Hybrid Actuator
HySerpack TM
既存の油圧駆動装置の欠点を克服し、
メリットを最大に活用した次世代型油圧駆動ユニット
トータルコストの削減に抜群の威力、ハイブリッドアクチュエータが生産を変えます

 快適環境の創造と省エネルギーを実現するハイブリッド・アクチュエータ

電動シリンダの扱い易さと油圧サーボの大出力
使用例
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コストメリットその1
油圧源装置も制御弁も配管も無いので油圧工事が一切不要

コストメリットその2
仕事量に見合った電力消費でランニングコストが激減

環境メリットその1
小型・高機能・高出力・高精度・低騒音、その上高効率なので省エネ効果抜群

環境メリットその2
冷却排水が無く、作動油廃油処理もメンテフリーで環境負荷が劇的低減


共通外部油圧発生源が不要で、
精密サーボ制御弁が
不要で、
油圧配管も油漏れ対策費用も不要です。
トータルコストの削減に
抜群の威力


必要なときに必要な量
だけ仕事をする 。
この発想が生産プロセス
をイノベートします。

アクチュエータが生産を
変える

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

当社は
ハイブリッド
アクチュエーターの
販売会社です。
製品の製造は、
第一電気株式会社

東京都港区
新橋3-1-10
石井ビル



基本動作原理

 速度可変可逆モータと双方向吐出ポンプとによって加圧された作動油が直接シリンダに導入されます。
片ロッドシリンダの場合(下図)は、ロッド分の体積差を補償するためにポンプ吐出側に補償回路(マイクロシャトル弁と貯油ポット)が並列に設置されます。
コントローラに入力された外部位置指令信号に追従するように、モータ回転制御装置が作動油の流量と方向とを制御して、ピストンロッドを所定の位置に移動させます。

Hyserpack原理図


DDV方式油圧サーボコントロール

 DDV方式とは、Direct Drive Volume Control の略称であり制御弁(方向制御弁・圧力制御弁・流量制御弁・サーボ弁等)を全く使用しない制御方式である。
 DDV方式は制御弁の代わりに制御機能を持った油圧ポンプで直接アクチュエータを駆動するものである。下図のようにまず制御入力Eiを加算器経由でサーボ増幅器に加え、それによりサーボモータを駆動する。その機械出力で双方向可変容量ポンプを駆動し油圧エネルギーに変換してやる。それをアクチュエータ(この図では油圧モータ)により機械出力Poに変換し、外部へ取り出す。この機械出力(シリンダの場合は変位、油圧モータの時は回転角)をセンサで電気信号Efに変換し、加算器へフィードバックすることにより、ネガチブフィードバック制御システムが構成される
 サーボモータでポンプの回転速度を制御してやればポンプの吐出油量もそれに比例し油圧モータの回転数も変化するが、容量を変化させることにより減速機の減速比を自由に変えることが出来るためである。要するにサーボモータの回転速度を油圧無段変速機で回転数と出力トルクを自由に設定することになる。
 アクチュエ−タが仕事をする時だけポンプを駆動して油圧エネルギーを発生させ、仕事をしない時は電動機もポンプも停止させることでエネルギーロスが消滅してしまったことになる。
 又下図を見ても分かる通リポンプから出力された作動油がポンプヘ戻ってくるまでの間にはアクチュエータが挿入されているだけである。従来の油機はその間に制御弁、メータイン、メータアウト等のエネルギーロスの原因となるオリフイスが挿入されている。従ってアクチュエータの摩擦抵抗、回路の抵抗以外のロスが無くなってしまった。
 ポンプは本質的に吐出量と吸入量が等しい。従ってアクチュエ−タがオーバーランしようとすると、その分だけ作動油がポンプヘ戻ろうとするが、ポンプはその余分の作動油を吸入することが出来ない。従来の方式では作動油はタンクヘ戻されるがDDV方式はポンプヘ戻されるためアクチュエータのオーバーランがここで阻止される。この阻止作用がダンピング効果であり、オリフィスと全く同じ働きをする。

ブロックダイアグラム

 上図のポンプを固定容量にした場合、モータトルクによリポンプが回転し作動油が加圧され、アクチュエータはその圧力に比例したトルクを出力する。ポンプはモータの回転速度に比例した圧油を吐出し、その油量に比例した速度で油圧モータが回転する。
従って
電動機トルク→油圧→油圧モータのトルク
電動機回転数→油量→油圧モータの回転数

となり、モータのトルクと回転数を制御することで油圧モータの出力トルクと回転数が自由に制御出来る。
 ポンプを可変容量型にした場合、油圧モータの回転数を下げることにより出力トルクが増大し、出力トルクが必要ない時は回転数を上げることが可能となるので、慣性負荷の場合スタート時に大トルクで、増速時に徐々に吐出量を増加させることで高速回転低トルク運転が可能となる。

HySerpack Q&A

 HySerpackは従来方式の油圧駆動装置の欠点を改良し、使いやすく、組立も簡単なユニット式ハイブリッド・アクチェータです。油漏れの原因である配管をなくし、さらに複雑な配管の原因となっていた制御弁を全く使用せず、しかも作動油の使用量が極めて少なく危険な場所でも可燃性オイルの使用を可能とし、消費電力を激減させる省エネ・環境負荷低減型の次世代型油圧駆動装置です。そのうえ、本格的なフィードバックコントロール方式を採用した油圧サーボコントロールシステムです。

Questionなぜ制御弁がないのか?

Answer二方向吐出の油圧ポンプを使用し、電動機でポンプの正逆運転を行うことにより、シリンダの押し引きを制御します。ポンプを停止させればシリンダも停止、ポンプの回転速度を変化させるとシリンダの速度も変化します。即ち、ポンプの吐出方向を変化させることにより方向制御弁と同じ制御ができ、ポンプの回転速度により油量を制御することで流量制御弁を無くし、更に電動機のトルク制御で作動油の圧力をコントロールすることができるようになりました。

Questionなぜ消費電力が少ないのか?

Answer従来の油圧駆動装置はシリンダが停止している時でも電動機とポンプはフル運転を続け、エネルギーのロス分がタンク内の作動油の温度を上昇させてきました。そのため作動油を冷却するのに必要以上の大型タンクによる自然空冷か電力を利用した強制冷却を行うなどエネルギー効率が極端に悪いものでした。HySerpackはシリンダまたは油圧モータ等のアクチュエータが停止している時は電動機もポンプも停止しており、エネルギー消費はゼロです。また無負荷状態での押し引き動作も油圧が上昇しないため、高速で動作していてもエネルギー消費は非常に少なく、まさに消費電力が少ない省エネルギーユニットなのです。

Questionなぜ配管作業がなくなったのか?

AnswerHySerpackはポンプの吐出方向、吐出量、吐出圧でアクチュエータを直接駆動する方式のため制御弁が全く必要なくなりました。制御弁が無くなれば複雑な配管は必要なく、ポンプとアクチュエータを結ぶ配管だけになり、これに電動機を一体化したユニット型のため素早く油圧機械を完成させることができます。

Question油圧サーボコントロールは調整が難しい?

AnswerHySerpackは完全な油圧サーボコントロールシステムで、電動機、ポンプ、アクチュエータ、タンクを一体化し作動油を充填し、サーボコントロールに必要な調整(チューニング)をした状態で出荷されますので、購入後すぐに組み込み、使用可能となります。


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