JP6681043B2 - 油圧装置及び該油圧装置の油圧シリンダ内の異物を除去する方法 - Google Patents

Description

本発明は、油圧シリンダの油室内に存在する異物を除去する機構を備えた油圧装置と、該油圧装置の油圧シリンダの油室内に存在する異物を除去する方法とに関するものである。

一般に、シリンダ内に嵌入されたピストンが、油圧ポンプから吐出された作動油の圧力により往復運動をする油圧シリンダは、同様の往復運動をする機械式アクチュエータ、例えばラックピニオン機構やボールねじ機構などと比べて、構造が簡素であり、出力が高く、かつ寿命が長いといった利点を有する。このため、油圧シリンダは、種々の機械装置や土木建設用車両などのアクチュエータとして幅広く用いられている。そして、このような油圧シリンダの１つとして、とくに構造が簡素であり、ピストンをキャップ側及びロッド側の両方向に油圧で駆動することができる片ロッド形複動式の油圧シリンダが知られている（例えば、特許文献１〜３参照）。

この種の片ロッド形複動式の油圧シリンダに対しては、通常、油圧ポンプから吐出された作動油を油圧シリンダに給排するための作動油給排装置が設けられる。そして、作動油給排装置には、作動油タンクと油圧シリンダとの間に配設される複数の作動油通路（ないしは油路）と、これらの作動油通路に介設される油圧ポンプ、油路切換弁、流量調整弁、リリーフ弁、逆止弁等の種々の油圧機器とが設けられる。

ところで、このような作動油給排装置から油圧シリンダに供給される作動油には若干の異物、例えば微細な気泡や固体粒子などが混在することがある。そして、例えば気泡を含む作動油が油室に供給された場合、気泡が油室内、とくにピストンの下側（ロッド側）の油室の上端部近傍に滞留する。このように、油室内の作動油中に気泡が存在すると、気泡が圧縮性を有するので、ピストンの動作に同期不良等の不具合が生じたり、気泡の断熱圧縮により作動油が過熱状態となって劣化したりするおそれがある。また、油圧シリンダに供給される作動油に気泡以外の異物、例えば金属粒子等の微細な固体粒子が混在する場合、このような固体粒子が油室内に滞留すると、ピストンとシリンダの摺接部に固体粒子が侵入して、ピストン外周面ないしはシリンダ内周面に損傷が生じるおそれがある。

そこで、ピストンの内部に気泡等の異物の除去機構を設けた油圧シリンダが提案されている（例えば、特許文献４、５参照）。例えば、特許文献４、５に開示された油圧シリンダでは、ピストンの内部に、ピストンの下側（ロッド側）の油室（以下「下側油室」という。）と上側（キャップ側）の油室（以下「上側油室」という。）とを連通する連通路と、該連通路を開閉する制御弁とが設けられている。そして、ピストンがシリンダ内で最上位置に到達したときに、シリンダの上端面によって制御弁が開かれ、下側油室内の作動油が連通路を介して上側油室に流れ、これにより下側油室内の気泡が上側油室を経由して排出されるようになっている。

特開平１０−１１０７１０号公報 特開２００３−７４５１８号公報 特開２００４−６８８６３号公報 特開２００６−２０７７９２号公報 特開２０１３−００７４０７号公報

しかしながら、例えば特許文献４、５に開示されている、ピストンの内部に、連通路と制御弁とを有する気泡除去機構を設けた油圧シリンダでは、ピストンの構造が非常に複雑なものとなるといった問題があり、またピストンの強度が十分に確保されないおそれがあるといった問題がある。また、油室内に滞留する固体粒子、とくに下側油室の下部に滞留する固体粒子の異物を効果的に除去することが困難であるといった問題がある。

本発明は、上記従来の問題を解決するためになされたものであって、油圧シリンダの油室内に滞留する気泡、固体粒子等の異物をすべて効果的に除去することを可能にする簡素な構造の手段を提供すること解決すべき課題とする。

前記課題を解決するためになされた本発明に係る油圧装置は、片ロッド形複動式の油圧シリンダ（油圧シリンダ装置）と、油路切換機構とを備えている。ここで、油圧シリンダは、シリンダ（円筒部材）と、このシリンダの中空部に嵌入されシリンダ中心軸が伸びる方向に往復移動するピストンとを有し、シリンダ内にピストンによってシリンダ中心軸が伸びる方向に互いに仕切られた第１油室及び第２油室が形成されている。ピストンの第２油室側端面（下端面）にピストンロッドが連結され、このピストンロッドは、シリンダの第２油室側端壁（下端壁、ロッド側端壁）を貫通してシリンダ外部に伸びている。この油圧シリンダにおいては、加圧された作動油が第１油室に供給されたときにピストンが第２油室側に移動して第２油室内の作動油がシリンダ外に排出される一方、加圧された作動油が第２油室に供給されたときにピストンが第１油室側に移動して第１油室内の作動油がシリンダ外に排出される。

油路切換機構は、第１油室に作動油を給排する第１作動油通路に介設された第１開閉弁と、第２油室に作動油を給排する第２作動油通路に介設された第２開閉弁と、第１、第２開閉弁に対して油圧シリンダと反対側の位置で第１作動油通路と第２作動油通路とを接続する（連通させる）バイパス油路と、バイパス油路を開閉するバイパス開閉弁と、第１、第２開閉弁に対して油圧シリンダと同じ側の位置においてそれぞれ第１作動油通路及び第２作動油通路に介設され作動油通路外への流体の流出を係止する第１逆止弁及び第２逆止弁と、第１、第２開閉弁に対して油圧シリンダと反対側の位置においてそれぞれ第１作動油通路及び第２作動油通路に介設され作動油通路外への流体の流出を係止する第３逆止弁及び第４逆止弁とを有する。

本発明に係る油圧装置においては、油圧シリンダに、第１油室に接続され該第１油室を外部に開放することが可能な第１油室開閉弁と、第２油室に接続され該第２油室を外部に開放することが可能な第２油室開閉弁とが設けられている。油圧装置は、さらに、一方の端部に第１〜第４逆止弁と接続されたときに該逆止弁を開弁するように構成された第１接続具が設けられる一方、他方の端部に第１、第２油室開閉弁と接続することが可能な第２接続具が設けられた、第１〜第４逆止弁及び第１、第２油室開閉弁に対して着脱自在な（別体の）管状部材を備えている。

本発明に係る油圧装置において、油路切換機構は、ブロック（塊状物）状の本体部の内部に、バイパス油路とそれぞれ第１、第２作動油通路の一部をなす（又は第１、第２作動油通路に介在する）第１、第２油路とが孔（穴）の形態で形成され、第１油路に対して第１開閉弁と第１、第３逆止弁とが介設され、第２油路に対して第２開閉弁と第２、第４逆止弁とが設けられた一体構造物（多ポートバイパス弁）であるのが好ましい。また、管状部材は、可撓性材料（弾性材料）で形成されたホースであるのが好ましい。

本発明に係る油圧装置において、第１、第２油室開閉弁は、それぞれ油室外への流体の流出を係止する逆止弁であり、管状部材の第２接続具は、第１、第２油室開閉弁と接続されたときに該油室開閉弁を開弁するように構成されているのが好ましい。

前記油圧装置においては、下記の第１〜第３ステップを有する方法により、第１、第２油室内に存在する異物（気泡、固体粒子等）を除去することができる。第２、第３ステップは、第１ステップの後で実施される。なお、第２、第３ステップは、どちらのステップを先に実施してもよい。

（１） 第１ステップ
第１ステップでは、バイパス開閉弁を閉弁状態とする。なお、本明細書において、「閉弁状態とする」は、開弁状態から閉弁すること又は閉弁状態を維持することを意味し、「開弁状態とする」は、閉弁状態から開弁すること又は開弁状態を維持することを意味する。
（２） 第２ステップ
第２ステップでは、ピストンをシリンダの第２油室側端部近傍（下端部近傍）に配置し、第１開閉弁を閉弁状態として第１接続具を第３逆止弁に接続し（又は第１開閉弁を開弁状態として第１接続具を第１逆止弁又は第３逆止弁に接続し）、第２接続具を第２油室開閉弁に接続し、加圧された作動油を第１作動油通路に供給し管状部材を経由して第２油室に導入し、第２油室内を流通した作動油を、第２開閉弁を開弁状態として第２作動油通路を介して排出することにより、第２油室内に存在する異物を除去する。
（３） 第３ステップ
第３ステップでは、ピストンをシリンダの第１油室側端部近傍（上端部近傍）に配置し、第２開閉弁を閉弁状態として第１接続具を第４逆止弁に接続し（又は第２開閉弁を開弁状態として第１接続具を第２逆止弁又は第４逆止弁に接続し）、第２接続具を第１油室開閉弁に接続し、加圧された作動油を第２作動油通路に供給し管状部材を経由して第１油室に導入し、第１油室内を流通した作動油を、第１開閉弁を開弁状態として第１作動油通路を介して排出することにより、第１油室内に存在する異物を除去する。

本発明に係る油圧装置は、管状部材の第１接続具と第２接続具とを同一の構造又は形状を有するように構成し、第１〜第４逆止弁及び第１、第２油室開閉弁を、管状部材の第１、第２接続具と接続することができるように構成してもよい。この構成によれば、下記のステップ１〜３を有する方法により、第１、第２油室内に存在する異物を除去することができる。この場合、ステップ２、３は、ステップ１の後で実施される。なお、ステップ２、３は、どちらのステップを先に実施してもよい。この構成においても、第１〜第３ステップを有する前記の方法により第１、第２油室内に存在する異物を除去することができるのはもちろんである。

（１） ステップ１
ステップ１では、バイパス開閉弁を閉弁状態とし、第１、第２開閉弁を開弁状態とし、第１、第２接続具のうちの一方の接続具を第１油室開閉弁に接続するとともに他方の接続具を第２油室開閉弁に接続する。
（２） ステップ２
ステップ２では、ピストンをシリンダの第２油室側端部近傍（下端部近傍）に配置し、加圧された作動油を、第１作動油通路と第１油室と管状部材とを経由して第２油室に導入し、第２油室内を流通した作動油を、第２作動油通路を介して排出することにより、第２油室内に存在する異物を除去する。
（３） ステップ３
ステップ３では、ピストンをシリンダの第１油室側端部近傍（上端部近傍）に配置し、加圧された作動油を、第２作動油通路と第２油室と管状部材とを経由して第１油室に導入し、第１油室内を流通した作動油を、第１作動油通路を介して排出することにより、第１油室内に存在する異物を除去する。

本発明に係る油圧装置又は異物を除去する方法によれば、油圧シリンダを含む油圧装置の構造を簡素なものとしつつ、着脱自在の管状部材の第１、第２接続具を第１〜第４逆止弁及び第１、第２油室開閉弁のうちの所定のものに接続するとともに、第１、第２開閉弁及びバイパス開閉弁の開閉状態を所定の態様にセットした上で、第１油室及び第２油室に交互に作動油を供給することにより、第１、第２油室内に滞留する気泡、固体粒子等の異物をすべて効果的に除去することができる。これにより、油圧シリンダの性能ないしは信頼性を高めることができ、例えば油圧シリンダの同調の精度を高める（同調の狂いをなくす）ことができる。

本発明に係る油圧装置及び該油圧装置に対して作動油を給排する作動油給排装置の概略構成を示す油圧回路図である。 本発明に係る油圧装置の模式的な立面図であり、第２油室内の異物を除去するときの状態を示している。 本発明に係る油圧装置の模式的な立面図であり、第１油室内の異物を除去するときの状態を示している。 本発明に係る油圧装置の模式的な立面図であり、第２油室内の異物を除去するときのもう１つの状態を示している。 本発明に係る油圧装置の模式的な立面図であり、第１油室内の異物を除去するときのもう１つの状態を示している。

以下、添付の図面を参照しつつ、本発明の典型的な実施形態を具体的に説明する。
図１に示すように、本発明の実施形態に係る油圧装置Ｓは、片ロッド形複動式の油圧シリンダ１を有している。油圧シリンダ１は、略円筒形のシリンダ２と、シリンダ２の中空部（円柱形空間部）に嵌入された略円柱形のピストン３とを有している。この油圧シリンダ１は、シリンダ中心軸が上下方向（鉛直方向）を向くように配置された縦置き型の油圧シリンダである。ピストン３の下端面（ロッド側端面）にはピストンロッド４が連結され、このピストンロッド４は、シリンダ２の下端壁（ロッド側端壁）を貫通してシリンダ外部に伸びている。ピストンロッド４の下端部は、油圧シリンダ１によって、例えば上下方向に移動させられる負荷５（例えば、水門の扉体等）に連結されている。

ピストン３は、シリンダ２の中空部内で上下方向（シリンダ中心軸方向）に摺動ないしは滑動することができ、シリンダ２の中空部は、ピストン３によって上下に仕切られ、ピストン３の上側に第１油室６が形成され、ピストン３の下側に第２油室７が形成されている。そして、油圧シリンダ１においては、加圧された作動油が第１油室６に供給されたときには、作動油の圧力によってピストン３及びピストンロッド４が下向きに移動させられ、加圧された作動油が第２油室７に供給されたときには、作動油の圧力によってピストン３及びピストンロッド４が上向きに移動させられ、これによって負荷５が下向き又は上向きに移動させられるようになっている。なお、油圧装置Ｓは、さらに、後で詳しく説明する油路切換機構８と、可撓性を有するメンテナンスホース９（管状部材）とを有している。

油圧シリンダ１に対して、加圧された作動油を該油圧シリンダ１の任意の一方の油室（すなわち、第１油室６又は第２油室７）に供給するとともに、他方の油室（すなわち、第２油室７又は第１油室６）から作動油を排出する作動油給排装置１０が設けられている。作動油給排装置１０には、４ポート３位置方向制御弁である電磁式の油路切換弁１１が設けられている。油路切換弁１１の第１ポートＰ１及び第２ポートＰ２は、それぞれ、第１作動油通路１２及び第２作動油通路１３を介して、油圧シリンダ１の第１油室６及び第２油室７に接続されている。また、油路切換弁１１の第３ポートＰ３及び第４ポートＰ４には、それぞれ第３作動油通路１４及び第４作動油通路１５が接続され、これらの第３作動油通路１４及び第４作動油１５の先端（油路切換弁１１に接続されていない方の端部）は、作動油を貯留する作動油タンク１６内に導入されている。

第３作動油通路１４の先端には、該第３作動油通路１４に吸入される作動油中の固体の異物を除去するオイルフィルタ１７が取り付けられ、このオイルフィルタ１７は、常時、作動油タンク１６内に貯留された作動油に浸漬されている。さらに、第３作動油通路１４には、電動機１８（又はガソリンエンジン等の原動機）によって駆動される油圧ポンプ１９が介設されている。油圧ポンプ１９は、作動油タンク１６内の作動油を吸入し、加圧して油路切換弁１１の第３ポートＰ３に供給する。作動油の流れ方向に関して、油圧ポンプ１９より下流側（油路切換弁側）の第３作動油通路１４と第４作動油通路１５とを接続する第１バイパス作動油通路２０が設けられている。そして、第１バイパス作動油通路２０に、油圧ポンプ１９から吐出された作動油の圧力を設定値以下に調整するリリーフ弁２１が介設されている。

油路切換弁１１は、油圧シリンダ１への作動油の給排経路を切り換える。詳しくは図示していないが、油路切換弁１１は制御装置（図示せず）によって制御されるソレノイド弁であり、油圧ポンプ１９によって加圧され第３ポートＰ３に供給された作動油を、第１作動油通路１２を介して油圧シリンダ１の第１油室６に供給する第１の状態と、第２作動油通路１３を介して油圧シリンダ１の第２油室７に供給する第２の状態と、油圧シリンダ１には作動油を供給しない第３の状態のいずれかにセットすることができる。

第１の状態では、第２油室７内の作動油は、第２作動油通路１３と第４作動油通路１５とを介して作動油タンク１６に還流し、第２の状態では、第１油室６内の作動油は、第１作動油通路１２と第４作動油通路１５とを介して作動油タンク１６に還流する。また、第３の状態では、第１作動油通路１２及び第２作動油通路１３の油路切換弁側の端部は閉止される。なお、油路切換弁１１を、第３の状態では第３作動油通路１４と第４作動油通路１５とが連通するように構成してもよい。また、油路切換弁１１を、第３の状態では第１作動油通路１２及び第２作動油通路１３が第４作動油通路１５と連通するように構成してもよい。

第１作動油通路１２には、油路切換弁側から油圧シリンダ側に向かって順に、基本的には油圧シリンダ側から油路切換弁側への作動油の流れを係止（阻止）する第１パイロット操作式逆止弁２５と、互いに並列に接続された流量調整弁２６ａと逆止弁２６ｂとで構成される第１逆止弁付流量調整弁２６とが直列に介設されている。第１逆止弁付流量調整弁２６は、油路切換弁側から油圧シリンダ側への作動油の流れはとくには規制しないが、油圧シリンダ側から油路切換弁側への作動油の流量を調整する。なお、第２作動油通路１３に設定圧以上の油圧（パイロット圧）がかかっているときには、第１パイロット操作式逆止弁２５は開弁され、第１作動油通路１２における油圧シリンダ側から油路切換弁側への作動油の流れを許容する。

他方、第２作動油通路１３には、油路切換弁側から油圧シリンダ側に向かって順に、基本的には油圧シリンダ側から油路切換弁側への作動油の流れを係止（阻止）する第２パイロット操作式逆止弁２７と、互いに並列に接続された流量調整弁２８ａと逆止弁２８ｂとで構成される第２逆止弁付流量調整弁２８とが直列に介設されている。第２逆止弁付流量調整弁２８は、油路切換弁側から油圧シリンダ側への作動油の流れはとくには規制しないが、油圧シリンダ側から油路切換弁側への作動油の流量を調整する。なお、第１作動油通路１２に設定圧以上の油圧（パイロット圧）がかかっているときには、第２パイロット操作式逆止弁２７は開弁され、第２作動油通路１３における油圧シリンダ側から油路切換弁側への作動油の流れを許容する。

油圧シリンダ１と第１、第２逆止弁付流量調整弁２６、２８との間において、第１、第２作動油通路１２、１３には、油圧装置Ｓの一部をなす油路切換機構８が介設されている。この油路切換機構８は、第１作動油通路１２に介設された第１開閉弁３０と、第２作動油通路１３に介設された第２開閉弁３１と、第１、第２開閉弁３０、３１よりも油路切換弁側の位置で第１作動油通路１２と第２作動油通路１３とを接続する（連通させる）バイパス油路３２と、バイパス油路を開閉するバイパス開閉弁３３とを有している。

さらに、油路切換機構８は、第１、第２開閉弁３０、３１より油圧シリンダ側の位置において、それぞれ第１、第２作動油通路１２、１３に介設された第１、第２逆止弁３４、３５と、第１、第２開閉弁３０、３１より油路切換弁側の位置において、それぞれ第１、第２作動油通路１２、１３に介設された第３、第４逆止弁３６、３７とを有している。第１〜第４逆止弁３４〜３７は互いに同一の構造又は形状を有し、それぞれ、対応する作動油通路（第１作動油通路１２又は第２作動油通路１３）内が外部に対して高圧状態にあるときには閉弁し、基本的には作動油通路内の流体の作動油通路外への流出を係止ないしは阻止するように構成されている。ただし、第１〜第４逆止弁３４〜３７は、後で説明するメンテナンスホース９の第１、第２接続具４１、４２が接続されたときには開弁し、作動油通路内の流体の作動油通路外への流出が可能となる。

油路切換機構８は、第１、第２作動油通路１２、１３に介設された一体構造物（多ポートバイパス弁）であってもよい。この場合、例えば金属製の略直方体ブロック（中実の塊状物）状の本体部の内部に、第１作動油通路１２の一部をなす（又は第１作動油通路１２に介在する第１油路と、第２作動油通路１３の一部をなす（又は第２作動油通路１３に介在する）第２油路と、バイパス油路３２とが、孔ないしは穴の形態で形成される。そして、第１油路に対して第１開閉弁３０と第１、第３逆止弁３４、３６とが設けられ、第２油路に対して第２開閉弁３１と第２、第４逆止弁３５、３７とが設けられ、バイパス油路３２に対してバイパス開閉弁３３が設けられる。

また、作動油給排装置１０には、油路切換機構８と第１、第２逆止弁付流量調整弁２６、２８との間の位置において、第１作動油通路１２から分岐する第１分岐油路４３と第２作動油通路１３から分岐する第２分岐油路４４とが設けられている。さらに、一方の端部が第１、第２分岐油路４３、４４に接続され、他方の端部が油路切換弁１１より作動油タンク側の位置で第４作動油通路１５に接続された迂回油路４５が設けられている。そして、第１分岐油路４３には第１分岐油路開閉弁４６が介設され、第２分岐油路４４には第２分岐油路開閉弁４７が介設されている。第１、第２分岐油路４３、４４及び迂回油路４５は、後で説明するように、油圧シリンダ１から排出された作動油を、油路切換機構８より作動油タンク側の種々の油圧機器を迂回して作動油タンク１６に還流させるための油路である。

なお、第１逆止弁付流量調整弁２６を、第１作動油通路１２ではなく、第２作動油通路１３に介設してもよい。この場合、第１逆止弁付流量調整弁２６は、第２パイロット操作式逆止弁２７と第２逆止弁付流量調整弁２８の間に介設され、かつ逆止弁２６ｂは、油路切換弁側から油圧シリンダ側への作動油の流れを係止するように構成される。

油圧シリンダ１のシリンダ２には、第１油室６内が外部に対して高圧状態にあるときには閉止され基本的には第１油室６内の流体の油室外への流出を係止ないしは阻止するように構成された逆止弁からなる第１油室開閉弁５１（例えば、エア抜きバルブ）と、第２油室７内が外部に対して高圧状態にあるときには閉止され基本的には第２油室７内の流体の油室外への流出を係止ないしは阻止するように構成された逆止弁からなる第２油室開閉弁５２（例えば、エア抜きバルブ）とが付設されている。ただし、第１、第２油室開閉弁５１、５２は、後で説明するメンテナンスホース９の第１、第２接続具４１、４２が接続されたときには開弁し、第１、第２油室６、７内の流体の油室外への流出が可能となる。なお、第１油室開閉弁５１と第２油室開閉弁５２は、互いに同一の構造又は形状を有している。

ここで、第１油室開閉弁５１はシリンダ２の上端部近傍（キャップ側端部近傍）に配設され、第２油室開閉弁５２はシリンダ２の下端部近傍（ロッド側端部近傍）に配設されている。なお、第１、第２作動油通路１２、１３は、それぞれ、シリンダ中心軸方向に関して、第１、第２油室開閉弁５１、５２と同じ位置（同じ高さの位置）でシリンダ２に接続されている。また、第１、第２作動油通路１２、１３は、それぞれ、平面視では（シリンダ中心軸と垂直な平面上では）、シリンダ中心に対して第１、第２油室開閉弁５１、５２と点対称の位置（シリンダ直径を挟んで対向する位置、すなわちシリンダ直径の両端位置）でシリンダ２に接続されている。

メンテナンスホース９の一方の端部には第１接続具４１が取り付けられ、他方の端部には第２接続具４２が取り付けられている。第１、第２接続具４１は互いに同一の構造又は形状を有し、それぞれ、第１〜第４逆止弁３４〜３７及び第１、第２油室開閉弁５１、５２のいずれに対しても接続してこれを開弁することができるように構成されている。つまり、メンテナンスホース９は、第１〜第４逆止弁３４〜３７及び第１、第２油室開閉弁５１、５２のうちの任意の２つのものを接続して連通させることができる。なお、メンテナンスホース９の第１接続具５１を第１〜第４逆止弁３４〜３７のみに接続してこれを開弁することができるように構成し、第２接続具５２を第１、第２油室開閉弁５１、５２のみに接続してこれを開弁することができるように構成してもよい。ただし、この場合は、第１油室開閉弁５１と第２油室開閉弁５２とを互いに接続することができないので、後で説明する図４及び図５に示すような異物の除去方法を用いることはできない。

以下、油圧装置Ｓないしは油圧シリンダ１における気泡、固体粒子等の異物の除去方法を具体的に説明する。まず、第１の異物の除去方法を説明する。この第１の異物の除去方法は、メンテナンスホース９の第１接続具５１を第１〜第４逆止弁３４〜３７のみに接続することができるように構成する一方、第２接続具５２を第１、第２油室開閉弁５１、５２のみに接続することができるように構成した場合でも用いることができる。第１の異物の除去方法は、下記の第１〜第３ステップを有する。第２、第３ステップは、第１ステップの後で実施される。なお、第２、第３ステップは、どちらのステップを先に実施してもよい。

（１） 第１ステップ
第１ステップでは、バイパス開閉弁３３を閉弁状態とする。バイパス開閉弁３３は、油圧シリンダ１の稼動時には閉弁され、第１、第２作動油通路１２、１３のフラッシング（清掃）を行うときに開弁される開閉弁である。したがって、油圧シリンダ１の稼動を停止した後、第１、第２作動油通路１２、１３のフラッシングを行うことなく油圧シリンダ１内の異物の除去を行う場合は、バイパス開閉弁３３を閉弁するための動作は、とくには必要とされない。

なお、第１、第２作動油通路１２、１３のフラッシングは、例えば下記のような手順で行うことができる。まず、第１、第２開閉弁３０、３１を閉弁状態とし、バイパス開閉弁３３を開弁状態とし、第１分岐油路開閉弁４６を閉弁状態とし、第２分岐油路開閉弁４７を開弁状態とする。この後、油路切換弁１１を第１の状態にセットし、油圧ポンプ１９によって加圧され第３ポートＰ３に供給された作動油を、第１ポートＰ１を経由して第１作動油通路１２に供給する。その結果、作動油が、順に、第１作動油通路１２（一部）と、バイパス油路３２と、第２作動油通路１３（一部）と、第２分岐油路４４と、迂回油路４５と、第４作動油通路１５（一部）とを介して作動油タンク１６に還流する。

次に、第１分岐油路開閉弁４６を開弁状態とし、第２分岐油路開閉弁４７を閉弁状態とし、油路切換弁１１を第２の状態にセットして、油圧ポンプ１９によって加圧され第３ポートＰ３に供給された作動油を、第２ポートＰ２を経由して第２作動油通路１３に供給する。その結果、作動油が、順に、第２作動油通路１３（一部）と、バイパス油路３２と、第１作動油通路１２（一部）と、第１分岐油路４３と、迂回油路４５と、第４作動油通路１５（一部）とを介して作動油タンク１６に還流する。これにより、第１、第２作動油通路１２、１３にフラッシング（清掃）が施される。なお、上記２つのフラッシング操作の順序を逆にしてもよい。

（２） 第２ステップ
図２に示すように、第２ステップでは、ピストン３をシリンダ２内で最下位置又はその近傍（第２油室側端部近傍）に配置し、第１開閉弁３０を閉弁状態とし、第２開閉弁３１を開弁状態とする。また、第１分岐油路開閉弁４６を閉弁状態とし、第２分岐油路開閉弁４７を開弁状態とする。そして、第１接続具４１を第３逆止弁３６に接続し、第２接続具４２を第２油室開閉弁５２に接続する。この後、油路切換弁１１を第１の状態にセットし、油圧ポンプ１９によって加圧され第３ポートＰ３に供給された作動油を、第１ポートＰ１を経由して第１作動油通路１２に供給する。その結果、作動油が、第１作動油通路１２（一部）とメンテナンスホース９とを経由して第２油室７に導入される。なお、第１接続具４１と第２接続具４２とが同一の構造ないしは形状を有する場合は、第２接続具４２を第３逆止弁３６に接続し、第１接続具４１を第２油室開閉弁５２に接続してもよいのはもちろんである。

第２油室７内においては、油室上端部近傍ないしはピストン下端面近傍に気泡が滞留する一方、油室下端部近傍に金属粒子等の固体粒子が滞留する傾向があるが、第２油室７の体積が非常に小さいので、気泡ないしは固体粒子は第２油室７内に比較的密集した状態で滞留している。そして、この状態では、作動油は体積が小さい第２油室７内を横断して高速で流通し、第２作動油通路１３に排出される。その結果、第２油室７内に存在する気泡、固体粒子等の異物は、高速で流れる作動油によって第２油室７から第２作動油通路１３に排出される。この後、第２作動油通路１３内の異物を伴った作動油は、順に、第２分岐油路４４と迂回油路４５と第４作動油通路１５（一部）とを介して作動油タンク１６に流入する（図１参照）。かくして、第２油室７内の異物は効果的に除去される。

なお、第２ステップにおいて、第１開閉弁３０を開弁状態として第１接続具４１を第１逆止弁３４又は第３逆止弁３６に接続してもよい。この場合、ピストン３がシリンダ２内で最下位置又はその近傍に位置し、第１油室６はほぼ最大限に膨張（拡大）した状態にあるので、第１作動油通路１２に供給された作動油はほとんどメンテナンスホース９を経由して第２油室７に導入され、第２油室７内の異物は効果的に除去される。

（３） 第３ステップ
図３に示すように、第３ステップでは、ピストン３をシリンダ２内で最上位置又はその近傍（第１油室側端部近傍）に配置し、第１開閉弁３０を開弁状態とし、第２開閉弁３１を閉弁状態とする。また、第１分岐油路開閉弁４６を開弁状態とし、第２分岐油路開閉弁４７を閉弁状態とする。そして、第１接続具４１を第４逆止弁３７に接続し、第２接続具４２を第１油室開閉弁５１に接続する。この後、油路切換弁１１を第２の状態にセットし、油圧ポンプ１９によって加圧され第３ポートＰ３に供給された作動油を、第２ポートＰ２を経由して第２作動油通路１３に供給する。その結果、作動油が、第２作動油通路１３（一部）とメンテナンスホース９とを経由して第１油室６に導入される。なお、第１接続具４１と第２接続具４２とが同一の構造ないしは形状を有する場合は、第２接続具４２を第４逆止弁３７に接続し、第１接続具４１を第１油室開閉弁５１に接続してもよいのはもちろんである。

第１油室６内においては、油室上端部近傍ないしはシリンダ上端面近傍に気泡が滞留する一方、油室下端部近傍ないしはピストン上端面近傍に金属粒子等の固体粒子が滞留する傾向があるが、第１油室６の体積が非常に小さいので、気泡ないしは固体粒子は体積が小さい第１油室６内に比較的密集した状態で滞留している。そして、この状態では、作動油は体積が小さい第１油室６内を横断して高速で流通し、第１作動油通路１２に排出される。その結果、第１油室６内に存在する気泡、固体粒子等の異物は、高速で流れる作動油によって第１油室６から第１作動油通路１２に排出される。この後、第１作動油通路１２内の異物を伴った作動油は、順に、第１分岐油路４３と迂回油路４５と第４作動油通路１５（一部）とを介して作動油タンク１６に流入する。かくして、第１油室６内の異物は効果的に除去される。

なお、第３ステップにおいて、第２開閉弁３１を開弁状態として第１接続具４１を第２逆止弁３５又は第４逆止弁３７に接続してもよい。この場合、ピストン３がシリンダ２内で最上位置又はその近傍に位置し、第２油室７はほぼ最大限に膨張（拡大）した状態にあるので、第２作動油通路１３に供給された作動油はほとんどメンテナンスホース９を経由して第１油室６に供給され、第１油室６内の異物は効果的に除去される。

以下、第２の異物の除去方法を説明する。なお、第２の異物の除去方法は、メンテナンスホース９の第１接続具５１を第１〜第４逆止弁３４〜３７のみに接続することができるように構成する一方、第２接続具５２を第１、第２油室開閉弁５１、５２のみに接続することができるように構成した場合には用いることができない。この第２の異物の除去方法は、下記のステップ１〜ステップ３を有する。ステップ２、３は、ステップ１の後で実施される。なお、ステップ２、３は、どちらのステップを先に実施してもよい。

（１） ステップ１
図４に示すように、ステップ１では、バイパス開閉弁３３を閉弁状態とし、第１、第２開閉弁３０、３１を開弁状態とし、第１接続具４１を第１油室開閉弁５１に接続するとともに第２接続具４２を第２油室開閉弁５２に接続する。なお、第１接続具４１を第２油室開閉弁５２に接続するとともに第２接続具４２を第１油室開閉弁５１に接続してもよい。

（２） ステップ２
ステップ２では、ピストン３をシリンダ２内で最下位置又はその近傍（第２油室側端部近傍）に配置する。そして、第１分岐油路開閉弁４６を閉弁状態とし、第２分岐油路開閉弁４７を開弁状態とする。この後、油路切換弁１１を第１の状態にセットし、油圧ポンプ１９によって加圧され第３ポートＰ３に供給された作動油を、第１ポートＰ１を経由して第１作動油通路１２に供給する。その結果、作動油が、第１作動油通路１２と第１油室６とメンテナンスホース９とを経由して第２油室７に導入される。これにより、前記の第１の異物の除去方法の第２ステップの場合と同様に、第２油室７内の異物が効果的に除去される。

（３） ステップ３
図５に示すように、ステップ３では、ピストン３をシリンダ２内で最上位置又はその近傍（第１油室側端部近傍）に配置する。そして、第１分岐油路開閉弁４６を開弁状態とし、第２分岐油路開閉弁４７を閉弁状態とする。この後、油路切換弁１１を第２の状態にセットし、油圧ポンプ１９によって加圧され第３ポートＰ３に供給された作動油を、第２ポートＰ２を経由して第２作動油通路１３に供給する。その結果、作動油が、第２作動油通路１３と第２油室７とメンテナンスホース９とを経由して第１油室６に導入される。これにより、前記の第１の異物の除去方法の第３ステップの場合と同様に、第１油室６内の異物が効果的に除去される。

以上、本発明に係る油圧装置又は異物を除去する方法によれば、油圧シリンダ１を含む油圧装置Ｓの構造を簡素なものとしつつ、着脱自在のメンテナンスホース９の第１、第２接続具４１、４２を第１〜第４逆止弁３４〜３７及び第１、第２油室開閉弁５１、５２のうちの所定のものに接続するとともに、第１、第２開閉弁３０、３１、バイパス開閉弁３３及び第１、第２分岐油路開閉弁４６、４７の開閉状態を所定の態様にセットした上で、第１作動油通路１２と第２作動油通路１３とに交互に作動油を供給することにより、第１、第２油室６、７内に滞留する気泡、固体粒子等の異物をすべて効果的に除去することができる。これにより、油圧シリンダ１の性能ないしは信頼性を高めることができ、例えば油圧シリンダ１の同調の精度を高める（同調の狂いをなくす）ことができる。

Ｓ 油圧装置、Ｐ１ 第１ポート、Ｐ２ 第２ポート、Ｐ３ 第３ポート、Ｐ４ 第４ポート、１ 油圧シリンダ、２ シリンダ、３ ピストン、４ ピストンロッド、５ 負荷、６ 第１油室、７ 第２油室、８ 油路切換機構、９ メンテナンスホース（管状部材）、１０ 作動油給排装置、１１ 油路切換弁、１２ 第１作動油通路、１３ 第２作動油通路、１４ 第３作動油通路、１５ 第４作動油通路、１６ 作動油タンク、１７ オイルフィルタ、１８ 電動機、１９ 油圧ポンプ、２０ バイパス作動油通路、２１ リリーフ弁、２５ 第１パイロット操作式逆止弁、２６ 第１逆止弁付流量調整弁、２６ａ 流量調整弁、２６ｂ 逆止弁、２７ 第２パイロット操作式逆止弁、２８ 第２逆止弁付流量調整弁、２８ａ 流量調整弁、２８ｂ 逆止弁、３０ 第１開閉弁、３１ 第２開閉弁、３２ バイパス油路、３３ バイパス開閉弁、３４ 第１逆止弁、３５ 第２逆止弁、３６ 第３逆止弁、３７ 第４逆止弁、４１ 第１接続具、４２ 第２接続具、４３ 第１分岐油路、４４ 第２分岐油路、４５ 迂回油路、４６ 第１分岐油路開閉弁、４７ 第２分岐油路開閉弁、５１ 第１油室開閉弁、５２ 第２油室開閉弁。

Claims (8)

1. シリンダと前記シリンダの中空部に嵌入されシリンダ中心軸が伸びる方向に往復移動するピストンとを有し、前記シリンダ内に前記ピストンによってシリンダ中心軸が伸びる方向に互いに仕切られた第１油室及び第２油室が形成され、前記ピストンの第２油室側端面にピストンロッドが連結され、前記ピストンロッドが前記シリンダの第２油室側端壁を貫通してシリンダ外部に伸びていて、加圧された作動油が前記第１油室に供給されたときに前記ピストンが第２油室側に移動して前記第２油室内の作動油がシリンダ外に排出される一方、加圧された作動油が前記第２油室に供給されたときに前記ピストンが第１油室側に移動して前記第１油室内の作動油がシリンダ外に排出される片ロッド形複動式の油圧シリンダと、
   前記第１油室に作動油を給排する第１作動油通路に介設された第１開閉弁と、前記第２油室に作動油を給排する第２作動油通路に介設された第２開閉弁と、前記第１、第２開閉弁に対して前記油圧シリンダと反対側の位置で前記第１作動油通路と前記第２作動油通路とを接続するバイパス油路と、前記バイパス油路を開閉するバイパス開閉弁と、前記第１、第２開閉弁に対して前記油圧シリンダと同じ側の位置においてそれぞれ前記第１作動油通路及び前記第２作動油通路に介設され作動油通路外への流体の流出を係止する第１逆止弁及び第２逆止弁と、前記第１、第２開閉弁に対して前記油圧シリンダと反対側の位置においてそれぞれ前記第１作動油通路及び前記第２作動油通路に介設され作動油通路外への流体の流出を係止する第３逆止弁及び第４逆止弁とを有する油路切換機構とを備えている油圧装置であって、
   前記油圧シリンダに、前記第１油室に接続され該第１油室を外部に開放することが可能な第１油室開閉弁と、前記第２油室に接続され該第２油室を外部に開放することが可能な第２油室開閉弁とが設けられ、
   該油圧装置は、一方の端部に前記第１〜第４逆止弁と接続されたときに該逆止弁を開弁するように構成された第１接続具が設けられる一方、他方の端部に前記第１、第２油室開閉弁と接続することが可能な第２接続具が設けられた、前記第１〜第４逆止弁及び前記第１、第２油室開閉弁に対して着脱自在な管状部材を備えていることを特徴とする油圧装置。
2. 前記油路切換機構は、ブロック状の本体部の内部に、前記バイパス油路と、それぞれ前記第１、第２作動油通路の一部をなし又は前記第１、第２作動油通路に介在する第１、第２油路とが孔の形態で形成され、前記第１油路に対して前記第１開閉弁と前記第１、第３逆止弁とが設けられ、前記第２油路に対して前記第２開閉弁と前記第２、第４逆止弁とが設けられた一体構造物であることを特徴とする、請求項１に記載の油圧装置。
3. 前記管状部材は、可撓性材料で形成されたホースであることを特徴とする、請求項１又は２に記載の油圧装置。
4. 前記第１、第２油室開閉弁は、油室外への流体の流出を係止する逆止弁であり、
   前記管状部材の前記第２接続具は、前記第１、第２油室開閉弁と接続されたときに該油室開閉弁を開弁するように構成されていることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１つに記載の油圧装置。
5. 前記管状部材の前記第１接続具と前記第２接続具とが同一の構造又は形状を有していて、
   前記第１〜第４逆止弁及び前記第１、第２油室開閉弁は、前記管状部材の前記第１、第２接続具と接続することができるように構成されていることを特徴とする、請求項４に記載の油圧装置。
6. 請求項１〜５のいずれか１つに記載の油圧装置において、第１、第２油室内に存在する異物を除去する方法であって、
   前記バイパス開閉弁を閉弁状態とするステップと、
   前記ピストンを前記シリンダの第２油室側端部近傍に配置し、前記第１開閉弁を閉弁状態として前記第１接続具を前記第３逆止弁に接続し、前記第２接続具を前記第２油室開閉弁に接続し、加圧された作動油を前記第１作動油通路に供給し前記管状部材を経由して前記第２油室に導入し、前記第２油室内を流通した作動油を、前記第２開閉弁を開弁状態として前記第２作動油通路を介して排出することにより、前記第２油室内に存在する異物を除去するステップと、
   前記ピストンを前記シリンダの第１油室側端部近傍に配置し、前記第２開閉弁を閉弁状態として前記第１接続具を前記第４逆止弁に接続し、前記第２接続具を前記第１油室開閉弁に接続し、加圧された作動油を前記第２作動油通路に供給し前記管状部材を経由して前記第１油室に導入し、前記第１油室内を流通した作動油を、前記第１開閉弁を開弁状態として前記第１作動油通路を介して排出することにより、前記第１油室内に存在する異物を除去するステップとを有することを特徴とする方法。
7. 請求項１〜５のいずれか１つに記載の油圧装置において、第１、第２油室内に存在する異物を除去する方法であって、
   前記バイパス開閉弁を閉弁状態とするステップと、
   前記ピストンを前記シリンダの第２油室側端部近傍に配置し、前記第１開閉弁を開弁状態として前記第１接続具を前記第１逆止弁又は前記第３逆止弁に接続し、前記第２接続具を前記第２油室開閉弁に接続し、加圧された作動油を前記第１作動油通路に供給し前記管状部材を経由して前記第２油室に導入し、前記第２油室内を流通した作動油を、前記第２開閉弁を開弁状態として前記第２作動油通路を介して排出することにより、前記第２油室内に存在する異物を除去するステップと、
   前記ピストンを前記シリンダの第１油室側端部近傍に配置し、前記第２開閉弁を開弁状態として前記第１接続具を前記第２逆止弁又は前記第４逆止弁に接続し、前記第２接続具を前記第１油室開閉弁に接続し、加圧された作動油を前記第２作動油通路に供給し前記管状部材を経由して前記第１油室に導入し、前記第１油室内を流通した作動油を、前記第１開閉弁を開弁状態として前記第１作動油通路を介して排出することにより、前記第１油室内に存在する異物を除去するステップとを有することを特徴とする方法。
8. 請求項５に記載の油圧装置において、第１、第２油室内に存在する異物を除去する方法であって、
   前記バイパス開閉弁を閉弁状態とし、前記第１、第２開閉弁を開弁状態とし、前記第１、第２接続具のうちの一方の接続具を前記第１油室開閉弁に接続するとともに他方の接続具を前記第２油室開閉弁に接続するステップと、
   前記ピストンを前記シリンダの第２油室側端部近傍に配置し、加圧された作動油を、前記第１作動油通路と前記第１油室と前記管状部材とを経由して前記第２油室に導入し、前記第２油室内を流通した作動油を、前記第２作動油通路を介して排出することにより、前記第２油室内に存在する異物を除去するステップと、
   前記ピストンを前記シリンダの第１油室側端部近傍に配置し、加圧された作動油を、前記第２作動油通路と前記第２油室と前記管状部材とを経由して前記第１油室に導入し、前記第１油室内を流通した作動油を、前記第１作動油通路を介して排出することにより、前記第１油室内に存在する異物を除去するステップとを有することを特徴とする方法。

Images