JP2017067025A - 油圧ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】大流量の油をアクチュエータに供給できない。
【解決手段】本発明の油圧ユニットは、第１ポンプ及び第２ポンプと、第１ポンプ及び第２ポンプをそれぞれ駆動する第１モータ及び第２モータと、第１ポンプから吐出された油及び第２ポンプから吐出された油の圧力を検出する圧力検出手段と、第１ポンプから吐出された油及び第２ポンプから吐出された油の流量を検出する流量検出手段と、第１モータ及び第２モータをそれぞれ制御する制御手段とを備え、第１ポンプから吐出された油と第２ポンプから吐出された油を合流させて外部に供給する第１状態と、第２ポンプの吐出圧が第１状態での第２ポンプの吐出圧より小さい状態で第１ポンプから吐出された油を外部に供給する第２状態とを取り得るものであって、制御手段は、第１状態で運転されているときに、圧力検出手段が検出した圧力と流量検出手段が検出した流量とに基づいて、第１状態から第２状態に切り換える。
【選択図】図２

Description

本発明は、油をアクチュエータへ供給する油圧ユニットに関する。

成形機等の主機に搭載されており、ポンプから送り出された高圧の油をアクチュエータに供給するための油圧ユニットが知られている。従来、２台の油圧ユニットを接続し、アクチュエータに大流量の油を供給する必要がある場合に、２台の油圧ユニットから吐出された油を合流させた後でアクチュエータに供給するのに対し、保圧時には小流量の油を供給するだけでよいことから、１台の油圧ユニットの吐出量を０にし、１台の油圧ユニットから吐出された油だけを油圧アクチュエータに供給する場合がある。

特開２００３−２７８７０７

特許文献１では、２台の油圧ユニットから吐出された油を合流させた後でアクチュエータに供給しているときに、圧力が所定圧力を超えると、１台の油圧ユニットの吐出量を０にし、１台の油圧ユニットから吐出された油だけをアクチュエータに供給している。この場合、例えばシリンダ移動時など、アクチュエータの負荷が大きく、大流量、高圧力が必要な場合に、圧力が所定圧力を超えるため、サブの油圧ユニットの流量が０に制御されることになり、大流量の油をアクチュエータに供給できない。

そこで、本発明の目的は、負荷条件によらず合流システムとしての能力を最大限発揮することができる油圧ユニットを提供することである。

第１の発明にかかる油圧ユニットは、第１ポンプ及び第２ポンプと、前記第１ポンプ及び前記第２ポンプをそれぞれ駆動する第１モータ及び第２モータと、前記第１ポンプから吐出された油及び前記第２ポンプから吐出された油の少なくとも一方の圧力を検出する圧力検出手段と、前記第１ポンプから吐出された油及び前記第２ポンプから吐出された油の少なくとも一方の流量を検出する流量検出手段と、前記第１モータ及び前記第２モータをそれぞれ制御する制御手段とを備え、前記第１ポンプから吐出された油と前記第２ポンプから吐出された油を合流させて外部に供給する第１状態と、前記第２ポンプの吐出圧が前記第１状態での前記第２ポンプの吐出圧より小さい状態で前記第１ポンプから吐出された油を外部に供給する第２状態とを取り得るものであって、前記制御手段は、前記第１状態で運転されているときに、前記圧力検出手段が検出した圧力と前記流量検出手段が検出した流量とに基づいて、前記第１状態から前記第２状態に切り換えることを特徴とする。

この油圧ユニットでは、第１状態で運転されているときに、圧力検出手段が検出した圧力と流量検出手段が検出した流量とに基づいて第１状態から第２状態に切り換えることにより、同じ高圧状態でも、保圧の時は吐出量が低いことを検知して、１台のポンプの吐出量を少なくして省エネを実現でき、かつ、シリンダ移動中に負荷が大きい場合などの大流量、高圧力が必要となるときは、２台のポンプを駆動して大流量を流すことができる。 それにより、負荷条件によらず合流システムとしての能力を最大限発揮することができる。

以上の説明に述べたように、本発明によれば、以下の効果が得られる。

第１の発明では、第１状態で運転されているときに、圧力検出手段が検出した圧力と流量検出手段が検出した流量とに基づいて第１状態から第２状態に切り換えることにより、同じ高圧状態でも、保圧の時は吐出量が低いことを検知して、１台のポンプの吐出量を少なくして省エネを実現でき、かつ、シリンダ移動中に負荷が大きい場合などの大流量、高圧力が必要となるときは、２台のポンプを駆動して大流量を流すことができる。 それにより、負荷条件によらず合流システムとしての能力を最大限発揮することができる。

本発明の実施形態に係る油圧ユニットを示す概略構成図である。 （ａ）は、１台運転時及び２台運転時の圧力−流量曲線を示す図であり、（ｂ）は、１台運転領域と２台運転領域を示す図であり、（ｃ）は、油圧ユニットの制御を示す図である。

以下、本発明の実施形態を添付図面に従って説明する。

図１に示すように、油圧ユニット１は、タンク２内の作動流体を例えば油圧シリンダなどの外部のアクチュエータ６に供給する。油圧ユニット１は、第１ポンプ１１と、第１ポンプ１１を駆動するモータ１１ａと、第２ポンプ１２と、第２ポンプ１２を駆動するモータ１２ａと、第１圧力センサ（圧力検出手段）７ａと、第２圧力センサ７ｂと、流量センサ（流量検知手段）８と、制御部３０とを備えている。

第１ポンプ１１から吐出された油は、第１流路３を介してアクチュエータ６に供給される。その第１流路３には、第２ポンプ１２から吐出された油が流れる第２流路４が合流する。第１圧力センサ７ａと流量センサ８は、それぞれ、第１流路３において第２流路４が合流した合流部より下流側に配置され、その部分において圧力と流量を検出する。したがって、第１圧力センサ７ａは、第１ポンプ１１から吐出された油の圧力と第２ポンプ１２から吐出された油の圧力とを検出し、流量センサ８は、第１ポンプ１１から吐出された油の流量と第２ポンプ１２から吐出された油の流量を検出する。第２流路４には、逆止弁５が配置され、第１流路３から第２流路４に油が流れるのを防止すると共に、逆止弁５により、第２流路４において第２ポンプ１２の吐出圧が閾値圧力を超えた場合に、第２流路４から第１流路３に向かって油が流れる。第２圧力センサ７ｂは、第２流路４において第２ポンプ１２の吐出圧を検出し、第２圧力センサ７ｂで検出された圧力に基づいて、その圧力が閾値圧力を超えないように第２ポンプ１２の吐出圧を制御することができる。このように、第２流路４において第２ポンプ１２の吐出圧が閾値圧力を超えないように第２ポンプ１２の吐出圧を制御した場合、第２流路４から第１流路３に向かって油が流れないことから、第１ポンプ１１から吐出された油だけが、第１流路３を介してアクチュエータ６に供給される。

制御部３０は、第１圧力センサ７ａで検出された圧力と、流量センサ８で検出された流量と、圧力−流量曲線に基づいて、モータ１１ａとモータ１２ａをインバータ制御する。圧力−流量曲線は、図２に示すように、最大設定流量Ｄ０に対応する最大流量直線と、最大設定馬力に対応する曲線からなる最大馬力曲線と、最高設定圧力Ｐ０に対応する最高圧力直線とから構成される。したがって、制御部３０は、第１圧力センサ７ａで検出された圧力と流量センサ８で検出された流量とが、圧力−流量曲線上を移動するように、モータ１１ａとモータ１２ａをインバータ制御する。

図２（ａ）の圧力−流量曲線において、点線は、第１ポンプ１１だけが駆動される場合を示し、実線は、第１ポンプ１１および第２ポンプ１２が駆動される場合を示している。図２（ｂ）において、第１圧力センサ７ａで検出された圧力が所定圧力Ｐ１以上であり且つ流量センサ８で検出された流量が所定流量Ｄ１以下である領域が、第１ポンプ１１から吐出された油だけが外部に供給される領域（１台運転領域）であり、その他の領域が、第１ポンプ１１および第２ポンプ１２から吐出された油が外部に供給される領域（２台運転領域）を示している。１台運転領域では、第２ポンプ１２の吐出圧を小さい圧力にし、その吐出圧は、２台運転領域の場合の第２ポンプ１２の吐出圧より小さい。ここで、１台運転領域において、第２ポンプ１２の吐出量を０にしないで、第２ポンプ１２の吐出圧を小さい圧力にした場合、モータの励磁状態を保持することになり、第２状態から第１状態へ移行するときのモータ１２ａの応答時間を、第２ポンプ１２の吐出量を０にする場合よりも速くすることができる。

したがって、モータ１１ａ、１２ａは、図２（ｃ）に示すように、第１圧力センサ７ａで検出された圧力と流量センサ８で検出された流量とが２台運転領域にある場合（第１状態）、図２（ａ）の実線にしたがって制御されるのに対し、第１圧力センサ７ａで検出された圧力と流量センサ８で検出された流量とが１台運転領域にある場合（第２状態）、図２（ａ）の点線にしたがって制御される。図２（ｂ）において、１台運転領域は、第１圧力センサ７ａで検出された圧力が所定圧力Ｐ１以上であり且つ流量センサ８で検出された流量が所定流量Ｄ１以下である領域であるが、所定圧力Ｐ１が、図２（ａ）の圧力−流量曲線において、最大設定流量Ｄ０に対応する最大流量直線上の最高圧力点ａ１に対応した圧力Ｐ２以上の圧力であり、且つ、最高設定圧力Ｐ０以下の圧力である。所定流量Ｄ１が、図２（ａ）の圧力−流量曲線において、０以上の流量であり、且つ、第１ポンプ１１だけが駆動される場合（点線）の、最高設定圧力Ｐ０に対応する最高圧力直線上の最大流量点ａ２に対応した流量Ｄ２以下の流量である。

＜本実施形態の油圧ユニットの特徴＞
本実施形態の油圧ユニット１には、以下の特徴がある。

本実施形態の油圧ユニット１では、２台運転状態（第１状態）で運転されているときに、第１圧力センサ７ａが検出した圧力が所定圧力Ｐ１以上であり且つ流量センサ８が検出した流量が所定流量Ｄ１以下である場合に、第２ポンプ１２の吐出圧を小さくし、２台運転状態（第１状態）から１台運転状態（第２状態）に切り換えることにより、同じ高圧状態でも、保圧の時は吐出量が低いことを検知して、第２ポンプ１２の吐出圧を小さくして省エネを実現でき、かつ、シリンダ移動中に負荷が大きい場合などの大流量、高圧力が必要となるときは、第１ポンプ１１および第２ポンプ１２を駆動して大流量を流すことができる。 それにより、負荷条件によらず合流システムとしての能力を最大限発揮することができる。

以上、本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて、様々な設計変更を行うことが可能なものである。

上述の実施形態では、２台運転状態（第１状態）で運転されているときに、第１圧力センサ７ａが検出した圧力が所定圧力Ｐ１以上であり且つ流量センサ８が検出した流量が所定流量Ｄ１以下である場合に、第２ポンプ１２の吐出圧を小さくし２台運転状態から１台運転状態に切り換える場合を説明したが、第１圧力センサ７ａが検出した圧力が所定圧力Ｐ１以上であり且つ流量センサ８が検出した流量が所定流量Ｄ１以下である場合に、第２ポンプ１２の吐出量を０にし２台運転状態から１台運転状態に切り換えてよい。この場合、第２流路４において第２ポンプ１２の吐出圧を検出する第２圧力センサ７ｂはなくてよい。

上述の実施形態では、図２（ｂ）に示すように、第１圧力センサ７ａで検出された圧力が所定圧力Ｐ１以上であり且つ流量センサ８で検出された流量が所定流量Ｄ１以下である領域が、１台運転領域である場合を説明したが、１台運転領域は、第１圧力センサ７ａで検出された圧力および流量センサ８で検出された流量に基づく他の領域であってよい。

上述の実施形態では、第１ポンプ１１から吐出された油の圧力と第２ポンプ１２から吐出された油の圧力とに基づいて制御される場合を説明したが、第１ポンプ１１から吐出された油の圧力だけ、または第２ポンプ１２から吐出された油の圧力だけに基づいて制御されてよい。第１ポンプ１１から吐出された油の流量と第２ポンプ１２から吐出された油の流量とに基づいて制御される場合を説明したが、第１ポンプ１１から吐出された油の流量だけ、または第２ポンプ１２から吐出された油の流量だけに基づいて制御されてよい。

上述の実施形態において、圧力の閾値の所定圧力Ｐ１は、圧力指令からの差分や絶対値をパラメータで設定してもよい。流量の閾値の所定流量Ｄ１は、油圧回路の漏れ量をあらかじめパラメータで設定してもよい。第１ポンプからの吐出流量は、モータ１１ａの回転速度と第１ポンプ１１のポンプ容量の積から算出してもよい。また、第２ポンプからの吐出流量は、モータ１２ａの回転速度と第２ポンプ１２のポンプ容量の積から算出してもよい。

１ 油圧ユニット
７ａ 第１圧力センサ（圧力検出手段）
８ 流量センサ（流量検出手段）
１１ 第１ポンプ
１１ａ 第１モータ
１２ 第２ポンプ
１２ａ 第２モータ
３０ 制御部（制御手段）

Claims (1)

1. 第１ポンプ及び第２ポンプと、
   前記第１ポンプ及び前記第２ポンプをそれぞれ駆動する第１モータ及び第２モータと、
   前記第１ポンプから吐出された油及び前記第２ポンプから吐出された油の少なくとも一方の圧力を検出する圧力検出手段と、
   前記第１ポンプから吐出された油及び前記第２ポンプから吐出された油の少なくとも一方の流量を検出する流量検出手段と、
   前記第１モータ及び前記第２モータをそれぞれ制御する制御手段とを備え、
   前記第１ポンプから吐出された油と前記第２ポンプから吐出された油を合流させて外部に供給する第１状態と、
   前記第２ポンプの吐出圧が前記第１状態での前記第２ポンプの吐出圧より小さい状態で前記第１ポンプから吐出された油を外部に供給する第２状態とを取り得るものであって、
   前記制御手段は、
   前記第１状態で運転されているときに、前記圧力検出手段が検出した圧力と前記流量検出手段が検出した流量とに基づいて、前記第１状態から前記第２状態に切り換えることを特徴とする油圧ユニット。

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