特開 2016-194354 アクチュエータ及び回転駆動装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2016-194354(P2016-194354A)

(43)【公開日】2016年11月17日

(54)【発明の名称】アクチュエータ及び回転駆動装置

(51)【国際特許分類】

   F15B 11/15 20060101AFI20161021BHJP

   F15B 11/08 20060101ALI20161021BHJP

【ＦＩ】

   F15B11/15

   F15B11/08 A

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2015-75420(P2015-75420)

(22)【出願日】2015年4月1日

(71)【出願人】

【識別番号】000101879

【氏名又は名称】イーグル工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100085006

【弁理士】

【氏名又は名称】世良 和信

(74)【代理人】

【識別番号】100100549

【弁理士】

【氏名又は名称】川口 嘉之

(74)【代理人】

【識別番号】100096873

【弁理士】

【氏名又は名称】金井 廣泰

(74)【代理人】

【識別番号】100131532

【弁理士】

【氏名又は名称】坂井 浩一郎

(74)【代理人】

【識別番号】100155871

【弁理士】

【氏名又は名称】森廣 亮太

(72)【発明者】

【氏名】嶋田 佳幸

【テーマコード（参考）】

3H089

【Ｆターム（参考）】

3H089AA60

3H089AA62

3H089BB27

3H089CC01

3H089DB44

3H089DB45

3H089DB46

3H089DB48

3H089GG02

(57)【要約】

【課題】流体によってピストンの往復移動を制御することのできるアクチュエータを提供する。
【解決手段】アクチュエータ１は、油を吐出するポンプ３０と、吐出された油が供給されるシリンダ１０と、シリンダ１０内に設けられたピストン２０とを有し、シリンダ１０は、ピストン２０により区画され、ポンプ３０の吐出した油を導入し体積を増減させてピストン２０を往復移動させる第１油室１１と第２油室１２とを有し、主流路４０に設けられた、油の供給先を第１油室１１または第２油室１２に切り換える切換弁４３と、切換弁４３を切り換える油を供給するパイロット流路５０に設けられ、ピストン２０の往復移動の所定の位置で切換弁４３を切り換える切換弁５１と、を有する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

流体を吐出するポンプと、
前記ポンプから吐出された流体が供給されるシリンダと、
前記シリンダ内に設けられたピストンと、を少なくとも備え前記ピストンの移動を駆動力とするアクチュエータであって、
前記シリンダは、前記ピストンにより区画され、前記ポンプの吐出した流体を導入し体積を増減させて前記ピストンを往復移動させる少なくとも２つの流体室を有し、
前記ポンプと前記シリンダとの間の第１流路に設けられ、流体の供給先を前記ピストンによって区画された一方側の前記流体室または他方側の前記流体室に切り換える第１切換弁と、
前記第１切換弁を切り換える流体を供給する第２流路に設けられ、前記ピストンの往復移動の所定の位置で前記第１切換弁を切り換える第２切換弁と、を有することを特徴とするアクチュエータ。

【請求項2】

前記第２流路における前記第１切換弁と前記第２切換弁の間に、前記第１切換弁の切り換わる時間を調節する調節部を有することを特徴とする請求項１に記載のアクチュエータ。

【請求項3】

前記調節部が、前記流体の供給先が前記一方側の前記流体室から前記他方側の前記流体室に切り換わる時間を調節する第１調節部、および／または、前記流体の供給先が前記他方側の前記流体室から前記一方側の前記流体室に切り換わる時間を調節する第２調節部を有することを特徴とする請求項２に記載のアクチュエータ。

【請求項4】

前記第１流路における前記ポンプと前記第１切換弁との間に、前記ポンプから前記シリンダに向かう流体の流れを遮断可能な第３切換弁を有することを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載のアクチュエータ。

【請求項5】

請求項１から４の何れか１項に記載のアクチュエータと、
前記ピストンの往復運動を回転運動に変換する変換機構と、
を有することを特徴とする回転駆動装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、シリンダ内に設けられたピストンの移動を駆動力とするアクチュエータ、及び、当該アクチュエータを備える回転駆動装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、シリンダ内に設けられたピストンを、流体の圧力を用いて往復運動させる装置が知られている（特許文献１、２参照）。両文献に開示された装置では、ピストンによってシリンダ内が２つの室に区画されており、一方の室に流体が供給されると、流体の圧力によってピストンが他方の室に向かう方向に移動する。両文献に開示された装置には、流体の供給先を２つの室の何れかに切り換える切換弁が設けられており、切換弁が切り換えられることで、ピストンの移動方向が切り換えられる。ここで、特許文献１に開示された装置には、ピストンから伸びるシリンダロッドの位置を検出するセンサが設けられており、当該センサから出力される信号に基づいて、切換弁の切り換えが行われる。また、特許文献２に開示された装置には、ピストンの変位量を検出するセンサが設けられており、当該センサから出力される信号に基づいて、切換弁の切り換えやピストンの変位速度の制御が行われる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００１−３４８１２０号公報

【特許文献2】特開平１１−３２５２９４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

上記の特許文献に開示された装置は、流体を供給する流体圧回路に加えて、センサから出力される信号に基づいて切換弁の切り換えやピストンの変位速度を電気的に制御する構成を備えている。電気的制御のための構成を別に設けることは、装置の簡素化という観点からは好ましくない。

【0005】

上記の課題に鑑み、本発明は、シリンダ内に設けられたピストンの移動を駆動力とするアクチュエータにおいて、流体によってピストンの往復移動を制御することのできるアクチュエータを提供することを目的とする。また、流体によって回転運動を制御することのできる回転駆動装置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】

【0006】

本発明は、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。
すなわち、本発明にかかるアクチュエータは、
流体を吐出するポンプと、
前記ポンプから吐出された流体が供給されるシリンダと、
前記シリンダ内に設けられたピストンと、を少なくとも備え前記ピストンの移動を駆動力とするアクチュエータであって、
前記シリンダは、前記ピストンにより区画され、前記ポンプの吐出した流体を導入し体積を増減させて前記ピストンを往復移動させる少なくとも２つの流体室を有し、
前記ポンプと前記シリンダとの間の第１流路に設けられ、流体の供給先を前記ピストンによって区画された一方側の前記流体室または他方側の前記流体室に切り換える第１切換弁と、
前記第１切換弁を切り換える流体を供給する第２流路に設けられ、前記ピストンの往復
移動の所定の位置で前記第１切換弁を切り換える第２切換弁と、を有する。

【0007】

本発明によれば、ピストンが往復移動の所定の位置に移動すると、第２切換弁によって第１切換弁が切り換えられる。これにより、ポンプから供給される流体の供給先が、ピストンによって区画された一方側の流体室と他方側の流体室との間で切り換えられるため、ピストンの移動方向が切り換えられる。ゆえに、本発明によれば、流体によってピストンの往復移動を制御することが可能になる。

【0008】

更に、前記第２流路における前記第１切換弁と前記第２切換弁の間に、前記第１切換弁の切り換わる時間を調節する調節部を有してもよい。

【0009】

調節部により、第１切換弁の切り換え時間を適宜、調節することができ、ピストンの往復移動に要する時間を制御することができる。

【0010】

更に、前記調節部が、前記流体の供給先が前記一方側の前記流体室から前記他方側の前記流体室に切り換わる時間を調節する第１調節部、および／または、前記流体の供給先が前記他方側の前記流体室から前記一方側の前記流体室に切り換わる時間を調節する第２調節部を有していてもよい。

【0011】

第１調節部と、第２調節部と、を有することで流体の供給先が一方側の前記流体室から他方側の前記流体室に切り換わる時間と、流体の供給先が他方側の前記流体室から一方側の前記流体室に切り換わる時間をそれぞれ制御することができ、ピストンの往復移動のそれぞれに要する時間を調整することができる。

【0012】

更に、前記第１流路における前記ポンプと前記第１切換弁との間に、前記ポンプから前記シリンダに向かう流体の流れを遮断可能な第３切換弁を有していてもよい。

【0013】

第３切換弁を有することで、ピストンの駆動が不要である際、ポンプからシリンダに向かう流れを遮断することでピストンを駆動させなくすることが可能になる。また、ポンプが他の装置と共用である場合、他の装置を使用する際はポンプからシリンダへの流れを遮断し、他の装置が不使用の際はポンプからシリンダへ流体を供給することが可能になる。

【0014】

また、本発明にかかる回転駆動装置は、前記アクチュエータと、前記ピストンの往復運動を回転運動に変換する変換機構と、を備える。本発明に係る回転駆動装置によれば、流体によって回転運動を制御することが可能になる。

【発明の効果】

【0015】

以上説明したように、本発明に係るアクチュエータによれば、流体によってピストンの往復移動を制御することができる。また、本発明に係る回転駆動装置によれば、流体によって回転運動を制御することができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明の実施例１に係るアクチュエータ及び回転駆動装置の作動時の油圧回路図である。

【図2】本発明の実施例１に係るアクチュエータ及び回転駆動装置の作動時の油圧回路図である。

【図3】本発明の実施例２に係る回転駆動装置の油圧回路図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に
詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。なお、本実施例に係るアクチュエータ及び回転駆動装置は、例えば、油圧シリンダ等を駆動する油圧を供給する第１流路（主流路）と、当該第１流路上の種々のパイロット弁にパイロット油圧を供給する第２流路（パイロット流路）とを備える油圧システムにおいて、余剰なパイロット油圧を用いて発電等のための往復運動や回転運動を得る用途に用いられる。なお、本実施例においては、アクチュエータに用いられる流体は油である。

【0018】

（実施例）
図１及び図２を参照して、本発明の実施例１に係るアクチュエータ及び回転駆動装置について説明する。図１及び図２は、本発明の実施例１に係るアクチュエータ及び回転駆動装置の作動時の油圧回路図である。なお、図１は、ピストンがシリンダ内における第１油室側にあるときの状態（第１切換弁が第１位置に切り換えられているときの状態）を示しており、図２は、ピストンがシリンダ内における第２油室側にあるときの状態（第１切換弁が第２位置に切り換えられているときの状態）を示している。

【0019】

＜アクチュエータの構成＞
本実施例に係るアクチュエータ１は、油を吐出するポンプ３０と、ポンプ３０から吐出された油が供給されるシリンダ１０と、シリンダ１０内に設けられたピストン２０と、を備え、ピストン２０の移動を駆動力とするアクチュエータである。シリンダ１０は、ピストン２０によって図中右側の第１油室１１と図中左側の第２油室１２に区間されている。詳細には、ピストン２０は、シリンダ１０の内周面に対して摺動する大径部２１（外径Ｄ）を備えており、大径部２１によって、シリンダ１０が第１油室１１と第２油室１２とに区間されている。また、ピストン２０は、大径部２１から第１油室１１側に伸びる、大径部２１よりも外径の小さい第１小径部２２（外径ｄ）と、大径部２１から第２油室１２側に伸びる、第１小径部２２と外径が等しい第２小径部２３（外径ｄ）とを備えている。第１小径部２２の外径と第２小径部２３の外径は等しいため、第１油室１１の断面と第２油室１２の断面（ピストン２０の移動方向に垂直な平面による断面）の形状は同一である。アクチュエータ１においては、第１油室１１と第２油室１２の何れかにポンプ３０から吐出された油が導入されると、油が導入された一方の油室の体積が増大することによってピストン２０が他方の油室側に向かって移動する。このとき、他方の油室の体積は減少するように構成されている（詳細は後述する）。そして、油の導入先が他方の油室に切り換わると、他方の油室の体積が増大することによってピストン２０が反対方向に移動する。つまり、第１油室１１と第２油室１２は、体積が増減されることによってピストン２０を往復移動させる。

【0020】

アクチュエータ１は、更に、ポンプ３０から吐出された油（圧油）をシリンダ１０内に供給する第１流路としての主流路４０とを備えている。主流路４０は、ポンプ３０から伸びる流路４４と、圧油を第１油室１１に供給する流路４１と、圧油を第２油室１２に供給する流路４２とを備えている。また、主流路４０には、ポンプ３０と流路４１を連通させる第１位置と、ポンプ３０と流路４２を連通させる第２位置とに切り換わる第１切換弁としての切換弁４３が設けられている。詳細には、切換弁４３は、４ポート２位置タイプの切換弁であり、第１位置にあるときは、流路４１と流路４４とを接続するとともに、流路４２と、油を回収するタンク８０に連通された流路４５とを接続する。一方、切換弁４３は、第２位置にあるときは、流路４１と流路４５とを接続するとともに、流路４２と流路４４とを接続する。つまり、切換弁４３は、圧油の供給先を、ピストン２０によって区画された一方側の第１油室１１または他方側の第２油室１２に切り換える。なお、アクチュエータ１は、切換弁４３を第１位置に切り換える方向に付勢する付勢部材としてのスプリング４６を備えている。したがって、切換弁４３の初期位置は、ポンプ３０と第１油室１
１とを連通させる第１位置である。

【0021】

ここで、流路４４には、主流路４０の連通と遮断を切り換えるための切換弁４７が設けられている。切換弁４７は３ポート２位置タイプの電磁切換弁であり、アクチュエータ１に併設されたコントローラ１００が備えるスイッチ１０１がオンになると、電気信号ラインＳｕを介して信号が入力されて電磁状態に切り換えられる。切換弁４７は、流路４４のポンプ３０側が遮断されると共に、流路４４の切換弁４３側がタンク８０に接続された初期位置に向かって、スプリング４７ａによって付勢されている。そして、スイッチ１０１がオンになると、流路４４のポンプ３０側と切換弁４３側とが接続されることによって、主流路４０が連通される（図１参照）。

【0022】

アクチュエータ１は、更に、切換弁４３を切り換える油を供給する第２流路としてのパイロット流路５０を備えている。パイロット流路５０は、主流路４０の流路４４における切換弁４７よりも下流側から分岐しており、切換弁４３に設けられたパイロット油室４３ａに接続されている。このような構成からなるパイロット流路５０は、ポンプ３０から吐出された圧油をパイロット油室４３ａに供給して、スプリング４６の力に抗して切換弁４３を第２位置に切り換える。また、パイロット流路５０には、切換弁４３のパイロット油室４３ａに圧力を作用させる作用位置と、作用させた圧力を開放する開放位置とに切り換わる第２切換弁としての切換弁５１が設けられている。詳細には、切換弁５１は、３ポート２位置タイプの切換弁であり、作用位置にあるときは、パイロット流路５０における主流路４０からの分岐点側の流路５２と、切換弁４３側の流路５３とを接続する（図２参照）。一方、切換弁５１は、開放位置にあるときは、流路５２と流路５３を遮断するとともに、流路５３と、油を回収するタンク８０に連通された流路５９とを接続する（図１参照）。したがって、切換弁５１が開放位置から作用位置に切り換わると、パイロット油室４３ａに圧油が供給されることによって切換弁４３が第２位置に切り換わる。一方、切換弁５１が作用位置から開放位置に切り換わると、パイロット油室４３ａから油が排出されることによって切換弁４３が第１位置に切り換わる。このように、切換弁５１は、切換弁４３切り換える切換弁として機能する。

【0023】

アクチュエータ１は、ピストン２０の往復移動の所定の位置で切換弁５１を切り換える切換機構６０を備えている。詳細には、切換機構６０は切換弁５１を機械的に切り換える機構であって、切換弁５１を開放位置に切り換える方向に付勢する第１切換部材としてのスプリング６１と、第２油室１２側に移動するピストン２０に駆動されて、スプリング６１の力に抗して切換弁５１を作用位置に切り換える第２切換部材としてのガイド部６２を備える。なお、ガイド部６２は、ピストン２０の小径部２３における第２油室１２側の端面２４に押圧されることによって、切換弁５１を作用位置に切り換える。

【0024】

ここで、流路５３（パイロット流路５０における切換弁４３と切換弁５１との間の部分）には、切換弁４３の切り換わる時間を調節する調節部５０Ａが設けられている。調節部５０Ａは、分岐した後に再び合流する一対の並列な流路５５、５７から構成される並列流路部５４と、流路５５に設けられた第１調節部５６と、流路５７に設けられた第２調節部５８とから構成される。第１調節部５６は、流路５３を切換弁４３に向かって流れる油の流量を調節する。詳細には、第１調節部５６は、切換弁５１側から順に、切換弁４３に向かう油の流れのみを許容する逆止弁５６ａと、流路５５を流れる油の流量を調節する絞り弁５６ｂとを備えている。一方、第２調節部５８は、流路５３を切換弁５１に向かって流れる油の流量を調節する。詳細には、第２調節部５８は、切換弁４３側から順に、切換弁５１に向かう油の流れのみを許容する逆止弁５８ａと、流路５７を流れる油の流量を調節する絞り弁５８ｂとを備えている。

【0025】

以上の構成により、流路５３を切換弁４３に向かって流れる油は、流路５５のみを通過
するため、その流量は絞り弁５６ｂによって調節される。この流量を調節することで、単位時間あたりにパイロット油室４３ａ内に供給される油量を調節することができるため、切換弁４３に作用する圧力の上昇速度を制御することが可能になる。したがって、第１調節部５６によれば、切換弁４３が第１位置から第２位置に切り換わる時間、即ち、圧油の供給先が第１油室１１から第２油室１２に切り換わる時間を調節することができる。一方、流路５３を切換弁５１に向かって流れる油は、流路５７のみを通過するため、その流量は絞り弁５８ｂによって調節される。この流量を調節することで、単位時間あたりにパイロット油室４３ａから排出される油量を調節することができるため、切換弁４３に作用していた圧力の低下速度（開放速度）を制御することが可能になる。したがって、第２調節部５８によれば、切換弁４３が第２位置から第１位置に切り換わる時間、即ち、圧油の供給先が第２油室１２から第１油室１１に切り換わる時間を調節することができる。

【0026】

なお、絞り弁５６ｂ、５８ｂは何れも電磁絞り弁であり、それぞれの絞り量は、コントローラ１００に設けられたダイアル１０２、１０３によって設定された絞り量の信号が、電気信号ラインＳｖ、Ｓｗを介してそれぞれ入力されることによって調節される。なお、絞り弁５６ｂ、５８ｂは、手動式の絞り弁であってもよい。また、第１調節部５６と第２調節部５８とを別々に設けずに（流路５３に並列流路部５４を設けずに）、流路５３中に絞り弁を設け、当該絞り弁を介してパイロット油室４３ａに油が流入されるようにしてもよく、更には、第１調節部５６、第２調節部５８の両方が設けられていてもよく、或いは、どちらか一方が設けられていてもよい。

【0027】

なお、アクチュエータ１には、ロッド７１とクランク軸７２とから構成される、ピストン２０の往復運動を回転運動に変換する変換機構７０が設けられている。詳細には、ロッド７１は、一端がピストン２０の第１小径部２２における第１油室１１側の端部に回転自在に固定されており、他端がクランク軸７２に回転自在に固定されている。このように、本実施例に係る回転駆動装置１１０は、アクチュエータ１と変換機構７０とから構成される。なお、クランク軸７２には、発電機７３が接続されている。以上のような構成により、ピストン２０が往復運動するとクランク軸７２が回転するため、発電機７３によって発電が行われる。

【0028】

＜アクチュエータの作動メカニズム＞
アクチュエータ１が作動前の状態にあるとき、即ち、コントローラ１００のスイッチ１０１がオフのときには、切換弁４７が主流路４０の流路４４を遮断している。この場合には、パイロット流路５０からの油圧が作用しないため、切換弁４３はスプリング４６によって初期位置である第１位置に切り換えられている。したがって、アクチュエータ１の作動前においては、流路４１と流路４４とが連通すると共に、流路４２と流路４５とが連通している。ここで、切換弁４７が主流路４０の流路４４を遮断している状態において、ポンプ３０の流体を別の装置に流用してもよく、また、逆に他の装置に設けられているポンプを他の装置が不使用の状態の際、本構造のポンプとして用いてもよい。

【0029】

スイッチ１０１がオンに切り換えられて主流路４０が連通されると、ポンプ３０から圧送される油が、流路４４、切換弁４３及び流路４１を通って第１油室１１に導入される（図１参照）。すると、第１油室１１の体積が増大するため、ピストン２０が第２油室１２側に向かって移動する。これと同時に、第２油室１２の体積が減少するため、第２油室１２内の油が、流路４２、切換弁４３及び流路４５を通ってタンク８０に排出される。なお、第１油室１１と第２油室１２との間に差圧が生じたことによってピストン２０が第２油室１２側に移動した捉えることもできる。そして、移動したピストン２０の端面２４が切換弁５１のガイド部６２に当接し、更にこれを図中左側に向かって押圧してストロークＳだけ移動させると、切換弁５１が作用位置に切り換えられる。つまり、ピストン２０がガイド部６２をストロークＳだけ移動させる所定の位置に移動したときに、切換弁５１が作
用位置に切り換えられる。これにより、パイロット流路５０における流路５２と流路５３とが連通されるため、ポンプ３０からの圧油の一部が、流路４４から流路５２に流入した後に、切換弁５１及び流路５３を通ってパイロット油室４３ａに供給される。圧油が供給されることによってパイロット油室４３ａ内の油圧が所定の値に達すると、切換弁４３がスプリング４６の付勢力に抗して第２位置に切り換えられる（図２参照）。これにより、流路４２と流路４４とが連通されると共に、流路４１と流路４５とが連通されるため、ポンプ３０からの圧油が、流路４４、切換弁４３及び流路４２を通って第２油室１２に導入され始める。すると、第２油室１２の体積が増大するため、ピストン２０が第１油室１１側に向かって移動する。これと同時に、第１油室１１の体積が減少するため、第１油室１１内の油が流路４１、切換弁４３及び流路４５を通ってタンク８０に排出され始める。以上により、ピストン２０の移動方向が第１油室１１側に向かう方向に切り換わる。なお、第１油室１１と第２油室１２との間の差圧が逆転したことによって、ピストン２０の移動方向が第１油室１１側に向かう方向に切り換わったと捉えることもできる。

【0030】

以上のようにして切換弁４３が第２位置に切り換えられた後に、ピストン２０が第１油室１１側にストロークＳだけ移動すると、スプリング６１の付勢力によって切換弁５１が開放位置に切り換えられる。つまり、ピストン２０がガイド部６２から離れる所定の位置に移動したときに、切換弁５１が開放位置に切り換えられる。これにより、パイロット流路５０における流路５２と流路５３とが遮断されると共に、流路５３と流路５９とが連通されるため、パイロット油室４３ａ内の油がタンク８０に排出される。すると、切換弁４３に作用していた油圧が開放されるため、切換弁４３がスプリング４６の付勢力によって第１位置に切り換えられる。これにより、ポンプ３０からの圧油が、再び第１油室１１に導入され始めるため、ピストン２０の移動方向が第２油室１２側に向かう方向に切り換わる。

【0031】

以上より、本実施例に係るアクチュエータ１によれば、ピストン２０の往復移動の所定の位置で、ポンプ３０から圧送される油の圧力によって切換弁４３が機械的に切り換えられることにより、ピストン２０の移動方向の切り換えが行われる。したがって、アクチュエータ１によれば、ピストン２０の往復運動をポンプ３０からの圧油によって制御することが可能になる。

【0032】

なお、上述のように、本実施例に係るアクチュエータ１によれば、第１調節部５６によって、圧油の供給先が第１油室１１から第２油室１２に切り換わる時間を調節することができる（例えば、絞り弁５６ｂをより絞れば切り換え時間が遅くなる）。したがって、ピストン２０の移動方向が第２油室１２側に向かう方向から第１油室１１側に向かう方向に切り換えられる時期（切り換えに要される時間）を、油圧によって制御することが可能になる。

【0033】

また、上述のように、アクチュエータ１によれば、第２調節部５８によって、圧油の供給先が第２油室１２から第１油室１１に切り換わる時間を調節することができる（例えば、絞り弁５８ｂをより絞れば切り換え時間が遅くなる）。したがって、ピストン２０の移動方向が第１油室１１側に向かう方向から第２油室１２側に向かう方向に切り換えられる時期（切り換えに要される時間）を、油圧によって制御することが可能になる。

【0034】

＜本実施例に係るアクチュエータ及び回転駆動装置の優れた点＞
本実施例に係るアクチュエータ１によれば、ポンプ３０から圧送される油の圧力によって切換弁４３を機械的に切り換えることで、ピストン２０の移動方向を切り換えることができる。ゆえに、電気的制御のための構成を別に設けずとも、ピストン２０の往復運動を制御することが可能になるため、装置全体の構成を簡素なものにすることができる。

【0035】

また、アクチュエータ１によれば、ピストン２０の移動方向が切り換わる時期を、調節部５０Ａが備える第１調節部５６や第２調節部５８によって制御することができる。ゆえに、アクチュエータ１を備える回転駆動装置１１０によれば、ピストン２０の往復運動の１サイクルあたりの時間を調節することができるため、クランク軸７２の回転速度を調節することができる。つまり、油圧によってクランク軸７２の回転運動を制御することが可能になる。したがって、発電機７３から安定した電力を得ることも可能になる。

【0036】

なお、アクチュエータ１によれば、ピストン２０の大径部２１の外径をＤ、小径部２２及び２３の外径をｄ、第１油室１１と第２油室１２との間の差圧をΔＰとすると、ピストン２０の往復運動の推力Ｆは次の式で表される。
Ｆ＝ΔＰ×（Ｄ^２−ｄ^２）×π／４ （式１）
したがって、外径Ｄ及び外径ｄを任意に設定することにより、推力Ｆを任意に設定することが可能になる。

【0037】

また、アクチュエータ１によれば、シリンダ１０へ流入する圧油の流量（切換弁４３を通過する流量）をＱとすると、ピストン２０の伸び方向（図中右方向）への移動の速さＶｅ、及び、縮み方向（図中左方向）への移動の速さＶｓは次の式で表される。
Ｖｅ＝Ｖｓ＝Ｑ／（（Ｄ^２−ｄ^２）×π／４） （式２）
したがって、ピストン２０の伸び方向への移動の速さと縮み方向への移動の速さとが等しくなるため、安定した往復運動を得ることができる。

【0038】

（変形例）
上記の実施例においては、アクチュエータ１は、切換弁４３を第１位置に切り換える方向に付勢する付勢部材としてのスプリング４６を備えているが、切換弁４３を第１位置に切り換える方向に付勢する部材や機構としては、例えば流体圧を用いた機構等を採用してもよい。また、特別の付勢部材や機構を設けず、重力によって切換弁４３が初期位置としての第１位置に復帰するように構成してもよい。また、切換弁４３の初期位置を第２位置とし、パイロット油室４３ａに圧油が供給されることによって切換弁４３が第１位置に切り換わるように構成してもよい。この場合には、付勢部材による付勢の方向は、切換弁４３を第２位置に切り換える方向とすればよい。

【0039】

（実施例２）
更に、シリンダサイズに制限がある場合などには、クランク軸７２に本構造のアクチュエータを並列に複数接続してもよい。その場合、追加されたアクチュエータには、ポンプ３０から油を供給してもよいし、他系統から供給される油も利用することができる。次に、図３を参照して、このような構成が採用された本発明の実施例２としての回転駆動装置２００について説明する。回転駆動装置２００は、上記回転駆動装置１１０におけるアクチュエータ１のクランク軸７２に、更にもう一つのアクチュエータが接続されたものである。アクチュエータ１に係る構成は上述したものと基本的に同一であるため、以下においては、相違点についてのみ説明する。なお、同一の構成については同一の符号を付する。

【0040】

回転駆動装置２００は、アクチュエータ１に加えて更にアクチュエータ２を備えており、両アクチュエータからの動力によってクランク軸７２が回転する。アクチュエータ２は、アクチュエータ１と同様の構成を備えるアクチュエータであって、ポンプ３０からの圧油が供給されるシリンダ２１０と、シリンダ２１０内に設けられたピストン２２０とを備える。シリンダ２１０は、ピストン２２０によって図中左側の第１油室２１１と図中右側の第２油室２１２に区間されており、ピストン２２０の各部の寸法はアクチュエータ１が備えるピストン２０と同様である。更に、アクチュエータ２は、アクチュエータ１の主流路４０における切換弁４７よりも下流側から分岐する主流路２４０を備えている。主流路２４０は、分岐点から伸びる流路２４４、流路２４１、流路２４２及び流路２４５を備え
ている。これらの流路は、主流路４０における流路４４、流路４１、流路４２及び流路４５にそれぞれ対応する。主流路２４０に設けられた切換弁２４３は、アクチュエータ１における切換弁４３に対応し、これと同様の構成を備える。

【0041】

アクチュエータ２は、アクチュエータ１と同様に、流路２４４から分岐し、切換弁２４３に設けられたパイロット油室２４３ａに接続されたパイロット流路２５０を備えている。パイロット流路２５０における切換弁２５１、流路２５２、流路２５３、流路２５９及び調節部２５０Ａは、主流路４０における切換弁５１、流路５２、流路５３、流路５９及び調節部５０Ａにそれぞれ対応する。調節部２５０Ａにおける並列流路部２５４、第１調節部２５６及び第２調節部２５８は、調節部５０Ａにおける並列流路部５４、第１調節部５６及び第２調節部５８にそれぞれ対応し、同様の構成を備える。また、アクチュエータ２は、ピストン２２０の往復移動の所定の位置で切換弁２５１を切り換える切換機構２６０を備えている。切換機構２６０は、アクチュエータ１における切換機構６０に対応し、これと同様の構成を備える。更に、アクチュエータ２には、一端がピストン２２０の端部に回転自在に固定され、他端がクランク軸７２に回転自在に固定された、変換機構７０の一部としてのロッド２７１を備えている。

【0042】

アクチュエータ２においては、第１調節部２５６が備える絞り弁２５６ｂ及び第２調節部２５８が備える絞り弁２５８ｂは何れも電磁絞り弁であり、コントローラ１００からの絞り量の信号が、電気信号ラインＳｘ、Ｓｙを介してそれぞれ入力されることによって調節される。なお、回転駆動装置２００においては、ダイアル１０２によって設定された絞り量の信号が、電気信号ラインＳｖ、Ｓｘを介して絞り弁５６ｂ、２５６ｂに同時に入力されることで、両絞り弁が同期して作動するように構成されている。同様に、ダイアル１０３によって設定された絞り量の信号が、電気信号ラインＳｗ、Ｓｙを介して絞り弁５８ｂ、２５８ｂに同時に入力されることで、両絞り弁が同期して作動するように構成されている。

【0043】

以上のように構成された回転駆動装置２００においては、スイッチ１０１がオンに切り換えられて主流路４０が連通されると、ポンプ３０から圧送される油が、アクチュエータ１の第１油室１１及びアクチュエータ２の第１油室２１１に導入される（図３参照）。これにより、アクチュエータ１に加え、アクチュエータ２も同様に、アクチュエータ１に同期して往復運動を開始する。したがって、回転駆動装置２００においては、両アクチュエータの駆動力によって発電機７３が駆動される。以上のようにして、２つ、あるいは、更に複数のアクチュエータを並列して設けることにより、より大きい電力（発電量）を得ることが可能になり、また、空間的な制限などによってシリンダサイズが制限される場合であっても必要な電力を得ることが可能になる。なお、回転駆動装置２００においても、アクチュエータ１と共に、アクチュエータ２の往復運動の１サイクルあたりの時間を、調節部２５０Ａが備える第１調節部２５６及び第２調節部２５８を用いて調節することにより、クランク軸７２の回転速度を調節することができる。

【符号の説明】

【0044】

１，２：アクチュエータ
１０，２１０：シリンダ
１１，２１１：第１油室
１２，２１２：第２油室
２０，２２０：ピストン
３０：ポンプ
４０，２４０：主流路
４１，２４１：流路（第１流路）
４２，２４２：流路（第２流路）
４３，２４３：切換弁（第１切換弁）
４３ａ，２４３ａ：パイロット油室
４６：スプリング（付勢部材）
５０，２５０：パイロット流路
５０Ａ，２５０Ａ：調節部
５１，２５１：切換弁（第２切換弁）
５６，２５６：第１調節部
５８，２５８：第２調節部
６０，２６０：切換機構
６１：スプリング（第１切換部材）
６２：ガイド部（第２切換部材）
１１０，２００：回転駆動装置

【図1】

【図2】

【図3】