JP2013501196A - 油圧パワーモジュール - Google Patents

Abstract

油圧パワーモジュール１０は、１）正しい領域に油圧油を送る油圧マニホールド１２、２）油圧油１６を収容する油圧タンク１４、３）油圧ポンプ１８、４）ＤＣサーボモータ２０、５）方向弁２２、６）冷却システム２４、７）統合フィルタハウジング２６、８）ＤＣサーボモータ２０を制御する電子機器−モータ制御装置２８により構成される。
【選択図】図１

Description

本出願は、油圧パワーモジュール（hydraulic power module）に関するものである。
本出願は、２００９年７月２９日に出願された米国出願第６１／２２９，２９８号の利益を主張する。この米国出願の内容は、引用により本明細書に援用されるものである。

流体分配およびその他の装置を制御する油圧パワーモジュールは、良く知られている。

本発明の目的は、制御を大幅に改善し、機械的寿命を延長し、簡素な設計を使用し、消費電力を低減し、冷却要求を緩和し、騒音レベルを低減する油圧パワーモジュールを製造することである。

本発明の油圧パワーモジュールは、１）正しい領域に油圧油（hydraulic fluid）を送る油圧マニホールド、２）油圧油を収容する油圧タンク、３）油圧ポンプ、４）ＤＣサーボモータ、５）方向弁、６）冷却システム、７）統合フィルタハウジング（integrated filter housing）、８）ＤＣサーボモータを制御する電子機器−モータ制御装置から構成される。

油圧パワーモジュール（ＨＰＭ）は、油圧油を供給して、１または複数の油圧シリンダの様々な配置（configurations）を行うように機能する。ＤＣサーボモータは、油圧マニホールドを介して油圧ポンプに直接的に接続されている。モータが回転しているとき、ポンプは、マニホールドを通る油圧油を、方向弁に導く。ＨＰＭは、油圧シリンダの一方の側にフローを転換するように、方向弁に信号を送る。ＨＰＭは、センサ（例えば、流体ラインにおける流量計、油圧シリンダと関連する線形トランスデューサなど）と連携して、油圧シリンダのピストン速度を正確に制御することができる速度で、油圧油を与える。また、それは、油圧シリンダのピストンの位置を反対の力に対して静止状態で保持することもできる。これは、正確な流量、または一定の動圧および静圧をもたらすものとなる。

ＤＣサーボモータおよびモータコントローラの使用により、制御力の大幅な増大のような、本発明のシステムに対する数多くの利点が存在する。別の結果として、システムの機械的寿命の改善をもたらす。すなわち、フローが必要とされないときに、すべての部分が動作を停止し、それにより摩耗が少なくなる。

本発明は、フローが必要とされないときに、フローが停止することを可能にすることにより、油圧冷却要求を減少させる。

本発明は、これまでのＡＣパワーパックシステム（AC power pack systems）と比較して簡素な機械設計をもたらす。ＨＰＭの動的応答は、アキュムレータの必要性をなくすことができる。

ＨＰＭ制御は、ゼロ速度で全トルク出力を可能にする。これにより、システムがフローの要求にほぼ即時に応答することが可能になる（圧力の増加中に遅延を生じない）。

ＨＰＭの動的応答は、システム変化の補償を可能にし、それにより油圧パワーモジュールが従来のＡＣ技術よりも一定の圧力および／またはフローを生成することが可能になる。ＨＰＭ制御は、機械的調整（圧力補充ポンプ、放出弁など）無しに、圧力およびフローの変更を可能にする。ＨＰＭは、典型的なＡＣパワーパックが速度しか制御しないところを、モータのトルク、速度および位置を制御して、制御の改善をもたらす。

雑音レベルはこれまでのＡＣパワーパック設計よりも低い。その設計および制御は、それ自体、消費電力の低減に役立つ。システムは、必要な場合にのみエネルギーを使用する。線形トランスデューサに基づく閉ループフロー制御は、より低いコストで同等の制御を提供する。そのアルゴリズムは、任意の油圧ポンプで機能するであろう。新しい圧力および／またはフローが必要とされるとき、単にポンプを交換する。

本発明のこれらのおよびその他の目的および利点は、添付図面と併せてなされる以下の説明から、より完全に明らかになるであろう。幾つかの図面を通して、同様の符号は、同じ部分または類似部分を指している。

図１は、本発明に係るＨＰＭの正面図を示している。 図２は、本発明に係るＨＰＭの背面図を示している。 図３は、タンクを取り外した、本発明に係るＨＰＭのポンプを示す図である。 図４は、本発明に係るＨＰＭの概略図である。 図５は、本発明に係るＨＰＭの流体回路の概略図を示している。

本発明の油圧パワーモジュール１０は、１）正しい領域に油圧油を送る油圧マニホールド１２、２）油圧油１６を収容する油圧タンク１４、３）油圧ポンプ１８、４）ＤＣサーボモータ２０、５）方向弁２２、６）冷却システム２４、７）統合フィルタハウジング２６、８）ＤＣサーボモータ２０を制御する電子機器−モータ制御装置２８により構成されている。

油圧パワーモジュール（ＨＰＭ）１０は、油圧油１６を供給して、１または複数の油圧シリンダ３０の様々な配置構成を行うように機能する。ＤＣサーボモータ２０は、油圧マニホールド１２を介して油圧ポンプ１８に直接的に接続されている。モータ２０が回転しているとき、ポンプ１８は、マニホールド１２を通る油圧油１６を、方向弁２２に導く。ＨＰＭ１０は、油圧シリンダ３０の一方の側にフローを転換するように、方向弁２２に信号を送る。ＨＰＭ１０は、センサ３２（例えば、流体ラインにおける流量計、油圧シリンダと関連する線形トランスデューサ３４など）と連携して、油圧シリンダ３０のピストン速度を正確に制御することができる速度で、油圧油１６を与える。また、それは、油圧シリンダ３０のピストンの位置を反対の力に対して静止状態で保持することもできる。これは、正確な流量、または一定の動圧および静圧をもたらすものとなる。

以下の特許請求の範囲によって規定される本発明の趣旨および範囲から逸脱せずに、様々な変更および修正を油圧パワーモジュールに加えることができると考えられる。

Claims (3)

1. 少なくとも１の油圧シリンダを制御する油圧パワーモジュールにおいて、
   前記油圧シリンダが、
   油圧油を送る油圧マニホールドと、
   油圧油を収容する油圧タンクと、
   油圧ポンプと、
   ＤＣサーボモータと、
   方向弁と、
   冷却システムと、
   前記ＤＣサーボモータを制御するモータ制御装置とを備えることを特徴とする油圧パワーモジュール。
2. 請求項１に記載の油圧パワーモジュールにおいて、
   統合フィルタハウジング（integrated filter housing）をさらに備えることを特徴とする油圧パワーモジュール。
3. 請求項１に記載の油圧パワーモジュールにおいて、
   モータ制御装置が、前記モータを回転させずにフロー無しの状態で圧力を保持できることを特徴とする油圧パワーモジュール。
   

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