(57)【要約】【課題】圧力センサを不要にして液圧アクチュエータの駆動速度を設定値で低速速度と高速速度との間で切換制御し得る液圧駆動装置を提供する。【解決手段】両方向の回転が可能な液圧ポンプ１０の両ポート１１、１２と加圧ピンシリンダ１の両室４、５とを接続し、液圧ポンプ１０を回転駆動するサーボモータ１５の回転数を制御する制御部２４を備え、制御部２４はサーボモータ１５の回転トルクがスクイズ効果を得られる溶湯９の凝固状態の値である設定値に達すると加圧ピン３の駆動速度を低速速度から高速速度に切換制御するようサーボモータ１５の回転数を制御する。これにより、加圧ピンシリンダ１のキャップ側室４に供給する圧液の圧力を検出する圧力センサを不要にできて省配線化を図ることができる。【選択図】　　図１
2004011777.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
負荷が作用する液圧アクチュエータの室へ電動モータにより回転駆動される液圧ポンプを接続し、液圧ポンプから吐出する圧液を前記室に供給して前記液圧アクチュエータを駆動し、前記電動モータの回転トルクが設定値に達すると前記液圧アクチュエータの駆動速度を低速速度と高速速度との間で切換制御するよう前記電動モータの回転数を制御する制御部を備えたことを特徴とする液圧駆動装置。
【請求項２】
前記液圧ポンプが両方向の回転が可能で正回転したときには第１ポートから吸入した作動液を第２ポートから圧液として吐出すると共に逆回転したときには第２ポートから吸入した作動液を第１ポートから圧液として吐出するものであり、前記負荷が金型内のキャビテイに充填された溶湯であり、前記アクチュエータが前記溶湯を局所的に加圧する加圧ピンをロッドの先端に具備して内部にキャップ側室とロッド側室とを区画形成した加圧ピンシリンダであり、前記設定値がスクイズ効果を得られる溶湯の凝固状態の値であり、前記制御部は前記電動モータの回転トルクが設定値に達すると前記加圧ピンの駆動速度を低速速度から高速速度に切換制御するよう前記電動モータの回転数を制御するものであり、前記液圧ポンプの両ポートと前記加圧ピンシリンダの両室とを接続したことを特徴とする請求項１に記載の液圧駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液圧ポンプからの圧液により液圧アクチュエータの駆動速度を低速速度と高速速度とに切換制御して駆動する液圧駆動装置に関し、特に、ダイキャスト装置や射出成形機の金型内のキャビテイに充填された溶湯を局所的に加圧する加圧ピンの制御装置として好適な液圧駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の加圧ピンの制御装置として好適な液圧駆動装置は、先ず液圧ポンプから開度を変更自在にして流量を制御する電磁流量調整弁を介して液圧アクチュエータとしての加圧ピンシリンダに圧液を供給し、加圧ピンを電磁流量調整弁の開度に応じた低速速度で前進駆動してキャビテイ内の溶湯に押込む。そして、加圧ピンシリンダに供給する圧液の圧力を圧力センサで検出し、この検出した値を比較器にフィードバックして加圧設定器で設定した設定値と比較し、検出した値が設定値に達すると、電磁流量調整弁の開度を大きくして加圧ピンシリンダに供給する圧液の流量を増加し、加圧ピンを低速速度から高速速度に切換制御して前進駆動し、有効なスクイズ効果を得るようにし、加圧ピンでの加圧が完了すると電磁切換弁を切換制御して加圧ピンをキャビテイから引き出す方向に後退駆動する。（例えば、特許第２９１６９４６号公報参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、かかる従来の液圧駆動装置では、電磁流量調整弁より下流側の圧液の圧力を検出するために圧力センサを加圧ピンシリンダの近傍に配置しなければならず、圧力センサで検出した値を比較器にフィードバックする配線が長くなり、省配線化を得られ難かった。
【０００４】
本発明は、圧力センサを不要にして液圧アクチュエータの駆動速度を設定値で低速速度と高速速度との間で切換制御し得る液圧駆動装置を提供することを課題としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
このため、本発明では、負荷が作用する液圧アクチュエータの室へ電動モータにより回転駆動される液圧ポンプを接続し、液圧ポンプから吐出する圧液を前記室に供給して前記液圧アクチュエータを駆動し、前記電動モータの回転トルクが設定値に達すると前記液圧アクチュエータを低速速度と高速速度との間で切換制御するよう前記電動モータの回転数を制御する制御部を備えて成る。この場合、前記液圧ポンプが両方向の回転が可能で正回転したときには第１ポートから吸入した作動液を第２ポートから圧液として吐出すると共に逆回転したときには第２ポートから吸入した作動液を第１ポートから圧液として吐出するものであり、前記負荷が金型内のキャビテイに充填された溶湯であり、前記アクチュエータが前記溶湯を局所的に加圧する加圧ピンをロッドの先端に具備して内部にキャップ側室とロッド側室とを区画形成した加圧ピンシリンダであり、前記設定値がスクイズ効果を得られる溶湯の凝固状態の値であり、前記制御部は前記電動モータの回転トルクが設定値に達すると前記加圧ピンの駆動速度を低速速度から高速速度に切換制御するよう前記電動モータの回転数を制御するものであり、前記液圧ポンプの両ポートと前記加圧ピンシリンダの両室とを接続しても良い。
【０００６】
かかる本発明によると、電動モータにより液圧ポンプを回転駆動し、液圧ポンプから吐出する圧液を液圧アクチュエータの室に供給して液圧アクチュエータを駆動する。そして、液圧アクチュエータの駆動において電動モータの回転トルクが設定値に達すると制御部は電動モータの回転数を制御して液圧ポンプから液圧アクチュエータの室へ供給する圧液量を変更し、液圧アクチュエータの駆動速度を低速速度から高速速度若しくは高速速度から低速速度に切換制御する。このため、液圧アクチュエータに供給する圧液の圧力を検出することなく、電動モータの回転トルクに基づいて液圧アクチュエータの駆動速度を低速速度と高速速度との間で切換制御でき、液圧アクチュエータに供給する圧液の圧力を検出する圧力センサーを不要にできて省配線化を図ることができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、液圧駆動装置を加圧ピンの制御装置に適用した本発明の一実施形態を図面に基づき説明する。
図１において、１はロッド２の先端に加圧ピン３を具備した液圧アクチュエータとしての加圧ピンシリンダで、内部にキャップ側室４とロッド２の断面積に応じた容積分だけキャップ側室４より容積が小さいヘッド側室５とを区画形成している。そして、加圧ピンシリンダ１はキャップ側室４への圧液の供給で加圧ピン３を金型６、７内のキャビテイ８に突き出す方向に前進駆動してキャビテイ８に充填された負荷としての溶湯９を局所的に加圧したり、ヘッド側室５への圧液の供給で加圧ピン３を金型６、７内のキャビテイ８から引き出す方向に後退駆動したりして加圧ピン３をロッド２とともに駆動自在に設けている。
【０００８】
１０は両方向の回転が可能な液圧ポンプで、正回転したときには第１ポート１１から吸入した作動液を第２ポート１２から圧液として吐出すると共に、逆回転したときには第２ポート１２から吸入した作動液を第１ポート１１から圧液として吐出し、第１ポート１１を第１流路１３を介して加圧ピンシリンダ１のヘッド側室５に接続すると共に、第２ポート１２を第２流路１４を介してキャップ側室４に接続する。１５は電動モータとしてのサーボモータで、回転数を制御可能として液圧ポンプ１０を回転駆動し、液圧ポンプ１０は回転数に応じて吐出量を変更する。
【０００９】
第１流路１３は逆止め弁１６を介して作動液を貯蔵するタンクＴに接続し、逆止め弁１６はタンクＴから第１流路１３への流れを許容すると共に第１流路１３からタンクＴへの流れを阻止する向きに設けている。第２流路１４は逆止め弁１７を介してタンクＴに接続し、逆止め弁１７はタンクＴから第２流路１４への流れを許容すると共に第２流路１４からタンクＴへの流れを阻止する向きに設けている。そして、両逆止め弁１６、１７は接続ロッド１８を介して接続し、液圧ポンプ１０を正回転して第２ポート１２から圧液を吐出した際には第２流路１４より逆止め弁１７に圧液が作用して逆止め弁１７を閉じると共に逆止め弁１６を接続ロッド１８を介して押圧して開作動し、また、液圧ポンプ１０を逆回転して第１ポート１１から圧液を吐出した際には第１流路１３より逆止め弁１６に圧液が作用して逆止め弁１６を閉じると共に逆止め弁１７を接続ロッド１８を介して押圧して開作動自在に設けている。１９は第２流路１４より分岐してタンクＴに接続する管路２０に配設したリリーフ弁で、第２流路１４の圧力が異常上昇して設定圧力を超えると第２流路１４の圧液をタンクＴに排出する。２１は第１流路１３より分岐してタンクＴに接続する管路２２に配設したリリーフ弁で、第１流路１３の圧力が異常上昇して設定圧力を超えると第１流路１３の圧液をタンクＴに排出する。
【００１０】
２３は回転数検出センサとしてのロータリエンコーダで、サーボモータ１５の回転数を検出する。２４はサーボモータ１５の回転数、回転方向を電気的に制御する制御部で、サーボモータ１５に通電する電流値に基づいて回転トルクを監視し、回転トルクが設定値に達すると加圧ピンシリンダ２の前進駆動速度を低速速度から高速速度に切換制御するよう電動モータ１５の回転数を増減変更自在に制御する。
【００１１】
制御部２４での制御を、図２に示すフローチャートに基づいて説明すると、ステップ２５で加圧ピンシリダ１を駆動する低速速度と高速速度及びスクイズ効果を得られる溶湯９の凝固状態の値である設定値を入力して設定し、ステップ２６で射出を開始する。ステップ２７でサーボモータ１５に通電して液圧ポンプ１２を正回転駆動し、加圧ピンシリンダ１のキャップ側室４に圧液を供給して加圧ピン３を低速速度で前進駆動する。そして、ステップ２９でスクイズ効果を得られる溶湯９の凝固状態の値である設定値にサーボモータ１５の回転トルクが達するまで加圧ピン３を低速速度で前進駆動し、サーボモータ１５の回転トルクが設定値に達すると、ステップ３０でサーボモータ１５の回転数を増加して液圧ポンプ１０からキャップ側室４に供給する圧液量を増加し、加圧ピン３を低速速度から高速速度に切換制御して前進駆動しスクイズ効果を得る。そして、ステップ３１で射出を完了し、スッテプ３２でサーボモータ１５により液圧ポンプ１０を逆回転駆動し、加圧ピンシリンダ１のヘッド側室５に圧液を供給して加圧ピン３を高速速度で後退駆動する。
【００１２】
次に、かかる構成の作動を説明する。
加圧ピン３をキャビテイ８から引き出している図１の状態で、サーボモータ１５で液圧ポンプ１０を正回転すると、液圧ポンプ１０は第１ポート１１から吸入した作動液を第２ポート１２から圧液として吐出し、この圧液は第２流路１４を流れて加圧ピンシリンダ１のキャップ側室４に供給され、加圧ピンシリンダ１は加圧ピン３をキャビテイ８に突き出す方向に前進駆動し、ヘッド側室５の作動液は第１流路１３を流れて液圧ポンプ１０の第１ポート１１に吸入され、ヘッド側室５から排出される作動液量はキャップ側室４に供給される圧液量よりピストンロッド２の体積に相当する分少ないが、この不足分の作動液は逆止め弁１６が接続ロッド１８に押圧されて開作動すると共に第１流路１３が負圧になることでタンクＴから補給される。このとき、制御部２４は加圧ピンシリンダ１の加圧ピン３を低速速度で前進駆動するようサーボモータ１５の回転数を制御し、液圧ポンプ１０からの吐出量はサーボモータ１５の回転数に応じたものとなる。
【００１３】
加圧ピンシリンダ１の加圧ピン３を低速速度で前進駆動している状態で、キャビテイ８に充填された溶湯９の凝固が進行してスクイズ効果を得るに適した設定値にサーボモータ１５の回転トルクが達すると、制御部２４はサーボモータ１５の回転数を増加制御し、液圧ポンプ１０からの吐出量はサーボモータ１５の回転数増加に応じて増加され、加圧ピンシリンダ１の加圧ピン３を低速速度から高速速度に切換制御して前進駆動し溶湯９を局所的に加圧してスクイズ効果を得る。
【００１４】
そして、加圧ピン３での加圧が完了すると、制御部２４は加圧ピンシリンダ１の加圧ピン３を高速速度で後退駆動するようサーボモータ１５の回転方向、回転数を制御し、液圧ポンプ１０の第１ポート１１から吐出した圧液は第１流路１３を流れて加圧ピンシリンダ１のヘッド側室５に供給され、加圧ピンシリンダ１は加圧ピン３をキャビテイ８から引き出す方向に後退駆動し、キャップ側室４の作動液は第２流路１４を流れて第２ポート１２に吸入され、キャップ側室４から排出される作動液量はヘッド側室５に供給される圧液量よりピストンロッド２の体積に相当する分多いが、この余分な作動液は逆止め弁１７が接続ロッド１８に押圧されて開作動することでタンクＴに排出される。そして、加圧ピン３が図１に示す状態まで後退駆動すると、サーボモータ１５の回転を停止する。
【００１５】
かかる作動で、加圧ピンシリンダ１の加圧ピン３の前進駆動において、制御部２４はサーボモータ１５の回転トルクを通電による電流値に基づいて監視し、回転トルクが設定値に達すると、前進駆動速度を低速速度から高速速度に切換制御するため、加圧ピンシリンダ１のキャップ側室４に供給する圧液の圧力を検出することなく前進駆動速度を低速速度から高速速度に切換制御際でき、加圧ピンシリンダ１のキャップ側室４に供給する圧液の圧力を検出する圧力センサを不要にできて省配線化を図ることができる。また、制御部２４によりサーボモータ１５の回転数を制御することで、液圧ポンプ１０から吐出する圧液の吐出量を変更して加圧ピンシリンダ１の加圧ピン３の駆動速度を低速速度から高速速度に切換制御しているため、加圧ピンの駆動速度を低速速度から高速速度に切換制御するのに加圧ピンシリンダに供給する圧液の流量を制御する電磁流量調整弁を必要とする従来の装置に比べ、構成の簡素化を図ることができる。さらにまた、液圧ポンプ１０の両ポート１１、１２と加圧ピンシリンダ１の両室４、５とを接続し、液圧ポンプ１０の正逆回転で加圧ピン３を前進後退駆動しているため、加圧ピンの駆動方向を切換える電磁切換弁を必要とする従来の装置に比べ、より一層の構成の簡素化を図ることができる。
【００１６】
なお、一実施形態では、電動モータ１５としてサーボモータを用いたが、インバータモータを用いても良く、また、液圧駆動装置を加圧ピンの制御装置に適用して液圧アクチュエータとして加圧ピンシリンダ１を用い加圧ピン３の駆動速度を低速速度から高速速度に切換制御するようにしたが、液圧駆動装置を他の用途に適用して液圧アクチュエータとして液圧モータを用い駆動速度を高速速度から低速速度に切換制御するようにしても良いことは勿論である。
【００１７】
【発明の効果】
このように請求項１に記載の発明では、負荷が作用する液圧アクチュエータの室へ電動モータにより回転駆動される液圧ポンプを接続し、液圧ポンプから吐出する圧液を前記室に供給して前記液圧アクチュエータを駆動し、前記電動モータの回転トルクが設定値に達すると前記液圧アクチュエータの駆動速度を低速速度と高速速度との間で切換制御するよう前記電動モータの回転数を制御する制御部を備えているため、前記液圧アクチュエータに供給する圧液の圧力を検出することなく、前記電動モータの回転トルクに基づいて前記液圧アクチュエータの駆動速度を低速速度と高速速度との間で切換制御でき、前記液圧アクチュエータに供給する圧液の圧力を検出する圧力センサーを不要にできて省配線化を図ることができる。また前記制御部により前記電動モータの回転数を制御することで、前記液圧ポンプから吐出する圧液の吐出量を変更して前記液圧アクチュエータの駆動速度を低速速度と高速速度との簡で切換制御しているため、駆動速度を低速速度と高速速度との簡で切換制御するのに液圧アクチュエータに供給する圧液の流量を制御する電磁流量調整弁を必要とする従来の装置に比べ、構成の簡素化を図ることができる。
【００１８】
また、請求項２に記載の発明では、請求項１に記載の発明の効果に加え、液圧ポンプの両ポートと加圧ピンシリンダの両室とを接続し、液圧ポンプの正逆回転で加圧ピンの駆動方向を切換えているため、加圧ピンの駆動方向を切換える電磁切換弁を必要とする従来の装置に比べ、より一層の構成の簡素化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示した液圧駆動装置の一部をブロックで示した液圧回路図である。
【図２】本発明の一実施形態における制御の手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１　加圧ピンシリンダ（液圧アクチュエータ）
１０　液圧ポンプ
１５　サーボモータ（電動モータ）
２４　制御部
【図１】
2004011777.tif 000003
【図２】
2004011777.tif 000004