(57)【要約】      （修正有）【課題】流体圧アクチュエータを適切に動作させることができる一方、作動流体の漏れによる環境汚染等を防止することを可能にする手段を提供する。【解決手段】水圧シリンダ１のための作動水給排装置Ｓ１は、作動水導入通路１２、１３、１４、と、作動水還流通路１２、１３、１５と、作動水供給装置Ｒ１とを有する。作動水供給装置Ｒ１は、作動水供給部４０、５０と、油圧シリンダ部３５と、作動油給排部６０とを有する。作動水供給部４０、５０は、第１、第２作動水供給通路１４ａ、１４ｂに接続され、作動水貯槽側の第１、第２作動水供給通路１４ａ、１４ｂから作動水を吸入して加圧し、加圧された作動水を流体圧アクチュエータ側の第１、第２作動水供給通路１４ａ、１４ｂに吐出する。油圧シリンダ部３５は、作動水供給部４０、５０を駆動する。作動油給排部６０は、油圧シリンダ部３５を駆動する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
作動水の圧力によって駆動される流体圧アクチュエータに対して作動水を給排する作動水給排装置であって、
作動水貯槽に貯留された作動水を前記流体圧アクチュエータに導入する作動水導入通路と、
前記流体圧アクチュエータから排出された作動水を前記作動水貯槽に還流させる作動水還流通路と、
前記作動水導入通路を介して、前記作動水貯槽に貯留された作動水を吸入し加圧して前記流体圧アクチュエータに供給する作動水供給装置とを備えていて、
前記作動水供給装置は、
前記作動水導入通路に接続又は介設され、作動水貯槽側の作動水導入通路から作動水を吸入して加圧し、該加圧された作動水を流体圧アクチュエータ側の作動水導入通路に吐出する作動水供給部と、
前記作動水供給部を駆動する油圧シリンダ部と、
前記油圧シリンダ部に対して作動油貯槽に貯留された作動油を給排して前記油圧シリンダ部を駆動する作動油給排部とを有することを特徴とする作動水給排装置。
【請求項２】
前記作動水供給部は、
作動水給排路を介して前記作動水導入通路に接続された筒状部材と、
前記筒状部材の中空部に対して、該中空部との間隙を封止した状態で進入及び後退することができる複動部材と、
前記作動水給排路と前記作動水導入通路の接続部に対して作動水貯槽側で前記作動水導入通路に介設され、流体圧アクチュエータ側から作動水貯槽側へ作動水が流れるのを阻止する第１逆止弁と、
前記接続部に対して流体圧アクチュエータ側で前記作動水導入通路に介設され、流体圧アクチュエータ側から作動水貯槽側へ作動水が流れるのを阻止する第２逆止弁とを備えていることを特徴とする、請求項１に記載の作動水給排装置。
【請求項３】
前記複動部材は、前記筒状部材の中空部の内径より小径の軸状部材であることを特徴とする、請求項２に記載の作動水給排装置。
【請求項４】
前記作動水供給部は、同一の油圧シリンダ部によって駆動される第１作動水供給部及び第２作動水供給部で構成され、
前記第１作動水供給部の複動部材と前記第２作動水供給部の複動部材は、前記油圧シリンダ部によって、各複動部材の筒状部材への進入・後退状態が互いに逆方向となるように同期して駆動されることを特徴とする、請求項２又は３に記載の作動水給排装置。
【請求項５】
前記作動水供給部は、
前記作動水導入通路に介設され、一方の端部又はその近傍部が作動水貯槽側の作動水導入通路に接続され、他方の端部又はその近傍部が流体圧アクチュエータ側の作動水導入通路に接続されたシリンダ部材と、
前記シリンダ部材に嵌挿され、該シリンダ部材の中空部を仕切って作動水貯槽側水室と流体圧アクチュエータ側水室とを画成するピストン部材と、
前記シリンダ部材より作動水貯槽側で前記作動水導入通路に介設され、シリンダ部材側の作動水導入通路から作動水貯槽側の作動水導入通路へ作動水が流れるのを阻止する第１逆止弁と、
前記ピストン部材をピストン中心軸が伸びる方向に貫通する貫通孔に配設され、流体圧アクチュエータ側水室から作動水貯槽側水室へ作動水が流れるのを阻止する第２逆止弁とを備えていることを特徴とする、請求項１に記載の作動水給排装置。
【請求項６】
前記作動水は、１０〜３０質量％のグリセリン又はエチレングリコールを含んでいることを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１つに記載の作動水給排装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、作動水の圧力によって駆動される流体圧アクチュエータ（水圧アクチュエータ）に対して作動水を給排する作動水給排装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、流体圧アクチュエータ、例えばシリンダ内に摺動可能に嵌挿されたピストンが、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のアクチュエータ、例えばラックピニオン機構やボールねじ機構などに比べて、構造が単純であり、出力が高く、かつ寿命が長いといった長所を有するので、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、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種々知られている（例えば、特許文献１〜３参照）。
【０００３】
この種の片ロッド形複動式の油圧シリンダには、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対して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油路と、これらの油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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−１１０７１０号公報
【特許文献２】特開２００３−７４５１８号公報
【特許文献３】特開２００４−６８８６３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記のとおり、油圧シリンダ及び作動油給排装置は、これらを構成する多数の部材が接続ないしは連結された構造物であるので、例えばある部材と他の部材の接続部等で作動油が漏れることがある。そして、このような油圧シリンダが、例えば河川や用水路などに配設された水門等を駆動するためのものである場合、油圧シリンダないしは作動油給排装置から作動油が漏れると、この作動油が河川や用水路を流れる水に混入し、環境汚染が生じるといった問題がある。また、油圧シリンダが、作動油の付着が致命的となる製造物、例えば食品、化粧品、薬品などの製造設備のためのものである場合、油圧シリンダないしは作動油給排装置から作動油が漏れると、この作動油の製造物への付着や混入等により、大量の製造物を廃棄しなければならない事態が生じるおそれがあるといった問題がある。
【０００６】
本発明は、前記従来の問題を解決するためになされたものであって、流体給排装置によって作動流体が給排される流体圧アクチュエータを備えた設備において、流体圧アクチュエータを適切に動作させることができ、かつ作動流体の漏れによる環境汚染、あるいは製造物の汚染などを防止することを可能にする手段を提供することを解決すべき課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するためになされた本発明に係る、作動水の圧力によって駆動される流体圧アクチュエータ（水圧アクチュエータ）に対して作動水を給排する作動水給排装置は、作動水導入通路と、作動水還流通路と、作動水供給装置とを備えている。ここで、作動水導入通路は、作動水貯槽に貯留された作動水を流体圧アクチュエータに導入する。作動水還流通路は、流体圧アクチュエータから排出された作動水を作動水貯槽に還流させる。作動水供給装置は、作動水導入通路を介して、作動水貯槽に貯留された作動水を吸入し加圧して流体圧アクチュエータに供給する。
【０００８】
本発明に係る作動水給排装置において、作動水供給装置は、作動水供給部と、油圧シリンダ部と、作動油給排部とを有する。ここで、作動水供給部は、作動水導入通路に接続又は介設され、作動水貯槽側の作動水導入通路から作動水を吸入して加圧し、加圧された作動水を流体圧アクチュエータ側の作動水導入通路に吐出する。油圧シリンダ部は、作動水供給部を駆動する。作動油給排部は、油圧シリンダ部に対して作動油貯槽に貯留された作動油を給排して油圧シリンダ部を駆動する。なお、作動水は、その粘度を高めるために、例えば１０〜３０質量％のグリセリン又はエチレングリコールを含んでいてもよい。
【０００９】
本発明の第１の態様に係る作動水給排装置においては、作動水供給部は、筒状部材と、複動部材と、第１逆止弁と、第２逆止弁とを備えている。ここで、筒状部材は、作動水給排路を介して作動水導入通路に接続されている。複動部材は、筒状部材の中空部に対して、該中空部との間隙を封止した状態で進入及び後退することができる。第１逆止弁は、前記作動水給排路と前記作動水導入通路の接続部（以下「通路接続部」という。）に対して作動水貯槽側で前記作動水導入通路に介設され、流体圧アクチュエータ側から作動水貯槽側へ作動水が流れるのを阻止する。第２逆止弁は、通路接続部に対して流体圧アクチュエータ側で作動水導入通路に介設され、流体圧アクチュエータ側から作動水貯槽側へ作動水が流れるのを阻止する。
【００１０】
本発明の第１の態様に係る作動水給排装置においては、複動部材は、筒状部材の中空部の内径より小径の軸状部材であるのが好ましい。また、作動水供給部は、同一の油圧シリンダ部によって駆動される第１作動水供給部及び第２作動水供給部で構成されてもよい。この場合、第１作動水供給部の複動部材と第２作動水供給部の複動部材は、油圧シリンダ部によって、各複動部材の筒状部材への進入・後退状態が互いに逆方向となるように同期して駆動するのが好ましい。
【００１１】
本発明の第２の態様に係る作動水給排装置においては、作動水供給部は、シリンダ部材（筒状部材）と、ピストン部材と、第１逆止弁と、第２逆止弁（ピストン内逆止弁）とを備えている。ここで、シリンダ部材は、作動水導入通路に介設され、一方の端部又はその近傍部が作動水貯槽側の作動水導入通路に接続され、他方の端部又はその近傍部が流体圧アクチュエータ側の作動水導入通路に接続されている。ピストン部材は、シリンダ部材に嵌挿され、該シリンダ部材の中空部を仕切って作動水貯槽側水室（作動水吸入室）と流体圧アクチュエータ側水室（作動水吐出室）とを画成する。第１逆止弁は、シリンダ部材より作動水貯槽側で作動水導入通路に介設され、シリンダ部材側の作動水導入通路から作動水貯槽側の作動水導入通路へ作動水が流れるのを阻止する。第２逆止弁は、ピストン部材をピストン中心軸が伸びる方向に貫通する貫通孔に配設され、流体圧アクチュエータ側水室から作動水貯槽側水室へ作動水が流れるのを阻止する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、設備を駆動する流体圧アクチュエータの作動流体として作動水を用いるので、流体圧アクチュエータ又はその作動水給排装置で作動水の漏れが発生しても、油圧アクチュエータの場合のような環境汚染ないしは製造物の汚染は生じない。また、流体圧アクチュエータに対して作動水を供給する作動水供給部を、簡素な構造の油圧シリンダ部で駆動するので、簡素な構成で作動水供給部を確実に動作させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施形態１に係る作動水給排装置の構成を模式的に示す回路図である。
【図２】本発明の実施形態２に係る作動水給排装置の構成を模式的に示す回路図である。
【図３】図２に示す作動水給排装置の作動水供給部を構成する筒状部材及びピストンの要部の縦断面図である。
【図４】緊急油圧装置に接続することができるように構成された本発明の実施形態１の変形例に係る作動水給排装置の要部の模式図である。
【図５】図４に示す緊急油圧装置の模式的な側面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
（実施形態１）
以下、図１を参照しつつ、本発明の実施形態１を具体的に説明する。図１に示すように、水圧アクチュエータである片ロッド形複動式の水圧シリンダ１に対しては、作動水給排装置Ｓ１によって作動水が給排されるようになっている。水圧シリンダ１は、詳しくは図示していないが、略円筒形のシリンダ２と、シリンダ２の円柱形の中空部（以下「シリンダ中空部」という。）に嵌入された略円柱形のピストン３と、ピストン３の一方の端部に取り付けられた細長い円柱形（丸棒状）のピストンロッド４とを備えている。
【００１５】
水圧シリンダ１は、シリンダ２、ピストン３及びピストンロッド４の各中心軸が鉛直方向（上下方向）に伸びるように配置された縦置き型のものである。しかしながら、本発明に係る作動水給排装置Ｓ１（Ｓ２）は、このような縦置き型の水圧シリンダ１だけでなく、シリンダ中心軸が鉛直方向に対して傾斜して伸びるように配置された水圧シリンダ、あるいはシリンダ中心軸が水平方向に伸びるように配置された横置き型水圧シリンダにも使用することができるものである。また、本発明に係る作動水給排装置Ｓ１（Ｓ２）は、水圧シリンダ以外の水圧アクチュエータ（例えば、水圧モータ等）にも幅広く使用することができるものである。
【００１６】
そして、ピストンロッド４の先端部（ピストン３と反対側の端部）は、水圧シリンダ１によって動作させられる被駆動体５（例えば、河川の水門の扉体等）に連結されている。なお、以下では水圧シリンダ１の各構成要素の位置関係を簡明に示すため、水圧シリンダ１におけるキャップ側の位置を「上（上側）」といい、ピストンロッド側の位置を「下（下側）」ということにする。
【００１７】
ピストン３は、シリンダ中空部内で上下方向に移動（摺動）することができる。そして、シリンダ中空部は、ピストン３によって上下に仕切られ、ピストン３の上側（キャップ側）に上側水室６が形成され、ピストン３の下側（ピストンロッド側）に下側水室７が形成されている。かくして、水圧シリンダ１においては、加圧された作動水が上側水室６に供給されたときには、作動水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、加圧された作動水が下側水室７に供給されたときには、作動水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、これにより被駆動体５が上下方向に移動させられる。
【００１８】
作動水給排装置Ｓ１には、４ポート３位置方向制御弁である電磁式の水路切換弁１１が設けられている。水路切換弁１１の第１ポートＰ１はロッド側水路１２を介して下側水室７に接続され、第２ポートＰ２はキャップ側水路１３を介して上側水室６に接続されている。また、水路切換弁１１の第３ポートＰ３には作動水供給通路１４が接続され、第４ポートＰ４には作動水排出通路１５が接続されている。作動水供給通路１４及び作動水排出通路１５の先端（水路切換弁１１に接続されていない方の端部）は、作動水を貯留する作動水貯槽１６内に導入されている。なお、作動水貯槽１６の近傍において、作動水供給通路１４には、作動水中の異物を除去するフィルタ１７が介設され、作動水排出通路１５には、フィルタ１８と該フィルタ１８と並列に配設された逆止弁１９とが介設されている。
【００１９】
水路切換弁１１は、水圧シリンダ１への作動水の給排経路を切り換える。詳しくは図示していないが、水路切換弁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、後で説明する作動水供給装置Ｒ１によって加圧され第３ポートＰ３に供給された作動水を、ロッド側水路１２を介して下側水室７に供給する第１の状態と、キャップ側水路１３を介して上側水室６に供給する第２の状態と、水圧シリンダ１に作動水を供給しない第３の状態（図１に示されている状態）のいずれかにセットすることができる。
【００２０】
第１の状態では、上側水室６内の作動水は、キャップ側水路１３と作動水排出通路１５とを介して作動水貯槽１６に還流し、第２の状態では、下側水室７内の作動水は、ロッド側水路１２と作動水排出通路１５とを介して作動水貯槽１６に還流する。また、第３の状態では、ロッド側水路１２及びキャップ側水路１３の水路切換弁側の端部が閉止される一方、作動水供給通路１４と作動水排出通路１５とが連通する。なお、水路切換弁１１を、第３の状態で、作動水供給通路１４と作動水排出通路１５とが閉止されるように構成してもよい。
【００２１】
ロッド側水路１２には、水路切換弁側から水圧シリンダ側に向かって順に、基本的には水圧シリンダ側から水路切換弁側へ作動水が流れるのを阻止するパイロット操作式逆止弁２１と、互いに並列に接続された流量調整弁と逆止弁とで構成される第１逆止弁付流量調整弁２２と、互いに並列に接続された流量調整弁と逆止弁とで構成される第２逆止弁付流量調整弁２３とが直列に介設されている。第１逆止弁付流量調整弁２２は、水圧シリンダ側から水路切換弁側への作動水の流れはとくには規制しないが、水路切換弁側から水圧シリンダ側へ流れる作動水の流量を調整する。また、第２逆止弁付流量調整弁２３は、水路切換弁側から水圧シリンダ側への作動水の流れはとくには規制しないが、水圧シリンダ側から水路切換弁側へ流れる作動水の流量を調整する。なお、キャップ側水路１３に設定圧以上の水圧（パイロット圧）がかかっているときには、パイロット操作式逆止弁２１は、ロッド側水路１２における水圧シリンダ側から水路切換弁側への作動水の流れを許容する。
【００２２】
キャップ側水路１３内の作動水の圧力を設置値以下に調整するために、水路切換弁１１をバイパスしてキャップ側水路１３と作動水排出通路１５とを接続する第１バイパス水路２５と、第１バイパス水路２５に介設された第１リリーフ弁２６とが設けられている。さらに、水圧シリンダ１の近傍において、ロッド側水路１２に第１開閉弁３０が設けられる一方、キャップ側水路１３に第２開閉弁３１が設けられている。そして、第１、第２開閉弁３０、３１より水路切換弁側で、ロッド側水路１２とキャップ側水路１３とを接続する第２バイパス水路３２が設けられ、この第２バイパス水路３２に第３開閉弁３３が介設されている。なお、第１〜第３開閉弁３０、３１、３３は、主として、ロッド側水路１２及びキャップ側水路１３をフラッシング（洗浄）する際に使用される手動式のバルブである。
【００２３】
作動水供給通路１４は、作動水貯槽側の分岐部Ｘで第１作動水供給通路１４ａと第２作動水通路１４ｂとに分岐している。そして、第１作動水供給通路１４ａと第２作動水通路１４ｂは、水路切換弁側の集合部Ｙで集合し、再び単一の作動水供給通路１４となっている。第１作動水供給通路１４ａと第２作動水通路１４ｂにわたって（またがって）、作動水供給装置Ｒ１が設けられている。作動水供給装置Ｒ１は、作動水貯槽１６に貯留された作動水を、作動水供給通路１４を介して吸入して加圧し、水路切換弁１１の第３ポートＰ３に供給する作動水ポンプである。第３ポートＰ３に供給された作動水は、水路切換弁１１のセット状態に応じて、ロッド側水路１２又はキャップ側水路１３を介して水圧シリンダ１に供給される。なお、第１作動水供給通路１４ａにアキュームレータ４６が設けられ、集合部Ｙより水路切換弁側において、作動水供給通路１４に水圧計４７が設けられている。
【００２４】
作動水供給装置Ｒ１は、加圧された作動油によって駆動される両ロッド形複動式の油圧シリンダ部３５と、それぞれ油圧シリンダ部３５によって駆動される第１作動水供給部４０及び第２作動水供給部５０と、油圧シリンダ部３５に対して作動油を給排する作動油給排部６０とを備えている。ここで、油圧シリンダ部３５は、円筒部材３６（シリンダ）と、円筒部材３６の円柱形の中空部に嵌入された複動ピストン３７と、複動ピストン３７の一方の端面（第１作動水供給部側の端面）に連結された第１ロッド３８と、複動ピストン３７の他方の端面（第２作動水供給部側の端面）に連結された第２ロッド３９とを備えている。そして、円筒部材３６内の中空部は複動ピストン３７によって仕切られ、第１作動水供給部側に第１油室３６ａが形成される一方、第２作動水供給部側に第２油室３６ｂが形成されている。
【００２５】
第１作動水供給部４０は、円筒形の第１筒状部材４１と、第１筒状部材４１の中空部に対して、該中空部との間隙を封止した状態で、第１筒状部材中心軸方向に移動（進入及び後退）することができる第１複動部材４２と、第１筒状部材４１の中空部を第１作動水供給通路１４ａに接続する第１作動水給排路４３と、第１上流側逆止弁４４と、第１下流側逆止弁４５とを備えている。第１複動部材４２は、第１筒状部材４１の内径（中空部の直径）より小径の軸状部材である。そして、第１複動部材４２は油圧シリンダ部３５の第１ロッド３８に連結されている。かくして、複動ピストン３７の往復運動に伴って、第１複動部材４２は、第１筒状部材中心軸方向に往復運動をする。第１作動水供給部４０は、第１複動部材４２の往復運動により、作動水貯槽側の第１作動水供給通路１４ａから作動水を吸入して加圧し、加圧された作動水を水路切換弁側（水圧シリンダ側）の第１作動水導入通路１４ａに吐出する。
【００２６】
第２作動水供給部５０は、円筒形の第２筒状部材５１と、第２筒状部材５１の中空部に対して、該中空部との間隙を封止した状態で、第２筒状部材中心軸方向に移動（進入及び後退）することができる第２複動部材５２と、第２筒状部材５１の中空部を第２作動水供給通路１４ｂに接続する第２作動水給排路５３と、第２上流側逆止弁５４と、第２下流側逆止弁５５とを備えている。第２複動部材５２は、第２筒状部材５１の内径（中空部の直径）より小径の軸状部材である。そして、第２複動部材５２は油圧シリンダ部３５の第２ロッド３９に連結されている。かくして、複動ピストン３７の往復運動に伴って、第２複動部材５２は、第２筒状部材中心軸方向に往復運動をする。第２作動水供給部５０は、第２複動部材５２の往復運動により、作動水貯槽側の第２作動水供給通路１４ｂから作動水を吸入して加圧し、加圧された作動水を水路切換弁側（水圧シリンダ側）の第２作動水導入通路１４ｂに吐出する。
【００２７】
かくして、油圧シリンダ部３５の複動ピストン３７が往復運動をすると、これに伴って、第１作動水供給通路１４ａと第２作動水通路１４ｂとを介して、第１作動水供給部４０と第２作動水供給部５０から交互に、加圧された作動水が作動水貯槽側から水路切換弁側に送り出される。要するに、第１、第２作動水供給部４０、５０は、油圧シリンダ部３５によって駆動され、交互に協働して、作動水貯槽１６内に貯留された作動水を、水路切換弁１１（ひいては水圧シリンダ１）に供給する。
【００２８】
作動油給排部６０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６１が設けられている。油路切換弁６１の第１ポートＰ５は第１油路６２を介して油圧シリンダ部３５の第１油室３６ａに接続され、第２ポートＰ６は第２油路６３を介して第２油室３６ｂに接続されている。また、油路切換弁６１の第３ポートＰ７には作動油供給通路６４が接続され、第４ポートＰ８には作動油還流通路６５が接続されている。作動油供給通路６４及び作動油還流通路６５の先端（油路切換弁６１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貯槽６６内に導入されている。作動油貯槽６６の近傍において、作動油供給通路６４には、作動油中の異物を除去するオイルフィルタ６７が介設され、作動油還流通路６５には、オイルフィルタ６８と該オイルフィルタ６８と並列に配設された逆止弁６９とが介設されている。
【００２９】
さらに、作動油供給通路６４には、電動機７０によって駆動される油圧ポンプ７１が介設されている。油圧ポンプ７１は、作動油貯槽６６内に貯留された作動油を吸入し、加圧して油路切換弁６１の第３ポートＰ７に供給する。また、作動油の流れ方向に関して、油圧ポンプ７１より下流側（油路切換弁側）の作動油供給通路６４と、オイルフィルタ６８及び逆止弁６９より上流側（油路切換弁側）の作動油還流通路６５との間には、作動油供給通路６４内の作動油の圧力を調整する第２リリーフ弁７２と、作動油供給通路６４内の作動油の流量を調整する流量調整弁７３とが設けられている。さらに、作動油供給通路６４には油圧計７４が設けられている。
【００３０】
油路切換弁６１は、油圧シリンダ部３５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６１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７１によって加圧され第３ポートＰ７に供給された作動油を、第１油路６２を介して油圧シリンダ部３５の第１油室３６ａに供給する第１の状態と、第２油路６３を介して第２油室３６ｂに供給する第２の状態と、油圧シリンダ部３５には作動油を供給しない第３の状態（図１に示されている状態）のいずれかにセットすることができる。
【００３１】
第１の状態では、第２油室３６ｂ内の作動油は、第２油路６３と作動油還流通路６５とを介して作動油貯槽６６に還流し、第２の状態では、第１油室３６ａ内の作動油は、第１油路６２と作動油還流通路６５とを介して作動油貯槽６６に還流する。また、第３の状態では、第１油路６２及び第２油路６３の油路切換弁側の端部は閉止される。なお、第３の状態では、作動油供給通路６４と作動油還流通路６５とが連通する。
【００３２】
作動水供給装置Ｒ１においては、第１、第２複動部材４２、４３の横断面（中心軸と垂直な断面）の面積を、油圧シリンダ部３５の複動ピストン３７の横断面の面積よりも小さくすれば、第１、第２筒状部材４１、５１内の作動水の圧力を、第１、第２油室３６ａ、３６ｂ内の作動油の圧力よりも高くすることができる。
【００３３】
作動水供給装置Ｒ１において、作動油給排部６０によって油圧シリンダ部３５の第１油室３６ａに加圧された作動油が供給されたときには、複動ピストン３７及び第１、第２ロッド３８、３９が第２作動水供給部側に移動させられる。このとき、第１軸状部材４２が第１筒状部材４１に対してその中心軸方向に後退し、第１作動水供給通路１４ａ内の作動水が第１筒状部材４１内に吸入される。なお、この場合、第１下流側逆止弁４５の作用により、水路切換弁側の第１作動水供給通路１４ａ内の作動水は第１筒状部材４１内には流入（逆流）しない。他方、第２軸状部材５２が第２筒状部材５１に対してその中心軸方向に前進し、第２筒状部材５１内の作動水が加圧されて第２作動水供給通路１４ｂに吐出される。なお、この場合、第２上流側逆止弁５４の作用により、第２筒状部材５１内の作動水が作動水貯槽側の第２作動水供給通路１４ｂに流入（逆流）することはない。
【００３４】
また、作動油給排部６０によって油圧シリンダ部３５の第２油室３６ｂに加圧された作動油が供給されたときには、複動ピストン３７及び第１、第２ロッド３８、３９が第１作動水供給部側に移動させられる。このとき、第２軸状部材５２が第２筒状部材５１に対してその中心軸方向に後退し、第２作動水供給通路１４ｂ内の作動水が第２筒状部材５１内に吸入される。この場合、第２下流側逆止弁５５の作用により、水路切換弁側の第２作動水供給通路１４ｂ内の作動水は第２筒状部材５１内には流入（逆流）しない。他方、第１軸状部材４２が第１筒状部材４１に対してその中心軸方向に前進し、第１筒状部材４１内の作動水が加圧されて第１作動水供給通路１４ａに吐出される。なお、この場合、第１上流側逆止弁４４の作用により、第１筒状部材４１内の作動水が作動水貯槽側の第１作動水供給通路１４ａに流入（逆流）することはない。
【００３５】
かくして、作動油給排部６０の油路切換弁６１を、所定の時間間隔で第１の状態と第２の状態とに交互にセットし、油圧シリンダ部３５の第１油室３６ａと第２油室３６ｂとに、加圧された作動油を交互に供給することにより、第１作動水供給部４０と第２作動油供給部５０とから、加圧された作動水を水路切換弁１１、ひいては水圧シリンダ１に供給することができる。
【００３６】
作動水給排装置Ｓ１で用いられる作動水としては、普通の水（例えば、水道水、工業用水等）を用いることができる。この場合、水圧シリンダ１あるいはその近傍の作動水給排装置Ｓ１から作動水が漏れても、何ら環境汚染を生じさせない。例えば、被駆動体５が河川等に配設された水門である場合、水圧シリンダ１等から作動水が漏れても河川を何ら汚染しない。しかしながら、水圧シリンダ１又は作動水給排装置Ｓ１を構成する各機器の腐食を防止したり、あるいは作動水の粘度を調整したりするために、作動水として、防蝕剤（防錆剤）や増粘剤等の添加物を含む加工水を用いてもよい。この場合、水圧シリンダ１あるいは作動水給排装置Ｓ１から作動水が漏れた場合の環境汚染を防止するために、環境の悪化を生じさせない、ないしは無害な防蝕剤（例えば、アミン系カルボン酸塩、エチレングリコール等）や増粘剤（例えば、グリセリン、エチレングリコール等）を用いるのが好ましい。
【００３７】
実施形態１に係る作動水給排装置Ｓ１によれば、水圧シリンダ１の作動流体として作動水を用いるので、水圧シリンダ１又はその近傍の作動水給排装置Ｓ１で作動水の漏れが発生しても、油圧アクチュエータの場合のような環境汚染ないしは製造物の汚染は生じない。また、作動水供給装置Ｒ１では、第１、第２作動水供給部４０、５０を、機械的なアクチュエータに比べて簡素な構造の油圧シリンダ部３５により駆動し、高圧の作動水を水圧シリンダ１に供給するので、簡素な構成でもって、水圧シリンダを高出力で動作させることができる。
【００３８】
（実施形態２）
以下、図２及び図３を参照しつつ、本発明の実施形態２を説明する。ただし、実施形態２に係る水圧シリンダ１及び作動水給排装置Ｓ２の基本構成は、実施形態１に係る水圧シリンダ１及び作動水給排装置Ｓ１と共通であり、実施形態２は、作動水供給装置（油圧シリンダ部及び作動水供給部）の構成が、実施形態１の場合と異なるだけである。そこで、以下では説明の重複を避けるため、主として実施形態１と異なる点を説明する。なお、図２に示す水圧シリンダ１及び作動水給排装置Ｓ２の構成要素において、図１に示す水圧シリンダ１及び作動水給排装置Ｓ１の構成要素と共通するものについては、図１と同一の参照番号が付されている。
【００３９】
図２に示すように、実施形態２に係る作動水給排装置Ｓ２の作動水供給装置Ｒ２は、作動油給排部６０によって作動油が給排される油圧シリンダ部８０と、作動水供給通路１４に介設された作動水供給部８５とを備えている。そして、作動水供給装置Ｒ２は、作動水貯槽１６に貯留された作動水を、作動水供給通路１４を介して吸入して加圧し、水路切換弁１１の第３ポートＰ３に供給する。第３ポートＰ３に供給された作動水は、水路切換弁１１のセット状態に応じて、ロッド側水路１２又はキャップ側水路１３を介して水圧シリンダ１に供給される。
【００４０】
油圧シリンダ部８０は、円筒部材８１（シリンダ）と、円筒部材８１の円柱形の中空部に嵌入された複動ピストン８２と、複動ピストン８２の一方の端面（作動水供給部側の端面）に連結されたロッド８３とを備えている。そして、円筒部材８１内の中空部は複動ピストン８２によって仕切られ、作動水供給部側に第１油室８１ａが形成される一方、作動水供給部８５と反対側に第２油室８１ｂが形成されている。
【００４１】
作動水供給部８５は、円筒形の筒状部材８６と、筒状部材８６の中空部に嵌入されたピストン８７と、ピストン８７の一方の端面（油圧シリンダ部側の端部）に連結された連結ロッド８８とを備えている。ここで、連結ロッド８８は、油圧シリンダ部８０のロッド８３に連結されている。かくして、油圧シリンダ部８０の複動ピストン８２が円筒部材中心軸方向に往復運動をすると、これに対応して作動水供給部８５のピストン８７が筒状部材中心軸方向に往復運動をする。
【００４２】
そして、筒状部材８６内の中空部はピストン８７によって仕切られ、油圧シリンダ部８０と反対側に作動水吸入室９２（図３参照）が形成される一方、油圧シリンダ部側に作動水吐出室９３（図３参照）が形成されている。ここで、作動水吸入室９２は、作動水供給部８５より作動水貯槽側の作動水供給通路１４に接続され、作動水吐出室９３は、作動水供給部８５より水路切換弁側の作動水供給通路１４に接続されている。また、作動水供給部８５の近傍において、該作動水供給部８５より作動水貯槽側の作動水供給通路１４に、作動水供給部側から作動水貯槽側に作動水が流れるのを阻止する逆止弁８９が介設されている。
【００４３】
図３に拡大して示すように、ピストン８７には、作動水吸入室９２と作動水吐出室９３とを連通させる円柱形の連通孔９１が設けられている。そして、この連通孔９１にピストン内逆止弁９０が嵌装されている。このピストン内逆止弁９０は、連通孔９１に嵌入されたハウジング９４（弁座）と、ハウジング９４内に配置された弁体９５と、弁体９５を作動水吸入室側に付勢するコイルばね９６とを有し、作動水吐出室側から作動水吸入室側に作動水が流れるのを阻止する。なお、筒状部材８６とピストン８７の間隙は、ピストンパッキン９７によってシールされている。
【００４４】
作動水供給装置Ｒ２において、油圧シリンダ部８０の複動ピストン８２が、円筒部材中心軸方向に往復運動をすると、これに伴って作動水供給部８５のピストン８７が筒状部材中心軸方向に往復運動をする。ここで、ピストン８７が作動水吸入室側に移動するときには、作動水吸入室９２内の作動水は、逆止弁８９の作用により作動水供給通路１４に流入することができないので、ピストン内逆止弁９０を経由して作動水吐出室９３内に流入する。そして、ピストン８７が作動水吐出室側に移動するときに、作動水吐出室９３内の作動水は、ピストン内逆止弁９０の作用により作動水吸入室９２に流入することができないので、作動水供給部８５より水路切換弁側の作動水供給通路１４を介して、水路切換弁１１の第３ポートＰ３に加圧状態で供給される。つまり、作動水供給部８５は、複動ピストン８２及びピストン８７の往復運動により、作動水貯槽側の作動水供給通路１４から作動水を吸入して加圧し、加圧された作動水を水路切換弁側（水圧シリンダ側）の作動水導入通路１４に吐出する作動水ポンプである。
【００４５】
なお、作動水供給装置Ｒ２において、作動水供給部８５のピストン８７の横断面（中心軸と垂直な断面）の面積を、油圧シリンダ部８０の複動ピストン８２の横断面（中心軸と垂直な断面）の面積よりも小さくすれば、作動水吐出室９３内の作動水の圧力は、第１油室８１ａ内の作動油の圧力よりも高くなる。したがって、作動水の圧力（水圧）を、作動油の圧力（油圧）よりも高圧にして水圧シリンダ１に供給することができる。
【００４６】
かくして、作動油給排部６０の油路切換弁６１を、所定の時間間隔で第１の状態と第２の状態とに交互にセットし、油圧シリンダ部８０の第１油室８１ａと第２油室８１ｂとに、加圧された作動油を交互に供給することにより、作動水供給部８５から、加圧された作動水を水路切換弁１１、ひいては水圧シリンダ１に連続的に供給することができる。
【００４７】
実施形態２に係る作動水給排装置Ｓ２によれば、水圧シリンダ１の作動流体として作動水を用いるので、水圧シリンダ１、又はその近傍の作動水給排装置Ｓ２で作動水の漏れが発生しても、油圧アクチュエータの場合のような環境汚染ないしは製造物の汚染は生じない。また、作動水供給装置Ｒ２では、作動水供給部８５を、機械的なアクチュエータに比べて簡素な構造の油圧シリンダ部８０により駆動し、高圧の作動水を水圧シリンダ１に供給することができるので、簡素な構成でもって、水圧シリンダを高出力で動作させることができる。
【００４８】
ところで、実施形態１に係る作動水給排装置Ｓ１（実施形態２に係る作動水供給装置Ｓ２も同様）では、地震や台風などの災害時に、停電により作動油給排部６０の機能が停止し、作動水供給装置Ｒ１が正常に動作しなくなる可能性がある。そこで、作動油給排部６０が機能しないときには、油圧シリンダ部３５に対して緊急油圧装置により作動油を給排して、作動水供給装置Ｒ１、ひいては水圧シリンダ１を支障なく動作させるようにするのが好ましい。
【００４９】
この場合は、図４に示すように、作動油給排部６０の近傍に緊急油圧装置１００が配備される。他方、作動油給排部６０と緊急油圧装置１００との接続を可能にするために、油路切換弁６１より油圧シリンダ部側において、第１油路６２及び第２油路６３に、それぞれ、多目的ストップバルブである第１多機能弁１１１及び第２多機能弁１１３が設けられる。詳しくは図示していないが、第１多機能弁１１１及び第２多機能弁１１３は、それぞれ、手動式の開閉弁と、２つの外部接続ポートとを有し、開閉弁は第１油路６２及び第２油路６３を手動操作で開閉することができるようになっている。なお、第１、第２多機能弁１１１、１１３のそれぞれの２つの外部接続ポートは、開閉弁に対して互いに反対側で、第１油路６２又は第２油路６３と連通している。
【００５０】
緊急油圧装置１００は、外部油路切換弁１０１と、第１〜第４外部油路１０２〜１０５とを備えている。そして、第１外部油路１０２の先端部（外部油路切換弁１０１と反対側の端部）には第１多機能弁１１１の外部接続ポートと接続するための第１コネクタ１１０が取り付けられ、第２外部油路１０３の先端部（外部油路切換弁１０１と反対側の端部）には第２多機能弁１１３の外部接続ポートと接続するための第２コネクタ１１２が取り付けられている。第３外部油路１０４には、外部動力源１０６（例えば、エンジン、発動機、バッテリ付きモータ等）によって駆動される外部油圧ポンプ１０７が介設されている。
【００５１】
緊急油圧装置１００を使用する際には、第３油路１０４及び第４油路１０５の先端部（外部油路切換弁１０１と反対側の端部）は、作動油給排部６０の作動油貯槽６６に導入（浸漬）される。また、第１コネクタ１１０は、第１多機能弁１１１の油圧シリンダ部側の外部接続ポートに接続され、第２コネクタ１１２は、第２多機能弁１１３の油圧シリンダ部側の外部接続ポートに接続される。なお、図４は、緊急油圧装置１００が作動油給排部６０に接続される前の状態を示している。
【００５２】
外部油路切換弁１０１は、油圧シリンダ部３５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、外部油路切換弁１０１は手動式の切換弁であり（電磁弁でもよい）、外部油圧ポンプ１０７によって加圧された作動油を、第１外部油路１０２及び第１油路６２を介して油圧シリンダ部３５の第１油室３６ａに供給する第１の状態と、第２外部油路１０３及び第２油路６３を介して第２油室３６ｂに供給する第２の状態と、油圧シリンダ部３５には作動油を供給せず作動油タンク６６に還流させる第３の状態（図４に示されている状態）のいずれかにセットすることができる（図１参照）。
【００５３】
図５に示すように、緊急油圧装置１００は、移動用の車輪１２０が取り付けられたフレーム１２１内に配設された、軽量かつコンパクトは構造のものである。したがって、緊急油圧装置１００は、適当な場所に保管しておけば、地震等による緊急時には、迅速かつ容易に移動させて作動油給排部６０に装着することができる。よって、台風や地震などに起因する停電等により作動油給排部６０が機能を停止したときでも、水圧シリンダ１を支障なく動作させることができる。
【００５４】
なお、図示していないが、図２に示す本発明の実施形態２に係る作動水給排装置Ｓ２もまた、実施形態１の変形例に係る作動水給排装置Ｓ１と同様に、緊急油圧装置１００を装着することができるように構成することができるのはもちろんである。
【符号の説明】
【００５５】
Ｓ１  作動水給排装置（実施形態１）、Ｓ２  作動水給排装置（実施形態２）、Ｒ１  作動水供給装置（実施形態１）、Ｒ２  作動水供給装置（実施形態２）、Ｐ１  第１ポート、Ｐ２  第２ポート、Ｐ３  第３ポート、Ｐ４  第４ポート、Ｐ５  第１ポート、Ｐ６  第２ポート、Ｐ７  第３ポート、Ｐ８  第４ポート、１  水圧シリンダ、２  シリンダ、３  ピストン、４  ピストンロッド、５  被駆動体、６  上側水室、７  下側水室、１１  水路切換弁、１２  ロッド側水路、１３  キャップ側水路、１４  作動水供給通路、１４ａ  第１作動水供給通路、１４ｂ  第２作動水供給通路、１５  作動水排出通路、１６  作動水貯槽、１７  フィルタ、１８  フィルタ、１９  逆止弁、２１  パイロット操作式逆止弁、２２  第１逆止弁付流量調整弁、２３  第２逆止弁付流量調整弁、２５  第１バイパス水路、２６  第１リリーフ弁、３０  第１開閉弁、３１  第２開閉弁、３２  第２バイパス水路、３３  第３開閉弁、３５  油圧シリンダ部、３６  円筒部材、３６ａ  第１油室、３６ｂ  第２油室、３７  複動ピストン、３８  第１ロッド、３９  第２ロッド、４０  第１作動水供給部、４１  第１筒状部材、４２  第１軸状部材、４３  第１作動水給排通路、４４  第１上流側逆止弁、４５  第１下流側逆止弁、４６  アキュームレータ、４７  水圧計、５０  第２作動水供給部、５１  第２筒状部材、５２  第２軸状部材、５３  第２作動水給排通路、５４  第２上流側逆止弁、５５  第１下流側逆止弁、６０  作動油給排部、６１  油路切換弁、６２  第１油路、６３  第２油路、６４  作動油供給通路、６５  作動油還流通路、６６  作動油貯槽、６７  オイルフィルタ、６８  オイルフィルタ、６９  逆止弁、７０  電動機、７１  油圧ポンプ、７２  リリーフ弁、７３  流量調整弁、７４  油圧計、８０  油圧シリンダ部、８１  円筒部材、８１ａ  第１油室、８１ｂ  第２油室、８２  複動ピストン、８３  ロッド、８５  作動水供給部、８６  筒状部材、８７  ピストン、８８  連結ロッド、８９  逆止弁、９０  ピストン内逆止弁、９１  連通孔、９２  作動水吸入室、９３  作動水吐出室、９４  ハウジング、９５  弁体、９６  コイルばね、９７  ピストンパッキン、１００  緊急油圧装置、１０１  外部油路切換弁、１０２  第１外部油路、１０３  第２外部油路、１０４  第３外部油路、１０５  第４外部油路、１０６  外部動力源、１１０  第１コネクタ、１１１  第１多機能弁、１１２  第２コネクタ、１１３  第２多機能弁。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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