JP6285761B2 - 液圧装置及びバルブ装置 - Google Patents

Description

本発明は、液圧ポンプからの作動液によって液圧シリンダを駆動する液圧装置及びこれに使用されて好適なバルブ装置に関する。

従来から、比較的小型で大きな駆動力を得られる装置として液圧装置が知られている。そのうち、シングルロッド型の液圧シリンダを駆動する液圧装置においては、一般に、液圧シリンダのロッドの体積に応じた作動液の過不足を補うための構成が必要となる。このような構成を有する液圧装置としては、例えば特許文献１に記載の液圧装置がある。

特許文献１に記載の液圧装置は、シングルロッド型の液圧シリンダと、両方向に回転可能な液圧ポンプと、液圧ポンプを駆動する電動モータと、液圧タンクとを有する。前記液圧ポンプの一方のポートは、ロッド側流路を介して前記液圧シリンダのロッド側ポートに接続され、前記液圧ポンプの他方のポートは、ヘッド側流路を介して前記液圧シリンダのヘッド側ポートに接続されている。また、前記ロッド側流路は、ロッド側パイロットチェック弁又はロッド側電磁弁を介して前記液圧タンクに接続されており、前記ヘッド側流路は、ヘッド側パイロットチェック弁又はヘッド側電磁弁を介して前記液圧タンクに接続されている。

そして、前記液圧ポンプが前記一方のポートから作動液を吸入して前記他方のポートから吐出する場合には、前記ロッド側パイロットチェック弁又は前記ロッド側電磁弁を開いて前記ロッド側流路と前記液圧タンクとを連通させ、前記液圧ポンプが前記他方のポートから作動液を吸入して前記一方のポートから吐出する場合には、前記ヘッド側パイロットチェック弁又は前記ヘッド側電磁弁を開いて前記ヘッド側流路と前記液圧タンクとを連通させるようにしている。

特開平１０−７８００３号公報

しかし、前記パイロットチェック弁を用いる構成では、パイロット圧を導入するためのパイロット流路を設ける必要があり、流路構成が複雑化する。また、前記電磁弁を用いる構成では、前記電動モータ（又は前記液圧ポンプ）の回転数などに応じて前記電磁弁の開閉を制御する必要があり、制御が複雑化する。

そこで、本発明は、流路構成や制御の複雑化を抑制しつつ、シングルロッド型の液圧シリンダを適切に且つ応答よく駆動することのできる液圧装置及びそのバルブ装置を提供することを目的とする。

本発明の一側面によると、液圧装置は、シングルロッド型の液圧シリンダと、正逆両方向に回転可能に構成され、一方のポートがロッド側流路を介して前記液圧シリンダのロッド側液圧室に接続されると共に他方のポートがヘッド側流路を介して前記液圧シリンダのヘッド側液圧室に接続された液圧ポンプと、作動液を貯留するリザーブタンクと、前記ロッド側流路から分岐したロッド側分岐流路、前記ヘッド側流路から分岐したヘッド側分岐流路、及び前記リザーブタンクから延びるリザーブ流路が接続され、前記液圧ポンプの作動時に、前記ロッド側流路及び前記ヘッド側流路のいずれかを選択的に前記リザーブタンクに連通させるバルブ装置と、前記液圧ポンプ及び前記バルブ装置を制御する制御部と、を含む。前記バルブ装置は、弁体部と、第１ソレノイドと、第２ソレノイドとを有する。前記弁体部は、前記ヘッド側流路から自身を介して前記ロッド側流路に向かって流れる作動液の圧力によって、前記ヘッド側流路と前記リザーブタンクとの連通を遮断すると共に前記ロッド側流路と前記リザーブタンクとを連通させる第１位置に移動する一方、前記ロッド側流路から自身を介して前記ヘッド側流路に向かって流れる作動液の圧力によって、前記ロッド側流路と前記リザーブタンクとの連通を遮断すると共に前記ヘッド側流路と前記リザーブ流路とを連通させる第２位置に移動する。前記第１ソレノイドは、通電によって作動して第１プッシュロッドの移動によって前記弁体部を前記第２位置に向かって駆動し、前記第２ソレノイドは、通電によって作動して第２プッシュロッドの移動によって前記弁体部を前記第１位置に向かって駆動する。そして、前記制御部は、前記液圧ポンプに前記一方のポートから作動液を吸入して前記他方のポートから吐出する第１運転を行わせるとき、当該第１運転の開始から第１所定時間だけ前記第２ソレノイドに通電を行い、前記液圧ポンプに前記他方のポートから作動液を吸入して前記一方のポートから吐出する第２運転を行わせるとき、当該第２運転の開始から第２所定時間だけ前記第１ソレノイドに通電を行う。

本発明の他の側面によると、シングルロッド型の液圧シリンダと、正逆両方向に回転可能に構成され、一方のポートがロッド側流路を介して前記液圧シリンダのロッド側液圧室に接続されると共に他方のポートがヘッド側流路を介して前記液圧シリンダのヘッド側液圧室に接続された液圧ポンプと、作動液を貯留するリザーブタンクと、を含む液圧装置に用いられるバルブ装置は、前記ロッド側流路から分岐したロッド側分岐流路が接続される第１ポート、前記ヘッド側流路から分岐したヘッド側分岐流路が接続される第２ポート、前記第１ポートと前記第２ポートとを連通させる連通部、及び前記連通部に接続されると共にリザーブ流路が接続される第３ポートを有したハウジングと、弁体部と、第１ソレノイドと、第２ソレノイドとを有する。前記弁体部は、前記連通部に配置され、前記第２ポートから前記第１ポートへと流れる流体の圧力によって、前記第２ポートの前記第３ポートとの連通を遮断すると共に前記第１ポートと前記第３ポートとを連通させる第１位置に移動する一方、前記第１ポートから前記第２ポートへと流れる流体の圧力によって、前記第１ポートと前記第３ポートとの連通を遮断すると共に前記第２ポートと前記第３ポートとを連通させる第２位置に移動する。前記第１ソレノイドは、通電によって作動して第１プッシュロッドの移動によって前記弁体部を前記第２位置に向かって駆動し、前記第２ソレノイドは、通電によって作動して第２プッシュロッドの移動によって前記弁体部を前記第１位置に向かって駆動する。そして、前記液圧ポンプが前記一方のポートから作動液を吸入して前記他方のポートから吐出する第１運転を行うとき、当該第１運転の開始から第１所定時間だけ前記第２ソレノイドが通電されるように構成され、前記液圧ポンプが前記他方のポートから作動液を吸入して前記一方のポートから吐出する第２運転を行うとき、当該第２運転の開始から第２所定時間だけ前記第１ソレノイドが通電されるように構成されている。

前記液圧装置によれば、パイロット流路などの流路の追加や複雑な制御を必要とすることなく、前記液圧ポンプの作動時に、その回転方向に応じて、速やか且つ確実に前記ロッド側流路及び前記ヘッド側流路のいずれかを選択的に前記リザーブタンクに連通させることが可能となる。このため、流路構成や制御の複雑化を抑制しつつ、シングルロッド型の液圧シリンダを適切に且つ応答よく駆動することができる。

また、前記バルブ装置によれば、前記第１ポートと前記第２ポートとの間における流体の流れ方向に応じて、第１ポート及び第２ポートのいずれかを選択的に第３ポートに連通させる構成としつつ、例えば流体の通過流量が少なく弁体部に充分な圧力が作用しない場合であっても、速やか且つ確実に第１ポート及び第２ポートのいずれかを選択的に第３ポートに連通させることが可能となる。

本発明の一実施形態による液圧装置の概略構成を示す図である。 前記液圧装置に組み込まれたバルブ装置の部分断面正面図である。 図２のＡ−Ａ断面図である。 前記バルブ装置の側面図である。 前記バルブ装置の弁体部を構成する連動部材を示す図である。 前記液圧装置の停止時の状態の一例を示す図である。 前記液圧装置における液圧シリンダのピストンを矢印Ｙ１方向に移動させる場合を示す図である。 前記液圧装置における液圧シリンダのピストンを矢印Ｙ２方向に移動させる場合を示す図である。

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
図１は、本発明の一実施形態による液圧装置１の概略構成を示している。この液圧装置１は、例えばプレス装置における型締めを行うために使用される。図１に示すように、液圧装置１は、液圧シリンダ２と、液圧ポンプ３と、液圧シリンダ２の作動液を貯留するリザーブタンク４と、液圧装置１全体の動作を制御する制御部５と、を含む。

液圧シリンダ２は、シングルロッド型の液圧シリンダであり、ロッド２１の一端に連結されたピストン２２によって区画されるロッド側液圧室２３とヘッド側液圧室２４とを有する。ロッド２１は、ロッド側液圧室２３を通って外部まで延びており、ロッド２１の他端には、前記プレス装置の金型などの重量物５０が連結されている。液圧シリンダ２は、液圧ポンプ３によって供給される作動液によって駆動される。具体的には、液圧シリンダ２のピストン２２（及びロッド２１）が矢印Ｙ１方向又は矢印Ｙ２方向に移動し、これにより、重量物５０を駆動する。

液圧ポンプ３は、二つのポート３１，３２を有する。液圧ポンプ３の一方のポート３１は、ロッド側流路１１を介して液圧シリンダ２のロッド側液圧室２３に接続されており、液圧ポート３の他方のポート３２は、ヘッド側流路１２を介して液圧シリンダ２のヘッド側液圧室２４に接続されている。液圧ポンプ３は、正逆両方向に回転可能であり、電動サーボモータ６によって駆動されて作動液を吸入して吐出する。電動サーボモータ６は、制御部５によってその回転方向（正転／逆転）や回転数などが制御される。

すなわち、液圧ポンプ３は、制御部５による電動サーボモータ６の制御によって、前記一方のポート３１から作動液を吸入して前記他方のポート３２から吐出する第１運転と、前記他方のポート３２から作動液を吸入して前記一方のポート３１から吐出する第２運転とを切り替えて（選択的に）実行可能に構成されている。

そして、液圧ポンプ３が前記第１運転を行うと、液圧シリンダ２のロッド側液圧室２３からヘッド側液圧室２４に作動液が移送され、ピストン２２が矢印Ｙ１方向に移動する。一方、液圧ポンプ３が前記第２運転を行うと、液圧シリンダ２のヘッド側液圧室２４からロッド側液圧室２３に作動液が移送され、ピストン２２が矢印Ｙ２方向に移動する。ここで、液圧ポンプ３は、正逆両方向に回転可能であればよく、特に制限されないが、例えばギヤポンプやベーンポンプを採用することができる。

ロッド側流路１１及びヘッド側流路１２は、それぞれバルブ装置７を介してリザーブタンク４に接続されている。具体的には、バルブ装置７には、ロッド側流路１１から分岐したロッド側分岐流路１３、ヘッド側流路１２から分岐したヘッド側分岐流路１４、及びリザーブタンク４から延びるリザーブ流路１５が接続されている。バルブ装置７は、液圧ポンプ３の作動時に、その回転方向に応じて、ロッド側分岐流路１３及びヘッド側分岐流路１４のいずれかを選択的にリザーブ流路１５に連通させるように構成されている。

ここで、本実施形態におけるバルブ装置７の構成について説明する。
図２〜図４は、バルブ装置７の構成を示している。図２はバルブ装置７の部分断面正面図であり、図３は図２のＡ−Ａ断面図であり、図４はバルブ装置７の側面図である。バルブ装置７は、いわゆるシャトル弁としての機能を有しており、図２〜図４に示すように、ハウジング７１と、弁体部７２と、第１ソレノイド７３と、第２ソレノイド７４と、を備える。

本実施形態において、ハウジング７１は、直方体状のハウジング本体部７１Ａと、ハウジング本体部７１Ａの一方の側面（図２における右側側面）に接合された第１蓋部７１Ｂと、ハウジング本体部７１Ａの他方の側面（図２における左側側面）に接合された第２蓋部７１Ｃとで構成されている。また、弁体部７２は、第１弁部材７２１と、第２弁部材７２２と、第１弁部材７２１と第２弁部材７２２との間に配置された連動部材７２３とで構成されている（図３参照）。

ハウジング本体部７１Ａの前記一方の側面には、弁体部７２の第１弁部材７２１を収容する第１収容穴７１１が形成され、同様に、ハウジング本体部７１Ａの前記他方の側面には、弁体部７２の第２弁部材７２２を収容する第２収容穴７１２が形成されている。第１収容穴７１１と第２収容穴７１２とは、互いの底部が連通路７１３によって接続されている。そして、第１蓋部７１Ｂは、第１収容穴７１１の開口部を閉塞し、第２蓋部７１Ｃは、第２収容穴７１２の開口部を閉塞している。

また、ハウジング本体部７１Ａには、第１〜第３ポート７１４〜７１６が形成されている。第１ポート７１４は、一端がハウジング本体部７１Ａの正面において外部に開口すると共に他端が第１収容穴７１１に接続されている。第１第２ポート７１５は、一端がハウジング本体部７１Ａの正面において第１ポート７１４（の開口部）に所定の間隔をあけて外部に開口すると共に他端が第２収容穴７１２に接続されている。つまり、第１ポート７１４と第２ポート７１５は、第１収容穴７１１、連通路７１３、及び第２収容穴７１２を介して、互いに連通している。したがって、本実施形態においては、第１収容穴７１１、連通路７１３、及び第２収容穴７１２が本発明の「連通部」に相当する。

第３ポート７１６は、ハウジング本体部７１Ａの正面のほぼ中央にて外部に開口すると共に連通路７１３に接続されている。つまり、第３ポート７１６は、連通路７１３及び第１収容穴７１１を介して第１ポート７１４に連通し、また、連通路７１３及び第２収容穴７１２を介して第２ポート７１５に連通している。

そして、第１ポート７１４の前記一端（外部開口端）には、ロッド側流路１１から分岐したロッド側分岐流路１３が接続されており、第２ポート７１５の前記一端（外部開口端）には、ヘッド側流路１２から分岐したヘッド側分岐流路１４が接続されている。また、第３ポート７１６の前記一端（外部開口端）には、リザーブタンク４から延びるリザーブ流路１５が接続されている。

第１弁部材７２１は、球形に形成されている。第１弁体部７２１は、第１収容穴７１１内に収容されて第１収容穴７１１と連通路７１３との連通、ひいては、第１ポート７１４と第３ポート７１６との連通を開閉する。第２弁部材７２２は、第１弁部材７２１と同様に球形に形成されている。第２弁部材７２２は、第２収容穴７１２内に収容されて第２収容穴７１２と連通路７１３との連通、ひいては、第２ポート７１５と第３ポート７１６との連通を開閉する。連動部材７２３は、連通路７１３内に配置されている。本実施形態において、連通部材７２３は、図５に示すように、断面十字状に形成されており、また、四つの板状部には、作動液を流通させるための貫通孔（長穴）７２３ａが形成されている。

第１弁部材７２１は、第１蓋部７１Ｂに取り付けられたばね部材７５によって付勢されて連動部材７２３の一方の端部（図３における右端部）に当接している。同様に、第２弁部材７２２は、第２蓋部７１Ｃに取り付けられたばね部材７６によって付勢されて連動部材７２３の他方の端部（図３における左端部）に当接している。つまり、連動部材７２３は、第１弁部材７２１と第２弁部材７２２との間に両者に当接した状態で配置され、第１弁部材７２１及び第２弁部材７２２のそれぞれと連動するようになっている。

弁体部７２は、その初期状態においては、図３に示す位置、すなわち、第１弁部材７１２が第１収容穴７１１と連通路７１３とを連通させると共に第２弁部材７１３が第２収容穴７１２と連通路７１３とを連通させる位置に保持されている。つまり、弁部材７２は、第１ポート７１４及び第２ポート７１５の双方を第３ポート７１６に連通、換言すれば、ロッド側流路１１及びヘッド側流路１２の双方をリザーブタンク４に連通させている。

そして、ヘッド側流路１２からヘッド側分岐流路１４、バルブ装置７、及びロッド側分岐流路１３を介してロッド側流路１１に向かって作動液が流れると、すなわち、バルブ装置７において第２ポート７１５から第１ポート７１４へと作動液が流れると、弁体部７２は、当該作動液の圧力を受けて矢印Ｂ方向に移動し、第２弁部材７２２が閉位置となって第２収容穴７１２と連通路７１３の連通を遮断する。このとき、第１弁部材７２１も矢印Ｂ方向に移動することになるが、第１収容穴７１１と連通路７１３とは連通した状態のままである。つまり、弁体部７２は、第２ポート７１５（ヘッド側流路１２）と第３ポート７１６（リザーブタンク４）との連通を遮断すると共に第１ポート７１４（ロッド側流路１１）と第３ポート７１６（リザーブタンク４）とを連通させる位置（以下「第１位置」という）に移動する。

一方、ロッド側流路１１からロッド側分岐流路１３、バルブ装置７、及びヘッド側分岐流路１４を介してヘッド側流路１２に向かって作動液が流れると、すなわち、バルブ装置７において第１ポート７１４から第２ポート７１５へと作動液が流れると、弁体部７２は、当該作動液の圧力を受けて矢印Ｃ方向に移動し、第１弁部材７２１が閉位置となって第１収容穴７１１と連通路７１３の連通を遮断する。このとき、第２弁部材７２１も矢印Ｂ方向に移動することになるが、第２収容穴７１２と連通路７１３とは連通した状態のままである。つまり、弁体部７２は、第１ポート７１４（ロッド側流路１１）と第３ポート７１６（リザーブタンク４）との連通を遮断すると共に第２ポート７１５（ヘッド側流路１２）と第３ポート７１６（リザーブタンク４）とを連通させる位置（以下「第２位置」という）に移動する。

第１ソレノイド７３は、第１弁部材７２１を駆動可能に設けられている。第１ソレノイド７３は、励磁コイル（ソレノイドコイル）７３１と、プランジャ（可動鉄心）７３２と、プッシュロッド７３３と、を有し、支持部材７７を介してハウジング７１（具体的には第１蓋部７１Ｂ）に取り付けられている。

励磁コイル７３１は、通電によって磁界を発生し、プランジャ７３２は、励磁コイル７３１の発生した磁界により進出駆動される。プッシュロッド７３３は、ばね部材７８を介して支持部材７７に軸方向の移動が可能に保持されており、一端がプランジャ７３２の先端に接合されている。プッシュロッド７３３は、支持部材７７及び第１蓋部７１Ｂを貫通して第１弁部材７２１に向かって延びており、その他端（先端）が第１弁部材７２１に対して所定の間隔をあけて、すなわち、第１弁部材７２１の手前に位置している。そして、励磁コイル７３１が通電されることによってプランジャ７３２が進出し、これに伴ってプッシュロッド７３３がばね部材７８の付勢力に抗して矢印Ｃ方向に移動する。このようにして、第１ソレノイド７３は、第１弁部材７２１を閉方向（矢印Ｃ方向）に駆動する。第１弁部材７２１が閉方向（矢印Ｃ方向）に駆動されると、連動部材７２３及び第２弁部材７２２も矢印Ｃ方向に移動し、これにより、弁体部７２が前記第２位置に向かって移動することになる。その後、励磁コイル７３１への通電が停止されると、ばね部材７８の付勢力によってプランジャ７３２及びプッシュロッド７３３は元の位置に戻る。なお、励磁コイル７３１への通電及びその停止、すなわち、第１ソレノイド７３の動作は、制御部５によって制御される。

第２ソレノイド７４は、第２弁部材７２２を駆動可能に設けられている。第２ソレノイド７４は、第１ソレノイド７３と同様の構成を有しており、ハウジング７１を挟んで第１ソレノイド７３に対向配置されている。すなわち、第２ソレノイド７４は、通電により磁界を発生する励磁コイル７４１と、励磁コイル７４１の発生した磁界により進出駆動されるプランジャ（可動鉄心）７４２と、一端がプランジャ７４２の先端に接合されたプッシュロッド７４３と、を有しており、支持部材７９を介してハウジング７１（具体的には、第２蓋部７１Ｃ）に取り付けられている。

プッシュロッド７４３は、ばね部材８０を介して支持部材７９に軸方向の移動が可能に保持されている。また、プッシュロッド７４３は、支持部材７９及び第２蓋部７１Ｃを貫通して第２弁部材７２２に向かって延びており、その他端（先端）が第２弁部材７２２に対して所定の間隔をあけて、すなわち、第２弁部材７２２の手前に位置している。そして、励磁コイル７４１が通電されることによってプランジャ７４２が進出し、これに伴ってプッシュロッド７４３がばね部材８０の付勢力に抗して矢印Ｂ方向に移動する。このようにして、第２ソレノイド７５は、第２弁部材７２２を閉方向（矢印Ｂ方向）に駆動する。第２弁部材７２２が閉方向（矢印Ｂ方向）に駆動されると、連動部材７２３及び第１弁部材７２１も矢印Ｂ方向に移動し、これにより、弁体部７２が前記第１位置に向かって移動することになる。その後、励磁コイル７４１への通電が停止されると、ばね部材８０の付勢力によってプランジャ７４２及びプッシュロッド７４３は元の位置に戻る。なお、励磁コイル７４１への通電及びその停止、すなわち、第２ソレノイド７４の動作は、制御部５によって制御される。

次に、図６〜図８を参照して液圧装置１の動作を説明する。
図６は、液圧装置１（液圧ポンプ３）の停止時の状態の一例を示している。図６（ａ）は、液圧装置１の全体を示し、図６（ｂ）は、バルブ装置７を示している。
ここでは、図６（ａ）に示すように、液圧シリンダ２のピストン２２が液圧シリンダ２の軸方向の一方側（最下部）に位置しているものとする。また、液圧装置１（液圧ポンプ３）の停止時には、第１収容穴７１１内の作動液の圧力と第２収容穴７１２内の作動液の圧力とが等しくなっており、バルブ装置７は前記初期状態と同じ状態となる。すなわち、バルブ装置７は、第１ポート７１４（ロッド側流路１１）及び第２ポート７１５（ヘッド側流路１２）の双方を第３ポート７１６（リザーブタンク４）に連通させた状態となっている。

ここで、図では省略しているが、液圧シリンダ２のピストン２２を前記最下部以外の位置に保持する場合においても、液圧ポンプ３が停止していれば、バルブ装置７は、通常、上記と同様に、ロッド側流路１１及びヘッド側流路１２の双方をリザーブタンク４に連通させた状態となる。但し、ピストン２２を所定位置に保持するために液圧ポンプ３を作動させる必要がある場合などにおいては、そのときの圧力バランスに応じてロッド側流路１１及びヘッド側流路１２のいずれか一方をリザーブタンク４に連通させた状態にもなり得る。

図７は、液圧シリンダ２のピストン２２（及びロッド２１）を矢印Ｙ１方向に移動させる（ここでは上昇させる）場合を示している。図６と同様に、図７（ａ）は、液圧装置１の全体を示し、図７（ｂ）は、バルブ装置７を示している。

液圧シリンダ２のピストン２２を矢印Ｙ１方向に移動させる場合には、例えばオペレータがその旨の第１指令を液圧装置１の操作部（図示省略）を介して入力する。前記第１指令が入力されると、制御部５は、電動サーボモータ６によって液圧ポンプ３を第１方向に回転駆動する。すると、液圧ポンプ３は、前記第１運転を行って前記一方のポート３１から作動液を吸入して前記他方のポート３２から吐出する。これにより、液圧シリンダ２のロッド側液圧室２３からヘッド側液圧室２４への作動液の移送が開始される。

液圧ポンプ３が前記第１運転を行うと、ヘッド側流路１２の圧力がロッド側流路１１の圧力よりも高くなり、ヘッド側流路１２からヘッド側分岐流路１４、バルブ装置７、及びロッド側分岐流路１３を介してロッド側流路１１に向かって作動液が流れる。バルブ装置７においては、第２ポート７１５から第１ポート７１４へと作動液が流れる。すると、バルブ装置７において、弁体部７２は、当該作動液の圧力を受けて前記第１位置へと矢印Ｂ方向に移動し、第２弁部７２２によって第２ポート７１５（ヘッド側流路１２）と第３ポート７１６（リザーブタンク４）との連通が遮断される。一方、第１ポート７１５（ロッド側流路１１）は第３ポート７１６（リザーブタンク４）に連通したままである。これにより、破線矢印に示すように、ロッド側液圧室２３からヘッド側液圧室２４に作動液を移送する際に生じる作動液の不足分が、液圧ポンプ３によってリザーブタンク４から吸い上げられてロッド側流路１１に補給される。

ところで、例えばピストン２２を矢印Ｙ１方向への移動を比較的低速で行うような場合には、電動サーボモータ６（液圧ポンプ３）の回転速度が低くなり、ヘッド側流路１２からのバルブ装置７を介してロッド側流路１１へ向かって流れる作動液が減少する。このため、弁体部７２に対して作動液の圧力が十分に作用せず、弁体部７２を前記第１位置に移動させることができないか又は移動に時間がかかってしまう場合がある。このような状況は、液圧装置１全体としての応答性、具体的には、液圧シリンダ２の駆動の応答性の低下を招くため好ましくない。
一方、弁体部７２は、一旦、前記第１位置に移動すれば、少なくとも液圧ポンプ３が前記第１運転を行っている間はその状態が維持される。

そこで、本実施形態においては、ピストン２２を矢印Ｙ１方向に移動させる場合、制御部５は、電動サーボモータ６によって液圧ポンプ３を前記第１方向に回転駆動すると共にバルブ装置７の第２ソレノイド７４を第１所定時間だけ作動させる。つまり、制御部５は、液圧ポンプ３に前記第１運転を開始させると同時に第２ソレノイド７４を作動させる。すると、第２ソレノイド７４は、第２弁部材７２２を閉方向（矢印Ｂ方向）に駆動し、これにより、弁体部７２を前記第１位置に向かって移動させる。前記第１所定時間は、特に制限されないが、数秒程度の短時間、好ましくは、１（ｓ）以下のごく短時間（例えば、０．２（ｓ））とすることができる。

このように、液圧シリンダ２のピストン２２を矢印Ｙ１方向に移動させる場合、液圧ポンプ３が前記第１運転を開始するときに第２ソレノイド７４を作動させることにより、ピストン２２の移動速度やバルブ装置７を通過する作動液の流量などにかかわらず、速やか且つ確実に弁体部７２を前記第１位置に移動させて、第２ポート７１５と連通部７１３との連通を遮断、ひいては、ヘッド側流路１２とリザーブタンク４との連通を遮断することができる。したがって、液圧シリンダ２のピストン２２は矢印Ｙ１方向への移動を速やかに開始することができ、液圧装置１全体としての応答性の低下が抑制される。

ここで、制御部５は、液圧ポンプ３が前記第１運転を開始するときに第２ソレノイド７５を短時間だけ作動させればよいので、複雑な制御を必要とせず、また、消費電力も抑制される。さらに、自身を通過する作動液の圧力を受けて弁体部７２が移動し、これにより、ロッド側流路１１及びヘッド側流路１２のいずれかを選択的にリザーブタンク４に連通させる、というバルブ装置７の本来の動作、換言すれば、シャトル弁としての機能を妨げることもない。

なお、液圧シリンダ２のピストン２２を矢印Ｙ１方向に移動させる場合には、停止状態にあるピストン２２をＹ１方向に移動させる場合はもちろん、ピストン２２を矢印Ｙ２方向に移動させていた状態から矢印Ｙ１方向に移動させる状態に切り替える場合、つまり、液圧ポンプ３を前記第２運転から前記第１運転に切り替える場合も含まれる。

図８は、液圧シリンダ２のピストン２２を矢印Ｙ２方向に移動させる（ここでは下降させる）場合を示している。図６、図７と同様、図８（ａ）は、液圧装置１の全体を示し、図８（ｂ）は、バルブ装置７を示している。

液圧シリンダ２のピストン２２を矢印Ｙ２方向に移動させる場合には、例えばオペレータがその旨の第２指令を液圧装置１の前記操作部を介して入力する。前記第２指令が入力されると、制御部５は、電動サーボモータ６によって液圧ポンプ３を第１方向とは反対の第２方向に回転駆動する。すると、液圧ポンプ３は、前記第２運転を行って前記他方のポート３２から作動液を吸入して前記一方のポート３１から吐出する。これにより、液圧シリンダ２のヘッド側液圧室２４からロッド側液圧室２３への作動液の移送が開始される。

液圧ポンプ３が前記第２運転を行うと、ロッド側流路１１の圧力がヘッド側流路１２の圧力よりも高くなり、ロッド側流路１１からロッド側分岐流路１３、バルブ装置７、及びヘッド側分岐流路１４を介してヘッド側流路１２に向かって作動液が流れる。バルブ装置７においては、第１ポート７１４から第２ポート７１５へと作動液が流れる。すると、バルブ装置７において、弁体部７２は、当該作動液の圧力を受けて前記第２位置へと矢印Ｃ方向に移動し、第１ポート７１４（ロッド側流路１１）と第３ポート７１６（リザーブタンク４）との連通が遮断される。一方、第２ポート７１５（ヘッド側流路１２）は第３ポート７１６（リザーブタンク４）に連通したままである。これにより、破線矢印に示すように、ヘッド側液圧室２４からロッド側液圧室２３に作動液を移送する際に生じる余分な作動液が、ヘッド側分岐流路１４、バルブ装置７、及びリザーブ流路１５を介してリザーブタンク４へと排出される（戻される）。

ここで、ピストン２２を矢印Ｙ２方向に移動させる場合においても、ピストン２２を矢印Ｙ１方向に移動させる場合と同様の理由により、弁体部７２を前記第２位置に移動させることができないか又は移動に時間がかかってしまう場合がある。また、弁体部７２は、一旦、前記第２位置に移動すれば、少なくとも液圧ポンプ３が前記第２運転を行っている間はその状態が維持される。

そこで、制御部５は、ピストン２２を矢印Ｙ２方向に移動させる場合には、電動サーボモータ６によって液圧ポンプ３を前記第２方向に回転駆動すると共に、バルブ装置７の第１ソレノイド７３を第２所定時間だけ作動させる。つまり、制御部５は、液圧ポンプ３に前記第２運転を開始させると同時に第１ソレノイド７３を作動させる。すると、第１ソレノイド７３は、第１弁部材７２１を閉方向（図３における矢印Ｃ方向）に駆動し、これにより、弁体部７２を前記第２位置に向かって移動させる。前記第２所定時間は、特に制限されないが、数秒程度の短時間、好ましくは、１（ｓ）以下のごく短時間（例えば、０．２（ｓ））とすることができる。なお、本実施形態においては、前記第１所定時間と前記第２所定時間を同じにしているが、前記第１所定時間と前記第２所定時間とを異ならせてもよい。

これにより、液圧シリンダ２のピストン２２を矢印Ｙ２方向に移動させる場合においても、ピストン２２の移動速度やバルブ装置７を通過する作動液に流量などにかかわらず、速やか且つ確実に弁体部７２を前記第２位置に移動させて、第１ポート７１４と連通部７１３との連通を遮断、ひいては、ロッド側流路１１とリザーブタンク４との連通を遮断することができる。したがって、液圧シリンダ２のピストン２２は矢印Ｙ２方向への移動を速やかに開始することができ、液圧装置１全体としての応答性の低下が抑制される。

なお、複雑な制御を必要としない点、消費電力を抑制できる点、及びバルブ装置７の本来の動作（機能）を妨げない点については、上述した、液圧シリンダ２のピストン２２を矢印Ｙ１方向に移動させる場合と同様である。また、液圧シリンダ２のピストン２２を矢印Ｙ２方向に移動させる場合には、停止状態にあるピストン２２をＹ２方向に移動させる場合はもちろん、ピストン２２を矢印Ｙ１方向に移動させていた状態から矢印Ｙ２方向に移動させる状態に切り替える場合、つまり、液圧ポンプ３を前記第１運転から前記第２運転に切り替える場合も含まれる。

以上説明したように、本実施形態によるバルブ装置７は、弁体部７２（第１弁部材７２１、第２弁部材７２２、連動部材７２３）と、ソレノイド（第１ソレノイド７３、第２ソレノイド７４）とを有する。弁体部７２は、第２ポート７１５から第１ポート７１４へと流れる作動液（流体）の圧力によって、第２ポート７１５と第３ポート７１６との連通を遮断すると共に第１ポート７１４と第３ポート７１６とを連通させる第１位置に移動し、第１ポート７１４から第２ポート７１４へと流れる作動液（流体）の圧力によって、第１ポート７１４と第３ポート７１６との連通を遮断すると共に第２ポート７１５と第３ポート７１６とを連通させる第２位置に移動する。また、ソレノイドは、弁体部７２を前記第１位置及び前記第２位置のいずれかに向かって選択的に移動させる。

これにより、第１ポート７１４と第２ポート７１５との間における作動液（流体）の流れ方向に応じて第１ポート７１４及び第２ポート７１５のいずれかを選択的に第３ポート７１６に連通させる構成としつつ、例えば作動液（流体）の通過流量が少なく、弁体部７２に充分な圧力が作用しない場合であっても、速やか且つ確実に第１ポート７１４及び第２ポート７１５のいずれかを選択的に第３ポート７１６に連通させることができる。

また、本実施形態による液圧装置１によれば、バルブ装置７を用いることにより、パイロット流路などの流路の追加や複雑な制御を必要とすることなく、比較的簡単な構成及び制御によって、液圧装置１（液圧シリンダ２の駆動）の良好な応答性を実現できる。すなわち、液圧ポンプ３の回転方向に応じて、速やか且つ確実に、ロッド側流路１１及びヘッド側流路１２のいずれかを選択的にリザーブタンク４に連通させることができ、これにより、液圧シリンダ２のピストン２２の移動開始や移動方向の切り替えを速やか且つ確実に行うことできる。

なお、本実施形態によるバルブ装置７の動作を確認したところ、弁体部７２を移動させるために１０〜１５Ｌ／ｍｉｎの作動液流量が必要な構成において、０．３〜０．４Ｌ／ｍｉｎという少ない流量の場合であっても、液圧ポンプ３の運転開始と同時に第１ソレノイド７４又は第２ソレノイド７５をごく短時間作動させるだけで、速やか且つ確実に、第１ポート７１４及び第２ポート７１５のいずれかを選択的に第３ポート７１６に連通させることができた。また、本実施形態による液圧装置１を粉末成形プレス機に組み込んだところ、当該粉末成形プレス機の成形サイクルが３〜５％程度短縮することも確認された。

以上、本発明の好ましい実施形態を説明したが、本発明は上述の実施形態に制限されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいて更なる変形や変更等が可能であることはもちろんである。
例えば、上述の実施形態において、制御部５は、液圧ポンプ３の運転開始と共に第１ソレノイド７４又は第２ソレノイド７５を所定の短時間だけ作動させている。しかし、これに限るものではない。上述の実施形態よりも細かな制御が必要にはなるが、液圧ポンプ３（電動サーボモータ６）の回転数などに応じて第１ソレノイド７３及び／又は第２ソレノイド７４の作動／非作動を決定したり、作動時間時間を可変設定したりしてもよい。この場合、液圧ポンプ３（電動サーボモータ６）の回転数が所定値以上である場合に第１ソレノイド７３及び／又は第２ソレノイド７４を非作動とし、液圧ポンプ３（電動サーボモータ６）の回転数が低いほど前記作動時間を長く設定するように構成することができる。

１…液圧装置、２…液圧シリンダ、３…液圧ポンプ、４…リザーブタンク、５…制御部、６…電動サーボモータ、７…バルブ装置、１１…ロッド側流路、１２…ヘッド側流路、１３…ロッド側分岐流路、１４…ヘッド側分岐流路、１５…リザーブ流路、２１…ロッド、２２…ピストン、２３…ロッド側液圧室、２４…ヘッド側液圧室、３１…液圧ポンプの一方のポート、３２…液圧ポンプの他方のポート、７１…バルブ装置のハウジング、７２…弁体部、７３…第１ソレノイド、７４…第２ソレノイド、７１１…第１収容穴、７１２…第２収容穴、７１３…連通路、７１４…第１ポート、７１５…第２ポート、７１６…第３ポート、７２１…第１弁部材、７２２…第２弁部材、７２３…連動部材

Claims (6)

1. シングルロッド型の液圧シリンダと、
   正逆両方向に回転可能に構成され、一方のポートがロッド側流路を介して前記液圧シリンダのロッド側液圧室に接続されると共に他方のポートがヘッド側流路を介して前記液圧シリンダのヘッド側液圧室に接続された液圧ポンプと、
   作動液を貯留するリザーブタンクと、
   前記ロッド側流路から分岐したロッド側分岐流路、前記ヘッド側流路から分岐したヘッド側分岐流路及び前記リザーブタンクから延びるリザーブ流路が接続され、前記液圧ポンプの作動時に、前記ロッド側流路及び前記ヘッド側流路のいずれかを選択的に前記リザーブタンクに連通させるバルブ装置と、
   前記液圧ポンプ及び前記バルブ装置を制御する制御部と、
   を含み、
   前記バルブ装置は、
   前記ヘッド側流路から自身を介して前記ロッド側流路に向かって流れる作動液の圧力によって、前記ヘッド側流路と前記リザーブタンクとの連通を遮断すると共に前記ロッド側流路と前記リザーブタンクとを連通させる第１位置に移動する一方、前記ロッド側流路から自身を介して前記ヘッド側流路に向かって流れる作動液の圧力によって、前記ロッド側流路と前記リザーブタンクとの連通を遮断すると共に前記ヘッド側流路と前記リザーブ流路とを連通させる第２位置に移動する弁体部と、
   通電によって作動して第１プッシュロッドの移動によって前記弁体部を前記第２位置に向かって駆動する第１ソレノイドと、
   通電によって作動して第２プッシュロッドの移動によって前記弁体部を前記第１位置に向かって駆動する第２ソレノイドと、
   を有し、
   前記制御部は、
   前記液圧ポンプに前記一方のポートから作動液を吸入して前記他方のポートから吐出する第１運転を行わせるとき、当該第１運転の開始から第１所定時間だけ前記第２ソレノイドに通電を行い、
   前記液圧ポンプに前記他方のポートから作動液を吸入して前記一方のポートから吐出する第２運転を行わせるとき、当該第２運転の開始から第２所定時間だけ前記第１ソレノイドに通電を行う、
   液圧装置。
2. 前記第１所定時間及び前記第２所定時間が１秒以下の時間である、請求項１に記載の液圧装置。
3. 前記弁体部は、
   前記ロッド側流路と前記リザーブタンクとの連通を開閉する第１弁部材と、
   前記ヘッド側流路と前記リザーブタンクとの連通を開閉する第２弁部材と、
   前記第１弁部材と前記第２弁部材との間に配置され、前記第１弁部材及び前記第２弁部材と連動する連動部材と、
   を有し、
   前記第１ソレノイドは、前記第１プッシュロッドの移動によって前記第１弁部材を閉方向に駆動することで前記弁体部を前記第２位置に向かって駆動し、
   前記第２ソレノイドは、前記第２プッシュロッドの移動によって前記第２弁部材を閉方向に駆動することで前記弁体部を前記第１位置に向かって駆動する、
   請求項１又は２に記載の液圧装置。
4. シングルロッド型の液圧シリンダと、正逆両方向に回転可能に構成され、一方のポートがロッド側流路を介して前記液圧シリンダのロッド側液圧室に接続されると共に他方のポートがヘッド側流路を介して前記液圧シリンダのヘッド側液圧室に接続された液圧ポンプと、作動液を貯留するリザーブタンクと、を含む液圧装置に用いられるバルブ装置であって、
   前記ロッド側流路から分岐したロッド側分岐流路が接続される第１ポート、前記ヘッド側流路から分岐したヘッド側分岐流路が接続される第２ポート、前記第１ポートと前記第２ポートとを連通させる連通部、及び前記連通部に接続されると共にリザーブ流路が接続される第３ポートを有したハウジングと、
   前記連通部に配置された弁体部であって、前記第２ポートから前記第１ポートへと流れる流体の圧力によって、前記第２ポートの前記第３ポートとの連通を遮断すると共に前記第１ポートと前記第３ポートとを連通させる第１位置に移動する一方、前記第１ポートから前記第２ポートへと流れる流体の圧力によって、前記第１ポートと前記第３ポートとの連通を遮断すると共に前記第２ポートと前記第３ポートとを連通させる第２位置に移動する弁体部と、
   通電によって作動して第１プッシュロッドの移動によって前記弁体部を前記第２位置に向かって駆動する第１ソレノイドと、
   通電によって作動して第２プッシュロッドの移動によって前記弁体部を前記第１位置に向かって駆動する第２ソレノイドと、
   を有し、
   前記液圧ポンプが前記一方のポートから作動液を吸入して前記他方のポートから吐出する第１運転を行うとき、当該第１運転の開始から第１所定時間だけ前記第２ソレノイドが通電されるように構成され、
   前記液圧ポンプが前記他方のポートから作動液を吸入して前記一方のポートから吐出する第２運転を行うとき、当該第２運転の開始から第２所定時間だけ前記第１ソレノイドが通電されるように構成されている、
   バルブ装置。
5. 前記第１所定時間及び前記第２所定時間が１秒以下の時間である、請求項４に記載のバルブ装置。
6. 前記弁体部は、
   前記第１ポートと前記第３ポートとの連通を開閉する第１弁部材と、
   前記第２ポートと前記第３ポートとの連通を開閉する第２弁部材と、
   前記第１弁部材と前記第２弁部材との間に配置され、前記第１弁部材及び前記第２弁部材と連動する連動部材と、
   を有し、
   前記第１ソレノイドは、前記第１プッシュロッドの移動によって前記第１弁部材を閉方向に駆動することで前記弁体部を前記第２位置に向かって駆動し、
   前記第２ソレノイドは、前記第２プッシュロッドの移動によって前記第２弁部材を閉方向に駆動することで前記弁体部を前記第１位置に向かって移動する、
   請求項４又は５に記載のバルブ装置。