(57)【要約】【課題】油圧ポンプと、これを駆動する電動モータの振動、騒音、寿命の問題を解決する油圧駆動ユニットを提供する。【解決手段】本体ブロック８の電動モータＮ側に油圧ポンプ１を、油圧ポンプ１の設置場所以外に前記各種の弁（４、５、６Ａ、６Ｂ、７）を設けた油圧駆動ユニット１０。【選択図】図１
2006132683.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
作動油を正逆双方向に圧送する油圧ポンプ、この油圧ポンプを駆動する電動モータ、この作動油を貯留するタンク、この作動油により作動する油圧アクチュエータ、これらの油圧ポンプ、タンク、油圧アクチュエータ間の正逆双方向の作動油の流れを制御する各種の弁を備え、前記油圧アクチュエータの作動によって、独立して被駆動体に油圧による駆動力を与える油圧駆動ユニットであって、
前記電動モータを一方側に、前記タンクを前記電動モータとは反対側に、前記アクチュエータを前記電動モータ、前記タンクの設置方向に直交する側に設置する本体ブロックを備え、
この本体ブロックの前記電動モータ側に前記油圧ポンプを、前記油圧ポンプの設置場所以外に前記各種の弁を設けたことを特徴とする油圧駆動ユニット。
【請求項２】
前記アクチュエータが油圧シリンダであって、そのシリンダ軸が、前記電動モータ、前記本体ブロック、前記タンクの並び方向に対して並行になるように、この本体ブロックに設置されていることを特徴とする請求項１記載の油圧駆動ユニット。
【請求項３】
前記平行に配置された油圧シリンダと、前記前記電動モータ、前記本体ブロック、前記タンクとが全体として、この平行方向に出っ張らないように配置したことを特徴とする請求項２記載の油圧駆動ユニット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動モータを備え作動油を正逆双方向に圧送する油圧ポンプと、この作動油により作動する油圧アクチュエータ、この両者間の作動油の正逆双方向の流れを制御するオペレートチェック弁、作動油を貯留するタンク、このタンクと前記油圧ポンプ間の正逆双方向の流れを制御する切換弁などを備え、独立して被駆動体に油圧による駆動力を与える油圧駆動ユニットに関する。
【背景技術】
【０００２】
油圧配管をすることなく、電源さえあれば、簡易に油圧による駆動力を与える油圧駆動ユニットは、たとえば、農業用特殊車両の耕地面に対する作業機器の昇降などに用いられ、今後、多方面に産業上の利用分野が期待され、拡大されるものである。
【０００３】
図２は、その油圧駆動ユニットの基本的な構成を示す油圧回路図である。
【０００４】
油圧駆動ユニットＯＵは、独立して、つまり作動油を閉鎖系で循環させながら、被駆動体Ｗに油圧による駆動力を与えるため、正逆回転モータＭにより作動油を正逆双方向に圧送する油圧ポンプＯＰと、この作動油により作動し前記駆動力を発生させる油圧アクチュエータＯＡ（ここでは、油圧シリンダ）、閉鎖空間内に作動油を貯留するタンクＯＴ、油圧ポンプＯＰと油圧アクチュエータＯＡとの間の作動油の正逆双方向の流れを制御するオペレートチェック弁ＯＣ、油圧ポンプＯＰとタンクＯＴとの間の正逆双方向の作動油の流れを制御する切換弁ＯＩを基本構成要素として備えている。
【０００５】
オペレートチェック弁ＯＣは、基本的に油圧ポンプＯＰから油圧アクチュエータＯＡへの作動油の流れのみを許容する一対のチェック弁ＯＣａと、それぞれチェック弁ＯＣａへの作動油圧を他のチェック弁ＯＣａへパイロットする一対のパイロットラインＯＣｂとを備えている。
【０００６】
この一対のチェック弁ＯＣａは、油圧ポンプＯＰの一方のポートと油圧アクチュエータＯＡのボトム側油室ＯＡａとを連結する管路と、油圧ポンプＯＰの他方のポートと油圧アクチュエータＯＡのロッド側油室ＯＡｂとを連結する管路とに、それぞれ設けられている。
【０００７】
切換弁ＯＩは、油圧ポンプＯＰと油圧アクチュエータＯＡのボトム側油室ＯＡａ、ロッド側油室ＯＡｂとの間のいずれかの管路とタンクＯＴとの間を切換断接するものである。
【０００８】
なお、以下の説明では、左右一対で配置されたチェック弁ＯＣａなどの図上左側のものを、油圧アクチュエータＯＡのボトム側油室ＯＡａに入出する作動油に関するものとしてボトム側、右側のものを、ロッド側油室ＯＡｂに入出する作動油に関するものとしてロッド側と称することがある。同様に、油圧ポンプＯＰのポートも、左側をボトム側、右側をロッド側と称することがある。
【０００９】
このような構成で、この油圧駆動ユニットＯＵによれば、油圧ポンプＯＰが停止している状態では、オペレートチェック弁ＯＣにより、油圧アクチュエータＯＡのボトム側油室ＯＡａ、ロッド側油室ＯＡｂのいずれの側からも作動油の流出が阻止され、所定の外力に抗して油圧アクチュエータＯＡの現状静止状態が維持される。
【００１０】
油圧ポンプＯＰがボトム側ポートへ作動油を吐出するように回転すると、油圧ポンプＯＰからボトム側チェック弁ＯＣａを通過してボトム側油室ＯＡａへ作動油が供給され、同時にボトム側パイロットラインＯＣｂの作動油圧によりロッド側チェック弁ＯＣａが押し開かれ、ロッド側油室ＯＡｂから油圧ポンプＯＰへの作動油の流出を許容し、油圧ポンプＯＰと油圧アクチュエータＯＡとの間を時計回りに循環する作動油の流れが生じ、油圧アクチュエータＯＡに伸び方向への駆動力が発生する。
【００１１】
この際、油圧アクチュエータＯＡが図示したような油圧シリンダの場合を考えると、この油圧シリンダのピストンの移動量に対して、ボトム側油室ＯＡａに流入する作動油量に比べ、ロッド側油室ＯＡｂから流出する作動油量が、このピストンのロッドの分だけ少なくなるが、より高い油圧のボトム側の作動油に押されて切換弁ＯＩがロッド側油室ＯＡｂへの管路とタンクＯＴとの間を接続するように切り換わり、不足分の作動油がタンクＯＴから供給されるようになっている。
【００１２】
一方、油圧ポンプＯＰがロッド側ポートへ作動油を吐出するように回転すると、上記と逆の作動油の循環流れが生じて、油圧アクチュエータＯＡに縮み方向への駆動力が発生し、ボトム側油室ＯＡａから油圧ポンプＯＰへ流入する作動油が余分になるが、その余分の作動油は、上記と逆の切換弁ＯＩの作用によりボトム側油室ＯＡａへの管路とタンクＯＴとが接続され、タンクＯＴへ戻されるようになっている。
【００１３】
なお、油圧アクチュエータＯＡである油圧シリンダのピストンの位置により、密閉されたタンクＯＴ内の作動油量が増減し、このタンクＯＴ内に封止された気体圧力が変動するが、この封止気体体積を適当なものとすることで、この気体圧力の変動が、油圧駆動ユニットＯＵの作動に影響を与えないようにしている。
【００１４】
こうして、閉鎖系であって、その作動により作動油の入出量に差がある油圧アクチュエータＯＡを用いながら、油圧駆動ユニットＯＵの機能が発揮保持されているのである。
【００１５】
この油圧駆動ユニットＯＵには、既述の基本構成要素以外に以下の付加的要素が備えられている。
【００１６】
油圧アクチュエータＯＡのボトム側油室ＯＡａ、ロッド側油室ＯＡｂとオペレートチェック弁ＯＣのそれぞれのチェック弁ＯＣａとの間の管路には、それぞれの油室ＯＡａ、ＯＡｂからチェック弁ＯＣａへの作動油の流れのみを絞るスローリターン弁ＳＲがそれぞれ設けられている。
【００１７】
このスローリターン弁ＳＲは、油圧ポンプＯＰの作動中に被駆動体Ｗから外力が生じた場合に発生するハンチングを防止するためのものである。
【００１８】
前記それぞれのスローリターン弁ＳＲとチェック弁ＯＣａとの間の管路からは、それぞれリリーフ弁ＲＶ１を設けた管路がタンクＯＴへ分岐している。同様に、油圧ポンプＯＰとボトム側、ロッド側のチェック弁ＯＣａとの間の管路からは、それぞれリリーフ弁ＲＶ２を設けた管路がタンクＯＴへ分岐している。
【００１９】
これらのリリーフ弁ＲＶ１、ＲＶ２は、分岐元の管路に異常圧が生じた場合に過剰な作動油をタンクＯＴへ逃がすものである。
【００２０】
更に、ロッド側、ボトム側のスローリターン弁ＳＲとチェック弁ＯＣａとの間の管路からは、非常用手動弁ＭＶを設けた管路がタンクＯＴへ分岐しており、油圧ポンプＯＰが電源が得られず停止した場合などに、この非常用手動弁ＭＶで、油圧アクチュエータＯＡのボトム側油室ＯＡａ、ロッド側油室ＯＡｂの管路をタンクＯＴへ解放して、油圧アクチュエータＯＡを手動操作できるようにしている。
【００２１】
このような構成で、この油圧駆動ユニットＯＵは、その基本機能を良好に達成しながら、異常事態が発生した場合にも、それがユニットＯＵの破損に繋がらないようにして、安全性、信頼性、事故回避性を確保している。
【００２２】
図３は、上記油圧駆動ユニットＯＵを特にその部品配置に着目して概念的に示したもので、（ａ）はその全体配置図、（ｂ）は（ａ）の油圧シリンダ部分を除いた内部構成を側面から見た配置図、（ｃ）は（ｂ）を上面から見た所を油圧回路的に表現した配置図である。
【００２３】
油圧駆動ユニットＯＵは、上述の種々のバルブ類ＯＣ、ＯＩなどと油圧ポンプＯＰとを収容した構造体である本体ブロックＭＢの一方側に電動モータＭを、タンクＯＴを前記電動モータＭとは反対側に、油圧アクチュエータとしての油圧シリンダ０Ａを前記電動モータＭ、前記タンク０Ｔの設置方向（これを「縦方向」という。）に直交する側（この方向を「横方向」という。）に設置した構造となっている。
【００２４】
ここで、図３（ｂ）、（ｃ）に示すように、この本体ブロックＭＢの中において、ポンプＯＰは、図２の油圧回路上、タンクＯＴとの間に直接介入する切換弁ＯＩとこれに関する管路のためのリリーフ弁ＲＶ２だけを間に挟んで、できうるだけタンクＯＴに縦方向に近い位置に収容され、その結果、他のオペレートチェック弁ＯＣや、油圧シリンダＯＡへの管路のためのスローリターン弁ＳＲなどは、油圧ポンプＯＰよりは縦方向に電動モータＭ側に設けられていた。
【００２５】
なお、図３（ｃ）において、符号ＯＡは、ここから、この図を突き抜けた奥位置に油圧シリンダがあり、その油圧シリンダへの管路がここに存在するということを示している。また、オペレートチェック弁ＯＣと油圧シリンダＯＡとの間の管路のためのリリーフ弁ＲＶ１が、ポンプＯＰに比べ、縦方向にタンクＯＴ側となっているのは、この位置に、横方向のスペースがあるからである。
【００２６】
油圧ポンプＯＰをこのような位置に設けたのは、このポンプＯＰの吸い込み対象である作動油を貯留するタンクＯＴとの間の管路長をできるだけ短くして吸い込みを良好にするという油圧管路上の技術常識で基づくものである。また、このようにすることによって、管路構成が単純になるという面もある。
【００２７】
しかしながら、このような位置に油圧ポンプＯＰを配置すると、モータＭからポンプＯＰの作動位置まで、モータの出力軸（ポンプの駆動軸）Ｏｚを長いものとしなければならず、その振動とそれによる騒音がより大きいものとなり、これは電動モータ、油圧ポンプの寿命にも影響するものであった。
【００２８】
また、油圧駆動ユニットの他の具体的な従来例としては、特許文献１、特許文献２に記載されたものなどもあるが、いずれも、油圧ポンプの位置はタンクに近い側となっており、上記の問題を解決するものではなかった。
【特許文献１】特許第２８２４６５９号公報（第１図）
【特許文献２】特開２００３−１７２３０７号公報（第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２９】
本発明は、上記問題を改善しようとするもので、油圧ポンプと、これを駆動する電動モータの振動、騒音、寿命の問題を解決する油圧駆動ユニットを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００３０】
本発明の油圧駆動ユニットは、作動油を正逆双方向に圧送する油圧ポンプ、この油圧ポンプを駆動する電動モータ、この作動油を貯留するタンク、この作動油により作動する油圧アクチュエータ、これらの油圧ポンプ、タンク、油圧アクチュエータ間の正逆双方向の作動油の流れを制御する各種の弁を備え、前記油圧アクチュエータの作動によって、独立して被駆動体に油圧による駆動力を与える油圧駆動ユニットであって、
前記電動モータを一方側に、前記タンクを前記電動モータとは反対側に、前記アクチュエータを前記電動モータ、前記タンクの設置方向に直交する側に設置する本体ブロックを備え、この本体ブロックの前記電動モータ側に前記油圧ポンプを、前記油圧ポンプの設置場所以外に前記各種の弁を設けたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００３１】
本発明の油圧駆動ユニットは、本体ブロックの電動モータ側に前記油圧ポンプを設けたので、電動モータの出力軸（ポンプの駆動軸）がより短くなり、この軸の振動及び騒音がより小さくなり、軸ぶれによる軸疲労の度合いも小さくなり、振動、騒音の低減、軸の寿命の延長が図れ、電動モータ、油圧ポンプの振動、騒音、寿命の問題の解決を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
以下に、本発明の実施の形態（実施例）について、図面を用いて説明する。
【実施例１】
【００３３】
図１は、本発明の油圧駆動ユニットＯＵの一例を特にその部品配置に着目して概念的に示したもので、（ａ）はその全体配置図、（ｂ）は（ａ）の油圧シリンダ部分を除いた内部構成を側面から見た配置図、（ｃ）は（ｂ）を上面から見た所を油圧回路的に表現した配置図である。
【００３４】
この油圧駆動ユニット１０は、独立して簡易に油圧による駆動力が必要とされる、たとえば、農業用特殊車両の耕地面に対する作業機器の昇降などに用いられるものである。
【００３５】
その構成は、電動モータＭを備え作動油を正逆双方向に圧送する油圧ポンプ１と、この作動油により作動し被駆動体Ｗへの駆動力を発生させる油圧アクチュエータとしての油圧シリンダ２、閉鎖空間内に作動油を貯留するタンク３、油圧ポンプ１と油圧シリンダ２との間の作動油の正逆双方向の流れを制御するオペレートチェック弁４、油圧ポンプ１とタンク３との間の正逆双方向の作動油の流れを制御する切換弁５、２種類のリリーフ弁６Ａ、６Ｂ、スローリターン弁７、これらの油圧ポンプ１、弁類４、５等を収容する本体ブロック８とからなることを基本する。
【００３６】
これらの油圧ポンプ１、油圧シリンダ２、タンク３、オペレートチェック弁４、切換弁５、リリーフ弁６Ａ、６Ｂ、スローリターン弁７の基本的な機能、相互関係は、図２の油圧駆動ユニットＯＵを構成する油圧ポンプＯＰ、油圧アクチュエータＯＡ、タンクＯＴ、オペレートチェック弁ＯＣ、切換弁ＯＩ、リリーフ弁ＲＶ１、ＲＶ２、スローリターン弁ＳＲと同じであるので、重複説明を省略する。
【００３７】
また、ここでは、図２の油圧回路図で示した非常用手動弁ＭＶは示されていないが、これは必要に応じて備えられているものとする。
【００３８】
この油圧駆動ユニット１０は、それを構成する部品の配置に特徴があり、その本体ブロック８の一方側には電動モータＭが設置され、その反対側にはタンク３が設置され、これらの電動モータＭ、タンク３の設置方向（これを「縦方向」という。）に直交する側（この方向を「横方向」という。）に油圧シリンダ２が設置され、特に、図示するように、この本体ブロック８内において、油圧ポンプ１が電動モータＭ側に設置され、上述のバルブ類４、５、６Ａ、６Ｂ、７等は、この油圧ポンプ１の設置場所以外の部分に設置されていることを特徴とする。
【００３９】
このような配置であっても、図１（ｂ）、（ｃ）と図３（ｂ）、（ｃ）との比較から解るように、管路全体の機能は保持され、この油圧駆動ユニット１０は、図２、３の油圧駆動ユニットＯＵと同様に、閉鎖系でありながら独立して被駆動体に油圧による駆動力を供給することができ、また、安全性、信頼性、事故回避性を確保している。
【００４０】
加えて、この油圧駆動ユニットでは、図１（ｂ）に示すように、モータの出力軸（ポンプの駆動軸）１ｚがより短いものとなっており、その結果、この軸１ｚの振動、騒音がより小さくなり、軸ぶれにより軸疲労の度合いも小さくなり、振動、騒音の低減、軸１ｚの寿命の延長が図れ、電動モータＭ、油圧ポンプ１の振動、騒音、寿命の問題の解決を図ることができる。
【００４１】
なお、図１（ｂ）に示したオペレートチェック弁４、切換弁５などの弁類の配置は一例を示すもので、ポンプ１を電光モータＭ側に設けるという拘束を除いて、これらの弁４、５・・・等の配置は、この例の直列配置等に限定されるものではない。
【００４２】
また、この油圧駆動ユニット１０では、電動モータＭ、タンク３の設置方向である縦方向と、油圧シリンダ２の軸方向とが平行になるように油圧シリンダ２が、本体ブロック８に設置されている。
【００４３】
このような設置とすると、この油圧シリンダ２を上記縦方向に直交する横方向に設置する場合に比べ、この図１（ａ）における面上のユニット１０の占有面積を小さくすることができ、設置場所が制約され、コンパクト化が要求される油圧駆動ユニットとして、適している。
【００４４】
また、油圧駆動ユニットにおいては、閉鎖系で限定された空間内で、関係する部品をできるだけコンパクトに収容しながら、耐久性、振動の問題を解決しなければならないという厳しい条件があるが、本発明はそのような厳しい条件の下で、耐久性、振動の問題を解決するに至ったものでもある。
【００４５】
なお、ポンプ１がタンク３より、電動モータＭ側に近づけた分だけ遠くなるという問題は、ポンプ１、タンク３間の管路を拡大することで解決することができる。一方、逆に本発明によれば、各種バルブ４、５等間の配管については、配管長さが短くなるという効果も発生する。
【００４６】
更に、図１（ａ）に示すように、本体ブロック８に対する電動モータＭとタンク３の設置方向である縦方向に対し、油圧シリンダ２も平行な縦方向とし、かつ、その油圧シリンダ２のほぼ軸方向長さの中心付近で、本体ブロック８に設置している。
【００４７】
つまり、油圧シリンダ２の長手方向の両端部が、本体ブロック８に設置された電動モータＭ、タンク３に対して、縦方向の電動モータＭ側、タンク３側の双方に伸び出すように設置され、できるだけ、ユニット１０全体の縦方向に対して、出っ張らないように配置されている。
【００４８】
これに対し、例えば、油圧シリンダ２のボトム側でタンク３側に伸び出すように本体ブロック８に設置すると、本体ブロック８の縦方向に対して、電動モータＭ側には、この電動モータＭ分だけ出っ張りが生じ、タンク３側には、油圧シリンダ２の全長分だけ出っ張りが生じることとなり、同じ部品で構成されながら、その取り回り寸法が大きくなり、コンパクト化に反することとなる。
【００４９】
つまり、図１（ａ）のように、油圧シリンダ２の軸方向長さの中心付近で本体ブロック８に設置することもユニット１０のコンパクト化に大きく貢献している。
【産業上の利用可能性】
【００５０】
また、本発明の油圧駆動ユニットは、独立して被駆動体に油圧による駆動力を与え、コンパクト化が要請されるあらゆる産業分野に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５１】
【図１】本発明の油圧駆動ユニットＯＵの一例を特にその部品配置に着目して概念的に示したもので、（ａ）その全体配置図、（ｂ）は（ａ）の油圧シリンダ部分を除いた内部構成を側面から見た配置図、（ｃ）は（ｂ）を上面から見た所を油圧回路的に表現した配置図
【図２】油圧駆動ユニットの基本的な構成を示す油圧回路図
【図３】図２の油圧駆動ユニットＯＵを特にその部品配置に着目して概念的に示したもので、（ａ）は、その全体配置図、（ｂ）は（ａ）の油圧シリンダ部分を除いた内部構成を側面から見た配置図、（ｃ）は（ｂ）を上面から見た所を油圧回路的に表現した配置図
【符号の説明】
【００５２】
１        油圧ポンプ
２        油圧アクチュエータ
３        タンク
４        オペレートチェック弁
５        切換弁
６Ａ、６Ｂ    リリーフ弁
７        スローリターン弁
８        本体ブロック
Ｍ        電動モータ
１０        油圧駆動ユニット
【図１】
2006132683.tif 000003
【図２】
2006132683.tif 000004
【図３】
2006132683.tif 000005