(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動モータにより回転駆動され両方向回転可能な液圧ポンプの両ポートと液圧アクチュエータの両ポートとを接続して液圧回路を構成し、電動モータによる回転駆動で液圧ポンプから吐出する圧液により液圧アクチュエータを駆動し、液圧アクチュエータ側から検出する実際値と目標値とを比較して電動モータをフィードバック制御する制御部を備えた液圧駆動装置において、前記液圧回路には液圧回路の圧力が設定圧力を越えると液圧回路の圧液を排出するリリーフ弁を設け、リリーフ弁から排出する圧液の温度を検出する温度検出センサを設け、温度検出センサにより検出する温度に基づいて電動モータへの電源を遮断することを特徴とする液圧駆動装置。
【請求項２】
電源から電動モータに至る電源線に常時閉のリレースイッチを設け、温度検出センサにより検出する温度に基づいてリレースイッチを開作動して電動モータへの電源を遮断することを特徴とする請求項１に記載の液圧駆動装置。
【請求項３】
リリーフ弁から排出する圧液を貯蔵するタンクを備え、このタンクに温度検出センサを配置することを特徴とする請求項１又は２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、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アクチュエータを駆動する液圧駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の液圧駆動装置は、サーボモータ等の電動モータにより両方向の回転が可能な液圧ポンプを回転駆動し、この液圧ポンプの両ポートと液圧アクチュエータとしての液圧シリンダの両ポートとを接続して液圧回路を構成し、電動モータの回転駆動により液圧ポンプから圧液を吐出し、この液圧ポンプから吐出した圧液により液圧シリンダを駆動する。そして、液圧シリンダの位置の変位を位置検出センサにより検出し、この検出した位置の実際値と目標値とを比較して電動モータを制御部（電子制御回路）でフィードバック制御し、液圧シリンダを正確に制御している。（例えば、特開平１０−１６９６０２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、液圧シリンダの位置の変位を検出するリニアスケールやエンコーダ等の位置検出センサが故障したり、位置検出センサから制御部（電子制御回路）へのフィードバック配線が断線したりする等の異常が生じると、液圧シリンダの位置の実際値を検出することが不能になり、液圧シリンダが目標値を越えて端部位置まで駆動しても、液圧ポンプが電動モータにより回転駆動され続けて圧液を吐出するため、液圧ポンプと液圧シリンダとを接続する液圧回路の圧力が異常上昇し、液圧回路を構成する機器の破損を招く等危険になる恐れがあった。
【０００４】
本発明は、液圧アクチュエータ側から実際値の検出が不能になる異常時には、電動モータへの電源を遮断して電動モータを停止し、液圧ポンプと液圧アクチュエータとを接続する液圧回路における圧力の異常上昇を防止して安全性を向上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、電動モータにより回転駆動され両方向回転可能な液圧ポンプの両ポートと液圧アクチュエータの両ポートとを接続して液圧回路を構成し、電動モータによる回転駆動で液圧ポンプから吐出する圧液により液圧アクチュエータを駆動し、液圧アクチュエータ側から検出する実際値と目標値とを比較して電動モータをフィードバック制御する制御部を備えた液圧駆動装置において、前記液圧回路には液圧回路の圧力が設定圧力を越えると液圧回路の圧液を排出するリリーフ弁を設け、リリーフ弁から排出する圧液の温度を検出する温度検出センサを設け、温度検出センサにより検出する温度に基づいて電動モータへの電源を遮断して成る。この場合、電源から電動モータに至る電源線に常時閉のリレースイッチを設け、温度検出センサにより検出する温度に基づいてリレースイッチを開作動して電動モータへの電源を遮断することが望ましい。また、リリーフ弁から排出する圧液を貯蔵するタンクを備え、このタンクに温度検出センサを配置することが望ましい。
【０００６】
かかる本発明によると、液圧アクチュエータ側から実際値の検出が不能になる異常時には、実際値が目標値を越えても液圧ポンプが電動モータにより回転駆動され続けて圧液を吐出して液圧回路の圧力が上昇し、この上昇した圧力がリリーフ弁の設定圧力を越えると、リリーフ弁は液圧回路の圧液を排出し、この排出する圧液はリリーフ弁で圧力エネルギーが温度エネルギーに変換されて温度が上昇する。そして、リリーフ弁から排出する圧液の温度を温度検出センサにより検出し、この検出する温度に基づいて電動モータへの電源を遮断して電動モータを停止する。このため、液圧アクチュエータ側から実際値の検出が不能になる異常時には、液圧回路の圧力をリリーフ弁の設定圧力に制御するだけでなく、電動モータを停止して液圧ポンプから圧液を吐出しないから、液圧回路における圧力の異常上昇を確実に防止できて安全性を向上することができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、液圧アクチュエータ側から検出する実際値を液圧アクチュエータの位置を検出するものとした、本発明の第一実施形態を図面に基づき説明する。
図１において、１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２から吸入した作動液を第２ポート３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３から吸入した作動液を第１ポート２から圧液として吐出する。４はサーボモータ等の電動モータで、液圧ポンプ１を回転駆動する。５は液圧アクチュエータとしてのピストンロッド５Ａを有する片ロッドシリンダで、ヘッド側ポート６を管路７を介して液圧ポンプ１の第１ポート２に接続すると共に，キャップ側ポート８を管路９を介して液圧ポンプ１の第２ポート３に接続している。そして、液圧ポンプ１の両ポート２、３と片ロッドシリンダ５の両ポート６、８とを管路７、９を介して接続することで液圧回路を構成している。
【０００８】
管路７は逆止め弁１０を介して作動液を貯蔵するタンクＴに接続し、逆止め弁１０はタンクＴから管路７への流れを許容すると共に管路７からタンクＴへの流れを阻止する向きに設けている。管路９は逆止め弁１１を介してタンクＴに接続し、逆止め弁１１はタンクＴから管路９への流れを許容すると共に管路９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１０、１１は接続ロッド１０Ａを介して接続し、液圧ポンプ１を正回転して第２ポート３から圧液を吐出した際には管路９より逆止め弁１１に圧液が作用して逆止め弁１１を閉じると共に逆止め弁１０を接続ロッド１０Ａを介して押圧して開作動し、また、液圧ポンプ１を逆回転して第１ポート２から圧液を吐出した際には管路７より逆止め弁１０に圧液が作用して逆止め弁１０を閉じると共に逆止め弁１１を接続ロッド１０Ａを介して押圧して開作動自在に設けている。１２は管路９より分岐してタンクＴに接続する管路１３に配設したリリーフ弁で、管路９の圧力が設定圧力を越えると管路９の圧液をタンクＴに排出する。１４は管路７より分岐してタンクＴに接続する管路１５に配設したリリーフ弁で、管路７の圧力が設定圧力を越えると管路７の圧液をタンクＴに排出する。
【０００９】
１６はロータリエンコーダ等の速度検出センサで、電動モータ４の回転速度を検出する。１７はリニアスケール等の位置検出センサで、片ロッドシリンダ５のピストンロッド５Ａの位置の変位を検出する。１８は電動モータ４の回転方向、回転速度を電気的に制御する制御部で、速度検出センサ１６により検出した電動モータ４の回転速度がフィードバック配線１９よりフィードバックされると共に、位置検出センサ１７により検出した片ロッドシリンダ５のピストンロッド５Ａの位置がフィードバック配線２０よりフィードバックされる。そして、制御部１８は片ロッドシリンダ５のピストンロッド５Ａを駆動させる位置や速度の動作指令が入力され、この動作指令による目標値とフィードバックされた位置や速度の実際値とを比較し、実際値が目標値に一致するよう電動モータ４の回転方向、回転速度をフィードバック制御する。２１は電源から制御部１８を経て電動モータ４に至る電源線で、常時閉のリレースイッチ２２を配設している。２３はリリーフ弁１２、１４から排出する圧液の温度を検出する温度検出センサで、タンクＴに配置して検出する圧液の温度が設定値を越えると制御信号をリレースイッチ２２に出力する。リレースイッチ２２は温度検出センサ２３からの制御信号により開作動して電源線２１を断って電動モータ４への電源を遮断する。
【００１０】
次に、かかる構成の作動を説明する。
片ロッドシリンダ５のピストンロッド５Ａが原位置にある図１の状態で、電動モータ４を正回転して液圧ポンプ１を回転駆動すると、液圧ポンプ１は第１ポート２から吸入した作動液を第２ポート３から圧液として吐出し、この圧液は管路９を流れてキャップ側ポート８から片ロッドシリンダ５に供給され、片ロッドシリンダ５のヘッド側ポート６から排出される作動液は第１ポート２から液圧ポンプ１に吸入され、片ロッドシリンダ５はピストンロッド５Ａを図１の左方向に駆動し、制御部１８は動作指令による位置や速度の目標値とフィードバックされる位置や速度の実際値とを比較し、実際値が目標値に一致するよう電動モータ４の回転方向、回転速度を制御し、片ロッドシリンダ５のピストンロッド５Ａが図１の左端の目標位置まで駆動すると電動モータ４を停止する。このとき、ヘッド側ポート６から排出される作動液量は、キャップ側ポート８から供給される圧液量と比較してピストンロッド５Ａの体積に相当する分少なく、この不足分の作動液は逆止め弁１０が接続ロッド１０Ａに押圧されて開作動すると共に管路７が負圧になることでタンクＴから補給される。
【００１１】
片ロッドシリンダ５のピストンロッド５Ａが図１の左端の位置にある状態で、電動モータ４を逆回転すると、液圧ポンプ１の第１ポート２から吐出した圧液はヘッド側ポート６から片ロッドシリンダ５に供給され、キャップ側ポート８から排出される作動液は第２ポート３から液圧ポンプ１に吸入され、片ロッドシリンダ５はピストンロッド５Ａを図１の右方向に原位置に向けて駆動し、制御部１８はフィードバックされる実際値が動作指令による目標値に一致するよう電動モータ４の回転方向、回転速度を制御し、片ロッドシリンダ５のピストンロッド５Ａが原位置まで駆動すると電動モータ４を停止する。このとき、前述と逆に、キャップ側ポート８から排出される作動液量は、ヘッド側ポート６から供給される圧液量と比較してピストンロッド５Ａの体積に相当する分多く、この余分な作動液は逆止め弁１１が接続ロッド１０Ａに押圧されて開作動することでタンクＴに排出される。
【００１２】
かかる作動で、位置検出センサ１７が故障したり位置検出センサ１７から制御部１８へのフィードバック配線２０が断線したりする等して片ロッドシリンダ５におけるピストンロッド５Ａの位置の実際値が検出不能になる異常時には、実際値が目標値を越えても液圧ポンプ１が電動モータ４により回転駆動され続けて圧液を吐出して液圧回路の圧力が上昇し、この上昇した圧力がリリーフ弁１２又は１４の設定圧力を越えると、リリーフ弁１２又は１４は液圧回路の圧液をタンクＴに排出し、この排出する圧液はリリーフ弁１２又は１４で圧力エネルギーが温度エネルギーに変換されて温度が上昇する。そして、リリーフ弁１２又は１４から排出する圧液の温度をタンクＴに配置した温度検出センサ２３により検出し、温度検出センサ２３は検出する圧液の温度が設定値を越えると制御信号をリレースイッチ２２に出力し、リレースイッチ２２は温度検出センサ２３からの制御信号により開作動して電源から制御部１８を経て電動モータ４に至る電源線２１を断って電動モータ４への電源を遮断し、電動モータ４を停止する。このため、片ロッドシリンダ５におけるピストンロッド５Ａの位置の実際値が検出不能になる異常時には、液圧回路の圧力をリリーフ弁１２又は１４の設定圧力に制御するだけでなく、電動モータ４を停止して液圧ポンプ１から圧液を吐出しないから、液圧回路における圧力の異常上昇を確実に防止できて安全性を向上することができる。また、片ロッドシリンダ５におけるピストンロッド５Ａの位置の実際値が検出不能になる異常時に、温度検出センサ２３により検出する温度に基づいてリレースイッチ２２を開作動して電動モータ４への電源を遮断するため、電動モータ４をフィードバック制御する制御部１８で電動モータ４を停止する煩雑な制御は必要なく、簡易な制御で電動モータ４を停止することができる。さらにまた、リリーフ弁１２、１４から排出する圧液を貯蔵するタンクＴに温度検出センサ２３を配置しているため、温度検出センサを管路１３、１５のリリーフ弁１２、１４より下流側にそれぞれ配置する場合と比べ、温度検出センサ２３は１個で良く、液圧駆動装置を構成する部品点数を低減できて構成の簡素化を図ることができる。
【００１３】
図２は、液圧アクチュエータ側から検出する実際値を液圧アクチュエータに供給する圧液の圧力を検出するものとした本発明の第二実施形態を示し、第一実施形態と同一個所には同符号を付して説明を省略し、異なる個所についてのみ説明する。
この第二実施形態では、管路９に圧力検出センサ１７Ａを配設し、圧力検出センサ１７Ａにより液圧ポンプ１の第２ポート３から吐出してキャップ側ポート８から片ロッドシリンダ５に供給する圧液の圧力を検出し、この検出した圧力の実際値はフィードバック配線２０Ａより制御部１８にフィードバックされ、制御部１８は動作指令による圧力の目標値とフィードバックされた圧力の実際値とを比較し、実際値が目標値に一致するよう電動モータ４の回転方向、回転速度をフィードバック制御し、圧力に基づきピストンロッド５Ａにより図示しないワークを加圧する際の荷重を制御する。
このため、第一実施形態と同様に、圧力検出センサ１７Ａが故障したり圧力検出センサ１７から制御部１８へのフィードバック配線２０Ａが断線したりする等して片ロッドシリンダ５に供給する圧液の圧力の実際値が検出不能になる異常時には、電動モータ４を停止して液圧ポンプ１から圧液を吐出せずに、液圧回路における圧力の異常上昇を確実に防止できて安全性を向上することができる。また、片ロッドシリンダ５に供給する圧液の圧力の実際値が検出不能になる異常時に、制御部１８で電動モータ４を停止する煩雑な制御は必要なく、簡易な制御で電動モータ４を停止することができる。さらにまた、温度検出センサ２３は１個で良く、液圧駆動装置を構成する部品点数を低減できて構成の簡素化を図ることができる。
【００１４】
図３は、液圧アクチュエータ側から検出する実際値を液圧アクチュエータでワークを加圧する際の荷重を検出するものとした本発明の第三実施形態を示し、前記各実施形態と同一個所には同符号を付して説明を省略し、異なる個所についてのみ説明する。
この第三実施形態では、ピストンロッド５Ａの先端にロードセル等の荷重検出センサ１７Ｂを介在してワークＷを加圧する加圧具５Ｂを一体的に連結し、荷重検出センサ１７Ｂによりピストンロッド５ＡでワークＷを加圧する際の荷重を検出し、この検出した荷重の実際値はフィードバック配線２０Ｂより制御部１８にフィードバックされ、制御部１８は動作指令による荷重の目標値とフィードバックされた荷重の実際値とを比較し、実際値が目標値に一致するよう電動モータ４の回転方向、回転速度をフィードバック制御する。
このため、前記各実施形態と同様の効果を得ることができる。また、荷重検出センサ１７Ｂによりピストンロッド５ＡでワークＷを加圧する際の荷重を直接検出しているため、第二実施形態に示した圧力検出センサ１７Ａにより検出した圧力に基づいて荷重を制御するものと比べ、ピストンロッド５Ａを駆動する際の摩擦力やキャップ側ポート８から片ロッドシリンダ５へ供給した圧液のピストンを介してのヘッド側ポート６への漏れ等の影響を受けることなく、精度良く制御できる。
【００１５】
なお、各実施形態では、液圧アクチュエータとして片ロッドシリンダ５を用いたが、両ロッドシリンダや液圧モータでも良い。また、温度検出センサ２３をタンクＴに配置したが、管路１３、１５のリリーフ弁１２、１４より下流側に配置しても良いことは勿論である。
【００１６】
【発明の効果】
このように請求項１かかる発明では、電動モータにより回転駆動され両方向回転可能な液圧ポンプの両ポートと液圧アクチュエータの両ポートとを接続した液圧回路の圧力が設定圧力を越えると液圧回路の圧液を排出するリリーフ弁を設け、リリーフ弁から排出する圧液の温度を検出する温度検出センサを設け、温度検出センサにより検出する温度に基づいて電動モータへの電源を遮断するため、液圧アクチュエータ側から実際値の検出が不能になる異常時には、液圧回路の圧力をリリーフ弁の設定圧力に制御するだけでなく、電動モータを停止して液圧ポンプから圧液を吐出しないから、液圧回路における圧力の異常上昇を確実に防止できて安全性を向上することができる。
【００１７】
また、請求項２にかかる発明では、請求項１にかかる発明の効果に加え、液圧アクチュエータ側から実際値の検出が不能になる異常時に、温度検出センサにより検出する温度に基づいてリレースイッチを開作動して電動モータへの電源を遮断するため、電動モータをフィードバック制御する制御部で電動モータを停止する煩雑な制御は必要なく、簡易な制御で電動モータを停止することができる。
【００１８】
また、請求項３にかかる発明では、請求項１又は２にかかる発明の効果に加え、リリーフ弁から排出する圧液を貯蔵するタンクに温度検出センサを配置しているため、温度検出センサをリリーフ弁を配設した管路にリリーフ弁より下流側にそれぞれ配置する場合と比べ、温度検出センサは１個で良く、液圧駆動装置を構成する部品点数を低減できて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】本発明の第一実施形態を示し、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】本発明の第二実施形態を示した図１に相当する図である。
【図３】本発明の第三実施形態を示した図１に相当する図である。
【符号の説明】
１  液圧ポンプ
２  第１ポート（ポート）
３  第２ポート（ポート）
４  電動モータ
５  片ロッドシリンダ（液圧アクチュエータ）
６  ヘッド側ポート（ポート）
８  キャップ側ポート（ポート）
１２、１４  リリーフ弁
１７  位置検出センサ
１７Ａ  圧力検出センサ
１７Ｂ  荷重検出センサ
２１  電源線
２２  リレースイッチ
２３  温度検出センサ
Ｔ  タンク
【図１】
0004532691.tif 000002
【図２】
0004532691.tif 000003
【図３】
0004532691.tif 000004