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公開番号2024007074
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-01-18
出願番号2022108267
出願日2022-07-05
発明の名称油圧ユニット
出願人株式会社不二越
代理人個人,個人
主分類F04B 49/06 20060101AFI20240111BHJP(液体用容積形機械;液体または圧縮性流体用ポンプ)
要約【課題】モータの最大トルクや最大回転数を超えず、指定された圧力および流量を確実に発生させることができる油圧ユニットを提供する。
【解決手段】油圧ユニット100は、油圧ポンプ102と、油圧ポンプのポンプ容量を変化させる電磁比例弁114と、油圧ポンプを駆動するモータ104と、油圧ポンプの吐出圧Pを測定する圧力センサ116、118と、油圧シリンダ106と、吐出圧Pに応じてモータの許容トルクτmaxおよび最大ポンプ容量qmaxを超えないようにポンプ容量qを計算するポンプ容量計算部130と、吐出圧Pに応じて目標圧力Pdを達成する圧力制御流量Qpを計算する圧力計算部132と、目標流量Qdと圧力制御流量Qpと最大流量Qmaxのうち最も小さい流量を指令流量Qrとする指令流量計算部134と、指令流量Qrとポンプ容量qに基づいてモータの指令回転数Nを計算する回転数計算部138とを備える。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
可変容量型の油圧ポンプと、
前記油圧ポンプのポンプ容量を変化させる電磁比例弁と、
前記油圧ポンプを駆動するインバータ駆動式のモータと、
前記油圧ポンプの吐出圧Ｐを測定可能な圧力センサと、
前記油圧ポンプにより駆動される油圧アクチュエータと、
前記電磁比例弁および前記モータへの指令を出力し、目標圧力Ｐｄおよび目標流量Ｑｄを入力可能な油圧コントローラとを備え、
前記油圧コントローラは、
前記吐出圧Ｐに応じて、前記モータの許容トルクτｍａｘおよび最大ポンプ容量ｑｍａｘを超えないように、前記ポンプ容量を計算するポンプ容量計算部と、
前記吐出圧Ｐに応じて、前記目標圧力Ｐｄを達成するための圧力制御流量Ｑｐを計算する圧力計算部と、
前記目標流量Ｑｄと、前記圧力制御流量Ｑｐと、前記油圧ポンプが吐出可能な最大流量Ｑｍａｘとのうち、最も小さい流量を指令流量Ｑｒとして選択する指令流量計算部と、
前記指令流量Ｑｒと前記ポンプ容量ｑとに基づいて、前記モータの指令回転数Ｎを計算する回転数計算部とを備えることを特徴とする油圧ユニット。
続きを表示（約 370 文字）【請求項２】
前記指令流量計算部は、前記目標流量Ｑｄが入力されない場合、前記目標流量Ｑｄを無限大とみなして、前記圧力制御流量Ｑｐと前記最大流量Ｑｍａｘとのうち、小さい方の流量を指令流量Ｑｒとして選択し、
前記回転数計算部は、選択された前記指令流量Ｑｒを達成するように、前記モータの指令回転数Ｎを計算することを特徴とする請求項１に記載の油圧ユニット。
【請求項３】
前記指令流量計算部は、前記目標圧力Ｐｄが入力されない場合、前記圧力制御流量Ｑｐを無限大とみなして、前記目標流量Ｑｄと前記最大流量Ｑｍａｘとのうち、小さい方の流量を指令流量Ｑｒとして選択し、
前記回転数計算部は、選択された前記指令流量Ｑｒを達成するように、前記モータの指令回転数Ｎを計算することを特徴とする請求項１に記載の油圧ユニット。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、油圧、空圧や水圧などの流体の圧力や流量を駆動源とする油空水圧装置の圧力流体を供給する可変容量型のポンプと、ポンプを駆動するインバータ駆動式のモータとを備える油圧ユニットに関する。
続きを表示（約 1,400 文字）【背景技術】
【０００２】
油圧ユニットは、作動油の圧力調整や流量調整を行うことで各種作業を行うものであり、油圧ポンプと、油圧ポンプを駆動するインバータ駆動式のモータとを備える。油圧ポンプが可変容量型である場合には、モータによって１回転するごとの作動油の吐出量、すなわちポンプ容量を外部からの電気信号で変化させることができる。インバータ駆動式のモータは、回転数を変化させることが可能である。
【０００３】
油圧ユニットは、モータによって油圧ポンプを駆動し、モータの回転数を変化させることで油圧ポンプから吐出される作動油の圧力や流量を制御することにより、油圧シリンダや油圧モータなどの油圧アクチュエータを駆動する。
【０００４】
特許文献１には、吐出流量制御装置が記載されている。吐出流量制御装置は、可変容量型の液圧ポンプと、液圧ポンプを駆動する電動機（モータ）と、液圧ポンプおよび電動機を制御する電子制御回路とを備える。特許文献１では、誘導電動機を採用することを目的とし、誘導電動機の回転速度の追従の遅れに応じて液圧ポンプの吐出流量を大きくすることにより、吐出流量の応答性の低下を防止できるとしている。
【０００５】
特許文献２には、インバータ駆動油圧装置が記載されている。インバータ駆動油圧装置は、斜板式可変容量形のピストンポンプと、可変速モータと、インバータ制御装置と、圧力センサと、コントローラとを備える。ピストンポンプには圧力調整機構が内蔵されている。
【０００６】
特許文献２のインバータ駆動油圧装置では、圧力調整機構の圧力がカットオフ開始圧力より低い場合には「吐出圧力－回転数」の関係からモータの回転数を算出し、圧力調整機構の圧力がカットオフ開始圧力より高い場合には「トルク－回転数」の関係から回転数を算出し、回転数出力を切り換えてモータを駆動している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
特開２００２－１９５１６４号公報
特開２０１９－１８３９４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし特許文献１に記載の吐出流量制御装置では、吐出流量を流量指令に追従させるために誘導電動機の回転速度を最大限に上げるために、モータの出力が過剰に大きくなってしまう。特許文献２に記載のインバータ駆動油圧装置では、可変容量ポンプに内蔵された圧力調整機構によって、油圧の増加に応じてポンプ容量を減少させる。したがって、モータの最大トルクを超えないように圧力調整機構を調整する必要がある。
【０００９】
このように特許文献１、２は、モータの最大トルクや最大回転数を超えないようにすることは可能であるものの、安全性を考慮して、本来は出力可能であった圧力や流量より余裕を見て（安全率を大きく取って）制限する必要があった。また、指定された圧力や流量を正確に出力することも困難であるという問題があった。
【００１０】
本発明は、このような課題に鑑み、モータの最大トルクや最大回転数を超えず、指定された圧力および流量を確実に発生させることができる油圧ユニットを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
（【００１１】以降は省略されています）

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