(57)【要約】【課題】電動モータの消費電力を低減するとともに、ハンチング現象を防止する【解決手段】シリンダ駆動装置１００は、電動モータ３０と、ポンプ２０と、メイン通路８０ａ及びメイン通路８０ｂと、油圧シリンダ１０と、オペレートチェック弁６０ｂ及びオペレートチェック弁６０ａと、油圧シリンダ１０からオペレートチェック弁６０ｂ及びオペレートチェック弁６０ａへ向かう作動油の流れを絞る絞り弁７０ｂ及び絞り弁７０ａと、を備え、絞り弁７０ｂ及び絞り弁７０ａの開口面積は、油圧シリンダ１０からメイン通路８０ｂ及びメイン通路８０ａに排出される作動油の流量の上昇に応じて減少する。【選択図】図４
2018003943.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリンダ駆動装置であって、
電動モータと、
前記電動モータによって駆動され、作動流体を吐出するポンプと、
それぞれが前記ポンプに接続され、前記ポンプからの作動流体が選択的に導かれる第１通路及び第２通路と、
前記第１通路及び前記第２通路に接続され、前記第１通路及び前記第２通路の一方から供給される作動流体によって作動するとともに作動時に前記第１通路及び前記第２通路の他方に作動流体を排出する流体圧シリンダと、
前記第２通路に設けられ、前記ポンプから前記流体圧シリンダへ向かう作動流体の流れを許容する一方、前記流体圧シリンダから前記ポンプへ向かう作動流体の流れを前記第１通路内の圧力の上昇に応じて許容する制御弁と、
前記第２通路における前記流体圧シリンダと前記制御弁との間に設けられ、前記流体圧シリンダから前記制御弁へ向かう作動流体の流れを絞る絞り弁と、を備え、
前記絞り弁の開口面積は、前記流体圧シリンダから前記第２通路に排出される作動流体の流量の上昇に応じて減少することを特徴とするシリンダ駆動装置。
【請求項２】
請求項１に記載のシリンダ駆動装置であって、
前記絞り弁は、前記流体圧シリンダが前記第１通路から吸い込む作動流体の流量が前記ポンプの最大吐出流量に達したときに前記開口面積が減少するように設定されることを特徴とするシリンダ駆動装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のシリンダ駆動装置であって、
前記絞り弁は、
前記流体圧シリンダに接続される第１ポートと、
前記制御弁に接続される第２ポートと、
前記第１ポートと前記第２ポートとを連通する流路と、
前記流路に設けられる弁座と、
前記流路に設けられ前記弁座に離着座する弁体と、
前記弁体を前記弁座から離座させる方向に前記弁体を付勢する付勢部材と、
前記弁体に形成され、前記第１ポートと前記第２ポートとを連通する第１絞り部と、
前記弁体に形成され、前記弁体が前記弁座から離座した状態において前記第１ポートと前記第２ポートとを連通し前記弁体が前記弁座に着座した状態において前記第１ポートと前記第２ポートとの連通を遮断する第２絞り部と、
を有することを特徴とするシリンダ駆動装置。
【請求項４】
請求項３に記載のシリンダ駆動装置であって、
前記第２絞り部の開口面積は前記第１絞り部の開口面積よりも大きいことを特徴とするシリンダ駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリンダ駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、電動モータにより駆動する油圧ポンプと、油圧ポンプからの作動油により作動する油圧シリンダと、油圧ポンプと油圧シリンダとの間の作動油の流れを制御するオペレートチェック弁と、を備える油圧駆動ユニットが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−２５０３１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
オペレートチェック弁又はオペレートチェック弁と同等の機能を有する制御弁を備えるシリンダ駆動装置では、ポンプの作動にも関わらず油圧シリンダが作動と停止とを繰り返すハンチング現象が生じることがある。ハンチング現象は、負荷による外力が油圧シリンダに作用することによって油圧シリンダがポンプのように機能して通路内の作動油を吸い込むことで生じる。
【０００５】
特許文献１に開示される油圧駆動ユニットでは、ハンチング現象を防止するために、油圧シリンダとオペレートチェック弁との間の管路にスローリターン弁が設けられる。スローリターン弁によって、油圧シリンダから管路に排出される作動油の流れが絞られるため、油圧シリンダは通路内の作動油を吸い込まず、ハンチング現象が防止される。
【０００６】
しかしながら、特許文献１に開示されるスローリターン弁では、絞りの開口面積が一定である。ハンチング現象が発生しない条件においても、油圧シリンダから流出する作動油の流れは、ハンチング現象が発生するときと同じように絞られる。このため、油圧シリンダの作動に大きいエネルギが常に必要であり、電動モータの消費電力が増大する。
【０００７】
本発明は、電動モータの消費電力を低減するとともに、ハンチング現象を防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
第１の発明は、電動モータと、ポンプと、ポンプに接続される第１通路及び第２通路と、第１通路及び第２通路に接続される流体圧シリンダと、流体圧シリンダから第２通路を通じてポンプへ向かう作動流体の流れを第１通路内の圧力の上昇に応じて許容する制御弁と、流体圧シリンダから第２通路を通じて制御弁へ向かう作動流体の流れを絞る絞り弁と、を備え、絞り弁の開口面積は、流体圧シリンダから第２通路に排出される作動流体の流量の上昇に応じて減少することを特徴とする。
【０００９】
第１の発明では、絞り弁の開口面積は、流体圧シリンダから第２通路に排出される作動流体の流量の上昇に応じて減少する。負荷による外力がハンチング現象を生じさせないように流体圧シリンダに作用する場合には、流体圧シリンダから第２通路に排出される作動流体の流量は少ない。そのため、絞り弁の開口面積は大きく、電動モータの負荷を小さくすることができる。一方、負荷による外力がハンチング現象を生じさせるように流体圧シリンダに作用する場合には、流体圧シリンダから第２通路に排出される作動流体の流量は増加するため、絞り弁の開口面積は減少する。第２通路における作動流体の流量の増加が制限され、流体圧シリンダがポンプのように機能して第１通路内の作動流体を吸い込むのを防止することができる。そのため、ハンチング現象を防止することができる。
【００１０】
第２の発明は、流体圧シリンダが第１通路から吸い込む作動流体の流量がポンプの最大吐出流量に達したときに開口面積が減少するように絞り弁が設定されることを特徴とする。
【００１１】
第２の発明では、絞り弁の開口面積は、流体圧シリンダが第１通路から吸い込む作動流体の流量がポンプの最大吐出流量に達したときに減少する。流体圧シリンダが第１通路から吸い込む作動流体の流量がポンプの最大吐出流量に達するまでは絞り弁の開口面積は大きい。したがって、電動モータの負荷は小さく、電動モータの消費電力を低減することができる。また、流体圧シリンダが第１通路から吸い込む作動流体の流量がポンプの最大吐出流量に達するときには、絞り弁の開口面積が減少し、流量の増加を制限する。したがって、流体圧シリンダがポンプのように機能して第１通路内の作動流体を吸い込むのを防止することができ、ハンチング現象を防止することができる。
【００１２】
第３の発明は、絞り弁が、前記流体圧シリンダに接続される第１ポートと、制御弁に接続される第２ポートと、第１ポートと第２ポートとを連通する流路と、流路に設けられる弁座と、流路に設けられ弁座に離着座する弁体と、弁体を弁座から離座させる方向に付勢する付勢部材と、弁体が弁座に着座した状態において第１ポートと第２ポートとを連通する第１絞り部と、弁体が弁座から離座した状態において第１ポートと第２ポートとを連通し弁体が弁座に着座した状態において第１ポートと第２ポートとの連通を遮断する第２絞り部と、を有することを特徴とする。
【００１３】
第３の発明では、第１絞り部と、第２絞り部と、を有する。第１絞り部が常に第１ポートと第２ポートと連通する一方で、第２絞り部は、弁体が弁座から離座している状態において第１ポートと第２ポートとを連通し弁体が弁座に着座した状態において第１ポートと第２ポートとの連通を遮断する。絞り弁の開口面積は、第１絞り部の開口面積と第２絞り部の開口面積との総和に相当するので、弁体の状態に応じて、絞り弁の開口面積が変化する。付勢部材は、弁体を弁座から離座させる方向に付勢するので、第１ポートから第２ポートへ向かう作動流体の流量に応じて弁体は弁座に離着座する。したがって、絞り弁の開口面積を、流体圧シリンダから第２通路に排出される作動流体の流量の上昇に応じて減少させることができる。
【００１４】
第４の発明は、第２絞り部の開口面積は第１絞り部の開口面積よりも大きいことを特徴とする。
【００１５】
第４の発明では、第２絞り部の開口面積は第１絞り部の開口面積よりも大きい。第２絞り部と第１絞り部との両方が第１ポートと第２ポートとを連通する場合の絞り弁の開口面積と、第１絞り部のみが第１ポートと第２ポートとを連通する場合の絞り弁の開口面積と、の差が拡大する。したがって、絞り弁の開口面積を、流体圧シリンダから第２通路に排出される作動流体の流量の上昇に応じて、より減少させることができる。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、電動モータの消費電力を低減するとともにハンチング現象を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、本発明の実施形態に係るシリンダ駆動装置を備える回動装置の模式図である。
【図２】図２は、図１に示す油圧シリンダが伸長した状態を示す。
【図３】図３は、図２に示す油圧シリンダが更に伸長した状態を示す。
【図４】図４は、本発明の実施形態に係るシリンダ駆動装置の回路図である。
【図５】図５は、図４に示す絞り弁の模式断面図である。
【図６】図６は、本発明の実施形態に係るシリンダ駆動装置の回路図であり、負荷による外力が流体圧シリンダに収縮方向に作用しかつポンプが流体圧シリンダを伸長させるように作動した状態を示す。
【図７】図７は、図６に示す絞り弁の模式図である。
【図８】図８は、本発明の実施形態に係るシリンダ駆動装置の回路図であり、負荷による外力が流体圧シリンダに伸長方向に作用しかつポンプが流体圧シリンダを伸長させるように作動した状態を示す。
【図９】図９は、図８に示す絞り弁の模式図である。
【図１０】図１０は、本発明の実施形態の変形例に係るシリンダ駆動装置の回路図である。
【図１１】図１１は、比較例に係るシリンダ駆動装置の回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係るシリンダ駆動装置１００について説明する。
【００１９】
図１は、シリンダ駆動装置１００を備える回動装置１０００の模式図である。シリンダ駆動装置１００は、作動油の圧力によって伸縮する油圧シリンダ１０を備える。回動装置１０００は、油圧シリンダ１０の伸縮によって対象物Ｗを回動させる。
【００２０】
図１に示すように、回動装置１０００は、ベース部材１と、ベース部材１に連結されるアーム部材２と、を備える。アーム部材２は、棒状に形成される。対象物Ｗは、アーム部材２の端部２ａに取り付けられる。
【００２１】
アーム部材２の端部２ｂには、孔２ｃが形成される。孔２ｃは、アーム部材２の長手方向と直交する方向に端部２ｂを貫通する。孔２ｃには、ベース部材１に形成されるピン１ｂが挿入される。
【００２２】
ベース部材１のピン１ｂは、ベース部材１の本体部１ａから水平方向に突出する。ピン１ｂの外径はアーム部材２の孔２ｃの内径以下であり、アーム部材２の端部２ｂは、ピン１ｂに回転自在に支持される。このように、アーム部材２は、ピン１ｂの周り（水平軸周り）に回動自在にベース部材１に連結される。
【００２３】
油圧シリンダ１０は、シリンダ１１と、シリンダ１１から延出するピストンロッド１３と、を備える。ピストンロッド１３は、シリンダ１１に対して進退自在である。ピストンロッド１３がシリンダ１１から退出すると、油圧シリンダ１０は伸長する。ピストンロッド１３がシリンダ１１内に進入すると、油圧シリンダ１０は収縮する。
【００２４】
シリンダ１１には、油圧シリンダ１０とベース部材１とを連結する連結部１０ａが設けられる。連結部１０ａには、油圧シリンダ１０の伸長方向と直交する方向に貫通する孔１０ｃが形成される。孔１０ｃには、ベース部材１に形成されるピン１ｃが挿入される。
【００２５】
ベース部材１のピン１ｃは、ベース部材１の本体部１ａから、ピン１ｂの突出方向と同じ方向に突出する。ピン１ｃの外径は油圧シリンダ１０の孔１０ｃの内径以下であり、油圧シリンダ１０の連結部１０ａは、ピン１ｃに回転自在に支持される。このように、油圧シリンダ１０は、ピン１ｃの周り（水平軸周り）に回動自在にベース部材１に連結される。
【００２６】
ピストンロッド１３には、油圧シリンダ１０とアーム部材２とを連結する連結部１０ｂが設けられる。連結部１０ｂには、油圧シリンダ１０の孔１０ｃの貫通方向と同じ方向に貫通する孔１０ｄが形成される。孔１０ｄには、アーム部材２に形成されるピン２ｄが挿入される。
【００２７】
アーム部材２のピン２ｄは、端部２ａ，２ｂの間に形成される中間部２ｅに設けられる。ピン２ｄの突出方向は、ベース部材１のピン１ｂ及びピン１ｃの突出方向と一致する。ピン２ｄの外径は油圧シリンダ１０の孔１０ｄの内径以下であり、油圧シリンダ１０の連結部１０ｂは、ピン２ｄに回転自在に支持される。このように、油圧シリンダ１０は、ピン２ｄの周り（水平軸周り）に回動自在にアーム部材２に連結される。
【００２８】
図１における２点鎖線は、ピン１ｂを通り鉛直方向に延在する仮想線Ｌを示している。図１では、油圧シリンダ１０が最も収縮した状態が示されている。この状態において、対象物Ｗ及びアーム部材２の重心は、ピン１ｂよりも鉛直方向上方、かつ仮想線Ｌよりもピン１ｃ側に位置している。対象物Ｗ及びアーム部材２に作用する重力は、油圧シリンダ１０を収縮させる方向にピストンロッド１３に負荷として作用する。
【００２９】
図２は、油圧シリンダ１０が図１に示す状態から伸長した状態を示す。油圧シリンダ１０が伸長すると、アーム部材２がベース部材１に対してピン１ｂの周りに回動する。アーム部材２の回動に伴って、対象物Ｗは、ベース部材１に対して回動する。
【００３０】
このように、回動装置１０００は、油圧シリンダ１０の伸縮によって対象物Ｗを回動させる。
【００３１】
図２に示す状態において、対象物Ｗ及びアーム部材２の重心は、図１に示す状態と同様に、ピン１ｂよりも鉛直方向上方、かつ仮想線Ｌよりもピン１ｃ側に位置している。対象物Ｗ及びアーム部材２に作用する重力は、油圧シリンダ１０を収縮させる方向にピストンロッド１３に負荷として作用する。
【００３２】
図３は、油圧シリンダ１０が図２に示す状態から更に伸長した状態を示す。図３に示す状態において、対象物Ｗ及びアーム部材２の重心は、ピン１ｂよりも鉛直方向上方、かつ仮想線Ｌよりもピン１ｃとは反対側に位置している。対象物Ｗ及びアーム部材２に作用する重力は、油圧シリンダ１０を伸長させる方向にピストンロッド１３に負荷として作用する。
【００３３】
このように、回動装置１０００では、油圧シリンダ１０の作動に伴って、油圧シリンダ１０のピストンロッド１３に作用する負荷の方向が反転する。
【００３４】
図４に示すように、油圧シリンダ１０は、シリンダ１１内に摺動自在に収容されるピストン１２を更に備える。ピストンロッド１３は、ピストン１２に連結される。シリンダ１１の内部は、ピストン１２によって、反ロッド側室１１ａとロッド側室１１ｂとに区画される。
【００３５】
反ロッド側室１１ａ及びロッド側室１１ｂには、作動油が充填される。ピストン１２は、反ロッド側室１１ａ及びロッド側室１１ｂに選択的に供給される作動油によってシリンダ１１に対して移動する。ピストン１２の移動に伴って、ピストンロッド１３がシリンダ１１に対して進退し、油圧シリンダ１０が伸縮する。
【００３６】
具体的には、反ロッド側室１１ａに作動油が供給されると、ピストン１２は、反ロッド側室１１ａを拡大しロッド側室１１ｂを縮小する方向に移動する。ピストンロッド１３は、ピストン１２の移動に伴って、シリンダ１１から退出する。その結果、油圧シリンダ１０は伸長する。このとき、ロッド側室１１ｂの縮小に伴って、ロッド側室１１ｂ内の作動油は、油圧シリンダ１０の外に排出される。
【００３７】
ロッド側室１１ｂに作動油が供給されると、ピストン１２は、ロッド側室１１ｂを拡大し反ロッド側室１１ａを縮小する方向に移動する。ピストンロッド１３は、ピストン１２の移動に伴って、シリンダ１１内に進入する。その結果、油圧シリンダ１０は収縮する。このとき、反ロッド側室１１ａの縮小に伴って、反ロッド側室１１ａ内の作動油は、油圧シリンダ１０の外に排出される。
【００３８】
シリンダ駆動装置１００は、油圧シリンダ１０に作動油を供給するポンプ２０と、ポンプ２０を駆動する電動モータ３０と、を備える。電動モータ３０は、不図示の電源に電気的に接続され、この電源から供給される電力によって作動する。
【００３９】
ポンプ２０は、電動モータ３０の出力軸３１に連結され、電動モータ３０の回転駆動力により駆動される。ポンプ２０には第１ポート２１ａ及び第２ポート２１ｂが形成され、第１ポート２１ａ及び第２ポート２１ｂから選択的に作動油が吐出される。
【００４０】
電動モータ３０の出力軸３１が正方向Ｒ１に回転する場合には、ポンプ２０は、第２ポート２１ｂから作動油を吸込み、第１ポート２１ａから作動油を吐出する。電動モータ３０の出力軸３１が逆方向Ｒ２に回転する場合には、ポンプ２０は、第１ポート２１ａから作動油を吸込み、第２ポート２１ｂから作動油を吐出する。
【００４１】
このように、ポンプ２０の吐出方向は、電動モータ３０の回転方向に応じて切り換えられる。ポンプ２０としては、例えば、ギアポンプを用いることができる。
【００４２】
ポンプ２０の第１ポート２１ａには、メイン通路８０ａが接続され、ポンプ２０の第２ポート２１ｂには、メイン通路８０ｂが接続される。メイン通路８０ａ及びメイン通路８０ｂには、ポンプ２０からの作動油が選択的に導かれる。
【００４３】
メイン通路８０ａは、油圧シリンダ１０の反ロッド側室１１ａに接続され、メイン通路８０ｂは、油圧シリンダ１０のロッド側室１１ｂに接続される。メイン通路８０ａには、作動油の流れを制御するオペレートチェック弁（制御弁）６０ａが設けられ、メイン通路８０ｂには、作動油の流れを制御するオペレートチェック弁（制御弁）６０ｂが設けられる。メイン通路８０ａにおけるオペレートチェック弁６０ａと反ロッド側室１１ａとの間には、絞り弁７０ａが設けられる。メイン通路８０ｂにおけるオペレートチェック弁６０ｂとロッド側室１１ｂとの間には、絞り弁７０ｂが設けられる。
【００４４】
以下において、メイン通路８０ａにおけるポンプ２０の第１ポート２１ａとオペレートチェック弁６０ａとの間の部分を「通路部８１ａ」と称する。メイン通路８０ｂにおけるポンプ２０の第２ポート２１ｂとオペレートチェック弁６０ｂとの間の部分を「通路部８１ｂ」と称する。メイン通路８０ａにおけるオペレートチェック弁６０ａと絞り弁７０ａとの間の部分を「通路部８２ａ」と称し、メイン通路８０ｂにおけるオペレートチェック弁６０ｂと絞り弁７０ｂとの間の部分を「通路部８２ｂ」と称する。メイン通路８０ａにおける絞り弁７０ａと反ロッド側室１１ａとの間の部分を「通路部８３ａ」と称し、メイン通路８０ｂにおける絞り弁７０ｂとロッド側室１１ｂとの間の部分を「通路部８３ｂ」と称する。
【００４５】
オペレートチェック弁６０ａは、ポンプ２０の第１ポート２１ａから吐出されメイン通路８０ａを通じて油圧シリンダ１０の反ロッド側室１１ａへ向かう作動油の流れを許容する。また、オペレートチェック弁６０ａは、背圧室（図示省略）を有する。この背圧室内の圧力が開弁圧に達したときには、オペレートチェック弁６０ａは開弁し、メイン通路８０ａにおける作動油の流れを許容する。
【００４６】
オペレートチェック弁６０ａの背圧室は、パイロット通路８６ｂを通じて、メイン通路８０ｂの通路部８１ｂに接続される。通路部８１ｂ内の圧力が上昇すると、オペレートチェック弁６０ａの背圧室内の圧力が上昇し、オペレートチェック弁６０ａは開弁する。つまり、オペレートチェック弁６０ａは、通路部８１ｂ内の圧力の上昇に応じて、油圧シリンダ１０のロッド側室１１ｂからメイン通路８０ｂを通じてポンプ２０の第２ポート２１ｂへ向かう作動油の流れを許容する。
【００４７】
同様に、オペレートチェック弁６０ｂは、ポンプ２０の第２ポート２１ｂから吐出されメイン通路８０ｂを通じて油圧シリンダ１０のロッド側室１１ｂへ向かう作動油の流れを許容する。オペレートチェック弁６０ｂの背圧室（図示省略）は、パイロット通路８６ａを通じて、メイン通路８０ａの通路部８１ａに接続される。通路部８１ａ内の圧力の上昇に応じて、オペレートチェック弁６０ａは、油圧シリンダ１０の反ロッド側室１１ａからメイン通路８０ａを通じてポンプ２０の第１ポート２１ａへ向かう作動油の流れを許容する。
【００４８】
ポンプ２０が第１ポート２１ａから作動油を吐出すると、第１ポート２１ａからの作動油はオペレートチェック弁６０ａを押し開く。このとき、メイン通路８０ａの通路部８１ａ内の圧力が上昇し、オペレートチェック弁６０ｂが開弁する。第１ポート２１ａからの作動油は、メイン通路８０ａを通じて油圧シリンダ１０の反ロッド側室１１ａに供給され、ロッド側室１１ｂ内の作動油は、メイン通路８０ｂに排出されポンプ２０の第２ポート２１ｂに導かれる。反ロッド側室１１ａへの作動油の供給及びロッド側室１１ｂ内の作動油の排出によって、油圧シリンダ１０は伸長する。
【００４９】
ポンプ２０が第２ポート２１ｂから作動油を吐出すると、第２ポート２１ｂからの作動油はオペレートチェック弁６０ｂを押し開く。このとき、メイン通路８０ｂの通路部８１ｂ内の圧力が上昇し、オペレートチェック弁６０ａが開弁する。第２ポート２１ｂからの作動油は、メイン通路８０ｂを通じて油圧シリンダ１０のロッド側室１１ｂに供給され、反ロッド側室１１ａ内の作動油は、メイン通路８０ａに排出されポンプ２０の第１ポート２１ａに導かれる。ロッド側室１１ｂへの作動油の供給及び反ロッド側室１１ａ内の作動油の排出によって、油圧シリンダ１０は収縮する。
【００５０】
ポンプ２０が停止しているときには、メイン通路８０ａの通路部８１ａ内の圧力、及びメイン通路８０ｂの通路部８１ｂ内の圧力は上昇しない。オペレートチェック弁６０ａ及びオペレートチェック弁６０ｂは閉弁し、メイン通路８０ａ及びメイン通路８０ｂにおける作動油の流れを遮断する。油圧シリンダ１０の反ロッド側室１１ａ及びロッド側室１１ｂ内の作動油がメイン通路８０ａ及びメイン通路８０ｂに排出されず、油圧シリンダ１０は作動しない。つまり、ポンプ２０が停止しているときには、油圧シリンダ１０は、オペレートチェック弁６０ａ及びオペレートチェック弁６０ｂによって、静止した状態で維持される。
【００５１】
油圧シリンダ１０では、ピストンロッド１３は、ロッド側室１１ｂを挿通する一方で、反ロッド側室１１ａを挿通しない。油圧シリンダ１０の作動に伴ってピストン１２が移動するとき、ロッド側室１１ｂとメイン通路８０ｂとの間を行き来する作動油の流量は、反ロッド側室１１ａとメイン通路８０ａとの間を行き来する作動油の流量に比べ、少ない。ピストンロッド１３がシリンダ１１に対して進退することにより生じる容積変化は、ポンプ２０に接続されるタンク４０によって補償される。容積変化の補償について、具体的に説明する。
【００５２】
シリンダ駆動装置１００は、ポンプ２０とタンク４０との間の作動油の流れを制御する制御弁５０を備える。タンク４０は、閉鎖空間内に作動油を貯留する。
【００５３】
制御弁５０は、３ポート３位置切換弁である。制御弁５０の第１ポートは、メイン通路８０ａの通路部８１ａから分岐する分岐通路９１ａに接続される。制御弁５０の第２ポートは、メイン通路８０ｂの通路部８１ｂから分岐する分岐通路９１ｂに接続される。制御弁５０の第３ポートは、タンク４０に接続されるタンク通路９１ｃに接続される。
【００５４】
制御弁５０は、第１位置５０ａにあるときには、タンク通路９１ｃと分岐通路９１ａとの連通を遮断し、タンク通路９１ｃと分岐通路９１ｂとを連通する。制御弁５０は、第２位置５０ｂにあるときには、タンク通路９１ｃと分岐通路９１ａとを連通し、タンク通路９１ｃと分岐通路９１ｂとの連通を遮断する。制御弁５０は、第３位置５０ｃにあるときには、タンク通路９１ｃと分岐通路９１ａとの連通を遮断するとともに、タンク通路９１ｃと分岐通路９１ｂとの連通を遮断する。
【００５５】
制御弁５０の位置は、分岐通路９１ａ及び分岐通路９１ｂ内の圧力により切り換えられる。ポンプ２０が停止しており分岐通路９１ａ及び分岐通路９１ｂ内の圧力が上昇していない場合には、制御弁５０は、第３位置５０ｃにあり、タンク通路９１ｃと分岐通路９１ａとの連通を遮断するとともに、タンク通路９１ｃと分岐通路９１ｂとの連通を遮断する。
【００５６】
ポンプ２０が第１ポート２１ａから作動油を吐出する場合には、前述のように、油圧シリンダ１０は伸長する。このとき、分岐通路９１ａ内の圧力が上昇し、制御弁５０は、第１位置５０ａに切り換えられる。タンク通路９１ｃと分岐通路９１ｂとが連通し、作動油は、タンク４０とメイン通路８０ｂの通路部８１ｂとを行き来可能になる。タンク通路９１ｃと分岐通路９１ａとの連通は遮断されるので、第１ポート２１ａからの作動油は、タンク４０に流入することなく油圧シリンダ１０の反ロッド側室１１ａに供給される。
【００５７】
油圧シリンダ１０の伸長動作時には、ロッド側室１１ｂからメイン通路８０ｂに排出される作動油の流量は、メイン通路８０ａから反ロッド側室１１ａに供給される作動油の流量に比べ、ロッド側室１１ｂから退出するピストンロッド１３の体積分、少ない。ロッド側室１１ｂから退出するピストンロッド１３の体積分の作動油は、タンク４０からタンク通路９１ｃ及び分岐通路９１ｂを通じてメイン通路８０ｂの通路部８１ｂに供給される。したがって、ポンプ２０は、第１ポート２１ａから吐出される作動油の流量と同じ流量の作動油を第２ポート２１ｂから吸込むことができる。
【００５８】
ポンプ２０が第２ポート２１ｂから作動油を吐出する場合には、前述のように、油圧シリンダ１０は収縮する。このとき、分岐通路９１ｂ内の圧力が上昇し、制御弁５０は、第２位置５０ｂに切り換えられる。タンク通路９１ｃと分岐通路９１ａとが連通し、作動油は、タンク４０とメイン通路８０ａの通路部８１ａとを行き来可能になる。タンク通路９１ｃと分岐通路９１ｂとの連通が遮断されるので、第２ポート２１ｂからの作動油は、タンク４０に流入することなく油圧シリンダ１０のロッド側室１１ｂに供給される。
【００５９】
油圧シリンダ１０の収縮動作時には、反ロッド側室１１ａからメイン通路８０ａに排出される作動油の流量は、メイン通路８０ｂからロッド側室１１ｂに供給される作動油の流量に比べ、ロッド側室１１ｂに進入するピストンロッド１３の体積分、多い。ロッド側室１１ｂに進入するピストンロッド１３の体積分の作動油は、メイン通路８０ａの通路部８１ａから分岐通路９１ａ及びタンク通路９１ｃを通じてタンク４０に排出される。したがって、ポンプ２０は、第２ポート２１ｂから吐出される作動油の流量と同じ流量の作動油を第１ポート２１ａから吸込むことができる。
【００６０】
このように、ピストンロッド１３がシリンダ１１に対して進退することにより生じる容積変化は、ポンプ２０に接続されるタンク４０によって補償される。
【００６１】
シリンダ駆動装置１００は、リリーフ弁９６ａ、リリーフ弁９６ｂ、リリーフ弁９７ａ、及びリリーフ弁９７ｂを更に備える。リリーフ弁９６ａは、メイン通路８０ａの通路部８１ａから分岐しタンク４０に接続されるリリーフ通路９２ａに設けられる。リリーフ弁９６ａは、通路部８１ａ内の圧力がリリーフ弁９６ａの開弁圧に達したときに開弁し、通路部８１ａ内の作動油を、リリーフ通路９２ａを通じてタンク４０に排出する。リリーフ弁９６ａによって、通路部８１ａ内の圧力は、リリーフ弁９６ａの開弁圧以下に制限される。
【００６２】
同様に、リリーフ弁９６ｂは、メイン通路８０ｂの通路部８１ｂから分岐しタンク４０に接続されるリリーフ通路９２ｂに設けられ、通路部８１ｂ内の圧力をリリーフ弁９６ｂの開弁圧以下に制限する。リリーフ弁９７ａは、メイン通路８０ａの通路部８２ａから分岐しタンク４０に接続されるリリーフ通路９３ａに設けられ、通路部８２ａ内の圧力をリリーフ弁９７ａの開弁圧以下に制限する。リリーフ弁９７ｂは、メイン通路８０ｂの通路部８２ｂから分岐しタンク４０に接続されるリリーフ通路９３ｂに設けられ、通路部８２ｂ内の圧力をリリーフ弁９７ｂの開弁圧以下に制限する。
【００６３】
シリンダ駆動装置１００は、油圧シリンダ１０の手動操作を可能にする切換弁９８を備える。切換弁９８は、３ポート２位置切換弁である。切換弁９８の第１ポートは、メイン通路８０ａの通路部８２ａから分岐する分岐通路９４ａに接続される。切換弁９８の第２ポートは、メイン通路８０ｂの通路部８２ｂから分岐する分岐通路９４ｂに接続される。切換弁９８の第３ポートは、タンク４０に接続されるタンク通路９４ｃに接続される。
【００６４】
切換弁９８は、第１位置９８ａにあるときには、タンク通路９４ｃと分岐通路９４ａとの連通を遮断し、タンク通路９４ｃと分岐通路９４ｂとの連通を遮断し、分岐通路９４ａと分岐通路９４ｂとの連通を遮断する。切換弁９８は、第２位置９８ｂにあるときには、タンク通路９４ｃと分岐通路９４ａとを連通し、タンク通路９４ｃと分岐通路９４ｂとを連通し、分岐通路９４ａと分岐通路９４ｂとを連通する。切換弁９８の位置は、切換弁９８を手動操作することによって切り換えられる。
【００６５】
切換弁９８が第２位置９８ｂに切り換えられた場合には、油圧シリンダ１０の反ロッド側室１１ａ及びロッド側室１１ｂは、オペレートチェック弁６０ａ，６０ｂ、制御弁５０を迂回してタンク４０に接続される。手動操作によって油圧シリンダ１０を伸縮させることが可能になる。
【００６６】
絞り弁７０ｂは、メイン通路８０ｂにおける作動油の流れを絞る。絞り弁７０ｂにおける作動油の流れは、絞り弁７０ｂの開口面積に応じて絞られる。したがって、ロッド側室１１ｂからメイン通路８０ｂに排出される作動油の流量が制限され、油圧シリンダ１０の伸長動作時におけるハンチング現象を防止することができる。
【００６７】
ここで、ハンチング現象とは、ポンプ２０が作動しているにも関わらず、油圧シリンダ１０が作動と停止を繰り返す現象である。ハンチング現象について、図１１を用いて詳細に説明する。
【００６８】
図１１は、比較例に係るシリンダ駆動装置３００の回路図である。シリンダ駆動装置１００の構成と同一の構成については同一の符号を付し、その説明を省略する。シリンダ駆動装置３００は、絞り弁７０ａ及び絞り弁７０ｂ（図４参照）を備えていない点において、シリンダ駆動装置１００と異なる。
【００６９】
まず、ハンチング現象が生じない条件下でのシリンダ駆動装置３００の動作を説明する。具体的には、ピストンロッド１３が負荷による外力を収縮方向に受けている状態（図２に示す状態）で油圧シリンダ１０を伸長させる場合のシリンダ駆動装置３００の動作を説明する。
【００７０】
負荷による外力は、ピストンロッド１３を通じてピストン１２に収縮方向に作用するので、ピストン１２は、この外力によっては伸長方向に移動しない。反ロッド側室１１ａに供給される作動油は、この外力に抗して、ピストン１２を伸長方向に移動させる。
【００７１】
メイン通路８０ａ内の圧力は、ポンプ２０の第１ポート２１ａから吐出される作動油によって高い状態で維持され、オペレートチェック弁６０ｂは開弁状態を維持する。したがって、ロッド側室１１ｂ内の作動油は、メイン通路８０ｂに排出され続け、油圧シリンダ１０は、停止することなく伸長し続ける。
【００７２】
このように、ピストンロッド１３が負荷による外力を収縮方向に受けている状態（図２に示す状態）で油圧シリンダ１０を伸長させる場合には、油圧シリンダ１０は伸長し続ける。
【００７３】
同様に、ピストンロッド１３が負荷による外力を伸長方向に受けている状態（図３に示す状態）で油圧シリンダ１０を収縮させる場合においても、油圧シリンダ１０は、停止することなく収縮し続ける。つまり、負荷による外力がピストンロッド１３に作用する方向と、油圧シリンダ１０の作動方向と、が一致しない場合には、ハンチング現象は生じない。
【００７４】
次に、ハンチング現象が生じる条件下でのシリンダ駆動装置３００の動作を説明する。具体的には、ピストンロッド１３が負荷による外力を伸長方向に受けている状態（図３に示す状態）で油圧シリンダ１０を伸長させる場合のシリンダ駆動装置３００の動作を説明する。
【００７５】
ポンプ２０が第１ポート２１ａから作動油を吐出した直後には、第１ポート２１ａからの作動油は、オペレートチェック弁６０ａを押し開き、油圧シリンダ１０の反ロッド側室１１ａに供給される。このとき、メイン通路８０ａの通路部８１ａ内の圧力が上昇し、オペレートチェック弁６０ｂが開弁する。ロッド側室１１ｂ内の作動油がメイン通路８０ｂに排出され、油圧シリンダ１０は伸長し始める。
【００７６】
負荷による外力は、ピストンロッド１３を通じてピストン１２に伸長方向に作用するので、ピストン１２は、反ロッド側室１１ａに供給される作動油の圧力に加え、この外力を受けて伸長方向に移動する。負荷による外力が大きいほど、ピストン１２は高速で移動し、ロッド側室１１ｂ内からメイン通路８０ｂへ排出される作動油の流量が増加する。
【００７７】
ピストン１２が油圧シリンダ１０を伸長させる方向へ高速で移動すると、メイン通路８０ａ内の作動油は、ピストン１２によって反ロッド側室１１ａに吸い込まれる。つまり、油圧シリンダ１０は、負荷による外力によって、ポンプのように機能し、メイン通路８０ａ内の作動油を吸い込む。
【００７８】
油圧シリンダ１０がメイン通路８０ａから吸い込む作動油の流量が、ポンプ２０の最大吐出流量を超えると、ポンプ２０は、メイン通路８０ａ内の圧力を上昇させることができず、メイン通路８０ａの通路部８１ａ内の圧力が低下する。これにより、オペレートチェック弁６０ｂは閉弁し、ロッド側室１１ｂからメイン通路８０ｂへの作動油の排出が停止する。ピストン１２は停止し、油圧シリンダ１０は停止する。
【００７９】
ピストン１２が停止すると、ピストン１２によるメイン通路８０ａから反ロッド側室１１ａへの作動油の吸い込みが停止する。メイン通路８０ａ内の圧力は、ポンプ２０によって上昇し、オペレートチェック弁６０ｂが開弁する。ロッド側室１１ｂ内の作動油がメイン通路８０ｂに排出され、油圧シリンダ１０は、再び伸長し始める。
【００８０】
ピストン１２は、反ロッド側室１１ａに供給される作動油の圧力に加え、負荷による外力を受けて伸長方向に移動する。メイン通路８０ａ内の作動油は、ピストン１２によって反ロッド側室１１ａに吸い込まれ、メイン通路８０ａの通路部８１ａ内の圧力が低下する。オペレートチェック弁６０ｂは閉弁し、ロッド側室１１ｂからメイン通路８０ｂへの作動油の排出が停止する。ピストン１２は停止し、油圧シリンダ１０は再び停止する。
【００８１】
このように、シリンダ駆動装置３００では、ピストンロッド１３が負荷による大きい外力を伸縮方向に受けている状態（図３に示す状態）で油圧シリンダ１０を伸長させる場合に、油圧シリンダ１０は伸長と停止とを繰り返す。
【００８２】
同様に、ピストンロッド１３が負荷による大きい外力を収縮方向に受けている状態（図２に示す状態）で油圧シリンダ１０を収縮させる場合においても、油圧シリンダ１０は、伸長と停止とを繰り返す。つまり、シリンダ駆動装置３００では、負荷による外力がピストンロッド１３に作用する方向と、油圧シリンダ１０の作動方向と、が一致する場合に、ハンチング現象が生じる。
【００８３】
図４を参照する。シリンダ駆動装置１００では、ロッド側室１１ｂからメイン通路８０ｂに排出される作動油の流れは絞り弁７０ｂによって絞られる。負荷による外力がピストンロッド１３に伸長方向に作用する状態で油圧シリンダ１０を伸長させても、油圧シリンダ１０のロッド側室１１ｂからメイン通路８０ｂに排出される作動油の流量の増加は制限される。ピストン１２によるメイン通路８０ａから反ロッド側室１１ａへの作動油の吸い込みを防止することができ、メイン通路８０ａ内の圧力の低下を防止することができる。したがって、油圧シリンダ１０の伸長動作時におけるハンチング現象を防止することができる。
【００８４】
同様に、反ロッド側室１１ａからメイン通路８０ａに排出される作動油の流れは絞り弁７０ａによって絞られる。油圧シリンダ１０の反ロッド側室１１ａからメイン通路８０ａに排出される作動油の流量の増加は制限される。メイン通路８０ａ内の圧力の低下を防止することができ、油圧シリンダ１０の収縮動作時におけるハンチング現象を防止することができる。
【００８５】
絞り弁７０ｂは、絞り弁７０ｂの開口面積が、油圧シリンダ１０のロッド側室１１ｂからメイン通路８０ｂに排出される作動油の流量の増加に応じて減少するように形成される。
【００８６】
図５は、絞り弁７０ｂの模式断面図である。絞り弁７０ｂは、メイン通路８０ｂの通路部８３ｂに接続される第１ポート７１ａと、メイン通路８０ｂの通路部８２ｂに接続される第２ポート７２ａと、第１ポート７１ａと第２ポート７２ａとを連通する流路７３と、を有する。第１ポート７１ａは、第１ハウジング７１に形成される円形の孔からなる。第２ポート７２ａは、第２ハウジング７２に形成される円形の孔からなる。
【００８７】
第２ハウジング７２は、第１ハウジング７１に対向する対向面７２ｂを有する。対向面７２ｂには、窪み部７２ｃが形成される。第１ポート７１ａは、窪み部７２ｃに連通する。
【００８８】
第２ハウジング７２には、窪み部７２ｃの底面に開口する穴７２ｄが形成される。穴７２ｄの内径は、第２ポート７２ａの内径よりも大きく、第２ポート７２ａは穴７２ｄの底面７２ｅに開口する。窪み部７２ｃと穴７２ｄとによって、流路７３が形成される。穴７２ｄの底面７２ｅと第２ポート７２ａの内周面とによって、環状の弁座７２ｆが形成される。
【００８９】
絞り弁７０ｂは、流路７３内に設けられる弁体７４と、弁体７４を弁座７２ｆから離座する方向に付勢するスプリング（付勢部材）７５と、を有する。スプリング７５は、例えばコイルスプリングである。
【００９０】
弁体７４は、穴７２ｄの内径と略同じ外径を有する大径部７４ａと、大径部７４ａの外径よりも小さい外径を有する小径部７４ｂとを有する。大径部７４ａは、穴７２ｄ内に摺動自在に収容される。
【００９１】
小径部７４ｂは、大径部７４ａから第２ポート７２ａに向かって突出する。大径部７４ａと小径部７４ｂとの間には、段部７４ｃが形成される。
【００９２】
小径部７４ｂの基端部（大径部７４ａから連続する部分）の外径は、第２ポート７２ａの内径よりも大きい。小径部７４ｂの先端面の外径は、第２ポート７２ａの内径よりも小さい。小径部７４ｂの先端部は、テーパ状に形成される。弁体７４が弁座７２ｆに着座したときには、小径部７４ｂの先端面が第２ポート７２ａに進入し、小径部７４ｂの先端部が弁座７２ｆに接触する。
【００９３】
スプリング７５は、弁体７４の段部７４ｃと穴７２ｄの底面７２ｅとの間に、圧縮された状態で設けられる。スプリング７５の復元力によって、弁体７４は、弁座７２ｆから離座する方向に付勢される。弁座７２ｆから離座する方向への弁体７４の移動は、第１ハウジング７１によって制限される。
【００９４】
弁体７４には、大径部７４ａの端面に開口し大径部７４ａと小径部７４ｂとに亘って形成される穴７４ｄが形成される。大径部７４ａの端面には、穴７４ｄの内周面から大径部７４ａの外周面まで延在する溝７４ｅが形成される。溝７４ｅによって、弁体７４が第１ハウジング７１に押し付けられた状態においても穴７４ｄと窪み部７２ｃとが連通する。
【００９５】
小径部７４ｂには、穴７４ｄの底面と小径部７４ｂとの先端面との間を貫通する絞り孔（第１絞り部）７４ｆが形成される。小径部７４ｂには、穴７４ｄの内周面と小径部７４ｂの外周面との間を貫通する絞り孔（第２絞り部）７４ｇが形成される。弁体７４が弁座７２ｆに着座した状態では、作動油は、第２ポート７２ａと穴７４ｄとの間を、絞り孔７４ｆを通じてのみ行き来し、絞り孔７４ｇを通じては行き来しない。
【００９６】
ポンプ２０が停止している状態では、弁体７４には作動油の圧力が作用せず、弁体７４は、スプリング７５の付勢力によって弁座７２ｆから離される。ポンプ２０が第２ポート２１ｂから作動油を吐出する場合には、弁体７４は、第２ポート７２ａから流路７３を通じて第１ポート７１ａに向かう作動油の圧力と、スプリング７５の付勢力と、によって、弁座７２ｆから離される。
【００９７】
負荷による外力がピストンロッド１３に収縮方向に作用している状態（図２に示す状態）において、ポンプ２０が第１ポート２１ａから作動油を吐出するときには、ポンプ２０は、負荷による外力に抗して油圧シリンダ１０を伸長させる（図６参照）。ロッド側室１１ｂからメイン通路８０ｂに排出される作動油の流量は少ない。
【００９８】
図７に示すように、絞り弁７０ｂの第１ポート７１ａから供給される作動油は、スプリング７５の付勢力に抗して、弁体７４を弁座７２ｆに近づける。しかし、絞り弁７０ｂの第１ポート７１ａから供給される作動油の流量は少ないので、第１ポート７１ａと第２ポート７２ａの差圧は小さい。そのため、スプリング７５の付勢力によって弁体７４の移動が制限され、弁体７４は弁座７２ｆに着座しない。つまり、弁体７４は弁座７２ｆから離座した状態で維持される。
【００９９】
絞り弁７０ｂの第１ポート７１ａと第２ポート７２ａとは、絞り孔７４ｆと絞り孔７４ｇとの両方を通じて連通する。つまり、絞り弁７０ｂの開口面積は、絞り孔７４ｆの開口面積と絞り孔７４ｇの開口面積との総和に相当する。絞り弁７０ｂの開口面積は大きく、絞り弁７０ｂによってメイン通路８０ｂにおける作動油の流れに付与される抵抗は小さい。したがって、電動モータ３０の負荷を小さくすることができ、電動モータ３０の消費電力を低減することができる。
【０１００】
また、電動モータ３０の負荷が小さくなるので、低出力の電動モータ３０を使用することができる。電動モータ３０、及び電動モータ３０に電力を供給するための電装品のコストを削減することができる。
【０１０１】
更に、絞り弁７０ｂによってメイン通路８０ｂにおける作動油の流れに付与される抵抗は小さいので、電動モータ３０の出力を上げることなく、油圧シリンダ１０の動作を高速化することができる。
【０１０２】
このときには、負荷による外力は、油圧シリンダ１０を伸長させる方向に作用しないので、油圧シリンダ１０がポンプのように機能してメイン通路８０ａ内の作動油を吸い込むことはない。メイン通路８０ａ内の圧力はポンプ２０によって高められ、オペレートチェック弁６０ｂは開弁状態を保つ。したがって、ハンチング現象は生じない。
【０１０３】
負荷による外力がピストンロッド１３に伸長方向に作用している状態（図３に示す状態）において、ポンプ２０が第１ポート２１ａから作動油を吐出するときには、ポンプ２０は、負荷による外力とともに油圧シリンダ１０を伸長させる（図８参照）。ロッド側室１１ｂからメイン通路８０ｂに排出される作動油の流量は増加する。
【０１０４】
図９に示すように、絞り弁７０ｂの第１ポート７１ａから供給される作動油は、スプリング７５の付勢力に抗して、弁体７４を弁座７２ｆに近づける。絞り弁７０ｂの第１ポート７１ａから供給される作動油の流量は多いので、第１ポート７１ａと第２ポート７２ａの差圧は大きい。そのため、弁体７４は、スプリング７５の付勢力に抗して、弁座７２ｆに着座する。
【０１０５】
絞り弁７０ｂの第１ポート７１ａと第２ポート７２ａとは、絞り孔７４ｆを通じてのみ連通し、絞り孔７４ｇは、第１ポート７１ａと第２ポート７２ａとを連通しない。つまり、絞り弁７０ｂの開口面積は、絞り孔７４ｆの開口面積に相当する。
【０１０６】
絞り弁７０ｂの開口面積は小さく、メイン通路８０ｂにおける作動油の流れが絞り弁７０ｂによってより絞られる。メイン通路８０ｂにおける作動油の流量の増加が制限され、油圧シリンダ１０がポンプのように機能してメイン通路８０ａ内の作動油を吸い込むのを防止することができる。メイン通路８０ａ内の圧力をポンプ２０によって高めることができ、オペレートチェック弁６０ｂを開弁状態に保つことができる。したがって、ハンチング現象を防止することができる。
【０１０７】
このときには、負荷による外力は、油圧シリンダ１０を伸長させる方向に作用するので、ポンプ２０の負荷は小さくて済む。したがって、電動モータ３０の負荷を小さくすることができ、電動モータ３０の消費電力を低減することができる。
【０１０８】
このように、シリンダ駆動装置１００では、ハンチング現象を生じさせるように外力が油圧シリンダ１０に作用する場合と、ハンチング現象を生じさせないように外力が油圧シリンダ１０に作用する場合と、で絞り弁７０ｂの開口面積が変化する。したがって、油圧シリンダ１０の伸長動作時において、電動モータ３０の消費電力を低減するとともに、ハンチング現象を防止することができる。
【０１０９】
絞り弁７０ａは、絞り弁７０ｂと同様に、絞り弁７０ａの開口面積が、油圧シリンダ１０の反ロッド側室１１ａからメイン通路８０ａに排出される作動油の流量の増加に応じて減少するように形成される。したがって、油圧シリンダ１０の収縮動作時において、電動モータ３０の消費電力を低減するとともに、ハンチング現象を防止することができる。
【０１１０】
絞り弁７０ａの構造は、絞り弁７０ｂの構造とほぼ同じであるため、その説明を省略する。
【０１１１】
絞り弁７０ｂは、油圧シリンダ１０がメイン通路８０ａから吸い込む作動油の流量がポンプ２０の最大吐出流量に達したときに絞り弁７０ｂの開口面積が減少するように設定される。
【０１１２】
油圧シリンダ１０がメイン通路８０ａから吸い込む作動油の流量がポンプ２０の最大吐出流量に達するまでは、絞り弁７０ｂの開口面積は大きい。したがって、電動モータ３０の負荷は小さく、電動モータ３０の消費電力を低減することができる。
【０１１３】
油圧シリンダ１０がメイン通路８０ａから吸い込む作動油の流量がポンプ２０の最大吐出流量に達するときには、絞り弁７０ｂの開口面積が減少し、絞り弁７０ｂは、流量の増加を制限する。したがって、油圧シリンダ１０がポンプのように機能してメイン通路８０ａ内の作動油を吸い込むのを防止することができ、ハンチング現象を防止することができる。
【０１１４】
絞り弁７０ｂの設定は、スプリング７５のばね定数、絞り孔７４ｆの開口面積、絞り孔７４ｇの開口面積を変更することによって変更可能である。
【０１１５】
絞り弁７０ａは、絞り弁７０ｂと同様に、油圧シリンダ１０がメイン通路８０ｂから吸い込む作動油の流量がポンプ２０の最大吐出流量に達したときに絞り弁７０ａの開口面積が減少するように設定される。
【０１１６】
絞り孔７４ｇの開口面積は、絞り孔７４ｆの開口面積よりも大きい。絞り孔７４ｆと絞り孔７４ｇとの両方が第１ポート７１ａと第２ポート７２ａとを連通する場合の絞り弁７０ｂの開口面積と、絞り孔７４ｆのみが第１ポート７１ａと第２ポート７２ａとを連通する場合の絞り弁７０ｂの開口面積と、の差が拡大する。したがって、絞り弁７０ｂの開口面積を、油圧シリンダ１０のロッド側室１１ｂからメイン通路８０ｂに排出される作動油の流量の上昇に応じて、より減少させることができる。
【０１１７】
油圧シリンダ１０、ポンプ２０、電動モータ３０、タンク４０、各種通路、及び各種弁は、１つのユニット（図１参照）を構成する。油圧シリンダ１０に配管等を接続することなく、電動モータ３０に電力を供給するだけで、油圧シリンダ１０を作動させることができる。したがって、シリンダ駆動装置１００の操作性が向上する。
【０１１８】
油圧シリンダ１０、ポンプ２０、電動モータ３０、タンク４０、各種通路、及び各種弁は、ユニットを構成しなくてもよい。例えば、ポンプ２０が油圧シリンダ１０から離れた位置に設置され、ポンプ２０と油圧シリンダ１０とが配管を通じて接続されていてもよい。
【０１１９】
次に、シリンダ駆動装置１００及び回動装置１０００の動作について、図１から図９を参照して説明する。
【０１２０】
電動モータ３０の出力軸３１を正方向Ｒ１に回転させると、ポンプ２０は、第１ポート２１ａから作動油を吐出する。ポンプ２０からの作動油は、オペレートチェック弁６０ａを押し開いて、絞り弁７０ａに導かれる。
【０１２１】
絞り弁７０ａの弁体は、弁座から離座する方向に作動油から力を受け、弁座から離座した状態を維持する。絞り弁７０ａは、絞り孔７４ｆ及び絞り孔７４ｇを通じてメイン通路８０ａの通路部８２ａと通路部８３ａとを連通する。メイン通路８０ａの通路部８２ａ内の作動油は絞り弁７０ａの絞り孔７４ｆ及び絞り孔７４ｇを通じて油圧シリンダ１０の反ロッド側室１１ａに供給される。
【０１２２】
このとき、絞り弁７０ａの開口面積は、絞り孔７４ｆの開口面積と絞り孔７４ｇの開口面積との総和に相当し、絞り弁７０ａによってメイン通路８０ａにおける作動油の流れに付与される抵抗は小さい。
【０１２３】
また、メイン通路８０ａの通路部８１ａ内の圧力が上昇し、オペレートチェック弁６０ｂは開弁する。油圧シリンダ１０のロッド側室１１ｂ内の作動油は、メイン通路８０ｂに排出され、油圧シリンダ１０が伸長する。メイン通路８０ｂに排出された作動油は、ポンプ２０の第２ポート２１ｂに導かれる。
【０１２４】
負荷による外力がピストンロッド１３に収縮方向に作用している状態（図１及び図２に示す状態）では、ピストン１２は、この外力によっては伸長方向に移動しない。ロッド側室１１ｂからメイン通路８０ｂに排出される作動油の流量は少なく、絞り弁７０ｂの弁体７４は、弁座７２ｆから離座した状態を維持する（図６及び図７参照）。メイン通路８０ｂの通路部８３ｂ内の作動油は絞り弁７０ｂの絞り孔７４ｆ及び絞り孔７４ｇを通じてメイン通路８０ｂの通路部８２ｂに導かれる。
【０１２５】
絞り弁７０ｂは、絞り孔７４ｆ及び絞り孔７４ｇを通じてメイン通路８０ｂの通路部８３ｂと通路部８２ｂとを連通するので、絞り弁７０ｂの開口面積は大きく、絞り弁７０ｂによってメイン通路８０ｂにおける作動油の流れに付与される抵抗は小さい。
【０１２６】
メイン通路８０ａ及びメイン通路８０ａにおける作動油の流れに付与される抵抗は小さいので、電動モータ３０の負荷を小さくすることができる。したがって、電動モータ３０の消費電力を低減することができる。
【０１２７】
負荷による外力は、油圧シリンダ１０を伸長させる方向に作用しないので、絞り弁７０ｂの開口面積が大きくても、ハンチング現象は生じない。
【０１２８】
油圧シリンダ１０の伸長に伴って、負荷による外力は、ピストンロッド１３に伸長方向に作用し始める（図３参照）。ピストン１２は、この外力によっても伸長方向に移動する。ロッド側室１１ｂからメイン通路８０ｂに排出される作動油の流量は増加し、絞り弁７０ｂの弁体７４は、スプリング７５の付勢力に抗して、弁座７２ｆに着座する（図８及び図９参照）。
【０１２９】
絞り弁７０ｂは、絞り孔７４ｆのみを通じてメイン通路８０ｂの通路部８３ｂと通路部８２ｂとを連通する。絞り弁７０ｂの開口面積は、絞り孔７４ｆの開口面積に相当し、メイン通路８０ｂにおける作動油の流れは絞り弁７０ｂによって絞られる。
【０１３０】
メイン通路８０ｂにおける作動油の流量の増加が制限され、油圧シリンダ１０がポンプのように機能してメイン通路８０ａ内の作動油を吸い込むのを防止することができる。メイン通路８０ａ内の圧力をポンプ２０によって高めることができ、オペレートチェック弁６０ｂを開弁状態に保つことができる。したがって、ハンチング現象を防止することができる。
【０１３１】
このときには、負荷による外力は、油圧シリンダ１０を伸長させる方向に作用するので、ポンプ２０の負荷は小さくて済む。したがって、電動モータ３０の負荷を小さくすることができ、電動モータ３０の消費電力を低減することができる。
【０１３２】
このように、シリンダ駆動装置１００では、電動モータ３０の消費電力を低減するとともに、ハンチング現象を防止することができる。
【０１３３】
油圧シリンダ１０の収縮動作については、伸長動作とほぼ同じであるため、ここでは、その説明を省略する。
【０１３４】
図１０は、変形例に係るシリンダ駆動装置２００の回路図である。シリンダ駆動装置２００は、オペレートチェック弁６０ａ及び絞り弁７０ａ（図４参照）を備えていない点において、シリンダ駆動装置１００と主に異なる。シリンダ駆動装置２００においても、伸長動作時におけるハンチング現象を防止することができる。
【０１３５】
図示を省略するが、シリンダ駆動装置は、オペレートチェック弁６０ａ及び絞り弁７０ａ（図４参照）を備え、オペレートチェック弁６０ｂ及び絞り弁７０ｂを備えていなくてもよい。この場合には、収縮動作時におけるハンチング現象を防止することができる。
【０１３６】
以下、本発明の実施形態の構成、作用、及び効果をまとめて説明する。
【０１３７】
本実施形態では、シリンダ駆動装置１００，２００は、電動モータ３０と、電動モータ３０によって駆動され、作動油を吐出するポンプ２０と、それぞれがポンプ２０に接続され、ポンプ２０からの作動油が選択的に導かれるメイン通路８０ａ及びメイン通路８０ｂと、メイン通路８０ａ及びメイン通路８０ｂに接続され、メイン通路８０ａ及びメイン通路８０ｂの一方から供給される作動油によって作動するとともに作動時にメイン通路８０ａ及びメイン通路８０ｂの他方に作動油を排出する油圧シリンダ１０と、メイン通路８０ｂ及びメイン通路８０ａに設けられ、ポンプ２０から油圧シリンダ１０へ向かう作動油の流れを許容する一方、油圧シリンダ１０からポンプ２０へ向かう作動油の流れをメイン通路８０ａ及びメイン通路８０ｂ内の圧力の上昇に応じて許容するオペレートチェック弁６０ｂ及びオペレートチェック弁６０ａと、メイン通路８０ｂ及びメイン通路８０ａにおける油圧シリンダ１０とオペレートチェック弁６０ｂ及びオペレートチェック弁６０ａとの間に設けられ、油圧シリンダ１０からオペレートチェック弁６０ｂ及びオペレートチェック弁６０ａへ向かう作動油の流れを絞る絞り弁７０ｂ及び絞り弁７０ａと、を備え、絞り弁７０ｂ及び絞り弁７０ａの開口面積は、油圧シリンダ１０からメイン通路８０ｂ及びメイン通路８０ａに排出される作動油の流量の上昇に応じて減少する。
【０１３８】
この構成では、絞り弁７０ｂ及び絞り弁７０ａの開口面積は、油圧シリンダ１０からメイン通路８０ｂ及びメイン通路８０ａに排出される作動油の流量の上昇に応じて減少する。負荷による外力がハンチング現象を生じさせないように油圧シリンダ１０に作用する場合には、油圧シリンダ１０からメイン通路８０ｂ及びメイン通路８０ａに排出される作動油の流量は少ない。そのため、絞り弁７０ｂ及び絞り弁７０ａの開口面積は大きく、電動モータ３０の負荷を小さくすることができる。負荷による外力がハンチング現象を生じさせるように油圧シリンダ１０に作用する場合には、油圧シリンダ１０からメイン通路８０ｂ及びメイン通路８０ａに排出される作動油の流量は増加する一方で、絞り弁７０ｂ及び絞り弁７０ａの開口面積は減少する。メイン通路８０ｂ及びメイン通路８０ａにおける作動油の流量の増加が制限され、油圧シリンダ１０がポンプ２０のように機能するのを防止することができる。したがって、電動モータ３０の電力を低減するとともに、ハンチング現象を防止することができる。
【０１３９】
また、本実施形態では、絞り弁７０ｂ及び絞り弁７０ａは、油圧シリンダ１０がメイン通路８０ａ及びメイン通路８０ｂから吸い込む作動油の流量がポンプ２０の最大吐出流量に達したときに開口面積が減少するように設定される。
【０１４０】
この構成では、絞り弁７０ｂ及び絞り弁７０ａの開口面積は、油圧シリンダ１０がメイン通路８０ａ及びメイン通路８０ｂから吸い込む作動油の流量がポンプ２０の最大吐出流量に達したときに減少する。油圧シリンダ１０がメイン通路８０ａ及びメイン通路８０ｂから吸い込む作動油の流量がポンプ２０の最大吐出流量に達するまでは絞り弁７０ｂ及び絞り弁７０ａの開口面積は大きい。したがって、電動モータ３０の負荷は小さく、電動モータ３０の消費電力を低減することができる。また、油圧シリンダ１０がメイン通路８０ａ及びメイン通路８０ｂから吸い込む作動油の流量がポンプ２０の最大吐出流量に達するときには、絞り弁７０ｂ及び絞り弁７０ａの開口面積が減少し、流量の増加を制限する。したがって、油圧シリンダ１０がポンプ２０のように機能するのを防止することができ、ハンチング現象を防止することができる。
【０１４１】
また、本実施形態では、絞り弁７０ｂ及び絞り弁７０ａは、油圧シリンダ１０に接続される第１ポート７１ａと、オペレートチェック弁６０ｂ及びオペレートチェック弁６０ａに接続される第２ポート７２ａと、第１ポート７１ａと第２ポート７２ａとを連通する流路７３と、流路７３に設けられる弁座７２ｆと、流路７３に設けられ弁座７２ｆに離着座する弁体７４と、弁体７４を弁座７２ｆから離座させる方向に弁体７４を付勢するスプリング７５と、弁体７４に形成され、第１ポート７１ａと第２ポート７２ａとを連通する絞り孔７４ｆと、弁体７４に形成され、弁体７４が弁座７２ｆから離座した状態において第１ポート７１ａと第２ポート７２ａとを連通し弁体７４が弁座７２ｆに着座した状態において第１ポート７１ａと第２ポート７２ａとの連通を遮断する絞り孔７４ｇと、を有することを特徴とする。
【０１４２】
この構成では、絞り弁７０ｂ及び絞り弁７０ａは、絞り孔７４ｆと、絞り孔７４ｇと、を有する。絞り孔７４ｆが常に第１ポート７１ａと第２ポート７２ａに連通する一方で、絞り孔７４ｇは、弁体７４が弁座７２ｆから離座している状態において第１ポート７１ａと第２ポート７２ａとに連通し弁体７４が弁座７２ｆに着座した状態において第１ポート７１ａと第２ポート７２ａとの連通を遮断する。絞り弁７０ｂ及び絞り弁７０ａの開口面積は、絞り孔７４ｆの開口面積と絞り孔７４ｇの開口面積との総和に相当するので、弁体７４の状態に応じて、絞り弁７０ｂ及び絞り弁７０ａの開口面積が変化する。スプリング７５は、弁体７４を弁座７２ｆから離座させる方向に付勢するので、第１ポート７１ａから第２ポート７２ａへ向かう作動油の流量に応じて弁体７４は弁座７２ｆに離着座する。したがって、絞り弁７０ｂ及び絞り弁７０ａの開口面積を、油圧シリンダ１０からメイン通路８０ｂ及びメイン通路８０ａに排出される作動油の流量の上昇に応じて減少させることができる。
【０１４３】
本実施形態では、絞り孔７４ｇの開口面積は絞り孔７４ｆの開口面積よりも大きい。
【０１４４】
この構成では、絞り孔７４ｇの開口面積は絞り孔７４ｆの開口面積よりも大きい。絞り孔７４ｇと絞り孔７４ｆとの両方が第１ポート７１ａと第２ポート７２ａとを連通する場合の絞り弁７０ｂ及び絞り弁７０ａの開口面積と、絞り孔７４ｆのみが第１ポート７１ａと第２ポート７２ａとを連通する場合の絞り弁７０ｂ及び絞り弁７０ａの開口面積と、の差が大きい。したがって、絞り弁７０ｂ及び絞り弁７０ａの開口面積を、油圧シリンダ１０からメイン通路８０ｂ及びメイン通路８０ａに排出される作動油の流量の上昇に応じて、より減少させることができる。
【０１４５】
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。
【０１４６】
（１）上記実施形態によるシリンダ駆動装置１００，２００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。
【０１４７】
（２）回動装置１０００では、対象物Ｗは、アーム部材２の端部２ａに取り付けられる。アーム部材２が回動対象物であってもよい。また、アーム部材２に代えて、甲板といった板状の部材を回動させてもよい。
【０１４８】
（３）上記実施形態によるシリンダ駆動装置１００，２００では、オペレートチェック弁６０ｂとして、メイン通路８０ｂにおける作動油の流れの許容及び遮断をパイロット圧により切り換える切換弁を用いてもよい。この場合、切換弁は、メイン通路８０ｂの通路部８１ｂ又はメイン通路８０ａの圧力の上昇に応じてメイン通路８０ｂにおける作動油の流れを許容し、これらの圧力の両方の低下に応じてメイン通路８０ｂにおける作動油の流れを遮断する。シリンダ駆動装置１００では、オペレートチェック弁６０ｂと同様に、オペレートチェック弁６０ａとして、メイン通路８０ａにおける作動油の流れの許容及び遮断をパイロット圧により切り換える切換弁を用いてもよい。
【符号の説明】
【０１４９】
１０・・・油圧シリンダ（流体圧シリンダ）、２０・・・ポンプ、３０・・・電動モータ、６０ａ・・・オペレートチェック弁（制御弁）、６０ｂ・・・オペレートチェック弁（制御弁）、７０ａ・・・絞り弁、７０ｂ・・・絞り弁、７１ａ・・・第１ポート、７２ａ・・・第２ポート、７２ｆ・・・弁座、７３・・・流路、７４・・・弁体、７４ｆ・・・絞り孔（第１絞り部）、７４ｇ・・・絞り孔（第２絞り部）、７５・・・スプリング（付勢部材）、８０ａ・・・メイン通路（第１通路）、８０ｂ・・・メイン通路（第２通路）、１００，２００・・・シリンダ駆動装置
【図１】
2018003943.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2018003943.tif 000009
【図８】
2018003943.tif 000010
【図９】
2018003943.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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