(57)【要約】【課題】コントロールユニット内の温度を均一化して、冷却効率を向上できるサーボ制御システムを提供する。【解決手段】サーボ制御システムは、直流電力を交流電力に変換して交流電動機を駆動するためのインバータユニットを含むドライバユニット６２〜６６と、ドライバユニット６２〜６６を制御するためのコントロールユニット６００とを備えるサーボ制御システム１において、コントロールユニット６００は、密閉構造からなる筐体と、筐体内に設けられた電子部品と、筐体内に設けられ筐体内の空気を攪拌するためのファンとを備える。コントロールユニット６００の筐体内にファンにより、密閉構造の筐体内に気流を発生させ、筐体内の空気を攪拌することができる。これにより、筐体内の温度勾配が解消されるので、筐体内の冷却効率が向上する。従って、高温による電子部品の異常動作を防止できる。【選択図】図１
2010171080.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電力を交流電力に変換して交流電動機を駆動するためのインバータユニットを含む１又は複数のドライバユニットと、該ドライバユニットを制御するためのコントロールユニットとを備えるサーボ制御システムにおいて、
前記コントロールユニットは、
密閉構造からなる筐体と、
前記筐体内に設けられた電子部品と、
前記筐体内に設けられ前記筐体内の空気を攪拌するための第１のファンと
を備えることを特徴とするサーボ制御システム。
【請求項２】
複数のドライバユニットを備え、
前記電子部品は、前記ドライバユニットのそれぞれに対応して設けられ当該ドライバユニットを制御するための複数のＣＰＵを含み、
前記第１のファンは、前記複数のＣＰＵのそれぞれに対応して、当該ＣＰＵに向かう気流を発生するように複数設けられている
ことを特徴とする請求項１に記載のサーボ制御システム。
【請求項３】
前記複数のドライバユニットに対応する前記複数のＣＰＵは、同一基板に実装されることを特徴とする請求項２に記載のサーボ制御システム。
【請求項４】
前記複数のドライバユニットは、直方体状の外観を有すると共に、第１の方向に並べられて固定されており、
前記コントロールユニットの筐体は、直方体状の外観を有すると共に、前記複数のドライバユニットの上面を覆うように、前記複数のドライバユニット上に設けられており、
前記ＣＰＵは、前記筐体内において前記第１の方向に配列されており、
前記第１のファンは、前記第１の方向に直交する第２の方向に気流を発生させるように設けられている
ことを特徴とする請求項２又は３に記載のサーボ制御システム。
【請求項５】
前記コントロールユニットは、前記ＣＰＵの温度を測定するための温度センサを更に備え、
前記第１のファンは、前記温度センサにより測定された温度に基づいて制御されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のサーボ制御システム。
【請求項６】
前記コントロールユニットは、
前記電子部品に電力を供給するための電源ユニットと、
前記電源ユニットに向かう気流を発生するように前記筐体内に設けられた前記第２のファンと
を更に備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のサーボ制御システム。
【請求項７】
直流電力を交流電力に変換して交流電動機を駆動するためのインバータユニットを含む１又は複数のドライバユニットと、該ドライバユニットを制御するためのコントロールユニットとを含むサーボ制御システムを備え、
前記コントロールユニットは、密閉構造からなる筐体と、前記筐体内に設けられた電子部品と、前記筐体内に設けられ前記筐体内の空気を攪拌するための第１のファンとを備えること
を特徴とする作業機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、サーボ制御システム及び作業機械に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、モータを駆動するためのインバータユニットやコンバータユニット等のドライバユニットを複数搭載したサーボ制御システムが知られている。例えば、特許文献１には、交流電力を直流電力に変換するコンバータユニットと、サーボモータを駆動するサーボアンプユニットとを備えるサーボドライブ装置が記載されている。このサーボドライブ装置では、コンバータユニット及びサーボアンプユニットに指令信号を発するマスターユニットが設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２６１１２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のサーボ制御システムは、インバータユニットやコンバータユニットといった各ドライバユニットをコントロールするためのコントロールユニットを備えている。コントロールユニットは、各ユニットの制御のためのＣＰＵ等を含む電子部品を有している。この電子部品を正常に動作させるためには、コントロールユニット内部の温度が一定範囲内にあることが必要である。一方、コントロールユニットでは、電子部品等の防水及び防塵のため、密閉構造が採用される。密閉構造では、コントロールユニット内で発生した熱が外部に放熱され難い。コントロールユニット内において部分的に高熱になるような温度勾配が生じると、電子部品の動作に支障をきたす。
【０００５】
本発明は、以上の問題点に鑑みてなされたものであり、コントロールユニット内の温度を均一化して、冷却効率を向上できるサーボ制御システム及び作業機械を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明のサーボ制御システムは、直流電力を交流電力に変換して交流電動機を駆動するためのインバータユニットを含む１又は複数のドライバユニットと、ドライバユニットを制御するためのコントロールユニットとを備えるサーボ制御システムにおいて、コントロールユニットは、密閉構造からなる筐体と、筐体内に設けられた電子部品と、筐体内に設けられ筐体内の空気を攪拌するための第１のファンとを備えることを特徴とする。
【０００７】
本発明のサーボ制御システムでは、コントロールユニットの筐体内にファンが設けられているので、密閉構造の筐体内に気流を発生させ、筐体内の空気を攪拌することができる。これにより、筐体内の温度勾配が解消されるので、筐体内の冷却効率が向上する。従って、高温による電子部品の異常動作を防止できる。
【０００８】
また、サーボ制御システムは、複数のドライバユニットを備え、電子部品は、複数のドライバユニットのそれぞれに対応して設けられ当該ドライバユニットを制御するための複数のＣＰＵを含み、第１のファンは、複数のＣＰＵのそれぞれに対応して、当該ＣＰＵに向かう気流を発生するように複数設けられていることを特徴としてもよい。
【０００９】
複数のドライバユニットを備えるサーボ制御システムでは、ドライバユニットを制御するためのＣＰＵが、複数のドライバユニットのそれぞれに対応して複数設けられている場合がある。この場合には、第１のファンが発生する気流がＣＰＵに向かうように、複数のＣＰＵのそれぞれに対応して第１のファンが設けられることにより、ＣＰＵから発生する熱により熱せられた空気を効率よく攪拌することが可能となる。
【００１０】
また、サーボ制御システムでは、複数のドライバユニットに対応する複数のＣＰＵは、同一基板に実装されることを特徴としてもよい。この場合には、複数のＣＰＵをケーブル配線ではなく、基板上に形成されたパターン配線により接続することが可能になるので、信頼性を向上することができる。
【００１１】
また、サーボ制御システムでは、複数のドライバユニットは、直方体状の外観を有すると共に、第１の方向に並べられて固定されており、コントロールユニットの筐体は、直方体状の外観を有すると共に、複数のドライバユニットの上面を覆うように、複数のドライバユニット上に設けられており、ＣＰＵは、筐体内において第１の方向に配列されており、第１のファンは、第１の方向に直交する第２の方向に気流を発生させるように設けられていることを特徴としてもよい。
【００１２】
サーボ制御システムでは、複数のドライバユニットが第１の方向に配列されており、コントロールユニットのＣＰＵは、ドライバユニットの配列に対応するように、筐体内に配列されている。さらに、第１のファンはそれぞれ、各ＣＰＵに対して第２の方向に気流を発生させるように設けられているので、ＣＰＵから発生する熱により熱せられた空気を一層効率よく攪拌することが可能となる。
【００１３】
また、サーボ制御システムでは、コントロールユニットは、ＣＰＵの温度を測定するための温度センサを更に備え、第１のファンは、温度センサにより測定された温度に基づいて制御されることが好ましい。
【００１４】
この場合には、ＣＰＵが高温になっていないときには、ファンを停止させるような制御を行うことができる。よって、ファンの寿命が向上する。
【００１５】
また、サーボ制御システムでは、コントロールユニットは、電子部品に電力を供給するための電源ユニットと、電源ユニットに向かう気流を発生するように筐体内に設けられた第２のファンとを更に備えることを特徴としてもよい。
【００１６】
コントロールユニットは、電子部品に安定した電流及び電圧を供給可能な電源ユニットを備えている。この場合には、電源ユニットに向かう気流を発生できるファンが設けられることにより、電源ユニットから発せられた熱により熱せられた空気を拡散することが可能となる。
【００１７】
また、本発明の作業機械は、直流電力を交流電力に変換して交流電動機を駆動するためのインバータユニットを含む１又は複数のドライバユニットと、ドライバユニットを制御するためのコントロールユニットとを含むサーボ制御システムを備え、コントロールユニットは、密閉構造からなる筐体と、筐体内に設けられた電子部品と、筐体内に設けられ筐体内の空気を攪拌するための第１のファンとを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、コントロールユニット内の温度を均一化して、冷却効率を向上できるサーボ制御システム及び作業機械を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】サーボ制御システムの外観を示す斜視図である。
【図２】コントロールユニットの筐体内の上断面図、側面図及び側断面図である。
【図３】コントロールユニットの筐体内の側面図及び側断面図である。
【図４】サーボ制御システムが適用されたフォークリフトの外観を示す図及びこのフォークリフトが備えるサーボ制御システムの概略構成図である。
【図５】サーボ制御システムが適用されたリフティングマグネット車両の外観を示す斜視図である。
【図６】リフティングマグネット車両の電気系統や油圧系統といった内部構成を示すブロック図である。
【図７】蓄電手段の概略構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、添付図面を参照しながら本発明によるサーボ制御システムの実施の形態を詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００２１】
図１は、サーボ制御システム１の外観を示す斜視図である。サーボ制御システム１は、略直方体状の外観を有しており、コントロールユニット６００と、ドライバユニット６２〜６６とを備えている。ドライバユニット６２〜６６は、例えば昇降圧コンバータユニット６２と、インバータユニット６３〜６６とから構成される。
【００２２】
ドライバユニット６２〜６６は、それぞれ奥行き方向に長い直方体状の外観の金属容器を有する。これらのドライバユニット６２〜６６は、金属製の上面が開いた板状台座６７内に横方向（第１の方向）に並んで設置されている。ドライバユニット６２〜６６はそれぞれ、ボルトにより板状台座６７に固定されている。そして、これらのドライバユニット６２〜６６の上に、ドライバユニット６２〜６６の上面を覆うように上蓋としてのコントロールユニット底板６１ｂが設けられており、コントロールユニット底板６１ｂ上にコントロールユニット６００が載置されている。更にコントロールユニット６００の上面には空冷のためのヒートシンク６８が取り付けられている。ドライバユニット６２〜６６の上面側は、コントロールユニット底板６１ｂによって密閉されている。
【００２３】
昇降圧コンバータユニット６２は、昇降圧コンバータを構成するための電気回路及びモジュール等を収容しており、電気的な入力端及び出力端を有する。昇降圧コンバータユニット６２の出力端には、例えば蓄電のためのバッテリを接続することができる。この場合には、昇降圧コンバータユニット６２は、バッテリの充放電を制御する。
【００２４】
インバータユニット６３〜６６は、インバータを構成するための電気回路及びモジュール等を収容しており、それぞれ電気的な入力端及び出力端を有する。インバータユニット６３〜６６の出力端には、例えば、磁石がロータ内部に埋め込まれたＩＰＭ（Interior Permanent Magnetic）モータによって構成される交流電動機を接続することができる。インバータユニット６３〜６６は、直流電力を交流電力に変換して交流電動機を駆動する。交流電動機は、インバータユニット６３〜６６から出力されるＰＷＭ（PulseWidth Modulation）制御信号により交流駆動される。
【００２５】
コントロールユニット６００は、ドライバユニット６２〜６６を制御するためのコントローラを収容している。コントローラは、ＣＰＵ（CentralProcessing Unit）及び内部メモリを含む演算処理装置や電子回路を有しており、内部メモリに格納された駆動制御用のプログラムをＣＰＵが実行することにより実現される。
【００２６】
また、コントロールユニット６００には冷却用配管６０８が内蔵されている。同様に、昇降圧コンバータユニット６２には冷却用配管６２ａが、インバータユニット６３〜６６には冷却用配管６３ａ〜６６ａが、それぞれ内蔵されている。
【００２７】
次に、図２及び図３を用いて、コントロールユニット６００を詳細に説明する。図２（ａ）は、コントロールユニット６００の平面断面図、図２（ｂ）は、図２（ａ）のＩ−Ｉ線に沿う側断面図、図２（ｃ）は、図２（ａ）のII−II線に沿う側断面図、及び図２（ｄ）は、図２（ａ）のIII−III線に沿う側断面図である。図３（ａ）は、図２（ａ）のＩＶ−ＩＶ線に沿う側断面図、図３（ｂ）は、コントロールユニット６００を図３（ａ）と同方向から見た側面図である。
【００２８】
コントロールユニット６００は、筐体容器６０１ａ及び筐体カバー６０１ｂからなる筐体６０１を有し、コントローラの電子回路等が、この筐体６０１内に収容されている。
【００２９】
コントロールユニット６００の筐体６０１は、直方体状の外観を有すると共に、ドライバユニット６２〜６６の上面を覆うように、複数のドライバユニット上に設けられている。また、筐体６０１は、略長方形状の平面形状を有する底面上に、略直方体状の内空間を有する。この内空間は外気と遮断されており、コントロールユニット６００の筐体６０１は、密閉構造となっている。なお、複数のドライバユニットが配列された方向（第１の方向）は、コントロールユニット６００の短手方向と一致しており、この方向は、図２（ａ）の紙面上下方向に相当する。また、複数のドライバユニットが配列された方向（第１の方向）に直交する方向（第２の方向）は、コントロールユニット６００の長手方向と一致しており、この方向は、図２（ａ）の紙面左右方向に相当する。
【００３０】
筐体６０１内の底面上には、長方形の平面形状を有するカードプレート６０２が設けられている。カードプレート６０２は、カードプレート６０２の長手方向及び短手方向をそれぞれコントロールユニット６００の長手方向及び短手方向と一致させて配置されている。カードプレート６０２には、略長方形の平面形状の開口が設けられている。
【００３１】
カードプレート６０２の開口内には、この開口と略同形状の上面形状を有すると共に、略直方体の外観形状を有するヒートシンク６０３が筐体６０１内の底面上に設けられている。ヒートシンク６０３は、筐体６０１内に設けられる電子部品を冷却するためのものであり、冷却用配管６０８が、ヒートシンク６０３に接して設けられている。ヒートシンク６０３は、冷却用配管６０８を循環する液体により冷却される。この液体は、例えば水である。なお、図２（ｂ）及び図２（ｃ）並びに図３（ａ）では、図が煩雑になることを避けるため、図２（ａ）における冷却用配管６０８の図示を省略した。
【００３２】
ヒートシンク６０３上には、略長方形の平面形状を有するコントロールカード６０４が設けられている。コントロールカード６０４は、種々の電子部品を実装するための基板である。コントロールカード６０４上には、電子部品の１種としてＣＰＵ６０５が設けられている。ＣＰＵ６０５は、熱伝導シート６１２を介してヒートシンク６０３と接しており、コントロールカード６０４におけるＣＰＵ６０５が実装された面は、ヒートシンク６０３側に向けられている。そして、複数のＣＰＵ６０５は、コントロールカード６０４に形成されたパターン配線によって接続され、通信を行っている。さらに、コントロールカード６０４におけるＣＰＵ６０５の実装面と反対側の面には、電磁弁等へ電気信号を生成する電気接点等の電気部品（図示しない）が複数配置されている。
【００３３】
コントロールカード６０４に実装された電子部品の入出力部は、コネクタ６０７に接続されており、例えばドライバユニット６２〜６６を動作させるための命令信号や電子部品からの出力信号等は、コネクタ６０７を介して入出力される。コネクタ６０７は、例えばサーボ制御システム１を制御するための制御部（図示せず）と配線接続される。
【００３４】
コネクタ６０７は、筐体６０１の側面における凹状窪み部分に設けられており、この窪み部分は、パッキン６１６により覆われている。パッキン６１６は、筐体カバー６０１ｂを介してパッキン押さえ部材６１７により覆われている。パッキン６１６により、コネクタ６０７の防水及び防塵が実現される。
【００３５】
昇降圧コンバータユニット６２及びインバータユニット６３〜６６を制御するために、ＣＰＵ６０５は、昇降圧コンバータユニット６２及びインバータユニット６３〜６６毎に複数設けられており、コントロールユニット６００の短手方向に配列されている。ＣＰＵ６０５は、非常に多くのトランジスタにより構成される電子部品であるので、ＣＰＵ６０５の発熱量は非常に大きい。また、ＣＰＵ６０５が正常動作するためには、ＣＰＵ６０５は、所定の範囲の温度雰囲気に置かれる必要がある。ＣＰＵ６０５は、熱伝導シート６１２を介してヒートシンク６０３に接しているので、ＣＰＵ６０５で発生した熱の一部をヒートシンク６０３により吸収して、ＣＰＵ６０５を冷却することができる。
【００３６】
カードプレート６０２上には、複数のファン６０６ａがコントロールユニット６００の短手方向に配列されている。複数のファン６０６ａはそれぞれ、矢印ｆ１に示されるような各ＣＰＵ６０５に向かう気流を発生するような向きにされて、ＣＰＵ６０５毎に設けられている。ファン６０６ａにより発生する気流の向きは、コントロールユニット６００の長手方向に沿う。これにより、ＣＰＵ６０５で発生した熱により熱せられた空気を攪拌することができるので、筐体内の温度勾配が解消される。従って、筐体内の冷却効率が向上し、高温による電子部品の異常動作を防止できる。
【００３７】
コントロールカード６０４におけるＣＰＵ６０５近傍には、温度センサユニット６１５がＣＰＵ６０５毎に設けられている。温度センサユニット６１５は、温度センサとファン制御部から構成されている。ここで、ＣＰＵ６０５の下面はヒートシンク６０３により冷却されるが、上面はコントロールカード６０４に接触されているので、ＣＰＵ６０５はコントロールカード６０４へも熱伝導する。そして、コントロールカード６０４の上面には電気接点等の電気部品が実装されている。このため、コントロールカード６０４の上側に熱がこもる。従って、温度センサは、コントロールカード６０４の上面に配置されている。温度センサは、ＣＰＵ６０５近傍の温度を検出する。ファン制御部とファン６０６ａとは配線（図示せず）により接続されており、ファン制御部は、検出された温度に基づいて、例えば予め定められた閾値と温度検出値とを比較して、ファン６０６ａを制御する。例えば、ＣＰＵ６０５の近傍の温度がＣＰＵ６０５を正常動作させるための温度として十分低い場合には、ファン制御部は、ファン６０６ａを停止させるように制御する。これにより、ファンの寿命を向上させることができる。
【００３８】
筐体６０１内の底面上には、長方形の上面形状を有するカードプレート６１３が設けられている。このカードプレート６１３は、カードプレート６０２から見て冷却用配管６０８が設けられた方向と反対側の筐体６０１内側面に近接して設けられており、カードプレート６１３の長手方向は、コントロールユニット６００の短手方向に一致している。
【００３９】
カードプレート６１３上には、略長方形の上面形状を有する電源カード６０９が設けられている。電源カード６０９上には、２個の電源ＩＣ（電源ユニット）６１０が電源カードの長手方向に沿って配列されて設けられている。各電源ＩＣ６１０には、電源ＩＣを空冷するためのヒートシンク６１１が設けられている。また、筐体６０１の内側面に接して熱伝導プレート６１４が設けられており、電源ＩＣ６１０及びヒートシンク６１１は、熱伝導プレート６１４と面接触している。このため、電源ＩＣ６１０で発生した熱の一部を放熱することが可能となる。
【００４０】
カードプレート６１３上には、２個のファン６０６ｂがカードプレート６１３の短手方向に配列されて設けられている。ファン６０６ｂは共に、矢印ｆ２に示される方向の気流を発生するような向きに設けられており、この気流は、電源ＩＣ６１０に向かう。これにより、電源ＩＣ６１０で発生した熱により熱せられた空気を攪拌することができるので、筐体内の温度勾配が解消される。従って、局部的な高温部が生じることがなくなるので、高温部に実装される電気部品の寿命を長くすることができる。
【００４１】
以上説明したように、本実施形態のサーボ制御システム１では、コントロールユニット６００の筐体６０１内にファン６０６ａ、６０６ｂが設けられているので、密閉構造の筐体６０１内に気流を発生させ、筐体内の空気を攪拌することができる。これにより、筐体内の温度勾配が解消される。従って、高温によるＣＰＵ６０５等の電子部品の異常動作を防止できる。
【００４２】
また、複数のＣＰＵがケーブル配線によって接続されていると、ケーブル配線の損傷による信頼性の低下が懸念される。しかしながら、本実施形態では、一つのコントロールカード６０４に複数のＣＰＵが備えられ、コントロールカード６０４に形成されたパターン配線によって接続されている。これにより、配線の損傷がなくサーボ制御システム１の信頼性を向上させることができる。
【００４３】
さらに、本実施形態では、サーボ制御システム１が昇降圧コンバータユニット６２、インバータユニット６３〜６６とコントロールユニット６００とが一体となった構成となっているが、必ずしも一体として構成する必要はなく、昇降圧コンバータユニット６２、インバータユニット６３〜６６と分離した状態でコントロールユニット６００を構成してもよい。
【００４４】
さらに、本実施形態では、コントロールカード６０４とヒートシンク６０３との間に複数のＣＰＵを設けた例を示したが、ＣＰＵは一つでも本発明の効果を得ることができる。
【００４５】
続いて、本発明に係るサーボ制御システムを種々の作業機械に適用した例について説明する。図４（ａ）は、サーボ制御システムが適用されたフォークリフトの外観を示す図である。図４（ａ）に示すように、作業機械としてのフォークリフト１Ａは、その車体後方に重りをつけることにより当該車体のバランスをとるように構成された、いわゆるカウンタ式のフォークリフトである。
【００４６】
フォークリフト１Ａは、運転者が乗り込んで着座するための運転席３０、フォーク３２、車輪３４，３８等を有して構成されている。フォーク３２は、荷物を昇降させるためのものであり、このフォーク３２は、運転席３０より前方側に設けられている。車輪３４，３８は、運転席３０より前方と後方とに２つずつ配置されており、運転席３０よりも後方に配置された車輪３８は、操舵用の車輪である。一方、運転席３０よりも前方に配置された車輪３４は、駆動輪である。
【００４７】
図４（ｂ）は、フォークリフト１Ａが搭載しているサーボ制御システム１ａの概略構成図である。サーボ制御システム１ａは、インバータユニット６５，６６を有しており、インバータユニット６５，６６は、それぞれバッテリ１９からの直流電力により駆動される。インバータユニット６５は、直流電力を交流電力に変換して荷役モータ３５を駆動する。一方、インバータユニット６６は、走行モータ３６を駆動する。荷役モータ３５は、フォーク３２を昇降させるためのモータであり、走行モータ３６は、車輪３４を駆動するためのモータである。図４（ｂ）に示すように、フォークリフト１Ａに本発明のサーボ制御システムを適用する場合には、２個のインバータユニット６５，６６によりサーボ制御システム１ａが構成されることとしてもよい。フォークリフト１Ａに本発明に係るサーボ制御システム１を適用することで、電気部品及びファンの寿命が長くなるので、フォークリフト１Ａが備えるコントロールユニットの不具合を減少させることができ、作業効率を向上させることができる。
【００４８】
図５は、本発明のサーボ制御システムが適用された作業機械の一例として、リフティングマグネット車両１Ｂの外観を示す斜視図である。図５に示すように、リフティングマグネット車両１Ｂは、無限軌道を含む走行機構２と、走行機構２の上部に旋回機構３を介して回動自在に搭載された旋回体４とを備えている。旋回体４には、ブーム５と、ブーム５の先端にリンク接続されたアーム６と、アーム６の先端にリンク接続されたリフティングマグネット７とが取り付けられている。リフティングマグネット７は、鋼材などの吊荷Ｇを磁力により吸着して捕獲するための設備である。ブーム５、アーム６、及びリフティングマグネット７は、それぞれブームシリンダ８、アームシリンダ９、及びバケットシリンダ１０によって油圧駆動される。また、旋回体４には、リフティングマグネット７の位置や励磁動作および釈放動作を操作する操作者を収容するための運転室４ａや、油圧を発生するためのエンジン１１といった動力源が設けられている。エンジン１１は、例えばディーゼルエンジンで構成される。
【００４９】
図６は、リフティングマグネット車両１Ｂの電気系統や油圧系統といった内部構成を示すブロック図である。なお、図２では、機械的に動力を伝達する系統を二重線で、油圧系統を太い実線で、電気系統を細い実線でそれぞれ示している。また、図７は、図６における蓄電手段１２０の概略構成を示す図である。
【００５０】
図６に示すように、リフティングマグネット車両１Ｂは電動発電機１２および減速機１３を備えており、エンジン１１及び電動発電機１２の回転軸は、共に減速機１３の入力軸に接続されることにより互いに連結されている。エンジン１１の負荷が大きいときには、電動発電機１２が自身の駆動力によりエンジン１１の駆動力を補助（アシスト）し、電動発電機１２の駆動力が減速機１３の出力軸を経てメインポンプ１４に伝達される。一方、エンジン１１の負荷が小さいときには、エンジン１１の駆動力が減速機１３を経て電動発電機１２に伝達されることにより、電動発電機１２が発電を行う。電動発電機１２は、例えば、磁石がロータ内部に埋め込まれたＩＰＭモータによって構成される。電動発電機１２の駆動と発電との切り替えは、リフティングマグネット車両１Ｂにおける電気系統の駆動制御を行うコントローラ（図示せず）により、エンジン１１の負荷等に応じて行われる。
【００５１】
減速機１３の出力軸にはメインポンプ１４が接続されており、メインポンプ１４には高圧油圧ラインを介して各種の油圧系を制御するためのコントロールバルブ（図示せず）が接続されている。
【００５２】
電動発電機１２の電気的な端子には、インバータ回路（インバータユニット）６５の一端が接続されている。インバータ回路６５の他端には、蓄電手段１２０が接続されている。蓄電手段１２０は、図７に示すように、例えばＤＣバス１１０といった直流配線により構成される一定電圧蓄電部と、昇降圧コンバータ６２と、例えば蓄電池であるバッテリ１９により構成される変動電圧蓄電部を備えている。即ち、インバータ回路６５の入力端は、ＤＣバス１１０を介して昇降圧コンバータ１００の入力端に接続されることとなる。昇降圧コンバータ１００の出力端には、バッテリ１９が接続されている。
【００５３】
インバータ回路６５は、コントローラからの指令に基づき、電動発電機１２の運転制御を行う。すなわち、インバータ回路６５が電動発電機１２を力行運転させる際には、必要な電力をバッテリ１９と昇降圧コンバータ１００からＤＣバス１１０を介して電動発電機１２に供給する。また、電動発電機１２を回生運転させる際には、電動発電機１２により発電された電力をＤＣバス１１０及び昇降圧コンバータ１００を介してバッテリ１９に充電する。なお、昇降圧コンバータ１００の昇圧動作と降圧動作の切替制御は、ＤＣバス電圧値、バッテリ電圧値、及びバッテリ電流値に基づき、コントローラによって行われる。
【００５４】
蓄電手段１２０には、インバータ回路７６を介してリフティングマグネット７が接続されている。リフティングマグネット７は、金属物を磁気的に吸着させるための磁力を発生する電磁石を含んでおり、インバータ回路６４を介してＤＣバス１１０から電力が供給される。インバータ回路６４は、コントローラからの指令に基づき、電磁石をオンにする際には、リフティングマグネット７へ要求された電力をＤＣバス１１０より供給する。また、電磁石をオフにする場合には、回生された電力をＤＣバス１１０に供給する。
【００５５】
更に、蓄電手段１２０には、インバータ回路６６を介して旋回用電動機２１が接続されている。旋回用電動機２１は、旋回体４を旋回させる旋回機構３の動力源である。
【００５６】
旋回用電動機２１が力行運転を行う際には、旋回用電動機２１の回転駆動力の回転力により旋回体４が加減速制御され回転運動を行う。また、旋回体４の慣性回転により、旋回用電動機２１に伝達され、回生電力を発生させる。旋回用電動機２１は、ＰＷＭ制御信号によりインバータ回路６６によって交流駆動される。旋回用電動機２１としては、例えば、磁石埋込型のＩＰＭモータが好適である。
【００５７】
更に、蓄電手段１２０には、インバータ回路６３を介して水冷ポンプ２２が接続されている。水冷ポンプ２２は、インバータ回路６３により交流駆動される。
【００５８】
なお、蓄電手段１２０には、インバータ回路６３〜６６を介して、水冷ポンプ２２、リフティングマグネット７、電動発電機１２、及び旋回用電動機２１が接続されているので、電動発電機１２で発電された電力がリフティングマグネット７又は旋回用電動機２１に直接的に供給される場合もあり、リフティングマグネット７で回生された電力が電動発電機１２又は旋回用電動機２１に供給される場合もあり、さらに、旋回用電動機２１で回生された電力が電動発電機１２又はリフティングマグネット７に供給される場合もある。リフティングマグネット７に本発明に係るサーボ制御システム１を適用することで、電気部品及びファンの寿命が長くなるので、リフティングマグネット７が備えるコントロールユニットの不具合を減少させることができ、作業効率を向上させることができる。
【００５９】
さらに、ショベルやホイルローダ、クレーン、トラック等の作業機械にも本発明のサーボ制御システム１を適用することができる。
【符号の説明】
【００６０】
１…サーボ制御システム、１Ａ…フォークリフト（作業機械）、１Ｂ…リフティングマグネット車両（作業機械）、６２〜６６…ドライバユニット、６００…コントロールユニット、６０１…筐体、６０２…カードプレート、６０３…ヒートシンク、６０４…コントロールカード、６０６ａ、６０６ｂ…ファン、６０７…コネクタ、６０８…冷却用配管、６０９…電源カード、６１０…電源ＩＣ、６１１…ヒートシンク、６１２…熱伝導シート、６１３…カードプレート、６１４…熱伝導プレート、６１５…温度センサユニット。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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