(57)【要約】【課題】２方向に移動自在なシリンダと、２方向に液体を吐出自在な液圧ポンプと、前記シリンダと前記液圧ポンプを接続する閉じた液体回路と、前記液圧ポンプに連結されたサーボモータと、該サーボモータを駆動するサーボアンプと、該サーボアンプを制御するコントローラとを有す油圧シリンダシステムにおいて、シリンダを作動する方向に対応するサーボモータの回転方向とシリンダに作用する方向に対応する油圧ポンプの回転方向が同一である際に発生する、回生電流を消費する好適な手段を提供する。【解決手段】前記サーボアンプの外部に抵抗を設置する。さらに、該抵抗を具備する油圧シリンダシステムによって、水路に配置した水門の扉体を昇降する。【選択図】　　　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
２方向に移動自在なシリンダと、２方向に液体を吐出自在な液圧ポンプと、前記シリンダと前記液圧ポンプを接続する閉じた液体回路と、前記液圧ポンプに連結されたサーボモータと、該サーボモータを駆動するサーボアンプと、該サーボアンプを制御するコントローラとを有す油圧シリンダシステムにおいて、
前記サーボアンプの外部に抵抗が設置されていることを特徴とする油圧シリンダシステム。
【請求項２】
水路に略直角に配置され、略鉛直方向に昇降自在な扉体を具備する水門であって、
該扉体が請求項１記載の油圧シリンダにより昇降されることを特徴とする水門。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、液圧シリンダ、特に、シリンダ毎に液圧ポンプが設置された油圧シリンダシステム（以下、ＤＤＨＳと称す）、および、これが設置された水門に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図３は特開平１０−１６６１９９号公報に開示された、曲げ加工装置に用い得る、油圧シリンダの作動を制御する電気−油圧制御システムおよびその電気−油圧制御システムの作動を制御するシステムコントローラの一例を示す構成図である。図３において、一台の油圧シリンダ２００のロッド側ポート２００ａおよびヘッド側ポート２００ｂに対して、固定容量二方向吐出形油圧ポンプ１００（以下、油圧ポンプ１００と称す）の両ポート１００ａ，１００ｂをそれぞれ接続して、閉じた油圧回路を構成している。そして、油圧ポンプ１００には、二方向に回転駆動する直流サーボモータ１１１（以下、サーボモータ１１１と称す）が、直接もしくは減速器を介して接続されている。
【０００３】
サーボモータ１１１の回転方向、回転速度および回転トルクは、移動制御用サーボ増幅器１１２と、システムコントローラ１０９により電気的に制御されている。このとき、リニアスケール１０７から出力される位置指令信号Ｄｆをフィードバックしている。
【０００４】
従って、移動制御用サーボ増幅器１１２を用いるため、作動液の流れの方向や液量あるいは圧力を制御するための制御弁を全て取り去り、複雑な配管やマニホールド（多数の制御弁を取り付けるため）が不要となり、曲げ加工装置が小型で軽量になるとともに、製造のための工数と経費を大幅に削減し得るものである。
【０００５】
さらに、移動制御用サーボ増幅器１１２でサーボモータ１１１の回転を制御して、そのサーボモータ１１１で、必要な時だけ、必要な速度で油圧ポンプ１００を回転駆動するので、曲げ加工装置を、極めてエネルギー効率が高くかつ低騒音のものとすることができる。しかも、作動油の温度を無駄に上昇させないのに加えて、制御弁を使用しないため制御自体が作動油の温度上昇の影響も受けにくいので、油タンクを必要最小限にして、曲げ加工装置を小型にできる。さらに、ラム１０３が常に高精度に移動するから、曲げ加工精度を向上させることができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記従来技術における油圧シリンダを水門に設置した場合、以下のような問題があった。
【０００７】
図４は、水路に設置した水門の扉体を昇降する際の、油圧シリンダにかかる荷重（扉体の昇降に要す力）の推移を示す荷重線図である。図４において、縦軸は、油圧シリンダにかかる荷重（以下、シリンダ荷重と称す）であって、油圧シリンダに扉体の自重および摩擦によって引張り力が生じている。一方、横軸は、水門の開度であって、０％は全閉状態、１００％は全開状態である。
【０００８】
すなわち、扉体の昇降のいずれの場合でも、油圧シリンダには下向きの荷重が作用する。したがって、扉体を降下する場合は、サーボモータの回転方向と下向き荷重による油圧ポンプの回転方向が同一であるため、サーボモータは下向き荷重にブレーキを掛けながら回転することになり、発電機として作用し、回生電流が発生する。
【０００９】
ところで、油圧回路がクローズドタイプであり、電動機はサーボモータであり、サーボアンプで駆動されるため、回生電流を電源に戻すことが出来ないため、回生電流がサーボアンプ内の抵抗部分の発熱をもたらし、焼損や劣化の原因になる。とくに、水門の扉体のように、ストロークが長く、開閉（昇降）速度が遅く、運転時間が長くなる場合には、連続して回生電流が発生するため、前記問題が顕在化する。そして、サーボアンプが焼損した場合には、サーボモータは下向きの荷重に対しブレーキを掛けることができなくなり、扉体は自由落下して水門設備全体が損傷することになる。
【００１０】
この発明は、以上の問題を解決するためになされたもので、長時間の安定した運転が可能となる、油圧シリンダおよび水門を提供することを目的とする。
【００１１】
なお、実際の水門設備では、サーボアンプが損傷した場合のバックアップとして、油圧回路に落下防止弁等の落下防止回路を設け、扉体の自由落下を防止する方法を採用する。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するための本発明の油圧シリンダシステムは、以下のとおりである。
［１］　２方向に移動自在なシリンダと、２方向に液体を吐出自在な液圧ポンプと、前記シリンダと前記液圧ポンプを接続する閉じた液体回路と、前記液圧ポンプに連結されたサーボモータと、該サーボモータを駆動するサーボアンプと、該サーボアンプを制御するコントローラとを有す油圧シリンダシステムにおいて、
前記サーボアンプの外部に抵抗が設置されていることを特徴とするものである。
【００１３】
上記の課題を解決するための本発明の水門は、以下のとおりである。
［２］　水路に略直角に配置され、略鉛直方向に昇降自在な扉体を具備する水門であって、
該扉体が前記［１］記載の油圧シリンダにより昇降されることを特徴とするものである。
【００１４】
【発明の実施の形態】
［実施の形態１］
図１は、本発明に係る油圧シリンダシステムの一実施の形態を示す構成図である。図１において、一台の油圧シリンダ２０のロッド側ポート２０ａおよびヘッド側ポート２０ｂに対して、固定容量二方向吐出形油圧ポンプ１０（以下、油圧ポンプ１０と称す）の両ポート１０ａ，１０ｂをそれぞれ接続して、閉じた組合わせ液体回路３０（油圧シリンダ２０のロッド側ポート２０ａと油圧ポンプ１０の一方のポート１０ａを連結する液体回路３０ａ、および油圧シリンダ２０のヘッド側ポート２０ｂと油圧ポンプ１０の他方のポート１０ｂを連結する液体回路３０ｂを有す）を構成している。
【００１５】
そして、油圧ポンプ１０には、二方向に回転駆動する交流サーボモータ９（以下、サーボモータ９と称す）が、直接もしくは減速器を介して接続されている。また、サーボモータ９にはエンコーダ８が設置され、回転状況が検出される。
【００１６】
サーボモータ９の回転方向、回転速度および回転トルクは、移動制御用サーボアンプ２（以下、サーボアンプ２と称す）と、システムコントローラ１により電気的に制御されている。また、リニアスケール３から、油圧シリンダ２０のロッド２１の先端（図示しない、ロッド側２１が設置された被駆動体に同じ）の位置情報が、システムコントローラ１にフィードバックされている。
【００１７】
このとき、サーボモータ９とエンコーダ８とサーボアンプ２が、電気回路４０を形成している。さらに、サーボアンプ２の外部に、回生抵抗４が設置されている。したがって、電気回路４０に回生電流が発生した場合でも、回生抵抗４が回生電流を消費するため、サーボアンプ２に、逆送される交流電流を大幅に低減することが可能になる。よって、サーボアンプ２の焼損ないし劣化が防止できるため、機器の寿命が延長し、信頼性が高まる。
【００１８】
なお、回生抵抗４の容量は、水門の容量に応じて設定されるれるものである。
［実施の形態２］
図２は、本発明に係る水門の一実施の形態を示す斜視図である。図２において前記実施の形態１（図１）に記載した油圧シリンダシステムにおける油圧シリンダ２０が、扉体５０に設置され、扉体５０は、水路５１に設置された案内５２内に昇降自在に配置されている。このとき、油圧シリンダ２０、油圧ポンプ１０、サーボモータ９、エンコーダ８、サーボアンプ２、システムコントローラ１、回生抵抗４、液体回路３０、および電気回路４０が一体的に配置され、油圧シリンダシステムを形成している。
【００１９】
したがって、扉体５０の昇降制御の高い精度および高い応答性が保証されるとともに、昇降操作の信頼性が保証される。
【００２０】
【発明の効果】
以上述べた本発明の油圧シリンダシステムおよび水門によれば、以下のような顕著な効果が得られる。
１）サーボアンプの外部に、水門の容量に応じた回生抵抗を設置したため、電気回路に発生した回生電流が適切に消費され、機器の焼損ないし劣化が防止でき、油圧シリンダシステムの寿命が延長し、信頼性が向上する。
２）扉体に前記油圧シリンダシステムが設置されているため、水門の制御精度および信頼性が向上するとともに、保全コストが低減する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る油圧シリンダシステムの一実施の形態を示す構成図である。
【図２】本発明に係る水門の一実施の形態を示す斜視図である。
【図３】従来の、曲げ加工装置に用い得る、油圧シリンダの作動を制御する電気−油圧制御システムおよびその電気−油圧制御システムの作動を制御するシステムコントローラの一例を示す構成図である。
【図４】水路に設置した水門の扉体を昇降する際の、油圧シリンダにかかる荷重（扉体の昇降に要す力）の推移を示す荷重線図である。
【符号の説明】
１　　　システムコントローラ
２　　　移動制御用サーボアンプ
３　　　リニアスケール
４　　　回生抵抗
８　　　エンコーダ
９　　　交流サーボモータ
１０　　固定容量二方向吐出形油圧ポンプ
１０ａ　固定容量二方向吐出形油圧ポンプのポート
１０ｂ　固定容量二方向吐出形油圧ポンプのポート
２０　　油圧シリンダ
２０ａ　油圧シリンダのロッド側ポート
２０ｂ　油圧シリンダのヘッド側ポート
３０　　液体回路
３０ａ　油圧シリンダのロッド側の液体回路
３０ｂ　油圧シリンダのヘッド側の液体回路
４０　　電気回路
５０　　扉体
５１　　水路
５２　　案内
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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