技术领域
[0001] 本发明涉及一种液压装置。
相关背景技术
[0002] 目前，作为液压装置，存在利用伺服阀来控制液压缸的液压装置(例如，参照日本特开2011-11521号公报(专利文献1))。现有技术文献
专利文献
[0003] 专利文献1：日本特开2011-11521号公报
具体实施方式
[0021] 以下，根据图示的实施方式对本发明的液压装置进行详细说明。
[0022] (第一实施方式)图1是表示本发明第一实施方式的液压装置的示意框图。该液压装置用于注塑成型机、压制机以及机床等工业设备(主引擎)。
[0023] 如图1所示，该第一实施方式的液压装置包括：液压泵P1，该液压泵P1将工作油吸入、排出；马达M1，该马达M1驱动液压泵P1；液压缸100，从液压泵P向该液压缸100供给工作油；压力传感器PS1，该压力传感器PS1对液压泵P1的排出压力进行检测；第一方向控制阀10(四个端口，三个位置)；第二方向控制阀20(三个端口，两个位置)；电磁比例压力控制阀30；位置控制控制器40；控制器50，该控制器50控制马达M1；位置传感器60，该位置传感器60对液压缸100的杆101的当前位置进行检测；油罐70，该油罐70贮存工作油。液压缸100是单杆式液压缸，具有头部侧端口110和杆侧端口120。
[0024] 上述电磁比例压力控制阀30是压力控制回路的一个示例。
[0025] 将上述液压泵P1的排出端口与第一方向控制阀10的泵端口13连接。将第一方向控制阀10的油罐端口14与油罐70连接。此外，将第一方向控制阀10的负载端口11与液压缸100的头部侧端口110连接。此外，将第二方向控制阀20的第二端口22与第一方向控制阀10的负载端口12连接。
[0026] 在上述第一方向控制阀10的螺线管sol1、sol2这两者未励磁的情况下，第一方向控制阀10处于中央的切换位置，负载端口11、12、泵端口13以及油罐端口14处于关闭状态。另一方面，在对第一方向控制阀10的螺线管sol1进行了励磁的情况下，第一方向控制阀10处于左侧的切换位置，负载端口11与泵端口13连通，负载端口12与油罐端口14连通。另一方面，在对第一方向控制阀10的螺线管sol2进行了励磁的情况下，第一方向控制阀10处于右侧的切换位置，负载端口11与油罐端口14连通，负载端口12与泵端口13连通。
[0027] 此外，将第二方向控制阀20的第一端口21与液压缸100的杆侧端口120连接。此外，将第二方向控制阀20的第三端口23与电磁比例压力控制阀30连接。
[0028] 在上述第二方向控制阀20的螺线管sol3未励磁的情况下，第二方向控制阀20处于左侧的切换位置，第一端口21与第二端口22连通，第三端口23处于关闭状态。另一方面，在对第二方向控制阀20的螺线管sol3进行了励磁的情况下，第二方向控制阀20处于右侧的切换位置，第一端口21与第三端口23连通，第二端口22处于状态。
[0029] 上述电磁比例压力控制阀30具有比例减压阀310(三个端口，两个位置)以及电磁比例泄压阀320。
[0030] 在上述比例减压阀310的第一端口311处连接有第二方向控制阀20的第三端口23。此外，在比例减压阀310的油罐端口312连接有油罐70。此外，在比例减压阀310的第二端口
313处连接有外部的液压源80。
[0031] 此外，通过节流门330连接比例减压阀310的第一端口311与第一先导端口314。此外，通过节流门340连接比例减压阀310的第二端口313与第二先导端口315。
[0032] 此外，将比例减压阀310的第二先导端口315与电磁比例泄压阀320的端口321连接。此外，在电磁比例泄压阀320的油罐端口322处连接有油罐70。在该电磁比例泄压阀320中，通过来自控制器50的压力控制信号对螺线管sol4进行励磁。上述压力控制信号基于位置传感器60的输出而从控制器50输出。
[0033] 另外，在该实施方式中，从控制器50输出了压力控制信号，不过，也可从位置控制控制器40输出压力控制信号。
[0034] 在上述电磁比例压力控制阀30中，比例减压阀310的第二先导端口315的压力根据电磁比例泄压阀320的螺线管sol4的励磁电流的大小而增加、减小，随着电磁比例泄压阀320的励磁电流变大，比例减压阀310的第一端口311的压力在从外部的液压源80供给的工作油的压力的作用下上升。
[0035] 上述位置控制控制器40根据来自主引擎控制器(未图示)的动作信息(包括目标位置)和流量指令信号、压力指令信号以及位置传感器60的输出(当前位置)来控制第一方向控制阀10、第二方向控制阀20以及电磁比例压力控制阀30等。
[0036] 此外，控制器50根据来自位置控制控制器40的流量指令信号、压力指令信号以及压力传感器PS1的输出来控制马达M1。
[0037] 在具有上述结构的液压装置中，在液压缸100的活塞102位于最靠头部侧端口110一侧的位置的状态下，位置控制控制器40对第一方向控制阀10的螺线管sol1进行励磁而使第一方向控制阀10位于左侧的切换位置，并且不对第二方向控制阀20的螺线管sol3进行励磁而使第二方向控制阀20位于左侧的切换位置。
[0038] 由此，液压缸100的头部侧端口110(流入侧端口)经由第一方向控制阀10与液压泵P1的排出端口连接。此外，液压缸100的杆侧端口120(流出侧端口)经由第二方向控制阀20与油罐70连接。
[0039] 接着，基于来自位置控制控制器40的流量指令信号、压力指令信号以及压力传感器PS1的输出，通过控制器50来控制马达M1的转速，使液压缸100的活塞102高度向右移动后使其低速移动。
[0040] 在上述低速移动的途中对第二方向控制阀20的螺旋管sol3进行励磁，从而将第二方向控制阀20切换至左侧的切换位置。由此，液压缸100的杆侧端口120(流出侧端口)连接至电磁比例压力控制阀30。
[0041] 如此一来，基于位置传感器60的输出，通过控制器50控制马达M1的转速并且控制电磁比例压力控制阀30，从而使液压缸100的杆101移动至目标位置。
[0042] 此时，控制马达M1的转速来控制从液压泵P1供给至液压缸100的头部侧端口110的工作油的流量，从而对液压缸100进行加速控制。此外，基于位置传感器60的输出，通过电磁比例压力控制阀30对液压缸100的杆侧端口120的压力进行控制，从而对液压缸100进行制动控制。
[0043] 接着，在使液压缸100的杆101返回至原来位置的情况下，位置控制控制器40不对第一方向控制阀10的螺线管sol1进行励磁而对螺线管sol2进行励磁，从而使第一方向控制阀10位于右侧的切换位置，并且停止第二方向控制阀20的螺线管sol3的励磁，从而将第二方向控制阀20切换至左侧的切换位置。
[0044] 由此，液压缸100的头部侧端口110(流出侧端口)经由第二方向控制阀20与油罐70连接。此外，液压缸100的杆侧端口120(流入侧端口)经由第一方向控制阀10与液压泵P1的排出端口连接。
[0045] 接着，基于来自位置控制控制器40的流量指令信号、压力指令信号以及压力传感器PS1的输出，通过控制器50来控制马达M1的转速，使液压缸100的活塞102高度向左移动后使其低速移动，从而使杆101返回至原来位置。
[0046] 如此一来，在上述液压装置中，例如在压制机中，通过液压缸100使模具高速移动，并且在即将到达目标位置之前切换至低速，从而抑制停止时的震动，进而能够准确地使模具停止在目标位置。
[0047] 在具有上述结构的液压装置中，基于对液压缸100的杆101的位置进行检测的位置传感器60的输出，通过控制器50控制马达M1的转速来控制从通过马达M1驱动的液压泵P1供给至液压缸100的流入侧端口的工作油的流量，从而对液压缸100进行加速控制。此外，基于上述位置传感器60的输出，通过控制器50和电磁比例压力控制阀30对液压缸100的流出侧端口的压力进行控制，从而对液压缸100进行制动控制。如此一来，能够构成分别自由地控制液压缸100的流入侧的加速以及流出侧的制动的具有两个自由度的控制系统。
[0048] 在上述液压装置中，与使用现有的伺服阀而使液压泵始终被驱动的液压装置相比，由于能够在没有对工作油的流量进行控制的节流门的情况下减少剩余油，因此，节能性优异。
[0049] 此外，由于能够从液压泵P1向液压缸供给高速驱动所需要的流量的工作油而不像伺服阀那样限制流量，因此，能够以高速来驱动液压缸。
[0050] 此外，通过分别自由地进行液压缸100的流入侧的加速控制以及流出侧的制动控制，控制性能提高，能够进行高精度的位置控制。
[0051] 此外，基于位置传感器60的输出并通过控制器50和电磁比例压力控制阀30控制液压缸100的流出侧端口的压力，从而对液压缸100进行制动控制，因此，能够在不额外构成背压控制回路的情况下并且在不添加控制阀来阻挡进油侧的情况下进行背压控制。
[0052] 此外，在使用上述现有伺服阀而使液压泵始终被驱动的液压装置中，在液压泵与伺服阀之间需要暂时存储剩余油的储罐以及高压内联过滤器，不过，在该第一实施方式的油压装置中，在没有基于节流门的流量控制的情况下控制液压泵的旋转，因此，不需要储罐以及高压内联过滤器。
[0053] 因此，根据上述第一实施方式的液压装置，能够在不使用伺服阀的情况下以简单的结构来实现节能，并且能够进行液压缸100的高度驱动、高精度位置控制以及背压控制。
[0054] 此外，通过上述控制器50和电磁比例压力控制阀30并基于位置传感器60的输出来控制从外部的液压源80供给的工作油的压力。利用由上述电磁比例压力控制阀30控制的工作油的压力并基于位置传感器60的输出来控制液压缸100的流出侧端口的压力，从而能够良好地进行液压缸100的流出侧的制动控制。
[0055] 由于上述第一实施方式的液压装置不使用伺服阀、伺服马达、储罐以及高压内联过滤器，因此，能够简化结构，能够降低成本。
[0056] 此外，在将上述液压装置用于压制机的情况下，能够在模具垫控制中进行稳定的压力控制。此处，模具垫是指在压制机中具有产生从下方将压制加工而成的成型品向上顶的力的功能以及产生用于拉深加工的防皱用的反作用力的压力保持功能的装置。
[0057] 另外，在上述第一实施方式中，也可使用由液压泵P1、马达M1、压力传感器PS1以及控制器50等构成的液压单元。
[0058] (第二实施方式)图2是表示本发明第二实施方式的液压装置的示意框图。该液压装置用于注塑成型机、压制机以及机床等工业设备(主引擎)。
[0059] 如图2所示，该第二实施方式的液压装置包括：第一液压泵P1和第二液压泵P2，所述第一液压泵P1和第二液压泵P2将工作油吸入、排出；第一马达M1，该第一马达M1驱动第一液压泵P1；第二马达M2，该第二马达M2驱动第二液压泵P2；液压缸100，从液压泵P1向该液压缸100供给工作油；压力传感器PS1，该压力传感器PS1对第一液压泵P1的排出压力进行检测；压力传感器PS2，该压力传感器PS2对第二液压泵P2的排出压力进行检测；第一方向控制阀10(四个端口，三个位置)；第二方向控制阀20(三个端口，两个位置)；位置控制控制器40；第一控制器50A，该第一控制器50A控制马达M1；第二控制器50B，该第二控制器50B控制第二马达M2；位置传感器60，该位置传感器60对液压缸100的杆101的位置进行检测；油罐70，该油罐70贮存工作油。液压缸100是单杆式液压缸，具有头部侧端口110和杆侧端口120。
[0060] 通过上述第二液压泵P2和第二马达M2构成压力控制回路。
[0061] 将上述第一液压泵P1的排出端口与第一方向控制阀10的泵端口13连接。将第一方向控制阀10的油罐端口14与油罐70连接。此外，将第一方向控制阀10的负载端口11与液压缸100的头部侧端口110连接。此外，将第二方向控制阀20的第二端口22与第一方向控制阀10的负载端口12连接。
[0062] 此外，将第二方向控制阀20的第一端口21与液压缸100的杆侧端口120连接。将第二方向控制阀20的第二端口22与第一方向控制阀10的负载端口12连接。将第二方向控制阀20的第三端口23与第二液压泵P2的排出端口连接。
[0063] 上述位置控制控制器40根据来自主引擎控制器(未图示)的动作信息和流量指令信号、压力指令信号以及位置传感器60的输出来控制第一方向控制阀10和第二方向控制阀20。此外，第一控制器50A根据来自位置控制控制器40的流量指令信号、压力指令信号以及压力传感器PS1的输出来控制第一马达M1。此外，第二控制器50B根据来自位置控制控制器
40的流量指令信号、压力指令信号以及压力传感器PS2的输出来控制第二马达M2。
[0064] 在具有上述结构的液压装置中，在液压缸100的活塞102位于最靠头部侧端口110一侧的位置的状态下，位置控制控制器40对第一方向控制阀10的螺线管sol1进行励磁而使第一方向控制阀10位于左侧的切换位置，并且不对第二方向控制阀20的螺线管sol3进行励磁而使第二方向控制阀20位于左侧的切换位置。由此，液压缸100的杆侧端口120经由第二方向控制阀20与油罐70连接。
[0065] 接着，基于来自位置控制控制器40的流量指令信号、压力指令信号以及压力传感器PS1的输出，通过第一控制器50A来控制第一马达M1的转速，使液压缸100的活塞102高度向右移动后使其低速移动。
[0066] 在上述低速移动的途中对第二方向控制阀20的螺旋管sol3进行励磁，从而将第二方向控制阀20切换至右侧的切换位置。由此，液压缸100的杆侧端口120连接至第二液压泵P2的排出端口。
[0067] 如此一来，基于位置传感器60的输出，通过第一控制器50A控制第一马达M1的转速，并且通过第二控制器50B控制第二液压泵P2，从而使液压缸100的杆101移动至目标位置。
[0068] 此时，控制第一马达M1的转速来控制从第一液压泵P1供给至液压缸100的头部侧端口110的工作油的流量，从而对液压缸100进行加速控制。此外，基于位置传感器60的输出，通过第二液压泵P2对液压缸100的杆侧端口120的压力进行控制，从而对液压缸100进行制动控制。此处，通过使第二液压泵P2反转，使得来自液压缸100的回油被吸入排出端口。
[0069] 接着，在使液压缸100的杆101返回至原来位置的情况下，位置控制控制器40不对第一方向控制阀10的螺线管sol1进行励磁而对螺线管sol2进行励磁，从而使第一方向控制阀10位于右侧的切换位置，并且停止第二方向控制阀20的螺线管sol3的励磁，从而将第二方向控制阀20切换至左侧的切换位置。
[0070] 接着，基于来自位置控制控制器40的流量指令信号、压力指令信号以及压力传感器PS1的输出，通过第一控制器50A来控制第一马达M1的转速，使液压缸100的活塞102高度向左移动后使其低速移动，从而使杆101返回至原来位置。
[0071] 如此一来，在上述液压装置中，例如在压制机中，通过液压缸100使模具高速移动，并且在即将到达目标位置之前切换至低速，从而抑制停止时的震动，进而能够准确地使模具停止在目标位置。在使用了该第二实施方式的液压装置的压制机中，能够获得尺寸精度为±5μm这一数量级的成型品。
[0072] 根据具有上述结构的液压装置，基于对液压缸100的杆101的位置进行检测的位置传感器60的输出，通过第一控制器50A控制第一马达M1的转速来控制从通过第一马达M1驱动的第一液压泵P1供给至液压缸100的流入侧端口的工作油的流量，从而对液压缸100进行加速控制。此外，基于上述位置传感器60的输出，通过第二控制器50B和第二液压泵P2对液压缸100的流出侧端口的压力进行控制，从而对液压缸100进行制动控制。如此一来，能够构成分别自由地控制液压缸100的流入侧的加速以及流出侧的制动的具有两个自由度的控制系统。
[0073] 上述第二实施方式的液压装置与第一实施方式的液压装置具有相同的效果。
[0074] 通过上述第二控制器50B并且基于位置传感器60的输出来控制压力控制回路的第二马达M2的转速，从而控制液压缸100的流出侧端口的压力，进而能够提高液压缸100的流出侧的制动控制的控制性能。
[0075] 另外，在上述第二实施方式中，也可使用由液压泵P1、马达M1、压力传感器PS1以及第一控制器50A等构成的液压单元以及由液压泵P2、马达M2、压力传感器PS2以及第二控制器50B等构成的液压单元。
[0076] (第三实施方式)图3是表示本发明第三实施方式的液压装置的示意框图。该液压装置用于注塑成型机、压制机以及机床等工业设备(主引擎)。另外，除了止回阀91和压力控制阀92以外，该第三实施方式的液压装置与第二实施方式的液压装置设置成相同的结构。
[0077] 如图3所示，通过配设在第二液压泵P2的排出端口与液压缸100的杆侧端口120之间的止回阀91，仅允许工作油从第二液压泵P2向液压缸100的流动。
[0078] 此外，通过配设在上述止回阀91的液压缸100侧与油罐70之间的压力控制阀92，并且基于从由第二控制器50B控制的第二液压泵P2排出的工作油的压力来控制液压缸100的杆侧端口120的压力。
[0079] 由此，与通过第二液压泵P2直接控制液压缸100的杆侧端口120的压力相比，能够减小第二液压泵P2的能力。
[0080] 此外，根据上述液压装置，由于回油不会流动至第二液压泵P2，因此，能够应对再生负载。
[0081] 上述第三实施方式的液压装置与第二实施方式的液压装置具有相同的效果。
[0082] 在上述第一实施方式至第三实施方式中，对使单杆式液压缸100工作的液压装置进行了说明，不过，本发明也适用于使双杆式液压缸工作的液压装置。
[0083] 对本发明的具体实施方式进行了说明，但本发明不限定于上述第一实施方式至第三实施方式，能够在本发明的范围内实施各种改变。例如，也可将上述第一实施方式至第三实施方式中记载的内容适当组合而成的内容作为本发明的一实施方式。符号说明
[0084] 10…第一方向控制阀；20…第二方向控制阀；
30…电磁比例压力控制阀；
40…位置控制控制器；
50、50A、50B…控制器；
60…位置传感器；
70…油罐；
80…外部的液压源；
91…止回阀；
92…压力控制阀；
100…液压缸；
101…杆；
102…活塞；
110…头部侧端口；
120…杆侧端口；
310…比例减压阀；
320…电磁比例泄压阀；
M1、M2…马达；
P1、P2…液压泵；
PS1、PS2…压力传感器。
