JPH09505657A - 油圧ユニット - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 油圧工具（Ｃ）を作動するための携帯可能な独立式の油圧ユニット（８０）、及びこの油圧ユニットを用いて油圧工具（Ｃ）を作動するための方法である。油圧ユニットは、ポンプ（１９）、動力源（１７）、及びポンプモータ（１８）を有した油圧回路（１）を備える。ポンプ（１９）は、工具（Ｃ）を第１圧力レベル（Ｐ２）まで加圧する。油圧回路は、油圧アキュムレータ（２２）を、第１圧力レベル（Ｐ２）に多くとも等しい最大第２圧力レベル（Ｐ１）まで充填する手段（３１、Ｐ２、Ｘ、１２）を備える。これら手段は、ポンプ圧力が第２圧力レベル（Ｐ１）を超えたときにポンプ圧力から油圧アキュムレータ（２２）を分離する手段（３１）を備える。第１調整手段（１２、２１）は、油圧ユニットの始動時に、充填されたアキュムレータ（２２）を工具に連結可能にして工具を作動するために設けられる。第２調整手段（Ｐ２、Ｘ、１２）は、アキュムレータ（２２）をからにした後に、工具を圧力から解放しつつ、ポンプ（１９）にアキュムレータ（２２）を第２圧力レベルまで充填させるために設けられる。油圧ユニット（８０）は、アキュムレータ（２２）を第２圧力レベル（Ｐ１）まで充填した後に、アキュムレータ（２２）をポンプから分離するように制御される。アキュムレータが工具への放出を行った後、ポンプ（１９）は工具（Ｃ）を第１圧力レベル（Ｐ２）まで加圧する。アキュムレータ（２２）は、工具（Ｃ）を圧力から解放してポンプ（１９）から分離しつつ、ポンプ（１９）によって充填される。

Description

【発明の詳細な説明】 油圧ユニット 本発明は、後述する方法及び装置の独立クレームの各前提部に開示した種類の 方法及び油圧ユニットに関する。 さらに詳述すれば、本発明は、ホースを介して油圧ユニットに接続された油圧 工具を作動するための、作業者によって操作される携帯可能な『独立式』の油圧 （液体圧）ユニット（hydraulic power unit）に関する。この油圧工具は、例え ば圧着やっとこ（crimpingtong）等の圧着工具の形状を有することができる。 この種の装置は、ＤＥ−Ａ１−３８３５６９６号によって知られている。 圧着やっとこは、電気接触子を電線等の端部に圧着することができる工具であ る。産業上の利用では、この種の圧着工具は好都合なことに、動力手段として油 圧ピストンシリンダ装置を使用することにより油圧式に操作できる。シリンダは 、油圧ホースを介して油圧ユニットに油圧式に接続される。この油圧ユニットは 、多くの理由により、携帯可能でかつ『独立式』であることが好ましい。『独立 式』とは、油圧ユニットが例えば再充電可能な蓄電池等のそれ自体の動力源を備 えることを意味する。また油圧ユニットは、動力源に接続可能なモータによって 駆動される油圧ポンプを有した油圧回路を備える。 携帯用ユニットの場合には、ユニットの作動機能に関して重要な全ての観点を 考慮する必要がある。例えばポンプは、作動シリンダが相応の断面積を有した油 圧シリンダの作用により例えば１５kNの所要力を発生するために、例えば２５０ バール又はそれ以上の比較 的高い圧力を生成する必要がある。この油圧シリンダは、工具のコア又はハンド ルを形成することが好ましい。 またポンプは、油圧ユニットを手で運搬できるように、比較的小形で軽量でな ければならない。しかしこれは、作動周期を比較的長くしてしまう。 油圧回路に、ポンプによって充填される油圧アキュムレータを装備することは 、例えばＵＳ−２３９２４７１号、ＵＳ−２６４１１０６号、ＵＳ−３３７５６ ５８号、ＵＳ−４０９６７２７号によって知られている。油圧アキュムレータは 、その内容物を放出するに従って、作動シリンダを作動状態まで迅速に充填可能 な比較的大きな体積流れを供与する。しかし、アキュムレータの圧力は急激に降 下し、作動シリンダが作動状態にあるときにはアキュムレータの圧力は低くなる 。また、アキュムレータに、作動シリンダを所望圧力（例えば２５０バール）で 加圧できるだけの体積及び圧力持続性を付与することは、特に重量の観点で不適 当である。 実際問題として、アキュムレータがからになったときに作動シリンダを所望の 工具作動圧力で加圧するように、アキュムレータを構成することは不適当である 。 したがって本発明の１つの目的は、比較的低圧で比較的小容積の油圧アキュム レータを備えることができるとともに、高いポンプ圧力及び工具の油圧シリンダ の高い作動圧力にも関わらず、ポンプに比較的少流量及び比較的低モータ出力を 供与できる油圧ユニットを提供することにある。本発明のもう１つの目的は、そ のような油圧ユニットの操作方法を提供することである。 これらの目的は、後述する装置独立クレームに記載した特徴を有する油圧ユニ ットによって達成される。また本発明の方法は、方法独立クレームに記載した複 数のステップを特徴とする。 本発明の実施例は、従属クレームに記載される。 基本的に本発明は、油圧回路が、最大ポンプ作動圧力に多くとも等しく、好ま しくはそれより僅かに低い圧力用に寸法設定されたアキュムレータを備えること を必要とする。このアキュムレータは有利なことに、最大ポンプ作動圧力より遥 かに低い圧力用に寸法設定することもできる。アキュムレータが始動されると、 アキュムレータは工具を比較的迅速に充填し、工具をワークに係合する状態に変 化させる。もちろんアキュムレータ圧力は、アキュムレータがからになるに従っ て急速に降下するが、主目的は工具をその作用状態ないし位置まで、すなわちワ ークに係合するまで、迅速に駆動することにある。アキュムレータは逆止弁を介 して放出を行い、油圧ポンプは、油圧アキュムレータの放出に連係して、すなわ ち油圧アキュムレータがからになった直後に始動できる。このときポンプ圧力は 、アキュムレータから分離されて工具のみに作用する。工具は作動油でほぼ満た されてワークに係合しているので、ポンプは圧力を上昇させる作用のみを奏すれ ばよく、工具の可動部分を移動してワークに接触させるように油圧シリンダを充 填する作用は要しない。 ポンプにその最大作動圧力が加えられると、すなわち工具に対して所定の高レ ベルの圧力が付与されると、直ちに工具はポンプから分離され、ポンプはアキュ ムレータに作動油を充填するようになるとともに、工具は作動油を放出して他の ワークを工具内に配置できるように開放される。 アキュムレータの最大圧力レベルはポンプの最大圧力レベルに等しくできるが 、アキュムレータのコストを削減する目的で、アキュムレータの最大圧力はポン プより僅かに低い圧力、好ましくはかなり低い圧力であってもよい。アキュムレ ータは、油タンクに装備した圧力逃し弁の作用により、過圧を防止できる。 以下、添付図面を参照して、本発明の一実施例を説明する。添付図面における １つの図は、本発明の油圧ユニットの油圧回路を概略的に示すものである。 図面に示すように、油圧回路は、油タンクＲと、油タンクＲからホース５に通 じる管路１とを備え、ホース５が工具Ｃに接続される。図示実施例では、工具Ｃ は、作動シリンダ６１によって形成されるハンドル６０を備える。作動シリンダ ６１は、ピストン６２とピストンロッド６３とを備える。ピストン６２は戻しば ね６６により、ピストン６２とシリンダ６１との間に形成された油圧室をからに する方向へ付勢され、作動される。ハンドルすなわちシリンダ６０には、対圧力 面すなわちアンビル６５が連結され、それによりワークを、アンビル６５とピス トンロッド６３又はそれに取着された圧着あご６４との間で圧縮することができ る。 電動モータ１８は、管路１上の油圧ポンプ１９に接続される。ポンプ１９の各 側には、管路１上に逆止弁１０、１１が配備される。油圧アキュムレータ２２は 、平行な２つの管路２、３を介して、ポンプ１９の下流側で管路１に接続される 。一方の管路２は、管路１からアキュムレータ２２へ向かう流れを防止するよう に作用する逆止弁２１を備え、他方の管路３は、アキュムレータ２２から管路１ へ向かう流れを阻止する逆止弁３１を備える。しかし逆止弁３１は、管路１とア キュムレータ２２との間の圧力差によっては制御されず、閉鎖弁１２の下流側で の管路１からのパイロット圧によって制御される。油圧回路はまた、管路１内の 圧力を感知する圧力センサ１４を備える。パイロット圧は、管路１の流出端で管 路１から発生し、パイロット管路９０を通して逆止弁３１に導入される。それに より逆止弁３１は、圧力センサ１４によって感知された圧力がポンプ１９の出力 側での管路１内の圧力に等しいときには、アキュムレ ータ２２が管路１内の圧力より低い圧力を維持しているにも関わらず、閉鎖状態 に保持される。 図面に示されるように、図示の回路はさらに、閉鎖弁１２の下流側で管路１に 接続される戻り管路４を備える。戻り管路４は油タンクＲに開口する。戻り管路 ４は、ノーマルオープン形のソレノイド弁の形式の弁１５を備える。さらに、ポ ンプ１９の圧力側で管路１に接続される圧力制限弁１６が設けられる。管路１内 の圧力が所定制限値を超えたときに、作動油は圧力制限弁１６を通って油タンク Ｒに排出される。圧力センサ１３は、ポンプ１９と閉鎖弁１２との間で管路１に 接続される。 蓄電池１７は、スイッチ４０を介してモータ１８に接続される。スイッチ４０ はマイクロプロセッサ７０によって制御される。 工具６０は操作スイッチＣＢを備え、操作スイッチＣＢは信号ケーブル５０を 介してマイクロプロセッサ７０に接続される。工具Ｃはまた、音響信号エミッタ ＣＳと光信号エミッタＣＬとを備える。マイクロプロセッサは、圧力センサ１３ を介して油圧アキュムレータ回路の圧力を感知かつ監視する。圧力センサ１３は 、所定の圧力レベルを感知したときに、油圧アキュムレータ２２の充填が完全で あること、及びアキュムレータが所望の圧力を得ていることを指示するように機 能する。またマイクロプロセッサは、管路１の出力部における圧力、弁１５の開 閉状態、及び弁１２の開閉状態を感知する。さらにマイクロプロセッサ７０は、 蓄電池１７の電池供給電圧、及び油圧回路の温度を監視する。 図面に示す構成要素のうち幾つかは、２つの参照符号で示されている。例えば 、ノーマルクローズ形のソレノイド弁には、符号１２及びＶ１が付されている。 また、ノーマルオープン形のソレノイド弁１５には、符号１５及びＶ２が付され ている。油圧アキュムレー タ２２の充填完了時に出力信号を生じる圧力センサには、符号１３及びＰ１が付 されている。工具作業サイクルの終了時に出力信号を生じる圧力センサ１４には 、符号１４及びＰ２が付されている。管路２内の逆止弁には、符号２１及びＣＶ が付されている。管路３内のパイロット操作逆止弁には、符号３１及びＰＯＣＶ が付されている。圧力制限弁には、符号１６及びＲＶが付されている。マイクロ プロセッサには、符号７０及びＭＣが付されている。再充電可能な蓄電池には、 符号７０及びＥＡが付されている。圧力アキュムレータには、符号２２及びＨＡ が付されている。 図示の携帯可能な独立式の作動システムは、油圧ホース５によって油圧ユニッ トに自由移動可能に連結された工具（Ｃ）を備える。油圧ユニットは、鎖線８０ で画定した四角形の内部に図示される油圧回路を備える。油圧ユニットは、マイ クロプロセッサ７０に備えられた制御電子回路により制御される。 図示のシステムは以下のように作動する。 主スイッチ（図示せず）をオンにして、緑色灯（図示せず）をベースのユニッ ト８０上で点灯させる。電子回路７０は、ユニット８０の電池電圧の状態を検査 するとともに、油圧アキュムレータ２２の状態を検査する。電池電圧１７が低過 ぎる場合には、ベースユニット上で警告灯が点灯するとともに、工具Ｃの光信号 装置ＣＬに備えられた対応の警告灯が点灯する。油圧アキュムレータ回路に行き 渡る圧力がＰ１の設定値に一致しない場合、モータ１８及びポンプ１９は作動状 態に置かれ、Ｐ１の設定値に一致する圧力が得られたときに、アキュムレータ２ ２の充填が終了する（モータ１８及びポンプ１９が停止する）。 ここで、工具ハンドルの装置ＣＬに備えられた他の表示灯、例えば緑色表示灯 を点灯させ、かつ対応の音響信号を発生させて、ユニ ット８０が使用準備状態にあることを作業者に知らせることができる。 電子回路７０は、作業者が工具Ｃの操作ボタンＣＢを起動できるように、１０ 分間に亙って始動状態に維持される。この待機時間に何事も起こらなければ、電 池エネルギを節約するために、全ての表示灯が消灯され、装置はいわゆる『休眠 モード』となる。ベースユニット８０は、主スイッチをオン及びオフすることに より、又は作動ハンドル上の再始動ボタンを押すことにより、再始動できる。 作業サイクルは、操作ボタンＣＢを起動することにより開始される。Ｖ２が閉 じられ、次いでＶ１が開かれる。油圧アキュムレータ２２は、逆止弁ＣＶを介し て工具Ｃに放出を行なう。Ｐ２に予め設定された圧力を得るために、圧力が制御 管路Ｘ／９０内で上昇したときにモータ１８及びポンプ１９が始動する。アキュ ムレータ回路は、ＣＶ及びＰＯＣＶによって遮断される。管路１の出口における 圧力がセンサＰ２の設定値に一致すると、弁Ｖ１が閉じて弁Ｖ２が開き、Ｃ内の 作動油を油タンクＲに排出させる。作動油のこの排出は、工具の戻しばね６６に よって促進される。ここで作業サイクルは終了する。 アキュムレータ回路内の圧力が圧力センサＰ１の設定値に一致しないと、モー タ１８及びポンプ１９が再始動される。そして圧力が圧力センサＰ１の設定値に 再度一致したときに、アキュムレータ２２の充填が終了する（モータ１８及びポ ンプ１９が停止する）。ここで音響及び光表示器を起動して、装置が次の作業サ イクルに対する準備ができていることを表示できる。 電池電圧、アキュムレータ回路の圧力レベル、及び油圧回路の温度は、継続し て監視される。装置は、８ビットＲＩＳＣマイクロコントローラを介して、マイ クロプロセッサにより制御される。安全 弁ないし圧力逃し弁ＲＶは、油圧回路が過圧になることを防止するようにのみ作 用する。 Ｖ１及びＶ２は、優れたシール効果をもたらす定着弁である。弁Ｖ１、Ｖ２を ３／２方向弁に置き換えることができるのは、当業者にとって自明であろう。 油圧アキュムレータ２２は、弁ＲＶ／１６に対応する圧力逃し弁の作用により 安全なものとなっている。弁ＲＶは、通常は油タンクに注ぎ込んでおり、アキュ ムレータの圧力上限値が最大ポンプ圧力よりも低い場合に、アキュムレータがそ の圧力上限値以上に加圧されることを防止する。 本発明の１つの利点は、アキュムレータの作用により工具作動シリンダの迅速 な初期充填を可能にしつつ、比較的高圧かつ比較的少流量に設計された小形で単 純構造のポンプを使用できることにある。アキュムレータは、工具の体積要件に 関連して設計されること、及び放出プロセスの最終段階で工具に比較的低い圧力 を供与することのみを必要とする。この圧力は、工具をその閉鎖位置に駆動する に充分なものである。その後、工具作動圧力は、工具がアキュムレータにより充 填されているので、短時間でポンプにより最終的に確立される。さらなる利点は 、工具内の作動油を油タンクに排出しながら（工具は開放されている）、アキュ ムレータに作動油を充填できるように、油圧回路が構成されていることにより得 られる。さらに他の利点は、ポンプ作動圧力より低い、すなわち最大ポンプ圧力 より低い最大圧力レベルで、アキュムレータを選定できることにより与えられる 。 さらに他の利点は、油圧アキュムレータが、第１逆止弁を介して工具への放出 を行い、かつ制御可能な第２逆止弁を介してポンプから充填ないし補充されるこ とにより得られる。第２逆止弁は、工具 供給ホースを介して付与される油圧（パイロット圧）の（直接的）影響のもとで 、閉鎖状態に置かれる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ)，ＡＭ， ＡＴ，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，Ｃ Ｎ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＴ， ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＮ，ＭＷ，ＮＬ，ＮＯ，Ｎ Ｚ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＩ，ＳＫ ，ＴＪ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ 【要約の続き】 は、アキュムレータ（２２）を第２圧力レベル（Ｐ１） まで充填した後に、アキュムレータ（２２）をポンプか ら分離するように制御される。アキュムレータが工具へ の放出を行った後、ポンプ（１９）は工具（Ｃ）を第１ 圧力レベル（Ｐ２）まで加圧する。アキュムレータ（２ ２）は、工具（Ｃ）を圧力から解放してポンプ（１９） から分離しつつ、ポンプ（１９）によって充填される。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．ポンプ（１９）、動力源（１７）、該動力源によって作動可能なポンプ作 動モータ（１８）、及びモータ制御手段（４０）を具備し、該ポンプ（１９）が 、油圧工具（Ｃ）の加圧に対応して所定の第１圧力レベル（Ｐ２）を生成するよ うに構成された油圧回路（１）を有した携帯可能な独立式の油圧ユニット（８０ ）を備える油圧工具（Ｃ）の作動方法であって、前記油圧回路（１）に接続され た油圧アキュムレータ（２２）を、前記ポンプ（１９）が生成可能な前記第１圧 力レベル（Ｐ２）に多くとも等しい第２油圧レベル（Ｐ１）まで充填し、放出時 に前記第１圧力レベルよりかなり低い圧力レベルを維持するように構成された前 記充填されたアキュムレータ（２２）を、前記工具（Ｃ）を初期起動するために 該工具に放出させ、前記アキュムレータの放出後に前記ポンプ（１８）を、前記 アキュムレータ（２２）から充填された前記工具に対して作用させるとともに、 前記アキュムレータを前記ポンプから分離して前記第１圧力レベルＰ２に一致す る工具作動圧力を確立させ、次いで前記工具（Ｃ）を前記ポンプ（１９）から分 離して該工具内の作動油をタンク（Ｒ）に放出させ、前記工具（Ｃ）から分離さ れた前記ポンプ（１９）に前記アキュムレータ（２２）を前記第２油圧レベルま で充填させることを特徴とする方法。 ２．ポンプ（１９）、動力源（１７）、該動力源によって作動可能なポンプ作 動モータ（１８）、及びモータ制御手段（４０）を具備し、該ポンプ（１９）が 、油圧工具（Ｃ）に伝達可能な所定の第１圧力レベル（Ｐ２）を生成するように 構成された油圧回路（１）を有し、ホース（５）を介して油圧ユニット（８０） に接続可能な油圧工具（Ｃ）を作動する携帯可能な独立式の油圧ユニット（８０ ）において、前記油圧回路（１）は、油圧アキュムレータ（２２）を前記第１圧 力レベル（Ｐ２）に多くとも等しい最大第２圧力レベル（Ｐ１）まで充填する手 段（３１、Ｐ２、Ｘ）を具備し、該手段（３１、Ｐ２、Ｘ）は、ポンプ圧力が前 記油圧アキュムレータの所定の最大圧力レベル（Ｐ１）を超えたときに該ポンプ 圧力から該油圧アキュムレータ（２２）を分離する手段（３１）を具備し、油圧 ユニットを始動して前記工具を加圧するときに、第１調整手段（Ｖ１、２１）が 、前記充填されたアキュムレータ（２２）をまず前記工具（Ｃ）の初期起動のた めに該工具に連結可能にすべく作用し、第２調整手段（１２、１４、９０）が、 前記工具を前記ポンプから分離しつつ、前記ポンプ（１９）に前記アキュムレー タ（２２）を前記第２圧力レベルまで充填させることを特徴とする油圧ユニット 。 ３．前記分離手段（３１）が前記油圧回路（１）の出力圧力によって制御され ることを特徴とする請求項２に記載のユニット。 ４．前記アキュムレータ（２２）に前記工具（Ｃ）への放出を行わせる手段（ ＣＢ、Ｖ１、２、２１）、前記工具（Ｃ）内の油圧を前記所定の第１圧力レベル （Ｐ２）まで増加させるべく、前記アキュムレータの放出後に前記ポンプを起動 する手段（ＭＣ、Ｐ２）、前記工具（Ｃ）から作動媒体をタンク（Ｒ）に放出さ せる手段（６６、Ｖ２）、前記工具（Ｃ）を油圧から解放するとともに前記ポン プ（１９）から分離しつつ、該ポンプ（１９）の作動により前記アキュムレータ （２２）を前記第２圧力レベル（Ｐ１）まで充填する手段（ＭＣ、Ｐ１、Ｖ１） 、及び前記ポンプが前記工具（Ｃ）に作用するときに前記アキュムレータ（２２ ）を該ポンプ（１９）から分離する手段（Ｐ２、Ｘ、３１、３、２、２１）を特 徴とする請求項２又は３に記載のユニット。 ５．前記油圧回路（１）が、閉鎖弁（Ｖ１）を有して前記ポンプから前記工具 まで延びる油圧管路（１）を具備し、圧力センサ（Ｐ２）が、前記閉鎖弁（Ｖ１ ）と前記工具（Ｃ）との間で前記油圧管路（１）に接続され、閉鎖弁（１５）を 有してタンク（Ｒ）に至る戻り管路（４）が、前記閉鎖弁（１２）と前記工具（ Ｃ）との間の位置で前記油圧管路（１）に接続され、前記油圧アキュムレータ（ ２２）が、平行な２つの管路（２、３９）によって前記ポンプ（１９）と前記閉 鎖弁（１２）との間で前記油圧管路（１）に接続され、一方の前記アキュムレー タ管路（２）が、前記油圧管路（１）に向かう方向へ流すべく開く第１逆止弁（ ２１）を備えるとともに、他方の前記アキュムレータ管路（３）が、前記油圧管 路（１）から離れて前記アキュムレータ（２２）に向かう方向へ流すべく開く第 ２逆止弁（３１）を備え、前記第２逆止弁（３１）が、前記閉鎖弁（１２）と前 記工具（Ｃ）との間の前記油圧管路（１）の圧力により閉鎖位置に移動され、そ れにより、前記ポンプ圧力が前記第２圧力レベルを超えたときに前記アキュムレ ータ（２２）を前記ポンプ（１９）から分離した状態に維持するように構成され 、第２圧力センサ（Ｐ１）が、前記閉鎖弁（Ｖ１）と前記ポンプ（１９）との間 で前記油圧管路（１）に接続されて、該閉鎖弁（Ｖ１）により該ポンプ（１９） を前記工具（Ｃ）から分離した状態に維持しつつ、該第２圧力センサが前記第２ 圧力レベル（Ｐ１）を感知したときに前記アキュムレータ（２２）の充填を中断 することを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載のユニット。