(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
正逆回転可能な固定容量形油圧ポンプ（２１）と、
この固定容量形油圧ポンプ（２１）を駆動する正逆回転可能な可変速モータ（２２）と、
この可変速モータ（２２）を駆動するインバータ（２６）と、
上記固定容量形油圧ポンプ（２１）の負荷を検出する負荷センサ（２８）と、
上記負荷センサ（２８）が検出した負荷が所定値以上になるとサージ圧が生じないようにインバータ（２６）を介して可変速モータ（２２）を制御するコントローラ（２７）と
を備え、
上記コントローラ（２７）は、上記負荷が所定値以上になると、上記インバータ（２６）および可変速モータ（２２）を介して、固定容量形油圧ポンプ（２１）に、その固定容量形油圧ポンプ（２１）が逆回転をしない程度に逆トルクをかけることを特徴とする油圧装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、簡単な構造で、サージ圧の発生を防止できる油圧装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、油圧装置としては、図２に示すように、可変容量型油圧ポンプ１を一定回転速度のモータ２で駆動すると共に、この可変容量型油圧ポンプ１の吐出ライン３に接続した圧力制御弁５によって、吐出ライン３の圧力によって斜板制御シリンダ６に供給する油を調節して、斜板１ａの傾きを調節して、吐出量を調節するようにしたものがある。そして、この油圧装置は、圧力制御弁５、斜板制御シリンダ６および斜板１ａ等の可変容量機構の応答の遅れによって、サージ圧が発生するのを防止するために、吐出ライン３にリリーフ弁８を接続して、切換弁７が切り換ったときなどに、作動油をタンク１１に排出してサージ圧の発生を防止すると共に、絞り９を有するブリードオフライン１０を接続して、少量の作動油を常時タンク１１に排出して、サージ圧の発生を防止するようにしている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の油圧装置では、リリーフ弁８および絞り９を必要とするため、部品点数が多くなって、高価になると言う問題がある。また、上記絞り９から作動油が常時漏れているから、エネルギーのロスが多いという問題がある。
【０００４】
そこで、この発明の課題は、簡単安価な構造で、かつ、エネルギーのロスがなくて、サージ圧の発生を防止できる油圧装置を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１の発明の油圧装置は、
正逆回転可能な固定容量形油圧ポンプと、
この固定容量形油圧ポンプを駆動する正逆回転可能な可変速モータと、
この可変速モータを駆動するインバータと、
上記固定容量形油圧ポンプの負荷を検出する負荷センサと、
上記負荷センサが検出した負荷が所定値以上になるとサージ圧が生じないようにインバータを介して可変速モータを制御するコントローラと
を備え、
上記コントローラは、上記負荷が所定値以上になると、上記インバータおよび可変速モータを介して、固定容量形油圧ポンプに、その固定容量形油圧ポンプが逆回転をしない程度に逆トルクをかけることを特徴としている。
【０００６】
上記構成の油圧装置において、上記固定容量形油圧ポンプの負荷が所定値以上になると、上記コントローラは負荷センサの出力に基づいて上記負荷が所定値以上になったと判別して、インバータおよび可変速モータを介して固定容量形油圧ポンプの回転をサージ圧が生じないように制御する。このように、サージ圧が発生しようとすると、固定容量形油圧ポンプ自体の回転を制御して、サージ圧の発生を防止するので、リリーフ弁や絞りが不用になる。したがって、この油圧装置は簡単安価な構造でサージ圧の発生を防止できる。
【０００７】
また、ブリードオフのための絞りを削除することが可能になって、常時、作動油をタンクに漏らすことがないので、省エネを達成できる。
【０００８】
【０００９】
【００１０】
【００１１】
また、上記負荷が所定値以上になると、固定容量形油圧ポンプが逆回転をしない程度に、固定容量形油圧ポンプに逆トルクがかけられて、固定容量形油圧ポンプの回転速度が遅くされる。そうすると、固定容量形油圧ポンプから吐出される作動油の量が減少して、アンダーシュートの恐れがなく、サージ圧の発生が防止される。
【００１２】
【００１３】
【００１４】
【００１５】
【００１６】
【００１７】
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、この発明を図示の参考例および実施の形態により詳細に説明する。まず、参考例について説明する。
【００１９】
図１に示すように、この油圧装置は、ギアポンプ、トロコイドポンプ、ピストンポンプ等の正逆回転できる固定容量形油圧ポンプ２１と、この固定容量形油圧ポンプ２１を正逆回転できる可変速モータの一例としてのスイッチトリラクタンスモータ２２とを備え、この固定容量形油圧ポンプ２１が正転すると、作動油をタンク２３から吸って吐出ライン２４に吐き出す一方、固定容量形油圧ポンプ２１が逆転すると、作動油を吐出ライン２４から吸ってタンク２３に戻すようになっている。上記スイッチトリラクタンスモータ２２はインバータ２６で正逆かつ可変速駆動する。
【００２０】
一方、上記インバータ２６内の図示しないトランジスタのオンオフは、マイクロコンピュータからなるコントローラ２７で制御している。このコントローラ２７には、負荷センサの一例としての圧力センサ２８で検出した吐出ライン２４の現在圧力を表す圧力信号と、回転センサ２９で検出したスイッチトリラクタンスモータ２２の回転速度（固定容量形油圧ポンプ２１から吐出される現在流量に相当する。）を表す速度信号とを入力している。上記コントローラ２７は、運転制御部３１とサージ圧制御部３２とを有する。この運転制御部３１は、最大設定流量、最大設定馬力および最高設定圧力によって決定される目標圧力−流量特性線を内部で作成し、上記現在圧力および現在流量が上記目標圧力−流量特性線の上に載るように、上記インバータ２６を介してスイッチトリラクタンスモータ２２の回転速度を調整する。また、上記サージ圧制御部３２は、圧力センサ２８から受けた現在圧力が上記最高設定圧力を超えた場合に、スイッチトリラクタンスモータ２２を逆回転して固定容量形油圧ポンプ２１を逆回転させるように、インバータ２６に制御信号を出力するようになっている。
【００２１】
上記構成の油圧ユニットにおいて、例えば、切換弁２５を切り換えたときに、吐出ライン２４にサージ圧が立とうとするが、コントローラ２７のサージ圧制御部３２は、圧力センサ２８からの信号が表す現在圧力が最高設定圧力を超えると、インバータ２６にスイッチトリラクタンスモータ２２を逆回転させる制御信号を出力する。すると、スイッチトリラクタンスモータ２２および固定容量形油圧ポンプ２１が逆回転して、固定容量形油圧ポンプ２１は吐出ライン２４から作動油を吸い込んで、タンク２３に戻す。このように、固定容量形油圧ポンプ２１の逆回転で、吐出ライン２４から強制的に作動油を排出するので、簡単安価な構造で、大きなサージ圧が発生するのを未然に防止できる。そして、上記コントローラ２７のサージ圧制御部３２は、圧力センサ２８からの信号が表す現在圧力が最高設定圧力よりも所定の値だけ小さい値を下回ると、インバータ２６に対するスイッチトリラクタンスモータ２２を逆回転させる制御信号の出力を停止する。
【００２２】
また、この油圧装置は、従来例のように絞りから常時作動油をタンクに排出していないから、エネルギーのロスがなく、省エネを達成できる。
【００２３】
上記参考例では、可変速モータとしてスイッチトリラクタンスモータ２２を用いている。このスイッチトリラクタンスモータ２２は、慣性が小さくて、迅速に加減速または逆転ができるから、固定容量形油圧ポンプ２１を迅速に逆転させて、サージ圧の発生を防止できる。また、負荷センサとして、圧力センサ２７を用いているので、吐出ライン２４の圧力を直接に正確に検出できる。
【００２４】
上記参考例では、現在圧力が最高設定圧力を超えると、固定容量形油圧ポンプ１を逆回転させるようにしているが、この発明の実施の形態では、逆回転させない程度の逆トルクを固定容量形油圧ポンプ２１にかけるように、コントローラ２７のサージ圧制御部３２から制御信号をインバータ２６に出力する。このようにすると、固定容量形油圧ポンプ２１の回転に制動がかけられて、固定容量形油圧ポンプ２１から吐出される作動油の量が減少して、アンダーシュートを生じる恐れなく、サージ圧の発生を防止できる。なお、この実施の形態では、上述の点のみが参考例と異なるので、参考例と同一の箇所についての説明は、省略する。
【００２５】
上記実施の形態では、負荷（吐出ライン２４の圧力）を圧力センサ２８で検出しているが、図示しない電流センサでスイッチトリラクタンスモータに流れる電流を検出して、この電流によって間接的に吐出ラインの圧力を検出するようにしてもよい。この場合、電気系でのみで制御ができるので、油圧装置を簡単安価に構成できる。
【００２６】
上記実施の形態では、可変速モータとしてスイッチトリラクタンスモータを用いたが、速度を変えて回転でき、かつ、逆転できるモータならばどのようなモータであってもよい。
【００２７】
また、より効果的に制御するため、サージ制御を開始するタイミングを、負荷の変化状況等から数式等により算出してもよい。
【００２８】
【発明の効果】
以上より明らかなように、請求項１の発明の油圧装置によれば、負荷センサで検出した負荷が所定値以上になると、コントローラがインバータおよび可変速モータを介して固定容量形油圧ポンプの回転をサージ圧が生じないように制御するので、リリーフ弁や絞りを用いることなく、簡単安価な構造で、かつ、エネルギーのロスを生じることなく、サージ圧の発生を防止できる。
【００２９】
【００３０】
また、請求項１の発明の油圧装置によれば、負荷が所定値以上になると、固定容量形油圧ポンプに逆トルクをかけて制動をかけ、その回転速度を遅くするので、固定容量形油圧ポンプから吐出される作動油の量が減少して、アンダーシュートの生じる恐れなく、サージ圧の発生を防止できる。
【００３１】
【００３２】
【００３３】
【図面の簡単な説明】
【図１】  この発明の実施の形態および参考例の油圧装置のブロック図である。
【図２】  従来例の油圧装置の回路図である。
【符号の説明】
２１    固定容量形油圧ポンプ
２２    スイッチトリラクタンスモータ
２６    インバータ
２７    コントローラ
２８    圧力センサ
２９    回転センサ
【図１】
0004423714.tif 000002
【図２】
0004423714.tif 000003