JP4608575B2 - 油圧ユニット - Google Patents

Description

本発明は、モータ及び該モータによって駆動されるポンプを含むオイル収容貯留室を備えた油圧ユニットに関する。

油圧ユニットは圧力発生器として機能するポンプを備え、前記ポンプは貯留室からオイルを取り入れ、前記オイルを消費構成要素に供給する。戻り管は消費構成要素から延出し貯留室へ戻る。油圧ユニットは、公知であり、貯留室に配置されて油圧流体に沈められる液中での作動が可能なモータとして構成されるモータを備える。モータで発生させられた熱は、油圧オイルを介して放出される。
国際公開第０３／０８７５７６号パンフレット

本発明は、空気吸引の危険なしに定められた可変体積流量を供給することができる油圧ユニットを提供することを目的とする。

本発明に係る油圧ユニットは請求項１に定義される。前記ユニットは、特定の配列に配置された個別ポンプからなるマルチプルピストンポンプを備え、貯留室は、オイルがマルチプルピストンポンプによって取り出されたとき貯留室を補充するための少なくとも部分的にオイルで満たされた補助貯留室と接続され、このようにして確実にマルチプルピストンポンプを完全に液中に沈める。

マルチプルピストンポンプは、回転速度を変更することにより変えることができる連続体積流量を供給する容積型ポンプである。モータが同期モータである場合、体積流量の大きさは、対応するモータ制御を用いた各電力消費構成要素の負荷に基づき変えられるように適合させる。個別ポンプが貯留室内に特定の配列に配置されたマルチプルピストンポンプの利用により、液面が下がるとき、少なくとも１つの個別ポンプの取入れ口が一時的に液中に沈められず、空気を取り入れる危険を伴う。これは、定められた体積流量を得るためには絶対に防止されなければならない。

本発明によれば、補助貯留室により、大量のオイルが貯留室から取り出されたとき貯留室が再び確実に満たされ、マルチプルピストンポンプが完全に確実に液中に沈められる。

本発明に係る油圧ユニットは、特に異なる消費性能の消費構成要素が接続された場合に適する。消費構成要素がネジ及びボルトを回転する油圧レンチである場合、油圧により耐えられる負荷は、搬送速度及び／又は体積流量が小さくなるように、通常高くしてある。接続される接続構成要素が例えばピストン−シリンダユニットであり、その大容積シリンダが小負荷に対して移動するピストンを含む場合、状況は異なる。ここでは、結果として生じる急速なピストン移動により大きな体積流量が生み出される。大きな体積流量により結果として貯留室の液面を変化させ、上部の個別ポンプは短時間液中に沈められない場合があるかもしれない。このような状態は補助貯留室によって防止される。

有利には、本発明は、貯留室の幅が上端に向かって細くなる断面を有する貯留室を備える油圧ユニットに適用可能である。このような断面は、例えば略円形の断面を有する貯留室によって提供される。このような貯留室によりモータ及びポンプの省スペースの配置が可能になる。この構成により、油圧ユニットが持ち運び可能なユニットとして設計できるように、小体積及び軽量の油圧ユニットが提供される。一方、補助貯留室がない場合、上向き方向に細くなる断面により、大量のオイルが取り出されるとき小体積の上部領域が急速に空になり、そのままになるという危険がある。

補助貯留室は、追加容器又は貯留室と永久的に接続される空洞のいずれかとして貯留室の上に配置されてもよいが、貯留室の上端の幅より広い幅を有する。

本発明の好ましい側面によれば、補助貯留室は液面の上方で密閉され、接続管が補助貯留室を液面より低い位置で通気された追加タンクと接続する。ここで、補助貯留室及び追加タンクは連通システムを形成する。オイルが貯留室に流れるために補助貯留室から取り出される場合、大気圧により、オイルが通気されたタンクから補助貯留室に供給される。追加タンクは、補助貯留室の体積を増加させるが、一方で、補助貯留室と空間的に分離されている。補助貯留室は貯留室の上方に配置されるが、追加タンクは貯留室の下方に設けられてもよい。このようにして追加タンクは貯留室のハウジングのための基部を形成する。

更に、複数の異なるサイズの追加タンクが備えられてもよく、ハウジングに取り付けられるように任意に適合される。このようにして、使用者は各追加タンクのサイズを選択することができる。

或いは、補助貯留室を追加タンクなしで用いることもできる。この場合、通気口が、貯留室からのオイルの取り出しに影響を及ぼさないように、最高液面の上方に設けられる必要がある。

本発明の実施形態が、図面を参照して以下に詳細に説明される。

図１に示すように、油圧ユニットは、従来の電気モータのモータハウジングであるハウジング１０を備える。ハウジング１０は、円筒形の内壁１１を有し、その外部に冷却リブを形成する多数の長手方向のリブ１２を備える。ハウジング１０は、押出された外形からなる外形体として構成される。ハウジング１０はその外周の一位置にハウジング１０に取り付けられた長手方向の取付板１３を備え、正反対側に、構成要素をハウジングに取り付けるための固定側面（fastening profile）１４が設けられている。

ハウジング１０は電気モータ１５を備える。前記電気モータ１５はステータ１６及びロータ１７を有する。モータは永久に励起される同期モータであり、そのステータは回転磁界を生成するステータ巻線１８を備える。ロータ１７は、モータシャフト１９、及びモータシャフトに固定された永久磁石２０を有する。モータシャフト１９は、ハウジング１０の前壁（不図示）に設けられた軸受２１、２２に支持される。

ステータ巻線１８は、閉リングを形成してステータ巻線を囲むフープ（hoop）２５によって取り囲まれている。ハウジング１０の円筒形の内壁１１に、ラジアル方向に内側に延びてフープ（hoop）２５をハウジング内中央に置くスペーサ２６が固定されている。このようにしてステータ１６はハウジング内の中央に位置付けられる。スペーサ２６はハウジングの長手方向に延びるバーである。少なくとも３本のそのようなバーが備えられるが、本実施形態では４本のバーが配置される。スペーサ２６は、空間２７での油圧オイルの循環を弱めないように空間２７の軸方向の長さより短い。

スペーサ２６により、ステータ１６とハウジングの内壁１１との間に環状空間２７が設けられ、前記環状空間２７は貯留室２８の主要部分を構成する。貯留室はハウジング１０によって形成される。ステータ１６及びロータ１７は油圧流体に沈められる。

モータ１５のモータシャフト１９は、ポンプを駆動するエキセントリックリング（eccentric ring）２９を備える。ポンプは、モータシャフト１９の周りに星型の配列に配置された複数の個別ポンプからなるマルチプルピストンポンプであり、前記ポンプのピストンは、モータシャフトと偏心するように永久に接続されたエキセントリックリング（eccentric ring）２９によって駆動される。各個別ポンプは、貯留室から戻り止めバルブを介してオイルを取り入れ、前記オイルを別の戻り止めバルブを介してポンプの排出口へ供給する。マルチプルピストンポンプは容積測定ポンプである。

ポンプの反対側のハウジング１０の端部に、ファン３０が設けられて、ハウジング１０を超えてラジアル方向に突出するハウジング３１を備える。ハウジング３１内では、ファンホイールが回転して、リブ１２に沿って気流３２を生み出す。ファンホイールはモータシャフト１９と接続されて、前記シャフトによって駆動される。効率的な熱放散が結果として優れた冷却効果を生む。油圧ユニットはわずかばかり温まるに過ぎないので、その効率は増大する。分離したモータハウジングを省くことにより、油圧ユニットの小型設計及び軽量化が可能になる。

図２は、油圧ユニット全体を示す。この図には、長手方向のリブ１２を備えるハウジング１０が示されている。一端部には、ハウジングの外側に沿って気流を生み出すファン３０が設けられている。ハウジングの反対側端部には、圧力コネクタ４１及び戻りポート４２を前側に有するポンプ部４０が配置されている。更に、圧力を示す圧力ゲージ４３が同一端部に配置されている。

追加タンク４５が、貯留室のハウジング１０の下方に配置され、通風と油圧オイルの補充とを行うためのスタブ（stub）４６を備えた密閉した箱により形成される。

補助貯留室４７が、ハウジングの上側に配置され、接続管４８を介して追加タンク４５と接続されている。補助貯留室の上に、モータ制御部５０がハウジング内に収容されている。前記モータ制御部５０は、電気線（不図示）を介して電気モータ１５と接続されている。

圧力コネクタ４１での圧力は、圧力センサ（不図示）によって検出される。この圧力に基づき、接続された消費構成要素の負荷が測定される。モータ制御部５０は、圧力が高くなるとモータの回転速度が低減するように、圧力値に基づき電気モータ１５を制御する。圧力が減少するとき、モータの回転速度は増加する。このようにしてモータの電力入力は略一定のままであり、消費構成要素の各負荷状態から大方独立している。

図３は、空間２７に配置され、星型の配列に配置された複数の個別ポンプ６１を備えたマルチプルピストンポンプ６０の概略図である。各個別ポンプ６１は、ピストンポンプであり、そのピストンロッド６２はバネ（不図示）によりエキセントリックリング（eccentric ring）２９の外周に押圧される。ピストンロッド６２はエキセントリックリング（eccentric ring）２９によって周期的に駆動される。各個別ポンプ６１は注入口及び排出口（不図示）を備える。排出口は相互に接続され、圧力コネクタ４１に延びる。注入口は、オイルを貯留室２８から取り入れ、個別ポンプに搬送するための開口部である。油圧ユニットと接続された消費構成要素に供給されるオイルは、貯留室２８から取り出される。ハウジング１０は円形状であるので、オイルの取り出しにより急速な液面降下を生じる。その結果、上側の個別ポンプ６１の注入口はもはや液中に沈められなくなる可能性がある。この状態は、補助貯留室４７によって防がれる。

図３に示すように、補助貯留室４７は、貯留室２８の上端部の幅を越える幅を有する。前記貯留室４７は液面６５までオイルで満たされる。液面６５の上方に、補助貯留室４７は、封入空気バネ（trapped air cushion）６６を形成すべく密閉される。補助貯留室４７の下端部は、通路６７を介して空間２７と接続される。このようにして、補助貯留室４７は貯留室２８を補充するために流量を絞ることなくオイル量を供給する。

接続管４８は追加タンク４５を補助貯留室４７と接続する。前記接続管４８は、補助貯留室内の液面６５より低い位置に延びる。追加タンク４５には、接続管が底の真上で終わる液中に沈められたチューブとして構成される。負圧がマルチプルピストンポンプ６０によって補助貯留室４７内に生じるとき、追加タンク４５からのオイルが接続管４８を介して上向き方向に供給される。この上向き方向の供給は、スタブ（stub）４６を介して追加タンクに入る大気圧により引き起こされる。このようにして貯留室２８を補充する非常に大量のオイルが供給される。

或いは、補助貯留室４７は追加タンク４５なしに使用可能である。この場合、補助貯留室は通気される必要がある。

図４は補助貯留室４７を示し、補助貯留室は、補助貯留室が適切に動作するか否か判断するために液面を点検することができる検査グラス６８を備える。

図４に示すように、モータ制御部５０は補助貯留室４７の上に配置される。前記モータ制御部５０はここに示されていない所要の電気要素を含む。モータ制御部５０は、その下方側に多数の長手方向の冷却リブ７１を有する板７０を備える。冷却リブ７１は、ハウジング１０の補助貯留室４７に覆われない部分を覆う。モータ制御部５０は、補助貯留室４７を超えて片持ちされるように突出する。冷却リブ７１は、冷却エアをエアガイドハウジングに吹き込むための複数の開口部を含むファン７３を備えたエアガイドハウジング７２により囲まれる。冷却エアは開口部７４を介して放出される。

油圧ユニットの一部切り欠き概略斜視図である。 補助貯留室及び追加タンクを有する油圧ユニット全体の斜視図である。 図２のIII−III線断面図である。 油圧ユニットの背面斜視図である。

Claims (10)

1. モータ（１５）と、該モータ（１５）によって駆動されて、特定の配列に配置された個別ポンプ（６１）を有するマルチプルピストンポンプ（６０）とを含むオイル収容貯留室（２８）を備えており、
   該貯留室（２８）は、前記マルチプルピストンポンプ（６０）によるオイルの取り出し後、前記貯留室（２８）を補充するために少なくとも部分的にオイルが満たされている補助貯留室（４７）と接続されており、前記マルチプルピストンポンプ（６０）が完全に液中に沈められるようになしてあり、
   前記補助貯留室（４７）は、液面（６５）の上方で密閉されており、
   前記液面（６５）の下方では、前記補助貯留室（４７）は、接続管（４８）を介して、通気された追加タンク（４５）と接続されていることを特徴とする油圧ユニット。
2. 前記貯留室（２８）は、該貯留室（２８）の幅が上端に向けて狭くなる断面を有することを特徴とする請求項１に記載の油圧ユニット。
3. 前記貯留室（２８）は、略円形状の断面を有することを特徴とする請求項２に記載の油圧ユニット。
4. 前記補助貯留室（４７）は、前記貯留室（２８）の上に配置されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の油圧ユニット。
5. 前記補助貯留室（４７）は、最高液面の上方に通気口を備えていることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の油圧ユニット。
6. 前記貯留室（２８）は、前記モータ（１５）のハウジングをも形成するハウジング（１０）を備えており、前記モータ（１５）のロータ（１７）が前記オイルに囲まれていることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の油圧ユニット。
7. 前記ハウジング（１０）は、外側に、前記モータ（１５）の軸方向に延びるリブ（１２）を備えており、
   前記ハウジング（１０）の一端部に、前記ハウジング（１０）を超えてラジアル方向に突出して、前記リブ（１２）に沿って冷却気流（３２）を生み出すファン（３０）が備えられていることを特徴とする請求項６に記載の油圧ユニット。
8. 前記ハウジング（１０）は、端部が前壁によって閉じられた外形体からなることを特徴とする請求項６又は７に記載の油圧ユニット。
9. 前記ハウジング（１０）は、前記接続管（４８）を介して前記補助貯留室（４７）と接続されている前記追加タンク（４５）を固定する手段を備えていることを特徴とする請求項６乃至８の何れか１項に記載の油圧ユニット。
10. サイズが異なる複数の前記追加タンク（４５）は、前記ハウジング（１０）に任意に取り外し可能に備えられることを特徴とする請求項９に記載の油圧ユニット。

Images