、
   前記タンク部材に内蔵され前記本体ブロック部材に取り付けられた低圧大容量電磁ポンプと、
   を備え、
   前記積層弁、前記タンク部材及び前記ピストンロッド部材は油路で連通していることを特徴とする駆動装置付アクチュエータ。
2. 請求項１記載の駆動装置付アクチュエータにおいて、
   前記タンク部材と前記ピストンロッド部材が対向して略同一線上に設けられ、前記積層弁が前記タンク部材及び前記ピストンロッド部材の軸心方向に対して同軸または任意の角度で交差して前記本体ブロック部材の上部に設けられていることを特徴とする駆動装置付アクチュエータ。
3. 請求項１または請求項２記載の駆動装置付アクチュエータにおいて、
   前記低圧大容量電磁ポンプが前記タンク部材より取り出して前記本体ブロック部材に設置したことを特徴とする駆動装置付アクチュエータ。
4. 請求項１乃至３のいずれかに記載の駆動装置付アクチュエータにおいて、
   前記低圧大容量電磁ポンプにより前記ピストンロッド部材を高速移動させて被加工物に当接し、前記高圧小容量電磁ポンプにより前記被加工物を把持するようにしたことを特徴とする駆動装置付アクチュエータ。
5. 高圧小容量電磁ポンプ、パイロットチェック弁、シャットオフ弁及び方向切換弁を積層した積層弁と、
   前記積層弁を取り付けた本体ブロック部材と、
   前記本体ブロック部材のシリンダ部に摺動自在に挿嵌されたピストンロッド部材と、
   前記本体ブロック部材に接続した低圧で出力の小さい駆動源と、
   を備え、
   前記駆動源により前記ピストンロッド部材に増圧を作用させること特徴とする駆動装置付アクチュエータ。
   

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