(57)【要約】      （修正有）【課題】片ロッドの液圧シリンダの短縮動作時に負荷の方向が反転しても液圧シリンダの速度の変化を抑制することができる液圧システムを提供する。【解決手段】閉回路の液圧システム１は、ポンプ２と、ポンプの第１ポート２１を液圧シリンダ４のロッド側室４１と接続するロッド側供給ライン５２と、ポンプの第２ポート２２を液圧シリンダのヘッド側室４２と接続するヘッド側供給ライン５１と、ロッド側供給ラインから分岐してタンク１１へつながる第１タンクライン６に設けられたチェック弁６１と、ヘッド側供給ラインから分岐してタンクへつながる第２タンクライン７に設けられたヘッド側カウンターバランス弁８Ａと、を備え、ヘッド側カウンターバランス弁は、ロッド側供給ラインの圧力とヘッド側供給ラインの圧力とに基づいたヘッド側基準圧力が設定圧力よりも大きいときにヘッド側供給ラインからタンクへ向かう流れを許容するように構成されている。【選択図】図１
2019065935.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロッド側室およびヘッド側室を含む、片ロッドの液圧シリンダと、
回転機械により駆動される、第１ポートおよび第２ポートを有するポンプと、
前記第１ポートを前記ロッド側室と接続するロッド側供給ラインと、
前記ポンプ、前記ロッド側供給ラインおよび前記液圧シリンダと共に閉回路を形成するように、前記第２ポートを前記ヘッド側室と接続するヘッド側供給ラインと、
前記ロッド側供給ラインから分岐してタンクへつながる第１タンクラインと、
前記第１タンクラインに設けられた、前記タンクから前記ロッド側供給ラインへ向かう流れは許容するがその逆の流れは禁止するチェック弁と、
前記ヘッド側供給ラインから分岐してタンクへつながる第２タンクラインと、
前記第２タンクラインに設けられたヘッド側カウンターバランス弁と、を備え、
前記ヘッド側カウンターバランス弁には、外部パイロットラインを通じて前記ロッド側供給ラインの圧力が導かれ、
前記ヘッド側カウンターバランス弁は、前記タンクから前記ヘッド側供給ラインへ向かう流れは許容する一方、前記ヘッド側供給ラインから前記タンクへ向かう流れに対しては、前記ロッド側供給ラインの圧力と前記ヘッド側供給ラインの圧力とに基づいたヘッド側基準圧力が設定圧力よりも小さいときは禁止し、前記設定圧力よりも大きいときは許容するように構成されており、
前記設定圧力は、前記液圧シリンダの伸長動作時に想定される前記ヘッド側室の最大圧力よりも高く設定されている、液圧システム。
【請求項２】
前記ヘッド側基準圧力は、前記ロッド側供給ラインの圧力に係数を乗算した換算圧力と前記ヘッド側供給ラインの圧力との合計値である、請求項１に記載の液圧システム。
【請求項３】
前記ロッド側供給ラインに設けられたロッド側カウンターバランス弁をさらに備え、
前記ロッド側カウンターバランス弁には、外部パイロットラインを通じて前記ヘッド側供給ラインの圧力が導かれ、
前記ロッド側カウンターバランス弁は、前記ポンプから前記ロッド側室へ向かう流れは許容する一方、前記ロッド側室から前記ポンプへ向かう流れに対しては、前記ヘッド側供給ラインの圧力と前記ロッド側室の圧力とに基づいたロッド側基準圧力が設定圧力よりも小さいときは禁止し、前記設定圧力よりも大きいときは許容するように構成されている、請求項１または２に記載の液圧システム。
【請求項４】
前記ロッド側基準圧力は、前記ヘッド側供給ラインの圧力に係数を乗算した換算圧力と前記ロッド側室の圧力との合計値である、請求項３に記載の液圧システム。
【請求項５】
前記回転機械は、サーボモータであり、
前記ポンプの第１ポートおよび第２ポートは、前記回転機械の回転方向によって吐出側と吸込側とが切り換わる、請求項１から４のいずれか１項に記載の液圧システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、片ロッドの液圧シリンダとポンプとが閉回路を形成するように接続された液圧システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、片ロッドの液圧シリンダとポンプとが閉回路を形成するように接続された液圧システムが知られている。例えば、特許文献１には、図４（ａ）および（ｂ）に示すような液圧システム１００が開示されている。
【０００３】
この液圧システム１００では、片ロッドの液圧シリンダ１２０とポンプ１１０とがロッド側供給ライン１３１およびヘッド側供給ライン１３２により閉回路を形成するように接続されている。ロッド側供給ライン１３１からは第１タンクライン１４１が分岐しており、ヘッド側供給ライン１３２からは第２タンクライン１５１が分岐している。第１タンクライン１４１および第２タンクライン１５１には、パイロットチェック弁１４２，１５２がそれぞれ設けられている。
【０００４】
第１タンクライン１４１に設けられたパイロットチェック弁１４２は、ヘッド側供給ライン１３２の圧力が高くなったときに逆流防止機能を解除し、第２タンクライン１５１に設けられたパイロットチェック弁１５２は、ロッド側供給ライン１３１の圧力が高くなったときに逆流防止機能を解除する。
【０００５】
また、特許文献２には、片ロッドの液圧シリンダが下向きに伸長するように配置された液圧システムであって、ヘッド側供給ラインにカウンターバランス弁が設けられた液圧システムが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００４−２５７４４８号公報
【特許文献２】特許第３８３３２９１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に開示された液圧システム１００では、液圧シリンダ１２０の短縮動作時に負荷の方向が図４（ａ）に示すように伸長方向である場合には、負荷に打ち克ってシリンダを短縮方向に動かすことになるので、ロッド側供給ライン１３１の圧力が高くなる。また、第２タンクライン１５１のパイロットチェック弁１５２が開かれ、液圧シリンダ１２０のヘッド側室とロッド側室との面積差分の作動液が第２タンクライン１５１を通じてタンク１６０へ流れ込む。このとき、液圧シリンダ１２０の速度は、ポンプ１１０の吐出流量（液圧シリンダ１２０のロッド側の流量）で制御される。
【０００８】
しかしながら、負荷の方向が図４（ｂ）に示すように短縮方向に反転すると、ヘッド側供給ライン１３２の圧力が高くなり、ポンプ１１０の吸込み側の圧力が高くなってこの圧油によりポンプ１１０が駆動される。また、ヘッド側供給ライン１３２の圧力により第１タンクライン１４１のパイロットチェック弁１４２が開かれて、液圧シリンダ１２０のロッド側室とヘッド側室の面積差分の作動液が第１タンクライン１４１を通じてタンク１６０へ流れ込む。このとき、液圧シリンダ１２０の速度は、ポンプ１１０の吸込流量（液圧シリンダ４のヘッド側の流量）で制御される。すなわち、液圧シリンダ１２０の短縮動作時に負荷の方向が伸長方向から短縮方向へまたはそれとは逆に反転したときには、機械的なショックが発生するだけでなく、液圧シリンダ１２０の速度が変化する。
【０００９】
なお、特許文献２に開示された液圧システムでは、液圧シリンダの向きの関係上、液圧シリンダの短縮動作時に負荷が短縮方向に作用することは想定されていない。
【００１０】
そこで、本発明は、液圧シリンダの短縮動作時に負荷の方向が反転しても液圧シリンダの速度の変化を抑制することができる液圧システム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】
【００１１】
前記課題を解決するために、本発明の液圧システムは、ロッド側室およびヘッド側室を含む、片ロッドの液圧シリンダと、回転機械により駆動される、第１ポートおよび第２ポートを有するポンプと、前記第１ポートを前記ロッド側室と接続するロッド側供給ラインと、前記ポンプ、前記ロッド側供給ラインおよび前記液圧シリンダと共に閉回路を形成するように、前記第２ポートを前記ヘッド側室と接続するヘッド側供給ラインと、前記ロッド側供給ラインから分岐してタンクへつながる第１タンクラインと、前記第１タンクラインに設けられた、前記タンクから前記ロッド側供給ラインへ向かう流れは許容するがその逆の流れは禁止するチェック弁と、前記ヘッド側供給ラインから分岐してタンクへつながる第２タンクラインと、前記第２タンクラインに設けられたヘッド側カウンターバランス弁と、を備え、前記ヘッド側カウンターバランス弁には、外部パイロットラインを通じて前記ロッド側供給ラインの圧力が導かれ、前記ヘッド側カウンターバランス弁は、前記タンクから前記ヘッド側供給ラインへ向かう流れは許容する一方、前記ヘッド側供給ラインから前記タンクへ向かう流れに対しては、前記ロッド側供給ラインの圧力と前記ヘッド側供給ラインの圧力とに基づいたヘッド側基準圧力が設定圧力よりも小さいときは禁止し、前記設定圧力よりも大きいときは許容するように構成されており、前記設定圧力は、前記液圧シリンダの伸長動作時に想定される前記ヘッド側室の最大圧力よりも高く設定されている、ことを特徴とする。
【００１２】
上記の構成によれば、ヘッド側供給ラインから分岐する第２タンクラインに設けられたヘッド側カウンターバランス弁の設定圧力が想定されるヘッド側室の最大圧力よりも高く設定されているので、液圧シリンダの伸長動作時にヘッド側カウンターバランス弁が開くことはない。
【００１３】
一方、液圧シリンダの短縮動作時に負荷の方向が伸長方向である場合には、負荷に打ち克ってシリンダを短縮方向に動かすので、ロッド側供給ラインの圧力が高くなり、ヘッド側カウンターバランス弁が開き、液圧シリンダのヘッド側室とロッド側室との面積差分の作動液が第２タンクラインを通ってタンクへ流れ込む。
【００１４】
逆に、液圧シリンダの短縮動作時に負荷の方向が短縮方向である場合には、ヘッド側カウンターバランス弁の作用によってロッド側供給ラインの圧力がある程度高くなり、ヘッド側カウンターバランス弁が開く。これにより、液圧シリンダのヘッド側室とロッド側室との面積差分の作動液が第２タンクラインを通ってタンクへ流れ込む。
【００１５】
このように、本構成では、液圧シリンダの短縮動作時には、負荷の方向に拘らずにヘッド側カウンターバランス弁が開くため、シリンダのロッド側室への流入流量、即ちポンプの吐出流量によって液圧シリンダの速度を制御することができる。これにより、液圧シリンダの短縮動作時に負荷の方向が反転しても液圧シリンダの速度の変化を抑制することができる。
【００１６】
前記ヘッド側基準圧力は、前記ロッド側供給ラインの圧力に係数を乗算した換算圧力と前記ヘッド側供給ラインの圧力との合計値であってもよい。例えば、換算圧力用の係数を比較的に大きく設定しておけば、ロッド側供給ラインの圧力が比較的に低くてもヘッド側カウンターバランス弁が開くので、ヘッド側カウンターバランス弁の通過に伴う発熱量を少なくすることができる。
【００１７】
上記の液圧システムは、前記ロッド側供給ラインに設けられたロッド側カウンターバランス弁をさらに備え、前記ロッド側カウンターバランス弁には、外部パイロットラインを通じて前記ヘッド側供給ラインの圧力が導かれ、前記ロッド側カウンターバランス弁は、前記ポンプから前記ロッド側室へ向かう流れは許容する一方、前記ロッド側室から前記ポンプへ向かう流れに対しては、前記ヘッド側供給ラインの圧力と前記ロッド側室の圧力とに基づいたロッド側基準圧力が設定圧力よりも小さいときは禁止し、前記設定圧力よりも大きいときは許容するように構成されていてもよい。
【００１８】
上記の構成によれば、液圧シリンダの伸長動作時に負荷の方向が短縮方向である場合には、ヘッド側供給ラインの圧力が高いためにロッド側カウンターバランス弁が開く。一方、ヘッド側カウンターバランス弁は、ヘッド側供給ラインの圧力および設定圧力によって閉じた状態に維持される。従って、液圧シリンダのヘッド側室とロッド側室との面積差分の作動液が第１タンクラインのチェック弁を経由してタンクから導出される。
【００１９】
逆に、液圧シリンダの伸長動作時に負荷の方向が伸長方向である場合には、ロッド側室の圧力が高くなり、ロッド側カウンターバランス弁が開く。ロッド側カウンターバランス弁の設定圧力は、ヘッド側カウンターバランス弁と異なり比較的に低く設定することが可能であるので、ロッド側カウンターバランス弁の通過に伴う発熱量を少なくすることができる。また、ロッド側カウンターバランス弁の作用によってヘッド側供給ラインの圧力がある程度高くなるが、ヘッド側カウンターバランス弁はヘッド側供給ラインの圧力および設定圧力によって閉じた状態に維持される。従って、液圧シリンダのヘッド側室とロッド側室との面積差分の作動液が第１タンクラインのチェック弁を経由してタンクから導出される。
【００２０】
このように、本構成では、液圧シリンダの伸長動作時には、負荷の方向に拘らずに第１タンクラインを通じてタンクから作動液が導出されるため、シリンダヘッド側室への流入流量、即ち、ポンプの吐出流量によって液圧シリンダの速度を制御することができる。これにより、液圧シリンダの伸長動作時に負荷の方向が反転しても液圧シリンダの速度の変化を抑制することができる。
【００２１】
前記ロッド側基準圧力は、前記ヘッド側供給ラインの圧力に係数を乗算した換算圧力と前記ロッド側室の圧力との合計値であってもよい。例えば、換算圧力用の係数を比較的に大きく設定しておけば、ヘッド側供給ラインの圧力が比較的に低くてもロッド側カウンターバランス弁が開くので、ロッド側カウンターバランス弁の通過に伴う発熱量を少なくすることができる。
【００２２】
例えば、前記回転機械は、サーボモータであり、前記ポンプの第１ポートおよび第２ポートは、前記回転機械の回転方向によって吐出側と吸込側とが切り換わってもよい。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、液圧シリンダの短縮動作時に負荷の方向が反転しても液圧シリンダの速度の変化を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の一実施形態に係る液圧システムの概略構成図である。
【図２】（ａ）および（ｂ）は液圧シリンダの短縮動作時の作動液の流れを示す図であり、（ａ）は負荷の方向が伸長方向である場合、（ｂ）は負荷の方向が短縮方向である場合を示す。
【図３】（ａ）および（ｂ）は液圧シリンダの伸長動作時の作動液の流れを示す図であり、（ａ）は負荷の方向が短縮方向である場合、（ｂ）は負荷の方向が伸長方向である場合を示す。
【図４】（ａ）および（ｂ）は従来の液圧システムの概略構成図であり、液圧シリンダの短縮動作時の作動液の流れを示す。
【図５】（ａ）および（ｂ）は従来の液圧システムの概略構成図であり、液圧シリンダの伸長動作時の作動液の流れを示す。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
図１に、本発明の一実施形態に係る液圧システム１を示す。この液圧システム１は、片ロッドの液圧シリンダ４と、閉回路を形成するように液圧シリンダ４と接続されたポンプ２と、ポンプ２を駆動する回転機械３を含む。閉回路を流れる作動液は、典型的には油であるが、油以外の液体であってもよい。
【００２６】
液圧シリンダ４は、ピストンによって互いに隔てられたロッド側室４１およびヘッド側室４２を含む。ピストンからは、ロッド側室４１を貫通するようにロッドが延びている。
【００２７】
ポンプ２は、第１ポート２１と第２ポート２２を有する。第１ポート２１は、ロッド側供給ライン５１により液圧シリンダ４のロッド側室４１と接続されており、第２ポート２２は、ヘッド側供給ライン５２により液圧シリンダ４のヘッド側室４２と接続されている。これらのロッド側供給ライン５１およびヘッド側供給ライン５２により、ポンプ２と液圧シリンダ４の間の上述した閉回路が形成されている。
【００２８】
本実施形態では、ポンプ２が固定容量型のポンプであり、回転機械３がサーボモータである。そして、ポンプ２の第１ポート２１および第２ポート２２は、回転機械３の回転方向によって吐出側と吸込側とが切り換わる。また、サーボモータの回転速度および回転角度が制御されることにより、液圧シリンダ４の速度および位置が制御される。
【００２９】
ただし、ポンプ２は、斜板ポンプや斜軸ポンプなどの可変容量型のポンプであってもよい。あるいは、ポンプ２は、回転方向が一方向のままでも斜板または斜軸が基準線（斜板ポンプの場合はポンプの中心線と直交する線、斜軸ポンプの場合はポンプ２の中心線）を超えて両方向に傾倒することによって第１ポート２１および第２ポート２２の吐出側と吸込側との切り換えが可能な両傾転ポンプであってもよい。この場合、回転機械３はエンジンであってもよいし、インバーターモータであってもよい。
【００３０】
また、本実施形態では、ポンプ２からタンク１１までドレンライン２３が延びている。ポンプ２の駆動時、ドレンライン２３を通じてポンプ２からタンク１１へ僅かな量の作動液が流れる。
【００３１】
ロッド側供給ライン５１からは第１タンクライン６が分岐しており、ヘッド側供給ライン５２からは第２タンクライン７が分岐している。第１タンクライン６および第２タンクライン７は、タンク１１へつながっている。
【００３２】
第１タンクライン６には、チェック弁６１が設けられている。チェック弁６１は、タンク１１からロッド側供給ライン５１へ向かう流れは許容するがその逆の流れは禁止する。
【００３３】
第２タンクライン７には、ヘッド側カウンターバランス弁８Ａが設けられている。ヘッド側カウンターバランス弁８Ａは、内部パイロット圧および外部パイロット圧に応じて作動する。ヘッド側カウンターバランス弁８Ａには、外部パイロットライン９１を通じてロッド側供給ライン５１の圧力Ｐｒｌ（正確には、ロッド側供給ライン５１における後述するロッド側カウンターバランス弁８Ｂとポンプ２の間の部分の圧力）が導かれる。
【００３４】
ヘッド側カウンターバランス弁８Ａは、タンク１１からヘッド側供給ライン５２へ向かう流れは許容する。一方、ヘッド側供給ライン５２からタンク１１へ向かう流れに対しては、ヘッド側カウンターバランス弁８Ａは、外部パイロット圧であるロッド側供給ライン５１の圧力Ｐｒｌおよび内部パイロット圧であるヘッド側供給ライン５２の圧力Ｐｈｌに基づいたヘッド側基準圧力Ｐｓ１が設定圧力Ｐ１よりも小さいときは禁止し、ヘッド側基準圧力Ｐｓ１が設定圧力Ｐ１よりも大きいときは許容する。具体的に、ヘッド側基準圧力Ｐｓ１は、ロッド側供給ライン５１の圧力Ｐｒｌに係数Ｃ１を乗算した換算圧力Ｐｃ１（＝Ｐｒｌ×Ｃ１）とヘッド側供給ライン５２の圧力Ｐｈｌの合計値である（Ｐｓ１＝Ｐｃ１＋Ｐｈｌ）。
【００３５】
ヘッド側カウンターバランス弁８Ａの設定圧力Ｐ１は、液圧シリンダ４の伸長動作時に想定されるヘッド側室４２の最大圧力よりも高く設定されている。上述した係数Ｃ１は、例えば１．５〜１０である。
【００３６】
より詳しくは、ヘッド側カウンターバランス弁８Ａは、互いに並列なリリーフ弁８１およびチェック弁８２がハウジング内に組み込まれた構造を有する。リリーフ弁８１は、ハウジング内で摺動するスプールと、スプールを軸方向の一方から付勢するスプリングを含む。スプールには、ヘッド側供給ライン５２の圧力Ｐｈｌ（内部パイロット圧）およびロッド側供給ライン５１の圧力Ｐｒｌ（外部パイロット圧）がスプールの軸方向の他方から作用する。設定圧力Ｐ１は、リリーフ弁８１の設定圧力である。上述した係数Ｃ１は、スプールが内部パイロット圧を受ける面積と外部パイロット圧を受ける面積の比を指し示すものである。
【００３７】
なお、ヘッド側基準圧力Ｐｓ１は、ロッド側供給ライン５１の圧力Ｐｒｌと、ヘッド側供給ライン５２の圧力Ｐｈｌに係数Ｄ１を乗算した換算圧力Ｐｄ１（＝Ｐｈｌ×Ｄ１）の合計値であってもよい（Ｐｓ１＝Ｐｒｌ＋Ｐｄ１）。この場合、係数Ｄ１は、１よりも小さい値である。
【００３８】
また、本実施形態では、ロッド側供給ライン５１にロッド側カウンターバランス弁８Ｂが設けられている。ロッド側カウンターバランス弁８Ｂは、内部パイロット圧および外部パイロット圧に応じて作動する。ロッド側カウンターバランス弁８Ｂには、外部パイロットライン９２を通じてヘッド側供給ライン５２の圧力Ｐｈｌが導かれる。図例では、外部パイロットライン９２が第２タンクライン７におけるヘッド側カウンターバランス弁８Ａとヘッド側供給ライン５２の間の部分につながっているが、外部パイロットライン９２はヘッド側供給ライン５２につながっていてもよいことは言うまでもない。
【００３９】
ロッド側カウンターバランス弁８Ｂは、ポンプ２からロッド側室４１へ向かう流れは許容する。一方、ロッド側室４１からポンプ２へ向かう流れに対しては、ロッド側カウンターバランス弁８Ｂは、外部パイロット圧であるヘッド側供給ライン５２の圧力Ｐｈｌおよび内部パイロット圧であるロッド側室４１の圧力Ｐｒｃに基づいたロッド側基準圧力Ｐｓ２が設定圧力Ｐ２よりも小さいときは禁止し、合計値Ｐｓ２が設定圧力Ｐ２よりも大きいときは許容する。具体的に、ロッド側基準圧力Ｐｓ２は、ヘッド側供給ライン５２の圧力Ｐｈｌに係数Ｃ２を乗算した換算圧力Ｐｃ２（＝Ｐｈｌ×Ｃ２）とロッド側室４１の圧力Ｐｒｃの合計値である（Ｐｓ２＝Ｐｃ２＋Ｐｒｃ）。なお、ロッド側カウンターバランス弁８Ｂの具体的な内部構造は、ヘッド側カウンターバランス弁８Ａと同様である。
【００４０】
ロッド側カウンターバランス弁８Ｂの設定圧力Ｐ２は、上述したヘッド側カウンターバランス弁８Ａの設定圧力Ｐ１よりも小さくても大きくてもよいし、同じに設定されてもよい。上述した係数Ｃ２は、例えば１．５〜１０である。
【００４１】
なお、ロッド側基準圧力Ｐｓ２は、ヘッド側供給ライン５２の圧力Ｐｈｌと、ロッド側室４１の圧力Ｐｒｃに係数Ｄ２を乗算した換算圧力Ｐｄ２（＝Ｐｒｃ×Ｄ２）の合計値であってもよい（Ｐｓ２＝Ｐｈｌ＋Ｐｄ２）。この場合、係数Ｄ２は、１よりも小さい値である。
【００４２】
次に、液圧システム１の動作を、液圧シリンダ４の短縮動作時と伸長動作時とに分けて説明する。
【００４３】
（１）液圧シリンダ４の短縮動作時
図２（ａ）に示すように、液圧シリンダ４の短縮動作時に負荷の方向が伸長方向である場合には、ロッド側供給ライン５１の圧力が高くなるので、外部パイロット圧（ロッド側供給ライン５１の圧力Ｐｒｌ）によりヘッド側カウンターバランス弁８Ａが開き、液圧シリンダ４のロッド側室４１とヘッド側室４２の面積差分の作動液が第２タンクライン７を通ってタンク１１へ流れ込む。このとき、ロッド側供給ライン５１の圧力Ｐｒｌを換算圧力Ｐｃ１に換算する際の係数Ｃ１を比較的に大きく設定しておけば、ロッド側供給ライン５１の圧力Ｐｒｌが比較的に低くてもヘッド側カウンターバランス弁８Ａが開くので、ヘッド側カウンターバランス弁８Ａの通過に伴う発熱量を少なくすることができる。
【００４４】
なお、タンク１１へ流れ込む流量をＱｏとすると、Ｑｏ＝Ｑｈ−Ｑｒ−αとなる。
【００４５】
逆に、図２（ｂ）に示すように、液圧シリンダ４の短縮動作時に負荷の方向が短縮方向である場合には、ヘッド側カウンターバランス弁８Ａの作用によってロッド側供給ライン５１の圧力がある程度高くなり、内部パイロット圧（ヘッド側供給ライン５２の圧力Ｐｈｌ）および外部パイロット圧（ロッド側供給ライン５１の圧力Ｐｒｌ）によりヘッド側カウンターバランス弁８Ａが開く。これにより、液圧シリンダ４のヘッド側室４２とロッド側室４１との面積差分の作動液が第２タンクライン７を通ってタンク１１へ流れ込む。
【００４６】
このように、本実施形態では、液圧シリンダ４の短縮動作時には、負荷の方向に拘らずにヘッド側カウンターバランス弁８Ａが開くため、ポンプ２の吐出流量（液圧シリンダ４のロッド側の流量）によって液圧シリンダ４の速度を制御することができる。これにより、液圧シリンダ４の短縮動作時に負荷の方向が反転しても液圧シリンダ４の速度の変化を抑制することができる。
【００４７】
（２）液圧シリンダ４の伸長動作時
まず、比較のために、図５（ａ）および（ｂ）を参照して、従来の液圧システム１００の動作を説明する。
【００４８】
従来の液圧システム１００では、液圧シリンダ１２０の伸長動作時に図５（ａ）に示すように負荷の方向が短縮方向である場合には、ヘッド側供給ライン１３２の圧力が高いために、液圧シリンダ１２０のヘッド側室４２とロッド側室４１との面積差分の作動液が第１タンクライン１４１のパイロットチェック弁１４２を経由してタンク１６０から導出される。このとき、液圧シリンダ１２０の速度は、ポンプ１１０の吐出流量（液圧シリンダ４のヘッド側の流量）で制御される。
【００４９】
しかしながら、図５（ｂ）に示すように負荷の方向が伸長方向に反転すると、ロッド側供給ライン１３１の圧力が高くなり、液圧シリンダ１２０のヘッド側室４２とロッド側室４１との面積差分の作動液が第２タンクライン１５１のパイロットチェック弁１５２を経由してタンク１６０から導出される。このとき、液圧シリンダ１２０の速度は、ポンプ１１０の吸込流量（液圧シリンダ４のロッド側の流量）で制御される。すなわち、液圧シリンダ１２０の伸長動作時に負荷の方向が伸長方向から短縮方向へまたはそれとは逆に反転したときには、機械的なショックが発生するだけでなく、液圧シリンダ１２０の速度が変化する。
【００５０】
これに対し、本実施形態の液圧システム１では、液圧シリンダ４の伸長動作時に負荷の方向が反転しても液圧シリンダ４の速度の変化を抑制することができる。その理由は、以下のとおりである。
【００５１】
なお、ヘッド側供給ライン５２から分岐する第２タンクライン７に設けられたヘッド側カウンターバランス弁８Ａの設定圧力Ｐ１は想定されるヘッド側室４２の最大圧力よりも高く設定されているので、液圧シリンダ４の伸長動作時にヘッド側カウンターバランス弁８Ａが開くことはない。
【００５２】
図３（ａ）に示すように、液圧シリンダ４の伸長動作時に負荷の方向が短縮方向である場合には、ヘッド側供給ライン５２の圧力が高いために、外部パイロット圧（ヘッド側供給ライン５２の圧力Ｐｈｌ）によりロッド側カウンターバランス弁８Ｂが開く。このとき、ヘッド側供給ライン５２の圧力Ｐｈｌを換算圧力Ｐｃ２に換算する際の係数Ｃ２を比較的に大きく設定しておけば、ヘッド側供給ライン５２の圧力Ｐｈｌが比較的に低くてもロッド側カウンターバランス弁８Ｂが開くので、ロッド側カウンターバランス弁８Ｂの通過に伴う発熱量を少なくすることができる。一方、ヘッド側カウンターバランス弁８Ａは、ヘッド側供給ライン５２の圧力Ｐｈｌおよび設定圧力Ｐ１によって閉じた状態に維持される。従って、液圧シリンダ４のヘッド側室４２とロッド側室４１との面積差分の作動液が第１タンクライン６のチェック弁６１を経由してタンク１１から導出される。
【００５３】
なお、タンク１１から導出される流量をＱｉ、ヘッド側室４２への流入量をＱｈ、ロッド側室４１の流出量Ｑｒ、ポンプ２からのドレン量をαとすると、Ｑｉ＝Ｑｈ＋α−Ｑｒとなる。
【００５４】
逆に、図３（ｂ）に示すように、液圧シリンダ４の伸長動作時に負荷の方向が伸長方向である場合には、ロッド側室４１の圧力が高くなり、内部パイロット圧（ロッド側室４１の圧力Ｐｒｃ）によりロッド側カウンターバランス弁８Ｂが開く。ロッド側カウンターバランス弁８Ｂの設定圧力Ｐ２は、ヘッド側カウンターバランス弁８Ａと異なり比較的に低く設定することが可能であるので、ロッド側カウンターバランス弁８Ｂの通過に伴う発熱量を少なくすることができる。また、ロッド側カウンターバランス弁８Ｂの作用によってヘッド側供給ライン５２の圧力がある程度高くなるが、ヘッド側カウンターバランス弁８Ａはヘッド側供給ライン５２の圧力Ｐｈｌおよび設定圧力Ｐ１によって閉じた状態に維持される。従って、液圧シリンダ４のヘッド側室４２とロッド側室４１との面積差分の作動液が第１タンクライン６のチェック弁６１を経由してタンク１１から導出される。
【００５５】
このように、本実施形態では、液圧シリンダ４の伸長動作時には、負荷の方向に拘らずに第１タンクライン６を通じてタンク１１から作動液が導出されるため、ポンプ２の吐出流量（液圧シリンダ４のヘッド側の流量）によって液圧シリンダ４の速度を制御することができる。これにより、液圧シリンダ４の伸長動作時に負荷の方向が反転しても液圧シリンダ４の速度の変化を抑制することができる。
【００５６】
（変形例）
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変形が可能である。
【００５７】
例えば、用途によっては、ロッド側供給ライン５１にロッド側カウンターバランス弁８Ｂが設けられなくてもよい。
【符号の説明】
【００５８】
１    液圧システム
１１  タンク
２    ポンプ
２１  第１ポート
２２  第２ポート
３    回転機械
４    液圧シリンダ
４１  ロッド側室
４２  ヘッド側室
５１  ヘッド側供給ライン
５２  ロッド側供給ライン
６    第１タンクライン
６１  チェック弁
７    第２タンクライン
８Ａ  ヘッド側カウンターバランス弁
８Ｂ  ロッド側カウンターバランス弁
９１，９２  外部パイロットライン
【図１】
2019065935.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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【手続補正書】
【提出日】平成30年12月5日(2018.12.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロッド側室およびヘッド側室を含む、片ロッドの液圧シリンダと、
回転機械により駆動される、第１ポートおよび第２ポートを有するポンプと、
前記第１ポートを前記ロッド側室と接続するロッド側供給ラインと、
前記ポンプ、前記ロッド側供給ラインおよび前記液圧シリンダと共に閉回路を形成するように、前記第２ポートを前記ヘッド側室と接続するヘッド側供給ラインと、
前記ロッド側供給ラインから分岐してタンクへつながる第１タンクラインと、
前記第１タンクラインに設けられた、前記タンクから前記ロッド側供給ラインへ向かう流れは許容するがその逆の流れは禁止するチェック弁と、
前記ヘッド側供給ラインから分岐してタンクへつながる第２タンクラインと、
前記第２タンクラインに設けられたヘッド側カウンターバランス弁と、
前記ロッド側供給ラインに設けられたロッド側カウンターバランス弁と、を備え、
前記ヘッド側カウンターバランス弁には、外部パイロットラインを通じて前記ロッド側供給ラインの圧力が導かれ、
前記ヘッド側カウンターバランス弁は、前記タンクから前記ヘッド側供給ラインへ向かう流れは許容する一方、前記ヘッド側供給ラインから前記タンクへ向かう流れに対しては、前記ロッド側供給ラインの圧力と前記ヘッド側供給ラインの圧力とに基づいたヘッド側基準圧力が設定圧力よりも小さいときは禁止し、前記設定圧力よりも大きいときは許容するように構成されており、
前記設定圧力は、前記液圧シリンダの伸長動作時に想定される前記ヘッド側室の最大圧力よりも高く設定されており、
前記ロッド側カウンターバランス弁には、外部パイロットラインを通じて前記ヘッド側供給ラインの圧力が導かれ、
前記ロッド側カウンターバランス弁は、前記ポンプから前記ロッド側室へ向かう流れは許容する一方、前記ロッド側室から前記ポンプへ向かう流れに対しては、前記ヘッド側供給ラインの圧力と前記ロッド側室の圧力とに基づいたロッド側基準圧力が設定圧力よりも小さいときは禁止し、前記設定圧力よりも大きいときは許容するように構成されている、液圧システム。
【請求項２】
前記ヘッド側基準圧力は、前記ロッド側供給ラインの圧力に係数を乗算した換算圧力と前記ヘッド側供給ラインの圧力との合計値である、請求項１に記載の液圧システム。
【請求項３】
前記ロッド側基準圧力は、前記ヘッド側供給ラインの圧力に係数を乗算した換算圧力と前記ロッド側室の圧力との合計値である、請求項１または２に記載の液圧システム。
【請求項４】
前記回転機械は、サーボモータであり、
前記ポンプの第１ポートおよび第２ポートは、前記回転機械の回転方向によって吐出側と吸込側とが切り換わる、請求項１〜３のいずれか１項に記載の液圧システム。