JP6178716B2

JP6178716B2 - 片ロッドシリンダの液圧駆動システム

Info

Publication number: JP6178716B2
Application number: JP2013262875A
Authority: JP
Inventors: 幹人松田; 知久吉村; 周丙大塚; 雅秀辻
Original assignee: Kawasaki Jukogyo KK
Current assignee: Kawasaki Motors Ltd
Priority date: 2013-12-19
Filing date: 2013-12-19
Publication date: 2017-08-09
Anticipated expiration: 2033-12-19
Also published as: JP2015117805A

Description

本発明は、片ロッドシリンダを伸縮駆動する片ロッドシリンダ装置に関する。

ボトム側に作動液を供給すると伸長し、ロッド側に作動液を供給すると縮退する片ロッドシリンダが知られている。片ロッドシリンダは、ボトム側の受圧面積がロッド側の受圧面積に対して広く構成されており、同じ流量の液圧を供給すると縮退速度に対して伸長速度が遅くなっている。そのため、縮退時と伸長時との速度差を小さくするための液圧装置として、例えば特許文献１のような液圧装置が知られている。

特許文献１の液圧装置は、ポンプから片ロッドシリンダのボトム側に作動液を供給すると、片ロッドシリンダのロッド側とボトム側とが繋がる。即ち、特許文献１の液圧装置は、伸長時において差動回路を構成しており、ロッド側から排出される作動液がポンプから吐出される作動液と共にボトム側に供給されるようになっている。これにより、縮退時と伸縮時との速度差を小さくしている。

特開２０１２−１０７６８７号公報

特許文献１の液圧装置では、差動回路を構成している場合、ボトム側の作動液をタンクに戻すことができる通路がない。それ故、伸長時において外力が片ロッドシリンダに作用してロッドが押し戻される、即ち伸長時において片ロッドシリンダが逆動作すると、ボトム側から排出される作動液が図示しないリリーフ弁等から排出される。そうすると、外力に応じた速度でロッドが縮退することにより、縮退する速度を制御することができない。

そこで本発明は、伸長時に差動回路を構成し、且つ伸長時において片ロッドシリンダが逆動作した場合において縮退速度を制御することができる片ロッドシリンダの駆動システムを提供することを目的としている。

本発明の片ロッドシリンダの液圧駆動システムは、出力軸を有する電動機と、前記電動機の出力軸の回転方向及び回転速度を制御する制御装置と、第１通路及び第２通路に接続され、前記電動機の出力軸の回転方向に応じて前記第１通路及び第２通路のうち一方の通路に圧液を吐出する液圧ポンプと、前記第１通路を介して前記液圧ポンプに接続されている第１ポートと第３通路を介して前記第１通路に接続されている第２ポートとを有し、前記第１ポートに圧液が供給されると前記第２ポートから圧液を排出してロッドを伸長させ且つ前記ロッドを押すと前記第1ポートから圧液を排出して前記ロッドが縮退する片ロッドシリンダと、前記液圧ポンプに前記第２通路を介して接続され、前記液圧ポンプが第１通路に圧液を吐出する際には作動液を前記液圧ポンプに供給し、且つ前記ロッドが押される際には前記第1ポートから排出された圧液を前記液圧ポンプを介して作動液として直接受け入れることができるタンクと、を備えるものである。

本発明に従えば、片ロッドシリンダの第１ポートと第２ポートとが第１通路及び第３通路を介して接続されているので、液圧駆動システムが差動回路を構成している。それ故、液圧ポンプから第１通路を介して第１ポートに圧液が吐出されると、第２ポートから排出された圧液は、第３通路を介して第１通路に導かれ、液圧ポンプから吐出された圧液と共に第１ポートに供給される。これにより、液圧ポンプから吐出される液圧の流量が少なくても片ロッドシリンダを素早く伸長させることができる。

また、本発明では、伸長時にロッドが押されて逆動作すると、片ロッドシリンダ内の圧液が第１ポートから第１通路に排出され、その一部が第１通路を通ってポンプに戻される。ポンプは、そこに戻された圧液によって回転し、第２通路に圧液を吐出する。第２通路に吐出された圧液は、リリーフ弁を介することなく直接タンクに排出されるので、電動機及び制御装置によってポンプの吐出量を調整することで第１通路からポンプに吸入される圧液の流量を調整することができる。これにより、第１ポートから第１通路に排出される流量を調整することができ、伸長時において片ロッドシリンダが逆動作した場合でも縮退速度を制御することができる。

上記発明において、前記第２ポートに接続される通路を前記第３通路から前記第２通路に切換え、且つ前記タンクに接続される通路を前記第２通路から前記第１通路に切換える切換弁を備え、前記片ロッドシリンダは、前記第２ポートに圧液が供給されると前記第１ポートから圧液を排出してロッドを縮退させ、前記切換弁は、前記第２通路の液圧に対して前記第１通路の液圧が大きくなると前記第２ポートを前記第３通路に接続すると共に前記タンクを前記第２通路に接続し、前記第１通路の液圧に対して前記第２通路の液圧が大きくなると前記第２ポートを前記第２通路に接続すると共に前記タンクを前記第１通路に接続して前記第１通路の圧液を前記タンクに戻すことができるように構成されていてもよい。

上記構成に従えば、ポンプから第２通路に圧液が吐出されて第２通路の液圧が大きくなると、切換弁が第２ポートを第２通路に接続し且つ第１通路をタンクに接続する。そうすると、液圧駆動システムがクローズ回路を構成し、第１ポートから排出された圧液がポンプを介して第２ポートに供給されると共にその一部が切換弁を介してタンクに排出される。これにより、ポンプの吐出量に応じた縮退速度でロッドを縮退させることができる。

また、本発明では、縮退時にロッドに外力が作用してロッドが逆動作をすると、片ロッドシリンダ内の圧液が第２ポートから第２通路に排出され、更に第２通路を通ってポンプに戻される。ポンプは、そこに戻された圧液によって回転し、第１通路に圧液を吐出する。第１通路に吐出された圧液は、リリーフ弁を介することなく第１ポートに供給されるので、ポンプの吐出量を調整することで第２通路からポンプに吸入される圧液の流量を調整することができる。これにより、第２ポートから第２通路に排出される流量を調整することができ、縮退時において片ロッドシリンダが逆動作した場合において伸長速度を制御することができる。

上記発明において、前記切換弁は、前記前記第１通路と前記第２通路の差圧で駆動するパイロット切換弁であってもよい。

上記構成に従えば、前記第１通路と第２通路の差圧で駆動するパイロット切換弁で実現することができるので、液圧駆動システムの構造を簡単にすることができる。

本発明によれば、伸長時に差動回路を構成し、且つ伸長時において片ロッドシリンダが逆動作した場合において縮退速度を制御することができる。

本発明の第１実施形態に係る片ロッドシリンダの液圧駆動システムの液圧回路図である。図１の液圧駆動システムにおいて伸長時の作動液の流れを示す液圧回路図である。図１の液圧駆動システムにおいて縮退時の作動液の流れを示す液圧回路図である。図１の液圧駆動システムにおいて伸長時に外力が作用した際の作動液の流れを示す液圧回路図である。本発明の第２実施形態に係る液圧駆動システムの液圧回路図である。

以下、本発明に係る第１及び第２実施形態の液圧駆動システム１，１Ａについて前述する図面を参照して説明する。なお、以下に説明する液圧駆動システム１は、本発明の一実施形態に過ぎない。従って、本発明は実施の形態に限定されず、発明の趣旨を逸脱しない範囲で追加、削除、変更が可能である。

鍛圧機械等及び製鉄機械を含む産業機械は、液圧駆動システム１を備えており、液圧駆動システム１によってスライド等の可動部材を往復運動させるようになっている。液圧駆動システム１は、主に電動機２と、液圧ポンプ３と、片ロッドシリンダ４と、タンク５とを有している。電動機２は、例えばサーボモータであり、出力軸２ａを有している。電動機２は、そこに入力される信号に応じた方向に出力軸２ａを回転させ、また前記信号に応じた回転速度で出力軸２ａを回転するように構成されている。更に、電動機２は、回転角センサ２ｂを有しており、回転角センサ２ｂによって出力軸２ａの回転数を検出するようになっている。このように構成されている電動機２は、出力軸２ａを介して液圧ポンプ３に繋がっている。

液圧ポンプ３は、例えば可変容量型の斜板ポンプであって、出力軸２ａの回転速度に応じた流量の作動液を吐出するようになっている。液圧ポンプ３は、２つの給排通路１１，１２に接続されており、出力軸２ａの回転方向に応じて第１給排通路１１（第１通路）及び第２給排通路１２（第２通路）の各々に作動液を吐出するようになっている。第１給排通路１１は、片ロッドシリンダ４に接続され、その途中には、第３給排通路１３が分岐するように接続されている。第３通路である第３給排通路１３は、第２給排通路１２と共にパイロット切換弁１４に接続されている。切換弁であるパイロット切換弁１４には、第２及び第３給排通路１２，１３の他に第４給排通路１５と戻し通路１６とが接続されている。第４給排通路１５は、片ロッドシリンダ４に接続され、戻し通路１６は、作動液を貯留しているタンク５に接続されている。また、戻し通路１６には、タンク５への作動液の流れを許容し且つその逆方向の作動液の流れを遮断しないように逆止弁１８が介在している。これら４つの通路１２，１３，１５，１６は、前述の通りパイロット切換弁１４に接続されており、パイロット切換弁１４は、４つの通路１２，１３，１５，１６の接続状態を切換えるように構成されている。以下では、パイロット切換弁１４の構成について詳述する。

パイロット切換弁１４は、スプール１４ａを有しており、スプール１４ａは、移動可能に構成されている。スプール１４ａには、互いに抗する第１パイロット圧力Ｐ１と第２パイロットＰ２の２つのパイロット圧が作用しており、スプール１４ａは、第１パイロット圧力Ｐ１と第２パイロットＰ２の差圧に応じて位置を変えるようになっている。第１パイロット圧Ｐ１は、第３給排通路１３を流れる作動液の液圧に応じた圧力であり、第２パイロット圧Ｐ２は、第２給排通路１２を流れる作動液の液圧に応じた圧力である。第３給排通路１３を流れる作動液の液圧が上昇して第１パイロット圧Ｐ１が第２パイロット圧Ｐ２より高くなると、スプール１４ａが中立位置Ｍから第１オフセット位置Ｓ１に移動する。これにより、第３給排通路１３と第４給排通路１５とが接続され、第２給排通路１２と戻し通路１６とが接続される。他方、第２給排通路１２を流れる作動液の液圧が上昇して第２パイロット圧Ｐ２が第１パイロット圧Ｐ１より高くなると、スプール１４ａが中立位置Ｍから第２オフセット位置Ｓ２に移動する。これにより、第３給排通路１３と戻し通路１６とが接続され、第２給排通路１２と第４給排通路１５とが接続される。また、第１パイロット圧Ｐ１と第２パイロット圧Ｐ２とが釣り合うと、スプール１４ａが中立位置Ｍへと戻る。これにより、第２給排通路１２と第４給排通路１５とが接続され、第３給排通路１３と戻し通路１６との間が遮断される。このようにして接続状態が切替えられる第４給排通路１５は、前述する第１給排通路１１と同様に片ロッドシリンダ４に接続されている。

片ロッドシリンダ４（以下、単に「シリンダ４」という）は、そこに供給される作動液に応じて伸縮するようになっている。シリンダ４には、産業機械の可動部材（図示せず）が取り付けられており、シリンダ４が伸縮することによって可動部材が往復運動するようになっている。このような機能を有するシリンダ４は、シリンダ本体２１と、ロッド２２と、ピストン２３とを有している。シリンダ本体２１は、大略有底筒状（具体的には、大略有底円筒状）に形成されており、その開口端部にロッド２２が挿通されている。ロッド２２は、開口端部から外方に突出しており、シリンダ本体２１の開口端部は、ロッド２２が挿通された状態で塞がれている。また、ロッド２２は、その先端側部分に産業機械の可動部材が取り付けられている。このロッド２２は、シリンダ本体２１の軸線Ｌ１に沿って往復運動できるようになっており、ロッド２２を往復運動させることで可動部材が往復運動するようになっている。また、ロッド２２の基端部には、ピストン２３が一体的に設けられている。

ピストン２３は、大略円板状に形成されており、軸線Ｌ１に沿って摺動可能にシリンダ本体２１の内周面に嵌まり込んでおり、ロッド２２と一緒にシリンダ本体２１の軸線Ｌ１に沿って往復運動するようになっている。また、ピストン２３の外周面とシリンダ本体２１の内周面との間は、図示しない摺動シールによって封止されており、シリンダ本体２１内の空間は、ピストン２３によってボトム側空間２４とロッド側空間２５とに区分けされている。シリンダ本体２１には、ボトム側ポート２６及びロッド側ポート２７が形成されており、ボトム側ポート２６（第１ポート）及びロッド側ポート２７（第２ポート）は、ピストン２３の位置に関わらずボトム側空間２４及びロッド側空間２５に夫々繋がっている。シリンダ４は、ボトム側ポート２６及びロッド側ポート２７を介して各空間２４，２５に作動液を供給できるようになっている。ボトム側ポート２６に作動液が供給されると、その作動液によってピストン２３がロッド側空間２５に押されてロッド２２が伸長し、ロッド側空間２５の作動液がピストン２３によってロッド側ポート２７から押し出される。他方、ロッド側ポート２７に作動液が供給されると、ピストン２３がボトム側空間２４に押されてロッド２２が縮退し、ボトム側空間２４の作動液がピストン２３によってボトム側ポート２６から押し出される。

このように構成されているシリンダ４は、ロッド２２がピストン２３のロッド側空間２５側の面に取付けられ且つロッド側空間２５を貫通している。それ故、ピストン２３のボトム側の受圧面積Ｄ１がロッド２２の断面積の分だけロッド側の受圧面積Ｄ２より広くなっている。そのため、ロッド側空間２５及びボトム側空間２４の作動液が同圧になると、ピストン２３がロッド側空間２５に押されるようになっている。これにより、ロッド２２が伸長し、ロッド側空間２５の作動液がピストン２３によってロッド側ポート２７から押し出される。このロッド側ポート２７には、第４給排通路１５が接続され、ボトム側ポート２６には、前述する第１給排通路１１が接続されている。

また、第１給排通路１１には、第１タンク通路３１及び第１リリーフ通路３２が接続されており、第１タンク通路３１及び第１リリーフ通路３２は、共にタンク５に接続されている。第１タンク通路３１には、その途中に第１逆止弁３３が介在しており、第１逆止弁３３は、タンク５から第１給排通路１１への作動液の流れを許容し且つ第１給排通路１１からタンク５に戻る作動液の流れを止めるように構成されている。また、第１リリーフ通路３２には、その途中に第１リリーフ弁３４が介在しており、第１リリーフ弁３４は、第１リリーフ通路３２の液圧（即ち、第１給排通路１１の液圧）が所定圧以上になると開いて第１給排通路１１の作動液をタンク５に排出するようになっている。

同様に、第２給排通路１２には、タンク５に夫々接続されている第２タンク通路３５及び第２リリーフ通路３６が接続されている。第２タンク通路３５には、その途中に第２逆止弁３７が介在しており、第２逆止弁３７は、タンク５から第２給排通路１２への作動液の流れを許容し且つ第２給排通路１２からタンク５に戻る作動液の流れを止めるように構成されている。また、第２リリーフ通路３５には、その途中に第２リリーフ弁３８が介在しており、第２リリーフ弁３８は、第２リリーフ通路３６の液圧（即ち、第２給排通路１２の液圧）が所定圧以上になると開いて第２給排通路１２の作動液をタンク５に排出するようになっている。

また、液圧駆動システム１は、制御装置４０を備えている。制御装置４０は、電動機２に電気的に接続されており、電動機２の回転角センサ２ｂからの信号に基づいて出力軸２ａの回転方向及び回転数を取得するようになっている。また、制御装置４０は、図示しない操作装置から入力される指令（伸長指令及び縮退指令）又は予め定められるプログラムに応じて電動機２の出力軸２ａの回転方向及び回転速度を制御するようになっている。このように制御装置４０は、指令等に応じて出力軸２ａの回転方向及び回転速度を制御することによって、シリンダ４の伸長及び縮退させるようになっている。以下では、操作装置から入力される指令に応じてシリンダ４を伸縮させる際の液圧駆動システム１の動作について説明する。

図２に示すように、操作装置から制御装置４０に伸長指令が入力されると、制御装置４０は、伸長指令に応じた回転方向及び回転速度で出力軸２ａが回転するように電動機２の動作を制御する。出力軸２ａが伸長指令に応じた方向及び回転速度で回転すると、液圧ポンプ３は、第２タンク通路３５及び第２給排通路１２を介してタンク５から作動液を吸入し（太線５１参照）、吸入した作動液を第１給排通路１１に吐出する（太線５２参照）。そうすると、第３給排通路１３の液圧が上昇し、第１パイロット圧Ｐ１が上昇する。上昇することで第１パイロット圧Ｐ１が第２パイロット圧Ｐ２より高くなり、スプール１４ａが第１オフセット位置Ｓ１に移動する。これにより、第４給排通路１５が第３給排通路１３と接続され、シリンダ４のロッド側ポート２７が第４給排通路１５及び第３給排通路１３を介して第１給排通路１１に接続される。

このように作動液が第１給排通路１１に吐出されると、第１給排通路１１は、シリンダ４のボトム側ポート２６及びロッド側ポート２７の双方に接続される。前述の通り、ピストン２３のロッド側の受圧面積Ｄ２に対してボトム側の受圧面積Ｄ１が広くなってので、ピストン２３は、ボトム側空間２４に導かれた作動液によってロッド側空間２５に押される。これにより、ロッド２２が伸長し、またロッド側空間２５の作動液がロッド側ポート２７を介して第４給排通路１５に排出される。第４給排通路１５に排出された作動液は、パイロット切換弁１４及び第３給排通路１３を介して第１給排通路１１に導かれ（太線５３参照）、第１給排通路１１を介してボトム側空間２４へと供給される。

このように液圧駆動システム１は、液圧ポンプ３から第１給排通路１１に作動液を吐出すると、その作動液と共にロッド側空間２５から排出される作動液がボトム側空間２４に導かれてロッド２２が伸長する。つまり、液圧駆動システム１は、差動回路を構成しており、液圧ポンプ３からの吐出流量が少なくても大きな速度でロッド２２を伸長させることができるようになっている。

また、図３に示すように、操作装置から制御装置４０に縮退指令が入力されると、制御装置４０は、縮退指令に応じた回転方向及び回転速度で出力軸２ａが回転するように電動機２の動作を制御する。出力軸２ａが縮退指令に応じた方向及び回転速度で回転すると、液圧ポンプ３は、シリンダ４のボトム側空間２４の作動液を第１給排通路１１を介して吸入し（太線６１参照）、吸入した作動液を第２給排通路１２に吐出する（太線６２参照）。そうすると、第２パイロット圧Ｐ２が上昇して第２パイロット圧Ｐ２が第１パイロット圧Ｐ１より高くなり、スプール１４ａが第２オフセット位置Ｓ２に移動する。これにより、第４給排通路１５が第２給排通路１２と接続され、シリンダ４のロッド側ポート２７が第４給排通路１５及び第２給排通路１２を介して液圧ポンプ３に接続される。これにより、液圧ポンプ３から吐出された作動液がロッド側ポート２７に供給され、シリンダ４が縮退する。

また、スプール１４ａが第２オフセット位置Ｓ２に移動することによって、第３給排通路１３がパイロット切換弁１４を介して戻し通路１６に繋がる。ロッド側空間２５にロッド２２が貫通しているため、ボトム側空間２４から排出された作動液の一部が余剰となるので、この余剰の作動液が第３給排通路１３及び戻し通路１６を介してタンク５に排出される（太線６３参照）。なお、液圧駆動システム１では、シリンダ４が突発的に動く等して第１給排通路１１から液圧ポンプ３に供給される作動液が不足する場合、第１タンク通路３１を介してタンク５から第１給排通路１１に作動液が供給されるようになっている。

このように液圧駆動システム１は、伸長指令及び縮退指令に応じた速度でロッド２２を伸縮可能に構成されている。また、液圧駆動システム１は、伸長時に差動回路を構成して少ない流量でも大きな速度でロッド２２を伸長させることができ、縮退時においてクローズ回路を構成して電動機２の出力軸２ａの回転数に応じた速度でロッド２２を縮退させることができる。このように構成されている液圧駆動システム１では、ロッド２２に対して不所望な外力が作用することによって、ロッド２２が運動する方向と逆方向に動くことがある（即ち、シリンダ４が逆動作を行うことがある）。液圧駆動システム１では、このようにロッド２２が逆方向に動く場合でもロッド２２の速度を制御することができるようになっている。以下では、ロッドロッド２２に外力が作用した際の液圧駆動システム１の動きについて説明する。

図４に示すように伸長するロッド２２に対して押し戻す外力が作用してロッド２２が押し戻されると、ピストン２３がボトム側空間２４に押されてボトム側ポート２６から第１給排通路１１に作動液が排出される（太線７１参照）。また、ピストン２３がボトム側空間２４に押されることによってロッド側空間２５が押し広げられ、第１給排通路１１に排出された作動液が第３給排通路１３及び第４給排通路１５を介してロッド側空間２５に吸入される（太線７２参照）。前述の通り、ピストン２３のロッド側の受圧面積Ｄ１に対してボトム側の受圧面積Ｄ２が広くなってので、ロッド側空間２５では、ボトム側空間２４の作動液の全てを吸入することができず、残余の少量の作動液が液圧ポンプ３に流れる（太線７３参照）。液圧ポンプ３は、そこに戻った作動液によって逆回転（伸長信号に応じた方向と逆方向に回転）させられ、その結果、液圧ポンプ３から第２給排通路１２に作動液が吐出される。

この際、スプール１４ａはピストン２３がボトム側空間２４に押し出されることで第１給排通路１１及び第３給排通路１３の油圧が上昇し、第１パイロット圧Ｐ１が第２パイロット圧Ｐ２より高くなることで、第１オフセット位置Ｓ１に位置しており、第２給排通路１２は戻し通路１６と接続されている。そのため、吐出された作動液は、第２給排通路１２からパイロット切換弁１４を介して戻し通路１６に導かれ、更に逆止弁１８を通ってタンク５に排出される。このように液圧駆動システム１では、ロッド２２が外力によって押し戻された際、伸長信号に応じた方向と逆方向に液圧ポンプ３が回転し、液圧ポンプ３から第２給排通路１２に作動液が吐出される。また、液圧ポンプ３に吐出された作動液は、第２リリーフ弁３８を介することなく戻し通路１６を通りタンク５に戻される。この際、制御装置４０は、回転角センサ２ｂからの信号に基づいて出力軸２ａの逆回転を検知し、検知すると電動機２の動作を制御して出力軸２ａの回転数を調整する。これにより、液圧ポンプ３から第２給排通路１２及び戻し通路１６を介してタンク５に排出される作動液の流量が調整され、ボトム側ポート２６から第１給排通路１１に排出される作動液の流量が調整される。このようにボトム側ポート２６から第１給排通路１１に排出される作動液の流量を調整することで、ロッド２２に外力が作用したときのロッド２２の縮退速度を調整することができる。即ち、前記縮退速度を制御装置４０によって制御することができる。

また、図示しないが縮退するロッド２２に対して引っ張るような外力が作用してロッド２２が引き出されると、ピストン２３がロッド側空間２５に引っ張られてロッド側ポート２７から第４給排通路１５に作動液が排出される。排出された作動液は、第２給排通路１２を介して液圧ポンプ３に戻される。液圧ポンプ３は、そこに戻った作動液によって逆回転（縮退信号に応じた方向と逆方向に回転）させられ、その結果、液圧ポンプ３から第１給排通路１１に作動液が吐出される。第１給排通路１１に吐出された作動液は、その一部がボトム側ポート２６を介してボトム側空間２４に供給され、残余が第３給排通路１３及び戻し通路１６を介してタンク５に排出される。

制御装置４０は、伸長時と同様に回転角センサ２ｂからの信号に基づいて出力軸２ａの逆回転を検知すると、電動機２の動作を制御して出力軸２ａの回転数を調整する。これにより、ボトム側空間２４に供給される作動液の流量を調整することができ、ロッド２２に外力が作用したときのロッド２２の伸長速度を調整することができる。即ち、前記縮退速度を制御装置４０によって制御することができる。

なお、液圧駆動システム１では、クローズ回路を構成し、且つ電動機２の動きを止めることによってロッド２２の動きを止めることができる。ロッド２２の動きが止められている場合でも、ロッド２２に外力が作用することによって液圧ポンプ３が回転するとその回転を制御すべく制御装置４０が電動機２の動作を制御し、ロッド２２の伸縮速度を制御することができる。

このように、液圧駆動システム１では、ロッド２２の運動方向と逆方向に外力が作用した際にも、制御装置４０によってロッド２２の伸縮速度を調整することができるので、ロッド２２が大きな伸縮速度で動いてロッド２２及びその他の部材が衝突して損傷することを防ぐことができる。

また、液圧駆動システム１では、第１給排通路１１と第２給排通路１２の差圧で駆動するパイロット切換弁１４で接続状態の切換えを実現することができるので、液圧駆動システムの構造を簡単にすることができる。

［第２実施形態］
第２実施形態の液圧駆動システム１Ａは、第１実施形態の液圧駆動システム１と類似している。以下では、第２実施形態の液圧駆動システム１Ａの構成については、第１実施形態の液圧駆動システム１の構成と異なる点について主に説明し、同一の構成については同一の符号をつけて説明を省略する場合がある。

図５に示すように、液圧駆動システム１Ａでは、第１実施形態の液圧駆動システム１のパイロット切換弁１４が２つの切換弁１９，２０によって構成されている。第１切換弁１９は、スプール１９ａを有しており、スプール１９ａは、２つのパイロット圧Ｐ１，Ｐ２の差圧に応じてスプール１９ａが移動するようになっている。スプール１９ａは、第１パイロット圧Ｐ１が上昇すると第４給排通路１５の接続先を第３給排通路１３に切換えるように移動し、第２パイロット圧Ｐ２が上昇すると、第４給排通路１５の接続先を第２給排通路１２に切換えるように移動するようになっている。

また、第２切換弁２０は、第２給排通路１２、第３給排通路１３、及び戻し通路１６に繋がっており、スプール２０ａを有している。スプール２０ａは、そこに互いに抗する２つのパイロット圧Ｐ３，Ｐ４の差圧に応じて移動するようになっており、第３パイロット圧Ｐ３が上昇すると戻し通路１６を第２給排通路１２に接続し、第４パイロット圧Ｐ４が上昇すると戻し通路１６を第３給排通路１３に接続するようになっている。ここで、第３パイロット圧Ｐ３は、第３給排通路１２を流れる作動液の液圧に応じた圧力であり、第４パイロット圧Ｐ４は、第２給排通路１２を流れる作動液の液圧に応じた圧力である。

このように構成されている液圧駆動システム１は、第１実施形態の液圧駆動システム１と同じように動作する。即ち、液圧駆動システム１は、ロッド２２の伸長時には差動回路を構成し、ロッド２２の縮退時にクローズ回路を構成する。また、ロッド２２の運動方向と逆方向に外力が作用すると、制御装置４０が電動機２の動作を制御して液圧ポンプ３からの吐出量を調整し、ロッド２２の伸縮速度を制御することができる。

［その他の実施形態］
本実施形態の液圧駆動システム１では、電動機２にサーボモータが採用されているが、必ずしもサーボモータである必要はない。電動機２に流れる電流をインバータによって調整するような構成であってもよく、そこに入力される信号に応じた方向に出力軸２ａを回転させ、且つ前記信号に応じた回転速度に出力軸２ａの回転速度を調整可能なモータであればよい。また、液圧駆動システム１では、液圧ポンプ３に可変容量型の斜板ポンプを採用しているけれども、固定容量型のポンプであってもよい。

更に、液圧駆動システム１，１Ａでは、パイロット切換弁１４、及び切換弁１９，２０としてパイロット圧によって作動するパイロット弁が採用されているが、電磁弁を採用してもよい。この場合、制御装置４０は、図示しない操作装置からの指令に応じてパイロット切換弁１４又は切換弁１９，２０を制御するように構成される。これにより、液圧駆動システム１，１Ａと同様の作用効果を奏する。

また、液圧駆動システム１、１Ａでは、作動液として油が使用されているが、必ずしも作動油に限定されず水等の他の液体であってもよい。

１，１Ａ液圧駆動システム
２電動機
２ａ出力軸
３ポンプ
４片ロッドシリンダ
５タンク
１１第１給排通路
１２第２給排通路
１３第３給排通路
１４パイロット切換弁
１６戻し通路
１９第１切換弁
２０第２切換弁
２６ロッド側ポート
２７ボトム側ポート
４０制御装置

Claims

出力軸を有する電動機と、
前記電動機の出力軸の回転方向及び回転速度を制御する制御装置と、
第１通路及び第２通路に接続され、前記電動機の出力軸の回転方向に応じて前記第１通路及び第２通路のうち一方の通路に圧液を吐出する液圧ポンプと、
前記第１通路を介して前記液圧ポンプに接続されている第１ポートと第３通路を介して前記第１通路に接続されている第２ポートとを有し、前記第１ポートに圧液が供給されると前記第２ポートから圧液を排出してロッドを伸長させ且つ前記ロッドを押すと前記第1ポートから圧液を排出して前記ロッドが縮退する片ロッドシリンダと、
前記液圧ポンプに前記第２通路を介して接続され、前記液圧ポンプが第１通路に圧液を吐出する際には作動液を前記液圧ポンプに供給し、且つ前記ロッドが押される際には前記第1ポートから排出された圧液を前記液圧ポンプを介して作動液として直接受け入れることができるタンクと、を備える片ロッドシリンダの液圧駆動システム。
前記第２ポートに接続される通路を前記第３通路から前記第２通路に切換え、且つ前記タンクに接続される通路を前記第２通路から前記第３通路に切換える切換弁を備え、
前記片ロッドシリンダは、前記第２ポートに圧液が供給されると前記第１ポートから圧液を排出してロッドを縮退させ、
前記切換弁は、前記第２通路の液圧に対して前記第３通路の液圧が大きくなると前記第２ポートを前記第３通路に接続すると共に前記タンクを前記第２通路に接続し、前記第１通路の液圧に対して前記第２通路の液圧が大きくなると前記第２ポートを前記第２通路に接続すると共に前記タンクを前記第３通路に接続して前記第１通路の圧液を前記タンクに戻すことができるように構成されている、請求項１に記載の片ロッドシリンダの液圧駆動システム。
前記切換弁は、前記前記第１通路と前記第２通路の差圧で駆動するパイロット切換弁である、請求項２に記載の片ロッドシリンダの液圧駆動システム。