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公開番号2024053184
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-04-15
出願番号2022159273
出願日2022-10-03
発明の名称シリンダ装置
出願人カヤバ株式会社
代理人個人
主分類F16F 15/027 20060101AFI20240408BHJP(機械要素または単位;機械または装置の効果的機能を生じ維持するための一般的手段)
要約【課題】本発明は、モータとシリンダ装置が互いの振動を励起して発振することを防止し、安定した推力を発生可能なシリンダ装置の提供を目的とする。
【解決手段】シリンダ装置Aは、シリンダ2と、シリンダ2内を二つの作動室R1,R2に区画するピストン3と、並列して作動室同士R1,R2を連通する第1流路4と第2流路5と、第1流路4の途中に設けられた第1可変絞り弁6と、第2流路5の途中に直列に設けられる第2可変絞り弁7およびモータ8によって駆動される双方向吐出型のポンプ9とを有する液圧シリンダ1と、第1可変絞り弁6、第2可変絞り弁7およびモータ8を制御するコントローラ11とを備え、コントローラ11は、モータ8が制動状態であって電圧指令が飽和していると、第1可変絞り弁6の絞り係数と第2可変絞り弁7の絞り係数の一方または両方を制御する。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項１】
シリンダと、前記シリンダ内に移動自在に挿入されて前記シリンダ内を二つの作動室に区画するピストンと、互いに並列して前記作動室同士を連通する第１流路と第２流路と、前記第１流路に設けられた第１可変絞り弁と、前記第２流路に直列に設けられる第２可変絞り弁およびモータによって駆動される双方向吐出型のポンプとを有する液圧シリンダと、
前記第１可変絞り弁、前記第２可変絞り弁および前記モータを制御するコントローラとを備え、
前記コントローラは、前記モータが制動状態であって、前記モータの電圧指令が飽和していると判定すると、前記モータの回転速度を低下させて電気的な共振周波数を低下させると同時に前記シリンダ装置の機械的な共振周波数を変更するか、或いは、前記モータの回転速度或いはトルクの一方または両方を低下させるように前記第1可変絞り弁の絞り係数と前記第２可変絞り弁の絞り係数の一方または両方を制御する
ことを特徴とするシリンダ装置。
続きを表示（約 170 文字）【請求項２】
前記コントローラは、
前記モータの回転速度とトルクとに基づいて前記モータが制動状態であるか否かを判定する制動状態判定部と、
前記モータのｑ軸の電圧指令とｄ軸の電圧指令の合成ベクトル長さに基づいて前記モータの前記電圧指令の飽和を判定する飽和判定部とを有する
ことを特徴とする請求項１に記載のシリンダ装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリンダ装置に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
従来のシリンダ装置としては、たとえば、車両の車体と車軸との間に介装されるアクティブサスペンション等に適用され、具体的には、シリンダと、シリンダ内に移動自在に挿入されてシリンダ内を二つの作動室に区画するピストンと、ピストンに連結されるロッドと、並列して二つの作動室を連通する第１流路および第２流路と、第１流路に設けられた第１可変絞り弁と、第２流路に直列に設けられた第２可変絞り弁および双方向吐出型のポンプと、ポンプを駆動するモータとを有する油圧シリンダと、第１可変絞り弁、第２可変絞り弁およびモータを制御する制御装置とを備えて構成されている（たとえば、特許文献１参照）。
【０００３】
そして、従来のシリンダ装置は、アクティブサスペンションとして使用される場合、シリンダが車体と車軸の一方に連結されるとともに、ロッドが車体と車軸の他方に連結され、ポンプをモータによって駆動することによって推力を発生して、車体の振動を抑制できる。
【０００４】
さらに、従来のシリンダ装置では、油圧シリンダが外力によって強制的に伸縮させられる場合、第２流路を流れる作動油によってポンプが回転させられるため、モータが制動領域で使用され、モータが発生するトルクによってポンプが作動油の流れに抵抗を与える。そのため、油圧シリンダは、外力による油圧シリンダの伸縮を妨げる推力が発生する。前述のように、従来のシリンダ装置では、モータを力行領域で使用して油圧シリンダを積極的に伸縮させる場合の他に、モータが制動領域で使用される場合もモータが発生するトルクを制御することによりシリンダ装置が発生する推力を調整できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２００９－１９６５９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここで、シリンダ装置の機械的な共振周波数ｆｍは、第１可変絞り弁の絞り係数をｆｖ１、第２可変絞り弁の絞り係数をｆｖ２、流体の体積弾性係数をＫｏ、ポンプの押しのけ容積をＶｐ、モータのロータの慣性モーメントをＩｍ、上下室の初期体積をＶ
０
とすると、以下の式１で表すことができる。
【０００７】
TIFF
2024053184000002.tif
25
105
【０００８】
他方、モータの電気的な共振周波数をｆｅとし、巻線の抵抗をＲとし、巻線のインダクタンスをＬとし、ロータの電気角速度をφとすると、共振周波数は以下の式２で表すことができる。式２からモータの電気的な共振周波数ｆｅは、ロータの電気角速度φに応じて変化し、モータの回転速度が高くなればなるほど共振周波数ｆｅの値も高くなることが解る。
【０００９】
TIFF
2024053184000003.tif
26
117
【００１０】
モータの回転速度が高速になって、電気的な共振周波数ｆｅの値が機械的な共振周波数ｆｍの値に近づくと、互いの振動を励起して発振を引き起こすような振動モードが現れ、シリンダ装置が発生する推力が安定せずに振動的に変化する現象が生じる。なお、この現象は、特開２００８－６７５８１に開示されているように、モータが制動状態であること、モータの電圧指令が飽和状態であること、およびシリンダ装置の機械的な共振周波数とモータの電気的な共振周波数が近づくことという３つの条件がすべてそろった場合に発生することが知られている。
（【００１１】以降は省略されています）

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