(57)【要約】【課題】  ポンプを回転駆動する電動機を常時回転駆動せず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防止する。【解決手段】  電動機６と、電動機６により回転駆動されて作動油を吸入吐出するポンプ７と、内部の作動油を増圧して吐出しアクチュエータに供給する増圧シリンダ５０を備え、増圧シリンダ５０には、小シリンダ部５２内に充填した作動油の減少に伴いピストンロッド６３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検知手段７１Ａと、小シリンダ部５２内に作動油が満たされてピストンロッド６３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検知手段７１Ｂとを設け、第１検知手段７１Ａからの検知信号でポンプ７を回転駆動してポンプ７より吐出した作動油を小シリンダ部５２内に供給し、第２検知手段７１Ｂからの検知信号により電動機６を停止する。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、第１の検知手段からの検知信号により電動機で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停止することを特徴とする油圧装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【特許文献１】特開２００２−１７４２０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
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、第１の検知手段からの検知信号により電動機で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停止することを特徴とする油圧装置がそれである。
【発明の効果】
【０００６】
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、この検知信号により電動機で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、この検知信号により電動機を停止する。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で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。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施形態で、一部を断面で示した油圧装置の正面図である。
【図２】一実施形態の油圧回路図である。
【図３】図１の線Ａ−Ａに沿った断面図である。
【図４】図１の平面図である。
【符号の説明】
【００２２】
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
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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