(57)【要約】【課題】  部品数が少なく構造が簡単で制御も容易なうえ高効率で省エネルギーのものとすることができ、また作動油を長期耐用できるものとして廃油の発生量を低減し廃棄処理費用を抑えることである。【解決手段】  大径シリンダ３１ａのピストン中心に小径シリンダ３１ｂを配置させた二段速二段速アクチュエータ３１をもつアクチュエータ駆動ユニット３と、サーボモータ１２に駆動されて吐出方向と油圧力とを制御される一つのポンプ２１をもつ油圧発生ユニット２と、二段速アクチュエータ３１の動作サイクルに応じてサーボモータ１２の回転方向と回転数を制御するサーボモータ制御機構１とを備えた油圧回路を閉回路とするものである。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
大径シリンダのピストン中心に小径シリンダを配置させた二段速アクチュエータをもつアクチュエータ駆動ユニットと、サーボモータに駆動されて吐出方向と油圧力とを制御される一つのポンプをもつ油圧発生ユニットと、二段速アクチュエータの動作サイクルに応じてサーボモータの回転方向と回転数を制御するサーボモータ制御機構とを備えた油圧回路を閉回路としたことを特徴とする油圧制御装置。
【請求項２】
油圧発生ユニットとシリンダ駆動ユニットの油圧回路に補給油用密閉タンクが組み込まれたことを特徴とする請求項１に記載の油圧制御装置。
【請求項３】
補給油用密閉タンクに与圧機構が設けられることを特徴とする請求項２に記載の油圧制御装置。
【請求項４】
サーボモータ制御機構が二段速アクチュエータの高速時と低速時の圧力を検出する圧力センサと二段速アクチュエータの動作位置を検出する位置センサおよび二段速アクチュエータの制御装置からの信号に基づいて制御されることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の油圧制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は圧入プレス、高低速プレス、成型プレス、粉末プレス等のプレス装置や送り装置、型締め装置、射出シリンダ装置等の負荷や動作サイクルを細かく設定する油圧機器に用いられる油圧制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、前記のような各種油圧機器に用いられる油圧装置は、油圧機器の動作サイクルや負荷、動作速度に応じてポンプの吐出方向や流量、油圧力を調整する必要があった。このため高速応答や高推力を得る場合に油圧回路を２系統設けて対応させたものがある（例えば、特許文献１）。またこのような油圧回路に用いられる作動油は油タンクに貯蔵し、油中のごみ、水分、気泡を分離したり作動油の冷却を行ったりするのが普通であった。
【０００３】
しかし前記油圧装置では、油圧回路が２系統必要になるためエネルギー消費量が大きいうえに、構造が複雑で制御が難しく装置も高価となる問題があった。また作動油を大気に触れる油タンクに貯蔵するため、作動油が劣化しやすく、短期間で交換しなければならないので大量の廃油が発生し廃棄処理費用が嵩むという問題があった。また油タンクへの給油や排油作業の際にこぼれる油の除去作業に手数を要するという問題があった。
【特許文献１】特開２００２−２０６５０７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
解決しようとする問題点は、部品数が少なく構造が簡単で制御も容易なうえ高効率で省エネルギーのものとすることができ、また作動油を長期耐用できるものとして廃油の発生量を低減し廃棄処理費用を抑えることである。      
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、大径シリンダのピストン中心に小径シリンダを配置させた二段速アクチュエータをもつアクチュエータ駆動ユニットと、サーボモータに駆動されて吐出方向と油圧力とを制御される一つのポンプをもつ油圧発生ユニットと、二段速アクチュエータの動作サイクルに応じてサーボモータの回転方向と回転数を制御するサーボモータ制御機構とを備えた油圧回路を閉回路とした油圧制御装置を請求項１の発明とし、請求項１の発明において、油圧発生ユニットとシリンダ駆動ユニットの油圧回路に補給油用密閉タンクが組み込まれた油圧制御装置を請求項２の発明とし、請求項２の発明において、補給油用密閉タンクに与圧機構が設けられる油圧制御装置を請求項３の発明とし、請求項１から３の発明において、サーボモータ制御機構が二段速アクチュエータの高速時と低速時の圧力を検出する圧力センサと二段速アクチュエータの動作位置を検出する位置センサおよび二段速アクチュエータの制御装置からの信号に基づいて制御される油圧制御装置を請求項４の発明とするものである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明は、大径シリンダのピストン中心に小径シリンダを配置させた二段速アクチュエータをもつアクチュエータ駆動ユニットと、サーボモータに駆動されて吐出方向と油圧力とを制御される一つのポンプをもつ油圧発生ユニットと、二段速アクチュエータの動作サイクルに応じてサーボモータの回転方向と回転数を制御するサーボモータ制御機構とを備えた油圧回路を閉回路としたことにより、高効率なものとなり消費エネルギーを低減できるうえに部品数が少なく構造が簡単で制御も容易なものとすることができる。また作動油の劣化が抑えられて長期耐用できるものとなり、廃油の発生量が低減され廃油処理費用を削減することができる。また一つのポンプにより二段速アクチュエータの進退動作を行わせるので装置を安価なものとすることができるうえに、サーボモータ制御機構によるポンプの制御も簡単なものとなる。さらに閉回路であるから装置を縦置きや横置きにしたり自由に配置をおこなうことができるので、配置上の制約がなくなるので、生産ラインへの組み込みも容易なものとなる。
【０００７】
また請求項２のように、油圧発生ユニットとシリンダ駆動ユニットの油圧回路に補給油用密閉タンクが組み込まれたものとすることにより、自然に減少してゆく作動油を自動的に補給できるので装置を長期間安定して稼動できるものとなる。
【０００８】
請求項３のように、補給油用密閉タンクに与圧機構が設けられるものとすることにより、ポンプの駆動中にも不足した作動油を補給できるうえに、補給油用密閉タンクの配置位置が自由になり横向きや逆向きに配置することもでき、配置上の制約をなくすことができる。
【０００９】
請求項４のように、サーボモータ制御機構が二段速アクチュエータの高速時と低速時の圧力を検出する圧力センサと二段速アクチュエータの動作位置を検出する位置センサおよび二段速アクチュエータの制御装置からの信号に基づいて制御されるものとすることにより、二段速アクチュエータの動作をより高精度に制御することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
次に、本発明の好ましい実施の形態を図１に基づいて詳細に説明する。
本発明の装置は図１に示されるように、サーボモータ制御機構１と油圧発生ユニット２と二段速アクチュエータ駆動ユニット３とからなるものであり、圧入プレス、高低速プレス、成型プレス、粉末プレス、送り装置、型締め装置、射出シリンダ等に用いることができる。またサーボモータ制御機構１と油圧発生ユニット２とアクチュエータ駆動ユニット３よりなる油圧回路は閉回路で構成されているので、油圧制御装置を縦向きや横向きに配置しても安定して稼動できるものとなる。  
【００１１】
前記したサーボモータ制御機構１はサーボコントローラ１０とサーボアンプ１１とＡＣ電源により駆動されるサーボモータ１２とからなる。サーボコントローラ１０はサーボモータ１２の回転方向と回転数を制御するものであり、後記する二段速アクチュエータ１３の動作サイクルを制御する制御装置１４からの制御信号と二段速アクチュエータ１３の大径シリンダ１３ａにかかる油圧と小径シリンダ１３ｂにかかる油圧を検出する圧力センサ１５、１６と二段速アクチュエータ１３のロッド１３ｃの進出位置を検出する位置センサ１７からの信号が入力される。これらの信号に基づいてサーボコントロ−ラ１０はサーボモータ１２の正逆回転や回転数を制御するものである。サーボアンプ１１はサーボコントローラの１０の信号を増幅してサーボモータ１２に電力とエンコーダ信号を出力するものである。前記した位置センサ１７はポテンショメータ、差動トランス、レーザ変位計等を用いるものとすれば、リミットスイッチによる検出と比較して高精度な位置検出ができることとなる。
【００１２】
また前記油圧発生ユニット２は一つのポンプ２１と補給油用密閉タンク２２とセレクト弁２３とからなる油圧回路である。ポンプ２１は前記サーボモータ１２により回転方向と回転数を制御されて駆動されるものである。また補給油用密閉タンク２２は油圧発生ユニット２内で減少した作動油を補給するものである。さらに補給油用密閉タンク２２は後記する与圧機構３８が組み込まれた補給油用密閉タンク３３と接続されて一定の圧力が加えられるようになっている。このように補給油用密閉タンク２２が加圧されることにより、ポンプ２１が作動中、停止中を問わず随時作動油を油圧回路に補給することができるので、油圧回路を安定させることができるうえに、補給油用密閉タンク２２を制約なしで自由に配置することができる。油圧発生ユニット２に用いられるポンプ２１は正逆回転型油圧ポンプでもピストンポンプでもよい。
【００１３】
アクチュエータ駆動ユニット３は大径シリンダ３１ａと小径シリンダ３１ｂとからなる二段速アクチュエータ３１と、高速・低速切換用ソレノイド弁３２と、補給油用密閉タンク３３と、満油弁３４と、安全弁３５と、カウンターバランス弁３６と、パイロットチェック弁３７とからなる油圧回路であり、補給油用密閉タンク３３は満油弁３４を介して大径シリンダ３１ａに接続されて、アクチュエータ駆動ユニット３内で減少した作動油を補給するものである。
【００１４】
また補給油用密閉タンク３３にはばね圧または空気圧により与圧する与圧機構３８が設けられている。補給油用密閉タンク３３に与圧をかけることによりポンプ２１が作動中、停止中を問わず随時作動油を油圧回路に補給することができるので、油圧回路を安定させることができるうえに補給油用密閉タンク２２を制約なしで自由に配置することができる。
【００１５】
さらに前記小径シリンダ３１ｂは大径シリンダ３１ａのピストン中心に穿設される小孔に嵌装したものであり、該小径シリンダ３１ｂに作動油を供給することにより、二段速アクチュエータ３１は高速で進出することができる。また大径シリンダ３１ａに作動油を供給すれば二段速アクチュエータ３１は低速、且つ大きな加圧力で進出することができる。
【００１６】
このように構成されたものは、二段速アクチュエータ３１の動作サイクルを制御する制御装置１４からの信号に基づいて、二段速アクチュエータ３１は進退動を行うものであるが、二段速アクチュエータ３１を前進動させる場合は、サーボモータ制御機構１により、例えば回転方向を正回転とし、且つ設定回転数とする信号をサーボコントローラ１０に入力してサーボアンプ１１を介してサーボモータ１２を正回転させれば、ポンプ２１は設定回転数で正回転して前進側の油圧回路に所定圧力の作動油を供給することとなるので、二段速アクチュエータ３１は必要とする加圧力及び速度で前進動作を行うこととなる。この前進動作のとき二段速アクチュエータ３１を高速前進させたい場合は、高速・低速切換用ソレノイド弁３２を高速側に切り替えて作動油を小径シリンダ３１ｂ側に供給すれば二段速アクチュエータ３１は高速前進することとなる。
【００１７】
また二段速アクチュエータ３１を低速、且つ大きな加圧力で前進させたい場合は、高速・低速切換用ソレノイド弁３２を低速側に切り替えて作動油を大径シリンダ３１ａに供給すればピストン、即ち二段速アクチュエータ３１は大きな加圧力で低速前進することとなる。このように二段速アクチュエータ３１は高速・低速切換用ソレノイド弁３２を切り替えるだけで前進速度や加圧力を瞬時に切り替えることができるので、圧入プレス、高低速プレス、成型プレス、粉末プレス、送り装置、型締め装置、射出シリンダ等のように負荷や動作サイクルが複雑に変動するものにも簡単に対応できることとなる。
【００１８】
また、二段速アクチュエータ３１を後退させたい場合は、制御装置１４により後退信号をサーボモータ制御機構１のサーボコントローラ１０に入力すれば、サーボコントローラ１０はサーボモータ１２の回転方向を逆回転とする信号をサーボアンプ１１に入力し、サーボモータ１２を逆回転させることとなる。サーボモータ１２が逆回転に回転するのでポンプ２１も逆回転して後退側の油圧回路に作動油を供給することとなるので、二段速アクチュエータ３１は後退することとなる。
【００１９】
また二段速アクチュエータ３１を高速または低速で作動させる際、小径シリンダ３１ｂまたは大径シリンダ３１ａに入力される作動油の圧力を圧力センサ１５または圧力センサ１６で検出し、該検出圧力信号をサーボモータ制御機構１のサーボコントローラ１０に入力してサーボモータ１２の回転数を制御することによりポンプ２１の作動油の圧力を変えれば、二段速アクチュエータ３１を負荷に対応した加圧力で動作させることができる。さらに二段速アクチュエータ３１の位置を位置センサ１７検出し、検出位置信号に基づいてサーボモータ制御機構１のサーボコントローラ１０に入力してサーボモータ１２の回転方向を変えたり回転数を変えて二段速アクチュエータ３１を逆作動させたり、進出速度を早くしたり遅くしたりすることができることとなる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の好ましい実施の形態を示す回路図である。
【符号の説明】
【００２１】
１  サーボモータ制御機構
２  油圧発生ユニット
３  アクチュエータ駆動ユニット
12  サーボモータ  
13  二段速アクチュエータ
13a  大径シリンダ
13b  小径シリンダ
15  圧力センサ
16  圧力センサ
17  位置センサ
21  ポンプ
22  補給油用密閉タンク
33  補給油用密閉タンク
38  与圧機構
【図１】
2005307999.tif 000003