JP2002098102A - 流体作動装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 本発明の目的は、省エネルギ化を図ることの
できる流体作動装置を提供することにある。 【解決手段】 本発明の流体作動装置１は、電動モータ
Ｍにより駆動され、作動油を主管路１０に吐出する油圧
ポンプＰと、主管路１０に接続される電磁切換え弁２，
３と、電磁切換え弁２，３に給排管路１１〜１３を通し
て接続され、該電磁切換え弁２，３の切換えにより作動
油が供給／排出される油圧シリンダ４，５と、給排管路
１１〜１３中に配設され、電磁切換え弁２，３から油圧
シリンダ４，５への作動油の流れのみを許容する逆止弁
６と、逆止弁６を強制的に開弁させる流体を、該逆止弁
６に導入するパイロット管路７とを備えてなるものであ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、シリンダなどのア
クチュエータを作動流体により作動させる流体作動装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の流体作動装置の一例としては、図
２に示すものがある。図２は、従来の流体作動装置を示
す油圧回路図である。図２において、流体作動装置６１
は、２つの油圧シリンダ（アクチュエータ）６２，６３
を同時に作動するものである。この流体作動装置６１
は、電動モータＭに連結された油圧ポンプＰを備えてい
る。この電動モータＭは、制御装置６４により駆動又は
停止される。油圧ポンプＰは、電動モータＭにより駆動
され、油タンクＴから作動油６５を吸引し、該作動油６
５を加圧して主管路６７に吐出する。なお、油タンクＴ
の作動油６５は、フィルタ６８を通して油圧ポンプＰに
吸引される。

【０００３】主管路６７は、２つに分岐され、電磁切換
え弁６８，６９の夫々に接続されている。電磁切換え弁
６８は、３つの切換え位置ｃ１〜ｃ３を有し、給排管路
７０，７１を通して油圧シリンダ６２に接続されてい
る。また、電磁切換え弁６８は、排液管路７２により油
タンクＴに接続されている。一方、電磁切換え弁６９
は、２つの切換え位置ｄ１，ｄ２を有し、給排管路７３
を通して油圧シリンダ６３に接続されている。また、電
磁切換え弁６９は、排液管路７４により油タンクＴに接
続されている。なお、各電磁切換え弁６８，６９は、制
御装置６４からの切換え信号により各切換え位置ｃ１〜
ｃ３、ｄ１，ｄ２にそれぞれ切換えられる。

【０００４】油圧シリンダ６２は、２つの圧油室７５，
７６を有する復動シリンダであって、各圧油室７５，７
６の夫々には給排管７０，７１が接続されている。油圧
シリンダ６３は、１つの圧油室７７を有するバネ付き単
動シリンダであって、圧油室７７には給排管路７３が接
続されている。

【０００５】この流体作動装置６１は、制御装置６４の
切換え指令により電磁切換え弁６８を切換え位置ｃ１か
らｃ２に切換え、電磁切換え弁６９を切換え位置ｄ１に
切換える。これにより、油圧シリンダ６２は、圧油室７
５が給排管路７０、排液管路７２を通して油タンクＴに
接続され、圧油室７６が給排管路７１、主管路６７を通
して油圧ポンプＰに接続される。また、油圧シリンダ６
３は、圧油室７７が給排管路７３、主管路６７を通して
油圧ポンプＰに接続される。各電磁切換え弁６８，６９
の切換えと同時に、制御装置６４の指令電力により電動
モータＭを駆動し、油圧ポンプＰから加圧した作動油を
主管路６７に吐出する。

【０００６】主管路６７に吐出された作動油は、各電磁
切換え弁６８，６９、各給排管路７１，７３を通して、
各油圧シリンダ６２，６３の圧油室７６，７７に供給さ
れる。これにより、油圧シリンダ６２は、圧油室７６に
供給される作動油によりロッド７８を進出させる。ま
た、油圧シリンダ６３は、圧油室７７に供給される作動
油によりバネ７９に抗してロッド８０を進出させる。

【０００７】また、流体作動装置６１は、各油圧シリン
ダ６２，６３のロッド７８，８０を進出させた状態か
ら、制御装置６４の切換え指令により電磁切換え弁６８
を切換え位置ｃ２からｃ３に切換え、電磁切換え弁６９
を切換え位置ｄ１からｄ２に切換える。これにより、油
圧シリンダ６２は、圧油室７５が給排管路７０、主管路
６７を通して油圧ポンプＰに接続され、圧油室７６が給
排管路７１、排液管路７２を通して油タンクＴに接続さ
れる。また、油圧シリンダ６３は、圧油室７７が給排管
路７３、排液管路７４を通して油タンクＴに接続され
る。

【０００８】そして、主管路６７に吐出された作動油
は、電磁切換え弁６８、給排管路７０を通して油圧シリ
ンダ６２の圧油室７５に供給される。これにより、油圧
シリンダ６２は、圧油室７５内に供給される作動油によ
り圧油室７６内から作動油を油タンクＴに排出しながら
ロッド７８を退避させる。一方、油圧シリンダ６３は、
バネ７９により圧油室７７から作動油を油タンクＴに排
出しながらロッド８０を退避させる。なお、流体作動装
置６１は、非作動時において、電磁切換え弁６８を切換
え位置ｃ１に切換えており、油圧シリンダ６２の各圧油
室７５，７６を油タンクＴに接続している。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】従来の流体作動装置６
１では、各電磁切換え弁６８，６９を切換えて作動油を
油圧シリンダ６２，６３の各圧油室７６，７７に供給す
ることにより、該各油圧シリンダ６２，６３を作動して
いる。従って、各油圧シリンダ６２，６３の作動状態を
保持するためには、電動モータＭ、油圧ポンプＰを駆動
して、加圧した作動油を各圧油室７６，７７に供給し続
けなければならない。このことは、電動モータＭに指令
電力を出力し続けなければならず、各油圧シリンダ６
２，６３の作動において、多くの電力を消費するという
問題があった。また、電動モータＭや油圧ポンプＰを駆
動し続けることは、これらの寿命を短くする。

【００１０】本発明の目的は、省エネルギ化を図ること
のできる流体作動装置を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段及びその効果】本発明の請
求項１に記載の流体作動装置は、原動機により駆動さ
れ、作動流体を主管路に吐出する流体ポンプと、主管路
に接続される切換え弁と、切換え弁に給排管路を通して
接続され、該切換え弁の切換えにより作動流体が供給／
排出されるアクチュエータと、給排管路中に配設され、
切換え弁からアクチュエータへの作動流体の流れのみを
許容する逆止弁と、逆止弁を強制的に開弁させる流体
を、該逆止弁に導入するパイロット管路とを備えてなる
ものである。

【００１２】この請求項１に記載の流体作動装置では、
切換え弁を切換えると同時に、原動機により流体ポンプ
を駆動させる。流体ポンプは、加圧した作動流体を主管
路に吐出し、該作動流体を主管路、切換え弁を通して給
排管路に流れ込ませる。給排管路に流れ込んだ作動流体
は、その流体圧により逆止弁を開弁し、アクチュエータ
に供給される。これにより、アクチュエータは、供給さ
れる作動流体により作動し、又は作動流体を排出しなが
ら作動する。

【００１３】そして、アクチュエータの作動状態を保持
するには、原動機、流体ポンプの駆動を停止することに
より、アクチュエータに対する作動流体の供給を停止す
る。このとき、給排管路中にある逆止弁は、アクチュエ
ータに供給された作動流体が切換え弁側へ流れるのを阻
止し、閉弁する。これにより、原動機、流体ポンプの駆
動を停止しても、アクチュエータの作動状態を保持する
ことができる。

【００１４】また、アクチュエータの作動状態を解放す
るには、パイロット管路から流体を逆止弁に導入し、該
逆止弁を強制的に開弁させる。これにより、アクチュエ
ータに供給された作動流体は、給排管路、逆止弁を通し
て切換え弁から排出され、アクチュエータの作動状態を
解放する。

【００１５】このように、請求項１に記載の流体作動装
置によれば、アクチュエータを作動した後、原動機、流
体ポンプを停止しても、逆止弁によりアクチュエータの
作動状態を保持できる。これにより、アクチュエータを
作動状態にした以降は、原動機、流体ポンプを停止でき
るので、原動機を駆動するための電力などエネルギ消費
を零にすることができる。この結果、省エネルギ化を図
った流体作動装置を提供することが可能となる。また、
原動機や流体ポンプの寿命も長くなる。

【００１６】本発明における請求項２に記載の流体作動
装置は、請求項１に記載のものに、逆止弁よりアクチュ
エータ側の給排管路に接続され、アクチュエータに供給
される作動流体の圧力を検出する圧力センサを有し、該
圧力センサの検出信号に基づいて原動機の駆動／停止を
制御するようにしたものである。

【００１７】この請求項２に記載の流体作動装置では、
原動機、流体ポンプを駆動し、作動流体の吐出を開始す
ると、圧力センサによりアクチュエータに供給される作
動流体の圧力を検出する。そして、圧力センサにより検
出される作動流体が所定圧になると、この検出信号に基
づいて原動機を停止する。これにより、圧力センサは、
アクチュエータに供給される作動流体の圧力を検出する
ことで、間接的にアクチュエータの作動状態を検出でき
る。

【００１８】このように、請求項２に記載の流体作動装
置によれば、請求項１に記載の効果に加えて、圧力セン
サによりアクチュエータの作動状態を間接的に検出し、
この検出信号に基づき原動機を停止するので、自動的に
アクチュエータの作動、保持、及び原動機の駆動／停止
を実行することが可能となる。

【００１９】本発明となる請求項３に記載の流体作動装
置は、請求項１又は請求項２に記載のものに、パイロッ
ト管路を主管路に接続し、該主管路から作動流体を逆止
弁に導入すると共に、逆止弁を作動流体により強制的に
開弁されるようにしたものである。

【００２０】この請求項３に記載の流体作動装置では、
アクチュエータの作動状態を解放するとき、原動機、流
体ポンプを駆動し、作動流体をパイロット管路から逆止
弁に導入する。逆止弁は、パイロット管路を通して導入
される作動流体により強制的に開弁される。これによ
り、アクチュエータに供給された作動流体を、給排管
路、逆止弁を通して切換え弁から排出して、アクチュエ
ータの作動状態を解放する。

【００２１】このように、請求項３に記載の流体作動装
置によれば、請求項１又は請求項２に記載の効果に加え
て、流体ポンプから吐出する作動流体、即ち、アクチュ
エータを作動させる作動流体を用いて、逆止弁を強制的
に開弁できるので、別途、逆止弁を強制的に開弁するた
めの流体を発生する流体発生源などを設ける必要がなく
なる。この結果、コンパクトで低価格の流体作動装置を
提供することが可能となる。

【００２２】

【発明の実施の形態】本発明の実施形態におけ流体作動
装置について、図面を参照して説明する。図１は、流体
作動装置を示す油圧回路図である。なお、図１の流体作
動装置は非作動状態を示している。

【００２３】図１において、流体作動装置１は、作動油
（作動流体）により、例えば、２つのアクチュエータを
作動するものである。この流体作動装置１は、油圧ポン
プＰと、電磁切換え弁２，３と、油圧シリンダ（アクチ
ュエータ）４，５と、複数の逆止弁６と、パイロット管
路７と、複数の圧力センサ８及び制御装置１９などを備
えている。

【００２４】図１に示すように、油圧ポンプＰは、原動
機となる電動モータＭに連結されている。電動モータＭ
は、制御装置１９からの指令電力により駆動され、油圧
ポンプＰを駆動させる。油圧ポンプＰは、駆動により油
タンクＴから作動油９を吸引し、該作動油９を加圧して
主管路１０に吐出する。油圧タンクＴの作動油９は、フ
ィルタ２５を通して油圧ポンプＰに吸引される。この主
管路１０は、２つに分岐されており、各電磁切換え弁
２，３の夫々に接続されている。

【００２５】図１に示すように、電磁切換え弁２は、３
つの切換え位置ａ１〜ａ３を有し、給排管路１１，１２
を通して油圧シリンダ４に接続されている。この電磁切
換え弁２は、制御装置１９の切換え指令（電力）により
各切換え位置ａ１〜ａ３に切換えられる。また、電磁切
換え弁２は、非作動状態において、切換え位置ａ１にさ
れており、各給排管路１１，１２を排液管１４により油
タンクＴに接続している。一方、電磁切換え弁３は、２
つの切換え位置ｂ１，ｂ２を有し、給排管路１３を通し
て油圧シリンダ５に接続されている。この電磁切換え弁
３は、排液管路１５により油タンクＴに接続され、制御
装置１９の切換え指令（電力）により各切換え位置ｂ
１，ｂ２に切換えられる。また、電磁切換え弁３は、非
作動状態において、切換え位置ｂ１にされており、給排
管路１３を主管路１０に接続している。

【００２６】図１に示すように、油圧シリンダ４は、２
つの圧油室１６，１７を有する復動シリンダであって、
各圧油室１６，１７には各給排管路１１，１２の夫々が
接続されている。一方、油圧シリンダ５は、１つの圧油
室１８を有するバネ付き単動シリンダであって、圧油室
１８には給排管路１３が接続されている。

【００２７】図１に示すように、複数の逆止弁６は、各
給排管路１１〜１３中の夫々に配設されている。これら
各逆止弁６は、電磁切換え弁２，３から油圧シリンダ
４，５への作動油の流れのみを許容して開弁する。即
ち、各逆止弁６は、各油圧シリンダ４，５に供給した作
動油が各電磁切換え弁２，３に流れるのを阻止して閉弁
する。

【００２８】図１に示すように、パイロット管７は、主
管路１０に接続されている。また、パイロット管路７
は、３つに分岐されて各逆止弁６に接続されている。こ
のパイロット管路７は、油圧ポンプＰから主管路１０に
吐出される作動油を、各逆止弁６に導入し、該各逆止弁
６を強制的に開弁させる。

【００２９】図１に示すように、複数の圧力センサ８
は、作動油の圧力によりＯＮ／ＯＦＦされる圧力スイッ
チ（以下、「圧力スイッチ８」という。）である。各圧
力スイッチ８は、各逆止弁６より各油圧シリンダ４，５
側の各給排管路１１〜１３の夫々に接続されている。こ
れら各圧力スイッチ８は、各油圧シリンダ４，５の各圧
油室１６〜１８に供給される作動油が所定圧になると、
ＯＮして検出信号ｆを制御装置１９に出力する。

【００３０】図１に示すように、制御装置１９は、電動
モータＭの駆動／停止を制御する。この制御装置１９
は、各圧力スイッチ８からの検出信号ｆを入力すると、
電動モータＭの駆動を停止する。また、制御装置１９
は、各電磁切換え弁２，３の切換えを制御する。

【００３１】次に、流体作動装置１の作動について、図
１により説明する。なお、流体作動装置１は、図１に示
すような非作動状態となっている。

【００３２】図１に示すように、各油圧シリンダ４，５
を作動するには、制御装置１９から電磁切換え弁２に切
換え指令（電力）を出力する。電磁切換え弁２は、切換
え指令により切換え位置ａ１からａ２に切換えられる。
これにより、油圧シリンダ４は、圧油室１６が給排管路
１１、逆止弁６及び排液管路１４を通して油タンクＴに
接続され、圧油室１７が給排管路１２、逆止弁６及び主
管路１０を通して油圧ポンプＰに接続される。また、油
圧シリンダ５は、非作動状態において、圧油室１８が給
排管路１３、逆止弁６及び主管路１０を通して油圧ポン
プＰに接続される。

【００３３】図１に示すように、電磁切換え弁２の切換
えと同時に、制御装置１９は電動モータＭに指令電力を
出力し、該電動モータＭを駆動する。この電動モータＭ
の駆動により、油圧ポンプＰも駆動される。油圧ポンプ
Ｐは、駆動により油タンクＴから作動油９を吸引し、該
作動油９を加圧して主管路１０に吐出する。

【００３４】図１に示すように、主管路１０に吐出され
た作動油は、電磁切換え弁２、給排管路１２を通して油
圧シリンダ４の圧油室１７に供給される。このとき、給
排管路１２の逆止弁６は、電磁切換え弁２から流れ込む
作動油により開弁され、該作動油を油圧シリンダ４に流
す。

【００３５】また、図１に示すように、主管路１０に吐
出された作動油は、電磁切換え弁３、給排管路１３を通
して油圧シリンダ５の圧油室１８に供給される。このと
き、給排管路１３の逆止弁６は、電磁切換え弁３から流
れ込む作動油により開弁され、該作動油を油圧シリンダ
５に流す。

【００３６】さらに、図１に示すように、主管路１０に
吐出された作動油は、パイロット管路７を通して各逆止
弁６に導入され、該作動油により各逆止弁６を強制的に
開弁させる。

【００３７】上述のように、電磁切換え弁２を切換え、
油圧ポンプＰから作動油を主管路１０に吐出すると、油
圧シリンダ４は、圧油室１７に供給される作動油により
ロッド２０を進出させる。一方、油圧シリンダ５は、圧
油室１８に供給される作動油によりバネ２１に抗してロ
ッド２２を進出させる。これにより、各油圧シリンダ
４，５の作動が開始される。

【００３８】続いて、図１に示すように、各油圧シリン
ダ４，５に供給される作動油が所定圧になると、該作動
油の圧力により各給排管路１２，１３の各圧力スイッチ
８がＯＮする。そして、各圧力スイッチ８は、検出信号
ｆを制御装置１９に出力する。制御装置１９は、各圧力
スイッチ８からの検出信号ｆを入力すると、各油圧シリ
ンダ４，５が所望の作動状態（作動位置）になったと判
断し、電動モータＭに対する指令電力の出力を停止す
る。これにより、電動モータＭ、油圧ポンプＰが停止さ
れ、各油圧シリンダ４，５への作動油の供給が停止され
る。

【００３９】図１に示すように、作動油の供給を停止す
ると、油圧シリンダ４の圧油室１７と油圧シリンダ５の
圧油室１８とに供給された作動油は、各逆止弁６を閉弁
するように作用し、該各逆止弁６により各電磁切換え弁
２，３側に流れ出すことが阻止される。これにより、各
油圧シリンダ４，５は、所望の作動状態（作動位置）に
保持される。このように、各給排管路１２，１３の逆止
弁６により、各油圧シリンダ４，５に供給された作動油
を各圧油室１７，１８に保持、滞留できるので、例え、
電動モータＭを停止しても、各油圧シリンダ４，５の作
動状態を保持することができる。

【００４０】なお、何らかの原因により、各圧油室１
７，１８の作動油の圧力が下がると、各給排管路１２，
１３の圧力スイッチ８がＯＦＦする。そして、制御装置
１９は、各圧力センサ８から検出信号ｆを入力しなくな
り、電動モータＭに指令電力を出力し、該電動モータＭ
を駆動する。これにより、油圧ポンプＰは、作動油を主
管路１０に吐出し、各油圧シリンダ４，５の圧油室１
７，１８に作動油を供給し補充する。続いて、圧力スイ
ッチ８が再びＯＮになると、制御装置１９は電動モータ
Ｍを停止する。

【００４１】また、図１に示すように、各油圧シリンダ
４，５の作動状態を解放するには、制御装置１９から各
電磁切換え弁２，３に切換え指令（電力）を出力する。
電磁切換え弁２は、切換え指令により切換え位置ａ２か
らａ３に切換えられる。これにより、油圧シリンダ４
は、圧油室１６が給排管路１１、逆止弁６及び主管路１
０を通して油圧ポンプＰに接続され、圧油室１７が給排
管路１２、逆止弁６及び排液路１４を通して油タンクＴ
に接続される。また、電磁切換え弁３は、切換え指令に
より切換え位置ｂ１からｂ２へ切換えられる。これによ
り、油圧シリンダ５は、圧油室１８が給排管路１３、逆
止弁６及び排液管路１５を通して油タンクＴに接続され
る。

【００４２】図１に示すように、各電磁切換え弁２，３
の切換えと同時に、制御装置１９は電動モータＭに指令
電力を出力し、該電動モータＭを駆動する。そして、油
圧ポンプＰは、電動モータＭにより駆動され、加圧した
作動油を主管路１０に吐出する。主管路１０に吐出され
た作動油は、電磁切換え弁２、給排管路１１及び逆止弁
６を通して油圧シリンダ４の圧油室１６に供給される。
また、作動油は、パイロット管路７を通して各逆止弁６
に導入される。これにより、各逆止弁６は、作動油によ
り強制的に開弁される。

【００４３】図１に示すように、各逆止弁６が強制的に
開弁されると、油圧シリンダ４は、圧油室１６に供給さ
れる作動油によりロッド２０を退避させる。これと同時
に、圧油室１７の作動油は、給排管路１２、強制的に開
弁された逆止弁６及び排液管路１４を通して油タンクＴ
に排出される。一方、油圧シリンダ５は、バネ２１によ
りロッド２２を退避させる。これと同時に、圧油室１８
の作動油は、給排管路１３、強制的に開弁された逆止弁
６及び排液管路１５を通して油タンクＴに排出される。

【００４４】そして、各油圧シリンダ４，５が非作動状
態になると、制御装置１９は電動モータＭに対する指令
（電力）の出力を停止する。これにより、電動モータ
Ｍ、油圧ポンプＰが停止され、各油圧シリンダ４，５へ
の作動油の供給を停止する。

【００４５】このように、本発明の流体作動装置１によ
れば、各油圧シリンダ４，５を作動した後、電動モータ
Ｍ、油圧ポンプＰを停止しても、逆止弁６により各油圧
シリンダ４，５の作動状態を保持できる。これにより、
各油圧シリンダ４，５を作動状態にした以降は、電動モ
ータＭ、油圧ポンプＰを停止できるので、電動モータＭ
を駆動するための電力などのエネルギ消費を零にするこ
とができる。この結果、省エネルギ化を図った流体作動
装置１を提供することが可能となる。また、電動モータ
Ｍや油圧ポンプＰの寿命も長くなる。

【００４６】なお、本発明の流体作動装置１は、図１に
示するものに限定されるものでなく、次のような態様も
採用することができる。 （１）油圧シリンダ４，５などのアクチュエータの数
は、２つに限定されるものでなく、１又は３以上であっ
ても良い。また、アクチュエータとしては、油圧モータ
などを採用できる。 （２）パイロット管路７は主管路１０に接続する他に、
別途に設けた油圧ポンプに接続し、該油圧ポンプから吐
出された作動油により各逆止弁６を強制的に開弁させて
も良い。 （３）流体作動装置１としては、油圧回路に限定され
ず、空気圧回路とすることもできる。 （４）切換え弁２，３としては、電磁切換え弁の他に、
パイロット型の切換え弁を用いることもできる。 （５）原動機としては、電動モータＭに限定されず、エ
ンジンなどにより油圧ポンプＰを駆動させても良い。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の流体作動装置を示す油圧回路図であ
る。

【図２】従来の流体作動装置を示す油圧回路図である。

【符号の説明】

１ 流体作動装置 ２ 電磁切換え弁 ３ 電磁切換え弁 ４ 油圧シリンダ（アクチュエータ） ５ 油圧シリンダ（アクチュエータ） ６ 逆止弁 ７ パイロット管路 ８ 圧力スイッチ（圧力センサ） １０ 主管路 １１ 給排管路 １２ 給排管路 １３ 給排管路

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 原動機により駆動され、作動流体を主管
   路に吐出する流体ポンプと、 前記主管路に接続される切換え弁と、 前記切換え弁に給排管路を通して接続され、該切換え弁
   の切換えにより前記作動流体が供給／排出されるアクチ
   ュエータと、 前記給排管路中に配設され、前記切換え弁から前記アク
   チュエータへの前記作動流体の流れのみを許容する逆止
   弁と、 前記逆止弁を強制的に開弁させる流体を、該逆止弁に導
   入するパイロット管路とを備えてなることを特徴とする
   流体作動装置。
2. 【請求項２】 前記逆止弁より前記アクチュエータ側の
   前記給排管路に接続され、前記アクチュエータに供給さ
   れる前記作動流体の圧力を検出する圧力センサを有し、
   該圧力センサの検出信号に基づいて前記原動機の駆動／
   停止を制御するようにしたことを特徴とする請求項１に
   記載の流体作動装置。
3. 【請求項３】 前記パイロット管路は、前記主管路に接
   続され、該主管路から前記作動流体を前記逆止弁に導入
   すると共に、 前記逆止弁は、前記作動流体により強制的に開弁される
   ようにしたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記
   載の流体作動装置。