JP7441073B2

JP7441073B2 - 油圧装置

Info

Publication number: JP7441073B2
Application number: JP2020029950A
Authority: JP
Inventors: 紀幸伊藤; 哲平中島
Original assignee: 株式会社ジェイテクトフルードパワーシステム
Priority date: 2020-02-26
Filing date: 2020-02-26
Publication date: 2024-02-29
Anticipated expiration: 2040-02-26
Also published as: JP2021134691A

Description

本発明は、油圧ポンプを回転駆動する電動機を制御するインバータを備える油圧装置に関する。

従来の油圧装置は、電動冷却ファンの風下に、油圧ポンプを回転駆動する電動機を制御するインバータを密閉して格納した制御ボックスを配置し、制御ボックスは作動油を貯蔵する油タンクの上板よりも高さを高くし、制御ボックスの背面と油タンクとの間に隙間を有している。そして、電動冷却ファンの空気流が制御ボックスの表面を流れて制御ボックス内部の温度を下げ、内部に格納したインバータからの発熱を放熱してインバータの寿命を向上している。

特開２００８－８２５２号公報

ところが、かかる従来の油圧装置では、制御ボックスの表面から放熱して制御ボックス内部の温度を下げるようにしているため、制御ボックスは放熱を助長するために表面積を大きくして大型化し、さらに、制御ボックスの背面と油タンクとの間に隙間を有するよう制御ボックスを油タンクから離間して配置するため、装置全体が大型化する問題点があった。

本発明の課題は、インバータからの発熱を良好に放熱して装置全体を小型化し得る油圧装置を提供するものである。

かかる課題を達成すべく、本発明は次の手段をとった。即ち、
内部に作動油を貯蔵する油タンクと、貯蔵作動油を吸入吐出して負荷側に供給する油圧ポンプと、油圧ポンプを回転駆動する電動機と、電動機の回転数を制御するインバータと、インバータを格納する制御ボックスとを備え、インバータには回転により発生する空気流で自己を冷却する冷却ファンを有し、制御ボックスにはインバータの冷却ファンの回転で外部より内部に空気を吸入する吸入口と、内部の空気を外部に排出する排出口とを形成し、各口には空気を流通して塵埃の侵入を阻止するフィルター部材を設け、制御ボックスには排出口を開閉する蓋部材を設け、蓋部材は冷却ファンの空気流の作用により開作動すると共に、空気流の非作用により閉作動し、電動機は上部に端子箱を有し、端子箱の内部には端子台を配置し、制御ボックスは電動機の端子箱に載置して取付け、端子箱の端子台と制御ボックスに格納するインバータとの間を電気接続することを特徴とする油圧装置がそれである。
また、内部に作動油を貯蔵する油タンクと、貯蔵作動油を吸入吐出して負荷側に供給する油圧ポンプと、油圧ポンプを回転駆動する電動機と、電動機の回転数を制御するインバータと、インバータを格納する制御ボックスとを備え、インバータには回転により発生する空気流で自己を冷却する冷却ファンを有し、制御ボックスにはインバータの冷却ファンの回転で外部より内部に空気を吸入する吸入口と、内部の空気を外部に排出する排出口とを形成し、各口には空気を流通して塵埃の侵入を阻止するフィルター部材を設け、制御ボックスには排出口を開閉する蓋部材を設け、蓋部材は冷却ファンの空気流の作用により開作動すると共に、空気流の非作用により閉作動し、排出口を垂直方向の最上部に位置して制御ボックスを油タンクの上板に係合して取付けたことを特徴とする油圧装置がそれである。

この場合、前記制御ボックスには前記インバータと前記排出口との間を接続するダクト部材を設けてもよい。

以上詳述したように、請求項１および請求項２に記載の発明は、インバータには回転により発生する空気流で自己を冷却する冷却ファンを有し、制御ボックスにはインバータの冷却ファンの回転で外部より内部に空気を吸入する吸入口と、内部の空気を外部に排出する排出口とを形成し、各口には空気を流通して塵埃の侵入を阻止するフィルター部材を設けた。このため、インバータは冷却ファンで発生する空気流で直接冷却できるから、従来装置に比し、制御ボックスの表面積を大きく設ける必要がなく、インバータからの発熱を良好に放熱して装置全体を小型化することができる。また、吸入口と排出口にはフィルター部材を設けているため、空気流の吸入排出に伴い、塵埃が外部から制御ボックス内部に侵入することを阻止でき、塵埃によるインバータの不具合発生を良好に防止することができる。また、制御ボックスには排出口を開閉する蓋部材を設け、蓋部材は冷却ファンの空気流の作用により開作動すると共に、空気流の非作用により閉作動する。このため、作業者が蓋部材の開閉作動を視認できるから、蓋部材が開作動しないことによるフィルター部材の目詰まりを容易に察知することができる。また、冷却ファンの停止により蓋部材が排出口を閉じるから、外部からの塵埃の侵入をより良好に阻止することができる。

また、請求項１に記載の発明は、制御ボックスは電動機の端子箱に載置して取付けた。このため、制御ボックスを電動機の端子箱に容易に取付けることができるから、既存に設置した油圧ユニットに制御ボックスを後から追加して取付けることができる。

また、請求項２に記載の発明は、制御ボックスは油タンクの上板に係合して取付けた。このため、制御ボックスを油タンクの上板に容易に取付けることができるから、既存に設置した油圧ユニットに制御ボックスを後から追加して取付けることができる。

また、請求項３に記載の発明は、制御ボックスにはインバータと排出口との間を接続するダクト部材を設けた。このため、冷却ファンの回転により発生する空気流をインバータから排出口に確実に流通することができるから、インバータからの発熱を一層良好に放熱することができる。

本発明の一実施形態を示し、油圧装置の一部を断面で示した正面図である。他の実施形態を示した油圧装置の一部を断面で示した右側面図である。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づき説明する。
図１において、１は内部に作動油を貯蔵する油タンクで、上部を開口した略直方体形状に形成し、上部開口を着脱自在の上板２で閉塞している。３は油圧ポンプ４を回転駆動し自己を空気冷却する冷却ファン５を有する電動機で、上板２上に複数の緩衝部材６、基板部材７を介して載置固定している。油圧ポンプ４は可変容量型で、上板２上で電動機３の一側面に固定し、電動機３の回転駆動で油タンク１の貯蔵作動油を吸入管路４Ａより吸入して吐出管路４Ｂに吐出する。吐出管路４Ｂに吐出した作動油は負荷側としての図示しないアクチュエータに供給する。８は油圧ポンプ４に備えた圧力センサで、油圧ポンプ４の吐出圧力が設定値に達すると信号を出力する。９は作動油の貯蔵量を外部から視認する油面計で、油タンク１の一側面上方に配置している。１０は油タンク１の貯蔵作動油を排出する排出口を着脱自在に閉塞する栓部材で、油タンク１の一側面下方に配置している。油タンク１の上板２上には、作動油を油タンク１内部に注油する注油口兼エアブリーザ１１と、装置を吊り上げて移動するための複数のフック部材１２と、油タンク１に貯蔵する作動油を冷却する空冷式の熱交換器１３を設けている。熱交換器１３は、略直方体形状で、電動機３の冷却ファン５と対向して配置している。１４は油圧ポンプ４の内部からのドレンを排出するドレン管路で、油圧ポンプ４に有し、熱交換器１３に接続している。１５は熱交換器１３で冷却したドレンを油タンク１に流入するドレン管路で、熱交換器１３に有し、油タンク１に接続している。

電動機３は、油圧ポンプ４を固定した一側面と軸方向反対の他側面へカバー１６を取付け、カバー１６の内部に冷却ファン５を収装している。カバー１６は、電動機３への取付個所に隙間を有すると共に、熱交換器１３と対向する一端面に複数の開口１６Ｂを貫通形成している。冷却ファン５は、回転により熱交換器１３側からカバー１６内部に吸込んだ冷却空気を、電動機３の外周側へ送風する。

電動機３は、上部に端子箱３Ａを有し、端子箱３Ａの内部には端子台３Ｂを配置している。１７は略直方体形状の制御ボックスで、端子箱３Ａに載置して図示しないねじ部材で取付け、インバータ１８を内部に格納して底板となる第１板１７Ａに取付けている。第１板１７Ａには端子箱３Ａ内部に接続する挿通口３Ｃを開口形成する。インバータ１８は、電動機３の回転数を制御するもので、本体１８Ａの下方に複数のフィン１８Ｂを図１紙面の直交方向に複数形成し、さらにフィン１８Ｂの図１水平方向の左端部に、図示しないモータで回転して空気流を発生する冷却ファン１８Ｃを有している。

制御ボックス１７は、第１板１７Ａと直交して図１水平方向の右側板となる第２板１７Ｂに吸入口１９を開口形成し、吸入口１９は冷却ファン１８Ｃの回転で外部より内部に吸入する空気が流通する。１７Ｃは制御ボックス１７の第３板で、第１板１７Ａと直交して第２板１７Ｂと対向する図１水平方向の左側板となり、排出口２０を開口形成する。排出口２０は、冷却ファン１８Ｃの回転で制御ボックス１７内部より外部に排出する空気が流通する。１７Ｄは制御ボックスの第４板で、第１板１７Ａと対向して第２板１７Ｂ、第３板１７Ｃと直交する上板となり、インバータ１８を出し入れ可能な大口の出し入れ口２１を開口形成する。

２２はフィルター部材で、制御ボックス１７に取付けて吸入口１９と排出口２０とをそれぞれ覆い、空気を流通して制御ボックス１７内部への塵埃の侵入を阻止する。２３は板状の蓋部材で、排出口２０を開閉する。蓋部材２３は、制御ボックス１７の第３側板１７Ｃに枢動自在に取付け、冷却ファン１８Ｃからの空気流の作用により開作動すると共に、空気流の非作用により閉作動する。２４は閉塞部材で、制御ボックス１７に取付けて出し入れ口２１を閉塞する。２５はゴム材の弾性材から形成したダクト部材で、制御ボックス１７の第３板１７Ｃ内面に固着し、インバータ１８の冷却ファン１８Ｃ配置側と排出口２０との間を接続している。

２６は電動機３の端子箱３Ａの端子台３Ｂとインバータ１８との間を電気接続する電気配線で、第１板１７Ａの挿通口３Ｃを挿通する。２７は圧力センサ８とインバータ１８との間を電気接続する電気配線、２８はインバータ１８と図示しない外部電源との間を電気接続する電気配線で、両電気配線２７、２８は制御ボックス１７に有する配線コネクタ２９、３０をそれぞれ密封して挿通する。

次に、かかる構成の作動を説明する。
電動機３によって油圧ポンプ４を高速で回転駆動すると、油圧ポンプ４は吸入管路４Ａより油タンク１に貯蔵した作動油を吸入して吐出管路４Ｂに吐出し、この吐出した作動油は図示しないアクチュエータに供給される。そして、吐出圧力が圧力センサ８で設定した設定圧力に達すると、圧力センサ８からインバータ１８に圧力信号を出力し、インバータ１８は電動機３の回転数を高速の回転数から低速の回転数に低下する。そして、吐出圧力が圧力センサ８で設定した設定圧力まで低下すると、圧力センサ８は圧力信号の出力を停止し、インバータ１８は電動機３の回転数を低速の回転数から高速の回転数に上昇する。

このとき、インバータ１８の作動に伴い、冷却ファン１８Ｃが回転し、空気流が矢印Ａに示す如き、制御ボックス１７の吸入口１９からフィルター部材２２を介して吸入され、インバータ１８のフィン１８Ｂ、ダクト部材２５を流通して排出口２０からフィルター部材２２を介して排出され、インバータ１８を冷却する。そして、蓋部材２３は矢印Ａの空気流が作用して開作動している。

この状態で、フィルター部材２２が塵埃により目詰まりすると、蓋部材２３に作用していた矢印Ａの空気流が弱まり非作用となり、蓋部材２３が閉作動する。蓋部材２３の閉作動により、作業者がフィルター部材２２の目詰まりを視認し、新しいフィルター部材２２に交換する。

電動機３を停止すると、油圧ポンプ４は作動油の吸入吐出を停止する。また、インバータ１８の停止により冷却ファン１８Ｃが回転を停止し、矢印Ａの空気流が発生しなくなり、蓋部材２３は自重により閉作動して排出口２０を閉じる。

かかる作動で、インバータ１８には回転により発生する空気流で自己を冷却する冷却ファン１８Ｃを有し、制御ボックス１７にはインバータ１８の冷却ファン１８Ｃの回転で外部より内部に空気を吸入する吸入口１９と、内部の空気を外部に排出する排出口２０とを形成し、各口１９、２０には空気を流通して塵埃の侵入を阻止するフイルター部材２２を設けた。このため、インバータ１８は冷却ファン１８Ｃで発生する矢印Ａで示す空気流で直接冷却できるから、従来装置に比し、制御ボックス１７の表面積を大きく設ける必要がなく、インバータ１８からの発熱を良好に放熱して装置全体を小型化することができる。また、吸入口１９と排出口２０にはフイルター部材２２を設けているため、空気流の吸入排出に伴い、塵埃が外部から制御ボックス１７内部に侵入することを阻止でき、塵埃によるインバータ１８の不具合発生を良好に防止することができる。

また、制御ボックス１７には排出口２０を開閉する蓋部材２３を設け、蓋部材２３は冷却ファン１８Ｃの矢印Ａで示す空気流の作用により開作動すると共に、空気流の非作用により閉作動する。このため、作業者が蓋部材２３の開閉作動を視認できるから、蓋部材２３が開作動しないことによるフイルター部材２２の目詰まりを容易に察知することができる。また、冷却ファン１８Ｃの停止により蓋部材２３が排出口２０を閉じるから、外部からの塵埃の侵入をより良好に阻止することができる。

また、制御ボックス１７は電動機３の端子箱３Ａに載置して取付けた。このため、制御ボックス１７を電動機３の端子箱３Ａに容易に取付けることができるから、既存に設置した油圧ユニットに制御ボックス１７を後から追加して取付けることができる。

また、制御ボックス１７にはインバータ１８と排出口２０との間を接続するダクト部材２５を設けた。このため、冷却ファン１８Ｃの回転により発生する矢印Ａで示す空気流をインバータ１８から排出口２０に確実に流通することができるから、インバータ１８からの発熱を一層良好に放熱することができる。

図２は、本発明の他実施形態を示し、一実施形態と同一個所には同符号を付して説明を省略し、異なる個所についてのみ説明する。
図２において、制御ボックス１７は、油タンク１の上板２に取付部材３１により係合して取付けている。取付部材３１は略Ｌ字形状で、図２左右方向に延びる水平部をフック部材１２とともに上板２に固定し、図２上下方向に延びる垂直部を油タンク１の側壁と略平行に配置している。制御ボックス１７は、図１の状態より略９０°回転して配置し、第１板１７Ａを右側板として取付部材３１の垂直部に図示しないねじ部材で取付け、挿通口３Ｃを第１板１７Ａと取付部材３１の垂直部との間に介在するパッキン部材３２で密封閉塞している。この配置で、第２板１７Ｂが底板となり、第３板１７Ｃが上板となり、第４板１７Ｄが左側板となる。制御ボックス１７の内部には、上から順にダクト部材２５、インバータ１８の冷却ファン１８Ｃ、フィン１８Ｂが配置される。

第２板１７Ｂに開口形成する吸入口１９は、垂直方向の最下部に位置し、第３板１７Ｃに開口形成する排出口２０は、垂直方向の最上部に位置する。冷却ファン１８Ｃの回転により発生する矢印Ａで示す空気流は、図２下方向から上方向に流通し、蓋部材２３の下面に作用する。電動機３の端子箱３Ａは上部を蓋部材３Ｄで閉塞し、インバータ１８との間を電気接続する電気配線２６は、端子箱３Ａの側壁を密封して挿通する。また、電気配線２６は、制御ボックス１７に配線コネクタ２９、３０と対向する位置に有する図示しない配線コネクタを密封して挿通する。

作動は、一実施形態と同様に、電動機３によって油圧ポンプ４を回転駆動し、油圧ポンプ４は作動油を吸入吐出する。インバータ１８は電動機３の回転数を高速の回転数と低速の回転数に制御する。

インバータ１８の作動に伴い、冷却ファン１８Ｃが回転し、図２下方向から上方向に矢印Ａで示す空気流が発生してインバータ１８を冷却する。

かかる作動で、インバータ１８は冷却ファン１８Ｃで発生する矢印Ａで示す空気流で直接冷却できるから、一実施形態と同様に、従来装置に比し、制御ボックス１７の表面積を大きく設ける必要がなく、インバータ１８からの発熱を良好に放熱して装置全体を小型化することができる。また、吸入口１９と排出口２０にはフイルター部材２２を設けているため、空気流の吸入排出に伴い、塵埃が外部から制御ボックス１７内部に侵入することを阻止でき、塵埃によるインバータ１８の不具合発生を良好に防止することができる。

また、制御ボックス１７は油タンク１の上板２に取付部材３１で係合して取付けた。このため、制御ボックス１７を油タンク１の上板２に容易に取付けることができるから、既存に設置した油圧ユニットに制御ボックス１７を後から追加して取付けることができる。

なお、前述の各実施形態では、蓋部材２３の開閉作動を作業者が視認したが、蓋部材の開閉作動をリミットスイッチ等で検知してもよい。また、制御ボックス１７を電動機３の端子箱３Ａや油タンク１の上板２に取付けたが、制御ボックスを油タンクの側壁に取付けてもよいことは勿論である。

１：油タンク
３：電動機
４：油圧ポンプ
１７：制御ボックス
１８：インバータ
１８Ｃ：冷却ファン
１９：吸入口
２０：排出口
２２：フィルター部材
２３：蓋部材

Claims

内部に作動油を貯蔵する油タンクと、貯蔵作動油を吸入吐出して負荷側に供給する油圧ポンプと、油圧ポンプを回転駆動する電動機と、電動機の回転数を制御するインバータと、インバータを格納する制御ボックスとを備え、インバータには回転により発生する空気流で自己を冷却する冷却ファンを有し、制御ボックスにはインバータの冷却ファンの回転で外部より内部に空気を吸入する吸入口と、内部の空気を外部に排出する排出口とを形成し、各口には空気を流通して塵埃の侵入を阻止するフィルター部材を設け、制御ボックスには排出口を開閉する蓋部材を設け、蓋部材は冷却ファンの空気流の作用により開作動すると共に、空気流の非作用により閉作動し、電動機は上部に端子箱を有し、端子箱の内部には端子台を配置し、制御ボックスは電動機の端子箱に載置して取付け、端子箱の端子台と制御ボックスに格納するインバータとの間を電気接続することを特徴とする油圧装置。
内部に作動油を貯蔵する油タンクと、貯蔵作動油を吸入吐出して負荷側に供給する油圧ポンプと、油圧ポンプを回転駆動する電動機と、電動機の回転数を制御するインバータと、インバータを格納する制御ボックスとを備え、インバータには回転により発生する空気流で自己を冷却する冷却ファンを有し、制御ボックスにはインバータの冷却ファンの回転で外部より内部に空気を吸入する吸入口と、内部の空気を外部に排出する排出口とを形成し、各口には空気を流通して塵埃の侵入を阻止するフィルター部材を設け、制御ボックスには排出口を開閉する蓋部材を設け、蓋部材は冷却ファンの空気流の作用により開作動すると共に、空気流の非作用により閉作動し、排出口を垂直方向の最上部に位置して制御ボックスを油タンクの上板に係合して取付けたことを特徴とする油圧装置。
前記制御ボックスには前記インバータと前記排出口との間を接続するダクト部材を設けたことを特徴とする請求項１または２のいずれか一つに記載の油圧装置。