JP5214574B2 - 電動液圧アクチュエータ - Google Patents

Description

本発明は、電動モータによって駆動される液圧ポンプと、この液圧ポンプから吐出される作動液によって作動する液圧シリンダとを備える電動液圧アクチュエータに関するものである。

従来、乗用型や自走式の芝刈り機として、その刈取部が車体に対してフローティング機構を介して昇降可能に支持され、アクチュエータを介して刈取部を引き上げて格納位置に保持するものがあった。

この種の芝刈り機に搭載されるアクチュエータとして、電動モータと液圧ポンプと液圧シリンダとがユニット化された電動液圧アクチュエータを用いることが考えられる。

この種の電動液圧アクチュエータとして、特許文献１に開示されたものは、電動モータによって液圧ポンプが駆動され、この液圧ポンプから吐出される作動液によって液圧シリンダが作動する一方、液圧ポンプの停止時にオペレートチェック弁を介して液圧シリンダの作動が止められるようになっている。

特開２００６−１０５２２６号公報

このような従来の電動液圧アクチュエータを芝刈り機の刈取部を引き上げて格納位置に保持するアクチュエータとして用いる場合、液圧シリンダを伸張作動させて刈取部を引き上げるロード状態と、液圧シリンダの伸縮を自由にして刈取部を昇降可能にするフリー状態とに切換わる液圧回路が必要となる。

本発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、液圧シリンダを作動させるロード状態と、液圧シリンダの伸縮を自由にするフリー状態とに自動的に切換えられる電動液圧アクチュエータを提供することを目的とする。

本発明は、作動液を溜めるタンクと、電動モータによって駆動される液圧ポンプと、この液圧ポンプから吐出される作動液によって伸張作動または収縮作動する液圧シリンダと、液圧ポンプに吸込まれる作動液に抵抗を付与するポンプ吸込流絞りと、液圧ポンプから吐出される作動液を液圧シリンダに供給するポンプ吐出通路と、タンク側に連通するタンク側連通路と、ポンプ吐出通路とタンク側連通路の間を開閉する切換弁とを備え、液圧ポンプの停止時に切換弁がポンプ吐出通路とタンク側連通路とを連通し液圧シリンダの伸縮が外力によって行われるフリーポジションに保持される一方、液圧ポンプの吐出作動時にポンプ吸込流絞りより下流側に生じる液圧ポンプの吸込圧が低くなるのに応動して切換弁がポンプ吐出通路とタンク側連通路との連通を遮断するロードポジションに切換わり、液圧ポンプから吐出される作動液によって液圧シリンダが伸張作動または収縮作動する構成とした。

本発明によると、電動液圧アクチュエータは、液圧ポンプの停止時に液圧シリンダの伸縮が外力によって自由に行われる一方、液圧ポンプの吐出作動時に切換弁がフリーポジションからロードポジションに切換えられ、液圧シリンダが推力を発生して伸張作動または収縮作動する。これにより、例えば芝刈り機に搭載される電動液圧アクチュエータは、刈取部を引き上げるロード状態と、刈取部の昇降を自由にするフローティング状態とに、液圧ポンプの吐出作動に連携して切換えられる。

切換弁のポジション切換えが液圧ポンプの吸込圧に応動して行われるため、切換弁のポジション切換えを操作することが不用になる。

本発明の実施の形態を示す電動液圧アクチュエータの液圧回路図。 同じく切換弁の断面図。 同じく切換弁の一部を拡大した断面図。 同じく作動液の流れ方向を示す液圧回路図及び断面図。 同じく作動液の流れ方向を示す液圧回路図及び断面図。 同じく作動液の流れ方向を示す液圧回路図及び断面図。

以下、本発明を芝刈り機の刈取部を引き上げる電動液圧アクチュエータに適用した実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

図１の液圧回路図に示すように、電動液圧アクチュエータ１は、電動モータ９によって駆動される液圧ポンプ２と、この液圧ポンプ２から吐出される作動液によって伸張作動する液圧シリンダ３とを備える。

液圧シリンダ３は、筒形のシリンダ３１と、このシリンダ３１内に摺動可能に挿入されるピストンロッド３２と、このピストンロッド３２の基端部に連結されシリンダ３１の内周面に摺接するピストン３３とを備える。シリンダ３１内は、ピストン３３によってボトム側液圧室３４とロッド側液圧室３５とに仕切られる。

作動液として、オイルが用いられるが、オイルの代わりに例えば水溶性代替液等の作動流体を用いても良い。

芝刈り機（図示せず）は、その刈取部が車体に対してフローティング機構を介して昇降可能に支持される。液圧シリンダ３は、シリンダ３１とピストンロッド３２のうち一方が芝刈り機の車体に連結され、他方が刈取部に連結される。これにより、刈取部が車体に対して昇降するのに伴って液圧シリンダ３が伸縮するようになっている。

電動液圧アクチュエータ１の液圧回路は、刈取部を引き上げるロード状態と、刈取部の昇降を自由にするフリー状態とに、液圧ポンプ２の吐出作動に連携して切換えられる。

電動モータ９によって液圧ポンプ２が駆動されるロード状態にて、この液圧ポンプ２から吐出される作動液によって液圧シリンダ３が伸張作動し（図６参照）、刈取部が引き上げられる。

電動モータ９による液圧ポンプ２の駆動が停止されるフリー状態にて、液圧シリンダ３のボトム側液圧室３４とロッド側液圧室３５がそれぞれ液圧ポンプ２を介さずにタンク１０に連通し（図４、５参照）、液圧シリンダ３が外力によって伸縮する。

図１において、タンク１０は、ポンプ吸込通路１１、タンク側連通路１８、液圧ポンプ２、ポンプ吐出通路１２を介してボトム側液圧室３４に連通するとともに、タンク通路１３を介してロッド側液圧室３５に連通する。

電動液圧アクチュエータ１は、液圧シリンダ３を伸張作動させるロード状態にて、電動モータ９によって液圧ポンプ２が駆動されることにより、タンク１０の作動液がポンプ吸込通路１１、タンク側連通路１８を通って液圧ポンプ２に吸込まれ、液圧ポンプ２から吐出される加圧作動液がポンプ吐出通路１２を通ってボトム側液圧室３４に供給される。このとき、収縮するロッド側液圧室３５の作動液は、タンク通路１３を通ってタンク１０に戻される。

電動液圧アクチュエータ１の液圧回路は、ポンプ吐出通路１２からタンク１０に連通するリリーフ通路１４が分岐する。リリーフ通路１４にはリリーフ弁８が介装される。ポンプ吐出通路１２の圧力が所定値を超えて高まると、リリーフ弁８が開弁し、液圧ポンプ２から吐出される加圧作動液がリリーフ通路１４を通ってタンク１０に戻される。これにより、液圧ポンプ２の吐出圧が過大にならないように調節される。

電動液圧アクチュエータ１の液圧回路は、切換弁４を備え、この切換弁４に対してポンプ吐出通路１２と、タンク１０に連通するタンク側連通路１８と、ポンプ吸込通路１１から分岐するポンプ吸込側連通路１９とが接続される。つまり、切換弁４は、ポンプ吐出通路１２とタンク側連通路１８とポンプ吸込側連通路１９との間に介装される。

切換弁４は、ポンプ吸込通路１１とタンク側連通路１８を連通するフリーポジションａと、タンク側連通路１８とポンプ吸込側連通路１９を連通するロードポジションｂとを有する。

切換弁４は、リターンスプリング２３を備え、このリターンスプリング２３の付勢力によってフリーポジションａに保持される。

パイロット圧式の切換弁４には、ポンプ吐出通路１２からパイロット圧力Ｐ１を導く第一パイロット通路２１と、ポンプ吸込通路１１からパイロット圧力Ｐ２を導く第二パイロット通路２２がそれぞれ接続される。

切換弁４は、液圧ポンプ２の吐出作動時に、ポンプ吐出通路１２に生じるポンプ吐出圧がパイロット圧力Ｐ１として第一パイロット通路２１を介して導かれ、このパイロット圧力Ｐ１によってロードポジションｂに切換わる方向に付勢される。

ポンプ吸込通路１１には、第二パイロット通路２２の分岐部２２ａよりタンク１０側にポンプ吸込流絞り１５が介装される。

切換弁４は、液圧ポンプ２の吐出作動時に、ポンプ吸込通路１１のポンプ吸込流絞り１５より下流側に生じるパイロット圧力Ｐ２が第二パイロット通路２２を介して導かれ、このパイロット圧力Ｐ２によってフリーポジションａに切換わる方向に付勢される。

液圧ポンプ２の吐出作動時に、ポンプ吸込通路１１のポンプ吸込流絞り１５より下流側に生じるポンプ吸込圧が低下して負圧になる。切換弁４は、パイロット圧力差Ｐ１−Ｐ２が所定値を超えて高まるのに伴ってリターンスプリング２３に抗してフリーポジションａからロードポジションｂに切換わる。

切換弁４がロードポジションｂに切換わるロード状態にて、タンク側連通路１８とポンプ吸込側連通路１９とが接続され、ポンプ吐出通路１２とタンク側連通路１８の連通が遮断される。これにより、タンク１０の作動液はタンク側連通路１８とポンプ吸込側連通路１９の両方を通って液圧ポンプ２に吸込まれる。液圧ポンプ２から吐出される作動液の全量がポンプ吐出通路１２を通ってボトム側液圧室３４に供給される。このとき、ロッド側液圧室３５の作動液は、タンク通路１３を通ってタンク１０に戻される。

こうして、電動モータ９に駆動される液圧ポンプ２が吐出作動するのに伴って、フリーポジションａからロードポジションｂに自動的に切換わり、液圧シリンダ３が伸張作動して刈取部を引き上げる。

電動モータ９による液圧ポンプ２の駆動を停止すると、切換弁４は、パイロット圧力差Ｐ１−Ｐ２が所定値以下に低下するのに伴ってリターンスプリング２３の付勢力によりロードポジションｂからフリーポジションａに切換わる。

切換弁４がフリーポジションａに切換わったフリー状態にて、ポンプ吐出通路１２とタンク側連通路１８が連通され、液圧シリンダ３の伸縮が自由になる。このフリー状態にて、ポンプ吸込側連通路１９とポンプ吸込通路１１の連通は遮断されている。

図２は、切換弁４の具体的な構成を示す断面図である。切換弁４は、バルブハウジング４０を有し、このバルブハウジング４０にスプール６０が収容される。バルブハウジング４０には、円筒面状のスプール収容孔４５が形成され、このスプール収容孔４５にスプール６０が摺動可能に挿入される。

バルブハウジング４０には、スプール収容孔４５に開口するタンクポート４１が形成される。このタンクポート４１がタンク１０に連通したタンク側連通路１８を構成する。

バルブハウジング４０には、図２においてスプール収容孔４５の右側に開口するポンプ吸込ポート４６が形成され、このポンプ吸込ポート４６が液圧ポンプ２の吸込口に連通したポンプ吸込通路１１を構成する。

バルブハウジング４０には、図２においてスプール収容孔４５の左側に開口するポンプ吐出ポート４２が形成され、このポンプ吐出ポート４２が液圧ポンプ２の吐出口に連通したポンプ吐出通路１２を構成する。

バルブハウジング４０には、図２においてスプール収容孔４５の左側にプラグ５０が介装され、このプラグ５０はバルブハウジング４０に螺合するプラグ５３を介して固定される。このプラグ５０内にはポンプ吐出通路１２を構成する流路５９が画成される。

バルブハウジング４０には、プラグ５０の外周に環状流路４７が形成されるとともに、この環状流路４７に開口するボトム側ポート４８が形成され、この環状流路４７とボトム側ポート４８がボトム側液圧室３４に連通したポンプ吐出通路１２を構成する。

バルブハウジング４０には、図２においてスプール収容孔４５の右側にプラグ７０が介装され、このプラグ７０はバルブハウジング４０に螺合するプラグ７９を介して固定される。

バルブハウジング４０には、このプラグ７０の基端部外周に環状流路３８が形成されるとともに、この環状流路３８に開口するタンク側ポート３６、ロッド側ポート３７が形成され、この環状流路３８とタンク側ポート３６とロッド側ポート３７がタンク１０とロッド側液圧室３５とを連通したタンク通路１３を構成する。

段付き円柱状のスプール６０は、先端ロッド部６３と第一ランド部６１とガイド部６５と第二ランド部６２と基端ロッド部６４とを有する。

第一ランド部６１とガイド部６５と第二ランド部６２の外周面は、同一円柱面上に形成され、それぞれスプール収容孔４５に摺接する。

第一ランド部６１と第二ランド部６２の外周面は、環状に延び、その全周に渡ってスプール収容孔４５に摺接する。

ガイド部６５は、第一ランド部６１と第二ランド部６２の間に形成され、略三角形の断面を有し、軸方向に延びる３本の外周面がスプール収容孔４５に摺接する。円柱状のスプール６０は、第一ランド部６１または第二ランド部６２がスプール収容孔４５から外れても、常にガイド部６５がスプール収容孔４５に摺接することにより、スプール収容孔４５に対して同軸上に支持される。

第二ランド部６２とプラグ７０の底部の間にリターンスプリング２３が圧縮して介装される。

図２は、切換弁４がフリーポジションａにある状態を示している。このフリーポジションａにて、リターンスプリング２３の付勢力により先端ロッド部６３がプラグ５０の端面に当接した位置に保持される。

フリーポジションａにて、第一ランド部６１がスプール収容孔４５から外れ、第一ランド部６１とスプール収容孔４５の間に環状の間隙が画成され、この環状の間隙がポンプ吐出通路１２とタンク側連通路１８を連通する流路を構成する。

このとき、第一ランド部６１の外周面が円筒面状のハウジング内壁面４９に対峙し、両者の間に環状流路が画成される。図３は、図２のスプール６０及びそのまわりを拡大した断面図である。第一ランド部６１の先端エッジ部６１ａとプラグ５０の環状エッジ部５０ａの間に画成される環状流路５２の断面積Ａ２は、第一ランド部６１の基端エッジ部６１ｂとスプール収容孔４５のエッジ部４５ａの間に画成される環状流路５１の断面積Ａ１より大きく形成される。

切換弁４は、スプール６０が図２にて右方向に移動することによってロードポジションｂに切換えられる（図６参照）。このロードポジションｂにて、基端ロッド部６４がプラグ７０の端面に当接すると、スプール６０がそれ以上に移動することが規制され、所定位置に保持される。

ロードポジションｂにて、第一ランド部６１がスプール収容孔４５に挿入され、ポンプ吸込通路１１とタンク側連通路１８との連通が遮断される。

ロードポジションｂにて、第二ランド部６２がスプール収容孔４５から外れ、第二ランド部６２とスプール収容孔４５の間に環状の間隙が画成され、この環状の間隙がポンプ吸込通路１１とタンク側連通路１８を連通する流路を構成する。

以上のように構成される電動液圧アクチュエータ１につき、次に作用を説明する。

図４の（ａ）、（ｂ）は、液圧ポンプ２の停止時、液圧シリンダ３が収縮するときの流れを矢印で示す電動液圧アクチュエータ１の回路図と切換弁４の断面図である。

液圧ポンプ２の吐出作動が停止されることにより、スプール６０はリターンスプリング２３の付勢力により第二ランド部６２がスプール収容孔４５に挿入され、第一ランド部６１がスプール収容孔４５から離れた切換弁４のフリーポジションａに保持される。

これにより、ピストンロッド２０を押す外力Ｆｃを受けると、図４の（ａ）に矢印で示すように、ボトム側液圧室３４の作動液が、ポンプ吐出通路１２、タンク側連通路１８を通ってタンク１０に戻されると同時に、タンク１０の作動液がタンク通路１３を通ってロッド側液圧室３５に吸込まれ、液圧シリンダ３が収縮する。

このとき、切換弁４では、図４の（ｂ）と図３にそれぞれ矢印で示すように、ボトム側液圧室３４の作動液が、ボトム側ポート４８、環状流路４７、プラグ５０内の流路５９、環状流路５２、環状流路５１、タンクポート４１を通ってタンク１０に戻される。同時に、タンク１０の作動液がタンク側ポート３６、環状流路３８、ロッド側ポート３７を通ってロッド側液圧室３５に吸込まれる。

環状流路５２の断面積Ａ２が環状流路５１の断面積Ａ１より大きく形成されているため、上記したように作動液が環状流路５２、環状流路５１を通ってスプール６０の第一ランド部６１のまわりを流れるとき、下流側の環状流路５１における圧力損失ＰＡ１が上流側の環状流路５２における圧力損失ＰＡ２より大きくなり、スプール６０は図４の（ｂ）と図３にて左方向に付勢され、環状流路５２、環状流路５１の流路が確保される。

図５の（ａ）、（ｂ）は、液圧ポンプ２の停止時、液圧シリンダ３が伸張するときの流れを矢印で示す電動液圧アクチュエータ１の回路図と切換弁４の断面図である。

ピストンロッド２０を引き出す外力Ｆｒを受けると、図５の（ａ）に矢印で示すように、タンク１０の作動液が、タンク側連通路１８、ポンプ吐出通路１２を通ってボトム側液圧室３４に吸込まれると同時に、ロッド側液圧室３５の作動液がタンク通路１３を通ってタンク１０に戻され、液圧シリンダ３が伸張する。

このとき、切換弁４では、図５の（ｂ）に矢印で示すように、タンク１０の作動液が、タンクポート４１、環状流路５１、環状流路５２、プラグ５０内の流路５９、環状流路４７、ボトム側ポート４８を通ってボトム側液圧室３４に吸込まれる。同時に、ロッド側液圧室３５の作動液がロッド側ポート３７、環状流路３８、タンク側ポート３６を通ってタンク１０に戻される。

図６の（ａ）、（ｂ）は、液圧ポンプ２の吐出作動時、液圧シリンダ３が伸張作動するときの流れを矢印で示す電動液圧アクチュエータ１の回路図と切換弁４の断面図である。

液圧ポンプ２が回転作動し始めると、スプール６０がリターンスプリング２３の付勢力によってフリーポジションａに保持された状態で、ポンプ吸込通路１１を通って液圧ポンプ２に吸込まれ、液圧ポンプ２から吐出される加圧作動液の一部がポンプ吐出通路１２を通ってボトム側液圧室３４に供給され、残りがタンク側連通路１８を通ってタンク１０に戻される。

ポンプ吸込通路１１のポンプ吸込流絞り１５より下流側に生じるパイロット圧力Ｐ２が所定値より低下するのに伴って、スプール６０がリターンスプリング２３の付勢力に抗して移動し、第一ランド部６１がスプール収容孔４５に挿入され、第二ランド部６２がスプール収容孔４５から離れて、切換弁４がフリーポジションａからロードポジションｂに切換わる。

これにより、図６の（ａ）に矢印で示すように、タンク１０の作動液がポンプ吸込通路１１とタンク側連通路１８を通って液圧ポンプ２に吸込まれ、液圧ポンプ２から吐出される加圧作動液がポンプ吐出通路１２を通ってボトム側液圧室３４に供給される。このとき、収縮するロッド側液圧室３５の作動液は、タンク通路１３を通ってタンク１０に戻される。

このとき、切換弁４では、図６の（ｂ）に矢印で示すように、タンク１０の作動液が、ポンプ吸込流絞り１５を通って液圧ポンプ２に吸込まれるとともに、タンクポート４１、ポンプ吸込ポート４６を通って液圧ポンプ２に吸込まれる。こうしてタンク１０からの作動液がポンプ吸込流絞り１５を迂回して液圧ポンプ２に吸込まれることにより、液圧ポンプ２に吸込まれる作動液の流れに対してポンプ吸込流絞り１５が付与する圧力損失を小さく抑えられ、電動モータ９に要求される駆動力が低減される。

一方、液圧ポンプ２から吐出される加圧作動液は、ポンプ吐出ポート４２、プラグ５０内の流路５９、環状流路４７、ボトム側ポート４８を通ってボトム側液圧室３４に供給される。同時に、ロッド側液圧室３５の作動液がロッド側ポート３７、環状流路３８、タンク側ポート３６を通ってタンク１０に戻される。

こうして液圧ポンプ２の吐出作動が続けられる間は、液圧ポンプ２の吐出圧がパイロット圧力Ｐ１としてスプール６０の第一ランド部６１の端面に作用するため、スプール６０はリターンスプリング２３の付勢力に抗してロードポジションｂに保持される。

液圧ポンプ２の回転作動が停止すると、液圧ポンプ２の吐出圧（パイロット圧力Ｐ１）が低下するのに伴って、切換弁４がロードポジションｂからフリーポジションａに切換わる。

こうして、電動液圧アクチュエータ１は、液圧ポンプ２の停止時に液圧シリンダ３の伸縮作動が外力Ｆｃ、Ｆｒによって自由に行われることにより、芝刈り機にて刈取部の昇降を自由にするフリー状態となる一方、液圧ポンプ２の吐出作動時に液圧ポンプ２の吸込圧に応動して切換弁４の切換えが行われ、液圧シリンダ３が推力を発生して伸張作動し、芝刈り機にて刈取部が引き上げられる。

以上のように、本実施の形態では、作動液を溜めるタンク１０と、電動モータ９によって駆動される液圧ポンプ２と、この液圧ポンプ２から吐出される作動液によって伸張作動する液圧シリンダ３と、液圧ポンプ２に吸込まれる作動液に抵抗を付与するポンプ吸込流絞り１５と、液圧ポンプ２から吐出される作動液を液圧シリンダ３に供給するポンプ吐出通路１２と、タンク１０側に連通するタンク側連通路１８と、ポンプ吐出通路１２とタンク側連通路１８の間を開閉する切換弁４とを備え、液圧ポンプ２の停止時に切換弁４がポンプ吐出通路１２とタンク側連通路１８とを連通し液圧シリンダ３の伸縮が外力によって行われるフリーポジションａに保持される一方、液圧ポンプ２の吐出作動時にポンプ吸込流絞り１５より下流側に生じる液圧ポンプ２の吸込圧（パイロット圧力Ｐ２）が低くなるのに応動して切換弁４がポンプ吐出通路１２とタンク側連通路１８との連通を遮断するロードポジションｂに切換わり、液圧ポンプ２から吐出される作動液によって液圧シリンダ３が伸張作動する構成とした。

上記構成に基づき、電動液圧アクチュエータ１は、液圧ポンプ２の停止時に液圧シリンダ３の伸縮が外力Ｆｃ、Ｆｒによって自由に行われる一方、液圧ポンプ２の吐出作動時に切換弁４がフリーポジションａからロードポジションｂに切換えられ、液圧シリンダ３が推力を発生して伸張作動する。これにより、芝刈り機に搭載される電動液圧アクチュエータ１は、刈取部を引き上げるロード状態と、刈取部の昇降を自由にするフローティング状態とに、液圧ポンプ２の吐出作動に連携して切換えられる。

切換弁４のポジション切換えが液圧ポンプ２の吸込圧に応動して行われるため、切換弁４のポジション切換えを操作することが不用になる。

なお、液圧シリンダ３は液圧ポンプ２から吐出される作動液によって伸張作動し、外力によって収縮する構成に限らず、液圧ポンプ２から吐出される作動液によって収縮作動し、外力によって伸張する構成としてもよい。

本実施の形態では、ポンプ吸込流絞り１５が介装されるポンプ吸込通路１１と、このポンプ吸込通路１１から分岐して切換弁４に接続されるポンプ吸込側連通路１９とを備え、切換弁４がロードポジションｂにてタンク側連通路１８とポンプ吸込側連通路１９とを連通してタンク１０からの作動液がポンプ吸込流絞り１５を迂回して液圧ポンプ２に吸込まれ、切換弁４が液圧ポンプ２の吐出圧（パイロット圧力Ｐ１）によってロードポジションｂに保持される構成とした。

上記構成に基づき、タンク１０からの作動液がポンプ吸込流絞り１５を迂回して液圧ポンプ２に吸込まれることにより、液圧ポンプ２に吸込まれる作動液の流れに対してポンプ吸込流絞り１５が付与する圧力損失を小さく抑えられ、電動モータ９に要求される駆動力が低減される。

本実施の形態では、切換弁４は、スプール収容孔４５と、このスプール収容孔４５に摺動可能に挿入される第一ランド部６１と第二ランド部６２を有するスプール６０と、第一ランド部６１と第二ランド部６２の間にてスプール収容孔４５に開口しタンク１０に連通するタンクポート４１と、スプール６０を付勢するリターンスプリング２３と、を備え、第一ランド部６１の端面に液圧ポンプ２の吐出圧が導かれるとともに、第二ランド部６２の端面に液圧ポンプ２の吸込圧が導かれる構成とし、フリーポジションａにて、第一ランド部６１がスプール収容孔４５から離れ、第一ランド部６１とスプール収容孔４５の間に画成される間隙がポンプ吐出通路１２とタンク側連通路１８を連通する流路を構成するものとした。

上記構成に基づき、切換弁４は、液圧ポンプ２の吸込圧と吐出圧に応動してスプール６０が摺動し、作動液の流れ方向が的確に切換えられる。

本実施の形態では、切換弁４は、スプール６０がリターンスプリング２３に抗して移動したロードポジションｂにて、第二ランド部６２がスプール収容孔４５から離れ、第二ランド部６２とスプール収容孔４５の間に画成される間隙がタンク側連通路１８とポンプ吸込側連通路１９を連通する流路を構成するものとした。

上記構成に基づき、切換弁４のロードポジションｂにてタンク１０からの作動液がポンプ吸込流絞り１５を迂回して液圧ポンプ２に吸込まれ、液圧ポンプ２の駆動損失を低減できる。

本実施の形態では、液圧シリンダ３はピストン３３によって仕切られるボトム側液圧室３４とロッド側液圧室３５とを備え、ロッド側液圧室３５とタンク１０とを連通するタンク通路１３を備え、タンク１０の作動液がフリーポジションａにある切換弁４とタンク通路１３を介してボトム側液圧室３４とロッド側液圧室３５にそれぞれ給排される構成とした。

上記構成に基づき、ピストン３３を備える液圧シリンダ３が用いられることにより、ピストンを備えないラム型の液圧シリンダが用いられるものに比べて、ピストン３３の受圧面積が確保されることによって、同等の推力を得るのに液圧ポンプ２に要求される吐出圧を低減し、電動モータ９等の小型化がはかれる。

なお、液圧ポンプ２から吐出される作動液によって収縮作動し、外力によって伸縮する構成としても良い。その場合、ボトム側液圧室３４がタンク通路１３を介してタンク１０と連通され、ロッド側液圧室３５の一方に液圧ポンプ２から吐出される作動液が導かれる構成とする。

なお、これに限らず、液圧シリンダは、ピストンを備えず、シリンダとピストンロッドの間に単一の液圧室が画成されるラム型の液圧シリンダが用いてもよい。図１において、液圧シリンダ３をラム型のものにした場合、タンク通路１３が不用になる。

本発明は上記の実施の形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。

本発明の電動液圧アクチュエータは、芝刈り機に限らず、他の機械、設備等に利用できる。

１ 電動液圧アクチュエータ
２ 液圧ポンプ
３ 液圧シリンダ
４ 切換弁
９ 電動モータ
１０ タンク
１１ ポンプ吸込通路
１２ ポンプ吐出通路
１３ タンク通路
１５ ポンプ吸込流絞り
１８ タンク側連通路
１９ ポンプ吸込側連通路
２０ ピストンロッド
２１ 第一パイロット通路
２２ 第二パイロット通路
２２ａ 分岐部
２２ 第二パイロット通路
２３ リターンスプリング
３１ シリンダ
３２ ピストンロッド
３３ ピストン
３４ ボトム側液圧室
３５ ロッド側液圧室
４５ スプール収容孔
６０ スプール
６１ 第一ランド部
６２ 第二ランド部

Claims (5)

1. 作動液を溜めるタンクと、
   電動モータによって駆動される液圧ポンプと、
   この液圧ポンプから吐出される作動液によって伸張作動または収縮作動する液圧シリンダと、
   前記液圧ポンプに吸込まれる作動液に抵抗を付与するポンプ吸込流絞りと、
   前記液圧ポンプから吐出される作動液を前記液圧シリンダに供給するポンプ吐出通路と、
   前記タンク側に連通するタンク側連通路と、
   前記ポンプ吐出通路と前記タンク側連通路の間を開閉する切換弁と、を備え、
   前記液圧ポンプの停止時に前記切換弁が前記ポンプ吐出通路と前記タンク側連通路とを連通し前記液圧シリンダの伸縮が外力によって行われるフリーポジションに保持される一方、前記液圧ポンプの吐出作動時に前記ポンプ吸込流絞りより下流側に生じる液圧ポンプの吸込圧が低くなるのに応動して前記切換弁が前記ポンプ吐出通路と前記タンク側連通路との連通を遮断するロードポジションに切換わり、前記液圧ポンプから吐出される作動液によって前記液圧シリンダが伸張作動または収縮作動することを特徴とする電動液圧アクチュエータ。
2. 前記ポンプ吸込流絞りが介装されるポンプ吸込通路と、このポンプ吸込通路から分岐して切換弁に接続されるポンプ吸込側連通路とを備え、切換弁がロードポジションにてタンク側連通路とポンプ吸込側連通路とを連通してタンクからの作動液がポンプ吸込流絞りを迂回して液圧ポンプに吸込まれ、切換弁が液圧ポンプの吐出圧によってロードポジションに保持されることを特徴とする請求項１に記載の電動液圧アクチュエータ。
3. 前記切換弁は、
   スプール収容孔と、
   このスプール収容孔に摺動可能に挿入される第一ランド部と第二ランド部を有するスプールと、
   前記第一ランド部と前記第二ランド部の間にて前記スプール収容孔に開口し前記タンクに連通するタンクポートと、
   前記スプールを付勢するリターンスプリングと、を備え、
   前記第一ランド部の端面に液圧ポンプの吐出圧が導かれるとともに、前記第二ランド部の端面に液圧ポンプの吸込圧が導かれる構成とし、
   前記フリーポジションにて、前記第一ランド部が前記スプール収容孔から離れ、前記第一ランド部と前記スプール収容孔の間に画成される間隙が前記ポンプ吐出通路と前記タンク側連通路を連通する流路を構成することを特徴とする請求項１または２に記載の電動液圧アクチュエータ。
4. 前記切換弁は、前記スプールが前記リターンスプリングに抗して移動したロードポジションにて、前記第二ランド部が前記スプール収容孔から離れ、前記第二ランド部と前記スプール収容孔の間に画成される間隙が前記タンク側連通路と前記ポンプ吸込側連通路を連通する流路を構成することを特徴とする請求項３に記載の電動液圧アクチュエータ。
5. 前記液圧シリンダはピストンによって仕切られるボトム側液圧室とロッド側液圧室とを備え、前記ボトム側液圧室または前記ロッド側液圧室の一方に液圧ポンプから吐出される作動液が導かれる構成とし、前記ボトム側液圧室または前記ロッド側液圧室の他方と前記タンクとを連通するタンク通路を備え、前記タンクの作動液がフリーポジションにある前記切換弁と前記タンク通路を介して前記ボトム側液圧室と前記ロッド側液圧室にそれぞれ給排されることを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載の電動液圧アクチュエータ。

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