(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
油圧アクチュエータを駆動する油圧作動回路に対して設けられる応急作動用油圧ユニットにおいて、前記油圧作動回路のメインタンクとは独立なタンクと、このタンクから吸い上げた作動油を吐出する一つのポンプと、このポンプから吐出する作動油を前記油圧アクチュエータへ供給するポジションと同じくこのポンプから吐出する作動油を前記メインタンクへと排出するポジションとを有する一つの切換弁とを備え、この切換弁のポジションを切換えて前記油圧アクチュエータを駆動するとともに前記油圧アクチュエータから前記タンクに戻される余剰作動油を前記メインタンクに排出する構成としたことを特徴とする応急作動用油圧ユニット。
【請求項２】
前記油圧アクチュエータと前記切換弁との間にオペレートチェック弁を介装し、作動油のメインタンクへの排出時にこのオペレートチェック弁を閉弁して油圧アクチュエータの位置を保持することを特徴とする請求項１に記載の応急作動用油圧ユニット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、油圧アクチュエータ等を駆動する主油圧作動回路の故障時に、応急的に作動して油圧アクチュエータを所定の状態とする応急作動用油圧ユニットの改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
油圧アクチュエータを駆動する油圧作動回路には、このメインシステムである油圧作動回路が故障等により作動不能となったとき、応急的に作動して、油圧アクチュエータを所定の状態とするサブシステムとして、応急作動用油圧ユニットが設けられる。
【０００３】
従来、このような応急作動用油圧ユニットとしては、例えば、図４に示すようなものが用いられている。これでは、油圧アクチュエータである一対の油圧シリンダ１０２が、通常は図示されないメインシステムの油圧作動回路により伸縮するのに対して、メインシステムの故障時等に作動するように応急作動用油圧ユニット１０１が備えられる。
【０００４】
この応急作動用油圧ユニット１０１は、メインシステムのメインタンク１０９とは独立したタンク１１０と、このタンク１１０から作動油を油圧シリンダ１０２へと供給する第１のポンプ１０３と、タンク１１０の余剰となった作動油をメインタンク１０９へと逃がす第２のポンプ１０４とを備えたものである。これにより、応急作動時に、第１のポンプ１０３により油圧シリンダ１０２へとタンク１１０の作動油が供給され、油圧シリンダ１０２へのピストンロッド１０５の侵入体積分だけ余剰な作動油がタンク１１０へと戻されたときに、この余剰分の作動油を第２のポンプ１０４によってメインタンク１０９へと逃がすことができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の応急作動用油圧ユニット１０１では、油圧シリンダ１０２が大容量であったり、複数であったりすると、タンク１１０に一時的に大量の余剰な作動油が戻され、これをメインタンク１０９へと戻すためには第２のポンプ１０４をも大型化しなければならなかった。このため、応急作動用油圧ユニット１０１は全体として大型化してしまい、備え付けや運搬が困難なものとなってしまっていた。
【０００６】
本発明は、このような問題点に着目して、小型かつ軽量の応急作動用油圧ユニットを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
第１の発明は、油圧アクチュエータを駆動する油圧作動回路に対して設けられる応急作動用油圧ユニットにおいて、前記油圧作動回路のメインタンクとは独立なタンクと、このタンクから吸い上げた作動油を吐出する一つのポンプと、このポンプから吐出する作動油を前記油圧アクチュエータへ供給するポジションと同じくこのポンプから吐出する作動油を前記メインタンクへと排出するポジションとを有する一つの切換弁とを備え、この切換弁のポジションを切換えて前記油圧アクチュエータを駆動するとともに前記油圧アクチュエータから前記タンクに戻される余剰作動油を前記メインタンクに排出する構成とした。
【０００８】
第２の発明は、前記油圧アクチュエータと前記切換弁との間にオペレートチェック弁を介装し、作動油のメインタンクへの排出時にこのオペレートチェック弁を閉弁して油圧アクチュエータの位置を保持する。
【０００９】
【作用】
第１の発明では、油圧作動回路の故障時等に、応急作動用油圧ユニットが作動し、油圧アクチュエータへとポンプにより作動油が供給されるが、このとき油圧アクチュエータからの戻された作動油が余剰で、タンクの水位が所定の限界値まで上昇したならば、これが検出手段により検出され、これに伴って切換弁が切り換えらることにより、タンク内の余剰な作動油がメインタンクへと排出される。このため、一つのポンプだけで油圧アクチュエータへの作動油の供給とメインタンクへの作動油の排出の両方を行うことができ、応急作動用油圧ユニットは小型軽量化でき、省スペースが図れ、運搬性も向上する。また、タンク内の作動油は常に適量となり、装置の信頼性が向上する。
【００１０】
第２の発明では、タンクからメインタンクへと作動油を排出する間は、オペレートチェック弁が閉弁し油圧アクチュエータへの作動油の供給を禁止するので、油圧アクチュエータの状態は維持される。このため、切換弁を逐次切り換えて、油圧アクチュエータへの作動油の供給と、タンクからの作動油の排出を繰り返すことにより、油圧アクチュエータを所定の位置まで確実に駆動することができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づいて、本発明の実施の形態について説明する。
【００１２】
図１から図３に示すように、応急作動用油圧ユニット１は、例えば船舶の門扉の開閉を行う油圧アクチュエータである一対の油圧シリンダ２に対して備え付けられる。
【００１３】
油圧シリンダ２は、第１の油室３と第２の油室４を備え、第１の油室３に作動油が流入するとピストンロッド５が収縮し、第２の油室４に作動油が流入するとピストンロッド５が伸長するようになっており、通常作動時においては、図示されないメインシステムの油圧作動回路からの作動油の供給により駆動される。
【００１４】
これに対して、メインシステムの故障時等には、応急作動用油圧ユニット１が作動し、この応急作動用油圧ユニット１から作動油が第１の油室３に供給されて、ピストンロッド５を収縮させ、例えばこの油圧シリンダ２により開閉される船舶の門扉を閉鎖するようになっている。なお、このように第１の油室３に作動油が流入してピストンロッド５が収縮するときには、油圧シリンダ２内へのピストンロッド５の侵入体積分だけ、シリンダ２外へ流出する作動油よりも、シリンダ２内へ流入する作動油の方が余剰となるので、応急作動用油圧ユニット１はこの余剰分だけの作動油を、メインポンプ９側へ排出する必要が生じることとなる。
【００１５】
応急作動用油圧ユニット１側と油圧シリンダ２側を連通する通路としては、第１の油室３からは第１のシリンダ側通路２３が延び出し、また第２の油室４からは第２のシリンダ側通路２４が延び出している。なお、これらの第１および第２のシリンダ側通路２３、２４には、外部パイロット型のオペレートチェック弁３３、３４が介装され、これらのオペレートチェック弁３３、３４は、これらが連通するパイロット通路２５の圧力がドレン通路２６の圧力に対して高圧のときに、開弁し、パイロット通路２５の圧力がドレン通路２６の圧力と同圧のときに閉弁するようになっている。
【００１６】
一方、応急作動用油圧ユニット１は、メインシステムのメインタンク９とは独立に設けられたタンク１０と、モータ１５により駆動されタンク１０内の作動油を外部へと排出するポンプ１１と、このポンプ１１からの作動油の流れを切り換える切換弁１２と、タンク１０内の水位を検出する検出手段であるフロートスイッチ１３とを、それぞれ備えている。
【００１７】
これらのうち切換弁１２は、タンク１０に連通するタンク通路２０と、ポンプ１１に連通するポンプ通路２１と、油圧シリンダ２の第１油室３から延びる第１のシリンダ側通路２３と、メインポンプ９に連通するメインポンプ通路２９とを、選択的に連通するものであり、このために３つの弁ポジションＡ、Ｂ、Ｃを備えたものである。
【００１８】
具体的には、ポジションＡ（図の右端のポジション）は応急作動用油圧ユニット１から油圧シリンダ２へと作動油を供給するときの弁ポジションであり、これにおいては、切換弁１２は、ポンプ通路２１を第１のシリンダ側通路２３に連通し、タンク通路２０をメインタンク通路２９へと連通する。
【００１９】
なお、ポンプ通路２１には、オペレートチェック弁３３、３４のパイロット通路２５が接続しており、この油圧シリンダ２への作動油供給時には、パイロット通路２５へとポンプ１１の吐出圧がかかり、オペレートチェック弁３３、３４が開弁されるようになっている。また、このとき、ポンプ通路２１に連通している第１のシリンダ側通路２３には、流量調整弁３５が介装されており、これによりオペレートチェック弁３３、３４を開弁するために適切な圧力が、パイロット通路２５に加圧されるようになっている。
【００２０】
ポジションＢ（図の中央のポジション）は応急作動用油圧ユニット１の停止時（すなわち、メインシステムの通常作動時）の弁ポジションであり、これにおいては、第１シリンダ側通路２３と、メインタンク通路２９を閉鎖状態とし、タンク通路２０とポンプ通路２１とを連通する。
【００２１】
ポジションＣ（図の左端のポジション）は応急作動用油圧ユニット１のタンク１０からメインタンク９へと余剰の作動油を排出するときの弁ポジションであり、これにおいては、ポンプ通路２１はメインタンク通路２９と連通し、第１のシリンダ側通路２３はタンク通路２０と連通するようになっている。また、このとき、パイロット通路２５とドレン通路２６はともにポンプ通路２１と連通しており、同圧となるので、オペレートチェック弁３３、３４は閉弁され、油圧シリンダ２の伸縮位置は一定に保持されるようになっている。
【００２２】
なお、応急作動用油圧ユニット１の作動時（油圧シリンダ２への作動油の供給時、またはメインタンク９への作動油の排出時）には、手動弁４３、４４、４５により、メインシステム側と、第１および第２のシリンダ側通路２３、２４およびパイロット通路２５との連通がそれぞれ断たれ、油圧シリンダ２およびオペレートチェック弁３３、３４は応急作動用油圧ユニット１からの油圧供給により作動するようになっている。一方、応急作動用油圧ユニット１の停止時（すなわち、メインシステムの通常作動時）には、切換弁１２がポジションＢとなるとともに、手動弁４３、４４、４５は開放されるので、オペレートチェック弁３３、３４はメインシステム側からのパイロット圧により開弁し、また第１および第２のシリンダ側通路２３、２４にはメインシステム側から作動油が供給され、これで油圧シリンダ２が駆動されるようになっている。
【００２３】
フロートスイッチ１３はタンク１０の水位が所定の限界値に達したことを検出するものであり、応急作動用油圧ユニット１による油圧シリンダ２の駆動時に、油圧シリンダ２の第１の油室３からのピストンロッド５の侵入体積に相当する余剰な作動油がタンク１０に蓄積し、タンク１０の水位がその限界値に達したことを検出する。これにより、切換弁１２をポジションＣに切り換えて、タンク１０内の作動油のメインタンク９への排出行程に移行するようになっている。
【００２４】
つぎに作用を説明する。
【００２５】
油圧シリンダ２を作動させるメインシステムの通常作動時には、図１に示すように、切換弁１２はポジションＢとされ、応急作動用油圧ユニット１は停止状態にあり、油圧シリンダ２はメインシステムからの油圧の供給により作動する。
【００２６】
これに対して、メインシステムが故障する等して作動不能となったときには、応急作動用油圧ユニット１が作動し、油圧シリンダ２に所定の動き（この場合は、収縮動作）を行わせる。
【００２７】
すなわち、図２に示すのように、切換弁１２を弁ポジションＡに切り換え、モータ１５によりポンプ１１を駆動して、油圧シリンダ２の第１の油室３へと作動油を供給して、油圧シリンダ２のピストンロッド５を収縮させて行く供給行程を開始する。
【００２８】
この場合、油圧シリンダ２へのピストンロッド５の侵入体積分だけ、応急作動用油圧ユニット１のタンク１０へ流入する作動油量が、タンク１０から排出される作動油量より余剰となるので、タンク１０の水位はその分だけ上昇して来るが、この水位が所定の上限値に達したことをフロートスイッチ１３により感知されたならば、図３に示すのように、切換弁１２をポジションＣに切り換え、タンク１０内の作動油をメインタンク９へと排出する排出行程へと移行する。
【００２９】
このようにして、タンク１０内の作動油がメインタンク９へと所定量排出され、タンク１０の水位が所定の下限値に達したことがフロートスイッチ１３により感知されたならば、再び切換弁１２をポジションＡに切り換え、応急作動用油圧ユニット１は、タンク１０内の水位が再び所定の上限値に達するまで、供給行程の作動を行う。
【００３０】
このようにして、タンク１０の水位を上限値または下限値に達する都度、切換弁１２を切り換えて、供給行程および排出行程を繰り返して、タンク１０内の水位を適切なものに保ちつつ、油圧シリンダ２に作動油を供給して、油圧シリンダ２を所定の状態まで収縮させて、応急作動を終了する。なお、供給行程（図２）および排出行程（図３）における作動油の流れの方向は、それぞれ図に矢印で示してある。
【００３１】
このように応急作動用油圧ユニット１は、切換弁１２を用いることにより、一つのポンプ１１だけで油圧シリンダ２への作動油の供給とメインタンクへの作動油の排出の両方を行うことができるので、ユニットを小型軽量化することができ、応急作動用油圧ユニット１はメインシステムに対して設置場所をとることなく備え付けられ、また持ち運びも容易なものとなる。
【００３２】
また、フロートスイッチによりタンク１０内の水位を検知し、その水位が限界値に達する都度、タンク１０の作動油をメインタンク１０へと排出するので、タンク１０内の作動油量は常に適切な量に保たれ、装置の信頼性が高まり、またタンク１０自体も小型化することができる。
【００３３】
【発明の効果】
第１の発明によれば、油圧作動回路の故障時等に、応急作動用油圧ユニットが作動し、油圧アクチュエータへとポンプにより作動油が供給されるが、このとき油圧アクチュエータからの戻された作動油が余剰で、タンクの水位が所定の限界値まで上昇したならば、これが検出手段により検出され、これに伴って切換弁が切り換えらることにより、タンク内の余剰な作動油がメインタンクへと排出されるので、一つのポンプだけで油圧アクチュエータへの作動油の供給とメインタンクへの作動油の排出の両方を行うことができ、応急作動用油圧ユニットは小型軽量化でき、省スペースが図れ、運搬性も向上する。また、タンク内の作動油は常に適量となり、装置の信頼性が向上する。
【００３４】
第２の発明によれば、タンクからメインタンクへと作動油を排出する間は、オペレートチェック弁が閉弁し油圧アクチュエータへの作動油の供給を禁止するので、油圧アクチュエータの状態は維持される。このため、切換弁を逐次切り換えて、油圧アクチュエータへの作動油の供給と、タンクからの作動油の排出を繰り返すことにより、油圧アクチュエータを所定の位置まで確実に駆動することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示す油圧回路図である。
【図２】同じく油圧シリンダへの作動油供給時の作動油の流れを示す油圧回路図である。
【図３】同じくメインタンクへの作動油排出時の作動油の流れを示す油圧回路図である。
【図４】従来例を示す油圧回路図である。
【符号の説明】
１  応急作動用油圧ユニット
２  油圧シリンダ
９  メインタンク
１０  タンク
１１  ポンプ
１２  切換弁
１３  フロートスイッチ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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