(57)【要約】【課題】ピストンをヘッド側に移動させるときの作動油受圧面の面積とキャップ側に移動させるときの作動油受圧面の面積とが等しい片ロッド形複動油圧シリンダを提供する。【解決手段】片ロッド形複動油圧シリンダ１は、シリンダ２と、ピストン３と、ピストンロッド４と、芯部材５とを備えている。シリンダ２は、周壁部６と前壁部７と後壁部８とを有する。ピストン３はシリンダ内空間部９に嵌挿されている。ピストンロッド４は、ピストン３の後端部に結合され、後壁部３を貫通して外部に伸びている。芯部材５は、前壁部７から後方に伸びている。ピストンロッド４内に中空部１０が形成され、芯部材５は中空部１０と嵌合し、中空部１０の一部が第１油室１１をなす。シリンダ内空間部９はピストン３によって前後に仕切られ、ピストン３の後側に第２油室１５が形成されている。ここで、第１油室１１の断面積と第２油室１５の断面積とが互いに等しくなっている。【選択図】図１
2017048842.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
略円筒形の周壁部と、前記周壁部の前端に結合された前壁部と、前記周壁部の後端に結合された後壁部とを有するシリンダと、
前記シリンダ内に形成された略円柱形のシリンダ内空間部に嵌挿され、シリンダ中心軸が伸びる方向に摺動することができるピストンと、
前記ピストンの後端部に結合され、前記シリンダ内空間部から前記後壁部を貫通してシリンダ外空間部に伸びる略円柱形のピストンロッドと、
前端が前記前壁部に結合され、シリンダ中心線が伸びる方向に沿って後方に伸びる略円柱形の芯部材とを備えている片ロッド形複動油圧シリンダであって、
前記ピストンロッド内に略円柱形の中空部が形成され、
前記芯部材は前記中空部と摺動可能に嵌合し、前記中空部の前記芯部材の後端面より後側の部分が第１油室をなし、
前記芯部材に、該芯部材の前端に形成された第１作動油ポートと、前端が前記第１作動油ポートと連通し後端が前記第１室と連通する芯材内油路とが設けられ、
前記シリンダ内空間部が前記ピストンによって前後に仕切られて、前記ピストンの前側に位置する空気室と、前記ピストンの後側に位置する第２油室とが形成され、
前記シリンダに、前記空気室と連通する空気ポートと、前記第２油室と連通する第２作動油ポートとが設けられ、
シリンダ中心軸と垂直な平面で切断した場合における、前記第１油室の断面積と前記第２油室の断面積とが同一であることを特徴とする片ロッド形複動油圧シリンダ。
【請求項２】
前記空気室は、前記周壁部の内周面と、前記前壁部の後端面と、前記芯部材の外周面と、前記ピストンの前端面とによって画成され、
前記第２油室は、前記周壁部の内周面と、前記後壁部の前端面と、前記ピストンロッドの外周面と、前記ピストンの後端面とによって画成されていることを特徴とする、請求項１に記載の片ロッド形複動油圧シリンダ。
【請求項３】
前記空気ポートは、前記周壁部の前端部もしくはその近傍又は前記前壁部に設けられ、
前記第２作動油ポートは、前記周壁部の後端部もしくはその近傍又は前記後壁部に設けられていることを特徴とする、請求項１又は２に記載の片ロッド形複動油圧シリンダ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シリンダと、シリンダ内空間部に嵌挿されたピストンと、ピストンの後端部に結合されシリンダ内空間部からシリンダの後壁部を貫通してシリンダ外空間部に伸びる中空のピストンロッドとを備えている片ロッド形複動油圧シリンダに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、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ヘ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）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【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】
【０００４】
しかしながら、例えば図５に示すように、従来の片ロッド形複動油圧シリンダ１００では、ピストン１０１のヘッド側の端部にピストンロッド１０２が取り付けられているので、その分だけピストン１０１のヘッド側の受圧面積がキャップ側の受圧面積より小さくなる。そして、このようにヘッド側とキャップ側とでピストン１０１の受圧面積が異なると、油圧供給装置１０３から供給される作動油の圧力が一定である場合、受圧面積の差に起因して、ピストン１０１がキャップ側に移動するときとヘッド側に移動するときとで、ピストン１０１に加わる力、ひいてはピストン１０１の移動速度が異なることになる。このため、ピストン１０１の両方向への駆動力ないしは移動速度を同一にする必要がある場合は用いることができないといった問題がある。
【０００５】
また、キャップ側とヘッド側とでは油室の横断面の面積が互いに異なるので、キャップ側油室１０４に作動油を供給するときと、ヘッド側油室１０５に作動油を供給するときとでは、作動油の供給量ないしは排出量が異なることになる。具体的には、ピストン１０１がヘッド側からキャップ側に移動するときには、油圧供給装置１０３の作動油タンク（図示せず）からヘッド側油室１０５に供給される１ストローク分の作動油の量が、キャップ側油室１０４から作動油タンクに排出される１ストローク分の作動油の量よりも少ないので、作動油タンク内の作動油の保有量（液位）が増加する。
【０００６】
逆に、ピストン１０１がキャップ側からヘッド側に移動するときには、作動油タンクからキャップ側油室１０４に供給される１ストローク分の作動油の量が、ヘッド側油室１０５から作動油タンクに排出される１ストローク分の作動油の量よりも多いので、作動油タンク内の作動油の保有量（液位）が減少する。このように、従来の片ロッド形複動油圧シリンダ１００では、作動油タンクの作動油の保有量（液位）が変動するので、作動油の保有量の変動に対処するために、より多くの量の作動油を無駄に保有しなければならない、といった問題がある。
【０００７】
なお、例えば図６に示すように、両ロッド形複動油圧シリンダ１００’では、ピストン１０１のキャップ側の端部にも、ヘッド側のピストンロッド１０２と同一径のピストンロッド１０６が取り付けられているので、ピストン１０１のキャップ側及びヘッド側の受圧面積が等しくなり、前記のような問題は生じない。しかしながら、ピストン１０１がキャップ側に移動したときには、キャップ側のピストンロッド１０６が、破線で示すようにキャップ側のシリンダ端壁１０７から外方に突出するので、その分だけ無駄な空間を確保しなければならない。このため、該両ロッド形複動油圧シリンダ１００’では、これを装着する機械装置等の構成要素のレイアウトに大きな制約が生じるといった、前記問題とは別の問題がある。
【０００８】
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、ピストン及びこれに連結された部材（ピストンロッド等）をヘッド側に移動させるときの作動油の受圧面の面積とキャップ側に移動させるときの作動油の受圧面の面積とが等しい片ロッド形複動油圧シリンダ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】
【０００９】
前記課題を解決するためになされた本発明に係る片ロッド形複動油圧シリンダは、シリンダと、ピストンと、略円柱形のピストンロッドと、略円柱形の芯部材とを備えている。ここで、シリンダは、略円筒形の周壁部と、周壁部の前端（キャップ側の端部）に結合された前壁部と、周壁部の後端（ヘッド側の端部）に結合された後壁部とを有する。ピストンは、シリンダ内に形成された略円柱形のシリンダ内空間部に嵌挿され、シリンダ中心軸が伸びる方向に摺動することができる。ピストンロッドは、ピストンの後端部に結合又は連結され、シリンダ内空間部から後壁部を貫通してシリンダ外空間部に伸びている。芯部材は、その前端が前壁部に結合又は連結され、シリンダ中心線が伸びる方向に沿って後方に伸びている。
【００１０】
この片ロッド形複動油圧シリンダにおいては、ピストンロッド内に略円柱形の中空部が形成され、芯部材はこの中空部と摺動可能に嵌合し、この中空部の芯部材の後端面より後側の部分が第１油室をなしている。そして、芯部材に、該芯部材の前端に形成された第１作動油ポートと、前端が第１作動油ポートと連通し後端が第１油室と連通する芯材内油路とが設けられている。シリンダ内空間部は、ピストンによって前後に仕切られ、その結果ピストンの前側（キャップ側）に位置する空気室と、ピストンの後側（ヘッド側）に位置する第２油室とが形成されている。シリンダには、空気室と連通する空気ポートと、第２油室と連通する第２作動油ポートとが設けられている。この片ロッド形複動油圧シリンダにおいては、シリンダ中心軸と垂直な平面で切断した場合における、第１油室の断面積（キャップ側の受圧面積に相当する）と第２油室の断面積（ヘッド側の受圧面積に相当する）とが等しくなっている（同一である）。
【００１１】
本発明に係る片ロッド形複動油圧シリンダにおいては、空気室は、周壁部の内周面と、前壁部の後端面と、芯部材の外周面と、ピストンの前端面とによって画成される。また、第２油室は、周壁部の内周面と、後壁部の前端面と、ピストンロッドの外周面と、ピストンの後端面とによって画成される。空気ポートは、周壁部の前端部もしくはその近傍又は前壁部に設けられているのが好ましい。第２作動油ポートは、周壁部の後端部もしくはその近傍又は後壁部に設けられているのが好ましい。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る片ロッド形複動油圧シリンダにおいては、加圧された作動油が第１作動油ポートと芯材内油路とを介して第１油室に供給されたときには、ピストンロッドの後端壁の内面（前面）に作用する作動油の圧力により、ピストンロッドひいてはピストンに後向きの力が加えられ、ピストン及びピストンロッドが後方に移動させられる。これにより、ピストンロッドは、これに連結されている部材（負荷）を後向きに移動させる。このとき、第２油室内に滞留している作動油は、第２作動油ポートを介して外部（例えば、作動油タンク）に排出される。その際、外部の空気が空気ポートを介して空気室に吸入される。
【００１３】
他方、加圧された作動油が第２作動油ポートを介して第２油室に供給されたときには、ピストンの後端面に作用する作動油の圧力により、ピストンひいてはピストンロッドに前向きの力が加えられ、ピストン及びピストンロッドが前方に移動させられる。これにより、ピストンロッドは、これに連結されている部材（負荷）を前向きに移動させる。このとき、第１油室内に滞留している作動油は、芯材内油路と第１作動油ポートとを介して外部（例えば、作動油タンク）に排出される。その際、空気室内の空気が空気ポートを介して外部に排出される。
【００１４】
そして、本発明に係る片ロッド形複動油圧シリンダにおいては、シリンダ中心軸と垂直な平面で切断した場合における、第１油室の断面積と第２油室の断面積とが等しくなっているので、加圧された作動油により、ピストン及びピストンロッドを前向き（キャップ側）に移動させるときの作動油の受圧面の面積と後向き（ヘッド側）に移動させるときの作動油の受圧面の面積とは同一である。このため、供給される作動油の圧力及びピストンロッドへの負荷が一定である場合、ピストン及びピストンロッドが前向きに移動するときと後向きに移動するときとで、ピストン及びピストンロッドに加わる力、ひいてはこれらの移動速度を等しくすることができる。また、ピストン及びピストンロッドが前向きに移動するときと後向きに移動するときのいずれにおいても、第１油室又は第２油室への作動油の供給と排出量とが等しくなるので、作動油タンクの作動油の保有量を少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】ピストンが最大限にヘッド側（後方）に移動した状態における本発明に係る片ロッド形複動油圧シリンダの模式的な立面断面図である。
【図２】（ａ）は、ピストンが中間位置に移動した状態における図１と同様の図であり、（ｂ）は、ピストンが最大限にキャップ側（前方）に移動した状態における図１と同様の図である。
【図３】本発明に係る片ロッド形複動油圧シリンダの形状ないしは寸法を示す図である。
【図４】図１に示す片ロッド形複動油圧シリンダに対して作動油を給排する作動油供給装置の概略構成を示す油圧回路図である。
【図５】従来の片ロッド形複動油圧シリンダの概略構成を示す模式図である。
【図６】両ロッド形複動油圧シリンダの概略構成を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、添付の図面を参照しつつ、本発明の実施形態を具体的に説明する。
図１及び図２（ａ）、（ｂ）に示すように、本発明の実施形態に係る片ロッド形複動油圧シリンダ１（以下、略して「油圧シリンダ１」という。）は、シリンダ２（シリンダチューブ）と、略円柱形のピストン３と、中空略円柱形ないしは略円筒形のピストンロッド４と、略円柱形の芯部材５とを備えている。なお、以下では、油圧シリンダ１における各構成要素の位置関係を簡明に示すため、該油圧シリンダ１におけるキャップ側の位置を「前」といい、ヘッド側の位置を「後」ということにする。
【００１７】
シリンダ２は、略円筒形の周壁部６と、周壁部６の前端に結合された前壁部７と、周壁部６の後端に結合された後壁部８とを有している。ピストン３は、シリンダ２内に形成された略円柱形のシリンダ内空間部９に嵌挿され、シリンダ中心軸が伸びる方向（前後方向）に摺動することができるようになっている。ピストンロッド４は、ピストン３の後端部に結合又は連結（締結）され、シリンダ内空間部９から後壁部８を前後方向に貫通してシリンダ外空間部に伸びている。また、ピストンロッド４には、円柱形の中空部１０が形成されている。
【００１８】
芯部材５は、その前端が前壁部７に結合又は連結（締結）され、シリンダ中心線が伸びる方向（前後方向）に沿って後方に伸びている。ここで、芯部材５の後端面５ａは、後壁部８の内面８ａ（前面）に近接して該内面８ａの前方に位置している。また、芯部材５の外周面は、ピストンロッド４の中空部１０の内周面と摺動可能に嵌合し、中空部１０における芯部材５の後端面５ａより後側の部分は、油圧シリンダ１の第１油室１１をなしている。すなわち、第１油室１１は、ピストンロッド４の円筒形の周壁４ａの内周面と、ピストンロッド４の後壁４ｂの円形の内面（前面）と、芯部材５の円形の後端面５ａとによって画成されている。
【００１９】
前記のとおり、芯部材５の後端面５ａが後壁部８の内面８ａに近接して該内面８ａの前方に位置しているので、後端面５ａは、ピストン３が最大限に後方（ヘッド側）に移動したときでも中空部１０内に位置し、芯部材５と中空部１０の摺動可能な嵌合が維持される。なお、図示していないが、ピストン３の後面にはピストン３が図１に示す位置（最大限に後方に移動した位置）より後方に移動するのを係止する係止部材が設けられる一方、ピストン３の前面にはピストン３が図２（ｂ）に示す位置（最大限に前方に移動した位置）より前方に移動するのを係止する係止部材が設けられている。
【００２０】
そして、芯部材５の前端には、第１油室１１に対して作動油を給排するための第１作動油ポート１２が設けられている。また、芯部材５には、該芯部材５を前後方向に貫通し、前端が第１作動油ポート１２と連通し、後端が第１油室１１と連通する芯材内油路１３が設けられている。
【００２１】
シリンダ内空間部９は、ピストン３によって前後に仕切られている。これにより、シリンダ内空間部９におけるピストン３より前側の部分は空気室１４をなし、ピストン３より後側の部分は油圧シリンダ１の第２油室１５をなしている。すなわち、空気室１４は、円筒形の周壁部６の内周面と、前壁部７の環形の後端面と、円柱形の芯部材５の外周面と、ピストン３の環形の前端面とによって画成されている。また、第２油室１５は、周壁部６の内周面と、後壁部８の環形の前端面８ａと、ピストンロッド４の円筒形の周壁４ａの外周面と、ピストン３の環形の後端面とによって画成されている。
【００２２】
そして、シリンダ２の前端近傍において周壁部６には、空気室１４と連通する空気ポート１６が設けられている。さらに、シリンダ２の後端近傍において周壁部６には、第２油室１５と連通する第２作動油ポート１７が設けられている。なお、空気ポート１６を前壁部７に設けてもよい。また、第２作動油ポート１７を後壁部８に設けてもよい。油圧シリンダ１を装着した機械装置等の稼動時ないしは運転時においては、第１油室１１及び第２油室１５には、常時作動油が滞留している。また、空気室１４は、常時大気と連通している。
【００２３】
かくして、図１に示すようにピストン３が最大限に後方（ヘッド側）に移動した状態にあるときに、加圧された作動油が第２作動油ポート１７を介して第２油室１５に供給されると、ピストン３の環形の後端面に作用する作動油の圧力により、ピストン３ひいてはピストンロッド４に前向きの力が加えられ、ピストン３及びピストンロッド４が前方に移動させられる。このとき、第１油室１１内に滞留している作動油は、芯材内油路１３と第１作動油ポート１２とを介して外部に排出される。また、空気室１４内の空気は、空気ポート１６を介して外部に排出される。その結果、油圧シリンダ１は、図２（ａ）に示すような中間状態を経て、図２（ｂ）に示すようにピストン３が最大限に前方に移動した状態となる。これにより、ピストンロッド４は、その後端部に連結されている部材（負荷）を前向きに移動させる。
【００２４】
他方、図２（ｂ）に示すようにピストン３が最大限に前方に移動した状態にあるときに、加圧された作動油が第１作動油ポート１２と芯材内油路１３とを介して第１油室１１に供給されると、ピストンロッド４の後壁４ｂの円形の内面（前面）に作用する作動油の圧力により、ピストンロッド４ひいてはピストン３に後向きの力が加えられ、ピストン３及びピストンロッド４が後方に移動させられる。このとき、第２油室１５内に滞留している作動油は、第２作動油ポート１７を介して外部に排出される。また、空気室１４内には、外部の空気が空気ポート１６を介して吸入される。その結果、油圧シリンダ１は、図２（ａ）に示すような中間状態を経て、図１に示すようにピストン３が最大限に後方に移動した状態となる。これにより、ピストンロッド４は、その後端部に連結されている部材（負荷）を後向きに移動させる。
【００２５】
このようにピストン３及びピストンロッド４がシリンダ２内で前後方向に移動するときには、ピストンロッド４は芯部材５に外嵌された状態で摺動するので、ピストンロッド４の前後方向の移動は芯部材５によってガイドされ、ピストンロッド４に振れ（横振れ）が生じない。すなわち、芯部材５は、ピストンロッド４のガイド部材としての機能を有している。なお、従来の片ロッド形複動油圧シリンダでは、一般に、シリンダの外部にピストンロッドをガイドするガイド部材を設けて、ピストンロッドに振れが生じるのを防止するようにしている。
【００２６】
この油圧シリンダ１においては、シリンダ中心軸と垂直な平面で切断した場合における、第１油室１１の円形の断面の面積と、第２油室１５の環形（リング形）の断面の面積とが互いに等しくなっている。すなわち、加圧された作動油により、ピストン３及びピストンロッド４を前向き（キャップ側）に移動させるときの作動油受圧面の面積と、後向き（ヘッド側）に移動させるときの作動油受圧面の面積とは同一である。このため、油圧シリンダ１に供給される作動油の圧力と、ピストンロッド４にかかる負荷とが一定であるときには、ピストン３及びピストンロッド４が前向きに移動するときと後向きに移動するときとで、ピストン３及びピストンロッド４に加わる力、ひいてはこれらの移動速度が等しくなる。
【００２７】
また、ピストン３及びピストンロッド４が前向きに移動するときと後向きに移動するときのいずれにおいても、第１油室１１又は第２油室１５に供給される作動油の流量と、これに伴って第２油室１５又は第１油室１１から排出される作動油の流量とが互いに等しくなる。その結果、作動油供給装置２０の作動油タンク２１に貯留される作動油の保有量が変動せずほぼ一定となるので、作動油タンク２１の容量を可及的に小さくすることができる（図４参照）。
【００２８】
また、前記のとおり、従来の片ロッド形複動油圧シリンダ１００では、ヘッド側とキャップ側とでピストン１０１の受圧面積が互いに異なるので、ピストン１０１をキャップ側に移動させるときと、ヘッド側に移動させるときとで作動油の給排量が異なる。そして、従来の片ロッド形複動油圧シリンダ１００では、作動油の給排量が少ない方の行程（ストローク）でも所定の出力ないしは仕事が実現されるように作動油を供給することになる。したがって、作動油の給排量が多い方の行程（ストローク）では、必要以上に作動油を給排することになる。このため、従来の片ロッド形複動油圧シリンダ１００では、油圧ポンプないしは作動油の流量が必要以上に大きくなり、その分エネルギ消費量が多くなる。これに対して、本発明に係る油圧シリンダ１では、ピストン３及びピストンロッド４を前向き移動させるときと後向きに移動させるときとで作動油受圧面の面積が同一であるので、このような不具合は発生せず、エネルギの無駄な消費を防止することができる。
【００２９】
以下、図３を参照しつつ、シリンダ中心軸と垂直な平面で切断した場合における、第１油室１１の断面積と第２油室１５の断面積とが等しくなるように、油圧シリンダ１の形状ないしは寸法を設定する基本的な手法を説明する。なお、その際に考慮する必要がある油圧シリンダ１の諸元は、およそ下記のとおりである。
（ａ）シリンダ２の周壁部６の内径Ｄ
（ｂ）ピストンロッド４の周壁４ａの外径ｄ１
（ｃ）ピストンロッド４の周壁４ａの内径ｄ２
（ｄ）ピストンロッド４の周壁４ａの肉厚ｔ（＝（ｄ１−ｄ２）／２）
（ｅ）芯部材５の外径ｄ３（＝ｄ２）
（ｆ）ピストンロッド４の長さＬ
【００３０】
（１）  この手法においては、まず、油圧シリンダ１の仕様ないしはこれが装着される機械装置の仕様等に応じて、第１油室１１の断面積Ｓ（第２油室１５の断面積と同一）、すなわち所望の出力を実現するために必要とされる作動油の受圧面積Ｓを設定した上で、次の式１によりピストンロッド４の内径ｄ２を算出する。
π・d22／4＝S……………………………………………………………式１
d2：周壁４ａの内径
S：受圧面積
【００３１】
（２）  次に、油圧シリンダ１の仕様ないしはこれが装着される機械装置の仕様等に応じて設定されるピストンロッド４の座屈荷重に基づいて、下記の式２によりピストンロッド４の周壁４ａの外径ｄ１ないしはピストンロッド４の周壁の肉厚ｔ（＝（ｄ１−ｄ２）／２）を算出する。
F＝n・π2・E・I／L2＝((n・π2・E)／L2)・(π(d14−d24)／64)…………式２
F：座屈荷重
n：取付け末端条件に応じた係数（1/4〜4）
E：ピストンロッド４の材料のヤング率
I：ピストンロッド４の断面２次モーメント
L：ピストンロッド４の長さ
d1：周壁４ａの外径
d2：周壁４ａの内径
【００３２】
（３）  さらに、すでに算出された周壁４ａの外径ｄ１及び内径ｄ２に基づいて、下記の式３によりシリンダ２の周壁部６の内径Ｄを算出する。
π・(D2−d12)／4＝π・d22／4……………………………………………式３
なお、芯部材の外径ｄ３は、周壁４ａの内径ｄ２と実質的に同一である（芯部材を中空部に嵌挿するために、若干小さくなっている。）。また、シリンダ２の周壁部６の肉厚は、油圧シリンダ１の仕様ないしはこれが装着される機械装置の仕様等に応じて設定される。したがって、周壁部６の外径は、周壁部６の内径Ｄに周壁部６の肉厚を加えたものとなる。これにより、油圧シリンダ１の基本的な形状ないしは寸法が決定される。なお、式３によれば、例えばピストンロッド４の周壁４ａの内径ｄ２が６０ｍｍであり、ピストンロッド４の周壁４ａの外径ｄ１が８０ｍｍ（すなわち、周壁４ａの肉厚が１０ｍｍ）である場合、シリンダ２の周壁部６の内径Ｄは１００ｍｍとなる。
【００３３】
以下、図４を参照しつつ、油圧シリンダ１に対して作動油を給排する作動油供給装置２０の概略構成及び機能を説明する。この作動油供給装置２０には、作動油を貯留する作動油タンク２１と、複数の油路で構成される作動油通路２２と、電動機２３（モータ）又は原動機（エンジン）によって駆動される油圧ポンプ２４と、作動油通路２２に介設された油路切換弁２５とが設けられている。作動油通路２２は、油圧シリンダ１の第１作動油ポート１２と油路切換弁２５とを接続する第１油路２６と、油圧シリンダ１の第２作動油ポート１７と油路切換弁２５とを接続する第２油路２７とを有している。
【００３４】
さらに、作動油通路２２は、一端が油路切換弁２５に接続され、他端がオイルフィルタ２８を介して作動油タンク２１内の作動油に浸漬された第３油路２９を有している。油圧ポンプ２４は第３油路２９に介設され、作動油タンク２１内の作動油を吸入した上で、加圧して吐出し、第３油路２９を介して油路切換弁２５に供給する。また、作動油通路２２は、作動油を油路切換弁２５から作動油タンク２１に還流させる第４油路３０と、油路切換弁２５をバイパスして第１油路２６と第４油路３０を接続する第５油路３１と、第３油路２９（油圧ポンプ２４より下流側の部分）と第４油路３０（第５油路３１との接続部より下流側の部分）を接続する第６油路３２とを有している。
【００３５】
第２油路２７には、油路切換弁２５側から第２作動油ポート１７側に向かって順に、逆止弁３３と、第１チェック付き流量調整弁３４と、第２チェック付き流量調整弁３５とが介設されている。また、第５油路３１及び第６油路３２には、それぞれ、第１リリーフ弁３６及び第２リリーフ弁３７が介設されている。
【００３６】
作動油供給装置２０は、一端が油圧シリンダ１の空気ポート１６に接続され、他端が作動油タンク２１内の作動油の上方の空間部（空気中）に導入された（差し込まれた）空気通路４０を備えている。この空気通路４０は、油圧シリンダ１の空気室１４から排出される空気に随伴する作動油のミストないしは液滴を作動油タンク２１に戻し、外部に漏れるのを防止する。また、第２油室１５内の作動油が、ピストン３とシリンダ２の摺接部を介して空気室１４に漏出したときには、この作動油は空気通路４０を介して作動油タンク２１に還流する。
【００３７】
油路切換弁２５は、油圧シリンダ１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２５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２４から吐出された作動油を、第１油路２６を介して油圧シリンダ１の第１油室１１に供給する第１の状態と、第２油路２７を介して油圧シリンダ１の第２油室１５に供給する第２の状態と、油圧シリンダ１には作動油を供給しない第３の状態のいずれかにセットすることができる。なお、第１の状態では、第２油室１５内の作動油は、第２油路２７と第４油路３０とを介して作動油タンク２１に還流し、第２の状態では、第１油室１１内の作動油は、第１油路２６と第４油路３０とを介して作動油タンク２１に還流する。また、第３の状態では、第１油路２６及び第２油路２７は第４油路３０と連通する。
【００３８】
かくして、油圧シリンダ１においては、第１油路２６等を介して第１油室１１に作動油が供給される一方、第２油室１５内の作動油が第２油路２７等を介して排出されたときには、ピストン３及びピストンロッド４は油圧により後方（ヘッド側）に移動させられる。他方、第２油路２７等を介して第２油室１５に作動油が供給される一方、第１油室１１内の作動油が第１油路２６等を介して排出されたときには、ピストン３及びピストンロッド４が油圧により前方（キャップ側）に移動させられる。
【００３９】
前記のとおり、油圧シリンダ１においては、ピストン３及びピストンロッド４が前向きに移動するときと後向きに移動するときのいずれにおいても、第１油室１１又は第２油室１５に供給される作動油の流量と、これに伴って第２油室１５又は第１油室１１から排出される作動油の流量とが等しくなるので、作動油タンク２１に貯留される作動油の保有量（液位）は変動せずほぼ一定となる。このため、油圧供給装置２０においては、作動油タンク２１の容量を可及的に小さくすることができる。また、前記のとおり、ピストン３及びピストンロッド４を前向きに移動させるときと後向きに移動させるときとで作動油受圧面の面積が同一であるので、油圧ポンプ２４ないしは作動油の流量が必要以上に大きくならず、エネルギの無駄な消費を防止することができる。
【符号の説明】
【００４０】
１  片ロッド形複動油圧シリンダ、２  シリンダ、３  ピストン、４  ピストンロッド、５  芯部材、６  周壁部、７  前壁部、８  後壁部、９  シリンダ内空間部、１０  中空部、１１  第１油室、１２  第１作動油ポート、１３  芯部材内油路、１４  空気室、１５  第２油室、１６  空気ポート、１７  第２作動油ポート、２０  作動油供給装置、２１  作動油タンク、２２  作動油通路、２３  電動機（原動機）、２４  油圧ポンプ、２５  油路切換弁、２６  第１油路、２７  第２油路、２８  オイルフィルタ、２９  第３油路、３０  第４油路、３１  第５油路、３２  第６油路、３３  逆止弁、３４  第１チェック付き流量調整弁、３５  第２チェック付き流量調整弁、３６  第１リリーフ弁、３７  第２リリーフ弁、４０  空気通路、１００  従来の片ロッド形複動油圧シリンダ、１００‘  両ロッド形複動油圧シリンダ、１０１  ピストン、１０２  ピストンロッド、１０３  作動油供給装置、１０４  キャップ側油室、１０５  ヘッド側油室、１０６  ピストンロッド、１０７  シリンダ端壁。
【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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【図６】
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