(57)【要約】      （修正有）【課題】誘導モータを用いて油圧ポンプを駆動して作動油の圧力と流量を制御できる安価な油圧装置を提供する。【解決手段】油圧ポンプ５と、油圧ポンプ５を駆動する誘導モータ４と、誘導モータ４を回転させる駆動信号を出力するインバータ装置３と、インバータ装置３を制御する制御装置２とを備える。油圧ポンプを誘導モータにより駆動することによって、高価なサーボモータに比べて安価な誘導モータ４を用いて油圧ポンプ５を駆動して作動油の圧力と流量を制御できる安価な油圧装置を実現できる。【選択図】図１
2013231389.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
油圧ポンプ(５)と、
上記油圧ポンプ(５)を駆動する誘導モータ(４)と、
上記誘導モータ(４)を回転させる駆動信号を出力するインバータ装置(３)と、
上記インバータ装置(３)を制御する制御装置(２)と
を備えたことを特徴とする油圧装置。
【請求項２】
請求項１に記載の油圧装置において、
上記油圧ポンプ(５)の作動油の吐出圧力を検出する圧力センサ(１２)と、
上記誘導モータ(４)の回転速度を検出する回転速度センサ(１１)と、
を備え、
上記制御装置(２)は、上記圧力センサ(１２)により検出された上記油圧ポンプ(５)から吐出される作動油の吐出圧力および上記回転速度センサ(１１)により検出された上記誘導モータ(４)の回転速度に基づいて、上記インバータ装置(３)を制御することにより、上記油圧ポンプ(５)から吐出される作動油の圧力と流量を制御することを特徴とする油圧装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の油圧装置において、
上記油圧ポンプ(５)は、固定容量型の油圧ポンプであることを特徴とする油圧装置。
【請求項４】
請求項１から３までのいずれか１つに記載の油圧装置を備えたことを特徴とする産業機械。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、油圧装置および産業機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、油圧装置としては、作動油を成形機に供給する油圧ポンプをサーボモータで駆動するものがある(例えば、特開２０１１−１１５９６７号公報(特許文献１)参照)。
【０００３】
上記油圧装置では、サーボモータの回転数を可変制御することにより油圧ポンプの吐出流量および吐出圧力を制御して、成形機の各アクチュエータに対する駆動制御を行う。
【０００４】
しかしながら、上記油圧装置に用いられるサーボモータは、高価であるため、油圧装置の低コスト化を阻む要因となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−１１５９６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、この発明の課題は、誘導モータを用いて油圧ポンプを駆動して作動油の圧力と流量を制御できる安価な油圧装置およびそれを備えた産業機械を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、この発明の油圧装置は、
油圧ポンプと、
上記油圧ポンプを駆動する誘導モータと、
上記誘導モータを回転させる駆動信号を出力するインバータ装置と、
上記インバータ装置を制御する制御装置と
を備えたことを特徴とする。
【０００８】
上記構成によれば、制御装置によりインバータ装置を制御して、インバータ装置から出力された駆動信号により誘導モータを回転させ、油圧ポンプを誘導モータにより駆動することによって、高価なサーボモータに比べて安価な誘導モータを用いて油圧ポンプを駆動して作動油の圧力と流量を制御できる安価な油圧装置を実現できる。
【０００９】
また、一実施形態の油圧装置では、
上記油圧ポンプの作動油の吐出圧力を検出する圧力センサと、
上記誘導モータの回転速度を検出する回転速度センサと、
を備え、
上記制御装置は、上記圧力センサにより検出された上記油圧ポンプから吐出される作動油の吐出圧力および上記回転速度センサにより検出された上記誘導モータの回転速度に基づいて、上記インバータ装置を制御することにより、上記油圧ポンプから吐出される作動油の圧力と流量を制御する。
【００１０】
上記実施形態によれば、圧力センサにより検出された油圧ポンプから吐出される作動油の吐出圧力および回転速度センサにより検出された誘導モータの回転速度に基づいて、制御装置によりインバータ装置を制御して、油圧ポンプから吐出される作動油の圧力と流量を制御することによって、この油圧装置が用いられる機械に応じて、油圧ポンプから吐出される作動油の圧力と流量を最適に制御できる。
【００１１】
また、一実施形態の油圧装置では、
上記油圧ポンプは、固定容量型の油圧ポンプである。
【００１２】
上記実施形態によれば、油圧ポンプの容量制御を行わずに誘導モータの回転速度を制御することによって、油圧ポンプから吐出される作動油の圧力と流量の制御の処理を簡略化できる。
【００１３】
また、この発明の産業機械では、
上記の油圧装置を備えたことを特徴とする。
【００１４】
上記構成によれば、誘導モータを用いて油圧ポンプを駆動して作動油の圧力と流量を制御できる安価な油圧装置を用いることによって、産業機械の低コスト化が図れる。
【発明の効果】
【００１５】
以上より明らかなように、この発明によれば、誘導モータを用いて油圧ポンプを駆動して作動油の圧力と流量を制御できる安価な油圧装置およびそれを備えた産業機械を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１はこの発明の実施の一形態の油圧装置を用いた産業機械の一例としての射出成形機の構成図である。
【図２】図２は上記射出成形機の要部のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、この発明の油圧装置および産業機械を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００１８】
図１はこの発明の実施の一形態の油圧装置を用いた産業機械の一例としての射出成形機の構成図を示している。
【００１９】
この実施の形態の射出成形機は、図１に示すように、主機コントローラ１と、制御装置２と、インバータ装置３と、誘導モータ４と、固定容量型の油圧ポンプ５とを備えている。主機コントローラ１は、インバータ装置３に制御信号を出力する。
【００２０】
また、上記射出成形機は、一対の金型２１,３１と、一方の金型２１が取り付けられた可動盤２２と、可動盤２２を前後進させる型締めシリンダ２３と、型締めシリンダ２３が取り付けられた型締め装置２４と、他方の金型３１が取り付けられた固定盤３２と、固定盤３２の射出口に先端部が挿入される加熱シリンダ３３と、加熱シリンダ３３を前後進させる射出シリンダ３４と、射出シリンダ３４が取り付けられた射出装置３５とを備えている。
【００２１】
上記制御装置２とインバータ装置３と誘導モータ４と油圧ポンプ５で油圧装置１０を構成している。
【００２２】
上記型締めシリンダ２３と射出シリンダ３４は、油圧装置１０から切換バルブ６を介して供給される作動油により駆動される。
【００２３】
なお、上記射出成形機には、油圧ポンプ５の吐出圧、型締めシリンダ２３のシリンダ内圧および射出シリンダ３４のシリンダ内圧などを検出する圧力センサ(図示せず)を設けている。
【００２４】
また、油圧ポンプ５は、ギアポンプ、トロコイドポンプ、ベーンポンプ、ピストンポンプ等の油圧ポンプであり、作動油を油タンク７(図２に示す)から吸入して吐出する。
【００２５】
上記構成の射出成形機において、インバータ装置３は、油圧装置１０の油圧ポンプ５の吐出圧、型締めシリンダ２３のシリンダ内圧および射出シリンダ３４のシリンダ内圧などに基づいて、油圧装置１０の誘導モータ４の回転速度を制御する。このとき、インバータ装置３は、回転数検出用のエンコーダ(図示せず)からの誘導モータ４の回転速度を表す回転速度信号に基づいて、誘導モータ４を射出成形機の各動作に応じた回転速度で回転させる。
【００２６】
図２は上記射出成形機の要部のブロック図を示している。
【００２７】
図２に示すように、制御装置２は、圧力指令値と流量指令値が入力されたＰＱ制御部２aと、ＰＱ制御部２aからの指令信号を受けて、インバータ装置３に制御信号を出力する速度制御部２bとを有する。上記圧力指令値と流量指令値は、主機コントローラ１(図１に示す)から出力される。
【００２８】
また、インバータ装置３により回転駆動される誘導モータ４の出力軸と油圧ポンプ５の入力軸をカップリング(図示せず)を介して連結している。
【００２９】
また、油圧ポンプ５の吐出側に圧力センサ１２を設けている。さらに、誘導モータ４の出力軸と油圧ポンプ５の入力軸を連結するカップリングに、誘導モータ４の回転速度を検出する回転速度センサの一例としてのエンコーダ１１を設けている。このエンコーダ１１は、例えば複数のスリットを有する円板と、回転する円板のスリットの有無を検出する光センサからなる光学式のロータリーエンコーダでもよいし、磁気式のロータリーエンコーダなどであってもよい。
【００３０】
上記ＰＱ制御部２aは、圧力センサ１２からの吐出圧力を表す信号およびエンコーダ１１からの回転速度信号を受けて、油圧ポンプ５の吐出流量が流量指令値になるように、かつ、油圧ポンプ５の吐出圧力が圧力指令値になるように、速度制御部２bに指令信号を出力する。または、ＰＱ制御部２aは、圧力センサ１２からの吐出圧力を表す信号およびエンコーダ１１からの回転速度信号を受けて、内部に設定された圧力流量特性に吐出圧力と吐出流量が沿うように、速度制御部２bに指令信号を出力する。
【００３１】
そして、上記速度制御部２bは、ＰＱ制御部２aからの指令信号およびエンコーダ１１からの回転速度信号を受けて、ＰＱ制御部２aからの指令信号に基づく目標回転速度で誘導モータ４が回転するように、インバータ装置３に制御信号を出力する。
【００３２】
なお、速度制御部２bでは、圧力センサ１２からの吐出圧力を表す信号から演算によって導き出された負荷トルクを使用したフィードフォワード制御が行われる。
【００３３】
上記構成の油圧装置１０によれば、制御装置２によりインバータ装置３を制御して、インバータ装置３から出力された駆動信号により誘導モータ４を回転させ、固定容量型の油圧ポンプ５を誘導モータ４により駆動することによって、高価なサーボモータに比べて安価な誘導モータ４を用いて油圧ポンプ５を駆動して作動油の圧力と流量を制御できる安価な油圧装置を実現することができる。
【００３４】
また、上記圧力センサ１２により検出された油圧ポンプ５から吐出される作動油の吐出圧力およびエンコーダ１１により検出された誘導モータ４の回転速度に基づいて、制御装置２によりインバータ装置３を制御して、油圧ポンプ５から吐出される作動油の流量を制御することによって、この油圧装置１０が用いられる射出成形機に応じて、油圧ポンプ５から吐出される作動油の圧力と流量を最適に制御することができる。
【００３５】
また、上記油圧ポンプ５の容量制御を行わずに誘導モータ４の回転速度を制御することによって、油圧ポンプ５から吐出される作動油の圧力と流量の制御性が向上する。
【００３６】
また、上記産業機械としての射出成形機によれば、誘導モータ４を用いて油圧ポンプ５を駆動して作動油の圧力と流量を制御できる安価な油圧装置１０を用いることによって、射出成形機の低コスト化が図れる。
【００３７】
上記実施の形態では、油圧装置を備えた産業機械として射出成形機について説明したが、産業機械はこれに限らず、他の構成の成形機や、プレス機、工作機械などの産業機械にこの発明の油圧装置を適用してもよい。
【００３８】
この発明の具体的な実施の形態について説明したが、この発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施することができる。
【符号の説明】
【００３９】
１…主機コントローラ
２…制御装置
２a…ＰＱ制御部
２b…速度制御部
３…インバータ装置
４…誘導モータ
５…油圧ポンプ
６…切換バルブ
７…油タンク
１０…油圧装置
１１…エンコーダ
１２…圧力センサ
２１,３１…金型
２２…可動盤
２３…型締めシリンダ
２４…型締め装置
３２…固定盤
３３…加熱シリンダ
３４…射出シリンダ
３５…射出装置
【図１】
2013231389.tif 000003
【図２】
2013231389.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】平成25年7月11日(2013.7.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
油圧ポンプ(５)と、
上記油圧ポンプ(５)を駆動する誘導モータ(４)と、
上記誘導モータ(４)を回転させる駆動信号を出力するインバータ装置(３)と、
上記インバータ装置(３)を制御する制御装置(２)と、
上記油圧ポンプ(５)の作動油の吐出圧力を検出する圧力センサ(１２)と、
上記誘導モータ(４)の回転速度を検出する回転速度センサ(１１)と、
を備え、
上記制御装置(２)は、上記圧力センサ(１２)により検出された上記油圧ポンプ(５)から吐出される作動油の吐出圧力および上記回転速度センサ(１１)により検出された上記誘導モータ(４)の回転速度に基づいて、上記インバータ装置(３)を制御することにより、上記油圧ポンプ(５)から吐出される作動油の吐出圧力と流量が予め設定された圧力流量特性に沿うように上記作動油の吐出圧力と流量を制御することを特徴とする油圧装置。
【請求項２】
請求項１に記載の油圧装置において、
上記油圧ポンプ(５)は、固定容量型の油圧ポンプであることを特徴とする油圧装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の油圧装置を備えたことを特徴とする産業機械。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、油圧装置および産業機械に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、油圧装置としては、作動油を成形機に供給する油圧ポンプをサーボモータで駆動するものがある(例えば、特開２０１１−１１５９６７号公報(特許文献１)参照)。
【０００３】
上記油圧装置では、サーボモータの回転数を可変制御することにより油圧ポンプの吐出流量および吐出圧力を制御して、成形機の各アクチュエータに対する駆動制御を行う。
【０００４】
しかしながら、上記油圧装置に用いられるサーボモータは、高価であるため、油圧装置の低コスト化を阻む要因となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１−１１５９６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
そこで、この発明の課題は、誘導モータを用いて油圧ポンプを駆動して作動油の圧力と流量を制御できる安価な油圧装置およびそれを備えた産業機械を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、この発明の油圧装置は、
油圧ポンプと、
上記油圧ポンプを駆動する誘導モータと、
上記誘導モータを回転させる駆動信号を出力するインバータ装置と、
上記インバータ装置を制御する制御装置と
を備え、
上記油圧ポンプの作動油の吐出圧力を検出する圧力センサと、
上記誘導モータの回転速度を検出する回転速度センサと、
を備え、
上記制御装置は、上記圧力センサにより検出された上記油圧ポンプから吐出される作動油の吐出圧力および上記回転速度センサにより検出された上記誘導モータの回転速度に基づいて、上記インバータ装置を制御することにより、上記油圧ポンプ(５)から吐出される作動油の吐出圧力と流量が予め設定された圧力流量特性に沿うように上記作動油の吐出圧力と流量を制御することを特徴とする。
【０００８】
上記構成によれば、制御装置によりインバータ装置を制御して、インバータ装置から出力された駆動信号により誘導モータを回転させ、油圧ポンプを誘導モータにより駆動することによって、高価なサーボモータに比べて安価な誘導モータを用いて油圧ポンプを駆動して作動油の圧力と流量を制御できる安価な油圧装置を実現できる。
【０００９】
【００１０】
また、圧力センサにより検出された油圧ポンプから吐出される作動油の吐出圧力および回転速度センサにより検出された誘導モータの回転速度に基づいて、制御装置によりインバータ装置を制御して、油圧ポンプから吐出される作動油の圧力と流量を制御することによって、この油圧装置が用いられる機械に応じて、油圧ポンプから吐出される作動油の圧力と流量を最適に制御できる。
【００１１】
また、一実施形態の油圧装置では、
上記油圧ポンプは、固定容量型の油圧ポンプである。
【００１２】
上記実施形態によれば、油圧ポンプの容量制御を行わずに誘導モータの回転速度を制御することによって、油圧ポンプから吐出される作動油の圧力と流量の制御の処理を簡略化できる。
【００１３】
また、この発明の産業機械では、
上記の油圧装置を備えたことを特徴とする。
【００１４】
上記構成によれば、誘導モータを用いて油圧ポンプを駆動して作動油の圧力と流量を制御できる安価な油圧装置を用いることによって、産業機械の低コスト化が図れる。
【発明の効果】
【００１５】
以上より明らかなように、この発明によれば、誘導モータを用いて油圧ポンプを駆動して作動油の圧力と流量を制御できる安価な油圧装置およびそれを備えた産業機械を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１はこの発明の実施の一形態の油圧装置を用いた産業機械の一例としての射出成形機の構成図である。
【図２】図２は上記射出成形機の要部のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、この発明の油圧装置および産業機械を図示の実施の形態により詳細に説明する。
【００１８】
図１はこの発明の実施の一形態の油圧装置を用いた産業機械の一例としての射出成形機の構成図を示している。
【００１９】
この実施の形態の射出成形機は、図１に示すように、主機コントローラ１と、制御装置２と、インバータ装置３と、誘導モータ４と、固定容量型の油圧ポンプ５とを備えている。主機コントローラ１は、インバータ装置３に制御信号を出力する。
【００２０】
また、上記射出成形機は、一対の金型２１,３１と、一方の金型２１が取り付けられた可動盤２２と、可動盤２２を前後進させる型締めシリンダ２３と、型締めシリンダ２３が取り付けられた型締め装置２４と、他方の金型３１が取り付けられた固定盤３２と、固定盤３２の射出口に先端部が挿入される加熱シリンダ３３と、加熱シリンダ３３を前後進させる射出シリンダ３４と、射出シリンダ３４が取り付けられた射出装置３５とを備えている。
【００２１】
上記制御装置２とインバータ装置３と誘導モータ４と油圧ポンプ５で油圧装置１０を構成している。
【００２２】
上記型締めシリンダ２３と射出シリンダ３４は、油圧装置１０から切換バルブ６を介して供給される作動油により駆動される。
【００２３】
なお、上記射出成形機には、油圧ポンプ５の吐出圧、型締めシリンダ２３のシリンダ内圧および射出シリンダ３４のシリンダ内圧などを検出する圧力センサ(図示せず)を設けている。
【００２４】
また、油圧ポンプ５は、ギアポンプ、トロコイドポンプ、ベーンポンプ、ピストンポンプ等の油圧ポンプであり、作動油を油タンク７(図２に示す)から吸入して吐出する。
【００２５】
上記構成の射出成形機において、インバータ装置３は、油圧装置１０の油圧ポンプ５の吐出圧、型締めシリンダ２３のシリンダ内圧および射出シリンダ３４のシリンダ内圧などに基づいて、油圧装置１０の誘導モータ４の回転速度を制御する。このとき、インバータ装置３は、回転数検出用のエンコーダ(図示せず)からの誘導モータ４の回転速度を表す回転速度信号に基づいて、誘導モータ４を射出成形機の各動作に応じた回転速度で回転させる。
【００２６】
図２は上記射出成形機の要部のブロック図を示している。
【００２７】
図２に示すように、制御装置２は、圧力指令値と流量指令値が入力されたＰＱ制御部２aと、ＰＱ制御部２aからの指令信号を受けて、インバータ装置３に制御信号を出力する速度制御部２bとを有する。上記圧力指令値と流量指令値は、主機コントローラ１(図１に示す)から出力される。
【００２８】
また、インバータ装置３により回転駆動される誘導モータ４の出力軸と油圧ポンプ５の入力軸をカップリング(図示せず)を介して連結している。
【００２９】
また、油圧ポンプ５の吐出側に圧力センサ１２を設けている。さらに、誘導モータ４の出力軸と油圧ポンプ５の入力軸を連結するカップリングに、誘導モータ４の回転速度を検出する回転速度センサの一例としてのエンコーダ１１を設けている。このエンコーダ１１は、例えば複数のスリットを有する円板と、回転する円板のスリットの有無を検出する光センサからなる光学式のロータリーエンコーダでもよいし、磁気式のロータリーエンコーダなどであってもよい。
【００３０】
上記ＰＱ制御部２aは、圧力センサ１２からの吐出圧力を表す信号およびエンコーダ１１からの回転速度信号を受けて、油圧ポンプ５の吐出流量が流量指令値になるように、かつ、油圧ポンプ５の吐出圧力が圧力指令値になるように、速度制御部２bに指令信号を出力する。または、ＰＱ制御部２aは、圧力センサ１２からの吐出圧力を表す信号およびエンコーダ１１からの回転速度信号を受けて、内部に設定された圧力流量特性に吐出圧力と吐出流量が沿うように、速度制御部２bに指令信号を出力する。
【００３１】
そして、上記速度制御部２bは、ＰＱ制御部２aからの指令信号およびエンコーダ１１からの回転速度信号を受けて、ＰＱ制御部２aからの指令信号に基づく目標回転速度で誘導モータ４が回転するように、インバータ装置３に制御信号を出力する。
【００３２】
なお、速度制御部２bでは、圧力センサ１２からの吐出圧力を表す信号から演算によって導き出された負荷トルクを使用したフィードフォワード制御が行われる。
【００３３】
上記構成の油圧装置１０によれば、制御装置２によりインバータ装置３を制御して、インバータ装置３から出力された駆動信号により誘導モータ４を回転させ、固定容量型の油圧ポンプ５を誘導モータ４により駆動することによって、高価なサーボモータに比べて安価な誘導モータ４を用いて油圧ポンプ５を駆動して作動油の圧力と流量を制御できる安価な油圧装置を実現することができる。
【００３４】
また、上記圧力センサ１２により検出された油圧ポンプ５から吐出される作動油の吐出圧力およびエンコーダ１１により検出された誘導モータ４の回転速度に基づいて、制御装置２によりインバータ装置３を制御して、油圧ポンプ５から吐出される作動油の流量を制御することによって、この油圧装置１０が用いられる射出成形機に応じて、油圧ポンプ５から吐出される作動油の圧力と流量を最適に制御することができる。
【００３５】
また、上記油圧ポンプ５の容量制御を行わずに誘導モータ４の回転速度を制御することによって、油圧ポンプ５から吐出される作動油の圧力と流量の制御性が向上する。
【００３６】
また、上記産業機械としての射出成形機によれば、誘導モータ４を用いて油圧ポンプ５を駆動して作動油の圧力と流量を制御できる安価な油圧装置１０を用いることによって、射出成形機の低コスト化が図れる。
【００３７】
上記実施の形態では、油圧装置を備えた産業機械として射出成形機について説明したが、産業機械はこれに限らず、他の構成の成形機や、プレス機、工作機械などの産業機械にこの発明の油圧装置を適用してもよい。
【００３８】
この発明の具体的な実施の形態について説明したが、この発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、この発明の範囲内で種々変更して実施することができる。
【符号の説明】
【００３９】
１…主機コントローラ
２…制御装置
２a…ＰＱ制御部
２b…速度制御部
３…インバータ装置
４…誘導モータ
５…油圧ポンプ
６…切換バルブ
７…油タンク
１０…油圧装置
１１…エンコーダ
１２…圧力センサ
２１,３１…金型
２２…可動盤
２３…型締めシリンダ
２４…型締め装置
３２…固定盤
３３…加熱シリンダ
３４…射出シリンダ
３５…射出装置