特開 2022-126145 インバータ制御油圧ユニット

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022126145

(43)【公開日】2022-08-30

(54)【発明の名称】インバータ制御油圧ユニット

(51)【国際特許分類】

   F04B 49/06 20060101AFI20220823BHJP

   F04C 14/22 20060101ALI20220823BHJP

   F04C 14/08 20060101ALI20220823BHJP

【ＦＩ】

F04B49/06 321A

F04C14/22 A

F04C14/08

【審査請求】未請求

【請求項の数】1

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2021024055

(22)【出願日】2021-02-18

(71)【出願人】

【識別番号】000241267

【氏名又は名称】豊興工業株式会社

(72)【発明者】

【氏名】兵藤 邦人

(72)【発明者】

【氏名】渡會 晃正

(72)【発明者】

【氏名】畔柳 幸治

【テーマコード（参考）】

3H044

3H145

【Ｆターム（参考）】

3H044AA02

3H044BB05

3H044CC21

3H044DD03

3H044DD18

3H044DD24

3H044DD28

3H044DD33

3H145AA05

3H145AA12

3H145AA24

3H145AA42

3H145BA12

3H145CA21

3H145CA29

3H145DA05

3H145EA20

3H145EA42

3H145GA15

3H145GA28

(57)【要約】      （修正有）

【課題】インバータに信号を出力する流量スイッチ等の機器を不要にして簡便な構成で安価なインバータ制御油圧ユニットを提供する。
【解決手段】可変容量型ベーンポンプ４と、可変容量型ベーンポンプ４を回転駆動するモータ５と、モータ５の回転数を変更自在に制御するインバータ６とを具備する。インバータ６は、内部の電流値を検出して第１しきい値および第１しきい値より低い値の第２しきい値と比較する。検出する電流値が第１しきい値より高くモータ５の回転数が低速回転では回転数を高速回転に切換制御する。また、検出する電流値が第２しきい値より低くモータ５の回転数が高速回転では回転数を低速回転に切換制御する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

吐出圧力に基づく油圧制御によって吐出量可変要素の位置を機械的に制御する圧力調整機構を有する可変容量型油圧ポンプと、可変容量型油圧ポンプを回転駆動するモータと、モータの回転数を変更自在に制御するインバータとを具備し、インバータはモータの回転数を低速回転と低速回転より高速の高速回転とに切換制御自在に設け、インバータ内部の電流値を検出して第１しきい値および第１しきい値より低い値の第２しきい値と比較し、検出する電流値が第１しきい値より高くモータの回転数が低速回転では回転数を高速回転に切換制御し、検出する電流値が第２しきい値より低くモータの回転数が高速回転では回転数を低速回転に切換制御することを特徴とするインバータ制御油圧ユニット。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、可変容量型油圧ポンプをモータで回転駆動し、モータの回転数をインバータで制御するインバータ制御油圧ユニットに関する。

【背景技術】

【0002】

この種のインバータ制御油圧ユニットは、吐出圧力に基づく油圧制御によって吐出量可変要素としての斜板の位置を機械的に制御する圧力調整機構を有する可変容量型油圧ポンプと、この可変容量型油圧ポンプを回転駆動するモータと、モータの回転数を制御するインバータと、可変容量型油圧ポンプのドレン量を検出してＯＮ信号をインバータへ出力する流量スイッチとを備えている。そして、ドレン量が増加して流量スイッチからＯＮ信号を出力すると、インバータはモータを低速回転に切換制御する。また、ドレン量が減少して流量スイッチからのＯＮ信号がＯＦＦになると、インバータはモータを高速運転に切換制御する。このようにして、圧力センサと専用のコントローラとを不要にして簡便な構成にできている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第６６１９０５３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところが、かかる従来のインバータ制御油圧ユニットは、モータを低速回転と高速回転とに切換制御するのに、可変容量型油圧ポンプのドレン量を検出する流量スイッチを必要とするため、いまだ満足のいく簡便な構成ではないという問題があった。

【0005】

本発明の課題は、インバータに信号を出力する流量スイッチ等の機器を不要にして簡便な構成で安価なインバータ制御油圧ユニットを提供するものである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

かかる課題を達成すべく、本発明は次の手段をとった。即ち、
吐出圧力に基づく油圧制御によって吐出量可変要素の位置を機械的に制御する圧力調整機構を有する可変容量型油圧ポンプと、可変容量型油圧ポンプを回転駆動するモータと、モータの回転数を変更自在に制御するインバータとを具備し、インバータはモータの回転数を低速回転と低速回転より高速の高速回転とに切換制御自在に設け、インバータ内部の電流値を検出して第１しきい値および第１しきい値より低い値の第２しきい値と比較し、検出する電流値が第１しきい値より高くモータの回転数が低速回転では回転数を高速回転に切換制御し、検出する電流値が第２しきい値より低くモータの回転数が高速回転では回転数を低速回転に切換制御することを特徴とするインバータ制御油圧ユニットがそれである。

【発明の効果】

【0007】

以上詳述したように、請求項１に記載の発明は、インバータはモータの回転数を低速回転と低速回転より高速の高速回転とに切換制御自在に設け、インバータ内部の電流値を検出して第１しきい値および第１しきい値より低い値の第２しきい値と比較し、検出する電流値が第１しきい値より高くモータの回転数が低速回転では回転数を高速回転に切換制御し、検出する電流値が第２しきい値より低くモータの回転数が高速回転では回転数を低速回転に切換制御する。このため、インバータは内部の電流値を検出して第１しきい値および第２しきい値と比較し、モータの回転数を低速回転と高速回転に切換制御するから、従来ユニットに比し、インバータに信号を出力する流量スイッチ等の機器を不要にでき、簡便な構成で安価にすることができる。また、第１しきい値および第２しきい値は任意に設定することができ、用途に応じて最適に設定することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本発明の一実施形態を示したインバータ制御油圧ユニットの回路図である。

【図2】図１の特性を示し、（Ａ）はインバータの電流―時間の特性図、（Ｂ）はモータの回転数―時間の特性図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、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は図示しないワークをクランプするクランプシリンダで、キャップ側室１Ａへの作動油の供給でピストンロッド１Ｂが図示左方向へ移動してワークをクランプすると共に、ロッド側室１Ｃへの作動油の供給でピストンロッド１Ｂが図示右方向へ移動してワークのクランプを解除する。２は４ポート２位置の電磁方向切換弁で、クランプシリンダ１のロッド側室１Ｃへ作動油を供給してキャップ側室１Ｂの作動油をタンクＴに排出する第１位置２Ａと、キャップ側室１Ａへ作動油を供給してロッド側室１Ｃの作動油をタンクＴに排出する第２位置２Ｂとを切換操作自在に有している。

【0010】

３はインバータ制御油圧ユニットで、可変容量型油圧ポンプとしての可変容量型ベーンポンプ４とモータ５とインバータ６と作動油を貯蔵するタンクＴとから構成している。可変容量型ベーンポンプ４は、吐出量可変要素としての可動リング７を偏心自在に有し、可動リング７の偏心量を減少する圧力調整機構８を備え、可動リング７の偏心量の減少により吐出量を減少する。可変容量型ベーンポンプ４の圧力調整機構８は、可変容量型ベーンポンプ４の吐出圧力が、カットオフ開始圧力に達すると可動リング４の偏心量を減少するよう作動して吐出量を最大吐出量から減少し、以後、吐出圧力の上昇に応じて可動リング７の偏心量が減少して吐出量をさらに減少し、フルカットオフ圧力に達すると可動リング７の偏心量がなくなり、吐出量を最小吐出量の略０にする。圧力調整機構８には、フルカットオフ圧力をばね力に基づき設定するばね９を有し、ばね９のばね力を調整ねじ９Ａで調整自在にしてフルカットオフ圧力を変更自在に設けている。なお、カットオフ開始圧力はフルカットオフ圧力より若干低い圧力となる。

【0011】

モータ５は可変容量型ベーンポンプ４と直接結合し、可変容量型ベーンポンプ４を回転駆動する。インバータ６は図２（Ｂ）に示す如く、モータ５の回転数Ｎを変更自在に制御し、モータ５の回転数Ｎを低速回転Ｎ２と低速回転Ｎ２より高速の高速回転Ｎ１とに切換制御自在に設けている。インバータ６は、図２（Ａ）に示す如く、内部の電流値Ｃを検出し、第１しきい値ａ１および第２しきい値ａ２と比較する。第２しきい値ａ２は第１しきい値ａ１より低い値に設定している。インバータ６は、検出する電流値Ｃが第１しきい値ａ１より高く、モータ５の回転数Ｎが低速回転Ｎ２では回転数Ｎを高速回転Ｎ１に切換制御する。また、インバータ６は、検出する電流値Ｃが第２しきい値ａ２より低く、モータ５の回転数Ｎが高速回転Ｎ１では回転数Ｎを低速回転Ｎ２に切換制御する。

【0012】

図２（Ａ）のＤは原位置停止状態で、クランプシリンダ１のピストンロッド１Ｂが図１の原位置に停止している状態である。Ｅは作動状態で、クランプシリンダ１のピストンロッド１Ｂが図１の左方向に移動している状態である。Ｆはクランプ状態で、クランプシリンダ１のピストンロッド１Ｂが図１の左方端に移動してワークをクランプしている状態である。原位置停止状態Ｄでの電流値ＣはＣ１で示し、電流値Ｃ１は第１しきい値ａ１より低く第２しきい値ａ２より高い略一定値である。作動状態Ｅでの電流値ＣはＣ２で示し、電流値Ｃ２はクランプシリンダ１のピストンロッド１Ｂが原位置停止状態Ｄから作動状態Ｅへの過渡期に始動トルクの増加に伴い増加し、移動し始めると減少に転じる。クランプ状態Ｆでの電流値ＣはＣ３で示し、電流値Ｃ３はクランプシリンダ１のピストンロッド１Ｂが作動状態Ｅからクランプ状態Ｆへの過渡期に慣性で第２しきい値ａ２より低い値まで減少し、その後第２しきい値ａ２より高い値まで増加して電流値Ｃ１と同等の略一定値となる。

【0013】

次に、かかる構成の作動を説明する。
図１の状態は、クランプシリンダ１のピストンロッド１Ｂが原位置に停止し、図２（Ａ）の原位置停止状態Ｄである。電磁方向切換弁２は第１位置２Ａに位置し、クランプシリンダ１のロッド側室１Ｃへ作動油を供給してキャップ側室１Ａの作動油をタンクＴに排出する。インバータ６の電流値ＣはＣ１で、モータ５は低速回転Ｎ２で可変容量型ベーンポンプ４を回転駆動し、可変容量型ベーンポンプ４は可動リング７の偏心量がなく、吐出量を略０にしている。

【0014】

この状態で、電磁方向切換弁２を第２位置２Ｂに切換操作すると、クランプシリンダ１のキャップ側室１Ａへ作動油を供給してロッド側室１Ｃの作動油をタンクＴに排出する。クランプシリンダ１はピストンロッド１Ｂが図示左方向へ移動し、図２（Ａ）の作動状態Ｅになる。インバータ６の電流値ＣはＣ２になり、電流値Ｃ２が第１しきい値ａ１より高くなると、インバータ６は回転数Ｎを高速回転Ｎ１に切換制御する。モータ５は高速回転Ｎ１で可変容量型ベーンポンプ４を回転駆動し、可変容量型ベーンポンプ４は、圧力調整機構８が可動リング７の偏心量を増加するよう作動して吐出量を増加し、最大吐出量を吐出する。

【0015】

そして、クランプシリンダ１のピストンロッド１Ｂが図１左方端に到達すると、図２（Ａ）のクランプ状態Ｆになり、ワークをクランプする。インバータ６の電流値ＣはＣ３になり、電流値Ｃ３が第２しきい値ａ２より低くなると、インバータ６は回転数Ｎを低速回転Ｎ２に切換制御する。モータ５は低速回転Ｎ２で可変容量型ベーンポンプ４を回転駆動し、可変容量型ベーンポンプ４は、圧力調整機構８が可動リング７の偏心量を減少するよう作動して吐出量を減少し、吐出量を略０にする。

【0016】

この状態で、ワークのクランプが完了し、電磁方向切換弁２を第１位置２Ａに切換操作すると、クランプシリンダ１のロッド側室１Ｃへ作動油を供給してキャップ側室１Ａの作動油をタンクＴに排出する。クランプシリンダ１はピストンロッド１Ｂが図示右方向へ移動する。そして、クランプシリンダ１のピストンロッド１Ｂが図１の原位置に復帰すると、モータ５を停止する。

【0017】

かかる作動で、インバータ６はモータ５の回転数Ｎを低速回転Ｎ２と低速回転Ｎ２より高速の高速回転Ｎ１とに切換制御自在に設け、インバータ６内部の電流値Ｃを検出して第１しきい値ａ１および第１しきい値ａ１より低い値の第２しきい値ａ２と比較し、検出する電流値Ｃが第１しきい値ａ１より高くモータ５の回転数Ｎが低速回転Ｎ２では回転数Ｎを高速回転Ｎ１に切換制御し、検出する電流値Ｃが第２しきい値ａ２より低くモータ５の回転数Ｎが高速回転Ｎ１では回転数Ｎを低速回転Ｎ２に切換制御する。このため、インバータ６は内部の電流値Ｃを検出して第１しきい値ａ１および第２しきい値ａ２と比較し、モータ５の回転数Ｎを低速回転Ｎ２と高速回転Ｎ１に切換制御するから、従来ユニットに比し、インバータに信号を出力する流量スイッチ等の機器を不要にでき、簡便な構成で安価にすることができる。

【0018】

また、第１しきい値ａ１および第２しきい値ａ２は任意に設定することができ、用途に応じて最適に設定することができる。

【0019】

なお、一実施形態では、可変容量型油圧ポンプを可変容量型ベーンポンプ４としたが、可変容量型ピストンポンプでも良いことは勿論である。

【符号の説明】

【0020】

４：可変容量型ベーンポンプ（可変容量型油圧ポンプ）
５：モータ
６：インバータ
７：可動リング（吐出量可変要素）
８：圧力調整機構
ａ１：第１しきい値
ａ２：第２しきい値
Ｃ：電流値
Ｎ：回転数
Ｎ１：高速回転
Ｎ２：低速回転

【図1】

【図2】