JP5563173B1

JP5563173B1 - 液圧装置および液圧装置の制御方法

Info

Publication number: JP5563173B1
Application number: JP2014014413A
Authority: JP
Inventors: 正直山下; 宗万前田; 勉八木
Original assignee: 株式会社堀内機械
Priority date: 2013-10-16
Filing date: 2014-01-29
Publication date: 2014-07-30
Anticipated expiration: 2034-01-29
Also published as: JP2015098938A

Abstract

【課題】高精度の制御を行うことができる液圧装置および液圧装置の制御方法を提供することである。
【解決手段】本発明にかかる液圧装置１００，１００ａ，１００ｂは、シリンダチューブ２３０と、ピストン２１０と、ピストンロッド２２０と、シリンダチューブ２３０のピストン側の圧力を検出する第１圧力センサ４４０と、シリンダチューブ２３０のピストンロッド側の圧力を検出する第２圧力センサ４３０と、ピストン２１０室側の受圧面積およびピストンロッド２２０室側の受圧面積とを入力するタッチパネルと６１０と、第１圧力センサ４４０により検出された圧力、第２圧力センサ４３０により検出された圧力、およびタッチパネル６１０からの入力に基づいてピストンロッド２２０に加わる荷重値を演算する補正装置６００と、を含む。
【選択図】図１

Description

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および液圧装置の制御方法に関する。

従来から、プレス機等において、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。

しかし、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ることが多い。この液圧装置では、電動モータ、液圧ポンプ、液圧タンク、制御弁等の多数の液圧機器を必要とするため、高精度な制御が求められている。

例えば、特許文献１（特開平１０−１９３１９８号公報）には、打ち抜き位置を精度良く検出し、かつ、フレーム振動によるスライドの突っ込み量を抑えることを可能とする油圧プレスのブレークスルーの抑制制御装置について開示されている。

特許文献１記載の油圧プレスのブレークスルーの抑制制御装置は、スライドを上下動する油圧シリンダと、油圧ポンプから吐出された圧油を制御して油圧シリンダを上昇あるいは加圧下降等に切り換えるサーボバルブとを備えた油圧プレスのブレークスルーの抑制制御装置において、スライドが加圧下降するときの油圧シリンダの加圧するための圧力を検出する加工側圧力センサと、スライドが上昇するときの油圧シリンダの上昇するための圧力を検出する上昇側圧力センサと、この検出された加圧側圧力値及び上昇側圧力値に基づいて、スライドにかかる荷重を算出する荷重演算手段と、この演算された荷重値に基づいてブレークスルーの発生を判定し、ブレークスルー発生のとき、発生信号を出力するブレークスルー判定手段と、この発生信号を入力し、油圧シリンダを上昇させるためのサーボバルブの制御指令を演算し、出力するサーボバルブ出力演算手段と、この制御指令を受けてサーボバルブを制御するサーボバルブ指令出力手段とを備えたことを特徴とするものである。

また、特許文献２（特開２０００−１２０６１１号公報）には、荷重変換器から引き出されるリード線が移動することなく、しかも充分な測定精度を得る流体圧シリンダ装置について開示されている。

特許文献２記載の流体圧シリンダ装置は、シリンダチューブ内を摺動するピストンに連結されたピストンロッドが、シリンダチューブの一端部に連結されたロッドカバーを貫通して外部に突出するように構成された流体圧シリンダ装置であって、ロッドカバーには、当該流体圧シリンダ装置を外部のフレームに取り付けるための取り付け部と、取り付け部とシリンダチューブへの連結部との間に加わる軸方向の荷重を検出して電気信号に変換するための荷重変換部と、が、一体的に設けられてなるものである。

さらに特許文献３（特開平０６−３４５３９２号公報）には、市販の油圧ジャッキでも正確な荷重制御試験が行えるようにした油圧ジャッキ制御システムを提供する油圧ジャッキ制御システムについて開示されている。

特許文献３記載の油圧ジャッキ制御システムは、所定の目標荷重で試料を負荷すべく複動式の油圧ジャッキを駆動制御する制御システムであって、油圧ジャッキの両油圧室の圧力を検出する圧力センサと、外部操作に応じて油圧ジャッキのピストンの受圧面積に関する物理量を入力する入力手段と、検出された圧力と入力された物理量とに基づいて油圧ジャッキの推力を演算する演算手段と、演算された油圧ジャッキの推力と目標荷重との偏差に応じて油圧ジャッキに導かれる圧油を制御する油圧制御手段とを具備するものである。

特開平１０−１９３１９８号公報特開２０００−１２０６１１号公報特開平０６−３４５３９２号公報

以上のように、特許文献１記載の装置では、ブレークスルーの抑制を課題としており、特許文献２記載の装置では、リード線が移動せず、かつ高精度の制御を課題としており、特許文献３の装置では、演算処理により高精度の制御を課題としている。

しかしながら、液圧装置において、高精度の制御を行うことは困難であり、液圧装置個々の個体差によるバラツキも考慮する必要がある。

特に、特許文献３には、荷重検出器と演算処理とを切り換えて個々に演算を行う場合について記載されているが、液圧装置の一回ごとのバラツキを考慮すると高精度と言えず、好ましくない。

本発明の目的は、高精度の制御を行うことができる液圧装置および液圧装置の制御方法を提供することである。

（１）
一局面に従う液圧装置は、シリンダチューブと、ピストンと、ピストンロッドと、シリンダチューブのピストン側の圧力を検出する第１圧力検知器と、シリンダチューブのピストンロッド側の圧力を検出する第２圧力検知器と、ピストン室側の受圧面積およびピストンロッド室側の受圧面積とを入力する入力部と、第１圧力検知器により検出された圧力、第２圧力検知器により検出された圧力、および入力部からの入力に基づいてピストンロッドに加わる荷重値を演算する演算部と、を含み、演算部は、ピストンロッドに直接加わる実荷重を入力部により入力した場合に、補正係数に基づいてピストンロッドに加わる荷重値を補正演算するものである。

本発明にかかる液圧装置は、シリンダチューブと、ピストンと、ピストンロッドと、シリンダチューブのピストン側の圧力を検出する第１圧力検知器と、シリンダチューブのピストンロッド側の圧力を検出する第２圧力検知器と、ピストン室側の受圧面積およびピストンロッド室側の受圧面積とを入力する入力部と、第１圧力検知器により検出された圧力、第２圧力検知器により検出された圧力、および入力部からの入力に基づいてピストンロッドに加わる荷重値を演算する演算部と、を含む。

この場合、演算部は、ピストンロッドに直接加わる実荷重を入力部により入力した場合に、補正係数に基づいてピストンロッドに加わる荷重値を補正演算する。その結果、１回の液圧装置の動作において、直接的に計測した実荷重と、第１圧力検知器により検出された圧力、第２圧力検知器により検出された圧力、および入力部からの入力から演算出力される間接的な荷重と、を用いて、補正係数を算出し、補正係数に応じて正確な荷重値を出力することができる。
したがって、バラツキを最小限に抑制して、正確な荷重値で液圧装置を制御することができる。

（２）
他の局面に従う液圧装置は、シリンダチューブと、ピストンと、ピストンロッドと、シリンダチューブのピストン側の圧力を検出する第１圧力検知器と、シリンダチューブのピストンロッド側の圧力を検出する第２圧力検知器と、ピストン室側の受圧面積およびピストンロッド室側の受圧面積を入力可能な入力部と、第１圧力検知器により検出された圧力、第２圧力検知器により検出された圧力、および入力部からの入力に基づいてピストンロッドに加わる荷重値を演算する演算部と、ピストンロッドに取付け可能な荷重変換器と、を含み、演算部は、荷重変換器の実荷重と、ピストンロッドに加わる間接的な荷重値と、に応じて、ピストンロッドに加わる荷重値を自動補正するものである。

本発明にかかる液圧装置は、シリンダチューブと、ピストンと、ピストンロッドと、シリンダチューブのピストン側の圧力を検出する第１圧力検知器と、シリンダチューブのピストンロッド側の圧力を検出する第２圧力検知器と、ピストン室側の受圧面積およびピストンロッド室側の受圧面積を入力可能な入力部と、第１圧力検知器により検出された圧力、第２圧力検知器により検出された圧力、および入力部からの入力に基づいてピストンロッドに加わる荷重値を演算する演算部と、ピストンロッドに取付け可能な荷重変換器と、を含むものである。

この場合、演算部は、荷重変換器の実荷重と、第１圧力検知器により検出された圧力、第２圧力検知器により検出された圧力、および入力部からの入力に基づいてピストンロッドに加わる間接的な荷重値と、に応じて、ピストンロッドに加わる荷重値を自動補正する。
その結果、１回の液圧装置の動作において、荷重変換器の実荷重と、第１圧力検知器により検出された圧力、第２圧力検知器により検出された圧力、および入力部からの入力から演算出力される間接的な荷重と、を用いて、バラツキを最小限に抑制して、荷重値を自動補正することができる。

また、荷重変換器は取り外し可能であるため、検査時のみ荷重変換器を取り付けて計測し、自動補正させることができる。さらに、稼動時に荷重変換器を取り外すことができるので、自動補正後に正確な稼動を行うことができる。

（３）
さらに他の局面に従う液圧装置は、シリンダチューブと、ピストンと、ピストンロッドと、シリンダチューブのピストン側またはピストンロッド側の圧力を検出する第３圧力検知器と、ピストン室側の受圧面積および／またはピストンロッド室側の受圧面積とを入力する入力部と、第３圧力検知器により検出された圧力および入力部からの入力に基づいてピストンロッドに加わる荷重値を演算する演算部と、を含み、演算部は、ピストンロッドに直接加わる実荷重を入力部により入力した場合に、補正係数に基づいてピストンロッドに加わる荷重値を補正演算するものである。

本発明にかかる液圧装置は、シリンダチューブと、ピストンと、ピストンロッドと、シリンダチューブのピストン側またはピストンロッド側の圧力を検出する第３圧力検知器と、ピストン室側の受圧面積および／またはピストンロッド室側の受圧面積とを入力する入力部と、第３圧力検知器により検出された圧力および入力部からの入力に基づいてピストンロッドに加わる荷重値を演算する演算部と、を含むものである。

この場合、演算部は、ピストンロッドに直接加わる実荷重を入力部により入力した場合に、補正係数に基づいてピストンロッドに加わる荷重値を補正演算する。その結果、１回の液圧装置の動作において、直接的に計測した実荷重と、第３圧力検知器により検出された圧力、および入力部からの入力から演算出力される間接的な荷重と、を用いて、補正係数を算出し、補正係数に応じて正確な荷重値を出力することができる。
したがって、バラツキを最小限に抑制して、かつ圧力検知器の個数を最小限で構成し、正確な荷重値で液圧装置を制御することができる。

（４）
さらに他の局面に従う液圧装置は、シリンダチューブと、ピストンと、ピストンロッドと、シリンダチューブのピストン側またはピストンロッド側の圧力を検出する第３圧力検知器と、ピストン室側の受圧面積および／またはピストンロッド室側の受圧面積を入力可能な入力部と、第３圧力検知器により検出された圧力および入力部からの入力に基づいてピストンロッドに加わる荷重値を演算する演算部と、ピストンロッドに取付け可能な荷重変換器と、を含み、演算部は、荷重変換器の実荷重と、ピストンロッドに加わる間接的な荷重値と、に応じて、ピストンロッドに加わる荷重値を自動補正するものである。

本発明にかかる液圧装置は、シリンダチューブと、ピストンと、ピストンロッドと、シリンダチューブのピストン側またはピストンロッド側の圧力を検出する第３圧力検知器と、ピストン室側の受圧面積および／またはピストンロッド室側の受圧面積を入力可能な入力部と、第３圧力検知器により検出された圧力および入力部からの入力に基づいてピストンロッドに加わる荷重値を演算する演算部と、ピストンロッドに取付け可能な荷重変換器と、を含むものである。

この場合、演算部は、荷重変換器の実荷重と、ピストンロッドに加わる間接的な荷重値と、に応じて、ピストンロッドに加わる荷重値を自動補正する。その結果、１回の液圧装置の動作において、荷重変換器の実荷重と、第３圧力検知器により検出された圧力、および入力部からの入力から演算出力される間接的な荷重と、を用いて、バラツキを最小限に抑制して、かつ圧力検知器の個数を最小限で構成し、荷重値を自動補正することができる。

（５）
他の局面に従う液圧装置の制御方法は、シリンダチューブのピストン側の圧力を検出する第１圧力検知工程と、シリンダチューブのピストンロッド側の圧力を検出する第２圧力検知工程と、ピストン室側の受圧面積およびピストンロッド室側の受圧面積を入力する入力工程と、第１圧力検知工程、第２圧力検知工程および入力工程に基づいてピストンロッドに加わる荷重値を演算する演算工程と、ピストンロッドに直接的にかかる荷重を計測する荷重変換工程と、を含み、演算工程は、荷重変換工程に応じて、ピストンロッドに加わる荷重値を自動補正するものである。

この場合、荷重変換工程による直接的な実荷重と、第１圧力検知工程、第２圧力検知工程、および入力工程に基づいてピストンロッドに加わる間接的な荷重値と、に応じて、ピストンロッドに加わる荷重値を自動補正することができる。
その結果、１回の液圧装置の制御動作において、バラツキを最小限に抑制して、荷重値を自動補正した制御を行うことができる。

（６）
他の局面に従う液圧装置の制御方法は、シリンダチューブのピストン側またはピストンロッド側の圧力を検出する第３圧力検知工程と、ピストン室側の受圧面積および／またはピストンロッド室側の受圧面積を入力する入力工程と、第３圧力検知工程および入力工程に基づいてピストンロッドに加わる荷重値を演算する演算工程と、ピストンロッドに直接的にかかる荷重を計測する荷重変換工程と、を含み、演算工程は、荷重変換工程に応じて、ピストンロッドに加わる荷重値を自動補正するものである。

この場合、荷重変換工程による直接的な実荷重と、第３圧力検知工程、および入力工程に基づいてピストンロッドに加わる間接的な荷重値と、に応じて、ピストンロッドに加わる荷重値を自動補正することができる。
その結果、１回の液圧装置の制御動作において、バラツキを最小限に抑制して、かつ圧力検知器の個数を最小限で構成し、荷重値を自動補正した制御を行うことができる。

本実施の形態にかかる液圧装置の一例を示す模式図である。図１に示す油圧シリンダの模式的拡大図である。他の実施の形態にかかる液圧装置の一例を示す模式図である。図３に示す油圧シリンダの模式的拡大図である。さらに他の実施の形態にかかる液圧装置の一例を示す模式図である。図５に示す油圧シリンダの模式的拡大図である。液圧装置の作動液量調整装置の一例を示す模式図である。図７の作動液量調整装置の一例を示す模式図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品には同一の符号を付す。また、同符号の場合には、それらの名称および機能も同一である。したがって、それらについての詳細な説明は繰り返さないものとする。

（一実施の形態）
まず、図１は本実施の形態にかかる液圧装置１００の一例を示す模式図であり、図２は、図１の油圧シリンダ２００の一例を示す模式的拡大図である。

（液圧装置の概略）
図１に示す液圧装置１００は、主に、油圧シリンダ２００、荷重変換器３００、モータ４００、エンコーダ４２０、第２圧力センサ４３０、第１圧力センサ４４０、ポンプ４５０、コントローラ５００、補正装置６００およびタッチパネル６１０を含む。

図１および図２に示す液圧装置１００の油圧シリンダ２００は、複動シリンダからなり、ピストン２１０、ピストンロッド２２０、シリンダチューブ２３０、ロッドカバー２４０およびヘッドカバー２５０からなる。ピストンロッド２２０の一端にピストン２１０が設けられ、ピストン２１０がシリンダチューブ２３０内に収容される。シリンダチューブ２３０の端部には、ロッドカバー２４０およびヘッドカバー２５０が設けられる。
その結果、ピストン２１０によりシリンダチューブ２３０内がピストンロッド室側と、ピストン室側とに区分けされる。

ここで、ピストンロッド室側の断面を断面Ａ２と仮定し、ピストン室側の断面を断面Ａ１と仮定する。

シリンダチューブ２３０のピストン室側には、第１圧力センサ４４０が設けられ、シリンダチューブ２３０のピストンロッド室側には、第２圧力センサ４３０が設けられる。

（油圧シリンダの動作）
以下、油圧シリンダ２００の動作について簡略的に説明を行う。まず、コントローラ５００からのモータ制御信号に応じてモータ４００が回転し、当該モータ４００の回転に応じてポンプ４５０が駆動する。
なお、本実施の形態においては、少なくともポンプ４５０は、正逆回転が可能である。いわゆる双方向ポンプである。

また、さらにモータ４００も正逆回転が可能であってもよい。すなわち、ポンプ４５０およびモータ４００のうち少なくとも一方、または両方が正逆回転可能であってもよい。また、モータ４００およびポンプ４５０を複数設けてもよい。

また、ポンプ４５０の回転動作をエンコーダ４２０で検出し、コントローラ５００に与えてもよい。その結果、ポンプ４５０のフィードバック制御を行うことができる。

ポンプ４５０からピストン室側に圧油が送り込まれた場合、ピストンロッド２２０が伸張動作を行う。
一方、ポンプ４５０からピストンロッド室側に圧油が送り込まれた場合、ピストンロッド２２０が退行（萎縮）動作を行う。

以上のように、油圧シリンダ２００のピストンロッド２２０は、伸張または退行方向に複動する。また、油圧シリンダ２００のピストンロッド２２０には、重量物（図示省略）等が連結されたり、打ち抜き用の型が設けられたりする。ピストンロッド２２０の伸張動作また退行動作により、重量物の移動または型打ち抜き等を行うことができる。

なお、図１および図２においては、記載していないが、通常の双方向ではないポンプ、バルブまたは電磁弁等を用いてもよい。
さらに、本実施の形態においては、油圧シリンダ２００について説明したが、油圧以外の他の液体を用いたシリンダにも適用することができる。

（補正装置の概略動作）
図１または図２に示すように、第１圧力センサ４４０は、シリンダチューブ２３０のピストン室側の内圧Ｐ１を計測し、当該計測した内圧Ｐ１を補正装置６００に与える。
同様に、第２圧力センサ４３０は、シリンダチューブ２３０のピストンロッド室側の内圧Ｐ２を計測し、当該計測した内圧Ｐ２を補正装置６００に与える。

続いて、タッチパネル６１０を用いてピストンロッド室側の断面Ａ２とピストン室側の断面Ａ１を入力する。補正装置６００は、タッチパネル６１０により入力された断面Ａ１および断面Ａ２を受信する。

補正装置６００は、断面Ａ１および断面Ａ２と、第１圧力センサ４４０および第２圧力センサ４３０とを用いて、ピストンロッド２２０にかかる間接的な荷重値Ｆｏｒｇを算出する。
例えば、補正装置６００は、間接的な荷重値Ｆｏｒｇを算出するために、断面Ａ１と第１圧力センサ４４０が計測したピストン室側の内圧Ｐ１とを積算し、その積算結果から、断面Ａ２と第２圧力センサ４３０が計測したピストンロッド室側の内圧Ｐ２との積算を減算する。
（数１）
Ｆｏｒｇ＝Ａ１・Ｐ１−Ａ２・Ｐ２・・・（１）

しかしながら、両側の第１圧力センサ４４０および第２圧力センサ４３０の圧力検出精度、受圧面積の断面Ａ１および断面Ａ２の誤差、第１圧力センサ４４０および第２圧力センサ４３０のオフセット等の影響で誤差が発生する。

次いで、補正装置６００は、荷重変換器（ロードセル）３００から直接的な荷重値Ｆｒｅｆを受信する。

補正装置６００は、以下の式から、第１補正係数Ｃａｄｊおよび第２補正係数Ｃｏｆｆを算出する。
（数２）
Ｆｒｅｆ＝Ｃａｄｊ・Ｆｏｒｇ−Ｃｏｆｆ
＝Ｃａｄｊ・Ａ１・Ｐ１−Ｃａｄｊ・Ａ２・Ｐ２−Ｃｏｆｆ・・・（２）

補正装置６００は、油圧シリンダ２００を１度動作させた場合に、間接的な荷重値および直接的な荷重値を同時に計測して補正係数を算出し、液圧装置１００を稼動させることができるので、制御精度をより高くすることができる。

なお、本実施の形態においては、タッチパネル６１０を用いて断面Ａ１および断面Ａ２を入力することとしているが、これに限定されず、自動入力としてもよく、液圧装置１００の型番等を入力することで、予め記録された数値が自動的に読み出されてもよい。

また、荷重変換器３００の直接的な荷重値Ｆｒｅｆを自動的に補正装置６００に与えられることとしているが、これに限定されず、ユーザの手作業で、タッチパネル６１０を用いて入力されてもよい。例えば、ユーザが、荷重変換器３００の直接的な荷重値Ｆｒｅｆ
を認識し、第１補正係数Ｃａｄｊおよび第２補正係数Ｃｏｆｆを推算して、タッチパネル６１０により手入力してもよい。

また、本実施の形態においては、複数の荷重値Ｆｏｒｇで、式１および式２に基づいて第１補正係数Ｃａｄｊおよび第２補正係数Ｃｏｆｆを算出してもよい。第１圧力センサ４４０および第２圧力センサ４３０の特性、および荷重変換器３００の特性は、線形である
ため、いわゆる傾きを示す第１補正係数Ｃａｄｊ、オフセット値を示す第２補正係数Ｃｏｆｆにより補正が可能である。

以上のように、液圧装置１００においては、１回の液圧装置１００の動作において、直接的に計測した荷重値Ｆｒｅｆと、第１圧力センサ４４０により検出された内圧Ｐ１、第２圧力センサ４３０により検出された内圧Ｐ２、およびタッチパネル６１０からの入力される断面Ａ１および断面Ａ２から演算出力される間接的な荷重値Ｆｏｒｇと、を用いて、第１補正係数Ｃａｄｊおよび第２補正係数Ｃｏｆｆを算出し、当該補正係数に応じて正確な荷重値を出力することができる。
したがって、バラツキを最小限に抑制して、正確な荷重値で液圧装置１００を制御することができる。

また、荷重変換器３００は取り外し可能であるため、検査時のみ荷重変換器３００を取り付けて計測し、自動補正させることができる。さらに、稼動時に荷重変換器３００を取り外すことができるので、自動補正後に正確な稼動を行うことができる。
例えば、荷重変換器３００は、コネクタにより補正装置６００と接続可能に設けられている。

（他の実施の形態）
図３は、他の本実施の形態にかかる液圧装置１００ａの一例を示す模式図であり、図４は、図３の油圧シリンダ２００ａの一例を示す模式的拡大図である。

（液圧装置の概略）
図３に示す液圧装置１００ａは、主に、油圧シリンダ２００ａ、荷重変換器３００、モータ４００、エンコーダ４２０、第３圧力センサ４３５、ポンプ４５０、コントローラ５００、補正装置６００およびタッチパネル６１０を含む。

図３および図４に示す液圧装置１００ａの油圧シリンダ２００ａは、複動シリンダからなり、ピストン２１０、ピストンロッド２２０、シリンダチューブ２３０、ロッドカバー２４０およびヘッドカバー２５０からなる。ピストンロッド２２０の一端にピストン２１０が設けられ、ピストン２１０がシリンダチューブ２３０内に収容される。シリンダチューブ２３０の端部には、ロッドカバー２４０およびヘッドカバー２５０が設けられる。
その結果、ピストン２１０によりシリンダチューブ２３０内がピストンロッド室側と、ピストン室側とに区分けされる。

ここで、ピストン室側の断面を断面Ａ１と仮定する。

シリンダチューブ２３０のピストン室側には、第３圧力センサ４３５が設けられる。

（油圧シリンダの動作）
以下、油圧シリンダ２００ａの動作は、上述した油圧シリンダ２００の動作と同じである。

（補正装置の概略動作）
図３または図４に示すように、第３圧力センサ４３５は、シリンダチューブ２３０のピストン室側の内圧Ｐ１を計測し、当該計測した内圧Ｐ１を補正装置６００に与える。

続いて、タッチパネル６１０を用いてピストン室側の断面Ａ１を入力する。補正装置６００は、タッチパネル６１０により入力された断面Ａ１を受信する。

補正装置６００は、断面Ａ１と、第３圧力センサ４３５とを用いて、ピストンロッド２２０にかかる間接的な荷重値Ｆｏｒｇを算出する。
例えば、補正装置６００は、間接的な荷重値Ｆｏｒｇを算出するために、断面Ａ１と第３圧力センサ４３５の内圧Ｐ１とを積算する。
（数３）
Ｆｏｒｇ＝Ａ１・Ｐ１・・・（３）

しかしながら、第３圧力センサ４３５の圧力検出精度、受圧面積の断面Ａ１の誤差、第３圧力センサ４３５のオフセット等の影響で誤差が発生する。

補正装置６００は、以下の式から、第１補正係数Ｃａｄｊおよび第２補正係数Ｃｏｆｆを算出する。
（数４）
Ｆｒｅｆ＝Ｃａｄｊ・Ｆｏｒｇ−Ｃｏｆｆ
＝Ｃａｄｊ・Ａ１・Ｐ１−Ｃｏｆｆ・・・（４）

補正装置６００は、油圧シリンダ２００ａを１度動作させた場合に、間接的な荷重値および直接的な荷重値を同時に計測して補正係数を算出し、液圧装置１００ａを稼動させることができるので、制御精度をより高くすることができる。また、圧力センサの個数を最低限にすることができる。

なお、本実施の形態においては、タッチパネル６１０を用いて断面Ａ１を入力することとしているが、これに限定されず、自動入力としてもよく、液圧装置１００ａの型番等を入力することで、予め記録された数値が自動的に読み出されてもよい。

また、荷重変換器３００の直接的な荷重値Ｆｒｅｆを自動的に補正装置６００に与えられることとしているが、これに限定されず、ユーザの手作業で、タッチパネル６１０を用いて入力されてもよい。例えば、ユーザが、荷重変換器３００の直接的な荷重値Ｆｒｅｆを認識し、第１補正係数Ｃａｄｊおよび第２補正係数Ｃｏｆｆを推算して、タッチパネル６１０により手入力してもよい。

また、本実施の形態においては、複数の荷重値Ｆｏｒｇで、式３および式４に基づいて第１補正係数Ｃａｄｊおよび第２補正係数Ｃｏｆｆを算出してもよい。第３圧力センサ４３５の特性、および荷重変換器３００の特性は、線形であるため、いわゆる傾きを示す第１補正係数Ｃａｄｊ、オフセット値を示す第２補正係数Ｃｏｆｆにより補正が可能である。

以上のように、液圧装置１００ａにおいては、１回の液圧装置１００ａの動作において、直接的に計測した荷重値Ｆｒｅｆと、第３圧力センサ４３５により検出された内圧Ｐ１、およびタッチパネル６１０からの入力される断面Ａ１から演算出力される間接的な荷重値Ｆｏｒｇと、を用いて、第１補正係数Ｃａｄｊおよび第２補正係数Ｃｏｆｆを算出し、当該補正係数に応じて正確な荷重値を出力することができる。
したがって、バラツキを最小限に抑制して、正確な荷重値で液圧装置１００ａを制御することができる。

（さらに他の実施の形態）
図５は、他の本実施の形態にかかる液圧装置１００ｂの一例を示す模式図であり、図６は、図５の油圧シリンダ２００ｂの一例を示す模式的拡大図である。

（液圧装置の概略）
図５に示す液圧装置１００ｂは、主に、油圧シリンダ２００ｂ、荷重変換器３００、モータ４００、エンコーダ４２０、第４圧力センサ４４５、ポンプ４５０、コントローラ５００、補正装置６００およびタッチパネル６１０を含む。

図５および図６に示す液圧装置１００ｂの油圧シリンダ２００ｂは、複動シリンダからなり、ピストン２１０、ピストンロッド２２０、シリンダチューブ２３０、ロッドカバー２４０およびヘッドカバー２５０からなる。ピストンロッド２２０の一端にピストン２１０が設けられ、ピストン２１０がシリンダチューブ２３０内に収容される。シリンダチューブ２３０の端部には、ロッドカバー２４０およびヘッドカバー２５０が設けられる。
その結果、ピストン２１０によりシリンダチューブ２３０内がピストンロッド室側と、ピストン室側とに区分けされる。

ここで、ピストンロッド室側の断面を断面Ａ２と仮定する。

シリンダチューブ２３０のピストンロッド室側には、第４圧力センサ４４５が設けられる。

（油圧シリンダの動作）
以下、油圧シリンダ２００ｂの動作は、上述した油圧シリンダ２００，２００ａの動作と同じである。

（補正装置の概略動作）
図５または図６に示すように、第４圧力センサ４４５は、シリンダチューブ２３０のピストンロッド室側の内圧Ｐ２を計測し、当該計測した内圧Ｐ２を補正装置６００に与える。

続いて、タッチパネル６１０を用いてピストンロッド室側の断面Ａ２を入力する。補正装置６００は、タッチパネル６１０により入力された断面Ａ２を受信する。

補正装置６００は、断面Ａ２と、第４圧力センサ４４５とを用いて、ピストンロッド２２０にかかる間接的な荷重値Ｆｏｒｇを算出する。
例えば、補正装置６００は、間接的な荷重値Ｆｏｒｇを算出するために、断面Ａ２と第４圧力センサ４４５の内圧Ｐ２とを積算する。
（数５）
Ｆｏｒｇ＝−Ａ２・Ｐ２・・・（５）

しかしながら、第４圧力センサ４４５の圧力検出精度、受圧面積の断面Ａ２の誤差、第４圧力センサ４４５のオフセット等の影響で誤差が発生する。

補正装置６００は、以下の式から、第１補正係数Ｃａｄｊおよび第２補正係数Ｃｏｆｆを算出する。
（数６）
Ｆｒｅｆ＝Ｃａｄｊ・Ｆｏｒｇ−Ｃｏｆｆ
＝−Ｃａｄｊ・Ａ２・Ｐ２−Ｃｏｆｆ・・・（６）

補正装置６００は、油圧シリンダ２００ｂを１度動作させた場合に、間接的な荷重値および直接的な荷重値を同時に計測して補正係数を算出し、液圧装置１００ｂを稼動させることができるので、制御精度をより高くすることができる。また、圧力センサの個数を最低限にすることができる。

なお、本実施の形態においては、タッチパネル６１０を用いて断面Ａ２を入力することとしているが、これに限定されず、自動入力としてもよく、液圧装置１００ｂの型番等を入力することで、予め記録された数値が自動的に読み出されてもよい。

また、本実施の形態においては、複数の荷重値Ｆｏｒｇで、式５および式６に基づいて第１補正係数Ｃａｄｊおよび第２補正係数Ｃｏｆｆを算出してもよい。第４圧力センサ４４５の特性、および荷重変換器３００の特性は、線形であるため、いわゆる傾きを示す第１補正係数Ｃａｄｊ、オフセット値を示す第２補正係数Ｃｏｆｆにより補正が可能である。

以上のように、液圧装置１００ｂにおいては、１回の液圧装置１００ｂの動作において、直接的に計測した荷重値Ｆｒｅｆと、第４圧力センサ４４５により検出された内圧Ｐ２、およびタッチパネル６１０からの入力される断面Ａ２から演算出力される間接的な荷重値Ｆｏｒｇと、を用いて、第１補正係数Ｃａｄｊおよび第２補正係数Ｃｏｆｆを算出し、当該補正係数に応じて正確な荷重値を出力することができる。
したがって、バラツキを最小限に抑制して、正確な荷重値で液圧装置１００ｂを制御することができる。

次いで、図７は、液圧装置１００，１００ａ，１００ｂの作動液量調整装置９００の一例を示す模式図である。

図１から図６に示した液圧装置１００，１００ａ，１００ｂには、油圧シリンダ２００，２００ａ，２００ｂと、ポンプ４５０との間に本来設けられている作動液量調整装置９００が省略されている。

作動液量調整装置９００は、ポンプ４５０または／および油圧シリンダ２００，２００ａ，２００ｂからの作動液の漏れ分を調整したり、油圧シリンダ２００，２００ａ，２００ｂの作動に伴って、ピストン室側とピストンロッド室側との作動液量に差がある場合の作動液量を調整したりするものである。

次いで、図８は、図７の作動液量調整装置９００の一例を示す模式図である。

図８に示すように、作動液量調整装置９００は、リリーフ弁（圧力制御弁）２６０，２６１、パイロットチェック弁２６５，２６６、チェック弁２７０，２７１、タンク２７５を含む。

図８に示すように、ピストンロッド側流路には低圧側のタンク２７５との間にパイロットチェック弁２６５が接続されており、パイロットチェック弁２６５はタンク２７５からピストンロッド側流路への流出を許容する方向に設けられている。
パイロットチェック弁２６５はピストン側流路の液圧をパイロット圧として導入しピストン側流路の液圧が上昇したときに開弁してピストンロッド側流路とタンク２７５とを連通するように接続されている。

また、ピストン側流路には、低圧側のタンク２７５との間にパイロットチェック弁２６６が接続されており、パイロットチェック弁２６６はピストン側流路からタンク２７５への流出を許容する方向に設けられている。
パイロットチェック弁２６６はピストンロッド側流路の液圧をパイロット圧として導入し、ピストンロッド側流路の液圧が上昇したときに開弁してピストン側流路とタンク２７５とを連通するように接続されている。

さらに、ピストン側流路には、低圧側のタンク２７５との間にリリーフ弁２６１が設けられ、ピストンロッド側流路には、低圧側のタンク２７５との間にリリーフ弁２６０が設けられる。

また、ピストン側流路には、低圧側のタンク２７５との間にチェック弁２７１が設けられ、ピストンロッド側流路には、低圧側のタンク２７５との間にチェック弁２７０が設けられる。

以下、作動液量調整装置９００の動作について説明する。例えば、電動モータ４００を正回転させると、油圧シリンダ２００のピストンロッド側流路を介してポンプ４５０に作動液が吸入される。そして、ピストン側流路を介して油圧シリンダ２００に圧液が供給される。これにより、ピストンロッド２２０が伸張動作を行う。

このとき、ピストンロッド側から吐出される作動液量と、ピストン側へ流入する圧液量とでは、ピストンロッド２２０の体積分の差が生じる。このときの不足分の作動液は、ピストン側流路の圧力が上昇することから、パイロットチェック弁２６５が開弁されて、タンク２７５からパイロットチェック弁２６５を介してピストンロッド側流路に作動液が補給される。この時、ピストンロッド側とタンク２７５は連通し、低圧側のタンク２７５の圧力は大気圧のため、ピストンロッド側の圧力は略ゼロとなる。

また、電動モータ４００を逆回転させると、油圧シリンダ２００のピストン側流路を介してポンプ４５０から作動液が吸入され、ピストンロッド側流路を介して油圧シリンダ２００に圧液が供給される。よって、ピストンロッド２２０が退行（萎縮）動作を行う。
このとき、ピストン側から吐出される作動液量と、ピストンロッド側へ流入する圧液量とでは、ピストンロッド２２０の体積分の差が生じる。このときの過剰分の作動液は、ピストンロッド側流路の圧力が上昇することから、パイロットチェック弁２６６が開弁されて、ピストン側流路からパイロットチェック弁２６６を介してタンク２７５に作動液が排出される。この時、ピストン側とタンク２７５は連通し、低圧側のタンク２７５の圧力は大気圧のため、ピストン側の圧力は略ゼロとなる。

以上の作動液量調整装置９００により、ポンプ４５０または／および油圧シリンダ２００，２００ａ，２００ｂからの作動液の漏れ分の調整、および油圧シリンダ２００，２００ａ，２００ｂの作動に伴って、ピストン室側とピストンロッド室側との作動液量に差がある場合の作動液量を調整することができる。
上述のように、ピストンロッド２２０が伸張動作を行う場合は、ピストンロッド側の圧力は略ゼロとなり、ピストンロッド２２０が退行（萎縮）動作を行う場合は、ピストン側の圧力は略ゼロとなる。

その結果、図３から図５における液圧装置１００ａ，１００ｂにおいては、第３圧力センサ４３５または第４圧力センサ４４５のいずれか一方のみであっても、ピストンロッド２２０の伸張動作または退行（萎縮）動作状態における圧力を正確に検出することができる。その結果、高精度の制御を行うことができる。なお、液圧装置１００に示すように、第２圧力センサ４３０および第１圧力センサ４４０を設けた場合には、さらに精度を高めることができる。

本発明においては、シリンダチューブ２３０がシリンダチューブに相当し、ピストン２１０がピストンに相当し、ピストンロッド２２０がピストンロッドに相当し、第１圧力センサ４４０が第１圧力検知器に相当し、第２圧力センサ４３０が第２圧力検知器に相当し、第３圧力センサ４３５または第４圧力センサ４４５が第３圧力検知器に相当し、断面Ａ１がピストン室側の受圧面積に相当し、断面Ａ２がピストンロッド室側の受圧面積に相当し、タッチパネル６１０が入力部に相当し、補正装置６００が演算部に相当し、荷重値Ｆｒｅｆが直接加わる実荷重に相当し、液圧装置１００，１００ａ，１００ｂが液圧装置に相当し、荷重変換器（ロードセル）３００が取付け可能な荷重変換器に相当し、第１圧力センサ４４０の工程が、第１圧力検知工程に相当し、第２圧力センサ４３０の工程が第２圧力検知工程に相当し、第３圧力センサ４３５または第４圧力センサ４４５の工程が第３圧力検知工程に相当し、タッチパネル６１０の入力動作が入力工程に相当し、補正装置６００の動作が演算工程に相当し、荷重変換器（ロードセル）３００の工程が荷重変換工程に相当する。

本発明の好ましい一実施の形態は上記の通りであるが、本発明はそれだけに制限されない。本発明の精神と範囲から逸脱することのない様々な実施形態が他になされることは理解されよう。さらに、本実施形態において、本発明の構成による作用および効果を述べているが、これら作用および効果は、一例であり、本発明を限定するものではない。

１００，１００ａ，１００ｂ液圧装置
２００，２００ａ，２００ｂ油圧シリンダ
２１０ピストン
２２０ピストンロッド
２３０シリンダチューブ
２６０，２６１リリーフ弁
２６５，２６６パイロットチェック弁
２７０，２７１チェック弁
２７５タンク
３００荷重変換器
４００モータ
４３０第２圧力センサ
４３５第３圧力センサ
４４０第１圧力センサ
４４５第４圧力センサ
４５０ポンプ
６００補正装置
６１０タッチパネル

Claims

シリンダチューブと、
ピストンと、
ピストンロッドと、
前記シリンダチューブの前記ピストン側の圧力を検出する第１圧力検知器と、
前記シリンダチューブの前記ピストンロッド側の圧力を検出する第２圧力検知器と、
前記ピストン室側の受圧面積および前記ピストンロッド室側の受圧面積とを入力する入力部と、
前記第１圧力検知器により検出された圧力、前記第２圧力検知器により検出された圧力、および前記入力部からの入力に基づいてピストンロッドに加わる荷重値を演算する演算部と、を含み、
前記演算部は、
前記ピストンロッドに直接加わる実荷重を前記入力部により入力した場合に、補正係数に基づいて前記ピストンロッドに加わる荷重値を補正演算する、液圧装置。
シリンダチューブと、
ピストンと、
ピストンロッドと、
前記シリンダチューブの前記ピストン側の圧力を検出する第１圧力検知器と、
前記シリンダチューブの前記ピストンロッド側の圧力を検出する第２圧力検知器と、
前記ピストン室側の受圧面積および前記ピストンロッド室側の受圧面積を入力可能な入力部と、
前記第１圧力検知器により検出された圧力、前記第２圧力検知器により検出された圧力、および前記入力部からの入力に基づいてピストンロッドに加わる荷重値を演算する演算部と、
前記ピストンロッドに取付け可能な荷重変換器と、を含み、
前記演算部は、
前記荷重変換器の実荷重と、前記ピストンロッドに加わる間接的な荷重値と、に応じて、前記ピストンロッドに加わる荷重値を自動補正する、液圧装置。
シリンダチューブと、
ピストンと、
ピストンロッドと、
前記シリンダチューブの前記ピストン側または前記ピストンロッド側の圧力を検出する第３圧力検知器と、
前記ピストン室側の受圧面積および／または前記ピストンロッド室側の受圧面積とを入力する入力部と、
前記第３圧力検知器により検出された圧力および前記入力部からの入力に基づいてピストンロッドに加わる荷重値を演算する演算部と、を含み、
前記演算部は、
前記ピストンロッドに直接加わる実荷重を前記入力部により入力した場合に、補正係数に基づいて前記ピストンロッドに加わる荷重値を補正演算する、液圧装置。
シリンダチューブと、
ピストンと、
ピストンロッドと、
前記シリンダチューブの前記ピストン側または前記ピストンロッド側の圧力を検出する第３圧力検知器と、
前記ピストン室側の受圧面積および／または前記ピストンロッド室側の受圧面積を入力可能な入力部と、
前記第３圧力検知器により検出された圧力および前記入力部からの入力に基づいてピストンロッドに加わる荷重値を演算する演算部と、
前記ピストンロッドに取付け可能な荷重変換器と、を含み、
前記演算部は、
前記荷重変換器の実荷重と、前記ピストンロッドに加わる間接的な荷重値と、に応じて、前記ピストンロッドに加わる荷重値を自動補正する、液圧装置。
シリンダチューブのピストン側の圧力を検出する第１圧力検知工程と、
シリンダチューブのピストンロッド側の圧力を検出する第２圧力検知工程と、
前記ピストン室側の受圧面積および前記ピストンロッド室側の受圧面積を入力する入力工程と、
前記第１圧力検知工程、前記第２圧力検知工程および前記入力工程に基づいてピストンロッドに加わる荷重値を演算する演算工程と、
前記ピストンロッドに直接的にかかる荷重を計測する荷重変換工程と、を含み、
前記演算工程は、
前記荷重変換工程に応じて、前記ピストンロッドに加わる荷重値を自動補正する、液圧装置の制御方法。
シリンダチューブのピストン側またはピストンロッド側の圧力を検出する第３圧力検知工程と、
前記ピストン室側の受圧面積および／または前記ピストンロッド室側の受圧面積を入力する入力工程と、
前記第３圧力検知工程および前記入力工程に基づいてピストンロッドに加わる荷重値を演算する演算工程と、
前記ピストンロッドに直接的にかかる荷重を計測する荷重変換工程と、を含み、
前記演算工程は、
前記荷重変換工程に応じて、前記ピストンロッドに加わる荷重値を自動補正する、液圧装置の制御方法。