JP2017150642A - 液圧アクチュエータ - Google Patents

Abstract

【課題】 シリンダ装置等の駆動部内のエア抜きを容易にできる液圧アクチュエータを提供する。【解決手段】 ポンプ２と、シリンダ装置１と、リザーバ３に接続される閉鎖可能な液圧回路４と、シリンダ装置１に設けられて、シリンダ装置１に液体を給排する二つのポート１０ａ，１０ｂと、ポンプ２に通じる液圧回路４の供給路４２に設けられて、外部からポンプ２への液体の供給を可能にする第一の開閉弁７と、一方の前記ポート１０ａに通じる液圧回路４の排出路４３又はシリンダ装置１に設けられて、シリンダ装置１から外部への液体の排出を可能にする第二の開閉弁９Ａとを備える。【選択図】 図１

Description

本発明は、液圧アクチュエータに関する。

従来、液圧の利用により駆動されるシリンダ装置等の駆動部を備えた液圧アクチュエータの中には、駆動部と、ポンプと、リザーバとを一体にした一体型の液圧アクチュエータがある（例えば、特許文献１）。

特開２０１３−３６６１６号公報

ここで、駆動部内の液体にエアが含まれていると、液柱剛性が低くなって応答性が低下するので、駆動部のエアを抜いた状態で液圧アクチュエータを使用するのが一般的である。そして、液圧アクチュエータが、液面が外気に接する大型のリザーバを有する場合には、液圧アクチュエータへの液体の充填時に駆動部内の液体にエアが混入したとしても容易にエア抜きできる。なぜなら、この場合、リザーバに回収された液体内のエアが気泡となって徐々に液体内を上昇し、液面から抜けていく。よって、ポンプでリザーバ内の液体と駆動部内の液体を循環させれば、循駆動部内のエアを含んだ液体をリザーバ内の脱気（エア抜き）された液体に徐々に置換できるためである。

しかしながら、リザーバの液面が大気に接しない構造になっている場合、リザーバ内の液体からエアが抜け難い。よって、このような液圧アクチュエータでは、その内部の液体に一旦エアが混入すると自然には抜け難く、液体にエアが混入するのを予め防止することがある。この場合、真空引きする等して液圧アクチュエータの内部のエアを抜いてから、脱気した液体を注意深く液圧アクチュエータ内へ注入する必要があり、作業性が悪い。

そこで、本願発明は、駆動部内のエア抜きを容易にできる液圧アクチュエータの提供を目的とする。

上記課題を解決する請求項１に記載の発明は、ポンプと、駆動部と、リザーバに接続される閉鎖可能な液圧回路と、前記駆動部に設けられて前記駆動部に液体を給排する二つのポートと、前記ポンプに通じる前記液圧回路の流路に設けられて、外部から前記ポンプへの液体の供給を可能にする第一の開閉弁と、一方の前記ポートに通じる前記液圧回路の流路又は前記駆動部に設けられて、前記駆動部から外部への液体の排出を可能にする第二の開閉弁とを備える。

上記構成によれば、駆動部内の液体にエアが含まれていたとしても、駆動部を作動させると、当該駆動部内のエアを含んだ液体を第二の開閉弁から液圧アクチュエータの外部へ排出できるとともに、脱気された液体を液圧アクチュエータの外部から駆動部内へ供給できる。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の構成を備えるとともに、他方の前記ポートに通じる前記液圧回路の流路又は前記駆動部に設けられて、前記駆動部内から外部への液体の排出を可能にする第三の開閉弁を備える。このため、駆動部内のエア抜きを速やかで、且つ、確実にできる。

請求項３に記載の発明では、請求項１又は２に記載の構成を備えるとともに、前記開閉弁のうち、前記第一の開閉弁以外の開閉弁は、開弁時に絞り弁として機能する。このため、駆動部内のエア抜きを一層容易にできる。

請求項４に記載の発明では、請求項１から３の何れか一項に記載の構成を備えるとともに、前記駆動部が、シリンダと、前記シリンダ内に移動自在に挿入されて前記シリンダ内の二つの作動室を区画するピストンと、前記シリンダ内に挿入されて前記ピストンに連結されるロッドとを有する。そして、一方の前記ポートが一方の前記作動室に通じ、他方の前記ポートが他方の前記作動室に通じる。つまり、駆動部が直動型のシリンダ装置とされており、ポンプ側からの液体の供給を受けるポートを切換えることでシリンダ装置の伸縮を切換えられる。

請求項５に記載の発明では、請求項４に記載の構成を備えるとともに、前記ピストンは、前記ロッドの先端部に連結されており、一方の前記ポートは、前記ロッド側の前記作動室に通じている。このため、第三の開閉弁を設けない場合であっても、第二の開閉弁からロッド側室の液体を液圧アクチュエータの外部へ排出できる。

請求項６に記載の発明では、請求項１から５の何れか一項に記載の構成を備えるとともに、前記液圧回路は、前記ポンプと二つの前記ポートとを結ぶ循環通路と、前記循環通路と前記リザーバとを結ぶリザーバ通路とを有する。このように、ポンプと駆動部が閉回路で接続される場合には、リザーバからエア抜きをできるようにしたとしても、エア抜きに時間がかかる。このため、液圧アクチュエータが上記液圧回路を有する場合には特に、少なくとも第一、第二の開閉弁を設けるのが有効である。

本発明の液圧アクチュエータによれば、駆動部内のエア抜きを容易にできる。

本発明の一実施の形態に係る液圧アクチュエータを外部液圧供給源及び外部リザーバへ接続した状態を示した回路図である。 図１の第一、第二、第三の開閉弁を具体的に示した拡大図である。 本発明の一実施の形態の変更例に係る液圧アクチュエータを外部液圧供給源及び外部リザーバへ接続した状態を示した回路図である。

以下に本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。いくつかの図面を通して付された同じ符号は、同じ部品か対応する部品を示す。

図１に示す本願発明の一実施の形態に係る液圧アクチュエータＡは、例えば、航空機の蛇面をコントロールするために利用され、蛇面等の駆動対象に液圧アクチュエータＡの推力を伝えるシリンダ装置１と、このシリンダ装置１を駆動するポンプ２と、リザーバ３と、これらを結ぶ液圧回路４とを備える。詳細な図示を省略するが、シリンダ装置１、ポンプ２、及びリザーバ３は、ハウジングＨにより一体化されており、当該ハウジングＨに上記液圧回路４が形成されている。

シリンダ装置１は、ポンプ２からの液圧の供給を受けて駆動される駆動部であり、筒状のシリンダ１０と、このシリンダ１０内に摺動自在に挿入されるピストン１１と、図１中左端がピストン１１に連結されて右端がシリンダ１０外に延びるロッド１２とを有する。そして、シリンダ装置１は、ロッド１２がシリンダ１０に出入りすることで伸縮し、当該シリンダ装置１の伸縮に伴い駆動対象が駆動される。

シリンダ１０内はピストン１１で軸方向に区画されており、シリンダ１０内にはピストン１１を境に二つの作動室Ｒ１，Ｒ２が形成されている。これらの作動室Ｒ１，Ｒ２は、作動油等の液体で満たされている。以下、二つの作動室Ｒ１，Ｒ２のうち、ロッド１２側の作動室をロッド側室Ｒ１、ピストン１１側の作動室をピストン側室Ｒ２という。また、シリンダ１０には、ロッド側室Ｒ１に通じるロッド側ポート１０ａと、ピストン側室Ｒ２に通じるピストン側ポート１０ｂの二つのポートが形成されている。このため、液体は、ロッド側ポート１０ａ及びピストン側ポート１０ｂを通じてシリンダ装置１の内外へ移動できる。

なお、シリンダ装置１の内外への液体の移動を可能にするポートを設ける位置はシリンダ１０に限られない。例えば、ロッド側ポート１０ａは、ロッド１２を摺動自在に軸支してシリンダ１０の一端を塞ぐ環状のロッドガイドに設けられていてもよく、ピストン側ポート１０ｂは、シリンダ１０の他端を塞ぐボトムキャップに設けられていてもよい。

つづいて、シリンダ装置１に液圧を供給するポンプ２は、電動機２０で駆動される双方向吐出型の電動液圧ポンプであり、二つのポート２ａ，２ｂを有する。当該ポンプ２は、電動機２０で駆動されると、二つのポート２ａ，２ｂのうちの何れか一方のポートから吸い込んだ液体を他方のポートから吐出するとともに、電動機２０の正逆回転により吐出方向を切換えられる。さらに、このポンプ２は、液圧の供給を受けると回転駆動されて電動機２０を回転駆動する。電動機２０は、このように回転駆動させられると発電し、電動機としてのみならず発電機としても機能する。

さらに、ポンプ２は、循環通路４０を通じてシリンダ装置１に接続されている。より詳しくは、循環通路４０は、ポンプ２の一方のポート２ａとシリンダ装置１のロッド側ポート１０ａとを結ぶ通路４０ａと、ポンプ２の他方のポート２ｂとシリンダ装置１のピストン側ポート１０ｂとを結ぶ通路４０ｂとを有して構成されており、シリンダ装置１とポンプ２とを液体が循環できるように連続的に結んで閉回路を構成する。

循環通路４０には、リザーバ通路４１を介してリザーバ３が接続されており、リザーバ通路４１は、一端が通路４０ａに接続されてロッド側室Ｒ１に連通するとともに、他端が通路４０ｂに接続されてピストン側室Ｒ２に連通する。さらに、リザーバ通路４１の途中には、シリンダ装置１のロッド側室Ｒ１とピストン側室Ｒ２の低圧側をリザーバ３に連通するシャトル弁５が設けられている。

リザーバ３には、液体と気体が封入されており、気室に気体を圧縮しながら封入してリザーバ３内の圧力を高め、液体に予圧をかけるようになっている。また、リザーバ３内は、ブラダ、フリーピストン、ベローズ等の隔壁で気体を収容する気室と、液体を収容する液室に区画されている。このようにリザーバ３を予圧すると、リザーバ３は液圧回路４を介してシリンダ装置１の内部に連通されるので、シリンダ装置１内の液体の液柱剛性を高めて作動の応答性を良好にできる。

さらに、リザーバ通路４１におけるシャトル弁５とリザーバ３とを結ぶ部分には、液圧アクチュエータＡの外部に通じる供給路４２が繋がっており、当該供給路４２に液圧アクチュエータＡの外部に設けた外部の外部液圧供給源６を接続できる。そして、供給路４２には、当該供給路４２を開閉する第一の開閉弁７が設けられている。

また、循環通路４０を構成する通路４０ａ，４０ｂには、液圧アクチュエータＡの外部に通じる排出路４３，４４が繋がっており、各排出路４３，４４からシリンダ装置１内の液体を液圧アクチュエータＡの外部に設けた外部リザーバ８Ａ，８Ｂへ排出できる。そして、ロッド側ポート１０ａに通じる排出路４３には、当該排出路４３を開閉する第二の開閉弁９Ａが設けられ、ピストン側ポート１０ｂに通じる排出路４４には、当該排出路４４を開閉する第三の開閉弁９Ｂが設けられている。

このように、本実施の形態において、ポンプ２と、リザーバ３と、シリンダ装置１に接続される液圧アクチュエータＡの液圧回路４は、循環通路４０と、リザーバ通路４１と、これらに接続される供給路４２及び排出路４３，４４とを有して構成される。

供給路４２に設けた第一の開閉弁７は、少なくとも全開にした状態で絞りとならないように配慮されており、外部液圧供給源６からの液体を液圧アクチュエータＡの内部へ速やかに供給できる。その一方、排出路４３，４４に設けた第二、第三の開閉弁９Ａ，９Ｂは、開弁した状態で排出路４３，４４を絞れるように設定されており、シリンダ装置１の内部の圧力を高められる。

具体的に、本実施の形態における第一、第二、第三の開閉弁７，９Ａ，９Ｂは、図２に示すように、捻じ込み型の止め弁であり、手動操作により開閉される。そして、供給路４２及び排出路４３，４４は、ともに直角に曲がる部分を有しており、当該部分に第一、第二、第三の開閉弁７，９Ａ，９Ｂの弁頭Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３がそれぞれ挿入されている。

そして、第一の開閉弁７を回転して弁頭Ｖ１を供給路４２の途中に設けた弁座Ｓ１から大きく後退させると、供給路４２を抵抗なく液体が通過できる。また、第二、第三の開閉弁９Ａ，９Ｂを回転して弁頭Ｖ２，Ｖ３を排出路４３の途中に設けた弁座Ｓ２，Ｓ３からわずかに後退させると、弁頭Ｖ２，Ｖ３の外周に微小な隙間ができる。すると、第二、第三の開閉弁９Ａ，９Ｂで排出路４３，４４を通過する液体の流れに抵抗を与えて、シリンダ装置１内の圧力を外気圧（液圧アクチュエータＡの外部の圧力）よりも高くできる。つまり、第二、第三の開閉弁９Ａ，９Ｂは、開弁状態で絞り弁として機能できる。図２中に示す符号Ｖ２は、第二の開閉弁９Ａの弁頭を示し、符号Ｓ２は弁頭Ｖ２が離着座する弁座を示す。また、図２中に示す符号Ｖ３は、第三の開閉弁９Ｂの弁頭を示し、符号Ｓ３は弁頭Ｖ３が離着座する弁座を示す。

また、第一、第二、第三の開閉弁７，９Ａ，９Ｂを捻じ込み、弁頭Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３を弁座Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３に押し当てると、第一、第二、第三の開閉弁７，９Ａ，９Ｂが閉弁し、供給路４２及び排出路４３，４４を閉塞する。すると、第一、第二、第三の開閉弁７，９Ａ，９Ｂで液圧回路４を外部から遮断して液圧回路４を閉鎖できる。また、ハウジングＨの端部に開口する供給路４２及び排出路４３，４４への接続口は、後述の液圧アクチュエータＡへの液体充填作業後にプラグ等の栓で塞がれて、この状態で液圧アクチュエータＡが完成し、使用される。

なお、第一、第二、第三の開閉弁７，９Ａ，９Ｂは、捻じ込み型の止め弁であって、非常に構造が簡易であるので、これらを液圧アクチュエータＡに設けたとしても、液圧アクチュエータＡが大型化しない。しかし、第一、第二、第三の開閉弁７，９Ａ，９Ｂが止め弁以外の弁であってもよく、例えば、自動で開閉される弁でもよい。

以下、本実施の形態に係る液圧アクチュエータＡへの液体充填作業について説明する。

まず、液体を注入していない空の状態で、図１に示すように、液圧アクチュエータＡの供給路４２を外部液圧供給源６に接続するとともに、液圧アクチュエータＡの排出路４３，４４を外部リザーバ８Ａ，８Ｂに接続する。当該作業により、液圧アクチュエータＡに外部液圧供給源６及び外部リザーバ８Ａ，８Ｂが接続される。

次に、第一、第二、第三の開閉弁７，９Ａ，９Ｂを開弁する。このとき、第一の開閉弁７を大きく開弁し、外部液圧供給源６から液圧アクチュエータＡの内部へ速やかに液体を供給できるようにする。その一方、第二、第三の開閉弁９Ａ，９Ｂの開弁の程度は、排出路４３，４４を液圧アクチュエータＡの内部から外部リザーバ８Ａ，８Ｂへ向かう液体の流れに抵抗を与えられるよう、わずかに開弁される。つまり、第二、第三の開閉弁９Ａ，９Ｂは、絞り弁として機能するように開弁される。

次に、外部液圧供給源６から液圧アクチュエータＡの内部へ低圧の液体を供給する。当該供給の過程において、ロッド側室Ｒ１とピストン側室Ｒ２の圧力が等しい場合には、シャトル弁５が供給路４２と通路４０ａ，４０ｂの連通を許容するので、ロッド側室Ｒ１とピストン側室Ｒ２の両方に外部液圧供給源６からの液体が供給される。また、ロッド側室Ｒ１の圧力がピストン側室Ｒ２の圧力よりも高くなると、シャトル弁５の弁体５ａが図１中左方へ移動して供給路４２と通路４０ａの連通を遮断して、通路４０ｂと供給路４２の連通のみを許容するため、低圧側のピストン側室Ｒ２のみに外部液圧供給源６からの液体が供給される。逆に、ピストン側室Ｒ２の圧力がロッド側室Ｒ１の圧力よりも高くなると、シャトル弁５の弁体５ａが図１中右方へ移動して供給路４２と通路４０ｂの連通を遮断して、通路４０ａと供給路４２の連通のみを許容するため、低圧側のロッド側室Ｒ１のみに外部液圧供給源６からの液体が供給される。

外部液圧供給源６から液圧アクチュエータＡへ供給される液体は、脱気された液体であるが、液体が充填される前の液圧アクチュエータＡ内にはエアが存在する。よって、外部液圧供給源６から液圧アクチュエータＡ内に最初に液体を供給した段階では、液圧アクチュエータＡ内の液体にエアが混入した状態となっている。

次に、外部液圧供給源６から液圧アクチュエータＡの内部へ液体を供給しつつ、電動機２０でポンプ２を駆動してシリンダ装置１を伸縮作動させる。そして、当該伸縮作動の繰り返しにより、シリンダ装置１内のエア抜きをする。

具体的には、シリンダ装置１を伸長作動させる場合、電動機２０でポンプ２を駆動して、通路４０ａから吸い込んだ液体を通路４０ｂへ吐出させる。すると、第三の開閉弁９Ｂが絞られているのでピストン側室Ｒ２の圧力が高くなり、シャトル弁５が、通路４０ｂとリザーバ３及び外部液圧供給源６との連通を遮断するとともに、通路４０ａとリザーバ３及び外部液圧供給源６との連通を許容する。そして、ピストン側室Ｒ２の圧力により、ピストン１１が図１中右方へ移動してロッド１２がシリンダ１０から退出し、シリンダ装置１が伸長する。

また、シリンダ装置１が伸長作動する場合、シリンダ１０から退出するロッド体積分の液体と、第三の開閉弁９Ｂから外部リザーバ８Ｂへ漏れ出る分の液体が、外部液圧供給源６（リザーバ３に液体が貯留されている場合には当該リザーバ３と外部液圧供給源６の両方）から通路４０ａへ供給され、ロッド側室Ｒ１から通路４０ａへ流出した液体と合わせてポンプ２へ供給される。さらに、外部液圧供給源６側から通路４０ａへの液体の供給量は、ロッド側室Ｒ１からポンプ２へ向かう液体の一部が第二の開閉弁９Ａから外部リザーバ８Ａへ若干漏れ出るようになっており、ポンプ２から吸い込む液体が不足して第二の開閉弁９Ａからエアを吸い込むのを防止する。

反対に、シリンダ装置１を収縮作動させる場合、電動機２０でポンプ２を駆動して、通路４０ｂから吸い込んだ液体を通路４０ａへ吐出させる。すると、第二の開閉弁９Ａが絞られているのでロッド側室Ｒ１の圧力が高くなり、シャトル弁５が、通路４０ａとリザーバ３及び外部液圧供給源６との連通を遮断するとともに、通路４０ｂとリザーバ３及び外部液圧供給源６との連通を許容する。そして、ロッド側室Ｒ１の圧力により、ピストン１１が図２中左方へ移動してロッド１２がシリンダ１０内に進入し、シリンダ装置１が収縮する。

また、シリンダ装置１が収縮作動する場合、シリンダ１０に進入するロッド体積分の液体から、第二の開閉弁９Ａを通じて外部リザーバ８Ａへ漏れ出る分を減じた分の液体がリザーバ３へ移動する。さらに、ピストン側室Ｒ２からリザーバ３へ向かう液体の一部が第三の開閉弁９Ｂから外部リザーバ８Ｂへ若干漏れ出るようになっており、第三の開閉弁９Ｂからエアを吸い込むのを防止する。

このように、外部液圧供給源６から液圧アクチュエータＡへ液体を供給しつつシリンダ装置１を伸縮作動させた場合、シリンダ装置１の伸縮の繰り返し回数が少ない段階では、エアが大量に混じった液体が第二、第三の開閉弁９Ａ，９Ｂから外部リザーバ８Ａ，８Ｂへ排出される。しかし、シリンダ装置１の伸縮の繰り返し回数が多くなると、シリンダ装置１内のエアを大量に含んだ液体が、外部液圧供給源６から供給される脱気された液体に徐々に置換される。そして、液体充填工程におけるシリンダ装置１の伸縮作動は、第二、第三の開閉弁９Ａ，９Ｂから排出される液体が脱気された液体になって、シリンダ装置１内のエア抜きが完了するまで繰り返される。

本実施の形態において、上記液体は作動油であり、脱気された状態では透明であるが、エアの混入により白濁する。よって、シリンダ装置１の伸縮回数の少ない段階では、白濁した作動油が第二、第三の開閉弁９Ａ，９Ｂから流出し、伸縮回数の増加に伴い透明度が増していく。このため、このような液体を液圧アクチュエータＡで利用する場合には、第二、第三の開閉弁９Ａ，９Ｂから流出する液体が透明になったことをもって、シリンダ装置１内のエア抜きが完了したと目視で判定できる。なお、シリンダ装置１内の残留エアの確認方法は、使用する液体の種類、液体の許容エア含有量等によって適宜変更される。

次に、外部液圧供給源６から液圧アクチュエータＡへの液体の供給を続けたままポンプ２を停止して第二、第三の開閉弁９Ａ，９Ｂを閉じ、リザーバ３内の圧力を所定圧まで上げてから第一の開閉弁７を閉じる。当該作業により、リザーバ３を予圧するとともに、液圧回路４を外部から切り離す。

最後に、外部液圧供給源６及び外部リザーバ８Ａ，８Ｂを液圧アクチュエータＡから分離して、ハウジングＨの端部に形成される供給路４２及び排出路４３，４４の接続口に栓をし、液圧アクチュエータＡへの液体充填作業を終える。

以下、液体充填作業を終えた液圧アクチュエータＡの作動について説明する。

シリンダ装置１を伸長作動させる場合、電動機２０でポンプ２を駆動して通路４０ａから吸い込んだ液体を通路４０ｂへ吐出させる。すると、シャトル弁５の弁体５ａが図１中右方へ移動して、ロッド側室Ｒ１とリザーバ３の連通を許容するとともに、ピストン側室Ｒ２とリザーバ３との連通を遮断する。このため、ピストン側室Ｒ２に液体が供給されてピストン側室Ｒ２の圧力は上昇するが、ロッド側室Ｒ１の圧力はリザーバ３の圧力（以下、リザーバ圧という）に維持されて、ピストン側室Ｒ２とロッド側室Ｒ１に差圧が生じる。すると、当該差圧を受けてピストン１１が図１中右方へ移動してロッド１２がシリンダ１０から退出し、シリンダ装置１が伸長するとともに、シリンダ１０から退出したロッド体積分の液体がリザーバ３から通路４０ａへ供給される。

反対に、シリンダ装置１を収縮作動させる場合、電動機２０でポンプ２を駆動して通路４０ｂから吸い込んだ液体を通路４０ａへ吐出させる。すると、シャトル弁５の弁体５ａが図１中左方へ移動して、ピストン側室Ｒ２とリザーバ３の連通を許容するとともに、ロッド側室Ｒ１とリザーバ３との連通を遮断する。このため、ロッド側室Ｒ１に液体が供給されてロッド側室Ｒ１の圧力は上昇するが、ピストン側室Ｒ２の圧力はリザーバ圧に維持されて、ロッド側室Ｒ１とピストン側室Ｒ２に差圧が生じる。すると、当該差圧を受けてピストン１１が図１中左方へ移動してロッド１２がシリンダ１０内に進入し、シリンダ装置１が収縮するとともに、シリンダ１０に進入したロッド体積分の液体がピストン側室Ｒ２からリザーバ３へ移動する。

つまり、上記液圧アクチュエータＡでは、電動機２０を正逆方向に回転数制御することで、ポンプ２から吐出される液体の流量をそのままシリンダ装置１に供給し、シリンダ装置１を伸縮作動させて駆動対象を操作できる。また、上記シリンダ装置１が駆動対象に作用する外力で伸縮作動させられる場合には、電動機２０が回転駆動させられて発電する。

以下、本実施の形態に係る液圧アクチュエータＡの作用効果について説明する。

本実施の形態において、液圧回路４は、ポンプ２とロッド側ポート（ポート）１０ａ及びピストン側ポート（ポート）１０ｂとを結ぶ循環通路４０と、この循環通路４０とリザーバ３とを結ぶリザーバ通路４１とを有する。つまり、ポンプ２とシリンダ装置１が循環通路４０で繋がれて閉回路を構成する。よって、ポンプ２から吐出される液体をダイレクトにシリンダ装置１に与えて、シリンダ装置１を伸縮作動できる。

また、ポンプ２とシリンダ装置１が閉回路で接続される場合、リザーバ３とシリンダ装置１との間をロッド出没体積分の液体しか移動しないので、ポンプ２とシリンダ装置１とを開回路で接続し、ポンプ２でリザーバ（タンク）から吸い上げた液体をシリンダ装置１に供給するとともに、シリンダ装置１から排出された液体をリザーバへ戻す場合と比較して、リザーバの容量を小さくできる。しかし、このようにリザーバ容積を小さくすると、リザーバ３を大気解放してリザーバ３内の液体の液面からエアを抜けるようにしたとしても、エア抜きに時間がかかる。そこで、上記液圧アクチュエータＡのように、液圧アクチュエータＡに外部液圧供給源６と外部リザーバ８Ａ，８Ｂを外付けできるようにして、外部液圧供給源６とシリンダ装置１とを開回路で接続できるようにすると、エア抜きに要する時間を一層短縮できる。

また、リザーバ通路４１には、ロッド側室Ｒ１とピストン側室Ｒ２のうち、低圧側の室をリザーバ３に連通させる低圧優先型のシャトル弁５が設けられており、リザーバ通路４１におけるシャトル弁５とリザーバ３とを繋ぐ部分に外部液圧供給源６に繋がる供給路４２が接続されている。よって、外部液圧供給源６が一つであっても、ロッド側室Ｒ１とピストン側室Ｒ２のうち、ポンプ２で吸い込む側の室に外部液圧供給源６とリザーバ３を連通させられる。

なお、液圧回路４の構成は、上記の限りではなく、適宜変更できる。例えば、リザーバの上流に絞り弁として機能する開閉弁を設ければ、ポンプ２とシリンダ装置１が開回路で接続されていてもよく、外部液圧供給源６を二つ設け、各外部液圧供給源６を通路４０ａ，４０ｂにそれぞれ接続してもよい。さらに、上記液圧アクチュエータＡでは、ポンプ２が双方向吐出型の電動液圧ポンプであるので、電動機２０の回転方向を変えるとポンプ２の吐出方向を変えられるが、ポンプ２を一方向へのみ吐出するポンプに変更し、循環通路４０に設けた切換弁でロッド側室Ｒ１とピストン側室Ｒ２へ選択的に液圧を供給できるようにしてもよい。加えて、上記シリンダ装置１は、ピストン１１の片側からシリンダ１０外へ延びるロッド１２を有して片ロッド型とされているので、シャトル弁５を設けているが、図３に示すように、シリンダ装置１００がピストン１１の両側からシリンダ１０外へ延びるロッド１１２を有して両ロッド型に設定される場合には、シャトル弁５に替えて、一対の逆止弁５０，５１を逆向きに設け、これら逆止弁５０，５１の間にリザーバ３及び外部液圧供給源６を接続してもよい。

また、本実施の形態において、上記シリンダ装置１のピストン１１は、ロッド１２の先端部に連結されており、ロッド側ポート（一方のポート）１０ａがロッド側室（ロッド側の作動室）Ｒ１に通じている。当該構成によれば、後述するように第三の開閉弁９Ｂを省略した場合、第二の開閉弁９Ａによりロッド側室Ｒ１の液体を液圧アクチュエータＡの外部へ排出できる。

上記液圧アクチュエータＡのように、片ロッド型のシリンダ装置１を有する場合には、液体充填工程においてシリンダ装置１を伸縮作動させると、ピストン側室Ｒ２に通じる第三の開閉弁９Ｂからは、ロッド側室Ｒ１に通じる第二の開閉弁９Ａから排出される液体よりも先に、脱気された液体が排出されることが確認されている。このことから、片ロッド型のシリンダ装置１では、ロッド側室Ｒ１の方がピストン側室Ｒ２よりもエアが抜け難いと考えられる。よって、片ロッド型のシリンダ装置１を有する液圧アクチュエータＡであって、ロッド側室Ｒ１とピストン側室Ｒ２の一方の室からのみ液体を排出する場合には、エアが抜け難いロッド側室Ｒ１を外部リザーバ８Ａへ接続するのが好ましいと考えられる。

なお、液体充填工程においてシリンダ装置１を伸縮させると、伸縮の繰り返し回数の少ない段階では、第三の開閉弁９Ｂからもエアを含んだ液体が排出される。このため、第三の開閉弁９Ｂを廃してロッド側室Ｒ１とピストン側室Ｒ２の一方の室から液体を排出させてエア抜きする場合であって、且つ、片ロッド型のシリンダ装置を有する液圧アクチュエータであっても、第二の開閉弁９Ａをピストン側室Ｒ２に通じる部分に設けて、ピストン側室Ｒ２のみを外部リザーバ８Ｂへ接続させてもよい。そして、当該変更は、液圧回路４の構成、及びシリンダ装置１の構成によらず可能である。

また、本実施の形態において、シリンダ装置（駆動部）１は、シリンダ１０と、このシリンダ１０内に移動自在に挿入されてシリンダ１０内のロッド側室（作動室）Ｒ１とピストン側室（作動室）Ｒ２とを区画するピストン１１と、上記シリンダ１０内に挿入されて上記ピストン１１に連結されるロッド１２とを有する。そして、シリンダ装置１の内部に液体を給排する二つのポート、即ち、ロッド側ポート１０ａとピストン側ポート１０ｂのうち、ロッド側ポート（一方のポート）１０ａがロッド側室（一方の作動室）Ｒ１に通じ、ピストン側ポート（他方のポート）１０ｂがピストン側室（他方の作動室）Ｒ２に通じている。

つまり、本実施の形態において、ポンプ２からの液圧を受けて駆動される駆動部はシリンダ装置１であり、ロッド側ポート１０ａとピストン側ポート１０ｂの何れか一方からシリンダ１０内に液体を供給し、他方からシリンダ１０外に液体を排出させると伸長又は収縮作動するともに、供給用と排出用のポートを切換えることで伸縮を切換えられる。なお、駆動部はシリンダ装置１でなくてもよく、例えば、油圧モータであってもよい。そして、当該変更は、液圧回路４の構成によらず可能である。

また、本実施の形態において、第一、第二、第三の開閉弁７，９Ａ，９Ｂのうち、第一の開閉弁７以外の開閉弁、即ち、第二、第三の開閉弁９Ａ，９Ｂは、開弁時に絞り弁として機能する。よって、液圧アクチュエータＡへの液体充填時にポンプ２でロッド側室Ｒ１又はピストン側室Ｒ２へ液圧を供給すると、ロッド側室Ｒ１又はピストン側室Ｒ２の圧力が高まってシリンダ装置１を伸縮作動させられる。また、シリンダ装置１の伸縮作動時に、ロッド側室Ｒ１とピストン側室Ｒ２のうち、ポンプ２と接続される方の室から第二又は第三の開閉弁９Ａ，９Ｂを通って液圧アクチュエータＡの外部へ液体が排出され、当該液体とともにエアが排出される。よって、上記構成によれば、シリンダ装置１をポンプ２で作動させられるので、シリンダ装置１内のエア抜き作業を一層容易にできる。

なお、上記液圧アクチュエータＡでは、駆動部であるシリンダ装置１内から外部リザーバ８Ａ，８Ｂへの液体の排出を可能にする開閉弁が第二、第三の開閉弁９Ａ，９Ｂであるので、これらを絞り弁として機能できるようにしている。しかし、駆動部から液圧アクチュエータの外部への液体の排出を可能にする開閉弁を絞り弁にすればよく、絞り弁にする開閉弁の数は、排出路の数及び構成によって適宜変更できる。また、例えば、手動又は自動でロッド１２を押し引きし、シリンダ装置１を伸縮させてシリンダ装置１内のエア抜きをする場合、又は、第二、第三の開閉弁９Ａ，９Ｂの下流に絞りがある場合には、第二、第三の開閉弁９Ａ，９Ｂが絞り弁として機能しなくてもよい。そして、これらの変更は、液圧回路４の構成、及び駆動部の構成によらず可能である。

また、本実施の形態において、液圧アクチュエータＡは、ポンプ２と、このポンプ２からの液圧の供給を受けて駆動されるシリンダ装置（駆動部）１と、リザーバ３と、シリンダ装置１と、ポンプ２と、リザーバ３に接続される閉鎖可能な液圧回路４と、上記シリンダ装置１に設けられて、シリンダ装置１の内部に液体を給排するロッド側ポート（ポート）１０ａ及びピストン側ポート（ポート）１０ｂと、ポンプ２に通じる液圧回路４の供給路（流路）４２に設けられて、外部からポンプ２への液体の供給を可能にする第一の開閉弁７と、ロッド側ポート（一方のポート）１０ａに通じる液圧回路４の排出路（流路）４３に設けられて、シリンダ装置１内から外部への液体の排出を可能にする第二の開閉弁９Ａと、ピストン側ポート（他方のポート）１０ｂに通じる液圧回路４の排出路（流路）４４に設けられて、シリンダ装置１内から外部への液体の排出を可能にする第三の開閉弁９Ｂとを備える。ここでいう外部とは、液圧アクチュエータＡの外部であり、上記液圧アクチュエータＡでは、第一の開閉弁７の開弁により、外部液圧供給源６からポンプ２への液体の供給を可能にするとともに、第二，第三の開閉弁９Ａ，９Ｂの開弁により、シリンダ装置１内から外部へ排出された液体を外部リザーバ８Ａ，８Ｂに回収できるようになっている。

上記構成によれば、第一、第二、第三の開閉弁７，９Ａ，９Ｂを開くと液圧回路４が液圧アクチュエータＡの外部へ開放され、外部からの液体の供給と、外部への液体の排出が可能になる。このため、液圧アクチュエータＡへの液体充填時に、脱気された液体を外部液圧供給源（外部）６から液圧アクチュエータＡへ供給しつつ、シリンダ装置１を伸縮作動させると、エアを含んだ液体を液圧アクチュエータＡから外部リザーバ（外部）８Ａ，８Ｂへ排出できる。つまり、当該液圧アクチュエータＡでは、予圧されるリザーバ３を有し、リザーバ３に貯留された液体からエアが抜けない構造になっていても、駆動部であるシリンダ装置１内のエア抜きを容易にできる。このため、液圧アクチュエータＡへの液体充填時に液体へのエアの混入を心配する必要がなく、液体充填作業を容易にできる。

また、上記液圧アクチュエータＡでは、リザーバ３が予圧されており、リザーバ３内の気液が隔壁で仕切られた構造となっている。このようなリザーバを有する液圧アクチュエータが、液体の充填過程でエアの混入した液体を外部へ排出できない場合（例えば、特開２０１３−３６６１６号公報）、液圧アクチュエータの内部に一旦エアが混入すると自然に抜けることはない。このため、当該液圧アクチュエータでは、液体充填過程の全てで液体にエアが混入するのを防止しなければならない。よって、真空引きする等して液圧アクチュエータの内部のエアを抜いてから、脱気した液体を注意深く液圧アクチュエータ内へ注入するのは勿論、液体を充填する過程で操作ミス等により一旦液体にエアが混入した場合には、液圧アクチュエータから液体を抜いて脱気し、充填作業を最初からやり直す必要があるので極めて作業性が悪い。よって、予圧されたリザーバ３を有するアクチュエータＡに第一、第二、第三の開閉弁７，９Ａ，９Ｂを設けるのが特に有効である。

さらに、上記構成によれば、第一、第二、第三の開閉弁７，９Ａ，９Ｂを閉じると液圧回路４が閉鎖され、液圧アクチュエータＡは外部からの液体の供給を受けなくても作動できる。つまり、液圧アクチュエータＡは、その外部からポンプ２へ液体を供給する外部液圧供給源６と、シリンダ装置１から外部へ排出された液体を回収する外部リザーバ８Ａ，８Ｂから切り離して使用できる。よって、例えば、外部リザーバ８Ａ，８Ｂを大型にして、当該外部リザーバ８Ａ，８Ｂに貯留され、エア抜きされた液体を外部液圧供給源６から液圧アクチュエータＡ内へ戻すようにしたとしても、液圧アクチュエータＡ自体が大型化することがない。また、外部液圧供給源６から吸い上げる液体は外部リザーバ８Ａ，８Ｂに回収されたものでなくてもよい。さらに、図１では、第二の開閉弁９Ａから流出した液体を回収する外部リザーバ８Ａと、第三の開閉弁９Ｂから流出した液体を介出する液体を回収する外部リザーバ８Ｂとを分割して記載しているが、これらは連通されて一体型になっていても、分離されて別体となっていてもよい。

なお、本実施の形態において、シリンダ装置１内から液圧アクチュエータＡの外部へ液体を排出するため、液圧回路４を構成する排出路４３，４４に第二、第三の開閉弁９Ａ，９Ｂを設けているが、これらをシリンダ装置１に設けてもよい。また、本実施の形態の液圧アクチュエータＡは、第二、第三の開閉弁９Ａ，９Ｂを備えて両方から液体を液圧アクチュエータＡの外部へ排出できるので、シリンダ装置１内のエア抜きを速やかで、且つ、確実にできる。しかし、第三の開閉弁９Ｂを廃し、第二の開閉弁９Ａのみからシリンダ装置１内の液体を液圧アクチュエータＡの外部へ排出するようにしてもよい。

このように、排出用の開閉弁が第二の開閉弁９Ａのみである場合、当該第二の開閉弁９Ａを排出路４３又はシリンダ装置１のロッド側室Ｒ１に通じる部分に設けて当該ロッド側室Ｒ１の液体を液圧アクチュエータＡの外部へ排出するようにしてもよく、第二の開閉弁９Ａを排出路４４又はシリンダ装置１のピストン側室Ｒ２に通じる部分に設けて当該ピストン側室Ｒ２の液体を液圧アクチュエータＡの外部へ排出するようにしてもよい。さらに、第二、第三の開閉弁９Ａ，９Ｂを排出路４３，４４（液圧回路４）に設ける場合には、シリンダ装置１内のエア抜きを容易にする都合上、ロッド側ポート１０ａ及びピストン側ポート１０ｂに近い位置に排出路４３，４４を接続するのが好ましいが、当該接続位置は適宜変更できる。

また、本実施の形態において液圧アクチュエータＡは、航空機に利用されるとしたが、鉄道車両等に利用されるとしてもよく、駆動対象は適宜変更できる。

そして、これらの変更は、液圧回路４の構成、及び駆動部の構成によらず可能である。

以上、本発明の好ましい実施の形態を詳細に説明したが、特許請求の範囲から逸脱しない限り、改造、変形、及び変更が可能である。

Ａ・・・液圧アクチュエータ、Ｒ１・・・ロッド側室（一方の作動室）、Ｒ２・・・ピストン側室（他方の作動室）、１，１００・・・シリンダ装置（駆動部）、２・・・ポンプ、３・・・リザーバ、４・・・液圧回路、７・・・第一の開閉弁、９Ａ・・・第二の開閉弁、９Ｂ・・・第三の開閉弁、１０・・・シリンダ、１０ａ・・・ロッド側ポート（一方のポート）、１０ｂ・・・ピストン側ポート（他方のポート）、１１・・・ピストン、１２，１１２・・・ロッド、４０・・・循環通路、４１・・・リザーバ通路、４２・・・供給路（液圧回路のポンプに通じる流路）、４３・・・排出路（液圧回路の一方のポートに通じる流路）、４４・・・排出路（液圧回路の他方のポートに通じる流路）

Claims (6)

1. ポンプと、
   前記ポンプからの液圧の供給を受けて駆動される駆動部と、
   リザーバと、
   前記駆動部と、前記ポンプと、前記リザーバに接続される液圧回路と、
   前記駆動部に設けられて、前記駆動部に液体を給排する二つのポートと、
   前記ポンプに通じる前記液圧回路の流路に設けられて、外部から前記ポンプへの液体の供給を可能にする第一の開閉弁と、
   一方の前記ポートに通じる前記液圧回路の流路又は前記駆動部に設けられて、前記駆動部から外部への液体の排出を可能にする第二の開閉弁とを備える
   ことを特徴とする液圧アクチュエータ。
2. 他方の前記ポートに通じる前記液圧回路の流路又は前記駆動部に設けられて、前記駆動部内から外部への液体の排出を可能にする第三の開閉弁を備える
   ことを特徴とする請求項１に記載の液圧アクチュエータ。
3. 前記開閉弁のうち、前記第一の開閉弁以外の開閉弁は、開弁時に絞り弁として機能する
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の液圧アクチュエータ。
4. 前記駆動部は、シリンダと、前記シリンダ内に移動自在に挿入されて前記シリンダ内の二つの作動室を区画するピストンと、前記シリンダ内に挿入されて前記ピストンに連結されるロッドとを有し、
   一方の前記ポートは、一方の前記作動室に通じ、
   他方の前記ポートは、他方の前記作動室に通じる
   ことを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載の液圧アクチュエータ。
5. 前記ピストンは、前記ロッドの先端部に連結されており、
   一方の前記ポートは、前記ロッド側の前記作動室に通じている
   ことを特徴とする請求項４に記載の液圧アクチュエータ。
6. 前記液圧回路は、前記ポンプと二つの前記ポートとを結ぶ循環通路と、前記循環通路と前記リザーバとを結ぶリザーバ通路とを有する
   ことを特徴とする請求項１から５の何れか一項に記載の液圧アクチュエータ。
   

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