JP2012237324A

JP2012237324A - 水圧制御回路

Info

Publication number: JP2012237324A
Application number: JP2011104903A
Authority: JP
Inventors: Norimasa Ogura; 教正小椋
Original assignee: Toyooki Kogyo Co Ltd
Current assignee: Toyooki Kogyo Co Ltd
Priority date: 2011-05-10
Filing date: 2011-05-10
Publication date: 2012-12-06

Abstract

【課題】片ロッドシリンダを伸縮作動することで、両回転型ポンプと片ロッドシリンダのヘッド側室とキャップ側室とを接続して閉回路を構成する水圧制御回路内の作動水を新しい作動水へ自動的に交換し、片ロッドシリンダを停止することなく作動効率を向上し得る水圧制御回路を提供する。
【解決手段】両回転型ポンプ２の第一ポート３と片ロッドシリンダ５のヘッド側室８Ｂとを第一通路９で接続すると共に、両回転型ポンプ２の第二ポート４と片ロッドシリンダ５のキャップ側室８Ａとを第二通路１０で接続する。第一通路９を新しい作動水を供給する供給源に第三通路１１で接続し、第二通路１０を排出側に第四通路１３で接続する。第三通路１１には供給源側から第一通路９側への流れを許容する向きに逆止め弁１２を配設し、第四通路１３には排出側から第二通路１０側への流れを許容する向きにパイロット操作逆止め弁１４を配設する。
【選択図】図１

Description

本発明は、作動水により片ロッドシリンダの伸縮作動を制御する水圧制御回路に関するものである。

この種の水圧制御回路は、両回転型ポンプと片ロッドシリンダのヘッド側室を第一通路で、両回転型ポンプと片ロッドシリンダのキャップ側室とを第二通路でそれぞれ接続して閉回路を構成し、第一、第二通路には両回転型ポンプから吐出する作動水を片ロッドシリンダの各室に供給する逆止め弁を配設すると共に、逆止め弁の配設個所と片ロッドシリンダの各室との間より分岐してタンクに接続する分岐通路にパイロット操作逆止め弁を配設し、正逆転電動機で駆動する両回転型ポンプの回転方向を切換えることにより、片ロッドシリンダの伸縮作動方向を切換える。第一通路の逆止め弁の配設個所とヘッド側室との間に分岐接続して第一止め弁を、第２通路の逆止め弁の配設個所とキャップ側室との間に分岐接続して第二止め弁を、タンクに接続してタンク止め弁をそれぞれ備え、各止め弁はそれぞれ手動で開閉する開閉弁である。

そして、片ロッドシリンダ以外の回路の作動水を交換する場合には、各止め弁を開き、タンク止め弁から新しい作動水を注入しながら両回転型ポンプを正回転または逆回転する。両回転型ポンプを正回転すると、タンクの作動水が両回転型ポンプに吸い込まれ、両回転型ポンプから第二通路に吐出される作動水が逆止め弁を介して第二止め弁から外部に流出し、タンクから両回転型ポンプを経て第二止め弁に至る回路に新しい作動水が充填される。また、両回転型ポンプを逆回転すると、タンクの作動水が両回転型ポンプに吸い込まれ、両回転型ポンプから第一通路に吐出される作動水が逆止め弁を介して第一止め弁から外部に流出し、タンクから両回転型ポンプを経て第一止め弁に至る回路に新しい作動水が充填される。

次に、片ロッドシリンダの作動水を交換する場合には、第一止め弁を開き、第二止め弁を閉じて、最収縮状態にある片ロッドシリンダを外部から負荷により伸張させると、ヘッド側室の作動水が第一止め弁から外部に流出し、タンク止め弁から注入される新しい作動水がタンクから第二通路に配設した逆止め弁を介してキャップ側室に流入する。また、第一止め弁を閉じ、第二止め弁を開いて、最伸張状態にある片ロッドシリンダを外部から負荷により収縮させると、キャップ側室の作動水が第二止め弁から外部に流出し、タンク止め弁から注入される新しい作動水がタンクから第一通路に配設した逆止め弁を介してヘッド側室に流入する。このようにして、水圧制御回路における作動水を交換することができ、バクテリア等の微生物の繁殖を防止している。

特開平２００１−３４９３０３号公報（段落００３０―００４３、図１）

ところが、かかる従来の水圧制御回路では、第一止め弁と第２止め弁の一方を開いて他方を閉じて水圧制御回路内の作動水を交換しているため、作動水を交換する際には、片ロッドシリンダを作動することができず、片ロッドシリンダの作動効率が悪い問題点があった。

本発明の課題は、片ロッドシリンダを伸縮作動することで、両回転型ポンプと片ロッドシリンダのヘッド側室とキャップ側室とを接続して閉回路を構成する水圧制御回路内の作動水を新しい作動水へ自動的に交換し、片ロッドシリンダを停止することなく作動効率を向上し得る水圧制御回路を提供するものである。

かかる課題を達成すべく、本発明は次の手段をとった。即ち、
電動機で正逆方向に回転駆動する両回転型ポンプと、ピストンに有するピストンロッドを軸方向の一方側から突出して内部のピストン両側にキャップ側室とピストンロッドが貫通するヘッド側室とを区画形成する片ロッドシリンダを備え、両回転型ポンプは正回転で作動水を第一ポートから吸い込んで第二ポートから吐出すると共に逆回転で作動水を第二ポートから吸い込んで第一ポートから吐出し、両回転型ポンプの第一ポートと片ロッドシリンダのヘッド側室とを第一通路で接続すると共に、両回転型ポンプの第二ポートと片ロッドシリンダのキャップ側室とを第二通路で接続し、第一通路を新しい作動水を供給する供給源に第三通路で接続し、第二通路を排出側に第四通路で接続し、第三通路には供給源側から第一通路側への流れを許容して第一通路側から供給源側への流れを阻止する向きに逆止め弁を配設し、第四通路には排出側から第二通路側への流れを許容して第二通路側から排出側への流れを阻止する向きにパイロット操作逆止め弁を配設し、パイロット操作逆止め弁は両回転型ポンプの第一ポートから吐出する作動水の圧力をパイロット圧力として作用して設け、このパイロット圧力の作用で開作動して第二通路側から排出側への流れを可能としたことを特徴とする水圧制御回路がそれである。

この場合、前記両回転型ポンプを回転駆動する電動機をサーボモータとしても良い。また、前記第三通路に配設した逆止め弁を、前記両回転型ポンプの第二ポートから吐出する作動水の圧力をパイロット圧力として作用して開作動するパイロット操作逆止め弁としても良い。さらにまた、前記排出側に排出された作動水をフィルタでバクテリアを除去して供給源に循環する循環ポンプを設けても良い。

以上詳述したように、請求項１に記載の発明は、両回転型ポンプの正逆回転で、片ロッドシリンダのピストンロッドが伸縮作動し、片ロッドシリンダのピストンロッドの伸長作動において、ヘッド側室内にあるピストンロッドの体積に相当する分だけ新しい作動水が第三通路を流れて逆止め弁を介して第一通路へ供給されると共に、片ロッドシリンダのピストンロッドの収縮作動において、ヘッド側室内にあるピストンロッドの体積に相当する分だけ、キャップ側室、第二通路にある作動水が第四通路を流れて開作動したパイロット操作逆止め弁を介して排出側に排出される。このため、片ロッドシリンダを伸縮作動することで、両回転型ポンプと片ロッドシリンダのヘッド側室とキャップ側室とを接続して閉回路を構成する水圧制御回路内の作動水を新しい作動水へ自動的に交換でき、片ロッドシリンダを停止することなく作動効率を向上することができる。

また、請求項２に記載の発明は、両回転型ポンプを回転駆動する電動機をサーボモータとした。このため、サーボモータで両回転型ポンプの回転数を制御して吐出量を制御できるから、両回転型ポンプから吐出して片ロッドシリンダのキャップ側室やヘッド側室に供給する作動水の流量を制御する流量制御弁等の機器を不要にできで構成を簡素化することができる。

また、請求項３に記載の発明は、第三通路に配設した逆止め弁を、両回転型ポンプの第二ポートから吐出する作動水の圧力をパイロット圧力として作用して開作動するパイロット操作逆止め弁とした。このため、ヘッド側室に接続した第一通路をキャップ側室に、キャップ側室に接続した第二通路をヘッド側室にそれぞれ変更して接続するとともに、供給源に接続した第三通路を排出側に、排出側に接続した第四通路を供給源にそれぞれ変更して接続することが可能で、接続個所の変更で広範囲の用途に適用することができる。

また、請求項４に記載の発明は、排出側に排出された作動水をフィルタでバクテリアを除去して供給源に循環する循環ポンプを設けた。このため、排出した作動水のバクテリアを除去して供給源から再び新しい作動水として供給できるから、作動水を効率良く再使用することができる。

本発明の一実施形態を示した水圧制御回路の回路図である。他の実施形態を示した回路図である。

以下、本発明の一実施形態を図面に基づき説明する。
図１において、１は電動機としてのサーボモータで、回転数を変更して制御自在に設けている。２はサーボモータ１で正逆方向に回転駆動する両回転型ポンプで、正回転で作動水を第一ポート３から吸い込んで第二ポート４から吐出すると共に逆回転で作動水を第二ポート４から吸い込んで第一ポート３から吐出して設けている。５は片ロッドシリンダで、ピストン６に有するピストンロッド７を軸方向の一方側から突出し、ピストン６両側にキャップ側室８Ａとピストンロッド７が貫通するヘッド側室８Ｂとを区画形成している。９は第一通路で、両回転型ポンプ２の第一ポート３と片ロッドシリンダ５のヘッド側室８Ｂとを接続する。１０は第二通路で、両回転型ポンプ２の第二ポート４と片ロッドシリンダ５のキャップ側室８Ａとを接続する。１１は第三通路で、第一通路９と図示しない新しい作動水を供給する供給源との間を接続する。１２は第三通路１１に備えた逆止め弁１２で、供給源側から第一通路９側への流れを許容して第一通路９側から供給源側への流れを阻止する向きに配設している。１３は第四通路で、第二通路１０と図示しない排出側とを接続する。１４は第四通路１３に備えたパイロット操作逆止め弁で、排出側から第二通路１０側への流れを許容して第２通路１０側から排出側への流れを阻止する向きに配設している。パイロット操作逆止め弁１４はパイロット流路１５を第三通路１１の逆止め弁１２配設個所より第一通路９への接続個所側へ接続し、両回転型ポンプ２の第一ポート３から吐出する作動水の圧力をパイロット圧力として作用し、このパイロット圧力の作用で開作動して第２通路１０側から排出側への流れを可能としている。

次に、かかる構成の作動を説明する。
図１に示す状態は、片ロッドシリンダ５のピストンロッド７が収縮して右方端に停止している。
この状態で、サーボモータ１により両回転型ポンプ２を正回転すると、第二ポート４から吐出した作動水が第二通路１０を流れて片ロッドシリンダ５のキャップ側室８Ａに供給され、片ロッドシリンダ５はピストンロッド７を図１の左方向に伸長作動してヘッド側室８Ｂの作動水を排出し、排出した作動水は第一通路９を流れて両回転型ポンプ２の第一ポート３に吸入される。このとき、ヘッド側室８Ｂ内にあるピストンロッド７の体積に相当する分だけ第一ポート３への吸入量が第二ポートからの吐出量より少なくなるが、この少ない分に相当する新しい作動水が供給源より第三通路１１を流れて逆止め弁１２を介して第一通路１１へ供給されて第一ポート３へ吸入される。そして、両回転型ポンプ２を停止すると、片ロッドシリンダ５は伸長作動したピストンロッド７を図１の左方端で停止する。

片ロッドシリンダ５のピストンロッド７を図１の左方端で停止した状態で、サーボモータ１により両回転型ポンプ２を逆回転すると、第一ポート３から吐出した作動水が第一通路９を流れて片ロッドシリンダ５のヘッド側室８Ｂに供給され、片ロッドシリンダ５はピストンロッド７を図１の右方向に収縮作動してキャップ側室８Ａの作動水を排出し、排出した作動水は第二通路１０を流れて両回転型ポンプ２の第二ポート４に吸入される。このとき、パイロット操作逆止め弁１４は両回転型ポンプ２の第一ポート３から吐出する作動水の圧力がパイロット流路１５よりパイロット圧力として作用して開作動する。ヘッド側室８Ｂ内にあるピストンロッド７の体積に相当する分だけキャップ側室８Ａからの排出量がヘッド側室８Ｂへの供給量より多くなるが、この多い分に相当する作動水が第四通路１３を流れて開作動したパイロット操作逆止め弁１４を介して排出側に排出される。そして、片ロッドシリンダ５のピストンロッド７が図１の原位置に復帰作動すると両回転型ポンプ２を停止する。

かかる作動において、片ロッドシリンダ５のピストンロッド７の伸長作動において、ヘッド側室８Ｂ内にあるピストンロッド７の体積に相当する分だけ新しい作動水が第三通路１１を流れて逆止め弁１２を介して第一通路９へ供給されると共に、片ロッドシリンダ５のピストンロッド７の収縮作動において、ヘッド側室８Ｂ内にあるピストンロッド７の体積に相当する分だけ、キャップ側室８Ａ、第二通路１０にある作動水が第四通路１３を流れて開作動したパイロット操作逆止め弁１４を介して排出側に排出される。このため、片ロッドシリンダ５を伸縮作動することで、両回転型ポンプ２と片ロッドシリンダ５のヘッド側室８Ｂとキャップ側室８Ａとを接続して閉回路を構成する水圧制御回路内の作動水を新しい作動水へ自動的に交換でき、片ロッドシリンダ５を停止することなく作動効率を向上することができる。

また、両回転型ポンプ２を回転駆動する電動機をサーボモータ１としたため、サーボモータ１で両回転型ポンプ２の回転数を制御して吐出量を制御できるから、両回転型ポンプ２から吐出して片ロッドシリンダ５のキャップ側室８Ａやヘッド側室８Ｂに供給する作動水の流量を制御する流量制御弁等の機器を不要にできで構成を簡素化することができる。

図２は本発明の他の実施形態を示し、一実施形態と同一個所には同符号を付して説明を省略し、異なる個所についてのみ説明する。
第三通路１１には、逆止め弁としてパイロット操作逆止め弁１６を配設し、パイロット操作逆止め弁１６は両回転型ポンプ２の第二ポート４から吐出する作動水の圧力がパイロット流路１７よりパイロット圧力として作用して開作動する。１８は供給源としての供給槽で、第三通路１１に接続し、貯蔵した作動水を第三通路１１より供給している。１９は排出側としての排出槽で、第四通路１３に接続し、第四通路１３より排出された作動水を貯蔵している。そして、供給槽１８と排出槽１９は単一の槽の内部を仕切って形成している。２０は電動機２１で回転駆動する循環ポンプで、吸入ポート２１を吸入通路２２により排出槽１９に接続すると共に、吐出ポート２３を吐出通路２４により供給槽１８に接続している。２５は吸入通路２２に配設したフィルタ、２６は吐出通路２４に配設したフィルタで、それぞれ作動水のバクテリアを除去するためのものである。循環ポンプ２０は、回転駆動により排出槽１９の作動水を吸入通路２２より吸入して吐出通路２４に吐出して供給槽１８に循環し、この循環する作動水をフィルタ２５、２６でバクテリアを除去して浄化する。２７は吸入通路２２に分岐接続した補給通路で、止め弁２８を配設し、蒸発等による貯蔵作動水の減少に応じて適宜に止め弁２８を開作動して作動水を補給する。

作動は、両回転型ポンプ２を正回転すると、片ロッドシリンダ５はピストンロッド７を図２の左方向に伸長作動し、ヘッド側室８Ｂ内にあるピストンロッド７の体積に相当する分を、供給槽１８に貯蔵した作動水が第三通路１１を流れてパイロット操作逆止め弁１６を介して第一通路１１へ供給されて第一ポート３へ吸入される。そして、両回転型ポンプ２を停止すると、片ロッドシリンダ５は伸長作動したピストンロッド７を図２の左方端で停止する。

ピストンロッド７を図２の左方端で停止した状態で、両回転型ポンプ２を逆回転すると、片ロッドシリンダ５はピストンロッド７を図２の右方向に収縮作動し、ヘッド側室８Ｂ内にあるピストンロッド７の体積に相当する分の作動水が、キャップ側室８Ａより第四通路１３を流れて開作動したパイロット操作逆止め弁１４を介して排出槽１９に排出される。そして、片ロッドシリンダ５のピストンロッド７が図２の原位置に復帰作動すると両回転型ポンプ２を停止する。

片ロッドシリンダ５の伸縮作動を繰り返すと、供給槽１８に貯蔵した作動水が減少すると共に、排出槽１９に排出された作動水が増加する。そして、循環ポンプ２０を図示しないタイマー等で時間管理して定期的に回転駆動し、作動水を排出槽１９から供給槽１８に循環する。

かかる作動で、一実施形態と同様に、片ロッドシリンダ５の伸縮作動で、閉回路を構成する水圧制御回路内の作動水を新しい作動水へ自動的に交換でき、片ロッドシリンダ５を停止することなく作動効率を向上することができる。また、サーボモータ１で両回転型ポンプ２の回転数を制御して吐出量を制御でき、片ロッドシリンダ５のキャップ側室８Ａやヘッド側室８Ｂに供給する作動水の流量を制御する流量制御弁等の機器を不要にできで構成を簡素化することができる。

また、第三通路１１に、両回転型ポンプ２の第二ポート４から吐出する作動水の圧力をパイロット圧力として作用して開作動するパイロット操作逆止め弁１６を配設したため、ヘッド側室８Ｂに接続した第一通路９をキャップ側室８Ａに、キャップ側室８Ａに接続した第二通路１０をヘッド側室８Ｂにそれぞれ変更して接続するとともに、供給槽１８に接続した第三通路１１を排出槽１９に、排出槽１９に接続した第四通路１３を供給槽１８にそれぞれ変更して接続することが可能で、接続個所の変更で広範囲の用途に適用することができる。さらにまた、排出槽１９に排出された作動水をフィルタ２５、２６でバクテリアを除去して供給槽１８に循環する循環ポンプ２０を設けたため、排出した作動水のバクテリアを除去して供給槽１８から再び新しい作動水として供給できるから、作動水を効率良く再使用することができる。

なお、前述の各実施形態では、電動機としてサーボモータ１を用いたが三相誘導電動機を用いても良い。また、他の実施形態では、吸入通路２２と供給通路２４にそれぞれフィルタ２５、２６を配設したが、供給通路だけにフィルタを配設しても良いことは勿論である。

１：サーボモータ
２：両回転型ポンプ
３：第一ポート
４：第二ポート
５：片ロッドシリンダ
６：ピストン
７：ピストンロッド
８Ａ：キャップ側室
８Ｂ：ヘッド側室
９：第一通路
１０：第二通路
１１：第三通路
１２：逆止め弁
１３：第四通路
１４：パイロット操作逆止め弁

Claims

電動機で正逆方向に回転駆動する両回転型ポンプと、ピストンに有するピストンロッドを軸方向の一方側から突出して内部のピストン両側にキャップ側室とピストンロッドが貫通するヘッド側室とを区画形成する片ロッドシリンダを備え、両回転型ポンプは正回転で作動水を第一ポートから吸い込んで第二ポートから吐出すると共に逆回転で作動水を第二ポートから吸い込んで第一ポートから吐出し、両回転型ポンプの第一ポートと片ロッドシリンダのヘッド側室とを第一通路で接続すると共に、両回転型ポンプの第二ポートと片ロッドシリンダのキャップ側室とを第二通路で接続し、第一通路を新しい作動水を供給する供給源に第三通路で接続し、第二通路を排出側に第四通路で接続し、第三通路には供給源側から第一通路側への流れを許容して第一通路側から供給源側への流れを阻止する向きに逆止め弁を配設し、第四通路には排出側から第二通路側への流れを許容して第二通路側から排出側への流れを阻止する向きにパイロット操作逆止め弁を配設し、パイロット操作逆止め弁は両回転型ポンプの第一ポートから吐出する作動水の圧力をパイロット圧力として作用して設け、このパイロット圧力の作用で開作動して第二通路側から排出側への流れを可能としたことを特徴とする水圧制御回路。
前記両回転型ポンプを回転駆動する電動機をサーボモータとしたことを特徴とする請求項１に記載の水圧制御回路。
前記第三通路に配設した逆止め弁を、前記両回転型ポンプの第二ポートから吐出する作動水の圧力をパイロット圧力として作用して開作動するパイロット操作逆止め弁としたことを特徴とする請求項１および２のいずれかに記載の水圧制御回路。
前記排出側に排出された作動水をフィルタでバクテリアを除去して供給源に循環する循環ポンプを設けたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか一つに記載の水圧制御回路。