特開 2024-67840 油圧システム

(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】P2024067840

(43)【公開日】2024-05-17

(54)【発明の名称】油圧システム

(51)【国際特許分類】

   F15B 11/08 20060101AFI20240510BHJP

【ＦＩ】

F15B11/08 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022178206

(22)【出願日】2022-11-07

(71)【出願人】

【識別番号】000149066

【氏名又は名称】オークマ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001210

【氏名又は名称】弁理士法人ＹＫＩ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】森村 章一

【テーマコード（参考）】

3H089

【Ｆターム（参考）】

3H089AA52

3H089AA59

3H089BB15

3H089CC01

3H089DA01

3H089DA14

3H089DB13

3H089DB44

3H089DB54

3H089DC02

3H089FF03

3H089GG02

3H089JJ20

(57)【要約】

【課題】簡易な構成で第二油圧シリンダの可動範囲を適切に維持できる油圧システムを提供する。
【解決手段】油圧システム１０は、第一容積室２６および第二容積室２８を有する第一油圧シリンダ２０と、第三容積室４６および第四容積室４８を有する第二油圧シリンダ４０と、前記第一容積室２６と前記第三容積室４６とを連通する第一連結配管８０ａと、前記第二容積室２８と前記第四容積室４８とを連通する第二連結配管８０ｂと、第二ピストン４４を静止させた状態で第一ピストン２４を進退させることで、前記第一ピストン２４の位置を修正する修正機構と、を備え、前記修正機構は、前記第二ピストン４４の移動を規制するブレーキ６０と、前記第一連結配管８０ａと前記第二連結配管８０ｂを連通するバイパス配管８２と、前記バイパス配管８２を開閉するバルブ８４と、を備える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

第一ピストンと、前記第一ピストンの進退に伴い容積変化する第一容積室および第二容積室と、を有する第一油圧シリンダと、
前記第一ピストンに従動する第二ピストンと、前記第二ピストンの進退に伴い容積変化する第三容積室および第四容積室と、を有する第二油圧シリンダと、
前記第一油圧シリンダおよび前記第二油圧シリンダの内部に充填される作動油と、
前記第一容積室と前記第三容積室とを連通する第一連結配管と、前記第二容積室と前記第四容積室とを連通する第二連結配管と、を有し、前記第一ピストンの運動を、前記作動油を介して前記第二ピストンに伝達する伝達機構と、
前記第二ピストンを静止させた状態で前記第一ピストンを進退させることで、前記第一ピストンの位置を修正する修正機構と、
を備え、前記修正機構は、
前記第二ピストンの移動を規制するブレーキと、
前記第一連結配管と前記第二連結配管を連通するバイパス配管と、
前記バイパス配管を開閉するバルブと、
を備えることを特徴とする油圧システム。

【請求項2】

請求項１に記載の油圧システムであって、さらに、
前記第一ピストンの位置を第一検出位置として検出する第一位置センサと、
前記第二ピストンの位置を第二検出位置として検出する第二位置センサと、
前記第一検出位置と前記第二検出位置との比較に基づいて、前記第一ピストンの位置の修正の要否を判断するコントローラと、
を備えることを特徴とする油圧システム。

【請求項3】

請求項２に記載の油圧システムであって、
前記第一位置センサは、前記第一ピストンが規定の駆動側基準位置に到達したときに信号を出力する接触式または非接触式のリミットスイッチであり、
前記コントローラは、前記第一ピストンが前記駆動側基準位置に到達したときの第二検出位置に基づいて、前記第一ピストンの位置ズレ量を特定する、
ことを特徴とする油圧システム。

【請求項4】

請求項２に記載の油圧システムであって、
前記コントローラは、前記第一ピストンの位置ズレ量が、規定の基準ズレ量を超えたタイミングで、前記第一ピストンの位置の修正、または、アラームの出力を行う、ことを特徴とする油圧システム。

【請求項5】

請求項２に記載の油圧システムであって、
前記コントローラは、前記第一油圧シリンダまたは前記第二油圧シリンダの動作時間、動作回数および動作距離の少なくとも一つが、規定の基準値を超えたタイミングで、前記第一ピストンの位置の修正、または、アラームの出力を行う、ことを特徴とする油圧システム。

【請求項6】

請求項２に記載の油圧システムであって、
前記第二油圧シリンダは、上位アクチュエータの可動部に組み込まれており、
前記コントローラは、前記可動部の動作指令が停止したタイミングで、前記第一ピストンの位置の修正、または、アラームの出力を行う、ことを特徴とする油圧システム。

【請求項7】

請求項１から６のいずれか１項に記載の油圧システムであって、
前記修正機構は、さらに、前記バイパス配管に設けられた絞りを備える、ことを特徴とする油圧システム。

【請求項8】

請求項１から６のいずれか１項に記載の油圧システムであって、
前記第一油圧シリンダの容積は、前記第二油圧シリンダの容積よりも大きい、ことを特徴とする油圧システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本明細書は、油圧を用いて位置および力の少なくとも一方を伝達する油圧システムを開示する。

【背景技術】

【0002】

従来からアクチュエータとして、油圧を用いて位置および力の少なくとも一方を伝達する油圧システムが広く知られている。こうした油圧システムとして、二つの油圧シリンダを有し、一方の油圧シリンダの運動を、他方の油圧シリンダに伝達するシステムが知られている。

【0003】

例えば、特許文献１には、マスター側シリンダ（以下「第一油圧シリンダ」と呼ぶ）の容積室を、スレーブ側シリンダ（以下「第二油圧シリンダ」と呼ぶ）の容積室と、チューブで連通した油圧システムが開示されている。この場合、第一油圧シリンダのピストンロッドには、直動機構が連結されている。そして、第一油圧シリンダの運動に伴い、作動油が、チューブを介して、第一油圧シリンダおよび第二油圧シリンダの間で送受される。そして、これにより、第一油圧シリンダの運動が、第二油圧シリンダに伝達される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開平１０－３２５４０１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、特許文献１のように、二つの油圧シリンダの間で作動油を送受する油圧システムの場合、作動油のリークに起因して、第二油圧シリンダの可動範囲を適切に維持できないおそれがあった。

【0006】

すなわち、特許文献１の構成の場合、第一油圧シリンダのピストン（以下「第一ピストン」と呼ぶ）の後退に伴い、第二油圧シリンダのピストン（以下「第二ピストン」と呼ぶ）が進出する。換言すれば、第一ピストンが、シリンダチューブの基端に到達し、更なる後退ができない場合、第二ピストンの更なる進出も規制される。そのため、通常、第一ピストンがシリンダチューブの基端に到達する前に、第二ピストンが最大進出位置に到達できるように、第二ピストンの位置に対する第一ピストンの位置が予め調整されている。

【0007】

しかし、ピストンの移動に伴い、作動油のリークが生じると、第二ピストンの位置に対する、第一ピストンの位置がズレる。そして、このズレが累積することで、第二ピストンが最大進出位置に到達する前に、第一ピストンがシリンダチューブの基端に到達してしまい、第二ピストンを最大進出位置まで移動できない場合があった。つまり、従来技術では、第二油圧シリンダの可動範囲を適切に維持できないおそれがあった。

【0008】

そこで、本明細書では、簡易な構成で第二油圧シリンダの可動範囲を適切に維持できる油圧システムを開示する。

【課題を解決するための手段】

【0009】

本明細書で開示する油圧システムは、第一ピストンと、前記第一ピストンの進退に伴い容積変化する第一容積室および第二容積室と、を有する第一油圧シリンダと、前記第一ピストンに従動する第二ピストンと、前記第二ピストンの進退に伴い容積変化する第三容積室および第四容積室と、を有する第二油圧シリンダと、前記第一油圧シリンダおよび前記第二油圧シリンダの内部に充填される作動油と、前記第一容積室と前記第三容積室とを連通する第一連結配管と、前記第二容積室と前記第四容積室とを連通する第二連結配管と、を有し、前記第一ピストンの運動を、前記作動油を介して前記第二ピストンに伝達する伝達機構と、前記第二ピストンを静止させた状態で前記第一ピストンを進退させることで、前記第一ピストンの位置を修正する修正機構と、を備え、前記修正機構は、前記第二ピストンの移動を規制するブレーキと、前記第一連結配管と前記第二連結配管を連通するバイパス配管と、前記バイパス配管を開閉するバルブと、を備える。

【0010】

この場合、さらに、前記第一ピストンの位置を第一検出位置として検出する第一位置センサと、前記第二ピストンの位置を第二検出位置として検出する第二位置センサと、前記第一検出位置と前記第二検出位置との比較に基づいて、前記第一ピストンの位置の修正の要否を判断するコントローラと、を備えてもよい。

【0011】

また、前記第一位置センサは、前記第一ピストンが規定の駆動側基準位置に到達したときに信号を出力する接触式または非接触式のリミットスイッチであり、前記コントローラは、前記第一ピストンが前記駆動側基準位置に到達したときの第二検出位置に基づいて、前記第一ピストンの位置ズレ量を特定してもよい。

【0012】

また、前記コントローラは、前記第一ピストンの位置ズレ量が、規定の基準ズレ量を超えたタイミングで、前記第一ピストンの位置の修正、または、アラームの出力を行ってもよい。

【0013】

また、前記コントローラは、前記第一油圧シリンダまたは前記第二油圧シリンダの動作時間、動作回数および動作距離の少なくとも一つが、規定の基準値を超えたタイミングで、前記第一ピストンの位置の修正、または、アラームの出力を行ってもよい。

【0014】

また、前記第二油圧シリンダは、上位アクチュエータの可動部に組み込まれており、前記コントローラは、前記可動部の動作指令が停止したタイミングで、前記第一ピストンの位置の修正、または、アラームの出力を行ってもよい。

【0015】

また、前記修正機構は、さらに、前記バイパス配管に設けられた絞りを備えてもよい。

【0016】

また、前記第一油圧シリンダの容積は、前記第二油圧シリンダの容積よりも大きくてもよい。

【発明の効果】

【0017】

本明細書で開示する油圧システムによれば、第二ピストンを静止させた状態で第一ピストンを進退させることができるため、第一ピストンの位置を修正することができる。そして、これにより、作動油のリークが生じた場合でも、第二油圧シリンダの可動範囲を適切に維持できる。

【図面の簡単な説明】

【0018】

【図1】油圧システムの構成を示す模式図である

【図2】ブレーキの構成を示す模式図である。

【図3A】第二ピストンの可動範囲を説明する図である。

【図3B】第一ピストンの位置ズレが生じた場合の第二ピストンの可動範囲を説明する図である。

【図4】第一ピストンの位置修正の様子を示す模式図である。

【図5】第一ピストンの位置修正の流れを示すフローチャートである。

【図6】第一ピストンの位置修正の実行タイミングを決定する流れを示すフローチャートである。

【図7】油圧システムの他の一例を示す図である。

【図8】油圧システムの他の一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0019】

以下、図面を参照して油圧システム１０の構成について説明する。図１は、油圧システム１０の構成を示す模式図である。図１に示す通り、油圧システム１０は、第一油圧シリンダ２０と、第二油圧シリンダ４０と、直動機構９０と、複数の配管８０ａ，８０ｂ，８２と、コントローラ１２と、を有する。このうち、第二油圧シリンダ４０は、例えば、上位アクチュエータ１００の可動部１１０に組み込まれる。上位アクチュエータ１００は、第二油圧シリンダ４０の出力動力で運動する装置であり、例えば、多関節アーム型のロボットである。また、この場合、可動部１１０は、そのロボットの関節部やハンド部である。

【0020】

第一油圧シリンダ２０は、直動機構９０により駆動される油圧シリンダである。第一油圧シリンダ２０は、第一シリンダチューブ２２と、当該第一シリンダチューブ２２の内部で進退する第一ピストン２４と、を有する。第一ピストン２４には、第一ピストンロッド３６が連結されている。第一ピストンロッド３６は、第一ピストン２４から、第一シリンダチューブ２２の外側まで延びている。以下では、第一ピストン２４から見て第一ピストンロッド３６側を「進出方向」または「ロッド側」と呼び、反対側を「退避方向」または「ヘッド側」と呼ぶ。

【0021】

第一ピストン２４は、第一シリンダチューブ２２の内部を、第一容積室２６と第二容積室２８とに分割する。第一容積室２６は、第一ピストン２４よりヘッド側に位置しており、第二容積室２８は、第一ピストン２４よりロッド側に位置する。第一容積室２６は、第一連結配管８０ａを介して、後述する第三容積室４６に連通されている。第二容積室２８は、第二連結配管８０ｂを介して、後述する第四容積室４８に連通されている。

【0022】

第一位置センサ３８は、第一ピストン２４の位置を検出し、第一検出位置として出力する。ここで、第一位置センサ３８は、第一ピストン２４の位置を正確に検出するセンサでもよいが、第一ピストンのおおよその位置を検出する簡易的なセンサでもよい。例えば、第一位置センサ３８は、第一ピストン２４が規定の基準位置に到達した場合に信号を出力するリミットスイッチでもよい。また、この場合、リミットスイッチは、接触式および非接触式のいずれでもよい。

【0023】

第二油圧シリンダ４０は、第二シリンダチューブ４２と、第二シリンダチューブ４２の内部で進退する第二ピストン４４と、を有する。本例では、第二油圧シリンダ４０の容積は、第一油圧シリンダ２０の容積より小さい。第二ピストン４４には、第二ピストンロッド５６が連結されている。第二ピストンロッド５６は、第二シリンダチューブ４２の外側まで突出している。この第二シリンダチューブ４２には、リンク機構１１２が接続されている。そして、リンク機構１１２が動くことで、上位アクチュエータ１００の可動部１１０が動く。

【0024】

第二位置センサ５８は、第二ピストン４４の位置を、直接、または、リンク機構１１２を介して間接的に、検出し、第二検出位置として出力する。ここで、第二ピストン４４またはリンク機構１１２は、位置制御の対象物であるため、第二位置センサ５８は、第一位置センサ３８よりも、高精度なセンサが用いられる。

【0025】

第二ピストン４４は、第二シリンダチューブ４２の内部を、第三容積室４６と第四容積室４８とに分割する。第三容積室４６は、第二ピストン４４よりヘッド側に位置しており、第四容積室４８は、第二ピストン４４よりロッド側に位置する。上述した通り、第三容積室４６は、第一連結配管８０ａを介して、第一容積室２６に連通されている。また、第四容積室４８は、第二連結配管８０ｂを介して、第二容積室２８に連通されている。

【0026】

第一シリンダチューブ２２および第二シリンダチューブ４２の内部には、非圧縮性流体である作動油が充填されている。そのため、第一ピストン２４の退避に伴い、第一容積室２６の体積が低下すると、第一容積室２６内の作動油が、第一連結配管８０ａを介して第三容積室４６に流れ込み、第二ピストン４４が、進出方向に移動する。また、第一ピストン２４の進出に伴い、第二容積室２８の体積が低下すると、第二容積室２８内の作動油が、第二連結配管８０ｂを介して、第四容積室４８に流れ込み、第二ピストン４４が、退避方向に移動する。つまり、第一連結配管８０ａおよび第二連結配管８０ｂは、第一ピストン２４の運動を、作動油を介して第二ピストン４４に伝達する伝達機構として機能する。

【0027】

第二油圧シリンダ４０は、さらに、第二ピストン４４の移動を規制するブレーキ６０を有する。ブレーキ６０は、第二ピストンロッド５６に押し付けられ、摩擦力により、第二ピストンロッド５６の移動を規制する摩擦ブレーキである。図２は、このブレーキ６０の構成を示す模式図である。

【0028】

図２に示す通り、ブレーキ６０は、第二シリンダチューブ４２に対して固定された固定体６２と、固定体６２に対して動く可動体６４と、を有している。固定体６２には、第二ピストンロッド５６が挿通される貫通孔６３が形成されている。この貫通孔６３の内周面の一部には、ヘッド側に近づくにつれて縮径するテーパ面７４が形成されている。可動体６４は、このテーパ面７４に沿う楔部７６を有している。

【0029】

可動体６４は、スプリング６６により、ヘッド側に付勢されている。また、可動体６４と固定体６２との間には、密閉空間６７が形成されている。固定体６２には、この密閉空間６７に繋がる油圧供給路６８が、形成されている。ブレーキ用ポンプ７０によって、油圧源７２から密閉空間６７に作動油が供給された場合、可動体６４は、スプリング６６の付勢力に抗して、ロッド側に移動する。一方、密閉空間６７から作動油が流出すると、可動体６４は、スプリング６６の付勢力によりヘッド側に移動する。そしてこれにより、楔部７６が、テーパ面７４と第二ピストンロッド５６との隙間に入り込む。その結果、楔部７６と第二ピストンロッド５６との間に大きな摩擦が発生し、第二ピストンロッド５６および第二ピストン４４の移動が規制される。

【0030】

なお、ここで説明したブレーキ６０の構成は、一例であり、ブレーキ６０は、第二ピストン４４の移動を規制できるのであれば、他の構成でもよい。したがって、例えば、ブレーキ６０は、第二油圧シリンダ４０ではなく、第二油圧シリンダ４０からの出力動力で可動する可動部１１０に設けられてもよい。例えば、第二油圧シリンダ４０の出力動力で、ロボットの関節を動かす場合、ブレーキ６０は、そのロボットの関節の回転をロックするようなブレーキでもよい。また、ブレーキ６０は、摩擦ブレーキに限らず、他の形態のブレーキでもよい。

【0031】

次に、直動機構９０について説明する。直動機構９０は、第一ピストン２４を、直進進退させる。図１に示す通り、直動機構９０は、サーボモータ９２と、ギヤユニット９４と、ボールねじ９６と、を有する。ギヤユニット９４は、サーボモータ９２の出力軸に取り付けられた主ギヤ９４ａと、主ギヤ９４ａと噛み合う一対の副ギヤ９４ｂと、を有している。一対の副ギヤ９４ｂは、主ギヤ９４ａを挟んで１８０°対称位置に配されており、主ギヤ９４ａの回転に伴い、互いに同一方向に回転する。各副ギヤ９４ｂには、ボールねじ９６が固着されており、副ギヤ９４ｂの回転に伴い、ボールねじ９６も回転する。一対のボールねじ９６には、移動ブロック９８が、螺合締結されている。この移動ブロック９８には、第一ピストンロッド３６が固着されている。そのため、サーボモータ９２の駆動に伴い、一対のボールねじ９６が回転すると、移動ブロック９８ひいては、第一ピストンロッド３６および第一ピストン２４が、直進進退する。

【0032】

なお、ここで説明した直動機構９０は、一例である。直動機構９０は、第一ピストン２４を直進進退できるのであれば、他の構成でもよい。例えば、直動機構９０は、モータとタイミングベルトとを組み合わせた機構でもよいし、リニアモータを有した機構でもよい。

【0033】

また、図１に示すとおり、本例の油圧システム１０は、バイパス配管８２を有している。バイパス配管８２は、第一連結配管８０ａと第二連結配管８０ｂとを連通する。このバイパス配管８２には、バルブ８４および絞り８６が設けられている。バルブ８４は、バイパス配管８２を開閉できるのであれば、その構成は、限定されない。したがって、バルブ８４は、例えば、電気信号に応じて開閉可能なソレノイドバルブでもよいし、作業者の手動操作により開閉されるバルブでもよい。なお、バルブ８４として、作動油のリークが生じないリークレスバルブを用いれば、後述する第一ピストン２４の位置修正の頻度を低減できる。また、バルブ８４は、バイパス配管８２およびブレーキ６０とともに、第一ピストン２４の位置ズレを修正する修正機構として機能するが、これについては、後述する。

【0034】

コントローラ１２は、油圧システム１０の動作を制御する。かかるコントローラ１２は、物理的には、プロセッサ１４とメモリ１６を有したコンピュータである。この「コンピュータ」には、コンピュータシステムを一つの集積回路に組み込んだマイクロコントローラも含まれる。また、コントローラ１２は、単一のコンピュータに限らず、物理的に離れて設けられた複数のコンピュータを組み合わせて構成されてもよい。また、コントローラ１２は、油圧システム１０のために専用に設けられたコンピュータでもよいし、他の制御対象のために設けられたコンピュータでもよい。したがって、例えば、上位アクチュエータ１００の動作を制御するために設けられたコンピュータを、油圧システム１０のコントローラ１２として利用してもよい。

【0035】

コントローラ１２は、上位アクチュエータ１００からの動作指令に応じて、油圧システム１０を駆動する。具体的には、第二ピストンロッド５６の進出が必要な場合、コントローラ１２は、サーボモータ９２を駆動して、第一ピストン２４を退避方向に移動させる。また、第二ピストンロッド５６の退避が必要な場合、コントローラ１２は、サーボモータ９２を駆動して、第一ピストン２４を進出方向に移動させる。このとき、コントローラ１２は、第二ピストン４４、ひいては、リンク機構１１２の位置をモニタリングすればよく、第一ピストン２４の位置のモニタリングは、不要である。ただし、後述する第一ピストン２４の位置ズレを修正するために、第一ピストン２４の位置、ひいては、第一ピストン２４のズレ量ＤＥは、定期的に取得される。

【0036】

次に、第一ピストン２４の位置修正について説明する。はじめに、こうした位置修正が必要な理由について図３Ａ、図３Ｂを参照して説明する。本例では、上述した通り、第一ピストン２４の進退に伴い第一油圧シリンダ２０から流出する作動油を、第二油圧シリンダ４０に送り込むことで、第二ピストン４４を移動させている。

【0037】

こうしたピストン２４，４４の移動、ひいては、容積室２６、２８，４６，４８の体積変動に伴い、作動油に大きな圧力が作用し、作動油の内部リークおよび外部リークが生じる場合がある。内部リークでは、作動油が、ピストン２４，４４とシリンダチューブ２２，４２とのシールを通過し、シリンダチューブ２２，４２内で移動する。また、外部リークでは、作動油がピストンロッド３６，５６とシリンダチューブ２２，４２とのシールを通過し、シリンダチューブ２２，４２の外部に漏出する。

【0038】

第一油圧シリンダ２０において作動油のリーク、特に内部リークが発生すると、第一ピストン２４が、本来意図した位置からズレる。通常、第一ピストン２４の位置がズレたとしても、第二ピストン４４、ひいては、リンク機構１１２を適正に位置決めできれば問題とはならない。しかし、こうした第一ピストン２４の位置ズレが累積し、位置ズレ量ＤＥが、大きくなると、第二ピストン４４を適切に位置決めできない場合がある。

【0039】

例えば、第一シリンダチューブ２２断面積が、第二シリンダチューブ４２の断面積と同じであり、第一ピストン２４の移動量が、第二ピストン４４の移動量と同じになる油圧システム１０を考える。

【0040】

図３Ａに示すように、第二ピストン４４が、ロッド側の端部から距離Ｌ１だけ離れている場合に、第一ピストン２４が、ヘッド側の端部から距離Ｌ１以上離れているとする。この場合、第一ピストン２４は、ヘッド側に移動することで、第二ピストン４４を、ロッド側の端部まで進出させることができる。

【0041】

一方、図３Ａの状態から第一ピストン２４の往復動を繰り返すことで、作動油のリーク、ひいては第一ピストン２４の位置ズレが蓄積し、図３Ｂの状態に変化したとする。図３Ｂでは、第二ピストン４４が、ロッド側の端部から距離Ｌ１だけ離れている場合に、第一ピストン２４は、ヘッド側の端部から距離Ｌ２（なおＬ２＜Ｌ１）しか離れていない。この場合、第一ピストン２４をヘッド側の端部まで移動させたとしても、第二ピストン４４をロッド側端部まで移動させることができない。その結果、作動油のリーク、ひいては第一ピストン２４の位置ズレが累積した図３Ｂの状態では、第二ピストン４４を、適切に、位置決めできない。

【0042】

こうした問題は、第一油圧シリンダ２０の容積を第二油圧シリンダ４０の容積よりも十分に大きくすることで、ある程度解消できる。例えば、図３Ｂの例では、第一ピストン２４の位置ズレが発生した状態で、第一ピストン２４からヘッド側端部までの距離がＬ１以上になるように、第一油圧シリンダ２０の容積を大きくすれば、第二ピストン４４を適切に位置決めできる。しかし、第一油圧シリンダ２０を大きくしたとしても、第一ピストン２４の位置ズレがさらに累積すれば、いずれ、第一ピストン２４を適切に位置決めできない状況が発生する。また、第一油圧シリンダ２０を、大型化した場合、油圧システム１０全体の大型化やコスト増加という別の問題が生じる。

【0043】

そこで、本例では、バイパス配管８２およびバルブ８４を設け、第一ピストンの位置を修正する。これについて、図４、図５を参照して説明する。図４は、第一ピストン２４の位置修正の様子を示す模式図である。また、図５は、第一ピストン２４の位置修正の流れを示すフローチャートである。

【0044】

第一ピストン２４の位置修正が必要な場合、コントローラ１２は、直動機構９０を駆動して、第二ピストン４４を、規定の従動側基準位置Ｐｂまで移動させる（Ｓ１０）。このとき、バルブ８４は、図１に示すように、閉鎖されている。

【0045】

ここで、従動側基準位置Ｐｂは、第二ピストン４４の可動範囲内であれば、特に限定されない。したがって、従動側基準位置Ｐｂは、第二シリンダチューブ４２の端部でもよいし、中間位置でもよい。本例では、第二シリンダチューブ４２の中心位置を、従動側基準位置Ｐｂとしている。従動側基準位置Ｐｂを、第二シリンダチューブ４２の中心位置とすれば、第一ピストン２４の位置ズレ量ＤＥが大きい場合でも、第二ピストン４４を従動側基準位置Ｐｂまで確実に移動させることができる。

【0046】

第二ピストン４４が従動側基準位置Ｐｂまで移動すれば、コントローラ１２は、直動機構９０を停止したうえで、ブレーキ６０を作動させる（Ｓ１２）。これにより、第二ピストン４４は、従動側基準位置Ｐｂで固定される。

【0047】

続いて、コントローラ１２は、図５に示すように、バルブ８４を開放する（Ｓ１４）。その後、コントローラ１２は、直動機構９０を駆動し、第一ピストン２４を駆動側基準位置Ｐａまで移動させる（Ｓ１６）。ここで、駆動側基準位置Ｐａとは、従動側基準位置Ｐｂに対応する位置である。したがって、第一ピストン２４の位置ズレがない理想状態において、第一ピストン２４を駆動側基準位置Ｐａまで移動させたとき、第二ピストン４４は、従動側基準位置Ｐｂまで移動する。

【0048】

ブレーキ６０を作動させるとともにバルブ８４を開放した状態で第一ピストン２４を移動させると、第一容積室２６および第二容積室２８との間で作動油が送受される。図４の例では、第一ピストン２４を実線の位置から破線の位置まで移動させると、第二容積室２８の作動油が、バイパス配管８２を通って、第一容積室２６に流入する。これにより、第一油圧シリンダ２０における内部リーク、ひいては、第一ピストン２４の位置ズレが解消される。

【0049】

なお、第一容積室２６と第二容積室２８は、体積が異なるため、ステップＳ１６で第一ピストン２４を移動させた際には、作動油の圧縮率が変化し、容積室２６，２８の内圧が変化する。この内圧の変化は、作動油に混入した空気量や、配管８０ａ，８０ｂ，８２の柔らかさ等の影響を受ける。ただし、位置ズレが生じる前の初期位置では、無理のない圧力であったはずなので、元の位置まで位置ズレを修正しても問題は生じない。

【0050】

また、バルブ８４を開くと、第二油圧シリンダ４０の第三容積室４６および第四容積室４８が同じ圧力になるように、第三容積室４６および第四容積室４８の間でも作動油が、送受される。このとき、急激な圧力変化を避けるために、本例では、バイパス配管８２に絞り８６を設け、作動油の急激な移動を防止している。

【0051】

第一ピストン２４が、駆動側基準位置Ｐａまで移動すれば、コントローラ１２は、直動機構９０を停止したうえで、バルブ８４の閉鎖およびブレーキ６０の解除を行う（Ｓ１８，Ｓ２０）。そして、ブレーキ６０を解除すれば、第一ピストン２４の位置修正は、終了となる。

【0052】

以上の説明で明らかな通り、本例によれば、第一ピストン２４の位置ズレを修正できる。その結果、作動油のリークが累積した場合でも、この影響を解消でき、第二ピストン４４を適切に位置決めできる。

【0053】

なお、図５の例では、コントローラ１２が、第一ピストン２４の位置修正を実行している。しかし、作業者が、上述のフローの一部を手動で行ってもよい。例えば、コントローラ１２は、位置修正が必要と判断した場合、作業者に対して、位置修正の実行を促すためのアラームを出力してもよい。この場合、作業者は、必要に応じて、直動機構９０、ブレーキ６０、およびバルブ８４の少なくとも一つを手動で動作させてもよい。

【0054】

次に、第一ピストン２４の位置修正の実行タイミングについて説明する。上述した通り、第一油圧シリンダ２０の容積を、第二シリンダの容積よりも大きくしておけば、ある程度の位置ズレ量ＤＥを許容できる。そこで、許容可能な位置ズレ量を、基準ズレ量ＤＥｓｔとして予め記憶しておいてもよい。そして、コントローラ１２は、実際に生じているズレ量ＤＥが、この基準ズレ量ＤＥｓｔ以上になった場合に、図５に示す位置ズレ修正を実行、あるいは、アラームを出力してもよい。この場合、コントローラ１２は、油圧システム１０を駆動している期間中、第一ピストン２４の位置ズレ量ＤＥをモニタリングしておく。例えば、コントローラ１２は、油圧システム１０の駆動期間中、第一ピストン２４が、駆動側基準位置Ｐａに到達するたびに、第二ピストン４４の位置を第二検出位置として取得する。コントローラ１２は、得られた第二検出位置と、従動側基準位置Ｐｂとの差分値を、位置ズレ量ＤＥとして算出する。そして、算出された位置ズレ量ＤＥが、規定の基準ズレ量ＤＥｓｔ以上になった場合に、第一ピストン２４の位置修正を実行、あるいは、アラームを出力してもよい。

【0055】

また、別の形態として、コントローラ１２は、第一油圧シリンダ２０または第二油圧シリンダ４０の動作時間、動作回数、および動作距離の少なくとも一つが規定の基準値を越えたタイミングで、第一ピストン２４の位置修正を実行、あるいは、アラームを出力してもよい。

【0056】

また、別の形態として、コントローラ１２は、第二油圧シリンダ４０が組み込まれた可動部１１０に対する動作指令が停止したタイミングで、第一ピストン２４の位置修正を実行、あるいは、アラームを出力してもよい。図６は、この場合の処理の流れを示すフローチャートである。図６に示すとおり、コントローラ１２は、第二油圧シリンダ４０が組み込まれた可動部１１０に対する動作指令の有無を監視する（Ｓ３０）。その結果、可動部１１０に対する動作指令がある場合は、位置修正を行うことなく、待機する。一方、可動部１１０に対する動作指令がない場合、コントローラ１２は、直近で取得された位置ズレ量ＤＥと、基準ズレ量ＤＥｓｔと、を比較する（Ｓ３２）。比較の結果、位置ズレ量ＤＥが、基準ズレ量ＤＥｓｔ未満の場合には、位置修正を行うことなく、待機する。一方、位置ズレ量ＤＥが、基準ズレ量ＤＥｓｔ以上の場合、コントローラ１２は、図５のフローに従って、第一ピストン２４の位置ズレを修正する（Ｓ３４）。なお、当然ながら、位置修正の実行中に、可動部１１０に対する動作指令を受信した場合、コントローラ１２は、位置修正処理を中断したうえで、動作指令に従って、油圧システム１０を駆動する。

【0057】

また、これまで説明した構成は、いずれも、一例である。油圧システム１０は、第一油圧シリンダ２０および第二油圧シリンダ４０を連結する二つの連結配管８０ａ，８０ｂと、二つの連結配管８０ａ，８０ｂを連結するバイパス配管８２と、バイパス配管８２を開閉するバルブ８４と、第二ピストン４４の移動を規制するブレーキ６０と、を有するのであれば、その他の構成は変更されてもよい。例えば、上述の説明では、第一油圧シリンダ２０のヘッド側の容積室と、第二油圧シリンダ４０のヘッド側の容積室と、を連結配管８０ａで連結している。しかし、この連結される容積室の組み合わせは変更されてもよい。例えば、図７に示すとおり、第一油圧シリンダ２０のヘッド側に位置する第一容積室２６が、第二油圧シリンダ４０のロッド側に位置する第三容積室４６と、第一連結配管８０ａで連結されてもよい。この場合、当然ながら、第一油圧シリンダ２０のロッド側に位置する第二容積室２８は、第二油圧シリンダ４０のヘッド側に位置する第四容積室４８と、第二連結配管８０ｂで連結される。

【0058】

また、外部リークによる作動油の減少を補償するために、図８に示すように、油圧システム１０に、さらに、アキュムレータ９９を設けてもよい。この場合、アキュムレータ９９は、第一連結配管８０ａおよび第二連結配管８０ｂに接続される。

【符号の説明】

【0059】

１０ 油圧システム、１２ コントローラ、１４ プロセッサ、１６ メモリ、２０ 第一油圧シリンダ、２２ 第一シリンダチューブ、２４ 第一ピストン、２６ 第一容積室、２８ 第二容積室、３６ 第一ピストンロッド、３８ 第一位置センサ、４０ 第二油圧シリンダ、４２ 第二シリンダチューブ、４４ 第二ピストン、４６ 第三容積室、４８ 第四容積室、５６ 第二ピストンロッド、５８ 第二位置センサ、６０ ブレーキ、６２ 固定体、６３ 貫通孔、６４ 可動体、６６ スプリング、６７ 密閉空間、６８ 油圧供給路、７０ ブレーキ用ポンプ、７２ 油圧源、７４ テーパ面、７６ 楔部、８０ａ 第一連結配管、８０ｂ 第二連結配管、８２ バイパス配管、８４ バルブ、８６ 絞り、９０ 直動機構、９２ サーボモータ、９４ ギヤユニット、９６ ボールねじ、９８ 移動ブロック、９９ アキュムレータ、１００ 上位アクチュエータ、１１０ 可動部、１１２ リンク機構。

【図1】

【図2】

【図3A】

【図3B】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】