(57)【要約】【課題】部品点数が少なく簡素な構成となるシリンダ駆動装置を提供する。【解決手段】シリンダ駆動装置１００は、シリンダ１０の第１室１４とポンプ２０の第１ポート２１を連通させる第１通路５１と、シリンダ１０の第２室１５とタンク４０を連通させる第２通路５２と、ポンプ２０の第２ポート２２とタンク４０を連通させる第３通路５３と、第３通路５３を流れる作動流体に抵抗を付与する絞り５３Ａと、第１通路５１に設けられ、ポンプ２０から第１室１４への作動流体の流れを許容するとともに、ポンプ２０と絞り５３Ａとの間の第３通路５３の作動流体の流体圧に応じて第１室１４からポンプ２０への作動流体の流れを許容するオペレートチェック弁６０と、を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダを駆動するシリンダ駆動装置であって、
ピストンロッドに設けられたピストンにより仕切られる第１室及び第２室を有するシリンダと、
第１ポート及び第２ポートを有し、いずれか一方のポートから作動流体を吐出可能なポンプと、
作動流体を貯留するタンクと、
前記第１室と前記第１ポートを連通させる第１通路と、
前記第２室と前記タンクを連通させる第２通路と、
前記第２ポートと前記タンクを連通させる第３通路と、
前記第３通路を流れる作動流体に抵抗を付与する絞りと、
前記第１通路に設けられ、前記ポンプから前記第１室への作動流体の流れを許容するとともに、前記ポンプと前記絞りとの間の第３通路の作動流体の流体圧に応じて前記第１室から前記ポンプへの作動流体の流れを許容するオペレートチェック弁と、を備え、
前記シリンダは、
前記ポンプが前記第１ポートから作動流体を吐出する場合、吐出された作動流体が前記オペレートチェック弁を介して前記第１室に供給されることで、前記ピストンロッドが伸長方向に移動し、
前記ポンプが前記第２ポートから作動流体を吐出する場合、前記第１室の作動流体が前記オペレートチェック弁を介して前記第１室から排出されることで、前記ピストンロッドが収縮方向に移動するように構成される、ことを特徴とするシリンダ駆動装置。
【請求項２】
前記絞りをバイパスするように前記第３通路に接続されるバイパス通路と、
前記バイパス通路に設けられ、前記ポンプへの作動流体の流れのみを許容するチェック弁と、をさらに備える、ことを特徴とする請求項１に記載のシリンダ駆動装置。
【請求項３】
前記第２通路の一端は、前記絞りよりもタンク側の前記第３通路に接続されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のシリンダ駆動装置。
【請求項４】
前記第２通路の一端は、前記絞りよりもポンプ側の前記第３通路に接続されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のシリンダ駆動装置。
【請求項５】
前記シリンダは、
前記第１室内の作動流体の流体圧により前記ピストンロッドが伸長方向に移動し、
前記ピストンロッド側の自重により前記ピストンロッドが収縮方向に移動するように構成される、ことを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一つに記載のシリンダ駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリンダを駆動するシリンダ駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、作動油を用いて単動式のシリンダを駆動するシリンダ駆動装置が開示されている。このシリンダ駆動装置は、シリンダのボトム側室の作動油を給排することにより、シリンダを伸縮させるように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第２８２４６５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載のシリンダ駆動装置は、パイロット圧に応じてスプールが移動することで、タンクに貯留された作動油をポンプに供給可能としたり、ボトム側室の作動油をタンクに排出可能としたりする切換弁を備えており、シリンダ駆動装置の構成が複雑になっている。
【０００５】
そこで、本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、部品点数が少なく簡素な構成となるシリンダ駆動装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、シリンダを駆動するシリンダ駆動装置であって、ピストンロッドに設けられたピストンにより仕切られる第１室及び第２室を有するシリンダと、第１ポート及び第２ポートを有し、いずれか一方のポートから作動流体を吐出可能なポンプと、作動流体を貯留するタンクと、前記第１室と前記第１ポートを連通させる第１通路と、前記第２室と前記タンクを連通させる第２通路と、前記第２ポートと前記タンクを連通させる第３通路と、前記第３通路を流れる作動流体に抵抗を付与する絞りと、前記第１通路に設けられ、前記ポンプから前記第１室への作動流体の流れを許容するとともに、前記ポンプと前記絞りとの間の第３通路の作動流体の流体圧に応じて前記第１室から前記ポンプへの作動流体の流れを許容するオペレートチェック弁と、を備え、前記シリンダは、前記ポンプが前記第１ポートから作動流体を吐出する場合、吐出された作動流体が前記オペレートチェック弁を介して前記第１室に供給されることで、前記ピストンロッドが伸長方向に移動し、前記ポンプが前記第２ポートから作動流体を吐出する場合、前記第１室の作動流体が前記オペレートチェック弁を介して前記第１室から排出されることで、前記ピストンロッドが収縮方向に移動するように構成される、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によるシリンダ駆動装置では、従来手法のようなスプール式の切換弁を備えなくても、シリンダを伸縮させることができる。したがって、シリンダ駆動装置に備えられる部品点数を削減でき、シリンダ駆動装置の構成をより簡素なものとすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第１実施形態によるシリンダ駆動装置の概略構成図である。
【図２】本発明の第１実施形態によるシリンダ駆動装置を示す回路図である。
【図３】本発明の第２実施形態によるシリンダ駆動装置を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
（第１実施形態）
図１及び図２を参照して、本発明の第１実施形態によるシリンダ駆動装置１００の構成について説明する。
【００１０】
図１及び図２に示すシリンダ駆動装置１００は、農機や作業機械等に搭載され、作動油を用いてシリンダ１０を駆動する装置である。
【００１１】
シリンダ駆動装置１００は、伸縮可能に構成されたシリンダ１０と、作動流体としての作動油を圧送するポンプ２０と、ポンプ２０を駆動する駆動モータ３０と、作動油を貯留するタンク４０と、を備える。
【００１２】
ポンプ２０、駆動モータ３０、タンク４０、作動油が流れる各種通路５１，５２，５３及びこれら通路５１，５２，５３に設けられる弁等は、一つのユニット部材Ｕ（図１参照）を構成しており、ユニット部材Ｕはシリンダ１０に隣接するように配設されている。これにより、シリンダ駆動装置１００をコンパクトに構成することが可能となる。
【００１３】
図２に示すように、シリンダ１０は、円筒状の本体部１１と、本体部１１の一端側から本体部１１内に挿入されるピストンロッド１２と、ピストンロッド１２の端部に設けられ、本体部１１の内周面に沿って摺動するピストン１３と、を備える。本体部１１の内部は、ピストン１３によって、第１室１４及び第２室１５に仕切られる。これら第１室１４及び第２室１５には作動油が充填されている。
【００１４】
なお、シリンダ１０の本体部１１の端部は農機等のボディの所定位置に固定され、本体部１１の外側に位置するピストンロッド１２の端部は駆動対象に固定される。
【００１５】
シリンダ１０は、作動油が第１室１４に供給されることで第１室１４内の作動油の油圧によりピストンロッド１２が伸長方向に移動し、作動油が第１室１４から排出されることでピストンロッド１２側の自重（ピストンロッド１２及び駆動対象の自重）によりピストンロッド１２が収縮方向に移動するように構成された単動式シリンダである。
【００１６】
ポンプ２０は、第１ポート２１及び第２ポート２２を有する双方向型ポンプである。ポンプ２０は、駆動モータ３０に連結されており、駆動モータ３０の回転駆動力に基づいて駆動される。ポンプ２０は、駆動モータ３０が正転する場合に第２ポート２２から吸い込んだ作動油を第１ポート２１から吐出し、駆動モータ３０が逆転する場合に第１ポート２１から吸い込んだ作動油を第２ポート２２から吐出する。
【００１７】
このように、駆動モータ３０の回転方向に応じて、ポンプ２０から吐出される作動油の吐出方向が切り換えられる。
【００１８】
シリンダ１０の第１室１４とポンプ２０の第１ポート２１とは、第１通路５１を通じて連通している。ポンプ２０の第２ポート２２とタンク４０とは、第３通路５３を通じて連通している。また、シリンダ１０の第２室１５は、第２通路５２を通じて、第３通路５３に連通している。第２室１５は、第２通路５２及び第３通路５３を介してタンク４０に接続されている。
【００１９】
第３通路５３には、当該第３通路５３内を流れる作動油に抵抗を付与する絞りとしてのオリフィス５３Ａが設けられる。また、第３通路５３には、オリフィス５３Ａをバイパスするようにバイパス通路５４が接続される。バイパス通路５４の一端はオリフィス５３Ａが配置される位置よりもポンプ２０側の第３通路５３に接続し、バイパス通路５４の他端はオリフィス５３Ａが配置される位置よりもタンク４０側の第３通路５３に接続する。
【００２０】
バイパス通路５４には、ポンプ２０に向かう作動油の流れのみを許容するチェック弁５４Ａが設けられる。
【００２１】
シリンダ１０の第１室１４とポンプ２０の第１ポート２１を接続する第１通路５１には、オペレートチェック弁６０が設置される。
【００２２】
オペレートチェック弁６０は、ポンプ２０が第１ポート２１から作動油を吐出する場合に、ポンプ２０から第１室１４への作動油の流れを許容するように構成されている。また、オペレートチェック弁６０の背圧室には接続路５５を通じてポンプ２０とオリフィス５３Ａとの間の第３通路５３内の作動油が常時導かれており、オペレートチェック弁６０は、接続路５５を介して導かれる作動油の油圧（パイロット圧）が開弁圧に達した時に開弁し、第１室１４からポンプ２０への作動油の流れを許容するように構成されている。
【００２３】
オペレートチェック弁６０が配置される位置よりもシリンダ１０側の第１通路５１には、作動油をタンク４０に戻すためのリターン通路５６が設けられる。リターン通路５６の一端は第１通路５１に接続し、リターン通路５６の他端はタンク４０に接続する。
【００２４】
リターン通路５６には、リリーフ弁５６Ａが設置される。リリーフ弁５６Ａは、第１通路５１の作動油の油圧がリリーフ圧に達した場合に開弁し、作動油の通過を許容する。リリーフ弁５６Ａを通過した作動油は、リターン通路５６を通じてタンク４０に排出される。
【００２５】
シリンダ１０の第２室１５をタンク４０と連通させるために設けられる第２通路５２は、その一端がオリフィス５３Ａよりもタンク４０側の第３通路５３に接続するように構成されている。
【００２６】
なお、第１通路５１及び第２通路５２にはこれら通路５１，５２をつなぐ連通路５７が設けられており、連通路５７には手動操作される手動弁５７Ａが設けられている。手動弁５７Ａは連通路５７を開閉可能な弁である。通常時には、手動弁５７Ａは、閉状態となっており連通路５７を閉じている。手動弁５７Ａを開弁すると、シリンダ１０の第１室１４がタンク４０に対して解放され、シリンダ１０を手動操作することが可能となる。
【００２７】
次に、図２を参照して、シリンダ駆動装置１００の動作について説明する。
【００２８】
シリンダ１０伸長時には、駆動モータ３０が正転駆動される。
【００２９】
駆動モータ３０が正転すると、シリンダ１０の第２室１５及びタンク４０の作動油がチェック弁５４Ａ及びオリフィス５３Ａを通過して第２ポート２２からポンプ２０に吸い込まれ、ポンプ２０の第１ポート２１から吐出される。ポンプ２０から吐出された作動油は、オペレートチェック弁６０を押し開き、シリンダ１０の第１室１４に供給される。これにより、第１室１４内の作動油の油圧が上昇し、この油圧によりピストンロッド１２が伸長方向に移動し、シリンダ１０が伸長する。
【００３０】
シリンダ１０の伸長時等にピストンロッド１２に外力が作用して第１室１４内の油圧がリリーフ弁５６Ａのリリーフ圧に達すると、リリーフ弁５６Ａが開弁し、作動油が第１通路５１及びリターン通路５６を通じてタンク４０に排出される。このようにリリーフ弁５６Ａが開くことで、第１室１４及び第１通路５１内の油圧が過剰に高くなることを防止できる。
【００３１】
一方、シリンダ１０収縮時には、駆動モータ３０が逆転駆動される。
【００３２】
駆動モータ３０が逆転すると、ポンプ２０は、第１ポート２１から吸い込んだ作動油を第２ポート２２から吐出する。第２ポート２２から吐出された作動油は第３通路５３のオリフィス５３Ａを通過するので、オリフィス５３Ａ上流側の作動油の油圧が上昇する。オリフィス５３Ａ上流側の油圧が開弁圧に達すると、オペレートチェック弁６０が開弁し、シリンダ１０の第１室１４からポンプ２０に向けて作動油が排出可能となる。この時、ピストンロッド１２及び駆動対象の自重により、ピストンロッド１２が収縮方向に移動するとともに作動油が第１室１４から排出され、シリンダ１０が収縮する。
【００３３】
なお、第１室１４から排出された作動油は、ポンプ２０の第２ポート２２から吐出され、第３通路５３のオリフィス５３Ａを通過してシリンダ１０の第２室１５及びタンク４０に導かれる。
【００３４】
上記した第１実施形態のシリンダ駆動装置１００によれば、従来手法のようなスプール式の切換弁を備えなくても、単動式のシリンダ１０を伸縮させることができる。したがって、シリンダ駆動装置１００に備えられる部品点数を削減でき、シリンダ駆動装置１００の構成をより簡素なものとすることが可能となる。
【００３５】
シリンダ駆動装置１００では、第２通路５２の一端を、オリフィス５３Ａよりもタンク４０側の第３通路５３に接続しているが、タンク４０に直接接続してもよい。このように、シリンダ１０の第２室１５とタンク４０とを第２通路５２によって連通させる場合であっても、シリンダ駆動装置１００によりシリンダ１０を伸縮させることができ、シリンダ駆動装置１００の構成の簡素化も図ることができる。
【００３６】
（第２実施形態）
図３を参照して、本発明の第２実施形態によるシリンダ駆動装置１００について説明する。第２実施形態によるシリンダ駆動装置１００は、第２通路５２の構成において第１実施形態のシリンダ駆動装置と相違する。
【００３７】
図３に示すように、第２実施形態によるシリンダ駆動装置１００では、第２通路５２の一端は、オリフィス５３Ａよりもタンク４０側の第３通路５３ではなく、オリフィス５３Ａよりもポンプ２０側の第３通路５３に接続される。
【００３８】
このように構成されるシリンダ駆動装置１００では、駆動モータ３０が正転すると、シリンダ１０の第２室１５の作動油が第２通路５２及び第３通路５３を通ってポンプ２０に吸い込まれるととともに、タンク４０の作動油がチェック弁５４Ａを有するバイパス通路５４及びオリフィス５３Ａを有する第３通路５３を通ってポンプ２０に吸い込まれる。ポンプ２０の第２ポート２２から吸い込まれた作動油は、ポンプ２０の第１ポート２１から吐出され、オペレートチェック弁６０を押し開き、シリンダ１０の第１室１４に供給される。これにより、第１室１４内の作動油の油圧が上昇し、この油圧によりピストンロッド１２が伸長方向に移動し、シリンダ１０が伸長する。
【００３９】
これに対して、駆動モータ３０が逆転すると、ポンプ２０は、第１ポート２１から吸い込んだ作動油を第２ポート２２から吐出する。第２ポート２２から吐出された作動油は第３通路５３のオリフィス５３Ａを通過するので、オリフィス５３Ａ上流側の作動油の油圧が上昇する。オリフィス５３Ａ上流側の油圧が開弁圧に達すると、オペレートチェック弁６０が開弁し、シリンダ１０の第１室１４からポンプ２０に向けて作動油が排出可能となる。
【００４０】
オリフィス５３Ａ上流側の比較的高圧の作動油は、第２通路５２を通じてシリンダ１０の第２室１５にも供給され、ピストンロッド１２を収縮方向に移動させる推力となる。この推力とピストンロッド１２側の自重とにより、ピストンロッド１２が収縮方向に移動するとともに作動油が第１室１４から排出され、シリンダ１０が収縮する。
【００４１】
上記した第２実施形態のシリンダ駆動装置１００によれば、シリンダ１０収縮時に第２室１５にオリフィス５３Ａ上流側の作動油を導き、この作動油の油圧をピストンロッド１２を移動させる推力として利用するようにしたので、推力及びピストンロッド１２側の自重よりシリンダ１０をスムーズに収縮させることが可能となる。
【００４２】
また、第２実施形態のシリンダ駆動装置１００によっても、シリンダ駆動装置１００に備えられる部品点数を削減でき、シリンダ駆動装置１００の構成をより簡素なものとすることが可能となる。
【００４３】
本発明は上記の実施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得ることは明白である。
【００４４】
第１実施形態及び第２実施形態によるシリンダ駆動装置１００では、第３通路５３に、チェック弁５４Ａを有するバイパス通路５４を設けたが、必ずしもチェック弁５４Ａ及びバイパス通路５４を設ける必要はない。チェック弁５４Ａ及びバイパス通路５４の設置を省略する場合には、オリフィス５３Ａは第１実施形態及び第２実施形態よりも抵抗付与度合いが小さくなるように設定される。この場合にあっても、オリフィス５３Ａは、ポンプ２０の逆転時にオリフィス５３Ａ上流側の油圧が開弁圧に達するように設定されている。
【００４５】
第１実施形態及び第２実施形態によるシリンダ駆動装置１００では、シリンダ１０を、ピストンロッド１２側の自重によりピストンロッド１２が収縮方向に移動するように構成しているが、バネ等の付勢部材の付勢力によりピストンロッド１２が収縮方向に移動するように構成してもよい。
【００４６】
また、第１実施形態及び第２実施形態によるシリンダ駆動装置１００では、作動流体として、作動油を使用しているが、作動油の代わりに水や水溶液等の非圧縮性流体を使用してもよい。
【符号の説明】
【００４７】
１００  シリンダ駆動装置
１０    シリンダ
１１    本体部
１２    ピストンロッド
１３    ピストン
２０    ポンプ
２１    第１ポート
２２    第２ポート
３０    駆動モータ
４０    タンク
５１    第１通路
５２    第２通路
５３    第３通路
５３Ａ  オリフィス（絞り）
５４    バイパス通路
５４Ａ  チェック弁
６０    オペレートチェック弁
【図１】
2014077488.tif 000003
【図２】
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【図３】
2014077488.tif 000005